JP2001019936A - 接着剤、および半導体装置 - Google Patents

接着剤、および半導体装置

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JP2001019936A JP11193828A JP19382899A JP2001019936A JP 2001019936 A JP2001019936 A JP 2001019936A JP 11193828 A JP11193828 A JP 11193828A JP 19382899 A JP19382899 A JP 19382899A JP 2001019936 A JP2001019936 A JP 2001019936A
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semiconductor device
chip
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Kimio Yamakawa
君男 山川
Minoru Isshiki
実 一色
Katsutoshi Mine
勝利 峰
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Dow Corning Toray Silicone Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップと該チップ取付部材を十分かつ
一定の間隔で接合し、該チップへの機械的応力を十分に
緩和することができる接着剤、および信頼性の優れる半
導体装置を提供する。 【解決手段】 平均粒径が１００〜１,０００μｍ(但
し、１００μｍを含まない。)であり、長短径比が１.０
〜１.５である球状充填剤を含有する硬化性ポリマー組
成物からなることを特徴とする、半導体チップを該チッ
プ取付部材に接合するための接着剤、および該接着剤に
より半導体チップを該チップ取付部材に接合してなるこ
とを特徴とする半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを該
チップ取付部材に接合するための接着剤、および該接着
剤により半導体チップを該チップ取付部材に接合してな
る半導体装置に関し、詳しくは、半導体チップと該チッ
プ取付部材を十分かつ一定の間隔で接合し、該チップへ
の機械的応力を十分に緩和することができる接着剤、お
よび信頼性の優れる半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップを該チップ取付部材に接合
するための接着剤としては、粒子径が５０〜１００μｍ
である金属酸化物、金属窒化物、ガラス等の無機絶縁物
の１種あるいは２種以上を少なくとも５重量％絶縁粒子
として含有することを特徴とする接着剤(特開平７−１
４８５９号公報参照)や、一分子中に少なくとも２個の
ケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロ
キサン、一分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水
素原子を有するオルガノポリシロキサン、ケイ素原子結
合アルコキシ基を有する有機ケイ素化合物、粒子径が１
０〜１００μｍであり、その長短径比が１.０〜１.５で
ある有機質もしくは無機質の球状充填剤、および白金系
化合物からなる接着剤(特開平７−２９２３４３号公報
参照)が提案されている。
【０００３】しかしながら、特開平７−１４８５９号公
報や特開平７−２９２３４３号公報で提案された接着剤
では、半導体チップと該チップ取付部材との間隔を大き
くすることが困難であり、たとえこの間隔を大きくする
ことができたとしても、この間隔が不均一となってしま
うという問題があり、半導体チップへの機械的応力を十
分に緩和することができないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記の課
題について鋭意検討した結果、本発明に到達した。すな
わち、本発明の目的は、半導体チップと該チップ取付部
材を十分かつ一定の間隔で接合し、該チップへの機械的
応力を十分に緩和することができる接着剤、および信頼
性の優れる半導体装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の接着剤は、半導
体チップを該チップ取付部材に接合するためのものであ
り、平均粒径が１００〜１,０００μｍ(但し、１００μ
ｍを含まない。)であり、かつ、長短径比が１.０〜１.
