JPH0940931A

JPH0940931A - 耐熱性接着剤及び半導体装置

Info

Publication number: JPH0940931A
Application number: JP19718395A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Matsuura; 秀一松浦; Yoshihide Iwasaki; 良英岩崎
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】はんだリフロー時にパッケージクラックが発生
せず、基材テープが不要で半導体装置に好適な耐熱性接
着剤、及びその耐熱性接着剤を用いた半導体装置を提供
する。【解決手段】２、２−ビスフタル酸ヘキサフルオロイソ
プロピリデン二無水物（全酸成分の５０モル％以上含
有）を含む「酸成分」と、４，４’−ジアミノ−３，
３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン
（全ジアミン成分の１０〜９０モル％含有）及びシロキ
サンジアミン（全ジアミン成分の１〜３０モル％含有）
を含む「ジアミン成分」とを、酸成分／ジアミン成分の
量比が等モルとなるようにとり、これらを有機溶媒（Ｄ
ＭＦ）中で反応させ、ポリアミド酸のワニスを得る。ワ
ニスに無水酢酸及びピリジンを加え、室温で反応させて
ポリイミドを得る。得られたポリイミドのワニスを水中
に注いで生じる沈殿を分離し、粉砕し、乾燥し粉末とす
る。この粉末（１００重量部）とシランカップリング剤
（１５重量部を越えない量）を有機溶媒（ＤＭＦ）に溶
解し、耐熱性接着剤のワニスとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性接着剤及び
半導体装置に関し、更に詳しくは、特定のポリイミド系
の耐熱性接着剤及びこの接着剤を用いた半導体装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体の高集積化に伴う半導体チ
ップ面積の増大により、従来の半導体装置（半導体パッ
ケージともいわれる）の構造では、半導体チップを収納
しきれなくなってきている。これを解決するために、半
導体チップの収納率を高めることのできるリード・オン
・チップ（Lead on Chip;ＬＯＣ）構造の半導体装置が
開発された。ＬＯＣ構造の半導体装置は、図１に示すよ
うに半導体チップの上側に接着剤を介してリードフレー
ムを配置した構造で、半導体チップ（２）はリードフレ
ーム（３）に接着剤（１）で接着され、半導体チップの
電極とリードフレームとがワイヤ（４）で接続（ワイヤ
ボンディング）され、半導体チップ、半導体チップとリ
ードフレームとの接着部及びワイヤ接続部が封止材
（５）で封止されて製造される。接着剤としては、従
来、両面接着剤付きテープが主に使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ここに用いら
れる両面接着剤付きテープは、厚さが約５０μｍ程度の
絶縁フィルムの両面に接着剤が塗布された構造で（全体
の厚さは、約１００μｍ程度）、全体の厚さを１００μ
ｍ以下とすることは困難であり、半導体装置の厚さを基
材テープが占める厚さ分だけ薄くできない難点がある。
また接着剤や封止材が吸湿すると、その水分がはんだ接
続時の熱で膨張し、その結果、半導体装置にクラックが
発生する問題もある。本発明の課題は、両面接着剤付き
テープ（換言すれば、基材テープ）を用いることなく接
着剤のみを用いて、従来よりも厚さの薄い半導体装置及
びそれに好適な耐熱性接着剤を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記（１）も
しくは（２）の耐熱性接着剤、及び（３）の半導体装置
に関する。（１）一般式（Ｉ）で表される構成単位を５〜９０モル
％及び一般式（II）で表される構成単位を０．５〜３０
モル％含む耐熱性接着剤。

【化３】

【化４】〔式（Ｉ）及び（II）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴は、そ
れぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜４のアルキル基又はＣ１
〜４のアルコキシ基であって、かつ、これらのうちの少
なくとも二つはＣ１〜４のアルキル基又はＣ１〜４のア
ルコキシ基であることを示し、Ｘは、−ＣＨ₂−、−Ｃ
（ＣＨ₃）₂−、−Ｏ−、−ＳＯ₂−、−ＣＯ−又は−Ｎ
ＨＣＯ−を示し、Ｒ⁵及びＲ⁸は、それぞれ二価の有機基
を示し、Ｒ⁶及びＲ⁷は、それぞれ一価の有機基を示し、
ｍは、１〜１００の整数を示す。〕（２）上記（１）の接着剤１００重量部に対して、更に
カップリング剤を１５重量部を越えない範囲で含む耐熱
性接着剤。

