JPWO2013065788A1 - ダイボンディング剤 - Google Patents

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Abstract

簡便な方法で、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことができるダイボンディング剤を提供する。
（Ａ）固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、（Ｂ１）ジシアンジアミド及び（Ｂ２）７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドからなるカルボン酸ジヒドラジドを含み、（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数の比が０．９〜１．４であり、かつ（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数の比が０．０８〜０．３である、ダイボンディング剤に関する。

Description

本発明は、ダイボンディング剤、ダイボンディング剤を用いた半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の製造において、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子と基板やリードフレームとの接着工程ではダイボンディング剤が汎用されている。典型的には、接着工程では、基板１にダイボンディング剤２を塗布し、加熱してダイボンディング剤をＢステージ化（半硬化）した後、半導体素子３をマウントして、さらに加熱してＣステージ化（全硬化）まで硬化を進める。その後、半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤ４により接続した後（ワイヤボンディング）、封止剤５を用いて封止することにより、半導体装置６を得ることができる（図１参照）。このような方法に使用するダイボンディング剤としては、エポキシ樹脂系のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤにより接続すること（ワイヤボンディング）からも明らかなとおり、半導体素子と基板やリードフレームとの接着工程で使用するダイボンディング剤は、絶縁性のものもある。絶縁性の接着剤とは逆の特性を有するものとして、エポキシ樹脂等の熱硬化性化合物と、導電性フィラーとを含む導電性接着剤が挙げられる（例えば、特許文献２参照）。この導電性接着剤は、導電性フィラーのマイグレーション（導電性フィラーのイオン移動）を抑制するために、一般的にＢステージ化（半硬化）させることがなく、Ｃステージ化（全硬化）まで硬化を進める。ダイボンディング剤と導電性接着剤とは、絶縁性と導電性のようにその特性が逆であるために、当然ながら接着剤を半導体装置に適用する方法も適用する部位等の用途も異なる。
特開２００４−１６８９０６号公報 特開２００５− ８９６２９号公報
上記のとおり、半導体装置の製造方法においては、半導体素子をマウントした後、加熱によりダイボンディング剤を加熱してＣステージ化まで硬化を進めてから、ワイヤボンディングや封止が行われる。仮に導電性フィラーを含む導電性接着剤を用いた場合であっても、Ｃステージ化まで硬化を進めてからワイヤボンディングや封止が行われる。本発明者らは、半導体装置の生産性やエネルギー効率の改善の点から、Ｃステージ化せずに、ダイボンディング剤を用いて、ワイヤボンディングや封止を行なってみたが、従来のエポキシ樹脂系のダイボンディング剤を使用した場合、ワイヤボンディングや封止において、ダイボンディング剤が溶融し、基板に適用したダイボンディング剤上にマウントした半導体素子がずれるなどの不都合を生じることがわかった。また、通常、導電性接着剤は、ダイボンディング剤とは異なり、Ｂステージ化が可能な組成とはなっていないため、基板に適用したＢステージ化できない状態の導電性接着剤の上に半導体素子をマウントすることになり、Ｃステージ化せずにワイヤボンディングや封止を行うと、基板と半導体素子がずれるなどの不都合を改善することはできない。例えば特許文献２には、一例として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００部に対して、主硬化剤として１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントインを１７．５部含み、接着強度の不足を補うために硬化促進剤としてジシアンジアミドを１部含み、さらに銀フィラーを６００部含む導電性接着剤が記載されているが、この導電性接着剤の組成はあくまで、銀フィラーのマイグレーションの抑制を課題としているので、Ｂステージ化（半硬化）することができず、Ｃステージ化まで硬化を進めてからワイヤボンディングや封止を行わないと、基板と半導体素子がずれるなどの不都合を生じるのは、従来のダイボンディング剤と同様である。