５である球状充填剤を含有する硬化性ポリマー組成物か
らなることを特徴とする。また、本発明の半導体装置
は、上記の接着剤により半導体チップを該チップ取付部
材に接合してなることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】はじめに、本発明の接着剤を詳細
に説明する。本接着剤において、球状充填剤は半導体チ
ップと該チップ取付部材を十分かつ一定の間隔で接合す
るための特徴的な成分である。この球状充填剤の平均粒
径は１００〜１,０００μｍ(但し、１００μｍを含まな
い。)であるが、これは、平均粒径が１００μｍ以下で
ある球状充填剤を用いた接着剤は、半導体チップと該チ
ップ取付部材の間隔を大きくすることが困難であり、た
とえこの間隔を大きくすることができたとしても、この
間隔が不均一となる傾向があるからであり、一方、平均
粒径が１,０００μｍを超える球状充填剤を用いた接着
剤は、半導体チップと該チップ取付部材との間隔を必要
以上に大きくさせる傾向があるからである。また、この
球状充填剤の長短径比は１.０〜１.５の範囲内であり、
好ましくは、１.０〜１.１の範囲内であるが、これは、
長短径比が上記範囲の上限を超える球状充填剤を用いた
接着剤は、半導体チップと該チップ取付部材の間隔を一
定にすることが困難となる傾向があるからである。特
に、この球状充填剤の粒径分布の標準偏差は、該充填剤
の平均粒径の１０％以内であることが好ましい。
【０００７】このような球状充填剤としては、シリカ、
ガラス、アルミナ、アルミノシリケート、窒化ケイ素、
窒化ホウ素、炭化ケイ素、カーボン、酸化チタン、アル
ミニウム、アルマイト、銅、銀、ステンレス鋼等の無機
質球状充填剤；カーボン、フッ素樹脂、シリコーン樹
脂、シリコーンゴム、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテ
ルケトン樹脂等の有機質球状充填剤；その他、表面や内
部に細孔を有する多孔質の球状充填剤、中空の球状充填
剤が例示されるが、好ましくは、無機質球状充填剤であ
る。
【０００８】本接着剤において、上記の球状充填剤の含
有量は、硬化性ポリマー組成物中に重量単位で１ppm〜
５％の範囲内となる量であることが好ましく、さらに
は、１ppm〜２％の範囲内となる量であることが好まし
く、特には、１ppm〜１％の範囲内となる量であること
が好ましい。これは、本接着剤中の球状充填剤の含有量
が上記範囲の下限未満の量であると、半導体チップと該
チップ取付部材との間隔を一定にすることが困難となる
傾向があるからであり、一方、上記範囲の上限を超える
量であると、半導体チップへの機械的応力を十分に緩和
できなくなる傾向があるからである。さらに、本接着剤
において、上記の球状充填剤の含有量は、半導体チップ
と該チップ取付部材との間で、この球状充填剤の粒子同
士が重ならないような量であることが好ましく、例え
ば、塗工面積当たり、球状充填剤の粒子が３個以上で、
かつ、{塗工面積／(球状充填剤の粒径)2}×０.９で示さ
れる個数以下となるような量であることが好ましい。こ
れは、接着剤中の球状充填剤の含有量が、塗工面積当た
り、球状充填剤の粒子が３個以下であったり、{塗工面
積／(球状充填剤の粒径)2}×０.９を超える個数である
ような量であると、球状充填剤の粒子同士が重なり合っ
て、半導体チップと該チップ取付部材との間隔を一定に
することが困難となる傾向があるからである。
【０００９】本接着剤において、硬化性ポリマー組成物
としては、硬化性エポキシ樹脂組成物、硬化性シリコー
ン変性エポキシ樹脂組成物等の硬化性エポキシ樹脂組成
物；硬化性シリコーン組成物、硬化性エポキシ変性シリ
コーン組成物、硬化性アクリル変性シリコーン組成物、
硬化性ポリイミド変性シリコーン組成物等の硬化性シリ
コーン組成物；硬化性アクリル樹脂組成物、硬化性シリ
コーン変性アクリル樹脂組成物等の硬化性アクリル樹脂
組成物；硬化性ポリイミド樹脂組成物、硬化性シリコー
ン変性ポリイミド樹脂組成物等の硬化性ポリイミド樹脂
組成物が例示され、好ましくは、硬化性エポキシ樹脂組
成物、または硬化性シリコーン組成物である。特に、硬
化性シリコーン組成物は、半導体チップへの機械的応力
