JPH04222887A - 絶縁樹脂ペースト - Google Patents

絶縁樹脂ペースト

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Publication number
JPH04222887A
JPH04222887A JP2418176A JP41817690A JPH04222887A JP H04222887 A JPH04222887 A JP H04222887A JP 2418176 A JP2418176 A JP 2418176A JP 41817690 A JP41817690 A JP 41817690A JP H04222887 A JPH04222887 A JP H04222887A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paste
curing agent
silica filler
epoxy resin
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP2418176A
Other languages
English (en)
Inventor
Hikari Okubo
光 大久保
Masuo Mizuno
水野 増雄
Takashi Suzuki
隆 鈴木
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.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP2418176A priority Critical patent/JPH04222887A/ja
Publication of JPH04222887A publication Critical patent/JPH04222887A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/30Die-attach connectors

Landscapes

  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はIC、LSI等の半導体
素子を金属フレーム等に接着する絶縁ペーストに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】エレクトロニクス業界の最近の著しい発
展により、トランジスター、IC、LSI、超LSIと
進化してきており、これら半導体素子に於ける回路の集
積度が急激に増大すると共に大量生産が可能となり、こ
れらを用いた半導体製品の普及に伴って、その量産に於
ける作業性の向上並びにコストダウンが重要な問題とな
ってきた。従来は半導体素子を金属フレームなどの導体
にAu−Si共晶法により接合し、次いでハーメチック
シールによって封止して、半導体製品とするのが普通で
あった。しかし量産時の作業性、コストの面より、樹脂
封止法が開発され、現在は、一般化されている。これに
伴い、マウント工程に於けるAu−Si共晶法の改良と
してハンダ材料や導電性樹脂ペーストや絶縁ペーストと
いったマウント用樹脂による方法が取り上げられるよう
になった。
【0003】しかし、ハンダ法では信頼性が低いこと、
素子の電極を汚染を起こし易いこと等が欠点とされ、高
熱伝導性を要するパワートランジスター、パワーICの
素子に使用が限られている。これに対しマウント用樹脂
はハンダ法に較べ、作業性に於いても信頼性等に於いて
も優れており、その需要が急激に増大している。中でも
、シリカ粉末を用いた絶縁ペーストは貴金属を全く用い
ていないため安価であり、特に導電性を必要としない用
途での需要が増大している。
【0004】更に最近、IC等の集積度の高密度化によ
り、チップが大型化してきており、一方従来用いられて
きたリードフームである42合金フレームが高価なこと
より、コストダウンの目的から銅フレームが用いられる
ようになってきた。ここで、IC等のチップの大きさが
約4〜5mm角より、大きくなるとマウント法としてA
u−Si共晶法を用いた場合には組立工程での加熱によ
りチップと銅フレームの熱膨張率の差に基づくチップの
クラックや反りが発生しこれに起因する特性不良が問題
となっている。
【0005】即ちこれは、チップの材料であるシリコン
等の熱膨張率が3×10−6/℃であるのに対し、42
合金フレームでは8×10−6/℃であるが、銅フレー
ムでは20×10−6/℃と大きくなる為である。これ
に対し、マウント法としてマウント用樹脂を用いること
が考えられるが、従来のエポキシ樹脂ペーストでは、熱
