JPH11284114A - Semiconductor device - Google Patents
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートスプレッダ
ーを有するチップサイズパッケージ型の半導体装置に関
する。The present invention relates to a chip-size package type semiconductor device having a heat spreader.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、電子機器の発達に伴い電子部品の
搭載密度が高くなり、半導体装置の小型化が進められ、
半導体チップとほぼ同等な大きさであるチップサイズパ
ッケージ(CSP、以下CSPと称することがある)が
用いられている。CSPは半導体チップをインターポー
ザーと呼ばれる半導体チップと外部端子をつなぐ基板に
実装して成形された物で、半導体ベアチップと異なり、
良品検査を終えた信頼性のある電子部品である。近年の
半導体装置の高集積化に伴い、動作時の発熱量が多くな
ってきており、半導体装置の発熱を抑制するために、動
作電圧の低減やロスの少ない設計等の本質的な改善とと
もに、ファンを設置した強制冷却や、放熱のためのヒー
トスプレッダー及び放熱フィンの設置等の対策がとられ
ている。2. Description of the Related Art In recent years, the mounting density of electronic components has increased with the development of electronic devices, and semiconductor devices have been reduced in size.
2. Description of the Related Art A chip size package (CSP, sometimes referred to as a CSP hereinafter) having substantially the same size as a semiconductor chip is used. A CSP is a product formed by mounting a semiconductor chip on a substrate that connects an external terminal with a semiconductor chip called an interposer. Unlike a semiconductor bare chip,
It is a reliable electronic component that has passed quality inspection. With the recent increase in the degree of integration of semiconductor devices, the amount of heat generated during operation has been increasing, and in order to suppress heat generation of the semiconductor device, along with essential improvements such as a reduction in operating voltage and a design with less loss, Countermeasures such as forced cooling with a fan and installation of a heat spreader and a radiation fin for radiation are taken.
【0003】放熱性に優れるアルミニウムや銅等のヒー
トスプレッダーを半導体チップに直接とりつけるために
は、ヒートスプレッダーと半導体チップとの熱膨張係数
の差が大きいことから、ヒートスプレッダーと半導体チ
ップとの間に生じる応力を緩和することができ、しかも
耐熱性、耐電食性、耐湿性を有し、特にPCT処理等の
厳しい条件下での耐湿性試験を行った場合の劣化が小さ
い接着剤が必要である。しかしながら、従来公知の接着
剤では、これらの要求を満足させることはできなかっ
た。In order to directly attach a heat spreader such as aluminum or copper having excellent heat dissipation to a semiconductor chip, a large difference in the coefficient of thermal expansion between the heat spreader and the semiconductor chip is required. It is necessary to use an adhesive that can alleviate the generated stress, and that has heat resistance, electrolytic corrosion resistance, and moisture resistance, and that is less likely to deteriorate when subjected to a moisture resistance test under severe conditions such as PCT treatment. However, conventionally known adhesives could not satisfy these requirements.
【0004】例えば、CSPに使われるインターポーザ
ーとしては、半導体チップの熱膨張係数約4ppm/℃
に近い熱膨張係数を有するアルミナ等のセラミック基板
や柔軟性のあるポリイミドテープ又は厚いポリイミド基
板などが用いられており(日経エレクトロニクス199
6年No.668号参照)、半導体チップをインターポ
ーザーに固定する際に接着剤を用いており、セラミック
基板をインターポーザーに用いた場合は、銀ペーストに
代表される液状の接着剤が使われている。しかしながら
液状の接着剤には、接着剤の保存安定性に留意しなけれ
ばならないこと、作業性がLOC等に比較して劣ること
などの問題があり、特に銀ペーストには、銀フィラーの
沈降があるため分散が均一でないという問題がある。For example, as an interposer used for a CSP, a thermal expansion coefficient of a semiconductor chip is about 4 ppm / ° C.
Ceramic substrates made of alumina or the like having a thermal expansion coefficient close to that of polyimide, flexible polyimide tape, or thick polyimide substrate are used (Nikkei Electronics 199).
6 years No. No. 668), an adhesive is used to fix the semiconductor chip to the interposer. When a ceramic substrate is used for the interposer, a liquid adhesive represented by a silver paste is used. However, liquid adhesives have problems such as the need to pay attention to the storage stability of the adhesive, and the workability is inferior to LOC and the like. Therefore, there is a problem that the dispersion is not uniform.
【0005】また、半導体用接着剤には、銀ペースト等
のペースト又は液状接着剤の他、フィルム状の接着剤が
フレキシブルプリント配線板等で用いられ、アクリロニ
トリルブタジエンゴムを主成分とする系が多い。As the adhesive for semiconductors, in addition to a paste such as a silver paste or a liquid adhesive, a film adhesive is used for a flexible printed wiring board or the like, and there are many systems mainly composed of acrylonitrile butadiene rubber. .
【0006】特開昭60−243180号公報には、ア
クリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソシアネート及び
無機フィラーを含むフィルム状接着剤が記載され、特開
昭61−138680号公報には、アクリル系樹脂、エ
ポキシ樹脂、分子中にウレタン結合を有する両末端が第
一級アミン化合物及び無機フィラーを含むフィルム状接
着剤が記載されている。このようなフィルム状接着剤
は、アクリロニトリルブタジエンゴムを主成分とする系
が多く用いられているものの、高温で長時間処理した後
の接着力の低下が大きいことや、耐電食性に劣ることな
どの欠点があった。特に、半導体関連部品の信頼性評価
で用いられるPCT(プレッシャークッカーテスト)処
理等の厳しい条件下で耐湿性試験を行った場合の劣化が
大きかった。例えば、上記の特開昭60−243180
号公報、特開昭61−138680号公報に示されるも
のでは、PCT処理等の厳しい条件下での耐湿性試験を
行った場合には、劣化が大きく不十分であった。JP-A-60-243180 discloses a film adhesive containing an acrylic resin, an epoxy resin, a polyisocyanate and an inorganic filler, and JP-A-61-138680 discloses an acrylic resin. , An epoxy resin, a film-like adhesive containing a primary amine compound having a urethane bond in the molecule at both ends and an inorganic filler. Although such film adhesives are often used mainly of acrylonitrile butadiene rubber, the adhesive strength after a long-time treatment at high temperature has a large decrease, and the electrolytic corrosion resistance is poor. There were drawbacks. In particular, when a moisture resistance test was performed under severe conditions such as a PCT (pressure cooker test) process used in reliability evaluation of semiconductor-related components, deterioration was large. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-243180
JP-A-61-138680, when subjected to a moisture resistance test under severe conditions such as PCT treatment, the deterioration was large and insufficient.
【0007】これらプリント配線板関連材料としての接
着剤を用いてアルミニウムや銅製のヒートスプレッダー
を半導体チップに接着する場合には、ヒートスプレッダ
ーと半導体チップとの熱膨張係数の差が大きく、リフロ
ー時や発熱時にクラックを発生したり温度サイクルテス
トやPCT処理等の厳しい条件下での耐湿性試験を行っ
た場合の劣化が大きいため、実用には適さない。When a heat spreader made of aluminum or copper is bonded to a semiconductor chip using an adhesive as a material related to the printed wiring board, the difference in the thermal expansion coefficient between the heat spreader and the semiconductor chip is large, and the heat spreader and the semiconductor chip have a large difference in thermal expansion. It is not suitable for practical use because cracks are generated at the time of heat generation, and when a moisture resistance test is performed under severe conditions such as a temperature cycle test or a PCT process, deterioration is large.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、放熱用のヒ
ートスプレッダーを有するCSP型半導体装置であっ
て、ヒートスプレッダーとの熱膨張係数の差が大きい半
導体チップを接着する場合に必要な応力緩和能力、耐熱
性、耐電食性、耐湿性を有し、特にPCT処理等厳しい
条件下での耐湿性試験を行った場合の劣化が小さくなる
接着剤をあらかじめ塗布したヒートスプレッダーを用い
て構成した半導体装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a CSP type semiconductor device having a heat spreader for radiating heat, which is used for bonding a semiconductor chip having a large difference in thermal expansion coefficient from the heat spreader. A semiconductor device using a heat spreader pre-coated with an adhesive that has an ability, heat resistance, electrolytic corrosion resistance, and moisture resistance, and that reduces deterioration when subjected to a moisture resistance test particularly under severe conditions such as PCT processing. The purpose is to provide.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、放熱性を向上
させるためのヒートスプレッダーを有するチップサイズ
パッケージ(チップスケールパッケージ)型の半導体装
置であって、接着剤があらかじめ塗布されたヒートスプ
レッダーを用いて半導体チップとヒートスプレッダーと
が接着されており、接着剤が、(1)重量平均分子量が
5,000未満のエポキシ樹脂(1a)及びその硬化剤
(1b)の合計量100重量部、(2)硬化促進剤0.
1〜5重量部、並びに(3)グリシジル(メタ)アクリ
レートに由来する共重合単位2〜6重量%を含むガラス
転移温度が−10℃以上でかつ重量平均分子量が60
0,000以上であるエポキシ基含有アクリル系共重合
体100〜300重量部を含有するものである半導体装
置を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a chip-size package (chip-scale package) type semiconductor device having a heat spreader for improving heat dissipation, comprising a heat spreader to which an adhesive has been applied in advance. The semiconductor chip and the heat spreader are bonded together using an adhesive, and the adhesive is (1) a total amount of 100 parts by weight of an epoxy resin (1a) having a weight average molecular weight of less than 5,000 and a curing agent (1b) thereof, 2) Hardening accelerator
1-5 parts by weight and (3) 2-6% by weight of copolymerized units derived from glycidyl (meth) acrylate having a glass transition temperature of -10 ° C or higher and a weight average molecular weight of 60
An object of the present invention is to provide a semiconductor device containing 100 to 300 parts by weight of an epoxy group-containing acrylic copolymer having a molecular weight of 000 or more.
【0010】本発明は、また、本発明の半導体装置の一
態様として、上記接着剤中の硬化剤(1b)がフェノー
ル樹脂である半導体装置を提供するものである。The present invention also provides, as one aspect of the semiconductor device of the present invention, a semiconductor device in which the curing agent (1b) in the adhesive is a phenol resin.
【0011】本発明は、また、本発明の半導体装置の一
態様として、上記接着剤が更に、エポキシ樹脂(1a)
及びその硬化剤(1b)の合計量100重量部に対し、
(4)エポキシ樹脂(1a)と相溶性がありかつ重量
平均分子量が30,000以上の高分子量樹脂10〜4
0重量部を含有するものである半導体装置を提供するも
のである。According to the present invention, as one aspect of the semiconductor device of the present invention, the adhesive may further comprise an epoxy resin (1a).
And the curing agent (1b) in a total amount of 100 parts by weight,
(4) High-molecular-weight resins having compatibility with the epoxy resin (1a) and having a weight average molecular weight of 30,000 or more.
It is intended to provide a semiconductor device containing 0 parts by weight.
【0012】本発明は、また、本発明の半導体装置の一
態様として、上記のエポキシ樹脂(1a)と相溶性があ
りかつ重量平均分子量が30,000以上の高分子量樹
脂がフェノキシ樹脂である半導体装置を提供するもので
ある。According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device according to the present invention, wherein the high molecular weight resin having a weight-average molecular weight of 30,000 or more is a phenoxy resin, which is compatible with the epoxy resin (1a). An apparatus is provided.
【0013】本発明は、また、本発明の半導体装置の一
態様として、接着剤があらかじめ塗布されたヒートスプ
レッダーが、ヒートスプレッダーに、接着剤を溶剤に溶
解したワニスを塗布し、加熱して溶媒を除去することに
よりヒートスプレッダー上に接着剤層を形成して得られ
た接着剤付きヒートスプレッダーである半導体装置を提
供するものである。According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device according to the present invention, wherein a heat spreader to which an adhesive is applied in advance is applied to a heat spreader by applying a varnish in which the adhesive is dissolved in a solvent, and then heating the solvent. To provide a semiconductor device which is a heat spreader with an adhesive obtained by forming an adhesive layer on the heat spreader by removing the heat spreader.
【0014】本発明は、また、上記の半導体装置の一態
様として、接着剤付きヒートスプレッダー上の接着剤層
を形成している接着剤が、DSCを用いて測定した場合
の接着剤の全硬化発熱量の10〜40%の発熱を終えた
状態にある半導体装置を提供するものである。According to another aspect of the present invention, as an embodiment of the semiconductor device, the adhesive forming the adhesive layer on the heat spreader with the adhesive is completely cured when the adhesive is measured using a DSC. An object of the present invention is to provide a semiconductor device in a state where heat generation of 10 to 40% of a calorific value has been completed.
