(57)【要約】【課題】良好な低応力性、密着性を示すと同時にレジンブリードが発生しない樹脂組成物及び該樹脂組成物を半導体用ダイアタッチ材料またはヒートシンクアタッチ材料とすることにより信頼性に優れた半導体装置を提供する。【解決手段】主鎖骨格に一般式（１）で示される構造を含み、かつ少なくとも２つのラジカル重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物（Ａ）、主鎖骨格に一般式（２）で示される構造を含み、かつ少なくとも１つの一般式（３）で示される官能基を有する化合物（Ｂ）、充填材（Ｃ）を必須成分とすることを特徴とする樹脂組成物。【化１】2005314555.tif 000009【化２】2005314555.tif 000010【化３】2005314555.tif 000011【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）主鎖骨格に一般式（１）で示される構造を含み、かつ少なくとも２つのラジカル重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物、（Ｂ）主鎖骨格に一般式（２）で示される構造を含み、かつ少なくとも１つの一般式（３）で示される官能基を有する化合物、（Ｃ）充填材を必須成分とすることを特徴とする樹脂組成物。
【化１】
2005314555.tif 000006
【化２】
2005314555.tif 000007
【化３】
2005314555.tif 000008
【請求項２】
一般式（１）で示される繰り返し単位のＲ1がテトラメチレン基である請求項１記載の樹脂組成物。
【請求項３】
一般式（１）で示される繰り返し単位のＲ1がメチルエチレン基である請求項１記載の樹脂組成物。
【請求項４】
化合物（Ａ）がジ（メタ）アクリレートである請求項１、２又は３記載の樹脂組成物。
【請求項５】
一般式（２）で示される繰り返し単位のＲ2がメチルエチレン基である請求項１、２、３又は４記載の樹脂組成物。
【請求項６】
一般式（３）のＲ3及びＲ4がともにメチル基である請求項１、２、３、４又は５記載の樹脂組成物。
【請求項７】
一般式（３）のｎが２である請求項１、２、３、４、５又は６記載の樹脂組成物。
【請求項８】
充填材が銀粉である請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の樹脂組成物をダイアタッチ材料あるいはヒートシンクアタッチ材料として用いて製作されることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂組成物及び樹脂組成物を使用して作製した半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境対応の一環として半導体製品からの鉛撤廃が進められている中、半導体パッケージの外装めっきからの脱鉛化の目的でリードフレームのめっきをＮｉ−Ｐｄに変更する場合が増えてきている。ここでＮｉ−Ｐｄめっきは表面のＰｄ層の安定性を向上する目的で薄く金めっき（金フラッシュ）が行われるが、一般にＮｉ−Ｐｄめっきそのものの平滑性および表面の金の存在のため通常の銀めっき銅フレーム等と比較すると接着力が低下する。また基板実装時に使用する半田も鉛フリー半田が使用されるため、錫−鉛半田の場合よりリフロー温度を高くする必要がある。接着力の低下およびリフロー温度の高温化に基づくストレスの増加のため、リフロー中に半導体パッケージ中に剥離ひいてはクラックが発生しやすくなるため半導体パッケージの構成材料はより高いリフロー耐性を有する必要がある。ここで接着力改善のためにリードフレームに対しても種々の対策が取られてきているが、その中の１つとして表面粗化があり接着力の向上には効果があるもののダイアタッチ材料のレジンブリード（樹脂にじみ）が顕著になる。
【０００３】
一方ヒートシンクは通常Ｎｉめっき、あるいはＰｄめっきが施されているが同様に良好な接着性を得るために表面が粗化されている場合がありレジンブリードは深刻な問題であるとともに、大面積を接着する必要がある場合が多いため十分な低応力性も要求されている。
このように十分な低応力性を有しつつ粗化面積に対しての良好なレジンブリード性が要求されているが、従来より使用されている樹脂組成物ではこれらの要求を同時に満足するものはなかった。（例えば特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２１５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、大面積の接着用途に使用しても十分な低応力性を有し、かつ良好な接着性ならびにレジンブリード性を示す樹脂組成物及び該樹脂組成物を半導体用ダイアタッチ材料あるいはヒートシンクアタッチ材料として使用することで信頼性に優れた半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記［１］〜［９］に記載の本発明により達成される。
［１］（Ａ）主鎖骨格に一般式（１）で示される構造を含み、かつ少なくとも２つのラジカル重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物、（Ｂ）主鎖骨格に一般式（２）で示される構造を含み、かつ少なくとも１つの一般式（３）で示される官能基を有する化合物、（Ｃ）充填材を必須成分とすることを特徴とする樹脂組成物。
【０００７】
【化１】
2005314555.tif 000002
【０００８】
【化２】
2005314555.tif 000003
【０００９】
【化３】
2005314555.tif 000004
【００１０】
［２］一般式（１）で示される繰り返し単位のＲ1がテトラメチレン基である［１］項記載の樹脂組成物。
［３］一般式（１）で示される繰り返し単位のＲ1がメチルエチレン基である［１］項記載の樹脂組成物。
［４］化合物（Ａ）がジ（メタ）アクリレートである［１］［２］又は［３］項記載の樹脂組成物。
［５］一般式（２）で示される繰り返し単位のＲ2がメチルエチレン基である［１］［２］［３］又は［４］項記載の樹脂組成物。
