(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）数平均分子量５００以上、３００００以下でかつ１分子内に少なくとも１つの二重結合を有する炭化水素化合物或いはその誘導体、（Ｂ） 1分子内に少なくとも１つのアクリル基あるいはメタクリル基を有する反応性希釈剤、（Ｃ） ラジカル重合触媒、（Ｄ）一般式（１）で示される低応力化材、及び（Ｅ）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。
【化１】
0004125024.tif 000004
（ｎは５〜５０の整数）
【請求項２】
（Ａ）成分が室温で液状であり、かつ１分子内に少なくとも１つのアクリル基もしくはメタクリル基を有する請求項１記載のダイアタッチペースト。
【請求項３】
（Ａ）と（Ｂ）との重量比が９０／１０から１０／９０である請求項１又は２記載のダイアタッチペースト。
【請求項４】
（Ａ）と（Ｂ）の合計重量を１００重量部としたとき、（Ｄ）成分が１〜２００重量部である請求項１、２又は３記載のダイアタッチペースト。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体接着用ダイアタッチペースト及び半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年半導体装置の生産量は増加の一途をたどっており、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こともあるため、有機材料等に充填剤を分散させたダイアタッチペースト（ペースト状の接着剤）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と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密着性の向上、半導体素子とリードフレームとの線膨張率の差の緩和が求められている。
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、低応力化と同時に密着性の低下も起こってしまうため、低応力、高密着を両立させ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、低弾性率かつ高密着性の半導体接着用ダイアタッチペースト及び耐半田クラック性に優れた半導体装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（Ａ）数平均分子量５００以上、３００００以下でかつ１分子内に少なくとも１つの二重結合を有する炭化水素化合物或いはその誘導体、（Ｂ） 1分子内に少なくとも１つのアクリル基あるいはメタクリル基を有する反応性希釈剤、（Ｃ） ラジカル重合触媒、（Ｄ）一般式（１）で示される低応力化材、及び（Ｅ）充填材を必須成分とするダイアタッチペーストである。
【化２】
0004125024.tif 000002
（ｎは５〜５０の整数）
【０００６】
更に好ましい形態としては、（Ａ）成分が室温で液状であり、かつ１分子内に少なくとも１つのアクリル基もしくはメタクリル基を有するものであって、（Ａ）と（Ｂ）との重量比が９０／１０から１０／９０であり、（Ａ）と（Ｂ）の合計重量１００重量部に対して、（Ｄ）成分が１〜２００重量部であるダイアタッチペーストである。
また、上記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。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる（Ａ）数平均分子量５００以上、３００００以下でかつ1分子内に少なくとも１つの二重結合を有する炭化水素化合物或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）、ポリブタジエン等のジエン系ゴム、あるいはその水素添加型などの誘導体等が上げられるが、これらに限定されるものではない。
更に好ましい形態としては室温で液状であり、かつ１分子内に少なくとも１つのアクリル基もしくはメタクリル基を有するものである。
（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出来る。
【０００８】
本発明で使用される（Ｂ）1分子内に少なくとも１つのアクリル基またはメタクリル基を有する反応性希釈剤としては、例えば、脂環式（メタ）アクリル酸エステル、脂肪族（メタ）アクリル酸エステル、芳香族（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられ、具体的には、１、６−ヘキサンジオールジメタクリレート、１、９−ノナンジオールジメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールジメタクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート等があるが、これらに限定されるものではない。
（Ｂ）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。
【０００９】
本発明に用いられる（Ａ）成分の配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量中に１０〜９０重量％含まれるものが好ましい。１０重量％未満であると接着性が悪くなり、９０重量％を超えるとダイアタッチペーストの粘度が高くなり作業性に問題が生じるので好ましくない。
【００１０】
本発明に用いられる（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量中に１０〜９０重量％含まれるものが好ましい。１０重量％未満であるとダイアタッチペーストの粘度が高く作業性が悪くなり、９０重量％を越えると接着性に問題が生じるので好ましくない。
【００１１】
本発明に用いられるラジカル重合触媒（Ｃ）は、通常ラジカル重合に用いられている触媒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を電熱板の上に乗せ、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４０〜１４０℃となるものが望ましい。分解温度が４０℃未満だと、ダイアタッチペースト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なる可能性がある。
【００１２】
この条件を満たす触媒の具体例としては、例えば、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−ブチルパーオキシネオデカノエート、ジクミルパーオキサイド等が挙げられるが、これらは単独でも或いは硬化性を制御するために２種類以上を混合して用いてもよい。更に、ダイアタッチペーストの保存性を向上するために各種の重合禁止剤を予め添加しておくことも可能である。
