JPH09289218A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH09289218A JPH09289218A JP12269596A JP12269596A JPH09289218A JP H09289218 A JPH09289218 A JP H09289218A JP 12269596 A JP12269596 A JP 12269596A JP 12269596 A JP12269596 A JP 12269596A JP H09289218 A JPH09289218 A JP H09289218A
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- lead frame
- solvent
- conductive
- conductive adhesive
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- Die Bonding (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 接着強度に優れ、半導体チップの反りが少な
く、ボイドやチップクラックの発生がなく、半導体チッ
プの大型化と表面実装に対応した信頼性の高い半導体装
置を提供する。 【解決手段】 （Ａ）アクリル樹脂など熱可塑性樹脂、
（Ｂ）導電性粉末および（Ｃ）溶剤を必須成分とする導
電性接着剤をリードフレーム上に塗布乾燥した接着剤層
により、半導体チップとリードフレームとを接着固定し
てなることを特徴とする半導体装置である。
く、ボイドやチップクラックの発生がなく、半導体チッ
プの大型化と表面実装に対応した信頼性の高い半導体装
置を提供する。 【解決手段】 （Ａ）アクリル樹脂など熱可塑性樹脂、
（Ｂ）導電性粉末および（Ｃ）溶剤を必須成分とする導
電性接着剤をリードフレーム上に塗布乾燥した接着剤層
により、半導体チップとリードフレームとを接着固定し
てなることを特徴とする半導体装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップの反
りが少なく、ボイド等の発生のない、半導体チップの大
型化に対応した半導体装置に関する。
りが少なく、ボイド等の発生のない、半導体チップの大
型化に対応した半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】リードフレーム上の所定部分にＩＣ、Ｌ
ＳＩ等の半導体チップを接続する工程は、素子の長期信
頼性に影響を与える重要な工程の一つである。従来から
この接続方法として、低融点の合金（半田）を用いてろ
う付けする方法や、導電性接着剤を使用する方法等があ
る。
ＳＩ等の半導体チップを接続する工程は、素子の長期信
頼性に影響を与える重要な工程の一つである。従来から
この接続方法として、低融点の合金（半田）を用いてろ
う付けする方法や、導電性接着剤を使用する方法等があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半田を使用す
る方法は、半田や半田ボールが飛散して電極等に付着
し、腐蝕断線の原因になることが指摘されている。エポ
キシ樹脂等の接着剤を使用する方法では、近年のＩＣ、
ＬＳＩ等の半導体チップの大型化に伴う反り問題に対応
するため、低応力化の目的で樹脂中にゴム成分やその他
の熱可塑性樹脂を導入する方法が取られているが、ゴム
成分がペースト中に存在するとディスペンス等のペース
ト塗布において、作業性が著しく悪化する欠点があっ
た。また、その他の熱可塑性樹脂を導入する方法は、エ
ポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂との相溶性が悪く、熱可塑
性樹脂を含む接着剤の多くは使用時においてペースト状
を保持させるために、溶剤や反応性液状物に希釈されて
いる。特に、熱可塑性樹脂は希釈効率が一般的に悪く、
大量の希釈溶剤等を必要とする。そのために、硬化時に
接着剤層にボイドが発生し、さらにチップクラックの発
生や接着力の低下を引き起こし、素子の信頼性を低下さ
せる欠点があった。このためチップの反り及びボイドの
発生がなく、チップの大型化に対応した半導体装置の開
発が強く要望されていた。
る方法は、半田や半田ボールが飛散して電極等に付着
し、腐蝕断線の原因になることが指摘されている。エポ
キシ樹脂等の接着剤を使用する方法では、近年のＩＣ、
ＬＳＩ等の半導体チップの大型化に伴う反り問題に対応
するため、低応力化の目的で樹脂中にゴム成分やその他
の熱可塑性樹脂を導入する方法が取られているが、ゴム
