JP2001207033A - ダイアタッチペースト及び半導体装置 - Google Patents
ダイアタッチペースト及び半導体装置Info
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Abstract
つつ、且つ非常に短時間でも硬化が可能なペーストを提
供する。 【解決手段】(A)(メタ)アクリレート基含有ポリブ
タジエン3〜20重量部、(B)エポキシ基含有ポリブ
タジエン1〜10重量部、(C)反応性希釈剤5〜30
重量部、(D)有機過酸化物及び/又はアゾ化合物0.
01〜5重量部、(E)無機フィラー20〜90重量
部、(F)硫黄原子を含むシランカップリング剤0.0
01〜10重量部からなるダイアタッチペーストであ
る。
Description
及び信頼性に優れた半導体接着用ペーストに関するもの
である。
一歩をたどっており、これに伴い製造コストの削減は重
要な課題となっている。半導体パッケージ組立の中でダ
イアタッチペーストで半導体とリードフレームを接着す
る工程が有るが、この工程に関しては時間短縮、及び低
温硬化がキーポイントになっている。硬化の過程はバッ
チ式オーブン法、インラインで硬化させる方法に大別さ
れるが、インラインで用いられる速硬化性ペーストを用
いた通常のダイマウントは、150℃から200℃で3
0秒から60秒の間で行われる。しかし、今後より低
温、短時間硬化可能なペーストの開発が望まれている。
耐半田クラック性が重要であるが、ダイアタッチペース
トとしてはさらにシリコンチップとリードフレームとの
線膨張の差を緩和するために低応力性が重要である。ダ
イアタッチペーストのベースレジンはエポキシ樹脂、シ
アネート樹脂、ビスマレイミド樹脂系等が知られている
が、例えば30秒以内に硬化が可能であり、それぞれの
用途に適した特性(接着性、低応力性等)を維持する材
料は全く見いだされていなかった。又、特性を満足した
としても常温での粘度上昇が激しすぎ、使用に適さない
材料しかなかった。
アタッチペーストの特性を維持し、且つ非常に短時間で
も硬化が可能なダイアタッチペーストを見いだすべく鋭
意検討した結果完成させるに至ったものである。
(1)で示される(メタ)アクリレート基含有ポリブタ
ジエン3〜20重量部、(B)一般式(2)で示される
エポキシ基含有ポリブタジエン1〜10重量部、(C)
反応性希釈剤5〜30重量部、(D)有機過酸化物及び
/又はアゾ化合物0.01〜5重量部、(E)無機フィ
ラー20〜90重量部、(F)硫黄原子を含むシランカ
ップリング剤0.001〜10重量部からなるダイアタ
ッチペーストである。また、本発明のダイアタッチペー
ストを用いて製作された半導体装置である。
リレート基含有ポリブタジエンは一般式(1)で示され
る。
は、ペースト組成物100重量部に対して3〜20重量
部とするのが好ましい。3重量部未満であると硬化性が
悪くなるので好ましくなく、20重量部を越えると作業
性に問題が生じるので好ましくない。
タジエンは一般式(2)で示される。
は、ペースト組成物100重量部に対して1〜10重量
部とするのが好ましく、1重量部未満であると硬化性が
悪くなるという問題があり、10重量部を越えると作業
性が悪くなるという問題が生じるので好ましくない。成
分(A)100重量部に対して成分(B)の配合量は、
50〜100重量部とするのが好ましく、50重量部未
満であると硬化性が悪くなるので好ましくなく、100
重量部を越えると作業性に問題が生じるので好ましくな
い。
クリル酸エステル化合物若しくはジ-(メタ)アクリル
酸エステル化合物若しくは多官能(メタ)アクリル酸エ
ステル化合物である。例をあげると、トリデシルメタク
リレート、ベンジルメタクリレート、イソボルニルメタ
クリレート、ラウリルアクリレート、イソボルニルアク
リレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリ
エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレング
リコールジメタクリレート、2―ヒドロキシ1.3ジメ
タクリロキシプロパン、ポリプロピレンジメタクリレー
