JPH04342902A - 導電性ペースト - Google Patents
導電性ペーストInfo
- Publication number
- JPH04342902A JPH04342902A JP14535091A JP14535091A JPH04342902A JP H04342902 A JPH04342902 A JP H04342902A JP 14535091 A JP14535091 A JP 14535091A JP 14535091 A JP14535091 A JP 14535091A JP H04342902 A JPH04342902 A JP H04342902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive paste
- conductive
- present
- bisphenol
- characteristic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Conductive Materials (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置のアッセン
ブリーや各種部品類の接着等に使用する導電性ペースト
で、特に半導体チップの大型化と表面実装に対応できる
導電性ペーストに関する。
ブリーや各種部品類の接着等に使用する導電性ペースト
で、特に半導体チップの大型化と表面実装に対応できる
導電性ペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】リード基体、例えば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、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。従来からこの接続方法として、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。し
かし、近年の貴金属、特に金の高騰を契機として樹脂封
止型半導体装置ではＡｕ −Ｓｉ 共晶法から、半田を
使用する方法、半導体ペーストを使用する方法等に急速
に移行しつつある。
所定部分にＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チップを接続する工
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。従来からこの接続方法として、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。し
かし、近年の貴金属、特に金の高騰を契機として樹脂封
止型半導体装置ではＡｕ −Ｓｉ 共晶法から、半田を
使用する方法、半導体ペースト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年前から一部
実用化されてきたが、信頼性面でＡｕ −Ｓｉ 共晶法
に比較して満足すべきものが得られなかった。
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年前から一部
実用化されてきたが、信頼性面でＡｕ −Ｓｉ 共晶法
に比較して満足すべきものが得られなかった。
【０００４】すなわち、上記従来の導電性ペーストを使
用する方法は、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、ボイドの発生や
、耐湿性、耐加水分解性に劣り、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 共晶法に比較して劣っていた。 また、ＩＣ，ＬＳＩやＬＥＤ等の半導体チップの大型化
に伴い、チップクラックの発生や接着力の低下がおこす
ことでも、問題となっていた。
用する方法は、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、ボイドの発生や
、耐湿性、耐加水分解性に劣り、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 共晶法に比較して劣っていた。 また、ＩＣ，ＬＳＩやＬＥＤ等の半導体チップの大型化
に伴い、チップクラックの発生や接着力の低下がおこす
ことでも、問題となっていた。
【０００５】
【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、耐湿性、耐加水分解性、接着
性に優れ、半導体チップの接着に適用した場合、ボイド
の発生、アルミニウム電極の腐食による断線不良や反り
がなく、半導体チップの大型化にも対応できるなど、信
頼性の高い導電性ペーストを提供しようとするものであ
る。
に鑑みてなされたもので、耐湿性、耐加水分解性、接着
性に優れ、半導体チップの接着に適用した場合、ボイド
の発生、アルミニウム電極の腐食による断線不良や反り
がなく、半導体チップの大型化にも対応できるなど、信
頼性の高い導電性ペーストを提供しようとするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、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、上記の諸特性、特に接着性、耐湿性
に優れていることを見いだし、本発明を完成したもので
ある。
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、上記の諸特性、特に接着性、耐湿性
に優れていることを見いだし、本発明を完成したもので
ある。
【０００７】即ち、本発明は、
（Ａ）ビスフェノールブロックウレタンポリマー（Ｂ）
多価アルコール化合物 （Ｃ）導電性粉末 を必須成分としてなることを特徴とする導電性ペースト
である。
多価アルコール化合物 （Ｃ）導電性粉末 を必須成分としてなることを特徴とする導電性ペースト
である。
【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】本発明の導電性ペーストは、（Ａ）ビスフ
ェノールブロックウレタンポリマー、（Ｂ）多価アルコ
ール化合物、（Ｃ）導電性粉末を必須成分としてなるも
のである。
ェノールブロックウレタンポリマー、（Ｂ）多価アルコ
ール化合物、（Ｃ）導電性粉末を必須成分としてなるも
のである。
【００１０】本発明に用いる（Ａ）ビスフェノールブロ
ックウレタンポリマーとしては、ウレタンを形成するプ
レポリマーおよびオリゴマーの末端活性イソシアネート
基を、ビスフェノール活性水素化合物でブロック化した
ブロックイソシアネートプレポリマーである。代表的な
ものとしては、末端活性イソシアネートを有するポリエ
ステル又はポリブタジエンを、ビスフェノールＡ又はビ
スフェノールＦ等のブロッキング剤でブロック化したも
