(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子支持部材上に、常温で超音波によるワイヤボンディング方式により電気的接続がなされる電極を有する半導体素子を接着するために使用される接着剤組成物であって、
（Ａ）一般式（１）で示される２官能（メタ）アクリレート樹脂、（Ｂ）一般式（２）で示されるエポキシ樹脂、（Ｃ）一般式（３）で示されるエポキシ樹脂、（Ｄ）潜在性硬化剤、（Ｅ）エポキシ樹脂の硬化を促進する硬化促進剤および（Ｆ）無機充填剤を含有し、有機過酸化物を実質的に含有せず、硬化後の２５℃における引張弾性率が０．１〜４．０ＧＰａであり、かつダイシェア強度が１０ＭＰａ以上であることを特徴とする接着剤組成物。
【化１】
0005027598.tif 000006
（式中、Ｒ1およびＲ2は水素原子またはメチル基を表し、ｍおよびｎはｍ≧０、ｎ≧０および８≦ｍ＋ｎ≦１５を満足する整数を表す）
【化２】
0005027598.tif 000007
（式中、ｍおよびｎはｍ≧０、ｎ≧０およびｍ＋ｎ≧２を満足する整数を表す）
【化３】
0005027598.tif 000008
（式中、Ｒ1〜Ｒ6は水素原子または炭素数１〜１０の置換もしくは非置換の一価の炭化水素基を表し、ｎは０〜１０の整数を表す）
【請求項２】
前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の質量比が、１０：９０〜９０：１０であることを特徴とする請求項１記載の接着剤組成物。
【請求項３】
前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分の合計１００質量部に対し、前記（Ｄ）成分が０．１〜１０質量部、前記（Ｅ）成分が０．１〜１０質量部、前記（Ｆ）成分が１００〜５０００質量部であることを特徴とする請求項１または２記載の接着剤組成物。
【請求項４】
前記ワイヤボンディング方式は、銅、金、アルミ、金合金およびアルミ−シリコンのいずれかからなるワイヤを用いるものであることを特徴する請求項１乃至３のいずれか１項記載の接着剤組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の接着剤組成物により、半導体素子を半導体素子支持部材上に接着してな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、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子（以下、半導体チップまたは単にチップとも称する）を金属フレームなどに接着するために使用される接着剤組成物、およびこれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子は、リードフレームと称する金属片にマウントし、Ａｕ／Ｓｉ共晶法あるいはダイボンディングペーストと称する接着剤を用いて固定した後、リードフレームのリード部と半導体素子上の電極とを細線ワイヤ（ボンディングワイヤ）により接続し、次いでこれらをパッケージに収納して半導体製品とすることが一般的であった。ボンディングワイヤとリード部または電極との接合は熱圧着によって行われる。
【０００３】
しかし、近年、半導体素子は集積度の増大に伴い大型化が進んでおり、一方、これらを搭載するリードフレームには、コストダウンを図る目的で、銅フレームが、従来の高価な４２合金フレームに代わって広く用いられるようになってきた。そして、その結果、半導体素子と銅フレームとの熱膨張率の差に起因して半導体素子にクラックや反りが発生するという問題が生じてきた。ちなみに、チップの材料であるシリコン等の熱膨張率は３×１０−６／℃、銅フレームの熱膨張率は２０×１０−６／℃、４２合金フレームの熱膨張率は８×１０−６／℃である。
【０００４】
この問題は、半導体素子のマウント工程にＡｕ／Ｓｉ共晶法を用いた場合に特に顕著であるが、ダイボンディングペーストを用いた場合であっても、従来のペーストは、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂を主成分としているため、硬化物の弾性率が高く、半導体素子と銅フレームとの歪を吸収することはできなかった。
【０００５】
このため、硬化物の弾性率を低減させるなど、上記問題を解決すべく様々なダイボンディングペーストが提案されている（例えば、特許文献1参照。）。しかし、接着強度が低下したり、作業性が低下するなどの新たな問題が発生し、未だ満足し得る特性を備えたものは得られていない。
【０００６】
一方、最近、ワイヤボンディング工程において、作業時間の短縮および製品のコストダウンのために、常温で超音波にて行う方式が提案されている（例えば、特許文献２、３参照。）。この方式は、加熱が不要であるため、加熱によるフレームおよびワイヤの酸化を防ぐことができ、また、上記のような熱膨張率の差に起因する問題を回避することができる。しかし、超音波を印加することにより発生する機械的応力により、ペースト接合部にクラックや剥がれなどが発生するおそれがあった。
