JPH10183096A - Adhesive, semiconductor device prepared by using the same, and production thereof - Google Patents

Adhesive, semiconductor device prepared by using the same, and production thereof

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JPH10183096A
JPH10183096A JP34410796A JP34410796A JPH10183096A JP H10183096 A JPH10183096 A JP H10183096A JP 34410796 A JP34410796 A JP 34410796A JP 34410796 A JP34410796 A JP 34410796A JP H10183096 A JPH10183096 A JP H10183096A
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JP
Japan
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adhesive
polyimide resin
semiconductor device
repeating unit
polyimide
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JP34410796A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisayuki Naito
久幸 内藤
Mitsuo Yamazaki
充夫 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication of JPH10183096A publication Critical patent/JPH10183096A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an adhesive which is excellent in heat resistance, resistance to reflow cracks, etc., and also in productivity by dissolving a polyimide resin having specified physical properties and a structure in a solvent. SOLUTION: This adhesive is prepd. by dissolving a polyimide resin having a glass transition point of 80-200 deg.C, a melt viscosity at 300 deg.C of 200-10,000Pa.s, and repeating units represented by formula I (wherein R<1> is a divalent org. group; and (m) is 2-20) in a solvent. A polyimide resin having 40-90mol% repeating units represented by formula I and 5-20mol% repeating units represented by formula II (wherein R<2> is a divalent org. group; and (n) is 4-12) may be used for obtaining an adhesive improved in solvent solubility, resistance to reflow cracks, and adhesiveness. A polyimide resin soln. obtd. when the resin is synthesized may be used as it is as the adhesive, or the adhesive may be prepd. by isolating the resin from the soln. and dissolving it in a solvent.

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、接着剤、これを用
いた半導体装置及びその製造法に関する。
The present invention relates to an adhesive, a semiconductor device using the same, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ICなどの半導体装置では、信頼
性の要求が益々高まっている。一方で、パッケージの薄
型化、小型化が進行し、いわゆる表面実装法による基板
への取付が行われるが、これは赤外線リフロー炉などを
利用するため、半導体装置への熱負荷は一層過酷なもの
となっている。こうした状況から、実装時にリフロー炉
内で半導体装置内部に吸収された水分が膨張し、封止材
を剥離させ半導体装置にクラックを発生させる(以下、
リフロークラックと表現する)現象が問題となってい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for reliability of semiconductor devices such as ICs. On the other hand, as packages are becoming thinner and smaller, they are mounted on substrates by the so-called surface mounting method. However, since infrared reflow furnaces are used, the heat load on semiconductor devices is even more severe. It has become. From such a situation, the moisture absorbed inside the semiconductor device in the reflow furnace at the time of mounting expands, peels off the sealing material, and causes cracks in the semiconductor device (hereinafter, referred to as “the semiconductor device”).
The phenomenon is expressed as reflow crack).

【0003】ICの製造工程においては、半導体素子を
保持し固定するためにリードフレームの一部であるいわ
ゆるダイパッドに接着剤を用いて、半導体素子を接合す
る(以下この工程をダイボンディングと表現する)。そ
の後の工程で半導体素子をリードフレームに電気的に接
続するが(ワイヤーボンド工程)、この際に金線で接続
するため、一般的に300℃近い温度に加熱される。
In an IC manufacturing process, a semiconductor element is bonded to a so-called die pad, which is a part of a lead frame, by using an adhesive to hold and fix the semiconductor element (hereinafter, this step is referred to as die bonding). ). In a subsequent step, the semiconductor element is electrically connected to the lead frame (wire bonding step). At this time, since the semiconductor element is connected with a gold wire, the semiconductor element is generally heated to a temperature close to 300 ° C.

【0004】ダイボンディング用の接着剤としては、熱
硬化性のエポキシ樹脂に銀粉などのフィラーを充填した
いわゆる銀ペーストなどの接着剤(ダイボンディング
材)が広く用いられている。これらのダイボンディング
材は、液状であり塗布が容易であり、短時間で耐熱性に
優れた接着層を形成する事から広く用いられている。
As an adhesive for die bonding, an adhesive (die bonding material) such as a so-called silver paste in which a thermosetting epoxy resin is filled with a filler such as silver powder is widely used. These die bonding materials are widely used because they are liquid and easy to apply, and form an adhesive layer having excellent heat resistance in a short time.

【0005】しかし、エポキシ樹脂系のダイボンディン
グ材は、硬化時の揮発分、熱分解ガスの発生が多く、チ
ップ周辺を汚染し封止材との密着性を悪化させたり、接
着剤の吸水量が多いなどの欠点があるため、リフローク
ラックを起こし易いといった問題がある。特に、使用さ
れるチップのサイズが大きくなった場合には、吸水量の
増加、硬化収縮に伴う熱応力の増大などから、更にリフ
ロークラックを起こし易くなる。
However, the epoxy resin-based die bonding material generates a large amount of volatile components and thermal decomposition gas during curing, and contaminates the periphery of the chip, deteriorating the adhesion with the sealing material, and the amount of water absorbed by the adhesive. However, there is a problem that reflow cracks are easily caused. In particular, when the size of the chip used increases, reflow cracks are more likely to occur due to an increase in water absorption and an increase in thermal stress accompanying curing shrinkage.

【0006】これに対して芳香族ポリイミドは、優れた
耐熱性、電気特性を有していることから半導体装置にお
いても様々な形で用いられており、芳香族ポリイミドを
用いてダイボンディングを行う方法も種々検討されてい
る。しかし、高い耐熱性を持つ従来の芳香族ポリイミド
は、汎用溶剤に溶解しないため、ポリアミド酸の形で塗
布し長時間を掛けてイミド化させるか、又は一旦フィル
ム状に加工したポリイミドをチップに接着し更にリード
フレームと接着させるなどが必要であるため、工程が煩
雑になり生産性に劣り、しかもワイヤーボンド工程の温
度を超える非常に高い加工温度が必要とされるため、銅
フレームなど酸化劣化に弱い金属フレームでは使用でき
ないなどの問題がある。
On the other hand, aromatic polyimides are used in various forms in semiconductor devices because of their excellent heat resistance and electrical characteristics. Have also been studied in various ways. However, conventional aromatic polyimides with high heat resistance do not dissolve in general-purpose solvents, so they are applied in the form of polyamic acid and imidized over a long period of time, or the polyimide once processed into a film is bonded to the chip. In addition, it is necessary to adhere to the lead frame, so that the process becomes complicated and the productivity is inferior.In addition, since a very high processing temperature exceeding the temperature of the wire bonding process is required, it is difficult to deteriorate by oxidation such as a copper frame. There is a problem that it cannot be used with a weak metal frame.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上に述べた様に、ダ
イボンディング材として従来用いられてきたエポキシ樹
脂は、耐熱性、リフロークラックに対する耐性等に問題
があり、芳香族ポリイミドは、生産性が低い、高い加工
温度を必要とするなどといった問題があった。本発明
は、これらの課題を解決するものである。
As described above, epoxy resins conventionally used as die bonding materials have problems in heat resistance, resistance to reflow cracks, and the like, and aromatic polyimides have poor productivity. There were problems such as low and high processing temperatures. The present invention solves these problems.

