KR20070118132A - 반도체장치, 버퍼 코트용 수지 조성물, 다이 본딩용 수지조성물 및 봉지용 수지 조성물 - Google Patents

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게이이치로 사이토
히로유키 야스다
준야 구수노키
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스미토모 베이클라이트 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 반도체장치는 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물로 피복한 반도체소자를, 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물에 의해 리드프레임에 탑재하고, 상기 반도체소자를 봉지용 수지 조성물의 경화물로 봉지해서 되며, 상기 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물의 25℃에 있어서의 탄성률이 0.5 GPa 이상 2.0 GPa 이하이고, 상기 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 1 MPa 이상 120 MPa 이하이며, 상기 봉지용 수지 조성물의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 400 MPa 이상 1200 MPa 이하이고, 260℃에 있어서의 열팽창계수가 20 ppm 이상 50 ppm 이하이며, 또한 상기 봉지용 수지 조성물의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률과 상기 경화물의 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱이 8,000 이상 45,000 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

반도체장치, 버퍼 코트용 수지 조성물, 다이 본딩용 수지 조성물 및 봉지용 수지 조성물{Semiconductor device, resin composition for buffer coating, resin composition for die bonding, and resin composition for encapsulation}
본 발명은 내땜납 리플로우성(anti-solder reflow resistance)이 우수한 반도체장치(이하, 「패키지(package)」라고도 한다.)에 관한 것이며, 또한, 이것에 사용하는 버퍼 코트용 수지 조성물(이하, 「버퍼 코트재(buffer coating material)」라고도 한다.), 반도체 다이 본딩용 수지 조성물(이하, 「다이 본딩재(die bonding material)」라고도 한다.), 반도체 봉지용 수지 조성물(이하, 「봉지재(encapsulating material)」라고도 한다.)에 관한 것이다.
최근, 반도체장치의 보드로의 실장(mounting)에 있어서, 친환경적인 측면에서 납을 사용하지 않는 무연땜납(lead-free solder)의 사용이 높아지고 있다. 일반적으로 무연땜납은 종래 사용되어 온 주석-납 공정땜납(tin-lead eutectic solder) 보다도 융점이 높아, 반도체장치의 실장시에 약 20~30℃ 높은 온도에서 실장할 필요가 있다. 이 실장온도의 고온화에 수반하여, 반도체장치를 구성하는 각 부재간에 종래 이상의 열응력이 걸려, 봉지용 수지 조성물 중의 수분의 급격한 증발에 의해 증기압이 상승되기 때문에, 부재간의 박리나 패키지 크랙 등의 불량이 발생하기 쉬 워진다.
또한, 최첨단 반도체에 사용되는 저유전율 유기 층간 절연막은 강도가 약하고 취약하기 때문에, 실장시의 열응력에 의해 이 층이 파괴된다고 하는 문제가 있다.
이러한 상황에서 내땜납 리플로우성이 우수한 반도체장치를 얻기 위해, 사용되는 각 부재에 대해 종래 이상으로 고도의 신뢰성이 요구되어지게 되었다.
이러한 요구에 대해, 가장 유효한 방법은 봉지용 수지 조성물로부터의 흡습을 최소한으로 억제하는 것이다. 지금까지 저(低) 수흡수 레진의 적용, 무기 충전재의 고충전화 등이 제안되어 왔다(예를 들면 특허문헌 1 참조.). 그러나, 보다 고도의 신뢰성의 요구에 대해서는, 봉지용 수지 조성물의 저 수흡수화만으로는 한계가 있었다.
다음으로 유효한 방법으로서 들 수 있는 것은, 반도체장치를 구성하는 각 부재 계면의 열응력을 낮추는 것이다. 이를 위해서는, 구체적으로 부재간의 열팽창계수를 근접시키거나, 또는 부재간의 열팽창계수의 불일치에 의해 발생하는 응력을 완화시킬 목적으로 각 부재의 탄성률을 낮출 필요가 있다. 한편으로, 복수의 구성요소로 되는 반도체장치에 있어서, 부분적인 열응력 저감 만으로는 불충분하여, 국소적인 열응력 저감에 의해 다른 계면의 불량을 증폭시키는 경우도 있었다. 이 때문에, 복수 부재간의 물성을 조정하여, 각 부재 계면의 열응력을 저감시킬 필요가 발생하였다.
특허문헌 1 : 일본국 특허공개 제2002-145995호 공보(제2~6페이지)
발명의 개시
본 발명은 무연땜납 사용의 면실장(surface mounting)에 있어서 내땜납 리플로우성이 우수하고, 높은 신뢰성을 갖는 반도체장치 및 이것에 사용하는 버퍼 코트용 수지 조성물, 다이 본딩용 수지 조성물 및 반도체 봉지용 수지 조성물을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 반도체장치는 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물로 표면을 피복한 반도체소자를 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물에 의해 리드프레임의 패드 상에 탑재하고, 상기 리드프레임의 패드 상에 탑재된 반도체소자를 봉지용 수지 조성물의 경화물에 의해 봉지해서 되는 것으로서,
상기 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물의 25℃에 있어서의 탄성률이 0.5 GPa 이상, 2.0 GPa 이하이고,
상기 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 1 MPa 이상, 120 MPa 이하이며,
상기 봉지용 수지 조성물의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 400 MPa 이상, 1200 MPa 이하이고, 상기 경화물의 260℃에 있어서의 열팽창계수가 20 ppm 이상, 50 ppm 이하이며, 또한 상기 봉지용 수지 조성물의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률과 상기 경화물의 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱이 8,000 이상, 45,000 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 버퍼 코트용 수지 조성물은, 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물로 표면을 피복한 반도체소자를 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물에 의해 리드프레임의 패드 상에 탑재하고, 상기 리드프레임의 패드 상에 탑재된 반도체소자를 봉지용 수지 조성물의 경화물에 의해 봉지해서 되는 반도체장치에 사용되는 수지 조성물로서,
경화물의 25℃에 있어서의 탄성률이 0.5 GPa 이상, 2.0 GPa 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다이 본딩용 수지 조성물은 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물로 표면을 피복한 반도체소자를 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물에 의해 리드프레임의 패드 상에 탑재하고, 상기 리드프레임의 패드 상에 탑재된 반도체소자를 봉지용 수지 조성물의 경화물에 의해 봉지해서 되는 반도체장치에 사용되는 수지 조성물로서,
경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 1 MPa 이상, 120 MPa 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 봉지용 수지 조성물은, 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물로 표면을 피복한 반도체소자를 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물에 의해 리드프레임의 패드 상에 탑재하고, 상기 리드프레임의 패드 상에 탑재된 반도체소자를 봉지용 수지 조성물의 경화물에 의해 봉지해서 되는 반도체장치에 사용되는 수지 조성물로서,
경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 400 MPa 이상, 1200 MPa 이하이고, 260℃에 있어서의 열팽창계수가 20 ppm 이상, 50 ppm 이하이며, 상기 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률과 상기 경화물의 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱이 8,000 이상, 45,000 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 버퍼 코트용 수지 조성물, 다이 본딩용 수지 조성물 및 봉지용 수지 조성물은, 전술한 바와 같은 조성인 것으로 인해, 상기 범위의 탄성률 등의 물성치를 갖는 경화물을 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 무연땜납 사용의 실장에 있어서 내땜납 리플로우성이 우수하고, 높은 신뢰성을 갖는 반도체장치를 제공할 수 있고, 또한 이것에 사용할 수 있는 버퍼 코트용 수지 조성물, 다이 본딩용 수지 조성물 및 봉지용 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에 의해 얻어지는 반도체장치는, 소정의 탄성률 등을 갖는 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물, 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물 및 봉지용 수지 조성물의 경화물을 사용하고 있기 때문에, 무연땜납 사용의 실장에 있어서 내땜납 리플로우성이 우수하고, 높은 신뢰성을 갖는다.
도면의 간단한 설명
전술한 목적 및 그 밖의 목적, 특징 및 이점은, 이하에 기술하는 적합한 실시의 형태 및 그에 따른 이하의 도면에 의해 더욱 명확해진다.
도 1은 본 발명의 반도체장치의 개략 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 반도체장치는 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물(이하, 「버퍼 코트막」이라고도 한다.)로 표면을 피복한 반도체소자를 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물(이하, 「다이 본딩재 경화물」이라고도 한다.)에 의해 리드프레임의 패드 상에 탑재하고, 상기 리드프레임의 패드 상에 탑재된 반도체소자를 봉지용 수지 조성물의 경화물(이하, 「봉지재 경화물」이라고도 한다.)에 의해 봉지해서 되는 것이다. 이하, 본 발명의 반도체장치에 대해서, 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 본 발명의 반도체장치는 도 1의 구성에 한정되는 것은 아니다.
도 1의 개략 단면도에 나타내는 바와 같이, 반도체장치(10)는 예를 들면 리드프레임(12)의 패드(13) 상에, 다이 본딩재 경화물(16)을 매개로 탑재된 반도체소자(18)를 구비한다. 반도체소자(18)의 내부에는 다층의 집적회로가 형성되어 있고, 표면에는 회로 보호를 위한 패시베이션막(passivation film)(24), 또한 버퍼 코트막(26)이 형성되어 있다. 반도체소자(18) 표층에는 본딩 와이어(22)를 접속하기 위한 개구부가 형성되어 있고, 그 저부(底部)에는 본딩 패드(20)가 노출되어 있다. 반도체소자(18)는 다이 본딩재 경화물(16)을 매개로 리드프레임(12)의 패드(13)부에 탑재된 후, 리드프레임(12)과 반도체소자(18)의 전기적 접속을 얻기 위해 본딩 와이어(22)가 잡아당겨지고, 마지막으로 봉지재 경화물(28)로 봉지되어 반도체장치(10)가 형성된다.
이러한 구성인 반도체장치(10)에 있어서, 다이 본딩재 경화물(16)은 패드(13)나, 반도체소자(18)의 이면과 접촉되어 있다. 또한, 버퍼 코트막(26)은 봉지재 경화물(28)이나 패시베이션막(24) 등과 접촉되어 있다. 또한, 봉지재 경화물(28)은 버퍼 코트막(26), 패시베이션막(24), 반도체소자(18), 리드프레임(12) 등과 접촉되어 있다. 본 발명에 있어서는 다이 본딩재 경화물(16), 버퍼 코트막(26) 및 봉지재 경화물(28)의 탄성률 등이 소정의 범위에 있기 때문에, 부재간의 열팽창계수의 불일치에 의해 생기는 응력을 완화시킬 수 있어, 무연땜납을 사용하는 실장에 있어서도 높은 신뢰성을 갖는 반도체장치를 제공할 수 있다.
이러한 버퍼 코트막(26), 다이 본딩재 경화물(16), 봉지재 경화물(28)을 구성하는 수지 조성물에 대해서 상세하게 설명한다.
[버퍼 코트용 수지 조성물]
본 발명에 사용하는 버퍼 코트용 수지 조성물로서는, 상기 수지 조성물로부터 얻어지는 경화물의 25℃에 있어서의 탄성률이 0.5 GPa 이상, 2.0 GPa 이하이면 특별히 한정되지 않는다. 상기 경화물의 탄성률은 JIS K-6760에 준하여 인장강도를 측정하고, 얻어진 SS 커브로부터 25℃에 있어서의 영탄성률(Young's elastic modulus)을 산출함으로써 얻을 수 있다.
버퍼 코트용 수지 조성물은 예를 들면, 에폭시기를 갖는 환상 올레핀계 수지, 광산발생제, 추가로 필요에 따라서 용제, 증감제, 산 포착제(acid quencher), 레벨링제, 산화방지제, 난연제, 가소제, 실란 커플링제 등을 함유한다.
