JP3607563B2

JP3607563B2 - Adhesive and semiconductor device

Info

Publication number: JP3607563B2
Application number: JP2000096347A
Authority: JP
Inventors: 和己中吉; 涼登島; 裕規石川; 雅章尼子; 直大川
Original assignee: 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP2001279223A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とを接合するための接着剤および、半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とが該接着剤により接合されてなる半導体装置に関する。詳しくは、半導体ペレット，リードフレームまたは回路基板等へのワイヤーボンダビリティおよび封止樹脂との密着性を低下させることなく、半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とを強固に接合し得る接着剤、および、半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とが該接着剤の硬化物により接合されてなる信頼性に優れた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は、一般に、シリコン等の半導体ペレットと銅や鉄系のタブ、回路基板等の半導体ペレット取付部材とを、エポキシ系またはシリコーン系の接着剤の硬化物により接合した後、該半導体ペレットとリードフレームもしくは回路配線とをワイヤーでボンディングし、その後エポキシ等の樹脂で封止することにより製造される（特開昭６１−５５３０号公報参照）。半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とを接合するためのシリコーン系接着剤としては、例えば、２００℃で１０ｍｍＨｇ以上の蒸気圧を有する低分子シロキサン含有量が５００ｐｐｍ以下のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンを主成分とする付加反応硬化型シリコーンゴム組成物が提案されている（特開平３−１５７４７４号公報参照）。
しかし、この接着剤を用いて接合した半導体ペレットは、ワイヤーボンディングされエポキシＭＣで封止する際に、接着剤から滲み出したシリコーン成分によって、半導体ペレット、リードフレームおよび回路基板等の表面が汚染されるという欠点があった。その上、滲み出たシリコーン成分は、ケイ素原子結合アルケニル基に対するケイ素原子結合水素原子のモル比が接着剤組成のモル比からずれてどちらかが過多になっているために未硬化状態となり、その結果、これらのワイヤボンダビリティーや封止樹脂との密着性が低下して半導体装置の信頼性が著しく低下するという問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは上記問題点を解決するために鋭意研究した結果、（Ａ）同一分子中にケイ素原子結合アルケニル基とケイ素原子結合水素原子をそれぞれ平均して２個以上有するオルガノポリシロキサン、（Ｂ）一分子中にアルケニル基とヒドロキシフェニル基を有する化合物および（Ｃ）ヒドロシリル化反応用触媒からなる付加反応硬化型シリコーンゴム組成物を使用することにより、基材表面に滲み出したシリコーン成分も硬化して基材に良好に接着し得ることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明の目的は、半導体ペレット，リードフレームまたは回路基板等へのワイヤーボンダビリティおよび封止樹脂との密着性を低下させることなく、半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とを強固に接合し得る接着剤、および、半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とが該接着剤の硬化物により接合されてなる、信頼性に優れた半導体装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（Ａ）同一分子中にケイ素原子結合アルケニル基とケイ素原子結合水素原子をそれぞれ平均して２個以上有するオルガノポリシロキサン、
（Ｂ）一分子中にアルケニル基とヒドロキシフェニル基を有する化合物
および
（Ｃ）ヒドロシリル化反応用触媒
からなる付加反応硬化型シリコーンゴム組成物からなることを特徴とする半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とを接合するための接着剤、および、半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とが該接着剤により接合されてなることを特徴とする半導体装置に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
最初に、本発明の接着剤について説明する。
本発明の接着剤は、
（Ａ）同一分子中にケイ素原子結合アルケニル基とケイ素原子結合水素原子をそれぞれ平均して２個以上有するオルガノポリシロキサン、
（Ｂ）一分子中にアルケニル基とヒドロキシフェニル基を有する化合物
および
（Ｃ）ヒドロシリル化反応用触媒
からなる付加反応硬化型シリコーンゴム組成物からなることを特徴とする。
【０００６】
（Ａ）成分は本発明接着剤の主成分であり、１分子中に平均して２個以上のケイ素原子結合アルケニル基と２個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンである。但し、このオルガノポリシロキサンはヒドロキシフェニル基を含有しない。その化学構造は、直鎖状、環状、網状のいずれでも良く、オリゴマーから高分子量体まで用いることができる。中でも、（Ｂ）成分との混合作業性が良好であることから、直鎖状もしくは分岐状の分子構造を有し、２５℃における粘度が１００〜１，０００，０００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。また、このオルガノポリシロキサン中のアルケニル基とケイ素原子結合水素原子は、分子鎖末端に結合していてもよく、側鎖に結合していてもよい。アルケニル基としては、ビニル基，アリル基，プロペニル基，ブテニル基，ペンテニル基，ヘキセニル基，ヘプテニル基，オクテニル基，ノネニル基，デセニル基が例示される。この他にも、メタクリロキシプロピル基，アクリロキシプロピル基のようなアルケニル基を含有する基が挙げられる。尚、アルケニル基中の二重結合の位置はアルケニル基と結合しているケイ素原子と反対側の末端にある方が、付加反応性が高い点から好ましい。この（Ａ）成分において、ケイ素原子結合アルケニル基の含有率は、０．０２５〜５モル％の範囲であることが好ましく、０．１〜１．２モル％の範囲であることがより好ましい。また、ケイ素原子結合水素原子の含有率は０．０２５〜５モル％の範囲であることが好ましく、０．１５〜２．５モル％の範囲であることがより好ましい。また、アルケニル基に対するケイ素原子結合水素原子のモル比は通常、０．１〜２００の範囲であるが、０．３〜２０の範囲が好ましく、１〜１０の範囲がより好ましく、２〜７の範囲がさらに好ましい。これはこのモル比が０．１未満であると本発明接着剤の硬化性が低下し、また、２００を超えると得られた硬化物の物理特性が低下するためである。尚、このオルガノポリシロキサンにおいて、アルケニル基およびケイ素原子結合水素原子以外のケイ素原子に結合する有機基は、一価炭化水素基であることが好ましい。具体的には、メチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基，ペンチル基，ヘキシル基等のアルキル基；フェニル基，トリル基，キシリル基等のアリール基；ベンジル基，フェネチル基等のアラルキル基が例示される。この他にも、本発明の目的を損なわない範囲であれば、少量の水酸基，アルコキシ基，ハロアルキル基等が含まれていても差し支えない。これらの中でも経済性および入手し易さから、ケイ素原子に結合する有機基の半数以上はメチル基であることが好ましい。このような（Ａ）成分は、酸触媒を使用した公知の平衡重合反応によって製造することができる。
【０００７】
このような（Ａ）成分の具体例としては、下記式で示されるオルガノポリシロキサンが例示される。下式中、Ｍｅはメチル基を表す。
【化３】

【化４】

【０００８】
（Ｂ）成分は、一分子中にアルケニル基とヒドロキシフェニル基を含有する化合物である。このような化合物としては、２―アリルフェノール，オイゲノール，オルトオイゲノール，４―アリル−２，６−ジメトキシフェノール等の脂肪族不飽和結合含有フェノール化合物および、下記式で示される有機ケイ素化合物が挙げられる。
【化５】

