JP2003335924A - 樹脂ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents
樹脂ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱伝導性(特にペースト層の膜厚方向の熱伝
導性)、接着性及び耐リフロー性に優れる樹脂ペースト
組成物を提供する。 【解決手段】 (A)エポキシ樹脂、(B)一般式
(I)で表されるフェノール樹脂、(C)エポキシ樹脂
硬化剤、(D)平均粒径10μm未満の導電性フィラー
及び(E)平均粒径10〜50μmで且つ粒子の90体
積%以上が0.5R〜1.5Rμmの範囲内の粒径を有
する球状銀粉を均一分散させてなる樹脂ペースト組成
物。 【化1】 (ただし、式中、nは0〜10の整数を表し、n=0の
割合が50重量%以上95重量%、R1〜R4はそれぞ
れ独立に水素又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表
す。)
導性)、接着性及び耐リフロー性に優れる樹脂ペースト
組成物を提供する。 【解決手段】 (A)エポキシ樹脂、(B)一般式
(I)で表されるフェノール樹脂、(C)エポキシ樹脂
硬化剤、(D)平均粒径10μm未満の導電性フィラー
及び(E)平均粒径10〜50μmで且つ粒子の90体
積%以上が0.5R〜1.5Rμmの範囲内の粒径を有
する球状銀粉を均一分散させてなる樹脂ペースト組成
物。 【化1】 (ただし、式中、nは0〜10の整数を表し、n=0の
割合が50重量%以上95重量%、R1〜R4はそれぞ
れ独立に水素又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表
す。)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はIC、LSI等の半
導体素子をリードフレーム等に接着するのに好適な樹脂
ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置に関する。
導体素子をリードフレーム等に接着するのに好適な樹脂
ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の実装方式は高密度実装に有
利であるという点から、ピン挿入方式から表面実装方式
へと移行している。この表面実装方式により半導体素子
の実装を行う場合には基板全体を赤外線等で加熱するリ
フローソルダリングが広く用いられている。さらに、表
面実装方式においては、半田や樹脂などが半導体素子と
基板の接合材料として使用されているが、近年、環境へ
の影響を考慮して脱半田(脱Pb)化の動きが進んでい
る。それに伴い実装用途、ダイボンディング用途等には
半田代替樹脂ペーストとして、導電性フィラーを含有し
てなるエポキシ樹脂系ペーストやアクリル樹脂系ペース
トなどが検討、使用されている。しかしながら、従来の
エポキシ樹脂系ペーストやアクリル樹脂系ペーストは、
半田と同等の熱伝導性を得るために導電性フィラーの含
有量を高くしたことにより接着強度が低下するという欠
点がある。また上記リフローソルダリングを用いて半導
体素子の実装を行う場合、パッケージが200℃以上の
高温に加熱されるため、パッケージ内部、特に、接着剤
層中のボイドと呼ばれる空隙にため込まれた水分の急激
な気化・膨張によりパッケージクラックが発生し、半導
体装置の信頼性が低下するという問題があった。この問
題は42アロイリードフレームよりも銅リードフレーム
において深刻である。その理由としては、銅リードフレ
ームに対して接着剤の接着力が低いこと、銅リードフレ
ームの方が42アロイリードフレームよりも線膨張係数
が大きいためにSiチップとの線膨張係数の差が大きく
なり、チップ反りやチップクラックが発生することが挙
げられる。さらに脱Pb化の動きに伴い上記リフローソ
ルダリングを用いた半導体素子の実装においてパッケー
ジが従来よりも約20℃以上高温に加熱されるため、半
導体装置の信頼性低下の問題が特に深刻になっている。
利であるという点から、ピン挿入方式から表面実装方式
へと移行している。この表面実装方式により半導体素子
の実装を行う場合には基板全体を赤外線等で加熱するリ
フローソルダリングが広く用いられている。さらに、表
面実装方式においては、半田や樹脂などが半導体素子と
基板の接合材料として使用されているが、近年、環境へ
の影響を考慮して脱半田(脱Pb)化の動きが進んでい
る。それに伴い実装用途、ダイボンディング用途等には
半田代替樹脂ペーストとして、導電性フィラーを含有し
てなるエポキシ樹脂系ペーストやアクリル樹脂系ペース
トなどが検討、使用されている。しかしながら、従来の
エポキシ樹脂系ペーストやアクリル樹脂系ペーストは、
半田と同等の熱伝導性を得るために導電性フィラーの含
有量を高くしたことにより接着強度が低下するという欠
点がある。また上記リフローソルダリングを用いて半導
体素子の実装を行う場合、パッケージが200℃以上の
高温に加熱されるため、パッケージ内部、特に、接着剤
層中のボイドと呼ばれる空隙にため込まれた水分の急激
な気化・膨張によりパッケージクラックが発生し、半導
体装置の信頼性が低下するという問題があった。この問
題は42アロイリードフレームよりも銅リードフレーム
において深刻である。その理由としては、銅リードフレ
ームに対して接着剤の接着力が低いこと、銅リードフレ
ームの方が42アロイリードフレームよりも線膨張係数
が大きいためにSiチップとの線膨張係数の差が大きく
なり、チップ反りやチップクラックが発生することが挙
げられる。さらに脱Pb化の動きに伴い上記リフローソ
ルダリングを用いた半導体素子の実装においてパッケー
ジが従来よりも約20℃以上高温に加熱されるため、半
導体装置の信頼性低下の問題が特に深刻になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
を鑑み、従来技術と比較して、熱伝導性(特にペースト
層の膜厚方向の熱伝導性)、接着性及び耐リフロー性に
優れる樹脂ペースト組成物を提供し、さらにこの樹脂ペ
ースト組成物を用いた半導体装置を提供することにあ
る。
を鑑み、従来技術と比較して、熱伝導性(特にペースト
層の膜厚方向の熱伝導性)、接着性及び耐リフロー性に
優れる樹脂ペースト組成物を提供し、さらにこの樹脂ペ
ースト組成物を用いた半導体装置を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下に示す
(1)〜(6)に記載された特徴を有する樹脂ペースト
組成物及びこれを用いた半導体装置を提供することで上
記課題を解決するものとした。 (1)(A)エポキシ樹脂、(B)一般式(I)で表さ
れるフェノール樹脂、(C)エポキシ樹脂硬化剤、
(D)平均粒径10μm未満の導電性フィラー及び
(E)平均粒径10〜50μmで且つ粒子の90体積%
以上が0.5R〜1.5Rμmの範囲内の粒径を有する
球状銀粉を均一分散させてなる樹脂ペースト組成物。
(1)〜(6)に記載された特徴を有する樹脂ペースト
組成物及びこれを用いた半導体装置を提供することで上
記課題を解決するものとした。 (1)(A)エポキシ樹脂、(B)一般式(I)で表さ
れるフェノール樹脂、(C)エポキシ樹脂硬化剤、
(D)平均粒径10μm未満の導電性フィラー及び
(E)平均粒径10〜50μmで且つ粒子の90体積%
以上が0.5R〜1.5Rμmの範囲内の粒径を有する
球状銀粉を均一分散させてなる樹脂ペースト組成物。
【化2】
(ただし、式中、nは0〜10の整数を表し、n=0の
割合が50重量%以上95重量%未満、R1〜R4はそ
れぞれ独立に水素又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基
を表す。) (2)(A)成分のエポキシ基1.0当量に対して、
(B)成分のフェノール性水酸基の総量が0.3〜1.