【０００５】（３）前記耐熱性接着剤を用いた半導体装
置、すなわち、リードフレームと半導体チップとを、半
導体チップ面上に形成させた接着剤により接着させ、半
導体チップ上の電極とリードフレームとを電気的に接続
し、封止材で封止される半導体装置であって、（i）接
着剤が、一般式（Ｉ）で表される構成単位５〜９０モル
％と、一般式（II）で表される構成単位０．５〜３０モ
ル％を含む耐熱性接着剤である半導体装置；又は（ii）
上記接着剤が、一般式（Ｉ）で表される構成単位５〜９
０モル％と一般式（II）で表される構成単位０．５〜３
０モル％を含む耐熱性接着剤１００重量部に対して、更
にカップリング剤を１５重量部を越えない範囲で含む耐
熱性接着剤である半導体装置。

【０００６】本発明の、一般式（Ｉ）で表される構成単
位を５〜９０モル％及び一般式（II）で表される構成単
位を０．５〜３０モル％含む耐熱性接着剤は、式（II
I）

【化５】で表される２、２−ビスフタル酸ヘキサフルオロイソプ
ロピリデン二無水物（６ＦＤＡとも略す。）、又はこの
遊離酸、酸ハライド、酸エステル等のアミド形成性誘導
体（全酸成分の５０モル％以上含有）を含む「酸成分」
と、一般式（IV）

【化６】〔式（IV）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴は、それぞれ独立
に水素原子、Ｃ１〜４のアルキル基又はＣ1〜4のアルコ
キシ基であって、かつ、これらのうちの少なくとも二つ
はＣ1〜4のアルキル基又はＣ１〜４のアルコキシ基であ
ることを示し、Ｘは、−ＣＨ₂−、−Ｃ（ＣＨ₃）₂−、
−Ｏ−、−ＳＯ₂−、−ＣＯ−又は−ＮＨＣＯ−を示
す。〕で表されるジアミン、又は相当するジイソシアネ
ート（全ジアミン成分の１０〜９０モル％含有）、及び
一般式（Ｖ）

【化７】〔式（Ｖ）中、Ｒ⁵及びＲ⁸は、それぞれ二価の有機基を
示し、Ｒ⁶及びＲ⁷は、それぞれ一価の有機基を示し、ｍ
は、１〜１００の整数を示す。〕で表されるシロキサン
ジアミン、又は相当するジイソシアネート（全ジアミン
成分の１〜３０モル％含有）を含む「ジアミン成分」と
を、酸成分／ジアミン成分の量比が等モル又はほぼ等モ
ルとなるようにとり、これを反応させて得られる。

【０００７】得られる耐熱性接着剤は、更にこれにカッ
プリング剤が添加されることが好ましい。カップリング
剤を添加する目的は、接着剤の接着力又は耐リフローク
ラック性を更に向上させるためで、前記耐熱性接着剤１
００重量部に対して１５重量部を越えない量を添加す
る。

【０００８】本発明の耐熱性接着剤は半導体装置、特に
図１に示すようなＬＯＣ構造の半導体装置に好適に使用
される。この場合、本発明の耐熱性接着剤は半導体チッ
プの回路素子（能動素子）面上に形成される。

【０００９】用いられる半導体チップは、シリコン（Ｓ
ｉ）ウェハー、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）ウェハー等の
基板上に、トランジスター、ダイオード、抵抗、コンデ
ンサーのような電子回路を構成する要素である回路素子
（能動素子）を製造し、更にＳｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＰＳ
Ｇ（phosphosilicate glass）等の無機絶縁膜及びアル
ミニウム等の金属の配線を形成し、配線の一部を外部接
続用端子となる電極とし、更に外部接続用端子となる電
極部分以外の部分に表面を保護する有機保護膜が形成さ
れた半導体チップ（図２の２Ａに示される）、あるいは
シリコンウェハー等の基板上に、トランジスター等の電
子回路を構成する要素である回路素子を製造し、更にＳ
ｉ₃Ｎ₄等の無機絶縁膜及びアルミニウム等の金属の配線
を形成し、配線の一部を外部接続用端子となる電極とし
た半導体チップ（図３の３Ａに示される）等である。

【００１０】半導体チップの能動素子面上に所望のパタ
ーンの接着剤を形成させる方法は、後述するような方法
で行うことができる。接着剤の厚さは、半導体装置の構
造や電気特性等によって変動し、また、接着剤が表面保
護膜をも兼ねるか否かによっても変動するが、熱処理後
の最終厚さで、通常、５〜５０μｍである。半導体チッ
プ面上に接着剤を形成させた後、接着剤の溶融温度以上
の温度で加熱しながら半導体チップをリードフレームに
押圧し、リードフレームと半導体チップを接着させ、次
いで半導体チップの電極とリードフレームとを金線等の
ワイヤで接続（ワイヤボンディング）した後、半導体チ
ップ、半導体チップとリードフレームとの接着部及びワ
イヤ接続部を、封止材で封止して、半導体装置が製造さ
れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の耐熱性接着剤の製造にお
いて、用いられる式（III）の２，２−ビスフタル酸ヘ
キサフルオロイソプロピリデン二無水物（又はそのアミ
ド形成性誘導体）の使用量は、全酸成分の５０モル％以
上、好ましくは７０モル％以上とする。接着剤の特性改
良のため他の酸無水物を併用してもよい。２，２−ビス
フタル酸ヘキサフルオロイソプロピリデン二無水物の使
用量が、全酸成分の５０モル％未満では（すなわち、他
の酸無水物の使用量が５０モル％を越えると）、誘電率
が高くなり好ましくない。