ラジカル重合触媒（Ｃ）の配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量１００重量部に対して、0．１〜１０重量部が好ましい。１０重量部を越えるとダイアタッチペーストの粘度の経時変化が大きくなり作業性に問題を生じ、0．１重量部未満であると硬化性が著しく低下する可能性がある。
【００１３】
本発明に用いられる（Ｄ）一般式（１）で示される低応力化材は、弾性率を低くさせるとともに接着性を格段に向上させることができる。一般式（１）において、ｎは５〜５０の整数である。
【００１４】
（Ｄ）成分の配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計重量１００重量部に対して、１〜２００重量部が好ましい。更に５〜５０重量部がより好ましい。１重量部未満であると接着性に問題が生じ、２００重量部を越えると（Ａ）成分、（Ｂ）成分との相溶性が低下する可能性がある。
【００１５】
本発明に用いられる充填剤（Ｅ）としては、例えば、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、導電性フィラーとしては銀粉、絶縁フィラーとしてはシリカが好ましい。これらの充填剤の配合量は、特に限定されないが、全ダイアタッチペースト中２０〜９５重量％が好ましい。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％を越えると、ダイアタッチペーストの粘度が増大し、ダイアタッチペーストの作業性が低下する傾向にあるので好ましくない。
【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。又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。必要とするダイアタッチペーストの粘度により、使用する銀粉の形状は異なるが、通常平均粒径は２〜１０μｍ、最大粒径は５０μｍ以下のものが好ましい。平均粒径が２μｍ以下であるとダイアタッチペーストの粘度が高くなり、１０μｍを越えると塗布又は硬化時に樹脂分が流出するのでブリードが発生する可能性がある。最大粒径が５０μｍを越えるとディスペンサーでダイアタッチペーストを塗布するときに、ニードル詰まりを起こす可能性がある。又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】
絶縁フィラーの一つであるシリカは、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未満であると粘度が高くなり過ぎる可能性がある。２０μｍを越えると、塗布又は硬化時に樹脂分が流出するのでブリードが発生する可能性がある。最大粒径が５０μｍを越えるとディスペンサーでダイアタッチペーストを塗布するときに、ニードル詰まりを起こす可能性がある。更に、比較的粗いシリカと細かいシリカ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】
本発明におけるダイアタッチペーストには、必要によりカップリング剤、消泡剤、界面活性剤等の添加剤を用いることができる。
本発明のダイアタッチペーストの製造方法としては、例えば、各原料を予備混合し、三本ロール等を用いて混練した後、真空下脱泡することによって、ダイアタッチペーストを得る方法がある。
本発明のダイアタッチペースト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。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例で具体的に説明する。
＜実施例１〜９及び比較例１〜５＞
（Ａ）成分として、アクリル変性水素添加型ポリブタジエン（数平均分子量：約２２５０、日本曹達（株）製、ＴＥＡＩ−１０００）、アクリル変性ポリブタジエン（数平均分子量：約１０００、日本石油化学（株）製、ＭＭ−１０００−８０）、メタクリル変性ポリイソプレン（数平均分子量：約２５０００、（株）クラレ製、ＵＣ−１）、（Ｂ）成分として、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１，６ＨＸ）、（Ｃ）成分として、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（急速加熱試験における分解温度：１０９℃、日本油脂（株）製、パーヘキサ３Ｍ）、（Ｄ）成分として、ポリサルファイド（東レチオコール（株）製、チオコールＬＰ−３）、（Ｅ）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）を表１の割合で混合し、三本ロールを用いて混練し、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。
【００２０】
＜評価方法＞
・粘度：Ｅ型粘度計（３°コーン）を用い２５℃、２．５ｒｐｍでの値を測定し粘度とした。
・接着強度：６×６ｍｍのシリコンチップをペーストを用いて銅フレームにマウントし、１７５℃中３０分間オーブン中で硬化した。硬化後、ポストキュア(１７５℃、８時間)を行い、更に８５℃、相対湿度８５％、７２時間吸湿処理した後、マウント強度測定装置を用いて２６０℃での熱時ダイシェア強度を測定した。
・弾性率：フッ素系樹脂シート上に半導体用樹脂ペーストを幅１０ｍｍ、長さ約１５０ｍｍ、厚さ１００μｍに塗布し、１７５℃のオーブン中で３０分間硬化した後、引っ張り試験機を用いて２５℃及び２６０℃、試験長１００ｍｍ、引っ張り速度１ｍｍ／６０秒（２５℃）、１０ｍｍ／６０秒（２６０℃）で測定し、得られた応力−ひずみ曲線の初期勾配から弾性率を算出した。
・耐パッケージクラック性：６×６ｍｍのシリコンチップをペーストを用いて銅フレームにマウントし、１７５℃中３０分間オーブン中で硬化した。これをエポキシ樹脂封止材料を用い、下記の条件で成形したパッケージを８５℃、相対湿度８５％、１６８時間吸湿処理した後、ＩＲリフロー処理（２６０℃、１０秒）を行い、パッケージの断面観察により内部クラックの数を測定して耐パッケージクラック性の指標とした。
パッケージ：８０ｐＱＦＰ（１４ｘ２０ｘ２ｍｍ厚さ）
チップサイズ：６ｘ６ｍｍ（表面アルミ配線のみ）
リードフレーム：銅
封止材の成形：１７５℃、２分間
ポストモールドキュアー：１７５℃、８時間
全パッケージ数：１２個
【００２１】
評価結果を表１に示す。
【表１】
0004125024.tif 000003
【００２２】
【発明の効果】
本発明のダイアタッチペーストは、低弾性率かつ高密着性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できる。