JPH0456849B2 - - Google Patents

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JPH0456849B2
JPH0456849B2 JP10777083A JP10777083A JPH0456849B2 JP H0456849 B2 JPH0456849 B2 JP H0456849B2 JP 10777083 A JP10777083 A JP 10777083A JP 10777083 A JP10777083 A JP 10777083A JP H0456849 B2 JPH0456849 B2 JP H0456849B2
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JP
Japan
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epoxy resin
resin
curing
acid
present
Prior art date
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Expired
Application number
JP10777083A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS601223A (en
Inventor
Shigenori Yamaoka
Yukihiro Okabe
Ryuzo Nakatsuka
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
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Publication of JPS601223A publication Critical patent/JPS601223A/en
Publication of JPH0456849B2 publication Critical patent/JPH0456849B2/ja
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  • Epoxy Resins (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は銀粉、液状エポキシ樹脂よりなる導電
性熱硬化性樹脂ペーストに関するものである。 更に詳しくは無溶剤一液マウント用樹脂組成物
に関するものである。 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、
これら半導体素子にお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値下りに相俟つてその量産に
於ける作業性の向上並びにコストダウンが重要な
問題となつてきた。 従来は半導体素子を基板導体、リードフレーム
にAu・Si共晶法により接合し、次いでハーメチ
ツクシールによつて封止して半導体製品とするの
が普通であつた。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、それに伴いマウ
ント工程に於けるAu・Si共晶法の改良法として、
ハンダ材料やマウント用樹脂による方法が取上げ
られるようになつて来た。 しかしハンダ法では信頼性が低いこと、素子の
電極の汚染をおこし易いことなどが欠点とされ、
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。マウント用
樹脂はこれに対して作業性はハンダ法に比しすぐ
れており、信頼性、耐熱接着性などの特性の点で
はAu・Si法などに比しすぐれておりその儒要が
急激に増大しつつある。 最近チツプマウント用装置の自動化、高速化が
進み、これに適合する一液マウント用樹脂として
必要な特性の要望がより厳しくなりつつある。 マウント用樹脂として必要な特性は次の通りで
ある。 マウント強度:350℃加熱時、−65〜150℃の
熱シヨツクサイクル、熱水処理後など。 熱放散性 電気伝導性 作業性:デイスペンサーによる定量注入性、
スクリーン印刷性、スタンピング性など。 硬化性:オーブン方式、ホツトプレート方式
などによる硬化性がすぐれていること。 ボイド:低いこと。 信頼性:耐湿通電テストによる不良のないこ
と、即ち銀のマイグレーシヨン、接着剤硬化物
よりの発生ガスによる素子の特性の変動、ハロ
ゲン、アルカリメタル等のイオン性不純物によ
るアルミ配線の腐食など。 ワイヤーボンテイング性:硬化物よりの発生
ガスによるボンデイング性の低下、ブリードに
よる汚染など。 ペレツトクラツク:リードフレーム(特に銅
合金の場合)との熱膨脹の差による応力発生に
対するバツフアーのよいこと。 特に最近チツプのマウント工程の装置がより量
産化を可能とするために自動化、高速化をますま
す進展させる方向にあり、そのためには特にスク
リーン印刷やスタンピングによる樹脂塗布の能率
化と共にホツトプレート方式の硬化がとられるよ
うになり、熱板上短時間のサイクルが要望される
ようになつて来た。これはオーブン方式の硬化工
程を全く省略し、ワイヤーボンデイング工程を
300〜450℃熱板上で行う際、硬化を同時に完了さ
せ、工程の短縮、簡略化をはからんとするもので
ある。 また信頼性の要望も更に厳しくなつて行く傾向
があり、従来ではプレツシヤークツカーテストに
よるClイオン、Naイオンなどのイオン性不純物
の量はそれぞれ数百ppmという水準のものであ
り、その大巾な改善が強く要望されていた。 本発者らはこれらの点について種々検討した結
果、銀粉、液状エポキシ樹脂、硬化剤及び硬化促
進剤よりなる無溶剤、導電性樹脂ペーストにおい
て、用いるエポキシ樹脂としては液状脂環式エポ