상기 버퍼 코트용 수지 조성물로 사용되는 에폭시기를 갖는 환상 올레핀계 수지로서는, 화학식 1로 표시되는 노르보르넨형 모노머 유래의 구성 단위를 포함하는 부가(공)중합체 등을 들 수 있다.
Figure 112007075178616-PCT00001
(화학식 1 중, X는 각각 독립적으로 O, CH2, (CH2)2 중 어느 하나이고, 복수 존재하는 X는 동일해도 상이해도 된다. n은 0~5까지의 정수이다. R1~R4는 각각 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알릴기, 아릴기, 아랄킬기, 또는 에스테르기를 함유하는 유기기, 케톤기를 함유하는 유기기, 에테르기를 함유하는 유기기, 에폭시기를 함유하는 유기기 중 어느 것이어도 된다. R1~R4는 복수 존재하는 구성 단위 상호간에 상이해도 되지만, 전체 구성 단위의 R1~R4 중 적어도 하나 이상은 에폭시기를 함유하는 유기기이다.)
에폭시기를 함유하는 유기기로서는 글리시딜에테르기인 것이 바람직하다.
상기 (공)중합체에 있어서, 화학식 1로 표시되는 구조 단위의 함유율은, 노광에 의해 가교하여, 현상액에 견딜 수 있는 가교밀도가 얻어진다는 관점에서 결정할 수 있다. 일반적으로는, 화학식 1로 표시되는 구조 단위의 함유율이 폴리머 중에 5 몰% 이상, 95 몰% 이하, 바람직하게는 20 몰% 이상, 80 몰% 이하, 더욱 바람 직하게는 30 몰% 이상, 70 몰% 이하의 비율로 사용한다.
상기 버퍼 코트용 수지 조성물로 사용되는 광산발생제로서는, 공지의 모든 화합물을 사용할 수 있다. 광산발생제는 에폭시기의 가교를 행하는 동시에, 그 후의 경화에 의해 기판과의 밀착성을 향상시킨다.
바람직한 광산발생제로서는 오늄염, 할로겐화합물, 황산염이나 그의 혼합물이다. 예를 들면 오늄염의 양이온측으로서는 디아조늄, 암모늄, 이오도늄(iodonium), 설포늄, 포스포늄, 아르소늄(arsonium), 옥소늄 양이온 등을 들 수 있고, 이들에 대한 카운터 음이온(counter anion)은 상기 오늄 양이온과 염을 만들 수 있는 화합물인 한 제한은 없다. 카운터 음이온의 예로서는, 붕산, 아르소늄산, 인산, 안티몬산, 황산염, 카르복실산과 그의 염화물이지만 이들에 한정되지 않는다.
광산발생제인 오늄염으로서는, 트리페닐설포늄 테트라플루오로보레이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로보레이트, 트리페닐설포늄 테트라플루오로아르세네이트, 트리페닐설포늄 테트라플루오로포스페이트, 트리페닐설포늄 테트라플루오로설페이트, 4-티오페녹시디페닐설포늄 테트라플루오로보레이트, 4-티오페녹시디페닐설포늄 테트라플루오로안티모네이트, 4-티오페녹시디페닐설포늄 테트라플루오로아르세네이트, 4-티오페녹시디페닐설포늄 테트라플루오로포스페이트, 4-티오페녹시디페닐설포늄 테트라플루오로설포네이트, 4-t-부틸페닐디페닐설포늄 테트라플루오로보레이트, 4-t-부틸페닐디페닐설포늄 테트라플루오로설포늄, 4-t-부틸페닐디페닐설포늄 테트라플루오로안티모네이트, 4-t-부틸페닐디페닐설포늄 트리플루오로포스포네이트, 4- t-부틸페닐디페닐설포늄 트리플루오로설포네이트, 트리스(4-메틸페닐)설포늄 트리플루오로보레이트, 트리스(4-메틸페닐)설포늄 테트라플루오로보레이트, 트리스(4-메틸페닐)설포늄 헥사플루오로아르세네이트, 트리스(4-메틸페닐)설포늄 헥사플루오로포스페이트, 트리스(4-메틸페닐)설포늄 헥사플루오로설포네이트, 트리스(4-메톡시페닐)설포늄 테트라플루오로보레이트, 트리스(4-메틸페닐)설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리스(4-메틸페닐)설포늄 헥사플루오로포스페이트, 트리스(4-메틸페닐)설포늄 트리플루오로설포네이트, 트리페닐이오도늄 테트라플루오로보레이트, 트리페닐이오도늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐이오도늄 헥사플루오로아르세네이트, 트리페닐이오도늄 헥사플루오로포스페이트, 트리페닐이오도늄 트리플루오로설포네이트, 3,3-디니트로디페닐이오도늄 테트라플루오로보레이트, 3,3-디니트로디페닐이오도늄 헥사플루오로안티모네이트, 3,3-디니트로디페닐이오도늄 헥사플루오로아르세네이트, 3,3-디니트로디페닐이오도늄 트리플루오로설포네이트, 4,4-디니트로디페닐이오도늄 테트라플루오로보레이트, 4,4-디니트로디페닐이오도늄 헥사플루오로안티모네이트, 4,4-디니트로디페닐이오도늄 헥사플루오로아르세네이트, 4,4-디니트로디페닐이오도늄 트리플루오로설포네이트 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 사용해도 혼합해서 사용해도 된다.
광산발생제인 할로겐화합물로서는 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)트리아진, 2-알릴-4,6-비스(트리클로로메틸)트리아진, α,β,α-트리브로모메틸페닐설폰, α,α-2,3,5,6-헥사클로로크실렌, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로크실렌, 1,1,1-트리스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)에탄 과 그들의 혼합물을 들 수 있다.
광산발생제인 황산염으로서는 2-니트로벤질토실레이트, 2,6-디니트로벤질토실레이트, 2,4-디니트로벤질토실레이트, 2-니트로벤질메틸설포네이트, 2-니트로벤질아세테이트, 9,10-디메톡시안트라센-2-설포네이트, 1,2,3-트리스(메탄설포닐옥시)벤젠, 1,2,3-트리스(에탄설포닐옥시)벤젠, 1,2,3-트리스(프로판설포닐옥시)벤젠 등을 들 수 있지만 이것에 한정되지 않는다.
광산발생제로서 바람직하게는 4,4'-디-t-부틸페닐이오도늄 트리플레이트, 4,4',4"-트리스(t-부틸페닐)설포늄 트리플레이트, 디페닐이오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리페닐설포늄 디페닐이오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 4,4'-디-t-부틸페닐이오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리스(t-부틸페닐)설포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, (4-메틸페닐-4-(1-메틸에틸)페닐이오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트와 그들의 혼합물을 들 수 있다.
본 발명에 사용하는 버퍼 코트용 수지 조성물에 있어서의 광산발생제의 배합비율은, 경화물의 가교밀도나 기판과의 밀착성 등의 관점에서, 환상 올레핀계 수지 100 중량부에 대해 0.1 중량부 이상, 100 중량부 이하이고, 보다 바람직하게는 0.1 중량부 이상, 10 중량부 이하이다.
본 발명에서 사용되는 버퍼 코트용 수지 조성물에는, 필요에 따라 감광 특성을 높이기 위해 증감제를 사용하는 것이 가능하다.
증감제는 광산발생제를 활성화시키는 것이 가능한 파장의 범위를 넓히는 것 이 가능하고, 폴리머의 가교반응에 직접 영향을 주지 않은 범위에서 첨가할 수 있다. 최적의 증감제로서는, 사용된 광원 근처에 최대 흡광계수를 가져, 흡수된 에너지를 효율적으로 광산발생제에 넘길 수 있는 화합물이다.
광산발생제의 증감제로서는 안트라센(anthracene), 피렌(pyrene), 파릴렌(paralyne) 등의 시클로 방향족을 들 수 있다. 안트라센 골격으로서는, 예를 들면 2-이소프로필-9H-티옥산텐-9-엔, 4-이소프로필-9H-티옥산텐-9-온, 1-클로로-4-프로폭시티옥산텐, 페노티아진과 그들의 혼합물을 들 수 있다. 본 발명에 사용하는 버퍼 코트용 수지 조성물에 있어서의 광산발생제의 배합비율은, 광산발생제를 활성화 가능한 파장의 범위를 넓힐 수 있고, 폴리머의 가교반응에 직접 영향을 주지 않는다는 관점에서, 환상 올레핀계 수지 100 중량부에 대해 0.1 중량부 이상, 10 중량부 이하이고, 보다 바람직하게는 0.2 중량부 이상, 5 중량부 이하이다. 광원이 g선(436 nm)과 i선(365 nm) 등의 장파장의 경우, 증감제는 광산발생제를 활성화하는데 유효하다.
본 발명에서 사용되는 버퍼 코트용 수지 조성물에는, 필요에 따라 소량의 산 포착제를 첨가함으로써 해상도를 향상시키는 것이 가능하다. 광화학반응 사이에 산 포착제는 미노광부로 확산되는 산을 흡수한다. 산 포착제로서는 피리딘, 루티딘, 페노티아진, 트리-n-프로필아민과 트리에틸아민 등의 제2, 제3 아민이지만 이것에 한정되지 않는다. 산 포착제의 배합비율은 미노광부로 확산되는 산을 흡수하여 해상도를 향상시키는 관점에서, 환상 올레핀계 수지 100 중량부에 대해 0.01 중량부 이상, 0.5 중량부 이하이다.
본 발명에서 사용되는 버퍼 코트 수지 조성물에는, 필요에 따라 레벨링제, 산화방지제, 난연제, 가소제, 실란 커플링제 등의 첨가제를 추가로 첨가할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 버퍼 코트용 수지 조성물은, 이들 성분을 용제에 용해하고, 바니시상으로 하여 사용한다. 용제로서는 비반응성 용제와 반응성 용제가 있어, 비반응성 용제는 폴리머나 첨가물의 캐리어로서 작용하여, 도포나 경화의 과정에서 제거된다. 반응성 용제는 수지 조성물에 첨가된 경화제와 상용성이 있는 반응기를 포함하고 있다.
비반응성 용제로서는 탄화수소나 방향족이다. 예를 들자면, 펜탄, 헥산, 헵탄, 시클로헥산이나 데카히드로나프탈렌 등의 알칸이나 시클로알칸의 탄화수소 용제이지만 이것에 한정되지 않는다. 방향족 용매로서는 벤젠, 톨루엔, 크실렌이나 메시틸렌 등이다. 디에틸에테르, 테트라히드로푸란, 아니솔, 아세테이트, 에스테르, 락톤, 케톤이나 아미드도 유용하다.
반응성 용제로서는 시클로헥센 옥시드나 α-피넨 옥시드 등의 시클로에테르화합물, [메틸렌 비스(4,1-페닐렌옥시메틸렌)]비스옥시란 등의 방향족 시클로에테르, 1,4-시클로헥산디메탄올 디비닐 에테르 등의 시클로 지방족 비닐 에테르화합물, 비스(4-비닐페닐)메탄 등의 방향족을 단독으로 사용해도 되고 혼합해서 사용해도 된다. 바람직하게는 메시틸렌이나 데카히드로나프탈렌이며, 이들은 실리콘, 실리콘 옥시드, 실리콘 니트리드, 실리콘 옥시니트리드 등의 기판에 수지를 도포하는데 최적이다.
