ダイボンディングペーストおよびそれを用いた半導体装置
【課題】熱時接着強度が高く、かつ、硬化物が応力緩和性に優れ、IＣ等の大型チップと特に銅フレームとの接着に適した、IＣ組立工程でのチップクラックやチップの反りによる特性不良を起こさず、低温・速硬化性で可使時間が長く、硬化物においてボイドの発生のないダイボンディングペーストおよび信頼性の高い半導体装置を提供すること。
【解決手段】エポキシ樹脂、特定の構造を有するフェノール化合物、アルミニウムキレート化合物、および無機フィラーを必須成分として含有してなるダイボンディングペーストおよびこれを用いてなる半導体装置。
【解決手段】エポキシ樹脂、特定の構造を有するフェノール化合物、アルミニウムキレート化合物、および無機フィラーを必須成分として含有してなるダイボンディングペーストおよびこれを用いてなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子（以下、チップと称する場合もある）を金属フレーム等に接合するために用いられる熱時接着強度に優れ、かつ、応力緩和性に優れた硬化物を与えるダイボンディングペーストおよびそれを用いた信頼性の高い半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス業界の最近の著しい発展により、半導体素子はトランジスター、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩと進化してきており、これら半導体素子における回路の集積度が急激に増大するとともに大量生産が可能になり、これらを用いた半導体製品の普及に伴って、大量生産における作業性の向上並びにコストダウンが重要な課題となってきた。従来は半導体素子を金属フレームなどの導体にＡｕ-Ｓｉ共晶法により接合し、ついではハーメチックシールによって封止して半導体製品とするのが普通であった。しかし、大量生産時の作業性、コストの面より、樹脂封止法が開発され、現在では一般化されている。これに伴い、マウント工程におけるＡｕ-Ｓｉ共晶法の改良法としてハンダ法や樹脂ペースト、すなわち、マウント用樹脂による方法が取り上げられるようになった。
【０００３】
しかし、ハンダ法では信頼性が低いこと、素子の電極の汚染を起こしやすいこと等が欠点とされ、高熱伝導性を要するパワートランジスター、パワーＩＣの素子に使用が限られている。これに対してマウント用樹脂による方法はハンダ法に比較して作業性や信頼性においても優れており、マウント用樹脂の需要が急激に増大している。
【０００４】
さらに近年、ＩＣ等の集積度の高密度化により、チップが大型化してきており、一方、従来用いられてきたリードフレームである４２合金フレームが高価なため、コストダウンの目的で銅フレームが用いられるようになってきた。ここでＩＣ等のチップの大きさが約４〜５ｍｍ角より大きくなると、ＩＣ等の組立工程での加熱により、マウント工程においてＡｕ-Ｓｉ共晶法を用いると、チップの熱膨張率と銅フレームの熱膨張率との差からチップのクラックや反りによる特性不良が問題となってきている。
すなわち、これは、チップの材料であるシリコン等の熱膨張率が３×１０-6/℃であるのに対し、４２合金フレームでは８×１０-6/℃であるが、銅フレームでは２０×１０-6/℃と大きくなるためである。したがって、マウント工程においてマウント用樹脂ペーストを用いる方法が考えられるが、従来のエポキシ樹脂系ペーストでは、主要な樹脂成分であるエポキシ樹脂が熱硬化性樹脂であり、三次元架橋するため硬化物の弾性率が高く、チップと銅フレームとの歪を吸収することができなかった。
【０００５】
また、硬化後の架橋密度を小さくするようなエポキシ樹脂、たとえば、モノエポキシ化合物を多量含むペーストを使用すれば硬化物の弾性率を低くすることができるが、接着強度が低下するという問題があった。また、エポキシ樹脂は一般的に粘度が高く、これに無機フィラーを配合すると粘度がさらに高くなり、ディスペンス時の糸ひきが発生して作業性が悪くなるという問題があった。作業性を改良するために多量の溶剤を添加するとボイドが発生するという問題が新たに生じる。それらを改善するためのダイボンディングペーストの提案がなされている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に記載のダイボンディングペーストは作業性および接着性は良好であるが、硬化後の反りおよび接続信頼性向上の観点から、硬化温度の低減化と諸特性のさらなる改善が望まれている。また、低温・速硬化性のダイボンディングペーストに関してはカチオン重合性硬化剤系の提案がなされているが、十分に要求を満たしていない（たとえば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１０６７６７号公報
【特許文献２】特開２００４−８７２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ＩＣ等の大型チップと銅フレーム等の組み合わせにおいても熱時接着強度を低下させることなく、チップクラックや反りによるＩＣ等の特性不良が起きない、すなわち、応力緩和性に優れた硬化物を与え、低温・速硬化性で、かつ、可使時間（以下、ポットライフと称することもある）が長く、ボイドの発生のないダイボンディングペーストおよびそれを用いた信頼性の高い半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記目的を達成するためにエポキシ樹脂を主要樹脂成分とするダイボンディングペーストを開発すべく鋭意研究を重ねた結果、特殊な化学構造を有するフェノール化合物を硬化剤として用いることにより、優れた特性を有するダイボンディングペーストおよびそれを用いた信頼性の高い半導体装置が得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、
（１）（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（Ｉ）
【化２】
[式中、R1およびR2はそれぞれ独立に−Hまたは−CH3を示す。Ｘは−CH2−、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−ＣH（ＣＨ3）−、−Ｃ（ＣF3）2−、−C O−、−ＳＯ2−または−O−を示す。ｍおよびnはそれぞれ0から4の整数であり、どちらか一方は必ず1以上である。]
で示されるフェノール化合物、（Ｃ）アルミニウムキレート化合物、および（D）無機フィラーを必須成分として含有し、（Ａ）成分１００質量部に対して（B）成分を１〜２００質量部、（C）成分を０．１〜４０質量部、および、（D）成分を１００〜１００００質量部の割合で含むことを特徴とするダイボンディングペースト、
（２）さらに、(Ｅ)（メタ）アクリロイル基を有するシランカップリング剤を、ペースト硬化物量に基づき０．０１〜２．０質量％の割合で含む上記（１）に記載のダイボンディングペースト、
（３）さらに、(Ｆ)アルコキシ基を有するシラン化合物をペースト硬化物量に基づき０．０１〜３０質量％の割合で含む上記（１）又は（２）に記載のダイボンディングペースト、
