JPH10120873A - Insulating resin paste for semiconductor - Google Patents

Insulating resin paste for semiconductor

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JPH10120873A
JPH10120873A JP27111796A JP27111796A JPH10120873A JP H10120873 A JPH10120873 A JP H10120873A JP 27111796 A JP27111796 A JP 27111796A JP 27111796 A JP27111796 A JP 27111796A JP H10120873 A JPH10120873 A JP H10120873A
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JP
Japan
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epoxy resin
paste
epoxy
silica filler
compound
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Pending
Application number
JP27111796A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingo Ito
慎吾 伊藤
Hikari Okubo
光 大久保
Toshiro Takeda
敏郎 竹田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high-reliability insulating resin paste free from faults due to cracking or warpage when used in combination of a large chip (e.g. IC) with a copper frame and cracks due to heat cycle in a thin package application by using a specified epoxy resin, a liquid polybutadiene compound, an imidazole compound and a silica filler as the essential components. SOLUTION: This paste essentially consists of an epoxy resin (A) containing at least 30wt.%, based on the entire epoxy resin, reaction product of (a)mol of an epoxy resin represented by the formula (wherein R1 and R2 are each a divalent 1-5C aliphatic group or a residue derived by removing two hydrogen atoms from a 6C or higher aromatic) with (b)mol of bisphenol F (a/b=1-3), a liquid epoxy polybutadiene (B) having a molecular weight of 800-2,000, an imidazole compound (C) and a silica filler (D). The ratio (B)/[(A)+(B)+(C)] should be 0.1-0.3 by weight. The silica filler is desirably one having a mean particle diameter of 1-20μm and a maximum particle diameter of 50μm or below.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はIC、LSI等の半
導体素子を金属フレーム等に接着する絶縁樹脂ペースト
に関するものである。
The present invention relates to an insulating resin paste for bonding a semiconductor element such as an IC or an LSI to a metal frame or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のエレクトロニクス産業の著しい発
展に伴い、トランジスタ、IC、LSI、超LSIと半
導体素子における回路の集積度は急激に増大しており、
半導体素子の大きさも、従来長辺が数mm程度だったも
のが10数mmと飛躍的に増大している。また、リード
フレームも従来の42アロイ合金から熱伝導性も良く安
価である銅材が主流となりつつあり、一方、半導体製品
の実装方法は表面実装法にしかも高密度実装化の為半導
体製品自体の大きさは小さくしかも薄くなってきてい
る。このような半導体製品の動向に従い半導体製品の構
成材料に対する要求性能も変化してきており、半導体素
子と金属フレームを接合するダイボンディング用樹脂ペ
ーストに対しても、従来求められていた接合の信頼性の
みならず、大型チップと銅フレームの熱膨張率の差に基
づく熱応力を吸収緩和する応力緩和特性さらには薄型パ
ッケージでの耐ヒートサイクル特性が要求され始めてい
る。ここで、応力緩和特性は半導体素子の材料であるシ
リコン等の線熱膨張係数が3×10-6-1であるのに対
し銅フレームの線熱膨張係数は20×10-6-1と一桁
大きいため、ダイボンディング用樹脂ペースト加熱硬化
後の冷却過程、及び冷熱処理の冷却時に銅フレームの方
がシリコンチップより大きな割合で収縮し、チップの反
りひいてはチップクラックあるいはダイボンディング用
樹脂ペーストの剥離等を引き起こし、IC、LSI等の
半導体製品の特性不良の一因となりうる可能性がある。
2. Description of the Related Art With the remarkable development of the electronics industry in recent years, the degree of integration of circuits in transistors, ICs, LSIs, VLSIs and semiconductor devices has been rapidly increasing.
The size of a semiconductor element has been dramatically increased from a long side of about several mm to ten and several mm. In addition, the lead frame is also mainly made of inexpensive copper material with good thermal conductivity from the conventional 42 alloy alloy. On the other hand, the mounting method of the semiconductor product is a surface mounting method and the semiconductor product itself is used for high density mounting. The size is getting smaller and thinner. In accordance with the trend of such semiconductor products, the required performance of constituent materials of the semiconductor products is also changing, and even for the resin bonding paste for bonding the semiconductor element and the metal frame, only the conventionally required bonding reliability is required. Instead, a stress relaxation property for absorbing and relaxing thermal stress based on a difference in thermal expansion coefficient between a large chip and a copper frame, and a heat cycle resistance property in a thin package have been required. Here, the stress relaxation characteristic is such that the linear thermal expansion coefficient of silicon or the like as a material of the semiconductor element is 3 × 10 −6 ° C. −1 , whereas the linear thermal expansion coefficient of the copper frame is 20 × 10 −6 ° C. −1. Because of this, the copper frame shrinks at a larger rate than the silicon chip during the cooling process after heating and curing the die bonding resin paste, and during the cooling and heat treatment, resulting in chip warpage and chip cracking or die bonding resin paste. Of the semiconductor products such as ICs and LSIs.

