JP3985433B2

JP3985433B2 - Resin paste composition and semiconductor device using the same

Info

Publication number: JP3985433B2
Application number: JP2000192434A
Authority: JP
Inventors: 陽二片山; 和彦山田
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: JP2002012602A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin paste composition capable of keeping the thicknesses of adhesive layers at a constant level, and thereby able to reduce the dispersion of adhesive strengths and the reclining in semiconductor elements, and to provide a semiconductor device produced by using the composition, and having high producibility and reliability. SOLUTION: The resin paste composition contains (A) an acrylic acid ester compound or a methacrylic acid ester compound, (B) a radical initiator, (C) a filler having an average particle diameter of <10 μm and (D) spherical silver particles having an average particle diameter (R) of 10-50 μm, whose 90 volume% or more have particle diameters in the range of 0.5 R to 1.5 R. The semiconductor device is produced by adhering semiconductor elements to a supporting member with the resin paste composition and subsequently blocking them.

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、ガラスエポキシ配線板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】
従来、半導体のダイボンディング材としては、Ａｕ−Ｓｉ共晶、半田、樹脂ペースト組成物等が知られているが、作業性及びコストの点から樹脂ペースト組成物が広く使用されている。
【０００３】
従来のエポキシ樹脂系ペーストでは、加熱硬化の際にペーストに含まれる溶剤や反応性希釈剤が揮発して、ペースト硬化物中にボイドと呼ばれる空隙が発生する。その結果、接着強度のばらつきが大きくなり、また半導体素子の傾きが生じ、結果としてワイヤーボンド時に不良となる確率が高いという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、樹脂ペースト組成物のボイドを低減し、且つ接着層の厚み（ボンドライン厚み）を一定にすることにより、接着強度のばらつきや半導体素子の傾きを低減でき、その結果ワイヤーボンド時の不良を低減することができる樹脂ペースト組成物を提供することを目的とする。更に、本発明は、この樹脂ペースト組成物を用いて作製される生産性が高く、高信頼性の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）アクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物、（Ｂ）ラジカル開始剤、（Ｃ）平均粒径１０μｍ未満の充填材、（Ｄ）平均粒径（Ｒ）が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含有してなる樹脂ペースト組成物を提供するものである。
【０００６】
また、本発明は、上記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た後、封止してなる半導体装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる（Ａ）成分のアクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物は、１分子中に１個以上のアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する化合物であり、例えば、下記の一般式（Ｉ）〜（Ｘ）で表される化合物が使用できる。
【０００８】
【化１】

〔式中、Ｒ¹は水素又はメチル基を表し、Ｒ²は炭素数１〜１００、好ましくは炭素数１〜３６の２価の脂肪族又は環状構造を持つ脂肪族炭化水素基を表す〕
で示される化合物。
【０００９】
一般式（Ｉ）で示される化合物としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、トリデシルアクリレート、ヘキサデシルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デシルアクリレート、２−（トリシクロ）［５．２．１．０^2,6］デカ−３−エン−８又は９−イルオキシエチルアクリレート等のアクリレート化合物、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、ヘキサデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、イソステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリシクロ［５．２．１．０^2,6］デシルメタクリレート、２−（トリシクロ）［５．２．１．０^2,6］デカ−３−エン−８又は９−イルオキシエチルメタクリレート等のメタクリレート化合物がある。
（２）一般式（ＩＩ）
【００１０】
【化２】

〔式中、Ｒ¹及びＲ²はそれぞれ前記のものを表す〕
で示される化合物。
【００１１】
一般式（ＩＩ）で示される化合物としては、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ダイマージオールモノアクリレート等のアクリレート化合物、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ダイマージオールモノメタクリレート等のメタクリレート化合物等がある。
（３）一般式（ＩＩＩ）
【００１２】
【化３】

〔式中、Ｒ¹は前記のものを表し、Ｒ³は水素、メチル基又はフェノキシメチル基を表し、Ｒ⁴は水素、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基又はベンゾイル基を表し、ｎは１〜５０の整数を表す〕
で示される化合物。
【００１３】
一般式（ＩＩＩ）で示される化合物としては、ジエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリプロピレングリコールアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、２−ブトキシエチルアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、２−ベンゾイルオキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート等のアクリレート化合物、ジエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコールメタクリレート、２−メトキシエチルメタクリレート、２−エトキシエチルメタクリレート、２−ブトキシエチルメタクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、２−フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールメタクリレート、フェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、２−ベンゾイルオキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルメタクリレート等のメタクリレート化合物がある。
（４）一般式（ＩＶ）
【００１４】
【化４】

〔式中、Ｒ¹は前記のものを表し、Ｒ⁵はフェニル基、ニトリル基、−Ｓｉ（ＯＲ⁶）₃（Ｒ⁶は炭素数１〜６のアルキル基を表す）、下記の式の基
【００１５】
【化５】

（Ｒ⁷、Ｒ⁸及びＲ⁹はそれぞれ独立に水素又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｒ¹⁰は水素又は炭素数１〜６のアルキル基又はフェニル基を表す）を表し、ｍは０、１、２又は３の数を表す〕
で示される化合物。
【００１６】
一般式（ＩＶ）で示される化合物としては、ベンジルアクリレート、２−シアノエチルアクリレート、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、グリシジルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロピラニルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジニルアクリレート、２，２，６，６−テトラメチルピペリジニルアクリレート、アクリロキシエチルホスフェート、アクリロキシエチルフェニルアシッドホスフェート、β−アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、β−アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート等のアクリレート化合物、ベンジルメタクリレート、２−シアノエチルメタクリレート、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、グリシジルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、テトラヒドロピラニルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジニルメタクリレート、２，２，６，６−テトラメチルピペリジニルメタクリレート、メタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロキシエチルフェニルアシッドホスフェート等のメタクリレート、β−メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、β−メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート等のメタクリレート化合物がある。
（５）一般式（Ｖ）
【００１７】
【化６】

