JPH04274334A - 導電性ペーストの製造方法 - Google Patents

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、接着性、耐加水分解性
、速硬化性に優れ、ボイドの発生や溶剤飛散がなく、半
導体ペレットの大型化とアッセンブリ工程の短縮化に対
応できる導電性ペーストの製造方法にに関する。

【０００２】

【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
体ペレッ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、ペレットのシリコン面をリードフレーム上の
金メッキ面に加熱圧着するというＡｕ　−Ｓｉ　の共晶
法が主流であった。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Ａｕ　−
Ｓｉ　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。

【０００３】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、導電性ペーストを使用する方法では通常、銀粉末等
を配合したエポキシ樹脂が用いられ、約１０年程度前か
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
ものが得られなかった。導電性ペーストを使用する場合
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、Ａｕ　−
Ｓｉ　共晶法に比べて素子の信頼性に劣っていた。さら
に近年、ＩＣ，ＬＳＩやＬＥＤ等半導体ペレットの大型
化に伴い、ペレットクラックやボイドの発生、接着力の
低下、溶剤飛散等が問題となっており、またアッセンブ
リ工程の短縮化、特に加熱条件が数１０秒以下という高
速ダイボンディングを目指して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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので接着性、耐加水分解性、速硬化
性に優れ、断線不良やペレットクラック、ボイドの発生
、溶剤飛散がなく、半導体ペレットの大型化とアッセン
ブリ工程の短縮化に対応できる信頼性の高い導電性ペー
ストの製造方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【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
の導電性ペーストの製造方法が上記目的が達成できるこ
とを見いだし、本発明を完成したものである。

【０００６】すなわち、本発明は、 （Ａ）ポリパラヒドロキシスチレン粉末（Ｂ）エポキシ
樹脂 （Ｃ）エポキシ単官能モノマー及び （Ｄ）導電性粉末 を必須成分とする導電性ペーストの製造方法であって、
（Ｃ）エポキシ単官能モノマーに（Ｂ）エポキシ樹脂を
溶解させた後、（Ａ）ポリパラヒドロキシスチレン粉末
及び（Ｄ）導電性粉末を混合することを特徴とする導電
性ペーストの製造方法である。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明に用いる（Ａ）ポリパラヒドロキシ
スチレン粉末としては次式で示されるものが使用される
。

【０００９】

【化１】 このような樹脂としては、例えばマルカリンカーＭ（丸
善石油化学社製、商品名）等が挙げられる。この樹脂は
、分子量が３０００〜８０００で水酸基当量が役１２０
　のものである。またポリパラヒドロキシスチレンは溶
剤を使用せずに均一に混合させるため、粉末状であるこ
とが望ましい。

【００１０】（Ｂ）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
、次のようなビスフェノール類のジエポキシドがある。 例えばエピコート８２７，８２８，８３４，１００１，
１００２，１００７，１００９（シエル化学社製、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ＧＹ２５０，２６０，２８０，６０７
１，６０８４，６０９７，６０９９（チバガイギー社製
、商品名）、ＥＰＩ−ＲＥＺ５１０，５１０１（Ｊｏｎ
ｅＤａｂｎｅｙ　社製、商品名）、エピクロン８１０，
１０００，１０１０，３０１０（大日本インキ化学工業
社製、商品名）やＥＰシリーズ（旭電化社製、商品名）
等がある。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。これらのノボラッ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。ノボラック
エポキシ樹脂として工業生産されているものとして、例
えばアラルダイトＥＰＮ１１３８，１１３９、ＥＣＮ１
２７３，１２８０，１２９９（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−０１００、ＥＲＲＢ−０４４７、ＥＲ
ＬＢ−０４８８（ユニオンカーバイド社製、商品名）、
ＥＯＣＮシリーズ（日本化薬製、商品名）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。

【００１１】本発明に用いる（Ｃ）エポキシ単官能モノ
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種以上混合して使用する。

【００１２】本発明に用いる（Ｄ）導電性粉末としては
、銀粉末等が好ましく使用できる。

【００１３】本発明における導電性ペースト組成は、ポ
リパラヒドロキシスチレン、エポキシ樹脂、エポキシ単
官能モノマー、及び導電性粉末を必須成分とするが、本
発明の目的に反しない範囲内において、また必要に応じ
て、消泡剤、カップリング剤その他の添加剤を配合する
ことができる。

