JPH0451406A - 導電性ペースト - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、接着性に優れるとともに、高速接着可能で生
産性の向上とコストダウンに寄与する導電性ペーストに
関する。　特に、本発明の導電性ペーストは半導体素子
のダイボンデインクなどに適する。

（従来の技術） 金属薄板（リードフレーム）上の所定部分にＩＣ，ＬＳ
Ｉ等の半導体素子を接続する工程は、素子の長期信頼性
に影響を与える重要な工程の１つである。　従来からこ
の接続方法として、素子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−３ｉ共晶法
が主流であった。　しかし近年、樹脂封止型半導体装置
ではＡｕ−３ｉ共晶法から、半田を使用する方法、導電
性ペース）〜を使用する方法等に急速に移行しつつある
。

（発明が解決しようとする課題） しかし、半田を使用する方法は、一部に実用化されてい
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
性ベース１〜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年程前から実用化
されてきたか、信頼性の面でＡ１１−ｓ＊の共晶合金に
比較して満足ず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（罷
れる等の長所を有しているものの、その反面ボイドの発
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、＠線不良の原因となることが多く、素子
の信頼性がＡＩＪ−８ｉ共晶法に比べて劣っていた。　
また、導電性ペーストを使用する場合、半田法やＡｕ−
５ｒ共晶法に比べてその接合時間も長時間を必要とし、
オーブンによる熱硬化であるなめ生産ラインからはずし
てオーブンに投入するというバッチ方式となり生産性に
劣るという欠点かあった。

本発明は、上記の欠点を解消するなめになされたもので
、組立てインラインにおけるし−ドブロック上の硬化で
も、接着性に優れ、ボイドの発生もなく、低温高速硬化
による生産性が高く、ＣＤに寄与し、かつ一般特性をも
保持した、長期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。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、後述する組成物とすることによって、上記の
目的を達成てきることを見いたし、本発明を完成したも
のである。

すなわち、本発明は、 （Ａ）（ａ）ポリ　−ｐ−ヒドロキシスチレン樹脂及び
＜ｂ）低粘度液状エポキシ樹脂からなる変性樹脂、 （Ｂ）イミダゾール系触媒および （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。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる（Ａ）変性樹脂としては、（ａ　）ポリ
　−ｐ−ヒドロキシスチレン樹脂、（ｂ）低粘度液状エ
ポキシ樹脂を溶解又は加熱反応せしめてなる変性樹脂で
ある。　ここで使用する（ａ　）ポリｐ−ヒドロキシス
チレン樹脂としては、次式で示されるものである。

（但し、式中ｎは２５〜９０の整数を表す）このような
樹脂として、例えばマルカリン力−Ｍ（丸首石油化学社
製、商品名）等かあり、これらは分子量３０００〜８０
００で水酸基当量は約１２０のものである。　変性樹脂
の他の成分である（ｂ）低粘度液状エポキシ樹脂として
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−クリシトキシプロビルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジェ
トキシシラン等のシラン系モノマーおよびビスフェノー
ル型低粘度液状エポキシ樹脂、脂環式低粘度液状エポキ
シ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジ
ルエステル型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独
もしくは２種以上混合して使用する。　　（ａ　）ポリ
　−ρ−ヒドロキシスチレン樹脂と（ｂ）低粘度液状エ
ポキシ樹脂との配合割合は、重量比で５：９５〜４０：
６０の範囲であることが望ましい６　ポリ　−ｐ−ヒド
ロキシスチレン樹脂の配合量か５重量％未溝では十分な
硬化速度、機械的強度が得られず、また４０重量％を超
えると機械的強度か低下し好ましくない。

本発明に用いる（Ｂ）イミダゾール系触媒としでは例え
ば２ＭＺ、２Ｅ４ＭＺ、Ｃ，、Ｚ、Ｃ，、Ｚ。

２ＰＺ、２Ｐ４ＭＺ、２Ｍ１−ＣＮ、２Ｅ４ＭＺＣＮ、
Ｃ，、Ｚ−ＣＮ、Ｉ　Ｂ２ＭＺ、２ＭＺ−ＣＮＳ、　　
　２Ｐ４ＢＨ２，２ＭＡ、　　　２ＭＡ−ＯＫ　　　（
四国化成工業社製、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。　イミ
ダゾール系触媒の配合割合は、（ｂ）低粘度液状エポキ
シ樹脂に対して０．１〜８重量％配合することができる
。　配合量が０．１重量％では触媒効果が低く、また８
重量％を超えるとボットライフ等の経時変化をまねきや
すく好ましくない。　ポリ　−ｐ−ヒドロキシスチレン
樹脂と低粘度液状エポキシ樹脂とを溶解または加熱反応
せしめてなる変性樹脂をつくる際、溶剤に溶解させて使
用すれば作業性を高めることができる。　ここに使用さ
れる溶剤類としてはジオキサン、ヘキサノン、ベンセン
、トルエン、ツルベンＩ〜ナフサ、工業用カッリン、酢
酸セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、
ブチルセロソルブアセテ−１〜、ブチルカルピトールア
セテ−１〜、ジメチルポルムアミド、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種以上混合して使用することができる。