【0008】即ち、請求項1記載の発明は、耐熱性、リ
フロークラックに対する耐性等の特性に優れ、生産性に
も優れた半導体装置に好適な接着剤を提供する。請求項
2記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加え、よ
り優れたリフロークラックに対する耐性等を示す、半導
体装置に好適な接着剤を提供する。請求項3記載の発明
は、請求項2記載の発明の効果に加え、さらに優れたリ
フロークラックに対する耐性等を示す、半導体装置に好
適な接着剤を提供する。請求項4記載の発明は、請求項
3記載の発明の効果に加え、さらに優れたリフロークラ
ックに対する耐性等を示す、半導体装置に好適な接着剤
を提供する。請求項5記載の発明は、リフロークラック
に対して高い耐性を有する半導体装置を提供する。請求
項6記載の発明は、請求項5記載の発明の効果に加え、
さらに特定の形態で金属フレームに接着することによ
り、リフロークラックに対してより高い耐性を有する半
導体装置を提供する。請求項7記載の発明は、リフロー
クラックに対して高い耐性を有する半導体装置を、優れ
た生産性で、高い加工温度を必要とせず製造する方法を
提供する。
That is, the first aspect of the present invention provides an adhesive suitable for a semiconductor device which is excellent in properties such as heat resistance and resistance to reflow cracks and is excellent in productivity. According to a second aspect of the present invention, there is provided an adhesive suitable for a semiconductor device which exhibits more excellent resistance to reflow cracks and the like in addition to the effects of the first aspect of the invention. According to a third aspect of the present invention, there is provided an adhesive suitable for a semiconductor device, which exhibits excellent resistance to reflow cracks and the like in addition to the effects of the second aspect of the invention. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an adhesive suitable for a semiconductor device, which exhibits excellent resistance to reflow cracks and the like in addition to the effects of the third aspect of the invention. The invention according to claim 5 provides a semiconductor device having high resistance to reflow cracks. The invention according to claim 6 provides the effect of the invention according to claim 5,
Further, by bonding the semiconductor device to the metal frame in a specific form, a semiconductor device having higher resistance to reflow cracks is provided. The invention according to claim 7 provides a method for manufacturing a semiconductor device having high resistance to reflow cracks with excellent productivity without requiring a high processing temperature.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス転移温
度が80〜200℃であり、300℃における溶融粘度
が200〜10,000Pa・sであるポリイミド系樹脂を
溶剤に溶解してなる接着剤に関する。
According to the present invention, there is provided an adhesive obtained by dissolving a polyimide resin having a glass transition temperature of 80 to 200 ° C. and a melt viscosity at 300 ° C. of 200 to 10,000 Pa · s in a solvent. Agent.

【0010】また本発明は、前記ポリイミド系樹脂が、
一般式(I)
[0010] The present invention also provides the polyimide resin,
General formula (I)

【化3】 (式中、R1は二価の有機基を示し、mは2〜20の整
数を示す)で表される繰り返し単位を有するポリイミド
系樹脂である接着剤に関する。
Embedded image (Wherein, R 1 represents a divalent organic group, and m represents an integer of 2 to 20). The present invention relates to an adhesive which is a polyimide resin having a repeating unit represented by the following formula:

【0011】また本発明は、ポリイミド系樹脂が、一般
式(I)で示される繰り返し単位及び一般式(II)
Further, according to the present invention, there is provided a method wherein the polyimide resin comprises a repeating unit represented by the general formula (I):

【化4】 (式中、R2は二価の有機基を示し、nは4〜12の整
数を示す)で表される繰り返し単位を有するポリイミド
系樹脂である接着剤に関する。
Embedded image (Wherein, R 2 represents a divalent organic group, and n represents an integer of 4 to 12), which relates to an adhesive which is a polyimide resin having a repeating unit represented by the following formula:

【0012】また本発明は、前記一般式(I)で示され
る繰り返し単位の量がポリイミド系樹脂の繰り返し単位
総量の40〜90モル%であり、一般式(II)で示され
る繰り返し単位の量がポリイミド系樹脂の繰り返し単位
総量の5〜20モル%である接着剤に関する。
In the present invention, the amount of the repeating unit represented by the general formula (I) is 40 to 90 mol% of the total amount of the repeating unit of the polyimide resin, and the amount of the repeating unit represented by the general formula (II) is Is 5 to 20 mol% of the total repeating unit of the polyimide resin.

【0013】また本発明は、金属フレームと半導体素子
が前記接着剤を用いて接着された構造を有する半導体装
置に関する。また本発明は、前記金属フレームとして、
接着面に半導体素子の一部が露出する形状のものを用い
る半導体装置に関する。さらに本発明は、金属フレーム
又は半導体素子の接着面に前記接着剤を塗布して半導体
素子を接着し、その後、ワイヤボンディングし、樹脂で
封止することを特徴とする半導体装置の製造法に関す
る。
[0013] The present invention also relates to a semiconductor device having a structure in which a metal frame and a semiconductor element are bonded using the adhesive. Further, the present invention provides, as the metal frame,
The present invention relates to a semiconductor device having a shape in which a part of a semiconductor element is exposed on an adhesive surface. Furthermore, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the adhesive is applied to a metal frame or a bonding surface of a semiconductor element to bond the semiconductor element, and then wire-bonded and sealed with a resin.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の接着剤で用いられるポリ
イミド系樹脂は、ガラス転移温度(以下Tgとする)が
80〜200℃であり、300℃における溶融粘度が2
00〜10,000Pa・sであり、本質的に熱可塑性のも
のである。ここで、TgはDSC(示差走査熱量計)に
より昇温速度10℃/minで測定された値をいう。Tgが
80℃未満では、高温での接着力が不足し、吸水性が増
しリフロークラックを起こす。一方、Tgが200℃を
超えると、十分な接着力を得るために300℃を超える
高い接着温度が必要となってしまう。これらのバランス
の点から、Tgは80〜150℃が好ましく、100〜
150℃がより好ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The polyimide resin used in the adhesive of the present invention has a glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) of 80 to 200 ° C. and a melt viscosity at 300 ° C. of 2.
It is from 00 to 10,000 Pa · s and is essentially thermoplastic. Here, Tg refers to a value measured by a DSC (differential scanning calorimeter) at a heating rate of 10 ° C./min. If the Tg is less than 80 ° C., the adhesive strength at a high temperature is insufficient, the water absorption increases, and reflow cracks occur. On the other hand, when Tg exceeds 200 ° C., a high bonding temperature exceeding 300 ° C. is required to obtain a sufficient adhesive strength. In light of these balances, Tg is preferably from 80 to 150 ° C, and from 100 to 150 ° C.
150 ° C. is more preferred.

【0015】また、300℃における溶融粘度が200
Pa・s未満では、ダイボンディング又はワイヤーボンディ
ング工程において接着剤が流出し加熱ステージを汚染す
ることがあり、また、ワイヤーボンディング工程におい
てチップが移動するなどの問題が生じる。一方、10,
000Pa・sを超えると、凝集力が高くなりすぎ十分な接
着力が得られない。これらのバランスの点から、溶融粘
度は500〜10,000Pa・sが好ましく、1,000
〜8,000Pa・sがより好ましい。
The melt viscosity at 300 ° C. is 200
If the pressure is less than Pa · s, the adhesive may flow out in the die bonding or wire bonding step and contaminate the heating stage. In addition, problems such as movement of the chip in the wire bonding step may occur. Meanwhile, 10,
If it exceeds 000 Pa · s, the cohesive strength becomes too high and a sufficient adhesive strength cannot be obtained. In light of these balances, the melt viscosity is preferably from 500 to 10,000 Pa · s, and
8,000 Pa · s is more preferable.