2当量である項(1)に記載の樹脂ペースト組成物。 (3)(D)及び(E)成分の総量が樹脂ペースト組成
物100重量部中70〜90重量部である(1)〜
(2)のいずれかに記載の樹脂ペースト組成物。 (4)(E)成分の配合量が(D)及び(E)成分の総
量100重量部中5〜70重量部である(1)〜(3)
のいずれかに記載の樹脂ペースト組成物。 (5)さらにカップリング剤を添加してなる(1)〜
(4)のいずれかに記載の樹脂ペースト組成物。 (6)(1)〜(5)のいずれかに記載の樹脂ペースト
組成物を用いて半導体素子を支持部材に接着してなる半
導体装置。
割合が50重量%以上95重量%未満、R1〜R4はそ
れぞれ独立に水素又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基
を表す。) (2)(A)成分のエポキシ基1.0当量に対して、
(B)成分のフェノール性水酸基の総量が0.3〜1.
2当量である項(1)に記載の樹脂ペースト組成物。 (3)(D)及び(E)成分の総量が樹脂ペースト組成
物100重量部中70〜90重量部である(1)〜
(2)のいずれかに記載の樹脂ペースト組成物。 (4)(E)成分の配合量が(D)及び(E)成分の総
量100重量部中5〜70重量部である(1)〜(3)
のいずれかに記載の樹脂ペースト組成物。 (5)さらにカップリング剤を添加してなる(1)〜
(4)のいずれかに記載の樹脂ペースト組成物。 (6)(1)〜(5)のいずれかに記載の樹脂ペースト
組成物を用いて半導体素子を支持部材に接着してなる半
導体装置。
【0005】
【発明の実施の形態】次に本発明の樹脂ペースト組成物
について詳細に説明する。本発明に(A)成分として用
いられるエポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上の
エポキシ基を有する化合物であれば特に制限はないが、
例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂[AER−X8
501(旭化成工業(株)、商品名)、R−301(油
化シェルエポキシ(株)、商品名)、YL−980(油
化シェルエポキシ(株)、商品名)]、ビスフェノール
F型エポキシ樹脂[YDF−170(東都化成(株)、
商品名)]、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂[R−
1710(三井化学(株)、商品名)]、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂[N−730S(大日本インキ
化学工業(株)、商品名)、Quatrex−2010
(ダウ・ケミカル社、商品名)]、クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂[YDCN−702S(東都化成
(株)、商品名)、EOCN−100(日本化薬
(株)、商品名)]、多官能エポキシ樹脂[EPPN−
501(日本化薬(株)、商品名)、TACTIX−7
42(ダウ・ケミカル社、商品名)、VG−3010
(三井化学(株)、商品名)、1032S(油化シェル
エポキシ(株)、商品名)]、ナフタレン骨格を有する
エポキシ樹脂[HP−4032(大日本インキ化学工業
(株)、商品名)]、脂環式エポキシ樹脂[EHPE−
3150、CELー3000(ダイセル化学工業
(株)、商品名)、DME−100(新日本理化
(株)、商品名)、EX−216L(ナガセケムテック
ス(株)、商品名)]、脂肪族エポキシ樹脂[W−10
0(新日本理化(株)、商品名)]、アミン型エポキシ
樹脂 [ELM−100(住友化学工業(株)、商品
名)、YH−434L(東都化成(株)、商品名)、T
ETRAD−X、TETRAD−C(三菱瓦斯化学
(株)、商品名)]、レゾルシン型エポキシ樹脂[デナ
コールEX−201(ナガセケムテックス(株)、商品
名)]、ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂[デナ
コールEX−211(ナガセケムテックス(株)、商品
名)]、ヘキサンディネルグリコール型エポキシ樹脂
[デナコールEX−212(ナガセケムテックス
(株)、商品名)]、エチレン・プロピレングリコール
型エポキシ樹脂[デナコールEX−810、811、8
50、851、821、830、832、841、86
1(ナガセケムテックス(株)、商品名)]、下記一般
式(II)で表されるエポキシ樹脂[E−XL−24、
E−XL−3L(三井化学(株)、商品名)]
について詳細に説明する。本発明に(A)成分として用
いられるエポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上の
エポキシ基を有する化合物であれば特に制限はないが、
例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂[AER−X8
501(旭化成工業(株)、商品名)、R−301(油
化シェルエポキシ(株)、商品名)、YL−980(油
化シェルエポキシ(株)、商品名)]、ビスフェノール
F型エポキシ樹脂[YDF−170(東都化成(株)、
商品名)]、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂[R−
1710(三井化学(株)、商品名)]、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂[N−730S(大日本インキ
化学工業(株)、商品名)、Quatrex−2010
(ダウ・ケミカル社、商品名)]、クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂[YDCN−702S(東都化成
(株)、商品名)、EOCN−100(日本化薬
(株)、商品名)]、多官能エポキシ樹脂[EPPN−
501(日本化薬(株)、商品名)、TACTIX−7
42(ダウ・ケミカル社、商品名)、VG−3010
(三井化学(株)、商品名)、1032S(油化シェル
エポキシ(株)、商品名)]、ナフタレン骨格を有する
エポキシ樹脂[HP−4032(大日本インキ化学工業
(株)、商品名)]、脂環式エポキシ樹脂[EHPE−
3150、CELー3000(ダイセル化学工業
(株)、商品名)、DME−100(新日本理化
(株)、商品名)、EX−216L(ナガセケムテック
ス(株)、商品名)]、脂肪族エポキシ樹脂[W−10
0(新日本理化(株)、商品名)]、アミン型エポキシ
樹脂 [ELM−100(住友化学工業(株)、商品