【特許文献１】特開２００１−１０６７６７号公報
【特許文献２】特開平８−１２５１１１号公報
【特許文献３】特開２００２−２２２８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような従来技術の課題に対処してなされたもので、応力緩和性に優れた硬化物を与え、したがって、半導体素子の常温での超音波ワイヤボンディング方式による電気的接続が可能であり、しかも、接着強度が良好で、作業性にも優れる接着剤組成物、および、そのような接着剤組成物を用いた信頼性の高い半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、硬化後の２５℃における引張弾性率およびダイシェア強度が特定の範囲を持つ接着剤組成物およびそれを用いた半導体装置により、上記の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、半導体素子支持部材上に、常温で超音波によるワイヤボンディング方式により電気的接続がなされる電極を有する半導体素子を接着するために使用される接着剤組成物であって、硬化後の２５℃における引張弾性率が０．１〜４．０ＧＰａであり、かつ、ダイシェア強度が１０ＭＰａ以上であることを特徴とする接着剤組成物である。
【００１０】
また、本発明は、上記接着剤組成物により、半導体素子が半導体素子支持部材上に接着されてなることを特徴とする半導体装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、応力緩和性に優れた硬化物を与え、半導体素子の常温での超音波ワイヤボンディング方式による電気的接続が可能であり、しかも、接着強度が良好で、作業性にも優れる接着剤組成物、および、そのような接着剤組成物を用いた信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明の接着剤組成物は、硬化後の２５℃における引張弾性率が０．１〜４．０ＧＰａであり、かつ、ダイシェア強度が１０ＭＰａ以上のものであり、好ましくは、硬化後の２５℃における引張弾性率が０．２〜４．０ＧＰａであり、かつ、ダイシェア強度が２０〜９０ＭＰａのものである。
【００１４】
硬化後の２５℃における引張弾性率が０．１ＧＰａ未満では、応力緩和性が不十分で超音波ワイヤボンディングの際にチップを損傷させるおそれがあり、逆に、４．０ＧＰａを超えると、その硬化物である接着剤層にクラックなどが生じやすくなる。また、ダイシェア強度が１０ＭＰａに満たないと、チップの半導体素子支持部材からの剥離を生じやすくなる。
【００１５】
なお、上記引張弾性率は、動的粘弾性測定装置を用いて測定することにより求められる。また、ダイシェア強度は、例えば、図２に示すように、接着剤組成物を半導体チップ２１と基板２２などとの間に介在させて加熱硬化させて接着剤層２３を形成した後、接触工具２４により半導体チップ２１に対して横方向に力を加え、基板２２などから半導体チップ２１が剥がれる時の強度を測定することにより求められる。
【００１６】
上記のような特性は、例えば、次のような組成を有する接着剤組成物によって達成することができる。
【００１７】
すなわち、この接着剤組成物は、（Ａ）一般式（１）で示される２官能（メタ）アクリレート樹脂、（Ｂ）一般式（２）で示されるエポキシ樹脂、（Ｃ）一般式（３）で示されるエポキシ樹脂、（Ｄ）潜在性硬化剤、（Ｅ）エポキシ樹脂の硬化を促進する硬化促進剤および（Ｆ）無機充填剤を含有し、かつ、有機過酸化物を実質的に含有しない組成物である。
【００１８】
【化１】
0005027598.tif 000002
（式中、Ｒ1およびＲ2は水素原子またはメチル基を表し、ｍおよびｎはｍ≧０、ｎ≧０および８≧ｍ＋ｎ≧１５を満足する整数を表す）
【化２】
0005027598.tif 000003
（式中、ｍおよびｎはｍ≧０、ｎ≧０およびｍ＋ｎ≧２を満足する整数を表す）
【化３】
0005027598.tif 000004
（式中、Ｒ1〜Ｒ8は水素原子または炭素数１〜１０の置換もしくは非置換の一価の炭化水素基を表し、ｎは０〜１０の整数を表す）
【００１９】
（Ａ）成分としては、上記一般式（１）中のＲ1およびＲ2がいずれもメチル基である２官能（メタ）アクリレート樹脂が好ましい。なお、一般式（１）において、ｍ＋ｎが８未満であると、可撓性が不十分となり、低応力化が困難になる。また、ｍ＋ｎが１５を超えると、架橋密度が低下し、耐熱性が損なわれる。
【００２０】
また、（Ｂ）成分としては、上記一般式（２）中のｍおよびｎが、２≦ｍ＋ｎ≦２０を満足する数であるエポキシ樹脂が好ましい。なお、一般式（２）において、ｍ＋ｎが２未満では、可撓性が不十分となり、低応力化が困難になる。
【００２１】
さらに、（Ｃ）成分としては、上記一般式（３）中のＲ1〜Ｒ8が、水素原子または炭素数１〜４の一価の炭化水素基で、ｎが０〜３の整数であるエポキシ樹脂が好ましい。なお、一般式（３）において、ｎが１０を超えると、樹脂粘度が著しく高くなり、作業性が低下する。
