JP3765731B2

JP3765731B2 - Die attach paste and semiconductor device

Info

Publication number: JP3765731B2
Application number: JP2001082127A
Authority: JP
Inventors: 伸樹田中; 光大久保; 竜一村山; 一登濤; 泰広鍵本
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: JP2002184793A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a die attachment paste for semiconductor adhesion which has a superior solder cracking resistance. SOLUTION: This die attachment paste consists essentially of (A) hydrocarbon having at least one double bond in one molecule of 500 to 5,000 in number mean molecular weight, (B) a compound which has at least one methacryl group or acryl group in one molecule, (C) a radical polymerizing catalyst, and (D) a filler.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐半田クラック性に優れた半導体接着用ダイアタッチペースト及び信頼性に優れた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年半導体装置の生産量は増加の一途をたどっており、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。半導体素子とリードフレームの接合方法として、金−シリコン共晶体等の無機材料を接着剤として用いる方法があるが、コストが高く、又熱応力により半導体素子の破壊が起こることもあるため、有機材料等に充填材を分散させたダイアタッチペースト（ペースト状の接着剤）を使用する方法が主流となっている。
【０００３】
一方、半導体装置としての信頼性は、特に耐半田クラック性が重要であるが、半導体装置の耐半田クラック性をクリアーするためにダイアタッチペーストとしては、更に半導体素子とリードフレームとの線膨張率の差を緩和するために低弾性率化が重要である。
近年、耐半田クラック性に関する要求が厳しくなり、半田の鉛フリー化に伴い従来では２４０℃のリフロー条件であったものが、２６０℃のリフロー条件となり２０℃の温度差を満足するためより低弾性率化が要求されるようになった。低弾性率化の方法として、従来から、ゴム等の低応力物質を使用したダイアタッチペーストが知られているが、近年の耐半田クラック性の要求を満足することができず、更に向上したダイアタッチペーストが求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐半田クラック性に優れた半導体接着用ダイアタッチペースト及び耐半田クラック性に優れた半導体装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（Ａ）数平均分子量５００〜５０００の１分子内に少なくとも１つの２重結合を有する炭化水素或いはその誘導体、（Ｂ）反応性希釈剤、（Ｃ）ラジカル重合触媒、及び（Ｄ）充填材を必須成分とするダイアタッチペーストである。
【０００６】
更に好ましい形態としては、数平均分子量５００〜５０００の１分子内に少なくとも１つの２重結合を有する炭化水素或いはその誘導体（Ａ）が、マレイン化ポリブタジエンと（メタ）アクリル酸の脂肪族ジアルコールのエステル化物とを反応させた化合物及びエポキシ化ポリブタジエン、両末端アクリレートもしくはメタクリレート化ポリブタジエン、又は室温で液状でありアクリル基もしくはメタクリル基を有するポリブタジエン及びエポキシ化ポリブタジエンであり、反応性希釈剤（Ｂ）が、１分子内に少なくとも１つのメタクリル基或いはアクリル基を有する化合物、１分子内に少なくとも１つのフッ素元素を有する（メタ）アクリルモノマー、又はジアリルフタレートの中から選ばれるものであり、充填材（Ｄ）の一部が、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛の中から選ばれる少なくとも一種の金属原子であり、ダイアタッチペーストの中に一般式（１）で示されるシランカプリング剤を含み、ダイアタッチペーストの中に数平均分子量５００〜４０００の水素添加型ポリブタジエンを含み、また、ダイアタッチペーストの中に（Ｇ）成分として１分子内に少なくとも１つの第一アミノ基を有し、融点が１００℃以上２３０℃以下の化合物を含むダイアタッチペーストである。
また、上記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。
【化２】

