(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）下記一般式（１）で示される化合物、または一般式（２）で示される化合物、（Ｂ）下記一般式（３）で示される化合物、または一般式（４）で示される化合物、（Ｃ）熱可塑性エラストマー、（Ｄ）有機過酸化物、（Ｅ）銀粉または、シリカフィラーを必須成分とし、一般式（３）で示される化合物、または一般式（４）で示される化合物が全樹脂中０．１〜５０重量％であることを特徴とする半導体用ダイアタッチ樹脂ペースト。
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子を基板等に接着する樹脂ペーストに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のエレクトロニクス産業の著しい発展に伴い、トランジスタ、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩと半導体素子における回路の集積度は急激に増大している。このため、半導体素子の大きさも、従来長辺が数ｍｍ程度だったものが１０数ｍｍと飛躍的に増大している。又、リードフレームは従来の４２アロイから、熱伝導性も良く安価である銅材が主流となりつつある。一方、半導体製品の実装は表面実装法になり、しかも高密度実装化のため半導体製品自体、すなわちパッケージの大きさは小さく、且つ薄くなってきている。
【０００３】
このような半導体製品の動向に従い、半導体製品の構成材料に対する要求性能も変化してきており、半導体素子と金属フレームを接合するダイボンディング用樹脂ペーストに対しても、従来要求されていた接合の信頼性のみならず、大型チップと銅フレームの熱膨張率の差に基づく熱応力を吸収緩和する応力緩和特性、更に薄型パッケージでの表面実装に基づく耐半田クラック特性が要求され始めている。
【０００４】
この様な耐半田クラック性のダイボンディング用樹脂ペーストの条件としては、低応力性、低吸水性、低汚染性などの項目があげられる。
これらの項目のうち、低応力性、低吸水性に関しては樹脂、硬化剤、添加剤等広汎にわたる研究開発がなされており実用化されている。一方、汚染性に関しては、一般にダイボンディング用樹脂ペーストは、樹脂と無機充填材から構成されているが、塗布作業性を考慮するためにペーストの粘度が限定される。
【０００５】
従来のエポキシ樹脂を使用する場合は、樹脂は元来粘稠な液体、又は固形であるため、ペースト化するには希釈剤を加え低粘度化する必要がある。その希釈剤としては、例えば、モノエポキシ、脂肪族ポリエポキシ等の反応性希釈剤、又は溶剤で代表される非反応性希釈剤がある。
【０００６】
反応性希釈剤の場合においては、ペーストの硬化中にアウトガスとして一部が揮散し、基板、チップ表面等を汚染し易く、更に封止樹脂組成物で封止したときの封止樹脂と基板やチップ表面との密着性が悪くなり、封止樹脂組成物やペーストに採用されている低応力性が生かされず、ストレスがかかった時の界面剥離やパッケージクラックが起きやすくなるという欠点があった。又、半田クラック性とは関係ないが、反応性希釈剤は、揮発し易く一般に作業環境に難点がある。このため硬化時に排気を十分にしなければならない等の問題があり、環境面で好ましくない。一方、非反応性希釈剤を用いる場合は、基板、チップへの汚染は殆どないが、ペースト層にボイドが発生し易い、ペースト厚みが一定しない等の問題があった。
【０００７】
又、液状エポキシ樹脂、液状の硬化剤、銀粉及びその他の成分の組み合わせがあるが、一般にリードフレームにペーストを塗布する時に糸引き不良が発生し易く、実際の作業に適用するには問題があった。
従って希釈剤、又は溶剤を添加しない低汚染性で、且つ耐半田クラック性に優れたペーストの開発が望まれていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低汚染性及び耐半田クラック性に優れたダイボンディング用樹脂ペーストを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（Ａ）下記一般式（１）で示される化合物、または一般式（２）で示される化合物、
（Ｂ）下記一般式（３）で示される化合物、または一般式（４）で示される化合物、
（Ｃ）熱可塑性エラストマー、
（Ｄ）有機過酸化物、
（Ｅ）銀粉または、シリカフィラー
を必須成分とし、一般式（３）で示される化合物、または一般式（４）で示される化合物が全樹脂中０．１〜５０重量％であることを特徴とする半導体用ダイアタッチ樹脂ペースト。
【００１０】
【化１】
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【００１１】
【化２】
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【００１２】
【化３】
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【００１３】
【化４】
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【００１４】
本発明に用いる式（１）または（２）で示される化合物は、低弾性率の特徴を有している。式中のＲ１はメチレン基・イソプロピレン基のものが工業化されている。また、式中のＲ２は、エチレン基、イソプロピレン基のものが工業化されているが、イソプロピレン基のほうが好ましい。エチレン基を導入した場合、親水性が高く、吸水率増加の原因となる。また、Ｘ＋Ｙは、４以上であることが好ましく、４未満であると接着後のチップの反りが急激に大きくなり、低応力性の特徴がなくなる。
【００１５】
全樹脂中に含まれる式（３）または（４）の化合物は０．１〜５０重量％が好ましい。
０．１重量％未満では接着強度の低下が起こり、また、５０重量％以上では硬化時に発生するアウトガスが増加、汚染性が低下して耐半田クラック性低下の原因となる。
【００１６】