本発明は、上記の問題を解決して、簡便な方法で、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことができるダイボンディング剤を提供することを課題とする。詳細には、Ｃステージ化しなくても、Ｂステージ化状態でワイヤボンディングや封止を行うことができ、かつ信頼性の高い半導体装置を製造することができるダイボンディング剤を提供することを課題とする。
本発明者らは、種々の検討を行った結果、特定の硬化剤を使用することによって、問題の解決が可能であることを見出した。
本発明１は、（Ａ）固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、（Ｂ１）ジシアンジアミド及び（Ｂ２）７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドからなるカルボン酸ジヒドラジドを含み、（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数の比が０．９〜１．４であり、かつ（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数の比が０．０８〜０．３である、ダイボンディング剤に関する。
本発明２は、さらに、グリコールエステル系溶剤を含む、本発明１記載のダイボンディング剤に関する。
本発明３は、Ｂステージ化してなる、本発明１又は２記載のダイボンディング剤に関する。
本発明４は、本発明１〜３のいずれかに記載のダイボンディング剤を用いて製造した半導体装置に関する。
本発明５は、（１）本発明１〜３のいずれかに記載のダイボンディング剤を基板に塗布する工程；
（２）加熱により、基板に塗布したダイボンディング剤をＢステージ化する工程；
（３）Ｂステージ化したダイボンディング剤に接するようにして、基板上に半導体素子をマウントする工程；及び
（４）半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤボンディングした後、封止剤を用いて封止する工程
を含む、半導体装置の製造方法に関する。
本発明のダイボンディング剤によれば、簡便な方法で、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことができる。詳細には、本発明のダイボンディング剤によれば、Ｃステージ化しなくても、Ｂステージ化状態でワイヤボンディングや封止を行うことができ、かつ信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
従来の半導体装置の製造方法の模式図である。 本発明の半導体装置の製造方法の模式図である。 実施例２及び比較例６のダイアタッチ性試験の結果である。
本発明のダイボンディング剤は、（Ａ）固形エポキシ樹脂を含む。本願明細書において、固形エポキシ樹脂は、室温（２５℃）で固形状のエポキシ樹脂をいう。固形エポキシ樹脂を使用しているため、基板等にダイボンディング剤を適用し、加熱によりＢステージ化した状態は室温でタックフリーであり、この段階での保存等の点で有利である。
（Ａ）としては、固形のオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、室温でのタックフリー性、ボンディング性の点から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。（Ａ）は、重量平均分子量８５０〜２９００のものを使用することができ、９００〜１７００のものが好ましい。固形のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としては、重量平均分子量として、９００〜１７００のものが挙げられる。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によりポリスチレンを標準として求めた値とする。
（Ａ）は単独で、あるいは２種以上を併用してもよい。
本発明のダイボンディング剤は、硬化剤として、（Ｂ１）ジシアンジアミド及び（Ｂ２）融点１７０℃以下のカルボン酸ジヒドラジドを併用する。（Ｂ２）は硬化剤として作用を開始する温度が低く、主にダイボンディング剤のＢステージ化において硬化剤として機能する。一方、（Ｂ１）は硬化剤として作用を開始する温度が高く、主に本硬化において硬化剤として機能する。このような特性を有する（Ｂ１）と（Ｂ２）とを組み合わせることにより、Ｂステージ化状態で十分、かつ安定的な接着力を発揮し、ワイヤボンディングや封止において、基板と半導体素子との間にずれが生じることを回避できる。
本願明細書において、カルボン酸ジヒドラジドは、式：
−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＮＨ２
