JP5444738B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置に関する。
ＩＣ等の半導体素子を、金属フレームや有機基板等に接着する方法として半導体用接着剤が一般的に使用されている。近年、環境対応の一環として半導体装置を基板等に搭載する際に使用する半田から鉛を除去撤廃するために半田リフロー温度を従来の２２０〜２４５℃から２６０〜２７０℃にする必要があり、半導体用接着剤には半田リフロー温度の上昇に伴い発生する熱応力の増加に対する耐性をより一層求められるようになってきている（特許文献１参照）。
本発明の目的は、耐リフロー性に優れる半導体装置を提供することにある。
このような目的は、下記（１）〜（７）に記載の本発明により達成される。
（１）半導体部品と、支持体とが接着剤で接着されてなる半導体装置であって、前記接着剤が、下記の関係を満足することを特徴とする半導体装置。
面積４９［ｍｍ２］、厚さ３５０［μｍ］、２６０℃での弾性率１３１［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数３．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．２８のシリコンチップと、面積９０．２５［ｍｍ２］、厚さ１５５［μｍ］、２６０℃での弾性率１２７［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数１７．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．３４３の銅製リードフレームとを、厚さ２０［μｍ］の前記接着剤で接着して得られた積層体の反り量から換算される前記接着剤の弾性率（Ａ）を用いて、計算される前記銅製リードフレームと前記接着剤との界面での２６０℃の剥離靭性値が０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上である。
（２）前記接着剤の２６０℃での熱膨張係数は、５０〜２００［ｐｐｍ］である上記（１）に記載の半導体装置。
（３）前記接着剤の８５℃、６０％相対湿度の飽和吸水率が０．４［％］以下であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の半導体装置。
（４）前記接着剤は、ラジカル重合可能な官能基を有する化合物と、硬化剤と、充填材とを含む液状樹脂組成物の硬化物である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の半導体装置。
（５）前記ラジカル重合可能な官能基を有する化合物は、（メタ）アクリロイル基、マレイミド基、アリルエステル基から選ばれる１種以上の官能基を有する化合物である上記（４）に記載の半導体装置。
（６）前記硬化剤が、ラジカル開始剤を含むものである上記（４）に記載の半導体装置。
（７）前記ラジカル開始剤が１時間の半減期を得るための分解温度が７０℃以上の化合物である上記（６）に記載の半導体装置。
（１）半導体部品と、支持体とが接着剤で接着されてなる半導体装置であって、前記接着剤が、下記の関係を満足することを特徴とする半導体装置。
面積４９［ｍｍ２］、厚さ３５０［μｍ］、２６０℃での弾性率１３１［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数３．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．２８のシリコンチップと、面積９０．２５［ｍｍ２］、厚さ１５５［μｍ］、２６０℃での弾性率１２７［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数１７．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．３４３の銅製リードフレームとを、厚さ２０［μｍ］の前記接着剤で接着して得られた積層体の反り量から換算される前記接着剤の弾性率（Ａ）を用いて、計算される前記銅製リードフレームと前記接着剤との界面での２６０℃の剥離靭性値が０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上である。
（２）前記接着剤の２６０℃での熱膨張係数は、５０〜２００［ｐｐｍ］である上記（１）に記載の半導体装置。
（３）前記接着剤の８５℃、６０％相対湿度の飽和吸水率が０．４［％］以下であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の半導体装置。
（４）前記接着剤は、ラジカル重合可能な官能基を有する化合物と、硬化剤と、充填材とを含む液状樹脂組成物の硬化物である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の半導体装置。
（５）前記ラジカル重合可能な官能基を有する化合物は、（メタ）アクリロイル基、マレイミド基、アリルエステル基から選ばれる１種以上の官能基を有する化合物である上記（４）に記載の半導体装置。
（６）前記硬化剤が、ラジカル開始剤を含むものである上記（４）に記載の半導体装置。
（７）前記ラジカル開始剤が１時間の半減期を得るための分解温度が７０℃以上の化合物である上記（６）に記載の半導体装置。
本発明によれば、耐リフロー性に優れる半導体装置を得ることができる。
以下、本発明の半導体装置について、好適な実施形態に基づいて説明する。
図１に示すように、半導体装置１００は、半導体素子１と、リードフレーム２とが、接着剤３を介して接合されている。
そして、接着剤３が、下記の関係を満足することを特徴とする。
接着剤３が、面積４９［ｍｍ２］、厚さ３５０［μｍ］、２６０℃での弾性率１３１［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数３．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．２８のシリコンチップと、面積９０．２５［ｍｍ２］、厚さ１５５［μｍ］、２６０℃での弾性率１２７［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数１７．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．３４３の銅製リードフレームとを、厚さ２０［μｍ］の前記接着剤で接着して得られた積層体の反り量から換算される前記接着剤の弾性率（Ａ）を用いて、計算される前記リードフレームと前記接着剤との界面での２６０℃の剥離靭性値が０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上となる。
図１に示すように、半導体装置１００は、半導体素子１と、リードフレーム２とが、接着剤３を介して接合されている。
そして、接着剤３が、下記の関係を満足することを特徴とする。
接着剤３が、面積４９［ｍｍ２］、厚さ３５０［μｍ］、２６０℃での弾性率１３１［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数３．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．２８のシリコンチップと、面積９０．２５［ｍｍ２］、厚さ１５５［μｍ］、２６０℃での弾性率１２７［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数１７．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．３４３の銅製リードフレームとを、厚さ２０［μｍ］の前記接着剤で接着して得られた積層体の反り量から換算される前記接着剤の弾性率（Ａ）を用いて、計算される前記リードフレームと前記接着剤との界面での２６０℃の剥離靭性値が０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上となる。
上述のようにして得られた２６０℃の剥離靭性値が０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上となると、半導体装置の耐リフロー性に優れる。
半導体装置の耐リフロー性とは、半田リフロー耐性の評価のことであり、半導体装置の信頼性評価の一つとして一般的に行われる評価である。この半田リフロー耐性評価では、実際に半導体素子を金属フレームや有機基板に半導体用接着剤で固定し、半導体封止材でパッケージにしたサンプルを一定条件下で吸湿させた後、リフロー炉に通して超音波探傷装置でパッケージ内部の半導体用接着剤の状態を確認するということを行っている。この半田リフローの耐性評価には時間とコストと工数を要するため、パッケージの応力解析より半導体用接着剤に必要な剥離靭性値を算出して、得られた剥離靭性値以上の接着剤を開発することで半田リフロー耐性評価の代替評価とする検討がなされている。しかし、この半田リフロー耐性評価の代替評価結果と、実際の半田リフロー耐性評価の不良個数との相関性は、それほど高くは無かった。従来の評価方法では、接着剤の弾性率として粘弾性測定で得られた弾性率等を用いて剥離靭性値を評価していた。この半導体用接着剤の弾性率の測定には、開放状態で短冊状に硬化されたものを動的粘弾性測定装置あるいは静的引張試験機を用いて測定して得られたものを用いていた。しかし、これらの測定方法で得られた弾性率は実際に半導体素子と金属フレーム、有機基板等とに挟まれた状態で硬化されたものの弾性率（Ａ）とは異なることを見出した。
本発明者らは、粘弾性測定で得られた弾性率が実際に半導体素子と金属フレーム、有機基板等とに挟まれた状態で硬化されたものの弾性率（Ａ）とは異なることを見出した。そして、実際の半田リフロー耐性の評価結果と相関があるような評価方法を検討した結果、接着剤３の弾性率（Ａ）の評価方法として、上述した条件で得られる弾性率（Ａ）を用いて２６０℃の剥離靭性値を評価すると、２６０℃の剥離靭性値と実際の半田リフロー耐性との間に高い相関があることを見出した。