本発明で用いられる熱可塑性エラストマーとしては特に制限はないが、例えばポリエステル樹脂類、ポリウレタン樹脂類、ポリイミド樹脂類、ポリブタジエン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ブチルゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ナイロン、スチレン−イソプレン共重合体、フェノキシ樹脂などを用いることができる。また、このような樹脂骨格中にアクリル基、メタクリル基、水酸基など各種官能基を導入したものも用いることができる。添加量は、各樹脂の粘度によっても異なるが、通常全樹脂中の０．１〜４０重量％が好ましい。０．１重量％では、ワイヤーボンディング時にかかる熱衝撃によりペレットの剥離が発生することがあり、また、４０重量％ではペーストの粘度が上昇して、作業性が著しく低下する。
【００１７】
本発明に用いられる有機過酸化物としては特に限定されるものではなく、例えば１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート、ｔ−ブチルパ−オキシ−２−エチルヘキサネート、ｔ−ヘキシルパ−オキシ−２−エトルヘキサネート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパ−オキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパ−オキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パ−オキシジカーボネート等が挙げられる。これら過酸化物は単独あるいは硬化性をコントロールするため２種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。
【００１８】
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るが用途によりこれらを複数混合しても良い。更にニードル詰りを防止するため、これらの粒径は５０μｍ以下が好ましい。
【００１９】
本発明における樹脂ペーストは必要により消泡剤、カップリング剤、界面活性剤等の添加剤を用いることができる。本発明のペーストの製造方法としては、例えば予備混合して三本ロール等を用いてペーストを得て真空下脱泡する等がある。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお配合割合は、重量部である。
実施例１〜６
・式（１）に示すＲ1＝Ｃ（ＣＨ3）2、Ｒ2＝ＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）、Ｘ＋Ｙ＝２０を有する化合物（Ａ成分）
・式（４）に示すａ＝１、ｂ＝１、ｃ＝２を有する化合物（Ｂ成分）
・アクリル変性ブタジエンゴム（Ｃ成分）
・１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（Ｄ成分）
・平均粒径３μｍのフレーク状銀粉（Ｅ成分）
・平均粒径６μｍの球状シリカフィラー（Ｆ成分）
・ビスフェノールＦジグリシジルエーテル（Ｇ成分）
・ターシャリブチルフェニルグリシジルエーテル（Ｈ成分）
・ブチルセルソルブアセテート（Ｉ成分）
・フェノールノボラック樹脂（Ｊ成分）
・２−フェニル，４−メチルイミダゾール（Ｋ成分）
を表１に示す割合で配合し、三本ロールで充分に混練、脱泡後、樹脂ペーストを得て、各種性能を評価した。評価結果を表１に示す。
【００２１】
比較例１〜５
表２に示す割合で配合し、実施例と同様にして樹脂ペーストを得て、実施例と同様にして各種性能を評価した。評価結果を表２に示す。
【００２２】
評価方法
粘    度  ：２５℃でＥ型粘度計を用いて回転数２．５ｒｐｍでの粘度を測定した。
接着強度  ：ペーストを用いて、２×２ｍｍのシリコンチップを銅フレームにマウントし、１５０℃のオーブン中で３０分間硬化した。硬化後プッシュプルゲージを用い２５０℃での熱時ダイシェア強度（吸水前）を測定した。又硬化後のサンプルを８５℃、相対湿度８５％、７２時間吸水処理し２４０℃での熱時ダイシェア強度（吸水後）を測定した。
吸  水  率：テフロンシート上にペーストを５０×５０×０．１ｍｍになるように塗布し２００℃のオーブン中で６０分間硬化した後、８５℃、相対湿度８５％、７２時間吸水処理を行ない、処理前後の重量変化より吸水率を算出した。
ボ  イ  ド：リードフレームに１０ｍｍ×１０ｍｍのガラスチップをマウントし硬化後、外観でボイドをチェックした。被着面積の１５％以下のボイドならば良好、１５％を越えるものを不良とした。
ＷＢ処理時の剥離：リードフレームに６ｍｍ×１５ｍｍのチップをマウントし硬化後、２５０℃にてワイヤ−ボンディング処理を行ない、ペレットの接着状態を観察した。剥離が無ければ良好、剥離が観察されれば不良とした。
耐パッケージクラック性：スミコンＥＭＥ−７３２０（住友ベークライト（株）・製）の封止材料を用い、下記の条件で成形したパッケージを８５℃、相対湿度８５％、１６８時間吸水処理した後、ＩＲリフロー（２４０℃、１０秒）にかけ、断面観察により内部クラックの数を測定し耐パッケージクラック性の指標とした。
パッケージ          ：８０ｐＱＦＰ（１４×２０×２ｍｍ厚さ）
チップサイズ        ：７．５×７．５ｍｍ（アルミ配線のみ）
リードフレーム      ：４２アロイ
成    形            ：１７５℃、２分間
ポストモールドキュア：１７５℃、４時間
全パッケージ数      ：１２
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
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【００２５】
【発明の効果】
本発明は、従来のエポキシ樹脂で使用していた反応性希釈剤、溶剤の含有ないため、硬化時のアウトガスによる基材の汚染が殆どなく、且つ硬化物層にボイドの発生もなく、耐半田クラック性に優れるものである。