上式中、Ｘはアルケニル基であり、ビニル基，アリル基，イソプロペニル基，ヘキセニル基が例示される。Ｚは式：−Ｏ−で示されるオキシ基，式：
【化６】

で示されるカルボニルオキシ基またはフェニレン基であり、フェニレン基としては、ｏ−フェニレン基，ｍ−フェニレン基，ｐ−フェニレン基が例示される。Ａは炭素原子数が１以上の二価炭化水素基または式：−Ｒ^２−Ｏ−Ｒ^２−（式中、Ｒ^２は二価炭化水素基であり、アルキレン基やアリーレン基が挙げられる。）で示される基である。このＡとして具体的には、エチレン基，プロピレン基，ブチレン基，ヘキシレン基，エチレンオキシプロピレン基，フェニレンオキシプロピレン基が例示される。Ｙは置換もしくは非置換のヒドロキシフェニル基であり、置換ヒドロキシフェニル基としては、アルキル基置換ヒドロキシフェニル基またはアルコキシ基置換ヒドロキシフェニル基が挙げられる。また置換基であるアルキル基としては、メチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基が例示され、アルコキシ基としては、メトキシ基，エトキシ基，プロポキシ基，ブトキシ基が例示される。尚、これらのヒドロキシフェニル基中、水酸基，アルキル基およびアルコキシ基の結合位置は特に限定されない。このようなＹの非置換のヒドロキシフェニル基としては、２−ヒドロキシフェニル基，４−ヒドロキシフェニル基，３，４−ジヒドロキシフェニル基，３，５−ジヒドロキシフェニル基が例示される。アルキル基置換ヒドロキシフェニル基としては、３，５−ジターシャリーブチル−４−ヒドロキシフェニル基，３−メチル−４−ヒドロキシフェニル基が例示され、アルコキシ基置換ヒドロキシフェニル基としては、４−ヒドロキシ−３−メトキシフェニル基，３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシフェニル基が例示される。これらの中でも入手の容易さから、Ｙは２−ヒドロキシフェニル基または４−ヒドロキシ−３−メトキシフェニル基であることが好ましい。Ｒ^１は脂肪族不飽和結合を含まない炭素原子数が２以上の同種もしくは異種の二価炭化水素基であり、エチレン基，プロピレン基，ブチレン基，ヘキシレン基等のアルキレン基；フェニレン基などのアリーレン基が例示される。Ｒは脂肪族不飽和結合を含まない同種もしくは異種の一価炭化水素基であり、メチル基，エチル基，ブチル基，ペンチル基，ヘキシル基などのアルキル基；フェニル基，トリル基，キシリル基などのアリール基；ベンジル基，フェネチル基などのアラルキル基が例示される。ｍ，ｐ，ｒおよびｓは０または１である。ｎは０〜２であるが、１〜２であることが好ましい。ｑは０〜７の整数であるが、０〜４であることが好ましい。
【０００９】
このような（Ｂ）成分の具体例としては、下記式で示される化合物が挙げられる。
【化７】

【化８】

【化９】

【化１０】

【化１１】

【化１２】

【化１３】

【化１４】

【化１５】

【化１６】

【化１７】

【化１８】

【化１９】

【化２０】

【化２１】

【化２２】

【００１０】
（Ｂ）成分の添加量は、（Ａ）成分１００重量部に対して０．０１〜５０重量部の範囲であることが好ましく、１〜２０重量部の範囲であることがより好ましい。これは、（Ｂ）成分が０．０１重量部未満であると硬化後の接着性が低下し、また、５０重量部を超えると硬化物の物性が低下するためである。
【００１１】
（Ｃ）成分のヒドロシリル化反応用触媒は、（Ａ）成分中のアルケニル基とケイ素原子結合水素原子とのヒドロシリル化反応を開始させるための成分である。このような触媒としては従来公知のものが使用でき、具体的には、塩化白金酸およびそのアルコール溶液，白金のオレフィン錯体，白金のジケトン錯体，白金のアセチルアセテート錯体，白金とビニル基含有シロキサンとの錯体などの白金化合物が挙げられる。また白金系化合物以外にも、ロジウムのトリフェニルホスフィン錯体などのロジウム系化合物，テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム錯体等のパラジウム系化合物，ルテニウム，イリジウム，鉄，コバルト，マンガン，亜鉛，鉛，アルミニウム，ニッケルなどの化合物，過酸化物およびアゾ化合物などのラジカル発生剤が挙げられる。これらの触媒は必要に応じて、単独あるいは二種以上併用して使用することができる。これらの中でも特に白金系化合物が、反応活性に優れることから好適に使用される。（Ｃ）成分の添加量は触媒量であり、これは付加反応を起こす最小限の量であるが、白金系化合物を使用する場合には、（Ａ）成分の重量１００万重量部に対して白金金属量として０．０１〜１，０００重量部の範囲となる量であることが好ましく、０．１〜１００重量部の範囲となる量がより好ましい。
【００１２】
本発明の接着剤は上記（Ａ）成分〜（Ｃ）成分からなるが、これらの成分に加えて、貯蔵安定性向上のためにヒドロシリル化反応を阻害する化合物を加えてもよい。このような化合物としては従来公知のものが使用でき、例えば、トリフェニルホスフィン等のリン化合物，トリブチルアミンやテトラメチルエチレンジアミン，ベンゾトリアゾール等の窒素含有化合物，硫黄含有化合物，アセチレン系化合物，アルケニル基を二個以上有する化合物，アルキニル基を含有する化合物，ハイドロパーオキシ化合物、マレイン酸誘導体が挙げられる。これらの中でも、アルケニル基またはアルキニル基を二個以上有する化合物が望ましい。特に、１分子中にアルキニル基を２個以上有する化合物、１分子中にアルキニル基とアルコール性水酸基を有する化合物、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、マレイン酸ジエステルなどが好適に使用される。これらの化合物の添加量は少なすぎるとヒドロシリル化反応阻害効果が得られず、逆に多すぎると硬化そのものが阻害されてしまうため、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の合計１００万重量部に対して０．１〜５００００重量部の範囲であることが好ましい。また、本発明の接着剤には、金属やガラスなどの無機物に対する接着性向上のために、従来公知の接着促進剤を配合することができる。さらに本発明には、（Ｂ）成分中のアルケニル基に対するケイ素原子結合水素原子を補うために、ケイ素原子結合水素原子を２個以上有するオルガノハイドロジェンシロキサンを添加することもできる。その化学構造は、直鎖状、環状、網状、星状のいずれでもよく、オリゴマーから高分子量体まで用いることができる。またこのオルガノハイドロジェンシロキサン中、ケイ素原子結合水素原子以外のケイ素原子に結合している基は、脂肪族不飽和結合を含まない一価炭化水素基であることが好ましく、メチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基，ペンチル基，ヘキシル基等のアルキル基；フェニル基，トリル基，キシリル基等のアリール基；ベンジル基，フェネチル基等のアラルキル基が例示される。これら以外にも、本発明の目的を損なわない範囲であれば、少量の水酸基、アルコキシ基、ハロアルキル基等が含まれていても差し支えないが、経済性および入手し易さからケイ素原子に結合する基の半数以上はメチル基であることが好ましい。このようなオルガノハイドロジェンシロキサンとしては、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン，両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体，両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジフェニルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体，両末端ジメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、環状メチルハイドロジェンポリシロキサン、式：ＳｉＯ_４／２で示されるシロキサン単位と式：
【化２３】

