JPH10120983A - 接着剤組成物 - Google Patents
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Abstract
せない無溶剤型の接着剤組成物を提供する。 【解決手段】次の(a)、(b)及び(c)を含む有機
接着材料の合計量を100(重量部)とするとき、 (a)重合可能なエチレン性炭素−炭素二重結合を有す
る化合物:30〜80重量部、 (b)反応性エラストマ:5〜40重量部、及び (c)熱で硬化して樹脂を生成しうる反応性化合物:5
〜30重量部、 を含む有機接着材料を含んでなる接着剤組成物。また、
上記有機接着材料100重量部に対し、充填剤10〜1
000重量部を含んでなる接着剤組成物。
Description
し、更に詳しくは、半導体素子のボンディング用として
好適に使用される、無溶剤型の信頼性の高い接着剤組成
物に関するものである。
リードフレーム(支持部材)とを接着させる従来の接合
方法の一つは、金−シリコン共晶体等の無機材料を接着
剤として用いる方法である。しかし、この方法はコスト
が高く、350〜400℃の高い熱処理が必要であり、
また、用いる接着剤の硬さに基づく熱応力で半導体チッ
プの破壊が起こる問題があるので、現在ではほとんど使
われていない。最近の主流の接合方法は、エポキシ系樹
脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂に銀粉等の充填剤を分散
させてペースト状(例えば、銀ペースト)として、これ
を接着剤として用いる方法である。この方法では、ディ
スペンサーやスタンピングマシン等を用いて、ペースト
状接着剤をリードフレームのダイパッドに塗布した後、
半導体素子をダイボンディングし、加熱硬化させて接着
させて半導体装置とする。この半導体装置は、更に、封
止材によって外部が封止されて半導体パッケージとされ
た後、配線基板上に半田付けされて実装される。実装
は、高密度及び高効率が要求されるので、半田実装は半
導体装置のリードフレームを基板に直接半田付けする面
付け実装法が主である。半田実装では、基板全体を赤外
線等で加熱するリフローソルダリングが用いられてい
る。
フローソルダリングでは、半導体パッケージは200℃
以上の高温に加熱される。そのため、半導体パッケージ
の内部、特に接着剤層中または封止材中に含まれている
水分が急激に気化してダイパッドと封止材の間に回り込
み、半導体パッケージにクラック(リフロークラック)
が生じ、半導体装置の信頼性を低下させる問題がある。
本発明の目的は、前記の従来技術の問題を解決し、リフ
ロークラックを発生させない接着剤組成物、特にダイボ
ンディング用の接着剤組成物を提供することである。
(4)の接着剤組成物を提供する。 (1)次の(a)、(b)及び(c)を含む有機接着材
料の合計量を100(重量部)とするとき、(a)重合
可能なエチレン性炭素−炭素二重結合を有する化合物:
30〜80重量部、(b)反応性エラストマ:5〜60
重量部、及び(c)熱で硬化して樹脂を生成しうる反応
性化合物:5〜30重量部、を含む有機接着材料を含ん
でなる接着剤組成物。 (2)(a)重合可能なエチレン性炭素−炭素二重結合
を有する化合物:30〜80重量部、(b)反応性エラ
ストマ:5〜60重量部、及び(c)熱で硬化して樹脂
を生成しうる反応性化合物:5〜30重量部、を含む有
機接着材料100重量部に対し、更に充填剤10〜10
00重量部を含んでなる、上記(1)の接着剤組成物。
接着剤組成物。 (4)熱で硬化しうる反応性化合物が、シアナート基を
もつ化合物、トリアリルイソシアヌレート及びトリアリ
ルシアヌレートから選ばれる1種又は2種以上の化合物
である、上記(1)〜(3)のいずれかの接着剤組成
物。
チレン性炭素−炭素二重結合を有する化合物、(b)反
応性エラストマ、及び(c)熱で硬化して樹脂を生成し
うる反応性化合物の、各々の量は、前記(a)、(b)
及び(c)を含む有機接着材料の合計量を100(重量
部)とするとき、(a)は30〜80重量部、(b)は
5〜60重量部、(c)は5〜30重量部であり、更に
好ましくは、(a)は40〜70重量部、(b)は20
〜40重量部、(c)は5〜20重量部、である。
(a)の量が30重量部未満又は80重量部を超え、
(b)の量が5重量部未満又は60重量部を超え、ある
いは、(c)の量が5重量部未満又は30重量部を超え
ると、半田リフロー時にクラックが発生しやすくなり、
信頼性の低下を招く。
チレン性炭素−炭素二重結合を有する化合物(a)とし
ては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸イソ
ブチル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸テトラヒド
ロフルフリル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル
酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル
酸トリデシル、アクリル酸フェノキシエチルアクリル酸
アリル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸ブトキシエチ
ル、アクリル酸ブチルアミノエチル、アクリル酸カプロ
ラクトン、アクリル酸クロロヒドロキシプロピル、アク
リル酸シアノエチル、アクリル酸シクロヘキシル、アク
リル酸ジシクロペンタニル、アクリル酸ジシクロペンテ
ニル、アクリル酸ジシクロペンテニロキシエチル、アク
リル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸エチルカルビ
トール、アクリル酸グリシジル、アクリル酸グリセロー
ル、アクリル酸ヘプタデカフルオロデシル、アクリル酸
イソボニル、アクリル酸モルホリン、アクリル酸ノニル
フェノキシポリエチレングリコール、アクリル酸ノニル
フェノキシポリプロピレングリコール、アクリル酸フェ
ノキシヒドロキシエチル、アクリル酸フェノキシヒドロ
キシプロピル、アクリル酸トリフルオロエチルなどのア
クリル酸系モノマー、
ル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸イソブチル、メタクリル酸ターシャリブチル、
メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、
メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、メタ
クリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタク
リル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタク
リル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ジエチルアミノ
エチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸ヒドロ
キシプロピル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、
メタクリル酸エチレングリコール、メタクリル酸トリエ
チレングリコール、メタクリル酸テトラエチレングリコ
ールメタクリル酸アリル、メタクリル酸ブトキシエチ
ル、メタクリル酸ブチルアミノエチル、メタクリル酸カ
プロラクトン、メタクリル酸クロロヒドロキシプロピ
ル、メタクリル酸シアノエチル、メタクリル酸ジシクロ
ペンタニル、メタクリル酸ジシクロペンテニル、メタク
リル酸ジシクロペンテニロキシエチル、メタクリル酸ジ
エチルアミノエチル、メタクリル酸エチルカルビトー
ル、メタクリル酸グリセロール、メタクリル酸ヘプタデ
カフルオロデシル、メタクリル酸イソボニル、メタクリ
ル酸モルホリン、メタクリル酸ノニルフェノキシポリエ
チレングリコール、メタクリル酸ノニルフェノキシポリ
プロピレングリコール、メタクリル酸フェノキシヒドロ
キシエチル、メタクリル酸フェノキシヒドロキシプロピ
ル、メタクリル酸トリフルオロエチル、などのメタクリ
ル酸系モノマー、
ン、ビニルアセテート、ビニルカプロラクタム、ビニル
ピロリドンなどのビニル系モノマーなどがあり、これら
2種類以上を混合して用いてもよい。
チルエチルケトンパーオキサイド、メチルイソブチルパ
ーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチ
ルシクロヘキサノンパーオキサイド、アセチルパーオキ
サイド、プロピオニルパーオキサイド、イソブチリルパ
ーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、トリメチ
ルヘキサノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサ
イド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキ
サイド、クロロベンゾイルパーオキサイド、ジクロロベ
ンゾイルパーオキサイド、アセチルシクロヘキシルパー
オキサイド、ブチルヒドロパーオキサイド、キュメンヒ
ドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパ
ーオキサイド、メンタンヒドロパーオキサイド、ジメチ
ルヘキサンジヒドロパーオキサイド、ブチルクミルパー
オキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジメチルジブチ
ルパーオキシヘキサン、ジメチルジブチルパーオキシヘ
キシン、ビスブチルパーオキシトリメチルシクロヘキサ
ン、ビスーt−ブチルパーオキシブタン、ブチルパーオ
キシアセテート、ブチルパーオキシイソブチレート、ブ
チルパーオキシオクトエート、ジブチルパーオキシフタ
レート、ジブチルパーオキシイソフタレート、ジエチル
ヘキシルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパ
ーオキシジカーボネートなどの有機過酸化物やアゾイソ
ブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリルなど
のアゾ化合物を使用してもよい。
(b)としては、アクリロニトリルとブタジエンとの共
重合体で末端がエポキシ基、ビニル基、カルボキシル基
又はアミノ基をもつ共重合体、又はブタジエン重合体で
末端がエポキシ基、ビニル基、カルボキシル基又はアミ
ノ基をもつ重合体等がある。本発明で使用される熱で硬
化して樹脂を生成しうる反応性化合物(c)としてシア
ナート基を有する化合物を用いた場合には、反応性エラ
ストマ(b)としてはアクリロニトリルとブタジエンと
の共重合体で末端がエポキシ基又はビニル基を有するも
のが好ましく用いられる。また、反応性エラストマは2
種類以上を混合して用いてもよい。
成しうる反応性化合物(c)としては、熱により橋かけ
反応を起こす反応性化合物が用いられる。このような化
合物としては、シアナート基を有する化合物、トリアリ
ルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ジアリ
ルフタレート、トリアクリルホルマール、ビスマレイミ
ド基を有する化合物(ビスマレイミド系樹脂)、メラミ
ン(メラミン系樹脂)、エポキシ基を有する化合物(エ
ポキシ系樹脂)、フェノール−ホルマリン(フェノール
系樹脂)などがある。これらのうち、シアナート基を有
する化合物、トリアリルイソシアヌレート又はトリアリ
ルシアヌレートが好ましく用いられる。また、これらは
2種類以上を用いてもよい。なお、上記反応性化合物
(c)は、モノマの状態、一部ポリマ化が進んだ状態、
又はその混合物などがありうるが、いずれであってもよ
い。
ては、例えば、1,3−ビス(4−シアナートフェニル
−1−(1−メチルエチリデン))ベンゼン、1,1’
−ビス(4−シアナートフェニル)エタン、ビス(4−
シアナート−3,5−ジメチルフェニル)メタン、シア
ネーテッド フェノール−ジシクロペンタジエン アダ
クト、シアネーテッド ノボラック、ビス(4−シアナ
ートフェニル)チオエーテル、ビス(4−シアナートフ
ェニル)エーテル、レゾルシノール ジシアナート、
1,1,1−トリス(4−シアナートフェニル)エタ
ン、2−フェニル−2−(4−シアナートフェニル)イ
ソプロピリデンなどがある。
しては、例えば、4,4’−ビスマレイミドジフェニル
メタン、4,4’−ビスマレイミドジフェニルエーテ
ル、2,2−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)
フェニル〕プロパン、ビス〔4−(4−マレイミドフェ
ノキシ)フェニル〕エーテル等がある。
触媒を適宜、使用することができる。例えば、シアナー
ト基を有する化合物を使用する場合には、コバルト、亜
鉛、銅などの金属塩や金属錯体を触媒とし、アルキルフ
ェノール、ビスフェノール化合物、フェノールノボラッ
クなどのフェノール化合物を助触媒として使用すること
ができる。また、エポキシ基を有する化合物(エポキシ
系樹脂)を使用する場合には、フェノールノボラック樹
脂、ジアミン、酸無水物、ジシアンジアミド、イミダゾ
ールなどの硬化剤、第3級アミン、イミダゾールなどの
硬化促進剤を使用することができる。
用接着剤組成物として用いる場合には、チキソ性を発揮
させるために、銀粉、シリカ粉、アルミナ粉、石英粉、
カーボンブラック、マグネシア、炭化ケイ素、ステンレ
ス、窒化ホウ素等の粒子状の無機充填剤(フィラー)、
MBS(メチルメタクリレート−ブタジエン−ストレ
ン)樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の粒子状の有
機充填剤が加えられる。充填剤の形状、粒径等は、フレ
ーク状、球形、不定形、樹枝状等の種々のものが使用き
る。充填剤は、有機接着材料100重量部に対して10