（４）無機フィラーが銀粉末である上記（１）〜（３）のいずれかに記載のダイボンディングペースト、
（５）さらに反応性希釈剤を含む上記（１）〜（４）のいずれかに記載のダイボンディングペーストおよび
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載のダイボンディングペーストを用いてなる半導体装置
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のダイボンディングペーストは熱時接着強度を低下させることなく、作業性に優れ、かつ、低温・速硬化性を有し、応力緩和性に優れた硬化物を与える。また、可使時間が長く、硬化物の接着強度が良好でチップやフレームとの間で界面剥離を生じることがない。このダイボンディングペーストを用いることにより極めて信頼性の高い半導体装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のダイボンディングペーストにおいて、（Ａ）成分であるエポキシ樹脂は1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、常温（２３℃）で固形状、液状のいずれでもよく、いかなるエポキシ樹脂でも使用することができる。例えばビスフェノールＡグリシジルエーテルのようなビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールFグリシジルエーテルのようなビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、特殊多官能型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１２】
（Ａ）成分であるエポキシ樹脂のエポキシ当量は、硬化物の架橋密度、物性などの面から、好ましくは１００〜１０００、より好ましくは１５０〜２５０である。
【００１３】
さらに、本発明においては、前記（Ａ）成分のエポキシ樹脂と共に、応力の緩和や密着性付与などの目的で、効果を損なわない範囲において、他の樹脂を併用することができる。他の樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、ポリブタジエン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。
他の樹脂の配合量は（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対して通常０〜５０質量部の範囲である。
【００１４】
本発明のダイボンディングペーストにおいて、硬化剤として用いられる（Ｂ）成分のフェノール化合物は下記一般式（Ｉ）で表される。
【化３】
上記一般式（Ｉ）において、R1およびR2はそれぞれ独立に−Hまたは−CH3を示す。Ｘは−CH2−、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−ＣH（ＣＨ3）−、−Ｃ（ＣF3）2−、−C O−、−ＳＯ2−、または−O−を示す。ｍおよびnはそれぞれ０から４の整数であり、どちらか一方は必ず1以上である。
【００１５】
当該化合物としては、たとえば、2,2´-ジアリルビスフェノールＦ、2,2´-ジアリル-6,6´-ジメチルビスフェノールＦ、2,2´-ジアリルビスフェノールＡ、2,2´-ジアリル-6,6´-ジメチルビスフェノールＡ、2,2´-ジアリルビスフェノールＡＤ、2,2´-ジアリル-6,6´-ジアリルビスフェノールＡＤなどが挙げられる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
（Ｂ）成分であるフェノール化合物の配合部数は（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対して１〜２００質量部であり、好ましくは、５０〜１５０質量部である。１質量部以上であれば、期待する効果を発現することができ、２００質量部以下であれば硬化物中にフェノール性の水酸基の残存量が少なく良好な接着強度、耐湿性等が得られる。（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合比率は、化学量論的には（Ａ）成分のエポキシ樹脂中のエポキシ基１モルあたり（Ｂ）成分中の水酸基が０．５〜１．５モルになるように調整するのが好ましい。
【００１６】
本発明のダイボンディングペーストにおいて、（Ｃ）成分のアルミニウムキレート化合物はエポキシ樹脂とフェノール化合物との反応を促進するための触媒として用いられる。具体的には、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）、アルミニウムモノイソプロポキシモノオレオキシエチルアセトアセテートのようなアルミニウムアセテート錯体、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩などが挙げられる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。（Ｃ）成分の配合部数は（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対して０．１〜４０質量部であり、好ましくは、５〜３０質量部である。１質量部以上であれば硬化促進効果が発現され、４０質量部以下であれば十分なポットライフを有し、また、良好な接着強度、耐湿性等が得られる。
【００１７】
本発明のダイボンディングペーストにおける（Ｄ）成分の無機フィラーとしては、銀粉末や銅粉末等の金属粉末、アルミナ粉末およびシリカフィラー等がある。銀粉末等の金属粉末はダイボンディングペースト硬化物に導電性を付与するために用いられるものであり、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２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。金属粉末等の形状としては、鱗片状、フレーク状、球状等いずれでもかまわない。金属粉末の粒径は要求されるペーストの粘度によって異なるが、平均粒径は通常１〜１５μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、許容される最大粒径は５０μｍ程度である。平均粒径が１μｍ以上であれば、ペーストは適度な粘度を有し、１５μｍ以下であればペーストを塗布する際および硬化時において、（Ａ）成分のエポキシ樹脂のブリードが抑制される。また、金属粉末は比較的粗いものと細かいものを混合して用いることもでき、形状についても上記各種のものを適宜混合して用いてもよい。
シリカフィラーの平均粒径は通常１〜２５μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、許容される最大粒径は５０μｍ程度である。平均粒径が１μｍ以上であれば、ペーストは適度な粘度を有し、２５μｍ以下であればペーストを塗布する際および硬化時において（Ａ）成分のエポキシ樹脂のブリードが抑制される。