キシ樹脂とグリシジールタイプの多官能性エポキ
シ樹脂との混合物であり、更に加水分解性ハロゲ
ン基が300ppm(重量、以下同じ)以下のものを用
い、硬化剤としては微粉末化したジシアンジアミ
ドを、硬化促進剤としては第3級アミンの塩を用
いることにより上記の諸条件を満足させることが
出来、本発明をなすに至つた。 即ち、本発明の組成物は揮発性物質を原則的に
は含まない100%レジン系であるので、デイスペ
ンサーによる定量注入性は勿論のこと、スクリー
ン印刷、スタンピング作業を長時間行つても粘度
変化が微少であり、タツクフリー性が極めて長く
すぐれている。他方硬化性としては300℃のオー
ブンで120分以内又は350℃のホツトプレート上で
30秒以内に硬化可能でありすぐれている。 従つて本発明のマウント用樹脂組成物は従来品
に比し、作業性の面でも信頼性の面でも画期的に
優れたものであり、エレクトロニクス業界に於け
る永年の願望をみたすものである。 本発明に用いる銀粉としてはハロゲンイオン、
アルカリ金属イオンなどのイオン性不純物の含有
量が何れも10ppm以下が好ましく、粒径0.1〜50μ
の範囲であり、要すればやや粗なフレーク状また
は樹枝状のものと、やや細い粒状のものとが適宜
混合されたものである。 また銀粉製造時に適宜滑剤として金属石鹸など
の界面活性剤を添加してもよいが、その場合には
熱水洗滌などにより予め除去することが好まし
い。また洗滌は銀粒子表面の汚染の除去、活性化
にも効果があるが、粒度分布がかなり変化するこ
とがあるので注意を要する。 本発明に於ける銀粉の混合割合は組成物に対し
て70〜95%(重量、以下同じ)であることが望ま
しい。これより少ないと沈降分離し易くなるこ
と、導電性が低くなることなどで望ましくなく、
それ以上用いても導電性がさほど向上しないのに
コストが著しく増大すること、接着力が大幅に低
下することなどにより望ましくない。 本発明に用いるエポキシ樹脂は液状脂環式エポ
キシ樹脂とグリシジールタイプの多官能性エポキ
シ樹脂との混合物であり、しかも混合物として加
水分解性ハロゲン基が300ppm以下好ましくは
200ppm以下のものである。一般に液状脂環式エ
ポキシ樹脂はエピハロヒドリンを原料として用い
ないので本質的に不純物としてのハロゲン基を含
有しないものである。これに対してグリシジール
タイプのエポキシ樹脂ではエピハロヒドリンを原
料とするため、不純物としてハロゲン基をかなり
の量含むものであり、その中加水分解性ハロゲン
基としては100ppmまたはそれ以上含むのが普通
であり、本発明の目的のためには1000ppm、好ま
しくは600ppm以下のものであることが望ましい。 本発明に於いては両者のタイプのエポキシ樹脂
の混合物として加水分解性ハロゲン基含有量が
300ppm以下であることがマウント用樹脂組成物
としての信頼性を向上させるために必要である。 本発明に用いる脂環式エポキシ樹脂としては、
エポキシシクロヘキシルメチル−エポキシシクロ
ヘキサンカルボン酸エステル、ビス(エポキシシ
クロヘキシルメチル)のコハク酸、アジピン酸、
セバチン酸など脂肪族2塩基酸のジエステル類、
ビニルシクロヘキセンジオキサイド、ジシクロペ
ンタジエンジオキサイド及びこれらの低級アルキ
ル誘導体などである。 脂環式エポキシ樹脂のエポキシ基は末端エポキ
シ基ではなく、内部エポキシ基であるため、硬化
剤としては酸無水物が特に有効であるが、アミン
類はあまり有効ではない。しかし本発明のように
グリシジールタイプの多官能性のエポキシ樹脂を
併用すると、250℃以上の高温に於いては、これ
が開環重合の開始点となり、両者の共重合の形で
硬化反応が円滑に進行するものと考えられる。即
ち内部エポキシ基のみではジシアンジアミドでは
十分に硬化しないのに、末端エポキシ基と共存さ
せると両者の間の共重合がおこり良好な硬化をす
るようになる。 本発明の目的のためにはエポキシシクロヘキシ
ルメチル−エポキシシクロヘキサンカンボン酸エ
ステルタイプのものが高沸点でしかも低粘度であ
り特に好ましい。 なお脂環式エポキシ樹脂を用いているので室温
での安定性がグリシジールタイプのものよりもす
ぐれており、タツクフリー性が特にすぐれたもの
が得られる。 本発明に用いるグリシジールタイプのエポキシ
樹脂は、エポキシ基を分子当り2.5ケ以上含んで
いることが必要である。通常のエピビスタイプの
ように分子当りのエポキシ基の数が2.0であるの
は十分な耐熱性、速硬化性が得られないので望ま
しくない。但し3官能性またはそれ以上のものと
2官能性のものとを適宜配合して、平均2.5官能
性以上にして用いてもよい。 本発明に用いるグリシジールタイプエポキシ樹
脂としては上記の条件を満たしているものであれ
ば何れも使用可能であるが、次のタイプのものが
特に好ましい。 フロログルシノールトリグリシジールエーテ
ル、トリヒドロオキシビフエニルのトリグリシジ
ールエーテル、テトラヒドロキシビフエニルのテ
トラグリシジールエーテル、テトラヒドロキシビ
スフエノールFのテトラグリシジールエーテル、
テトラヒドロキシベンゾフエノンのテトラグリシ
ジールエーテル、エポキシ化ノボラツク、エポキ
シ化ポリビニルフエノール、トリグリシジールイ
ソシアヌレート、トリグリシジールシアヌレー
ト、トリグリシジールS−トリアジン、トリグリ
シジールアミノフエノール、テトラグリシジール
ジアミノジフエニルメタン、テトラグリシジール
メタフエニレンジアミン、テトラグリシジールピ
ロメリツト酸、トリグリシジールトリメリツト酸
などの3またはそれ以上の多官能性のエポキシ樹
脂及びこれに配合する2官能性のエポキシ樹脂、
例えばジグリシジールレゾルシン、ジグリシジー
ルビスフエノールA、ジグリシジールビスフエノ
ールF、ジグリシジールビスフエノールS、ジヒ
ドロキシベンゾフエノンのジグリシジールエーテ
ル、ジグリシジールオキシ安息香酸、ジグリシジ