で示される基を２つ有する化合物をいう。
本発明のダイボンディング剤においては、Ｂステージ化状態での接着性の点から、（Ｂ２）として、融点１７０℃以下のカルボン酸ジヒドラジドを使用する。(Ｂ２）の融点は、好ましくは１００〜１７０℃、より好ましくは１２０〜１６０℃である。
（Ｂ２）としては、１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン（融点１２０℃）、７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジド（融点１６０℃）等が挙げられる。ダイボンディング剤の保存安定性の点から、７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドが好ましい。
（Ｂ２）は単独で、あるいは２種以上を併用してもよい。
本発明のダイボンディング剤において、Ｂステージ後の高温接着強度の点から、（Ｂ２）は、（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数の比（（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数／（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数）が０．０８〜０．３５となる量で用いることができ、０．０８〜０．３０となる量で用いる。より好ましくは、０．１０〜０．３０であり、さらに好ましくは０．１２〜０．２８であり、特に好ましくは０．１５〜０．２５である。本願明細書において、（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数は、（Ｂ２）のモル数の４倍である。（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数の比が上記範囲を下回ると、Ｂステージ化したダイボンディング剤の広がり性が大きくなり、吸湿性にも劣り、小型化や細密化に伴って要求される信頼性が低くなる。上記範囲を上回ると、広がり性が小さく良好な接着性が確保できず、吸湿性にも劣り、信頼性が低く、保存安定性に劣る。
本発明のダイボンディング剤において、Ｃステージ後の接着強度の点から、（Ｂ１）は、（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数の比（（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数／（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数）が、０．９〜１．８となる量、０．９〜１．５となる量で用いることができ、０．９〜１．４となる量で用いる。好ましくは１．０〜１．４である。本願明細書において、（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数は、（Ｂ１）のモル数の４倍である。（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数の比が上記範囲を下回るとＢステージ化した状態での接着性に劣り、吸湿性にも劣り、信頼性が低く、保存安定性に劣る。また、上記範囲を上回ると、広がり性が小さく、良好な接着性が確保できず、吸湿性にも劣り、信頼性が低く、保存安定性に劣る。
本発明のダイボンディング剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、液状エポキシ樹脂を含有することができる。本願明細書において、液状エポキシ樹脂は、室温（２５℃）で流動性を示すエポキシ樹脂をいう。液状エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ポリアルキレンエーテル変性型エポキシ樹脂、特殊柔軟骨格含有エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂等が挙げられる。固形エポキシ樹脂として挙げられたものと同一のエポキシ樹脂（例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）を、その２５℃における状態（すなわち、２５℃、常圧において固体状態であるか液状態であるか）によって使い分けることができる。例えば、固形エポキシ樹脂として、軟化点が５０〜１００℃のものを使用することができる。液状エポキシ樹脂は、（Ａ）１００質量部に対し、４５質量部以下が好ましく、より好ましくは３８質量部以下である。
