JPH0212509B2 - - Google Patents

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JPH0212509B2
JPH0212509B2 JP60171018A JP17101885A JPH0212509B2 JP H0212509 B2 JPH0212509 B2 JP H0212509B2 JP 60171018 A JP60171018 A JP 60171018A JP 17101885 A JP17101885 A JP 17101885A JP H0212509 B2 JPH0212509 B2 JP H0212509B2
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JP
Japan
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resin
conductive paste
parts
present
polyparahydroxystyrene
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JP60171018A
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JPS6232158A (ja
Inventor
Teru Okunoyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Chemical Products Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Chemical Products Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Chemical Products Co Ltd filed Critical Toshiba Chemical Products Co Ltd
Priority to JP17101885A priority Critical patent/JPS6232158A/ja
Publication of JPS6232158A publication Critical patent/JPS6232158A/ja
Publication of JPH0212509B2 publication Critical patent/JPH0212509B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野] 本発明は、半導体装置の組立て(アセンブリ)
などに使用される導電性ペーストに関し、更に詳
しくは、半導体ペレツト大型化とアセンブリ工程
短縮化に対応でき、配線の腐食断線がなく接着性
にも優れた、高速硬化の導電性ペーストに関す
る。 [発明の技術的背景とその問題点] 金属薄板(リードフレーム)上の所定部分に
IC、LSI等の半導体ペレツトを接続する工程は、
素子の長期信頼性に影響を与える重要な工程の一
つである。従来より、この接続方法としては、ペ
レツトのシリコン面をリードフレーム上の金メツ
キ面に加熱圧着するというAu−Siの共晶法が主
流であつた。しかし、近年の貴金属、特に金の高
騰を契機として、樹脂モールド半導体装置では、
AuSi共晶法から、半田を使用する方法、導電性
ペースト(接着剤)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可能性が指摘さ
れている。一方、導電性ペースト(接着剤)を使
用する方法では、通常銀粉末を配合したエポキシ
樹脂が用いられ、約10年程前から一部実用化され
てきたが、信頼性の面でAu−Siの共晶合金を生
成させる共晶法に比較して満足すべきものが得ら
れなかつた。導電性ペースト(接着剤)を使用す
る場合は、半田法に比べて耐熱性に優れる等の長
所を有しているがその反面、樹脂やその硬化剤が
半導体素子接着用として作られたものでないため
に、アルミニウム電極の腐食を促進し断線不良の
原因となる場合が多く、素子の信頼性はAu−Si
共晶法に比べて劣つていた。さらに近年、IC/
LSIやLED等の半導体ペレツトの大型化に伴い、
ペレツトクラツクの発生や接着力の低下が問題と
なつており、またアツセンブリ工程の短縮化を目
指して、高速硬化できる導電性ペーストの開発が
強く要望されていた。 本発明者は、特開昭60−260663号公報に、ポリ
パラヒドロキシスチレンと導電性粉末とからなる
導電性ペーストを提案した。このポリパラヒドロ
キシスチレンをビヒクル成分とする導電性ペース
トは、導電性被膜の機械的特性・接着特性が良好
であるとともに、電子部品洗浄用のトリクレンに
対して侵されない。ところが、アセトンによつて
この被膜は容易に剥離することができる性質をも
つているので、剥離性の導電性ペーストとして有
用である。しかし、剥離することがなく製品に組
み込まれる、例えば半導体チツプ接着用の導電性
ペーストとしては好適には使用できない。 また、特開昭62−13473号公報に、半導体チツ
プ接着用に使用できる導電性ペーストを提案し
た。この導電性ペーストは、エポキシ変性ポリパ
ラヒドロキシスチレンと、ノルボネン環を有する
樹脂と、導電性粉末とからなるものである。特に
ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂とに
相溶性のよいノルボネン環を有する樹脂が配合さ
れているので、接着性がよくしかも大型の半導体
チツプの接着においても低応力でペレツトクラツ
クなどを発生させないとともに、この成分組合せ
は加水分解性イオンが極めて少ないので半導体製
造に有用である。しかし、さらにアツセンブリ工
程の短縮を望むには高速硬化性に問題がある。硬
化性が不十分であると、接着層にボイドが発生し