（Ｒ1は炭素数１〜１０のアルコキシ基、Ｒ2は炭素数１〜１０のアルキル基、ａは１〜３の整数。ｍは１〜５の整数、ｎは１〜１０の整数）
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる数平均分子量５００〜５０００の１分子内に少なくとも１つの２重結合を有する炭化水素或いはその誘導体（Ａ）は、ダイアタッチペーストの硬化物に柔軟性を付与し、広い温度領域で良好な接着性を発現することを見いだした。例えば架橋密度を高めた柔軟性のない硬化物では、硬化物の凝集力は高いがリードフレーム或いはダイとの界面での良好な接着力を発現することは難しい。数平均分子量が５００未満だと硬化物中に十分な架橋点間距離を導入することが難しく充分な接着性が得られない。一方数平均分子量が５０００を越えると粘度が高く充分な接着性を得るために必要な量を配合することができないので好ましくない。
【０００８】
本発明に用いられる（Ａ）成分としては、例えば、ブチルゴム、イソプレンゴム、液状ポリブタジエン等のジエン系ゴム、或いはその誘導体等があり、誘導体としては、アクリル変性ポリブタジエン、エポキシ変性ポリブタジエン等があり、これらのものは、単独でも混合して用いることができる。
好ましい（Ａ）成分としては、マレイン化ポリブタジエンと（メタ）アクリル酸の脂肪族ジアルコールのエステル化物とを反応させた化合物及びエポキシ化ポリブタジエンの組み合わせ、もしくは、両末端アクリレートもしくはメタクリレート化ポリブタジエン、もしくは、室温で液状でありかつアクリル基もしくはメタクリル基を有するポリブタジエン及びエポキシ化ポリブタジエンの組み合わせである。
本発明で言う（Ａ）成分の数平均分子量の測定法は、ゲルパーミッションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算値である。
【０００９】
本発明に用いられる反応性希釈剤（Ｂ）は、（Ａ）成分のみだと粘度が上昇しダイアタッチペーストとしての作業性が悪くなるので、ダイアタッチペーストの粘度を調整し作業性を改善しさらに硬化性の向上を目的として使用される。
好ましい（Ｂ）成分としては、１分子内に少なくとも１つのメタクリル基或いはアクリル基を有する化合物であり、例えば、脂環式（メタ）アクリル酸エステル、脂肪族（メタ）アクリル酸エステル、芳香族（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられ、具体的には、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、１，９−ノナンジオールジメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート等があるが、これらに限定されるものではない。もしくは１分子内に少なくとも１つのフッ素元素を有する（メタ）アクリルモノマー、もしくはジアリルフタレートである。これらのものは、単独でも混合して用いることもできる。
【００１０】
本発明に用いられる（Ａ）成分の配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量中に１０〜９０重量％含まれるものが好ましい。１０重量％未満であると接着性が悪くなり、９０重量％を越えるとダイアタッチペーストの粘度が高くなり作業性に問題が生じるので好ましくない。
【００１１】
本発明に用いられるラジカル重合触媒（Ｃ）は、通常ラジカル重合に用いられている触媒であれば特に限定しないが、望ましいものとしては、急速加熱試験（試料１ｇを電熱板の上にのせ、４℃／分で昇温した時の分解開始温度）における分解温度が４０〜１４０℃となるものが好ましい。分解温度が４０℃未満だと、ダイアタッチペーストの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好ましくない。
これを満たす触媒としての具体例としては、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ジクミルパーオキサイド等が挙げられるが、これらは単独でも或いは硬化性を制御するため２種類以上を混合して用いてもよい。更に、ダイアタッチペーストの保存性を向上するために各種の重合禁止剤を予め添加しておくことも可能である。
ラジカル重合触媒（Ｃ）の配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量、１００重量部に対して、０．１〜１０重量部が好ましい。１０重量部を越えるとダイアタッチペーストの粘度の経時変化が大きくなり作業性に問題が生じ、０．１重量部未満だと硬化性が著しく低下するので好ましくない。
【００１２】
好ましくは、本発明に一般式（１）で示されるシランカップリング剤（Ｅ）を用いると、接着性を格段に向上させることができる。一般式（１）において、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルコキシ基であり、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキル基で、Ｒ1、Ｒ２は同一でも異なっていてもよい。ａは１〜３の整数であるが、アルコキシ基の炭素数を調整することによりシランカップリング剤と樹脂や充填材との反応性を調整できる。ｍは１〜５の整数であるが、入手のし易さからｍとしては３が好ましい。ｎは１〜１０の整数であり、入手のし易さからｎは２又は４が好ましい。以下に、具体例を示すがこれらに限定されるものではない。
【化３】