金属粉末およびシリカフィラーいずれにおいても、最大粒径が５０μｍを大幅に超えるとディスペンサーでペーストを塗布する際、ニードルの出口を閉塞するため長時間の連続使用ができない。また、シリカフィラーの場合も比較的粗いものと細かいものを混合して用いることもでき、形状についても上記金属粉末と同じような各種のものを適宜混合して用いてもよい。さらに、必要とされる特性を付与するために金属粉末やシリカフィラー以外の無機フィラーを混合してもよい。
【００１８】
（Ｄ）成分の無機フィラーの配合部数は（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対して１００〜１００００質量部であり、好ましくは、１００〜５０００質量部、より好ましくは、３００〜１０００質量部である。無機フィラーの配合部数が１００質量部以上であれば、ペースト硬化物の膨張係数が大きくなりすぎることがなく、接続の信頼性が良好となる。
【００１９】
本発明のダイボンディングペーストには、さらに(Ｅ)成分として、（メタ）アクリロイル基を有するシランカップリング剤を添加することができる。該シランカップリング剤は、良好な接着性を得る観点より、（メタ）アクリロイル基を含有するものであれば、特に限定されることはないが、例えば３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルジメチルエトキシシラン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記シランカップリング剤の含有量は本発明のダイボンディングペーストの硬化物量に基づき０．０１〜２．０質量％の範囲であることが好ましく、
０．１〜１．５質量％がより好ましい。０．０１質量％以上とすることにより十分な接着性を発現し、２．０質量％以下とすることによりアウトガス、すなわち、シランカップリング剤に起因する気泡の発生を抑制することができるため十分な接着性を発現させることができる。
【００２０】
本発明のダイボンディングペーストには、さらに(Ｆ)成分として、アルコキシ基を有するシラン化合物を添加することができる。加水分解性を有するシラン化合物（加水分解により、シラノール化合物になることが必要である）も添加可能であり、特に限定されることはない。たとえば、ジフェニルジメトキシシランおよびジフェニルジエトキシシランなどが挙げられる。これらのシラン化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのシラン化合物の含有量はペースト硬化物量に基づき０．０１〜３０質量％の範囲であることが好ましく、０．５〜５質量％の範囲であることがより好ましい。０．０１質量％以上とすることにより（Ｃ）成分のアルミニウムキレート化合物を活性化させることができ、３０質量％以下とすることによりペーストのポットライフを確保することができる。
【００２１】
本発明のダイボンディングペーストにおいては、前記した各成分以外に、イミダゾール類などの硬化促進剤、ダイボンディングペーストの粘度を調整するための溶剤、開環重合性を有するエポキシ基含有反応性希釈剤、さらにはカップリング剤や酸無水物などの接着力向上剤、微細シリカ粉末、消泡剤、その他各種の添加剤を、ダイボンディングペーストの機能を妨げない範囲で配合することができる。
【００２２】
前記溶剤としては、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等を挙げることができる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
反応性希釈剤としては、例えば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等を挙げることができる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
本発明のダイボンディングペーストは、前記した（Ａ）成分のエポキシ樹脂、（Ｂ）成分の前記一般式（Ｉ）で表されるフェノール化合物、（Ｃ）成分のアルミニウムキレート化合物、（Ｄ）成分の無機フィラー及び必要に応じて用いられる（Ｅ）成分のシランカップリング剤、（Ｆ）成分のシラン化合物、硬化促進剤、溶剤、反応性希釈剤などを加えて十分に混合したのち、さらにディスパース、ニーダー、３本ロールミルなどにより混練処理を行い、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。
【００２５】
このようにして得られた本発明のダイボンディングペーストは糸引き性や広がり性が少ないため作業性に優れ、ＩＣ等の大型チップと銅フレーム等の組み合わせにおいても熱時接着強度を低下させることなく、チップクラックや反りによるＩＣ等の特性不良が起きない、すなわち、応力緩和性に優れた硬化物を与え、低温・速硬化性で、かつ、可使時間が長く、硬化物においてボイドの発生のないダイボンディングペーストを提供することができる。
【００２６】
本発明のダイボンディングペーストを、例えば、シリンジに充填し、ディスペンサーを用いて基板上に塗布後、半導体素子を装着し、ペーストの硬化により半導体素子を基板上に接合することができる。さらにワイヤボンディングを行い、封止剤である樹脂を用いて封止することにより、樹脂封止型の本発明の半導体装置を製造することができる。なお、本発明のダイボンディングペーストを使用すれば、従来達成できなかった１００℃以下という低温での硬化が可能となる。硬化は１００℃程度で１〜２時間の範囲で加熱して行うことが好ましいが、それ以上の温度、時間で硬化を行っても接着性能等の特性を十分達成することができる。硬化物における残留応力を低減させ、チップの反りを少なくして優れた熱時接着強度を達成するという観点では低温での硬化が有効である。実用的には、生産性や熱時接着強度等を考慮して硬化温度と硬化時間を決定すべきである。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、各例で用いた成分は以下のとおりである。
（１）エポキシ樹脂Ａ［アリル変性ビスフェノールＡ型グリシジルエーテル：「日本化薬（株）社」製ＲＥ−８１０ＮＭ、エポキシ当量２２０］
（２）エポキシ樹脂Ｂ［ビスフェノールＦグリシジルエーテル：「ジャパンエポキシレジン（株）社」製ＹＬ９８３Ｕ、エポキシ当量１７０］
（３）フェノール化合物Ａ［2,2´-ジアリルビスフェノールＡ：「エーピーアイコーポレーション社」製ＤＡＢＰＡ］
（４）フェノール化合物Ｂ［ビスフェノールＡ：「和光純薬（株）社」製］
（５）アルミニウムキレート化合物 [エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート：「川研ファインケミカル（株）社」製アルミキレートＡＬＣＨまたはＮ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩：「和光純薬（株）社」製Ｑ−１３０１]