〔式中、Ｒ¹及びＲ²はそれぞれ前記のものを表す〕
で示される化合物。
【００１８】
一般式（Ｖ）で示される化合物としては、エチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ダイマージオールジアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート等のジアクリレート化合物、エチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、１，９−ノナンジオールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ダイマージオールジメタクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジメタクリレート等のジメタクリレート化合物がある。
（６）一般式（ＶＩ）
【００１９】
【化７】

〔式中、Ｒ¹、Ｒ³及びｎはそれぞれ前記のものを表し、ただしＲ³が水素又はメチル基であるとき、ｎは１ではない。〕
で示される化合物。
【００２０】
一般式（ＶＩ）で示される化合物としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート等のジアクリレート化合物、ジ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、テトラ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、トリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート等のジメタクリレート化合物がある。
（７）一般式（ＶＩＩ）
【００２１】
【化８】

〔式中、Ｒ¹は前記のものを表し、Ｒ¹¹及びＲ¹²はそれぞれ独立に水素又はメチル基を表す〕
で示される化合物。
【００２２】
一般式（ＶＩＩ）で示される化合物としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤ１モルとグリシジルアクリレート２モルとの反応物、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤ１モルとグリシジルメタクリレート２モルとの反応物等がある。
（８）一般式（ＶＩＩＩ）
【００２３】
【化９】

〔式中、Ｒ¹、Ｒ¹¹及びＲ¹²はそれぞれ前記のものを表しＲ¹³及びＲ¹⁴はそれぞれ独立に水素又はメチル基を表し、ｐ及びｑはそれぞれ独立に１〜２０の整数を表す〕
で示される化合物。
【００２４】
一般式（ＶＩＩＩ）で示される化合物としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤのポリエチレンオキサイド付加物のジアクリレート、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤのポリプロピレンオキサイド付加物のジアクリレート、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤのポリエチレンオキサイド付加物のジメタクリレート、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はビスフェノールＡＤのポリプロピレンオキサイド付加物のジメタクリレート等がある。
（９）一般式（ＩＸ）
【００２５】
【化１０】

〔式中、Ｒ¹は前記のものを表し、Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶、Ｒ¹⁷及びＲ¹⁸はそれぞれ独立に水素又はメチル基を表し、ｘは１〜２０の整数を表す〕
で示される化合物。
【００２６】
一般式（ＩＸ）で示される化合物としては、ビス（アクリロキシプロピル）ポリジメチルシロキサン、ビス（アクリロキシプロピル）メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、ビス（メタクリロキシプロピル）ポリジメチルシロキサン、ビス（メタクリロキシプロピル）メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー等がある。
（１０）一般式（Ｘ）
【００２７】
【化１１】

