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半導体用語集

ダイボンディング材料

英語表記：die bonding materials

　ダイボンディング工程に用いられる材料で，素子を外囲器に接着固定する材料。ダイボンディング材料に要求される特性は，機械的に強固に固定すること，熱抵抗が小さいこと，接合抵抗が小さいことがあげられる。低熱抵抗は，特に，高出力半導体素子で必要とされる。低接合抵抗については最近の半導体素子では，ほとんど必要ないが，パワートランジスタなどの素子で必要とされる。したがってダイボンディング材料は，高熱伝導・低接合抵抗を要求する半導体素子用には共晶合金系材料，熱伝導，接合抵抗を問題としない半導体素子用には有機樹脂系接着材料と大きく2種類に分類される。共晶合金系材料としてはAu-Si，Au-Ge系合金や共晶はんだが使用されている。また，最近では酸化ガラスとAg粒子を混合した材料である銀ガラス接着材料も熱伝導性が高く，共晶合金系材料の代替として使用されている。材料の供給方法としてはAu-Si，Au-Ge系合金材料は，ウェハ裏面および外囲器接合面におのおのの金属をあらかじめ（蒸着・めっきなど）形成しており，共晶はんだ材料はフィルム形状にした材料を素子形状に切断して供給したり，はんだ粒子をフラックスと混合してペースト状にしたものを素子接着面に供給している。有機樹脂系接着材料は，大きく導電性材料と絶縁性材料に分けられる。導電性材料は，エポキシ系樹脂とAg粒子を混合した材料が広く使用されている。また，気密封止型のセラミックパッケージは高温でシールをするため，耐熱性が要求され，一部ポリイミド系樹脂とAg粒子を混合した材料も使用されている。供給方法は接着材料を詰めた容器（シリンジ）より高圧空気を制御することで材料を吐出し（ディスペンス）外囲器の接着面に供給している方法が主流である。絶縁性材料は，最近のメモリ素子用のパッケージ形態であるLOC（Lead On Chip）構造のダイボンディング材料として，ポリイミドフィルム基材の両面に熱可塑性接着剤を塗工した3層構造のフィルム材料が使用されている。また，BGA（Ball Grid Array）構造でも一部半導体素子と基板とを接着する材料として，熱硬化性接着フィルムが使用され始めている。供給方法はそれぞれあらかじめ外囲器であるリードフレームや基板材料に熱圧着などで所定の位置に接着材料を貼りつけた状態で供給されているのが一般的である。なお，有機樹脂系接着材料での不良モードは，熱膨張差によるチップクラック，汚染による配線材料の腐触，リフロー時のパッケージクラックなどが代表的であり，各材料メーカーでの改善が進められている。

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