ト、1.6ヘキサンジオールジメタクリレート、トリメ
チロールプロパントリメタクリレート等がある。
種類あるいは複数種と併用して使用することができる。
反応性希釈剤はペースト組成物100重量部に対して5
〜30重量部とするのが好ましく、5重量部未満である
と硬化性、作業性が悪くなるという問題があり、30重
量部を越えると硬化性、作業性が悪くなるという問題が
生じるので好ましくない。成分(A)と成分(B)の総
量100重量部に対して75〜150重量部とするのが
より好ましい。75重量部未満であると硬化性が悪くな
るので好ましくなく、150重量部を越えると作業性に
問題が生じるので好ましくない。
を電熱板の上にのせ、4℃/分で昇温したときの分解開
始温度)における分解温度が40℃から140℃である
ことが好ましい。分解温度が40℃に満たない場合は、
常温における保存性が悪くなり、140℃を越えると硬
化時間が極端に長くなるためである。
ては、キュミルパーオキシネオデカネート、t−ブチル
パーオキシネオデカネート、1−シクロヘキシル−1−
メチルエチルパーオキシネオデカネート、1,1,3,
3−テトラメチルパーオキシネオデカネート、1,1,
3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘ
キサネート、ビス(4−ブチルシクロヘキシル)パーオ
キシジカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピ
ルモノカーボネート、1,1−ビス(t−ブチルパーオ
キシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−
ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ
3,5,5−トリメチルヘキサネート、t−ブチルパー
オキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘ
キシルパーオキシ−2−エチルヘキサネート等がある。
アゾ化合物の例としては、2,2’−アゾビスイソブチ
ルニトリル、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1
−フェニルエタン)等がある。
るいは硬化性をコントロールするため2種類以上を混合
して用いることもできる。さらに、樹脂の保存性を向上
するために各種重合禁止剤を予め添加しておくことも可
能である。
は、ペースト組成物100重量部に対して、0.01重
量部から5重量部であることが好ましい。5重量部より
多いとペーストのライフ(粘度経時変化)が大きく作業
性に問題が生じる。0.01重量部より少ないと硬化性
が著しく低下するので好ましくない。
粉、金粉、ニッケル粉、銅粉等の導電性フィラー、窒化
アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ等の
絶縁フィラーが挙げられる。無機フィラーの配合量は、
特に限定されないが、ペースト組成物総量100重量部
に対して20〜90重量部とするのが好ましい。この配
合量が20重量部未満であると、接着強度が低下する傾
向があり、90重量部を超えると、粘度が増大しペース
ト組成物の作業性が低下する傾向がある。
ハロゲンイオン、アルカリ金属イオン等のイオン性不純
物の含有量は10ppm以下であることが好ましい。ま
た、銀粉の形状としては、フレーク状、樹枝状、球状等
が用いられる。必要とするペーストの粘度により、使用
する銀粉の粒径は異なるが、通常平均粒径は2〜10μ
m、最大粒径は50μm程度のものが好ましい。また、
比較的粗い銀粉と細かい銀粉とを混合して用いることも
でき、形状についても各種のものを便宜混合してもよ
い。
ィラーは平均粒径1〜20μmで最大粒径50μm以下
のものが好ましい。平均粒径が1μm未満だと粘度が高
くなり、20μmを越えると塗布または硬化時に樹脂分
が流出するのでブリードが発生するため好ましくない。
また、最大粒径が50μmを越えるとディスペンサーで
ペーストを塗布するときに、ニードル詰まりを起こすた
め好ましくない。更に、比較的粗いシリカフィラーと細
かいシリカフィラーを混合して用いることもでき、形状