【００１２】併用してもよい他の酸無水物としては、無
水トリメリット酸、ピロメリット酸二無水物、３，
３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物（ＢＴＤＡ）、３，３’，４，４’−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシ
フェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボ
キシフェニル）スルホン二無水物（ＤＳＤＡ）、４，
４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェ
ニルスルホン二無水物、２，２−ビス［４−（３，４−
ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水
物、エチレングリコールビストリメリテート二無水物
（ＥＢＴＡ）、デカメチレングリコールビストリメリテ
ート二無水物（ＤＢＴＡ）、ビスフェノールＡビストリ
メリテート二無水物（ＢＡＢＴ）、２，２−ビス［４−
（３，４ージカルボキシフェニルベンゾイルオキシ）フ
ェニル］ヘキサフルオロプロパン二無水物、４，４’−
［１，４−フェニレンビス（１−メチルエチリデン）］
ビスフェニルビストリメリテート二無水物、等が挙げら
れる。

【００１３】本発明の耐熱性接着剤の製造において、用
いられる一般式（IV）のジアミンの使用量（ジアミンの
代わりにジイソシアネートを用いる場合は、相当するジ
イソシアネートの使用量；以下同じ。）は、全ジアミン
の１０〜９０モル％、好ましくは３０〜８０モル％とす
る。一般式（IＶ）のジアミンが全ジアミンの１０モル
％未満では吸水率及び誘電率が大きくなり、９０モル％
を越えると接着力が低下する。

【００１４】一般式（IV）のジアミンとしては、例え
ば、４，４'-ジアミノ-３，３'，５，５'-テトラメチル
ジフェニルメタン、４，４'-ジアミノ-３，３'，５，
５'-テトラエチルジフェニルメタン、４，４'-ジアミノ
-３，３'，５，５'-テトラ-ｎ-プロピルジフェニルメタ
ン、４，４'-ジアミノ-３，３'，５，５'-テトライソプ
ロピルジフェニルメタン、４，４'-ジアミノ-３，３'，
５，５'-テトラブチルジフェニルメタン、

【００１５】４，４'-ジアミノ-３，３'-ジメチル-５，
５'-ジエチルジフェニルメタン、４，４'-ジアミノ-
３，３'-ジメチル-５，５'-ジイソプロピルジフェニル
メタン、４，４'-ジアミノ-３，３'-ジエチル-５，５'-
ジイソプロピルジフェニルメタン、４，４'-ジアミノ-
３，５-ジメチル-３'，５'-ジエチルジフェニルメタ
ン、４，４'-ジアミノ-３，５-ジメチル-３'，５'-ジイ
ソプロピルジフェニルメタン、４，４'-ジアミノ-３，
５-ジエチル-３'，５'-ジイソプロピルジフェニルメタ
ン、４，４'-ジアミノ-３，５-ジエチル-３'，５'-ジブ
チルジフェニルメタン、

【００１６】４，４'-ジアミノ-３，５-ジイソプロピル
-３'，５'-ジブチルジフェニルメタン、４，４'-ジアミ
ノ-３，３'-ジイソプロピル-５，５'-ジブチルジフェニ
ルメタン、４，４'-ジアミノ-３，３'-ジメチル-５，
５'-ジブチルジフェニルメタン、４，４'-ジアミノ-
３，３'-ジエチル-５，５'-ジブチルジフェニルメタ
ン、

【００１７】４，４'−ジアミノ−３，３'−ジメチル−
ジフェニルメタン、４，４'−ジアミノ−３，３'−ジエ
チル−ジフェニルメタン、４，４'−ジアミノ−３，３'
−ジｎ−プロピルジフェニルメタン、４，４'−ジアミ
ノ−３，３'−ジイソプロピルジフェニルメタン、４，
４'−ジアミノ−３，３'−ジブチルジフェニルメタン、

【００１８】４，４'−ジアミノ−３，３'，５−トリメ
チルジフェニルメタン、４，４'−ジアミノ−３，３'，
５−トリエチルジフェニルメタン、４，４'−ジアミノ
−３，３'，５−トリ−ｎ−プロピルジフェニルメタ
ン、４，４'−ジアミノ−３，３'，５−トリイソプロピ
ルジフェニルメタン、４，４'−ジアミノ−３，３'，５
−トリブチルジフェニルメタン、