本発明は、この接着剤３の弾性率（Ａ）を用いて計算されたリードフレーム２と接着剤３との界面での２６０℃の剥離靭性値を０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上とすると、半導体装置の耐リフロー性に特に優れることを見出したものである。
この２６０℃の剥離靭性値は、より具体的には０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上が好ましく、特に０．０２５ＭＰａ・ｍ１／２以上が好ましく、最も０．０３ＭＰａ・ｍ１／２以上が好ましい。２６０℃の剥離靭性値が前記以上であると、さらに半田リフロー耐性に優れる。
半導体装置の耐リフロー性とは、半田リフロー耐性の評価のことであり、半導体装置の信頼性評価の一つとして一般的に行われる評価である。この半田リフロー耐性評価では、実際に半導体素子を金属フレームや有機基板に半導体用接着剤で固定し、半導体封止材でパッケージにしたサンプルを一定条件下で吸湿させた後、リフロー炉に通して超音波探傷装置でパッケージ内部の半導体用接着剤の状態を確認するということを行っている。この半田リフローの耐性評価には時間とコストと工数を要するため、パッケージの応力解析より半導体用接着剤に必要な剥離靭性値を算出して、得られた剥離靭性値以上の接着剤を開発することで半田リフロー耐性評価の代替評価とする検討がなされている。しかし、この半田リフロー耐性評価の代替評価結果と、実際の半田リフロー耐性評価の不良個数との相関性は、それほど高くは無かった。従来の評価方法では、接着剤の弾性率として粘弾性測定で得られた弾性率等を用いて剥離靭性値を評価していた。この半導体用接着剤の弾性率の測定には、開放状態で短冊状に硬化されたものを動的粘弾性測定装置あるいは静的引張試験機を用いて測定して得られたものを用いていた。しかし、これらの測定方法で得られた弾性率は実際に半導体素子と金属フレーム、有機基板等とに挟まれた状態で硬化されたものの弾性率（Ａ）とは異なることを見出した。
本発明者らは、粘弾性測定で得られた弾性率が実際に半導体素子と金属フレーム、有機基板等とに挟まれた状態で硬化されたものの弾性率（Ａ）とは異なることを見出した。そして、実際の半田リフロー耐性の評価結果と相関があるような評価方法を検討した結果、接着剤３の弾性率（Ａ）の評価方法として、上述した条件で得られる弾性率（Ａ）を用いて２６０℃の剥離靭性値を評価すると、２６０℃の剥離靭性値と実際の半田リフロー耐性との間に高い相関があることを見出した。
本発明は、この接着剤３の弾性率（Ａ）を用いて計算されたリードフレーム２と接着剤３との界面での２６０℃の剥離靭性値を０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上とすると、半導体装置の耐リフロー性に特に優れることを見出したものである。
この２６０℃の剥離靭性値は、より具体的には０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上が好ましく、特に０．０２５ＭＰａ・ｍ１／２以上が好ましく、最も０．０３ＭＰａ・ｍ１／２以上が好ましい。２６０℃の剥離靭性値が前記以上であると、さらに半田リフロー耐性に優れる。
この弾性率（Ａ）を用いて２６０℃の剥離靭性値を求めるには、上述の弾性率（Ａ）と、接着剤の引き剥がし強度の評価による応力拡大係数とが必要となる。そして、得られた弾性率（Ａ）および応力拡大係数を用いて２６０℃の剥離靭性値を決定する。
まず、弾性率（Ａ）の評価方法について、説明する。
反り量から弾性率（Ａ）を換算するために２６０℃での反り量、接着剤３の２６０℃での熱膨張係数が必要となる。
反り量の測定は、以下のように行った。
面積９０．２５［ｍｍ２］、厚さ１５５［μｍ］、２６０℃での弾性率１２７［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数１７．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．３４３の銅製リードフレーム上に接着剤３を硬化後の厚さが２０［μｍ］になるように中央部分に塗布し、そこに面積４９［ｍｍ２］、厚さ３５０［μｍ］、２６０℃での弾性率１３１［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数３．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．２８のシリコンチップをマウントし、オーブンで硬化した。
硬化後のサンプルのシリコンチップ上対角を２６０℃の熱板上に置き、レーザー表面粗さ測定装置（装置名：温度可変レーザー３次元測定機（日立製作所製））を用いて反り量を測定した。反り量とは、両対角の高さを０としたとき、最低点または最高点の絶対値と定義した。
接着剤の熱膨張係数の測定は以下のように行った。
縦４［ｍｍ］×横４［ｍｍ］×高さ１０［ｍｍ］の接着剤３の硬化物サンプルを作成し、圧縮ＴＭＡ（装置名ＴＭＡ／ＳＳ１２０（セイコーインスツルメンツ社製））を用いて、２６０℃での接着剤３の熱膨張係数を測定した。
また、接着剤のポアソン比を、接着剤のポアソン比は後述するシミュレーション結果への影響が小さい点、熱時のポアソン比の評価は難しい点等を考慮して、０．３５と固定して評価を行った。
反り量から弾性率（Ａ）を換算するために２６０℃での反り量、接着剤３の２６０℃での熱膨張係数が必要となる。
反り量の測定は、以下のように行った。
面積９０．２５［ｍｍ２］、厚さ１５５［μｍ］、２６０℃での弾性率１２７［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数１７．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．３４３の銅製リードフレーム上に接着剤３を硬化後の厚さが２０［μｍ］になるように中央部分に塗布し、そこに面積４９［ｍｍ２］、厚さ３５０［μｍ］、２６０℃での弾性率１３１［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数３．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．２８のシリコンチップをマウントし、オーブンで硬化した。
硬化後のサンプルのシリコンチップ上対角を２６０℃の熱板上に置き、レーザー表面粗さ測定装置（装置名：温度可変レーザー３次元測定機（日立製作所製））を用いて反り量を測定した。反り量とは、両対角の高さを０としたとき、最低点または最高点の絶対値と定義した。
接着剤の熱膨張係数の測定は以下のように行った。
縦４［ｍｍ］×横４［ｍｍ］×高さ１０［ｍｍ］の接着剤３の硬化物サンプルを作成し、圧縮ＴＭＡ（装置名ＴＭＡ／ＳＳ１２０（セイコーインスツルメンツ社製））を用いて、２６０℃での接着剤３の熱膨張係数を測定した。
また、接着剤のポアソン比を、接着剤のポアソン比は後述するシミュレーション結果への影響が小さい点、熱時のポアソン比の評価は難しい点等を考慮して、０．３５と固定して評価を行った。
そして、弾性率（Ａ）の換算を、前記反り量と熱膨張係数を用いて、以下のように行った。
反り量を測定したサンプルと同一寸法の解析モデルを作成し、汎用有限要素法解析プログラムＭＳＣ．Ｍａｒｃにおいて、サンプルを２６０℃としたときの反り量を算出した。このとき接着剤３に相当する部位の弾性率を変動させて、反り量の予測値が実測値の５％以内となる弾性率の値を探索した。その結果得られた値を弾性率（Ａ）と決定した。
反り量を測定したサンプルと同一寸法の解析モデルを作成し、汎用有限要素法解析プログラムＭＳＣ．Ｍａｒｃにおいて、サンプルを２６０℃としたときの反り量を算出した。このとき接着剤３に相当する部位の弾性率を変動させて、反り量の予測値が実測値の５％以内となる弾性率の値を探索した。その結果得られた値を弾性率（Ａ）と決定した。
この弾性率（Ａ）を用いると２６０℃の剥離靭性値と、実際の半田リフロー耐性との間に高い相関がでる理由は、以下のように考えられる。
一般的に半導体用接着剤の硬化物の弾性率は、ヤング率のような静的弾性率や貯蔵弾性率のような動的弾性率等が用いられ、いずれの弾性率の測定においても短冊状のサンプルが必要となる。このようなサンプルは、型に接着剤を流し込み、上部を開放した状態で熱硬化させて得られる。この状態で得られたサンプルは、大気に触れる面積が大きくなる。そのため、接着剤に含まれる揮発性成分が揮発する量が多くなり、弾性率を高く見積もる場合がある。また、サンプルには数１００［μｍ］の厚さが必要とされるため、型に接着剤を流し込む際や硬化の際に内部にボイドが発生してしまい、弾性率を低く見積もる場合もある。特にラジカル硬化系接着剤であれば空気中での硬化において酸素による硬化阻害が起こり、開放部付近は硬化不足になり、弾性率を低く見積もる場合がある。さらに、リードフレームの表面状態によっても接着剤の硬化反応が変化する可能性もあるが、これを見積もることも困難である。すなわち、ヤング率や貯蔵弾性率のような従来の半導体接着剤の硬化物の弾性率は、揮発分量、ボイドの有無等により実際に使用される状態での接着剤の弾性率とは大きく異なるものであった。
一方、本発明で用いる弾性率（Ａ）は、実際の半導体装置の組立と同じ状態で硬化したサンプルを用いるため、揮発量、ボイドの発生、酸素による硬化阻害、リードフレームの表面状態等より実際に近い環境での接着剤３の弾性率を求めることができるものである。
一般的に半導体用接着剤の硬化物の弾性率は、ヤング率のような静的弾性率や貯蔵弾性率のような動的弾性率等が用いられ、いずれの弾性率の測定においても短冊状のサンプルが必要となる。このようなサンプルは、型に接着剤を流し込み、上部を開放した状態で熱硬化させて得られる。この状態で得られたサンプルは、大気に触れる面積が大きくなる。そのため、接着剤に含まれる揮発性成分が揮発する量が多くなり、弾性率を高く見積もる場合がある。また、サンプルには数１００［μｍ］の厚さが必要とされるため、型に接着剤を流し込む際や硬化の際に内部にボイドが発生してしまい、弾性率を低く見積もる場合もある。特にラジカル硬化系接着剤であれば空気中での硬化において酸素による硬化阻害が起こり、開放部付近は硬化不足になり、弾性率を低く見積もる場合がある。さらに、リードフレームの表面状態によっても接着剤の硬化反応が変化する可能性もあるが、これを見積もることも困難である。すなわち、ヤング率や貯蔵弾性率のような従来の半導体接着剤の硬化物の弾性率は、揮発分量、ボイドの有無等により実際に使用される状態での接着剤の弾性率とは大きく異なるものであった。
