JPS6232158A - 導電性ペ−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、半導体装置の組立て（アセンブリ）などに使
用される導電性ペーストに関し、更に詳しくは、半導体
ベレット大型化とナヒンブリ工程短縮化に対応でき、配
線の腐食断線がなく接着性にも優れた、′高速硬化の導
電性ペーストに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 金属薄板（リードフレーム）上の所定部分にＩＣ，ＬＳ
Ｉ等の半導体ペレットを接続する工程は、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。　従来よ
り、この接続方法としては、ベレットのシリコン面をリ
ードフレーム上の金メツキ面に加熱圧着するというＡｕ
−８ｉの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、樹脂モールド半導体装
置では、Ａｕ３ｉ共品法から、半田を使用する方法、導
電性ペースト（接着剤）を使用する方法等に急速に移行
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
断線の原因となる可能性が指摘されている。　一方、導
電性ペースト（接着剤）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
ら一部実用化されてきたが、信頼性の面でＡｕ−３ｉの
共晶合金を生成させる共晶法に比較して満足すべきもの
が１りられなかった。　導電性ペースト（接着剤）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
を有しているがその反面、樹脂やその硬止剤が半導体素
子接着用として作られたものでないために、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
、素子の信頼性はＡｌ１−３ｉ共晶法に比べて劣ってい
た。　ざらに近年、ＩＣ／ＬＳＩやＬＥＤ等の半導体ベ
レットの大型化に伴い、ベレットクラックの発生や接着
力の低下が問題となっており、またアッセンブリ工程の
短縮化を１指して、高速硬化できる導電性ペーストの開
発が強く要望されていた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記の事情・欠点に鑑みてなされたも
ので、半導体ベレットの大型化、アッセンブリ工程の短
縮化に対応するとともに、配線の腐食前線がなく、接着
性や耐加水分解性に優れ、ボイドの発生がない高速硬化
性の導電性ペーストを提供しようとするものである。

［発明の概要］ 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、後述する組成の導電性ペーストが接着性、耐
加水分解性に優れ、ボイドの発生しない高速硬化性であ
ることを見いだし本発明を完成するに至ったものである
。　即ち本発明は（Ａ＞ポリバラヒドロキシスチレンと
エポキシ樹脂からなる変性樹脂、 （Ｂ）エポキシシラン系単官能モノマー、（Ｃ）ノルボ
ネン環を有する樹脂および（Ｄｏｌｌｔ性粉末 を金粉末とを特徴とする導電性ペーストである。

本発明に用いるポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ
樹脂からなる変性樹脂のポリバラヒドロキシスチレンは
次式で示される樹脂である。

このような樹脂としては、例えばマルゼンレジンＭ（丸
善石油社製、商品名）がある。　この樹脂は、分子量が
３０００〜８０００で水ｍ基当吊が約１２０のものであ
る。

また変性樹脂に用いるエポキシ樹脂としては、工業生産
されており、かつ本発明に効果的に使用し得るものとし
て、例えば次のようなビスフェノール類のジエボキシド
がある。　シェル化学社製、エピコート８２７，８２８
，８３４．１００１゜１００２．１００４，１００７．
１００９、ダウケミカル社製、ＤＥＲ３３０，３３１，
３３２゜３３４．３３５，３３６，３３７，６６０゜６
６１．６６２，６６７．６６８，６６９、チバガイギー
社製、アラルダイ１〜ＧＹ２５０．２６０゜２８０．６
０７１．６０８４．６０９７゜６０９９、ＪＯＮＥＳ　
　ＤＡＢＮＥＹ社製ＥＰＩ−ＲＥＺ５１０，５１０１、
大日本インキ化学工業社製、エビクロン８１０．１００
０．１０１０゜３０１０（いずれも商品名）や旭電化社
！ｕＥＰシリーズがある。　ざらにエポキシ樹脂として
、平均エポキシ基数３以上の、例えばノボラック・エポ
キシ樹脂を使用することにより、熱時（３５０℃）の接
着強度を更に向上させることができる。　これらのノボ
ラック・エポキシ樹脂としては分子８５００以上のもの
が適している。　このようなノボラック・エポキシ樹脂
で工業生産されているものとしては、例えば次のような
ものがある。　チバガイギー社製、アラルダイ、トＥＰ
Ｎ１１３８゜１１３９、ＥＣＮ１２７３．１２８０．１
２９９、ダウケミカル社製、ＤＥＮ４３１．４３８、シ
ェル化学社製、エピコート１５２，１５４、ユニオンカ
ーバイト社製、ＥＲＲ−０１００，ＥＲＲＢ−０４４７
、ＥＲＬＢ−０４８８、日本化薬社製ＥＯＣＮシリーズ
等がある。