【００１９】４，４'−ジアミノ−３−メチル−３'−エ
チルジフェニルメタン、４，４'−ジアミノ−３−メチ
ル−３'−イソプロピルジフェニルメタン、４，４'−ジ
アミノ−３−エチル−３'−イソプロピルジフェニルメ
タン、４，４'−ジアミノ−３−エチル−３'−ブチルジ
フェニルメタン、４，４'−ジアミノ−３−イソプロピ
ル−３'−ブチルジフェニルメタン、

【００２０】４，４'−ジアミノ−２，２'−ビス（３，
３'，５，５'−テトラメチルジフェニル）イソプロパ
ン、４，４'−ジアミノ−２，２'−ビス（３，３'，
５，５'−テトラエチルジフェニル）イソプロパン、
４，４'−ジアミノ−２，２'−ビス（３，３'，５，５'
−テトラｎ−プロピルジフェニル）イソプロパン、４，
４'−ジアミノ−２，２'−ビス（３，３'，５，５'−テ
トライソプロピルジフェニル）イソプロパン、４，４'
−ジアミノ−２，２'−ビス（３，３'，５，５'−テト
ラブチルジフェニル）イソプロパン、

【００２１】４，４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−
テトラメチルジフェニルエーテル、４，４'−ジアミノ
−３，３'，５，５'−テトラエチルジフェニルエーテ
ル、４，４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−テトラ−
ｎ−プロピルジフェニルエーテル、４，４'−ジアミノ
−３，３'，５，５'−テトライソプロピルジフェニルエ
ーテル、４，４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−テト
ラブチルジフェニルエーテル、

【００２２】４，４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−
テトラメチルジフェニルスルホン、４，４'−ジアミノ
−３，３'，５，５'−テトラエチルジフェニルスルホ
ン、４，４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−テトラｎ
−プロピルジフェニルスルホン、４，４'−ジアミノ−
３，３'，５，５'−テトライソプロピルジフェニルスル
ホン、４，４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−テトラ
ブチルジフェニルスルホン、

【００２３】４，４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−
テトラメチルジフェニルケトン、４，４'−ジアミノ−
３，３'，５，５'−テトラエチルジフェニルケトン、
４，４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−テトラｎ−プ
ロピルジフェニルケトン、４，４'−ジアミノ−３，
３'，５，５'−テトライソプロピルジフェニルケトン、
４，４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−テトラブチル
ジフェニルケトン、

【００２４】４，４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−
テトラメチルベンズアニリド、４，４'−ジアミノ−
３，３'，５，５'−テトラエチルベンズアニリド、４，
４'−ジアミノ−３，３'，５，５'−テトラｎ−プロピ
ルベンズアニリド、４，４'−ジアミノ−３，３'，５，
５'−テトライソプロピルベンズアニリド、４，４'−ジ
アミノ−３，３'，５，５'−テトラブチルベンズアニリ
ド、等が挙げられる。

【００２５】本発明の耐熱性接着剤の製造において、用
いられる一般式（Ｖ）のシロキサンジアミンの使用量
は、全ジアミンの１〜３０モル％、好ましくは３〜２５
モル％とする。一般式（Ｖ）のジアミンが全ジアミンの
１モル％未満では接着力が低く、３０モル％を越えると
Ｔｇ及び接着力が低下する。

【００２６】一般式（Ｖ）中のＲ⁵及びＲ⁸としては、そ
れぞれ独立にトリメチレン基、テトラメチレン基、フェ
ニレン基、トルイレン基等があり、Ｒ⁶及びＲ⁷として
は、それぞれ独立にメチル基、エチル基、フェニル基等
があり、複数個のＲ⁶及び複数個のＲ⁷はそれぞれ同一で
も異なっていてもよい。一般式（Ｖ）のシロキサンジア
ミンであって、Ｒ⁵及びＲ⁸がどちらもトリメチレン基で
あり、Ｒ⁶及びＲ⁷がどちらもメチル基であるものは、信
越化学工業（株）から入手できる。「ＬＰ−７１００」
（ｍが１のもの）、「Ｘ−２２−１６１ＡＳ」（ｍが平
均で１０前後のもの）、「Ｘ−２２−１６１Ａ」（ｍが
平均で２０前後のもの）、「Ｘ−２２−１６１Ｂ」（ｍ
が平均で３０前後のもの）、「Ｘ−２２−１６１Ｃ」
（ｍが平均で５０前後のもの）及び「Ｘ−２２−１６１
Ｅ」（ｍが平均で１００前後のもの）の商品名でそれぞ
れ販売されている。