〔式中、Ｒ¹は前記のものを表し、ｒ、ｓ、ｔ及びｕはそれぞれ独立に繰り返し数の平均値を示す０以上の数であり、ｒ＋ｔは０．１以上、好ましくは０．３〜５であり、ｓ＋ｕは１以上、好ましくは１〜１００である〕
で示される化合物。
【００２８】
一般式（Ｘ）で示される化合物としては、無水マレイン酸を付加させたポリブタジエンと、２−ヒドロキシエチルアクリレート又は２−ヒドロキシエチルメタクリレートとを反応させて得られる反応物及びその水素添加物があり、例えばＭＭ−１０００−８０、ＭＡＣ−１０００−８０（共に、日本石油化学（株）商品名）等がある。
【００２９】
（Ａ）成分のアクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物としては、上記の化合物を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３０】
本発明に用いられる（Ｂ）成分のラジカル開始剤としては特に制限はないが、ボイド等の点から過酸化物が好ましく、また樹脂ペースト組成物の硬化性及び粘度安定性の点から、急速加熱試験での過酸化物の分解温度が７０〜１７０℃のものが好ましい。
【００３１】
ラジカル開始剤の具体例としては、１，１，３，３−テトラメチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート、ｔ−ブチルパーベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、クメンハイドロパーオキサイド等がある。
【００３２】
（Ｂ）成分のラジカル開始剤の配合量は、（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、硬化性が低下する傾向があり、１０重量部を超えると、揮発分が多くなり、硬化物中にボイドと呼ばれる空隙が生じ易くなる傾向がある。
【００３３】
本発明に用いられる（Ｃ）成分の充填材としては、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が、例えば金、銀、銅、ニッケル、鉄、アルミニウム、ステンレス、酸化ケイ素、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、ホウ酸アルミニウム等の粉体が挙げられる。この充填材の平均粒径が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０．５〜７μｍである。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、樹枝状、板状が好ましい。
【００３４】
（Ｃ）成分の充填材の配合量は特に限定しないが、樹脂ペースト組成物総量に対して２０〜８５重量％が好ましく、２０〜８０重量％がより好ましい。この配合量が２０重量％未満であると、熱時の接着強度が低下する傾向があり、８５重量％を超えると、粘度が増大し、作製時の作業性及び使用時の塗布作業性が低下する傾向がある。
【００３５】
本発明に用いられる（Ｄ）成分の球状銀粉は、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１０μｍ未満ではボンドライン厚みを一定に保つのが難しく、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傾向がある。また、（Ｄ）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、ボンドライン厚みを一定に保つのが難しくなる傾向がある。
【００３６】
（Ｄ）成分の球状銀粉の配合量は、樹脂ペースト組成物総量に対して好ましくは０．５〜２０重量％、より好ましくは０．８〜１５重量％、さらに好ましくは１〜１２重量％である。この配合量が０．５重量％未満ではボンドライン厚みを一定に保つのが難しくなり、２０重量％を超えると樹脂ペースト組成物中の樹脂分と充填材（Ｃ）又は球状銀粉（Ｄ）とが分離し、充填材（Ｃ）又は球状銀粉（Ｄ）の沈降が起こりやすくなる傾向がある。
【００３７】
本発明に用いられる可とう化材としては、各種の液状ゴムや熱可塑性樹脂が用いられるが、例えばポリブタジエン、エポキシ化ポリブタジエン、マレイン化ポリブタジエン、アクリロニトリルブタジエンゴム、カルボキシ末端アクリロニトリルブタジエンゴム、アミノ末端アクリロニトリルブタジエンゴム、ビニル末端アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等の液状ゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸メチル、ε−カプロラクトン変性ポリエステル、フェノキシ樹脂、ポリイミド等の熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００３８】
液状ゴムとしては、数平均分子量が５００〜１００００のものが好ましく、１，０００〜５，０００のものがより好ましい。分子量が小さすぎると可とう化効果に劣る傾向があり、分子量が大きすぎると樹脂ペースト組成物の粘度が上昇し作業性に劣る傾向がある。数平均分子量は、蒸気圧浸透法で測定した値又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。熱可塑性樹脂としては、数平均分子量が１０，０００〜３００，０００のものが好ましく、２０，０００〜２００，０００のものがより好ましい。分子量が小さすぎると可とう化効果に劣る傾向があり、分子量が大きすぎると、樹脂ペースト組成物の粘度が上昇し作業性に劣る傾向がある。
【００３９】
また可とう化材の配合量としては、（Ａ）成分１００重量部に対して１０〜１００重量部使用することが好ましく、３０〜８０重量部使用することがより好ましい。この配合量が１０重量部未満である可とう化効果に劣り、１００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。
【００４０】
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。
【００４１】
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オネ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。
【００４２】
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。
【００４３】
本発明になる樹脂ペースト組成物には、さらに必要に応じて酸化カルシウム、酸化マグネシウム等の吸湿剤、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、高級脂肪酸等の濡れ向上剤、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、粘度調整のための溶剤を単独又は数種類を組み合わせて、適宜添加することができる。なお、溶剤を添加する場合、ボイドの点から３重量％以下とすることが好ましい。
【００４４】
本発明になる樹脂ペースト組成物を製造するには、（Ａ）アクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物、（Ｂ）ラジカル開始剤、（Ｃ）充填材及び（Ｄ）球状銀粉を、必要に応じて用いられる可とう化材、カップリング剤及び上記各種添加剤と共に、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。
【００４５】
本発明においては、さらに上記のようにして製造した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た後、封止することにより半導体装置とすることができる。
【００４６】
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。
【００４７】
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。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。
【００４８】
上記加熱硬化は、低温での長時間硬化の場合や、高温での速硬化の場合により異なるが、通常、温度１００〜３００℃、好ましくは１３０〜２２０℃で、５秒〜３時間、好ましくは１５秒〜１時間行うことが好ましい。
【００４９】
【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。
【００５０】
比較例で用いたエポキシ樹脂、硬化剤は以下のようにして作製したものを用いた。
（１）エポキシ樹脂の調製
ＹＤＦー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）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）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。
（２）硬化剤の調製
Ｈ−１（明和化成（株）製、商品名、フェノールノボラック樹脂、ＯＨ当量＝１０６）１．０重量部及び希釈剤としてＰＰ−１０１（東都化成社製、商品名、アルキルフェニルグリシジルエーテル、エポキシ当量＝２３０）２．０重量部を１００℃に加熱し、１時間撹拌を続け、均一なフェノール樹脂溶液を得た。
【００５１】
比較例及び実施例で用いた化合物を以下に例示する。
（１）硬化促進剤
２Ｐ４ＭＨＺ（四国化成（株）製のイミダゾール類の商品名）
（２）希釈剤
ＰＰ−１０１（東都化成（株）製アルキルフェニルグリシジルエーテルの商品名、エポキシ当量＝２３０）
（３）アクリル酸エステル化合物及びメタクリル酸エステル化合物
Ｒ−５５１（日本化薬（株）製ジアクリレートの商品名、ビスフェノールＡポリエチレングリコールジアクリレート、一般式（ＶＩＩＩ）、Ｒ¹＝Ｈ、Ｒ¹¹＝ＣＨ₃、Ｒ¹²＝ＣＨ₃、Ｒ¹³＝Ｈ、Ｒ¹⁴＝Ｈ、ｐ＋ｑ＝約４）、
ラウリルアクリレート（一般式（Ｉ）、Ｒ¹＝Ｈ、Ｒ²＝−Ｃ₁₂Ｈ₂₄−）
（４）可とう化材
Ｅ−１０００−６．５（日本石油化学（株）製エポキシ化ポリブタジエンの商品名、エポキシ当量＝２４６、数平均分子量＝約１，０００）
（５）ラジカル開始剤
ジクミルパーオキサイド
（６）カップリング剤
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
（７）充填材
ＴＣＧ−１（徳力化学研究所社製の銀粉の商品名、形状：鱗片状、平均粒径＝２μｍ）
ＡＧＦ−２０Ｓ（徳力化学研究所社製の球状銀粉の商品名、平均粒径（Ｒ）＝２０μｍ、０．５Ｒ〜１．５Ｒの範囲内の粒径を有する粒子の割合＝９３体積％）
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、６６６．６１Ｐａ（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。
【００５２】
この樹脂ペースト組成物の特性（粘度、接着強度、ボンドライン厚み）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）ダイシェア強度：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０．２ｍｇ塗布し、この上に２ｍｍ×２ｍｍのＳｉチップ（厚さ約０．４ｍｍ）を圧着し、さらにオーブンで１５０℃まで３０分で昇温し１５０℃で１時間硬化させた。これを自動接着力試験装置（ＢＴ１００、Ｄａｇｅ社製）を用い、室温の剪断接着強度（Ｎ／チップ）を測定した。なおダイシェア強度の測定は２０個の試験片について行った。
（３）ボンドライン厚み：樹脂ペースト組成物をあらかじめマイクロメータで厚みを測っておいた銅リードフレーム上に約０．２ｍｇを塗布し、この上にあらかじめマイクロメータで厚みを測っておいた２ｍｍ×２ｍｍのＳｉチップを圧着し、さらにオーブンで１５０℃まで３０分で昇温し１５０℃で１時間硬化させた。硬化後にマイクロメータで厚みを測定し、この値からあらかじめ測っておいたリードフレームとチップの厚みを減じた値をボンドライン厚みとした。なおボンドライン厚みの測定は２０個の試験片について行った。
（４）ボイド：樹脂ペースト組成物を銅リードフレーム上に約４．０ｍｇを塗布し、この上に８ｍｍ×１０ｍｍのＳｉチップ（厚さ０．４ｍｍ）を圧着し、さらにオーブンで１５０℃まで３０分で昇温し１５０℃で１時間硬化させた。これを、走査型超音波顕微鏡を用い観察し、硬化後の樹脂ペースト組成物中に含まれるチップと基材の間の水平方向の断面のボイドの占有面積を求めた。
【００５３】
【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及び２）は従来のエポキシ樹脂を用いた樹脂ペースト組成物（比較例１）に比較してボイドが占有率が小さく、ボンドライン厚みを一定にすることが可能になっている。
【００５４】
また実施例と同一のアクリル酸エステル化合物を用いても、球状銀粉を添加しない場合（比較例２）では、ボンドライン厚みのばらつきが大きくなっている。
【００５５】
このことから、本発明の樹脂ペースト組成物によれば、ボイドを低減し、ボンドライン厚みを一定にすることができ、その結果、接着強度のばらつきや半導体素子の傾きを低減できることが確認された。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の樹脂ペースト組成物は、半導体装置のダイボンディング材として使用した場合にボンドライン厚みを一定にすることができ、接着強度のばらつきやチップの傾きを低減することができる。その結果ワイヤーボンド時の不良を低減でき、生産性が高く高信頼性の半導体素子を提供できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin paste composition suitable for bonding a semiconductor element such as an IC or LSI to a lead frame, a glass epoxy wiring board or the like, and a semiconductor device using the resin paste composition.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, Au-Si eutectic, solder, resin paste compositions, and the like are known as semiconductor die bonding materials, but resin paste compositions are widely used in terms of workability and cost.
[0003]
In the conventional epoxy resin-based paste, the solvent and reactive diluent contained in the paste are volatilized at the time of heat curing, and voids called voids are generated in the cured paste. As a result, there is a drawback that the adhesive strength varies greatly and the inclination of the semiconductor element occurs, resulting in a high probability of failure during wire bonding.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By reducing the voids of the resin paste composition and making the thickness of the adhesive layer (bond line thickness) constant, the present invention can reduce variations in adhesive strength and inclination of the semiconductor element. It aims at providing the resin paste composition which can reduce a defect. Furthermore, the present invention provides a highly reliable semiconductor device with high productivity produced using this resin paste composition.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes (A) an acrylic ester compound or a methacrylic ester compound, (B) a radical initiator, (C) a filler having an average particle size of less than 10 μm, and (D) an average particle size (R) of 10 to 50 μm. In addition, the present invention provides a resin paste composition containing spherical silver powder in which 90% by volume or more of the particles have a particle size in the range of 0.5R to 1.5R μm.
[0006]
The present invention also provides a semiconductor device in which a semiconductor element is bonded to a support member using the resin paste composition and then sealed.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The acrylic acid ester compound or methacrylic acid ester compound as the component (A) used in the present invention is a compound having one or more acryloyloxy groups or methacryloyloxy groups in one molecule. For example, the following general formula (I ) To (X) can be used.
[0008]
[Chemical 1]