본 발명에 사용되는 버퍼 코트용 수지 조성물은, 에폭시기를 갖는 환상 올레핀계 수지, 광산발생제, 증감제, 산 포착제를 포함하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 에폭시기를 갖는 환상 올레핀계 수지를 100 중량부로 한 경우에,
광산발생제의 함량은 0.1 중량부 이상, 100 중량부 이하, 바람직하게는 0.1 중량부 이상, 10 중량부 이하이고,
증감제의 함량은 0.1 중량부 이상, 10 중량부 이하, 바람직하게는 0.2 중량부 이상, 5 중량부 이하이며,
산 포착제의 함량은 0.01 중량부 이상, 0.5 중량부 이하이다. 이들의 수치 범위는 적절히 조합시킬 수 있다.
버퍼 코트용 수지 조성물은 전술한 조성인 것으로 인해, 25℃에 있어서의 탄성률이 0.5 GPa 이상, 2.0 GPa 이하인 경화물을 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 버퍼 코트용 수지 조성물의 수지 고형분은 5 중량% 이상, 60 중량% 이하이다. 더욱 바람직하게는 30 중량% 이상, 55 중량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 35 중량% 이상, 45 중량% 이하이다. 용액점도는 10 cP 이상, 25,000 cP 이하이지만, 바람직하게는 100 cP 이상, 3,000 cP 이하이다.
본 발명에서 사용되는 버퍼 코트용 수지 조성물의 제조방법은 특별히 한정되지 않고, 에폭시기를 갖는 환상 올레핀계 수지와 광산발생제, 및 필요에 따라 용제, 증감제, 산 포착제, 레벨링제, 산화방지제, 난연제, 가소제, 실란 커플링제 등을 단순하게 혼합함으로써 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물의 25℃에 있어서의 탄성률을 0.5 GPa 이상, 2.0 GPa 이하로 하기 위해서는, 폴리노르보르넨을 사용하는 것이 바람직하다.
[다이 본딩용 수지 조성물]
본 발명에서 사용되는 다이 본딩용 수지 조성물은, 그 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 1 MPa 이상, 120 MPa 이하이다. 다이 본딩용 수지 조성물의 형태로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 수지 페이스트 또는 수지 필름 등을 들 수 있다.
(수지 페이스트)
본 발명의 다이 본딩용 수지 조성물로서 사용할 수 있는 수지 페이스트는, 열경화성 수지와 충전재를 주성분으로 하고, 그 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 1 MPa 이상, 120 MPa 이하인 것을 특징으로 하는 것이다. 경화물의 탄성률은 동점 점탄성 측정장치를 사용하여 온도범위: -100℃~330℃, 승온속도: 5℃/분, 주파수: 10 Hz의 조건에서 측정하고, 260℃에서의 저장 탄성률을 산출함으로써 얻을 수 있다.
상기 수지 페이스트는 열경화성 수지, 경화제, 경화촉진제 등을 포함해서 되고, 특별히 한정되지 않지만 페이스트를 형성하는 재료인 것으로부터 실온에서 액상인 것이 바람직하다.
상기 수지 페이스트에 사용하는 열경화성 수지의 예로서는 액상의 시아네이트 수지, 액상의 에폭시 수지, 각종 아크릴 수지, 말레이미드 수지, 아릴기를 갖는 트리아릴이소시아누레이트 등의 라디칼 중합성 관능기를 갖는 화합물 등을 들 수 있고, 이들은 모두 1종류 또는 복수종 병용하여 사용하는 것이 가능하다. 액상의 에폭시 수지로서는 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 E형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지, 글리시딜아민형의 액상 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는 수지 페이스트에 사용하는 열경화성 수지로서, 실온에서 고체의 열경화성 수지도 특성 저하가 일어나지 않을 정도로 혼합해서 사용하는 것도 가능하다. 병용할 수 있는 실온에서 고체인 열경화성 수지의 예로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 에폭시 수지에서는 예를 들면, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락류와 에피클로로히드린과의 반응에 의해 얻어지는 폴리글리시딜 에테르, 비페닐형 에폭시 수지, 스틸벤형 에폭시 수지, 히드로퀴논형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 페놀아랄킬형(페닐렌, 디페닐렌 골격을 포함한다) 에폭시 수지, 나프탈렌 골격을 포함하는 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 또한 n-부틸글리시딜 에테르, 버사트산(versatic acid) 글리시딜 에스테르, 스티렌 옥시드, 에틸헥실 글리시딜 에테르, 페닐글리시딜 에테르, 크레실 글리시딜 에테르, 부틸페닐글리시딜 에테르 등의 모노에폭시 수지도 사용하는 것이 가능하다. 또한, 말레이미드 수지에서는 예를 들면 N,N'-(4,4'-디페닐메탄)비스말레이미드, 비스(3-에틸-5-메틸-4-말레이미드페닐)메탄, 2,2-비스[4-(4-말레이미드페녹시)페닐]프로판 등의 비스말레이미드 수지를 들 수 있다.
수지 페이스트에 사용하는 열경화성 수지로서 시아네이트 수지를 사용하는 경우의 경화 촉매로서는, 예를 들면, 구리 아세틸아세토네이트, 아연 아세틸아세토네이트 등의 금속착체를 들 수 있다. 열경화성 수지로서 에폭시 수지를 사용하는 경우의 경화제로서는, 예를 들면, 페놀 수지, 지방족 아민, 방향족 아민, 디시안디아미드, 디카르복실산 디히드라지드화합물, 카르복실산 무수물 등을 예로서 들 수 있다. 열경화성 수지로서 라디칼 중합성 관능기를 갖는 화합물을 사용하는 경우의 개시제로서는, 통상 라디칼 중합에 사용되고 있는 촉매라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 유기 과산화물 등의 열 라디칼 중합개시제를 들 수 있다.
수지 페이스트에 사용하는 열경화성 수지로서 에폭시 수지를 사용하는 경우의 경화촉진제 겸 경화제로서는, 예를 들면, 각종 이미다졸화합물이 있고, 그 예로서는 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2-C11H23-이미다졸 등의 일반적인 이미다졸, 트리아진이나 이소시아누르산을 부가한 2,4-디아미노-6-{2-메틸이미다졸-(1)}-에틸-S-트리아진, 또한 그의 이소시아네이트 부가물 등이 있고, 이들은 모두 1종류 또는 복수종 병용해서 사용하는 것이 가능하다.
수지 페이스트에 사용할 수 있는 충전재에는, 무기 충전재와 유기 충전재가 있다. 무기 충전재로서는 예를 들면 금분, 은분, 동분, 알루미늄분 등의 금속분이나, 용융 실리카, 결정 실리카, 질화규소, 알루미나, 질화알루미늄, 탈크 등이 있다. 유기 충전재로서는 예를 들면 실리콘 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 플 루오르 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지, 벤조구아나민이나 멜라민과 포름알데히드와의 가교물 등이 있다. 이 중, 금속분은 주로 도전성이나 열전도성을 부여하기 위해 사용되는데, 입경이나 형상 등의 종류가 많고, 또한 입수가 용이한 점에서 은분이 특히 바람직하다.
수지 페이스트에서 사용하는 충전재는, 할로겐이온, 알칼리금속이온 등의 이온성 불순물의 함유량이 10 ppm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 형상으로서는 플레이크상(flakes), 인편상(scales), 수지상(dendrites), 구상(spheres) 등이 사용된다. 필요로 하는 수지 페이스트의 점도에 따라 사용하는 입경은 상이하지만, 통상 평균입경은 0.3 ㎛ 이상, 20 ㎛ 이하, 최대 입경은 50 ㎛ 정도 이하인 것이 바람직하다. 평균입경이 상기 범위이면, 점도의 상승이나, 도포 또는 경화시의 수지분 유출에 의한 블리드의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 최대 입경이 상기 범위 내에 있으면, 페이스트를 도포할 때에 니들의 출구를 막아 연속해서 사용할 수 없게 되는 사태를 방지할 수 있다. 또한 비교적 거친 충전재(coarse filler)와 고운 충전재(fine filler)를 혼합해서 사용하는 것도 가능하며, 종류, 형상에 대해서도 각종의 것을 적절히 혼합해도 된다.
필요로 해지는 특성을 부여하기 위해, 수지 페이스트에 사용하는 충전재로서, 예를 들면, 입경이 1 nm 이상 100 nm 이하 정도의 나노 스케일 충전재, 실리카와 아크릴의 복합재, 유기 충전재의 표면에 금속 코팅을 행한 유기와 무기의 복합 충전재 등을 첨가해도 된다.
또한, 수지 페이스트에 사용하는 충전재는 미리 표면을 알콕시실란, 알릴옥 시실란, 실라잔, 오르가노아미노실란 등의 실란 커플링제 등으로 처리한 것을 사용해도 된다.
본 발명에서 사용할 수 있는 다이 본딩용 수지 페이스트에는, 필요에 따라 용도에 따른 특성을 손상시키지 않는 범위 내에서, 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제, 저응력화제, 안료, 염료, 소포제, 계면활성제, 용제 등의 첨가제를 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 다이 본딩용 수지 페이스트는 에폭시 수지, 경화제, 무기 충전재를 포함하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 경화제 1 당량에 대해 에폭시 수지를 1 당량 이상, 10 당량 이하, 바람직하게는 1 당량 이상, 6 당량 이하가 되는 양으로 포함한다. 또한, 무기 충전재의 함량은 상기 수지 페이스트 중에 70 중량% 이상, 90 중량% 이하, 바람직하게는 70 중량% 이상, 85 중량% 이하이다. 또한, 이들의 수치 범위는 적절히 조합시킬 수 있다.
다이 본딩용 수지 페이스트는 전술한 바와 같은 조성인 것으로 인해, 260℃에 있어서의 탄성률이 1 MPa 이상, 120 MPa 이하인 경화물을 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 다이 본딩용 수지 페이스트의 제조방법으로서는, 예를 들면 각 성분을 예비 혼합하고, 3개 롤, 습식 비드 밀 등을 사용해서 혼련하여 수지 페이스트를 얻은 후, 진공하에서 탈포(defoaming)하는 것 등이 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 다이 본딩용 수지 페이스트의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률을 1 MPa 이상, 120 MPa 이하로 하기 위해서는, 예를 들면, 열경화 성 수지로서 수소첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르, 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르 등의 액상의 에폭시 수지;
디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 등의 고형의 에폭시 수지;
분자 내에 라디칼 중합 가능한 관능기(아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴아미드기, 말레이미드기, 비닐에스테르기, 비닐에테르기 등)를 갖는 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리알킬렌 옥시드, 지방족 폴리에스테르, 폴리노르보르넨 등의 화합물
등을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
이것에 의해 수지 골격에 지방 사슬(탄화수소 사슬) 또는 지환 골격 등, 방향고리를 포함하지 않는 골격을 많이 도입할 수 있어, 상기 범위의 탄성률을 갖는 경화물을 얻을 수 있다. 또한, 카르복실기 말단 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 프탈산 에스테르 등의 저응력화제를 사용하는 것도 효과적이다.
(수지 필름)
본 발명의 다이 본딩용 수지 조성물로서 사용할 수 있는 수지 필름은, 열가소성 수지와 경화성 수지를 주성분으로 하고, 그 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 1 MPa 이상, 120 MPa 이하인 것을 특징으로 하는 것이다. 경화물의 탄성률은 전술한 수지 페이스트와 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
상기 다이 본딩용 수지 필름에서 사용되는 열가소성 수지로서는, 폴리이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지 등의 폴리이미드계 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미 드이미드 수지 등의 폴리아미드계 수지, 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리이미드 수지가 바람직하다. 이것에 의해 초기 밀착성, 내열성을 양립할 수 있다. 여기에서 초기 밀착성이란, 다이 본딩용 수지 필름에서 반도체소자와 지지부재를 접착했을 때의 초기 단계에 있어서의 밀착성으로, 즉 다이 본딩용 수지 필름을 경화처리하기 전의 밀착성을 의미한다.