【００２７】一般式（IV）のジアミンと一般式（Ｖ）の
シロキサンジアミンのほかに、接着剤の特性を改良する
ため「他のジアミン」を全ジアミンに対し０〜４９モル
％の範囲で併用してもよい。「他のジアミン」の使用量
が全ジアミンに対し４９モル％を越えると、吸水率及び
誘電率が大きくなり好ましくない。。併用できる「他の
ジアミン」としては、パラフェニレンジアミン、メタフ
ェニレンジアミン、メタトルイレンジアミン、

【００２８】４，４’−ジアミノジフェニルエーテル
（ＤＤＥ）、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、
４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，３’−ジ
アミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノベンゾ
フェノン、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、

【００２９】１，４−ビス（４−アミノクミル）ベンゼ
ン（ＢＡＰ）、１，３−ビス（４−アミノクミル）ベン
ゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼ
ン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、
１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，
２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プ
ロパン（ＢＡＰＰ）、２，２−ビス［４−（３−アミノ
フェノキシ）フェニル］プロパン、

【００３０】ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェ
ニル］スルホン（ｍ−ＡＰＰＳ）、ビス［４−（４−ア
ミノフェノキシ）フェニル］スルホン、２，２−ビス
［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフル
オロプロパン、等が挙げられる。

【００３１】式（IV）及び（Ｖ）のジアミン又は上記
「他のジアミン」の代わりに、ジイソシアネートを用い
る場合のジイソシアネートの例示としては、前記におい
て示したジアミンのアミノ基をイソシアネート基に換え
たものを挙げることができる。

【００３２】本発明の耐熱性接着剤は、式（III）の
２、２−ビスフタル酸ヘキサフルオロイソプロピリデン
二無水物、又はこのアミド形成性誘導体を含む「酸成
分」と、一般式（IV）のジアミン（又は相当するジイソ
シアネート）、及び一般式（Ｖ）のシロキサンジアミン
（又は相当するジイソシアネート）を含む「ジアミン成
分」とを、酸成分／ジアミン成分の量比が等モル又はほ
ぼ等モルとなるように加え、適当な条件で反応させて製
造される。この際、生成するポリイミドのイミド化の度
合は、条件を選定することにより、適宜調整できる。反
応条件を、例えば、１００℃以上特に１２０℃以上で、
トリブチルアミン、トリエチルアミン、亜リン酸トリフ
エニル等の触媒の存在下に反応させるると、完全に又は
ほとんど完全にイミド化したポリイミドを製造すること
ができる。

【００３３】８０℃以下、特に５０℃以下で反応させる
と、ポリイミドの前駆体であって全く又はほとんどイミ
ド化されていない、ポリアミド酸を製造することができ
る。また、イミド化が部分的に進行したポリイミド前駆
体を製造することもできる。

【００３４】上記ポリアミド酸、又はイミド化が部分的
に進行したポリイミドの前駆体を、更に１００℃以上、
特に１２０℃以上に加熱してイミド化させる方法、又は
無水酢酸、無水プロピオン酸、無水安息香酸等の酸無水
物、ジシクロヘキシルカルボジイミド等のカルボジイミ
ド等の閉環剤、さらに必要に応じてピリジン、イソキノ
リン、トリメチルアミン、アミノピリジン、イミダゾー
ル等の閉環触媒の存在下に、化学閉環（イミド化）させ
る（閉環剤及び閉環触媒は、それぞれ酸無水物１モルに
対して１〜８モルの範囲内で使用するのが好ましい）方
法によって、イミド化がほとんど又は完全に完結したポ
リイミドを製造することができる。これらの反応は、通
常、有機溶剤中で行う。本発明の耐熱性接着剤は、完全
に又はほとんど完全にイミド化したポリイミドであるこ
とが好ましい。

【００３５】反応に使用できる有機溶媒としては、Ｎ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトア
ミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキ
シド、ヘキサメチルホスホルアミド、フエノール、ｍ−
クレゾール、クロルベンゼンなどがあり、互いに相溶す
れば２種類以上を混合して用いても良い。これらの有機
溶媒は、本発明の耐熱性接着剤の希釈用又は溶解用溶媒
としても用いることができる。

【００３６】上記の耐熱性接着剤は、更にカップリング
剤が添加されることが好ましい。カップリング剤の添加
量は、上記耐熱性接着剤１００重量部に対して１５重量
部を越えない量、好ましくは０．５〜５重量部とする。
カップリング剤が１５重量部を越えて添加されると、接
着剤が堅くなりすぎて接着力が低下するので好ましくな
い。

