JP4419227B2

JP4419227B2 - Resin paste composition and semiconductor device using the same

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Publication number: JP4419227B2
Application number: JP30259399A
Authority: JP
Inventors: 陽二片山
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2019-10-25
Also published as: JP2001123013A

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】
半導体装置の実装方式は高密度実装の点から、従来のピン挿入方式から表面実装方式へと移行しているが、基板への実装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用いられ、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、特に接着剤層中又は封止材中に含まれる水分の急激な気化・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やガラスエポキシ配線板等の有機基板において特に深刻である。その理由の１つとしては、銅リードフレームや有機基板に対して接着剤の接着力が低いことが挙げられる。もう１つとしては、銅リードフレームや有機基板の方が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ることで、チップクラックやチップ反りが発生するということがある。
【０００３】
【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リードフレーム及び有機基板に対するピール強度、特に銅リードフレームに対するピール強度を向上させ、かつ樹脂ペースト組成物を低応力化することによりチップクラックやチップ反りの発生を抑制することで前記の従来技術の欠点を除去し、銅リードフレーム及び有機基板においてもリフロークラックの無い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ものである。
【０００４】
【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）エポキシ化ポリブタジエン及びカルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体から選択される少なくとも１種類以上の液状ゴム成分、（Ｃ）ラジカル開始剤、（Ｄ）カップリング剤及び（Ｅ）充填材を含有させてなる樹脂ペースト組成物及びこ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に関する。
【０００５】
【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としては、１分子中に１個以上のアクリル基又はメタクリル基を有する化合物であり、下記の一般式（Ｉ）〜（Ｘ）で表される化合物が使用できる。
【０００６】
（１）一般式（Ｉ）
【０００７】
【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。
【０００８】
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。
【０００９】
（２）一般式（ＩＩ）
【００１０】
【化２】

〔式中、Ｒ¹及びＲ²はそれぞれ一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表す〕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。
【００１２】
（３）一般式（ＩＩＩ）
【００１３】
【化３】

〔式中、Ｒ¹は一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表し、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。
【００１４】
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。
【００１５】
（４）一般式（ＩＶ）
【００１６】
【化４】

〔式中、Ｒ¹は一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表し、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）、又は下記の式の基
【００１７】
【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。
【００１８】
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、メタクリロイルオキシエチルホスフェート、メタクリロイルオ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。
【００１９】
（５）一般式（Ｖ）
【００２０】
【化６】

〔式中、Ｒ¹及びＲ²はそれぞれ一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表す〕で示される化合物。
【００２１】
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。
【００２２】
（６）一般式（ＶＩ）
【００２３】
【化７】

〔式中、Ｒ¹、Ｒ³及びｎはそれぞれ一般式（ＩＩＩ）におけるものと同じもの前記のものを表す〕で示される化合物。
【００２４】
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。
【００２５】
（７）一般式（ＶＩＩ）
【００２６】
【化８】

〔式中、Ｒ¹は一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表し、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。
【００２７】
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。
【００２８】
（８）一般式（ＶＩＩＩ）
【００２９】
【化９】

〔式中、Ｒ¹、Ｒ¹¹及びＲ¹²はそれぞれ一般式（ＶＩＩ）におけるものと同じものを表し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。
【００３０】
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。
【００３１】
（９）一般式（ＩＸ）
【００３２】
【化１０】

〔式中、Ｒ¹は一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表し、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。
【００３３】
一般式（ＩＸ）で示される化合物としては、ビス（アクリロイルオキシプロピル）ポリジメチルシロキサン、ビス（アクリロイルオキシプロピル）メチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、ビス（メタクリロイルオキシプロピル）ポリジメチルシロキサン、ビス（メタクリロイルオキシプロピル）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。
【００３４】
（１０）一般式（Ｘ）
【００３５】
【化１１】