【0016】上記の特性を有するポリイミド系樹脂とし
ては、例えば、前記一般式(I)で表される繰り返し単
位を有するポリイミド系樹脂があり、これを用いると、
ポリイミド系樹脂の耐熱性を損なうことなくTgを上記
範囲とすることができ、良好なリフロークラック耐性が
得られるので好ましい。このような繰り返し単位を有す
るためには、一般式(III)
As the polyimide resin having the above characteristics, for example, there is a polyimide resin having a repeating unit represented by the above general formula (I).
Tg can be set to the above range without impairing the heat resistance of the polyimide resin, and good reflow crack resistance can be obtained, which is preferable. In order to have such a repeating unit, the compound represented by the general formula (III)

【化5】 (式中、mは2〜20の整数を示す)で表されるテトラ
カルボン酸二無水物を酸成分として用いればよい。
Embedded image (Wherein m represents an integer of 2 to 20) may be used as the acid component.

【0017】このようなテトラカルボン酸二無水物とし
ては、1,2−(エチレン)ビス(トリメリテート二無
水物)、1,3−(トリメチレン)ビス(トリメリテー
ト二無水物)、1,4−(テトラメチレン)ビス(トリ
メリテート二無水物)、1,5−(ペンタメチレン)ビ
ス(トリメリテート二無水物)、1,6−(ヘキサメチ
レン)ビス(トリメリテート二無水物)、1,7−(ヘ
プタメチレン)ビス(トリメリテート二無水物)、1,
8−(オクタメチレン)ビス(トリメリテート二無水
物)、1,9−(ノナメチレン)ビス(トリメリテート
二無水物)、1,10−(デカメチレン)ビス(トリメ
リテート二無水物)、1,12−(ドデカメチレン)ビ
ス(トリメリテート二無水物)、1,16−(ヘキサデ
カメチレン)ビス(トリメリテート二無水物)、1,1
8−(オクタデカメチレン)ビス(トリメリテート二無
水物)等があり、これらを2種以上併用してもよい。こ
れらは、ポリイミド系樹脂に用いるカルボン酸成分の総
量に対して40〜100モル%用いるのがリフロークラ
ック耐性に優れるので好ましく、40〜95モル%用い
るのがより好ましい。即ち、一般式(I)で示される繰
り返し単位がポリイミド系樹脂の繰り返し単位総量中に
40〜100モル%となるのが好ましく、40〜95モ
ル%となるのがより好ましい。なお、ここで、繰り返し
単位とは、ポリイミド樹脂中、1分子のジアミンと1分
子のテトラカルボン酸又はジカルボン酸による鎖の単位
をいう。
Such tetracarboxylic dianhydrides include 1,2- (ethylene) bis (trimellitate dianhydride), 1,3- (trimethylene) bis (trimellitate dianhydride), 1,4- ( Tetramethylene) bis (trimellitate dianhydride), 1,5- (pentamethylene) bis (trimellitate dianhydride), 1,6- (hexamethylene) bis (trimellitate dianhydride), 1,7- (heptamethylene ) Bis (trimellitate dianhydride), 1,
8- (octamethylene) bis (trimellitate dianhydride), 1,9- (nonamethylene) bis (trimellitate dianhydride), 1,10- (decamethylene) bis (trimellitate dianhydride), 1,12- (dodeca) Methylene) bis (trimellitate dianhydride), 1,16- (hexadecamethylene) bis (trimellitate dianhydride), 1,1
8- (octadecamethylene) bis (trimellitate dianhydride) and the like may be used in combination. These are preferably used in an amount of 40 to 100 mol% based on the total amount of the carboxylic acid component used in the polyimide resin because of excellent reflow crack resistance, and more preferably 40 to 95 mol%. That is, the amount of the repeating unit represented by the general formula (I) is preferably 40 to 100 mol%, more preferably 40 to 95 mol%, based on the total amount of the repeating unit of the polyimide resin. Here, the repeating unit refers to a unit of a chain of one molecule of diamine and one molecule of tetracarboxylic acid or dicarboxylic acid in the polyimide resin.

【0018】さらに、前記ポリイミド系樹脂が、一般式
(I)で示される繰り返し単位及び前記一般式(II)で
表される繰り返し単位を有するポリイミド系樹脂である
と、ポリイミドの溶剤溶解性が改良され、またTgを低
下させることができ、リフロークラック耐性及び接着性
がさらに優れるので好ましい。
Furthermore, when the polyimide resin has a repeating unit represented by the general formula (I) and a repeating unit represented by the general formula (II), the solvent solubility of the polyimide is improved. In addition, Tg can be reduced, and reflow crack resistance and adhesiveness are further excellent, which is preferable.

【0019】一般式(II)で示される繰り返し単位を有
するためには、一般式(IV)
In order to have a repeating unit represented by the general formula (II), the compound represented by the general formula (IV)

【化6】 (式中、nは4〜12の整数を示す)で表されるジカル
ボン酸を酸成分の一部として用いればよい。
Embedded image (Wherein, n represents an integer of 4 to 12) may be used as a part of the acid component.

【0020】このようなジカルボン酸としては、アジピ
ン酸(n=4)、ピメリン酸(n=5)、スベリン酸
(n=6)、アゼライン酸(n=7)、セバシン酸(n
=8)、ドデカン2酸(n=12)などを挙げることが
できる。これらを2種以上併用してもよい。これらは、
ポリイミド系樹脂に用いるカルボン酸成分の総量に対し
て5〜20モル%用いるのがリフロークラック耐性に優
れるので好ましく、8〜15モル%用いるのがより好ま
しい。即ち、一般式(II)で示される繰り返し単位がポ
リイミド系樹脂の繰り返し単位総量に対して5〜20モ
ル%となるのが好ましく、8〜15モル%となるのがよ
り好ましい。
Such dicarboxylic acids include adipic acid (n = 4), pimelic acid (n = 5), suberic acid (n = 6), azelaic acid (n = 7), and sebacic acid (n
= 8), dodecane diacid (n = 12) and the like. These may be used in combination of two or more. They are,
It is preferable to use 5 to 20 mol% with respect to the total amount of the carboxylic acid component used in the polyimide resin because of excellent reflow crack resistance, and it is more preferable to use 8 to 15 mol%. That is, the content of the repeating unit represented by the general formula (II) is preferably 5 to 20 mol%, more preferably 8 to 15 mol%, based on the total amount of the repeating units of the polyimide resin.