상기 폴리이미드 수지는 테트라카르복실산 이무수물과, 화학식 2로 표시되는 디아미노폴리실록산, 방향족 또는 지방족 디아민과의 중축합반응에 의해 얻어지는 것이다.
Figure 112007075178616-PCT00002
(화학식 2 중, R1, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~4의 지방족 탄화수소기 또는 방향족 탄화수소기를 나타낸다. R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 탄소수 1~4의 지방족 탄화수소기 또는 방향족 탄화수소기를 나타낸다.)
상기 폴리이미드 수지의 원료로서 사용되는 테트라카르복실산 이무수물로서는 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 이무수물, 피로멜리트산 이무수물, 4,4'-옥시디프탈산 이무수물, 에틸렌글리콜 비스트리멜리트산 이무수물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 4,4'-옥시디프탈산 이무수물이 접착성에 관하여 바람직하다. 상기 테트라카르복실산 이무수물은 단독 으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합시켜 사용해도 된다.
상기 폴리이미드 수지의 원료로서 사용되는 화학식 2로 표시되는 디아미노폴리실록산으로서는, ω,ω'-비스(2-아미노에틸)폴리디메틸실록산, ω,ω'-비스(4-아미노페닐)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산 등을 들 수 있고, 특히 화학식 2 중의 k의 값이 1~25, 바람직하게는 1~10인 것을 사용하는 것이, 접착성의 측면에서 바람직하다. 또한, 접착성을 올리기 위해 필요에 따라 2종류 이상을 조합시켜 사용해도 된다.
상기 폴리이미드 수지의 원료로서 사용되는 디아민으로서는, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 4,6-디메틸-m-페닐렌디아민, 2,5-디메틸-p-페닐렌디아민, 2,4-디아미노메시틸렌, 4,4'-메틸렌디-o-톨루이딘, 4,4'-메틸렌디아민-2,6-크실리딘, 4,4'-메틸렌-2,6-디에틸아닐린, 2,4-톨루엔디아민, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐프로판, 3,3'-디아미노디페닐프로판, 4,4'-디아미노디페닐에탄, 3,3'-디아미노디페닐에탄, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐 설피드, 3,3'-디아미노디페닐 설피드, 4,4'-디아미노디페닐 설폰, 3,3'-디아미노디페닐 설폰, 4,4'-디아미노디페닐 에테르, 3,3'-디아미노디페닐 에테르, 벤지딘, 3,3'-디아미노비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 3,3'-디메톡시벤지딘, 비스(p-아미노시클로헥실)메탄, 비스(p-β-아미노-t-부틸페닐)에테르, 비스(p-β-메틸-δ-아미노펜틸)벤젠, p-비스(2-메틸-4-아미노펜틸)벤젠, 1,5-디아미노나프탈렌, 2,6-디아미노나프탈렌, 2,4-비스(β-아미노-t-부틸)톨루엔, 2,4-디아미노톨루엔, m-크실렌-2,5-디아민, p-크실렌-2,5-디아민, m-크실 릴렌디아민, p-크실릴렌디아민, 2,6-디아미노피리딘, 2,5-디아미노피리딘, 2,5-디아미노-1,3,4-옥사디아졸, 1,4-디아미노시클로헥산, 피페라진, 메틸렌디아민, 에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 2,5-디메틸헥사메틸렌디아민, 3-메톡시헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 2,5-디메틸헵타메틸렌디아민, 3-메틸헵타메틸렌디아민, 4,4-디메틸헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 5-메틸노나메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 비스-4-(4-아미노페녹시)페닐 설폰, 비스-4-(3-아미노페녹시)페닐 설폰 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠이 접착성에 관하여 바람직하다. 상기 디아민은 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합시켜 사용해도 된다.
상기 폴리이미드 수지를 얻기 위한 중축합반응에 있어서의 산성분과 아민성분의 당량비는, 얻어지는 폴리이미드 수지의 분자량을 결정하는 중요한 인자이다. 또한, 얻어지는 폴리머의 분자량과 물성, 특히 수평균분자량과 기계적 성질 사이에 상관이 있는 것은 잘 알려져 있다. 수평균분자량이 클수록 기계적 성질이 우수하다. 따라서, 실용적으로 우수한 강도를 얻기 위해서는, 어느 정도 고분자량인 것이 필요하다.
본 발명에 있어서는 상기 폴리이미드 수지의 산성분과 아민성분의 당량비 r이,
Figure 112007075178616-PCT00003
더 나아가서는,
Figure 112007075178616-PCT00004
의 범위에 있는 것이, 기계적 강도 및 내열성 양면에서 바람직하다. 단, r=[전체 산성분의 당량수]/[전체 아민성분의 당량수]이다.
r이 상기 범위 내에 있으면, 가스 발생이나 발포 등의 문제를 일으키지 않아, 양호한 접착력을 얻을 수 있다. 또한, 폴리이미드 수지의 분자량 제어를 위해 디카르복실산 무수물 또는 모노아민을 첨가하는 것은, 전술한 산/아민 몰비 r의 범위 내라면 특별히 이를 방해하지 않는다.
상기 테트라카르복실산 이무수물과 상기 디아민의 반응은, 비프로톤성 극성 용매 중에서 공지의 방법으로 행하여진다. 비프로톤성 극성 용매로서는, N,N-디메틸포름아미드(DMF), N,N-디메틸아세트아미드(DMAC), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 테트라히드로푸란(THF), 디글라임(diglyme), 시클로헥사논, 1,4-디옥산(1,4-DO) 등을 들 수 있다. 비프로톤성 극성 용매는 1종류만 사용해도 되고, 2종류 이상을 혼합해서 사용해도 된다.
이 때, 상기 비프로톤성 극성 용매와 상용성이 있는 비극성 용매를 혼합해서 사용해도 된다. 톨루엔, 크실렌, 솔벤트 나프타(solvent naphtha) 등의 방향족 탄화수소가 자주 사용된다. 혼합용매에 있어서의 비극성 용매의 비율은 30 중량% 이하인 것이 바람직하다. 이것은 비극성 용매가 30 중량%를 초과하는 경우는, 용매의 용해력이 저하되어 폴리아믹산(polyamic acid)이 검출될 우려가 있기 때문이다.
상기 방향족 테트라카르복실산 이무수물과 상기 디아민의 반응은, 잘 건조된 디아민성분을 탈수 정제한 전술한 반응용매에 용해하고, 여기에 폐환율(ring closure rate) 98%, 보다 바람직하게는 99% 이상의 잘 건조된 테트라카르복실산 이무수물을 첨가하여 반응을 진행시키는 것이 바람직하다.
상기와 같이 하여 얻어진 폴리아믹산 용액을 계속해서 유기 용제 중에서 가열 탈수하고, 환화하고 이미드화하여 폴리이미드 수지로 한다. 이미드화반응에 의해 생성된 물은 폐환반응을 방해하기 때문에, 물과 상용되지 않는 유기 용제를 계중에 첨가하여 공비시키고, 딘 스타크 관(Dean-Stark trap) 등의 장치를 사용하여 계외로 배출한다. 물과 상용되지 않는 유기 용제로서는 디클로로벤젠이 알려져 있지만, 일렉트로닉스용으로서는 염소성분이 혼입될 우려가 있기 때문에, 바람직하게는 상기 방향족 탄화수소를 사용한다. 또한, 이미드화반응의 촉매로서 무수 초산, β-피콜린, 피리딘 등의 화합물을 사용하는 것은 방해하지 않는다.
본 발명에 있어서는, 상기 폴리이미드 수지의 이미드화율이 높을수록 좋다. 이미드화율이 낮으면 사용시의 열로 이미드화가 일어나 물이 발생하여 바람직하지 않기 때문에, 95% 이상, 보다 바람직하게는 98% 이상의 이미드화율이 달성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 다이 본딩용 수지 필름에서 사용되는 경화성 수지로서는, 열경화성 수지, 자외선 경화성 수지, 전자선 경화성 수지 등을 들 수 있다. 또한, 경화성 수지로서는 후술하는 바와 같은 경화제로서의 기능을 갖는 것을 포함해도 된다.
상기 경화성 수지는 열경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 내열성(특히 260℃에서의 내땜납 리플로우성)을 특히 향상시킬 수 있다.
상기 열경화성 수지로서는 예를 들면 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 비스페놀 A 노볼락 수지 등의 노볼락형 페놀 수지, 레졸 페놀 수지 등의 페놀 수지, 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 스틸벤형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 트리아진 핵 함유 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지 등의 에폭시 수지, 우레아(요소) 수지, 멜라민 수지 등의 트리아진 고리를 갖는 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 비스말레이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 실리콘 수지, 벤조옥사진 고리를 갖는 수지, 시아네이트에스테르 수지 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로 사용해도 되고 혼합해서 사용해도 된다. 이들 중에서도 에폭시 수지가 특히 바람직하다. 이것에 의해 내열성 및 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 에폭시 수지로서는 적어도 1분자 중에 2개의 에폭시기를 갖고, 열가소성 수지(여기에서는 폴리이미드 수지)와의 상용성을 갖는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 폴리이미드 수지를 합성할 때 사용하는 용매로의 용해성이 양호한 것이 바람직하다. 예로서, 크레졸 노볼락형 에폭시화합물, 페놀 노볼락형 에폭시화합물, 비스페놀 A형 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F형 디글리시딜 에테르, 비스페놀 A-에피클로로히드린형 에폭시화합물, 디페닐 에테르형 에폭시화합물, 비페닐형 에폭시화합물, 수소첨가 비스페놀 A형 에폭시화합물 등을 들 수 있다.
상기 에폭시 수지의 융점은 특별히 한정되지 않지만, 50℃ 이상, 150℃ 이하 가 바람직하고, 특히 60℃ 이상, 140℃ 이하가 바람직하다. 융점이 상기 범위 내이면 특히 저온 접착성을 향상시킬 수 있다.
상기 융점은 예를 들면 시차주사열량계를 사용하여, 상온으로부터 승온속도 5℃/분으로 승온시킨 결정 융해의 흡열 피크의 정점온도에서 평가할 수 있다.
상기 열경화성 수지의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대해 1 중량부 이상, 100 중량부 이하가 바람직하고, 특히 5 중량부 이상, 50 중량부 이하가 바람직하다. 함유량이 상기 범위 내이면 수지 필름의 내열성과 인성(toughness)을 향상시킬 수 있다.
상기 경화성 수지가 에폭시 수지인 경우, 상기 수지 필름은 경화제(특히, 페놀계 경화제)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 경화제로서는 예를 들면 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라민(TETA), 메타크실릴렌디아민(MXDA) 등의 지방족 폴리아민, 디아미노디페닐메탄(DDM), m-페닐렌디아민(MPDA), 디아미노디페닐 설폰(DDS) 등의 방항족 폴리아민 외에, 디시안디아미드(DICY), 유기산 디히드라지드 등을 포함하는 폴리아민화합물 등의 아민계 경화제, 헥사히드로 무수 프탈산(HHPA), 메틸테트라히드로 무수 프탈산(MTHPA) 등의 지환족 산무수물(액상 산무수물), 무수 트리멜리트산(TMA), 무수 피로멜리트산(PMDA), 벤조페논 테트라카르복실산(BTDA) 등의 방향족 산무수물 등의 산무수물계 경화제, 페놀 수지 등의 페놀계 경화제를 들 수 있다. 이들 중에서도 페놀계 경화제가 바람직하고, 구체적으로는 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)메탄(통칭 테트라메틸비스페놀 F), 4,4'-설포닐 디페놀, 4,4'-이소프로필리덴 디페놀 (통칭 비스페놀 A), 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(2-히드록시페닐)메탄, (2-히드록시페닐)(4-히드록시페닐)메탄 및 이들 중 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(2-히드록시페닐)메탄, (2-히드록시페닐)(4-히드록시페닐)메탄의 3종의 혼합물(예를 들면, 혼슈 화학공업(주)제, 비스페놀 F-D) 등의 비스페놀류, 1,2-벤젠 디올, 1,3-벤젠 디올, 1,4-벤젠 디올 등의 디히드록시벤젠류, 1,2,4-벤젠트리올 등의 트리히드록시벤젠류, 1,6-디히드록시나프탈렌 등의 디히드록시나프탈렌류의 각종 이성체, 2,2'-비페놀, 4,4'-비페놀 등의 비페놀류의 각종 이성체 등의 화합물을 들 수 있다.