〔式中、Ｒ¹は一般式（Ｉ）におけるものと同じものを表し、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。
【００３６】
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分子内に水酸基を持つ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。
【００３７】
（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。
【００３８】
本発明に用いられる（Ｂ）の液状ゴム成分としてはエポキシ当量が好ましくは１０００（ｇ／ｅｑ）以下、より好ましくは５０〜５００（ｇ／ｅｑ）であり、室温での粘度が好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは１０〜１００Ｐａ・ｓであるエポキシ化ポリブタジエン、室温での粘度が好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは５０〜５００Ｐａ・ｓであるカルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体それぞれの単独又は組み合わせて使用することができる。なお、エポキシ当量は過塩素酸法により求めたものである。
【００３９】
エポキシ化ポリブタジエンとして、分子内に少なくとも１つの水酸基を持つものを使用しても良い。
【００４０】
（Ｂ）成分の配合量は、（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重量部未満であるとチップ反り低減効果に劣る傾向があり、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。
【００４１】
本発明に用いられる（Ｃ）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およ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。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。
【００４２】
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。
【００４３】
本発明に用いられる（Ｄ）の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。
【００４４】
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。
【００４５】
カップリング剤の配合量は、（Ａ）及び（Ｂ）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。
【００４６】
本発明に用いられる（Ｅ）の充填材としては特に制限はなく、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。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重量部が好ましい。この配合量が２０重量部未満であると、熱時の接着強度が低下する傾向があり、８５重量部を超えると、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。
【００４７】
（Ｅ）の充填材として使用される銀粉としては、形状が球形でかつ、平均粒径が１００μｍ以下、特に０．５〜５０μｍのものが好ましい。平均粒径が１００μｍを超えると樹脂ペースト組成物中の樹脂分と充填材とが分離し充填材の沈降が起こりやすくなる傾向がある。
【００４８】
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ポリブタジエン、ポリブタジエン誘導体、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、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、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、粘度調整のための溶剤等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。
【００４９】
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と基板とを接着した後、封止することにより半導体装置とすることができる。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
【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。
【００５３】
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（東都化成社製、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社製、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（明和化成社製、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。
【００５４】
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（四国化成社製のイミダゾール類の商品名）
（２）希釈剤
ＰＰ−１０１（東都化成社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（日本化薬社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）、
ラウリルアクリレート
（４）液状ゴム成分
ＰＢ−４７００（ダイセル化学工業社製エポキシ化ポリブタジエンの商品名、エポキシ当量＝１５０〜２００）
ＣＴＢＮ１３００×３１（宇部興産社製カルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体の商品名）
（５）ラジカル開始剤
１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン
（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、平均粒径２μｍ）
Ｆ−２０１（徳力化学研究所社製の球状銀粉の商品名、平均粒径５μｍ）
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、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。
【００５５】
この樹脂ペースト組成物の特性（粘度、接着強度、チップ反り及び耐リフロー性）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）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（ｋｇｆ／チップ）を測定した。
（３）ピール強度：樹脂ペースト組成物を銅リードフレーム上に約３．２ｍｇを塗布し、この上に８ｍｍ×８ｍｍ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。これを自動接着力装置（日立化成社製、内製）を用い、２４０℃における引き剥がし強さ（ｋｇｆ／チップ）を測定した。
（４）チップ反り：樹脂ペースト組成物を銅リードフレーム上に約３．２ｍｇを塗布し、この上に５ｍｍ×１３ｍｍ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。これを表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ社製、Ｄｅｋｔｕｋ３０３０）を用い、チップ反り（μｍ）を測定した。
（５）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℃、６０％の条件に設定された恒温恒湿槽中で９６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、またパッケージの内部クラックの発生数を超音波顕微鏡で観察した。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。
▲１▼ＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）
チップサイズ：８ｍｍ×１０ｍｍ
パッケージサイズ：１４ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ
支持部材：銅リードフレーム
硬化条件：１５０℃まで３０分で昇温、１５０℃で１時間硬化
▲２▼ＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）
チップサイズ：１０ｍｍ×１０ｍｍ
パッケージサイズ：２４ｍｍ×２４ｍｍ×１．５ｍｍ
支持部材：ガラス・エポキシ基板
硬化条件：１５０℃まで３０分で昇温、１５０℃で１時間硬化
【００５６】
【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）に比較してピール強度、チップ反りで良好な値を示し、耐リフロー性も優れていた。
【００５７】
またカップリング剤を添加しない場合（比較例２）や液状ゴム成分を添加しない場合（比較例３）では耐リフロー性が低下している。
【００５８】
このことから、本発明の樹脂ペースト組成物によればパッケージの内部クラックの発生が抑制され、銅リードフレームを用いたＱＦＰおよびガラス・エポキシ基板を用いたＢＧＡにおいても信頼性の高いパッケージが得られることが確認された。
【００５９】
さらに表１から球状銀粉を使用することにより（実施例２）、ダイシェア強度が向上することが確認された。
【００６０】
【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銅リードフレーム及び有機基板においても、チップクラックやチップ反りおよび半田リフロー時のペースト層の剥離を抑えることができ、リフロークラックの発生を低減させる。その結果、半導体装置としての信頼性を向上させることができる。[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]
The mounting method of semiconductor devices has shifted from the conventional pin insertion method to the surface mounting method in terms of high-density mounting, but reflow soldering that heats the entire substrate with infrared rays is used for mounting on the substrate. Since the package is heated to a high temperature of 200 ° C. or higher, package cracks occur due to rapid vaporization / expansion of moisture contained in the package, particularly in the adhesive layer or the sealing material, and the reliability of the semiconductor device is increased. There was a problem of lowering. This problem is more serious in organic substrates such as copper lead frames and glass epoxy wiring boards than 42 alloy lead frames. One reason is that the adhesive strength of the adhesive is low with respect to the copper lead frame and the organic substrate. The other is that the copper lead frame and the organic substrate have a larger coefficient of linear expansion than the 42 alloy lead frame, so that the difference in coefficient of linear expansion from the Si chip increases, resulting in chip cracking and chip warpage. There is something to do.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention improves the peel strength of the resin paste composition with respect to the lead frame and the organic substrate, particularly the peel strength with respect to the copper lead frame, and suppresses the occurrence of chip cracks and chip warpage by reducing the stress of the resin paste composition. Thus, the disadvantages of the prior art are eliminated, and a resin paste composition free from reflow cracks in a copper lead frame and an organic substrate and a semiconductor device using the same are provided.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes (A) an acrylic ester compound or a methacrylic ester compound, (B) at least one liquid rubber component selected from epoxidized polybutadiene and a carboxy-terminated acrylonitrile butadiene copolymer, and (C) a radical initiator. The present invention relates to a resin paste composition containing (D) a coupling agent and (E) a filler, and a semiconductor device in which a semiconductor element is bonded to a support member using the resin paste composition and then sealed.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The acrylic acid ester compound or methacrylic acid ester compound of the component (A) used in the present invention is a compound having one or more acrylic groups or methacrylic groups in one molecule, and the following general formulas (I) to (I) A compound represented by X) can be used.
[0006]
(1) General formula (I)
[0007]
[Chemical 1]