【0015】本発明は、また、本発明の半導体装置の一
態様として、上記の接着剤が、DSCを用いて測定した
場合の全硬化発熱量の100%の発熱を終えた状態まで
硬化させて動的粘弾性測定装置を用いて測定した場合の
貯蔵弾性率が25℃で20〜2,000MPaであり、
260℃で3〜50MPaであるものである半導体装置
を提供するものである。According to the present invention, as one mode of the semiconductor device of the present invention, the above-mentioned adhesive is cured to a state in which heat generation of 100% of the total curing calorific value measured by using a DSC is completed. The storage elastic modulus when measured using a dynamic viscoelasticity measurement device is 20 to 2,000 MPa at 25 ° C.,
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a temperature of 3 to 50 MPa at 260 ° C.
【0016】本発明は、また、本発明の半導体装置の一
態様として、上記の接着剤が、無機フィラーを2〜20
体積%含有するものである半導体装置を提供するもので
ある。According to the present invention, as one mode of the semiconductor device of the present invention, the above-mentioned adhesive may contain 2 to 20 inorganic fillers.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device which contains a volume%.
【0017】本発明は、また、上記の半導体装置の一態
様として、無機フィラーがアルミナ、シリカ、炭化ケイ
素、窒化ホウ素及び窒化アルミニウムからなる群から選
ばれるものである半導体装置を提供するものである。According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device in which the inorganic filler is selected from the group consisting of alumina, silica, silicon carbide, boron nitride, and aluminum nitride. .
【0018】本発明は、また、本発明の半導体装置の一
態様として、ヒートスプレッダーがアルミニウム、銅、
アルミニウム合金又は銅合金からなる群から選ばれる金
属で形成されたものである半導体装置を提供するもので
ある。According to the present invention, as one mode of the semiconductor device of the present invention, the heat spreader is made of aluminum, copper,
An object of the present invention is to provide a semiconductor device formed of a metal selected from the group consisting of an aluminum alloy and a copper alloy.
【0019】本発明は、また、本発明の半導体装置の一
態様として、ヒートスプレッダーの少なくとも接着剤が
塗布される部分にカップリング剤による表面処理が施さ
れている半導体装置を提供するものである。The present invention also provides, as one mode of the semiconductor device of the present invention, a semiconductor device in which at least a portion of a heat spreader to which an adhesive is applied is subjected to a surface treatment with a coupling agent. .
【0020】本発明は、また、本発明の半導体装置の一
態様として、ヒートスプレッダーが銅又は銅合金で形成
されたものであり、ヒートスプレッダーの少なくとも接
着剤が塗布される部分に黒化処理が施されている半導体
装置を提供するものである。According to the present invention, as one aspect of the semiconductor device of the present invention, the heat spreader is formed of copper or a copper alloy, and at least a portion of the heat spreader to which the adhesive is applied is subjected to blackening treatment. A semiconductor device is provided.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】まず、本発明に用いられる接着剤
について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the adhesive used in the present invention will be described.
【0022】本発明に用いられる接着剤中のエポキシ樹
脂(1a)としては、硬化して接着作用を呈するもので
あればよい。二官能以上で、分子量又は重量平均分子量
(ポリスチレン換算値、以下同様)が5,000未満、
例えば300〜5,000未満、好ましくは3,000
未満、例えば300〜3,000未満のエポキシ樹脂が
使用される。特に、重量平均分子量が500以下のビス
フェノールA型又はビスフェノールF型液状樹脂を用い
ると、ヒートスプレッダーと半導体チップの接着時の流
動性を向上することができて好ましい。重量平均分子量
が500以下のビスフェノールA型又はビスフェノール
F型液状樹脂は、油化シェルエポキシ株式会社から、エ
ピコート807、エピコート827、エピコート828
という商品名で市販されている。また、ダウケミカル日
本株式会社からは、D.E.R.330、D.E.R.
331、D.E.R.361という商品名で市販されて
いる。さらに、東都化成株式会社から、YD128、Y
DF170という商品名で市販されている。The epoxy resin (1a) in the adhesive used in the present invention may be any as long as it cures and exhibits an adhesive action. Bifunctional or more, molecular weight or weight average molecular weight (polystyrene conversion value, the same applies hereinafter) is less than 5,000,
For example, 300 to less than 5,000, preferably 3,000
Less than 300, for example less than 3,000 epoxy resins are used. In particular, it is preferable to use a bisphenol A type or bisphenol F type liquid resin having a weight average molecular weight of 500 or less, since the fluidity at the time of bonding the heat spreader to the semiconductor chip can be improved. Bisphenol A-type or bisphenol F-type liquid resins having a weight average molecular weight of 500 or less are obtained from Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., and are Epicoat 807, Epicoat 827, Epicoat 828.
It is marketed under the trade name. In addition, Dow Chemical Japan Co., Ltd. E. FIG. R. 330, D.I. E. FIG. R.
331; E. FIG. R. 361. In addition, YD128, Y
It is marketed under the trade name DF170.
【0023】エポキシ樹脂(1a)としては、高Tg化
を目的に三官能以上の多官能エポキシ樹脂を用いてもよ
く、多官能エポキシ樹脂としては、フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂等が例示される。三官能以上の多官能エポキシ樹脂を
用いる場合、その量は二官能エポキシ樹脂と多官能エポ
キシ樹脂との合計量の10〜50重量%とすることが好
ましい。As the epoxy resin (1a), a trifunctional or higher polyfunctional epoxy resin may be used for the purpose of increasing Tg. Examples of the polyfunctional epoxy resin include a phenol novolak type epoxy resin and a cresol novolak type epoxy resin. Is exemplified. When using a trifunctional or higher polyfunctional epoxy resin, the amount is preferably 10 to 50% by weight of the total amount of the bifunctional epoxy resin and the polyfunctional epoxy resin.
【0024】フェノールノボラック型エポキシ樹脂の例
としては、日本化薬株式会社から、EPPN−201と
いう商品名で市販されているものが挙げられる。また、
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の例としては、住
友化学工業株式会社から、ESCN−001、ESCN
−195という商品名で、また、前記日本化薬株式会社
から、EOCN1012、EOCN1025、EOCN
1027という商品名で市販されているものが挙げられ
る。Examples of the phenol novolak type epoxy resin include those commercially available from Nippon Kayaku Co., Ltd. under the trade name EPPN-201. Also,
Examples of the cresol novolak type epoxy resin include ESCN-001, ESCN from Sumitomo Chemical Co., Ltd.
-195 and EOCN1012, EOCN1025, EOCN
A product marketed under the trade name of 1027 is exemplified.
【0025】エポキシ樹脂(1a)の硬化剤(1b)と
しては、エポキシ樹脂の硬化剤として通常用いられてい
るものを使用でき、アミン、ポリアミド、酸無水物、ポ
リスルフィド、三弗化硼素及びフェノール性水酸基を1
分子中に2個以上有する化合物であるビスフェノール
A、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノール
樹脂等が挙げられる。特に吸湿時の耐電食性に優れるた
め、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラ
ック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹
脂を用いるのが好ましい。これらの樹脂としては、例え
ば、重量平均分子量が500〜2,000、特に1,0
00〜1,500のものが好適に用いられる。As the curing agent (1b) for the epoxy resin (1a), those usually used as curing agents for the epoxy resin can be used, and amine, polyamide, acid anhydride, polysulfide, boron trifluoride and phenolic 1 hydroxyl group
Examples thereof include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, and phenol resins, which are compounds having two or more in the molecule. In particular, it is preferable to use a phenol resin such as a phenol novolak resin, a bisphenol novolak resin, and a cresol novolak resin because of excellent electric corrosion resistance during moisture absorption. For example, these resins have a weight average molecular weight of 500 to 2,000,
Those having a size of from 00 to 1,500 are preferably used.
【0026】このような特に好ましいとした硬化剤の例
としては、大日本インキ化学工業株式会社から市販され
ているフェノライトLF2882、フェノライトLF2
822、フェノライトTD−2090、フェノライトT
D−2149、フェノライトVH4150、フェノライ
トVH4170(商品名)等が挙げられる。Examples of such particularly preferred curing agents include phenolite LF2882 and phenolite LF2 available from Dainippon Ink and Chemicals, Inc.
822, phenolite TD-2090, phenolite T
D-2149, phenolite VH4150, phenolite VH4170 (trade name) and the like.
【0027】硬化剤(1b)は、接着剤中のエポキシ基
1mol当たり、エポキシ基と反応性を有する基、例え
ばフェノール性ヒドロキシル基が0.8〜1.2モルと
なる量で用いることが好ましく、0.95〜1.05モ
ルとなる量で用いることがより好ましい。The curing agent (1b) is preferably used in such an amount that a group having reactivity with an epoxy group, for example, a phenolic hydroxyl group is 0.8 to 1.2 mol per mol of epoxy group in the adhesive. , And more preferably in an amount of 0.95 to 1.05 mol.
【0028】硬化剤(1b)とともに硬化促進剤を用い
る。硬化促進剤(4)としては、各種イミダゾール類を
用いることが好ましい。イミダゾールとしては、2−メ
チルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾー
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−フェニルイミダゾリウムトリメリ
テート等が挙げられる。A curing accelerator is used together with the curing agent (1b). It is preferable to use various imidazoles as the curing accelerator (4). Examples of imidazole include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole,
-Cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate;
【0029】イミダゾール類の市販品の例としては、四
国化成工業株式会社から2E4MZ、2PZ−CN、2
PZ−CNSという商品名で市販されているものなどが
挙げられる。Examples of commercially available imidazoles include 2E4MZ, 2PZ-CN,
Examples include those commercially available under the trade name of PZ-CNS.
【0030】硬化促進剤の量は、エポキシ樹脂(1a)
及び硬化剤(1b)の合計量100重量部に対し、0.
1〜5重量部とする。The amount of the curing accelerator is determined by the amount of the epoxy resin (1a)
And 0.1 part of the total amount of the curing agent (1b) and 100 parts by weight.
1 to 5 parts by weight.
【0031】本発明に用いられるエポキシ基含有アクリ
ル系共重合体は、グリシジル(メタ)アクリレートに由
来する共重合単位2〜6重量%を含み、Tg(ガラス転
移温度)が−10℃以上、例えば−10℃〜30℃でか
つ重量平均分子量が600,000以上、例えば60
0,000〜2,000,000、好ましくは800,
000〜1,200,000のものである。このような
エポキシ基含有アクリル系共重合体としては、帝国化学
産業株式会社から市販されている商品名HTR−860
P−3を使用することができる。ここで、(メタ)アク
リレートとはアクリレート及び/又はメタクリレートを
意味し、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートと
は、グリシジルアクリレート及び/又はグリシジルメタ
クリレートを意味する。エポキシ基含有アクリル系共重
合体中のグリシジル(メタ)アクリレートに由来する共
重合単位の量が2重量%未満であると、接着剤の接着力
が不十分となる傾向があり、6重量%を超えると、エポ
キシ基含有アクリル系共重合体のゲル化が起こりやすく
なることがある。エポキシ基含有アクリル系共重合体の
Tgが−10℃未満であると、Bステージ状態での接着
剤のタック性が大きくなり、接着剤付きヒートスプレッ
ダー取扱性が悪化することがある。また、エポキシ基含
有アクリル系共重合体の重量平均分子量が600,00
0未満であると、接着剤層の強度や可撓性の低下やタッ
ク性の増大により、接着剤付きヒートスプレッダー強度
及び取扱い性が悪化することがある。The epoxy group-containing acrylic copolymer used in the present invention contains 2 to 6% by weight of copolymerized units derived from glycidyl (meth) acrylate and has a Tg (glass transition temperature) of -10 ° C. or higher, for example, -10 ° C to 30 ° C and a weight average molecular weight of 600,000 or more, for example, 60
000 to 2,000,000, preferably 800,
000 to 1,200,000. Such an epoxy group-containing acrylic copolymer is commercially available from Teikoku Chemical Industry Co., Ltd. under the trade name HTR-860.