상기 에폭시 수지의 경화제(특히 페놀계 경화제)의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 에폭시 수지 1 당량에 대해 0.5 당량 이상, 1.5 당량 이하가 바람직하고, 특히 0.7 당량 이상, 1.3 당량 이하가 바람직하다. 함유량이 상기 범위 내이면 내열성을 향상시킬 수 있고, 또한 보존성의 저하를 억제할 수 있다.
상기 다이 본딩용 수지 필름은 특별히 한정되지 않지만, 추가로 실란 커플링제를 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 실란 커플링제는 열가소성 수지(여기에서는 폴리이미드 수지)나 에폭시화합물과의 상용성, 폴리이미드 수지를 합성할 때 사용하는 용매로의 용해성이 양호한 것이 바람직하다. 예로서, 비닐트리클로로실란, 비닐트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페 닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있고, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란이 접착성의 측면에서 바람직하다.
상기 실란 커플링제의 함유량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대해 0.01 중량부 이상, 20 중량부 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 중량부 이상, 10 중량부 이하가 바람직하다. 함유량이 상기 범위 내이면 양호한 접착 특성을 얻을 수 있다.
상기 다이 본딩용 수지 필름은 특별히 한정되지 않지만, 추가로 충전재를 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 내열성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 충전재로서는 예를 들면 은, 산화티탄, 실리카, 마이카 등의 무기 충전재, 실리콘고무, 폴리이미드 등의 미립자의 유기 충전재를 들 수 있다. 이들 중에서도 무기 충전재, 특히 실리카가 바람직하다. 이것에 의해 내열성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 충전재(특히 무기 충전재)의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대해 1 중량부 이상, 100 중량부 이하가 바람직하고, 특히 10 중량부 이상, 50 중량부 이하가 바람직하다. 함유량이 상기 범위 내이면 내열성 및 밀착성을 향상시킬 수 있다.
상기 충전제(특히 무기 충전제)의 평균입자경은 특별히 한정되지 않지만, 평균입자경 0.1 ㎛ 이상, 25 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 특히 0.5 ㎛ 이상, 20 ㎛ 이하가 바람직하다. 평균입자경이 상기 범위 내이면 내열성을 향상시킬 수 있고, 또한 다이 본딩용 수지 필름의 접착성의 저하를 억제할 수 있다.
다이 본딩용 수지 필름은 열가소성 수지, 경화성 수지, 실란 커플링제를 포함하는 것이 바람직하고, 필요에 따라 충전재를 포함하는 것도 바람직하다.
구체적으로는, 열가소성 수지 100 중량부로 한 경우에,
경화성 수지의 함량은 1 중량부 이상, 100 중량부 이하, 바람직하게는 5 중량부 이상, 50 중량부 이하이며,
실란 커플링제의 함량은 0.01 중량부 이상, 20 중량부 이하, 바람직하게는 1 중량부 이상, 10 중량부 이하이다. 추가로 필요에 따라, 충전재(특히 무기 충전재)를 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대해 1 중량부 이상, 100 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이상, 50 중량부 이하의 양으로 포함한다. 이들의 수치 범위는 적절히 조합시킬 수 있다.
다이 본딩용 수지 필름은 이러한 조성인 것으로 인해, 25℃에 있어서의 탄성률이 1 MPa 이상, 120 MPa 이하인 경화물을 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 다이 본딩용 수지 필름은, 예를 들면 상기 열가소성 수지와 상기 열경화성 수지를 주성분으로 하고, 필요에 따라 전술한 각 성분을 적절히 배합한 수지 조성물을 메틸에틸케톤, 아세톤, 톨루엔, 디메틸포름알데히드, 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 용제에 용해하고, 바니시의 상태로 한 후, 콤마 코터, 다이 코터, 그라비아 코터 등을 사용하여 이형 시트에 도공하고, 건조시킨 후, 이형 시트를 제거함으로써 얻을 수 있다.
상기 다이 본딩용 수지 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 3 ㎛ 이상, 100 ㎛ 이하가 바람직하고, 특히 5 ㎛ 이상, 75 ㎛ 이하가 바람직하다. 두께가 상 기 범위 내이면 특히 두께 정밀도의 제어를 용이하게 할 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 다이 본딩용 수지 필름의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률을 1 MPa 이상, 120 MPa 이하로 하기 위해서는, 열시(熱時) 저탄성 및 밀착성이 우수한 상기 열가소성 수지(특히 폴리이미드 수지)와 내열성 및 밀착성이 우수한 상기 열경화성 수지(특히 에폭시 수지)를 병용하는 것이 바람직하다. 사용하는 열가소성 수지 및 열경화성 수지의 종류에 따라 병용비율을 적절히 조정함으로써, 내열성, 밀착성을 저하시키지 않고, 열시 저탄성에 의한 응력 저감을 도모할 수 있다.
[봉지용 수지 조성물]
본 발명에서 사용되는 봉지용 수지 조성물은 에폭시 수지, 페놀 수지 경화제, 경화촉진제, 무기 충전재를 주성분으로 한다. 또한, 상기 수지 조성물로부터 얻어진 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 400 MPa 이상, 1200 MPa 이하이고, 경화물의 260℃에 있어서의 열팽창계수가 20 ppm 이상, 50 ppm 이하이며, 상기 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률과 상기 경화물의 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱이 8,000 이상, 45,000 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
경화물의 탄성률은 JIS K 6911에 준하여 측정하고, 260℃에 있어서의 굽힘탄성률(bend elastic constant)로서 얻을 수 있다. 한편, 경화물의 열팽창계수는 TMA(Thermo Mechanical Analysys)에 의해 승온속도 5℃/분으로 측정하고, 얻어진 TMA 곡선의 260℃에 있어서의 열팽창계수로부터 얻을 수 있다.
본 발명의 봉지용 수지 조성물에서 사용되는 에폭시 수지로서는, 에폭시기를 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머 전반을 가리키고, 예를 들면, 비스페놀형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 스틸벤형 에폭시 수지, 히드로퀴논형 에폭시 수지, 오르토크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 페놀아랄킬형(페닐렌, 디페닐렌 골격을 포함한다) 에폭시 수지, 나프탈렌 골격을 포함하는 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 사용해도 되고 혼합해서 사용해도 된다. 열시 저탄성을 목표로 하기 위해서는, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지와 같이 유연한 구조를 갖는 수지가 바람직하지만, 이와 같은 열시 저탄성 수지는 동시에 열시 고열팽창이기도 하기 때문에, 내크랙성이 저하된다. 이 때문에, 충전재의 증량에 따른 저열팽창화도 필요해져, 에폭시 수지의 저점도화도 중요해진다. 따라서, 열시 저탄성 및 열시 저열팽창을 위해서는, 비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 페놀아랄킬형 에폭시 수지 등의, 열시의 유연성과 유동성의 균형이 우수한 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 단독이 아니라 복수의 에폭시 수지를 혼합하여, 유연성과 유동성의 균형을 잡는 것도 가능하다.
본 발명의 봉지용 수지 조성물에 있어서 사용되는 페놀 수지 경화제로서는, 상기의 에폭시 수지와 경화반응하여 가교구조를 형성할 수 있는 적어도 2개 이상의 페놀성 수산기를 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머 전반을 가리키고, 예를 들면, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 페놀아랄킬(페닐렌, 비페닐렌 골격을 포함한다) 수지, 나프톨아랄킬 수지, 트리페놀메탄 수지, 디시클로펜타디엔형 페놀 수지 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로 사용해도 혼합해서 사용해도 된다. 에폭시 수지 와 마찬가지로, 열시 저탄성 및 열시 저열팽창을 위해서는, 페놀아랄킬 수지, 나프톨아랄킬 수지 등의, 열시의 유연성과 유동성의 균형이 우수한 페놀 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 단독이 아니라 복수의 페놀 수지를 혼합하여, 유연성과 유동성의 균형을 잡는 것도 가능하다.
본 발명의 봉지용 수지 조성물에 사용되는 전체 에폭시 수지의 에폭시기 수와 전체 페놀 수지의 페놀성 수산기 수의 당량비로서는, 바람직하게는 0.5 이상, 2 이하이고, 특히 0.7 이상, 1.5 이하가 보다 바람직하다. 상기 범위 내이면 내습성, 경화성 등의 저하를 억제할 수 있다.
본 발명의 봉지용 수지 조성물에 사용되는 경화촉진제로서는, 상기 에폭시 수지와 페놀 수지의 가교반응의 촉매가 될 수 있는 것을 가리키고, 예를 들면, 1,8-디아자비시클로(5,4,0)운데센-7, 트리부틸아민 등의 아민화합물, 트리페닐포스핀, 테트라페닐포스포늄·테트라페닐 보레이트염 등의 유기 인계 화합물, 2-메틸이미다졸 등의 이미다졸화합물 등을 들 수 있다. 그러나, 이들에 한정되는 것은 아니라 단독으로 사용해도 병용해도 된다.
본 발명의 봉지용 수지 조성물에 사용되는 무기 충전재의 종류에 대해서는 특별히 제한은 없고, 일반적으로 봉지재료에 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 용융 실리카, 결정 실리카, 2차 응집 실리카, 알루미나, 티탄 화이트, 수산화알루미늄, 탈크, 클레이, 유리섬유 등을 들 수 있고, 이들은 1종류를 단독으로 사용해도 2종류 이상을 병용해도 된다. 특히 용융 실리카가 바람직하다. 용융 실리카는 파쇄상, 구상 중 어느 것도 사용 가능하지만, 배합량을 높이고, 또한 에 폭시 수지 조성물의 용융 점도의 상승을 억제하기 위해서는, 구상 실리카를 주로 사용하는 쪽이 보다 바람직하다. 또한 구상 실리카의 배합량을 높이기 위해서는, 구상 실리카의 입도 분포를 보다 넓게 취하도록 조정하는 것이 바람직하다. 전체 무기 충전재의 배합량은 성형성, 신뢰성의 균형면에서 전체 에폭시 수지 조성물 중에 80 중량% 이상, 95 중량% 이하가 바람직하다. 배합량이 상기 범위 내에 있으면 열시의 열팽창계수의 증대에 따른 내크랙성의 저하나, 유동성의 저하를 억제할 수 있다. 충전재의 증량에 의해 열시 탄성률은 증대, 열시 열팽창계수는 감소하는 경향이 있고, 열시 저탄성 및 열시 저열팽창을 위해 내크랙성의 향상을 지향하기 위해서는, 충전재량, 에폭시 수지, 및 페놀 수지 경화제의 조합에 의해 균형을 잡는 것도 중요해진다.