一方、本発明で用いる弾性率（Ａ）は、実際の半導体装置の組立と同じ状態で硬化したサンプルを用いるため、揮発量、ボイドの発生、酸素による硬化阻害、リードフレームの表面状態等より実際に近い環境での接着剤３の弾性率を求めることができるものである。
次に、応力拡大係数を決定するための接着剤の引き剥がし強度の評価について説明する。
まず、図２に示すような評価サンプルを作製する。
評価サンプル１０１は、接着剤３と、銅板４との間の引き剥がし強度を測定するためのものである。
シリコンウエハ５（長さ６ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ５２５μｍ）と、銅板４（長さ２０ｍｍ×幅９ｍｍ×厚さ１５０μｍ）とを接着剤３（長さ６ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ２０μｍ）を介して接着する。
この際、銅板４と接着剤３との所定部分３１（長さ１ｍｍ×幅６ｍｍ）に離型剤を塗布しておく。この所定部分３１が後述する初期亀裂に該当する。
次に、銅板４の接着剤３と反対側面に、接着剤４１（スミレジンエクセルＣＲＭ−１０７６ＷＡ、住友ベークライト（株）製）を介してアルミ板４２（長さ２０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ１ｍｍ）を接着する。
次に、シリコンウエハ５の接着剤３と反対側の面に、接着剤５１（スミレジンエクセルＣＲＭ−１０７６ＷＡ、住友ベークライト（株）製）を介してガラス板５２（長さ２６ｍｍ×幅７６ｍｍ×厚さ１０００μｍ）を接着する。このようにして、引き剥がし強度評価用の評価サンプル１０１を得た。
まず、図２に示すような評価サンプルを作製する。
評価サンプル１０１は、接着剤３と、銅板４との間の引き剥がし強度を測定するためのものである。
シリコンウエハ５（長さ６ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ５２５μｍ）と、銅板４（長さ２０ｍｍ×幅９ｍｍ×厚さ１５０μｍ）とを接着剤３（長さ６ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ２０μｍ）を介して接着する。
この際、銅板４と接着剤３との所定部分３１（長さ１ｍｍ×幅６ｍｍ）に離型剤を塗布しておく。この所定部分３１が後述する初期亀裂に該当する。
次に、銅板４の接着剤３と反対側面に、接着剤４１（スミレジンエクセルＣＲＭ−１０７６ＷＡ、住友ベークライト（株）製）を介してアルミ板４２（長さ２０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ１ｍｍ）を接着する。
次に、シリコンウエハ５の接着剤３と反対側の面に、接着剤５１（スミレジンエクセルＣＲＭ−１０７６ＷＡ、住友ベークライト（株）製）を介してガラス板５２（長さ２６ｍｍ×幅７６ｍｍ×厚さ１０００μｍ）を接着する。このようにして、引き剥がし強度評価用の評価サンプル１０１を得た。
この評価サンプルを、図３に示すような引き剥がし強度測定装置１０２を用いて引き剥がし強度を評価する。
装置１０２の上型６と下型７とで評価サンプル１０１のガラス板５２を挟み、動かないように固定する。金型（上型６および下型７）を加熱して評価サンプル１０２の温度が２６０℃になるようにする。幅１５ｍｍ、先端０．５φの圧子をテンシロン（ＲＴＡ−１００）上部に固定し、移動速度１ｍｍ／分で評価サンプル１０１の銅板４の亀裂先端から約９ｍｍの位置を押す。破壊時の最大荷重を引き剥がし強度とする。
装置１０２の上型６と下型７とで評価サンプル１０１のガラス板５２を挟み、動かないように固定する。金型（上型６および下型７）を加熱して評価サンプル１０２の温度が２６０℃になるようにする。幅１５ｍｍ、先端０．５φの圧子をテンシロン（ＲＴＡ−１００）上部に固定し、移動速度１ｍｍ／分で評価サンプル１０１の銅板４の亀裂先端から約９ｍｍの位置を押す。破壊時の最大荷重を引き剥がし強度とする。
得られた接着剤３の弾性率（Ａ）および引き剥がし強度を用いてシミュレーションを行い、下記に説明する変位外挿法により、２６０℃の剥離靭性値を得る。
次に、図４のサンプルと同一寸法の解析モデルを作成し、物性値としてシリコンチップの２６０℃での弾性率１３１［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数３．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．２８、リードフレームの２６０℃での弾性率１２７［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数１７．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．３４３、接着剤３の２６０℃での弾性率（Ａ）、上述の圧縮ＴＭＡでの測定で得られた熱膨張係数およびポアソン比０．３５を入力して、汎用有限要素法解析プログラムＭＳＣ．Ｍａｒｃにおいて上記の引き剥がし荷重と２６０℃における熱応力を負荷した時のサンプルの変形を求めた。
得られた解析結果（図５）より、剥離面の両側が剥離面に平行にずれた成分δｘと垂直にずれた成分δｙを、剥離面上の各節点において読み取り、式１の平面ひずみ近似における変位外挿法を用いて剥離靱性値を求めた（参考文献：結城良治、「界面の力学」、培風館、１９９３）。
次に、図４のサンプルと同一寸法の解析モデルを作成し、物性値としてシリコンチップの２６０℃での弾性率１３１［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数３．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．２８、リードフレームの２６０℃での弾性率１２７［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数１７．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．３４３、接着剤３の２６０℃での弾性率（Ａ）、上述の圧縮ＴＭＡでの測定で得られた熱膨張係数およびポアソン比０．３５を入力して、汎用有限要素法解析プログラムＭＳＣ．Ｍａｒｃにおいて上記の引き剥がし荷重と２６０℃における熱応力を負荷した時のサンプルの変形を求めた。
得られた解析結果（図５）より、剥離面の両側が剥離面に平行にずれた成分δｘと垂直にずれた成分δｙを、剥離面上の各節点において読み取り、式１の平面ひずみ近似における変位外挿法を用いて剥離靱性値を求めた（参考文献：結城良治、「界面の力学」、培風館、１９９３）。
このような条件により、剥離靭性値を求める意義について説明する。
まず、シリコンチップのサイズについては、後述する汎用のリードフレームへの搭載の容易さ、接着剤の相違を検出する容易さより現在の厚さおよび面積を選択した。厚さについては、厚すぎると反り量が小さくなり、ペースト間の差が検出し難くなるため、３５０μｍのものを選択した。
前記リードフレームは汎用のＬＱＦＰ（Ｌｏｗ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｑｕａｄ ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）に用いられるリードフレームのダイパッド部分をそのまま使用した（９．５×９．５ｍｍ）。
また、２６０℃での弾性率、２６０℃での膨張係数等については、鉛フリー半田のリフロープロファイルの上限温度を想定して、条件を決定した。
まず、シリコンチップのサイズについては、後述する汎用のリードフレームへの搭載の容易さ、接着剤の相違を検出する容易さより現在の厚さおよび面積を選択した。厚さについては、厚すぎると反り量が小さくなり、ペースト間の差が検出し難くなるため、３５０μｍのものを選択した。
前記リードフレームは汎用のＬＱＦＰ（Ｌｏｗ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｑｕａｄ ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）に用いられるリードフレームのダイパッド部分をそのまま使用した（９．５×９．５ｍｍ）。
また、２６０℃での弾性率、２６０℃での膨張係数等については、鉛フリー半田のリフロープロファイルの上限温度を想定して、条件を決定した。
上述のような２６０℃の剥離靭性値を達成するためには、２６０℃における開口モードの変形（接着剤の垂直方向での剥離）に耐える接着剤が必要となる。そのためには、ラジカル重合可能な官能基を有する化合物を含むことが好ましく、これにより架橋密度の制御が容易となり、弾性率の調整が容易となる。架橋密度が高すぎると硬化物が剛直になり、開口モードの変形に対して追随できずに界面にかかる応力が大きくなり、非常に高い界面接着力が要求される。一方、架橋密度が低すぎると硬化物の凝集力が低くなり、開口モードの変形に対して、硬化物層がすぐに破壊されてしまう。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物を含む接着剤は、官能基数の調整、ラジカル重合開始剤の種類と量を変更することによって架橋密度調整することが容易である。ラジカル重合開始剤の添加量は０．１〜５重量部程度であるため、種類、量の調整をしても接着剤の粘度にはほとんど影響しないので好ましい。更に、接着剤は充填材を含むことが好ましい。充填材を添加することにより２６０℃における熱膨張係数を目的の範囲に調整することが容易となる。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物を含む接着剤は、官能基数の調整、ラジカル重合開始剤の種類と量を変更することによって架橋密度調整することが容易である。ラジカル重合開始剤の添加量は０．１〜５重量部程度であるため、種類、量の調整をしても接着剤の粘度にはほとんど影響しないので好ましい。更に、接着剤は充填材を含むことが好ましい。充填材を添加することにより２６０℃における熱膨張係数を目的の範囲に調整することが容易となる。