（Ｅ）成分の配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部が好ましい。０．０１重量部未満だと、接着性が不充分で、１０重量部を越える硬化速度を低下させるので好ましくない。
【００１３】
本発明に用いられる充填材（Ｄ）としては、例えば、銀粉、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、導電性フィラーとしては銀粉、絶縁フィラーとしてはシリカが好ましい。
これらの充填材の配合量は、特に限定されないが、全ダイアタッチペースト中２０〜９５重量％が好ましい。２０重量％未満であると、接着強度が低下する傾向があり、９５重量％を越えると、ダイアタッチペーストの粘度が増大しダイアタッチペーストの作業性が低下する傾向にあるので好ましくない。
【００１４】
銀粉は、導電性を付与するために用いられ、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。又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。必要とするダイアタッチ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２〜１０μｍ、最大粒径は５０μｍ以下のものが好ましい。平均粒径が２μｍ未満だとダイアタッチペーストの粘度が高くなり、１０μｍを越えると塗布又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。最大粒径が５０μｍを越えるとディスペンサーでダイアタッチペーストを塗布する時に、ニードル詰まりを起こすため好ましくない。又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混合してもよい。
【００１５】
絶縁フィラーの一つであるシリカは、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未満だとダイアタッチペーストの粘度が高くなり、２０μｍを越えると塗布又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。最大粒径が５０μｍを越えるとディスペンサーでダイアタッチペーストを塗布する時に、ニードル詰まりを起こすため好ましくない。更に、比較的粗いシリカと細かいシリカ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混合してもよい。
【００１６】
好ましくは、充填材の一部に、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛の中から選ばれる少なくとも一種の金属原子を含み、含有量はダイアタッチペーストに対して０．０１〜１０重量％である。これは鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛等の原子が樹脂の反応を促進し、良好な硬化性が得られるためである。配合量がダイアタッチペースト中に０．０１重量％より少ない場合には目的とする硬化促進効果が得られず、１０重量％より多い場合にはダイアタッチペーストの室温での経時変化が大きくなりすぎるためである。これらのものは単独の粒子として配合されても合金の形で配合されてもかまわない。
【００１７】
本発明におけるダイアタッチペーストには、必要により他のカップリング剤、消泡剤、界面活性剤、エラストマー、硬化促進剤等の添加剤を用いることができる。
エラストマーとしては、好ましくは、数平均分子量５００〜４０００の水素添加型ポリブタジエンを用いることができ、これを添加すると弾性率を格段に低下させることを見いだした。数平均分子量が５００未満だと低弾性率化が不充分で、数平均分子量が４０００を越えるとダイアタッチペーストの粘度上昇、接着性の低下をひきおこすおそれがあり好ましくない。
具体例としては、水素添加型ポリブタジエン（日本曹達（株）製、ＢＩ−２０００）、アクリル変性水素添加型ポリブタジエン（日本曹達（株）製、ＴＥＡＩ−１０００）等がある。
水素添加型ポリブタジエンの配合量としては、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量、１００重量部に対して、１〜２０重量部が好ましい。１重量部未満だと、低弾性率化が不充分で、２０重量部を越えると作業性、硬化性を低下させるので好ましくない。
【００１８】
硬化促進剤としては、好ましくは１分子内に少なくとも１つの第一アミノ基を有し、融点が１００℃以上２３０℃以下の化合物である。これを添加するとアミノ基がラジカル開始剤分解反応の促進作用を有するため硬化反応の促進が図れることと、系内にカルボニル基がある場合に反応して硬化物の凝集力向上を図れるという効果がある。
融点が１００℃より低い場合はペースト作製中あるいは保存中に反応が進行し粘度の上昇につながるので好ましくない。また融点が２３０℃より高いと硬化中にも系内に固形のまま存在する確率が高くなり、目的とする効果が得られないので好ましくない。具体例としては、例えば、ジシアンジアミド、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバチン酸ジヒドラジド、カーボジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジドなどがあげられ、これらは単独で使用されても二種類以上を併用してもかまわない。
硬化促進剤の配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量１００重量部に対して、０．３〜１０重量部含まれる。０．３重量部より少ない場合には目的とする効果を十分に発揮することができず、１０重量部より多いとダイアタッチペースト中の固形分成分が多くなり過ぎ作業性の悪化につながるので好ましくない。
【００１９】
本発明のダイアタッチペーストの製造方法としては、例えば各材料を予備混合し、三本ロール等を用いて混練した後真空下脱泡する。
本発明のダイアタッチペーストを用いて半導体装置を製作する方法は、公知の方法を用いることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例で具体的に説明する。
＜実施例及び比較例＞
（Ａ）成分として、アクリル変性ポリブタジエン（数平均分子量：約１０００、日本石油化学（株）製、ＭＭ−１０００−８０）、エポキシ変性ポリブタジエン（数平均分子量：約１０００、日本石油化学（株）製、Ｅ−１０００−８）、両末端アクリレートもしくはメタクリレート化ポリブタジエンとして（数平均分子量：約３０００、大阪有機化学（株）製、ＢＡＣ−４５）、（Ｂ）成分として、ラウリルアクリレート（新中村化学工業（株）製、ＮＫエステルＬＡ）、トリフロロエチルメタクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステルＭ−３Ｆ）、オルソフタル酸のジアリルエステル（ダイソー（株）製、ダイソーダップモノマー）、（Ｃ）成分として、ジクミルパーオキサイド（急速加熱試験における分解温度：１２６℃、日本油脂（株）製、パークミルＤ）、（Ｅ）成分として、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン（日本ユニカー（株）製、Ａ−１２８９）、充填材としてフレーク状銀粉（平均粒径３μｍ、最大粒径２０μｍ）、破砕シリカ（平均粒径３μｍ、最大粒径１６μｍ）、銅紛（平均粒経１μｍ）、エラストマーとして水素添加型ポリブタジエン（日本曹達（株）製、ＢＩ−２０００）、硬化促進剤としてジシアンジアミド（試薬、融点２０９．５℃）、カップリング剤としてアルコキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−４０３Ｅ）を表１の割合で配合し、３本ロールを用いて混錬し、脱泡後ダイアタッチペーストを得た。得られたダイアタッチペーストを以下の方法により評価した。
なお比較例では、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの反応により得られるジグリシジルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１８０、室温で液体、以下ビスＡエポキシ）、クレジルグリシジルエーテル（エポキシ当量１８５、以下ＣＧＥ）、フェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０４、軟化点８５℃、以下ＰＮ）、２−フェニル４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成工業（株）製、キュアゾール２ＰＨＺ）を使用した。
評価結果を表１、２に示す。
【００２１】
＜評価方法＞
・粘度：E型粘度計（３°コーン）を用い２５℃、２．５ｒｐｍでの値を測定した。
・弾性率：１０ｘ１５０ｘ０．１ｍｍの試験片を作成し（硬化条件１７５℃、３０分）、引っ張り試験により加重−変位曲線を測定しその初期勾配より弾性率を求めた（測定長：１００ｍｍ、試験速度：１ｍｍ／分、測定温度：２５℃）。
・接着強度：ペーストを用いて、６ｘ６ｍｍ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３０秒ならびに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。
・耐半田クラック性：表１、２の配合割合のダイアタッチペーストを用い、リードフレーム（銅）とシリコンチップ（６×６ｍｍ）を、ホットプレート上、２００℃、６０秒で硬化接着した。その後スミコンＥＭＥ−７０２６（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（ＱＦＰ、１４ｘ２０ｘ２．０ｍｍ）を６０℃、相対湿度６０％の雰囲気下、１９２時間吸湿処理した後、ＩＲリフロー処理（２６０℃、１０秒、３回リフロー）にかけ、断面観察により内部クラックの数を測定し、耐半田クラック性の指標とした。ｎ＝８。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