본 발명의 봉지용 수지 조성물로서 사용하는 에폭시 수지 조성물은, 에폭시 수지, 페놀 수지 경화제, 경화촉진제, 무기 충전재 외에, 필요에 따라 브롬화에폭시 수지, 산화안티몬, 인화합물 등의 난연제, 산화비스무트 수화물 등의 무기 이온 교환체, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 등의 커플링제, 카본블랙, 벵갈라 등의 착색제, 실리콘오일, 실리콘고무 등의 저응력성분, 천연왁스, 합성왁스, 고급지방산 및 그의 금속염류 또는 파라핀 등의 이형제, 산화방지제 등의 각종 첨가제를 적절히 배합해도 된다. 또한, 필요에 따라 무기 충전재를 커플링제나 에폭시 수지 또는 페놀 수지로 미리 처리하여 사용해도 되고, 처리방법으로서는 용매를 사용하여 혼합한 후에 용매를 제거하는 방법이나, 직접 무기 충전재에 첨가하고, 혼합기를 사용하여 처리하는 방법 등이 있다. 이들 첨가제 중에서도, 실리콘오일, 실리콘 고무 등의 저응력성분은, 첨가에 의해 열시 탄성률은 감소, 열시 열팽창계수는 증대하는 경향이 있어, 배합량을 잘 조정함으로써 크랙성을 향상시키는 것이 가능해지지만, 그 때는 충전재량, 에폭시 수지, 및 페놀 수지 경화제의 조합에 의해 균형을 잡는 것이 중요해진다.
봉지용 수지 조성물은 전체 에폭시 수지의 에폭시기 수와 전체 페놀 수지의 페놀성 수산기 수의 당량비가 0.5 이상, 2 이하이고, 바람직하게는 0.7 이상, 1.5 이하가 되도록 에폭시 수지 및 페놀 수지를 포함하고, 무기 충전재를 상기 수지 조성물 중에 80 중량% 이상, 95 중량% 이하가 되는 양으로 포함한다. 이들의 수치 범위는 적절히 조합시킬 수 있다.
봉지용 수지 조성물은 이러한 조성인 것으로 인해, 260℃에 있어서의 탄성률이 400 MPa 이상, 1200 MPa 이하이고, 260℃에 있어서의 열팽창계수가 20 ppm 이상, 50 ppm 이하이며, 또한 260℃에 있어서의 탄성률과 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱이 8,000 이상, 45,000 이하인 경화물을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서는, 봉지재 경화물의 특성을 「260℃에 있어서의 탄성률과 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱」으로 규정하고 있다. 이것은 이하의 이유에 따른 것이다.
실리콘 칩 및 리드프레임은 실장온도인 260℃에서의 열팽창계수가 봉지재 경화물 보다도 작기 때문에, 실장시에 있어서의 열팽창 차에 의해 발생하는 스트레스에 의해, 봉지재 경화물과, 실리콘 칩 또는 리드프레임간(이하, 부재간이라고도 한다)에서 박리가 발생하는 경우가 있다. 본 발명자 등은 박리 발생과 봉지재 경화물 의 특성의 관계를 FEM(finite element method) 응력해석 등에 의해 예의 연구한 바, 부재간의 박리 발생을 억제하는데는 상기 스트레스를 작게 하는 것, 즉
i) 부재간의 열팽창계수 차를 작게 하는 것,
ii) 각 부재의 탄성률을 작게 하는 것,
이 필요해지는 것을 발견하였다. 본 발명자 등은 더욱 예의 연구한 바, 상기 i), ii) 중 어느 한쪽만이 작은 값이더라도, 다른 쪽이 큰 값인 경우에는 상기 스트레스를 작게 할 수 없어, 결과적으로 박리의 발생을 억제하는 것이 곤란해지는 것을 발견하였다. 즉, 상기 i), ii) 모두 작게 함으로써, 부재간의 박리 발생을 억제할 수 있다.
본 발명과 같이, 봉지재 경화물의 특성을 「260℃에 있어서의 탄성률과 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱」으로 나타내면, 상기 i) 및 ii)와, 부재간에 발생하는 스트레스의 관계를 단적으로 나타낼 수 있다. 또한, 특정의 수치 범위로 함으로써, 실리콘 칩 또는 리드프레임과, 봉지재 경화물의 열팽창계수 차가 충분히 낮고, 또한 각 부재의 탄성률이 충분히 작기 때문에, 발생하는 스트레스를 충분히 작게 할 수 있어, 박리의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 봉지 성형을 가능하게 하는 것 등, 봉지재 경화물에는 일정 이상의 기계적 강도가 요구되어지고 있어, 이 관점에서 기계적 강도와 상관이 높은 탄성률의 하한치로서는 8,000 이상이 필요해진다.
봉지용 수지 조성물의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률을 400 MPa 이상, 1200 MPa 이하로 하고, 260℃에 있어서의 열팽창계수를 20 ppm 이상, 50 ppm 이하 로 하며, 또한 260℃에 있어서의 탄성률과 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱을 8,000 이상, 45,000 이하로 하기 위해서는, 비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 페놀아랄킬형 에폭시 수지 등의 열시의 유연성과 유동성의 균형이 우수한 에폭시 수지, 및/또는 페놀아랄킬 수지, 나프톨아랄킬 수지 등의 열시의 유연성과 유동성의 균형이 우수한 페놀 수지를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 보다 넓은 입도 분포를 갖는 구상 실리카를 사용하여, 전체 무기 충전재의 배합량을 전체 에폭시 수지 조성물 중에 대해 80 중량% 이상, 95 중량% 이하 정도로 고충전시키는 것이 바람직하다. 또한, 260℃에 있어서의 선팽창계수의 상한치를 초과하지 않는 범위에서, 실리콘오일, 실리콘고무 등의 저응력성분을 첨가하여, 260℃에 있어서의 탄성률을 낮추는 것도 가능하다.
본 발명의 봉지용 수지 조성물은 에폭시 수지, 페놀 수지 경화제, 경화촉진제, 무기 충전재, 기타 첨가제 등을 믹서를 사용하여 상온에서 혼합하고, 롤, 니더 등의 압출기 등의 혼련기 등으로 용융 혼련해서, 냉각한 후 파쇄하여 얻어진다.
[반도체장치의 제조방법]
이러한 수지 조성물을 사용한 반도체장치의 제조방법을 이하에 설명한다. 또한, 이하의 방법에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 버퍼 코트 막(26)으로 표면이 피복된 반도체소자(18)를 제작한다.
구체적으로는, 먼저, 버퍼 코트용 수지 조성물을 적당한 지지체, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼, 세라믹, 알루미늄 기판 등에 도포한다. 이들 지지체의 표면에는 복수의 본딩 패드(20)가 형성되고, 본딩 패드(20) 사이를 채우듯이 패시베이션막(24) 이 형성되어 있어도 된다. 도포방법으로서는 스피너(spinner)를 사용한 회전 도포, 스프레이 코터를 사용한 분무 도포, 침지, 인쇄, 롤 코팅 등을 들 수 있다.
이어서, 90~140℃에서 프리베이크하여 도막을 건조한 후, 통상의 노광공정에 의해 목적으로 하는 패턴 형상을 형성한다. 노광공정에 있어서 조사되는 화학선으로서는, X선, 전자선, 자외선, 가시광선 등을 사용할 수 있는데, 200~700 nm의 파장인 것이 바람직하다.
노광공정을 행한 후, 도막을 베이킹한다. 이 공정에 의해, 에폭시 가교의 반응속도를 증가시킬 수 있다. 베이킹 조건으로서는 50~200℃이다. 바람직하게는 80~150℃이고, 더욱 바람직하게는 90~130℃이다.
이어서 미조사부를 현상액으로 용해 제거함으로써, 본딩 패드(20)가 저부에 노출된 개구부를 갖는 릴리프 패턴(relief pattern)이 형성된 버퍼 코트 막(26)을 얻는다. 현상액으로서는 펜탄, 헥산, 헵탄이나 시클로헥산 등의 알칸이나 시클로알칸 등의 탄화수소, 톨루엔, 메시틸렌, 크실렌 등의 방향족 용매이다. 또한 리모넨(limonene), 디펜텐, 피넨(pinene), 메클린(mecline) 등의 테르펜류, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 2-헵타논 등의 케톤류를 사용할 수 있고, 그들에 계면활성제를 적당량 첨가한 유기 용제를 적합하게 사용할 수 있다.
현상방법으로서는 스프레이, 패들, 침지, 초음파 등의 방식이 가능하다. 이어서, 현상액에 의해 형성한 릴리프 패턴을 린스한다. 린스액으로서는 알코올을 사용한다. 다음으로 50~200℃에서 가열처리를 행하고, 현상액이나 린스액을 제거하며, 또한 에폭시기의 경화가 완료되어 내열성이 풍부한 최종 패턴을 얻는다. 다음 으로 패턴 형성된 실리콘 웨이퍼를 다이싱에 의해 소편화(小片化)함으로써, 버퍼 코트 막(26)으로 표면이 피복된 반도체소자(18)를 얻을 수 있다. 버퍼 코트 막(26)의 막두께는 5 ㎛ 정도로 할 수 있다.
다음으로, 다이 본딩용 수지 조성물에 의해 반도체소자(18)를 리드프레임(12)의 패드(13) 상에 접착한다.
먼저, 다이 본딩용 수지 조성물로서 수지 페이스트를 사용한 반도체소자(18)의 접착방법에 대해서 설명한다.
구체적으로는, 다점 니들(multipoint needle)이나 일점 니들(sigle-point needle)에 의한 점도포, 일점 니들에 의한 선도포, 스크린인쇄나 스탬핑 등에 의해, 다이 본딩용 수지 페이스트를 리드프레임(12)의 패드(13) 상에 도포한다. 이어서, 버퍼 코트 막(26)으로 표면을 피복한 반도체소자(18)를 패드(13) 상에 마운팅하고, 공지의 방법에 의해 오븐이나 핫플레이트, 인라인 큐어장치(in-line curing apparatus) 등으로 가열해서 수지 페이스트를 경화하여, 반도체소자(18)를 접착한다.
한편, 다이 본딩용 수지 필름을 사용한 반도체소자(18)의 접착방법은 이하와 같이 하여 행한다.
구체적으로는, 먼저, 리드프레임(12)의 패드(13) 상에, 다이 본딩용 수지 필름을 매개로 반도체소자(18)를 올려놓는다. 그리고, 온도 80~200℃에서 0.1~30초간 압착한다. 또한, 180℃의 오븐 속에서 60분간 가열 경화시킨다.
또한, 본 발명에서는 버퍼 코트 막(26)으로 표면이 피복된 반도체소자(18)를 리드프레임(12)의 패드(14) 상에 탑재하고, 경화시킨 후, 버퍼 코트 막(26) 표면에 플라즈마처리를 행하는 것이 바람직하다. 플라즈마처리를 행함으로써, 버퍼 코트막(26) 표면을 조화(粗化)하고, 추가로, 산소 함유 플라즈마의 경우는 친수성을 띠기 때문에 에폭시계 봉지 수지와의 밀착성이 우수하다는 이점이 있다.
이어서, 통상의 방법에 의해 반도체소자(18)의 본딩 패드(20)와, 리드프레임(12)을 본딩 와이어(22)를 매개로 접속한다.
그리고, 봉지재 경화물(28)로 반도체소자 등의 전자부품을 봉지하고, 반도체장치(10)을 제조한다. 구체적으로는, 봉지용 수지 조성물을 사용하여, 트랜스퍼 몰드, 컴프레션 몰드, 인젝션 몰드 등의 종래부터의 성형방법으로 경화 성형하면 된다.
