JPS62195069A - 半導体素子接着用ペ−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】 、　［発明の技術分野］ 本発明は、半導体チップの接着に適した半導体素子接着
用ペーストに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 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，Ｌ、ＳＩ等の半導体チップ
を電気的に接続する工程（マウント工程）は、半導体装
置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、この接続方法として、チップ裏面のＳｉ面を
リードフレーム上のＡｕメッキ面に加熱圧接するという
Ａｕ　−８ｉの共晶法が主流であった。　しかし、近年
の貴金属、特にＡ、ｕの高騰を契機として、樹脂モール
ド型半導体装置ではＡｌ１−３ｉ共晶法から、半田を使
用する方法、導電性接着剤を使用する方法などに急速に
移行しつつある。

しかし、半田を使用する方法は、一部実用化されてはい
るが半田や半田ボールが飛散して電極等に付着し、腐食
断線の原因となる欠点がある。

一方、導電性接着剤を使用する方法は、通常Ａｇ粉末を
配合したエポキシ樹脂が用いられて、約１０年程前から
一部実用化されてきたが、Ａｕ−８ｉ、の共晶合金を生
成させる共晶法に比較して信頼性の面で満足すべきもの
がなかった。　またこの方法は、半田法に比べて耐熱性
に優れている等の長所を有してい、るが、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、耐湿性に劣って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、やはりＡｕ　−８ｉ共
晶法に比べて信頼性に劣っていた。

［発明の目的］ 本発明は、上記の実情に鑑みてなされたもので、その目
的は、半導体チップへの接着性、耐加水分解性に優れる
とともに、半導体装置の耐湿信頼性を大幅に向上させる
半導体素子接着用ペーストを提供しようとするものであ
る。

［発明の概要コ 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、樹脂中にＯＨ基を有する無機イオン交換性物
質を配合し、不純物を捕捉固定し可動の不純物イオンを
低減させることにより、半導体素子の信頼性が向上する
ことを見いだし、本発明を完成させたものである。　即
ち、本発明は、合成樹脂、充填剤および官能基としてＯ
１２基を有する無機オン交換物質を含有することを特徴
とする半導体素子接着用ペーストである。　そして、好
適には、該無機イオン交換物質を１〜２０重量％の割合
で含有させた半導体素子接着用ペーストである。

本発明に用いる合成樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ
アミド−エステル樹脂、ポリイミド−エステル樹脂、ポ
リブタジェン系樹脂等が挙げられ、これらは単独もしく
は２種以上混合して用いる。　またこれらの合成樹脂に
は反応性の希釈剤としてアリルエーテル化合物や七ノエ
ポキシ化合物を加えることもできる。

本発明に用いる充填剤としては、導電性又は非導電性い
ずれの充填剤も広く使用することができる。　導電性充
填剤としては、金粉末、銀粉末、銅粉末、ニッケル粉末
、アルミニウム粉末、表面に金属層を有する樹脂粉末等
が挙げられ、一方、非導電性充填剤としては、シリカ粉
末、タルク、水和アルミナ、β−ユークリプタイト等が
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。

本発明に用いる官能基としてＯＨ基を有する無機イオン
交換物質としては、アルカリ金属イオンに対する交換性
を有するイオン交換性のものと、ハロゲンイオン交換性
をもつ陰イオン交換性のものに分けることができる。　
アルカリ金属イオン交換物質としては、アンチモン酸、
スズ酸、チタン酸、ニオブ酸、マンガン酸等の多価金属
酸およびその多価金属酸の塩、リン酸ジルコニウム、リ
ン酸チタン、リン酸スズ、リン酸セリウム、ヒ酸スズ、
ヒ酸チタン等の多価金属多塩基酸塩、モリブドリン酸、
リンタングステン酸等のへテロポリ酸等が挙げられる。