を十分に緩和することができ、耐熱性も優れることか
ら、上記の硬化性ポリマー組成物として好ましい。この
ような硬化性シリコーン組成物としては、縮合反応によ
り硬化するもの、付加反応により硬化するもの、紫外線
により硬化するもの、有機過酸化物のラジカル反応によ
り硬化するものが例示され、好ましくは、付加反応によ
り硬化するものである。この付加反応硬化性シリコーン
組成物としては、例えば、(Ａ)一分子中に少なくとも２
個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、
(Ｂ)一分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水素原
子を有するオルガノポリシロキサン、(Ｃ)ケイ素原子結
合アルコキシ基を有する有機ケイ素化合物、および(Ｄ)
白金系触媒からなるものが挙げられる。
【００１０】(Ａ)成分のオルガノポリシロキサンは、上
記組成物の主剤であり、一分子中に少なくとも２個のア
ルケニル基を有する。このアルケニル基としては、例え
ば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、
ヘキセニル基、ヘプテニル基が挙げられ、好ましくは、
ビニル基である。また、(Ａ)成分中のケイ素原子に結合
するその他の基としては、例えば、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、
ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基；フェニル基、
トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フ
ェネチル基等のアラルキル基；３−クロロプロピル基、
３，３，３−トリフロロプロピル基等のハロゲン化アル
キル基等のアルケニル基を除く一価炭化水素基が挙げら
れ、好ましくは、メチル基、フェニル基である。上記組
成物においては、その耐寒性が優れることから、(Ａ)成
分中の全ケイ素原子結合有機基のうちフェニル基の割合
が１〜３０モル％の範囲内であることが好ましい。この
ような(Ａ)成分としては、直鎖状、一部分岐を有する直
鎖状、分岐鎖状、環状、樹脂状等の分子構造を有する単
一の重合体、もしくはこれらの分子構造を有する重合体
の混合物が例示される。また、(Ａ)成分の２５℃におけ
る粘度は１０〜１,０００,０００mPa・sの範囲内である
ことが好ましい。
【００１１】(Ｂ)成分のオルガノポリシロキサンは、上
記組成物の架橋剤であり、一分子中に少なくとも２個の
ケイ素原子結合水素原子を有する。(Ｂ)成分中の水素原
子以外のケイ素原子に結合する基としては、例えば、メ
チル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル
基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール
基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；３−
クロロプロピル基、３，３，３−トリフロロプロピル基
等のハロゲン化アルキル基等の一価炭化水素基が挙げら
れ、好ましくは、メチル基、フェニル基である。このよ
うな(Ｂ)成分としては、直鎖状、一部分岐を有する直鎖
状、分岐鎖状、環状、樹脂状等の分子構造を有する単一
の重合体、もしくはこれらの分子構造を有する重合体の
混合物が例示される。また、(Ｂ)成分の２５℃における
粘度は１〜１０,０００mPa・sの範囲内であることが好ま
しい。
【００１２】上記組成物において、(Ｂ)成分の含有量
は、(Ａ)成分中のアルケニル基１モルに対して、(Ｂ)成
分中のケイ素原子結合水素原子が０.３〜１０モルの範
囲内となる量であることが好ましい。これは、(Ａ)成分
中のアルケニル基１モルに対して、(Ｂ)成分中のケイ素
原子結合水素原子が上記範囲の下限未満となる量である
組成物は十分に硬化しなくなる傾向があるからであり、
一方、上記範囲の上限をこえる量である組成物は、それ
を硬化して得られる硬化物の機械的強度が低下する傾向
があるからである。
【００１３】(Ｃ)成分の有機ケイ素化合物は、上記組成
物の接着性を向上させるための成分であり、一分子中に