이러한 제조방법에 의해 얻어지는 반도체장치(10)에 있어서, 버퍼 코트 막(26)의 25℃에 있어서의 탄성률은 0.5 GPa 이상, 2.0 GPa 이하, 바람직하게는 0.5 GPa 이상, 1.0 GPa 이하이고,
다이 본딩재 경화물(16)의 260℃에 있어서의 탄성률은 1 MPa 이상, 120 MPa 이하, 바람직하게는 5 MPa 이상, 100 MPa 이하이며,
봉지재 경화물(28)의 260℃에 있어서의 탄성률은 400 MPa 이상, 1200 MPa 이하, 바람직하게는 400 MPa 이상, 800 MPa 이하이고, 상기 경화물의 260℃에 있어서의 열팽창계수는 20 ppm 이상, 50 ppm 이하, 바람직하게는 20 ppm 이상, 40 ppm 이하이며, 또한 봉지재 경화물(28)의 260℃에 있어서의 탄성률과 봉지재 경화물(28)의 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱이 8,000 이상, 45,000 이하이다. 이들의 수 치 범위는 적절히 조합시킬 수 있다.
본 발명의 반도체장치에 있어서, 버퍼 코트 막(26), 다이 본딩재 경화물(16), 및 봉지재 경화물(28)의 탄성률 등이 상기 수치 범위인 것으로 인해, 무연땜납 사용의 실장에 있어서 내땜납 리플로우성이 우수하며, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예로써 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 배합비율은 중량부로 한다.
(1) 버퍼 코트용 수지 조성물의 제작
<버퍼 코트용 수지 조성물(A-1)의 제작>
데실노르보르넨/글리시딜 메틸 에테르 노르보르넨=70/30 코폴리머의 공중합체(A-1)를 하기와 같이 하여 제작하였다.
충분히 건조한 플라스크 내에, 에틸아세테이트(917 g), 시클로헥산(917 g), 데실노르보르넨(192 g, 0.82 mol)과 글리시딜 메틸 에테르 노르보르넨(62 g, 0.35 mol)을 첨가하고, 건조 질소가스 충전하에서 30분간 탈기하였다. 거기에, 톨루엔 15 ㎖에 용해시킨 니켈 촉매(비스톨루엔 비스퍼플루오로페닐 니켈) 9.36 g(19.5 mmol)을 반응 플라스크에 첨가하여, 20℃에서 5시간 교반하고 반응을 종료하였다. 다음으로, 과초산용액(975 mmol)을 첨가하여 18시간 교반한 후, 수층과 유기 용매층을 분리 추출하였다. 유기 용매층을 3번 증류수에 의해 세정·분리 추출한 후, 유기 용매층에 메탄올을 투입한 바, 메탄올에 불용인 환상 올레핀계 수지가 침전되었다. 그 침전물을 여과하여 모아 수세한 후, 진공하에서 건조한 후 243 g(수율 96%)의 환상 올레핀계 수지를 회수하였다. 얻어진 환상 올레핀계 수지의 분자량은, GPC에 의한 측정 결과, Mw=115,366, Mn=47,000, Mw/Mn=2.43이었다. 환상 올레핀계 수지의 조성은 H-NMR의 측정 결과로부터, 데실노르보르넨이 70 몰%, 에폭시 노르보르넨이 30 몰%였다.
합성한 환상 올레핀계 수지 228 g을 데카히드로나프탈렌 342 g에 용해한 후, 4-메틸페닐-4-(1-메틸에틸)페닐이오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(0.2757 g, 2.71×10-4 mol), 1-클로로-4-프로폭시-9H-티옥산톤(0.826 g, 2.71×10-4 mol), 페노티아진(0.054 g, 2.71×10-4 mol), 3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트(0.1378 g, 2.60×10-4 mol)를 첨가하고 용해한 후, 0.2 ㎛의 플루오르 수지제 필터로 여과하고, 버퍼 코트용 수지 조성물(A-1)을 얻었다.
<버퍼 코트용 수지 조성물(A-2)>
버퍼 코트용 수지 조성물(A-2)로서는, 스미토모 베이클라이트(주)제, CRC-6061을 사용하였다.
<버퍼 코트용 수지 조성물(A-3)의 제작>
또한, 데실노르보르넨/글리시딜 메틸 에테르 노르보르넨의 비율을 90/10으로 한 것 이외에는 (A-1)과 동일하게 조제함으로써, 버퍼 코트용 수지 조성물(A-3)을 얻었다.
<버퍼 코트 막의 탄성률 평가>
상기에 의해 얻은 버퍼 코트용 수지 조성물을 실리콘 웨이퍼 상에 스핀 코터를 사용하여 도포한 후, 핫플레이트로 120℃에서 5분간 건조하고, 막두께 약 10 ㎛의 도막을 얻었다. 이것을 경화한 후 100 ㎜ 폭으로 다이싱한 후, 직사각형상의 시험편을 2% 플루오르화수소산 수용액에 넣고 실리콘 웨이퍼 기판을 용해하여, 세정, 건조한 후 필름상의 시험편을 얻었다. 얻어진 시험편을 JIS K-6760에 준하여 텐실론으로 인장강도를 측정하고, 얻어진 SS 커브로부터 영탄성률(25℃)을 산출하였다. 상기 버퍼 코트용 수지 조성물(A-1)로부터 형성된 경화물(버퍼 코트 막)의 탄성률은 0.5 GPa이고, 상기 버퍼 코트용 수지 조성물(A-2)로부터 형성된 버퍼 코트 막의 탄성률은 3.5 GPa이며, 상기 버퍼 코트용 수지 조성물(A-3)로부터 형성된 버퍼 코트 막의 탄성률은 0.2 GPa였다. 또한, 버퍼 코트용 수지 조성물(A-3)은 노광에 문제가 있었기 때문에, 패키지로서의 평가는 실시하지 않았다.
(2) 수지 페이스트(다이 본딩용 수지 조성물)의 제작
표 1에 나타낸 조성의 각 성분과 충전재를 배합하고, 3개 롤(롤 간격 50 ㎛/30 ㎛)을 사용하여 실온에서 5회 혼련해서 수지 페이스트를 제작하였다. 이 수지 페이스트를 진공 챔버에서 2 mmHg으로 30분간 탈포한 후, 이하의 방법으로 열시의 탄성률을 평가하였다. 배합 및 평가결과를 표 1에 나타낸다. 배합의 단위는 중량부로 한다.
<원료성분>
사용한 원료성분은 다음과 같다.
·비스페놀 A형 에폭시 수지(유카 쉘 에폭시(주)제, 에피코트 828, 에폭시당량 190, 이하 「BPA」라고 한다.)
·크레실 글리시딜 에테르(닛폰 가야쿠(주)제, SBT-H, 에폭시당량 206, 이하 「m,p-CGE」라고 한다.)
·디시안디아미드(이하 「DDA」라고 한다.)
·비스페놀 F형 경화제(다이닛폰 잉크(주)제, DIC-BPF, 에폭시당량 156, 이하 「BPF」라고 한다.)
·2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸(시코쿠 화성공업(주)제, 큐어졸 2P4MHZ, 이하 「이미다졸」이라고 한다.)
·에폭시 함유 폴리부타디엔(신닛폰 석유(주), E-1800, 이하 「E/1800」이라고 한다.)
·은분 : 평균입경 3 ㎛, 최대 입경 30 ㎛의 플레이크상 은분
<수지 페이스트의 경화물(다이 본딩재 경화물)의 탄성률 평가방법>
테플론(등록상표) 시트 상에 수지 페이스트를 폭 4 ㎜, 길이 약 50 ㎜, 두께 200 ㎛에 도포하고, 175℃의 오븐 속에서 30분간 경화한 후, 경화물을 테플론(등록상표) 시트로부터 박리하여, 시험편 길이 20 ㎜로 조정한다. 그 시험편을 동적 점탄성 측정장치(제품명: DMS6100(세이코 인스트루먼츠(주)사제)를 사용하여, -100℃에서 330℃까지 승온속도 5℃/분, 주파수 10 Hz로 측정하여, 260℃에서의 저장 탄성률을 산출하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(3) 수지 필름의 제작
<다이 본딩용 수지 필름 수지 바니시의 조제>
다이 본딩용 수지 필름 수지 바니시(B-3)의 조제: 열가소성 수지로서 폴리이미드 수지 PIA(디아민성분으로서 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠(미쯔이 화학(주)제 APB) 43.85 g(0.15 몰)과 α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산(평균분자량 837)(후소 화학(주)제 G9) 125.55 g(0.15 몰)과, 산성분으로서 4,4'-옥시디프탈산 이무수물(마낙(주)제 ODPA-M) 93.07 g(0.30 몰)을 합성하여 얻어지는 폴리이미드 수지(이하 「PIA」라고 한다.), Tg: 70℃, 중량 평균분자량 30,000) 87.0 중량부를 사용하고, 경화성 수지로서 에폭시 수지(EOCN-1020-80(오르토크레졸 노볼락형 에폭시 수지), 에폭시당량 200 g/eq, 닛폰 가야쿠(주)제, 연화점(softening point) 80℃, 이하 「EOCN」이라 한다.) 8.7 중량부와 실란 커플링제(KBM573, 신에쯔 화학공업(주)제) 4.3 중량부를 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 용해하여 수지 고형분 43%의 수지 바니시(B-3)를 얻었다.
다이 본딩용 수지 필름 수지 바니시(B-4)의 조제: 열가소성 수지로서 폴리이미드 수지 PIA(디아민성분으로서 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠(미쯔이 화학(주)제 APB) 43.85 g(0.15 몰)과 α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산(평균분자량 837)(후소 화학(주)제 G9) 125.55 g(0.15 몰)과, 산성분으로서 4,4'-옥시디프탈산 이무수물(마낙(주)제 ODPA-M) 93.07 g(0.30 몰)을 합성하여 얻어지는 폴리이미드 수지, Tg: 70℃, 중량 평균분자량 30,000)을 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)에 용해하여 수지 고형분 40%의 수지 바니시(B-4)를 얻었다.
<다이 본딩용 수지 필름의 제조>
콤마 코터를 사용하여 전술한 수지 바니시를, 보호 필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(미쯔비시 화학 폴리에스테르 필름(주)사제, 품번 MRX50, 두께 50 ㎛)에 도포한 후, 180℃, 10분간 건조하고, 보호 필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 박리하여, 두께 25 ㎛의 다이 본딩용 수지 필름을 얻었다.
<수지 필름의 경화물(다이 본딩재 경화물)의 탄성률 평가방법>
·상기 다이 본딩용 수지 필름을 180℃의 오븐 속에서 60분간 경화한 후, 동적 점탄성 측정장치를 사용하여 시험편 길이 20 ㎜, -100℃에서 330℃까지 승온속도 5℃/분, 주파수 10 Hz에서 측정하여, 260℃에서의 저장 탄성률을 산출하였다. 배합 및 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112007075178616-PCT00005
(4) 봉지용 수지 조성물의 제작
각 성분을 상온에서 믹서로 혼합한 후, 70~120℃에서 2개 롤에 의해 혼련하고, 냉각한 후 파쇄하여 봉지용 에폭시 수지 조성물을 얻었다. 사용한 주된 원료성분과 얻어진 수지 조성물의 특성 평가방법을 이하에 나타낸다.