本発明のダイボンディング剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、エポキシ樹脂以外の樹脂（以下、「他の樹脂」ということがある）を使用することができる。他の樹脂は、熱硬化性樹脂であっても、熱可塑性樹脂であってもよいが、好ましくは、室温（２５℃）で固形状である。他の樹脂としては、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、マレイミド系樹脂、シリコーン樹脂、イミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン共重合体等が挙げられる。他の樹脂は、（Ａ）１００質量部に対し、３０質量部以下が好ましく、より好ましくは２０質量部以下である。
本発明のダイボンディング剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、（Ｂ１）及び（Ｂ２）以外のエポキシ樹脂の硬化剤を使用することができる。このような硬化剤としては、フェノール樹脂、芳香族アミン類、イミダゾール類、カルボン酸類等が挙げられる。
本発明のダイボンディング剤は、弾性率調整等の目的でエラストマー（アクリルニトリル−ブタジエンゴム、シリコーンエラストマーパウダー等）、弾性率・膨張率・熱伝導率調整等の目的でフィラー（シリカ、アルミナ等）、密着性調整等の目的でカップリング剤（シランカップリング剤等）、塗布時の適性調整の目的で揺変剤、消泡剤、着色剤、レべリング剤等の添加剤を含有することができる。
本発明のダイボンディング剤は、塗布の作業性の点から、溶剤を含有することができる。溶剤は、（Ａ）の溶解性が高く、（Ｂ１）及び（Ｂ２）の溶解性が低い溶剤が好ましい。（Ｂ１）及び（Ｂ２）が溶剤に溶解すると、Ｂステージ化において硬化が進行し過ぎて、半導体素子のマウントやワイヤボンディングの際の接着性に問題が生じうる。このような溶剤としては、グリコールエステル系溶剤が挙げられ、セロソルブアセテート類（例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート）、カルビトールアセテート類（例えば、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等）が挙げられ、取り扱い性等の点から、カルビトールアセテート類が好ましく、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテートがより好ましい。溶剤の量は、作業性の点から適宜、調整することができ、ダイボンディング剤中、４０質量％以下で使用することが好ましい。
本発明のダイボンディング剤は、（Ａ）、（Ｂ１）及び（Ｂ２）並びに任意の添加剤及び溶剤を、混合して製造することができる。例えば、（Ａ）を溶剤中へ加熱攪拌機等にて溶解させ、（Ａ）の溶解物中へ、室温で（Ｂ１）、（Ｂ２）並びに任意の添加剤を加えニーダー、三本ロール等で混錬して製造することができる。
本発明のダイボンディング剤について、製造直後の粘度を、室温（２５℃）で、２０〜８０Pa・sとすることができる。粘度は、作業性の点から、好ましく３０〜７０Pa・ｓである。本願明細書において、粘度は、Ｅ型粘度計を用いて、回転数５rpm、ローター（３°X９．７R）で、２５℃にて測定した値とする。本発明のダイボンディング剤は、保存安定性に優れている。
本発明のダイボンディング剤は、基版と半導体素子とをワイヤボンディングや封止が良好となり、基板に適用したＢステージ化状態のダイボンディング剤の広がり性が良好であり、十分、かつ安定的な接着力を発揮し、Ｂステージ化状態のダイボンディング剤の吸湿性も低く、信頼性を高い半導体装置をもたらすことができる。また、本発明のダイボンディング剤は、Ｂステージ化した状態で、室温でタックフリーであり、Ｂステージ化した状態での保存等の点で有利であり、保存安定性が良好である。
本発明のダイボンディング剤を用いて、
（１）本発明のダイボンディング剤１２を基板１１に塗布する工程；
（２）加熱により、基板に塗布したダイボンディング剤をＢステージ化する工程；
（３）Ｂステージ化したダイボンディング剤に接するようにして、基板上に半導体素子１３をマウントする工程；及び
（４）半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤボンディングした後、封止剤１５を用いて封止する工程
を含む製造方法によって、半導体装置１６を製造することができる。工程（４）において、封止剤を加熱して硬化させ、封止が行なわれるとともに、Ｂステージ状態のダイボンディング剤が本硬化する（図２参照）。
本発明のダイボンディング剤を使用することにより、従来の半導体装置の方法のように、半導体素子をマウントした後、加熱してＣステージ化まで硬化を進めなくても、ワイヤボンディングや封止を行なうことができる。しかし、本発明のダイボンディング剤は、半導体素子をマウントした後、加熱してＣステージ化まで硬化を進める従来の方法においても使用することができ、ワイヤボンディングや封止を行なわない半導体装置の製造方法においても、使用することができる。