ールフタル酸(o,m,p)、ジグリシジールヒ
ダントイン、ジグリシジールアニリン、ジグリシ
ジールトルイジンなどであり、またはこれらの縮
合タイプの樹脂である。 また特殊なタイプとして、例えば1〜3核体が
主体のアリル化ポリフエノールの過酸によるエポ
キシ化物のようにグリシジールエーテル基と核置
換のグリシジール基とを有しているものも上記の
条件を充しているならば同様に用いることが出来
る。 なお本発明に用いる何れのタイプのエポキシ樹
脂に於いても、ハロゲンイオンやアルカリ金属イ
オンなどのイオン性不純物がそれぞれ10ppm以下
のものであることが好ましい。 本発明に用いる硬化剤としては、潜伏性のもの
が必要であり、ジシアンジアミドが最も適してい
る。 しかしジシアンジアミドは樹脂に溶解し難いの
で、粗いと沈降したりして分散が不均一となり、
硬化が不均一となるおそれがあるので、均一に分
散するように微粉砕好ましくは湿式粉砕したもの
であることが望ましい。ジシアンジアミドを溶液
として用いるのは揮発性溶剤が組成物中に含まれ
ることになるので好ましくない。 用いるジシアンジアミドの粒度としては、350
メツシユパスのものであることが好ましく、この
ような微粒子でないと均一な硬化物が得られず、
性能のバラツキを生じることがあるので好ましく
ない。 マウント用樹脂の信頼性向上のために上記の微
粉化は不可欠のものである。 本発明に用いる硬化促進剤は第3級アミンの塩
であり、ジメチルベンジルアミン、トリス(ジメ
チルアミノメチル)フエノール、脂環式超塩基
類、イミダゾール類の群より選ばれた少くとも1
種の第3級アミンと多価フエノール類又は多塩基
酸類との塩であることが望ましい。 脂環式超塩基とはトリメチレンジアミン、1,
8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−
7,ドデカヒドロ−1,4,7,9テトラアザフ
エナレンなどである。 イミダゾール類とは2−及び/または4−の位
置にメチル、エチル、プロピルまたはC17までの
長鎖のアルキル基、フエニル基などの置換基を導
入したものである。 これらの第3級アミン類と塩を形成するものと
しては、フタル酸(o,m,p)、テトラヒドロ
フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル
酸、ダイマー酸、ヘキサヒドロフタル酸、トリメ
リツト酸、アジピン酸、コハク酸、マレイン酸、
イタコン酸などの多塩基酸、またはレゾルシン、
ピロガロール、ハイドロキノン、ビスフエノール
A、ビスフエノールF、ビスフエノールS、低分
子ノボラツクなどの多価フエノール類である。 これらの第3アミンの塩はエポキシ樹脂100部
(重量、以下同じ)に対して0.1〜10部の範囲であ
ることが望ましい。これより少ないと促進効果が
不十分であり、これより多くしても硬化がさほど
促進されないのに保存性が劣化するそれがあるの
で何れも望ましくない。 なお、これらの第3級アミンの塩は、使用前に
吸湿したり、炭酸ガスを吸収し易く、これにより
性能が劣化し易いので、特に本発明に用いる場合
には、吸水量が10%(重量)以下、CO2ガス吸収
量が5%以下であることが好ましい。一旦吸水、
吸CO2ガスしたものは十分には精製し難いので精
製して使用することは一般に好ましくない。 マウント樹脂の硬化性を安定させるためには上
記の範囲内のものを用いることが好ましい。 本発明に於いては、脱泡剤を適宜用いてもよ
い。脱泡剤としては、シリコーン系、弗素系、そ
の他のものの何れを用いてもよい。何れにしても
芳香族系の低沸点の溶剤は可及的含んでいないこ
とが好ましい。 また接点不良の原因とならないようにシリコー
ン系のものでない方が好ましい。 また要すればシリコーン系、チタネート系など
の表面処理剤を併用してもよい。これにより耐質
性が著しく向上する。 本発明に用いる硬化剤、硬化促進剤、反応性希
釈剤などはClイオン、Naイオンなどのイオン性
不純物は何れも10ppm以下であることが望まし
い。但しこれらの原材料は本質的にエポキシ樹脂
のように加水分解性のハロゲン基を含むものでは
なく、またこれらのイオン性不純物をも含まぬも
のであり、蒸留、再結晶などの通常の精製により
十分に本発明の目的に適したものが得られる。 イオン性不純物の試験方法は次のようである。 塩素イオンは液状試料15gを純水20mlと2時間
振盪後、水層を遠心分離し検液とする。次に検液
15c.c.をホールピペツトで採取し、6%鉄ミヨウバ
ン水溶液4ml、0.3%チオシアン酸・水銀エタノ
ール溶液2mlを加え、25mlになるまで純水で稀釈
する。得られた検液は分光光度計で460nmの波長
に於ける吸光度を測定してブランクテストとの対
比に於いて予め作成した検量線を用いて不純物と
して含まれる塩素イオン濃度を求める。 なおエポキシ樹脂、マウント用樹脂組成物、硬
化剤などのうち粘稠液状乃至固形の場合には、試
料15gをトルエン30mlに均一に溶解し、純水100
mlを加えて2時間振盪後水層を遠心分離して検波
とし、以下同様に行なう。 ナトリウムイオンは上記検液をフレームレス原
子吸光分析装置を用いて330.2nmの波長の吸光度
より、ブランクテストとの対比に於いて予め作成
した検量線を用いて不純物として含まれるナトリ
ウムイオンを求める。 エポキシ樹脂の加水分解性塩素の定量法は、樹
脂0.5gをジオキサン30mlにとかし、更に1N
KOH−エタノール溶液5mlと30分間加熱還流さ
せ、次に生成したクロルイオンの量を
0.01AgNO3により滴定して求める。この値を加
水分解性塩素量とする。なお0.1N KOHメタノ
ール溶液で15分間加熱還流するのが従来の測定法
であつたが、これでは加水分解性塩素量として過
小の値が得られるので本発明の目的のためには好
ましくない。 本発明のマウント用樹脂組成物の製造工程は次