【0021】さらに上記以外のカルボン酸成分を併用す
ることができるが、これらとしては、3,3′,4,
4′−テトラカルボキシベンゾフェノン、ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)ジメチルシラン、1,2,
3,4−ブタンテトラカルボン酸、ビス(エキソ−ビシ
クロ〔2,2,1〕ヘプタン−2,3−ジカルボン酸)
スルホン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノ
キシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス
(2−ヒドロキシヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼ
ンビス(トリメリット酸)、ピロメリット酸、3,
3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、2,
3,3′,4′−ベンソフェノンテトラカルボン酸、
2,3,6,7−テトラカルボキシナフタレン、2,
2’−ビス(3、4−ジカルボキシフェニルプロパン、
3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸、ベンゼ
ン−1,2,3,4−テトラカルボン酸、2,6−ジク
ロルナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸、
ピロリジン−2,3,4,5,−テトラカルボン酸など
のテトラカルボン酸の二無水物が好ましいものとして挙
げることができる。中でも、3,3′,4,4′−テト
ラカルボキシベンゾフェノン、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)ジメチルシラン、2,2−ビス(3,4
−ジカルボキシフェノキシフェニル)ヘキサフルオロプ
ロパン等は、得られる樹脂のTgを低下させる効果が高
いので好ましい。
Further, carboxylic acid components other than those described above can be used in combination.
4'-tetracarboxybenzophenone, bis (3,4
-Dicarboxyphenyl) dimethylsilane, 1,2,2
3,4-butanetetracarboxylic acid, bis (exo-bicyclo [2,2,1] heptane-2,3-dicarboxylic acid)
Sulfone, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenoxyphenyl) hexafluoropropane, 1,3-bis (2-hydroxyhexafluoroisopropyl) benzenebis (trimellitic acid), pyromellitic acid, 3,
3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,
3,3 ', 4'-bensophenonetetracarboxylic acid,
2,3,6,7-tetracarboxynaphthalene, 2,
2′-bis (3,4-dicarboxyphenylpropane,
3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid, benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, 2,6-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid,
Tetracarboxylic dianhydrides such as pyrrolidine-2,3,4,5, -tetracarboxylic acid can be mentioned as preferred. Among them, 3,3 ', 4,4'-tetracarboxybenzophenone, bis (3,4-dicarboxyphenyl) dimethylsilane, 2,2-bis (3,4
(Dicarboxyphenoxyphenyl) hexafluoropropane and the like are preferable because of a high effect of lowering the Tg of the obtained resin.

【0022】前記一般式(I)又は(II)で示される構
造におけるRで示される二価の有機基は、ジアミン成分
に起因する基であり、本発明のポリイミド系樹脂のTg
及び溶融粘度を満たすように選択される。前記ジアミン
としては、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル)プロパン、1,6−ジアミノヘキサン、1,12
−ジアミノドデカンなどのα,ω−ジアミノアルカン、
m−キシリレンジアミン、2,2−ビス(3−アミノフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル)シクロヘキサン、
1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシ
ロキサン、o−フェニレンジアミン、3,3′−ジアミ
ノジフェニルエーテル、3,3′−ジアミノジフェニル
ジフルオロメタン、3,3′−ジアミノジフェニルメタ
ン、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン、3,3′
−ジアミノジフェニルケトンなどを用いることができ
る。これらのなかで、1,12−ジアミノドデカン、
3,3′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ジ
アミノジフェニルメタン等は、得られる樹脂のTgを低
下させる効果が高いので好ましい。
The divalent organic group represented by R in the structure represented by the general formula (I) or (II) is a group derived from a diamine component, and the Tg of the polyimide resin of the present invention.
And the melt viscosity is selected. Examples of the diamine include 2,2-bis (3-aminophenyl) propane, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane, 1,6-diaminohexane, and 1,12.
Α, ω-diaminoalkanes such as diaminododecane,
m-xylylenediamine, 2,2-bis (3-aminophenyl) hexafluoropropane, 1,1-bis (4-
(4-aminophenoxy) phenyl) cyclohexane,
1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, o-phenylenediamine, 3,3'-diaminodiphenylether, 3,3'-diaminodiphenyldifluoromethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,3 '-Diaminodiphenyl sulfone, 3,3'
-Diaminodiphenyl ketone and the like can be used. Among these, 1,12-diaminododecane,
3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenylmethane, and the like are preferable because the effect of lowering the Tg of the obtained resin is high.

【0023】本発明で用いるポリイミド系樹脂の原料に
は、通常、上記テトラカルボン酸二無水物及びジアミ
ン、さらに必要に応じてジカルボン酸が用いられ、一般
にカルボン酸とアミンの割合は、一方を他方に対して1
0モル%過剰の範囲内で使用することが好ましく、当量
で使用することが最も好ましい。また、原料として、酸
成分として、テトラカルボン酸自体、これから誘導され
る低級アルコールエステル、酸ハロゲン化物等、アミン
成分として相当するアミンを誘導し得るイソシアネート
化合物、低級カルボン酸アミドなどを用いることもでき
る。
As the raw material of the polyimide resin used in the present invention, the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride and diamine, and further, if necessary, dicarboxylic acid are used. In general, the ratio of carboxylic acid to amine is such that one is the other. 1 for
It is preferably used within a range of 0 mol% excess, and most preferably used in an equivalent amount. Further, as a raw material, an acid component such as tetracarboxylic acid itself, a lower alcohol ester derived therefrom, an acid halide, an isocyanate compound capable of deriving a corresponding amine as an amine component, and a lower carboxylic acid amide can also be used. .

【0024】ポリイミドの合成方法としては、本発明の
ポリイミド系樹脂を溶解し得る溶剤、例えば、沸点が1
50℃以上のN−メチルピロリドンなどの溶剤中で、カ
ルボン酸無水物とアミンを常温にて反応させ、前駆体で
あるポリアミド酸を合成し、さらにこれを加熱して脱水
閉環させる方法が用いられる。また、無水酢酸等の酸無
水物を用いて脱水閉環させる方法、無水酸とイソシアネ
ートを反応させる方法などの合成方法を用いることも可
能である。
As a method for synthesizing the polyimide, a solvent capable of dissolving the polyimide resin of the present invention, for example, having a boiling point of 1
In a solvent such as N-methylpyrrolidone at 50 ° C. or higher, a method is used in which a carboxylic anhydride and an amine are reacted at room temperature to synthesize a polyamic acid as a precursor, and further heated to dehydrate and close the ring. . Further, it is also possible to use a synthesis method such as a method of dehydrating and ring-closing using an acid anhydride such as acetic anhydride or a method of reacting an acid anhydride with an isocyanate.

【0025】また、ジカルボン酸を併用する場合、その
添加方法としては、あらかじめジカルボン酸とジアミン
をアミン過剰で反応させアミノ末端を持つポリアミドを
合成し、これをジアミンの一部として添加することがで
きる。前駆体であるポリアミド酸を加熱して脱水閉環さ
せるには、120〜250℃で熱処理する方法や化学的
方法を用いて行うことができる。熱処理する方法の場
合、通常、脱水反応で生じる水を系外に除去しながら行
うことができる。
When a dicarboxylic acid is used in combination, as a method of adding the dicarboxylic acid, a polyamide having an amino terminal is synthesized by reacting a dicarboxylic acid and a diamine in excess of an amine in advance, and this can be added as a part of the diamine. . Heating the precursor polyamic acid to effect dehydration ring closure can be performed by a method of heat treatment at 120 to 250 ° C. or a chemical method. In the case of the heat treatment method, the heat treatment can be usually performed while removing the water generated by the dehydration reaction out of the system.

【0026】なお、本発明で用いられるポリイミド系樹
脂としては、全ての繰り返し単位が脱水閉環しイミド化
していることが好ましいが、前記樹脂物性を満たす範囲
において、ポリアミド酸又はその誘導体の繰り返し単位
が残存していてもよい。この場合、ポリイミド系樹脂の
繰り返し単位総量中の20モル%以下が好ましい。ポリ
アミド酸又はその誘導体の繰り返し単位がこれを超える
と、接着力が低下する傾向にあり、また吸水率が上昇す
る傾向にある。
In the polyimide resin used in the present invention, it is preferable that all the repeating units are dehydrated and ring-closed to form an imidized compound. However, as long as the resin physical properties are satisfied, the repeating units of a polyamic acid or a derivative thereof may be used. It may remain. In this case, the content is preferably 20% by mole or less based on the total amount of the polyimide resin. When the number of repeating units of the polyamic acid or its derivative exceeds this, the adhesive strength tends to decrease, and the water absorption tends to increase.