ダイボンディング剤の塗布方法は、特に制限されず、ディスペンサ、スクリーン等を用いて描画・印刷することができる。
基板に塗布したダイボンディング剤をＢステージ化する際の加熱温度は、１００〜１５０℃が好ましい。この温度範囲であれば、Ｂステージ化状態で十分な接着性を発揮することができる。Ｂステージ化する際の加熱温度は、より好ましくは、１２０〜１５０℃である。
半導体素子のマウントの方法は特に限定されず、マウンター等を用いて行なうことができる。半導体素子は、必要に応じて、例えば、６０〜１５０℃に加熱して、例えば、１０〜１００N/chipの荷重を負荷してマウントすることができる。
半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤボンディングする方法は特に限定されず、ワイヤーボンダー等を用いて行なうことができる。
ワイヤボンディング後、部材の保護のために、封止剤を用いて封止を行なうことができるが、その際の方法は特に限定されない。封止剤としては、当該分野で公知のモールド樹脂を使用することができ、エポキシモールディングコンパウンド（ＥＭＣ）等が挙げられる。モールド樹脂は、通常、１６０〜１８０℃に加熱して硬化させることができる。本発明のダイボンディング剤は、封止前にＢステージ状態にある場合、この際の加熱により、本硬化し、基板と半導体素子の接着性を一層強固にすることができる。
以下、実施例及び比較例によって、本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜７、比較例１〜６）
表１に示す組成（表中の数値は質量部である）で、各成分を混合し、実施例・比較例のダイボンディング剤を調製した。各ダイボンディング剤の特性を、以下のようにして測定した。
〔保存安定性〕
実施例・比較例のダイボンディング剤について、Ｅ型粘度計（東機産業社製、製品名TV-20）を用いて、２５℃、回転数５rpm、ローター（３°X９．７R）で、調製直後の粘度（初期粘度）及び密閉容器中に所定期間保管した後の粘度（経過後粘度）を測定した。
[｛（経時後粘度）‐（初期粘度）｝/（初期粘度）]×１００（％）を算出し、
１週間未満で２０％以上増加した場合を×
２週間未満で２０％以上増加した場合を○
３週間以上で２０％以上増加した場合を◎
とした。
〔タック性〕
印刷機（版厚５０μｍ）を用いて、ステンレス基板（４０ｍｍ×６０ｍｍ）に実施例・比較例のダイボンディング剤を３０ｍｍ×５０ｍｍサイズに塗布した後、１４０℃で６０分間加熱して、Ｂステージ化した。その後、室温で、タック試験機（RHESCA社製、製品名TAC-II）を用いて、タックを測定した。１０ｇｆ未満が良好である。
条件： ダウンスピード １．０ｍｍ／ｓｅｃ
プルアップスピード ６００ｍｍ／ｓｅｃ
荷重 １００ｇｆ
時間 １ｓｅｃ
測定距離 ５ｍｍ
プローブの直径 ５ｍｍφ
〔接着性（ダイアタッチ性）〕
タック性試験と同様にして（ただし、５ｍｍ×５ｍｍサイズに塗布）、Ｂステージ化した実施例・比較例のダイボンディング剤の膜を準備し、ボンダー（パナソニックファクトリーソリューションズ社製、製品名FCB3）を用いて、１４０℃に加熱したシリコンチップを、荷重２ｋｇ／５ｍｍ２、時間０．５ｓｅｃでマウントした。超音波探傷装置（インサイト社製、製品名HiSpeed 1000TM）にて観察し、チップがボイドなくマウントされている場合を○、ボイドが生じている場合を×とした。
図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施例２及び比較例６に対応する。
〔接着性（高温接着性）〕
接着性（ダイアタッチ性）と同様にして、Ｂステージ化した実施例・比較例のダイボンディング剤の膜にシリコンチップをマウントした。その後、基板を１８０℃に加熱した状態で卓上型強度試験機（DAGE社製、製品名万能型ボンドテスターシリーズ4000）を用いて、基板とシリコンチップの接着強度を測定した。
〔接着性（本硬化後接着強度）〕
接着性（ダイアタッチ性）と同様にして、Ｂステージ化した実施例・比較例のダイボンディング剤の膜にシリコンチップをマウントした。その後、１７５℃で６０分間加熱して、本硬化させた。室温にて、卓上型強度試験機（DAGE社製、製品名万能型ボンドテスター4000シリーズ）を用いて、基板とシリコンチップの接着強度を測定した。
〔広がり性〕
ＢＧＡ基板上に、実施例・比較例のダイボンディング剤を縦のラインアンドスペース（以下、Ｌ／Ｓという）を２．８ｍｍ／１．４ｍｍ、横のラインアンドスペースを９．７ｍｍ／２ｍｍとなるように孔版印刷して、１４０℃で６０分間加熱してＢステージ化した。Ｂステージ化したダイボンディング剤上に、１４０℃に加熱した厚さ３３０μｍ、縦５ｍｍ、横５ｍｍのシリコンチップを、荷重２ｋｇ／５ｍｍ２、時間０．５ｓｅｃでマウントした。チップの端から広がり出ているダイボンディング剤の広がり性（チップの端からダイボンディング剤が広がる長さ）を測定した。また、広がり性の評価は、チップの端からのダイボンディング剤の広がり長さが５０〜２５０μｍの場合を○、２５０μｍを超える場合を×とした。