少なくとも１個のケイ素原子結合アルコキシ基を有し、
好ましくは、一分子中に少なくとも３個のケイ素原子結
合アルコキシ基を有する。(Ｃ)成分中のアルコキシ基と
しては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基が挙げられ、好ましくは、メトキシ基で
ある。また、(Ｃ)成分中のケイ素原子に結合するその他
の基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、
オクチル基等のアルキル基；ビニル基、アリル基、ブテ
ニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル
基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール
基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；３−
クロロプロピル基、３，３，３−トリフロロプロピル基
等のハロゲン化アルキル基等の一価炭化水素基；３−グ
リシドキシプロピル基、２−(３，４−エポキシシクロ
ヘキシル)エチル基、３−メタクリロキシプロピル基等
の官能性有機基；その他、水素原子、水酸基が挙げられ
る。特に、(Ｃ)成分は、３−グリシドキシプロピル基、
２−(３，４−エポキシシクロヘキシル)エチル基等のエ
ポキシ官能性有機基、ビニル基、またはケイ素原子結合
水素原子を有するものであることが好ましい。
【００１４】このような(Ｃ)成分としては、３−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシ
プロピルトリエトキシシラン、２−(３，４−エポキシ
シクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、ビニルト
リメトキシシラン、分子中にケイ素原子結合アルコキシ
基と３−グリシドキシプロピル基もしくは２−(３，４
−エポキシシクロヘキシル)エチル基とケイ素原子結合
水素原子を有するオルガノシロキサンオリゴマー、分子
中にケイ素原子結合アルコキシ基と３−グリシドキシプ
ロピル基もしくは２−(３，４−エポキシシクロヘキシ
ル)エチル基とケイ素原子結合アルケニル基を有するオ
ルガノシロキサンオリゴマーが例示される。
【００１５】上記組成物において、(Ｃ)成分の含有量
は、(Ａ)成分１００重量部に対して０〜２０重量部の範
囲内であることが好ましい。これは、(Ｃ)成分の含有量
が上記範囲の上限を超える量である組成物は、それを硬
化して得られる硬化物の機械的強度が低下する傾向があ
るからである。
【００１６】(Ｄ)成分の白金系触媒は、上記組成物を付
加反応により硬化させるための触媒である。(Ｄ)成分と
しては、例えば、白金黒、白金を担持したシリカ微粉
末、白金を担持した活性炭、白金を担持したアルミナ粉
末、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金の
オレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体、白
金のカルボニル錯体、これらの白金系触媒を含有するポ
リスチレン樹脂、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹
脂、シリコーン樹脂等の平均粒径が１０μｍ以下の熱可
塑性樹脂粉末が挙げられる。
【００１７】上記組成物において、(Ｄ)成分の含有量
は、上記組成物を硬化させるに十分な量であり、具体的
には、上記組成物において、(Ｄ)成分中の白金金属が重
量単位で１〜１,０００ppmとなる範囲内の量であること
が好ましい。
【００１８】上記組成物には、その他任意の成分とし
て、例えば、３−メチル−１−ブチン−３−オール、
３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、３−フ
ェニル−１−ブチン−３−オール等のアルキンアルコー
ル；３−メチル−３−ペンテン−１−イン、３，５−ジ
メチル−３−ヘキセン−１−イン等のエンイン化合物；
１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テト
ラビニルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７−テ
トラメチル−１，３，５，７−テトラヘキセニルシクロ
テトラシロキサン、ベンゾトリアゾール等の付加反応抑
制剤を含有することが好ましい。この付加反応抑制剤の
含有量としては、上記組成物中に重量単位で１０〜５
０,０００ppmの範囲内となる量であることが好ましい。
【００１９】本接着剤には、その他任意の成分として、
平均粒径が１００μｍ以下である、例えば、シリカ、酸
化チタン、カーボンブラック、アルミナ、石英粉末、ガ
ラス等の無機粉末；銀、ニッケル、銅等の金属粉末；フ
ッ素樹脂、シリコーン樹脂等の有機樹脂粉末を含有する
こともできる。特に、比表面積が５０〜５００ｍ2／ｇ
である無機粉末を含有する接着剤はチキソトロピーを有
し、上記の球状充填剤の沈降や分離を防止することがで
きる。また、本接着剤には、耐熱性付与剤、難燃性付与
剤、着色剤、有機溶剤等を含有することもできる。
【００２０】本接着剤の性状としては、比較的低粘度の
液状、比較的高粘度の液状、グリース状、ペースト状が
例示され、これをディスペンサー等の吐出機を用いて塗
工することができる。さらに、本接着剤を部分的に架橋
させて、シート状やフィルム状の接着剤としたり、ま
た、硬化性ポリマー組成物がホットメルト型である場合
には、これをシート状やフィルム状の接着剤とすること
もできる。
【００２１】本接着剤は硬化して、ゴム状、あるいはゲ
ル状の硬化物を形成するものであることが好ましい。こ
の接着剤を硬化する方法としては、室温もしくは加熱に
より硬化させる方法が挙げられる。加熱の温度として
は、例えば、５０〜２００℃の範囲内であることが好ま
しい。加熱の方法としては、熱線ランプ、ホットプレー
ト、加熱ブロック、熱風オーブンが例示される。
【００２２】次に、本発明の半導体装置を詳細に説明す
る。本発明の半導体装置は、上記の接着剤により半導体
チップを該チップ取付部材に接合してなることを特徴と
する。この半導体装置としては、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳ
Ｉが例示される。本発明の半導体装置を図面により詳細
に説明する。図１で示される半導体装置においては、半
導体チップ１が半導体チップ取付部材２(図１において
は、チップキャリア)と向き合った形で、接着剤３によ
り接合されている。また、この半導体チップ取付部材２
の半導体チップ１に向き合った面には回路配線４が形成
されており、この回路配線４と半導体チップ１はリード
５により電気的に接続されている。そして、このリード
５の一部もしくは全部は封止・充填剤６により封止もし
くは充填されている。図１で示される半導体装置におい
ては、この半導体装置を基板に実装するため、半導体チ
ップ取付部材２にハンダボール７が設けられており、さ
らに、半導体チップ１を外部からの機械的応力から保護
するために外枠８が設けられている。本発明の半導体装
置において、この外枠８は任意である。
【００２３】また、図２で示される半導体装置において
は、半導体チップ１が半導体チップ取付部材２(図２に
おいては、回路基板)と向き合った形で、接着剤３によ
り接合されている。また、この半導体チップ取付部材２
の半導体チップ１に向き合った面には回路配線４が形成
されており、この回路配線４と半導体チップ１はバンプ
９により電気的に接続されている。そして、このバンプ
９の一部もしくは全部は封止・充填剤６により封止もし
くは充填されている。図２で示される半導体装置におい
ては、この半導体装置を基板に実装するため、回路配線
４と電気的に接続しているリードが設けられている。ま
た、図２には示していないが、この半導体チップ１は封
止樹脂により樹脂封止されていてもよい。
【００２４】本発明の半導体装置において、半導体チッ
プは限定されず、また、半導体チップ取付部材も限定さ
れない。この半導体チップ取付部材としては、例えば、
アルミナ、ガラス等のセラミック系、エポキシ樹脂、ガ
ラス繊維強化エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレ
イミドトリアジン樹脂等の有機樹脂系のもの、あるいは
ステンレス、銅等の金属系のものが例示され、リジッド
な回路基板もしくはチップキャリア、フレキシブルな回
路基板もしくはチップキャリアが例示される。このよう
な半導体チップ取付部材の表面もしくは内部には、印
刷、蒸着、貼り付け、積層、めっき等の手段により回路
配線が形成されており、また、ハンダボール等のボール
グリッド、ピングリッドの外部接続端子、その他の電気
素子や電気部品が搭載されていてもよい。また、半導体
チップとこの半導体チップ取付部材の回路配線とを電気
的に接続する部材としては、ボンディングワイヤ、リー
ド、バンプが例示される。このような部材は、半導体装
置が熱衝撃を受けた場合に、この部材に働く応力を緩和
するために、湾曲させたり、曲げたボンディングワイヤ
やリードを用いたり、ヤング率の小さい材料からなるバ
ンプを用いることが好ましい。
【００２５】また、本発明の半導体装置の信頼性を向上
させるために封止・充填剤を用いることが好ましいが、
この封止・充填剤としては、エポキシ樹脂封止・充填
剤、シリコーン変性エポキシ樹脂封止・充填剤等のエポ
キシ樹脂封止・充填剤；シリコーン封止・充填剤、エポ
キシ変性シリコーン封止・充填剤、アクリル変性シリコ
ーン封止・充填剤、ポリイミド変性シリコーン封止・充
填剤等のシリコーン封止・充填剤；アクリル樹脂封止・
充填剤、シリコーン変性アクリル樹脂封止・充填剤等の
アクリル樹脂封止・充填剤；ポリイミド樹脂封止・充填
剤、シリコーン変性ポリイミド樹脂封止・充填剤等のポ
リイミド樹脂封止・充填剤が例示され、好ましくは、シ
リコーン封止・充填剤である。この封止・充填剤は、半
導体チップと該チップ取付部材の回路配線とを電気的に
接続する部材を封止もしくは充填するために、ペースト
状ないしは液状であることが好ましく、特に、液状であ
ることが好ましい。この封止・充填剤により、半導体チ
ップと該チップ取付部材の回路配線とを電気的に接続す
る部材を封止もしくは充填する方法としては、例えば、
これらの封止・充填剤を、熱風や熱線により加熱した
り、湿気と接触させたり、紫外線や電子線を照射したり
する方法が挙げられる。本発明の半導体装置において
は、この封止・充填剤組成物により封止もしくは充填す
る方法として、加熱硬化性の封止・充填剤を加熱により
硬化させる方法が好ましい。この封止・充填剤は、加熱
により、常温でゲル状もしくはゴム状の硬化物を形成す
るものであることが好ましい。
【００２６】本発明の半導体装置を作成する方法は限定
されず、例えば、図１で示される半導体装置を作成する
方法としては、半導体チップ１と半導体チップ取付部材
２とを上記の接着剤により向き合った形で密着させ、次
いで、この接着剤を硬化させる。その後、この半導体チ
ップ１と半導体チップ取付部材２の回路配線４をリード
５により電気的に接続する。この接続は、上記の接着剤
の硬化前に行ってもよい。そして、このリード５の一部
もしくは全部を封止・充填剤により封止もしくは充填し
た後、この封止・充填剤を硬化させる。また、図２で示
される半導体装置を作成する方法としては、半導体チッ
プ１と半導体チップ取付部材２とを上記の接着剤により
向き合った形で密着させ、次いで、この接着剤を硬化さ
せる。その後、この半導体チップ１と半導体チップ取付
部材２の回路配線４をバンプ９により電気的に接続す
る。この接続は、上記の接着剤の硬化前に行ってもよ
い。そして、このバンプ９の一部もしくは全部を封止・
充填剤により封止もしくは充填した後、この封止・充填
剤を硬化させる。その際、封止・充填剤が流れ出さない
ようにするため、枠材を設けることができる。この枠材
は金属製やプラスチック製のものを用いることができる
が、チクソトロピー性を有する液状またはグリース状の
硬化性有機樹脂組成物により形成することもできる。特
に、この枠材はゴム状またはゲル状であることが好まし
い。
【００２７】
【実施例】本発明の接着剤、および半導体装置を実施例
により詳細に説明する。なお、実施例中の粘度は単一円
筒型回転粘度計(芝浦システム社のビスメトロンＶ型)を
用いて、２５℃において測定した。また、半導体装置の
作成方法および評価方法は次のようにして行なった。
【００２８】［半導体装置の作成方法］図１で示される