のようである。 先ず所定量のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進
剤などもそれぞれ秤取し、混練し均一溶液とす
る。この場合混練には通常の撹拌槽、擂漬器、三
本ロール、インクミルなどを適宜組合せて用いて
よい。 次に所定量の銀粉を秤取し、上記樹脂溶液と混
練して完全に均一なペースト状にする。この場合
にも撹拌槽、擂潰器、三本ロールなどを適宜組合
せて用いる。次にペースト状樹脂組成物を所定の
容器に秤量分配し、真空チヤンバー中で脱泡して
製品とする。 この場合マウント用樹脂層が厚いと十分に脱泡
出来ないので可及的に薄い層にすることが好まし
い。 このようにして得られた樹脂組成物は−15℃ま
たはそれ以下の温度で貯蔵し輸送することが必要
である。これより温度が上ると貯蔵寿命を著しく
低下させるので好ましくない。 本発明の導電性樹脂ペーストは従来品に比し次
のような特長を有している。 (1) 高純度である 樹脂として加水分解性クロル基を本質的に含ま
ないタイプのものを高い割合で用いているので、
熱水分解性のものを含むイオン性不純物の量が極
めて少ない。 従つて耐湿通電テスト時のアルミニウム配線の
腐食は大幅に改善され、信頼性は一段と向上して
いる。 (2) タツクフリー性が良好である。 室温での安定性が良好で長時間のスクリーン印
刷、スタンピングなどの作業の継続が可能であ
る。 (3) 高温速硬化である。 ホツトプレート上で350℃、30秒以内の急速硬
化が可能である。 (4) 高温時の接着力が大きい。 350℃上の高温時のマウント強度が特に大きい。 (5) その他熱放散性、電気伝導性、低ボイド、銀
マイグレーシヨンや発生ガスによる汚染、ペレ
ツトクラツクなどの故障のないことなどの性能
は従来品に比しまさるとも劣らないものであ
る。 従つて本発明の導電性樹脂ペーストは最近ます
ます要求性能が厳しくなつて行く方向にあるエレ
クトロニクス業界の希望に合致した極めて工業的
価値の高いものである。 なおプレツシヤークツカーテストによる熱水分
解性塩素イオンの測定方法は次のようである。 マウント用樹脂を300℃、60分間で硬化させ、
次いで硬化物を粉砕する。得られた粉末試料2g
を分解ルツボ中でエタノール3mlを加えて十分浸
漬させる。次に純水40mlを加えた後、完全に密封
し125℃、20時間処理する。処理後要すれば遠心
分離し、上澄液を検波とする。検液中の塩素イオ
ン濃度、ナトリウムイオン濃度は上記の方法に準
じて求める。 以下、実施例について説明する。 実施例 1 脂環式エポキシ樹脂は、3,4エポキシシクロ
ヘキシルメチル・3,4エポキシシクロヘキサン
カルボン酸エステル(粘度;4ポイズ/25℃、エ
ポキシ当量;135、数平均分子量;280、エポキシ
基の数/分子;2.0、加水分解性クロルなし)80
部、グリシジールタイプの多官能性エポキシ樹脂
は、エポキシ化フエノールノボラツク(数平均分
子量;680、エポキシ当量;180、エポキシ基の
数/分子;3.6、加水分解性クロル基;900ppm)
20部、硬化剤として予め350メツシユパスの微粉
末化したジシアンジアミド5.0部、硬化促進剤と
してトリエチレンジアミンのレゾルシン塩0.5部、
弗素樹脂系消泡剤0.01部を撹拌し、均一分散液と
する。更に銀粉末400部を加え擂潰器で混練し、
最後に三本ロールを通して均一なペースト状マウ
ント樹脂組成物を得る。 得られたペースト状マウント用樹脂組成物は液
の厚さ20mm以下にバツト中に拡げて真空チヤンバ
−中常温、5mmHg以下の高真空下に脱泡する。 脱泡された樹脂組成物はリードフレーム上にス
クリーン印刷またはスタンピングにより定量的に
自動供給され、チツプをマウントする。 樹脂の硬化はホツトプレート上350℃、30秒放
置することにより得られる。 マウント用樹脂の各種の性能は第1表の通りで
ある。 なお上記のエポキシ樹脂に於いてグリシジール
タイプの多官能性エポキシ樹脂を併用しないで、
脂環式エポキシ樹脂のみを用いると、上記の硬化
剤、硬化促進剤によつて硬化させることが困難で
あるので望ましくない。 実施例 2 脂環式エポキシ樹脂は実施例1と同じものを用
い、グリシジールタイプの多官能エポキシはフロ
ログルシンのトリグリシジールエーテル(数平均
分子量;370、エポキシ当量;135、エポキシ基の
数/分子;2.6、加水分解性クロル基;800ppm)
を用いる。 硬化剤、硬化促進剤、消泡剤は実施例1と同じ
である。 配合、ペースト状、硬化条件、硬化物の性能は
第1表の通りである。 比較例 脂環式エポキシ樹脂、グリシジールタイプの多
官能エポキシ樹脂は何れも実施例1と同じであ
る。 硬化剤としてはメチルテトラヒドロ無水フタル
酸、硬化促進剤としてはペンタメチレンジエチレ
ントリアミンを用いた。 配合、ペースト性状、硬化条件、硬化物の性能
は第1表の通りである。 この場合硬化剤が揮発性であるため、硬化を高
温で短時間に行うことが困難であり、80〜120℃
で10数時間の極めて長い硬化サイクルが必要であ
る。
The present invention relates to a conductive thermosetting resin paste made of silver powder and liquid epoxy resin. More specifically, the present invention relates to a resin composition for solvent-free one-component mounting. Due to recent remarkable developments in the electronics industry, it has evolved into transistors, ICs, LSIs, and super LSIs.