［６］一般式（３）のＲ3及びＲ4がともにメチル基である［１］［２］［３］［４］又は［５］項記載の樹脂組成物。
［７］一般式（３）のｎが２である［１］［２］［３］［４］［５］又は［６］項記載の樹脂組成物。
［８］充填材が銀粉である［１］［２］［３］［４］［５］［６］又は［７］項記載の樹脂組成物。
［９］［１］〜［８］項のいずれか１項に記載の樹脂組成物をダイアタッチ材料あるいはヒートシンクアタッチ材料として用いて製作されることを特徴とする半導体装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、低応力性、接着性、レジンブリード性に優れた樹脂組成物及び該樹脂組成物を半導体用ダイアタッチ材料またはヒートシンクアタッチ材料として使用した信頼性に優れた半導体装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に用いる主鎖骨格に一般式（１）で示される構造、かつ少なくとも２つのラジカル重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物（Ａ）のＲ1は炭素数が３から６の炭化水素基に限定されるが、これは炭素数がこれより少ない場合には極性が強すぎ得られた樹脂組成物の耐湿性が悪化するため好ましくなく、これより多い場合には逆に極性が低くなりすぎ目的とする接着力が得られず好ましくないためである。一般式（１）中のＲ1は、炭素数が３から６の炭化水素基の中でも、テトラメチレン基又はメチルエチレン基であることが好ましい。一般式（１）中のＸは、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、又は−ＯＣＯＯであり、硬化物に柔軟性を付与するために必要である。繰り返し単位数lは２〜１００の整数に限定されるがこれは繰り返し単位がこれより少ない場合に目的とする柔軟性を発揮し得ず、逆に多い場合には粘度が高くなりすぎ作業性上好ましくないためである。
【００１３】
本発明では主鎖骨格に一般式（２）で示される構造を含み、かつ少なくとも１つの一般式（３）で示される官能基を有する化合物（Ｂ）を使用するが、これは公知のように一般式（３）の官能基を有する化合物は接着力向上に効果的であるためである。ただし一般的に使用されるシラン系のカップリング剤、たとえは３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン等を使用した場合には接着力の向上には有効的であるが、分子量が小さく又表面自由エネルギーが小さいためレジンブリードが発生しやすく、特に表面粗化したリードフレーム、ヒートシンク等で使用した場合には著しいレジンブリードが発生し実用上使用できない。そこで本発明では公知のシラン系カップリング剤同様の接着力向上性を有しながらレジンブリード発生を抑制するために、分子量が大きくかつベース樹脂として使用する硬化性成分と十分な相溶性を有する化合物（Ｂ）を使用する。一般式（２）のＲ2は炭素数が３から６の炭化水素基に限定されるが、これは炭素数がこれより少ない場合には極性が強すぎ得られた樹脂組成物の耐湿性が悪化するため好ましくなく、これより多い場合には逆に極性が低くなりすぎ目的とする接着力が得られず好ましくないためである。一般式（２）中のＹは、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、又は−ＯＣＯＯ−であり、硬化物に柔軟性を付与するために必要である。またベース樹脂との相溶性の観点から一般式（１）の繰り返し単位と一般式（２）の繰り返し単位が類似していることが特に好ましい。繰り返し単位数ｍは５〜２００の整数に限定されるがこれは繰り返し単位がこれより少ない場合には分子量が小さいため粘度が低くレジンブリードが発生しやすく、逆に多い場合には粘度が高くなりすぎ作業性上好ましくないためである。一般式（３）に示される官能基は通常のシラン系カップリング剤として使用されている官能基であり、特に限定されないがＲ3、Ｒ4がメチル基又はエチル基、ｎが２又は３が好ましい。
【００１４】
化合物（Ｂ）の配合量は特に限定されるわけではないが、化合物（Ａ）＋（Ｂ）に対して１〜４０重量％の範囲が好ましい。これより少ない場合には期待する接着性改良効果が十分でなく、これより多い場合には樹脂組成物の粘度が高くなりすぎ塗布作業性の悪化の原因となりうるからである。
本発明では必要に応じラジカル重合開始剤を使用することができる。通常熱ラジカル重合開始剤として用いられるものであれば特に限定しないが、望ましいものとしては、急速加熱試験（試料１ｇを電熱板の上にのせ、４℃／分で昇温した時の分解開始温度）における分解温度が４０〜１４０℃となるものが好ましい。分解温度が４０℃未満だと、樹脂組成物の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ため好ましくない。
【００１５】
これを満たすラジカル重合開始剤の具体例としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−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−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ｎ−ブチル４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシバレレート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、Ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ｔ−ヘキシルハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、α、α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、イソブチリルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、桂皮酸パーオキサイド、ｍ−トルオイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