（６）銀粉末（鱗片状、タップ密度４．２ｇ/ｃｍ3、比表面積０．６ｍ2/ｇ）
（７）反応性希釈剤 [ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル：「日本化薬（株）社」製ＴＧＥ-Ｈ]
（８）シラン化合物 [ジメトキシジフェニルシラン、「信越化学（株）社」製ＬＳ−５３００]
（９）カップリング剤（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）
（10）硬化剤 [ジシアンジアミド：「日本カーバイド（株）社」製]
（11）硬化促進剤［イミダゾール：「四国化成工業（株）社」製２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ］
（12）シリカ粉末 [平均粒径２μｍの球状シリカ：「（株）アドマテックス社」製 ＳＯ−Ｅ５]
【００２８】
実施例１〜７及び比較例１〜５
表１及び表2に示す種類と量の各成分を十分に混合し、さらに３本ロールを用いて２５℃で混練してダイボンディングペーストを調製し、その特性（粘度、作業性）を、以下に示す方法で求めた。結果を表１及び表２に示す。
次に、前記で得られたダイボンディングペーストを用いて、半導体チップと基板とを接着硬化させ、硬化物特性（チップ接着強度、熱伝導率、吸水率）を、以下に示す方法で求めた。結果を表１及び表２に示す。
【００２９】
［ダイボンディングペーストの特性］
（１）粘度
Ｅ型粘度計（３°コーン、０．５ｒｐｍおよび５ｒｐｍ）を用い、温度２５℃の粘度を測定し、表１および表２には０．５ｒｐｍ時の粘度のみ記載した（単位：Ｐａ・ｓ）。
（２）チキソトロピック性
前記粘度の０．５ｒｐｍと５ｒｐｍにおける数値の比をチキソトロピック性の指標とした。
（３）作業性
（イ）糸引き性
ディスペンス糸引き性を、下記の判定基準で評価した。
○：糸引きなし
△：若干糸引きあり
×：糸引き発生が多数あり
（ロ）拡がり性
表面を銀メッキ処理した銅フレーム上にペーストを０．１ｍｍ3塗布し、すぐにプレパラート（１８ｍｍ角ガラス板）をペーストの上に被せ、１９６ｍＮの荷重を１０秒間かけた際の、ペーストの広がり面積の直径を測定し、下記の判定基準で評価した。なお、測定は２５℃の室内で行った。
○：５ｍｍ以上
△：３〜５ｍｍ
×：３ｍｍ未満
（４）ポットライフ
温度２５℃、２４時間後の粘度を測定し、配合直後の粘度に対する上昇率をポットライフの指標とした。
【００３０】
［ダイボンディングペースト硬化物の特性］
（１）ボイド
接着強度測定前のサンプルについて軟Ｘ線透過法によりボイドの観察を行った。
（２）チップ接着強度
シリコンチップ（４ｍｍ口）と基板（Ｃｕ/Ａｇメッキリードフレーム）との接着強度を、温度：２６０℃、測定方法：ダイシェア強度の条件で測定した（単位：Ｎ）。
表中の接着強度の表示中、Ｓｉ ｖｓ Ｃｕ/ＡｇはシリコンチップとＣｕ/Ａｇメッキリードフレームとの接着強度、Ｓｉ ｖｓ ＰＰＦはシリコンチップとＰＰＦフレームとの接着強度、Ａｕ ｖｓ ＰＰＦはシリコンチップとシリコン裏面ＡｕメッキチップとＰＰＦフレームとのの接着強度を示す。
（３）剪断破壊モード
（２）のチップ接着強度評価試験で破壊したペースト硬化物の状況を目視にて確認した。
○：ペースト硬化物層凝集破壊
×：界面剥離
（４）弾性率
熱分析装置ＤＭＡ（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン、ＤＭＡＱ８００）により、２５℃および２６０℃で引っ張りモードの弾性率を測定した。昇温速度は１０℃/分である（単位：Ｇｐａ）。
（５）吸水率
８５℃、ＲＨ８５％の環境下に２４時間曝露後の質量変化率を測定し、吸水率とした（単位：質量％）。
（６）チップの反り
銅フレームにペーストを塗布し、塗布面に８×８ｍｍシリコンチップを装着後、ペーストを接着硬化させて反り量を測定した（単位：μｍ）。硬化は実施例１〜７および比較例１〜３で使用したサンプルについては１００℃で２．０時間、比較例４および５で使用したサンプルについては１７０℃で２．０時間行った。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
表１及び表2から分かるように、前記一般式（Ｉ）で示されるフェノール化合物を用いた実施例のダイボンディングペーストは、それを用いていない比較例のペーストに比べて、糸引き性や拡がり性が少ない。したがって、作業性が良好であり、かつ、低温・速硬化性である。比較例においては、硬化促進剤が使用されているにもかかわらず、硬化物の特性が悪い（特に、比較例２においては、ダイボンディングペーストの硬化不良のため硬化物の特性は測定不可）。
特に１００℃以下の温度での硬化でも十分に特性を発揮する。また、可使時間が長く、チップとフレームの種々の組み合わせにおいても良好なチップ接着強度を示すとともに、ペースト硬化物とチップまたはフレーム（基板）の間で界面剥離が生じることなく良好な剪断破壊モードを示した。さらに、本発明のダイボンディングペーストの硬化物は吸水率が低く、チップの反りも小さく、優れた特性を示す。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のダイボンディングペーストは作業性が良好で、応力緩和性等に優れた硬化物を与え、このダイボンディングペーストを用いることにより半導体装置の信頼性を高めることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明はＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子（以下、チップと称する場合もある）を金属フレーム等に接合するために用いられる熱時接着強度に優れ、かつ、応力緩和性に優れた硬化物を与えるダイボンディングペーストおよびそれを用いた信頼性の高い半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス業界の最近の著しい発展により、半導体素子はトランジスター、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩと進化してきており、これら半導体素子における回路の集積度が急激に増大するとともに大量生産が可能になり、これらを用いた半導体製品の普及に伴って、大量生産における作業性の向上並びにコストダウンが重要な課題となってきた。従来は半導体素子を金属フレームなどの導体にＡｕ-Ｓｉ共晶法により接合し、ついではハーメチックシールによって封止して半導体製品とするのが普通であった。しかし、大量生産時の作業性、コストの面より、樹脂封止法が開発され、現在では一般化されている。これに伴い、マウント工程におけるＡｕ-Ｓｉ共晶法の改良法としてハンダ法や樹脂ペースト、すなわち、マウント用樹脂による方法が取り上げられるようになった。
【０００３】
しかし、ハンダ法では信頼性が低いこと、素子の電極の汚染を起こしやすいこと等が欠点とされ、高熱伝導性を要するパワートランジスター、パワーＩＣの素子に使用が限られている。これに対してマウント用樹脂による方法はハンダ法に比較して作業性や信頼性においても優れており、マウント用樹脂の需要が急激に増大している。