P-3 can be used. Here, (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate. For example, glycidyl (meth) acrylate means glycidyl acrylate and / or glycidyl methacrylate. When the amount of the copolymer unit derived from glycidyl (meth) acrylate in the epoxy group-containing acrylic copolymer is less than 2% by weight, the adhesive strength of the adhesive tends to be insufficient, and 6% by weight If it exceeds, gelling of the epoxy group-containing acrylic copolymer may easily occur. When the Tg of the epoxy group-containing acrylic copolymer is lower than -10 ° C, the tackiness of the adhesive in the B-stage state increases, and the handling property of the heat spreader with the adhesive may be deteriorated. The epoxy group-containing acrylic copolymer has a weight average molecular weight of 600,00.
If it is less than 0, the strength and handleability of the heat spreader with adhesive may deteriorate due to a decrease in the strength and flexibility of the adhesive layer and an increase in tackiness.
【0032】エポキシ基含有アクリル系共重合体の合成
に用いられるグリシジル(メタ)アクリレート以外の共
重合モノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、ア
ルキル(メタ)アクリレート等が好ましい。アルキル
(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチル(メ
タ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等が挙
げられる。カルボキシル基や水酸基等の官能基を有する
モノマー、例えばカルボン酸タイプのアクリル酸や、水
酸基タイプのヒドロキシメチル(メタ)アクリレートを
用いると、架橋反応が進行しやすく、接着剤のワニス状
態でのゲル化、Bステージ状態での硬化度の上昇による
接着力の低下等の問題があるため好ましくない。As the copolymerizable monomer other than glycidyl (meth) acrylate used in the synthesis of the epoxy group-containing acrylic copolymer, for example, acrylonitrile, alkyl (meth) acrylate and the like are preferable. Examples of the alkyl (meth) acrylate include ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and the like. When a monomer having a functional group such as a carboxyl group or a hydroxyl group, for example, a carboxylic acid type acrylic acid or a hydroxyl group type hydroxymethyl (meth) acrylate is used, the crosslinking reaction proceeds easily, and the adhesive is gelled in a varnish state. However, it is not preferable because there is a problem such as a decrease in adhesive strength due to an increase in the degree of curing in the B stage state.
【0033】グリシジル(メタ)アクリレートに由来す
る共重合単位2〜6重量%を含むTg(ガラス転移温
度)が−10℃以上でかつ重量平均分子量が600,0
00以上であるエポキシ基含有アクリル系共重合体の具
体例としては、例えば、(a)アクリロニトリル18〜
40重量%、(b)官能基モノマーとしてグリシジル
(メタ)アクリレート2〜6重量%並びに(c)エチル
アクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレ
ート及びブチルメタクリレートからなる群から選ばれる
少なくとも1種のモノマー54〜80重量%を共重合さ
せて得られる共重合体が挙げられる。エチルアクリレー
ト、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート及びブ
チルメタクリレートは1種単独で又は2種以上を混合し
て用いることができ、混合比率は共重合体のTgを考慮
して決定する。重合方法はパール重合、溶液重合等が挙
げられ、これらにより得ることができる。The Tg (glass transition temperature) containing 2 to 6% by weight of copolymerized units derived from glycidyl (meth) acrylate is -10 ° C. or more and the weight average molecular weight is 600,0
Specific examples of the epoxy group-containing acrylic copolymer having a molecular weight of 00 or more include (a) acrylonitrile 18 to
40% by weight, (b) 2 to 6% by weight of glycidyl (meth) acrylate as a functional group monomer, and (c) at least one monomer 54 to 80 selected from the group consisting of ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate and butyl methacrylate. Copolymers obtained by copolymerizing by weight% are exemplified. Ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate and butyl methacrylate can be used alone or in combination of two or more, and the mixing ratio is determined in consideration of the Tg of the copolymer. Examples of the polymerization method include pearl polymerization, solution polymerization, and the like, which can be obtained.
【0034】本発明に用いられる接着剤中のエポキシ基
含有アクリル系共重合体の配合量は、エポキシ樹脂(1
a)及び硬化剤(1b)の合計量100重量部に対して
100〜300重量部である。エポキシ基含有アクリル
系共重合体の量が100重量部未満では、接着剤層の強
度が低下したりタック性が大きくなることがあり、30
0重量部を超えると、接着剤中でのゴム成分であるエポ
キシ基含有アクリル系共重合体の相が多くなり、エポキ
シ樹脂相が少なくなるため、高温での取扱い性が悪化す
ることがある。The compounding amount of the epoxy group-containing acrylic copolymer in the adhesive used in the present invention is as follows.
It is 100 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of a) and the curing agent (1b). If the amount of the epoxy group-containing acrylic copolymer is less than 100 parts by weight, the strength of the adhesive layer may be reduced or the tackiness may be increased.
If the amount exceeds 0 parts by weight, the phase of the epoxy group-containing acrylic copolymer which is a rubber component in the adhesive increases, and the epoxy resin phase decreases, so that the handleability at high temperatures may deteriorate.
【0035】エポキシ樹脂(1a)と相溶性がありかつ
重量平均分子量が30,000以上の高分子量樹脂とし
ては、フェノキシ樹脂、高分子量エポキシ樹脂、超高分
子量エポキシ樹脂、極性の大きい官能基含有ゴム、極性
の大きい官能基含有反応性ゴムなどが挙げられる。重量
平均分子量が30,000以上という高分子量の高分子
量樹脂を配合することにより、Bステージにおける接着
剤のタック性の低減や、硬化時の可撓性を向上させるこ
とができる。従って、高分子量樹脂(2)の重量平均分
子量は30,000以上とされ、好ましくは30,00
0〜600,000、より好ましくは30,000〜3
00,000、更に好ましくは45,000〜200,
000である。ここで、エポキシ樹脂(1a)と相溶性
があるとは、硬化後にエポキシ樹脂(1a)と分離して
二つ以上の相に分かれることなく、均質混和物を形成す
る性質を言う。The high molecular weight resin compatible with the epoxy resin (1a) and having a weight average molecular weight of 30,000 or more includes phenoxy resin, high molecular weight epoxy resin, ultrahigh molecular weight epoxy resin, and rubber having a high polarity functional group. And a highly polar functional group-containing reactive rubber. By blending a high molecular weight resin having a weight average molecular weight of 30,000 or more, the tackiness of the adhesive in the B stage can be reduced and the flexibility at the time of curing can be improved. Therefore, the weight average molecular weight of the high molecular weight resin (2) is set to 30,000 or more, preferably 30,000.
0 to 600,000, more preferably 30,000 to 3
00,000, more preferably 45,000 to 200,
000. Here, “compatible with the epoxy resin (1a)” means a property of forming a homogeneous mixture without being separated from the epoxy resin (1a) after curing and being separated into two or more phases.
【0036】フェノキシ樹脂の市販品の例としては、東
都化成株式会社からフェノトートYP−40、フェノト
ートYP−50、フェノトートYP−60等の商品名で
市販されているものなどが挙げられる。Examples of commercially available phenoxy resins include those commercially available from Toto Kasei Co., Ltd. under the trade names such as Phenotote YP-40, Phenotote YP-50, and Phenotote YP-60.
【0037】高分子量エポキシ樹脂としては、重量平均
分子量が30,000〜80,000の高分子量エポキ
シ樹脂が、超高分子量エポキシ樹脂としては、重量平均
分子量が80,000を超えるもの、好ましくは80,
000を超え、200,000以下のものが挙げられ
(特公平7−59617号公報、特公平7−59618
号公報、特公平7−59619号公報、特公平7−59
620号公報、特公平7−64911号公報、特公平7
−68327号公報参照)、いずれも日立化成工業株式
会社で製造され、市販されている。As the high molecular weight epoxy resin, a high molecular weight epoxy resin having a weight average molecular weight of 30,000 to 80,000 is used, and as the ultrahigh molecular weight epoxy resin, one having a weight average molecular weight exceeding 80,000, preferably 80 ,
000 and 200,000 or less (Japanese Patent Publication No. 7-59617, Japanese Patent Publication No. 7-59618).
JP, JP-B7-59619, JP-B7-59
No. 620, Japanese Patent Publication No. 7-64911, Japanese Patent Publication No. 7-64911
All are manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. and are commercially available.
【0038】極性の大きい官能基含有反応性ゴムとして
は、アクリロニトリルブタジエンゴムやアクリルゴムに
カルボキシル基のような極性が大きい官能基を付加した
ゴムが挙げられる。カルボキシル基含有アクリロニトリ
ルブタジエンゴムの市販品としては、日本合成ゴム株式
会社から市販されているPNR−1(商品名)、日本ゼ
オン株式会社から市販されているニポール1072M
(商品名)等がある。カルボキシル基含有アクリルゴム
の市販品としては、帝国化学産業株式会社から市販され
ているHTR−860P(商品名)等がある。Examples of the reactive rubber having a high polarity functional group include acrylonitrile butadiene rubber and acrylic rubber to which a highly polar functional group such as a carboxyl group is added. Commercially available carboxyl group-containing acrylonitrile butadiene rubber includes PNR-1 (trade name) commercially available from Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd. and Nipol 1072M commercially available from Zeon Corporation.
(Product name). Commercially available carboxyl group-containing acrylic rubbers include HTR-860P (trade name) commercially available from Teikoku Chemical Industry Co., Ltd.
【0039】本発明に用いられる接着剤において、エポ
キシ樹脂と相溶性がありかつ重量平均分子量が30,0
00以上の高分子量樹脂の配合量は、エポキシ樹脂(1
a)及び硬化剤(1b)の合計量100重量部に対して
10〜40重量部とする。高分子量樹脂の量が10重量
部未満では、エポキシ樹脂を主成分とする相(以下、エ
ポキシ樹脂相という)の可撓性の不足、タック性の低減
やクラック等による絶縁性の低下を防止する効果が不十
分となる傾向があり、40重量部を超えると、エポキシ
樹脂相のTgが低下することがある。The adhesive used in the present invention is compatible with the epoxy resin and has a weight average molecular weight of 30,0.
The amount of the high molecular weight resin of 00 or more is the epoxy resin (1
The amount is 10 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of a) and the curing agent (1b). When the amount of the high molecular weight resin is less than 10 parts by weight, insufficient flexibility of a phase containing epoxy resin as a main component (hereinafter, referred to as epoxy resin phase), reduction of tackiness, and deterioration of insulation due to cracks or the like are prevented. The effect tends to be insufficient, and if it exceeds 40 parts by weight, the Tg of the epoxy resin phase may decrease.
【0040】接着剤には、異種材料間の界面結合をよく
するために、カップリング剤を配合することもできる。
カップリング剤としては、シランカップリング剤が好ま
しい。A coupling agent may be added to the adhesive in order to improve interfacial bonding between different materials.
As the coupling agent, a silane coupling agent is preferable.
【0041】シランカップリング剤としては、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシ
ラン、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン等が挙げられる。Examples of the silane coupling agent include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, N-β-aminoethyl -Γ-aminopropyltrimethoxysilane and the like.
【0042】前記したシランカップリング剤は、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシランがNUC A−
187、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランが
NUC A−189、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シランがNUC A−1100、γ−ウレイドプロピル
トリエトキシシランがNUC A−1160、N−β−
アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
がNUC A−1120という商品名で、いずれも日本
ユニカー株式会社から市販されており、好適に使用する
ことができる。The above-mentioned silane coupling agent is such that γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane is NUC A-
187, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane is NUC A-189, γ-aminopropyltriethoxysilane is NUC A-1100, γ-ureidopropyltriethoxysilane is NUC A-1160, N-β-
Aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane is commercially available from Nippon Unicar Co., Ltd. under the trade name NUC A-1120, and can be suitably used.
【0043】カップリング剤の配合量は、添加による効
果及びコストから、接着剤中、0.1〜9重量%とする
ことが好ましい。The amount of the coupling agent is preferably 0.1 to 9% by weight in the adhesive, from the viewpoint of the effect and cost of the addition.
【0044】更に、イオン性不純物を吸着して、吸湿時
の絶縁信頼性をよくするために、イオン捕捉剤を配合す
ることができる。イオン捕捉剤の配合量は、添加による
効果や耐熱性、コストより、接着剤中、5〜10重量%
が好ましい。イオン捕捉剤としては、銅がイオン化して
溶け出すのを防止するため銅害防止剤として知られる化
合物例えば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノー
ル系還元剤を配合することもできる。ビスフェノール系
還元剤としては、2,2′−メチレン−ビス−(4−メ
チル−6−第3−ブチルフェノール)、4,4′−チオ
−ビス−(3−メチル−6−第3−ブチルフェノール)
等が挙げられる。Further, in order to adsorb ionic impurities and improve insulation reliability during moisture absorption, an ion scavenger can be blended. The amount of the ion scavenger is 5 to 10% by weight in the adhesive, depending on the effect of the addition, heat resistance, and cost.
