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JP3035135B2 - ダイボンディング材 - Google Patents

ダイボンディング材

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Publication number
JP3035135B2
JP3035135B2 JP26619093A JP26619093A JP3035135B2 JP 3035135 B2 JP3035135 B2 JP 3035135B2 JP 26619093 A JP26619093 A JP 26619093A JP 26619093 A JP26619093 A JP 26619093A JP 3035135 B2 JP3035135 B2 JP 3035135B2
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JP
Japan
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epoxy resin
bonding material
die bonding
epoxy
phenol
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP26619093A
Other languages
English (en)
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JPH07118365A (ja
Inventor
有史 坂本
隆 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP26619093A priority Critical patent/JP3035135B2/ja
Publication of JPH07118365A publication Critical patent/JPH07118365A/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低応力性、接着性及び
低吸水性に優れたダイボンディング材に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体チップの大型化、パッケージ
の薄型化に伴い周辺材料である樹脂材料に対する信頼性
の要求は年々厳しいものとなってきている。その中でリ
ードフレームに半導体チップを接着するダイボンディン
グ材の特性がパッケージの信頼性を高める要因として重
要視されている。パッケージの信頼性で特に重要なもの
として、実装時の熱ストレスに対する耐半田クラック性
がある。この特性を向上させるためには半導体封止材料
と同様にダイボンディング材にも低応力性、低吸水性、
高接着性が要求される。しかしながら、これまでこれら
の特性を全て満足する材料は知られていなかった。例え
ば、ダイボンディング材としてはポリアミド樹脂に無機
フィラーを分散させたものがあり、接着性、低応力性に
関しては優れているが、低吸水性の点で劣り、又溶剤を
用いるため硬化物中にボイドが残り易く、硬化に高温を
必要とするといった欠点があった。一方、他の樹脂とし
てエポキシ樹脂に無機フィラーを分散させたものがある
が、接着性に優れているものの、低吸水性の点でやや劣
り、又硬化物が硬く脆いため低応力性に劣るという問題
があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を解決するため鋭意検討した結果、低応力性、接着性
及び低吸水性に優れたダイボンディング材を提供するも
のである。
【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）式
（１）で示されるエポキシ樹脂（ａ）と分子中に２個の
フェノール性水酸基を含むフェノール類（ｂ）とを当量
比［（ｂ）の水酸基当量／（ａ）のエポキシ当量］で、
フェノール類（ｂ）の過剰下で反応してなる生成物、 （Ｂ）エポキシ樹脂 （Ｃ）硬化剤 及び （Ｄ）無機フィラー を必須成分とするダイボンディング材である。
【０００４】
【化２】
【０００５】本発明に用いる式（１）のエポキシ樹脂
は、低弾性率、低吸水性の特徴を有する。式中のＲ1，
Ｒ2は２価の炭素数１〜５の脂肪族基、又は炭素数６以