[Wherein, R ¹ represents hydrogen or a methyl group, and R ² represents a divalent aliphatic group having 1 to 100 carbon atoms, preferably 1 to 36 carbon atoms or an aliphatic hydrocarbon group having a cyclic structure]
A compound represented by
[0009]
The compounds represented by the general formula (I) include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, amyl acrylate, isoamyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl. Acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, isodecyl acrylate, lauryl acrylate, tridecyl acrylate, hexadecyl acrylate, stearyl acrylate, isostearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, tricyclo [5.2.1 .0 ^2,6] decyl acrylate, 2- (tricyclo) [5.2.1. ^2,6] dec-3-ene -8 or 9-yl acrylate compounds such as oxyethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n- butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t- butyl methacrylate, amyl methacrylate , Isoamyl methacrylate, hexyl methacrylate, heptyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate, isodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, hexadecyl methacrylate, stearyl methacrylate, isostearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, iso Bornyl methacry Over DOO, tricyclo [5.2.1.0 ^{2, 6]} decyl methacrylate, 2- (tricyclo) [5.2.1.0 ^2,6] dec-3-ene -8 or 9-yl methacrylate And other methacrylate compounds.
(2) General formula (II)
[0010]
[Chemical 2]

[Wherein R ¹ and R ² each represent the same as above]
A compound represented by
[0011]
Examples of the compound represented by the general formula (II) include acrylate compounds such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, and dimer diol monoacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, dimer diol monomethacrylate, and the like. Of methacrylate compounds.
(3) General formula (III)
[0012]
[Chemical 3]