Is preferred. As the ion scavenger, a compound known as a copper harm inhibitor, for example, a triazine thiol compound or a bisphenol-based reducing agent, for preventing ionization and dissolution of copper can also be blended. Examples of bisphenol-based reducing agents include 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol) and 4,4'-thio-bis- (3-methyl-6-tert-butylphenol).
And the like.
【0045】トリアジンチオール化合物を成分とする銅
害防止剤は、三協製薬株式会社から、ジスネットDBと
いう商品名で市販されている。またビスフェノール系還
元剤を成分とする銅害防止剤は、吉富製薬株式会社か
ら、ヨシノックスBBという商品名で市販されている。A copper damage inhibitor containing a triazinethiol compound as a component is commercially available from Sankyo Pharmaceutical Co., Ltd. under the trade name Disnet DB. Further, a copper damage inhibitor containing a bisphenol-based reducing agent as a component is commercially available from Yoshitomi Pharmaceutical Co., Ltd. under the trade name Yoshinox BB.
【0046】更に、接着剤の取扱い性や熱伝導性をよく
すること、難燃性を与えること、溶融粘度を調整するこ
と、チクソトロピック性を付与すること、表面硬度の向
上などを目的として、接着剤に無機フィラーを配合して
もよい。接着剤中の無機フィラーの配合量は2〜20体
積%とすることが好ましい。無機フィラーの量が2体積
%未満では、配合の効果が不十分となることがあり、2
0体積%を超えると、接着剤の貯蔵弾性率の上昇、接着
性の低下、ボイド残存による電気特性の低下等の問題を
起こすことがある。Further, for the purpose of improving the handleability and thermal conductivity of the adhesive, imparting flame retardancy, adjusting the melt viscosity, imparting thixotropic properties, improving the surface hardness, and the like, You may mix | blend an inorganic filler with an adhesive agent. The amount of the inorganic filler in the adhesive is preferably 2 to 20% by volume. If the amount of the inorganic filler is less than 2% by volume, the effect of blending may be insufficient,
If it exceeds 0% by volume, problems such as an increase in the storage elastic modulus of the adhesive, a decrease in the adhesiveness, and a decrease in the electrical properties due to voids may be caused.
【0047】無機フィラーとしては、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化
カルシウム、酸化マグネシウム、アルミナ粉末、窒化ア
ルミニウム粉末、ほう酸アルミウイスカ、窒化ホウ素粉
末、結晶性シリカ、非晶性シリカ等のシリカなどが挙げ
られる。Examples of the inorganic filler include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, alumina powder, aluminum nitride powder, aluminum borate whisker, and boron nitride powder. And silica such as crystalline silica and amorphous silica.
【0048】熱伝導性をよくするためには、アルミナ、
窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性
シリカ等が特に好ましい。To improve thermal conductivity, alumina,
Aluminum nitride, boron nitride, crystalline silica, amorphous silica and the like are particularly preferred.
【0049】この内、アルミナは、放熱性が良く、耐熱
性、絶縁性が良好な点で好適である。また、結晶性シリ
カ又は非晶性シリカは、放熱性の点ではアルミナより劣
るが、イオン性不純物が少ないため、PCT処理時の絶
縁性が高く、銅箔、アルミ線、アルミ板等の腐食が少な
い点で好適である。Of these, alumina is preferred because it has good heat dissipation, good heat resistance and good insulation. In addition, crystalline silica or amorphous silica is inferior to alumina in terms of heat radiation, but has less ionic impurities, so it has high insulation properties during PCT processing, and corrodes copper foil, aluminum wire, aluminum plate, etc. It is suitable in that it has few points.
【0050】難燃性を与えるためには、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウム等が好ましい。In order to provide flame retardancy, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and the like are preferable.
【0051】溶融粘度の調整やチクソトロピック性の付
与の目的には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシ
ウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグ
ネシウム、アルミナ、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が
好ましい。For the purpose of adjusting the melt viscosity and imparting thixotropic properties, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, alumina, Silica and amorphous silica are preferred.
【0052】表面硬度の向上に関しては、短繊維アルミ
ナ、ほう酸アルミウイスカ等が好ましい。For improving the surface hardness, short fiber alumina, aluminum borate whisker and the like are preferable.
【0053】本発明の半導体装置においては、上記の接
着剤があらかじめ塗布されたヒートスプレッダーを用い
て半導体チップとヒートスプレッダーとが接着されてい
る。図1に本発明の半導体装置の一態様の断面図を示
す。この図1に示す半導体装置は、例えば、配線付き基
板(1)に半導体チップ(2)をフェイスダウンで接着
材(3)で接着し、チップ側端子と基板側端子とをイン
ナーリード(4)でインナーリードボンディングにより
接合する。更に半導体チップ(2)の上面に接着剤付き
ヒートスプレッダー(5)を接着し、接合部及びチップ
側面を封止材6で被覆して完成品となる。図1の半導体
装置では、配線付き基板(1)に更に外部端子(はんだ
ボール)(7)が取りつけられている。本発明におい
て、基板としては、半導体チップ搭載ように用いられる
ものであれば特に制限はなく、例えばアルミナ等のセラ
ミック基板、柔軟性のある耐熱性樹脂テープ(ポリイミ
ドテープ等)、厚い耐熱性樹脂基板(ポリイミド基板
等)等が挙げられる。In the semiconductor device of the present invention, the semiconductor chip and the heat spreader are bonded using a heat spreader to which the above-mentioned adhesive has been applied in advance. FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device of the present invention. In the semiconductor device shown in FIG. 1, for example, a semiconductor chip (2) is bonded face-down with an adhesive (3) to a substrate (1) with wiring, and a chip-side terminal and a substrate-side terminal are connected to an inner lead (4). And joined by inner lead bonding. Further, a heat spreader (5) with an adhesive is adhered to the upper surface of the semiconductor chip (2), and the joint and the side surface of the chip are covered with a sealing material 6, thereby obtaining a completed product. In the semiconductor device of FIG. 1, external terminals (solder balls) (7) are further attached to the wiring board (1). In the present invention, the substrate is not particularly limited as long as it is used for mounting a semiconductor chip. For example, a ceramic substrate such as alumina, a flexible heat-resistant resin tape (such as a polyimide tape), a thick heat-resistant resin substrate (Such as a polyimide substrate).
【0054】接着剤があらかじめ塗布されたヒートスプ
レッダーとしては、ヒートスプレッダーに、接着剤を溶
剤に溶解したワニスを塗布し、加熱して溶媒を除去する
ことによりヒートスプレッダー上に接着剤層を形成して
得られた接着剤付きヒートスプレッダーを用いることが
好ましい。As the heat spreader to which the adhesive has been applied in advance, a varnish in which the adhesive is dissolved in a solvent is applied to the heat spreader, and the solvent is removed by heating to form an adhesive layer on the heat spreader. It is preferable to use a heat spreader with an adhesive obtained by the above method.
【0055】本発明で用いる接着剤付ヒートスプレッダ
ーは、接着剤の各成分を溶解ないし分散してワニスと
し、ヒートスプレッダー上に塗布、加熱し溶剤を除去す
ることにより接着剤層をヒートスプレッダー上に形成し
て得られる。In the heat spreader with an adhesive used in the present invention, the components of the adhesive are dissolved or dispersed to form a varnish, and the varnish is applied on the heat spreader, and the solvent is removed by heating to form an adhesive layer on the heat spreader. Obtained by forming.
【0056】ヒートスプレッダーとしては、アルミニウ
ム、銅、アルミニウム合金及び銅合金などが用いられる
が、熱伝導性に優れるものであれば特に制限されるもの
ではない。ヒートスプレッダーの形状、サイズについて
は、通常、半導体チップのヒートスプレッダーを接着す
る面と同等かそれより大きい板状又は箔状のものであれ
ば、形状は特に制限されるものではない。また、ヒート
スプレッダーは、パッケージの外周からはみださない程
度の大きさであることが好ましい。また、ヒートスプレ
ッダーの厚みは、放熱性、強度を保持する点から50〜
200μmとすることが好ましく、100〜150μm
が更に好ましい。As the heat spreader, aluminum, copper, an aluminum alloy, a copper alloy, or the like is used, but is not particularly limited as long as it has excellent heat conductivity. The shape and size of the heat spreader are not particularly limited as long as they are plate-shaped or foil-shaped, which is generally equal to or larger than the surface of the semiconductor chip to which the heat spreader is bonded. Further, the heat spreader preferably has a size that does not protrude from the outer periphery of the package. Further, the thickness of the heat spreader is 50 to 50 from the viewpoint of maintaining heat dissipation and strength.
200 μm, preferably 100 to 150 μm
Is more preferred.
【0057】接着剤層との密着性を良好にするために、
ヒートスプレッダーの接着剤に接する表面を改質するこ
とが好ましい。アルミニウムの場合は、表面粗化やカッ
プリング剤などの表面処理が特に好ましい。表面処理に
用いられるカップリング剤としては、先に例示したもの
などが挙げられる。また、銅又は銅合金の場合には、配
線板の内層回路表面処理として一般的な黒化処理するこ
とが好適である。また、酸化処理又は酸化還元処理等
や、サンドブラストによる表面粗化処理等も好ましい。In order to improve the adhesion to the adhesive layer,
It is preferable to modify the surface of the heat spreader that contacts the adhesive. In the case of aluminum, surface treatment such as surface roughening and a coupling agent is particularly preferable. Examples of the coupling agent used for the surface treatment include those exemplified above. In the case of copper or a copper alloy, it is preferable to perform a general blackening treatment as a surface treatment of the inner layer circuit of the wiring board. Further, an oxidation treatment or an oxidation-reduction treatment or the like, or a surface roughening treatment by sandblasting or the like is also preferable.
【0058】接着剤のワニス化に用いられる溶剤として
は、比較的低沸点のメチルエチルケトン、アセトン、メ
チルイソブチルケトン、2−エトキシエタノール、トル
エン、ブチルセロソルブ、メタノール、エタノール、2
−メトキシエタノール等を用いることが好ましい。ま
た、塗膜性を向上するなどの目的で、高沸点溶剤を加え
ても良い。高沸点溶剤としては、ジメチルアセトアミ
ド、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、シ
クロヘキサノンなどが挙げられる。Solvents used for varnishing adhesives include methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, 2-ethoxyethanol, toluene, butyl cellosolve, methanol, ethanol, and the like having relatively low boiling points.
It is preferable to use -methoxyethanol or the like. Further, a high boiling point solvent may be added for the purpose of improving the coating properties. Examples of the high boiling point solvent include dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, cyclohexanone and the like.
【0059】ワニスの製造は、無機フィラーの分散を考
慮した場合には、らいかい機、3本ロール及びビーズミ
ルなどにより、またこれらを組み合わせて行うことがで
きる。フィラーと低分子量物をあらかじめ混合した後、
高分子量物を配合することにより、混合に要する時間を
短縮することも可能になる。また、ワニスとした後、真
空脱気によりワニス中の気泡を除去することが好まし
い。When the dispersion of the inorganic filler is taken into consideration, the production of the varnish can be carried out by using a mill, a three-roll mill, a bead mill, or a combination thereof. After pre-mixing the filler and low molecular weight material,
By blending a high molecular weight substance, the time required for mixing can be shortened. After the varnish is formed, it is preferable to remove bubbles in the varnish by vacuum degassing.
【0060】塗布方法は特に限定するものではないが、
例えば、コンマコート、ロールコート、リバースロール
コート、グラビアコート、バーコート、ブレードコート
等が挙げられる。The coating method is not particularly limited,
For example, a comma coat, a roll coat, a reverse roll coat, a gravure coat, a bar coat, a blade coat and the like can be mentioned.