硬化性樹脂で三次元硬化する為、弾性率が大きく、チッ
プと銅フレームとの歪を吸収するに至らなかった。一方
、線状高分子タイプのポリイミド樹脂系ではエポキシ樹
脂に較べ弾性率が小さく、チップの反りは改良される。 しかし、ポリイミド樹脂をマウント用樹脂として用いる
には、作業性の点から、N−メチル−2−ピロリドン、
N、N−ジメチルホルムアルド等の多量の極性溶剤に溶
解して、粘度を低くしなければならない。この時の溶剤
量は、マウント樹脂中の30重量%以上にもなり、チッ
プと金属フレームとの接着に用いた場合、硬化加熱時の
溶剤の抜け跡として硬化物中にボイドが生成し、接着強
度低下、電気伝導及び熱伝導不良の原因となり、信頼性
面から好ましくない。
【0006】また絶縁樹脂ペーストにおいて、低弾性率
化を試みる目的でシリカフィラー含有率を30重量%以
下にするとペーストの揺変度が小さくなりすぎ、ペース
トのたれ、糸引き等が発生し好ましくなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は揺変性が高く
、ディスペンサー塗布時の作業に優れ、IC等の大型チ
ップと銅フレームとの組合せでもチップクラックやチッ
プの反りによるIC等の特性不良が起らない絶縁ペース
トを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はシリカフィラー
(A)と常温で液状のエポキシ樹脂(B)および硬化剤
(C)とを必須成分とし、該成分中にシリカフィラー(
A)を10〜30重量%含有し、シリカフィラー中の1
0〜50重量%が一次粒子の平均粒径が2〜50nmの
超微粒子シリカ粉末からなる絶縁樹脂ペーストで、作業
性が良好でかつ硬化物の弾性率が小さく、チップと銅フ
レームとの熱膨張率の差による歪みを吸収し、応力緩和
に優れているものである。
【0009】本発明に用いるエポキシ樹脂は常温で液状
のものに限定してあるが、常温で液状のものでないとシ
リカフィラーとの混練において、溶剤を必要とする。溶
剤は気泡発生の原因となり、硬化物の接着強度を低下さ
せてしまう。
【0010】本発明に用いるエポキシ樹脂としては、例
えばビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノール
ノボラックとエピクロルヒドリンとの反応で得られるジ
グリシジルエーテルで常温で液状のもの、ビニルシクロ
ヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド
、アリサイクリックジエポキシーア  ジペイトのよう
な脂環式エポキシ、更にはn−ブチルグリシジルエーテ
ル、バーサティック酸グリシジルエステル、スチレンオ
キサイド、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリ
シジルエーテル、ジシクロペンタジエンジエポキシドの
ような通常エポキシ樹脂の希釈剤として用いられるもの
がある。
【0011】また硬化剤としては特に限定されないがフ
ェノール樹脂系硬化剤とジシアンジアミド、アジピン酸
ヒドラジド等の潜在型アミン化合物の併用が好ましい。 更に、本発明においては、必要に応じ、硬化促進剤、顔
料、染料、消泡剤等の添加剤を用いることもできる。
【0012】本発明に用いるシリカフィラーは平均粒径
が1μm以上、20μm以下の溶融および/または粉砕
シリカ粉末および一次粒子の平均粒子径が2〜50nm
の超微粒子シリカ粉末からなり、全シリカフィラー中の
超微粒子シリカ粉末は10〜50重量%である。更にシ
リカフィラーと常温で液状のエポキシ樹脂および、硬化
剤からなる組成物中に10〜30重量%のシリカフィラ
ーを含有する。
【0013】超微粒子粉末の平均粒子径が50nmを超
えると揺変度があがらずペーストのたれ、糸引き等の作
業性の向上が望めない。2nm未満だとかさ密度が小さ
くなるため、空気中に舞い易く、秤量などの仕込みが困
難であり、またペースト混練時においても均一に混練で
きず、固まりのまま残存しやすいため好ましくない。
【0014】シリカフィラーの含有量が10重量%未満
だとマウント後の接着強度が不足し、30重量%より多
いと、低応力効果が望めない。シリカフィラー中の超微
粒子シリカ粉末が10重量%より少ないと、ペーストの
揺変度が小さすぎるため、ペーストのたれや、糸引きが
発生し、作業性が非常に悪くなる。また50重量%より
多いと、ペーストの粘度が上がりすぎ、実用的ではない
。本発明の製造方法は例えば各成分を予備混合し、三本
ロールを用いて混練し、ペーストを得て、真空下脱泡す
ることなどがある。