名)、YH−434L(東都化成(株)、商品名)、T
ETRAD−X、TETRAD−C(三菱瓦斯化学
(株)、商品名)]、レゾルシン型エポキシ樹脂[デナ
コールEX−201(ナガセケムテックス(株)、商品
名)]、ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂[デナ
コールEX−211(ナガセケムテックス(株)、商品
名)]、ヘキサンディネルグリコール型エポキシ樹脂
[デナコールEX−212(ナガセケムテックス
(株)、商品名)]、エチレン・プロピレングリコール
型エポキシ樹脂[デナコールEX−810、811、8
50、851、821、830、832、841、86
1(ナガセケムテックス(株)、商品名)]、下記一般
式(II)で表されるエポキシ樹脂[E−XL−24、
E−XL−3L(三井化学(株)、商品名)]
【化3】
(式中、aは0〜5の整数を表す)などが挙げられる。
なかでも、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、フェノールAD型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂が好ま
しい。これらのエポキシ樹脂は、1種単独で用いてもよ
いし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、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、フェノールAD型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂が好ま
しい。これらのエポキシ樹脂は、1種単独で用いてもよ
いし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0006】また、(A)成分のエポキシ樹脂の分子量
又は数平均分子量は、50〜1000のものが好まし
く、また、そのエポキシ当量は、50〜500が好まし
く、80〜300がより好ましい。数平均分子量はゲル
パーミエーションクロマトグラフィーにより標準ポリス
チレンの検量線を利用して測定(以下、GPC法とい
う)した値である。
又は数平均分子量は、50〜1000のものが好まし
く、また、そのエポキシ当量は、50〜500が好まし
く、80〜300がより好ましい。数平均分子量はゲル
パーミエーションクロマトグラフィーにより標準ポリス
チレンの検量線を利用して測定(以下、GPC法とい
う)した値である。
【0007】また、上記(A)成分のエポキシ樹脂は、
1分子中にエポキシ基を1個だけ有するエポキシ化合物
を反応性希釈剤として含んでもよい。このようなエポキ
シ化合物としては、特に限定されないが、フェニルグリ
シジルエーテル、アルキルフェノールモノグリシジルエ
ーテル、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、1−(3−グリシドキシプロピル)−1,1,3,
3,3−ペンタメチルジシロキサンなどが挙げられ、
(A)成分のエポキシ樹脂の総量100重量部に対して
0〜30重量部の範囲で使用することが好ましい。
1分子中にエポキシ基を1個だけ有するエポキシ化合物
を反応性希釈剤として含んでもよい。このようなエポキ
シ化合物としては、特に限定されないが、フェニルグリ
シジルエーテル、アルキルフェノールモノグリシジルエ
ーテル、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、1−(3−グリシドキシプロピル)−1,1,3,
3,3−ペンタメチルジシロキサンなどが挙げられ、
(A)成分のエポキシ樹脂の総量100重量部に対して
0〜30重量部の範囲で使用することが好ましい。
【0008】本発明に(B)成分として用いられる一般
式(I)で表されるフェノール樹脂としては、その総量
100重量部中、1分子中にフェノール性水酸基を2個
有するものが50重量部以上95重量部未満であれば特
に制限されないが、60〜90重量部であるものが好ま
しく、70〜85重量部であるものが特に好ましい。1
分子中にフェノール性水酸基を2個有するものの割合が
少なすぎると、チップ反りが大きくなり、多すぎると接
着強度が低下する傾向がある。このようなフェノール樹
脂としては、例えば、MEH−8010(明和化成
(株)製、商品名、フェノール当量130)、MEH−
8000H(明和化成(株)製、商品名、フェノール当
量141)、MEH−8005(明和化成(株)製、商
品名、フェノール当量135)、MEH−8015(明
和化成(株)製、商品名、フェノール当量134)など
が挙げられる。また(B)成分のフェノール樹脂の分子
量又は数平均分子量(GPC法により測定)は200〜
600のものが好ましく、また(B)成分のフェノール
樹脂のフェノール当量は、80〜250が好ましく、1
00〜200がより好ましい。さらに(B)成分の配合
量は、(A)成分のエポキシ基1.0当量に対して、
(B)成分のフェノール性水酸基の総量が0.3〜1.
2当量であることが好ましく、0.4〜1.0当量であ
ることがより好ましく、0.5〜1.0当量であること
が特に好ましい。(B)成分のフェノール性水酸基の総
量が0.3当量未満であると、接着強度が低下する傾向
があり、1.2当量より大きいと、粘度が増大し、樹脂
ペースト組成物の作業性が低下する傾向がある。
式(I)で表されるフェノール樹脂としては、その総量
100重量部中、1分子中にフェノール性水酸基を2個
有するものが50重量部以上95重量部未満であれば特
に制限されないが、60〜90重量部であるものが好ま
しく、70〜85重量部であるものが特に好ましい。1
分子中にフェノール性水酸基を2個有するものの割合が
少なすぎると、チップ反りが大きくなり、多すぎると接
着強度が低下する傾向がある。このようなフェノール樹
脂としては、例えば、MEH−8010(明和化成
(株)製、商品名、フェノール当量130)、MEH−
8000H(明和化成(株)製、商品名、フェノール当
量141)、MEH−8005(明和化成(株)製、商
品名、フェノール当量135)、MEH−8015(明
和化成(株)製、商品名、フェノール当量134)など
が挙げられる。また(B)成分のフェノール樹脂の分子
量又は数平均分子量(GPC法により測定)は200〜
600のものが好ましく、また(B)成分のフェノール
樹脂のフェノール当量は、80〜250が好ましく、1
00〜200がより好ましい。さらに(B)成分の配合
量は、(A)成分のエポキシ基1.0当量に対して、
(B)成分のフェノール性水酸基の総量が0.3〜1.