【００３７】用いられるカップリング剤としては、シラ
ンカップリング剤、すなわち、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、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等のエポキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシ
ラン、γ−メタクリロキシトリメトキシシラン等のビニ
ルシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメ
ルカプトシラン、等のほかに、チタネート、アルミキレ
ート、ジルコネート等のカップリング剤が使用できるる
が、好ましくはシランカップリング剤であり、更に好ま
しくはエポキシシラン系カップリング剤である。

【００３８】また、本発明の耐熱性接着剤には、更にこ
れにポリマレイミド、エポキシ樹脂、有機シリコーン粒
子等の有機成分や、シリカ粒子、アルミナ粒子等の無機
フィラーを加えてもよい。

【００３９】本発明の耐熱性接着剤は耐熱性以外に誘電
率が低いことも特徴である。誘電率が低いことは信号伝
送の高速化に有利であり、また接着剤層を薄くできる利
点がある。

【００４０】図１は、本発明における半導体装置の一例
の断面模式図を示す。図１中、１は接着剤、２は半導体
チップ、３はリードフレーム、４はワイヤ、５は封止材
をそれぞれ示す。本発明の耐熱性接着剤は図１に示すよ
うなＬＯＣ構造の半導体装置に特に好適に使用される。

【００４１】半導体装置に用いられる本発明の耐熱性接
着剤の特性として、好ましくは更に以下の性質が要求さ
れる。すなわち、ガラス転移温度（Ｔｇ）は好ましくは
１５０〜３５０℃、更に好ましくは１７０〜３００℃、
もっと好ましくは２００〜２９０℃、吸水率は好ましく
は３重量％以下、「はみ出し長さ」（樹脂の流動性を表
す指標）は好ましくは２ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍ
ｍ以下、もっと好ましくは０．５ｍｍ以下である。ガラ
ス転移温度が２００℃より低い場合、又は「はみ出し長
さ」が１ｍｍ〜２ｍｍの場合には、吸水率が１．５重量
％より少ないことが望ましい。なお、「はみ出し長さ」
は以下の方法で測定する。「はみ出し長さ」の測定：１９ｍｍ×５０ｍｍ（縦×
横）、厚さ２５μｍのフィルム状接着剤を３５０℃、３
ＭＰａ、１分の条件でプレスした際、長辺側からはみ出
た接着剤の長さ（片側分）を片の中央部で測定して、そ
の値（ｍｍ）をはみ出し長さとする。

【００４２】半導体装置へ本発明の耐熱性接着剤が使用
される場合の代表的な適用例を図２及び図３に模式図で
示した。図２は、有機保護膜付半導体チップ（２Ａ）の
能動素子面上の一部に耐熱性接着剤（１）を形成させ、
その半導体チップとリードフレーム（３）とを接着さ
せ、半導体チップの電極（８）とリードフレーム（３）
とをワイヤ（４）で接続した場合（２Ｂ）の断面模式図
である。図３は、図３の３Ａに示す半導体チップの能動
素子面上の電極（８）以外の全面に、耐熱性接着剤
（１）を形成させ（３Ｂ）、その耐熱性接着剤（１）を
用いて半導体チップとリードフレーム（３）とを接着さ
せ、電極（８）とリードフレーム（３）をワイヤ（４）
で接続した場合（３Ｃ）の断面模式図である。図２及び
図３において、１は接着剤、２は半導体チップ、３はリ
ードフレーム、４はワイヤ、６はシリコンウェハ、７は
回路素子、８はアルミニウム配線（電極部）、８’はア
ルミニウム配線、９は無機絶縁膜、１０は有機保護膜を
それぞれ示す。

【００４３】半導体チップとして図２の２Ａで示される
ような構造のものを使用する場合、耐熱性接着剤は、少
なくとも電極部分を露出しつつ、かつ接着に必要な面積
をもつパターンで、能動素子面上の一部に形成される。
この場合の本発明の耐熱性接着剤は接着剤としての役割
をもつ（図２の２Ｂ）。

【００４４】半導体チップとして図３の３Ａで示される
ような構造のものを使用する場合、図２の２Ａにおける
有機保護膜（１０）に代わって、耐熱性接着剤は、電極
部分を露出させる他は全面を被覆するパターンで、能動
素子面上に形成される（図３の３Ｂ）。この場合、本発
明の耐熱性接着剤は能動素子面の電極部分以外の部分の
表面保護膜と接着剤の両方の役割をもつ（図３の３
Ｃ）。

【００４５】半導体チップの能動素子面上に所望のパタ
ーン、例えば、電極部分を露出させ他は全面を被覆する
ようなパターンで接着剤を形成させるには、以下のよう
にして行うことができる。（A）半導体チップ上にスピンコート、ドクターブレー
ド等の方法で接着剤（有機溶剤可溶性樹脂）膜層を形成
させ；（B）この上に所望のパターンのレジスト像を形成さ
せ；（C）有機溶剤で処理して、レジスト像で被覆されてい
ない部分の有機溶剤可溶性樹脂膜層をエッチング・除去
し；（D）レジスト像剥離液で処理して、レジスト像を有機
溶剤可溶性樹脂膜層から剥離させ、（E）アルコールで処理する。