で示されるシロキサン単位からなるレジン共重合体が例示される。これら以外にも、本発明の接着剤には、着色のための顔料、強度を向上させるための補強性充填剤、作業性および加熱時溶融性向上のための可塑剤、熱伝導性向上のための充填材または導電性向上のための充填材等を配合することができる。
【００１３】
以上のような本発明の接着剤は、加熱により速やかに硬化してゴム状またはレジン状の硬化物となり、半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とを強固に接着させるという特徴を有する。加熱後の硬化物は、通常、ＪＩＳＡゴム硬度計による硬度が１〜１００の範囲であり、１０〜９０の範囲であることが好ましい。さらに、硬化前もしくは硬化時に組成物から拡散して基材上に滲み出した微量のシリコーン成分も良好に硬化して接着するという特徴を有する。このため、本発明の接着剤は、従来の付加反応硬化型シリコーンゴム系接着剤に比べてワイヤボンダビリティが良好であり、加えて硬化後は、該硬化物に封止樹脂であるエポキシＭＣが強固に接着するという利点を有する。これらのことから本発明の接着剤は、エポキシ樹脂封止型半導体装置のダイボンド剤やＣＳＰ用のダイボンド剤として好適に使用される。
【００１４】
次に、本発明の半導体装置について説明する。
本発明の半導体装置は、半導体ペレットと該半導体ペレット取付部材とが、本発明接着剤の硬化物により接合されたものである。この半導体装置は、例えば、本発明の接着剤を各種金属フレームや各種回路基板等の半導体ペレット取付部材表面に塗布し、その上に半導体ペレットを乗せて５０〜２５０℃の温度条件下、好ましくは１１０〜２３０℃の温度条件下で加熱して硬化させることにより、半導体ペレットと取付部材の一体化物を作成する。次いで、該半導体ペレット上のボンディングパッドとリードフレームとをワイヤにより接合（ボンディング）した後、これを封止樹脂で成型することにより製造される。このような本発明の半導体装置は、半導体ペレット，４２アロイや銅等の金属フレーム，ガラスエポキシ樹脂，ＢＴレジン等の回路基板，テープ状ポリイミド基板の配線材料である銅や金または金メッキと、封止樹脂とが強固に密着しているので耐湿性が低下せず、信頼性に優れるという特徴を有する。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。実施例中、ワイヤボンダビリテイおよび半導体装置の耐湿性は次に記載する方法に従って測定した。また、測定時に使用した半導体装置を図１に示した。
○ワイヤボンダビリティ
接着剤７を半導体ペレット２とタブ１の間に介在させて、１８０℃で１分間加熱することにより半導体ペレット２とタブ１の一体化物を作成した。次いでこのペレット上のアルミニウムパッド３とリードフレーム４（銅または４２アロイ）とを金製ワイヤー５で接合（ワイヤーボンディング）した。このとき、金製ワイヤー５の接合は超音波熱圧着法により行った。このようにして得られた一体化物について、金製ワイヤー５とアルミニウムパッド３との接合点または金製ワイヤー５とリードフレーム４との接合点から金製ワイヤー５が浮いているもの、および、金製ワイヤー５を引っ張ったときに各接合点から浮き上がったものを接合不良とした。そして金製ワイヤーの全数に対する接合不良の本数を測定した。
○耐湿性
接着剤７を半導体ペレット２とタブ１の間に介在させて、１８０℃で１分間加熱することにより半導体ペレット２とタブ１の一体化物を作成した。次いでこのペレット上のアルミニウムパッド３とリードフレーム４（銅または４２アロイ）とを金製ワイヤー５で接合（ワイヤーボンディング）した。このとき、金製ワイヤー５の接合は超音波熱圧着法により行った。このようにして得られた一体化物をエポキシ樹脂６でトランスファー成型により封止して半導体装置を作成した。得られた半導体装置を、８５℃、８５％の相対湿度の雰囲気中で所定時間（９６時間、１２０時間）加湿した後、２４５℃に加熱されたリフロー炉を通過させて、半導体装置の表面温度が２４５℃に２０秒間維持される状態を保持した。次いで半導体装置を冷却した後、エポキシ樹脂の表面を観察してクラックの発生の有無を測定した。さらに超音波探傷装置を用いて、半導体ペレット表面とエポキシ樹脂との界面Ａおよびタブ裏面とエポキシ樹脂との界面Ｂを観察し、剥離の有無を測定した。また、半導体装置を切断して、接着剤の硬化物とエポキシ樹脂との界面Ｃについても剥離の有無を観察した。
【００１６】
【参考例１】
平均分子式：
【化２４】

で示される両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサン２５．６ｇ（３６．９ミリモル）、オクタメチルシクロテトラシロキサン８８０．２ｇ（２．９７モル）、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン８．８ｇ（３６．８ミリモル）及びトリフルオロメタンスルホン酸０．５４ｇ（３．６ミリモル）を配合して、８０〜９０℃で９時間加熱攪拌した。これを室温まで冷却した後、ジエチルアミン０．５４ｇ（７．３ミリモル）を投入して中和した。次いで、１００℃で低沸点物を加熱減圧留去し、副生した塩を濾別して無色透明のポリマー（Ｉ）７６７ｇを得た。このポリマー（Ｉ）をさらに薄膜蒸留装置にて２００℃／１ｍｍＨｇの条件で低沸点物の除去を行い、無色透明のポリマー（ＩＩ）７４０ｇを得た。次いでこのポリマー（ＩＩ）７２０ｇに１５００ミリリットルのアセトンを添加し、３０分間攪拌した後、１時間静置し、上層を抜き出した。この操作を後２回繰り返し、残った下層から低沸点物を加熱減圧留去し、無色透明のポリマー（ＩＩＩ）６６９ｇを得た。これをＧＰＣで分析したところ、ポリマー（ＩＩＩ）の平均分子量は３０４９１であり、分散度は１．５０であり、ピーク面積比は１００％であり、低分子量シロキサンの存在は確認されなかった。さらにこれを^２９Ｓｉ−ＮＭＲにより分析したところ、得られたポリマー（ＩＩＩ）は、下記平均分子式で示されるケイ素原子結合ビニル基とケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンであることが判明した。尚、このオルガノポリシロキサン中、ビニル基に対するケイ素原子結合水素原子のモル比は２．２であった。
【化２５】

【００１７】
【参考例２】
１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン６．８６ｇ（３６．９ミリモル）、オクタメチルシクロテトラシロキサン９０８．７ｇ（３．０７モル）および水酸化カリウム０．１８ｇ（３．２ミリモル）を配合して、１５０〜１６０℃で１０時間加熱攪拌した。攪拌終了後、室温まで冷却し、ビニルジメチルクロロシラン０．８８ｇ（７．３ミリモル）を投入して中和した。次いで、１５０℃で低沸点物を加熱減圧留去し、副生した塩を濾別して無色透明のポリマー（ＩＶ）を得た。このポリマー（ＩＶ）をさらに薄膜蒸留装置にて２００℃／１ｍｍＨｇの条件で低沸点物の除去を行い、無色透明のポリマー（Ｖ）７４０ｇを得た。このポリマー（Ｖ）７２０ｇを、参考例１と同様にしてアセトン抽出を行い、無色透明のポリマー（ＶＩ）６６０ｇを得た。これをＧＰＣにより分析したところ、ポリマー（ＶＩ）の平均分子量は２７４７１であり、分散度は１．５０であり、ピーク面積比は１００％であり、低分子量シロキサンの存在は確認されなかった。また、一塩化沃素を用いた滴定法によるビニル基含有量が０．２０重量％であったことから、ポリマー（ＶＩ）は下記平均式で示される構造のオルガノポリシロキサンであることが判明した。
【化２６】