【００２４】
【発明の効果】
本発明のダイアタッチペーストは、耐半田クラック性に優れている。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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a die attach paste for semiconductor adhesion excellent in solder crack resistance and a semiconductor device excellent in reliability.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the production volume of semiconductor devices has been steadily increasing, and accordingly, reduction of manufacturing costs has become an important issue. As a method for joining a semiconductor element and a lead frame, there is a method using an inorganic material such as a gold-silicon eutectic as an adhesive. However, the cost is high, and the semiconductor element may be destroyed by thermal stress. For example, a method using a die attach paste (a paste-like adhesive) in which a filler is dispersed in a mainstream has become the mainstream.
[0003]
On the other hand, solder crack resistance is particularly important for reliability as a semiconductor device. However, in order to clear the solder crack resistance of a semiconductor device, as a die attach paste, the linear expansion coefficient between the semiconductor element and the lead frame is further increased. In order to alleviate the difference, lowering the elastic modulus is important.
In recent years, the requirements for solder crack resistance have become stricter, and with the lead-free soldering, the conventional reflow condition at 240 ° C has become a reflow condition at 260 ° C and satisfies the temperature difference of 20 ° C. Increased rate is required. Conventionally, die attach pastes using low-stress materials such as rubber have been known as a method for lowering the elastic modulus. However, these die attach pastes have not been able to satisfy the recent requirements for solder crack resistance, and have been improved. There is a need for touch paste.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a die attach paste for semiconductor bonding excellent in solder crack resistance and a semiconductor device excellent in solder crack resistance.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to (A) a hydrocarbon having at least one double bond in one molecule having a number average molecular weight of 500 to 5000 or a derivative thereof, (B) a reactive diluent, (C) a radical polymerization catalyst, and (D ) A die attach paste containing a filler as an essential component.
[0006]
As a more preferable form, a hydrocarbon having at least one double bond in one molecule having a number average molecular weight of 500 to 5,000 or a derivative thereof (A) is an aliphatic dialcohol of maleated polybutadiene and (meth) acrylic acid. A compound obtained by reacting with an esterified product and an epoxidized polybutadiene, an acrylate or methacrylated polybutadiene at both ends, or a polybutadiene and epoxidized polybutadiene which are liquid at room temperature and have an acryl group or a methacryl group, and the reactive diluent (B) is A compound having at least one methacrylic group or acrylic group in one molecule, a (meth) acrylic monomer having at least one fluorine element in one molecule, or diallyl phthalate, and a filler (D ) Is part of iron, co And at least one metal atom selected from the group consisting of nickel, copper, and zinc. The die attach paste contains a silane coupling agent represented by the general formula (1), and the die attach paste has a number average molecular weight of 500. -4000 hydrogenated polybutadiene, and a compound having at least one primary amino group in one molecule as a component (G) in the die attach paste and having a melting point of 100 ° C or higher and 230 ° C or lower. Die attach paste.
Moreover, it is a semiconductor device manufactured using said die-attach paste.
[Chemical 2]