【0003】このような熱応力を吸収緩和するためにダ
イボンディング用樹脂ペーストを低弾性率にする必要が
あるが、従来のエポキシ系ダイボンディング用樹脂ペー
ストでは、熱硬化性樹脂であるため三次元架橋し弾性率
が高くなり、大型チップと銅フレームとの熱膨張率の差
に基づく歪を吸収するに至らなかった。一方線状高分子
タイプのポリイミド樹脂系ダイボンディング用樹脂ペー
ストではエポキシ系ダイボンディング用樹脂ペーストに
比べ硬化物の弾性率は小さく、チップの反りは改良され
る。しかしポリイミド樹脂をダイボンディング用樹脂ペ
ーストとして用いる場合には、塗布作業性の点からN−
メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミ
ド等の多量の極性溶剤に溶解して粘度を調整しなければ
ならない。このときの溶剤量はダイボンディング用樹脂
ペーストの30wt%にもなり、半導体素子と金属フレ
ームの接着に用いた場合硬化加熱時の溶剤の抜け後とし
て硬化物中にボイドが発生し、接着強度、熱伝導性の低
下の原因となり信頼性の面から好ましくない。また、表
面実装あるいは高密度実装を目的としたパッケージサイ
ズの小型化、薄型化に基づくヒートサイクル処理時の熱
応力の急激な増加により半導体封止材だけでなくダイボ
ンディング用樹脂ペーストにも耐ヒートサイクルクラッ
ク性が要求されてきている。ダイボンディング用樹脂ペ
ーストの耐ヒートサイクルラック性は、ヒートサイクル
処理の冷却時の熱応力を緩和吸収するために低弾性率で
あるとともに、高接着強度、特に十分な引き剥し方向で
の強度を示すことが必要であるがエポキシ及びポリイミ
ド樹脂ペーストを含めてこれらの特性を満足するものは
なかった。
[0003] In order to absorb and alleviate such thermal stress, it is necessary to make the die bonding resin paste have a low elastic modulus. However, a conventional epoxy die bonding resin paste is a three-dimensional resin because it is a thermosetting resin. Crosslinking increased the modulus of elasticity, and did not absorb the strain due to the difference in thermal expansion coefficient between the large chip and the copper frame. On the other hand, in the linear polymer type polyimide resin-based die bonding resin paste, the elasticity of the cured product is smaller than that of the epoxy-based die bonding resin paste, and the warpage of the chip is improved. However, when a polyimide resin is used as the resin paste for die bonding, N-
The viscosity must be adjusted by dissolving in a large amount of polar solvent such as methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide. At this time, the amount of the solvent becomes as much as 30 wt% of the die bonding resin paste. When the solvent is used for bonding the semiconductor element and the metal frame, voids are generated in the cured product after the solvent is removed at the time of curing and heating. This causes a decrease in thermal conductivity, which is not preferable in terms of reliability. In addition, due to the rapid increase in thermal stress during heat cycle processing based on the miniaturization and thinning of the package size for surface mounting or high-density mounting, heat resistance to not only semiconductor encapsulant but also die bonding resin paste Cycle cracking properties have been required. The heat cycle rack resistance of the die bonding resin paste has a low elastic modulus to relax and absorb the thermal stress during cooling of the heat cycle treatment, and also exhibits a high adhesive strength, particularly a sufficient strength in a peeling direction. However, none of these properties, including epoxy and polyimide resin pastes, satisfied these characteristics.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明はIC等の大型
チップと銅フレームとの組み合わせでもチップクラック
やチップの反りによるIC等の特性不良が生じず、かつ
薄型パッケージでのヒートサイクルクラックが発生しな
い高信頼性の絶縁樹脂ペーストを提供するものである。
According to the present invention, even when a large chip such as an IC is combined with a copper frame, chip cracks and characteristic defects of the IC due to warpage of the chip do not occur, and heat cycle cracks occur in a thin package. The purpose of the present invention is to provide a highly reliable insulating resin paste.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、(A)全エポ
キシ樹脂量中に、下記式(1)で示されるエポキシ樹脂
aモルとビスフェノールF、bモルとをa/b=1〜3
で反応してなる生成物を30重量%以上含むエポキシ樹
脂、
According to the present invention, (a) a mole of epoxy resin represented by the following formula (1) and b mole of bisphenol F and b mole of bisphenol F are a / b = 1 to 3 in the total amount of epoxy resin.
An epoxy resin containing at least 30% by weight of a product obtained by the reaction