【００１８】
【実施例１】
参考例１で合成したオルガノポリシロキサン（ＩＩＩ）７６．６重量部（ケイ素原子結合水素原子含有量４．２ミリモル，ケイ素原子結合ビニル基含有量１．９ミリモル）、ヘキサメチルジシラザンで処理したヒュームドシリカ［日本アエロジル（株）製；商品名アエロジルＲＤＸ２００（ＢＥＴ法比表面積２００ｍ^２／ｇ）］９．７重量部、フェニルブチノール２００ｐｐｍ、両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体と３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応生成物０．２９重量部（ビニル基含有量０．３ミリモル）、式：
【化２７】

で示されるヒドロキシフェニル基含有有機ケイ素化合物１０．７重量部（ビニル基含有量１５．８ミリモル）、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン２．７重量部（ケイ素原子結合水素原子含有量１７．５ミリモル）および塩化白金酸と１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンの錯体を白金金属量が組成物全体に対して１．７ｐｐｍとなるような量添加配合して、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物を調製した。この組成物において、上記両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体と３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応生成物およびヒドロキシフェニル基含有有機ケイ素化合物中の脂肪族不飽和結合に対する、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子結合水素原子のモル比は１．２であった。このようにして得られた組成物を接着剤として使用して半導体装置を製造し、ワイヤボンダビリティおよび耐湿性を測定した。これらの結果を表１に示した。
【００１９】
【実施例２】
参考例１で合成したオルガノポリシロキサン（ＩＩＩ）７６．２重量部（ケイ素原子結合水素原子含有量４．２ミリモル，ケイ素原子結合ビニル基含有量１．９ミリモル）、ヘキサメチルジシラザンで処理したヒュームドシリカ［日本アエロジル（株）製；商品名アエロジルＲＤＸ２００（ＢＥＴ法比表面積２００ｍ^２／ｇ）］９．７重量部、フェニルブチノール１３３ｐｐｍ、両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体と３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応生成物０．３重量部（ビニル基含有量０．３ミリモル）、オイゲノール９．６重量部（ビニル基含有量２４．４ミリモル）、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン４．２重量部（ケイ素原子結合水素原子含有量２７．２ミリモル）および塩化白金酸と１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンの錯体を白金金属量が組成物全体に対して１．８ｐｐｍとなるような量添加配合して、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物を調製した。この組成物において、上記両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体と３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応生成物およびオイゲノール中の脂肪族不飽和結合に対する、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子結合水素原子のモル比は１．１であった。このようにして得られた組成物を接着剤として使用して半導体装置を製造し、ワイヤボンダビリティおよび耐湿性を測定した。これらの結果を表１に示した。
【００２０】
【実施例３】
参考例１で合成したオルガノポリシロキサン（ＩＩＩ）１８．２６重量部、ヘキサメチルジシラザンで処理したヒュームドシリカ［日本アエロジル（株）製、商品名アエロジルＲＤＸ２００（ＢＥＴ法比表面積２００ｍ^２／ｇ）］２．１０重量部、フェニルブチノール３００ｐｐｍ、式：
【化２８】

で示されるヒドロキシフェニル基含有有機ケイ素化合物５．５９重量部、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン１．４８重量部、銀粉末［（株）徳力化学研究所製；ＴＡｇ１００Ｆ］８３．４２重量部および塩化白金酸と１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンの錯体を白金金属量が組成物全体に対して２．０ｐｐｍとなるような量添加配合して、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物を調製した。この組成物において、上記ヒドロキシフェニル基含有有機ケイ素化合物中の脂肪族不飽和結合に対する、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子結合水素原子のモル比は１．２であった。このようにして得られた組成物を接着剤として使用して半導体装置を製造し、ワイヤボンダビリティおよび耐湿性を測定した。これらの結果を表１に示した。
【００２１】
【比較例１】
参考例２で合成したオルガノポリシロキサン（ＶＩ）７６．２重量部、ヘキサメチルジシラザンで処理したヒュームドシリカ［日本アエロジル（株）製；商品名アエロジルＲＤＸ２００（ＢＥＴ法比表面積２００ｍ^２／ｇ）］９．７重量部、フェニルブチノール３００ｐｐｍ、両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体と３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応生成物０．３重量部、式：
【化２９】