(R1 is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R2 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a is an integer of 1 to 3, m is an integer of 1 to 5, and n is an integer of 1 to 10)
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The hydrocarbon having at least one double bond in one molecule having a number average molecular weight of 500 to 5000 or its derivative (A) used in the present invention gives flexibility to the cured product of the die attach paste, and has a wide temperature range. It was found that good adhesion was developed. For example, in a non-flexible cured product with an increased crosslink density, the cured product has a high cohesive force, but it is difficult to develop a good adhesive force at the interface with the lead frame or die. When the number average molecular weight is less than 500, it is difficult to introduce a sufficient distance between crosslinking points in the cured product, and sufficient adhesiveness cannot be obtained. On the other hand, if the number average molecular weight exceeds 5000, it is not preferable because the viscosity is high and the amount necessary for obtaining sufficient adhesion cannot be blended.
[0008]
Examples of the component (A) used in the present invention include diene rubbers such as butyl rubber, isoprene rubber, and liquid polybutadiene, or derivatives thereof. Examples of the derivatives include acrylic-modified polybutadiene and epoxy-modified polybutadiene. These can be used alone or in combination.
As the preferred component (A), a combination of a compound obtained by reacting maleated polybutadiene with an esterified product of an aliphatic dialcohol of (meth) acrylic acid and epoxidized polybutadiene, or both-end acrylate or methacrylated polybutadiene, or It is a combination of polybutadiene and epoxidized polybutadiene which are liquid at room temperature and have an acrylic group or a methacryl group.
The method for measuring the number average molecular weight of the component (A) referred to in the present invention is a polystyrene conversion value by gel permeation chromatography.
[0009]
The reactive diluent (B) used in the present invention improves the workability by adjusting the viscosity of the die attach paste because the viscosity of the reactive diluent (A) alone increases and the workability as a die attach paste deteriorates. Furthermore, it is used for the purpose of improving curability.
Preferable component (B) is a compound having at least one methacryl group or acrylic group in one molecule. For example, alicyclic (meth) acrylic acid ester, aliphatic (meth) acrylic acid ester, aromatic ( Examples thereof include 1,6-hexanediol dimethacrylate, 1,9-nonanediol dimethacrylate, phenoxydiethylene glycol acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, phenoxyethyl methacrylate, and the like. However, it is not limited to these. Alternatively, it is a (meth) acryl monomer having at least one fluorine element in one molecule, or diallyl phthalate. These can be used alone or in combination.
[0010]
The amount of the component (A) used in the present invention is preferably 10 to 90% by weight in the total weight of the component (A) and the component (B). If it is less than 10% by weight, the adhesiveness is deteriorated, and if it exceeds 90% by weight, the viscosity of the die attach paste becomes high, resulting in problems in workability.
[0011]
The radical polymerization catalyst (C) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a catalyst usually used for radical polymerization. However, as a desirable one, a rapid heating test (1 g of a sample placed on an electric heating plate, 4 It is preferable that the decomposition temperature (decomposition start temperature when the temperature is increased at a rate of ° C / min) is 40 to 140 ° C. When the decomposition temperature is less than 40 ° C., the storage stability of the die attach paste at normal temperature deteriorates, and when it exceeds 140 ° C., the curing time becomes extremely long, which is not preferable.
Specific examples of the catalyst that satisfies this include 1,1-bis (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane, t-butylperoxyneodecanoate, and dicumyl peroxide. May be used alone or in combination of two or more in order to control curability. Furthermore, various polymerization inhibitors can be added in advance in order to improve the storage stability of the die attach paste.
The blending amount of the radical polymerization catalyst (C) is preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight as the total weight of the component (A) and the component (B). If the amount exceeds 10 parts by weight, the change in the viscosity of the die attach paste increases with time, causing problems in workability. If the amount is less than 0.1 parts by weight, the curability is remarkably lowered, which is not preferable.
[0012]
Preferably, when the silane coupling agent (E) represented by the general formula (1) is used in the present invention, the adhesiveness can be remarkably improved. In the general formula (1), R1 is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R2 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R1 and R2 may be the same or different. Although a is an integer of 1-3, the reactivity of a silane coupling agent, resin, and a filler can be adjusted by adjusting the carbon number of an alkoxy group. Although m is an integer of 1-5, 3 is preferable as m from the ease of acquisition. n is an integer of 1 to 10, and n is preferably 2 or 4 for ease of availability. Specific examples are shown below, but are not limited thereto.
[Chemical 3]