【０００４】
さらに近年、ＩＣ等の集積度の高密度化により、チップが大型化してきており、一方、従来用いられてきたリードフレームである４２合金フレームが高価なため、コストダウンの目的で銅フレームが用いられるようになってきた。ここでＩＣ等のチップの大きさが約４〜５ｍｍ角より大きくなると、ＩＣ等の組立工程での加熱により、マウント工程においてＡｕ-Ｓｉ共晶法を用いると、チップの熱膨張率と銅フレームの熱膨張率との差からチップのクラックや反りによる特性不良が問題となってきている。
すなわち、これは、チップの材料であるシリコン等の熱膨張率が３×１０-6/℃であるのに対し、４２合金フレームでは８×１０-6/℃であるが、銅フレームでは２０×１０-6/℃と大きくなるためである。したがって、マウント工程においてマウント用樹脂ペーストを用いる方法が考えられるが、従来のエポキシ樹脂系ペーストでは、主要な樹脂成分であるエポキシ樹脂が熱硬化性樹脂であり、三次元架橋するため硬化物の弾性率が高く、チップと銅フレームとの歪を吸収することができなかった。
【０００５】
また、硬化後の架橋密度を小さくするようなエポキシ樹脂、たとえば、モノエポキシ化合物を多量含むペーストを使用すれば硬化物の弾性率を低くすることができるが、接着強度が低下するという問題があった。また、エポキシ樹脂は一般的に粘度が高く、これに無機フィラーを配合すると粘度がさらに高くなり、ディスペンス時の糸ひきが発生して作業性が悪くなるという問題があった。作業性を改良するために多量の溶剤を添加するとボイドが発生するという問題が新たに生じる。それらを改善するためのダイボンディングペーストの提案がなされている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に記載のダイボンディングペーストは作業性および接着性は良好であるが、硬化後の反りおよび接続信頼性向上の観点から、硬化温度の低減化と諸特性のさらなる改善が望まれている。また、低温・速硬化性のダイボンディングペーストに関してはカチオン重合性硬化剤系の提案がなされているが、十分に要求を満たしていない（たとえば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１０６７６７号公報
【特許文献２】特開２００４−８７２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ＩＣ等の大型チップと銅フレーム等の組み合わせにおいても熱時接着強度を低下させることなく、チップクラックや反りによるＩＣ等の特性不良が起きない、すなわち、応力緩和性に優れた硬化物を与え、低温・速硬化性で、かつ、可使時間（以下、ポットライフと称することもある）が長く、ボイドの発生のないダイボンディングペーストおよびそれを用いた信頼性の高い半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記目的を達成するためにエポキシ樹脂を主要樹脂成分とするダイボンディングペーストを開発すべく鋭意研究を重ねた結果、特殊な化学構造を有するフェノール化合物を硬化剤として用いることにより、優れた特性を有するダイボンディングペーストおよびそれを用いた信頼性の高い半導体装置が得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、
（１）（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（Ｉ）
【化２】
[式中、R1およびR2はそれぞれ独立に−Hまたは−CH3を示す。Ｘは−CH2−、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−ＣH（ＣＨ3）−、−Ｃ（ＣF3）2−、−C O−、−ＳＯ2−または−O−を示す。ｍおよびnはそれぞれ0から4の整数であり、どちらか一方は必ず1以上である。]
で示されるフェノール化合物、（Ｃ）アルミニウムキレート化合物、および（D）無機フィラーを必須成分として含有し、（Ａ）成分１００質量部に対して（B）成分を１〜２００質量部、（C）成分を０．１〜４０質量部、および、（D）成分を１００〜１００００質量部の割合で含むことを特徴とするダイボンディングペースト、
（２）さらに、(Ｅ)（メタ）アクリロイル基を有するシランカップリング剤を、ペースト硬化物量に基づき０．０１〜２．０質量％の割合で含む上記（１）に記載のダイボンディングペースト、
（３）さらに、(Ｆ)アルコキシ基を有するシラン化合物をペースト硬化物量に基づき０．０１〜３０質量％の割合で含む上記（１）又は（２）に記載のダイボンディングペースト、
（４）無機フィラーが銀粉末である上記（１）〜（３）のいずれかに記載のダイボンディングペースト、
（５）さらに反応性希釈剤を含む上記（１）〜（４）のいずれかに記載のダイボンディングペーストおよび
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載のダイボンディングペーストを用いてなる半導体装置
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のダイボンディングペーストは熱時接着強度を低下させることなく、作業性に優れ、かつ、低温・速硬化性を有し、応力緩和性に優れた硬化物を与える。また、可使時間が長く、硬化物の接着強度が良好でチップやフレームとの間で界面剥離を生じることがない。このダイボンディングペーストを用いることにより極めて信頼性の高い半導体装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のダイボンディングペーストにおいて、（Ａ）成分であるエポキシ樹脂は1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、常温（２３℃）で固形状、液状のいずれでもよく、いかなるエポキシ樹脂でも使用することができる。例えばビスフェノールＡグリシジルエーテルのようなビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールFグリシジルエーテルのようなビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、特殊多官能型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１２】
（Ａ）成分であるエポキシ樹脂のエポキシ当量は、硬化物の架橋密度、物性などの面から、好ましくは１００〜１０００、より好ましくは１５０〜２５０である。
【００１３】
さらに、本発明においては、前記（Ａ）成分のエポキシ樹脂と共に、応力の緩和や密着性付与などの目的で、効果を損なわない範囲において、他の樹脂を併用することができる。他の樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、ポリブタジエン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。