で示されるヒドロキシフェニル基含有有機ケイ素化合物１０．７重量部、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン３．２重量部（ケイ素原子結合水素原子含有量７２．２ミリモル）および塩化白金酸と１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンの錯体を白金金属量が組成物全体に対して１ｐｐｍとなるような量添加配合して、硬化性オルガノポリシロキサン組成物を調製した。この組成物において、上記両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体と３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応生成物およびヒドロキシフェニル基含有有機ケイ素化合物中の脂肪族不飽和結合に対する、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子結合水素原子のモル比は１．１であった。得られた組成物を接着剤として使用して半導体装置を製造し、ワイヤボンダビリティおよび耐湿性を測定した。これらの結果を表１に併記した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
本発明の接着剤は、（Ａ）同一分子中にケイ素原子結合アルケニル基とケイ素原子結合水素原子をそれぞれ平均して２個以上有するオルガノポリシロキサン、（Ｂ）一分子中にアルケニル基とヒドロキシフェニル基を有する化合物および（Ｃ）ヒドロシリル化反応用触媒からなる付加反応硬化型シリコーンゴム組成物からなり、半導体ペレット、リードフレーム、回路基板等へのワイヤボンダビリティおよび封止樹脂との密着性を低下させることなく、半導体ペレットと該ペレット取付部材とを強固に接合し得るという特徴を有する。また、本発明の接着剤により半導体ペレットと該ペレット取付部材とを接合してなる本発明の半導体装置は、耐湿性が低下せず信頼性に優れるという特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例において、接着剤の特性を評価するために使用した評価用半導体装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１タブ
２半導体ペレット
３アルミニウム製ボンディングパッド
４リードフレーム
５金製ワイヤ
６エポキシ樹脂
７接着剤
界面Ａ半導体ペレット表面とエポキシ樹脂との界面
界面Ｂタブ裏面とエポキシ樹脂との界面
界面Ｃ接着剤の硬化物とエポキシ樹脂との界面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an adhesive for joining a semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member, and a semiconductor device in which the semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member are joined by the adhesive. Specifically, an adhesive capable of firmly bonding the semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member without lowering the wire bondability to the semiconductor pellet, the lead frame or the circuit board and the adhesion with the sealing resin, and The present invention relates to a highly reliable semiconductor device in which a semiconductor pellet and a semiconductor pellet mounting member are joined by a cured product of the adhesive.
[0002]
[Prior art]
Generally, a semiconductor device is made by bonding a semiconductor pellet such as silicon and a semiconductor pellet mounting member such as a copper or iron-based tab or a circuit board with a cured product of an epoxy-based or silicone-based adhesive, It is manufactured by bonding a lead frame or circuit wiring with a wire and then sealing with a resin such as epoxy (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-5530). Examples of the silicone adhesive for joining the semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member include, for example, an alkenyl group-containing organopolysiloxane having a vapor pressure of 10 mmHg or more at 200 ° C. and a low molecular siloxane content of 500 ppm or less and an organo An addition reaction curable silicone rubber composition containing hydrogenpolysiloxane as a main component has been proposed (see JP-A-3-157474).
However, when semiconductor pellets bonded using this adhesive are wire bonded and sealed with epoxy MC, the silicone component that exudes from the adhesive contaminates the surface of the semiconductor pellets, lead frame, circuit board, etc. There was a disadvantage that. In addition, the exuded silicone component becomes uncured because the molar ratio of silicon-bonded hydrogen atoms to silicon-bonded alkenyl groups deviates from the molar ratio of the adhesive composition, and either one is excessive, As a result, there has been a problem that the reliability of the semiconductor device is remarkably lowered due to a decrease in wire bondability and adhesion with the sealing resin.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have(A) an organopolysiloxane having an average of two or more silicon-bonded alkenyl groups and silicon-bonded hydrogen atoms in the same molecule, (B) a compound having an alkenyl group and a hydroxyphenyl group in one molecule, and (C ) Consists of hydrosilylation catalystIt has been found that by using an addition reaction curable silicone rubber composition, the silicone component that has oozed out on the surface of the substrate can be cured and can be well adhered to the substrate, and the present invention has been achieved.
That is, the object of the present invention is to firmly bond the semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member without deteriorating the wire bondability to the semiconductor pellet, lead frame or circuit board and the adhesion to the sealing resin. It is an object of the present invention to provide an adhesive obtained, and a semiconductor device excellent in reliability, in which a semiconductor pellet and a semiconductor pellet mounting member are joined by a cured product of the adhesive.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention(A) an organopolysiloxane having an average of two or more silicon-bonded alkenyl groups and silicon-bonded hydrogen atoms in the same molecule,
(B) Compound having alkenyl group and hydroxyphenyl group in one molecule
and
(C) Hydrosilylation reaction catalyst
Consist ofAn adhesive for joining the semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member, comprising the addition reaction curable silicone rubber composition, and the semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member are joined by the adhesive The present invention relates to a semiconductor device.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the adhesive of the present invention will be described.
The adhesive of the present invention is
(A)An organopolysiloxane having an average of at least two silicon-bonded alkenyl groups and silicon-bonded hydrogen atoms in the same molecule,
(B) Compound having alkenyl group and hydroxyphenyl group in one molecule
and
(C) Hydrosilylation reaction catalyst
It is characterized by comprising an addition reaction curable silicone rubber composition.
[0006]
Component (A) is the main component of the adhesive of the present invention, and is an organopolysiloxane having an average of two or more silicon atom-bonded alkenyl groups and two or more silicon atom-bonded hydrogen atoms in one molecule. However, this organopolysiloxane does not contain a hydroxyphenyl group. The chemical structure may be any of linear, cyclic and network, and can be used from oligomer to high molecular weight. Especially, since mixing workability | operativity with (B) component is favorable, it has a linear or branched molecular structure, and it is preferable that the viscosity in 25 degreeC is 100-1,000,000 mPa * s. . Moreover, the alkenyl group and silicon atom-bonded hydrogen atom in the organopolysiloxane may be bonded to the molecular chain terminal or may be bonded to the side chain. Examples of the alkenyl group include vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, nonenyl group, and decenyl group. In addition to these, groups containing an alkenyl group such as a methacryloxypropyl group and an acryloxypropyl group can be mentioned. In addition, the position of the double bond in the alkenyl group is preferably at the terminal opposite to the silicon atom bonded to the alkenyl group from the viewpoint of high addition reactivity. In this component (A), the content of silicon atom-bonded alkenyl groups is preferably in the range of 0.025 to 5 mol%, more preferably in the range of 0.1 to 1.2 mol%. Further, the content of silicon-bonded hydrogen atoms is preferably in the range of 0.025 to 5 mol%, and more preferably in the range of 0.15 to 2.5 mol%. The molar ratio of silicon atom-bonded hydrogen atoms to alkenyl groups is usually in the range of 0.1 to 200, preferably in the range of 0.3 to 20, more preferably in the range of 1 to 10, and 2 to 7. A range is further preferred. This is because if the molar ratio is less than 0.1, the curability of the adhesive of the present invention decreases, and if it exceeds 200, the physical properties of the resulting cured product deteriorate. In this organopolysiloxane, the organic group bonded to the silicon atom other than the alkenyl group and the silicon-bonded hydrogen atom is preferably a monovalent hydrocarbon group. Specifically, alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, and hexyl groups; aryl groups such as phenyl, tolyl, and xylyl groups; and aralkyl groups such as benzyl and phenethyl groups Illustrated. In addition, a small amount of a hydroxyl group, an alkoxy group, a haloalkyl group or the like may be contained as long as the object of the present invention is not impaired. Among these, from the viewpoint of economy and availability, it is preferable that more than half of the organic groups bonded to the silicon atom are methyl groups. Such component (A) can be produced by a known equilibrium polymerization reaction using an acid catalyst.
[0007]
Specific examples of such component (A) include organopolysiloxanes represented by the following formula. In the following formulae, Me represents a methyl group.
[Chemical 3]

[Formula 4]

[0008]
Component (B) is a compound containing an alkenyl group and a hydroxyphenyl group in one molecule. Examples of such compounds include aliphatic unsaturated bond-containing phenol compounds such as 2-allylphenol, eugenol, orthoeugenol, 4-allyl-2,6-dimethoxyphenol, and organosilicon compounds represented by the following formulae. .
[Chemical formula 5]

In the above formula, X is an alkenyl group, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, an isopropenyl group, and a hexenyl group. Z is an oxy group represented by the formula: —O—, and the formula:
[Chemical 6]

The phenylene group is exemplified by o-phenylene group, m-phenylene group, and p-phenylene group. A is a divalent hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms, or a formula: -R²-O-R²-(Wherein R²Is a divalent hydrocarbon group, and includes an alkylene group and an arylene group. ). Specific examples of A include ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group, ethyleneoxypropylene group, and phenyleneoxypropylene group. Y is a substituted or unsubstituted hydroxyphenyl group, and examples of the substituted hydroxyphenyl group include an alkyl group-substituted hydroxyphenyl group and an alkoxy group-substituted hydroxyphenyl group. Examples of the alkyl group as a substituent include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group, and examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. In these hydroxyphenyl groups, the bonding position of the hydroxyl group, alkyl group and alkoxy group is not particularly limited. Examples of such an unsubstituted hydroxyphenyl group of Y include a 2-hydroxyphenyl group, a 4-hydroxyphenyl group, a 3,4-dihydroxyphenyl group, and a 3,5-dihydroxyphenyl group. Examples of the alkyl group-substituted hydroxyphenyl group include 3,5-ditertiary butyl-4-hydroxyphenyl group and 3-methyl-4-hydroxyphenyl group. Examples of the alkoxy group-substituted hydroxyphenyl group include 4-hydroxy-3 Examples include -methoxyphenyl group and 3,5-dimethoxy-4-hydroxyphenyl group. Among these, Y is preferably a 2-hydroxyphenyl group or a 4-hydroxy-3-methoxyphenyl group from the viewpoint of availability. R¹Is a divalent hydrocarbon group of the same or different type having 2 or more carbon atoms that does not contain an aliphatic unsaturated bond, an alkylene group such as an ethylene group, a propylene group, a butylene group, or a hexylene group; an arylene group such as a phenylene group Is exemplified. R is the same or different monovalent hydrocarbon group not containing an aliphatic unsaturated bond, and is an alkyl group such as a methyl group, ethyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group; phenyl group, tolyl group, xylyl group, etc. An aryl group such as benzyl group and phenethyl group. m, p, r, and s are 0 or 1. Although n is 0-2, it is preferable that it is 1-2. q is an integer of 0 to 7, but is preferably 0 to 4.
[0009]
Specific examples of such component (B) include compounds represented by the following formula.
[Chemical 7]