(E) As for the compounding quantity of a component, 0.01-10 weight part is preferable with respect to 100 weight part of total weight of (A) component and (B) component. If it is less than 0.01 parts by weight, the adhesiveness is insufficient, and the curing rate exceeding 10 parts by weight is lowered, which is not preferable.
[0013]
Examples of the filler (D) used in the present invention include conductive fillers such as silver powder, gold powder, nickel powder, and copper powder, and insulating fillers such as aluminum nitride, calcium carbonate, silica, and alumina. As the silver filler, silica is preferable as the insulating filler.
Although the compounding quantity of these fillers is not specifically limited, 20 to 95 weight% is preferable in all the die attach pastes. If it is less than 20% by weight, the adhesive strength tends to decrease, and if it exceeds 95% by weight, the viscosity of the die attach paste tends to increase and the workability of the die attach paste tends to decrease, such being undesirable.
[0014]
Silver powder is used for imparting electrical conductivity, and the content of ionic impurities such as halogen ions and alkali metal ions is preferably 10 ppm or less. As the shape of the silver powder, a flake shape, a dendritic shape, a spherical shape or the like is used. Although the particle size of the silver powder to be used varies depending on the required viscosity of the die attach paste, the average particle size is usually 2 to 10 μm and the maximum particle size is preferably 50 μm or less. If the average particle size is less than 2 μm, the viscosity of the die attach paste is high, and if it exceeds 10 μm, the resin component flows out during coating or curing, which causes bleed, which is not preferable. When the maximum particle size exceeds 50 μm, needle clogging occurs when applying the die attach paste with a dispenser, which is not preferable. Moreover, a comparatively coarse silver powder and a fine silver powder can also be mixed and used, and various shapes may be mixed.
[0015]
Silica which is one of the insulating fillers preferably has an average particle diameter of 1 to 20 μm and a maximum particle diameter of 50 μm or less. If the average particle size is less than 1 μm, the viscosity of the die attach paste increases, and if it exceeds 20 μm, the resin component flows out at the time of application or curing. When the maximum particle size exceeds 50 μm, needle clogging occurs when applying the die attach paste with a dispenser, which is not preferable. Further, relatively coarse silica and fine silica can be mixed and used, and various shapes may be mixed.
[0016]
Preferably, a part of the filler contains at least one metal atom selected from iron, cobalt, nickel, copper, and zinc, and the content is 0.01 to 10% by weight with respect to the die attach paste. . This is because atoms such as iron, cobalt, nickel, copper, and zinc accelerate the reaction of the resin, and good curability can be obtained. If the blending amount is less than 0.01% by weight in the die attach paste, the desired curing acceleration effect cannot be obtained, and if it is more than 10% by weight, the change over time of the die attach paste at room temperature becomes too large. Because. These may be blended as single particles or in the form of an alloy.
[0017]
In the die attach paste in the present invention, other coupling agents, antifoaming agents, surfactants, elastomers, curing accelerators and the like can be used as necessary.
As the elastomer, hydrogenated polybutadiene having a number average molecular weight of 500 to 4000 can be preferably used, and it has been found that the elastic modulus is remarkably lowered when this is added. If the number average molecular weight is less than 500, the reduction in elastic modulus is insufficient, and if the number average molecular weight exceeds 4000, the viscosity of the die attach paste may be increased and the adhesiveness may be decreased.
Specific examples include hydrogenated polybutadiene (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., BI-2000), acrylic-modified hydrogenated polybutadiene (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., TEAI-1000), and the like.
The blending amount of the hydrogenated polybutadiene is preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight as the total weight of the component (A) and the component (B). If the amount is less than 1 part by weight, the reduction in elastic modulus is insufficient, and if it exceeds 20 parts by weight, workability and curability are deteriorated, which is not preferable.
[0018]
The curing accelerator is preferably a compound having at least one primary amino group in one molecule and a melting point of 100 ° C. or higher and 230 ° C. or lower. When this is added, the amino group has the effect of promoting the radical initiator decomposition reaction, so that the curing reaction can be promoted, and when there is a carbonyl group in the system, it reacts to improve the cohesive strength of the cured product. is there.