[Wherein R ¹ represents the above, R ³ represents hydrogen, a methyl group or a phenoxymethyl group, R ⁴ represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group or a benzoyl group, n Represents an integer of 1 to 50]
A compound represented by
[0013]
Examples of the compound represented by the general formula (III) include diethylene glycol acrylate, polyethylene glycol acrylate, polypropylene glycol acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-butoxyethyl acrylate, methoxydiethylene glycol acrylate, methoxypolyethylene glycol acrylate, Acrylate compounds such as 2-phenoxyethyl acrylate, phenoxydiethylene glycol acrylate, phenoxypolyethylene glycol acrylate, 2-benzoyloxyethyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, diethylene glycol methacrylate, polyethylene glycol methacrylate, polypropylene glycol Methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, 2-butoxyethyl methacrylate, methoxydiethylene glycol methacrylate, methoxypolyethylene glycol methacrylate, 2-phenoxyethyl methacrylate, phenoxydiethylene glycol methacrylate, phenoxypolyethylene glycol methacrylate, 2-benzoyloxyethyl methacrylate And methacrylate compounds such as 2-hydroxy-3-phenoxypropyl methacrylate.
(4) General formula (IV)
[0014]
[Formula 4]

[Wherein R ¹ represents the above, R ⁵ represents a phenyl group, a nitrile group, —Si (OR ⁶ ) ₃ (R ⁶ represents an alkyl group having 1 to ⁶ carbon atoms), a group of the following formula: [0015]
[Chemical formula 5]

(R ⁷ , R ⁸ and R ⁹ each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R ¹⁰ represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group), m represents Represents a number of 0, 1, 2, or 3]
A compound represented by
[0016]
Examples of the compound represented by the general formula (IV) include benzyl acrylate, 2-cyanoethyl acrylate, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, glycidyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, tetrahydropyranyl acrylate, dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidinyl acrylate, 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl acrylate, acryloxyethyl phosphate, acryloxyethyl phenyl acid phosphate, β-acryloyloxyethyl Acrylate compounds such as hydrogen phthalate, β-acryloyloxyethyl hydrogen succinate, benzyl methacrylate, 2-cyanoethyl methacrylate Γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, glycidyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, tetrahydropyranyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidinyl methacrylate, 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl methacrylate, methacrylates such as methacryloxyethyl phosphate, methacryloxyethyl phenyl acid phosphate, β-methacryloyloxyethyl hydrogen phthalate, β-methacryloyloxyethyl hydrogen succinate, etc. There are methacrylate compounds.
(5) General formula (V)
[0017]
[Chemical 6]

[Wherein R ¹ and R ² each represent the same as above]
A compound represented by
[0018]
Examples of the compound represented by the general formula (V) include ethylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, and 1,3-butanediol. Diacrylate compounds such as diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, dimer diol diacrylate, dimethylol tricyclodecane diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, 1,9-nonanediol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, dimer diol dimethacrylate, dimethylol tricyclodecanedi There are dimethacrylate compounds such as methacrylate.
(6) General formula (VI)
[0019]
[Chemical 7]

[Wherein, R ¹ , R ³ and n each represent the same as above, provided that n is not 1 when R ³ is hydrogen or a methyl group. ]
A compound represented by
[0020]
Examples of the compound represented by the general formula (VI) include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, and the like, diethylene glycol There are dimethacrylate compounds such as dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, tripropylene glycol dimethacrylate, and polypropylene glycol dimethacrylate.
(7) General formula (VII)
[0021]
[Chemical 8]

[Wherein, R ¹ represents the same as above, and R ¹¹ and R ¹² each independently represent hydrogen or a methyl group]
A compound represented by
[0022]
Examples of the compound represented by the general formula (VII) include a reaction product of 1 mol of bisphenol A, bisphenol F or bisphenol AD and 2 mol of glycidyl acrylate, a reaction product of 1 mol of bisphenol A, bisphenol F or bisphenol AD and 2 mol of glycidyl methacrylate, and the like. There is.
(8) General formula (VIII)
[0023]
[Chemical 9]

[Wherein, R ¹ , R ¹¹ and R ¹² each represent the same as above, R ¹³ and R ¹⁴ each independently represent hydrogen or a methyl group, and p and q each independently represent an integer of 1 to 20]
A compound represented by
[0024]
The compounds represented by the general formula (VIII) include diacrylate of bisphenol A, bisphenol F or polyethylene oxide adduct of bisphenol AD, diacrylate of bisphenol A, bisphenol F or polypropylene oxide adduct of bisphenol AD, bisphenol A, bisphenol. Examples include dimethacrylate of polyethylene oxide adduct of F or bisphenol AD, dimethacrylate of polypropylene oxide adduct of bisphenol A, bisphenol F or bisphenol AD.
(9) General formula (IX)
[0025]
[Chemical Formula 10]

[Wherein, R ¹ represents the above, R ¹⁵ , R ¹⁶ , R ¹⁷ and R ¹⁸ each independently represent hydrogen or a methyl group, and x represents an integer of 1 to 20]
A compound represented by
[0026]
Examples of the compound represented by the general formula (IX) include bis (acryloxypropyl) polydimethylsiloxane, bis (acryloxypropyl) methylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer, bis (methacryloxypropyl) polydimethylsiloxane, and bis (methacryloxypropyl). ) Methylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer.
(10) General formula (X)
[0027]
Embedded image