[Chemical 8]

[Chemical 9]

[Chemical Formula 10]

Embedded image

Embedded image

Embedded image

Embedded image

Embedded image

Embedded image

Embedded image

Embedded image

Embedded image

Embedded image

[0010]
The amount of component (B) added is preferably in the range of 0.01 to 50 parts by weight, more preferably in the range of 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of component (A). This is because the adhesiveness after curing is reduced when the component (B) is less than 0.01 part by weight, and the physical properties of the cured product are deteriorated when it exceeds 50 parts by weight.
[0011]
The catalyst for hydrosilylation reaction of component (C) is a component for initiating a hydrosilylation reaction between an alkenyl group and a silicon atom-bonded hydrogen atom in component (A). As such a catalyst, conventionally known catalysts can be used. Specifically, chloroplatinic acid and its alcohol solution, platinum olefin complex, platinum diketone complex, platinum acetyl acetate complex, platinum and vinyl group-containing siloxane, And platinum compounds such as Besides platinum compounds, rhodium compounds such as triphenylphosphine complex of rhodium, palladium compounds such as tetrakis (triphenylphosphine) palladium complex, ruthenium, iridium, iron, cobalt, manganese, zinc, lead, aluminum, Examples include compounds such as nickel, radical generators such as peroxides and azo compounds. These catalysts can be used alone or in combination of two or more as required. Among these, platinum compounds are particularly preferably used because of their excellent reaction activity. The amount of component (C) added is a catalytic amount, which is the minimum amount that causes an addition reaction, but when a platinum compound is used, the amount of component (A) is 1 million parts by weight. The amount of platinum metal is preferably in the range of 0.01 to 1,000 parts by weight, and more preferably in the range of 0.1 to 100 parts by weight.
[0012]
The adhesive of the present invention comprises the above components (A) to (C). In addition to these components, a compound that inhibits the hydrosilylation reaction may be added to improve storage stability. Conventionally known compounds can be used as such compounds, for example, phosphorus compounds such as triphenylphosphine, nitrogen-containing compounds such as tributylamine, tetramethylethylenediamine, and benzotriazole, sulfur-containing compounds, acetylene compounds, and alkenyl groups. Examples thereof include compounds having two or more compounds, compounds containing an alkynyl group, hydroperoxy compounds, and maleic acid derivatives. Among these, compounds having two or more alkenyl groups or alkynyl groups are desirable. In particular, a compound having two or more alkynyl groups in one molecule, a compound having an alkynyl group and an alcoholic hydroxyl group in one molecule, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, maleic acid Diesters and the like are preferably used. If the amount of these compounds added is too small, the hydrosilylation reaction inhibitory effect cannot be obtained, and if too large, the curing itself is inhibited, so that the total of (A) component and (B) component is 1 million parts by weight. It is preferable that it is the range of 0.1-50000 weight part with respect to it. Moreover, a conventionally well-known adhesion promoter can be mix | blended with the adhesive agent of this invention for the adhesive improvement with respect to inorganic substances, such as a metal and glass. Furthermore, an organohydrogensiloxane having two or more silicon atom-bonded hydrogen atoms can be added to the present invention in order to supplement silicon-bonded hydrogen atoms with respect to the alkenyl group in component (B). The chemical structure may be linear, cyclic, reticulated, or star-shaped, and can be used from oligomers to high molecular weights. In the organohydrogensiloxane, a group bonded to a silicon atom other than a silicon atom-bonded hydrogen atom is preferably a monovalent hydrocarbon group not containing an aliphatic unsaturated bond, such as a methyl group, an ethyl group, Examples thereof include alkyl groups such as propyl group, butyl group, pentyl group and hexyl group; aryl groups such as phenyl group, tolyl group and xylyl group; and aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group. In addition to these, as long as the object of the present invention is not impaired, a small amount of a hydroxyl group, an alkoxy group, a haloalkyl group or the like may be contained, but it is bonded to a silicon atom from the viewpoint of economy and availability. More than half of the groups are preferably methyl groups. Examples of such organohydrogensiloxanes include trimethylsiloxy group-capped methylhydrogen polysiloxanes at both ends, trimethylsiloxy group-capped dimethylsiloxane / methylhydrogensiloxane copolymers at both ends, and triphenylsiloxy group-capped diphenylsiloxanes / methylhydros at both ends. Genosiloxane copolymer, dimethylsiloxy group-capped dimethylsiloxane / methylhydrogensiloxane copolymer, cyclic methylhydrogenpolysiloxane, formula: SiO_4/2Siloxane unit and formula:
Embedded image