半導体装置を次のようにして作成した。チップキャリア
上に接着剤を塗布し、次に、半導体チップ(面積５０m
m2)をこの接着剤に密着させた後、ヒートプレスボンダ
ーにより押し付けながら、１５０℃で３０分間加熱する
ことにより硬化させ、チップキャリア上の半導体チップ
を接合した。続いて、この半導体チップとチップキャリ
ア上に形成された回路配線をリードにより電気的に接続
した。最後に、１０torrの減圧下で、このリードの全部
を加熱硬化性のシリコーン封止・充填剤により真空含侵
した後、この封止・充填剤を１５０℃で３０分間加熱す
ることにより硬化させた。このようにして２０個の半導
体装置を作成した。
【００２９】［半導体装置の接着剤層の膜厚の測定］半
導体装置の全体の厚さから、予め測定しておいた半導体
チップと該チップ取付部の厚さを差し引くことにより、
２０個の半導体装置について接着剤層の厚さの平均値、
最小値、および最大値を求めた。
【００３０】［半導体装置の接着剤層中の球状充填剤の
個数の測定］接着剤を塗工した面を顕微鏡により観察
し、塗工面積当たりの球状充填剤の粒子の個数を求め
た。
【００３１】［半導体装置の信頼性試験］半導体装置
を、−５５℃で３０分間放置、＋１５０℃で３０分間放
置を１サイクルとするサーマルサイクル試験した。１０
００サイクル、および３０００サイクル試験した後、半
導体装置の回路配線の端部を用いて電気導通試験を行な
い、導通不良の電子部品の個数により不良率を求めた。
【００３２】［実施例１］粘度１０,０００mPa・sの分子
鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシ
ロキサン(ビニル基の含有量＝０.１２重量％)１００重
量部、粘度２０mPa・sの分子鎖両末端トリメチルシロキ
シ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシ
ロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝
０.７重量％)３.０重量部、粘度２０mPa・sの分子鎖両末
端ジメチルヒドロキシシロキシ基封鎖メチルビニルポリ
シロキサン(ビニル基の含有量＝３１重量％)０.５重量
部、および３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン０.５重量部、１重量％−塩化白金酸のイソプロピル
アルコール溶液０.１重量部、平均粒径１６０μｍ、長
短径比１.１、粒径分布の標準偏差５μｍの球状シリカ
微粉末１重量部、３−フェニル−１−ブチン−３−オー
ル０.０１重量部、および平均粒径３０ｍμ(ＢＥＴ比表
面積２００ｍ2／ｇ)のヘキサメチルジシラザンで表面処
理したヒュームドシリカ２重量部を均一に混合して、粘
度１３,０００mPa・sの接着剤を調製した。この接着剤を
１５０℃で３０分間加熱したところ、ＪＩＳ Ｋ ６２
５３に規定のタイプＡデュロメータ硬さが２０であるシ
リコーンゴムが得られた。次に、この接着剤を用いて半
導体装置を作製した。この半導体装置についての評価結
果を表１に示した。
【００３３】［比較例１］実施例１において、平均粒径
１６０μｍ、長短径比１.１、粒径分布の標準偏差５μ
ｍの球状シリカ微粉末を配合しない以外は実施例１と同
様にして、粘度１２,０００mPa・sの接着剤を調製した。
この接着剤を１５０℃で３０分間加熱したところ、ＪＩ
Ｓ Ｋ ６２５３に規定のタイプＡデュロメータ硬さが
２０であるシリコーンゴムが得られた。次に、この接着
剤を用いて半導体装置を作成した。この半導体装置につ
いての評価結果を表１に示した。
【００３４】［比較例２］実施例１において、平均粒径
１６０μｍ、長短径比１.１、粒径分布の標準偏差５μ
ｍの球状シリカ微粉末の代わりに、平均粒径１６０μ
ｍ、長短径比２.０、粒径分布の標準偏差２５μｍのシ
リカ微粉末を同量配合した以外は実施例１と同様にし
て、粘度１３,０００mPa・sの接着剤を調製した。この接
着剤を１５０℃で３０分間加熱したところ、ＪＩＳ Ｋ
６２５３に規定のタイプＡデュロメータ硬さが２０で
あるシリコーンゴムが得られた。次に、この接着剤を用
いて半導体装置を作成した。この半導体装置についての
評価結果を表１に示した。