As the degree of circuit integration in these semiconductor devices rapidly increases, mass production becomes possible, and as the prices of semiconductor products using these devices fall, improving workability and reducing costs in mass production become important issues. It's here. Conventionally, it has been common practice to bond semiconductor elements to substrate conductors and lead frames using the Au-Si eutectic method, and then seal them with a hermetic seal to produce semiconductor products. However, due to workability and cost considerations during mass production, a resin encapsulation method was developed, and as a result, an improved method of the Au/Si eutectic method in the mounting process was developed.
Methods using solder materials and mounting resins have begun to be taken up. However, the disadvantages of the soldering method include low reliability and easy contamination of the device's electrodes.
Its use is limited to power transistors and power IC elements that require high thermal conductivity. Mounting resin, on the other hand, has superior workability compared to the soldering method, and is superior to Au/Si methods in terms of characteristics such as reliability and heat-resistant adhesion, and its popularity is rapidly increasing. It is being done. Recently, chip mounting equipment has become more automated and faster, and the requirements for the characteristics necessary for one-component mounting resins that meet this trend are becoming more stringent. The properties necessary for a mounting resin are as follows. Mount strength: When heated to 350℃, -65~150℃ heat shock cycle, after hot water treatment, etc. Heat dissipation properties Electric conductivity Workability: quantitative injection using a dispenser,
Screen printing properties, stamping properties, etc. Curability: Excellent curing properties using oven method, hot plate method, etc. Boyd: Low. Reliability: There should be no defects in the moisture resistance current test, such as silver migration, changes in device characteristics due to gas generated from cured adhesive, corrosion of aluminum wiring due to ionic impurities such as halogens and alkali metals, etc. Wire bonding properties: Deterioration in bonding properties due to gas generated from cured products, contamination due to bleeding, etc. Pellet crack: Good buffer against stress caused by the difference in thermal expansion with the lead frame (especially in the case of copper alloy). In particular, chip mounting process equipment has recently become more automated and faster in order to enable mass production, and for this purpose, in addition to streamlining resin application through screen printing and stamping, the hot plate method has been developed. As the curing process began to take effect, a short cycle on a hot plate was required. This completely eliminates the oven curing process and replaces the wire bonding process.
When the curing is carried out on a hot plate at 300 to 450°C, curing is completed at the same time, thereby shortening and simplifying the process. Reliability requirements also tend to become more stringent, and in the past, the amounts of ionic impurities such as Cl ions and Na ions in the Pressure-Schucker test were at the level of several hundred ppm each; Broad improvements were strongly requested. As a result of various studies on these points, the present inventors found that liquid alicyclic epoxy resins and glycerinase epoxy resins are used in solvent-free, conductive resin pastes consisting of silver powder, liquid epoxy resin, curing agents, and curing accelerators. It is a mixture with a gel-type polyfunctional epoxy resin, and contains a hydrolyzable halogen group of 300 ppm or less (by weight, the same applies hereinafter).The hardening agent is finely powdered dicyandiamide, and the hardening accelerator is finely powdered dicyandiamide. By using a salt of a tertiary amine, the above conditions can be satisfied, leading to the present invention. In other words, since the composition of the present invention is a 100% resin-based composition that does not contain any volatile substances in principle, it can be injected in a fixed amount using a dispenser, and the viscosity does not change even after long periods of screen printing and stamping operations. is extremely small and has excellent tack-free properties for an extremely long time. On the other hand, it can be cured within 120 minutes in an oven at 300℃ or on a hot plate at 350℃.
It is excellent because it can be cured within 30 seconds. Therefore, the mounting resin composition of the present invention is revolutionary in terms of workability and reliability compared to conventional products, and fulfills a long-held desire in the electronics industry. . The silver powder used in the present invention includes halogen ions,
The content of ionic impurities such as alkali metal ions is preferably 10 ppm or less, and the particle size is 0.1 to 50μ.
If necessary, it is a mixture of slightly coarse flakes or dendritic materials and slightly fine granular materials. Furthermore, a surfactant such as a metal soap may be added as a lubricant when producing silver powder, but in this case it is preferable to remove it in advance by washing with hot water or the like. Washing is also effective in removing contamination from the surface of silver particles and in activating it, but care must be taken since the particle size distribution may change considerably. The mixing ratio of silver powder in the present invention is preferably 70 to 95% (by weight, the same applies hereinafter) to the composition. If the amount is less than this, it is undesirable because it becomes easy to sediment and separate, and the conductivity becomes low.