の等が挙げられ、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。これらのブロック化されたウ
レタンポリマーおよびオリゴマーは室温では安定である
が、 １２０℃以上に加熱するとイソシアネート基を解
離する性質をもっている。
ックウレタンポリマーとしては、ウレタンを形成するプ
レポリマーおよびオリゴマーの末端活性イソシアネート
基を、ビスフェノール活性水素化合物でブロック化した
ブロックイソシアネートプレポリマーである。代表的な
ものとしては、末端活性イソシアネートを有するポリエ
ステル又はポリブタジエンを、ビスフェノールＡ又はビ
スフェノールＦ等のブロッキング剤でブロック化したも
の等が挙げられ、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。これらのブロック化されたウ
レタンポリマーおよびオリゴマーは室温では安定である
が、 １２０℃以上に加熱するとイソシアネート基を解
離する性質をもっている。
【００１１】本発明に用いる（Ｂ）多価アルコール化合
物としては、可撓性、柔軟性を考慮して長鎖のアルキル
基を有するものや、ポリエステル系、ポリブタジエン系
およびシリコーン系の多価アルコール類が使用可能であ
る。具体的なものとしては、出光石油化学社製Ｒ−４５
Ｈ、三洋化成社製ポリエチレングリコール，ポリプロピ
レングリコール、トーレシリコーン社製アルコール変性
シリコーンＢＹシリーズ等が挙げられ、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
の多価アルコール類の水酸基は前記のウレタンポリマー
およびオリゴマーから解離したイソシアネート基と反応
する。ウレタンポリマーやオリゴマーと多価アルコール
類の配合割合は、解離イソシアネート基（ＮＣＯ）と多
価アルコール類の水酸基（ＯＨ）の比（ＮＣＯ／ＯＨ）
が １．０〜 １．２当量の範囲であることが望ましい
。この配合割合が、 １．０当量未満または １．２当
量を超えると所定の特性が得られず好ましくない。また
この反応系を促進する触媒としては、一般的にはジアル
キルチンジラウレート等が使用される。
物としては、可撓性、柔軟性を考慮して長鎖のアルキル
基を有するものや、ポリエステル系、ポリブタジエン系
およびシリコーン系の多価アルコール類が使用可能であ
る。具体的なものとしては、出光石油化学社製Ｒ−４５
Ｈ、三洋化成社製ポリエチレングリコール，ポリプロピ
レングリコール、トーレシリコーン社製アルコール変性
シリコーンＢＹシリーズ等が挙げられ、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
の多価アルコール類の水酸基は前記のウレタンポリマー
およびオリゴマーから解離したイソシアネート基と反応
する。ウレタンポリマーやオリゴマーと多価アルコール
類の配合割合は、解離イソシアネート基（ＮＣＯ）と多
価アルコール類の水酸基（ＯＨ）の比（ＮＣＯ／ＯＨ）
が １．０〜 １．２当量の範囲であることが望ましい
。この配合割合が、 １．０当量未満または １．２当
量を超えると所定の特性が得られず好ましくない。また
この反応系を促進する触媒としては、一般的にはジアル
キルチンジラウレート等が使用される。
【００１２】本発明に用いる（Ｃ）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
る銀粉末が挙げられ、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、
いずれも平均粒径で１０μｍ以下であることが望ましい
。 平均粒径が１０μｍを超えると、組成物の性状がペース
ト状にならず塗布性能が低下し好ましくない。導電性粉
末と樹脂成分との配合割合は、重量比で３０／７０〜１
０／９０であることが望ましい。導電性粉末が、７０重
量部未満であると満足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好ましくない
。
、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末、表面に金属層を有す
る銀粉末が挙げられ、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、
いずれも平均粒径で１０μｍ以下であることが望ましい
。 平均粒径が１０μｍを超えると、組成物の性状がペース
ト状にならず塗布性能が低下し好ましくない。導電性粉
末と樹脂成分との配合割合は、重量比で３０／７０〜１
０／９０であることが望ましい。導電性粉末が、７０重
量部未満であると満足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好ましくない
。
【００１３】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、ジオキサン、ヘキサン、酢酸セロソル
ブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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、イ
ソホロン等が挙げられ、これらは、単独又は２ 種以上
混合して使用することができる。
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、ジオキサン、ヘキサン、酢酸セロソル
ブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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、イ
ソホロン等が挙げられ、これらは、単独又は２ 種以上
混合して使用することができる。
【００１４】本発明の導電性ペーストの製造方法は、常
法に従い各原料成分を十分混合した後、更に、例えば三
本ロールによる混練処理をし、その後、減圧脱泡して製
造することができる。こうして製造した導電性ペースト
は、例えば半導体装置に適用する場合、シリンジに充填
され、ディスペンサーを用いてリード基体、すなわちリ
ードフレームの上に吐出し、半導体素子を接合した後、
ワイヤボンディングを行い、樹脂封止材で封止して樹脂
封止型半導体装置を製造することができる。
法に従い各原料成分を十分混合した後、更に、例えば三
本ロールによる混練処理をし、その後、減圧脱泡して製
造することができる。こうして製造した導電性ペースト
は、例えば半導体装置に適用する場合、シリンジに充填
され、ディスペンサーを用いてリード基体、すなわちリ
ードフレームの上に吐出し、半導体素子を接合した後、
ワイヤボンディングを行い、樹脂封止材で封止して樹脂
封止型半導体装置を製造することができる。
【００１５】
【作用】本発明の導電性ペーストは、半導体チップのダ
イボンディングに常用されるエポキシ樹脂ベースの導電