やすく、また導電性ペーストとしての各種の特性
について信頼性が高められない。 [発明の目的] 本発明の目的は、上記の事情・欠点に鑑みてな
されたもので、半導体ペレツトの大型化、アツセ
ンブリ工程の短縮化に対応するとともに、配線の
腐食断線がなく、接着性や耐加水分解性に優れ、
ボイドの発生がない高速硬化性の導電性ペースト
を提供しようとするものである。 [発明の概要] 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意
研究を重ねた結果、後述する組成の導電性ペース
トが接着性、耐加水分解性に優れ、ボイドの発生
しない高速硬化性であることを見いだし本発明を
完成するに至つたものである。即ち本発明は (A) ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂
からなる変性樹脂、 (B) エポキシシラン系単官能モノマー、 (C) ノルボネン環を有する樹脂および (D) 導電性粉末 を含むことを特徴とする導電性ペーストである。 本発明に用いるポリパラヒドロキシスチレンと
エポキシ樹脂からなる変性樹脂のポリパラヒドロ
キシスチレンは次式で示される樹脂である。 このような樹脂としては、例えばマルゼンレジ
ンM(丸善石油社製、商品名)がある。この樹脂
は、分子量が3000〜8000で水酸基当量が約120の
ものである。 また変性樹脂に用いるエポキシ樹脂としては、
工業生産されており、かつ本発明に効果的に使用
し得るものとして、例えば次のようなビスフエノ
ール類のジエポキシドがある。シエル化学社製、
エピコート827、828、834、1001、1002、1004、
1007、1009、ダウケミカル社製、DER330、331、
332、334、335、336、337、660、661、662、667、
668、669、チバガイギー社製、アラルダイト
GY250、260、280、6071、6084、6097、6099、
JONES DABNEY社製EPI−REZ510、5101、大
日本インキ化学工業社製、エピクロン810、1000、
1010、3010(いずれも商品名)や旭電化社製EPシ
リーズがある。さらにエポキシ樹脂として、平均
エポキシ基数3以上の、例えばノボラツク・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。これ
らのノボラツク・エポキシ樹脂としては分子量
500以上のものが適している。このようなノボラ
ツク・エポキシ樹脂で工業生産されているものと
しては、例えば次のようなものがある。チバガイ
ギー社製、アラルダイトEPN1138、1139、
ECN1273、1280、1299、ダウケミカル社製、
DEN431、438、シエル化学社製、エピコート
152、154、ユニオンカーバイト社製、ERR−
0100、ERRB−0447、ERLB−0488、日本化薬社
製EOCNシリーズ等がある。 本発明に用いる(B)エポキシシラン系単官能モノ
マーとしては、例えばβ−(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等
が挙げられ、これらは単独又は2種以上混合して
用いる。ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ
樹脂およびエポキシシラン系単官能モノマーとは
当量付近で配合される。配合割合が当量付近を大
きくはずれると、いずれかが硬化時に未反応とな
つて、熱時の接着強度が加熱減量が多くなり好ま
しくない。 本発明に用いる(c)ノルボネン環を有する樹脂と
しては、石油樹脂などがあり、石油のC5〜C9
分から得られる汎用の樹脂である。例えば市販さ
れているセロキサイド4000(ダイセル社製、商品
名)、タツキロール1000(住友化学工業社製、商品
名)クイントン1500、1000、1300(日本ゼオン社
製、商品名)が挙げられ、これらは単独又は2種
以上混合して用いる。ノルボネン環を有する樹脂
の配合割合は、ポリパラヒドロキシスチレンとエ
ポキシ樹脂からなる変性樹脂とエポキシシラン系
単官能モノマーの合計量に対して0.5〜15重量%
配合することが望ましい。配合量が0.5重量%未
満の場合は、接着強度の向上に効果がなく、また
15重量%を超えると反応性が劣る傾向にあり好ま
しくない。 本発明に用いる(A)ポリパラヒドロキシスチレン
とエポキシ樹脂とらなる変性樹脂、(B)エポキシシ
ラン系単官能モノマー、(C)ノルボネン環を有する
樹脂を配合する場合は、単に各成分と溶剤を加え
て溶解混合させるが、最初に変性樹脂をエポキシ
シラン系単官能モノマーに溶解させた後、ノルボ
ネン環を有する樹脂を混合させる事が望ましい。
また変性樹脂は、ポリパラヒドロキシスチレンと
エポキシ樹脂とを単に溶解混合してもよいし、必
要に応じて加熱反応により相互に部分的な結合を
させたものでもよく、これらの変性樹脂の共通の
溶剤に溶解することにより作業粘度を改善するこ
とができる。また必要であれば硬化触媒を使用し
てもよい。ここで用いる粘度調整用の溶剤類とし
ては、ジオキサン、ヘキサノン、ベンゼン、トル
エン、ソルベントナフサ、工業用ガソリン、酢酸
セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
N−メチルピロリドン等が挙げられ、これらは単
独又は2種以上の組合せで使用する。 本発明に用いる(D)導電性粉末としては、例えば
銀粉末等が使用される。 本発明の導電性ペーストは、ポリパラヒドロキ
シスチレンとエポキシ樹脂からなる変性樹脂、エ
ポキシシラン系単官能モノマー、ノルボネン環を
有する樹脂を含むが、必要に応じて消泡剤、カツ
プリング剤その他の添加剤を加えることができ
る。 本発明の導電性ペーストは、常法に従い上述し
た変性樹脂、エポキシシラン系単官能モノマー、
ノルボネン環を有する樹脂および導電性粉末を十