【0027】前述のポリイミド系樹脂を溶解する溶剤と
しては、前記樹脂を溶解でき塗布後に蒸発させることが
できる溶剤であれば特に限定されない。例えば、N−メ
チルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルスル
フォキシド、ジオキサン、ジグライム等を挙げることが
できる。これらは前記ポリイミド系樹脂との総量に対し
て、良好な接着層を形成できる点で、10〜70重量%
とするのが好ましく、20〜50重量%とするのがより
好ましい。
The solvent for dissolving the above-mentioned polyimide resin is not particularly limited as long as the solvent can dissolve the resin and evaporate after coating. For example, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, dioxane, diglyme and the like can be mentioned. These are 10 to 70% by weight in that a good adhesive layer can be formed with respect to the total amount of the polyimide resin.
Is preferably set to 20 to 50% by weight.

【0028】また、前記の、一般式(I)で示される繰
り返し単位の量が繰り返し単位総量の40〜90モル%
であり、一般式(II)で示される繰り返し単位の量が繰
り返し単位総量の5〜20モル%であるポリイミド系樹
脂は、シクロヘキサノン、キシレン、THFなどの汎用
溶剤にも溶解できる為、環境及び作業者への影響を低減
することができ、かつポリイミドの溶剤溶解性に優れ固
形分濃度を高めることもでき、さらに接着剤の乾燥時間
を短くできるため、より高い生産性が得られるので好ま
しい。
The amount of the repeating unit represented by the general formula (I) is from 40 to 90 mol% of the total amount of the repeating unit.
The polyimide resin in which the amount of the repeating unit represented by the general formula (II) is 5 to 20 mol% of the total amount of the repeating unit can be dissolved in a general-purpose solvent such as cyclohexanone, xylene, and THF. This is preferable because it can reduce the influence on the adhesive, can improve the solvent solubility of polyimide, can increase the solid content, and can shorten the drying time of the adhesive, so that higher productivity can be obtained.

【0029】なお、接着剤を得る方法としては、合成時
に得られたポリイミド系樹脂の溶液をそのまま接着剤と
して用いても構わないし、溶液をポリイミドの貧溶媒で
ある、メタノール、水などに投入して一旦ポリイミド系
樹脂を単離して、再度溶剤に溶解しても良い。また、必
要に応じて、接着剤の常温での接着力の改良を目的とし
て、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、金
属のアセチルアセトン錯体など一般に用いられる添加剤
を添加してもよい。さらに、耐熱性、接着性等をさらに
改良するために、エポキシ樹脂等を併用してもよく、こ
の場合、前記ポリイミド系樹脂との総量に対して、20
重量%以下とするのがリフロークラック耐性等の面で好
ましい。
As a method for obtaining the adhesive, the solution of the polyimide resin obtained at the time of synthesis may be used as the adhesive as it is, or the solution is poured into a poor solvent for polyimide, such as methanol or water. Then, the polyimide resin may be once isolated and then dissolved in the solvent again. If necessary, commonly used additives such as a silane coupling agent, a titanium coupling agent, and a metal acetylacetone complex may be added for the purpose of improving the adhesive strength of the adhesive at room temperature. Further, in order to further improve heat resistance, adhesiveness, etc., an epoxy resin or the like may be used in combination.
It is preferred that the content be not more than% by weight in view of reflow crack resistance and the like.

【0030】以上により得られた接着剤を用いた半導体
装置の製造法において、接着は、予めシリコンウェーハ
ー等の半導体素子又は金属フレームの接着面に接着剤を
塗布し、溶剤を蒸発させておき、ダイボンディング時に
加熱することにより極めて短い時間で行うことが出来
る。加熱温度としては150〜350℃が接着力とフレ
ームの酸化のバランスの点で好ましい。また、接着剤を
予めフレーム等に塗布せずに使用する方法として、接着
剤のディスペンス装置とダイボンディング装置をインラ
イン上に配した装置を用い、前記接着剤を金属フレーム
上にディスペンスする工程と、ダイボンディング工程の
間に溶剤を蒸発させるための加熱工程を設けると、銀ペ
ーストと同等以上の生産性を実現することが出来るので
好ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor device using the adhesive obtained as described above, the adhesive is applied in advance by applying the adhesive to the bonding surface of a semiconductor element such as a silicon wafer or a metal frame and evaporating the solvent. Heating during die bonding can be performed in a very short time. The heating temperature is preferably 150 to 350 ° C. in terms of the balance between the adhesive strength and the oxidation of the frame. Further, as a method of using the adhesive without applying it to a frame or the like in advance, using a device in which an adhesive dispensing device and a die bonding device are arranged in-line, dispensing the adhesive on a metal frame, It is preferable to provide a heating step for evaporating the solvent during the die bonding step because productivity equal to or higher than that of the silver paste can be realized.

【0031】図1に、本発明において用いられる金属フ
レームのタブ形状と半導体装置の接着状態を示す金属フ
レーム側からみた平面図(a,b,c)及び斜視図
(d)を示す。金属フレームとしては、接着面積が小さ
く半導体素子の一部が金属フレームとの接着面側に露出
するタブ形状のフレーム(図1のa,b,d)が好まし
い。a及びbは、金属フレーム1とシリコンチップ2が
接着された状態の、金属フレーム側からの平面図であ
り、半導体素子の一部が金属フレームとの接着面側に露
出していることがわかる。一般に半導体素子と封止用樹
脂の接着力は、金属フレームと封止用樹脂のそれより高
いため、前記のように半導体素子の裏面を露出させた場
合、水分の膨張によるリフロークラックを抑制すること
ができる。また上記形状では金属フレームと半導体素子
の接着面積を抑えることができるので、吸水しやすい接
着剤自体の量と応力の集中する接着部分を減少でき、リ
フロークラック耐性を改善することができる。なお、図
1のcは半導体素子が金属フレームとの接着面側に全く
露出しない形状の金属フレームを用いたものである。
FIG. 1 is a plan view (a, b, c) and a perspective view (d) showing the tab shape of the metal frame used in the present invention and the bonding state of the semiconductor device, as viewed from the metal frame side. As the metal frame, a tab-shaped frame (a, b, d in FIG. 1) in which the bonding area is small and a part of the semiconductor element is exposed on the bonding surface side with the metal frame is preferable. a and b are plan views from the metal frame side in a state where the metal frame 1 and the silicon chip 2 are bonded, and it can be seen that a part of the semiconductor element is exposed on the bonding surface side with the metal frame. . Generally, since the adhesive strength between the semiconductor element and the sealing resin is higher than that between the metal frame and the sealing resin, when the back surface of the semiconductor element is exposed as described above, it is necessary to suppress the reflow crack due to the expansion of moisture. Can be. Further, in the above-mentioned shape, the bonding area between the metal frame and the semiconductor element can be reduced, so that the amount of the adhesive itself that easily absorbs water and the bonding portion where stress is concentrated can be reduced, and the reflow crack resistance can be improved. In FIG. 1C, a metal frame is used in which the semiconductor element is not exposed at all on the side of the bonding surface with the metal frame.