このような接着剤３としては、フィルム状接着剤、液状接着剤等が挙げられるが、これらの中でも液状接着剤が好ましい。これにより、充填材を添加することが容易となり、２６０℃の熱膨張係数を目的の範囲に調整することが容易となる。さらに、半導体装置用の接着剤に求められる導電性や熱放散性の付与のために金属粉（特に銀粉）を添加しても製品の作業性、耐リフロー性等に影響が少ないという点で優れる。
接着剤３は、特に限定されないが、ラジカル重合可能な官能基を有する化合物および充填材を含む液状樹脂組成物を塗布した後、硬化して形成されたものであることが好ましい。これにより、架橋構造をとり２６０℃の弾性率を向上することができる。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物としては、ビニル基、（メタ）アクリロイル基等が挙げられるが、それらの中でも特に（メタ）アクリロイル基、マレイミド基、アリルエステル基から選ばれる１種以上の官能基を有する化合物が好ましい。これらの化合物とラジカル開始剤である過酸化物の種類と添加量の調整により、重合物間の架橋反応が調整でき、エポキシ樹脂とフェノール誘導体等との反応に比べ、より容易に架橋密度が制御された硬化物を得られるからである。
また、ラジカル重合可能な官能基を有する化合物と、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と併用することが好ましい。これにより、硬化性、作業性、耐リフロー性等のバランスに優れる。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物としては、ビニル基、（メタ）アクリロイル基等が挙げられるが、それらの中でも特に（メタ）アクリロイル基、マレイミド基、アリルエステル基から選ばれる１種以上の官能基を有する化合物が好ましい。これらの化合物とラジカル開始剤である過酸化物の種類と添加量の調整により、重合物間の架橋反応が調整でき、エポキシ樹脂とフェノール誘導体等との反応に比べ、より容易に架橋密度が制御された硬化物を得られるからである。
また、ラジカル重合可能な官能基を有する化合物と、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と併用することが好ましい。これにより、硬化性、作業性、耐リフロー性等のバランスに優れる。
前記（メタ）アクリロイル基を有する化合物としては、例えば２−（メタ）アクリロイロキシエチルコハク酸、２−（メタ）アクリロイロキシプロピルコハク酸、２−（メタ）アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシプロピルヘキサヒドロフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシエチルメチルヘキサヒドロフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシプロピルメチルヘキサヒドロフタル酸、２−（メタ）アクリロイルキシエチルフタル酸、２−（メタ）アクリロイルキシプロピルフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシエチルテトラヒドロフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシプロピルテトラヒドロフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシエチルメチルテトラヒドロフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシプロピルメチルテトラヒドロフタル酸、２−ヒドロキシ１，３ジ（メタ）アクリロキシプロパン、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートグリセリンジ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−（メタ）アクリロイロキシプロピル（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジメタノールモノ（メタ）アクリレート、エチル−α−（ヒドロキシメチル）（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ターシャルブチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、その他のアルキル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ターシャルブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジンクモノ（メタ）アクリレート、ジンクジ（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール（メタ）アクリレート、トリフロロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフロロプロピル（メタ）アクリレート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフロロブチル（メタ）アクリレート、パーフロロオクチル（メタ）アクリレート、パーフロロオクチルエチル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１０−デカンジオールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、オクトキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ラウロキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ステアロキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、アリロキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビス（メタ）アクリルアミド、１，２−ジ（メタ）アクリルアミドエチレングリコール、ジ（メタ）アクリロイロキシメチルトリシクロデカン、２−（メタ）アクリロイロキシエチル、Ｎ−（メタ）アクリロイロキシエチルマレイミド、Ｎ−（メタ）アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、Ｎ−（メタ）アクリロイロキシエチルフタルイミド、ｎ−ビニル−２−ピロリドン、スチレン誘導体、α−メチルスチレン誘導体、（メタ）アクリル変性ポリブタジエン、（メタ）アクリル変性ポリイソプレン、（メタ）アクリル変性アクリル樹脂等が挙げられるが特に限定されない。
また、前記（メタ）アクリロイル基を有する化合物は、硬化性、作業性、接着性、耐リフロー性等の点より２種類以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物を併用しても構わない。また、前記（メタ）アクリロイル基を有する化合物が、１分子に官能基を２つ以上含む多官能の（メタ）アクリロイル基を有する化合物であっても構わない。
前記マレイミド基を有する化合物としては、例えば１，２−ビス（マレイミド）エタン、１，６−ビスマレイミドヘキサン、４，４’−ビスマレイミドジフェニルメタン、６，７−メチレンジオキシ−４−メチル−３−マレイミドクマリン、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、Ｎ，Ｎ’−１，３−フェニレンジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−１，４−フェニレンジマレイミド、Ｎ−（１−フェニル）マレイミド、Ｎ−（２，４，６−トリクロロフェニル）マレイミド、Ｎ−（４−アミノフェニル）マレイミド、Ｎ−（４−ニトロフェニル）マレイミド、Ｎ−ベンジルマレイミド、Ｎ−ブロモメチル−２，３−ジクロロマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−スクシンイミジル３−マレイミドベンゾエート、Ｎ−スクシンイミジル３−マレイミドプロピレート、Ｎ−スクシンイミジル３−マレイミドブチレート、Ｎ−スクシンイミジル３−マレイミドヘキサノアート、Ｎ−［４−（２−ベンズイミドリル）フェニル］マレイミド、炭酸９−フルオレニルメチルＮ−スクシンイミジル、炭酸２−ブロモベンジルスクシンイミジル 、３，３’−ジチオジプロピオン酸ジ（Ｎ−スクシンイミジル）、炭酸ジ（Ｎ−スクシンイミジル）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−Ｏ−（Ｎ−スクシンイミジル）ウロニウムテトラフルオロボラート、Ｎ−（１，２，２，２−テトラクロロエトキシカルボニルオキシ）コハク酸イミド、Ｎ−（２−クロロカルボベンゾキシオキシ）コハク酸イミド、Ｎ−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｏ−ベンジル−Ｌ−セリンＮ−スクシンイミジル、Ｎ−アミノコハク酸イミド塩酸塩、Ｎ−ブロモコハク酸イミド、Ｎ−カルボベンゾキシオキシコハク酸イミド、Ｎ−クロロコハク酸イミド、Ｎ−エチルコハク酸イミド、Ｎ−ヒドロキシコハク酸イミド、Ｎ−ユードコハク酸イミド、Ｎ−フェニルコハク酸イミド、Ｎ−スクシンイミジル６−（２，４−ジニトロアニリノ）ヘキサノアート、Ｎ−スクシンイミジル６−マレイミド）ヘキサノアート等が挙げられる。これらの中でも１分子中に２つのマレイミド環をもつビスマレイミド化合物が、硬化という観点からは好ましい。その２つのマレイミド環を脂肪族や芳香族の炭化水素やそれらの炭化水素からなるアルキレン基をエーテルやエステル等を介し結合していても構わない。