【0006】[0006]

【化1】 Embedded image

【0007】(式中、R1,R2は2価の炭素数1〜5の
脂肪族基、又は炭素数6以上の芳香族から2個の水素を
除いた残基を示し、互いに同じであってもよい) (B)エポキシ基を含有する分子量800以上、200
0以下の液状ポリブタジエン化合物、(C)イミダゾー
ル化合物、(D)シリカフィラー、を必須成分とし、
(B)/[(A)+(B)+(C)](重量比)が0.
1〜0.3であることを特徴とする半導体用絶縁樹脂ペ
ーストである。
(Wherein, R 1 and R 2 each represent a divalent aliphatic group having 1 to 5 carbon atoms or a residue obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic group having 6 or more carbon atoms. (B) an epoxy group-containing molecular weight of 800 or more, 200
0 or less liquid polybutadiene compound, (C) imidazole compound, (D) silica filler, as essential components,
(B) / [(A) + (B) + (C)] (weight ratio) is 0.
It is an insulating resin paste for semiconductors, which is 1 to 0.3.

【0008】本発明に用いる式(1)のエポキシ樹脂
は、低弾性率の特徴を有する。式中のR1、R2の2価
の脂肪族基は、炭素数6以上のものは工業化されていな
い。本発明のR1、R2としてはプロピレンが好まし
い。本発明に用いる式(1)のエポキシ樹脂とビスフェ
ノールFの反応例としては、式(1)のエポキシ樹脂と
ビスフェノールFのモル比が1〜3で、エポキシ樹脂と
ビスフェノールFを混合し、180℃以上の条件で反応
させる。当量比としては、1〜3が好ましい。当量比が
3を超えるとペースト硬化時に樹脂ブリード、アウトガ
スによる汚染が発生するためであり、1未満だと接着強
度が低下する。この反応を促進するために必要により触
媒を添加してもよい。触媒の例としては、テトラフェニ
ルホスホニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機ボ
レートと有機フォスフィン類の塩、1,8−ジアザビシ
クロ(5,4,0)ウンデセン−7等のジアザ化合物が
挙げられる。
The epoxy resin of the formula (1) used in the present invention has a characteristic of a low elastic modulus. The bivalent aliphatic group represented by R1 and R2 in the formula has not been industrialized if it has 6 or more carbon atoms. R1 and R2 in the present invention are preferably propylene. As an example of the reaction between the epoxy resin of the formula (1) and bisphenol F used in the present invention, the epoxy resin of the formula (1) and the bisphenol F have a molar ratio of 1 to 3, and the epoxy resin and the bisphenol F are mixed at 180 ° C. The reaction is performed under the above conditions. The equivalent ratio is preferably from 1 to 3. If the equivalent ratio exceeds 3, the resin bleed and contamination due to outgas occur during the curing of the paste. If the equivalent ratio is less than 1, the adhesive strength decreases. If necessary, a catalyst may be added to promote this reaction. Examples of the catalyst include a salt of an organic borate and an organic phosphine such as a tetraphenylphosphonium tetraphenylborate salt, and a diaza compound such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7.

