JP2002164360A - ダイアタッチペースト及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着性、速硬化性及び信頼性に優れた半導体
接着用ペーストを提供する。 【解決手段】 （Ａ）分子量５００以上、５０００以下
でかつ１分子内に少なくとも１つの２重結合を有する炭
化水素あるいはその誘導体、（Ｂ）１分子内に少なくと
も１つフッ素元素を有する（メタ）アクリルモノマー、
（Ｃ）ラジカル重合触媒、（Ｄ）充填材を必須成分であ
るダイアタッチペーストである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着性及び信頼性
に優れた半導体接着用ダイアタッチペーストに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年半導体パッケージの生産量は増加の
一歩をたどっており、これに伴い製造コストの削減は重
要な課題となっている。半導体素子とリードフレームの
接合方法として、金−シリコン共晶体等の無機材料を接
着剤として用いる方法があるが、コストが高く、また熱
応力により半導体素子の破壊が起こるため、有機材料等
に銀粉等を分散させたペースト状の接着剤（ダイアタッ
チペースト）を使用する方法が主流となっている。

【０００３】一方、半導体装置としての信頼性は、特に
耐半田クラック性が重要であるが、半導体素子とリード
フレームの接着に用いられるダイアタッチペーストに
も、半導体装置の耐半田クラック性を向上させるため、
半導体素子とリードフレームとの線膨張の差を緩和する
ために低弾性率化が求められている。従来から、ゴム等
の低応力物質を使用したダイアタッチペーストが知られ
ているが、半導体装置の耐半田クラック性を向上させる
ため、更に低弾性率化したダイアタッチペーストが求め
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、接着性及び
耐半田クラック性に優れた半導体接着用ペーストを見い
だすべく鋭意検討した結果完成させるに至ったものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）分子量
５００以上、５０００以下でかつ１分子内に少なくとも
１つの２重結合を有する炭化水素あるいはその誘導体、
（Ｂ）１分子内に少なくとも１つのフッ素元素を有する
（メタ）アクリルモノマー、（Ｃ）ラジカル重合触媒、
（Ｄ）充填材を必須成分であることを特徴とするダイア
タッチペースト。また、本発明のダイアタッチペースト
を用いて製作された半導体装置である。

【０００６】更に好ましい形態としては、該（Ａ）分子
量５００以上、５０００以下でかつ１分子内に少なくと
も１つの２重結合を有する炭化水素あるいはその誘導体
と該（Ｂ）１分子内に少なくとも１つフッ素元素を有す
る（メタ）アクリルモノマーとの重量比が９０／１０か
ら２０／８０であるダイアタッチペーストである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる（Ａ）分子量
５００以上、５０００以下でかつ１分子内に少なくとも
１つの２重結合を有する炭化水素あるいはその誘導体と
しては、例えば、ブチルゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム
（ＩＲ）、液状ポリブタジエン等のジエン系ゴム、ある
いはその誘導体等が挙げられるがこれらに限定されるも
のではない。（Ａ）成分としては上記の化合物の１種類
あるいは複数種の併用物を使用することができる。

【０００８】本発明で使用される（Ｂ）１分子内に少な
くとも１つフッ素元素を有する（メタ）アクリルモノマ
ーとしては、例えばトリフロロエチル（メタ）アクリレ
ートやテトラフロロプロピル（メタ）アクリレート等が
挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【０００９】（Ｂ）としては上記の化合物の１種類ある
いは複数種の併用物を使用することができる。また、脂
環式（メタ）アクリル酸エステルや脂肪族（メタ）アク
リル酸エステル等のフッ素元素を有さないアクリルモノ
マーと併用して使用することも出来る。

【００１０】本発明に用いられるベース樹脂は、（Ａ）
と（Ｂ）の重量比が９０／１０〜２０／８０であること
が好ましい。９０／１０より高いとペースト粘度が高す
ぎ塗布作業性が著しく悪くなるので好ましくなく、２０
／８０より小さいと接着性が悪くなるので好ましくな
い。