についても各種のものを便宜混合してもよい。
を含むシランカップリング剤は樹脂に配合することによ
り、密着性を格段に向上させることが出来る。添加量は
ペースト組成物に対して、0.001重量部から10重
量部であることが好ましい。0.001重量部より少な
いと耐熱性及び接着性向上の効果が乏しく、10重量部
より多いと硬化速度を低下させるので好ましくない。成
分(F)の例を挙げると、ビス(3―トリエトキシシリ
ルプロピル)テトラスルファン、γ―メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン等がある。
カップリング剤、消泡剤、界面活性剤、エラストマー等
の添加剤を用いることができる。
としては、例えば、全ての原材料を予備混合し、三本ロ
ール等を用いてダイアタッチペーストを得た後、真空下
脱泡する。本発明によるダイアタッチペーストを用いて
製作された半導体装置は、高生産性、高信頼性の半導体
装置である。半導体装置の製造方法は公知の方法を用い
ることが出来る。
性ポリブタジエン(日本石油化学(株)製、MM−10
00−80)、一般式(2)で示されるエポキシ変性ポ
リブタジエン(ダイセル化学工業(株)製、PB360
0)、反応性希釈剤としてモノメタクリレート(新中村
化学工業(株)製、ライトエステル9EG)、重合開始
剤として有機過酸化物(日本油脂(株)製、パーブチル
ND)、更に無機フィラーとして平均粒径3μm、最大
粒径20μmのフレーク状銀粉、硫黄原子を含むシラン
カップリング剤(日本ユニカー(株)製、A−128
9)、カップリング剤としてリン酸基含有メタクリレー
ト(日本化薬(株)製、PM−21)及びアルコキシシ
ラン(信越化学工業(株)製、KBM403E)を表1
のように配合し、3本ロールを用いて混錬し、脱泡後ペ
ーストを得た。得られたペーストを以下の方法により評
価した。
mでの粘度を測定した。 ・接着強度:ペーストを用いて、6×6mmのシリコン
チップを銅フレームにマウントし、200℃のホットプ
レート上で60秒硬化した。硬化後、自動接着力測定装
置を用い260℃での熱時ダイシェア強度を測定した。 ・反り:低応力性の評価として反りを測定した。厚み2
00ミクロンの銅フレームに6mm×15mm×0.3
mmのシリコンチップをペーストを用いて200℃60
秒でペースト厚みが20μmになるよう接着し、表面粗
さ計を用いて、長手方向のチップの変位を測定しその高
低差により反り量を測定した。 ・耐パッケージクラック性:表1に示すペースト組成物
を用い、下記のリードフレームとシリコンチップを、下
記の硬化条件により硬化し、接着した。その後スミコン
EME−7351(住友ベークライト(株)製)の封止
材料を用い、封止したパッケージを60℃、相対湿度6
0%、168時間吸水処理した後、IRリフロー(26
0℃、10秒)にかけ、断面観察により内部クラックの
数を測定し、耐パッケージクラック性の指標とした。 パッケージ:QFP チップサイズ:10×10mm フレーム:Cu 硬化条件:225℃80秒で硬化させる。
の配合処方により実施例1と同様にダオアタッチペース
トを製作し、実施例1と同様の評価を行った。
強度、チップ反りで良好であり、且つ銅リードフレーム
において耐半田クラック性が優れている。この結果、本
発明のダイアタッチペーストを使用することで信頼性の
優れた半導体装置を製造することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)一般式(1)で示される(メタ)
アクリレート基含有ポリブタジエン3〜20重量部、
(B)一般式(2)で示されるエポキシ基含有ポリブタ
ジエン1〜10重量部、(C)反応性希釈剤5〜30重
量部、(D)有機過酸化物及び/又はアゾ化合物0.0
1〜5重量部、(E)無機フィラー20〜90重量部、
(F)硫黄原子を含むシランカップリング剤0.001
〜10重量部からなることを特徴とするダイアタッチペ
ースト。 【化1】 【化2】 - 【請求項2】 請求項1記載のダイアタッチペーストを
用いて製作された半導体装置。
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