2当量であることが好ましく、0.4〜1.0当量であ
ることがより好ましく、0.5〜1.0当量であること
が特に好ましい。(B)成分のフェノール性水酸基の総
量が0.3当量未満であると、接着強度が低下する傾向
があり、1.2当量より大きいと、粘度が増大し、樹脂
ペースト組成物の作業性が低下する傾向がある。
【0009】本発明に(C)成分として用いられるエポ
キシ樹脂硬化剤としては、特に制限はないが、例えばジ
シアンジアミド、下記一般式(III)
キシ樹脂硬化剤としては、特に制限はないが、例えばジ
シアンジアミド、下記一般式(III)
【化4】
(式中、R5はm−フェニレン基、p−フェニレン基等
の2価の芳香族基、炭素数2〜12の直鎖又は分岐鎖の
アルキレン基を示す)で表される二塩基酸ジヒドラジド
[ADH、PDH、SDH(いずれも日本ヒドラジン工
業(株)、商品名)]、エポキシ樹脂とアミン化合物の
反応物からなるマイクロカプセル型硬化剤[ノバキュア
(旭化成エポキシ(株)、商品名)]等が挙げられる。
またこれらのエポキシ樹脂硬化剤は、1種単独で用いて
もよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ま
た、(C)成分のエポキシ樹脂硬化剤の配合量は、
(A)成分のエポキシ樹脂100重量部に対して0.0
1〜90重量部とするのが好ましく、0.1〜50重量
部とすることがより好ましい。エポキシ樹脂硬化剤の配
合量が0.01重量部未満であると硬化性が低下する傾
向があり、90重量部を超えると粘度が増大し、樹脂ペ
ースト組成物の作業性が低下する傾向がある。
の2価の芳香族基、炭素数2〜12の直鎖又は分岐鎖の
アルキレン基を示す)で表される二塩基酸ジヒドラジド
[ADH、PDH、SDH(いずれも日本ヒドラジン工
業(株)、商品名)]、エポキシ樹脂とアミン化合物の
反応物からなるマイクロカプセル型硬化剤[ノバキュア
(旭化成エポキシ(株)、商品名)]等が挙げられる。
またこれらのエポキシ樹脂硬化剤は、1種単独で用いて
もよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ま
た、(C)成分のエポキシ樹脂硬化剤の配合量は、
(A)成分のエポキシ樹脂100重量部に対して0.0
1〜90重量部とするのが好ましく、0.1〜50重量
部とすることがより好ましい。エポキシ樹脂硬化剤の配
合量が0.01重量部未満であると硬化性が低下する傾
向があり、90重量部を超えると粘度が増大し、樹脂ペ
ースト組成物の作業性が低下する傾向がある。
【0010】本発明に(D)成分として用いられる導電
性フィラーとしては、平均粒径が10μm未満であれば
特に制限はなく、各種のものが用いられる。導電性フィ
ラーの平均粒径は、レーザー回折式粒度分析計で測定し
た50%累積径である。(D)成分の導電性フィラーと
しては、例えば金、銀、銅、ニッケル、鉄、アルミニウ
ム、ステンレス等の導電性の粉体が挙げられる。この導
電性フィラーの平均粒径が10μm以上であると、ペー
ストの均一性、各種物性が低下する。好ましい平均粒径
は0.05〜8μmであり、0.1〜5μmであること
がより好ましい。形状としては、鱗片状、球状、塊状、
樹枝状、板状等が挙げられるが、鱗片状、球状が好まし
く、鱗片状がより好ましい。これらの導電性フィラー
は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせ
て使用してもよい。
性フィラーとしては、平均粒径が10μm未満であれば
特に制限はなく、各種のものが用いられる。導電性フィ
ラーの平均粒径は、レーザー回折式粒度分析計で測定し
た50%累積径である。(D)成分の導電性フィラーと
しては、例えば金、銀、銅、ニッケル、鉄、アルミニウ
ム、ステンレス等の導電性の粉体が挙げられる。この導
電性フィラーの平均粒径が10μm以上であると、ペー
ストの均一性、各種物性が低下する。好ましい平均粒径
は0.05〜8μmであり、0.1〜5μmであること
がより好ましい。形状としては、鱗片状、球状、塊状、
樹枝状、板状等が挙げられるが、鱗片状、球状が好まし
く、鱗片状がより好ましい。これらの導電性フィラー
は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせ
て使用してもよい。
【0011】本発明に(E)成分として用いられる球状
銀粉としては、平均粒径が10〜50μm、好ましくは
10〜30μm、より好ましくは10〜25μm、特に
好ましくは12〜20μmのものである。平均粒径が1
0μm未満ではペースト層の膜厚方向の熱伝導パスが形
成されにくく熱伝導率向上効果に劣り、50μmを超え
ると、樹脂ペースト組成物の使用時の塗布作業性が低下
する。また(E)成分の球状銀粉は、その粒子の90体
積%以上、好ましくは93体積%以上が、平均粒径
(R)に対して0.5R〜1.5Rμmの範囲内の粒径
を有するものである。粒径の範囲が上記条件からはずれ
ると、ペースト層の膜厚方向の熱伝導パスが形成されに
くく熱伝導率向上効果に劣る傾向がある。なお、平均粒
径及び粒度分布はレーザー回折式粒度分析計で測定した
値である。また、(D)成分の導電性フィラー及び
(E)成分の球状銀粉の総量としては、樹脂ペースト組
成物100重量部中70〜90重量部とするのが好まし
く、75〜85重量部とするのがより好ましい。この総
量が70重量部未満では、熱伝導率向上効果に劣り、9
0重量部を超えると、接着強度が低下する傾向がある。
さらに、(E)成分の球状銀粉の配合量としては(D)
及び(E)成分の総量100重量部中5〜70重量部と
するのが好ましく、10〜50重量部とするのがより好
ましい。この配合量が5重量部未満では、ペースト層の
膜厚方向の熱伝導パスが形成されにくく熱伝導率向上効
果に劣り、70重量部を超えると、樹脂ペースト組成物
中の樹脂分と(E)成分の球状銀粉とが分離し、沈降が
起こりやすくなる傾向がある。
銀粉としては、平均粒径が10〜50μm、好ましくは
10〜30μm、より好ましくは10〜25μm、特に
好ましくは12〜20μmのものである。平均粒径が1
0μm未満ではペースト層の膜厚方向の熱伝導パスが形
成されにくく熱伝導率向上効果に劣り、50μmを超え
ると、樹脂ペースト組成物の使用時の塗布作業性が低下
する。また(E)成分の球状銀粉は、その粒子の90体
積%以上、好ましくは93体積%以上が、平均粒径
(R)に対して0.5R〜1.5Rμmの範囲内の粒径
を有するものである。粒径の範囲が上記条件からはずれ
ると、ペースト層の膜厚方向の熱伝導パスが形成されに
くく熱伝導率向上効果に劣る傾向がある。なお、平均粒
径及び粒度分布はレーザー回折式粒度分析計で測定した
値である。また、(D)成分の導電性フィラー及び
(E)成分の球状銀粉の総量としては、樹脂ペースト組
成物100重量部中70〜90重量部とするのが好まし
く、75〜85重量部とするのがより好ましい。この総
量が70重量部未満では、熱伝導率向上効果に劣り、9
0重量部を超えると、接着強度が低下する傾向がある。
さらに、(E)成分の球状銀粉の配合量としては(D)
及び(E)成分の総量100重量部中5〜70重量部と
するのが好ましく、10〜50重量部とするのがより好
ましい。この配合量が5重量部未満では、ペースト層の
膜厚方向の熱伝導パスが形成されにくく熱伝導率向上効
果に劣り、70重量部を超えると、樹脂ペースト組成物
中の樹脂分と(E)成分の球状銀粉とが分離し、沈降が
起こりやすくなる傾向がある。
【0012】本発明の樹脂ペースト組成物には必要に応
じて硬化促進剤を添加することができる。硬化促進剤と
しては、有機ボロン塩化合物、三級アミン類又はその
塩、イミダゾール類[2P4MHZ(四国化成(株)、
商品名)]などが挙げられる。このような硬化促進剤
は、それぞれ単独で用いてもよく、また、複数種の硬化
促進剤を適宜組み合わせて用いてもよい。硬化促進剤を
配合する場合の配合量は、樹脂ペースト組成物の特性を
損なわない程度であればよく、好ましくは(A)成分の
エポキシ樹脂100重量部に対して20重量部以下であ
り、特に好ましくは0.05〜10重量部である。