成分がペースト中に存在するとディスペンス等のペース
ト塗布において、作業性が著しく悪化する欠点があっ
た。また、その他の熱可塑性樹脂を導入する方法は、エ
ポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂との相溶性が悪く、熱可塑
性樹脂を含む接着剤の多くは使用時においてペースト状
を保持させるために、溶剤や反応性液状物に希釈されて
いる。特に、熱可塑性樹脂は希釈効率が一般的に悪く、
大量の希釈溶剤等を必要とする。そのために、硬化時に
接着剤層にボイドが発生し、さらにチップクラックの発
生や接着力の低下を引き起こし、素子の信頼性を低下さ
せる欠点があった。このためチップの反り及びボイドの
発生がなく、チップの大型化に対応した半導体装置の開
発が強く要望されていた。
【０００４】本発明は、上記の欠点を解消するためにな
されたもので、接着強度に優れ、半導体チップの反りが
少なく、また、ボイドやチップクラックの発生がなく、
半導体チップの大型化と表面実装に対応した、信頼性の
高い半導体装置を提供しようとするものである。
されたもので、接着強度に優れ、半導体チップの反りが
少なく、また、ボイドやチップクラックの発生がなく、
半導体チップの大型化と表面実装に対応した、信頼性の
高い半導体装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述する組成
の導電性接着剤を塗布乾燥させ、その接着剤層にマウン
トすることによって、上記の目的を達成できることを見
いだし、本発明を完成したものである。
的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述する組成
の導電性接着剤を塗布乾燥させ、その接着剤層にマウン
トすることによって、上記の目的を達成できることを見
いだし、本発明を完成したものである。
【０００６】即ち、本発明は、（Ａ）熱可塑性樹脂、
（Ｂ）導電性粉末および（Ｃ）溶剤を必須成分とする導
電性接着剤をリードフレーム上に塗布乾燥した接着剤層
により、半導体チップとリードフレームとを接着固定し
てなることを特徴とする半導体装置である。
（Ｂ）導電性粉末および（Ｃ）溶剤を必須成分とする導
電性接着剤をリードフレーム上に塗布乾燥した接着剤層
により、半導体チップとリードフレームとを接着固定し
てなることを特徴とする半導体装置である。
【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】本発明に用いる導電性接着剤は、（Ａ）熱
可塑性樹脂、（Ｂ）導電性粉末および（Ｃ）溶剤を必須
成分とするものであり、これらの各成分について説明す
る。（Ａ）熱可塑性樹脂としては、ユリア樹脂、メラミ
ン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキ
シ樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、
アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ウレタン樹
脂、ビニルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、α−オレフ
ィン無水マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド
樹脂等が挙げられ、樹脂の分子量等に制限されるもので
はなく、広く使用することができる。これらの熱可塑性
樹脂は単独又は2 種以上混合して使用することができ
る。
可塑性樹脂、（Ｂ）導電性粉末および（Ｃ）溶剤を必須
成分とするものであり、これらの各成分について説明す
る。（Ａ）熱可塑性樹脂としては、ユリア樹脂、メラミ
ン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキ
シ樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、
アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ウレタン樹
脂、ビニルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、α−オレフ
ィン無水マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド
樹脂等が挙げられ、樹脂の分子量等に制限されるもので
はなく、広く使用することができる。これらの熱可塑性
樹脂は単独又は2 種以上混合して使用することができ
る。