<봉지용 에폭시 수지 조성물에 사용한 원료>
·에폭시 수지 1 : 비페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬형 에폭시 수지(닛폰 가야쿠(주)제, NC3000P, 연화점 58℃, 에폭시당량 274)
·에폭시 수지 2 : 오르토크레졸 노볼락형 에폭시 수지(스미토모 화학(주)제, ESCN195LA, 연화점 55℃, 에폭시당량 199)
·에폭시 수지 3 : 페놀페닐아랄킬형 에폭시 수지(미쯔이 화학(주)제, E-XLC-3L, 연화점 53℃, 수산기당량 236)
·페놀 수지 1 : 비페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지(메이와 화성(주)제, MEH-7851SS, 연화점 65℃, 수산기당량 203)
·페놀 수지 2 : 페놀페닐아랄킬 수지(미쯔이 화학(주)제, XLC-4L, 연화점 65℃, 수산기당량 175)
·페놀 수지 3 : 페놀노볼락 수지(연화점 80℃, 수산기당량 105)
·구상 용융 실리카 : 평균입경 20 ㎛
·트리페닐포스핀
·커플링제 : γ-글리시딜프로필 트리메톡시실란
·카본블랙
·카나우바 왁스(Carnauba wax)
·저응력 개질제 : 평균입경 5 ㎛, NBR 분말과 탈크의 혼합물
<봉지용 수지 조성물의 경화물(봉지재 경화물)의 물성 평가방법>
·TMA(α1, α2, Tg) : 트랜스퍼 성형기를 사용하여 금형온도 175℃, 주입압력 6.9 MPa, 경화시간 90초로, 10 ㎜×4 ㎜×4 ㎜의 경화물을 성형하고, 175℃에서 2시간 후경화하여, 승온속도 5℃/분으로 TMA에 의해 측정하였다. 얻어진 TMA 곡선의 60℃ 및 260℃에서의 열팽창계수를 각각 α1, α2, 또한 60℃ 및 260℃에서의 접선의 교점온도를 읽어, 이 온도를 유리전이온도(Tg)로 하였다.
굽힘탄성률(260℃) : JIS K 6911에 준하여 측정하였다. 트랜스퍼 성형기를 사용하여, 금형온도 175℃, 주입압력 6.9 MPa, 경화시간 90초로, 80 ㎜×10 ㎜×4 ㎜의 시험편을 성형하고, 175℃에서 2시간 후경화하여, 260℃에서 굽힘탄성률을 측정하였다. 배합 및 결과를 표 2에 나타낸다. 배합의 단위를 중량부로 한다.
Figure 112007075178616-PCT00006
패키지 평가방법
실시예 1~4, 비교예 1~7
패키지의 조립방법과 평가방법을 이하에 나타낸다. 또한 결과를 표 3에 나타낸다.
<버퍼 코트용 수지 조성물의 반도체소자로의 도포>
제작한 버퍼 코트용 수지 조성물을 회로가 형성된 실리콘 웨이퍼 상에 스핀 코터를 사용하여 도포한 후, 핫플레이트로 120℃에서 5분 건조하고, 막두께 약 10 ㎛의 도막을 얻었다. 이 도막에 i선 스테퍼 노광기 NSR-4425i(니콘(주)제)에 의해 레티클(reticule)을 통과시켜 300 mJ/㎠로 노광을 행하였다. 그 후 핫플레이트로 100℃에서 4분, 노광부의 가교반응을 촉진시키기 위해 가열하였다.
다음으로 리모넨에 30초 침지함으로써 미노광부를 용해 제거한 후, 이소프로필알코올로 20초간 린스하였다. 그 결과, 패턴이 성형되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
이 환상 올레핀계 수지막에 도쿄 오카제 플라즈마장치(OPM-EM1000)를 사용하여 산소 플라즈마처리를 행하였다. 조건으로서는, 출력은 400 W, 10분에 산소유량은 200 sccm을 채용하였다.
<수지 페이스트에 의한 반도체소자의 마운팅방법>
160핀 LQFP(Low Profile Quad Flat Package)에 버퍼 코트된 반도체소자(반도체소자의 사이즈 7 ㎜×7 ㎜, 반도체소자의 두께 0.35 ㎜)를 다이 본딩용 수지 페이스트를 매개로 하여 마운팅하고, 오븐에서 경화하였다. 경화조건은 실온으로부터 175℃까지 30분에 걸쳐 승온시키고, 175℃에서 30분간 유지하며, 경화한 후의 수지 페이스트의 두께는 약 20 ㎛였다.
<수지 필름에 의한 반도체소자의 마운팅방법>
접착 필름의 한쪽면에 두께 0.35 ㎜ 웨이퍼의 이면을 150℃에서 첩부(貼付)하여 접착 필름이 부착된 웨이퍼를 얻었다. 그 후 다이싱 필름을 접착 필름면에 첩부하였다. 그리고, 다이싱소(dicing saw)를 사용하여 접착 필름이 접합된 반도체 웨이퍼를 스핀들 회전수 30,000 rpm, 절단속도 50 ㎜/sec로, 7 ㎜×7 ㎜의 반도체소자의 사이즈로 다이싱(절단)하여, 다이싱 필름 및 접착 필름이 접합된 반도체소자를 얻었다. 이어서, 다이싱 시트 이면으로부터 밀어올려 다이싱 필름과 접착 필름층 간에서 박리되어 접착 필름이 접합된 반도체소자를 160핀 LQFP에, 200℃, 5 N, 1.0초간 압착하고, 다이 본딩하여 오븐에서 경화하였다. 경화조건은 실온으로부터 180℃까지 30분에 걸쳐 승온시키고, 180℃에서 60분간 유지하는 것이었다.
<봉지용 수지 조성물에 의한 패키지 성형방법>
트랜스퍼 성형기를 사용하고, 금형온도 175℃, 주입압력 6.9 MPa, 경화시간 90초로, 수지 페이스트 또는 수지 필름에서 반도체소자를 탑재한 160핀 LQFP를 봉지 성형하고, 175℃에서 2시간 후경화하여 샘플을 얻었다.
<내땜납 리플로우성 평가방법>
각 16개의 샘플을 각각 85℃, 상대습도 60%의 환경하에서 168시간과 85℃,
상대습도 85%의 환경하에서 168시간 처리한 후, IR 리플로우(260℃)에서 10초간 처리하였다. 초음파 탐상장치를 사용하여 관찰하고, 내부 크랙 및 각종 계면 박리의 유무를 조사하였다. 초음파 탐상장치로 어느 위치에서의 계면의 박리인지 특정할 수 없는 것에 대해서는, 단면 관찰에 의해 박리 계면을 특정하였다. 내부 크랙 또는 각종 계면의 박리가 하나라도 발견된 것은 불량으로 하여, 불량 패키지의 개수가 n개일 때, n/16으로 표시하였다.
Figure 112007075178616-PCT00007

Claims (8)

  1. 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물로 표면을 피복한 반도체소자를 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물에 의해 리드프레임의 패드 상에 탑재하고, 상기 리드프레임의 패드 상에 탑재된 반도체소자를 봉지용 수지 조성물의 경화물에 의해 봉지해서 되는 반도체장치로서,
    상기 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물의 25℃에 있어서의 탄성률이 0.5 GPa 이상, 2.0 GPa 이하이고,
    상기 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 1 MPa 이상, 120 MPa 이하이며,
    상기 봉지용 수지 조성물의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 400 MPa 이상, 1200 MPa 이하이고, 상기 경화물의 260℃에 있어서의 열팽창계수가 20 ppm 이상, 50 ppm 이하이며, 또한 상기 봉지용 수지 조성물의 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률과 상기 경화물의 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱이 8,000 이상, 45,000 이하인 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 버퍼 코트용 수지 조성물이, 화학식 1
    [화학식 1]
    Figure 112007075178616-PCT00008
    (화학식 1 중, X는 각각 독립적으로 O, CH2, (CH2)2 중 어느 하나이고, 복수 존재하는 X는 동일해도 상이해도 된다. n은 0~5까지의 정수이다. R1~R4는 각각 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 알릴기, 아릴기, 아랄킬기, 또는 에스테르기를 함유하는 유기기, 케톤기를 함유하는 유기기, 에테르기를 함유하는 유기기, 에폭시기를 함유하는 유기기 중 어느 것이어도 된다. R1~R4는 복수 존재하는 구성 단위 상호간에 상이해도 되지만, 전체 구성 단위의 R1~R4 중 적어도 하나 이상은 에폭시기를 함유하는 유기기이다.)
    로 표시되는 노르보르넨형 모노머 유래의 구성 단위를 포함하는 부가(공)중합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다이 본딩용 수지 조성물이 수소첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르, 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 및 분자 내에 라디칼 중합 가능한 관능기를 갖는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 열경화성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다이 본딩용 수지 조성물이 테트라카르복실산 이무수물과 화학식 2
    [화학식 2]
    Figure 112007075178616-PCT00009
    (화학식 2 중, R1, R2는 각각 독립적으로 탄소수 1~4의 지방족 탄화수소기 또는 방향족 탄화수소기를 나타낸다. R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 탄소수 1~4의 지방족 탄화수소기 또는 방향족 탄화수소기를 나타낸다.)
    로 표시되는 디아미노폴리실록산과, 방향족 또는 지방족 디아민과의 중축합반응에 의해 얻어지는 폴리이미드 수지와,
    크레졸 노볼락형 에폭시화합물, 페놀 노볼락형 에폭시화합물, 비스페놀 A형 디글리시딜 에테르, 비스페놀 F형 디글리시딜 에테르, 비스페놀 A-에피클로로히드린형 에폭시화합물, 디페닐 에테르형 에폭시화합물, 비페닐형 에폭시화합물, 및 수소첨가 비스페놀 A형 에폭시화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 에폭시 수지
    를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 봉지용 수지 조성물이,
    비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 페놀아랄킬형 에폭시 수지, 페놀아랄킬 수지, 및 나프톨아랄킬 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지와,
    상기 수지 조성물 중에 80 중량% 이상, 95 중량% 이하로 포함되는 무기 충전재를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  6. 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물로 표면을 피복한 반도체소자를 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물에 의해 리드프레임의 패드 상에 탑재하고, 상기 리드프레임의 패드 상에 탑재된 반도체소자를 봉지용 수지 조성물의 경화물에 의해 봉지해서 되는 반도체장치에 사용되는 버퍼 코트용 수지 조성물로서,
    경화물의 25℃에 있어서의 탄성률이 0.5 GPa 이상, 2.0 GPa 이하인 것을 특징으로 하는 버퍼 코트용 수지 조성물.
  7. 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물로 표면을 피복한 반도체소자를 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물에 의해 리드프레임의 패드 상에 탑재하고, 상기 리드프레임의 패드 상에 탑재된 반도체소자를 봉지용 수지 조성물의 경화물에 의해 봉지해서 되는 반도체장치에 사용되는 다이 본딩용 수지 조성물로서,
    경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 1 MPa 이상, 120 MPa 이하인 것을 특징으로 하는 다이 본딩용 수지 조성물.
  8. 버퍼 코트용 수지 조성물의 경화물로 표면을 피복한 반도체소자를 다이 본딩용 수지 조성물의 경화물에 의해 리드프레임의 패드 상에 탑재하고, 상기 리드프레임의 패드 상에 탑재된 반도체소자를 봉지용 수지 조성물의 경화물에 의해 봉지해서 되는 반도체장치에 사용되는 봉지용 수지 조성물로서,
    경화물의 260℃에 있어서의 탄성률이 400 MPa 이상, 1200 MPa 이하이고, 260℃에 있어서의 열팽창계수가 20 ppm 이상, 50 ppm 이하이며, 상기 경화물의 260℃에 있어서의 탄성률과 상기 경화물의 260℃에 있어서의 열팽창계수의 곱이 8,000 이상, 45,000 이하인 것을 특징으로 하는 봉지용 수지 조성물.
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