【0032】また、金属フレームは、ワイヤーボンディ
ング工程において加熱により半導体素子が移動すること
を防ぐためには、前記図1のa若しくはbの形状のよう
に金属フレーム下面よりチップを吸引出来る形状又は、
図1のd(シリコンチップ2を上面から金属フレーム1
で抑えた形態を示す斜視図である)に示すようにシリコ
ンチップを上面から金属フレームで抑えて固定した形状
であることが好ましい。その後、通常のワイヤボンディ
ング工程及び封止用樹脂による封止工程を経て本発明の
半導体装置を得ることができる。
In order to prevent the semiconductor element from moving due to heating in the wire bonding step, the metal frame has a shape capable of sucking chips from the lower surface of the metal frame, as shown in FIG.
D (FIG. 1)
(It is a perspective view showing a mode in which the silicon chip is held down.) As shown in FIG. Thereafter, the semiconductor device of the present invention can be obtained through a normal wire bonding step and a sealing step using a sealing resin.

【0033】[0033]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 合成例1 ポリアミドの合成 加熱冷却装置、撹拌装置及び環流装置を備えた反応器に
水分を含まないN−メチルピロリドン180.0g及び
キシレン120.0gを入れ、これに乾燥した2,2−
ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパ
ン(以下BAPPと表記する)123.0g及びセバシ
ン酸40.4gを加えた。これを100℃に加熱し2時
間反応させ、さらに160℃に加熱して環流装置を12
0℃に保ち3時間反応させてポリアミド溶液を得た。溶
液の固形分は、50重量%であり、溶液のアミノ基量と
固形分から計算されるポリアミドのアミノ基当量は80
0g/eqであった。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. Synthesis Example 1 Synthesis of Polyamide 180.0 g of water-free N-methylpyrrolidone and 120.0 g of xylene were put into a reactor equipped with a heating / cooling device, a stirring device, and a reflux device, and dried 2,2-
123.0 g of bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane (hereinafter referred to as BAPP) and 40.4 g of sebacic acid were added. The mixture was heated to 100 ° C. and reacted for 2 hours.
The polyamide solution was obtained by reacting at 0 ° C. for 3 hours. The solid content of the solution is 50% by weight, and the amino group equivalent of the polyamide calculated from the amino group content of the solution and the solid content is 80%.
It was 0 g / eq.

【0034】合成例2 ポリイミドaの合成 加熱冷却装置、撹拌装置及び環流装置を備えた反応器に
水分を含まないN−メチルピロリドン441.2gを入
れ、これに乾燥したジアミン(BAPP)34.9gを
溶解し、さらに合成例1で合成したポリアミド溶液1
6.0gを加えた。さらに乾燥したデカメチレンビスト
リメリテート無水物(以下DBTAと表記する)47.
0gを反応器を20℃以下に冷却しながら加えて4時間
反応させ、ポリアミド酸溶液を得た。これを180℃に
加熱し環流装置を120℃に保ち、3時間反応させてポ
リイミド溶液を得た。溶液を撹拌された水中に投じてポ
リイミドを析出させ、さらにこれを80℃で減圧乾燥し
ポリイミドaを得た。得られたポリイミドaのガラス転
移温度は、118℃であり、300℃での溶融粘度は
1,200Pa・sであった。得られたポリイミドaを構成
するカルボン酸成分は、13C−NMRにより分析し検量
線を作成してカルボニル炭素を定量して求めたところ
(以下同様の方法で分析した)、DBTA90モル%、
セバシン酸10モル%であった。なお、溶融粘度はフロ
ーテスターを用いて103sec~1の剪断速度で測定した。
Synthesis Example 2 Synthesis of Polyimide a 441.2 g of water-free N-methylpyrrolidone was placed in a reactor equipped with a heating / cooling device, a stirring device and a reflux device, and 34.9 g of dried diamine (BAPP) was added thereto. And the polyamide solution 1 synthesized in Synthesis Example 1
6.0 g were added. 47. Further dried decamethylene bistrimellitate anhydride (hereinafter referred to as DBTA)
0 g was added to the reactor while cooling the reactor to 20 ° C. or lower, and reacted for 4 hours to obtain a polyamic acid solution. This was heated to 180 ° C., the reflux device was kept at 120 ° C., and the mixture was reacted for 3 hours to obtain a polyimide solution. The solution was poured into stirred water to precipitate a polyimide, which was further dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain polyimide a. The glass transition temperature of the obtained polyimide a was 118 ° C., and the melt viscosity at 300 ° C. was 1,200 Pa · s. The carboxylic acid component constituting the obtained polyimide a was analyzed by 13 C-NMR to prepare a calibration curve and quantitatively determine carbonyl carbon (hereinafter, analyzed by the same method).
Sebacic acid was 10 mol%. The melt viscosity was measured at a shear rate of 10 3 sec to 1 using a flow tester.

【0035】合成例3 ポリイミドbの合成 材料として、N−メチルピロリドン502.6g、3,
3′−ジアミノジフェニルスルフォン24.8g及び
2,3,3′,4′−テトラカルボキシジフェニルエー
テル31.0gを用いたほかは合成例2と同様にしてポ
リイミドbを得た。得られたポリイミドのガラス転移温
度は242℃であり、300℃での溶融粘度は24,0
00Pa・sであった。
Synthesis Example 3 Synthesis of polyimide b As materials, N-methylpyrrolidone 502.6 g,
Polyimide b was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 24.8 g of 3'-diaminodiphenylsulfone and 31.0 g of 2,3,3 ', 4'-tetracarboxydiphenyl ether were used. The glass transition temperature of the obtained polyimide is 242 ° C., and the melt viscosity at 300 ° C. is 24.0 ° C.
It was 00 Pa · s.

【0036】合成例4 ポリイミドcの合成 材料として、N-メチルピロリドン370.0g、BA
PP41.0g及びDBTA52.2gを用いたほかは
合成例2と同様にしてポリイミドcを得た。得られたポ
リイミドのガラス転移温度は122℃であり、300℃
での溶融粘度は2,800Pa・sであった。得られたポリ
イミドcを構成するカルボン酸成分は、DBTA100
モル%である。
Synthesis Example 4 Synthesis of Polyimide c As materials, N-methylpyrrolidone 370.0 g, BA
Polyimide c was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 41.0 g of PP and 52.2 g of DBTA were used. The glass transition temperature of the obtained polyimide is 122 ° C. and 300 ° C.
Was 2,800 Pa · s. The carboxylic acid component constituting the obtained polyimide c was DBTA100
Mol%.

【0037】合成例5 ポリイミドdの合成 材料として、N−メチルピロリドン366.7g、BA
PP16.4g、合成例1で合成したポリアミド溶液6
4.0g及びDBTA31.3gを原料として用いたほ
かは合成例2と同様にしてポリイミドdを得た。得られ
たポリイミドdのガラス転移温度は108℃であり、3
00℃での溶融粘度は20Pa・sであった。得られたポリ
イミドdを構成するカルボン酸成分は、DBTA60モ
ル%、セバシン酸40モル%であった。
Synthesis Example 5 Synthesis of polyimide d: N-methylpyrrolidone 366.7 g, BA
PP 16.4 g, polyamide solution 6 synthesized in Synthesis Example 1
Polyimide d was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 4.0 g and 31.3 g of DBTA were used as raw materials. The glass transition temperature of the obtained polyimide d was 108 ° C.
The melt viscosity at 00 ° C. was 20 Pa · s. The carboxylic acid component constituting the obtained polyimide d was 60 mol% of DBTA and 40 mol% of sebacic acid.