[Wherein R ¹ represents hydrogen or a methyl group, and R ² represents a divalent aliphatic or cyclic hydrocarbon structure having 1 to 100 carbon atoms, preferably 1 to 36 carbon atoms]. The compound shown.
[0008]
Examples of the compound 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.
[0009]
(2) General formula (II)
[0010]
[Chemical formula 2]

[Wherein R ¹ and R ² are the same as those in formula (I), respectively].
[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.
[0012]
(3) General formula (III)
[0013]
[Chemical 3]

[Wherein R ¹ represents the same as in general formula (I), R ³ represents hydrogen, a methyl group or a phenoxymethyl group, R ⁴ represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a phenyl group. Or a benzoyl group, and n represents an integer of 1 to 50].
[0014]
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.
[0015]
(4) General formula (IV)
[0016]
[Formula 4]

[Wherein R ¹ represents the same as in general formula (I), R ⁵ represents a phenyl group, a nitrile group, and —Si (OR ⁶ ) ₃ (R ⁶ represents an alkyl group having 1 to ⁶ carbon atoms. ) Or a group of the following formula:
[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].
[0018]
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, methacrylate such as methacryloyloxyethyl phosphate, methacryloyloxyethyl phenyl acid phosphate, β-methacryloyloxyethyl hydrogen phthalate, β-methacryloyloxyethyl hydrogen succinate, etc. There are methacrylate compounds.
[0019]
(5) General formula (V)
[0020]
[Chemical 6]