Even if it is used in excess, the conductivity does not improve much, but the cost increases significantly, and the adhesive strength decreases significantly, which is not desirable. The epoxy resin used in the present invention is a mixture of a liquid alicyclic epoxy resin and a glycidyl type polyfunctional epoxy resin, and preferably contains 300 ppm or less of hydrolyzable halogen groups.
It is 200ppm or less. In general, liquid alicyclic epoxy resins do not use epihalohydrin as a raw material, so they essentially do not contain halogen groups as impurities. On the other hand, glycidyl-type epoxy resins use epihalohydrin as a raw material, so they contain a considerable amount of halogen groups as impurities, and typically contain 100 ppm or more of hydrolyzable halogen groups. For the purposes of the present invention, it is desirable that the amount is 1000 ppm or less, preferably 600 ppm or less. In the present invention, a mixture of both types of epoxy resins has a hydrolyzable halogen group content.
It is necessary that the content be 300 ppm or less in order to improve reliability as a mounting resin composition. As the alicyclic epoxy resin used in the present invention,
Epoxycyclohexylmethyl-epoxycyclohexanecarboxylic acid ester, bis(epoxycyclohexylmethyl) succinic acid, adipic acid,
Diesters of aliphatic dibasic acids such as sebacic acid,
These include vinyl cyclohexene dioxide, dicyclopentadiene dioxide, and lower alkyl derivatives thereof. Since the epoxy group of the alicyclic epoxy resin is not a terminal epoxy group but an internal epoxy group, acid anhydrides are particularly effective as curing agents, but amines are not so effective. However, when a glycidyl-type polyfunctional epoxy resin is used in combination as in the present invention, this becomes the starting point for ring-opening polymerization at high temperatures of 250°C or higher, and the curing reaction is smooth due to the copolymerization of both. It is thought that this will progress to. That is, although internal epoxy groups alone do not cure sufficiently with dicyandiamide, when they coexist with terminal epoxy groups, copolymerization between the two occurs, resulting in good curing. For the purpose of the present invention, epoxycyclohexylmethyl-epoxycyclohexane carboxylic acid ester type is particularly preferred since it has a high boiling point and low viscosity. Since the alicyclic epoxy resin is used, the stability at room temperature is superior to that of the glycidyl type, and a product with particularly excellent tack-free properties can be obtained. The glycidyl type epoxy resin used in the present invention needs to contain 2.5 or more epoxy groups per molecule. It is not desirable that the number of epoxy groups per molecule is 2.0 as in the usual Epivis type because sufficient heat resistance and fast curing properties cannot be obtained. However, a trifunctional or higher functionality and a bifunctional one may be appropriately blended to have an average functionality of 2.5 or more. As the glycidyl type epoxy resin used in the present invention, any glycidyl type epoxy resin can be used as long as it satisfies the above conditions, but the following types are particularly preferred. Phloroglucinol triglycidyl ether, triglycidyl ether of trihydroxybiphenyl, tetraglycidyl ether of tetrahydroxybiphenyl, tetraglycidyl ether of tetrahydroxybisphenol F,
Tetraglycidyl ether of tetrahydroxybenzophenone, epoxidized novolak, epoxidized polyvinylphenol, triglycidyl isocyanurate, triglycidyl cyanurate, triglycidyl S-triazine, triglycidyl aminophenol, tetraglycidyl diaminodiphenyl Tri- or more polyfunctional epoxy resins such as methane, tetraglycidyl metaphenylene diamine, tetraglycidyl pyromellitic acid, triglycidyl trimellitic acid, and bifunctional epoxy resins blended therein;
For example, diglycidyl resorcin, diglycidyl bisphenol A, diglycidyl bisphenol F, diglycidyl bisphenol S, diglycidyl ether of dihydroxybenzophenone, diglycidyloxybenzoic acid, diglycidyl phthalic acid (o, m, p), diglycidylhydantoin, diglycidylaniline, diglycidyltoluidine, etc., or a condensation type resin thereof. In addition, as a special type, for example, those having glycidyl ether groups and nuclear-substituted glycidyl groups, such as epoxidized products of allylated polyphenols mainly composed of mono- to trinuclear bodies, by peracid, also meet the above conditions. If it is fulfilled, it can be used in the same way. In any type of epoxy resin used in the present invention, it is preferable that the content of ionic impurities such as halogen ions and alkali metal ions is 10 ppm or less. The curing agent used in the present invention needs to be latent, and dicyandiamide is most suitable. However, dicyandiamide is difficult to dissolve in resin, so if it is coarse, it may settle and become unevenly dispersed.
Since there is a risk of non-uniform curing, it is desirable that the material be finely pulverized, preferably wet-pulverized, so as to be uniformly dispersed. It is not preferred to use dicyandiamide as a solution since a volatile solvent will be included in the composition. The particle size of dicyandiamide used is 350
It is preferable that the material is made of mesh pass; if it is not such fine particles, a uniform cured product cannot be obtained;
This is not preferable because it may cause variations in performance. The above-mentioned pulverization is essential for improving the reliability of mounting resin. The curing accelerator used in the present invention is a salt of a tertiary amine, and at least one selected from the group of dimethylbenzylamine, tris(dimethylaminomethyl)phenol, alicyclic superbases, and imidazoles.