じて硬化促進剤を添加することができる。硬化促進剤と
しては、有機ボロン塩化合物、三級アミン類又はその
塩、イミダゾール類[2P4MHZ(四国化成(株)、
商品名)]などが挙げられる。このような硬化促進剤
は、それぞれ単独で用いてもよく、また、複数種の硬化
促進剤を適宜組み合わせて用いてもよい。硬化促進剤を
配合する場合の配合量は、樹脂ペースト組成物の特性を
損なわない程度であればよく、好ましくは(A)成分の
エポキシ樹脂100重量部に対して20重量部以下であ
り、特に好ましくは0.05〜10重量部である。
【0013】さらに、本発明の樹脂ペースト組成物に
は、ペースト組成物の作成時の作業性及び使用時の塗布
作業性をより良好ならしめるため、必要に応じて希釈剤
を添加することができる。これらの希釈剤としては、限
定はされないが、ブチルセロソルブ、カルビトール、酢
酸ブチルセロソルブ、酢酸カルビトール、ジプロピレン
グリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジ
エチルエーテル、α−テルピネオール等の比較的沸点の
高い有機溶剤が好ましい。その使用量は樹脂ペースト組
成物全体100重量部に対して0〜30重量部の範囲で
使用することが好ましい。
は、ペースト組成物の作成時の作業性及び使用時の塗布
作業性をより良好ならしめるため、必要に応じて希釈剤
を添加することができる。これらの希釈剤としては、限
定はされないが、ブチルセロソルブ、カルビトール、酢
酸ブチルセロソルブ、酢酸カルビトール、ジプロピレン
グリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジ
エチルエーテル、α−テルピネオール等の比較的沸点の
高い有機溶剤が好ましい。その使用量は樹脂ペースト組
成物全体100重量部に対して0〜30重量部の範囲で
使用することが好ましい。
【0014】さらに、本発明の樹脂ペースト組成物には
カップリング剤を添加することができる。本発明に用い
られるカップリング剤としては特に制限はなく、シラン
カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミ
ニウム系カップリング剤、ジルコネート系カップリング
剤、ジルコアルミネート系カップリング剤等の各種のも
のが用いられる。カップリング剤の具体例としては、メ
チルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、
フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニル−トリス
(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロ
ピルメチルジメトキシシラン、メチルトリ(メタクリロ
キシエトキシ)シラン、γ−アクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−
(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピル
メチルジメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジ
ルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−
ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプ
ロピルトリエトキシシラン、3−(4,5−ジヒドロイ
ミダゾリル)プロピルトリエトキシシラン、β−(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、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルメチルジイソプロペノキシシラ
ン、メチルトリグリシドキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメ
トキシシラン、トリメチルシリルイソシアネート、ジメ
チルシリルイソシアネート、フェニルシリルトリイソシ
アネート、テトライソシアネートシラン、メチルシリル
トリイソシアネート、ビニルシリルトリイソシアネー
ト、エトキシシラントリイソシアネート等のシランカッ
プリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネ
ート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチ
タネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホス
フェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオ
クチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス
(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ
(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス
(ジ−トリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジ
オクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネ
ート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレン
チタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネー
ト、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネ
ート、イソプロピル(ジオクチルホスフェート)チタネ
ート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イ
ソプロピルトリ(N−アミノエチル・アミノエチル)チ
タネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネー
ト、ジイソステアロイルエチレンチタネート等のチタネ
ート系カップリング剤、アセトアルコキシアルミニウム
ジイソプロピレート等のアルミニウム系カップリング
剤、テトラプロピルジルコネート、テトラブチルジルコ
ネート、テトラ(トリエタノールアミン)ジルコネー
ト、テトライソプロピルジルコネート、ジルコニウムア
セチルアセトネートアセチルアセトンジルコニウムブチ
レート、ステアリン酸ジルコニウムブチレート等のジル
コネート系カップリング剤等がある。
カップリング剤を添加することができる。本発明に用い
られるカップリング剤としては特に制限はなく、シラン
カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミ
ニウム系カップリング剤、ジルコネート系カップリング
剤、ジルコアルミネート系カップリング剤等の各種のも
のが用いられる。カップリング剤の具体例としては、メ
チルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、
フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニル−トリス
(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロ
ピルメチルジメトキシシラン、メチルトリ(メタクリロ
キシエトキシ)シラン、γ−アクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−
(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピル
メチルジメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジ
ルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−
ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプ
ロピルトリエトキシシラン、3−(4,5−ジヒドロイ
ミダゾリル)プロピルトリエトキシシラン、β−(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、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルメチルジイソプロペノキシシラ
ン、メチルトリグリシドキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメ
トキシシラン、トリメチルシリルイソシアネート、ジメ
チルシリルイソシアネート、フェニルシリルトリイソシ
アネート、テトライソシアネートシラン、メチルシリル
トリイソシアネート、ビニルシリルトリイソシアネー
ト、エトキシシラントリイソシアネート等のシランカッ
プリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネ
ート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチ
タネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホス
フェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオ
クチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス
(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ
(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス
(ジ−トリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジ
オクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネ
ート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレン
チタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネー
ト、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネ
ート、イソプロピル(ジオクチルホスフェート)チタネ
ート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イ
ソプロピルトリ(N−アミノエチル・アミノエチル)チ
タネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネー
ト、ジイソステアロイルエチレンチタネート等のチタネ
ート系カップリング剤、アセトアルコキシアルミニウム
ジイソプロピレート等のアルミニウム系カップリング
剤、テトラプロピルジルコネート、テトラブチルジルコ
ネート、テトラ(トリエタノールアミン)ジルコネー
ト、テトライソプロピルジルコネート、ジルコニウムア
セチルアセトネートアセチルアセトンジルコニウムブチ
レート、ステアリン酸ジルコニウムブチレート等のジル
コネート系カップリング剤等がある。
【0015】カップリング剤の配合量は、(A)成分の
総量100重量部に対して0.1〜10重量部が好まし
く、0.5〜5重量部が特に好ましい。この配合割合が
0.1重量部未満であると、接着強度の向上効果に劣
り、10重量部を超えると、揮発分が多くなり、硬化物
中にボイドが生じ易くなる傾向がある。
総量100重量部に対して0.1〜10重量部が好まし
く、0.5〜5重量部が特に好ましい。この配合割合が
0.1重量部未満であると、接着強度の向上効果に劣
り、10重量部を超えると、揮発分が多くなり、硬化物
中にボイドが生じ易くなる傾向がある。
【0016】本発明の樹脂ペースト組成物には、さらに
必要に応じてウレタンアクリレート等の靭性改良剤、酸
化カルシウム、酸化マグネシウム等の吸湿剤、酸無水物
等の接着力向上剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界
面活性剤等の濡れ向上剤、シリコーン油等の消泡剤、無
機イオン交換体等のイオントラップ剤等を樹脂ペースト
組成物の機能を妨げない範囲で適宜添加することができ
る。
必要に応じてウレタンアクリレート等の靭性改良剤、酸
化カルシウム、酸化マグネシウム等の吸湿剤、酸無水物
等の接着力向上剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界
面活性剤等の濡れ向上剤、シリコーン油等の消泡剤、無
機イオン交換体等のイオントラップ剤等を樹脂ペースト
組成物の機能を妨げない範囲で適宜添加することができ
る。
【0017】以上に記載した材料を用いて、本発明の樹
脂ペースト組成物を製造するには、(A)エポキシ樹
脂、(B)一般式(I)で表されるフェノール樹脂、
(C)エポキシ樹脂硬化剤、(D)平均粒径10μm未
満の導電性フィラー及び(E)平均粒径10〜50μm
で且つ粒子の90体積%以上が0.5R〜1.5Rμm
の範囲内の粒径を有する球状銀粉を必要に応じて添加さ
れる希釈剤及び各種添加剤とともに、一括又は分割して
撹拌器、らいかい器、3本ロール、プラネタリーミキサ
ー等の分散・溶解装置を適宜組み合わせ、必要に応じて
加熱して混合、溶解、解粒混練又は分散して均一なペー
スト状とすれば良い。
脂ペースト組成物を製造するには、(A)エポキシ樹
脂、(B)一般式(I)で表されるフェノール樹脂、
(C)エポキシ樹脂硬化剤、(D)平均粒径10μm未
満の導電性フィラー及び(E)平均粒径10〜50μm
で且つ粒子の90体積%以上が0.5R〜1.5Rμm
の範囲内の粒径を有する球状銀粉を必要に応じて添加さ
れる希釈剤及び各種添加剤とともに、一括又は分割して
撹拌器、らいかい器、3本ロール、プラネタリーミキサ
ー等の分散・溶解装置を適宜組み合わせ、必要に応じて
加熱して混合、溶解、解粒混練又は分散して均一なペー
スト状とすれば良い。
【0018】本発明の半導体素子は、本発明の樹脂ペー
スト組成物を用いて半導体素子を支持部材に接着するこ
とにより得られる。半導体素子を支持部材に接着した
後、必要に応じ、ワイヤボンド工程、封止工程を行う。
支持部材としては、例えば、42アロイリードフレー
ム、銅リードフレーム等のリードフレーム、ガラスエポ
キシ基板(ガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる基
板)、BT基板(シアネートモノマー及びそのオリゴマ
ーとビスマレイミドからなるBTレジン使用基板)等の
有機基板が挙げられる。
スト組成物を用いて半導体素子を支持部材に接着するこ
とにより得られる。半導体素子を支持部材に接着した
後、必要に応じ、ワイヤボンド工程、封止工程を行う。
支持部材としては、例えば、42アロイリードフレー
ム、銅リードフレーム等のリードフレーム、ガラスエポ
キシ基板(ガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる基
板)、BT基板(シアネートモノマー及びそのオリゴマ
ーとビスマレイミドからなるBTレジン使用基板)等の
有機基板が挙げられる。
【0019】本発明の樹脂ペースト組成物を用いて半導
体素子をリードフレーム等の支持部材に接着させるに
は、まず支持部材上に樹脂ペースト組成物をディスペン
ス法、スクリーン印刷法、スタンピング法等により塗布
した後、半導体素子を圧着し、その後オーブン又はヒー
トブロック等の加熱装置を用いて加熱硬化することによ
り行うことができる。加熱硬化は、通常、50〜300
℃で、1秒〜10時間加熱することにより行われる。さ
らに、ワイヤボンド工程を経た後、通常の方法により封
止することにより完成された半導体装置とすることがで
きる。