他の樹脂の配合量は（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対して通常０〜５０質量部の範囲である。
【００１４】
本発明のダイボンディングペーストにおいて、硬化剤として用いられる（Ｂ）成分のフェノール化合物は下記一般式（Ｉ）で表される。
【化３】
上記一般式（Ｉ）において、R1およびR2はそれぞれ独立に−Hまたは−CH3を示す。Ｘは−CH2−、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−ＣH（ＣＨ3）−、−Ｃ（ＣF3）2−、−C O−、−ＳＯ2−、または−O−を示す。ｍおよびnはそれぞれ０から４の整数であり、どちらか一方は必ず1以上である。
【００１５】
当該化合物としては、たとえば、2,2´-ジアリルビスフェノールＦ、2,2´-ジアリル-6,6´-ジメチルビスフェノールＦ、2,2´-ジアリルビスフェノールＡ、2,2´-ジアリル-6,6´-ジメチルビスフェノールＡ、2,2´-ジアリルビスフェノールＡＤ、2,2´-ジアリル-6,6´-ジアリルビスフェノールＡＤなどが挙げられる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
（Ｂ）成分であるフェノール化合物の配合部数は（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対して１〜２００質量部であり、好ましくは、５０〜１５０質量部である。１質量部以上であれば、期待する効果を発現することができ、２００質量部以下であれば硬化物中にフェノール性の水酸基の残存量が少なく良好な接着強度、耐湿性等が得られる。（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合比率は、化学量論的には（Ａ）成分のエポキシ樹脂中のエポキシ基１モルあたり（Ｂ）成分中の水酸基が０．５〜１．５モルになるように調整するのが好ましい。
【００１６】
本発明のダイボンディングペーストにおいて、（Ｃ）成分のアルミニウムキレート化合物はエポキシ樹脂とフェノール化合物との反応を促進するための触媒として用いられる。具体的には、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）、アルミニウムモノイソプロポキシモノオレオキシエチルアセトアセテートのようなアルミニウムアセテート錯体、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩などが挙げられる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。（Ｃ）成分の配合部数は（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対して０．１〜４０質量部であり、好ましくは、５〜３０質量部である。１質量部以上であれば硬化促進効果が発現され、４０質量部以下であれば十分なポットライフを有し、また、良好な接着強度、耐湿性等が得られる。
【００１７】
本発明のダイボンディングペーストにおける（Ｄ）成分の無機フィラーとしては、銀粉末や銅粉末等の金属粉末、アルミナ粉末およびシリカフィラー等がある。銀粉末等の金属粉末はダイボンディングペースト硬化物に導電性を付与するために用いられるものであり、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２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。金属粉末等の形状としては、鱗片状、フレーク状、球状等いずれでもかまわない。金属粉末の粒径は要求されるペーストの粘度によって異なるが、平均粒径は通常１〜１５μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、許容される最大粒径は５０μｍ程度である。平均粒径が１μｍ以上であれば、ペーストは適度な粘度を有し、１５μｍ以下であればペーストを塗布する際および硬化時において、（Ａ）成分のエポキシ樹脂のブリードが抑制される。また、金属粉末は比較的粗いものと細かいものを混合して用いることもでき、形状についても上記各種のものを適宜混合して用いてもよい。
シリカフィラーの平均粒径は通常１〜２５μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、許容される最大粒径は５０μｍ程度である。平均粒径が１μｍ以上であれば、ペーストは適度な粘度を有し、２５μｍ以下であればペーストを塗布する際および硬化時において（Ａ）成分のエポキシ樹脂のブリードが抑制される。
金属粉末およびシリカフィラーいずれにおいても、最大粒径が５０μｍを大幅に超えるとディスペンサーでペーストを塗布する際、ニードルの出口を閉塞するため長時間の連続使用ができない。また、シリカフィラーの場合も比較的粗いものと細かいものを混合して用いることもでき、形状についても上記金属粉末と同じような各種のものを適宜混合して用いてもよい。さらに、必要とされる特性を付与するために金属粉末やシリカフィラー以外の無機フィラーを混合してもよい。
【００１８】
（Ｄ）成分の無機フィラーの配合部数は（Ａ）成分のエポキシ樹脂１００質量部に対して１００〜１００００質量部であり、好ましくは、１００〜５０００質量部、より好ましくは、３００〜１０００質量部である。無機フィラーの配合部数が１００質量部以上であれば、ペースト硬化物の膨張係数が大きくなりすぎることがなく、接続の信頼性が良好となる。
【００１９】
本発明のダイボンディングペーストには、さらに(Ｅ)成分として、（メタ）アクリロイル基を有するシランカップリング剤を添加することができる。該シランカップリング剤は、良好な接着性を得る観点より、（メタ）アクリロイル基を含有するものであれば、特に限定されることはないが、例えば３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルジメチルエトキシシラン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記シランカップリング剤の含有量は本発明のダイボンディングペーストの硬化物量に基づき０．０１〜２．０質量％の範囲であることが好ましく、
０．１〜１．５質量％がより好ましい。０．０１質量％以上とすることにより十分な接着性を発現し、２．０質量％以下とすることによりアウトガス、すなわち、シランカップリング剤に起因する気泡の発生を抑制することができるため十分な接着性を発現させることができる。
【００２０】