分混合した後、更に例えば三本ロールによる混練
処理し、その後減圧脱泡して製造される。こうし
て製造した導電性ペーストを用いて半導体ペレツ
トとリードフレームを接着した後、ワイヤボンデ
イングを行い、次いで半導体ペレツトを封止して
IC及びLSIを製造する。こうして得られた半導体
装置は、200℃で導電性ペーストを加熱硬化させ
てもリードフレーム面上に汚染がなく、接着力は
半導体ペレツト接着の場合必要な0.5Kg/mm2の値
以上、ワイヤボンデイング強度も同じく4〜5g
の値以上の強度を得ることができる。 [発明の実施例] 次に本発明を実施例によつて説明するが本発明
はこれらの実施例によつて限定されるものではな
い。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 エポキシ樹脂の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ゼンレジ
ンM(丸善石油社製、商品名)5.6部、ノルボネン
環を有する樹脂のセロキサイド4000(ダイセル社
製、商品名)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、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、粘稠な褐色の樹脂を得た。この樹脂
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 エポキシ樹脂のEP4400(前出)7.6部、パラヒ
ドロキシスチレンのマルゼンレジンM(前出)5.6
部、セロキサイド4000(前出)1.0部、β−(3,
4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシ
シラン10.4部、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
な褐色の樹脂を得た。この樹脂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 エポキシ樹脂のEP4400(前出)7.6部、パラヒ
ドロキシスチレンのマルゼンレジンM(前出)5.6
部、セロキサイド4000(前出)1.5部、γ−グリシ
ドキシプロピルメチルジエトキシシラン10.4部、
ジエチレングリコールジエチルエーテル4.0部を
100℃、1時間溶解反応を行い、黄色の粘稠な樹
脂を得た。この樹脂27.8部に触媒として2PHZ−
CN(前出)0.006部と銀粉末70部とを加えて十分
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および比較例で得た導電性ペース
ト(A)、(B)、(C)および(D)を用いて半導体ペレツトと
リードフレームを接着硬化した。これらについて
接着強度、ボイドの有無、加水分解性CIイオン
の試験を行つた。その結果を第1表に示したが、
本発明の顕著な効果を確認することができた。
【表】 [発明の効果] 本発明の導電性ペーストは、飛散溶剤が少ない
ためにボイドの発生がなく、接着性、特に熱時の
接着性に優れ、耐加水分解性も優れており、配線
金属の腐食による断線等の不良や水分によるリー
ク電流の不良などもなく、また高速硬化するペー
ストである。この導電性ペーストを使用すれば信
頼性の高い大型ペレツトの半導体装置を製造する
ことができ、かつアツセンブリ工程も大幅に短縮
でき工業上大変有益なものである。 なお、本発明の作用効果と、特開昭60−260663
号公報の開示技術のそれとを比較すれば、該開示
技術は剥離が可能あるが、剥離しないで製品に組
み込まれる半導体チツプ接着用などとしては好適
には利用できないというのに対して、本発明の導
電性ペーストは、エポキシ変性ポリパラヒドロキ
シスチレンの接着性とそれとは異質のノルボネン
環を有する樹脂の接着性とが相乗されて接着性が
高く、また組成物に耐加水分解性を劣化させる成
分を含ませる必要がないから、半導体チツプ接着
用として耐湿信頼性が優れるとともに、エポキシ
樹脂とポリパラヒドロキシスチレンとの双方に相
溶性のあるノルボネン環を有する樹脂が配合され
て低応力となるから、大型チツプの接着において
もペレツトクラツクの発生がない。 なおまた、特開昭62−13473号公報の開示技術
の作用効果に対しては、本願発明は、エポキシシ
ラン系単官能モノマーが配合されているので、接
着層にボイドの発生がないとともに、高速硬化す
るのでアツセンブリ工程の短縮が図れるという作
用効果を有する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A) ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ
    樹脂からなる変性樹脂、 (B) エポキシシラン系単官能モノマー、 (C) ノルボネン環を有する樹脂および (D) 導電性粉末 を含むことを特徴とする導電性ペースト。
JP17101885A 1985-08-05 1985-08-05 導電性ペ−スト Granted JPS6232158A (ja)

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JPS6232158A JPS6232158A (ja) 1987-02-12
JPH0212509B2 true JPH0212509B2 (ja) 1990-03-20

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US5156771A (en) * 1989-05-31 1992-10-20 Kao Corporation Electrically conductive paste composition
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