体素子をリードフレーム等の支持部材に接着させるに
は、まず支持部材上に樹脂ペースト組成物をディスペン
ス法、スクリーン印刷法、スタンピング法等により塗布
した後、半導体素子を圧着し、その後オーブン又はヒー
トブロック等の加熱装置を用いて加熱硬化することによ
り行うことができる。加熱硬化は、通常、50〜300
℃で、1秒〜10時間加熱することにより行われる。さ
らに、ワイヤボンド工程を経た後、通常の方法により封
止することにより完成された半導体装置とすることがで
きる。
【0020】
【実施例】次に、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれによって制限されるものではない。比
較例及び実施例で用いた材料は以下のようにして作製し
たもの、あるいは入手したものである。 (1)メタクリル酸エステル化合物 メトキシジエチレングリコールメタクリレート (2)アクリロニトリルブタジエン共重合体 CTBNX−1300×9(宇部興産(株)製、商品
名、カルボキシル基末端アクリロニトリルブタジエン共
重合体) (3)エポキシ化ポリブタジエン E−1000−8.0(日本石油化学(株)製、商品
名) (4)ラジカル開始剤 ジクミルパーオキサイド (5)エポキシ樹脂溶液 YDF−170(東都化成(株)製、商品名、ビスフェ
ノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量=170、数平
均分子量=約340)7.5重量部及びYL−980
(油化シェルエポキシ(株)製、商品名、ビスフェノー
ルA型エポキシ樹脂、エポキシ当量=185、数平均分
子量=約370)7.5重量部を80℃に加熱し、1時
間撹拌を続け、均一なエポキシ樹脂溶液を得た。 (6)前記の一般式(I)で表されるフェノール樹脂 MEH−8010(明和化成(株)製、商品名、フェノ
ール当量130、数平均分子量=約300、一般式
(I)において、n=0の割合が70〜80重量%、R
1= CH2CH=CH2、R2=H、R3=H、R4
=H)である。 (7)エポキシ樹脂硬化剤 Dicy7(油化シェルエポキシ(株)製、ジシアンジ
アミドの商品名)である。 (8)硬化促進剤 2P4MHZ(四国化成(株)製、イミダゾール化合物
の商品名)である。 (9)希釈剤 酢酸ブチルセロソルブ (10)導電性フィラー TCG−1(徳力化学研究所(株)製、銀粉の商品名、
平均粒径=2μm、形状=鱗片状) (11)球状銀粉 AGF−20S(徳力化学研究所(株)製、銀粉の商品
名、平均粒径(R)=20μm、0.5R〜1.5Rμ
mの範囲内の粒径を有する粒子の割合=93体積%) (12)カップリング剤 KBM−403(信越化学工業(株)製、商品名、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)
が、本発明はこれによって制限されるものではない。比
較例及び実施例で用いた材料は以下のようにして作製し
たもの、あるいは入手したものである。 (1)メタクリル酸エステル化合物 メトキシジエチレングリコールメタクリレート (2)アクリロニトリルブタジエン共重合体 CTBNX−1300×9(宇部興産(株)製、商品
名、カルボキシル基末端アクリロニトリルブタジエン共
重合体) (3)エポキシ化ポリブタジエン E−1000−8.0(日本石油化学(株)製、商品
名) (4)ラジカル開始剤 ジクミルパーオキサイド (5)エポキシ樹脂溶液 YDF−170(東都化成(株)製、商品名、ビスフェ
ノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量=170、数平
均分子量=約340)7.5重量部及びYL−980
(油化シェルエポキシ(株)製、商品名、ビスフェノー
ルA型エポキシ樹脂、エポキシ当量=185、数平均分
子量=約370)7.5重量部を80℃に加熱し、1時
間撹拌を続け、均一なエポキシ樹脂溶液を得た。 (6)前記の一般式(I)で表されるフェノール樹脂 MEH−8010(明和化成(株)製、商品名、フェノ
ール当量130、数平均分子量=約300、一般式
(I)において、n=0の割合が70〜80重量%、R
1= CH2CH=CH2、R2=H、R3=H、R4
=H)である。 (7)エポキシ樹脂硬化剤 Dicy7(油化シェルエポキシ(株)製、ジシアンジ
アミドの商品名)である。 (8)硬化促進剤 2P4MHZ(四国化成(株)製、イミダゾール化合物
の商品名)である。 (9)希釈剤 酢酸ブチルセロソルブ (10)導電性フィラー TCG−1(徳力化学研究所(株)製、銀粉の商品名、
平均粒径=2μm、形状=鱗片状) (11)球状銀粉 AGF−20S(徳力化学研究所(株)製、銀粉の商品
名、平均粒径(R)=20μm、0.5R〜1.5Rμ
mの範囲内の粒径を有する粒子の割合=93体積%) (12)カップリング剤 KBM−403(信越化学工業(株)製、商品名、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)
【0021】表1に示す配合割合で各材料を混合し、3
本ロールを用いて混練した後、6.7×102Pa(5
トル(Torr))以下で10分間脱泡処理を行い、樹
脂ペースト組成物を得た。この樹脂ペースト組成物の特
性(粘度、ピール強度、熱伝導率、耐リフロー性)を下
記に示す方法で調べた。その結果を表1に示す。 (1)粘度:EHD型回転粘度計(東京計器社製)を用
いて25℃における粘度(Pa・s)を測定した。 (2)ピール強度:樹脂ペースト組成物をAgめっき付
き銅リードフレーム上に約3.2mg塗布し、この上に
8mm×8mmのSiチップ(厚さ約0.4mm)を圧
着し、さらに180℃まで30分で昇温し、180℃で
2時間加熱して硬化し、接着した。これを自動接着力試
験装置(日立化成工業(株)製)を用い、260℃にお
ける引き剥がし強さ(kg/チップ)を測定した。 (3)熱伝導率:トランジスタ1付き銅フレーム2上に
樹脂ペースト組成物3を厚さ約20μmに塗布し、さら
にオーブンで180℃まで180分で昇温し180℃で
1時間硬化させ、図1のようにアルミブロック4上に樹
脂ペースト組成物3を接触させた。その後トランジスタ
1に電圧(W)を負荷させたときのA点(樹脂ペースト
組成物3と銅フレーム2の界面)の温度とB点(樹脂ペ
ースト組成物3とアルミブロック4の界面)の温度の差
(ΔT)を熱電対により測定し、下記式及びにより
熱伝導率(W/m・K)を求めた。 式 熱抵抗(cm2K/W)=ΔT/W 式 熱伝導率(W/mK)=装置定数×樹脂ペースト層厚み(μm)/熱抵抗 (cm2K/W) (4)耐リフロー性:実施例及び比較例により得た樹脂
ペースト組成物を用い、下記リードフレームとSiチッ
プを、下記の硬化条件により硬化し接着した。その後、
日立化成工業(株)製エポキシ封止材(商品名CEL−
4620)により封止し、半田リフロー試験用パッケー
ジを得た。そのパッケージを、温度及び湿度がそれぞれ
85℃、85%の条件に設定された恒温恒湿槽中で72
時間及び168時間吸湿させた。その後240℃/10
秒のリフロー条件で半田リフローを行いパッケージの外
部クラックの発生数を顕微鏡(倍率:15倍)で観察し
た。5個のサンプルについてクラックの発生したサンプ
ル数を示す。 チップサイズ:8mm×10mm(厚さ約0.4mm) パッケージ:QFP、14mm×20mm×2mm フレーム:Agめっき付き銅リードフレーム 硬化条件:180℃まで30分で昇温、180℃で2時
間硬化
本ロールを用いて混練した後、6.7×102Pa(5
トル(Torr))以下で10分間脱泡処理を行い、樹
脂ペースト組成物を得た。この樹脂ペースト組成物の特
性(粘度、ピール強度、熱伝導率、耐リフロー性)を下
記に示す方法で調べた。その結果を表1に示す。 (1)粘度:EHD型回転粘度計(東京計器社製)を用
いて25℃における粘度(Pa・s)を測定した。 (2)ピール強度:樹脂ペースト組成物をAgめっき付
き銅リードフレーム上に約3.2mg塗布し、この上に
8mm×8mmのSiチップ(厚さ約0.4mm)を圧
着し、さらに180℃まで30分で昇温し、180℃で