[Wherein R ¹ represents the above, r, s, t, and u each independently represent an average number of repetitions of 0 or more, and r + t is 0.1 or more, preferably 0.3 And s + u is 1 or more, preferably 1 to 100]
A compound represented by
[0028]
Examples of the compound represented by the general formula (X) include a reaction product obtained by reacting polybutadiene to which maleic anhydride has been added and 2-hydroxyethyl acrylate or 2-hydroxyethyl methacrylate, and a hydrogenated product thereof. For example, there are MM-1000-80 and MAC-1000-80 (both are trade names of Nippon Petrochemical Co., Ltd.).
[0029]
(A) As an acrylic ester compound or methacrylic ester compound of a component, said compound can be used individually or in combination of 2 or more types.
[0030]
The radical initiator of the component (B) used in the present invention is not particularly limited, but a peroxide is preferable from the viewpoint of voids and the like, and rapid heating is performed from the viewpoint of curability and viscosity stability of the resin paste composition. The thing whose decomposition temperature of the peroxide in a test is 70-170 degreeC is preferable.
[0031]
Specific examples of the radical initiator include 1,1,3,3-tetramethylperoxy 2-ethylhexanoate, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t- (Butylperoxy) cyclododecane, di-t-butylperoxyisophthalate, t-butylperbenzoate, dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butyl) Peroxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne, cumene hydroperoxide and the like.
[0032]
The blending amount of the radical initiator (B) is preferably 0.1 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the component (A). If this blending ratio is less than 0.1 parts by weight, the curability tends to decrease, and if it exceeds 10 parts by weight, the volatile matter tends to increase, and voids called voids tend to occur in the cured product. is there.
[0033]
The filler of the component (C) used in the present invention is not particularly limited as long as the average particle diameter is less than 10 μm, and various types are used. For example, gold, silver, copper, nickel, iron, aluminum, Examples of the powder include stainless steel, silicon oxide, boron nitride, aluminum oxide, and aluminum borate. When the average particle size of the filler is 10 μm or more, the paste uniformity and various physical properties are deteriorated. A preferable average particle diameter is 0.5 to 7 μm. Examples of the shape include a scale shape, a spherical shape, a block shape, a dendritic shape, and a plate shape, and a scale shape, a dendritic shape, and a plate shape are preferable.
[0034]
(C) Although the compounding quantity of the filler of a component is not specifically limited, 20 to 85 weight% is preferable with respect to the resin paste composition total amount, and 20 to 80 weight% is more preferable. If the blending amount is less than 20% by weight, the adhesive strength during heating tends to decrease, and if it exceeds 85% by weight, the viscosity increases, and the workability during production and the coating workability during use decrease. Tend to.
[0035]
The spherical silver powder of component (D) used in the present invention has an average particle size of 10 to 50 μm, preferably 10 to 30 μm, more preferably 10 to 25 μm, and particularly preferably 12 to 20 μm. If the average particle size is less than 10 μm, it is difficult to keep the bond line thickness constant, and if it exceeds 50 μm, the coating workability during use of the resin paste composition tends to be reduced. In addition, the spherical silver powder of component (D) is 90% by volume or more, preferably 93% by volume or more of the particles having a particle size in the range of 0.5R to 1.5R μm with respect to the average particle size (R). It is what you have. If the range of the particle size is out of the above conditions, it tends to be difficult to keep the bond line thickness constant.
[0036]
The blending amount of the spherical silver powder of component (D) is preferably 0.5 to 20% by weight, more preferably 0.8 to 15% by weight, and further preferably 1 to 12% by weight with respect to the total amount of the resin paste composition. is there. When the blending amount is less than 0.5% by weight, it is difficult to keep the bond line thickness constant. When the blending amount exceeds 20% by weight, the resin content in the resin paste composition and the filler (C) or the spherical silver powder (D) Are separated, and sedimentation of the filler (C) or the spherical silver powder (D) tends to occur.
[0037]
As the flexible material used in the present invention, various liquid rubbers and thermoplastic resins are used. For example, polybutadiene, epoxidized polybutadiene, maleated polybutadiene, acrylonitrile butadiene rubber, carboxy terminal acrylonitrile butadiene rubber, amino terminal acrylonitrile butadiene. Examples thereof include liquid rubbers such as rubber, vinyl-terminated acrylonitrile butadiene rubber and styrene butadiene rubber, and thermoplastic resins such as polyvinyl acetate, polymethyl acrylate, ε-caprolactone-modified polyester, phenoxy resin, and polyimide.
[0038]
The liquid rubber preferably has a number average molecular weight of 500 to 10,000, more preferably 1,000 to 5,000. If the molecular weight is too small, the flexibility effect tends to be inferior. If the molecular weight is too large, the viscosity of the resin paste composition tends to increase and the workability tends to be inferior. The number average molecular weight is a value measured by a vapor pressure infiltration method or a value measured by gel permeation chromatography using a standard polystyrene calibration curve (hereinafter referred to as GPC method). The thermoplastic resin preferably has a number average molecular weight of 10,000 to 300,000, more preferably 20,000 to 200,000. If the molecular weight is too small, the flexibility effect tends to be inferior. If the molecular weight is too large, the viscosity of the resin paste composition tends to increase and the workability tends to be inferior.
[0039]
Moreover, as a compounding quantity of a flexible material, it is preferable to use 10-100 weight part with respect to 100 weight part of (A) component, and it is more preferable to use 30-80 weight part. When the blending amount is less than 10 parts by weight, the flexibility is inferior, and when it exceeds 100 parts by weight, the viscosity increases and the workability of the resin paste composition tends to decrease.
[0040]
The coupling agent used in the present invention is not particularly limited, and various types such as a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, a zirconate coupling agent, and a zircoaluminate coupling agent. Is used.
[0041]
Specific examples of the coupling agent include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyl-tris (2- Methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, methyltri (methacryloxyethoxy) silane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- Aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β- (N- Nylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, 3- (4,5-dihydroimidazolyl) propyl Triethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiisopropeno Xysilane, methyltriglycidoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, trimethylsilyl isocyanate, dimethylsilyliso Silane coupling agents such as anate, phenylsilyl triisocyanate, tetraisocyanate silane, methyl silyl triisocyanate, vinyl silyl triisocyanate, ethoxysilane triisocyanate, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecyl benzene sulfonyl titanate, isopropyl tris (dioctyl pyro) Phosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, tetraoctyl bis (ditridecyl phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1-butyl) bis (di-tridecyl) phosphite titanate, bis (Dioctyl pyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctyl pyrophosphate) ) Ethylene titanate, isopropyl trioctanoyl titanate, isopropyl dimethacrylisostearoyl titanate, isopropyl (dioctyl phosphate) titanate, isopropyl tricumyl phenyl titanate, isopropyl tri (N-aminoethyl aminoethyl) titanate, dicumyl phenyloxyacetate titanate, Titanate coupling agents such as diisostearoyl ethylene titanate, aluminum coupling agents such as acetoalkoxyaluminum diisopropionate, tetrapropyl zirconate, tetrabutyl zirconate, tetra (triethanolamine) zirconate, tetraisopropyl zirconate , Zirconium acetylacetonate acetylacetone zirconium butyrate, There are zirconate-based coupling agents such as stearic acid zirconium butyrate.