【0009】反応生成物と混合する場合の他のエポキシ
樹脂としては、例えばビスフェノールA、ビスフェノー
ルF、フェノールノボラック、クレゾールノボラック類
とエピクロルヒドリンとの反応により得られるポリグリ
シジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテ
ル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル等の
脂肪族エポキシ、ジグリシジルヒダントイン等の複素環
式エポキシ、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、ジシ
クロペンタジエンジオキサイド、アリサイクリックジエ
ポキシーアジペイトのような脂環式エポキシ、さらには
n−ブチルグリシジルエーテル、バーサティック酸グリ
シジルエステル、スチレンオサイド、エチルヘキシルグ
リシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、クレ
ジルグリシジルエーテル、ブチルフェニルグリシジルエ
ーテル等のような通常のエポキシ樹脂の希釈剤として用
いられるものがあり、これらの内の1種類あるいは複数
種と併用可能である。この反応生成物の混合量は全エポ
キシ樹脂量中30重量%以上で、より好ましくは50重
量%以上である。30重量%未満だと接着後のチップの
反りが急減に大きくなり、低応力性の特徴が生かせなく
なる。
[0009] Other epoxy resins to be mixed with the reaction product include, for example, bisphenol A, bisphenol F, phenol novolak, polyglycidyl ether, butanediol diglycidyl ether, and neoglycol obtained by reacting cresol novolaks with epichlorohydrin. Aliphatic epoxies such as aliphatic epoxies such as pentyl glycol diglycidyl ether, heterocyclic epoxies such as diglycidyl hydantoin, vinylcyclohexene dioxide, dicyclopentadiene dioxide, alicyclic diepoxy-adipate, and n -Butyl glycidyl ether, versidic acid glycidyl ester, styrene oside, ethylhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether Le are those generally used as diluent in epoxy resins such as butyl phenyl glycidyl ether, can be used in combination with one or more of these. The amount of the reaction product is at least 30% by weight, more preferably at least 50% by weight, based on the total amount of the epoxy resin. If the content is less than 30% by weight, the warpage of the chip after bonding is sharply reduced, and the characteristic of low stress cannot be utilized.

