JP2785246B2

JP2785246B2 - 導電性ペースト

Info

Publication number: JP2785246B2
Application number: JP1065285A
Authority: JP
Inventors: 輝奥野山; 洋志稲葉
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JPH02244506A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、半導体装置のアッセンブリ等に使用する導
電性ペーストであって、半導体チップの大型化とアッセ
ンブリ工程の短縮化に対応できるように接着性を高めた
導電性ペーストに関する。

（従来の技術）半導体装置の製造において、金属薄板（リードフレー
ム）上の所定部分にIC,LSI等の半導体チップを接続する
工程は、半導体素子の長期信頼性に影響を与える重要な
工程の１つである。従来からこの接続方法としては、半
導体チップのシリコン面をリードフレーム上の金メッキ
面に加圧圧着するというAu−Si共晶法が主流であった。
近年、貴金属、特に金の高騰を契機として、樹脂封止型
の半導体装置では、Au−Si共晶法から、半田を使用する
方法、導電性ペーストを使用する方法等に急速に移行し
つつある。しかし、半田を使用する方法は、一部実用化
されているが、半田や半田ボールが飛散して電極等に付
着し、腐食断線の原因となることが指摘されている。一
方、導電性ペーストを使用する方法は、銀粉末等を配合
したエポキシ樹脂が約10年前から実用化され、半田法に
比べて耐熱性に優れる等の長所を有している。

（発明が解決しようとする課題）導電性ペーストを使用する方法は、その反面、使用さ
れる樹脂や硬化剤が半導体チップの接着用として作られ
たものでないため、ペースト中に含まれる不純物等によ
ってアルミニウム電極の腐食を促進し、断線不良の原因
となることが多く、素子の信頼性はAu−Si共晶法に比較
してなお劣っていた。また、近年、IC/LSIやLED等の半
導体チップの大型化やCu素材等各種のフレームの出現に
伴い、チップの接着力の低下が問題となっており、高接
着力の導電性ペーストの開発が要望されていた。

本発明は、上記の事情・欠点に鑑みてなされたもの
で、接着性を高めて、半導体チップの大型化やアッセン
ブリ工程の短縮化、あるいはCu素材フレームの使用に対
応する導電性ペーストを提供することを目的としてい
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究
を重ねた結果、特定の組成のペーストを用いることによ
って、上記目的が達成されることを見いだし、本発明を
完成したものである。すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシ化合物、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）ベンゾフェノン系イミド基を有するエポキシ樹脂
及び（Ｄ）導電性粉末を必須成分とすることを特徴とする導電性ペーストであ
る。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に効果的に使用し得る（Ａ）エポキシ化合物と
しては、工業的に生産されているもののなかで、次のよ
うなものがある。例えばエピコート827,828,834,1001,1
002,1007,1009（シエル化学社、商品名）、DER330,331,
332,334,335,336,337,660（ダウ・ケミカル社製、商品
名）、アラルダイトGY250,260,280,6071,6084,6097,609
9（チバガイギー社製、商品名）、EPI−REZ510,5101（J
ONE DABNEY社製、商品名）、エピクロン810,1000,1010,
3010（大日本インキ化学社製、商品名）、旭電化社製EP
シリーズ等が挙げられる。さらに、エポキシ化合物とし
ては、平均エポキシ基数３以上であって分子量500以上
のものが望しい。例えば、かかる条件を満たすノボラッ
クエポキシ樹脂を使用することにより、熱時（350℃）
の接着強度を更に向上させることができる。ノボラック
エポキシ樹脂としては、例えばアラルダイトEPN−1138,
1139,ECN1273,1280,1290（チバガイギー社製、商品
名）、DEN431,438（ダウ・ケミカル社製、商品名）、エ
ピコート152,154（シエル化学社製、商品名）、ERR−01
00,ERRB−0447,ERLB−0488（ユニオン・カーバイド社
製、商品名）、日本火薬社製EOCNシリーズ等が挙げられ
る。これらのエポキシ化合物は単独又は２種以上混合し
て使用する。さらに上記のエポキシ化合物を単官能の低
粘度エポキシ化合物で希釈してもよい。

本発明に用いる（Ｂ）硬化剤としては、通常のエポキ
シ樹脂の硬化剤となるものはすべて使用することができ
る。これらの硬化剤として、例えばイミダゾール系化合
物、フェノール系化合物、ポリアミン系酸無水物等が挙
げられ、単独又は２種以上混合して使用される。

本発明に用いる（Ｃ）ベンゾフェノン系イミド基を有
するエポキシ樹脂は、一化合物中にエポキシ基とベンゾ
フェノン基とを有するものであり、例えば次の構造式の
ものが使用できる。