上の芳香族から２個の水素を除いた残基を示し、互いに
同じでも異なってもよい。Ｒ1、Ｒ2の２価の炭素数６以
上のものは工業化されていない。これらの中でＲ1，Ｒ2
としてはプロピレン基が好ましい。本発明に用いる式
（１）のエポキシ樹脂とフェノール類（ｂ）の反応例と
しては、式（１）のエポキシ樹脂（ａ）とフェノール類
（ｂ）とを当量比［（ｂ）の水酸基当量／（ａ）のエポ
キシ当量］で、フェノール類（ｂ）過剰下、エポキシ樹
脂とフェノール類（ｂ）を混合し、必要により溶媒を加
え１００℃以上の条件で反応させる。当量比としては１
〜５がより好ましい。当量比が５を越えるとシロキサン
含有量が少なくなり、ダイボンディング材としての低応
力性が発現しにくくなる。又、式（１）より長鎖長のシ
ロキサンユニットを含む式（２）のエポキシ樹脂も工業
化されている。
【０００６】
【化３】
【０００７】しかし、式（２）の長鎖長のエポキシ樹
脂、又は式（２）を用いた本発明の方法による反応生成
物は低応力性に優れているものの接着強度、特に熱時強
度が低下する。エポキシ樹脂（ａ）とフェノール類
（ｂ）との反応を促進するために、必要により触媒を添
加してもよい。触媒の例としてはトリフェニルフォスフ
ィン、トリブチルフォスフィン等の有機フォスフィン
類、これらの有機ボレート塩、１，８−ジアザビシクロ
ウンデセン等のジアザ化合物等が挙げられる。
【０００８】本発明に用いるフェノール類としては、ハ
イドロキノン、レゾルシノール、ビスフェノールＡ、ビ
スフェノールＦ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビス
フェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、テトラ
メチルビスフェノールＳ、ジヒドロキシジフェニルエー
テル、ジヒドロキシベンゾフェノン、ｏ−ヒドロキシフ
ェノール、ｍ−ヒドロキシフェノール、ｐ−ヒドロキシ
フェノール、ビフェノール、テトラメチルビフェノー
ル、エチリデンビスフェノール、メチルエチリデンビス
（メチルフェノール）、α−メチルベンジリデンビスフ
ェノール、シクロヘキシリデンビスフェノール等が挙げ
られ、これらは単独でも混合して用いてもよい。
【０００９】本発明で用いるエポキシ樹脂の例として
は、特に限定されないが、例えばビスフェノールＡ、ビ
スフェノールＦ、フェノールノボラックとエピクロルヒ
ドリンとの反応で得られるジグリシジルエーテルで常温
で液状のもの、ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシ
クロペンタジエンオキシド、アリサイクリックジエポキ
シド−アジペイトのような脂環式エポキシ等が挙げられ
る。
【００１０】本発明の硬化剤としてはダイボンディング
材のシェルフライフを損なわないものであれば、特に限
定はされない。例えば、ヘキサヒドロフタール酸無水
物、メチルヒドロフタール酸無水物、ナジック酸無水物
等の酸無水物、ノボラック型フェノール樹脂等のポリフ
ェノール類、及びイミダゾール、ジシアンジアミド等の
アミン系化合物が挙げられる。反応生成物、エポキシ樹
脂、硬化剤の配合比は特に限定されないが、エポキシ基
当量／エポキシ基と反応する活性基当量の比が１〜１０
であり、かつ３者の合計重量中の反応生成物は３０重量
％以上であることが好ましい。当量比が１０を越えた
り、又は反応生成物が３０重量％未満だとダイボンディ
ング材としての低応力性が損なわれるからである。
【００１１】本発明で用いる無機フィラーとしては、炭
酸カルシウム、シリカ、アルミナ等の絶縁フィラー、銀
粉、金粉、ニッケル粉、銅粉等の導電性フィラーが挙げ
られ、用途によりこれらを複数混合してもよい。更に、
ニードル詰りを防止するため、これらの粒径は５０μｍ
以下のものが好ましい。
【００１２】本発明によると、式（１）で示される低鎖
長シロキサンユニットを含むエポキシ樹脂をフェノール
類と予め反応させることにより、ダイボンディング材と
して適度な粘度の樹脂が得られ、硬化時に樹脂成分のブ
リード、アウトガスによるチップや、その周辺の汚染も
極めて少なくすることができる。又、式（１）のエポキ
シ樹脂は、低鎖長シロキサンユニットのため熱時におけ
る流動性がある程度抑制され、熱時接着強度の低下も少
なくなる。更に、単に式（１）のエポキシ樹脂を単独、
又は式（１）のエポキシ樹脂と他のエポキシ樹脂を混合
したダイボンディング材では、硬化時にアウトガスやブ