　これらはすべてイオン交換性を示す−０−１−１＋結
合を有し、このＨ＋がアルカリ金属イオンと交換するも
のであって、例示された以外に同様の機能を有するアル
カリ金属イオン交換性物質も、本発明の無機イオン交換
性物質に包含される。　また、ハロゲンイオン交換性物
質としては、上記と同様の一〇Ｈ結合を有するもので、
ハイドロタルサイト（Ｍ（ｌ　ｔ、　・Ａ１２　（ＯＨ
）１６ＧＯ！　　・　４Ｈ２０）、鉄酸、シ／Ｌ／　Ｄ
　二ｒ’）ム酸、チタン酸、含水３＠化ビスマス酸等の
含水酸化物を挙げることができ、これらは前記のアルカ
リ金属イオン交換性物質と併用することもできる。　ま
たこれらのイオン交換性物質は単独、混合品、又は複塩
などの各種の態様で使用してもよく、目的によって使い
分けることができる。　上述の各種無機イオン交換性物
質のうち、特に有用なものは、アンチモン酸およびその
塩、リン酸ジルコニウム、リン酸セリウム、リン酸スズ
、リン酸チタン、含水酸化ビスマス、含水酸化マンガン
、含水酸化スズ、含水酸化チタン、含水酸化ジルコニウ
ム等である。　この無機イオン交換性物質の使用は、半
導体素子接着用ペーストの捕捉すべきイオンの種類、量
およびペーストとして他の物性のバランス等から決定さ
れる。　通常の配合割合は、ペースト全体に対して０．
１〜２０重量％であることが好ましい。　なかでも０．
５〜１０重量％の範囲が特に好適である。　配合割合が
０．１重量％未満ではイオン性不純物の捕捉固定が困難
で好ましくなく、また２０重量％を超えるとペースト本
来の特性が悪くなり好ましくない。

本発明の半導体素子接着用ペーストは、合成樹脂、充填
剤および無機イオン交換性物質を含むが、本発明の趣旨
をそこなわない限り、必要に応じて他の成分を添加する
こともできる。　本発明のペーストは、所定の成分を配
合し、セラミック三本ロールにて３回混練して容易につ
くることができ、半導体チップの接着等に使用される。

［発明の実施例］ 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。　実施例お
よび比較例において１部」は特に説明のない限り「重量
部」を意味する。

実施例　１ アンチモン酸スズ０．４部、エポキシ系樹脂の無溶剤型
バインダーおよび銀粉末からなる銀ペースト　１００部
を、セラミック三本ロールで３回混練して、半導体素子
接着用ペースト（Ａ）を得た。

実施例　２ アンチモン酸マンガン１．０部、ポリイミド系樹脂バイ
ンダーおよび銀粉末からなる銀ペースト１００部を、実
施例１と同様に混練して半導体素子接着用ペースト（Ｂ
）を得た。

実施例　３ アンチモン酸ビスマス１．０部、酸無水物硬化型エポキ
シ樹脂バインダーおよび銀粉末からなる銀ペースト　１
００部を、実施例１と同様に混練して半導体素子接着用
ペースト（Ｃ）を得た。

比較例　１〜３ 実施例１〜３の配合において無機イオン交換性物質を加
えないペーストを、比較例１〜３の接着ペースト（Ａ−
１、Ｂ−１、Ｃ−１）とした。

実施例１〜３および比較例１〜３で得られた接着ペース
トの不純物イオンの分析、耐湿性および接着性を試験し
た。　その結果を第１表に示したが、本発明のペースト
は比較例のものに比べて抽出される可動の不純物イオン
の量の少ないことがわかる。

第１表 度。

し発明の効果］ 本発明の半導体素子接着用ペーストは、接着性、耐加水
分解性に優れているとともに、抽出される可動の不純物
イオンが少なく、電極の腐食が少なく、断線不良となる
ことがない。　従って、このペーストを使用した半導体
装置では耐湿信頼性を大幅に向上させることができる。

特許出願人　東芝ケミカル株式会社 −１〇−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　合成樹脂、充填剤および官能基としてＯＨ基を有す
   る無機イオン交換性物質を含有することを特徴とする半
   導体素子接着用ペースト。 ２　官能基としてＯＨ基を有する無機イオン交換性物質
   が、０．１〜２０重量％の割合で含有される特許請求の
   範囲第１項記載の半導体素子接着用ペースト。