性ペーストに比較して、 ２８０℃で加熱しても（素子
のワイヤボンディングに対応）大型チップの反り変形が
極めて少なく、接着力は半導体チップの接着に必要な強
度を有しており、また吸湿も少ないものであることが認
められた。また、ビスフェノールをブロッキィング剤と
したウレタンポリマーは、ほかのブロッキィング剤によ
るものに対して、耐湿性などにおいて有利な点があると
みられる。
イボンディングに常用されるエポキシ樹脂ベースの導電
性ペーストに比較して、 ２８０℃で加熱しても（素子
のワイヤボンディングに対応）大型チップの反り変形が
極めて少なく、接着力は半導体チップの接着に必要な強
度を有しており、また吸湿も少ないものであることが認
められた。また、ビスフェノールをブロッキィング剤と
したウレタンポリマーは、ほかのブロッキィング剤によ
るものに対して、耐湿性などにおいて有利な点があると
みられる。
【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
。実施例において「部」とは特に説明のない限り「重量
部」を意味する。
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
。実施例において「部」とは特に説明のない限り「重量
部」を意味する。
【００１７】実施例１〜３
表１に示した各成分を三本ロールにより ３回混練して
一液性導電性ペースト（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞ
れ製造した。
一液性導電性ペースト（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）をそれぞ
れ製造した。
【００１８】比較例
市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型導電性ペースト（Ｄ
）を入手した。そのペーストを使用して、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、半導体チップとリードフレ
ームとを接着硬化して半導体装置を製造した。これらの
半導体装置について、接着強度、チップの反り、加水分
解性イオン、耐湿性を試験した。その結果を表１に示し
たが、本発明の効果を確認することができた。
）を入手した。そのペーストを使用して、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、半導体チップとリードフレ
ームとを接着硬化して半導体装置を製造した。これらの
半導体装置について、接着強度、チップの反り、加水分
解性イオン、耐湿性を試験した。その結果を表１に示し
たが、本発明の効果を確認することができた。
【００１９】接着強度は、 ２００μｍ厚のリードフレ
ーム（銅系）上に４×１２ｍｍのシリコンチップを表１
の半導体素子接着条件で接着し、３５０ ℃の温度でプ
ッシュプルゲージを用いて剪断力を測定した。チップの
反りは、硬化後のチップの表面を表面粗さ計で測定し、
チップ中央部と端部との距離で示した。加水分解性イオ
ンは、半導体素子接着条件で硬化させた後、 １００メ
ッシュに粉砕して、 １８０℃で ２時間加熱抽出を行
ったＣｌ イオンの量をイオンクロマトグラフィで測定
した。耐湿性試験は、温度 １２１℃，圧力 ２気圧の
水蒸気中における吸湿量を測定した。
ーム（銅系）上に４×１２ｍｍのシリコンチップを表１
の半導体素子接着条件で接着し、３５０ ℃の温度でプ
ッシュプルゲージを用いて剪断力を測定した。チップの
反りは、硬化後のチップの表面を表面粗さ計で測定し、
チップ中央部と端部との距離で示した。加水分解性イオ
ンは、半導体素子接着条件で硬化させた後、 １００メ
ッシュに粉砕して、 １８０℃で ２時間加熱抽出を行
ったＣｌ イオンの量をイオンクロマトグラフィで測定
した。耐湿性試験は、温度 １２１℃，圧力 ２気圧の
水蒸気中における吸湿量を測定した。
【００２０】
【表１】
＊１ ：ブロックイソシアネートプレポリマーの５０％
ブチルカルビトール溶液 ＊２ ：出光石油化学社製、末端水酸基化合物。
ブチルカルビトール溶液 ＊２ ：出光石油化学社製、末端水酸基化合物。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明及び表１から明らかなように
、本発明の導電性ペーストは、耐湿性、耐加水分解性、
接着性に優れ、例えば半導体チップの接着に適用した場
合に、ボイドの発生やアルミニウム電極の腐蝕による断
線不良及び反りがなく、半導体チップの大型化に対応し
た信頼性の高い導電性ペーストである。
、本発明の導電性ペーストは、耐湿性、耐加水分解性、
接着性に優れ、例えば半導体チップの接着に適用した場
合に、ボイドの発生やアルミニウム電極の腐蝕による断
線不良及び反りがなく、半導体チップの大型化に対応し
た信頼性の高い導電性ペーストである。
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ａ）ビスフェノールブロックウレタ
ンポリマー （Ｂ）多価アルコール化合物 （Ｃ）導電性粉末 を必須成分としてなることを特徴とする導電性ペースト
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14535091A JPH04342902A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 導電性ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14535091A JPH04342902A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 導電性ペースト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04342902A true JPH04342902A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=15383159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14535091A Pending JPH04342902A (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 導電性ペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04342902A (ja) |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP14535091A patent/JPH04342902A/ja active Pending
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