リードが発生し半導体周辺を汚染してしまうという欠点
がある。本発明の樹脂組成物は、反応生成物、エポキシ
樹脂、硬化剤及び無機フィラー、必要に応じて硬化促進
剤、顔料、染料、消泡剤、溶剤等の添加剤を予備混合
し、三本ロールを用いて混練し、ペーストを得て真空脱
泡することにより製造することができる。
【００１３】反応生成物の製造例１ ビスフェノールＦ（水酸基当量１００）１００ｇ、式
（３）のエポキシ樹脂（エポキシ当量１８１）９０ｇ
に、触媒としてトリフェニルフォスフィン０．５ｇを添
加し１８０℃、２ｈｒ反応させた。この生成物を反応生
成物（１）とする
【００１４】
【化４】
【００１５】反応生成物の製造例２ レゾルシノール（水酸基当量５５）１１０ｇ、式（３）
のエポキシ樹脂１８０ｇに、触媒としてトリフェニルフ
ォスフィン０．５ｇを添加し、１８０℃、２ｈｒ反応さ
せた。この生成物を反応生成物（２）とする。 反応生成物の製造例３ ビスフェノールＦ１００ｇ、式（４）のエポキシ樹脂
（エポキシ当量３３０）１６５ｇに、トリフェニルフォ
スフィン０．５ｇを添加し１８０℃、２ｈｒ反応させ
た。この生成物を反応生成物（３）とする。
【００１６】
【化５】
【００１７】以下本発明を実施例で具体的に説明する。 実施例１ エポキシ樹脂としてビスフェノールＦエポキシ樹脂（エ
ポキシ当量１７０）（以下ＢＰＦＥＰという）７０ｇ、
希釈剤としてｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル
（以下ＴＧＡという）３０ｇ、硬化剤としてジシアンジ
アミド（以下ＤＤＡという）１ｇ、２−フェニル−４−
メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＩという）２ｇ、反応生
成物（１）１５０ｇ、平均粒径３μｍのフレーク状銀粉
８３０ｇを配合し三本ロールで混練しダイボンディング
材を調製した。このダイボンディング材を用い銀めっき
付銅フレームに２×２ｍｍ角のシリコンチップを２００
℃、６０分で硬化接着させ、３００℃における熱時接着
力をプッシュプルゲージで測定した。同様に１５×６×
０．３ｍｍ（厚さ）のシリコンチップを厚さ５０μｍの
銀めっき付銅フレームに２００℃、６０分で硬化接着さ
せ、低応力性の尺度としてチップの長手方向を表面粗さ
計を用いて上下方向の変位の最大値を求めた。又、ダイ
ボンディング材硬化物（２００℃、６０分で硬化）の弾
性率及び８５℃、８５％ＲＨ下での飽和吸水率を測定し
た。更にブリード性を調べた。評価結果を表１に示す。
【００１８】実施例２〜４ 表１の配合に従い、実施例１と同様にしてダイボンディ
ング材を調整し、実施例１と同様の試験を行った。測定
結果を表１に示す。
【００１９】比較例１〜３ 表１の配合に従い、実施例１と同様にしてダイボンディ
ング材を調整し、実施例１と同様の試験を行った。測定
結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】本発明は、低応力性、接着性及び低吸水
性に優れ、かつ硬化時のブリードがなく工業的に有用な
ダイボンディング材である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/52 Ｈ０１Ｌ 21/52 Ｅ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08L 63/00 - 63/10 C08G 59/20 - 59/30 C09J 163/00 - 163/10 H01L 21/52

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）式（１）で示されるエポキシ樹脂
    （ａ）と分子中に２個のフェノール性水酸基を含むフェ
    ノール類（ｂ）とを当量比［（ｂ）の水酸基当量／
    （ａ）のエポキシ当量］で、フェノール類（ｂ）の過剰
    下で反応してなる生成物、 （Ｂ）エポキシ樹脂 （Ｃ）硬化剤 及び （Ｄ）無機フィラー を必須成分とすることを特徴とするダイボンディング
    材。 【化１】
JP26619093A 1993-10-25 1993-10-25 ダイボンディング材 Expired - Lifetime JP3035135B2 (ja)

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