【0061】上記ヒートスプレッダー上に接着剤ワニス
を塗布し、加熱乾燥して溶剤を除去する。加熱温度は、
通常90〜200℃、好ましくは120〜150℃であ
り、加熱時間はワニス中の溶剤の量や、塗膜の厚み等に
よっても異なるが、通常、3〜10分、好ましくは4〜
7分である。これにより形成される接着剤層は、DSC
を用いて測定した接着剤の全硬化発熱量の10〜40%
の発熱を終えた状態(硬化度:10〜40%)とするこ
とが好ましい。溶剤を除去する際に加熱するが、この
時、接着剤の硬化反応が進行しゲル化してくる。その際
の硬化状態が接着剤の流動性に影響し、接着性や取扱い
性を適正化する。DSC(示差走査熱分析)は、測定温
度範囲内で、発熱、吸熱のない標準試料との温度差をた
えず打ち消すように熱量を供給又は除去するゼロ位法を
測定原理とするものであり、測定装置が市販されており
それを用いて測定できる。接着剤の硬化反応は、発熱反
応であり、一定の昇温速度で試料を昇温していくと、試
料が反応し熱量が発生する。その発熱量をチャートに出
力し、ベースラインを基準として発熱曲線とベースライ
ンで囲まれた面積を求め、これを発熱量とする。室温か
ら250℃まで5〜10℃/分の昇温速度で測定し、前
記した発熱量を求める。これらは、全自動で行なうもの
もあり、それを使用すると容易に行なうことができる。
つぎに、ヒートスプレッダー上に塗布し、加熱乾燥して
得た接着剤層の発熱量は、つぎのようにして求める。An adhesive varnish is applied on the heat spreader and dried by heating to remove the solvent. The heating temperature is
The heating time is usually 90 to 200 ° C, preferably 120 to 150 ° C, and the heating time varies depending on the amount of the solvent in the varnish, the thickness of the coating film, and the like, but is usually 3 to 10 minutes, preferably 4 to 4 minutes.
7 minutes. The adhesive layer formed by this is DSC
10-40% of the total curing calorific value of the adhesive measured by using
It is preferable that the heat generation is completed (curing degree: 10 to 40%). Heat is applied when the solvent is removed. At this time, the curing reaction of the adhesive proceeds and gels. The cured state at that time affects the fluidity of the adhesive, and optimizes adhesiveness and handleability. The DSC (differential scanning calorimetry) is based on a zero-position method of supplying or removing a calorific value so as to constantly cancel a temperature difference between a standard sample having no heat generation and heat absorption within a measurement temperature range. The device is commercially available and can be measured using it. The curing reaction of the adhesive is an exothermic reaction. When the temperature of the sample is raised at a constant rate, the sample reacts and generates heat. The calorific value is output to a chart, and a heating curve and an area surrounded by the base line are obtained based on the base line, and this is defined as a calorific value. The temperature is measured from room temperature to 250 ° C. at a rate of temperature increase of 5 to 10 ° C./min, and the above-mentioned calorific value is obtained. Some of these are performed automatically, and can be easily performed by using them.
Next, the calorific value of the adhesive layer obtained by applying the composition on a heat spreader and drying by heating is determined as follows.
【0062】まず、25℃で真空乾燥器を用いてワニス
から溶剤を乾燥除去した未硬化試料の全発熱量を測定
し、これをA(J/g)(全硬化発熱量)とする。つぎ
に、ヒートスプレッダー上に塗布、加熱乾燥して形成し
た接着剤層試料の発熱量を測定し、これをB(J/g)
とする。接着剤層試料の硬化度C(%)(加熱、乾燥に
より発熱を終えた状態)は、つぎの式1で与えられる。First, the total calorific value of the uncured sample obtained by drying and removing the solvent from the varnish using a vacuum dryer at 25 ° C. is measured, and this is defined as A (J / g) (total curing calorific value). Next, the calorific value of the adhesive layer sample formed by coating on a heat spreader and drying by heating was measured, and this was measured as B (J / g).
And The degree of curing C (%) of the adhesive layer sample (state in which heat generation has been completed by heating and drying) is given by the following equation 1.
【0063】 C(%)=(Α−B)×100/Α 式1 なお、本発明に用いられる接着剤は、硬化度100%ま
で硬化したときの動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾
性率(動的貯蔵弾性率)が、25℃で20〜2,000
MPaであることが好ましく、260℃で3〜50MP
aという低弾性率であることが好ましい。貯蔵弾性率の
測定は、接着剤の硬化度100%まで硬化させた硬化物
に引張り荷重をかけて、周波数10Hz、昇温速度5〜
10℃/分で−50℃から300℃まで測定する温度依
存性測定モードで行う。硬化物の25℃での貯蔵弾性率
が2,000MPaを超える接着剤は、半導体チップと
ヒートスプレッダーの熱膨張係数の差によって発生する
応力を緩和させる効果が小さくなるためクラックを発生
させる傾向がある。一方、硬化物の25℃での貯蔵弾性
率が20MPa未満のものでは、接着剤付きヒートスプ
レッダーの取扱い性が悪くなったり、高温時の接着力を
保持できなくなったりする。また、260℃での貯蔵弾
性率が3MPa未満のものでは、十分な接着力を保持す
ることができず、50MPaを超えるものでは、半導体
チップとヒートスプレッダーの熱膨張係数の差によって
発生する応力を緩和させる効果が小さくなるためクラッ
クを発生させる傾向がある。C (%) = (Α−B) × 100 / Α Formula 1 The adhesive used in the present invention has a storage elasticity measured by a dynamic viscoelasticity measuring device when cured to a degree of cure of 100%. Modulus (dynamic storage modulus) is 20 to 2,000 at 25 ° C.
MPa, preferably 3-50 MPa at 260 ° C.
It is preferable that the elastic modulus is as low as a. The storage elastic modulus was measured by applying a tensile load to the cured product cured to a degree of cure of the adhesive of 100%, at a frequency of 10 Hz, and at a temperature increase rate of 5 to 5%.
The measurement is performed in a temperature-dependent measurement mode in which measurement is performed from -50 ° C to 300 ° C at a rate of 10 ° C / minute. An adhesive having a storage elastic modulus at 25 ° C. of the cured product of more than 2,000 MPa has a tendency to crack because the effect of relaxing the stress generated by the difference in the coefficient of thermal expansion between the semiconductor chip and the heat spreader is reduced. . On the other hand, if the cured product has a storage elastic modulus at 25 ° C. of less than 20 MPa, the heat spreader with an adhesive may be difficult to handle, or may not be able to maintain the adhesive strength at high temperatures. When the storage elastic modulus at 260 ° C. is less than 3 MPa, a sufficient adhesive strength cannot be maintained. When the storage elastic modulus is more than 50 MPa, the stress generated due to the difference in the thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the heat spreader is reduced. Cracks tend to occur because the effect of relaxation is small.
【0064】本発明では、半導体チップとヒートスプレ
ッダーを接着させる際の接着剤として、エポキシ基含有
アクリル系共重合体を含有するエポキシ樹脂系接着剤を
用いているため、接着剤の室温付近での弾性率が低い。
従って、エポキシ基含有アクリル系共重合体の混合比を
大きくすることで、半導体チップとヒートスプレッダー
の熱膨張係数の差に起因してリフロー時の加熱冷却過程
で発生する応力を緩和する効果によりクラックや剥離を
抑制することができ、優れた信頼性を示す半導体装置が
得られる。また、エポキシ基含有アクリル系共重合体は
エポキシ樹脂との反応性に優れるため、接着剤硬化物が
化学的、物理的に安定し、PCT処理に代表される耐湿
性試験に優れた性能を示す。また、下記の理由により、
上記の接着剤を用いる本発明においては、従来の接着フ
ィルムを用いた場合の問題点が解決され、信頼性及び生
産性に優れる半導体装置が得られる。 1)本発明において規定したエポキシ基含有アクリル系
共重合体を使用することにより、リフロー時のクラック
発生を抑制できる。 2)分子量の大きいエポキシ基含有アクリル系共重合体
を使用することにより、共重合体の添加量が少ない場合
でも、ヒートスプレッダー上の接着剤層の強度を確保す
ることができる。 3)エポキシ樹脂と相溶性がありかつ重量平均分子量が
30,000以上の高分子量樹脂を加えることにより、
接着剤層のタック性を低減することができ、接着剤付き
ヒートスプレッダーの取扱い性が向上する。In the present invention, an epoxy resin-based adhesive containing an epoxy group-containing acrylic copolymer is used as an adhesive for bonding the semiconductor chip and the heat spreader. Low elastic modulus.
Therefore, by increasing the mixing ratio of the epoxy group-containing acrylic copolymer, the cracks due to the effect of relaxing the stress generated in the heating and cooling process during reflow due to the difference in the thermal expansion coefficient between the semiconductor chip and the heat spreader are reduced. And peeling can be suppressed, and a semiconductor device showing excellent reliability can be obtained. In addition, since the epoxy group-containing acrylic copolymer has excellent reactivity with the epoxy resin, the cured adhesive is chemically and physically stable, and exhibits excellent performance in a moisture resistance test represented by PCT processing. . Also, for the following reasons:
In the present invention using the above-mentioned adhesive, the problems when a conventional adhesive film is used are solved, and a semiconductor device having excellent reliability and productivity can be obtained. 1) By using the epoxy group-containing acrylic copolymer specified in the present invention, the occurrence of cracks during reflow can be suppressed. 2) By using an epoxy group-containing acrylic copolymer having a large molecular weight, the strength of the adhesive layer on the heat spreader can be ensured even when the amount of the copolymer is small. 3) By adding a high molecular weight resin compatible with the epoxy resin and having a weight average molecular weight of 30,000 or more,
The tackiness of the adhesive layer can be reduced, and the handleability of the heat spreader with the adhesive is improved.
【0065】更に、接着剤として上記の高分子量樹脂を
含有するものを用いた場合、エポキシ樹脂と高分子量樹
脂とが相溶性がよく均一になるため、加熱乾燥時にエポ
キシ基含有アクリル系共重合体に含まれるエポキシ基が
それらと部分的に反応し、未反応のエポキシ樹脂を含ん
で全体が架橋してゲル化する。それが接着剤層の流動性
を抑制し、未反応のエポキシ樹脂等を多く含む場合にお
いても接着剤付きヒートスプレッダーの取扱い性が損な
われることがない。また、未反応のエポキシ樹脂がゲル
中に多数残存しているため、圧力がかかった場合、ゲル
中より未反応成分がしみだすため、全体がゲル化した場
合でも、接着性の低下が少なくなる。Further, when an adhesive containing the above-mentioned high molecular weight resin is used as the adhesive, the epoxy resin and the high molecular weight resin have good compatibility and are uniform. Are partially reacted with them, and the whole is crosslinked and gelled, including unreacted epoxy resin. This suppresses the fluidity of the adhesive layer, and even when a large amount of unreacted epoxy resin or the like is contained, the handleability of the heat spreader with the adhesive is not impaired. In addition, since a large number of unreacted epoxy resins remain in the gel, when pressure is applied, unreacted components exude from the gel, so that even if the whole is gelled, the decrease in adhesiveness is reduced. .
【0066】接着剤のワニスの加熱乾燥時には、エポキ
シ基含有アクリル系共重合体が有するエポキシ基やエポ
キシ樹脂がともに反応するが、エポキシ基含有アクリル
系共重合体は分子量が大きく、1分子鎖中にエポキシ基
が多く含まれるため、反応が若干進んだ場合でもゲル化
する。通常、DSCを用いて測定した場合の全硬化発熱
量の10〜40%の発熱を終えた状態、すなわちA又は
Bステージ前半の段階でゲル化がおこる。そのため、エ
ポキシ樹脂等の未反応成分を多く含んだ状態でゲル化し
ており、溶融粘度がゲル化していない場合に比べて大幅
に増大しており、取扱い性を損なうことがない。また圧
力がかかった場合、ゲル中より未反応成分がしみ出すた
め、ゲル化した場合でも、接着性の低下が少ない。更
に、接着剤がエポキシ樹脂等の未反応成分を多く含んだ
状態でフィルム化できるため、接着剤付きヒートスプレ
ッダーの接着剤層のライフ(有効使用期間)が長くなる
という利点がある。When the adhesive varnish is heated and dried, both the epoxy group and the epoxy resin of the epoxy group-containing acrylic copolymer react with each other. However, the epoxy group-containing acrylic copolymer has a large molecular weight and has a large molecular weight in one molecular chain. Contains a large amount of epoxy groups, so that gelation occurs even when the reaction proceeds slightly. Usually, gelation occurs in a state where heat generation of 10 to 40% of the total curing heat generation amount measured by using DSC is completed, that is, in the first half of the A or B stage. Therefore, the gel is formed in a state containing a large amount of unreacted components such as an epoxy resin, and the melt viscosity is significantly increased as compared with a case where the gel is not gelled, so that the handleability is not impaired. In addition, when pressure is applied, unreacted components exude from the gel, and therefore, even when gelled, the adhesiveness is hardly reduced. Furthermore, since the adhesive can be formed into a film with a large amount of unreacted components such as epoxy resin, there is an advantage that the life (effective use period) of the adhesive layer of the heat spreader with the adhesive is increased.