前記アリルエステル基を有する化合物としては、例えばジアリルフタレート、ジアリルテレフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルトリメリート、ジアリルマレート、アリルメタクリレート、アリルアセトアセタート等が挙げられる。
このようなアリルエステル系化合物の数平均分子量は、特に限定されないが、５００〜１０，０００が好ましく、特に５００〜８，０００が好ましい。数平均分子量が前記範囲内であると、硬化収縮を特に小さくすることができ、それによって密着性が低下するのを防止することができる。
上述したような数平均分子量を有するアリルエステル系化合物としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、５−ノルボルネン−ｅｎｄｏ−２，３−ジカルボン酸、１，４−ジシクロジカルボン酸、アジピン酸等のジカルボン酸やそのメチルエステル誘導体と炭素数２〜８であるアルキレンジオールにより合成されたポリエステルの末端にアリルアルコールをエステル化により付加した両末端アリルエステル系化合物等が挙げられる。
このようなアリルエステル系化合物の数平均分子量は、特に限定されないが、５００〜１０，０００が好ましく、特に５００〜８，０００が好ましい。数平均分子量が前記範囲内であると、硬化収縮を特に小さくすることができ、それによって密着性が低下するのを防止することができる。
上述したような数平均分子量を有するアリルエステル系化合物としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、５−ノルボルネン−ｅｎｄｏ−２，３−ジカルボン酸、１，４−ジシクロジカルボン酸、アジピン酸等のジカルボン酸やそのメチルエステル誘導体と炭素数２〜８であるアルキレンジオールにより合成されたポリエステルの末端にアリルアルコールをエステル化により付加した両末端アリルエステル系化合物等が挙げられる。
前記（メタ）アクリロイル基を有する化合物やマレイミド基を有する化合物やアリルエステル基を有する化合物は、特に限定されないが、芳香族環を有さないことが好ましい。芳香族環は非常に剛直な構造であり、それを有していると硬化物が硬く、脆くなり、クラックの発生が起こりやすくなるためである。そのためこの様な問題を解決するためにはポリアルキレンオキサイドを主骨格に有することが好ましい。ポリアルキレンオキサイドは骨格中に繰り返しユニット中にアルキレン基が、エーテル結合で結合している。この構造中にあるエーテル結合により、２６０℃においてある程度の柔軟な特性を与えることができる。したがって、芳香族環を有する化合物に比べ、接着剤の硬化物がもろくならず、クラック等の発生が抑制されると考えられる。
前記ポリアルキレンオキサイド中の繰り返しユニットに含まれるアルキレン基中の炭素数は、特に限定されないが、３〜６が好ましい。炭素数が３未満であると硬化物の吸水特性が低下し、耐リフロー性に必要な接着性が低下する場合があり、炭素数が６を超えると樹脂自体の疎水性が強くなりすぎるため金属に対しての接着性が低下する場合がある。
前記ラジカル重合可能な官能基を有する化合物の含有量は、特に限定されないが、前記液状樹脂組成物全体の２〜２５重量％が好ましく、特に１０〜２５重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、２６０℃の熱膨張係数を容易に目的の範囲内にすることができる。
前記熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。これらの中でもエポキシ樹脂が特に好ましい。これらと前記ラジカル重合可能な官能基を有する化合物と併用することにより、硬化性、作業性、耐リフロー性等のバランスに優れる。
前記ラジカル重合可能な官能基を有する化合物と、前記熱硬化性樹脂とを併用する場合、その併用割合（ラジカル重合可能な官能基を有する化合物の重量／熱硬化性樹脂の重量）は特に限定されないが、９０／１０〜１０／９０が好ましく、特に８５／１５〜３０／７０が好ましい。併用割合が前記範囲内であると、特に金属に対しての接着性に優れる。
前記液状樹脂組成物は、特に限定されないが、充填材を含むことが好ましい。これにより、粘度やチキソ性の調整や、２６０℃での熱膨張係数の調整が容易になる。
前記の充填材には導電性を付与するために銀、金、ニッケル、鉄等の金属粉を用い、絶縁性を付与するためにはシリカ、アルミナのようなセラミック粒子、熱硬化性樹脂もしくは熱可塑性樹脂の粒子を使用することができる。一般的に充填材として使用されている粒子の形状には鱗状、球状、樹脂状、粉状等の種々の形状を有するものがあるが、本発明では形状については特に限定するものではない。
前記の充填材には導電性を付与するために銀、金、ニッケル、鉄等の金属粉を用い、絶縁性を付与するためにはシリカ、アルミナのようなセラミック粒子、熱硬化性樹脂もしくは熱可塑性樹脂の粒子を使用することができる。一般的に充填材として使用されている粒子の形状には鱗状、球状、樹脂状、粉状等の種々の形状を有するものがあるが、本発明では形状については特に限定するものではない。
前記充填材の含有量は、特に限定されないが、前記液状樹脂組成物全体の６０〜９０重量％が好ましく、特に７０〜８５重量％が好ましい。含有量が前記の下限値未満であると粘度やチキソ性が低くなりすぎ、作業性が低下する場合が有り、前記上限値を超えると粘度が高くなりすぎ作業性が低下する場合があるためである。
前記充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、１〜１０μｍが好ましく、特に２〜７μｍが好ましい。平均粒子径が前記下限値未満であると粘度が高くなるため粘度の調整が困難となる場合が有り、前記上限値を超えると塗布の際にノズルがつまり吐出ができなくなる場合がある。前記平均粒子径は、例えばレーザー回析・散乱法を用いた粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
前記液状樹脂組成物は、ラジカル開始剤を併用することが好ましい。さらには、前記ラジカル開始剤が１時間の半減期を得るための分解温度が７０℃以上の化合物であることが好ましい。これにより室温での接着剤の保存性が確保される。通常、半導体用の液状接着剤には室温で２４〜４８時間程度、粘度変化しないことが要求される。１時間の半減期を得るための分解温度が７０℃以下のラジカル開始剤を用いた場合、２４時間以内に液状接着剤の粘度が上昇する可能性があるために好ましくない。
前記ラジカル開始剤としては、例えば（ｔｅｒｔ−ヘキシル）ピバレート、（ｔｅｒｔ−ブチル）−パーオキシピバレート、ジ（３，５，５−トリメチルヘキサノイル）パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジスクシン酸パーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジ（４−メチルベンゾイル）パーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルパーオキサイド、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１，−ジ（４，４−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキシル）プロパン、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート，ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシアセテート、２，２−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ（２−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）バレレート、ジ（２−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ｐ−メンタンヒドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシピバレート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシ−ｎ−オクトエート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシアセテート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシイソノナノエート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、ジ−ｔｅｒｔ−アミルパーオキサイド、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−アミルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔｅｒｔ−アミルハイドロパーオキサイド等が挙げられるが、これらを必要に応じて複数使用しても良い。