【0010】液状ポリブタジエン化合物は、全エポキシ
樹脂量中に式(1)で示されるエポキシ樹脂とビスフェ
ノールFとのモル比が1〜3で反応してなる生成物を3
0重量%以上含むエポキシ樹脂と併用することにより、
低い弾性率を得ることができる。液状ポリブタジエン化
合物はエポキシ基を有することが必要で、エポキシ基を
有しない液状ポリブタジエンを用いると硬化後エポキシ
樹脂との分離が生じるため接着力が低下するとともに耐
湿性が悪化する。また、液状ポリブタジエン化合物
(B)が[(A)+(B)+(C)]の重量の10重量
%未満だと目的とする弾性率が得られず、30%を超え
るとペーストの粘度が上がりすぎ、また接着強度の低下
が起こるため実用的でない。さらにポリブタジエン化合
物の分子量は作業性の面より800〜2000程度が好
ましく、エポキシ基は1分子当たり2個以上であること
が好ましい。数平均分子は Vapor Pressure Osmometer
法で測定される。ポリブタジエン化合物としては日本石
油化学(株)性のE−1000−3.5、E−1000
−6.5、E−1000−8.0、E−1500−8.
0、E−1800−6.5等が挙げられる。
The liquid polybutadiene compound is obtained by reacting a product obtained by reacting the epoxy resin represented by the formula (1) with bisphenol F at a molar ratio of 1 to 3 in the total amount of the epoxy resin.
By using in combination with an epoxy resin containing 0% by weight or more,
A low elastic modulus can be obtained. The liquid polybutadiene compound needs to have an epoxy group. If a liquid polybutadiene having no epoxy group is used, the liquid polybutadiene is separated from the epoxy resin after curing, so that the adhesive strength is reduced and the moisture resistance is deteriorated. When the liquid polybutadiene compound (B) is less than 10% by weight of the weight of [(A) + (B) + (C)], the desired elastic modulus cannot be obtained. It is not practical because it is too high and the adhesive strength is lowered. Further, the molecular weight of the polybutadiene compound is preferably about 800 to 2,000 from the viewpoint of workability, and the number of epoxy groups is preferably two or more per molecule. Number average molecule is Vapor Pressure Osmometer
It is measured by the method. As the polybutadiene compound, E-1000-3.5 and E-1000 available from Nippon Petrochemical Co., Ltd.
-6.5, E-1000-8.0, E-1500-8.
0, E-1800-6.5 and the like.

【0011】本発明においては、インラインキュア硬化
を可能とするためイミダゾール化合物を使用することを
必須としている。一般にイミダゾール化合物は、目的と
する温度170〜250℃で硬化時間が短いことが知ら
れている。イミダゾール化合物としては、2−メチルイ
ミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイ
ミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、
2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミ
ダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチル
イミダゾール、2−C1123−イミダゾール等の一般的
なイミダゾールやトリアジンやイソシアヌル酸を付加
し、保存安定性を付与した2,4−ジアミノ−6−{2
−メチルイミダゾール−(1)}−エチル−S−トリア
ジン、またそのイソシアネート付加物等があり、これら
は単独でも混合して用いてもよい。
In the present invention, it is essential to use an imidazole compound to enable in-line cure. Generally, it is known that an imidazole compound has a short curing time at a target temperature of 170 to 250 ° C. Examples of the imidazole compound include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole,
2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxy methyl imidazole, 2-C 11 H 23 - adds a generic imidazole or triazine and isocyanuric acid such as imidazole, save 2,4-diamino-6- {2} with stability
-Methylimidazole- (1)}-ethyl-S-triazine and isocyanate adduct thereof, and these may be used alone or as a mixture.

【0012】本発明に用いるシリカフィラーは平均粒径
1〜20μmで最大粒径50μm以下のものである。平
均粒径が1μm以下だと粘度が高くなり、20μm以上
だと塗布又は硬化時に樹脂分が流出するのでブリードが
発生するため好ましくない。最大粒径が50μm以上だ
とディスペンサーでペーストを塗布するときに、ニード
ルの出口を塞ぎ長時間の連続使用ができない。又、必要
とされる特性を付与するために本発明以外のシリカフィ
ラーを併用してもよい。本発明における絶縁樹脂ペース
トには、必要により必要応じ、消泡剤、カップリング
剤、界面活性剤等の添加剤を用いることが出来る。本発
明のペーストの製造法としては、例えば各成分を予備混
合して三本ロール等を用いて、ペーストを得て、真空下
脱法する等がある。
The silica filler used in the present invention has an average particle size of 1 to 20 μm and a maximum particle size of 50 μm or less. When the average particle size is 1 μm or less, the viscosity increases, and when the average particle size is 20 μm or more, bleeding occurs because the resin component flows out during application or curing, which is not preferable. If the maximum particle size is 50 μm or more, the outlet of the needle is blocked when applying the paste with a dispenser, and continuous use cannot be performed for a long time. Further, a silica filler other than the present invention may be used in combination in order to impart required properties. If necessary, additives such as an antifoaming agent, a coupling agent, and a surfactant can be used for the insulating resin paste in the present invention. As a method for producing the paste of the present invention, for example, there is a method in which the components are premixed, a paste is obtained using a three-roll mill or the like, and the paste is removed under vacuum.

