JPH0726235A - 導電性ペースト - Google Patents

導電性ペースト

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JPH0726235A
JPH0726235A JP5194085A JP19408593A JPH0726235A JP H0726235 A JPH0726235 A JP H0726235A JP 5194085 A JP5194085 A JP 5194085A JP 19408593 A JP19408593 A JP 19408593A JP H0726235 A JPH0726235 A JP H0726235A
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JP
Japan
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group
conductive paste
epoxy resin
present
curing
Prior art date
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Pending
Application number
JP5194085A
Other languages
English (en)
Inventor
Tokuo Kurokawa
徳雄 黒川
Tetsunaga Niimi
哲永 新美
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Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
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Publication of JPH0726235A publication Critical patent/JPH0726235A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

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  • Die Bonding (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、(A)多官能エポキシ樹脂を80%
以上含むエポキシ樹脂、(B)硬化触媒として、(a )
アルミニウムトリスアセチルアセトネートなど有機基を
有するアルミニウム化合物および(b )ジフェニルジエ
トキシシランなどSi に直結したOH基もしくは加水分
解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合物又は
オルガノシラン化合物、(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。 【効果】 本発明の導電性ペーストは、速硬化性、耐湿
性、半田耐熱性、接着性に優れ、生産性向上に寄与で
き、速硬化にしてもボイドの発生がなく、半導体チップ
の大形化に対応した信頼性の高いものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【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速硬化性、耐湿
性、半田耐熱性に優れ、半導体チップの大型化に対応し
た導電性ペーストに関する。
【0002】
【従来の技術】リードフレーム上の所定部分にIC、L
SI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熱圧着するという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、導電性ペース
トを使用する方法等に急速に移行してきた。
【0003】しかし、半田を使用する方法は、一部で実
用化された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年程前から実用化さ
れてきたが、信頼性の面で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。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
を有するものの、その反面、硬化に時間がかかるという
欠点があった。
【0004】さらに、最近、IC、LSIやLED等の
半導体チッの大形化に伴い、クリーム半田リフロー時の
パッケージクラックの発生、また、短時間硬化にした場
合ボイドの発生という大きな問題が生じるという欠点が
あった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消するためになされたもので、速硬化性、耐湿性、
半田耐熱性、接着性に優れ、生産性向上に寄与でき、ま
た速硬化にしてもボイドの発生がなく、半導体チップの
大形化に対応した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
のペーストを用いることによって、上記の目的を達成で
きることを見いだし、本発明を完成したものである。
【0007】即ち、本発明は、 (A)多官能エポキシ樹脂を80%以上含むエポキシ樹
脂、 (B)硬化触媒として、(a )有機基を有するアルミニ
ウム化合物および(b )Si に直結したOH基もしくは
加水分解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合
物又はオルガノシラン化合物、 (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】本発明に用いる(A)エポキシ樹脂として
は、例えばエピコート827,828,834,100
1,1002,1007,1009(シェル化学社製、
商品名)、DER330,331,332,334,3
35,336,337,660(ダウ・ケミカル社製、
商品名)、アラルダイトGY250,260,280,
6071,6084,6097,6099(チバガイギ
ー社製、商品名)、EPI−REZ510,5101,
(JONEDABNEY社製、商品名)、エピクロン8
10,1000,1010,3010(大日本インキ化
学工業社製、商品名)、旭電化社製EP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。また、これらのエポキシ樹脂の高純度タイ
プ品や希釈剤として使用される単官能エポキシ樹脂類を
配合することもできる。但し、単官能エポキシ樹脂類は
20%以下、溶剤類も 2%以下であり、多官能エポキシ樹
脂が80%以上含むことが望ましい。多官能エポキシ樹脂
が80%未満であると硬化速度が著しく遅くなり速硬化性
が損なわれ、またボイドが発生しやすくなり好ましくな
い。溶剤類も 2%を超えるとボイドの発生が多くなり好
ましくない。
【0010】本発明に用いる(B)硬化触媒として(a
)有機基を有するアルミニウム化合物および(b )Si
に直結したOH基もしくは加水分解性基を分子内に 1
個以上有するシリコーン化合物又はオルガノシラン化合
物を併用したものである。
【0011】(a )有機基を有するアルミニウム化合物
としては、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基
等のアルキル基、ベンジル基などの芳香族基、メトキシ
基、エトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、ア