【0015】以下、実施例で本発明を具体的に説明する
。配合割合は重量部で示す。
【実施例】実施例1〜4 平均粒径が3μmの球状無定形シリカ粉末(以下球状シ
リカ)と一次粒子の平均粒径が12nmの超微粒子シリ
カ粉末(以下シリカA)およびビスフェノールAとエピ
クロルヒドリンとの反応により得られるジグリジルエー
テル(エポキシ当量180で常温で液状、以下エポキシ
樹脂)とフェノールノボラック樹脂(OH当量104、
軟化点110℃)、ジシアンジアミド、希釈剤のクレジ
ルグリシジルエーテルを表1に示す割合で配合し三本ロ
ールで混練して絶縁樹脂ペーストを得た。この絶縁樹脂
ペーストを真空チャンバーにて2mmHgで30分間脱
泡した後、以下の方法により各性能を評価した。結果を
表1に示す。
【0016】粘度 E型粘度計を用い25℃、25rpmでの値を粘度とし
た。揺変度次式に従い0.5rpmと25rpmでの粘
度の比をもって揺変度とした。 ペーストのたれ 内径1.0mmのニードルをつけたシリンジにペースト
を5ml入れ、ニードルを下にして試験管立てに垂直に
置き、30分後ニードルの先端にたれたペーストの重量
を測定した。糸ひき性絶縁樹詣ペーストの中へ直径1m
mφのピンを深さ5mmまで沈めて、それを300mm
/分の速度で引き上げペーストが切れた時の高さを測定
した。チップ歪 銅フレーム上に絶縁ペーストを塗布しシリコンチップ(
サイズ:6×12×0.3mm)をマウントして200
℃1時間オーブン中で硬化した。これを表面粗さ計にて
チップの両端を結ぶ線上から垂直にチップの反りの頂上
までの高さを測定した。比較例1〜6表1に示す配合割
合で実施例1と同様にして絶縁ペーストを得た。比較例
5では一次粒子の平均粒径が1nmの超微粒子シリカ粉
末(以下微粉シリカB)を、比較例6では一次粒子の平
均粒径が70nmの超微粒子シリカ粉末(以下微粉シリ
カC)を用いた。結果を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】本発明の絶縁樹脂ペーストはディスペン
サーによる塗布時においてペーストのたれや糸ひきが極
めて少なく作業性が良好でかつ銅、42アロイ等の金属
フレーム、セラミック基板、ガラスエポキシ等の有機基
板へのIC等の半導体素子の接着に用いることができ、
特に銅フレーム上への大型チップの接着に適しており、
銅フレームとシリコーンチップとの熱膨張率の差による
IC等の組立工程での加熱処理時のチップクラック,チ
ップ歪によりIC等の特性不良を防ぐことができ、従来
になかった応力緩和特性に優れたマウント用絶縁樹脂ペ
ーストである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  (A)シリカフィラー、(B)常温で
    液状のエポキシ樹脂、(C)硬化剤を必須成分とし、該
    成分中にシリカフィラー(A)を10〜30重量%含有
    し、シリカフィラー中の10〜50重量%が一次粒子の
    平均粒径が2〜50nmの超微粒子シリカ粉末であるこ
    とを特徴とする絶縁樹脂ペースト。
JP2418176A 1990-12-25 1990-12-25 絶縁樹脂ペースト Pending JPH04222887A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004327559A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品固着剤
JP2005235915A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体用接着フィルムおよび半導体装置
JP2006169288A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Tdk Corp 接着剤、および、薄板の平板への接着方法
WO2009107873A1 (ja) * 2008-02-29 2009-09-03 住友化学株式会社 物体の接着方法
US7842178B2 (en) 2005-04-18 2010-11-30 University Of Iowa Research Foundation Magnet incorporated electrically conductive electrodes
JP2013099183A (ja) * 2011-11-04 2013-05-20 Hitachi Ltd 複合絶縁樹脂及びそれを用いた絶縁スペーサ並びにガス絶縁機器

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