【0013】[0013]

【実施例】以下実施例を用いて本発明を具体的に説明す
る。配合割合は重量部で示す。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. The mixing ratio is shown in parts by weight.

【0014】[反応生成物の製造例1]下記式(2)の
エポキシ樹脂(エポキシ当量181)100g、ビスフ
ェノールF,25gに触媒としてテトラフェニルホスホ
ニウム・テトラフェニルボレート塩(TPPK),1g
を添加し、200℃で2時間反応させた。この反応物を
反応生成物1とする。
[Production example 1 of reaction product] 100 g of an epoxy resin of the following formula (2) (epoxy equivalent: 181), 25 g of bisphenol F, 1 g of tetraphenylphosphonium tetraphenylborate salt (TPPK) as a catalyst
Was added and reacted at 200 ° C. for 2 hours. This reaction product is referred to as reaction product 1.

【0015】[反応生成物の製造例2]下記式(2)の
エポキシ樹脂(エポキシ当量181)100g、ビスフ
ェノールF,45gに触媒としてテトラフェニルホスホ
ニウム・テトラフェニルボレート塩(TPPK),1g
を添加し、200℃で2時間反応させた。この反応物を
反応生成物2とする。
[Production Example 2 of reaction product] 100 g of an epoxy resin (epoxy equivalent: 181) of the following formula (2), 45 g of bisphenol F, and 1 g of tetraphenylphosphonium tetraphenylborate salt (TPPK) as a catalyst were used.
Was added and reacted at 200 ° C. for 2 hours. This reaction product is referred to as reaction product 2.

【0016】[0016]

【化2】 Embedded image

【0017】[実施例1〜5、比較例1〜5]表1及び
表2に示した組成の各成分とシリカフィラーを配合し、
3本ロールで混練して絶縁樹脂ペーストを得た。この絶
縁樹脂ペーストを真空チャンバーにて2mmHgで30
分間脱泡した後、以下の方法により各種性能を評価し
た。評価結果を表1及び表2に示す。
Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 Each component having the composition shown in Tables 1 and 2 was mixed with a silica filler.
The insulating resin paste was obtained by kneading with three rolls. This insulating resin paste is applied in a vacuum chamber at 2 mmHg for 30 minutes.
After defoaming for a minute, various performances were evaluated by the following methods. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

【0018】[使用する原料成分] ・反応生成物1 ・反応生成物2 ・ビスフェノールF型エポキシ:エポキシ当量170 ・液状ブタジエン化合物1:分子量1000、1分子当
たりの平均エポキシ基8 ・液状ブタジエン化合物2:分子量2400、1分子当
たりの平均エポキシ基8 ・DDA :ジシアンジアミド ・2PHZ:2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチ
ルイミダゾール ・シリカフィラー:平均粒径5μmで最大粒径20μm
のシリカフィラー
[Raw materials used] Reaction product 1 Reaction product 2 Bisphenol F type epoxy: Epoxy equivalent 170 Liquid butadiene compound 1: Molecular weight 1000: average epoxy group 8 per molecule 8 Liquid butadiene compound 2 : Molecular weight 2400, average epoxy group 8 per molecule ・ DDA: dicyandiamide ・ 2PHZ: 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole ・ silica filler: average particle diameter 5 μm and maximum particle diameter 20 μm
Silica filler