これらのベンゾフェノン系イミド基を有するエポキシ
樹脂は、単独又は２種以上混合して使用することができ
る。ベンゾフェノン系イミド基を有するエポキシ樹脂の
配合割合は、導電性粉末を除く樹脂成分の合計量
［（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）］に対して５〜80重量％含有
することが望ましい。配合量が５重量％未満の場合は、
接着強度の向上に効果がなく、また、80重量％を超える
と反応性に劣る傾向があり好ましくない。

本発明に用いる（Ｄ）導電性粉末としては、銀粉末、
銅粉末、ニッケル粉末、表面に金属層を有する無機物又
は有機物粉末等が挙げられ、これらは単独又は２種以上
混合して使用することができる。これらの導電性粉末
は、いずれも平均粒径が10μｍ以下であることが好まし
い。平均粒径が10μｍを超えると高密度の充填が不可能
となって、ペースト状にならずまた塗布性能が低下する
からである。樹脂成分である結合剤と導電性粉末の配合
割合は重量比で30/70〜10/90であることが望ましい。導
電性粉末が70重量部未満であると十分な導電性が得られ
ず、また90重量部を超えると作業性や密着性が低下して
好ましくない。

本発明の導電性ペーストは、粘度調整のため、必要に
応じて有機溶剤を使用することができる。その溶剤類と
しては、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチル
セロソルブおよびそれらのアセテート、ジエチレングリ
コールジエチルエーテル等が挙げられる。

本発明の導電性ペーストは、エポキシ化合物、硬化
剤、ベンゾフェノン系イミド基を有するエポキシ樹脂、
及び導電性粉末を必須成分とするが、必要に応じて消泡
剤、カップリング剤、硬化触媒、その他の添加剤を添加
配合することができる。導電性ペーストの製造方法は、
常法に従い上述した各成分を配合して十分混合した後、
更に例えば三本ロールにより混練処理し、その後減圧脱
泡して製造することができる。こうして製造される導電
性ペーストは、半導体チップの接着や半導体部品の接合
等に使用することができる。

（実施例）次に本発明を実施例によって説明するが、本発明はこ
れらの実施例によって限定されるものではない。以下の
実施例及び比較例において「部」とは特に説明のない限
り「重量部」を意味する。

実施例１エポキシ化合物EP4400（旭電化社製、商品名）7.6
部、パラヒドロキシスチレンのマルカリンカーＭ（丸善
石油化学社製、商品名）5.6部、ベンゾフェノン系イミ
ド基を有するエポキシ樹脂0.2部、γ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン10.4部、およびジエチレング
リコールジエチルエーテル4.0部を100℃で１時間溶解反
応を行い、粘稠な褐色の樹脂組成物を得た。この樹脂組
成物27.8部に、触媒として2PHZ−CN（四国化成工業社
製、商品名）0.006部と、銀粉末70部とを混合して、導
電性ペースト（Ａ）を製造した。

実施例２エポキシ化合物エピコート828（シエル化学社製、商
品名）20.0部、ベンゾフェノン系イミド基を有するエポ
キシ樹脂0.1部、およびジエチレングリコールジエチル
エーテル4.0部を100℃で１時間溶解反応を行い、粘稠な
褐色の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物27.8部に、触
媒として2PHZ−CN（前出）0.006部と、銀粉末70部とを
混合して、導電性ペースト（Ｂ）を製造した。

実施例３エポキシ化合物エピコート828（前出）10.0部、FOCN1
03S（日本火薬社製、商品名）10.0部、ベンゾフェノン
系イミド基を有するエポキシ樹脂0.1部、およびブチル
セロソルブ4.0部を100℃で１時間溶解反応を行い、粘稠
な褐色の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物27.8部に、
触媒として2PHZ−CN（前出）0.006部と、銀粉末70部と
を混合して、導電性ペースト（Ｃ）を製造した。

比較例市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型半導体用導電性ペ
ースト（Ｄ）を入手した。

実施例１〜３および比較例で製造した導電性ペースト
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）を用いて、半導体
チップを42アロイとCuのリードフレームに接着硬化し
た。これについて接着強度試験を行ったので、その結果
を接着条件とともに第１表に示したが、本発明の接着強
度が優れており、本発明の顕著な効果を確認することが
できた。

［発明の効果］以上の説明および第１表から明らかなように、本発明
の導電性ペーストは、接着性、特に熱時の接着性に際立
って優れており、大型チップの接着及びアッセンブリ工
程短縮化に対応でき、かつ信頼性の高い半導体装置を製
造することができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）エポキシ化合物、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）ベンゾフェノン系イミド基を有するエポキシ樹脂
及び（Ｄ）導電性粉末を必須成分とすることを特徴とする導電性ペースト。