(57)【要約】      （修正有）【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】  半導体チップ上に接着剤膜層を形成したのち有機溶剤で所定部分を除去することで、半導体チップ面の能動素子面上に所望のパターンの接着剤を形成し、リードフレームと半導体チップとを、半導体チップ面の能動素子面上に所望のパターンに形成させた前記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て製造する半導体装置の製造方法に用いられる耐熱性接着剤であって、該耐熱性接着剤は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及びシロキサンジアミンとを含むポリイミドを主成分とする耐熱性接着剤である。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ上に接着剤膜層を形成したのち有機溶剤で所定部分を除去することで、半導体チップ面の能動素子面上に所望のパターンの接着剤を形成し、リードフレームと半導体チップとを、半導体チップ面の能動素子面上に所望のパターンに形成させた前記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て製造する半導体装置の製造方法に用いられる耐熱性接着剤であって、該耐熱性接着剤は一般式（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。
【化１】
2005163025.tif 000007
【化２】
2005163025.tif 000008
〔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−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、半導体チップ面の能動素子面上に所望のパターン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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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１００μｍ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。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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。
【０００５】
【化１】
2005163025.tif 000002
【化２】
2005163025.tif 000003
〔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−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。〕
（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。
（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５〜９０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（III）
【０００７】
【化３】
2005163025.tif 000004
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）
【０００８】
【化４】
2005163025.tif 000005
〔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）
【０００９】
【化５】
2005163025.tif 000006
〔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。
【００１０】
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１００重量部に対して１５重量部を越えない量を添加する。
【００１１】
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。
【００１２】
用いられる半導体チップは、シリコン（Ｓｉ）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、ＰＳＧ（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Ｓｉ３Ｎ４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。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、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、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、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、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、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、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、４，４’−ジアミノ−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、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、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、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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−２２−１６１Ｅ」（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。
【００２１】
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、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、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、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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１ｍｍ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。
【００３３】
「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℃、３ＭＰａ、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）。
【００３６】
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３Ｃ）。
【００３７】
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。
【００３８】
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５．０〜１１．０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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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）３ｇ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。
【００４５】
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（ＩＰＤＤＭ）２．７５ｇ（７．５ミリモル）、「１６１ＡＳ」（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（６ＦＤＡ）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％、１ＭＨｚ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。
【００４６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【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（２Ｂ）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】
【００４８】
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
【図１】
2005163025.tif 000009
【図２】
2005163025.tif 000010
【図３】
2005163025.tif 000011