前記ラジカル開始剤としては、例えば（ｔｅｒｔ−ヘキシル）ピバレート、（ｔｅｒｔ−ブチル）−パーオキシピバレート、ジ（３，５，５−トリメチルヘキサノイル）パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジスクシン酸パーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジ（４−メチルベンゾイル）パーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルパーオキサイド、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１，−ジ（４，４−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキシル）プロパン、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート，ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシアセテート、２，２−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ（２−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）バレレート、ジ（２−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ｐ−メンタンヒドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシピバレート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシ−ｎ−オクトエート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシアセテート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシイソノナノエート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔｅｒｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、ジ−ｔｅｒｔ−アミルパーオキサイド、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−アミルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔｅｒｔ−アミルハイドロパーオキサイド等が挙げられるが、これらを必要に応じて複数使用しても良い。
前記ラジカル開始剤の含有量は、特に限定されないが、前記液状樹脂組成物全体の０．１〜１０重量％が好ましく、特に０．５〜５重量％が好ましい。含有量が前記の下限値未満であると重合に必要なラジカル活性種の量が充分でないため、完全に硬化せず充分な接着強度が得られない場合があり、含有量が前記上限値を超えると室温でのラジカル活性種の発生量が多くなり反応が進み、液状接着剤の粘度が２４時間以内に上昇する場合がある。
前記液状樹脂組成物は、必要によりカップリング剤、消泡剤、界面活性剤等の他の添加剤を含有していても構わない。
上述したような液状樹脂組成物の各成分を予備混合した後、３本ロールを用いて混練した後真空下脱泡することにより液状接着剤（ペースト）を得た。
本発明の半導体装置は、上述したような接着剤で半導体素子と支持体とが接着されているので、耐リフロー性に特に優れるものである。
本発明の半導体装置は、上述したような接着剤で半導体素子と支持体とが接着されているので、耐リフロー性に特に優れるものである。
次に、半導体装置の製造について、簡単に説明する。
上述した接着剤の組成物を、例えばリードフレームまたは有機基板等の基板で構成される支持体の所定の部位に塗布して、接着剤層を形成する。次に、支持体に半導体素子を搭載した後、接着剤層を加熱して硬化させることにより、半導体素子と支持体とが接着剤で接着されてなる半導体装置を得ることができる。
また、基板に半田接合し封止したフリップチップの所定の位置（例えばフリップチップの上面）に、接着剤の組成物を塗布し、放熱部材を搭載した後、加熱することにより、半導体装置を得ることができる。
上述した接着剤の組成物を、例えばリードフレームまたは有機基板等の基板で構成される支持体の所定の部位に塗布して、接着剤層を形成する。次に、支持体に半導体素子を搭載した後、接着剤層を加熱して硬化させることにより、半導体素子と支持体とが接着剤で接着されてなる半導体装置を得ることができる。
また、基板に半田接合し封止したフリップチップの所定の位置（例えばフリップチップの上面）に、接着剤の組成物を塗布し、放熱部材を搭載した後、加熱することにより、半導体装置を得ることができる。
この接着剤の厚さは、特に限定されるものではなく、塗布作業性および銀メッキ表面に対する接着特性と銅表面に対する接着特性とのバランスを考慮すると、５μｍ以上、１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上、５０μｍ以下であり、最も１０μｍ以上、３０μｍ以下が好ましい。前記下限値未満では接着特性が低下する場合があり、前記上限値を超えると接着剤の厚さ制御が困難になり銀メッキ表面に対する接着特性と銅表面に対する接着特性とのバランスが安定しない場合があるからである。
このように、半導体装置を製造するには、公知の方法を用いることができる。例えば、市販のダイボンダーを用いて、リードフレームや基板などの支持体、または放熱部材の所定の部位に前記接着剤の組成物をディスペンス塗布した後、半導体素子をマウントし、加熱硬化する。その後、ワイヤーボンディングして、エポキシ樹脂を用いてトランスファー成形することによって半導体装置を作製する。またはフリップチップ接合後アンダーフィル材で封止したフリップチップＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）などの半導体素子裏面に前記接着剤の組成物をディスペンスしヒートスプレッダー、リッドといった放熱部品を搭載し加熱硬化するなどといった使用方法も可能である。
なお、前記接着剤の組成物をリードフレームに塗布した場合について説明したが、半導体素子に塗布しても良い。
なお、前記接着剤の組成物をリードフレームに塗布した場合について説明したが、半導体素子に塗布しても良い。
また、フィルム状接着剤を用いる場合も同様に、リードフレームまたは半導体素子にフィルム状接着剤を貼着して用いることができる。
この半導体装置１００に用いられる接着剤３（硬化後の接着剤）の２６０℃での熱膨張係数は、特に限定されないが、５０〜２００［ｐｐｍ／Ｋ］であることが好ましく、特に１００〜１５０［ｐｐｍ／Ｋ］であることが好ましい。２６０℃での熱膨張係数が前記範囲内であると、さらに半田リフロー耐性に優れる。
前記熱膨張係数は、例えば縦４［ｍｍ］×横４［ｍｍ］×高さ１０［ｍｍ］の接着剤３の硬化物サンプルを作成し、圧縮ＴＭＡ（装置名ＴＭＡ／ＳＳ１２０（セイコーインスツルメンツ社製）を用いて、２６０℃での接着剤３の熱膨張係数を測定できる。
前記熱膨張係数は、例えば縦４［ｍｍ］×横４［ｍｍ］×高さ１０［ｍｍ］の接着剤３の硬化物サンプルを作成し、圧縮ＴＭＡ（装置名ＴＭＡ／ＳＳ１２０（セイコーインスツルメンツ社製）を用いて、２６０℃での接着剤３の熱膨張係数を測定できる。
また、接着剤３（硬化後の接着剤）の８５℃、６０％相対湿度の飽和吸水率は、特に限定されないが、０．４［％］以下であることが好ましく、特に０．３［％］以下であることが好ましい。飽和吸水率が前記範囲内であると、さらに半田リフロー耐性に優れる。
前記飽和吸水率は、例えば縦１０［ｍｍ］×横１０［ｍｍ］×高さ０．１［ｍｍ］の接着剤３の硬化物サンプルを作成し、８５℃、６０％相対湿度の恒温恒湿槽に入れ、吸水率の経時変化を追っていく。得られた吸水率の経時変化をフィックの拡散方程式に近似し、飽和吸水率を得ることができる。
前記飽和吸水率は、例えば縦１０［ｍｍ］×横１０［ｍｍ］×高さ０．１［ｍｍ］の接着剤３の硬化物サンプルを作成し、８５℃、６０％相対湿度の恒温恒湿槽に入れ、吸水率の経時変化を追っていく。得られた吸水率の経時変化をフィックの拡散方程式に近似し、飽和吸水率を得ることができる。
このように、本発明の半導体装置１００は、上述したような特性を有する接着剤３により半導体素子１とリードフレーム２とが接着されているので、耐リフロー性が特に優れているものである。さらに、温度サイクル耐性にも優れているものである。
なお、本実施形態では支持体としてリードフレーム、半導体部品として半導体素子を例示して説明したが、これに限定されない。支持体としては、例えば有機基板、無機基板等の基板、フリップチップ等が挙げられる。また半導体部品としては、例えばヒートシンク、ヒートスプレッダー、リッド、スティフナー等が挙げられる。
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
１．接着剤の調製
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物としてポリテトラメチレングリコールジ（２−マレイミドアセテート）（大日本インキ化学工業（株）製、ルミキュアＭＩＡ−２００、以下化合物１）８．４重量％およびアリルエステル樹脂（昭和電工（株）製、ＤＡ−１０１、以下化合物２）９．６重量％、１、４−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート（日本化成（株）製、ＣＨＤＭＭＡ、以下化合物３）６．０重量％を用い、ラジカル開始剤としてジクミルパーオキサイド（日本油脂（株）製、パークミルＤ、１時間の半減期を得るための分解温度１３６℃、以下化合物４）０．７重量％を用い、充填材として平均粒径８μｍ、最大粒径３０μｍのフレーク状銀粉（以下銀粉）７５重量％を用い、添加剤としてビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（日本ユニカー（株）製、Ａ−１２８９、以下化合物５）０．２重量％、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−５０３Ｐ、化合物６）０．１重量％を予備混合し、３本ロールを用いて約２５℃で、３０分間混練した後、真空下脱泡することにより液状接着剤（ペースト）を得た。
１．接着剤の調製
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物としてポリテトラメチレングリコールジ（２−マレイミドアセテート）（大日本インキ化学工業（株）製、ルミキュアＭＩＡ−２００、以下化合物１）８．４重量％およびアリルエステル樹脂（昭和電工（株）製、ＤＡ−１０１、以下化合物２）９．６重量％、１、４−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート（日本化成（株）製、ＣＨＤＭＭＡ、以下化合物３）６．０重量％を用い、ラジカル開始剤としてジクミルパーオキサイド（日本油脂（株）製、パークミルＤ、１時間の半減期を得るための分解温度１３６℃、以下化合物４）０．７重量％を用い、充填材として平均粒径８μｍ、最大粒径３０μｍのフレーク状銀粉（以下銀粉）７５重量％を用い、添加剤としてビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（日本ユニカー（株）製、Ａ−１２８９、以下化合物５）０．２重量％、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−５０３Ｐ、化合物６）０．１重量％を予備混合し、３本ロールを用いて約２５℃で、３０分間混練した後、真空下脱泡することにより液状接着剤（ペースト）を得た。