[0042]
The blending amount of the coupling agent is preferably 0.1 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the component (A). When the blending ratio is less than 0.1 parts by weight, the effect of improving the adhesive strength is inferior. When the blending ratio exceeds 10 parts by weight, the volatile matter tends to increase and voids tend to occur in the cured product.
[0043]
The resin paste composition according to the present invention further includes a moisture absorbent such as calcium oxide and magnesium oxide, a fluorosurfactant, a nonionic surfactant, a wetting improver such as a higher fatty acid, silicone oil and the like as necessary. Solvents for viscosity adjustment, such as defoaming agents and ion trapping agents such as inorganic ion exchangers, can be added as appropriate, alone or in combination of several kinds. In addition, when adding a solvent, it is preferable to set it as 3 weight% or less from the point of a void.
[0044]
To produce the resin paste composition according to the present invention, (A) an acrylic ester compound or a methacrylic ester compound, (B) a radical initiator, (C) a filler, and (D) a spherical silver powder, if necessary. Along with the flexible materials, coupling agents and various additives mentioned above, combine or disperse and dissolve devices such as stirrers, slabs, three rolls, planetary mixers, etc. The mixture may be heated, mixed, dissolved, pulverized and kneaded or dispersed to form a uniform paste.
[0045]
In the present invention, the semiconductor device can be further sealed by bonding the semiconductor element to the support member using the resin paste composition manufactured as described above.
[0046]
As support members, for example, lead frames such as 42 alloy lead frames and copper lead frames, glass epoxy substrates (substrates made of glass fiber reinforced epoxy resin), BT substrates (cyanate monomers and their oligomers and BT resins made of bismaleimide) Organic substrate such as a substrate).
[0047]
In order to adhere a semiconductor element to a support member such as a lead frame using the resin paste composition of the present invention, first, after applying the resin paste composition on the support member by a dispensing method, a screen printing method, a stamping method, It can be performed by pressure-bonding the semiconductor element and then heat-curing using a heating device such as an oven or a heat block. Furthermore, it can be set as the completed semiconductor device by sealing by a normal method after passing through a wire bond process.
[0048]
The heat curing is different depending on the case of long-time curing at a low temperature or the case of rapid curing at a high temperature, but is usually 100 to 300 ° C, preferably 130 to 220 ° C, preferably 5 seconds to 3 hours, preferably It is preferable to carry out for 15 seconds to 1 hour.
[0049]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not restrict | limited by this.
[0050]
The epoxy resin and the curing agent used in the comparative example were prepared as follows.
(1) Preparation of epoxy resin 7.5 parts by weight of YDF-170 (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., trade name, bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent = 170) and YL-980 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) (Trade name, bisphenol A type epoxy resin, epoxy equivalent = 185) 7.5 parts by weight were heated to 80 ° C. and stirred for 1 hour to obtain a uniform epoxy resin solution.
(2) Preparation of curing agent H-1 (Maywa Kasei Co., Ltd., trade name, phenol novolak resin, OH equivalent = 106) 1.0 part by weight and PP-101 (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., trade name) , Alkylphenyl glycidyl ether, epoxy equivalent = 230) 2.0 parts by weight were heated to 100 ° C. and stirred for 1 hour to obtain a uniform phenol resin solution.
[0051]
The compounds used in Comparative Examples and Examples are illustrated below.
(1) Curing accelerator 2P4MHZ (trade name of imidazoles manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.)
(2) Diluent PP-101 (trade name of alkylphenyl glycidyl ether manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd., epoxy equivalent = 230)
(3) Acrylic ester compound and methacrylic ester compound R-551 (trade name of diacrylate manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., bisphenol A polyethylene glycol diacrylate, general formula (VIII), R ¹ = H, R ¹¹ = CH ₃ , R ¹² = CH ₃ , R ¹³ = H, R ¹⁴ = H, p + q = about 4),
Lauryl acrylate (general formula (I), R ¹ = H, R ² = -C ₁₂ H _24- )
(4) Flexible material E-1000-6.5 (trade name of epoxidized polybutadiene manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd., epoxy equivalent = 246, number average molecular weight = about 1,000)
(5) Radical initiator dicumyl peroxide (6) Coupling agent γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (7) Filler TCG-1 (trade name and shape of silver powder manufactured by Tokuru Chemical Laboratory Co., Ltd .: scale-like Average particle size = 2 μm)
AGF-20S (trade name of spherical silver powder manufactured by Tokuru Chemical Laboratory Co., Ltd., average particle size (R) = 20 μm, ratio of particles having a particle size in the range of 0.5R to 1.5R = 93% by volume)
Each material was mixed and kneaded using three rolls at the blending ratio shown in Table 1, and then defoamed at 666.61 Pa (5 Torr) or less for 10 minutes to obtain a resin paste composition. It was.
[0052]
The properties (viscosity, adhesive strength, bond line thickness) of this resin paste composition were examined by the following method. The results are shown in Table 1.
(1) Viscosity: Viscosity (Pa · s) at 25 ° C. was measured using an EHD type rotational viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.).
(2) Die shear strength: About 0.2 mg of the resin paste composition is applied onto a copper lead frame with Ag plating, and a 2 mm × 2 mm Si chip (thickness: about 0.4 mm) is pressure-bonded thereon, and then further heated in an oven. The temperature was raised to 150 ° C. in 30 minutes and cured at 150 ° C. for 1 hour. This was measured for shear adhesive strength (N / chip) at room temperature using an automatic adhesive strength tester (BT100, manufactured by Dage). The die shear strength was measured for 20 test pieces.
(3) Bond line thickness: about 0.2 mg was applied on a copper lead frame whose thickness was previously measured with a micrometer, and the thickness was previously measured with a micrometer 2 mm × A 2 mm Si chip was pressure-bonded, further heated in an oven to 150 ° C. in 30 minutes, and cured at 150 ° C. for 1 hour. After curing, the thickness was measured with a micrometer, and the value obtained by subtracting the lead frame and chip thickness measured in advance from this value was defined as the bond line thickness. The bond line thickness was measured for 20 test pieces.
(4) Void: About 4.0 mg of the resin paste composition was applied on a copper lead frame, and an 8 mm × 10 mm Si chip (thickness 0.4 mm) was pressure-bonded thereon, and further 30 ° C. up to 150 ° C. The temperature was raised in minutes and cured at 150 ° C. for 1 hour. This was observed using a scanning ultrasonic microscope, and the void occupation area of the horizontal cross section between the chip and the substrate contained in the cured resin paste composition was determined.
[0053]
[Table 1]