The resin copolymer which consists of a siloxane unit shown by this is illustrated. In addition to these, the adhesive of the present invention includes pigments for coloring, reinforcing fillers for improving strength, plasticizers for improving workability and meltability upon heating, and for improving thermal conductivity. Or a filler for improving conductivity can be blended.
[0013]
The adhesive of the present invention as described above has a feature that it is quickly cured by heating to become a rubber-like or resin-like cured product, and firmly bonds the semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member. The cured product after heating usually has a hardness of 1 to 100, preferably 10 to 90, as measured by a JIS A rubber hardness tester. Furthermore, it has a feature that a trace amount of a silicone component that has diffused from the composition and exudes on the base material before or during curing is also well cured and adhered. For this reason, the adhesive of the present invention has better wire bondability than conventional addition reaction curable silicone rubber-based adhesives. In addition, after curing, epoxy MC, which is a sealing resin, is firmly attached to the cured product. Has the advantage of adhering to. For these reasons, the adhesive of the present invention is suitably used as a die bond agent for epoxy resin encapsulated semiconductor devices and a die bond agent for CSP.
[0014]
Next, the semiconductor device of the present invention will be described.
In the semiconductor device of the present invention, a semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member are joined by a cured product of the adhesive of the present invention. In this semiconductor device, for example, the adhesive of the present invention is applied to the surface of a semiconductor pellet mounting member such as various metal frames or various circuit boards, and the semiconductor pellet is placed on the surface, preferably at a temperature of 50 to 250 ° C., preferably By heating and curing under a temperature condition of 110 to 230 ° C., an integrated product of the semiconductor pellet and the mounting member is created. Next, the bonding pad on the semiconductor pellet and the lead frame are bonded (bonded) with a wire, and then molded with a sealing resin. Such a semiconductor device of the present invention includes a semiconductor pellet, a metal frame such as 42 alloy or copper, a circuit board such as glass epoxy resin or BT resin, copper, gold or gold plating which is a wiring material of a tape-like polyimide substrate, and a sealing. Since it is in close contact with the stop resin, the moisture resistance does not decrease and the reliability is excellent.
[0015]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. In the examples, the wire bondability and the moisture resistance of the semiconductor device were measured according to the method described below. The semiconductor device used at the time of measurement is shown in FIG.
○ Wire bondability
The adhesive 7 was interposed between the semiconductor pellet 2 and the tab 1 and heated at 180 ° C. for 1 minute to produce an integrated product of the semiconductor pellet 2 and the tab 1. Next, the aluminum pad 3 and the lead frame 4 (copper or 42 alloy) on the pellet were joined (wire bonding) with a gold wire 5. At this time, the gold wire 5 was joined by an ultrasonic thermocompression bonding method. For the integrated product thus obtained, the gold wire 5 floats from the joint point between the gold wire 5 and the aluminum pad 3 or the joint point between the gold wire 5 and the lead frame 4, and the gold What floated from each joining point when the wire 5 was pulled was made into the joining defect. And the number of joining failures with respect to the total number of gold wires was measured.
○ Moisture resistance
The adhesive 7 was interposed between the semiconductor pellet 2 and the tab 1 and heated at 180 ° C. for 1 minute to produce an integrated product of the semiconductor pellet 2 and the tab 1. Next, the aluminum pad 3 and the lead frame 4 (copper or 42 alloy) on the pellet were joined (wire bonding) with a gold wire 5. At this time, the gold wire 5 was joined by an ultrasonic thermocompression bonding method. The integrated product thus obtained was sealed with an epoxy resin 6 by transfer molding to produce a semiconductor device. The obtained semiconductor device is humidified in an atmosphere of 85 ° C. and 85% relative humidity for a predetermined time (96 hours, 120 hours), and then passed through a reflow furnace heated to 245 ° C. to obtain the surface temperature of the semiconductor device. Was maintained at 245 ° C. for 20 seconds. Next, after cooling the semiconductor device, the surface of the epoxy resin was observed to determine whether cracks occurred. Further, using an ultrasonic flaw detector, the interface A between the semiconductor pellet surface and the epoxy resin and the interface B between the back surface of the tab and the epoxy resin were observed, and the presence or absence of peeling was measured. Further, the semiconductor device was cut, and the presence or absence of peeling was also observed at the interface C between the cured adhesive and the epoxy resin.
[0016]
[Reference Example 1]
Average molecular formula:
Embedded image

25.6 g (36.9 mmol) of polydimethylsiloxane blocked with both ends vinyldimethylsiloxy group represented by the following formula: 880.2 g (2.97 mol) of octamethylcyclotetrasiloxane, 1,3,5,7-tetramethylcyclotetra 8.8 g (36.8 mmol) of siloxane and 0.54 g (3.6 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid were blended and heated and stirred at 80 to 90 ° C. for 9 hours. After cooling to room temperature, 0.54 g (7.3 mmol) of diethylamine was added for neutralization. Subsequently, low boiling point substances were distilled off under reduced pressure by heating at 100 ° C., and by-produced salts were separated by filtration to obtain 767 g of colorless and transparent polymer (I). The polymer (I) was further subjected to removal of low-boiling substances under the conditions of 200 ° C./1 mmHg with a thin-film distillation apparatus to obtain 740 g of a colorless and transparent polymer (II). Next, 1500 ml of acetone was added to 720 g of this polymer (II), stirred for 30 minutes, allowed to stand for 1 hour, and the upper layer was extracted. This operation was repeated twice thereafter, and low boiling point substances were distilled off from the remaining lower layer by heating under reduced pressure to obtain 669 g of colorless and transparent polymer (III). When this was analyzed by GPC, the average molecular weight of the polymer (III) was 30,491, the degree of dispersion was 1.50, the peak area ratio was 100%, and the presence of low molecular weight siloxane was not confirmed. And this²⁹Analysis by Si-NMR revealed that the obtained polymer (III) was an organopolysiloxane having a silicon atom-bonded vinyl group and a silicon atom-bonded hydrogen atom represented by the following average molecular formula. In this organopolysiloxane, the molar ratio of silicon-bonded hydrogen atoms to vinyl groups was 2.2.
Embedded image

[0017]
[Reference Example 2]
1.86 g (36.9 mmol) of 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 908.7 g (3.07 mol) of octamethylcyclotetrasiloxane and 0.18 g (3.2 mmol) of potassium hydroxide were blended. The mixture was heated and stirred at 150 to 160 ° C. for 10 hours. After completion of stirring, the mixture was cooled to room temperature and neutralized by adding 0.88 g (7.3 mmol) of vinyldimethylchlorosilane. Subsequently, low boiling point substances were distilled off under reduced pressure by heating at 150 ° C., and the salt formed as a by-product was filtered off to obtain a colorless and transparent polymer (IV). This polymer (IV) was further removed with a thin film distillation apparatus under the conditions of 200 ° C./1 mmHg to obtain 740 g of a colorless and transparent polymer (V). Acetone extraction was performed on 720 g of this polymer (V) in the same manner as in Reference Example 1 to obtain 660 g of a colorless and transparent polymer (VI). When this was analyzed by GPC, the average molecular weight of the polymer (VI) was 27471, the degree of dispersion was 1.50, the peak area ratio was 100%, and the presence of low molecular weight siloxane was not confirmed. Further, since the vinyl group content by the titration method using iodine monochloride was 0.20% by weight, it was found that the polymer (VI) was an organopolysiloxane having a structure represented by the following average formula.
Embedded image

[0018]
[Example 1]
The organopolysiloxane (III) synthesized in Reference Example 1 was treated with 76.6 parts by weight (silicon atom-bonded hydrogen atom content 4.2 mmol, silicon atom-bonded vinyl group content 1.9 mmol) and hexamethyldisilazane. Fumed silica [manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .; trade name Aerosil RDX200 (BET method specific surface area 200 m²/ G)] 9.7 parts by weight, phenylbutynol 200 ppm, 0.29 parts by weight of a reaction product of silanol group-blocked dimethylsiloxane / methylvinylsiloxane copolymer and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane ( Vinyl group content 0.3 mmol), formula:
Embedded image