【0067】従来のエポキシ樹脂系接着剤ではBステー
ジの後半から、Cステージ状態で初めてゲル化が起こ
り、ゲル化が起こった段階でのエポキシ樹脂等の未反応
成分が少ないため、流動性が低く、圧力がかかった場合
でも、ゲル中よりしみだす未反応成分が少ないため、接
着性が低下する。In the conventional epoxy resin-based adhesive, gelation occurs for the first time in the C-stage state from the latter half of the B-stage, and the unreacted components such as the epoxy resin at the stage of the gelation are small, so that the fluidity is low. Even when pressure is applied, the amount of unreacted components oozing out of the gel is small, so that the adhesiveness is reduced.
【0068】なお、エポキシ基含有アクリル系共重合体
が有するエポキシ基と低分子量のエポキシ樹脂(1a)
のエポキシ基の反応しやすさについては明らかではない
が、少なくとも同程度の反応性を有していればよく、加
熱乾燥時にエポキシ基含有アクリル系共重合体に含まれ
るエポキシ基のみが選択的に反応するものである必要は
ない。The epoxy group contained in the epoxy group-containing acrylic copolymer and the low molecular weight epoxy resin (1a)
It is not clear how easily the epoxy groups react, but it is sufficient that they have at least the same degree of reactivity, and only the epoxy groups contained in the epoxy group-containing acrylic copolymer during heating and drying can be selectively used. It need not be responsive.
【0069】なお、この場合、A、B、Cステージは、
接着剤の硬化の程度を示す。Aステージはほぼ未硬化で
ゲル化していない状態であり、DSCを用いて測定した
場合の全硬化発熱量の0〜20%未満の発熱を終えた状
態である。Bステージは若干硬化、ゲル化が進んだ状態
であり、全硬化発熱量の20〜60%未満の発熱を終え
た状態である。Cステージはかなり硬化が進み、ゲル化
した状態であり、全硬化発熱量の60〜100%の発熱
を終えた状態である。In this case, the A, B, and C stages are
Indicates the degree of curing of the adhesive. The A stage is in a state of being almost uncured and not gelling, and is a state in which heat generation of 0 to less than 20% of a total curing calorific value measured by using a DSC has been completed. The B stage is in a state in which curing and gelation have progressed slightly, and in a state in which heat generation of less than 20 to 60% of the total curing calorific value has been completed. The C stage is in a state where the curing has progressed considerably and is in a gelled state, and a state where heating of 60 to 100% of the total curing calorific value has been completed.
【0070】ゲル化の判定については、THF(テトラ
ヒドロフラン)等の浸透性の大きい溶剤中に接着剤層を
浸し、25℃で20時間放置した後、接着剤層が完全に
溶解しないで膨潤した状態にあるものをゲル化したと判
定した。なお、実験的には、以下のように判定した。Regarding the determination of gelation, the adhesive layer was immersed in a highly permeable solvent such as THF (tetrahydrofuran) and allowed to stand at 25 ° C. for 20 hours, after which the adhesive layer was swollen without completely dissolving. Was determined to have gelled. In addition, it experimentally determined as follows.
【0071】THF中に接着剤層(重量W1)を浸し、
25℃で20時間放置した後、非溶解分を200メッシ
ュのナイロン布で濾過し、これを乾燥した後の重量を測
定(重量W2)した。THF抽出率(%)をつぎの式2
のように算出した。THF抽出率が80重量%を超える
ものをゲル化していないとし、80重量%以下のものを
ゲル化していると判定した。An adhesive layer (weight W1) is immersed in THF,
After standing at 25 ° C. for 20 hours, the undissolved portion was filtered with a 200-mesh nylon cloth, and the weight after drying was measured (weight W2). The THF extraction rate (%) is calculated by the following equation 2.
It was calculated as follows. Those with a THF extraction rate of more than 80% by weight were not gelled, and those with 80% by weight or less were judged to be gelled.
【0072】[0072]
【数1】 本発明では、接着剤に無機フィラーを添加することによ
り、溶融粘度が大きくでき、更にチクソトロピック性を
発現できるために、前記効果をさらに大きくすることが
可能となる。(Equation 1) In the present invention, by adding an inorganic filler to the adhesive, the melt viscosity can be increased, and the thixotropic property can be further exhibited, so that the above effects can be further enhanced.
【0073】更に、前記の効果に加えて、接着剤層の放
熱性向上、接着剤層に難燃性を付与、接着時の温度にお
いて適正な粘度をもたせること、表面硬度の向上等の特
性も付与できる。Further, in addition to the above-mentioned effects, characteristics such as improvement of heat dissipation of the adhesive layer, imparting flame retardancy to the adhesive layer, giving proper viscosity at the temperature at the time of bonding, and improvement of surface hardness are also provided. Can be granted.
【0074】接着剤付きヒートスプレッダーを半導体チ
ップに接着する際の接着温度としては、通常30〜25
0℃、好ましくは100〜180℃である。接着温度が
30℃未満では、十分な接着力が得られないことがあ
り、250℃を超えると、ヒートスプレッダーが酸化し
てしまうことがある。また、接着剤層の硬化が速く進行
しすぎて半導体チップへの接着性が損なわれる恐れがあ
る。接着圧力は、通常0.3〜5MPa、好ましくは
0.5〜5MPa、より好ましくは1〜3MPaとす
る。接着圧力が0.3MPa未満では、接着が不十分と
なることがあり、5MPaを超えると、接着剤層が所定
の位置以外にはみ出し、寸法精度が悪くなることがあ
る。加圧時間は、前記接着温度、接着圧力で接着できる
時間ならよいが、作業性を考えると0.3〜40秒が好
ましく、0.3〜30秒がより好ましく、0.5〜20
秒が更に好ましい。このようにしてヒートスプレッダー
を半導体チップに接着した後、接着剤層の硬化処理を行
う。硬化処理の硬化温度としては、DSCにて測定した
接着剤層の硬化度が100%となる条件であればよい
が、140〜190℃が好ましく、160〜180℃が
更に好ましい。硬化時間は、前記硬化温度で接着剤層の
硬化度が100%となる時間でよいが、30分〜3時間
が好ましく、1〜2時間が更に好ましい。The bonding temperature for bonding the heat spreader with the adhesive to the semiconductor chip is usually 30 to 25.
0 ° C, preferably 100 to 180 ° C. If the bonding temperature is lower than 30 ° C., sufficient adhesive strength may not be obtained, and if it is higher than 250 ° C., the heat spreader may be oxidized. Further, the curing of the adhesive layer may proceed too quickly, and the adhesiveness to the semiconductor chip may be impaired. The bonding pressure is usually 0.3 to 5 MPa, preferably 0.5 to 5 MPa, and more preferably 1 to 3 MPa. If the bonding pressure is less than 0.3 MPa, the bonding may be insufficient. If the bonding pressure is more than 5 MPa, the adhesive layer may protrude from a position other than a predetermined position, resulting in poor dimensional accuracy. The pressurizing time is not particularly limited as long as the time can be used for bonding at the bonding temperature and the bonding pressure. However, considering workability, 0.3 to 40 seconds is preferable, 0.3 to 30 seconds is more preferable, and 0.5 to 20 seconds
Seconds are more preferred. After bonding the heat spreader to the semiconductor chip in this manner, a curing treatment of the adhesive layer is performed. The curing temperature of the curing treatment may be a condition under which the degree of cure of the adhesive layer measured by DSC becomes 100%, but is preferably 140 to 190 ° C, more preferably 160 to 180 ° C. The curing time may be a time at which the curing degree of the adhesive layer becomes 100% at the curing temperature, but is preferably 30 minutes to 3 hours, and more preferably 1 to 2 hours.
【0075】[0075]
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。The present invention will be described more specifically with reference to the following examples.
【0076】(実施例1)ヒートスプレッダーとして厚
さ105μmの銅箔を用い、その接着剤を塗布する面
に、配線板の内層回路表面処理として一般的な酸化処理
を施し、引き続き還元処理を施した。(Example 1) A copper foil having a thickness of 105 μm was used as a heat spreader, and the surface to which the adhesive was applied was subjected to a general oxidation treatment as a surface treatment for an inner layer circuit of a wiring board, followed by a reduction treatment. did.
【0077】また、エポキシ樹脂としてビスフェノール
A型エポキシ樹脂(エポキシ当量200、油化シェルエ
ポキシ株式会社製の商品名エピコート828を使用)4
5重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポ
キシ当量220、住友化学工業株式会社製の商品名ES
CN001を使用)15重量部、エポキシ樹脂の硬化剤
としてフェノールノボラック樹脂(大日本インキ化学工
業株式会社製の商品名LF2882を使用、重量平均分
子量:1,300)40重量部、エポキシ樹脂と相溶性
がありかつ重量平均分子量が30,000以上の高分子
量樹脂としてフェノキシ樹脂(重量平均分子量50,0
00、東都化成株式会社製の商品名フェノトートYP−
50を使用)15重量部、エポキシ基含有アクリル系共
重合体としてエポキシ基含有アクリルゴム(重量平均分
子量1,000,000、帝国化学産業株式会社製の商
品名HTR−860P−3を使用)150重量部、硬化
促進剤として1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾ
ール(四国化成工業株式会社製の商品名キュアゾール2
PZ−CN)0.5重量部からなる組成物に、メチルエ
チルケトンを加えて攪拌混合し、真空脱気した。得られ
たワニスを上記ヒートスプレッダー上に塗布し、140
℃で5分間加熱乾燥して、膜厚が50μmのBステージ
状態の塗膜(接着剤層)を形成し、接着剤付きヒートス
プレッダーを作製した。As an epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent: 200, trade name: Epicoat 828 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) is used.
5 parts by weight, cresol novolak type epoxy resin (epoxy equivalent 220, trade name ES manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
15 parts by weight of CN001), 40 parts by weight of a phenol novolak resin (trade name: LF2882 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., weight average molecular weight: 1,300) as a curing agent for the epoxy resin, compatible with the epoxy resin And a phenoxy resin (weight average molecular weight of 50,0) having a weight average molecular weight of 30,000 or more.
00, product name Phenotote YP- manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.
50) 15 parts by weight, epoxy group-containing acrylic rubber as epoxy group-containing acrylic copolymer (weight average molecular weight 1,000,000, trade name HTR-860P-3 manufactured by Teikoku Chemical Industry Co., Ltd.) 150 Parts by weight, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole (Curesol 2 (trade name, manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.) as a curing accelerator
(PZ-CN) To a composition consisting of 0.5 parts by weight, methyl ethyl ketone was added, mixed with stirring, and degassed under vacuum. The obtained varnish was applied on the heat spreader,
Heat drying at 5 ° C. for 5 minutes to form a coating film (adhesive layer) in a B-stage state having a film thickness of 50 μm, thereby producing a heat spreader with an adhesive.
【0078】なおこの状態での接着剤層の硬化度は、D
SC(デュポン社製商品名・912型DSC)を用いて
測定(昇温速度、10℃/分)した結果、接着剤の全硬
化発熱量の15%の発熱を終えた状態であった。また、
THF中に接着剤層(重量W1)を浸し、25℃で20
時間放置した後、非溶解分を200メッシュのナイロン
布でろ過し、これを乾燥した後の重量を測定(重量W
2)し、THF抽出率(=(W1―W2)×100/W
1)を求めたところ、THF抽出率は35重量%であっ
た。更に接着剤の硬化度100%の硬化物の貯蔵弾性率
を動的粘弾性測定装置(レオロジ社製商品名、DVE−
V4)を用いて測定(サンプルサイズ 長さ20mm、
幅4mm、膜厚50μm、昇温速度5℃/分、引っ張り
モード 自動静荷重)した結果、25℃で360MP
a、260℃で4MPaであった。The degree of cure of the adhesive layer in this state is D
As a result of measurement (heating rate, 10 ° C./min) using SC (trade name: 912 type DSC manufactured by DuPont), it was in a state where heat generation of 15% of the total curing heat generation of the adhesive was completed. Also,
The adhesive layer (weight W1) is immersed in THF,
After standing for a period of time, the undissolved matter was filtered through a 200-mesh nylon cloth, and the weight after drying was measured (weight W
2) The THF extraction rate (= (W1-W2) × 100 / W
When 1) was obtained, the THF extraction ratio was 35% by weight. Further, the storage elastic modulus of a cured product having a curing degree of 100% of the adhesive is measured by a dynamic viscoelasticity measuring device (trade name, manufactured by Rheology Co., DVE-
V4) (sample size 20 mm length,
Width 4 mm, film thickness 50 μm, heating rate 5 ° C./min, tensile mode automatic static load), and as a result,
a, 4 MPa at 260 ° C.