、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、ジ−３−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−ｓｅｃ−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチル）パーオキシジカーボネート、α、α’−ビス（ネオデカノイルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３，−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルへキサノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシマレイックアシッド、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチ���パーオキシアセテート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−トルオイルベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）イソフタレート、ｔ−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等が挙げられるが、これらは単独或いは硬化性を制御するため２種類以上を混合して用いることもできる。ただし本発明は通常蛍光灯等の照明下で使用されるので光開始剤が含まれていると使用中に反応により粘度上昇が観察されるため配合することはできない。更に樹脂組成物の保存性を向上するために各種重合禁止剤、酸化防止剤を予め添加してもよい。
【００１６】
本発明に用いる充填材（Ｃ）としては、通常銀粉が使用され、好ましくは樹脂組成物中７０重量％以上含まれるが、金粉、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、シリカ、アルミナ等も使用可能である。  本発明の樹脂組成物には、必要により反応性希釈剤、消泡剤、界面活性剤等の添加剤およびエポキシ樹脂等を添加することも可能である。
本発明の樹脂組成物は、例えば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製造することができる。
本発明の樹脂組成物を用いて半導体装置を製作する方法は、公知の方法を用いることができる。
【実施例】
【００１７】
［実施例１、２］
成分（Ａ）としてはブレンマーＰＤＰ−４００（日本油脂（株）製、一般式（１）中の繰り返し単位（Ｒ1Ｘ）がプロピレンオキサイド、繰り返し数ｌが約９、以下、ＰＤＰ−４００）、ブレンマーＰＤＴ−８００（日本油脂（株）製、一般式（１）中の繰り返し単位（Ｒ1Ｘ）がテトラメチレンオキサイド、繰り返し数ｌが約５、以下ＰＤＴ−８００）、成分（Ｂ）としてはサイリルＳＡＴ０３０（鐘淵化学工業（株）性、一般式（２）中の繰り返し単位（Ｒ2Ｙ）がプロピレンオキサイドで末端がジメトキシシラン、分子量約５０００、以下ＳＡＴ０３０）、成分（Ｃ）として平均粒径３μｍ、最大粒径２０μｍのフレーク状銀粉（以下銀粉）を使用した。成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）、ジクミルパーオキサイド（日本油脂（株）製、パークミルＤ、急速加熱試験における分解温度：１２６℃、以下開始剤）、及びラウリルアクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステルＬＡ、以下ＬＡ）を表１のように配合し、３本ロールを用いて混練し、脱泡することで樹脂組成物を得た。配合割合は重量部である。
【００１８】
［実施例３］
使用する成分（Ｂ）としてサイリルＳＡＴ２００（鐘淵化学工業（株）性、一般式（２）中の繰り返し単位（Ｒ2Ｙ）がプロピレンオキサイドで末端がジメトキシシラン、分子量約９０００、以下ＳＡＴ２００）を使用する以外は実施例１と同様にして樹脂組成物を作製した。
【００１９】
［比較例１、２］
表１に示す割合で配合し実施例１と同様にして樹脂組成物を得た。
［比較例３］
使用する成分（Ｂ）のかわりにＫＢＭ−４０３Ｅ（信越化学工業（株）製、３―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、以下ＫＢＭ−４０３Ｅ）を使用する以外は実施例１と同様に樹脂組成物を作成した。
得られた樹脂組成物（ダイアタッチペースト）を以下の方法により評価した。評価結果を表１に示す。
【００２０】
評価方法
・粘度：Ｅ型粘度計（３°コーン）を用い２５℃、２．５ｒｐｍでの値をダイアタッチペースト作製直後に測定した。作製直後の粘度が１５〜２５Ｐａ．ｓの範囲内の場合を合格とした。粘度増加率の単位は％。
・レジンブリード：金フラッシュしたＮｉ−Ｐｄフレームに２２Ｇ（内径０．４７ｍｍ）ノズルを用いて１０点ディスペンスし、１５０℃オーブン中１５分硬化した。硬化後のレジンブリードの長さを顕微鏡にて測定し１０点ディスペンスした最大値をレジンブリード長さとした。５０μｍ以下を合格とした。単位はμｍ。
・接着強度：ペーストを用いて、６×６ｍｍのシリコンチップを金フラッシュしたＮｉ−Ｐｄフレームにマウントし、１５０℃オーブン中１５分硬化した。硬化後に自動接着力測定装置を用い２６０℃での熱時ダイシェア強度を測定した。２６０℃熱時ダイシェア強度が３０Ｎ／チップ以上の場合を合格とした。接着強度の単位はＮ／チップ。
・チップの反り：６×６ｍｍのシリコンチップを金フラッシュしたＮｉ−Ｐｄフレームにマウントし、１５０℃オーブン中１５分硬化した。硬化後チップ表面の反り量を表面粗さ計にて測定した。４０μｍ以下を合格とした。単位はμｍ。
【００２１】
【表１】
2005314555.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の樹脂組成物は、低応力性、接着性に優れ、かつ良好なレジンブリード性を示すので本発明をダイアタッチ材料またはヒートシンクアタッチ材料として使用することでこれまでにない高信頼性の半導体パッケージの提供が可能となる。