【００４６】半導体チップ上に所望のパターンのレジス
ト像（エッチング液に対して侵食されず、抵抗性をもつ
材料から成る層をいう。）を形成させる方法は種々ある
が、通常は、有機溶剤可溶性樹脂膜層の上にレジスト像
形成用材料（単に、「レジスト」ともいう。）の層を生
成させ、これを所望のパターンのフォトマスクを通して
露光後、現像液で処理して形成させて行う。また、レジ
スト像剥離液としては、溶媒１００重量部に対しベンゼ
ンスルホン酸、トルエンスルホン酸、トルエンスルホン
酸等のアリールスルホン酸０．０１〜１０．０重量部を
含み、かつ、その溶媒の溶解性パラメータが５．０〜１
１．０である（例えば、キシレン、シクロヘキサン、ト
ルエン等）剥離液を用いることができる。

【００４７】半導体チップの能動素子面上に所望のパタ
ーンの接着剤を形成させる他の方法として、スクリーン
印刷法によってもよい。これらの方法によって半導体チ
ップ上の電極を露出させることができる。

【００４８】本発明の耐熱性接着剤はＬＯＣ構造の半導
体装置に好適に使用されることは既述した通りである
が、半導体チップの裏面又はリードフレームに本発明の
耐熱性接着剤を形成することによって、他の構造の半導
体装置、例えば、半導体チップがリードフレームの上側
に位置する構造の半導体装置等にも適用できる。

【００４９】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。実施例１攪拌機、温度計、窒素ガス導入管及び塩化カルシウム管
を備えた四つ口フラスコに、ジアミン成分としての４，
４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロ
ピルジフェニルメタン（ＩＰＤＤＭ）２．７５ｇ（７．
５ミリモル）と「ＬＰ−７１００」（シロキサンジアミ
ン）０．６２ｇ（２．５ミリモル）、及び溶媒としての
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２３．４ｇを
加え溶解した。次に、反応液が５℃を越えないように冷
却しながら酸無水物成分としての２，２−ビスフタル酸
ヘキサフルオロイソプロピリデン二無水物（６ＦＤＡ）
４．４ｇ（１０ミリモル）を少しずつ加えた後、５℃を
越えないように冷却しながら１時間、次いで、室温で６
時間反応させてポリアミド酸のワニスを得た。得られた
ポリアミド酸のワニスに無水酢酸２．５５ｇ及びピリジ
ン１．９８ｇを加え、室温で３時間反応させてポリイミ
ドを得た。得られたポリイミドのワニスを水に注いで得
られる沈殿を分離、粉砕、乾燥してポリイミド粉末とし
た。

【００５０】このポリイミド粉末をＤＭＦに溶解し、得
られたワニスをガラス板上に流延した。１００℃で１０
分乾燥した後、剥離し、鉄枠に固定し２５０℃で１時間
乾燥してフィルムを得た。このようにして得られたフィ
ルムの厚みは２５μｍ、熱機械試験機（ＴＭＡ）でガラ
ス転移温度（Ｔｇ）を測定すると２１５℃であり、２５
℃の水中に２４時間浸漬したときの吸水率は０．３重量
％であり、１ＭＨｚでの誘電率は２．６であった。別
に、上記ポリイミド粉末１００重量部に対してγ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン（ＳＨ６０４０：
東レシリコーン社製）３重量部をＤＭＦに溶解し、得ら
れたワニスをガラス板上に流延し、以下は上記と同様に
して得られたフィルムについて「はみ出し長さ」を測定
すると０．５ｍｍであった。

【００５１】上記ポリイミド粉末１００ｇとγ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン（ＳＨ６０４０）３
ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン４００ｇに溶解して得
たワニスをシリコンウェハー上にスピンコートによって
３０μｍの厚さに塗布し、１２０℃で３０分、つづいて
２７５℃で１０分加熱し、接着剤塗布ウェハーを得た。
この接着剤塗布ウエハーに感光性レジストを用いて電極
部分の接着剤を除去した後、ダイシングして各々のチッ
プに切り離した。このチップを、３７５℃、３MPaの条
件でリードフレームに貼りつけた後、ワイヤボンドし、
封止材で封止して半導体装置を組み立てた。この半導体
装置を８５℃、８５％ＲＨの条件で４８ｈ吸湿させた
後、２４５℃の赤外線炉ではんだリフローを行ったとこ
ろ、この半導体装置にクラックは発生しなかった。