本発明に用いる（Ｂ）エポキシシラン系単官能モノマー
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−グリシドキシプロビ
ルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシブロビルメチ
ルジ土トキシシラン等が挙げられ、これらは単独又は２
種以上混合して用いる。　ポリパラヒドロキシスチレン
とエポキシ樹脂およびエポキシシラン系単官能モノマー
とは当量付近で配合される。　配合割合が当量付近を大
きくはずれると、いずれかが硬化時に未反応となって、
熱時の接着強度や加熱減量が多くなり好ましくない。

本発明に用いる（Ｃ）ノルボネン環を有する樹脂として
は、石油樹脂などがあり、石油の０５〜Ｃ３留分から得
られる汎用の樹脂である。　例えば市販されているセロ
キサイド４０００　（ダイセル社製、商品名）、タッキ
ロール１０００（住友化学工業社製、商品名）フィント
ン１５００゜１０００．１３００　（日本ゼオン社製、
商品名）が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合し
て用いる。　ノルボネン環を有する樹脂の配合割合は、
ポリバラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂からなる変
性樹脂とエポキシシラン系単官能モノマーの合計量に対
して０．５〜１５重号％配合することが望ましい。　配
合量が０．５重量％未満の場合は、接着強度の向上に効
果がなく、また１５重間％を超えると反応性が劣る傾向
にあり好ましくない。

本発明に用いる（Ａ＞ポリバラヒドロキシスチレンとエ
ポキシ樹脂とらなる変性樹脂、（Ｂ）エポキシシラン系
単官能モノマー、（Ｃ）ノルボネン環を有する樹脂を配
合する場合は、単に各成分と溶剤を加えて溶解混合させ
るが、最初に変性樹脂をエポキシシラン系単官能モノマ
ーに溶解させた後、ノルボネン環を有する樹脂を混合さ
せる事が望ましい。　また変性樹脂は、ポリバラヒドロ
キシスチレンとエポキシ樹脂とを単に溶解混合してもよ
いし、必要に応じて加熱反応により相互に部分的な結合
をさせたものでもよく、これらの変性樹脂の共通の溶剤
に溶解することにより作業粘度を改善することができる
。　また必要であれば硬化触媒を使用してもよい。　こ
こで用いる粘度調整用の溶剤類としては、ジオキサン、
ヘキサノン、ベンゼン、トルエン、ソルベントナフサ、
工業用ガソリン、酢ｍ　ｔロソルブ、エチルセロソルブ
、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルピトールア
セテート 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種以上の組合せで使用する。

本発明に用いる（Ｄ）導電性粉末としては、例えば銀粉
末等が使用される。

本発明の導電性ペーストは、ポリバラヒドロキシスチレ
ンとエポキシ樹脂からなる変性樹脂、エポキシシラン系
単官能モノマ−、ノルボネン環を有する樹脂を含むが、
必要に応じて消泡剤、カップリング剤その他の添加剤を
加えることができる。

本発明の導電性ペーストは、常法に従い上述した変性樹
脂、エポキシシラン系単官能モノマ−、ノルボネン環を
有する樹脂および導電性粉末を十分混合した後、更に例
えば三本ロールによる混練処理し、その後減圧脱泡して
製造される。　こうして製造した導電性ペーストを用い
て半導体ベレットとリードフレームを接着した後、ワイ
Ａ７ボンデイングを行い、次いで半導体ベレットを封止
してＩＣ及びＬＳＩを製造する。　こうして得られた半
導体装置は、２００℃で導電性ペーストを加熱硬化させ
てもリードフレーム面上に汚染がなく、接着力は半導体
ベレット接着の場合必要な０．５ｋｌＪ／ｍＩｌ１２の
値以上、ワイヤボンディング強度も同じく　４〜５ｇの
値以上の強度を１９ることかできる。