本発明のダイボンディングペーストには、さらに(Ｆ)成分として、アルコキシ基を有するシラン化合物を添加することができる。加水分解性を有するシラン化合物（加水分解により、シラノール化合物になることが必要である）も添加可能であり、特に限定されることはない。たとえば、ジフェニルジメトキシシランおよびジフェニルジエトキシシランなどが挙げられる。これらのシラン化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのシラン化合物の含有量はペースト硬化物量に基づき０．０１〜３０質量％の範囲であることが好ましく、０．５〜５質量％の範囲であることがより好ましい。０．０１質量％以上とすることにより（Ｃ）成分のアルミニウムキレート化合物を活性化させることができ、３０質量％以下とすることによりペーストのポットライフを確保することができる。
【００２１】
本発明のダイボンディングペーストにおいては、前記した各成分以外に、イミダゾール類などの硬化促進剤、ダイボンディングペーストの粘度を調整するための溶剤、開環重合性を有するエポキシ基含有反応性希釈剤、さらにはカップリング剤や酸無水物などの接着力向上剤、微細シリカ粉末、消泡剤、その他各種の添加剤を、ダイボンディングペーストの機能を妨げない範囲で配合することができる。
【００２２】
前記溶剤としては、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等を挙げることができる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
反応性希釈剤としては、例えば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等を挙げることができる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
本発明のダイボンディングペーストは、前記した（Ａ）成分のエポキシ樹脂、（Ｂ）成分の前記一般式（Ｉ）で表されるフェノール化合物、（Ｃ）成分のアルミニウムキレート化合物、（Ｄ）成分の無機フィラー及び必要に応じて用いられる（Ｅ）成分のシランカップリング剤、（Ｆ）成分のシラン化合物、硬化促進剤、溶剤、反応性希釈剤などを加えて十分に混合したのち、さらにディスパース、ニーダー、３本ロールミルなどにより混練処理を行い、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。
【００２５】
このようにして得られた本発明のダイボンディングペーストは糸引き性や広がり性が少ないため作業性に優れ、ＩＣ等の大型チップと銅フレーム等の組み合わせにおいても熱時接着強度を低下させることなく、チップクラックや反りによるＩＣ等の特性不良が起きない、すなわち、応力緩和性に優れた硬化物を与え、低温・速硬化性で、かつ、可使時間が長く、硬化物においてボイドの発生のないダイボンディングペーストを提供することができる。
【００２６】
本発明のダイボンディングペーストを、例えば、シリンジに充填し、ディスペンサーを用いて基板上に塗布後、半導体素子を装着し、ペーストの硬化により半導体素子を基板上に接合することができる。さらにワイヤボンディングを行い、封止剤である樹脂を用いて封止することにより、樹脂封止型の本発明の半導体装置を製造することができる。なお、本発明のダイボンディングペーストを使用すれば、従来達成できなかった１００℃以下という低温での硬化が可能となる。硬化は１００℃程度で１〜２時間の範囲で加熱して行うことが好ましいが、それ以上の温度、時間で硬化を行っても接着性能等の特性を十分達成することができる。硬化物における残留応力を低減させ、チップの反りを少なくして優れた熱時接着強度を達成するという観点では低温での硬化が有効である。実用的には、生産性や熱時接着強度等を考慮して硬化温度と硬化時間を決定すべきである。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、各例で用いた成分は以下のとおりである。
（１）エポキシ樹脂Ａ［アリル変性ビスフェノールＡ型グリシジルエーテル：「日本化薬（株）社」製ＲＥ−８１０ＮＭ、エポキシ当量２２０］
（２）エポキシ樹脂Ｂ［ビスフェノールＦグリシジルエーテル：「ジャパンエポキシレジン（株）社」製ＹＬ９８３Ｕ、エポキシ当量１７０］
（３）フェノール化合物Ａ［2,2´-ジアリルビスフェノールＡ：「エーピーアイコーポレーション社」製ＤＡＢＰＡ］
（４）フェノール化合物Ｂ［ビスフェノールＡ：「和光純薬（株）社」製］
（５）アルミニウムキレート化合物 [エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート：「川研ファインケミカル（株）社」製アルミキレートＡＬＣＨまたはＮ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩：「和光純薬（株）社」製Ｑ−１３０１]
（６）銀粉末（鱗片状、タップ密度４．２ｇ/ｃｍ3、比表面積０．６ｍ2/ｇ）
（７）反応性希釈剤 [ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル：「日本化薬（株）社」製ＴＧＥ-Ｈ]
（８）シラン化合物 [ジメトキシジフェニルシラン、「信越化学（株）社」製ＬＳ−５３００]
（９）カップリング剤（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）
（10）硬化剤 [ジシアンジアミド：「日本カーバイド（株）社」製]
（11）硬化促進剤［イミダゾール：「四国化成工業（株）社」製２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ］
（12）シリカ粉末 [平均粒径２μｍの球状シリカ：「（株）アドマテックス社」製 ＳＯ−Ｅ５]
【００２８】
実施例１〜７及び比較例１〜５
表１及び表2に示す種類と量の各成分を十分に混合し、さらに３本ロールを用いて２５℃で混練してダイボンディングペーストを調製し、その特性（粘度、作業性）を、以下に示す方法で求めた。結果を表１及び表２に示す。
次に、前記で得られたダイボンディングペーストを用いて、半導体チップと基板とを接着硬化させ、硬化物特性（チップ接着強度、熱伝導率、吸水率）を、以下に示す方法で求めた。結果を表１及び表２に示す。
【００２９】
［ダイボンディングペーストの特性］
（１）粘度
Ｅ型粘度計（３°コーン、０．５ｒｐｍおよび５ｒｐｍ）を用い、温度２５℃の粘度を測定し、表１および表２には０．５ｒｐｍ時の粘度のみ記載した（単位：Ｐａ・ｓ）。
（２）チキソトロピック性
前記粘度の０．５ｒｐｍと５ｒｐｍにおける数値の比をチキソトロピック性の指標とした。
（３）作業性
（イ）糸引き性
ディスペンス糸引き性を、下記の判定基準で評価した。
○：糸引きなし
△：若干糸引きあり
×：糸引き発生が多数あり
（ロ）拡がり性
表面を銀メッキ処理した銅フレーム上にペーストを０．１ｍｍ3塗布し、すぐにプレパラート（１８ｍｍ角ガラス板）をペーストの上に被せ、１９６ｍＮの荷重を１０秒間かけた際の、ペーストの広がり面積の直径を測定し、下記の判定基準で評価した。なお、測定は２５℃の室内で行った。
○：５ｍｍ以上
△：３〜５ｍｍ
×：３ｍｍ未満
（４）ポットライフ
温度２５℃、２４時間後の粘度を測定し、配合直後の粘度に対する上昇率をポットライフの指標とした。