【0019】[評価方法] ・粘度:E型粘度計(3°コーン)を用い25℃、2.
5rpmでの値を測定し粘度とした。 ・接着強度:2×2mmのシリコンチップをペーストを
用いて銅フレームにマウントし200℃中60秒間熱板
上で硬化した。硬化後マウント強度測定装置でを用い2
5℃、250℃での熱時ダイシェア強度を測定した。 ・反り量:6×15×0.3mmシリコンチップを銅フ
レーム(200μm厚さ)に絶縁樹脂ペーストでマウン
トし、 200℃60秒間硬化した後、チップの反りを
表面粗さ計(測定長13mm)で測定した。 ・弾性率:テフロンシート上にペーストを幅10mm、
長さ約150mm、厚さ100μmに塗布し、200℃
オーブン中60分間硬化した後、引っ張り試験機で試験
長100mm引っ張り速度1mm/分にて測定し得られ
た応力ーひずみ曲線の初期勾配より弾性率を算出した。 ・ブリード:上記接着強度の硬化済サンプルの銀ペース
トの周辺部分を顕微鏡観察した。 ・耐ヒートサイクルクラック性(耐T/C性):シリカ
フィラーを約80%含有するビフェノール型エポキシ/
フェノールノボラック系の封止材料を用い下記の条件で
成形したパッケージをヒートサイクル処理(30分/−
65℃←→30分/150℃、1000サイクル)にか
け、外観観察により外部クラックの数を測定し、不良率
で表し、耐ヒートサイクルクラック性の指標とした。 パッケージ :80pQFP(20×20×1.5mmt) チップサイズ :10×10mm(アルミ配線のみ) リードフレーム :銅材 成形 :175℃2分 ポストモールドキュア:175℃8時間 ・総合評価:全て問題のないものを○とし、1つでも問
題のあるものを×とした。
[Evaluation method] Viscosity: 25 ° C. using an E-type viscometer (3 ° cone);
The value at 5 rpm was measured and defined as viscosity. Adhesive strength: A 2 × 2 mm silicon chip was mounted on a copper frame using a paste and cured on a hot plate at 200 ° C. for 60 seconds. After curing, use a mount strength measurement device 2
The hot die shear strength at 5 ° C. and 250 ° C. was measured.・ Amount of warpage: 6 × 15 × 0.3 mm silicon chip is mounted on a copper frame (200 μm thick) with an insulating resin paste, and cured at 200 ° C. for 60 seconds. Was measured. Elastic modulus: paste on a Teflon sheet with a width of 10 mm,
Apply to a length of about 150mm and a thickness of 100μm, 200 ℃
After curing in an oven for 60 minutes, the modulus of elasticity was calculated from the initial gradient of the stress-strain curve obtained by measuring with a tensile tester a test length of 100 mm and a pulling rate of 1 mm / min. Bleed: The periphery of the silver paste of the cured sample having the above adhesive strength was observed under a microscope. Heat cycle crack resistance (T / C resistance): Biphenol type epoxy containing about 80% silica filler /
A package molded using a phenol novolak-based sealing material under the following conditions was heat cycled (30 minutes /-
(65 ° C. → 30 minutes / 150 ° C., 1000 cycles), the number of external cracks was measured by observing the appearance, expressed as a defective rate, and used as an index of heat cycle crack resistance. Package: 80pQFP (20 × 20 × 1.5mmt) Chip size: 10 × 10mm (only aluminum wiring) Lead frame: Copper material Molding: 175 ° C for 2 minutes Post mold cure: 175 ° C for 8 hours ・ Comprehensive evaluation: No problem at all The sample was evaluated as ○ and at least one sample having a problem was evaluated as ×.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】実施例1〜5では、各特性に優れ、耐T/
C性良好なペーストが得られるが、比較例1では、液状
ポリブタジエン化合物の使用量が少なく弾性率が高く耐
T/C性が低下する。比較例2では、液状ポリブタジエ
ン化合物の使用量が多く接着強度が低いために耐T/C
性が低下する。またブリードが発生するため実用的でな
い。比較例3では、反応生成物1の含有量が全エポキシ
樹脂の30重量未満%と少なく弾性率、反り量が大き
く、耐T/C性が低下する。比較例4、5では、液状ポ
リブタジエン化合物2の分子量が大きくペーストの粘度
が高くなり、実用的でない。
In Examples 1 to 5, the characteristics were excellent and the T /
Although a paste having good C properties is obtained, in Comparative Example 1, the amount of the liquid polybutadiene compound used is small, the elastic modulus is high, and the T / C resistance is reduced. In Comparative Example 2, since the amount of the liquid polybutadiene compound used was large and the adhesive strength was low, the T / C resistance was low.
Is reduced. Further, bleeding is not practical. In Comparative Example 3, the content of the reaction product 1 was as small as less than 30% by weight of the total epoxy resin, the elastic modulus and the amount of warpage were large, and the T / C resistance was reduced. In Comparative Examples 4 and 5, the molecular weight of the liquid polybutadiene compound 2 was large and the viscosity of the paste was high, which was not practical.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明の絶縁樹脂ペーストは、インライ
ン工程での硬化が可能で硬化物の弾性率が低く銅、42
合金等の金属フレーム、セラミック基板、ガラスエポキ
シ等の有機基板へのIC、LSI等の半導体素子の接着
に用いることができる。特に銅フレームへの大型チップ
の接着に適しており、銅フレームとシリコンチップの熱
膨張率の差に基づくチップクラックやチップ歪みによる
IC、LSI等の特性不良のを防ぐことができ、薄型パ
ッケージで使用しても冷熱処理時にクラックの発生しな
い、従来になかった高信頼性の半導体素子接着用の絶縁
樹脂ペーストである。
The insulating resin paste of the present invention can be cured in an in-line process, and the cured product has a low elastic modulus of copper,
It can be used for bonding semiconductor elements such as ICs and LSIs to metal frames such as alloys, ceramic substrates, and organic substrates such as glass epoxy. It is particularly suitable for bonding large chips to a copper frame, and can prevent chip cracks and chip distortion based on the difference in the coefficient of thermal expansion between the copper frame and the silicon chip, which can prevent characteristics defects such as ICs and LSIs. This is a highly reliable insulating resin paste for bonding semiconductor elements, which has never been produced before and does not cause cracks during cold heat treatment.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C08G 59/14 C08G 59/14 59/30 59/30 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // C08G 59/14 C08G 59/14 59/30 59/30