2時間加熱して硬化し、接着した。これを自動接着力試
験装置(日立化成工業(株)製)を用い、260℃にお
ける引き剥がし強さ(kg/チップ)を測定した。 (3)熱伝導率:トランジスタ1付き銅フレーム2上に
樹脂ペースト組成物3を厚さ約20μmに塗布し、さら
にオーブンで180℃まで180分で昇温し180℃で
1時間硬化させ、図1のようにアルミブロック4上に樹
脂ペースト組成物3を接触させた。その後トランジスタ
1に電圧(W)を負荷させたときのA点(樹脂ペースト
組成物3と銅フレーム2の界面)の温度とB点(樹脂ペ
ースト組成物3とアルミブロック4の界面)の温度の差
(ΔT)を熱電対により測定し、下記式及びにより
熱伝導率(W/m・K)を求めた。 式 熱抵抗(cm2K/W)=ΔT/W 式 熱伝導率(W/mK)=装置定数×樹脂ペースト層厚み(μm)/熱抵抗 (cm2K/W) (4)耐リフロー性:実施例及び比較例により得た樹脂
ペースト組成物を用い、下記リードフレームとSiチッ
プを、下記の硬化条件により硬化し接着した。その後、
日立化成工業(株)製エポキシ封止材(商品名CEL−
4620)により封止し、半田リフロー試験用パッケー
ジを得た。そのパッケージを、温度及び湿度がそれぞれ
85℃、85%の条件に設定された恒温恒湿槽中で72
時間及び168時間吸湿させた。その後240℃/10
秒のリフロー条件で半田リフローを行いパッケージの外
部クラックの発生数を顕微鏡(倍率:15倍)で観察し
た。5個のサンプルについてクラックの発生したサンプ
ル数を示す。 チップサイズ:8mm×10mm(厚さ約0.4mm) パッケージ:QFP、14mm×20mm×2mm フレーム:Agめっき付き銅リードフレーム 硬化条件:180℃まで30分で昇温、180℃で2時
間硬化
【0022】
【表1】
表1の結果から、本発明の樹脂ペースト組成物(実施例
1、2及び3)は従来のアクリル樹脂系高熱伝導ペース
ト組成物(比較例1)に比較して高ピール強度、高耐リ
フロー性になっており、さらに従来のエポキシ樹脂系高
熱伝導ペースト組成物(比較例2)に比較しても高ピー
ル強度、高耐リフロー性になっている。このことから、
本発明の樹脂ペースト組成物によればピール強度、耐リ
フロー性が向上し、さらに熱伝導率を高くできることが
確認された。
1、2及び3)は従来のアクリル樹脂系高熱伝導ペース
ト組成物(比較例1)に比較して高ピール強度、高耐リ
フロー性になっており、さらに従来のエポキシ樹脂系高
熱伝導ペースト組成物(比較例2)に比較しても高ピー
ル強度、高耐リフロー性になっている。このことから、
本発明の樹脂ペースト組成物によればピール強度、耐リ
フロー性が向上し、さらに熱伝導率を高くできることが
確認された。
【0023】
【発明の効果】本発明の樹脂ペースト組成物は、IC、
LSI等の半導体素子をリードフレーム等に接着するの
に好適であり、半導体装置のダイボンディング材として
使用した場合、従来品と比較して熱伝導性及び接着性に
優れているため、信頼性の高い半田フリー(Pbフリ
ー)の半導体装置を提供することができる。
LSI等の半導体素子をリードフレーム等に接着するの
に好適であり、半導体装置のダイボンディング材として
使用した場合、従来品と比較して熱伝導性及び接着性に
優れているため、信頼性の高い半田フリー(Pbフリ
ー)の半導体装置を提供することができる。
【図1】樹脂ペースト組成物の熱伝導率測定法を示した
図である。
図である。
1 トランジスタ
2 銅フレーム
3 樹脂ペースト組成物
4 アルミブロック
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)
// C09J 9/02 C09J 9/02
161/06 161/06
163/00 163/00
Fターム(参考) 4J002 CC032 CD011 CD021 CD041
CD051 CD061 DA077 DA078
DA087 DA097 DC007 EC079
EQ026 ET006 EX019 EX039
EX069 EX079 EX089 FD117
FD142 FD156 GJ01 GQ05
4J036 AB01 AC05 AD08 AF05 AF06
AF08 AH00 AJ09 DC31 FA02
FA13 FB08 JA15
4J040 EB051 EB052 EC061 EC062
EC071 EC072 EC261 EC262
EC332 HA066 HB07 HC15
HC18 HD32 HD35 HD36 HD37
JA05 JB10 KA02 KA03 KA16
KA32 LA06
5F047 BA34 BA52 BA53 BA55
5G301 DA02 DA03 DA55 DA57 DD01
Claims (6)
- 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)一般式
(I)で表されるフェノール樹脂、(C)エポキシ樹脂
硬化剤、(D)平均粒径10μm未満の導電性フィラー
及び(E)平均粒径10〜50μmで且つ粒子の90体
積%以上が0.5R〜1.5Rμmの範囲内の粒径を有
する球状銀粉を均一分散させてなる樹脂ペースト組成
物。 【化1】 (ただし、式中、nは0〜10の整数を表し、n=0の
割合が50重量%以上95重量%、R1〜R4はそれぞ
れ独立に水素又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表
す。) - 【請求項2】 (A)成分のエポキシ基1.0当量に対
して、(B)成分のフェノール性水酸基の総量が0.3
〜1.2当量である請求項1記載の樹脂ペースト組成
物。 - 【請求項3】 (D)及び(E)成分の総量が樹脂ペー
スト組成物100重量部中70〜90重量部である請求
項1〜2のいずれか記載の樹脂ペースト組成物。 - 【請求項4】 (E)成分の配合量が(D)及び(E)
成分の総量100重量部中5〜70重量部である請求項
1〜3のいずれか記載の樹脂ペースト組成物。 - 【請求項5】 さらにカップリング剤を添加してなる請
求項1〜4のいずれか記載の樹脂ペースト組成物。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか記載の樹脂ペー
スト組成物を用いて半導体素子を支持部材に接着してな
る半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002147274A JP2003335924A (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 樹脂ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002147274A JP2003335924A (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 樹脂ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003335924A true JP2003335924A (ja) | 2003-11-28 |
Family
ID=29705910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002147274A Pending JP2003335924A (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 樹脂ペースト組成物及びこれを用いた半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003335924A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-05-22 JP JP2002147274A patent/JP2003335924A/ja active Pending
Cited By (12)
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