When the melting point is lower than 100 ° C., the reaction proceeds during paste preparation or storage, leading to an increase in viscosity, which is not preferable. On the other hand, if the melting point is higher than 230 ° C., the probability that it remains solid in the system during curing increases, and the desired effect cannot be obtained, which is not preferable. Specific examples include, for example, dicyandiamide, isophthalic acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, carbodihydrazide, dodecanedioic acid dihydrazide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Absent.
The compounding quantity of a hardening accelerator is contained 0.3-10 weight part with respect to 100 weight part of total weight of (A) component and (B) component. When the amount is less than 0.3 parts by weight, the intended effect cannot be sufficiently exhibited, and when the amount is more than 10 parts by weight, the solid component in the die attach paste increases so much that the workability is deteriorated. Absent.
[0019]
As a method for producing the die attach paste of the present invention, for example, the respective materials are premixed, kneaded using a three roll or the like, and then degassed under vacuum.
A known method can be used as a method for manufacturing a semiconductor device using the die attach paste of the present invention.
[0020]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples.
<Examples and Comparative Examples>
As the component (A), acrylic modified polybutadiene (number average molecular weight: about 1000, manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd., MM-1000-80), epoxy modified polybutadiene (number average molecular weight: about 1000, manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.) E-1000-8), acrylate or methacrylate-terminated polybutadiene (number average molecular weight: about 3000, manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd., BAC-45), lauryl acrylate (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.) as component (B) Co., Ltd., NK ester LA), trifluoroethyl methacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., light ester M-3F), diallyl ester of orthophthalic acid (manufactured by Daiso Corporation, Daiso Dup Monomer), (C) component Dicumyl peroxide (decomposition temperature in rapid heating test: 126 ° C, day Oil and fat Co., Ltd., Park mill D), (E) component, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfane (Nihon Unicar Co., Ltd., A-1289), filler as flaky silver powder (average grain) Diameter 3 μm, maximum particle size 20 μm), crushed silica (average particle size 3 μm, maximum particle size 16 μm), copper powder (average particle size 1 μm), hydrogenated polybutadiene as an elastomer (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., BI-2000) Dicyandiamide (reagent, melting point: 209.5 ° C.) as a curing accelerator, and alkoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403E) as a coupling agent are blended in the proportions shown in Table 1, and three rolls are used. After kneading and defoaming, a die attach paste was obtained. The obtained die attach paste was evaluated by the following method.
In comparative examples, diglycidyl bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent 180, liquid at room temperature, hereinafter referred to as bis A epoxy) obtained by reaction of bisphenol A and epichlorohydrin, cresyl glycidyl ether (epoxy equivalent 185, hereinafter referred to as CGE), Phenol novolac resin (hydroxyl equivalent 104, softening point 85 ° C., hereinafter referred to as PN), 2-phenyl 4,5-dihydroxymethylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., Curazole 2PHZ) was used.
The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
[0021]
<Evaluation method>
Viscosity: A value at 25 ° C. and 2.5 rpm was measured using an E-type viscometer (3 ° cone).
Elastic modulus: 10 × 150 × 0.1 mm test piece was prepared (curing condition 175 ° C., 30 minutes), the load-displacement curve was measured by a tensile test, and the elastic modulus was obtained from the initial gradient (measurement length: 100 mm, test speed) 1 mm / min, measurement temperature: 25 ° C.).
Adhesive strength: A 6 × 6 mm silicon chip was mounted on a copper frame using a paste and cured on a hot plate at 200 ° C. for 30 seconds and 60 seconds. After curing, the hot die shear strength at 260 ° C. was measured using an automatic adhesive force measuring device.
Solder crack resistance: Using a die attach paste having a blending ratio shown in Tables 1 and 2, a lead frame (copper) and a silicon chip (6 × 6 mm) were cured and bonded on a hot plate at 200 ° C. for 60 seconds. Then, after using a sealing material of Sumicon EME-7026 (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.), the sealed package (QFP, 14 × 20 × 2.0 mm) was subjected to moisture absorption treatment in an atmosphere of 60 ° C. and a relative humidity of 60% for 192 hours. It was subjected to IR reflow treatment (260 ° C., 10 seconds, 3 reflows), the number of internal cracks was measured by cross-sectional observation, and used as an index of solder crack resistance. n = 8.
[0022]
[Table 1]