本発明に用いる（Ｃ）導電性粉末としては、銀粉末、銅
粉末、ニッケル粉末等の金属粉末か挙げられ、これらは
単独もしくは２種以上混合して使用することができる６
　また導電性粉末であれば制限はなく、表面に金属メツ
キ層を有するものでもよい。　さらに導電性粉末の形状
についても特に制限はない。　これらの導電性粉末の中
でも球状のものが好んで用いられ、粒径が５０μｍ以下
のものが好ましい。　その理由は粒径か５０μ印を超え
ると導電性が不安定となり好ましくないからである。　
また、バインダーとなる変性樹脂と導電性粉末との配合
割合は、重量比で３０ニア０〜１０：９０の範囲内であ
ることが望ましい。　導電性粉末か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か低下し好ましくない。　従って
前記の範囲内に限定するのがよい。

本発明の導電性ペーストは、上述した各成分、すなわち
、ポリ　−ｐ−しドロキシスチレン樹脂と低粘度液状エ
ポキシ樹脂からなる変性樹脂、イミダゾール系触媒およ
び導電性粉末を必須成分とするか、本発明の目的に反し
ない限度において、また必要に応じて、他の成分例えば
カップリング剤、消泡剤、分散剤等を添加配合すること
ができる。

本発明の導電性ペースＩ・は、これらの各成分を配合し
、３本ロール等により均一に混練して容易に製造するこ
とかできる。　そして、この導電性ペーストを所定の場
所にデイスペンサー、スクリーン印刷、ピン転写法等に
よって塗布した後、数秒から数十時間後、各種半導体ペ
レットを載せ、１００〜２００℃といった比較的低温で
数十秒から数分間ヒーターブロック」二で加熱硬化させ
て使用する。　また、オーブンで１５０〜２００℃、数
分間硬化させて使用することもできる。

（作用） 本発明の導電性ペーストは、低粘度液状エポキシ樹脂を
ポリ　−ｐ−ヒドロキシスチレン樹脂で変性した樹脂を
特定量使用することによって、硬化速度を高め、かつ十
分な接着強度など強度を得るようにし、併せて従来の一
般特性も保持させたものである。

（実施例） 次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、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
。　実施例および比較例においてｒ部」とは特に説明の
ない限り「重量部」を意味する。

実施例　１− 低粘度液状エポキシ樹脂のＹＬ９８０　（油化シェルエ
ポキシ社製、商品名）　１５．８部とポリ　−〇−しド
ロキシスチレン樹脂のマルカリン力−Ｍ（丸首石油化学
社製、商品名）１０部とを、ブチルセロソルブアセテー
ト１５部で１００°Ｃ１１時間溶解反応させ、粘稠な褐
色の変性樹脂を得た。　この変性樹脂２０部に、イミダ
ゾール系触媒の２部４ＭＺ　＜四国化成工業社製、商品
名）０．２部および銀粉末７７部を混合し、さらに３本
ロールで混練して導電性ペーストを製造した。

実施例　２ 低粘度液状エポキシ樹脂のエピコート８２８（油化シェ
ルエポキシ社製、商品名）１７部とポリｐ−ヒドロキシ
スチレン樹脂のマルカリン力−Ｍ（前出）１０部とを、
ブチルカルピトールアセテ−１〜１８部で１００°Ｃ，
１時間溶解反応させ、粘稠な褐色の変性樹脂を得た。　
この変性樹脂２０部に、イミダゾール系触媒のＣ１７Ｚ
　（四国化成工業社製、商品名）０．４部および銀粉末
７８部を混合し、さらに３本ロールで混練して導電性ペ
ース１〜を製造した。

実施例　３ 低粘度液状エポキシ樹脂のＹＬ９８０（前出）２０部と
ポリ　−ｐ−ヒドロキシスチレン樹脂のマルカリンカー
Ｍ（前出）１５部とを、ジエチレングリコールジエチル
エーテル１９部で６０°Ｃ，１時間溶解反応させ、粘稠
な褐色の変性樹脂を得な。　この樹脂１８部に、イミダ
ゾール系触媒の２　Ｅ　４．　Ｍ　Ｚ　−ＣＮ（四国化
成工業社製、商品名）０．３部および銀粉末８２部を混
合し、さらに３本ロールで混練して導電性ペーストを製
造した。

比較例 市販のエポキシ樹脂ベースの速硬化型半導体用導電性ペ
ース１〜を入手した。

実施例１−〜３および比較例の導電性ペーストを用いて
半導体チップとリードフレームに塗布接着させ、ヒート
ブロックを用いて２００℃で５０秒間加熱硬化させ、半
導体チップとリードフレームを接合した。　これらにつ
いて接着性、ボイドの有無、導電性の試験を行った。　
その結果を第１表に示したが、いずれも本発明の顕著な
効果が確認された。

なお、接着性の試験は、銀メツキを施したり一ドフレー
ム（銅系）上に２．０　ｘ２．０１１１１ｎのシリコン
チップを接合し、２５°Ｃ，２００°Ｃにおける接着強
度をプッシュプルゲージを用いて測定した。　ボイドの
有無は、シリコンチップをリードフレーム上から剥かし
てチップの裏面のボイドの発生状況を目視した。　また
、導電性は体積抵抗率計で測定した。

第１表 （単位） ＊１　：○印・・・ボイドのヂＡ捲し、×印・・・ボイ
ドの発生有り「発明の効果」 以１−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、接着性に優れ、低温高速硬化にお
いてもボイドの発生がなく強固に接合し、特に熱時の接
着強度に優れたものである。

また低温高速硬化ができるため生産性が高く、ＣＤにも
寄与し、かつ長期信頼性の高い半導体装置等を製造する
ことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）（ａ）ポリ−ｐ−ヒドロキシスチレン樹脂及
   び（ｂ）低粘度液状エポキシ樹脂からなる変性樹脂、 （Ｂ）イミダゾール系触媒および （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。