[Wherein R ¹ and R ² are the same as those in formula (I), respectively].
[0021]
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.
[0022]
(6) General formula (VI)
[0023]
[Chemical 7]

Wherein R ¹ , R ³ and n are the same as those in formula (III), respectively.
[0024]
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.
[0025]
(7) General formula (VII)
[0026]
[Chemical 8]

[Wherein R ¹ represents the same as in general formula (I), and R ¹¹ and R ¹² each independently represents hydrogen or a methyl group].
[0027]
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, etc. There is.
[0028]
(8) General formula (VIII)
[0029]
[Chemical 9]

[Wherein R ¹ , R ¹¹ and R ¹² are the same as those in formula (VII), R ¹³ and R ¹⁴ each independently represent hydrogen or a methyl group, and p and q are each independently 1 Represents an integer of ˜20].
[0030]
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.
[0031]
(9) General formula (IX)
[0032]
[Chemical Formula 10]

[Wherein, R ¹ represents the same as in general formula (I), R ¹⁵ , R ¹⁶ , R ¹⁷ and R ¹⁸ each independently represent hydrogen or a methyl group, and x represents an integer of 1-20. A compound represented by
[0033]
Examples of the compound represented by the general formula (IX) include bis (acryloyloxypropyl) polydimethylsiloxane, bis (acryloyloxypropyl) methylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer, bis (methacryloyloxypropyl) polydimethylsiloxane, and bis (methacryloyloxypropyl). ) Methylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer.
[0034]
(10) General formula (X)
[0035]
Embedded image