【0038】合成例6 ポリイミドeの合成 材料として、N−メチルピロリドン441.2g、BA
PP34.9g、合成例1で合成したポリアミド溶液1
6.0g、DBTA26.1g及び2,3,3′,4′
−テトラカルボキシジフェニルエーテル15.5gを原
料として用いたほかは合成例2と同様にしてポリイミド
eを得た。得られたポリイミドeのガラス転移温度は1
48℃であり、300℃での溶融粘度は2200Pa・sで
あった。得られたポリイミドeを構成するカルボン酸成
分は、DBTA50モル%、セバシン酸10モル%、
2,3,3′,4′−テトラカルボキシジフェニルエー
テル40モル%であった。
Synthesis Example 6 Synthesis of polyimide e As materials, N-methylpyrrolidone 441.2 g, BA
34.9 g of PP, polyamide solution 1 synthesized in Synthesis Example 1
6.0 g, DBTA 26.1 g and 2,3,3 ', 4'
-Polyimide e was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 15.5 g of tetracarboxydiphenyl ether was used as a raw material. The glass transition temperature of the obtained polyimide e is 1
It was 48 ° C and the melt viscosity at 300 ° C was 2200 Pa · s. The carboxylic acid component constituting the obtained polyimide e contains 50 mol% of DBTA, 10 mol% of sebacic acid,
2,3,3 ', 4'-tetracarboxydiphenyl ether was 40 mol%.

【0039】合成例7 ポリイミドfの合成 材料として、N−メチルピロリドン441.2g、4,
4′−ビス(4,4′−ビスアミノフェノキシ)アセト
フェノン12.4g、BAPP14.4g、合成例1で
合成したポリアミド溶液16.0g及びDBTA41.
8gを原料として用いたほかは合成例2と同様にしてポ
リイミドfを得た。得られたポリイミドfのガラス転移
温度は135℃であり、300℃での溶融粘度は300
0Pa・sであった。得られたポリイミドfを構成するカル
ボン酸成分は、DBTA90モル%、セバシン酸10モ
ル%であった。
Synthesis Example 7 Synthesis of Polyimide f N-methylpyrrolidone 441.2 g,
12.4 g of 4'-bis (4,4'-bisaminophenoxy) acetophenone, 14.4 g of BAPP, 16.0 g of the polyamide solution synthesized in Synthesis Example 1 and 41.
Polyimide f was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that 8 g was used as a raw material. The glass transition temperature of the obtained polyimide f was 135 ° C., and the melt viscosity at 300 ° C. was 300.
It was 0 Pa · s. The carboxylic acid component constituting the obtained polyimide f was 90 mol% of DBTA and 10 mol% of sebacic acid.

【0040】実施例1〜5及び比較例1〜3(接着剤) 得られたポリイミドを表1に示した不揮発分濃度で溶解
して接着剤を製造した。
Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 (Adhesive) The obtained polyimide was dissolved at the nonvolatile content shown in Table 1 to produce an adhesive.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】実施例6〜11及び比較例4〜6(半導体
装置) 前記接着剤を使用し、半導体装置を製造した。図2は、
ここで用いた半導体装置の製造装置の一部を示す概念図
である。図2において金属フレーム1は、搬送装置3に
よりディスペンサー4の位置に移動し、接着剤5を塗布
される。接着剤5を塗布された金属フレーム1はさらに
移動し、加熱ステージ6で加熱され接着剤の溶剤が蒸発
しポリイミドの層が形成される。次に、この金属フレー
ム1は、加熱ステージ7を備えたダイボンダー8におい
て加熱され、これにチップ2を圧着してダイボンディン
グを行う。次いで、チップ2と金属フレーム1のリード
がワイヤーボンダー9にてワイヤーボンドされる。この
時、加熱ステージ10に吸引装置11を設けチップ2を
吸引する事により、チップの移動を防止する事ができ
る。
Examples 6 to 11 and Comparative Examples 4 to 6 (Semiconductor Device) A semiconductor device was manufactured using the above adhesive. FIG.
It is a conceptual diagram showing a part of manufacturing device of a semiconductor device used here. In FIG. 2, the metal frame 1 is moved to the position of the dispenser 4 by the transfer device 3 and is coated with the adhesive 5. The metal frame 1 to which the adhesive 5 has been applied further moves and is heated by the heating stage 6 to evaporate the solvent of the adhesive and form a polyimide layer. Next, the metal frame 1 is heated in a die bonder 8 having a heating stage 7, and the chip 2 is pressed against the metal frame 1 to perform die bonding. Next, the chip 2 and the lead of the metal frame 1 are wire-bonded by the wire bonder 9. At this time, the movement of the chips can be prevented by providing the suction device 11 on the heating stage 10 and sucking the chips 2.

【0043】具体的には、まず、ディスペンサー4にお
いて接着剤を塗布した。このときの糸引きによるフレー
ム1の他の部分への接着剤の付着を評価し、付着のない
ものを○、付着のあるものを×として表2に示した。加
熱ステージ6では、200℃、20秒間加熱し溶剤を蒸
発させ、さらにダイボンダー8に移動し、加熱ステージ
7で280℃に加熱し、加熱ステージ上にて金属フレー
ム1に5mm角のチップ2を載せ、130gの荷重を10
秒間加えチップ2を接着した。この工程を20回行った
後の、加熱ステージ7の汚染性を、加熱ステージへの樹
脂の付着が目視により認められないものを○、付着の認
められたものを×として評価し、また、金属フレーム1
とチップ2の常温での剥離接着力をテンションゲージを
用いて評価し、表2に示した。常温での接着力が100
g/チップ以下では移動時にチップの剥離が起こる場合
がある。
Specifically, first, an adhesive was applied in the dispenser 4. At this time, the adhesion of the adhesive to the other parts of the frame 1 due to the stringing was evaluated. In the heating stage 6, the solvent is evaporated by heating at 200 ° C. for 20 seconds, further moved to the die bonder 8, heated to 280 ° C. in the heating stage 7, and the 5 mm square chip 2 is placed on the metal frame 1 on the heating stage. , 130g load 10
The chip 2 was adhered for 2 seconds. After performing this step 20 times, the contamination of the heating stage 7 was evaluated as ○ when no adhesion of the resin to the heating stage was visually observed, and as X when the adhesion was observed. Frame 1
The peel adhesive strength of the chip 2 and the chip 2 at room temperature was evaluated using a tension gauge, and the results are shown in Table 2. Adhesion at room temperature is 100
If it is less than g / chip, the chip may be peeled off during the movement.

【0044】さらにチップ2が接着された金属フレーム
1を加熱ステージ10に吸引装置11を備えたワイヤー
ボンダー9において320℃に加熱した状態でワイヤー
ボンディングした。このときのワイヤーの接着状態につ
いて評価しワイヤーボンド性として、ズレ及びワイヤの
剥離のないものを○、ズレ又はワイヤの剥離のあるもの
を×として表2に示した。つづいて、組み立てたものを
トランスファーモールド装置にて樹脂封止し半導体装置
を製造した。封止材としては、日立化成工業(株)製CE
L−9200を用いた。
Further, the metal frame 1 to which the chip 2 was bonded was wire-bonded while being heated to 320 ° C. in a wire bonder 9 provided with a suction device 11 on a heating stage 10. At this time, the bonding state of the wire was evaluated, and as the wire bondability, those having no displacement and peeling of the wire were shown as ○, and those having displacement and peeling of the wire were shown as x in Table 2. Subsequently, the assembled product was resin-sealed with a transfer mold device to manufacture a semiconductor device. As the sealing material, CE manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.
L-9200 was used.