【００２２】
（Ａ）成分の一般式（１）で示される２官能（メタ）アクリレート樹脂と、（Ｂ）成分の一般式（２）で示されるエポキシ樹脂の混合割合（Ａ）：（Ｂ）は、質量比で１０：９０〜９０：１０であることが好ましく、この範囲を外れると樹脂硬化物の応力緩和性を損い、常温ワイヤボンディング性が低下する。質量比（Ａ）：（Ｂ）は、２０：８０〜８０：２０であることがより好ましい。
【００２３】
また、（Ｂ）成分の一般式（２）で示されるエポキシ樹脂と（Ｃ）成分の一般式（３）で示されるエポキシ樹脂の配合割合（Ｂ）：（Ｃ）は、質量比で１０：９０〜９０：１０であることが好ましく、この範囲を外れると可撓性と耐熱性のバランスが損われる。質量比（Ｂ）：（Ｃ）は、７０：３０〜３０：７０であることがより好ましい。
【００２４】
本発明においては、応力緩和性や密着性などをさらに改善する目的で、（Ａ）〜（Ｃ）成分以外の樹脂成分を配合してもよい。（Ａ）〜（Ｃ）成分と併用可能な樹脂としては、例えば、（Ａ）成分以外の（メタ）アクリレート樹脂、（Ｂ）および（Ｃ）成分以外のエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、キシレン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２５】
（Ｄ）成分の潜在性硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化剤であり、例えば、ジシアンアミド、アジピン酸ジヒドラジド、ドデカン酸、イソフタル酸、ｐ−オキシ安息香酸などが挙げられる。潜在性硬化剤は１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。潜在性硬化剤としては、なかでもジシアンアミドが好ましい。この（Ｄ）成分の配合量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して、０．１〜１０質量部の範囲が好ましく、
０．２〜７．０質量部の範囲がより好ましい。０．１質量部未満では、接着強度が低下し、１０質量部を超えると、応力緩和性が低下する。
【００２６】
（Ｅ）成分の硬化促進剤としては、従来、エポキシ樹脂の硬化促進剤として使用されているものであれば特に制限されることなく使用することができるが、なかでも、イミダゾール系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤が好ましく、イミダゾール系硬化促進剤がより好ましい。
【００２７】
イミダゾール系硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾール、２−ｎ−プロピルイミダゾール、２−ウンデシル−１Ｈ−イミダゾール、２−ヘプタデシル−１Ｈ−イミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール、４−メチル−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−ウンデシルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−エチル−４−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２−メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニル−４，５−ジ（２−シアノエトキシ）メチルイミダゾール、１−ドデシル−２−メチル−３−ベンジルイミダゾリウムクロライド、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール塩酸塩、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイトなどが挙げられる。
【００２８】
また、アミン系硬化促進剤の具体例としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレンジアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ペンタンジアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、ペンタメチルジエチレントリアミン、アルキル−ｔ−モノアミン、１，４−ジアザビシクロ（２，２，２）オクタン（トリエチレンジアミン）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、ジメチルアミノヘキサノールなどの脂肪族アミン類；ピペリジン、ピペラジン、メンタンジアミン、イソホロンジアミン、メチルモルホリン、エチルモルホリン、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリス（ジアミノプロピル）ヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキシスピロ（５，５）ウンデカンアダクト、Ｎ−アミノエチルピペラジン、トリメチルアミノエチルピペラジン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルピペラジン、１，８−ジアザビシクロ（４，５，０）ウンデセン−７などの脂環式および複素環式アミン類；ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ｍ−キシレンジアミン、ピリジン、ピコリン等の芳香族アミン類；エポキシ化合物付加ポリアミン、マイケル付加ポリアミン、マンニッヒ付加ポリアミン、チオ尿素付加ポリアミン、ケトン封鎖ポリアミン等の変性ポリアミン類；ジシアンジアミド；グアニジン；有機酸ヒドラジド；ジアミノマレオニトリル；アミンイミド；三フッ化ホウ素−ピペリジン錯体；三フッ化ホウ素−モノエチルアミン錯体などが挙げられる。
【００２９】
これらの硬化促進剤は１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。イミダゾール系硬化促進剤としては、なかでも、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−［２′−ウンデシルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジンが好ましい。また、アミン系硬化促進剤としては、なかでも、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンが好ましい。本発明で用いる硬化促進剤としては、特に、２，４−ジアミノ−６−［２′−ウンデシルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジンが好ましい。
【００３０】
この（Ｅ）成分の硬化促進剤の配合量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して、０．１〜１０質量部の範囲が好ましく、０．２〜７．０質量部の範囲がより好ましい。０．１質量部未満では、十分な硬化促進効果が得られず、１０質量部を超えると、硬化促進効果はさほど変わらずに、耐熱性が低下する。
【００３１】
（Ｆ）成分の無機充填剤は、本組成物に良好な接着性などを付与する成分であり、例えば、銀粉末、銅粉末などの金属粉末、アルミナ粉末、シリカ粉末等が挙げられる。銀粉末などの金属粉末は、本組成物にさらに導電性を付与する成分であり、ハロゲンイオン、アルカリ金属イオンなどのイオン性不純物の含有量が２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
無機充填剤の形状は特に限定されるものではなく、鱗片状、フレーク状、球状など、任意の形状であってよい。
【００３３】
また、無機充填剤の粒径は、要求される組成物の粘度によっても異なるが、金属粉末では、通常、平均粒径１〜１５μｍであり、好ましくは、平均粒径１〜１０μｍである。金属粉末の平均粒径が１μｍ以上であれば、組成物は適度な粘度を有し、平均粒径が１５μｍ以下であれば、組成物の塗付時または硬化時における樹脂成分のブリードが抑制される。また、シリカ粉末では、通常、平均粒径１〜２５μｍ、好ましくは１〜１０μｍである。シリカ粉末の平均粒径が１μｍ以上であれば、組成物は適度な粘度を有し、平均粒径が２５μｍ以下であれば、組成物の塗付時または硬化時における樹脂成分のブリードが抑制される。さらに、金属粉末もシリカ粉末も、最大粒径が５０μｍを大幅に超えると、ディスペンサで組成物を塗付する際に、ニードルの出口を閉塞して長時間の連続適用ができなくなることから、最大粒径が５０μｍ以下であることが好ましい。また、金属粉末もシリカ粉末も、比較的粒径の大きいものと粒径の小さいものを混合して用いてもよい。なお、これらの無機充填剤の粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定することができる。
【００３４】
（Ｆ）成分の無機充填剤の配合量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して、１００〜５０００質量部の範囲が好ましく、１００〜４０００質量部の範囲がより好ましく、３００〜１０００質量部の範囲がよりいっそう好ましい。配合量が１００質量部未満では、硬化物の膨張係数が大きくなって、接続の信頼性が低下するおそれがある。逆に、５０００質量部を超えると、粘度が高くなり、作業性が低下するおそれがある。
【００３５】