〔吸湿リフロー試験〕
印刷機（版厚５０μｍ）を用いて、ＢＧＡ基板（４０ｍｍ×６０ｍｍ）に実施例・比較例のダイボンディング剤を３０ｍｍ×５０ｍｍサイズに塗布した後、１４０℃で６０分間加熱して、Ｂステージ化した。Ｂステージ化した実施例・比較例のダイボンディング剤の膜に、ボンダー（パナソニックファクトリーソリューションズ社製、製品名FCB3）を用いて、１４０℃に加熱した厚さ３３０μｍ、縦３ｍｍ、横３ｍｍのシリコンチップを、荷重２ｋｇ／５ｍｍ２、時間０．５ｓｅｃでマウントして実施例・比較例のダイボンディング剤ごとに１０枚の試験片を作製した。超音波探傷装置（ＳＡＴ：インサイト社製、製品名HiSpeed 1000TM）にて各試験片を観察し、基板とチップの剥離がないことを確認した。次に、各試験片を沸騰水に入れ２時間煮沸した。沸騰水から取り出した各試験片を２７０℃のホットプレート上に３０秒載置した。その後、各試験片を上記と同様の超音波探傷装置にて観察した。１０枚の試験片の全てに基板とチップの剥離がないことが確認できた場合を○、１０枚の試験片のうち１枚でも基板とチップの剥離が確認できた場合には×とした。
Figure 2013065788
固形エポキシ樹脂
Ｅｐ１：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 エポキシ当量４７５ｇ/eq 軟化点６４℃ Mw 約９００
ＥＰ２：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 エポキシ当量６５０g/eq 軟化点７８℃
Mw約１２００
Ｅｐ３：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 エポキシ当量９２５g/eq 軟化点９７℃
Mw約１６５０
Ｅｐ４：ビフェニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂（日本化薬社製 ＮＣ３０００），エポキシ当量２７６g/eq 軟化点５６℃ Mw約９６０
液状エポキシ樹脂
Ｅｐ５：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 エポキシ当量１８９g/eq
カルボン酸ジヒドラジド
ＤＨ１：７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジド（融点１６０℃）
ＤＨ２：３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−イソプロピルヒダントイン（融点１２０℃）
ＤＨ３：アジピン酸ジヒドラジド（融点１８０℃）
ＤＨ４：ドデカン二酸ジヒドラジド（融点１９０℃）
フェノールノボラック樹脂（明和化成社製 Ｈ−４）
表１に示すように、本発明のダイボンディング剤に相当する実施例１〜７のダイボンディング剤は、Ｂステージ化後、室温でタックフリーであり、保存等の面で有利である。また、Ｂステージ化状態で良好な広がり性及び良好な接着性を示し、シリコンチップをボイドなくマウントすることができた。さらに、Ｂステージ化状態での接着性は安定しており、高温接着強度において優れており、吸湿リフロー試験においても剥離は発生せず、さらに本硬化後の接着性も良好であり、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことが確認できた。なかでも、７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドを使用した実施例２〜７は、保存安定性において優れていた。
カルボン酸ジヒドラジドを欠く比較例１のダイボンディング剤、は、高温接着強度において劣っていた。
融点の高いカルボン酸ジヒドラジドを使用した比較例２及び３のダイボンディング剤も、高温接着強度において劣っていた。また、比較例３のダイボンディング剤は、広がり性が大きく、小型化、細密化に伴って要求される信頼性が低い。
硬化剤としてフェノールノボラック樹脂を使用した比較例４のダイボンディング剤も、高温接着強度及び本硬化後接着強度において劣り、保存安定性も低かった。また、比較例４のダイボンディング剤は、広がり性が大きく、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低い。
さらに、カルボン酸ジヒドラジドの含有量が、本発明の範囲を下回る比較例５及び上回る比較例６は、接着性において劣る結果となった。具体的には、比較例５は、高温接着強度において劣り、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低い。比較例６は、シリコンチップのマウントにおいてボイドが生じ、高温接着強度においても劣り、広がり性が小さく、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低い。