Desirably, it is a salt of a tertiary amine and a polyhydric phenol or a polybasic acid. Alicyclic superbases are trimethylene diamine, 1,
8-diazabicyclo(5,4,0)undecene-
7, dodecahydro-1,4,7,9-tetraazaphenarene, and the like. Imidazoles are those in which a substituent such as methyl, ethyl, propyl, a long-chain alkyl group up to C17 , or a phenyl group is introduced at the 2- and/or 4-position. Those that form salts with these tertiary amines include phthalic acid (o, m, p), tetrahydrophthalic acid, endomethylenetetrahydrophthalic acid, dimer acid, hexahydrophthalic acid, trimellitic acid, adipic acid, succinic acid, maleic acid,
polybasic acids such as itaconic acid, or resorcinol,
These are polyhydric phenols such as pyrogallol, hydroquinone, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, and low-molecular-weight novolaks. The amount of these tertiary amine salts is desirably in the range of 0.1 to 10 parts per 100 parts (by weight, hereinafter the same) of the epoxy resin. If the amount is less than this, the accelerating effect will be insufficient, and if it is more than this, the curing will not be promoted so much, but the storage stability will deteriorate, so both are undesirable. Note that these tertiary amine salts tend to absorb moisture and carbon dioxide before use, which tends to deteriorate their performance. It is preferable that the amount of CO 2 gas absorbed is 5% or less. Once it absorbs water,
Since it is difficult to sufficiently purify CO 2 gas, it is generally not preferable to purify it before use. In order to stabilize the curability of the mount resin, it is preferable to use one within the above range. In the present invention, a defoaming agent may be used as appropriate. As the defoaming agent, silicone-based, fluorine-based, or other types may be used. In any case, it is preferable that aromatic low-boiling point solvents are not included as much as possible. Also, it is preferable that the material is not silicone-based so as not to cause contact failure. Further, if necessary, a surface treatment agent such as a silicone type or a titanate type may be used in combination. This significantly improves quality resistance. It is desirable that the curing agent, curing accelerator, reactive diluent, etc. used in the present invention contain ionic impurities such as Cl ions and Na ions at 10 ppm or less. However, these raw materials essentially do not contain hydrolyzable halogen groups like epoxy resins, nor do they contain these ionic impurities, and can be purified by normal purification methods such as distillation and recrystallization. Therefore, one suitable for the purpose of the present invention can be obtained. The test method for ionic impurities is as follows. For chlorine ions, shake 15 g of a liquid sample with 20 ml of pure water for 2 hours, then centrifuge the aqueous layer and use it as a test solution. Next, test solution
Collect 15 c.c. with a whole pipette, add 4 ml of 6% iron alum aqueous solution and 2 ml of 0.3% thiocyanic acid/mercury ethanol solution, and dilute with pure water until the volume reaches 25 ml. The absorbance of the obtained test solution at a wavelength of 460 nm is measured using a spectrophotometer, and the concentration of chlorine ions contained as impurities is determined using a calibration curve prepared in advance in comparison with a blank test. For epoxy resins, mounting resin compositions, curing agents, etc., in the case of viscous liquids or solids, uniformly dissolve 15 g of the sample in 30 ml of toluene, and add 100 mL of pure water.
After shaking for 2 hours, the aqueous layer was centrifuged for detection, and the same procedure was followed. Sodium ions contained as impurities are determined from the absorbance of the above test solution at a wavelength of 330.2 nm using a flameless atomic absorption spectrometer, using a calibration curve prepared in advance for comparison with a blank test. To quantify hydrolyzable chlorine in epoxy resin, dissolve 0.5 g of resin in 30 ml of dioxane, then add 1N
Heat under reflux with 5 ml of KOH-ethanol solution for 30 minutes, then measure the amount of chlorine ions generated.
Determined by titration with 0.01AgNO3 . This value is defined as the amount of hydrolyzable chlorine. The conventional measurement method was to heat and reflux the 0.1N KOH methanol solution for 15 minutes, but this method is not preferable for the purposes of the present invention because it yields an underestimate of the amount of hydrolyzable chlorine. The manufacturing process of the mounting resin composition of the present invention is as follows. First, predetermined amounts of epoxy resin, curing agent, curing accelerator, etc. are weighed out and kneaded to form a uniform solution. In this case, for kneading, an appropriate combination of conventional stirring tanks, picklers, triple rolls, ink mills, etc. may be used. Next, a predetermined amount of silver powder is weighed out and kneaded with the resin solution to form a completely uniform paste. In this case as well, a stirring tank, a crusher, three rolls, etc. are used in combination as appropriate. Next, the paste-like resin composition is weighed and distributed into predetermined containers, and defoamed in a vacuum chamber to obtain a product. In this case, if the mounting resin layer is thick, it will not be possible to remove bubbles sufficiently, so it is preferable to make the layer as thin as possible. The resin composition thus obtained needs to be stored and transported at a temperature of -15°C or lower. If the temperature is higher than this, the shelf life will be significantly reduced, which is not preferable. The conductive resin paste of the present invention has the following features compared to conventional products. (1) High purity Since we use a high proportion of resin that essentially does not contain hydrolyzable chlorine groups,