【0079】半導体装置は、厚み25μmのポリイミド
フィルムを基材に用いたフレキシブルプリント配線板を
インターポーザーに用い、これと半導体チップを一体化
させた12mm角のCSPを用い、半導体チップと接着
剤付きヒートスプレッダーを貼り合わせることにより作
製した。貼り合わせ条件は150℃、0.5MPaで3
0秒間加熱圧着した。これを170℃で60分間乾燥機
中で後硬化させた。The semiconductor device is a flexible printed wiring board using a polyimide film having a thickness of 25 μm as a base material as an interposer, and a CSP of 12 mm square in which this is integrated with a semiconductor chip is used. It was produced by bonding a heat spreader. The bonding conditions were 150 ° C and 0.5MPa.
The thermocompression bonding was performed for 0 second. This was post-cured in a dryer at 170 ° C. for 60 minutes.
【0080】(実施例2)実施例1でヒートスプレッダ
ーとして用いた銅箔の替わりに、厚さ150μmのアル
ミニウム箔の接着剤を塗布する表面を#600番手のブ
ラシで研磨し、清浄化した後γ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン(日本ユニカー株式会社製のNUC
A−187を使用)のメチルエチルケトン溶液で表面
処理したものに変更した他は、実施例1と同様にして接
着剤付きヒートスプレッダーを作製した。次いで、この
接着剤付きヒートスプレッダーを用いて、実施例1と同
様にして半導体装置を作製した。Example 2 Instead of the copper foil used as the heat spreader in Example 1, the surface of the aluminum foil having a thickness of 150 μm to which the adhesive was applied was polished with a # 600 brush and cleaned. γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (NUC manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.)
A-187) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the surface was treated with a methyl ethyl ketone solution (using A-187). Next, a semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 1 using this heat spreader with an adhesive.
【0081】(実施例3)実施例1で用いたフェノキシ
樹脂を、カルボキシル基含有アクリロニトリルブタジエ
ンゴム(重量平均分子量400,000、日本合成ゴム
株式会社製の商品名PNR−1を使用)に変更した以外
は実施例1と同様にして、接着剤付きヒートスプレッダ
ーを作製した。なお、この状態での接着剤層の硬化度
は、DSCを用いて測定した結果、接着剤の全硬化発熱
量の20%の発熱を終えた状態であった。接着剤層のT
HF抽出率は35重量%であった。さらに、接着剤の硬
化度100%の硬化物の貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装
置を用いて測定した結果、25℃で300MPa、26
0℃で3MPaであった。次いで、この接着剤付きヒー
トスプレッダーを用いて、実施例1と同様にして半導体
装置を作製した。Example 3 The phenoxy resin used in Example 1 was changed to a carboxyl group-containing acrylonitrile butadiene rubber (weight average molecular weight 400,000, using PNR-1 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.). Except for the above, a heat spreader with an adhesive was produced in the same manner as in Example 1. The degree of curing of the adhesive layer in this state was measured using a DSC, and as a result, heat generation of 20% of the total curing calorific value of the adhesive was completed. Adhesive layer T
The HF extraction rate was 35% by weight. Further, as a result of measuring the storage elastic modulus of the cured product having a curing degree of the adhesive of 100% using a dynamic viscoelasticity measuring device, it was found that the pressure was 300 MPa at 26 ° C.
It was 3 MPa at 0 ° C. Next, a semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 1 using this heat spreader with an adhesive.
【0082】(実施例4)実施例1の接着剤ワニスの接
着剤固形分100体積部に対してアルミナを10体積部
添加し、ビーズミルで60分間混練したワニスを用い
て、実施例1と同様にして接着剤付きヒートスプレッダ
ーを作製した。この状態での接着剤層の硬化度は、DS
Cを用いて測定した結果、接着剤の全硬化発熱量の15
%の発熱を終えた状態であった。接着剤層のTHF抽出
率は30重量%であった。さらに、接着剤の硬化度10
0%の硬化物の貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置を用い
て測定した結果、25℃で1,800MPa、260℃
で10MPaであった。次いで、この接着剤付きヒート
スプレッダーを用いて、実施例1と同様にして半導体装
置を作製した。Example 4 The same procedure as in Example 1 was repeated except that 10 parts by volume of alumina was added to 100 parts by weight of the solid content of the adhesive of the adhesive varnish of Example 1 and kneaded with a bead mill for 60 minutes. To prepare a heat spreader with an adhesive. The degree of cure of the adhesive layer in this state is DS
As a result of measurement using C, the total curing heat value of the adhesive was 15%.
% Exotherm. The THF extraction rate of the adhesive layer was 30% by weight. Further, the curing degree of the adhesive is 10
As a result of measuring the storage elastic modulus of the cured product of 0% using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus, it was found that the storage elastic modulus at 25 ° C. was 1,800 MPa and 260 ° C.
Was 10 MPa. Next, a semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 1 using this heat spreader with an adhesive.
【0083】(実施例5)実施例1で用いたフェノキシ
樹脂を用いないこと以外は実施例1と同様にして、接着
剤付きヒートスプレッダーを作製した。この状態での接
着剤層の硬化度は、DSCを用いて測定した結果、接着
剤の全硬化発熱量の15%の発熱を終えた状態であっ
た。接着剤層のTHF抽出率は35重量%であった。さ
らに、接着剤の硬化度100%の硬化物の貯蔵弾性率を
動的粘弾性測定装置を用いて測定した結果、25℃で3
50MPa、260℃で4MPaであった。次いで、こ
の接着剤付きヒートスプレッダーを用いて、実施例1と
同様にして半導体装置を作製した。Example 5 A heat spreader with an adhesive was produced in the same manner as in Example 1 except that the phenoxy resin used in Example 1 was not used. The degree of curing of the adhesive layer in this state was measured using a DSC, and as a result, the state of heat generation of 15% of the total curing calorific value of the adhesive was completed. The THF extraction rate of the adhesive layer was 35% by weight. Further, the storage elastic modulus of the cured product having a curing degree of 100% of the adhesive was measured by using a dynamic viscoelasticity measuring device, and as a result, it was 3 at 25 ° C.
It was 4 MPa at 50 MPa and 260 ° C. Next, a semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 1 using this heat spreader with an adhesive.
【0084】(比較例1)実施例1のエポキシ基含有ア
クリルゴムの量を150重量部から50重量部にしたこ
と以外は実施例1と同様にして、接着剤付きヒートスプ
レッダーを作製した。この状態での接着剤層の硬化度
は、DSCを用いて測定した結果、接着剤の全硬化発熱
量の20%の発熱を終えた状態であった。接着剤層のT
HF抽出率は40重量%であった。さらに、接着剤の硬
化度100%の硬化物の貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装
置を用いて測定した結果、25℃で3,000MPa、
260℃で5MPaであった。次いで、この接着剤付き
ヒートスプレッダーを用いて、実施例1と同様にして半
導体装置を作製した。Comparative Example 1 A heat spreader with an adhesive was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the epoxy group-containing acrylic rubber was changed from 150 parts by weight to 50 parts by weight. The degree of curing of the adhesive layer in this state was measured using a DSC, and as a result, heat generation of 20% of the total curing calorific value of the adhesive was completed. Adhesive layer T
The HF extraction was 40% by weight. Furthermore, as a result of measuring the storage elastic modulus of a cured product having a curing degree of the adhesive of 100% using a dynamic viscoelasticity measuring device, it was found that
It was 5 MPa at 260 ° C. Next, a semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 1 using this heat spreader with an adhesive.
【0085】(比較例2)実施例1のエポキシ基含有ア
クリルゴムの量を150重量部から400重量部にした
こと以外は実施例1と同様にして、接着剤付きヒートス
プレッダーを作製した。この状態での接着剤層の硬化度
は、DSCを用いて測定した結果、接着剤の全硬化発熱
量の20%の発熱を終えた状態であった。接着剤層のT
HF抽出率は30重量%であった。さらに、接着剤の硬
化度100%の硬化物の貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装
置を用いて測定した結果、25℃で200MPa、26
0℃で1MPaであった。次いで、この接着剤付きヒー
トスプレッダーを用いて、実施例1と同様にして半導体
装置を作製した。Comparative Example 2 A heat spreader with an adhesive was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the epoxy group-containing acrylic rubber in Example 1 was changed from 150 parts by weight to 400 parts by weight. The degree of curing of the adhesive layer in this state was measured using a DSC, and as a result, heat generation of 20% of the total curing calorific value of the adhesive was completed. Adhesive layer T
The HF extraction rate was 30% by weight. Furthermore, as a result of measuring the storage elastic modulus of a cured product having a curing degree of the adhesive of 100% using a dynamic viscoelasticity measuring device, it was found that the pressure was 200 MPa at 25 ° C.
It was 1 MPa at 0 ° C. Next, a semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 1 using this heat spreader with an adhesive.
【0086】(比較例3)実施例1のエポキシ基含有ア
クリルゴムの150重量部をフェノキシ樹脂に変更(フ
ェノキシ樹脂165重量部)にしたこと以外は実施例1
と同様にして、接着剤付きヒートスプレッダーを作製し
た。この状態での接着剤層の硬化度は、DSCを用いて
測定した結果、接着剤の全硬化発熱量の20%の発熱を
終えた状態であった。接着剤層のTHF抽出率は90重
量%であった。さらに、接着剤の硬化度100%の硬化
物の貯蔵弾性率を動的粘弾性測定装置を用いて測定した
結果、25℃で3400MPa、260℃で3MPaで
あった。次いで、この接着剤付きヒートスプレッダーを
用いて、実施例1と同様にして半導体装置を作製した。Comparative Example 3 Example 1 was repeated except that 150 parts by weight of the epoxy group-containing acrylic rubber of Example 1 was changed to phenoxy resin (165 parts by weight of phenoxy resin).
In the same manner as in the above, a heat spreader with an adhesive was produced. The degree of curing of the adhesive layer in this state was measured using a DSC, and as a result, heat generation of 20% of the total curing calorific value of the adhesive was completed. The THF extraction rate of the adhesive layer was 90% by weight. Furthermore, as a result of measuring the storage elastic modulus of the cured product having a curing degree of the adhesive of 100% using a dynamic viscoelasticity measuring device, it was 3400 MPa at 25 ° C. and 3 MPa at 260 ° C. Next, a semiconductor device was manufactured in the same manner as in Example 1 using this heat spreader with an adhesive.
【0087】実施例1〜5及び比較例1〜3で作製した
半導体装置の耐熱性及び耐湿性を調べた。耐熱性の評価
方法には、耐リフロークラック性と温度サイクル試験を
適用した。The heat resistance and moisture resistance of the semiconductor devices manufactured in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were examined. As a method for evaluating heat resistance, a reflow crack resistance and a temperature cycle test were applied.
【0088】半導体装置の耐リフロークラック性の評価
は、サンプル表面の最高温度が240℃で、この温度を
20秒間保持するように温度設定したIRリフロー炉に
サンプルを通し、室温で放置することにより冷却する処
理を2回繰り返したサンプル中の半導体チップとヒート
スプレッダー間の剥離の観察で行った。剥離の発生して
いないものを良好とし、発生していたものを不良とし
た。The reflow crack resistance of the semiconductor device was evaluated by passing the sample through an IR reflow furnace set at a maximum temperature of the sample surface of 240 ° C. and maintaining this temperature for 20 seconds, and leaving it at room temperature. The cooling was repeated twice to observe the separation between the semiconductor chip and the heat spreader in the sample. Those without peeling were regarded as good, and those with peeling were regarded as bad.