10.7 parts by weight of a hydroxyphenyl group-containing organosilicon compound (vinyl content 15.8 mmol), 2.7 parts by weight of trimethylsiloxy group-blocked methylhydrogenpolysiloxane (content of silicon-bonded hydrogen atoms) 17.5 mmol) and a complex of chloroplatinic acid and 1,3-divinyltetramethyldisiloxane added in an amount so that the amount of platinum metal is 1.7 ppm based on the total composition, A rubber composition was prepared. In this composition, aliphatic unsaturated bond in the reaction product of the above-mentioned silanol group-blocked dimethylsiloxane / methylvinylsiloxane copolymer and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and hydroxyphenyl group-containing organosilicon compound The molar ratio of silicon-bonded hydrogen atoms in the methylhydrogenpolysiloxane blocked with both ends of the trimethylsiloxy group was 1.2. A semiconductor device was manufactured using the composition thus obtained as an adhesive, and wire bondability and moisture resistance were measured. These results are shown in Table 1.
[0019]
[Example 2]
The organopolysiloxane (III) synthesized in Reference Example 1 was treated with 76.2 parts by weight (silicon atom-bonded hydrogen atom content 4.2 mmol, silicon atom-bonded vinyl group content 1.9 mmol) and hexamethyldisilazane. Fumed silica [manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .; trade name Aerosil RDX200 (BET specific surface area 200 m²/ G)] 9.7 parts by weight, phenylbutynol 133 ppm, reaction product of dimethylsiloxane / methylvinylsiloxane copolymer blocked with both ends silanol groups and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (0.3 parts by weight) Vinyl group content 0.3 mmol), eugenol 9.6 parts by weight (vinyl group content 24.4 mmol), trimethylsiloxy group-blocked methyl hydrogen polysiloxane 4.2 parts by weight (containing silicon-bonded hydrogen atoms) 27.2 mmol) and a complex of chloroplatinic acid and 1,3-divinyltetramethyldisiloxane were added and blended so that the amount of platinum metal was 1.8 ppm relative to the total composition. A silicone rubber composition was prepared. In this composition, both terminal trimethylsiloxy with respect to the reaction product of the above-mentioned silanol group-blocked dimethylsiloxane / methylvinylsiloxane copolymer and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and the aliphatic unsaturated bond in eugenol. The molar ratio of silicon atom-bonded hydrogen atoms in the blocked methylhydrogen polysiloxane was 1.1. A semiconductor device was manufactured using the composition thus obtained as an adhesive, and wire bondability and moisture resistance were measured. These results are shown in Table 1.
[0020]
[Example 3]
18.26 parts by weight of organopolysiloxane (III) synthesized in Reference Example 1, fumed silica treated with hexamethyldisilazane [manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name Aerosil RDX200 (BET specific surface area 200 m²/ G)] 2.10 parts by weight, phenylbutynol 300 ppm, formula:
Embedded image

5.59 parts by weight of a hydroxyphenyl group-containing organosilicon compound represented by the formula: 1.48 parts by weight of a trimethylsiloxy group-blocked methylhydrogenpolysiloxane at both ends, silver powder [manufactured by Tokuru Chemical Laboratory; TAg100F] 83.42 An addition reaction curable silicone rubber composition comprising a part by weight and a complex of chloroplatinic acid and 1,3-divinyltetramethyldisiloxane added in an amount such that the amount of platinum metal is 2.0 ppm relative to the total composition. Was prepared. In this composition, the molar ratio of silicon atom-bonded hydrogen atoms in the trimethylsiloxy group-blocked methylhydrogenpolysiloxane to the aliphatic unsaturated bonds in the hydroxyphenyl group-containing organosilicon compound was 1.2. . A semiconductor device was manufactured using the composition thus obtained as an adhesive, and wire bondability and moisture resistance were measured. These results are shown in Table 1.
[0021]
[Comparative Example 1]
76.2 parts by weight of organopolysiloxane (VI) synthesized in Reference Example 2, fumed silica treated with hexamethyldisilazane [manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .; trade name Aerosil RDX200 (BET specific surface area 200 m)²/ G)] 9.7 parts by weight, phenylbutynol 300 ppm, 0.3 parts by weight of a reaction product of a dimethylsiloxane / methylvinylsiloxane copolymer blocked with silanol groups at both ends and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, formula:
Embedded image

10.7 parts by weight of a hydroxyphenyl group-containing organosilicon compound represented by the formula, 3.2 parts by weight of trimethylsiloxy group-blocked methylhydrogenpolysiloxane (silicon-bonded hydrogen atom content: 72.2 mmol), and chloroplatinic acid A curable organopolysiloxane composition was prepared by adding and blending a complex of 1,3-divinyltetramethyldisiloxane such that the amount of platinum metal was 1 ppm relative to the total composition. In this composition, aliphatic unsaturated bond in the reaction product of the above-mentioned silanol group-blocked dimethylsiloxane / methylvinylsiloxane copolymer and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and hydroxyphenyl group-containing organosilicon compound The molar ratio of silicon atom-bonded hydrogen atoms in the methylhydrogenpolysiloxane blocked with both ends of the trimethylsiloxy group was 1.1. A semiconductor device was manufactured using the obtained composition as an adhesive, and wire bondability and moisture resistance were measured. These results are also shown in Table 1.
[0022]
[Table 1]

[0023]
【The invention's effect】
The adhesive of the present invention is(A) an organopolysiloxane having an average of two or more silicon-bonded alkenyl groups and silicon-bonded hydrogen atoms in the same molecule, (B) a compound having an alkenyl group and a hydroxyphenyl group in one molecule, and (C ) Consists of hydrosilylation catalystConsisting of an addition reaction curable silicone rubber composition, the semiconductor pellet and the pellet mounting member are firmly bonded without deteriorating the wire bondability to the semiconductor pellet, lead frame, circuit board, etc. and the adhesion to the sealing resin. It has the feature that it can. Further, the semiconductor device of the present invention in which the semiconductor pellet and the pellet mounting member are joined by the adhesive of the present invention has a feature that the moisture resistance is not lowered and the reliability is excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an evaluation semiconductor device used for evaluating the characteristics of an adhesive in an example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 tab
2 Semiconductor pellet
3 Aluminum bonding pads
4 Lead frame
5 Gold wire
6 Epoxy resin
7 Adhesive
Interface A Interface between semiconductor pellet surface and epoxy resin
Interface B Interface between the back of the tab and the epoxy resin
Interface C Interface between cured adhesive and epoxy resin

Claims

(A) an organopolysiloxane having an average of two or more silicon-bonded alkenyl groups and silicon-bonded hydrogen atoms in the same molecule,
(B) Compound having alkenyl group and hydroxyphenyl group in one molecule
and
(C) Hydrosilylation reaction catalyst
An adhesive for joining a semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member, comprising an addition reaction curable silicone rubber composition comprising:

The component (A) has a silicon atom-bonded alkenyl group and a silicon atom-bonded hydrogen atom content, respectively. 0.025 ~ Five And the molar ratio of silicon-bonded hydrogen atoms to alkenyl groups is 0.1 ~ 200 The adhesive according to claim 1, which is an organopolysiloxane.

The adhesive according to claim 1, wherein the component (B) is an organosilicon compound having an alkenyl group and a hydroxyphenyl group in one molecule.

The component (B) has the formula:

[Wherein, X is an alkenyl group, Z is the formula: -O- oxy group represented by the formula:

In a carbonyl group or a phenylene group represented, A is the number of carbon atoms of one or more divalent hydrocarbon group, or a group of the ^{formula: - R 2 - O - R} 2 - ( wherein, R ² is a divalent hydrocarbon radical in a.) a group represented by, Y is a substituted or unsubstituted hydroxyphenyl group, R ¹ is a divalent hydrocarbon group having 2 or more same or different carbon atoms, R represents an aliphatic It is the same or different monovalent hydrocarbon group not containing an unsaturated bond. m, p, r and s are 0 or 1, n is 0 to 2, q is an integer of 0-7. The adhesive of claim 3 wherein the organic silicon compound represented by the.

A semiconductor device, wherein the semiconductor pellet and the semiconductor pellet mounting member are joined by the adhesive according to claim 1.