なお、得られた接着剤の弾性率（Ａ）は２００ＭＰａであり、引き剥がし強度は３．６Ｎであった。さらに、これらの値を用いてシミュレートして得られた２６０℃の剥離靭性値は０．０２１ＭＰａ・ｍ１／２であった。
２．半導体装置の製造
半導体素子（厚さ３５０μｍ、サイズ７×７ｍｍ）と、新光製リードフレームとを上述の接着剤ペーストを用いて接合し、室温から１７５℃まで３０分で昇温した後、１７５℃で３０分間加熱して接着剤を硬化して半導体装置を得た。
半導体素子（厚さ３５０μｍ、サイズ７×７ｍｍ）と、新光製リードフレームとを上述の接着剤ペーストを用いて接合し、室温から１７５℃まで３０分で昇温した後、１７５℃で３０分間加熱して接着剤を硬化して半導体装置を得た。
（実施例２）
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
化合物１を８．４重量％および化合物２を９．６重量％、ポリエチレングリコールジメタクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステル４ＥＧ、以下化合物７）１．２重量％、トリメチロールプロパントリメタクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステルＴＭＰ、以下化合物８）０．７重量％、２−メタクリロイルオキシエチルコハク酸（共栄社化学（株）製、ライトエステルＨＯＭＳ、以下化合物９）０．５重量％、化合物３を３．６重量％用い、化合物４を０．７重量％用い、充填材として銀粉を７５重量％用い、化合物５を０．２重量％、化合物６を０．１重量％用いて配合した。
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
化合物１を８．４重量％および化合物２を９．６重量％、ポリエチレングリコールジメタクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステル４ＥＧ、以下化合物７）１．２重量％、トリメチロールプロパントリメタクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステルＴＭＰ、以下化合物８）０．７重量％、２−メタクリロイルオキシエチルコハク酸（共栄社化学（株）製、ライトエステルＨＯＭＳ、以下化合物９）０．５重量％、化合物３を３．６重量％用い、化合物４を０．７重量％用い、充填材として銀粉を７５重量％用い、化合物５を０．２重量％、化合物６を０．１重量％用いて配合した。
（実施例３）
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物としてエチレングリコールのジメタクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステルＥＧ、以下化合物１０）６．６重量％、化合物４を０．５重量％、銀粉を７５重量％、熱硬化性樹脂としてビスフェノールＦ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Ｆ（日本化薬（株）製、ＲＥ−４０３Ｓ、エポキシ当量１６０−１７０、以下化合物１１）４．２重量％、ポリアルキレンオキサイドジビニルエーテルとビスフェノールＡの反応物のジグリシジルエーテル化物（大日本インキ化学工業（株）製、ＥＸＡ−４８５０−１０００、エポキシ当量２５０−４５０、以下化合物１２）４．２重量％、１、４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル（東都化成（株）製、ＺＸ−１６５８ＧＳ、エポキシ当量１３０−１４０、以下化合物１３）４．２重量％、硬化剤としてビスフェノールＦ（大日本インキ化学工業（株）製、ＤＩＣ−ＢＰＦ、水酸基当量１００、以下化合物１４）４．２重量％、触媒としてジシアンジアミド（旭電化工業（株）製、アデカハードナーＥＨ−３６３６ＡＳ、以下化合物１５）０．３重量％、２−フェニル−４−メチル−５−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２Ｐ４ＭＨＺ、以下化合物１６）０．５重量％、化合物５を０．２重量％、３−グリシジルプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−４０３Ｅ、以下化合物１７）０．１重量％を用いて配合した。
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
ラジカル重合可能な官能基を有する化合物としてエチレングリコールのジメタクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステルＥＧ、以下化合物１０）６．６重量％、化合物４を０．５重量％、銀粉を７５重量％、熱硬化性樹脂としてビスフェノールＦ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Ｆ（日本化薬（株）製、ＲＥ−４０３Ｓ、エポキシ当量１６０−１７０、以下化合物１１）４．２重量％、ポリアルキレンオキサイドジビニルエーテルとビスフェノールＡの反応物のジグリシジルエーテル化物（大日本インキ化学工業（株）製、ＥＸＡ−４８５０−１０００、エポキシ当量２５０−４５０、以下化合物１２）４．２重量％、１、４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル（東都化成（株）製、ＺＸ−１６５８ＧＳ、エポキシ当量１３０−１４０、以下化合物１３）４．２重量％、硬化剤としてビスフェノールＦ（大日本インキ化学工業（株）製、ＤＩＣ−ＢＰＦ、水酸基当量１００、以下化合物１４）４．２重量％、触媒としてジシアンジアミド（旭電化工業（株）製、アデカハードナーＥＨ−３６３６ＡＳ、以下化合物１５）０．３重量％、２−フェニル−４−メチル−５−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２Ｐ４ＭＨＺ、以下化合物１６）０．５重量％、化合物５を０．２重量％、３−グリシジルプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−４０３Ｅ、以下化合物１７）０．１重量％を用いて配合した。
（実施例４）
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
化合物１を８．４重量％および化合物２を９．６重量％、化合物７を１．２重量％、化合物８を０．７重量％、化合物９を０．５重量％、化合物３を３．６重量％用い、ラジカル開始剤としてビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート（日本油脂（株）製、パーロイルＴＣＰ、１時間の半減期を得るための分解温度５６℃、以下化合物１８）０．７重量％を用い、銀粉を７５重量％用い、化合物５を０．２重量％、化合物６を０．１重量％用いて配合した。
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
化合物１を８．４重量％および化合物２を９．６重量％、化合物７を１．２重量％、化合物８を０．７重量％、化合物９を０．５重量％、化合物３を３．６重量％用い、ラジカル開始剤としてビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート（日本油脂（株）製、パーロイルＴＣＰ、１時間の半減期を得るための分解温度５６℃、以下化合物１８）０．７重量％を用い、銀粉を７５重量％用い、化合物５を０．２重量％、化合物６を０．１重量％用いて配合した。
（実施例５）
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
化合物１０を８．０重量％、化合物４を０．７重量％、銀粉を７０重量％、化合物１１を５．０重量％、化合物１２を５．０重量％、化合物１３を５．０重量％、化合物１４を５．０重量％、化合物１５を０．４重量％、化合物１６を０．６重量％、化合物５を０．２重量％、化合物１７を０．１重量％用いて配合した。
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
化合物１０を８．０重量％、化合物４を０．７重量％、銀粉を７０重量％、化合物１１を５．０重量％、化合物１２を５．０重量％、化合物１３を５．０重量％、化合物１４を５．０重量％、化合物１５を０．４重量％、化合物１６を０．６重量％、化合物５を０．２重量％、化合物１７を０．１重量％用いて配合した。
（実施例６）
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
化合物１０を９．６重量％、化合物４を０．４重量％、銀粉を７５重量％、化合物１１を３．５重量％、化合物１２を３．５重量％、化合物１３を３．５重量％、化合物１４を３．５重量％、化合物１５を０．３重量％、化合物１６を０．４重量％、化合物５を０．２重量％、化合物１７を０．１重量％用いて配合した。
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
化合物１０を９．６重量％、化合物４を０．４重量％、銀粉を７５重量％、化合物１１を３．５重量％、化合物１２を３．５重量％、化合物１３を３．５重量％、化合物１４を３．５重量％、化合物１５を０．３重量％、化合物１６を０．４重量％、化合物５を０．２重量％、化合物１７を０．１重量％用いて配合した。
（比較例１）