【0089】温度サイクル試験は、サンプルを−55℃
雰囲気に30分間放置し、その後125℃の雰囲気に3
0分間放置する工程を1サイクルとして、耐リフロー性
評価と同様な半導体チップとヒートスプレッダー間の剥
離が起きるまでのサイクル数を測定し、そのサイクル数
が2000回以上のものを良好とし、2000回未満の
ものを不良とした。In the temperature cycle test, the sample was subjected to −55 ° C.
Leave it in the atmosphere for 30 minutes, and then
Assuming that the step of leaving for 0 minutes is one cycle, the number of cycles until peeling between the semiconductor chip and the heat spreader was measured in the same manner as in the evaluation of reflow resistance was evaluated. Those less than were judged as defective.
【0090】また、耐湿性評価は、半導体装置サンプル
をプレッシャークッカーテスター中で96時間処理(P
CT処理:温度:121℃、湿度:100%RH)後、
半導体チップとヒートスプレッダーの間の剥離及び接着
剤の変色を観察することにより行った。半導体チップと
ヒートスプレッダーの間の剥離及び接着剤の変色の認め
られなかったものを良好とし、剥離のあったもの又は変
色のあったものを不良とした。その結果を表1に示し
た。The moisture resistance was evaluated by treating a semiconductor device sample in a pressure cooker tester for 96 hours (P
CT treatment: temperature: 121 ° C., humidity: 100% RH)
This was performed by observing peeling between the semiconductor chip and the heat spreader and discoloration of the adhesive. A sample in which no peeling between the semiconductor chip and the heat spreader and no discoloration of the adhesive were observed was regarded as good, and a sample in which peeling or discoloration was observed was regarded as defective. The results are shown in Table 1.
【0091】[0091]
【表1】 実施例1、2、3及び4で用いた接着剤は、いずれもエ
ポキシ樹脂及びその硬化剤、エポキシ樹脂と相溶性の高
分子量樹脂、エポキシ基含有アクリル系共重合体、硬化
促進剤をともに含む接着剤であり、実施例5で用いた接
着剤は、エポキシ樹脂及びその硬化剤、エポキシ基含有
アクリル系共重合体、硬化促進剤をともに含む接着剤で
あり、いずれも本発明で規定した25℃及び260℃で
の貯蔵弾性率を示す接着剤である。従って、これらの接
着剤をヒートスプレッダーに塗布したものを用いて半導
体チップと本発明で規定したヒートスプレッダーを貼り
合わせた実施例の半導体装置は、耐リフロー性、温度サ
イクル試験、耐PST性が良好であった。[Table 1] The adhesives used in Examples 1, 2, 3 and 4 all contain an epoxy resin and a curing agent thereof, a high molecular weight resin compatible with the epoxy resin, an epoxy group-containing acrylic copolymer, and a curing accelerator. The adhesive used in Example 5 was an adhesive containing both an epoxy resin and its curing agent, an epoxy group-containing acrylic copolymer, and a curing accelerator. It is an adhesive exhibiting storage elastic modulus at ℃ and 260 ℃. Therefore, the semiconductor device of the embodiment in which the semiconductor chip is bonded to the heat spreader specified by the present invention using the adhesive applied to the heat spreader has good reflow resistance, temperature cycle test, and PST resistance. Met.
【0092】比較例1で用いた接着剤は、本発明で規定
した接着剤中のエポキシ基含有アクリル系共重合体の量
が少ないため、貯蔵弾性率が高く、応力が緩和できな
い。従って、比較例1の半導体装置は、耐リフロー性、
温度サイクル試験での結果が悪く信頼性に劣る。また、
比較例2で用いた接着剤は、本発明で規定した接着剤中
のエポキシ基含有アクリル系共重合体の量が多すぎるた
め、貯蔵弾性率は低く良好であるが、接着剤付きヒート
スプレッダーのD取り扱い性が悪い。比較例3で用いた
接着剤は、本発明で規定したエポキシ基含有アクリル系
共重合体を含まない接着剤組成であるため、貯蔵弾性率
が高く、比較例1と同様、応力が緩和できない。従っ
て、比較例3の半導体装置は、耐リフロー性、温度サイ
クル試験での結果が悪い。The adhesive used in Comparative Example 1 has a small storage amount of the epoxy group-containing acrylic copolymer in the adhesive specified in the present invention, and therefore has a high storage modulus and cannot reduce stress. Therefore, the semiconductor device of Comparative Example 1 has reflow resistance,
Poor reliability due to poor results in temperature cycle test. Also,
The adhesive used in Comparative Example 2 has a low storage elastic modulus and is good because the amount of the epoxy group-containing acrylic copolymer in the adhesive specified in the present invention is too large. D Handling is poor. Since the adhesive used in Comparative Example 3 does not contain the epoxy group-containing acrylic copolymer specified in the present invention, the adhesive has a high storage modulus and, as in Comparative Example 1, cannot relax stress. Therefore, the semiconductor device of Comparative Example 3 has poor reflow resistance and poor results in the temperature cycle test.
【0093】[0093]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の接着剤付
きヒートスプレッダーを用いて半導体チップとヒートス
プレッダーを貼り合わせた半導体装置は、接着剤の室温
付近での弾性率が低いために、半導体チップとヒートス
プレッダーの間の熱膨張係数の差が原因で起きる加熱冷
却時の熱応力を緩和させることができる。そのため、リ
フロー時の半導体チップとヒートスプレッダー間の剥離
の発生が認められず、耐熱性に優れている。また、エポ
キシ基含有アクリル系共重合体を低弾性率成分として含
んでおり、耐湿性、特にPCT処理等厳しい条件下で耐
湿試験を行った場合の劣化が少なく、優れた特徴を有す
る放熱性に優れた半導体装置を提供することができる。As described above, a semiconductor device in which a semiconductor chip and a heat spreader are bonded using the heat spreader with an adhesive of the present invention has a low elastic modulus near the room temperature of the adhesive. Thermal stress during heating and cooling caused by a difference in thermal expansion coefficient between the chip and the heat spreader can be reduced. Therefore, peeling between the semiconductor chip and the heat spreader at the time of reflow is not observed, and the heat resistance is excellent. In addition, it contains an epoxy group-containing acrylic copolymer as a low elastic modulus component, and has less moisture degradation, especially when subjected to a moisture resistance test under severe conditions such as PCT treatment. An excellent semiconductor device can be provided.
【図1】本発明の半導体装置の一態様の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor device of the present invention.
1 配線付き基板 2 半導体チップ 3 接着材 4 インナーリード 5 接着剤付きヒートスプレッダー 6 封止材 7 外部端子(はんだボール) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate with wiring 2 Semiconductor chip 3 Adhesive 4 Inner lead 5 Heat spreader with adhesive 6 Sealing material 7 External terminal (solder ball)
フロントページの続き (72)発明者 山本 和徳 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内Continued on the front page (72) Inventor Kazunori Yamamoto 1500 Ogawa Oji, Shimodate City, Ibaraki Pref.Hitachi Chemical Industry Co., Ltd.
Claims (12)
ッダーを有するチップサイズパッケージ型の半導体装置
であって、接着剤があらかじめ塗布されたヒートスプレ
ッダーを用いて半導体チップとヒートスプレッダーとが
接着されており、接着剤が、(1)重量平均分子量が
5,000未満のエポキシ樹脂(1a)及びその硬化剤
(1b)の合計量100重量部、(2)硬化促進剤0.
1〜5重量部、並びに(3)グリシジル(メタ)アクリ
レートに由来する共重合単位2〜6重量%を含むガラス
転移温度が−10℃以上でかつ重量平均分子量が60
0,000以上であるエポキシ基含有アクリル系共重合
体100〜300重量部を含有するものである半導体装
置。1. A semiconductor device of a chip size package having a heat spreader for improving heat dissipation, wherein a semiconductor chip and a heat spreader are bonded using a heat spreader to which an adhesive is applied in advance. The adhesive is (1) a total of 100 parts by weight of an epoxy resin (1a) having a weight average molecular weight of less than 5,000 and a curing agent (1b) thereof;
1-5 parts by weight and (3) 2-6% by weight of copolymerized units derived from glycidyl (meth) acrylate having a glass transition temperature of -10 ° C or higher and a weight average molecular weight of 60
A semiconductor device comprising 100 to 300 parts by weight of an epoxy group-containing acrylic copolymer having a molecular weight of 000 or more.
請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the curing agent (1b) is a phenol resin.
が5,000未満のエポキシ樹脂(1a)及びその硬化
剤(1b)の合計量100重量部に対し、(4)エポキ
シ樹脂(1a)と相溶性がありかつ重量平均分子量が3
0,000以上の高分子量樹脂10〜40重量部を含有
するものである請求項1記載の半導体装置。3. The adhesive further comprises: (1) an epoxy resin (1a) having a weight average molecular weight of less than 5,000 and a curing agent (1b) having a total amount of 100 parts by weight; 3) compatible with 1a) and having a weight average molecular weight of 3
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device contains 10 to 40 parts by weight of a high molecular weight resin having a molecular weight of 000 or more.
り、エポキシ樹脂(1a)と相溶性がありかつ重量平均
分子量が30,000以上の高分子量樹脂がフェノキシ
樹脂である請求項3記載の半導体装置。4. The semiconductor according to claim 3, wherein the curing agent (1b) is a phenol resin, and the high molecular weight resin having a weight average molecular weight of 30,000 or more, which is compatible with the epoxy resin (1a), is a phenoxy resin. apparatus.
プレッダーが、ヒートスプレッダーに、接着剤を溶剤に
溶解したワニスを塗布し、加熱して溶媒を除去すること
によりヒートスプレッダー上に接着剤層を形成して得ら
れた接着剤付きヒートスプレッダーである請求項1〜4
いずれかに記載の半導体装置。5. A heat spreader to which an adhesive has been applied beforehand forms an adhesive layer on the heat spreader by applying a varnish obtained by dissolving the adhesive in a solvent to the heat spreader and removing the solvent by heating. A heat spreader with an adhesive obtained by the above method.
The semiconductor device according to any one of the above.
剤層を形成している接着剤が、DSCを用いて測定した
場合の接着剤の全硬化発熱量の10〜40%の発熱を終
えた状態にある請求項5記載の半導体装置。6. The state in which the adhesive forming the adhesive layer on the heat spreader with the adhesive has finished generating 10 to 40% of the total curing heat generation of the adhesive as measured by DSC. 6. The semiconductor device according to claim 5, wherein
の全硬化発熱量の100%の発熱を終えた状態まで硬化
させて動的粘弾性測定装置を用いて測定した場合の貯蔵
弾性率が25℃で20〜2,000MPaであり、26
0℃で3〜50MPaであるものである請求項1〜6い
ずれかに記載の半導体装置。7. The storage elastic modulus when the adhesive is cured to a state where heat generation of 100% of the total curing calorific value when measured using DSC has been completed, and measured using a dynamic viscoelasticity measuring device. Is 20 to 2,000 MPa at 25 ° C., and 26
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device has a pressure of 3 to 50 MPa at 0 ° C. 8.
%含有するものである請求項1〜7いずれかに記載の半
導体装置。8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the adhesive contains 2 to 20% by volume of an inorganic filler.
ケイ素、窒化ホウ素及び窒化アルミニウムからなる群か
ら選ばれるものである請求項8記載の半導体装置。9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the inorganic filler is selected from the group consisting of alumina, silica, silicon carbide, boron nitride, and aluminum nitride.
銅、アルミニウム合金又は銅合金からなる群から選ばれ
る金属で形成されたものである請求項1〜9いずれかに
記載の半導体装置。10. The heat spreader is made of aluminum,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed of a metal selected from the group consisting of copper, an aluminum alloy, and a copper alloy.
剤が塗布される部分にカップリング剤による表面処理が
施されている請求項1〜10いずれかに記載の半導体装
置。11. The semiconductor device according to claim 1, wherein at least a portion of the heat spreader to which the adhesive is applied is subjected to a surface treatment with a coupling agent.
形成されたものであり、ヒートスプレッダーの少なくと
も接着剤が塗布される部分に黒化処理が施されている請
求項1〜11いずれかに記載の半導体装置。12. The heat spreader according to claim 1, wherein the heat spreader is formed of copper or a copper alloy, and at least a portion of the heat spreader to which the adhesive is applied is subjected to a blackening treatment. Semiconductor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8104998A JPH11284114A (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8104998A JPH11284114A (en) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11284114A true JPH11284114A (en) | 1999-10-15 |
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