【００５２】実施例２ジアミン成分として４，４’−ジアミノ−３，３’，
５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン（ＩＰ
ＤＤＭ）２．７５ｇ（７．５ミリモル）、「１６１Ａ
Ｓ」（シロキサンジアミン）０．６２ｇ（１．５ミリモ
ル）及び２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）
フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）０．４１ｇ（１．０ミ
リモル）を用い、酸無水物成分として２，２−ビスフタ
ル酸ヘキサフルオロイソプロピリデン二無水物（６ＦＤ
Ａ）４．４ｇ（１０ミリモル）を用い、他は実施例１と
同様に操作し、ポリイミドを得、続いてそのフィルムを
得た。実施例１と同様にしてフィルムの物性を測定する
と、Ｔｇは２３０℃で、吸水率は０．３重量％、１ＭＨ
ｚの誘電率は２．７であった。また、上記ポリイミド粉
末１００重量部に対してγ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン（ＳＨ６０４０）３重量部をＤＭＦに溶
解し、得られたワニスをガラス板上に流延し、実施例１
と同様にして得られたフィルムについて「はみ出し長
さ」を測定すると０．３ｍｍであった。実施例１と同様
にして半導体装置を作製をし、はんだリフローを行った
ところクラックは発生しなかった。

【００５３】比較例１ジアミン成分として、単に４，４’−ジアミノ−３，
３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン
（ＩＰＤＤＭ）の３．６６ｇ（１０．０ミリモル）を用
い、酸無水物成分として２，２−ビスフタル酸ヘキサフ
ルオロイソプロピリデン二無水物（６ＦＤＡ）４．４ｇ
（１０ミリモル）を用いて、他は実施例１と同様に操作
し、ポリイミドを得、続いてそのフィルムを得た。実施
例１と同様にしてフィルムの物性を測定すると、Ｔｇは
４００℃以上、吸水率は０．３重量％、１ＭＨｚの誘電
率は２．６であった。実施例１と同様にして半導体装置
を作製し、はんだリフローを行ったところ、接着剤層と
半導体チップの間及び接着剤層と封止材の間の剥離のた
めクラックが発生した。

【００５４】

【発明の効果】請求項１又は２の耐熱性接着剤は、半導
体装置用の接着剤として好適で基材テープを要せず、従
来より薄い半導体装置を提供できる。請求項３の半導体
装置は、はんだリフロー時の耐パッケージクラック性が
優れ信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＬＯＣ構造の半導体装置の一例を示す断面模式
図である。

【図２】有機保護膜付半導体チップ（２Ａ）を用い、そ
の能動素子面上の一部に耐熱性接着剤を形成させ、半導
体チップとリードフレームとを接着させたところ（２
Ｂ）を示す断面模式図である。

【図３】有機保護膜塗布前の半導体チップ（３Ａ）を用
い、その能動素子面上の電極以外の全面に耐熱性接着剤
を形成し（３Ｂ）、その耐熱性接着剤により半導体チッ
プとリードフレームとを接着させたところ（３Ｃ）を示
す断面模式図である。

【符号の説明】

１…耐熱性接着剤２…半導体チップ３…リードフレーム４…ワイヤ５…封止材６…シリコンウェハ７…回路素子８…アルミニウム配線（電極部）８’…アルミニウム配線９…無機絶縁膜１０…有機保護膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（Ｉ）で表される構成単位５〜９０
モル％と、一般式（II）で表される構成単位０．５〜３
０モル％を含む、耐熱性接着剤。【化１】【化２】〔式（Ｉ）及び（II）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁴は、それぞれ独立に水素原子、Ｃ
１〜４のアルキル基又はＣ１〜４のアルコキシ基であっ
て、かつ、これらのうちの少なくとも二つはＣ１〜４の
アルキル基又はＣ１〜４のアルコキシ基であることを示
し、Ｘは、−ＣＨ₂−、−Ｃ（ＣＨ₃）₂−、−Ｏ−、−ＳＯ₂
−、−ＣＯ−又は−ＮＨＣＯ−を示し、Ｒ⁵及びＲ⁸は、それぞれ二価の有機基を示し、Ｒ⁶及びＲ⁷は、それぞれ一価の有機基を示し、ｍは、１〜１００の整数を示す。〕
【請求項２】請求項１の接着剤１００重量部に対して、
更にカップリング剤を１５重量部を越えない範囲で含む
耐熱性接着剤。
【請求項３】リードフレームと半導体チップとを、半導
体チップ面上に形成させた接着剤により接着させ、半導
体チップの電極とリードフレームとを電気的に接続し、
封止材で封止される半導体装置であって、上記接着剤が
請求項１又は２のいずれかの耐熱性接着剤である、半導
体装置。