The amount of ionic impurities, including hydrothermally decomposable ones, is extremely low. Therefore, the corrosion of the aluminum wiring during the moisture resistance current test has been significantly reduced, and reliability has further improved. (2) Good tack-free property. It has good stability at room temperature and can be used for screen printing, stamping, etc. for long periods of time. (3) Fast curing at high temperatures. Rapid curing is possible within 30 seconds at 350℃ on a hot plate. (4) Strong adhesive strength at high temperatures. The mount strength is particularly high at high temperatures above 350℃. (5) Other performances such as heat dissipation, electrical conductivity, low voids, no silver migration, no contamination by generated gas, no failures such as pellet cracks, etc. are comparable to conventional products. Therefore, the conductive resin paste of the present invention is of extremely high industrial value and meets the wishes of the electronics industry, which has recently become increasingly demanding in performance. The method for measuring hydrothermally decomposable chlorine ions using the Plessyer Kutsker test is as follows. Cure the mounting resin at 300℃ for 60 minutes,
Next, the cured product is pulverized. 2g of the obtained powder sample
Add 3 ml of ethanol to the decomposition crucible and soak thoroughly. Next, add 40ml of pure water, seal completely and treat at 125℃ for 20 hours. After treatment, centrifuge if necessary, and use the supernatant for detection. The chloride ion concentration and sodium ion concentration in the test solution are determined according to the above method. Examples will be described below. Example 1 Alicyclic epoxy resin is 3,4 epoxycyclohexylmethyl/3,4 epoxycyclohexane carboxylic acid ester (viscosity: 4 poise/25°C, epoxy equivalent: 135, number average molecular weight: 280, number of epoxy groups/ Molecule; 2.0, no hydrolyzable chloride) 80
Glycidyl type polyfunctional epoxy resin is epoxidized phenol novolak (number average molecular weight: 680, epoxy equivalent: 180, number of epoxy groups/molecule: 3.6, hydrolyzable chlorine group: 900 ppm)
20 parts, 5.0 parts of pre-pulverized dicyandiamide of 350 mesh pass as a hardening agent, 0.5 parts of resorcinol salt of triethylenediamine as a hardening accelerator,
Stir 0.01 part of a fluororesin antifoaming agent to make a uniform dispersion. Furthermore, 400 parts of silver powder was added and kneaded using a grinder.
Finally, it is passed through three rolls to obtain a uniform paste-like mounting resin composition. The resulting paste-like mounting resin composition is spread in a vat to a liquid thickness of 20 mm or less, and defoamed in a vacuum chamber at room temperature under high vacuum of 5 mmHg or less. The defoamed resin composition is automatically supplied quantitatively onto the lead frame by screen printing or stamping to mount the chip. The resin is cured by leaving it on a hot plate at 350°C for 30 seconds. The performance of various mounting resins is shown in Table 1. In addition, in the above epoxy resin, do not use a glycidyl type polyfunctional epoxy resin together.
It is not desirable to use only an alicyclic epoxy resin because it is difficult to cure it with the above-mentioned curing agent and curing accelerator. Example 2 The same alicyclic epoxy resin as in Example 1 was used, and the glycidyl type polyfunctional epoxy was triglycidyl ether of phloroglucin (number average molecular weight: 370, epoxy equivalent: 135, number of epoxy groups/molecule; 2.6, hydrolyzable chlorine group; 800ppm)
Use. The curing agent, curing accelerator, and antifoaming agent are the same as in Example 1. The formulation, paste form, curing conditions, and performance of the cured product are shown in Table 1. Comparative Example Both the alicyclic epoxy resin and the glycidyl type polyfunctional epoxy resin are the same as in Example 1. Methyltetrahydrophthalic anhydride was used as a curing agent, and pentamethylene diethylene triamine was used as a curing accelerator. The formulation, paste properties, curing conditions, and performance of the cured product are shown in Table 1. In this case, since the curing agent is volatile, it is difficult to cure at high temperature in a short time, and the temperature is 80 to 120℃.
An extremely long curing cycle of more than 10 hours is required.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 銀粉、液状エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進
剤よりなる導電性樹脂組成物であつて、液状エポ
キシ樹脂は液状の脂環式エポキシ樹脂とグリシジ
ールタイプの多官能性エポキシ樹脂との混合物で
あり、更に加水分解性ハロゲン基が300ppm(重
量)以下であり、硬化剤はジシアンジアミドであ
り、硬化促進剤は第3級アミンの塩であることを
特徴とする導電性樹脂ペースト。
1 A conductive resin composition consisting of silver powder, a liquid epoxy resin, a curing agent, and a curing accelerator, where the liquid epoxy resin is a mixture of a liquid alicyclic epoxy resin and a glycidyl type polyfunctional epoxy resin. A conductive resin paste further characterized in that the content of hydrolyzable halogen groups is 300 ppm (by weight) or less, the curing agent is dicyandiamide, and the curing accelerator is a tertiary amine salt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6011527A (en) * 1983-06-30 1985-01-21 Toshiba Chem Corp Epoxy resin composition
JPS61185526A (en) * 1985-02-13 1986-08-19 Nemoto Tokushu Kagaku Kk Colored paste
JP2597587B2 (en) * 1987-07-15 1997-04-09 日本電信電話株式会社 Mobile radio location registration method
JPS6448305A (en) * 1987-08-17 1989-02-22 Toshiba Chem Corp Conductive paste
JP2596663B2 (en) * 1991-10-30 1997-04-02 住友ベークライト株式会社 Conductive resin paste for semiconductors
JP2004182935A (en) * 2002-12-05 2004-07-02 Ricoh Co Ltd Conductive adhesive
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