【００３５】［実施例２］粘度２０,０００mPa・sの熱硬
化性エポキシ樹脂組成物(東レ・ダウコーニング・シリ
コーン製のＴＸＥＰ−１００；平均粒径２μｍ、最大粒
径８μｍの球状シリカ粉末を５０重量％含有)１００重
量部、平均粒径１６０μｍ、長短径比１.０５、粒径分
布の標準偏差３μｍの球状シリカ微粉末１重量部を均一
に混合して、粘度２１,０００mPa・sの接着剤を調製し
た。この接着剤を１５０℃で２時間加熱したところ、Ｊ
ＩＳ Ｋ ６２５３に規定のタイプＡデュロメータ硬さ
が９５を超える硬化エポキシ樹脂が得られた。次に、こ
の接着剤を用いて半導体装置を作成した。この半導体装
置についての評価結果を表１に示した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【発明の効果】本発明の接着剤は、半導体チップと該チ
ップ取付部材を十分かつ一定の間隔で接合し、該チップ
への機械的応力を十分に緩和することができるという特
徴があり、また、本発明の半導体装置は、このような接
着剤により半導体チップと該チップ取付部材を接合して
なるので、信頼性が優れるという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の半導体装置の一例であるＩＣの断面
図である。
【図２】 本発明の半導体装置の一例であるＩＣの断面
図である。
【符号の説明】
１ 半導体チップ ２ 半導体チップ取付部材 ３ 接着剤 ４ 回路配線 ５ リード ６ 封止・充填剤 ７ ハンダボール ８ 枠材 ９ バンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/52 Ｈ０１Ｌ 21/52 Ｅ 21/60 ３１１ 21/60 ３１１Ｓ 23/12 23/12 Ｌ (72)発明者 峰 勝利 千葉県市原市千種海岸２番２ 東レ・ダウ コーニング・シリコーン株式会社研究開発 本部内 Ｆターム(参考） 4J040 DC092 EC001 EC002 EC341 EE062 EH032 EJ012 EK001 EK002 EK041 EK051 EK071 EK081 GA01 GA03 GA08 GA11 GA22 GA29 HA026 HA066 HA076 HA096 HA136 HA296 HA306 HA316 HA326 HA346 JA05 JB02 KA03 KA05 KA14 KA42 LA03 LA06 LA11 MA01 MA02 MA04 MA05 MA10 NA20 5F044 KK01 KK08 LL01 LL11 RR18 5F047 AA11 BA33 BA34 BA52 BA53 BA54

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平均粒径が１００〜１,０００μｍ(但
    し、１００μｍを含まない。)であり、かつ、長短径比
    が１.０〜１.５である球状充填剤を含有する硬化性ポリ
    マー組成物からなることを特徴とする、半導体チップを
    該チップ取付部材に接合するための接着剤。
  2. 【請求項２】 球状充填剤の粒径分布の標準偏差が、該
    充填剤の平均粒径の１０％以内であることを特徴とす
    る、請求項１記載の接着剤。
  3. 【請求項３】 球状充填剤の含有量が硬化性ポリマー組
    成物に対して重量単位で１ppm〜５％であることを特徴
    とする、請求項１記載の接着剤。
  4. 【請求項４】 球状充填剤が無機質球状充填剤であるこ
    とを特徴とする、請求項１記載の接着剤。
  5. 【請求項５】 硬化性ポリマー組成物が硬化性シリコー
    ン組成物であることを特徴とする、請求項１記載の接着
    剤。
  6. 【請求項６】 硬化性ポリマー組成物が硬化性エポキシ
    樹脂組成物であることを特徴とする、請求項１記載の接
    着剤。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
    接着剤により半導体チップを該チップ取付部材に接合し
    てなることを特徴とする半導体装置。
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