[Wherein, R ¹ represents the same as in general formula (I), r, s, t and u each independently represents an average number of repetitions of 0 or more, and r + t is 0.1 Or more, preferably 0.3 to 5, and s + u is 1 or more, preferably 1 to 100].
[0036]
Examples of the compound represented by the general formula (X) include a reaction product obtained by reacting a polybutadiene to which maleic anhydride is added and an acrylic ester compound or a methacrylic ester compound having a hydroxyl group in the molecule, and a hydrogenated product thereof. For example, MM-1000-80, MAC-1000-80 (both are trade names of Nippon Petrochemical Co., Ltd.), etc.
[0037]
(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.
[0038]
The liquid rubber component (B) used in the present invention preferably has an epoxy equivalent of 1000 (g / eq) or less, more preferably 50 to 500 (g / eq), and a viscosity at room temperature of preferably 1000 Pa · epoxidized polybutadiene having a viscosity of s or less, more preferably 10 to 100 Pa · s, and a carboxy-terminated acrylonitrile butadiene copolymer having a viscosity at room temperature of preferably 1000 Pa · s or less, more preferably 50 to 500 Pa · s, either alone or Can be used in combination. The epoxy equivalent is determined by the perchloric acid method.
[0039]
As the epoxidized polybutadiene, one having at least one hydroxyl group in the molecule may be used.
[0040]
(B) As for the compounding quantity of a component, 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. If the blending amount is less than 10 parts by weight, the chip warp reduction effect tends to be inferior. If the blending amount exceeds 100 parts by weight, the viscosity increases and the workability of the resin paste composition tends to decrease.
[0041]
The radical initiator (C) used in the present invention is not particularly limited, but a peroxide is preferable from the viewpoint of voids and the like, and a rapid heating test from the viewpoint of curability and viscosity stability of the resin paste composition. The decomposition temperature of peroxide at 70 to 170 ° C. is preferred. 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.
[0042]
The blending amount of the radical initiator 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.
[0043]
There is no restriction | limiting in particular as a coupling agent of (D) used for this invention, A silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, a zirconate coupling agent, a zircoaluminate coupling agent, etc. Are used.
[0044]
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) Pyrophosphate) 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) G) 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 diisopropylate, 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.
[0045]
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 components (A) and (B). If this blending ratio is less than 0.1 parts by weight, the effect of improving the adhesive strength tends to be inferior. If it exceeds 10 parts by weight, the volatile matter increases, and voids called voids are likely to occur in the cured product. Tend.
[0046]
The filler (E) used in the present invention is not particularly limited, and various kinds of fillers are used. For example, gold, silver, copper, nickel, iron, aluminum, stainless steel, silicon oxide, boron nitride, aluminum oxide, Examples thereof include powders such as aluminum borate. Although the compounding quantity of a filler is not specifically limited, 20-85 weight part is preferable with respect to the resin paste composition total amount. When the blending amount is less than 20 parts by weight, the adhesive strength during heating tends to decrease, and when it exceeds 85 parts by weight, the viscosity increases, and the workability during production and the coating workability during use decrease. Tend to.
[0047]
As the silver powder used as the filler of (E), those having a spherical shape and an average particle diameter of 100 μm or less, particularly 0.5 to 50 μm are preferable. When the average particle diameter exceeds 100 μm, the resin component and the filler in the resin paste composition are separated, and the filler tends to settle.
[0048]
The resin paste composition according to the present invention further includes a toughness improving agent such as polybutadiene, polybutadiene derivative, acrylonitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber, urethane acrylate, a hygroscopic agent such as calcium oxide or magnesium oxide, and a fluorine-based interface. Activators, nonionic surfactants, wetting improvers such as higher fatty acids, antifoaming agents such as silicone oil, ion trapping agents such as inorganic ion exchangers, solvents for adjusting viscosity, etc. alone or in combination of several types, It can be added as appropriate.
[0049]
In the present invention, a semiconductor device can be obtained by further sealing after bonding the semiconductor element and the substrate using the resin paste composition produced as described above.
[0050]
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.
[0051]
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.
[0052]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not restrict | limited by this.
[0053]
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 (trade name, bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent = 170, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) and YL-980 (trade name, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) 7.5 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin, epoxy equivalent = 185) was 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 novolac resin, OH equivalent = 106) 1.0 part by weight and diluent as PP-101 (Toto Kasei Co., trade name, alkyl) 2.0 parts by weight of phenylglycidyl ether, epoxy equivalent = 230) was heated to 100 ° C. and stirred for 1 hour to obtain a uniform phenol resin solution.
[0054]
The compounds used in Comparative Examples and Examples are illustrated below.
(1) Curing accelerator 2P4MHZ (trade name of imidazoles manufactured by Shikoku Chemicals)
(2) Diluent PP-101 (trade name of alkylphenyl glycidyl ether manufactured by Toto 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),
Lauryl acrylate (4) liquid rubber component PB-4700 (trade name of epoxidized polybutadiene manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., epoxy equivalent = 150 to 200)
CTBN 1300 × 31 (trade name of carboxy-terminated acrylonitrile butadiene copolymer manufactured by Ube Industries)
(5) Radical initiator 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane (6) Coupling agent γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (7) Filler TCG-1 (manufactured by Tokuru Chemical Laboratory Co., Ltd.) Silver powder trade name, average particle size 2μm)
F-201 (Brand name of spherical silver powder manufactured by Tokuru Chemical Laboratory Co., Ltd., average particle diameter of 5 μm)
Each material was mixed at a blending ratio shown in Table 1 and kneaded using three rolls, and then defoamed at 5 Torr or less for 10 minutes to obtain a resin paste composition.
[0055]
The characteristics (viscosity, adhesive strength, chip warpage, and reflow resistance) 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 room-temperature shear adhesive strength (kgf / chip) using an automatic adhesive strength tester (BT100, manufactured by Dage).
(3) Peel strength: About 3.2 mg of the resin paste composition is applied on a copper lead frame, and an 8 mm × 8 mm Si chip (thickness 0.4 mm) is pressure-bonded thereon, and further up to 150 ° C. in an oven. The temperature was raised in 30 minutes and cured at 150 ° C. for 1 hour. Using an automatic adhesive force device (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., in-house), the peel strength (kgf / chip) at 240 ° C. was measured.
(4) Chip warping: About 3.2 mg of the resin paste composition is applied on a copper lead frame, and a 5 mm × 13 mm Si chip (thickness 0.4 mm) is pressure-bonded thereon, and further up to 150 ° C. in an oven. The temperature was raised in 30 minutes and cured at 150 ° C. for 1 hour. The chip warpage (μm) was measured using a surface roughness meter (Sloan, Dektuk 3030).
(5) Reflow resistance: Using the resin paste compositions obtained in Examples and Comparative Examples, the following lead frame and Si chip were cured and bonded under the following curing conditions. Thereafter, it was sealed with an epoxy sealing material (trade name CEL-4620) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. to obtain a solder reflow test package. The package was allowed to absorb moisture for 96 hours in a thermo-hygrostat set to a temperature and humidity of 85 ° C. and 60%, respectively. Thereafter, solder reflow was performed under reflow conditions of 240 ° C./10 seconds, the number of external cracks in the package was observed with a microscope (magnification: 15 times), and the number of internal cracks in the package was observed with an ultrasonic microscope. The number of samples in which cracks occurred for five samples is shown.
(1) QFP (Quad Flat Package)
Chip size: 8mm x 10mm
Package size: 14mm x 20mm x 2mm
Support member: Copper lead frame Curing conditions: Temperature rise to 150 ° C. in 30 minutes, curing at 150 ° C. for 1 hour (2) BGA (Ball Grid Array)
Chip size: 10mm x 10mm
Package size: 24mm x 24mm x 1.5mm
Support member: Glass / epoxy substrate Curing condition: Heated to 150 ° C. in 30 minutes, cured at 150 ° C. for 1 hour
[Table 1]