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
銀粉を７５重量％、化合物１１を５．９重量％、化合物１２を５．９重量％、化合物１３を５．９重量％、化合物１４を５．９重量％、化合物１５を０．５重量％、化合物１６を０．６重量％、化合物５を０．２重量％、化合物１７を０．１重量％用いて配合した。
接着剤の配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
銀粉を７５重量％、化合物１１を５．９重量％、化合物１２を５．９重量％、化合物１３を５．９重量％、化合物１４を５．９重量％、化合物１５を０．５重量％、化合物１６を０．６重量％、化合物５を０．２重量％、化合物１７を０．１重量％用いて配合した。
各実施例および比較例で得られた半導体装置について、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表１に示す。
１．弾性率
剥離靭性値を評価するために、まず接着剤の弾性率を評価した。弾性率は、既に説明したように反り量から換算される弾性率（Ａ）を用いた。この弾性率（Ａ）の測定方法は、既に説明した通りの方法で行った。
１．弾性率
剥離靭性値を評価するために、まず接着剤の弾性率を評価した。弾性率は、既に説明したように反り量から換算される弾性率（Ａ）を用いた。この弾性率（Ａ）の測定方法は、既に説明した通りの方法で行った。
２．引き剥がし強度
剥離靭性値を評価するために、次に引き剥がし強度の評価を行った。引き剥がし強度は、図３に示すような引き剥がし強度測定装置１０２を用いて、既に説明した通りの方法で評価した。
剥離靭性値を評価するために、次に引き剥がし強度の評価を行った。引き剥がし強度は、図３に示すような引き剥がし強度測定装置１０２を用いて、既に説明した通りの方法で評価した。
３．熱膨脹係数
上述した弾性率（Ａ）等と同様に剥離靭性値を評価するために、２６０℃での熱膨張係数を評価した。縦４［ｍｍ］×横４［ｍｍ］×高さ１０［ｍｍ］の接着剤３の硬化物サンプルを作成し、圧縮ＴＭＡ（装置名ＴＭＡ／ＳＳ１２０（セイコーインスツルメンツ社製））を用いて、２６０℃での接着剤３の熱膨張係数を測定した。
上述した弾性率（Ａ）等と同様に剥離靭性値を評価するために、２６０℃での熱膨張係数を評価した。縦４［ｍｍ］×横４［ｍｍ］×高さ１０［ｍｍ］の接着剤３の硬化物サンプルを作成し、圧縮ＴＭＡ（装置名ＴＭＡ／ＳＳ１２０（セイコーインスツルメンツ社製））を用いて、２６０℃での接着剤３の熱膨張係数を測定した。
４．剥離靭性値
これらの弾性率（Ａ）、引き剥がし強度等を用いて、既に説明した通りの方法（シミュレーション）で剥離靭性値を評価した。
これらの弾性率（Ａ）、引き剥がし強度等を用いて、既に説明した通りの方法（シミュレーション）で剥離靭性値を評価した。
５．吸水率
縦１０［ｍｍ］×横１０［ｍｍ］×高さ０．１［ｍｍ］の接着剤３の硬化物サンプルを作成し、８５℃、６０％相対湿度の恒温恒湿槽に入れ、吸水率の経時変化を追っていく。得られた吸水率の経時変化をフィックの拡散方程式に近似し、飽和吸水率を得た。各符号は、以下の通りである。
◎：飽和吸水率が０．２％以上、０．３％未満であった。
○：飽和吸水率が０．３％以上、０．４％未満であった。
×：飽和吸水率が０．４％以上であった。
縦１０［ｍｍ］×横１０［ｍｍ］×高さ０．１［ｍｍ］の接着剤３の硬化物サンプルを作成し、８５℃、６０％相対湿度の恒温恒湿槽に入れ、吸水率の経時変化を追っていく。得られた吸水率の経時変化をフィックの拡散方程式に近似し、飽和吸水率を得た。各符号は、以下の通りである。
◎：飽和吸水率が０．２％以上、０．３％未満であった。
○：飽和吸水率が０．３％以上、０．４％未満であった。
×：飽和吸水率が０．４％以上であった。
６．２４時間後粘度変化率
得られた接着剤ペーストの２４時間後の粘度変化率を評価した。粘度変化率の測定は、ブルックフィールド型粘度計を用いて、まず解凍直後の接着剤３の５．０ｒｐｍの粘度を測定した。その後２５℃２４時間放置後再び５．０ｒｐｍの粘度を測定し、以下の式を用いて２４時間後の粘度変化率とした。
２４時間後粘度変化率＝（２４時間後粘度−解凍直後粘度）／解凍直後粘度［％］
得られた接着剤ペーストの２４時間後の粘度変化率を評価した。粘度変化率の測定は、ブルックフィールド型粘度計を用いて、まず解凍直後の接着剤３の５．０ｒｐｍの粘度を測定した。その後２５℃２４時間放置後再び５．０ｒｐｍの粘度を測定し、以下の式を用いて２４時間後の粘度変化率とした。
２４時間後粘度変化率＝（２４時間後粘度−解凍直後粘度）／解凍直後粘度［％］
７．耐リフロー性(剥離面積)
耐リフロー性は、各樹脂組成物を用いて下記のリードフレームに半導体素子をマウントし、オーブン（１７５℃、３０分間）で硬化して接着した。
マウントはダイボンダー（ＡＳＭ社製）を用い、樹脂組成物を塗布した直後に塗布厚みが約２５μｍになるように調整した。樹脂組成物が硬化した後のリードフレームを、封止材料（スミコンＥＭＥ−Ｇ７００Ｈ、住友ベークライト（株）製）で封止し、半導体装置を作製した。この半導体装置を８５℃、相対湿度６０％、１６８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）を行った。処理後の半導体装置を超音波探傷装置（透過型）により剥離の程度を測定した。
半導体装置：ＱＦＰ（１４×２０×２．０ｍｍ）
リードフレーム：銀メッキした銅フレーム（被着部分が銀メッキ）
チップサイズ：６×６ｍｍ
各符号は、以下の通りである。
◎：剥離が、無かった。
○：剥離面積が、１０％未満であった。
×：剥離面積が、１０％以上であった。
耐リフロー性は、各樹脂組成物を用いて下記のリードフレームに半導体素子をマウントし、オーブン（１７５℃、３０分間）で硬化して接着した。
マウントはダイボンダー（ＡＳＭ社製）を用い、樹脂組成物を塗布した直後に塗布厚みが約２５μｍになるように調整した。樹脂組成物が硬化した後のリードフレームを、封止材料（スミコンＥＭＥ−Ｇ７００Ｈ、住友ベークライト（株）製）で封止し、半導体装置を作製した。この半導体装置を８５℃、相対湿度６０％、１６８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）を行った。処理後の半導体装置を超音波探傷装置（透過型）により剥離の程度を測定した。
半導体装置：ＱＦＰ（１４×２０×２．０ｍｍ）
リードフレーム：銀メッキした銅フレーム（被着部分が銀メッキ）
チップサイズ：６×６ｍｍ
各符号は、以下の通りである。
◎：剥離が、無かった。
○：剥離面積が、１０％未満であった。
×：剥離面積が、１０％以上であった。
表１から明らかなように、剥離靭性値が０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上であった実施例１〜６は、耐リフロー性に優れていた。
また、実施例１、２、３、５および６は、２４時間後の粘度変化率が小さく、保存性に優れていることも示された。
また、実施例１、２、３、５および６は、２４時間後の粘度変化率が小さく、保存性に優れていることも示された。
１ 半導体素子
２ リードフレーム
３ 接着剤
３１ 所定部分
４ 銅板
４１ 接着剤
４２ アルミ板
５ シリコンウエハ
５１ 接着剤
５２ ガラス板
６ 上型
７ 下型
１００ 半導体装置
１０１ 評価サンプル
１０２ 引き剥がし強度測定装置
２ リードフレーム
３ 接着剤
３１ 所定部分
４ 銅板
４１ 接着剤
４２ アルミ板
５ シリコンウエハ
５１ 接着剤
５２ ガラス板
６ 上型
７ 下型
１００ 半導体装置
１０１ 評価サンプル
１０２ 引き剥がし強度測定装置
Claims (4)
- 半導体部品と、支持体とが接着剤で接着されてなる半導体装置であって、
前記半導体部品がシリコンチップから構成される半導体素子であり、前記支持体が銅製リードフレームから構成され、前記接着剤が液状樹脂組成物を前記支持体の所定の部位に塗布してオーブン中で加熱硬化して得られる硬化物から形成され、前記半導体装置が２６０℃以上のリフロー温度で基板に搭載されるものであり
前記液状樹脂組成物が（メタ）アクリロイル基、マレイミド基、アリルエステル基から選ばれる１種以上のラジカル重合可能な官能基を有する化合物と、ラジカル開始剤を含む硬化剤と、充填材と、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、とを含み、前記ラジカル重合可能な官能基を有する化合物は芳香族環を有さない化合物であり、
前記ラジカル重合可能な官能基を有する化合物の含有量が液状樹脂組成物全体の２〜２５重量％であり、
前記充填材の含有量が液状樹脂組成物全体の６０〜９０重量％であり、
前記ラジカル開始剤の含有量が液状樹脂組成物全体の０．１〜１０重量％であり、
前記接着剤が、下記の関係を満足することを特徴とする半導体装置。
面積４９［ｍｍ２］、厚さ３５０［μｍ］、２６０℃での弾性率１３１［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数３．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．２８のシリコンチップと、面積９０．２５［ｍｍ２］、厚さ１５５［μｍ］、２６０℃での弾性率１２７［ＧＰａ］、２６０℃での熱膨張係数１７．０［ｐｐｍ／Ｋ］、ポアソン比０．３４３の銅製リードフレームとを、厚さ２０［μｍ］の前記接着剤で接着して得られた積層体の反り量から換算される前記接着剤の弾性率（Ａ）を用いて、計算される前記銅製リードフレームと前記接着剤との界面での２６０℃の剥離靭性値が０．０２ＭＰａ・ｍ１／２以上である。 - 前記接着剤の２６０℃での熱膨張係数は、５０〜２００［ｐｐｍ］である請求項１に記載の半導体装置。
- 前記接着剤の８５℃、６０％相対湿度の飽和吸水率が０．４［％］以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
- 前記ラジカル開始剤が１時間の半減期を得るための分解温度が７０℃以上の化合物である請求項１〜３いずれかに記載の半導体装置。
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