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)全エポキシ樹脂量中に、下記式
(1)で示されるエポキシ樹脂aモルとビスフェノール
F、bモルとをa/b=1〜3で反応してなる生成物を
30重量%以上含むエポキシ樹脂、 【化1】 (式中、R1,R2は2価の炭素数1〜5の脂肪族基、又
は炭素数6以上の芳香族から2個の水素を除いた残基を
示し、互いに同じであってもよい) (B)エポキシ基を含有する分子量800以上、200
0以下の液状ポリブタジエン化合物、 (C)イミダゾール化合物、 (D)シリカフィラー、 を必須成分とし、(B)/[(A)+(B)+(C)]
(重量比)が0.1〜0.3であることを特徴とする半
導体用絶縁樹脂ペースト。
(A) A product obtained by reacting a mole of an epoxy resin represented by the following formula (1) with b moles of bisphenol F at a / b = 1 to 3 in the total amount of epoxy resin. An epoxy resin containing at least 30% by weight (Wherein, R 1 and R 2 each represent a divalent aliphatic group having 1 to 5 carbon atoms or a residue obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic group having 6 or more carbon atoms, and (B) Molecular weight of 800 or more containing epoxy group, 200
0 or less liquid polybutadiene compound, (C) imidazole compound, (D) silica filler, as essential components, and (B) / [(A) + (B) + (C)]
An insulating resin paste for a semiconductor having a weight ratio of 0.1 to 0.3.
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