本接着剤組成物には、良好な接着性を得る観点から、さらに（Ｇ）シランカップリング剤を配合することが好ましい。その具体例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシ系シランカップリング剤、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのアミノ系シランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト系シランカップリング剤などが挙げられる。これらのシランカップリング剤のなかでも、エポキシ系シランカップリング剤が好ましく、特に、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。シランカップリング剤は１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００３６】
（Ｇ）成分のシランカップリング剤の配合量は、接着剤組成物全体の０．０１〜２．０質量％となる範囲が好ましく、０．１〜１．５質量％となる範囲がより好ましい。配合量が０．０１質量％未満では、接着性を改善する効果が小さく、逆に、２．０質量％を超えると、本剤に起因する気泡が発生するおそれがある。
【００３７】
また、本接着剤組成物には、作業性を改善する目的で、（Ｈ）反応性希釈剤を配合することができる。その具体例としては、ｎ−ブチルグリシジルエーテル、ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、スチレンオキシド、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテルなどが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。反応性希釈剤としては、特に、エポキシ基を含有するクレジルグリシジルエーテルの使用が好ましい。この（Ｈ）成分の反応性希釈剤の配合量は、接着剤組成物全体の０．１〜１０質量％となる範囲が好ましい。
【００３８】
本接着剤組成物には、以上の各成分の他、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種の組成物に一般に配合される、粘度調整剤、酸無水物などの接着力向上剤、消泡剤、着色剤、難燃剤などを、必要に応じて配合することができる。粘度調整剤としては、例えば酢酸セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジアセトンアルコールなどが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００３９】
なお、本接着剤組成物は、前述したように（Ａ）成分の硬化促進剤である有機過酸化物を実質的に含有しないものである。有機過酸化物を含有しないことにより、保存性安定性が良好となり、可使時間を長くすることができるとともに、接着強度も向上させることができる。
【００４０】
本接着剤組成物は、前記した（Ａ）成分の（メタ）アクリレート樹脂、（Ｂ）および（Ｃ）成分のエポキシ樹脂、（Ｄ）成分の潜在性硬化剤、（Ｅ）成分の硬化促進剤、（Ｆ）成分の無機充填剤、および、必要に応じて配合される（Ｇ）成分のシランカップリング剤、（Ｈ）成分の反応性希釈剤などを、高速混合機などを用いて均一に混合した後、ディスパース、ニーダ、三本ロールなどにより混練し、次いで、脱泡することにより、容易に調製することができる。
【００４１】
本発明の接着剤組成物は、糸引き性や広がり性が少なく作業性に優れている。また、大型の半導体チップと銅フレームの組み合わせにおいても、半導体素子にクラックや反りが発生することはなく、接着強度が低下することもない。さらに、超音波ワイヤボンディングの際に接合部にクラックや剥離などが発生することもない。すなわち、本発明の接着剤組成物は、応力緩和性に優れた硬化物を与え、また、接着強度が大きく、作業性も良好である。さらに、可使時間が長く、硬化物においてボイドが発生することもない。
【００４２】
本発明の半導体装置は、例えば、本発明の接着剤組成物を介して半導体素子をリードフレームにマウントし、接着剤組成物を加熱硬化させた後、リードフレームのリード部と半導体素子上の電極とを常温で超音波によるワイヤボンディングにより接続し、次いで、これらを封止樹脂を用いて封止することにより製造することができる。ボンディングワイヤとしては、例えば銅、金、アルミ、金合金、アルミ−シリコンなどからなるワイヤが例示されるが、コストおよびボンディング性の観点からはアルミワイヤが好ましい。また、ボンディングの際の超音波の出力、荷重などの条件は、特に限定されるものではなく、常法の範囲で適宜選択されてよい。
【００４３】
図１は、このようにして得られた本発明の半導体装置の一例を示したものであり、銅フレームなどのリードフレーム１と半導体素子２の間に、本発明の接着剤組成物の硬化物である接着剤層３が介在されている。また、半導体素子２上の電極４とリードフレーム１のリード部５とがボンディングワイヤ６により接続されており、さらに、これらが封止樹脂７により封止されている。なお、接着剤層３の厚さとしては、１０〜３０μｍ程度が好ましい。
【００４４】