[0023]
[Table 2]

[0024]
【The invention's effect】
The die attach paste of the present invention is excellent in solder crack resistance. As a result, a highly reliable semiconductor device can be manufactured by using the die attach paste of the present invention.

Claims

（Ａ）数平均分子量５００〜５０００の１分子内に少なくとも１つの２重結合を有する炭化水素或いはその誘導体、（Ｂ）反応性希釈剤、（Ｃ）ラジカル重合触媒、及び（Ｄ）充填材を必須成分とし、さらに、一般式（１）で示されるシランカプリング剤（Ｅ）を含むことを特徴とするダイアタッチペースト。

（Ｒ₁は炭素数１〜１０のアルコキシ基、Ｒ₂は炭素数１〜１０のアルキル基、ａは１〜３の整数。ｍは１〜５の整数、ｎは１〜１０の整数）(A) a hydrocarbon having at least one double bond in one molecule having a number average molecular weight of 500 to 5000 or a derivative thereof, (B) a reactive diluent, (C) a radical polymerization catalyst, and (D) a filler. A die attach paste comprising an essential component and further containing a silane coupling agent (E) represented by the general formula (1) .

(R ₁ is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R ₂ is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a is an integer of 1 to 3, m is an integer of 1 to 5, and n is an integer of 1 to 10)

（Ａ）数平均分子量５００〜５０００の１分子内に少なくとも１つの２重結合を有する炭化水素或いはその誘導体、（Ｂ）反応性希釈剤、（Ｃ）ラジカル重合触媒、及び（Ｄ）充填材を必須成分とし、とし、前記反応性希釈剤（Ｂ）が、ジアリルフタレートであることを特徴とするダイアタッチペースト。(A) a hydrocarbon having at least one double bond in one molecule having a number average molecular weight of 500 to 5000 or a derivative thereof, (B) a reactive diluent, (C) a radical polymerization catalyst, and (D) a filler. A die attach paste characterized by being an essential component, wherein the reactive diluent (B) is diallyl phthalate.

さらに、数平均分子量５００〜４０００の水素添加型ポリブタジエンを含む請求項１又は２に記載のダイアタッチペースト。The die attach paste according to claim 1 or 2, further comprising hydrogenated polybutadiene having a number average molecular weight of 500 to 4000.

請求項１〜３のいずれか１項に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。The semiconductor device manufactured using the die attach paste of any one of Claims 1-3.