【0045】リフロークラック耐性を評価するため、製
造した半導体装置を85℃、湿度85%で吸湿させ、赤
外線リフロー炉で240℃、10秒処理した。半導体装
置が10%以上に膨れるかクラックが生じた時間を耐リ
フロー時間として測定した。その結果を表2及び表3に
示した。
In order to evaluate the reflow crack resistance, the manufactured semiconductor device was absorbed at 85 ° C. and a humidity of 85%, and treated at 240 ° C. for 10 seconds in an infrared reflow furnace. The time during which the semiconductor device swelled to 10% or more or cracked was measured as the anti-reflow time. The results are shown in Tables 2 and 3.

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】[0048]

【発明の効果】請求項1記載の接着剤は、耐熱性、リフ
ロークラックに対する耐性等の特性に優れ、しかも生産
性に優れるので、半導体装置に好適である。請求項2記
載の接着剤は、請求項1記載の接着剤の効果を奏し、さ
らに、より優れたリフロークラックに対する耐性等を示
す。請求項3記載の接着剤は、請求項2記載の接着剤の
効果を奏し、さらに優れたリフロークラックに対する耐
性等を示す。請求項4記載の接着剤は、請求項3記載の
接着剤の効果を奏し、さらに優れたリフロークラックに
対する耐性を示し、また固形分濃度を高めることができ
るので乾燥時間を短くでき、生産性を高めることができ
る。請求項5記載の半導体装置は、リフロークラックに
対して高い耐性を有する。請求項6記載の半導体装置
は、請求項5記載の半導体装置の効果を奏し、さらに特
定の形態の金属フレームに接着することにより、リフロ
ークラックに対してより高い耐性を有する。請求項7記
載の半導体装置の製造法は、リフロークラックに対して
高い耐性を有する半導体装置を、優れた生産性で、高い
加工温度を必要とせず製造できる。
The adhesive according to claim 1 is excellent in properties such as heat resistance, resistance to reflow cracks and the like, and is also excellent in productivity, so that it is suitable for semiconductor devices. The adhesive according to the second aspect has the effect of the adhesive according to the first aspect, and further exhibits more excellent resistance to reflow cracks and the like. The adhesive according to the third aspect has the effect of the adhesive according to the second aspect, and exhibits excellent resistance to reflow cracks and the like. The adhesive according to the fourth aspect has the effect of the adhesive according to the third aspect, exhibits more excellent resistance to reflow cracks, and can increase the solid content, so that the drying time can be shortened and the productivity can be reduced. Can be enhanced. The semiconductor device according to claim 5 has high resistance to reflow cracks. The semiconductor device according to the sixth aspect has the effects of the semiconductor device according to the fifth aspect, and has higher resistance to reflow cracks by being adhered to a metal frame of a specific form. According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the seventh aspect, a semiconductor device having high resistance to reflow cracks can be manufactured with excellent productivity without requiring a high processing temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明において用いられる金属フレームのタブ
形状と半導体素子の接着状態を示す、金属フレーム側か
ら見た平面図(a,b,c)及び斜視図(d)である。
FIG. 1 is a plan view (a, b, c) and a perspective view (d) showing a tab shape of a metal frame used in the present invention and a bonding state of a semiconductor element as viewed from the metal frame side.

【図2】本発明において用いられる半導体装置の製造装
置の一例を示す、製造装置の一部の概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of a part of the manufacturing apparatus, showing an example of a semiconductor device manufacturing apparatus used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 …金属フレーム 2 …チップ 3 …搬送装置 4 …ディスペンサー 5 …接着剤 6 …加熱ステージ 7 …加熱ステージ 8 …ダイボンダー 9 …ワイヤボンダー 10…加熱ステージ 11…吸引装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal frame 2 ... Chip 3 ... Conveying device 4 ... Dispenser 5 ... Adhesive 6 ... Heating stage 7 ... Heating stage 8 ... Die bonder 9 ... Wire bonder 10 ... Heating stage 11 ... Suction device

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス転移温度が80〜200℃であ
り、300℃における溶融粘度が200〜10,000
Pa・sであるポリイミド系樹脂を溶剤に溶解してなる接着
剤。
A glass transition temperature of 80 to 200 ° C. and a melt viscosity at 300 ° C. of 200 to 10,000.
Adhesive obtained by dissolving Pa · s polyimide resin in a solvent.
【請求項2】 ポリイミド系樹脂が、一般式(I) 【化1】 (式中、R1は二価の有機基を示し、mは2〜20の整
数を示す)で表される繰り返し単位を有するポリイミド
系樹脂である請求項1記載の接着剤。
2. A polyimide resin having the general formula (I): (Wherein, R 1 represents a divalent organic group, m is an integer of 2 to 20) The adhesive of claim 1 wherein the polyimide resin having a repeating unit represented by.
【請求項3】 ポリイミド系樹脂が、一般式(I)で示
される繰り返し単位及び一般式(II) 【化2】 (式中、R2は二価の有機基を示し、nは4〜12の整
数を示す)で表される繰り返し単位を有するポリイミド
系樹脂である請求項2記載の接着剤。
3. A polyimide resin comprising a repeating unit represented by the general formula (I) and a repeating unit represented by the general formula (II): (Wherein, R 2 represents a divalent organic group, n is an integer of 4 to 12) The adhesive of claim 2 wherein the polyimide resin having a repeating unit represented by.
【請求項4】 一般式(I)で示される繰り返し単位の
量がポリイミド系樹脂の繰り返し単位総量の40〜90
モル%であり、一般式(II)で示される繰り返し単位の
量がポリイミド系樹脂の繰り返し単位総量の5〜20モ
ル%である請求項3記載の接着剤。
4. The amount of the repeating unit represented by the general formula (I) is 40 to 90 of the total amount of the repeating unit of the polyimide resin.
The adhesive according to claim 3, wherein the amount of the repeating unit represented by the general formula (II) is 5 to 20 mol% of the total amount of the repeating unit of the polyimide resin.
【請求項5】 金属フレームと半導体素子が請求項1、
2、3又は4記載の接着剤を用いて接着された構造を有
する半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the metal frame and the semiconductor element are provided.
A semiconductor device having a structure bonded using the adhesive described in 2, 3, or 4.
【請求項6】 金属フレームとして、接着面に半導体素
子の一部が露出する形状のものを用いる請求項5記載の
半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the metal frame has a shape in which a part of the semiconductor element is exposed on the bonding surface.
【請求項7】 金属フレーム又は半導体素子の接着面に
請求項1、2、3又は4記載の接着剤を塗布して半導体
素子を接着し、その後、ワイヤボンディングし、樹脂で
封止することを特徴とする半導体装置の製造法。
7. Applying the adhesive according to claim 1, 2, 3, or 4 to the bonding surface of the metal frame or the semiconductor element to bond the semiconductor element, and thereafter performing wire bonding and sealing with a resin. A method for manufacturing a semiconductor device.
JP34410796A 1996-12-24 1996-12-24 Adhesive, semiconductor device prepared by using the same, and production thereof Pending JPH10183096A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000299553A (en) * 1999-04-13 2000-10-24 Ricoh Microelectronics Co Ltd Manufacture of electronic circuit board
JP2010006983A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Hitachi Chem Co Ltd Sealing filler and semiconductor device

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