From the results shown in Table 1, the resin paste compositions of the present invention (Examples 1 and 2) have less void occupancy than the conventional resin paste composition using the epoxy resin (Comparative Example 1), and the bond line. It is possible to make the thickness constant.
[0054]
Even when the same acrylate compound as in the example is used, when the spherical silver powder is not added (Comparative Example 2), the variation in the bond line thickness is large.
[0055]
From this, according to the resin paste composition of the present invention, it was confirmed that voids can be reduced and the bond line thickness can be made constant, and as a result, variations in adhesive strength and inclination of semiconductor elements can be reduced. .
[0056]
【The invention's effect】
The resin paste composition of the present invention can make the bond line thickness constant when used as a die bonding material of a semiconductor device, and can reduce variations in adhesive strength and chip inclination. As a result, defects during wire bonding can be reduced, and a highly reliable semiconductor element with high productivity can be provided.

Claims

（Ａ）アクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物、（Ｂ）ラジカル開始剤、（Ｃ）平均粒径１０μｍ未満の鱗片状、塊状、樹枝状又は板状の充填材及び（Ｄ）組成物中に含有される球状銀粉として平均粒径（Ｒ）が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含有してなる樹脂ペースト組成物。(A) Acrylic acid ester compound or methacrylic acid ester compound, (B) radical initiator, (C) scale-like, lump-like, dendritic or plate-like filler having an average particle size of less than 10 μm and (D) in the composition average particle size (R) is a resin paste composition comprising a spherical silver powder having a particle size in the range and less than 90% by volume of the particles of 0.5R~1.5Rμm in 10~50μm as spherical silver powder contained object.

（Ｄ）成分の球状銀粉を、樹脂ペースト組成物総量に対して０．５〜２０重量％含有する請求項１に記載の樹脂ペースト組成物。 (D) The resin paste composition of Claim 1 which contains the spherical silver powder of a component 0.5 to 20weight% with respect to the resin paste composition total amount.

（Ａ）成分のアクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物１００重量部に対して（Ｂ）成分のラジカル開始剤を０．１〜１０重量部、樹脂ペースト組成物総量に対して（Ｃ）成分の充填材を２０〜８５重量％含有する請求項１又は２に記載の樹脂ペースト組成物。 0.1 to 10 parts by weight of the radical initiator of component (B) with respect to 100 parts by weight of the acrylic ester compound or methacrylic ester compound of component (A), and (C) of component (C) with respect to the total amount of the resin paste composition The resin paste composition according to claim 1 or 2, comprising 20 to 85% by weight of a filler.

さらに可とう化材を添加してなる請求項１、２又は３に記載の樹脂ペースト組成物。 Furthermore, the resin paste composition of Claim 1, 2, or 3 formed by adding a flexible material.

可とう化材が液状ゴム又は熱可塑性樹脂である請求項４に記載の樹脂ペースト組成物。 The resin paste composition according to claim 4, wherein the flexible material is a liquid rubber or a thermoplastic resin.

（Ａ）成分のアクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物１００重量部に対して可とう化材を１０〜１００重量部含有する請求項４又は５に記載の樹脂ペースト組成物。 The resin paste composition according to claim 4 or 5, comprising 10 to 100 parts by weight of a flexible material with respect to 100 parts by weight of the acrylic acid ester compound or methacrylic acid ester compound as the component (A).

さらにカップリング剤を添加してなる請求項１、２、３、４、５又は６に記載の樹脂ペースト組成物。 Furthermore, the resin paste composition of Claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6 formed by adding a coupling agent.

（Ａ）成分のアクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物１００重量部に対してカップリング剤を０．１〜１０重量部含有する請求項７に記載の樹脂ペースト組成物。 (A) The resin paste composition of Claim 7 which contains a coupling agent 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of acrylic acid ester compounds or methacrylic acid ester compounds of a component.

請求項１〜８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た後、封止してなる半導体装置。 A semiconductor device formed by bonding a semiconductor element to a support member using the resin paste composition according to claim 1 and then sealing the semiconductor element.