【０００９】（Ｂ）導電性粉末としては、アルカリ金属
イオン、ハロゲンイオン等の不純物の含有がごく少量で
あることが望ましく、そのため、必要であればイオン交
換水或いはイオン交換樹脂、で洗浄し、不純物を取り除
いたものであることが好ましい。具体的な導電性粉末と
しては、金粉末、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、カー
ボン粉末、表面に導電性物質層を有する粉末が挙げら
れ、これらは、単独又は2種以上混合して使用すること
ができる。また、バインダーとなる樹脂と導電性粉末と
の配合割合は、重量比で80：20〜20：80の範囲であるこ
とが望ましい。導電性粉末が20重量部未満では十分な接
着強度が得られず、80重量部を超えると作業性や密着性
が低下し好ましくない。
イオン、ハロゲンイオン等の不純物の含有がごく少量で
あることが望ましく、そのため、必要であればイオン交
換水或いはイオン交換樹脂、で洗浄し、不純物を取り除
いたものであることが好ましい。具体的な導電性粉末と
しては、金粉末、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、カー
ボン粉末、表面に導電性物質層を有する粉末が挙げら
れ、これらは、単独又は2種以上混合して使用すること
ができる。また、バインダーとなる樹脂と導電性粉末と
の配合割合は、重量比で80：20〜20：80の範囲であるこ
とが望ましい。導電性粉末が20重量部未満では十分な接
着強度が得られず、80重量部を超えると作業性や密着性
が低下し好ましくない。
【００１０】（Ｃ）溶剤としては、ジオキサン、ヘキサ
ン、ベンゼン、トルエン、ソルベントナフサ、工業用ガ
ソリン、酢酸セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビ
トールアセテート、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル
ピロリドン等が挙げられ、これらは、単独又は 2種以上
混合して使用することができる。
ン、ベンゼン、トルエン、ソルベントナフサ、工業用ガ
ソリン、酢酸セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビ
トールアセテート、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル
ピロリドン等が挙げられ、これらは、単独又は 2種以上
混合して使用することができる。
【００１１】本発明に用いる導電性接着剤は上述した熱
可塑性樹脂、導電性粉末および溶剤を必須成分とするも
のであるが、本発明の目的に反しない限り、また、必要
に応じて他の成分、例えば、消泡剤、カップリング剤、
その他の添加剤等を添加配合することができる。
可塑性樹脂、導電性粉末および溶剤を必須成分とするも
のであるが、本発明の目的に反しない限り、また、必要
に応じて他の成分、例えば、消泡剤、カップリング剤、
その他の添加剤等を添加配合することができる。
【００１２】本発明に用いる導電性接着剤の製造方法
は、常法に従い上述した各成分を十分混合した後、更に
例えば三本ロール等により均一に混練処理を行い、減圧
脱泡して製造することができる。
は、常法に従い上述した各成分を十分混合した後、更に
例えば三本ロール等により均一に混練処理を行い、減圧
脱泡して製造することができる。
【００１３】こうして製造した導電性接着剤は、リード
フレーム又はリードのチップベッド部分にスクリーン印
刷した後、加熱等の方法で溶剤を除去して、 5〜100 μ
m 厚程度の接着剤層を形成させる。この接着剤の形成に
おいては、接着剤層に含まれる溶剤残量が 1重量％以下
であることが望ましい。溶剤残量が 1重量％を超えると
残留溶剤の影響により、マウント工程においてボイドが
発生し好ましくない。接着剤層を形成したリードフレー
ム上に通常のアッセンブリー工程同様、各ダイシング済
み半導体チップを導電性接着剤ごとマウントし、120 〜
300 ℃の温度で数十秒から数分間ヒートブロック上で加
熱硬化させて使用する。また、オーブンで 150〜200 ℃
の温度で数分間から数時間硬化させて使用することがで
きる。その後ワイヤボンディングを行い樹脂封止材で封
止して半導体装置を製造することができる。
フレーム又はリードのチップベッド部分にスクリーン印
刷した後、加熱等の方法で溶剤を除去して、 5〜100 μ
m 厚程度の接着剤層を形成させる。この接着剤の形成に
おいては、接着剤層に含まれる溶剤残量が 1重量％以下
であることが望ましい。溶剤残量が 1重量％を超えると