［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。　実施例及
び比較例に．おいて「部」とは特に説明のない限り「重
皇部」を意味する。

実施例　１ エポキシ樹脂のＥＰ４４００　（層重化社製、商品名）
７．６部、パラヒドロキシスチレンのマルゼンレジンＭ
（丸善石油社製、商品名）５．６部、ノルボネン環を有
する樹脂のセロキサイド４０００（ダイセル社製、商品
名）０．２部、γーグリシドキシプロビルトリメトキシ
シラン１０．４部、ジエチレングリコールジエチルエー
テル４．０部を１００℃で１時間溶解反応を行い、粘稠
な褐色の樹脂を得た。　この樹脂２７．８部に触媒とし
て２ＰＨｚ−ＣＮ（四国化成工業社製、商品名）　　０
．００６部と銀粉末７０部とを混合して導電性ペースト
（Ａ）を製造した。

実施例　２ エポキシ樹脂のＥＰ４４００（前出）７．６部、バラヒ
ドロキシスチレンのマルゼンレジンＭ（前出）５．６部
、セロキサイド４０００　（前出）１．０部、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１０．４部、ジエチレングリコールジエチルエーテル
４．０部を１００℃で１時間溶解反応を行い粘稠な褐色
の樹脂を得た。　この樹脂２１．８部に触媒として２Ｐ
Ｈ２−ＣＮ（前出）０．００６部と銀粉末７０部を混合
して導電性ペースト（Ｂ）を製造した。

実施例　３ エポキシ樹脂のＥＰ４４００　（前出）７．６部、バラ
ヒドロキシスチレンのマルゼンレジンＭ（前出）５．６
部、セロキサイド４０００　（前出）１．５部、γ−グ
リシドキシプロピルメチルジェトキシシラン１０．４部
、ジエチレングリコールジエチルエーテル４．０部を１
００℃、　１時間溶解反応を行い、黄色の粘稠な樹脂を
得た。　この樹脂２７．８部に触媒とて２ＰＨ２−ＣＮ
　（前出）　　０．００６部と銀粉末７０部とを加えて
十分混合して導電性ペースト（Ｃ）を製造した。

比較例 市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型半導体用導電性ペー
スト（Ｄ）を入手した。

実施例１〜３１１３よび比較例で得た導電性ペースト（
Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および （Ｄ）を用いて半導体ベレットとリードフレームを接着
硬化した。　これらについて接着強度、ボイドの有無、
加水分解性ｃ１イオンの試験を行った。　その結果を第
１表に示したが、本発明の顕著な効果を確認することが
できた。

第１表 ＊１　：銀メッキを施したリードフレーム（４２７０イ
）上に４ｍｍ　Ｘ４ｍｍのシリコン素子を接着し、それ
ぞれの温度でプッシュプルゲージを用いて測定した。

＊２　：導電性ペーストを第１表の接着条件で硬化させ
た後に１００メツシユに粉砕して１８０℃×２時間加熱
抽出を行ったＣＩイオンのｍｏ［発明の効果］ 本発明の導電性ペーストは、飛散溶剤が少ないためにボ
イドの発生がなく、接着性、特に熱時の接着性に優れ、
耐加水分解性も優れており、配線金屈の腐食による断線
等の不良や水分によるリーク電流の不良などもなく、ま
た高速硬化するペーストである。　この導電性ペースト
を使用すれば信頼性の高い大型ベレットの半導体装置を
製造することができ、かつアッセンブリ工程も大幅に短
縮でき工業上大変有益なものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂
   からなる変性樹脂、 （Ｂ）エポキシシラン系単官能モノマー、 （Ｃ）ノルボネン環を有する樹脂および （Ｄ）導電性粉末 を含むことを特徴とする導電性ペースト。