【００１１】本発明で用いられる（Ｃ）ラジカル重合触
媒は、急速加熱試験（資料１ｇを電熱板の上にのせ、４
℃／分で昇温したときの分解開始温度）における分解温
度が４０℃から１４０℃であることが好ましい。分解温
度が４０℃に満たない場合は、常温における保存性が悪
くなり、１４０℃を越えると硬化時間が極端に長くなる
ためである。

【００１２】（Ｃ）ラジカル重合触媒の具体例を以下に
示すが、これらに限定されるものではない。例として
は、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、１，１−
ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，６−トリメチル
シクロヘキサン等がある。

【００１３】これら（Ｃ）ラジカル重合触媒は単独ある
いは硬化性をコントロールするため２種類以上を混合し
て用いることもできる。さらに、樹脂の保存性を向上す
るために各種重合禁止剤を予め添加しておくことも可能
である。

【００１４】これら（Ｃ）ラジカル重合触媒の添加量
は、成分（Ａ）、（Ｂ）の合計１００重量部に対して、
０．１重量部から１０重量部であることが好ましい。１
０重量部より多いとペーストのライフ（粘度経時変化）
が大きく作業性に問題が生じる。０．１重量部より少な
いと硬化性が著しく低下するので好ましくない。

【００１５】本発明に用いる（Ｄ）充填材としては、銀
粉、金粉、ニッケル粉、銅粉等の導電性フィラー、窒化
アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ等の
絶縁フィラーが挙げられる。充填材の配合量は、特に限
定されないが、ペースト組成物総量に対して２０〜９５
重量％とするのが好ましい。この配合量が２０重量％未
満であると、接着強度が低下する傾向があり、９５重量
％を超えると、粘度が増大しペースト組成物の作業性が
低下する傾向がある

【００１６】銀粉は導電性を付与するために用いられ、
ハロゲンイオン、アルカリ金属イオン等のイオン性不純
物の含有量は１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。ま
た、銀粉の形状としては、フレーク状、樹枝状、球状等
が用いられる。必要とするペーストの粘度により、使用
する銀粉の粒径は異なるが、通常平均粒径は２〜１０μ
ｍ、最大粒径は５０μｍ程度のものが好ましい。また、
比較的粗い銀粉と細かい銀粉とを混合して用いることも
でき、形状についても各種のものを便宜混合してもよ
い。

【００１７】次に、絶縁フィラーの一つであるシリカフ
ィラーは平均粒径１〜２０μｍで最大粒径５０μｍ以下
のものが好ましい。平均粒径が１μｍ未満だと粘度が高
くなり、２０μｍを越えると塗布または硬化時に樹脂分
が流出するのでブリードが発生するため好ましくない。
また、最大粒径が５０μｍを越えるとディスペンサーで
ペーストを塗布するときに、ニードル詰まりを起こすた
め好ましくない。更に、比較的粗いシリカフィラーと細
かいシリカフィラーを混合して用いることもでき、形状
についても各種のものを便宜混合してもよい。