本発明の半導体装置は、応力緩和性に優れた硬化物を与え、しかも、接着強度が良好で、作業性にも優れる接着剤組成物により、半導体素子が接着固定されているので、高い信頼性を具備している。
【００４５】
本発明の接着剤組成物は、半導体素子を半導体素子支持部材上に接着するための接着剤として広く使用することができるが、電極の電気的接続に常温での超音波ワイヤボンディング方式を用いる半導体素子の接着剤に適用した場合に特に有用である。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４７】
実施例１、比較例１〜３
下記に示す材料を用い、表１に示す配合割合で各成分を十分に混合し、さらに三本ロールで混練して接着剤組成物を調製した。
アクリル樹脂：エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジメタクリレート樹脂
日本油脂（株）製  商品名 ＰＤＢＥ−４５０
エポキシ樹脂（ａ）：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
旭電化工業（株）製  商品名 ＥＰ−４００３Ｓ
エポキシ樹脂（ｂ）：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
ジャパンエポキシレジン（株）製  商品名 ｊＥＲ１００１
潜在性硬化剤：ジシアンアミド
ジャパンエポキシレジン（株）製  商品名 ＤＩＣＹ７
硬化促進剤：2,4-ジアミノ-6-[2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン
四国化成（株）製  商品名 Ｃ１１ＺＡ
シランカップリング剤：γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
銀粉：（鱗片状、タップ密度4.5g/cm3、比表面積0.53ｍ2/g）
反応性希釈剤：フェニルグリシジルエーテル
日本化薬（株）製  商品名 ＰＧＥ−Ｈ
【００４８】
上記各実施例および各比較例で得られた接着剤組成物について、下記に示す方法で各種特性を評価した。
（１）粘度（η0.5rpm）
東機産業社製のＥ型粘度計（３°コーン）を用い、２５℃、０．５ｒｐｍの条件で測定した。
（２）チキソ性
東機産業社製のＥ型粘度計（３°コーン）を用い、２５℃、５ｒｐｍの条件で粘度（η5rpm）を測定し、上記（１）で測定された粘度（η0.5rpm）との比η0.5rpm／η5rpmｍを算出した。
（３）ポットライフ
２５℃で２４時間保管後、上記（１）と同様にして粘度を測定し、初期粘度に対する変化率（％）を算出した。
（４）ボイド（空隙）
得られた接着剤組成物をＣｕフレーム上に２０μｍ厚に塗布し、その上に２ｍｍ×２ｍｍの半導体チップをマウントし、１８０℃で１２０分間加熱硬化させ、接続サンプルを作製した後、軟Ｘ線透過法により接着剤組成物の硬化物内のボイドの有無を調べた。
（５）引張弾性率
上記接続サンプルについて、エスアイアイ・ナノテクノロジー（株）製の粘弾性スペクトロメータＤＭＳ２００を用い、２５℃および２６０℃における引張弾性率を求めた（昇温速度１０℃／分）。
（６）ダイシェア強度
上記接続サンプルについて、沖エンジニアリング社製のダイシェア強度測定装置を用い、２５℃で測定した。Ｃｕフレームを、Ｃｕ／Ａｇフレーム、Ｐｄ−ＰＰＦフレームに代えて同様にして測定した。
（７）吸水率
上記接続サンプルを８５℃、８５％ＲＨの雰囲気中に２４時間放置した後の質量変化率を測定した。
（８）チップの反り
得られた接着剤組成物をＡｇめっき／Ｃｕフレーム上に２０μｍ厚に塗布し、その上に８ｍｍ×８ｍｍの半導体チップをマウントし、１８０℃で１２０分間加熱硬化させた後、半導体チップの反り量を測定した。
（９）ワイヤボンディング性
得られた接着剤組成物をＡｇめっき／Ｃｕフレーム上に２０μｍ厚に塗布し、その上に８ｍｍ×８ｍｍの半導体チップをマウントし、１８０℃で１２０分間加熱硬化させた後、半導体チップ上に設けられたＡｌ電極とＡｇめっき／Ｃｕフレームとをアルミ線を用い、２５℃の雰囲気下、５Ｗの超音波を印加してワイヤボンディングを行い、半導体チップの剥離の有無を調べた。
【００４９】
これらの結果を表１に併せ示す。
【表１】
0005027598.tif 000005
【００５０】
表１からも明らかなように、実施例の接着剤組成物は、低吸湿で、反り量が小さく、かつ、常温での超音波によるワイヤボンディング性に優れていた。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】ダイシェア強度の試験方法を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…リードフレーム、２…半導体素子、３…接着剤層、４…電極、５…リード部、６…ボンディングワイヤ、７…封止樹脂
【図１】
0005027598.tif 000009
【図２】
0005027598.tif 000010