【００３０】
［ダイボンディングペースト硬化物の特性］
（１）ボイド
接着強度測定前のサンプルについて軟Ｘ線透過法によりボイドの観察を行った。
（２）チップ接着強度
シリコンチップ（４ｍｍ口）と基板（Ｃｕ/Ａｇメッキリードフレーム）との接着強度を、温度：２６０℃、測定方法：ダイシェア強度の条件で測定した（単位：Ｎ）。
表中の接着強度の表示中、Ｓｉ ｖｓ Ｃｕ/ＡｇはシリコンチップとＣｕ/Ａｇメッキリードフレームとの接着強度、Ｓｉ ｖｓ ＰＰＦはシリコンチップとＰＰＦフレームとの接着強度、Ａｕ ｖｓ ＰＰＦはシリコンチップとシリコン裏面ＡｕメッキチップとＰＰＦフレームとのの接着強度を示す。
（３）剪断破壊モード
（２）のチップ接着強度評価試験で破壊したペースト硬化物の状況を目視にて確認した。
○：ペースト硬化物層凝集破壊
×：界面剥離
（４）弾性率
熱分析装置ＤＭＡ（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン、ＤＭＡＱ８００）により、２５℃および２６０℃で引っ張りモードの弾性率を測定した。昇温速度は１０℃/分である（単位：Ｇｐａ）。
（５）吸水率
８５℃、ＲＨ８５％の環境下に２４時間曝露後の質量変化率を測定し、吸水率とした（単位：質量％）。
（６）チップの反り
銅フレームにペーストを塗布し、塗布面に８×８ｍｍシリコンチップを装着後、ペーストを接着硬化させて反り量を測定した（単位：μｍ）。硬化は実施例１〜７および比較例１〜３で使用したサンプルについては１００℃で２．０時間、比較例４および５で使用したサンプルについては１７０℃で２．０時間行った。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
表１及び表2から分かるように、前記一般式（Ｉ）で示されるフェノール化合物を用いた実施例のダイボンディングペーストは、それを用いていない比較例のペーストに比べて、糸引き性や拡がり性が少ない。したがって、作業性が良好であり、かつ、低温・速硬化性である。比較例においては、硬化促進剤が使用されているにもかかわらず、硬化物の特性が悪い（特に、比較例２においては、ダイボンディングペーストの硬化不良のため硬化物の特性は測定不可）。
特に１００℃以下の温度での硬化でも十分に特性を発揮する。また、可使時間が長く、チップとフレームの種々の組み合わせにおいても良好なチップ接着強度を示すとともに、ペースト硬化物とチップまたはフレーム（基板）の間で界面剥離が生じることなく良好な剪断破壊モードを示した。さらに、本発明のダイボンディングペーストの硬化物は吸水率が低く、チップの反りも小さく、優れた特性を示す。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のダイボンディングペーストは作業性が良好で、応力緩和性等に優れた硬化物を与え、このダイボンディングペーストを用いることにより半導体装置の信頼性を高めることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（Ｉ）
【化１】
[式中、R1およびR2はそれぞれ独立に−Hまたは−CH3を示す。Ｘは−CH2−、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−ＣH（ＣＨ3）−、−Ｃ（ＣF3）2−、−C O−、−ＳＯ2−または−O−を示す。ｍおよびnはそれぞれ0から4の整数であり、どちらか一方は必ず1以上である。]
で示されるフェノール化合物、（Ｃ）アルミニウムキレート化合物、および（D）無機フィラーを必須成分として含有し、（Ａ）成分１００質量部に対して（B）成分を１〜２００質量部、（C）成分を０．１〜４０質量部、および、（D）成分を１００〜１００００質量部の割合で含むことを特徴とするダイボンディングペースト。
【請求項２】
さらに、(Ｅ)（メタ）アクリロイル基を有するシランカップリング剤を、ペースト硬化物量に基づき０．０１〜２．０質量％の割合で含む請求項１に記載のダイボンディングペースト。
【請求項３】
さらに、(Ｆ)アルコキシ基を有するシラン化合物をペースト硬化物量に基づき０．０１〜３０質量％の割合で含む請求項１又は２に記載のダイボンディングペースト。
【請求項４】
無機フィラーが銀粉末である請求項１〜３のいずれかに記載のダイボンディングペースト。
【請求項５】
さらに反応性希釈剤を含む請求項１〜４のいずれかに記載のダイボンディングペースト。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のダイボンディングペーストを用いてなる半導体装置。
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（Ｉ）
【化１】
[式中、R1およびR2はそれぞれ独立に−Hまたは−CH3を示す。Ｘは−CH2−、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−ＣH（ＣＨ3）−、−Ｃ（ＣF3）2−、−C O−、−ＳＯ2−または−O−を示す。ｍおよびnはそれぞれ0から4の整数であり、どちらか一方は必ず1以上である。]
で示されるフェノール化合物、（Ｃ）アルミニウムキレート化合物、および（D）無機フィラーを必須成分として含有し、（Ａ）成分１００質量部に対して（B）成分を１〜２００質量部、（C）成分を０．１〜４０質量部、および、（D）成分を１００〜１００００質量部の割合で含むことを特徴とするダイボンディングペースト。
【請求項２】
さらに、(Ｅ)（メタ）アクリロイル基を有するシランカップリング剤を、ペースト硬化物量に基づき０．０１〜２．０質量％の割合で含む請求項１に記載のダイボンディングペースト。
【請求項３】
さらに、(Ｆ)アルコキシ基を有するシラン化合物をペースト硬化物量に基づき０．０１〜３０質量％の割合で含む請求項１又は２に記載のダイボンディングペースト。
【請求項４】
無機フィラーが銀粉末である請求項１〜３のいずれかに記載のダイボンディングペースト。
【請求項５】
さらに反応性希釈剤を含む請求項１〜４のいずれかに記載のダイボンディングペースト。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のダイボンディングペーストを用いてなる半導体装置。
【公開番号】特開２００７−１４２１１７（Ｐ２００７−１４２１１７Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３３２６６（Ｐ２００５−３３３２６６）
【出願日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（３９００２２４１５）京セラケミカル株式会社 (424)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（３９００２２４１５）京セラケミカル株式会社 (424)
【Ｆターム（参考）】
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