【００１８】本発明における樹脂ペーストは必要により
カップリング剤、消泡剤、界面活性剤、エラストマー等
の添加剤を用いることができる。

【００１９】本発明のダイアタッチペーストの製造方法
としては、例えば予備混合した後三本ロール等を用いて
混練し、ペーストを得て真空下脱泡する。本発明のダイ
アタッチペーストを用いて製作された半導体装置は、信
頼性、生産性の高い半導体装置である。半導体装置の製
造方法は従来の公知の方法を使用することが出来る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する。 ＜実施例１〜３、比較例１〜２＞（Ａ）成分として、ア
クリル変性ポリブタジエン（数平均分子量：約１００
０、日本石油化学（株）製、ＭＭ−１０００−８０）、
エポキシ変性ポリブタジエン（数平均分子量：約１００
０、日本石油化学（株）製、Ｅ−１０００−８）、
（Ｂ）成分として、トリフロロエチルメタクリレート
（共栄社化学（株）製、ライトエステルＭ−３Ｆ）、
（Ｃ）成分として、ジクミルパーオキサイド（急速加熱
試験における分解温度：１２６℃、日本油脂（株）製、
パークミルＤ）、（Ｄ）成分として、フレーク状銀粉
（平均粒径３μｍ、最大粒径２０μｍ）、粉砕シリカ
（平均粒径３μｍ、最大粒径２０μｍ）、カップリング
剤としてアルコキシシラン（信越化学工業（株）製、Ｋ
ＢＭ−４０３Ｅ）、フッ素元素を有さない（メタ）アク
リルモノマーとして１．６ヘキサンジオールジメタクリ
レート（共栄社化学（株）製、ライトエステル１．６Ｈ
Ｘ）を表１の割合で配合し、３本ロールを用いて混錬
し、脱泡後ダイアタッチペーストを得た。得られたダイ
アタッチペーストを以下の方法により評価した。なお、
比較例では、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキ
シ当量１８０、室温で液体、以下ビスＡエポキシ）、ク
レジルグリシジルエーテル（エポキシ当量１８５、以下
ＣＧＥ）、フェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０
４、軟化点８５℃、以下ＰＮ）、２−フェニル−４，５
−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成工業
（株）製、キュアゾール２ＰＨＺ）を使用した。

【００２１】＜評価方法＞ ・粘度：２５℃でＥ型粘度計を用いて回転数２．５ｒｐ
ｍでの粘度を測定した。 ・接着強度：ダイアタッチペーストを用いて、６×６ｍ
ｍのシリコンチップを銅フレームにマウントし、１７５
℃、３０分で硬化接着した。硬化後、自動せん断強度測
定装置（ＤＡＧＥ社製、ＰＣ２４００）を用いて２６０
℃での熱時ダイシェア強度を測定した。 ・弾性率：１０×１５０×０．１ｍｍの試験片を作成し
（硬化条件１７５℃、３０分）、引っ張り試験により加
重−変位曲線を測定し、その初期勾配より弾性率を求め
た（測定長：１００ｍｍ、試験速度：１ｍｍ／分、測定
温度：２５℃）。 ・耐半田クラック性：表１の配合割合のダイアタッチペ
ーストを用い、下記のリードフレーム（銅）とシリコン
チップ（６×６ｍｍ）を、１７５℃、３０分で硬化接着
した。その後、スミコンＥＭＥ−７０２６（住友ベーク
ライト（株）製）の封止材料を用い、封止したパッケー
ジ（ＱＦＰ）を６０℃、相対湿度６０％の雰囲気下、１
９２時間吸湿処理した後、ＩＲリフロー（２６０℃、１
０秒）にかけ、断面観察により内部クラックの数を測定
し、耐半田クラック性の指標とした。（ｎ＝８）

【００２２】評価結果を表１に示す。

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明のダイアタッチペーストは、低弾
性率の特性を有しており、これを用いた半導体装置は、
耐半田クラック性が優れているので、信頼性の優れた半
導体装置を得ることが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J011 AA05 DA02 FA07 PA03 PA07 PA13 PB22 PB27 4J026 AA14 AA67 AA68 AA69 AC32 AC33 BA29 DB15 GA07 GA10 4J040 FA141 HA066 HA136 HA196 HA206 HA306 HB01 JA05 KA14 KA32 KA42 LA01 LA06 LA08 LA09 NA20 5F047 BA33

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）分子量５００以上、５０００以下
   でかつ１分子内に少なくとも１つの２重結合を有する炭
   化水素あるいはその誘導体、（Ｂ）１分子内に少なくと
   も１つのフッ素元素を有する（メタ）アクリルモノマ
   ー、（Ｃ）ラジカル重合触媒、（Ｄ）充填材を必須成分
   とすることを特徴とするダイアタッチペースト。
2. 【請求項２】 （Ａ）分子量５００以上、５０００以下
   でかつ１分子内に少なくとも１つの２重結合を有する炭
   化水素あるいはその誘導体と（Ｂ）１分子内に少なくと
   も１つフッ素元素を有する（メタ）アクリルモノマーと
   の重量比が９０／１０から２０／８０である請求項１記
   載のダイアタッチペースト。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のダイアタッチペ
   ーストを用いて製作された半導体装置。