【００１４】本発明の製造方法は、こうした各成分を配
合して導電性ペーストを製造するが、まず、エポキシ単
官能モノマーにエポキシ樹脂を十分に均一に溶解させる
。その後、ポリパラヒドロキシスチレンの粉末を粉末状
のまま、また導電性粉末その他の成分を加えて十分混合
する。その後、三本ロールで混練処理し、減圧脱泡して
導電性ペーストを製造することができる。こうして製造
された導電性ペーストは、半導体ペレット又は電子部品
の接着等として好適なものである。

【００１５】

【作用】本発明の導電性ペーストの製造方法によれば、
ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂とエポキシ
単官能モノマーを使用することによって接着性、耐加水
分解性、速硬化性を向上させ、またポリパラヒドロキシ
スチレンは溶剤を使用せずに粉末を使用することによっ
て、特にボイドの発生や、溶剤飛散による腐蝕を防止す
ることができるものである。

【００１６】

【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。

【００１７】実施例１ エポキシ樹脂ＥＰ４４００（旭電化社製、商品名）　７
．６部、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、加熱溶解反応を行い
粘稠な褐色の樹脂を得た。この樹脂２２．０部に、粉末
状の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部と、触媒として２Ｐ
ＨＺ−ＣＮ（四国化成工業社製、商品名）　０．００６
部と、銀粉末７０部とを三本ロールで混合して導電性ペ
ーストを製造した。

【００１８】実施例２ エポキシ樹脂ＥＥＯＣＮ１０３Ｓ（日本化薬社製、商品
名）　７．６部、フェニルグリシジルエーテル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
褐色の樹脂を得た。 この樹脂２７．８部に、粉末状のパラヒドロキシスチレ
ンのマルカリンカーＭ（前出）　５．６部と、触媒とし
て２ＰＨＺ−ＣＮ（前出）　０．００６部と、銀粉末７
０部とを三本ロールで混合して導電性ペーストを製造し
た。

【００１９】実施例３ エポキシ樹脂ＥＯＣＮ１０３Ｓ（前出）　７．６部、グ
リシドキシプロピルメチルジエトキシシラン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
色の樹脂を得た。この樹脂２７．８部に、粉末状のパラ
ヒドロキシスチレンのマルカリンカーＭ（前出）　５．
６部と、触媒として２ＰＨＺ−ＣＮ（前出）　０．００
６部と、銀粉末７０部とを三本ロールで混合して導電性
ペーストを製造した。

【００２０】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
ストを入手した。

【００２１】実施例１〜３および比較例で得た導電性ペ
ーストを用いて、半導体ペレッ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、ボイドの発生
の有無、耐加水分解性の試験を行ったのでその結果を表
１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。

【００２２】

【表１】 ＊１：銀メッキを施したリードフレーム（４２アロイ）
上に　４×４　ｍｍのシリコン素子を接着し、それぞれ
の温度でプッシュプルゲージを用いて測定した＊２：導
電性ペーストを表１の接着条件で硬化させた後、　１０
０メッシュに粉砕し、１８０℃で　２時間、加熱抽出を
行った抽出液のＣｌ，Ｎａ　両イオン量をイオンクロマ
トグラフィーで測定した。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明および表１から明らかなよう
に、本発明の導電性ペーストの製造方法によれば、接着
性、耐加水分解性、速硬化性に優れ、配線の腐蝕断線不
良やペレットクラック、ボイドの発生、溶剤飛散がなく
、半導体ペレットの大型化とアッセンブリ工程の短縮化
に対応できる信頼性の高い導電性ペーストを得ることが
できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（Ａ）ポリパラヒドロキシスチレン粉
   末（Ｂ）エポキシ樹脂 （Ｃ）エポキシ単官能モノマー及び （Ｄ）導電性粉末 を必須成分とする導電性ペーストの製造方法であって、
   （Ｃ）エポキシ単官能モノマーに（Ｂ）エポキシ樹脂を
   溶解させた後、（Ａ）ポリパラヒドロキシスチレン粉末
   及び（Ｄ）導電性粉末を混合することを特徴とする導電
   性ペーストの製造方法。