セトオキシ基などのアシルオキシ基、アセチルアセトン
等の有機基を有する化合物であり、具体的にはトリイソ
プロピオキシアルミニウム、ジイソプロピオキシアセト
オキシアルミニウム、アルミニウムトリスアセチルアセ
トネート、アルミニウムトリスエチルアセトアセトネー
ト、トリスエチルアルミニウム等が挙げられ、これらは
単独または 2種以上混合して使用することができる。ま
た(b )成分のうち、Si に直結したOH基もしくは加
水分解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合物
としては、シロキサン骨格が直鎖状又は分岐状のいずれ
でもよく、直鎖状のものは次の一般式で示される。
【0012】
【化1】 (但し、式中R1 、R2 は水素原子、アルキル基、芳香
族基、不飽和アルキル基、ハロアルキル基、OH基また
はアルコキシル基等の加水分解性基を表し、R1、R2
のうち少なくとも1 個はOH基もしくはアルコキシル基
等の加水分解性基である)これらのシリコーン化合物は
単一の分子量である必要はなく、また、いかなる平均分
子量のものでも用いることができる。
【0013】また、(b )成分のうち、Si に直結した
OH基もしくは加水分解性基を分子内に 1個以上有する
オルガノシラン化合物としては、次の一般式で示される
ものが使用され、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】
【化2】 (但し、式中R3 、R4 、R5 、R6 はアルキル基、芳
香族基、アルコキシ基等の加水分解性基、OH基を表
し、R4 〜R6 のうち少なくとも 1個はOH基もしくは
加水分解性基である)上述した硬化触媒は(a )有機基
を有するアルミニウム化合物と(b )Si に直結したO
H基もしくは加水分解性基を分子内に 1個以上有するシ
リコーン化合物又はオルガノシラン化合物を併用するこ
とが、本発明の目的達成上、重要なことである。
【0015】本発明に用いる(C)導電性粉末として
は、例えば銀粉末、ニッケル粉末、表面に金属層を有す
る粉末等が挙げられ、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。
【0016】本発明の導電性ペーストは、上述したエポ
キシ樹脂、硬化触媒、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限り、また必要に応じて、粘度
調整用の少量の溶剤、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。この溶剤としては、
ジオキサン、ヘキサノン、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。これらの溶剤はエポキシ樹脂に対して 2重
量%以下の割合で添加配合することが望ましい。配合量
が 2重量%を超えるとボイドが発生しやすくなり好まし
くない。
【0017】この導電性ペーストは、常法に従い上述し
た各成分を十分混合した後、更に例えば三本ロール等に
よる混練処理を行い、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、シリ
ンジに充填しディスペンサーを用いてリードフレーム上
に吐出させ半導体チップをマウントした後、短時間で硬
化させて、半導体装置を製造することができる。
【0018】
【作用】本発明の導電性ペーストは、エポキシ樹脂、特
定の硬化触媒、導電性粉末を必須成分とすることによっ
て、短時間にチップを強固に接着固定するとともに、特
に耐湿性、半田耐熱性を向上させ、大型チップの反り変
形のない半導体装置を製造することが可能となったもの
である。
【0019】
【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。以下の実施例および比較例において「部」とは特に
説明のない限り「重量部」を意味する。
【0020】実施例1 エポキシ樹脂YL−980(油化シェルエポキシ社製、
商品名)29部、アルミニウムトリスアセチルアセトネー
ト 0.5部、ジフェニルジエトキシシラン 1部および銀粉
末69.5部を混合し、さらに三本ロールで混練して導電性
ペースト(A)を製造した。
【0021】実施例2 エポキシ樹脂YL−980(油化シェルエポキシ社製、
商品名)29部、フェニルグリシジルエーテル 1部、アル
ミニウムトリスエチルアセトネート1 部、ジフェニルジ
メトキシシラン 1部および銀粉末68部を混合し、さらに
三本ロールで混練して導電性ペースト(B)を製造し
た。
【0022】実施例3 エポキシ樹脂エピコート807(油化シェルエポキシ社
製、商品名)28部、フェニルグリシジルエーテル 1部、
アルミニウムトリスエチルアセトネート 0.5部、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン 2部および銀粉
末68.5部を混合し、さらに三本ロールで混練して導電性
ペースト(C)を製造した。
【0023】比較例1 市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型銀ペースト(D)を
入手した。
【0024】比較例2 市販のエポキシ樹脂ベースの無溶剤型銀ペースト(E)
を入手した。
【0025】実施例1〜3および比較例1〜2で得た導
電性ペースト(A)、(B)、(C)、(D)および
(E)を用いて、半導体チップとリードフレームとを接
着硬化させて、接着強度、ボイドの有無について試験を
行った。また、それを接着硬化させた後エポキシ封止材
料で封止して、樹脂封止型半導体装置をつくった。未硬
化の比較例については 200℃×5 分の追加硬化を行って
から、ボイド試験および樹脂封止を行った。これらの装
置についてクラック発生の有無を試験した。これらの結
果を表1に示したが、いずれも本発明が優れており、本
発明の顕著な効果が認められた。
【0026】
【表1】 *1 :リードフレーム上に 4×12mmのシリコンチップを
接着し、25℃の温度でプッシュプルゲージを用いて測定
した。 *2 :シリコンチップ裏面のボイドについて目視で調査
した。 ○印…ボイドなし、△印…ボイド有り、×印…ボイド大
量に有り。 *3 :85℃×85%, 100H吸湿後、遠赤外線リフロー炉
を通し、パッケージのクラック発生の有無を調査した。
○印…クラックなし、△印…クラック有り。
【0027】
【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は、速硬化性、耐湿性、半
田耐熱性、接着性に優れ、生産性向上に寄与でき、速硬
化にしてもボイドの発生がなく、半導体チップの大形化
に対応した信頼性の高いものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)多官能エポキシ樹脂を80%以上含
    むエポキシ樹脂、 (B)硬化触媒として、(a )有機基を有するアルミニ
    ウム化合物および(b )Si に直結したOH基もしくは
    加水分解性基を分子内に 1個以上有するシリコーン化合
    物又はオルガノシラン化合物、 (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。
JP5194085A 1993-07-09 1993-07-09 導電性ペースト Pending JPH0726235A (ja)

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Effective date: 20031118