残留溶剤の影響により、マウント工程においてボイドが
発生し好ましくない。接着剤層を形成したリードフレー
ム上に通常のアッセンブリー工程同様、各ダイシング済
み半導体チップを導電性接着剤ごとマウントし、120 〜
300 ℃の温度で数十秒から数分間ヒートブロック上で加
熱硬化させて使用する。また、オーブンで 150〜200 ℃
の温度で数分間から数時間硬化させて使用することがで
きる。その後ワイヤボンディングを行い樹脂封止材で封
止して半導体装置を製造することができる。
【００１４】本発明の半導体装置は、導電性接着剤を用
いてスクリーン印刷することによって目的を達成するこ
とができたものである。この導電性接着剤は、熱可塑性
樹脂、導電性粉末および溶剤を必須成分とし、溶剤残量
が 1重量％以下であり、この導電性接着剤をスクリーン
印刷することによって従来のディスペンサー滴下法より
溶融残存率の少ない、また、組成の自由度の高い導電性
接着剤層が形成される。可溶性の導電性接着剤の組成
は、熱可塑性樹脂の中から自由にその種類、配合量が選
択できるので、大型チップの反り変形がなく、また、ボ
イドの発生やチップクラックがないとともに、製造工程
のハンドリング性がよく、半導体組立てラインの合理化
が可能となり、信頼性の高い半導体装置を製造すること
ができる。
いてスクリーン印刷することによって目的を達成するこ
とができたものである。この導電性接着剤は、熱可塑性
樹脂、導電性粉末および溶剤を必須成分とし、溶剤残量
が 1重量％以下であり、この導電性接着剤をスクリーン
印刷することによって従来のディスペンサー滴下法より
溶融残存率の少ない、また、組成の自由度の高い導電性
接着剤層が形成される。可溶性の導電性接着剤の組成
は、熱可塑性樹脂の中から自由にその種類、配合量が選
択できるので、大型チップの反り変形がなく、また、ボ
イドの発生やチップクラックがないとともに、製造工程
のハンドリング性がよく、半導体組立てラインの合理化
が可能となり、信頼性の高い半導体装置を製造すること
ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明を実施例によって説明
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。以下の実施例および比較例において「部」
とは特に説明のない限り「重量部」を意味する。
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。以下の実施例および比較例において「部」
とは特に説明のない限り「重量部」を意味する。
【００１６】実施例１ 熱可塑性樹脂のＡ−１９５（大日本インキ化学工業社
製、アクリル樹脂商品名）30部 銀粉末50部、溶剤20部
を混合し、さらにディスパースにより混練して導電性接
着剤（Ａ）を製造した。この導電性接着剤（Ａ）を用い
て、リードフレーム上にスクリーン印刷し、加熱、乾燥
した後に半導体チップをマウントした。150 ℃に加熱
し、半導体チップを5 秒間加圧して接着固定して半導体
装置を製造した。
製、アクリル樹脂商品名）30部 銀粉末50部、溶剤20部
を混合し、さらにディスパースにより混練して導電性接
着剤（Ａ）を製造した。この導電性接着剤（Ａ）を用い
て、リードフレーム上にスクリーン印刷し、加熱、乾燥
した後に半導体チップをマウントした。150 ℃に加熱
し、半導体チップを5 秒間加圧して接着固定して半導体
装置を製造した。
【００１７】実施例２ エポキシ樹脂エピコート１００４（油化シェルエポキシ
社製、商品名）10部をブチルセロソルブアセテートの10
部に溶解した。この溶液に銀粉末80部を混合し、さらに
ディスパースにより混練して導電性接着剤（Ｂ）を製造
した。この導電性接着剤（Ｂ）を用いて、リードフレー
ム上にスクリーン印刷し、加熱、乾燥した後に半導体チ
ップをマウントした。150 ℃に加熱し、半導体チップを
5 秒間加圧して接着固定して半導体装置を製造した。
社製、商品名）10部をブチルセロソルブアセテートの10
部に溶解した。この溶液に銀粉末80部を混合し、さらに
ディスパースにより混練して導電性接着剤（Ｂ）を製造
した。この導電性接着剤（Ｂ）を用いて、リードフレー
ム上にスクリーン印刷し、加熱、乾燥した後に半導体チ
ップをマウントした。150 ℃に加熱し、半導体チップを
5 秒間加圧して接着固定して半導体装置を製造した。
【００１８】比較例１ 実施例１で製造した導電性接着剤（Ａ）を用いて、シリ
ンジに充填し、ディスペンサーを用いてリードフレーム
上に吐出してペーストが乾燥する前に半導体チップをマ
ウントする。その後、加熱硬化させて半導体装置を製造
した。