From the results in Table 1, the resin paste compositions of the present invention (Examples 1 and 2) have good peel strength and chip warpage as compared with the conventional resin paste composition using an epoxy resin (Comparative Example 1). The reflow resistance was also excellent.
[0057]
Further, when the coupling agent is not added (Comparative Example 2) or when the liquid rubber component is not added (Comparative Example 3), the reflow resistance is lowered.
[0058]
Therefore, according to the resin paste composition of the present invention, generation of internal cracks in the package is suppressed, and a highly reliable package can be obtained even in a QFP using a copper lead frame and a BGA using a glass / epoxy substrate. It was confirmed.
[0059]
Furthermore, it was confirmed from Table 1 that the die shear strength was improved by using spherical silver powder (Example 2).
[0060]
【The invention's effect】
When the resin paste composition of the present invention is used as a die bonding material for a semiconductor device, even in a copper lead frame and an organic substrate, chip cracks, chip warpage, and peeling of the paste layer during solder reflow can be suppressed. Reduce the occurrence of cracks. As a result, reliability as a semiconductor device can be improved.

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）エポキシ化ポリブタジエン及びカルボキシ末端アクリロニトリルブタジエン共重合体の２種を含む液状ゴム成分、（Ｃ）ラジカル開始剤、（Ｄ）カップリング剤及び（Ｅ）充填材を含有させてなる樹脂ペースト組成物であって、前記（Ｂ）成分の配合量が、（Ａ）成分１００重量部に対して１０〜１００重量部、前記（Ｃ）成分の配合量が、（Ａ）成分１００重量部に対して０．１〜１０重量部、前記（Ｄ）成分の配合量が、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総量１００重量部に対して０．１〜１０重量部である樹脂ペースト組成物。(A) Acrylic ester compound or methacrylic ester compound, (B) Liquid rubber component containing two types of epoxidized polybutadiene and carboxy-terminated acrylonitrile butadiene copolymer, (C) radical initiator, (D) coupling agent and (E) A resin paste composition containing a filler, wherein the blending amount of the component (B) is 10 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A), The blending amount is 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of component (A), and the blending amount of component (D) is 0 with respect to 100 parts by weight of the total amount of components (A) and (B). .1-10 parts by weight of resin paste composition.

充填材として、銀粉を含有させてなる請求項１記載の樹脂ペースト組成物。 The resin paste composition according to claim 1, wherein silver powder is contained as a filler.

銀粉として、形状が球形でかつ、平均粒径が１００μｍ以下である銀粉を含有させてなる請求項２記載の樹脂ペースト組成物。 The resin paste composition according to claim 2, wherein the silver powder contains a silver powder having a spherical shape and an average particle diameter of 100 µm or less.

請求項１、２又は３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.

半導体装置の構造がＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）型の構造である請求項４記載の半導体装置。 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the structure of the semiconductor device is a QFP (Quad Flat Package) type structure.

半導体装置の構造がＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）型の構造である請求項４記載の半導体装置。 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the structure of the semiconductor device is a BGA (Ball Grid Array) type structure.