〜1000重量部、好ましくは100〜400重量部の
範囲で使用する。
させるためにシランカップリング剤やチタンカップリン
グ剤など、あるいは塗れ性を向上させるためにアニオン
系やフッ素系界面活性剤などのほか、シリコーン油等の
消泡剤などを添加することもできる。
(a)、(b)、(c)及びその他必要な成分を混合す
ることにより、あるいは、前記(a)、(b)、(c)
及びその他必要な成分のうちの2以上の成分を混合し、
温度50〜150℃で10分〜10時間、予備反応させ
た後に残りの成分と混合することにより、あるいはま
た、前記(a)、(b)、(c)及びその他必要な成分
を混合したのち、前記の条件で予備反応させる等により
行うことができる。充填剤含有の接着剤組成物を製造す
る場合、混合手段としては三本ロール、プラネタリミキ
サ、らいかい機、ボールミルなどの混合装置が使用でき
る。
おらず、いわゆる、無溶剤型接着剤で、充填剤含有の接
着剤組成物は、特にリードフレームなどの支持部材に半
導体素子を接着させる場合の半導体用接着剤として好適
である。本発明の接着剤組成物を用いた半導体装置は、
以下のようにして製造することができる。すなわち、本
発明の充填剤含有接着剤組成物をリードフレーム等の支
持部材に、注射筒を用いたディスペンス法、スタンピン
グ法、スクリーン印刷法などにより塗布し、これに半導
体素子を置き、その後、乾燥機、ヒートブロックなどの
加熱装置を用いて加熱硬化させて半導体素子を支持部材
に接合し、その後ワイヤーボンディング工程、封止材に
よる封止工程を経て半導体パッケージとされる。
間、反応(予備反応)させた後、これをらいかい機に移
し、これに、 1,3−ビス(4−シアナートフェニル−1−(1− メチルエチリデン))ベンゼン: 7g アクリル酸ノニルフェノキシポリプロピレングリコール: 20g パーブチルZ: 1.6g ナフテン酸コバルト: 0.2g ノニルフェノール: 1.8g 銀粉: 210g を加えて混合し、接着剤を得た。
下に示すような半田リフロークラック試験を行った。評
価試験方法:銅リードフレームとシリコンチップを上記
接着剤を用いて150℃1時間加熱して接着した。その
後封止材により封止し、半田リフロー試験用パッケージ
を組み立てた。そのパッケージを温度85℃、湿度85
%に設定された恒温恒湿機中で24時間及び48時間吸
湿させた。その後、240℃、90秒のIRリフロー条
件で試験を行い、クラックの発生数を観察した。試験の
結果、実施例1〜6の接着剤を使用したパッケージはク
ラックの発生が見られなかったが、比較例の接着剤を使
用したサンプルは全数にクラックが発生していた。
れていない無溶剤型である、本発明の接着剤組成物を用
いれば、半導体パッケージにクラック(リフロークラッ
ク)が発生せず、半導体装置の信頼性を向上させる。
Claims (4)
- 【請求項1】次の(a)、(b)及び(c)を含む有機
接着材料の合計量を100(重量部)とするとき、 (a)重合可能なエチレン性炭素−炭素二重結合を有す
る化合物:30〜80重量部、 (b)反応性エラストマ:5〜60重量部、及び (c)熱で硬化して樹脂を生成しうる反応性化合物:5
〜30重量部、 を含む有機接着材料を含んでなる接着剤組成物。 - 【請求項2】(a)、(b)及び(c)を含む有機接着
材料100重量部に対し、更に充填剤10〜1000重
量部を含んでなる、請求項1の接着剤組成物。 - 【請求項3】充填剤が銀粉である、請求項2の接着剤組
成物。 - 【請求項4】熱で硬化しうる反応性化合物が、シアナー
ト基をもつ化合物、トリアリルイソシアヌレート及びト
リアリルシアヌレートから選ばれる1種又は2種以上の
化合物である、請求項1〜請求項3のいずれかの接着剤
組成物。
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---|---|---|---|
JP27772396A JP4055215B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 接着剤組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP27772396A JP4055215B2 (ja) | 1996-10-21 | 1996-10-21 | 接着剤組成物 |
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JP4055215B2 JP4055215B2 (ja) | 2008-03-05 |
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