ンジに充填し、ディスペンサーを用いてリードフレーム
上に吐出してペーストが乾燥する前に半導体チップをマ
ウントする。その後、加熱硬化させて半導体装置を製造
した。
【００１９】比較例２ 実施例２で製造した導電性接着剤（Ｂ）を用いて、リー
ドフレーム上に吐出してペーストが乾燥する前に半導体
チップをマウントする。その後、加熱硬化させて半導体
装置を製造した。
ドフレーム上に吐出してペーストが乾燥する前に半導体
チップをマウントする。その後、加熱硬化させて半導体
装置を製造した。
【００２０】比較例３ 市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型半導体用導電性接着
剤（Ｃ）を入手した。この導電性接着剤（Ｃ）を用い
て、シリンジに充填し、ディスペンサーを用いてリード
フレーム上に吐出してペーストが乾燥する前に半導体チ
ップをマウントする。その後、加熱硬化させて半導体装
置を製造した。
剤（Ｃ）を入手した。この導電性接着剤（Ｃ）を用い
て、シリンジに充填し、ディスペンサーを用いてリード
フレーム上に吐出してペーストが乾燥する前に半導体チ
ップをマウントする。その後、加熱硬化させて半導体装
置を製造した。
【００２１】これらの半導体装置について、接着強度、
接着剤層のボイドの有無、半導体チップの反りの試験を
行った。その結果を表１に示したが、いずれも本発明が
優れており、本発明の顕著な効果が認められた。
接着剤層のボイドの有無、半導体チップの反りの試験を
行った。その結果を表１に示したが、いずれも本発明が
優れており、本発明の顕著な効果が認められた。
【００２２】
【表１】 ＊1 ：銀メッキしたリードフレーム（銅系、200 μｍ厚）上に 2×2 ｍｍの半導 体チップを接着し、25℃の温度でプッシュプルゲージを用いて剪断力を測定した 。 ＊2 ：銀メッキしたリードフレーム（銅系、200 μｍ厚）上に 2×2 ｍｍの半導 体チップを接着し、121 ℃×100 ％Ｒ、Ｈ×2 ａｔｍ×24時間処理後、25℃の温 度でプッシュプルゲージを用いて剪断力を測定した。 ＊3 ：半導体チップの裏面のボイドの有無を目視で評価した。○印…ボイドの発 生なし、×印…ボイドの発生有り。 ＊4 ：ワイヤボンディング後の半導体チップの表面を表面粗さ計で測定し、半導 体チップ中央部と端部との距離を測定した。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明および表１から明らかなよう
に、本発明の半導体装置は、接着強度に優れ、半導体チ
ップの反りが少なく、ボイドやチップクラックの発生が
なく、半導体チップの大型化と表面実装に対応した信頼
性の高いものである。また、製造工程の短縮化、合理化
に寄与する有益なものである。
に、本発明の半導体装置は、接着強度に優れ、半導体チ
ップの反りが少なく、ボイドやチップクラックの発生が
なく、半導体チップの大型化と表面実装に対応した信頼
性の高いものである。また、製造工程の短縮化、合理化
に寄与する有益なものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）導電性粉末
および（Ｃ）溶剤を必須成分とする導電性接着剤をリー
ドフレーム上に塗布乾燥した接着剤層により、半導体チ
ップとリードフレームとを接着固定してなることを特徴
とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12269596A JPH09289218A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12269596A JPH09289218A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289218A true JPH09289218A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14842333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12269596A Pending JPH09289218A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09289218A (ja) |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP12269596A patent/JPH09289218A/ja active Pending
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