（実施例８〜１２、比較例７〜１０）
表２に示す組成（表中の数値は質量部である）で、各成分を混合し、実施例・比較例のダイボンディング剤を調製した。固形エポキシ樹脂、液状エポキシ樹脂、カルボン酸ジヒドラジドは、表１に示したものと同様のものを用いた。各ダイボンディング剤の特性を、上記と同様にして測定した。
Figure 2013065788
表２に示すように、７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドを使用した本発明のダイボンディング剤に相当する実施例８〜１２のダイボンディング剤は、Ｂステージ化後、室温でタックフリーであり、保存等の面で有利である。また、Ｂステージ化状態で良好な接着性を示し、シリコンチップをボイドなくマウントすることができた。さらに、Ｂステージ化状態での接着性は安定しており、高温接着強度において優れていた。さらに本硬化後の接着性も良好であり、保存安定性においても優れていた。また、実施例８〜１２のダイボンディング剤は、広がり性が良好であり、吸湿リフロー試験後に剥離の発生もなく、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことが確認できた。
（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）ジシアンジアミドに含まれる活性水素のモル数の比が、本発明の範囲を下回る比較例７は、広がり性が大きく、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低く、保存安定性に劣り、本硬化後接着強度も劣っていた。
（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）ジシアンジアミドに含まれる活性水素のモル数の比が、本発明の範囲を上回る比較例８は、広がり性が小さく、吸湿リフローにより剥離が発生し、信頼性が低く、保存安定性に劣っていた。
さらに、（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）カルボン酸ジヒドラジドの活性水素のモル数の比が、本発明の範囲を下回る比較例９は、高温接着強度において劣り、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低く、保存安定性に劣っていた。
（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）カルボン酸ジヒドラジドの活性水素のモル数の比が、本発明の範囲を上回る比較例１０は、広がり性が小さく、吸湿リフロー試験により剥離が発生し、信頼性が低く、保存安定性に劣っていた。
本発明のダイボンディング剤によれば、簡便な方法で、信頼性に優れた半導体装置をもたらすことができる。詳細には、Ｃステージ化しなくても、Ｂステージ化状態でワイヤボンディングや封止を行うことができ、かつ信頼性の高い半導体装置を製造することができ、産業上の利用性が高い。
［符号の説明］
１ 基板
２ ダイボンディング剤
３ 半導体素子
４ ワイヤ
５ 封止剤
６ 半導体装置
１１ 基板
１２ ダイボンディング剤
１３ 半導体素子
１４ ワイヤ
１５ 封止剤
１６ 半導体装置

Claims (5)

  1. （Ａ）固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、（Ｂ１）ジシアンジアミド及び（Ｂ２）７，１１−オクタデカジエン−１，１８−ジカルボヒドラジドからなるカルボン酸ジヒドラジドを含み、（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ１）に含まれる活性水素のモル数の比が０．９〜１．４であり、かつ（Ａ）に含まれるエポキシ基のモル数に対する、（Ｂ２）に含まれる活性水素のモル数の比が０．０８〜０．３である、ダイボンディング剤。
  2. さらに、グリコールエステル系溶剤を含む、請求項１記載のダイボンディング剤。
  3. Ｂステージ化してなる、請求項１又は２記載のダイボンディング剤。
  4. 請求項１〜３いずれか１項記載のダイボンディング剤を用いて製造した半導体装置。
  5. （１）請求項１〜３のいずれか１項記載のダイボンディング剤を基板に塗布する工程；
    （２）加熱により、基板に塗布したダイボンディング剤をＢステージ化する工程；
    （３）Ｂステージ化したダイボンディング剤に接するようにして、基板上に半導体素子をマウントする工程；及び
    （４）半導体素子の電極部と基板の回路パターンとをワイヤボンディングした後、封止剤を用いて封止する工程
    を含む、半導体装置の製造方法。
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