JP2001214041A - 絶縁性ペースト - Google Patents

絶縁性ペースト

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JP2001214041A
JP2001214041A JP2000025134A JP2000025134A JP2001214041A JP 2001214041 A JP2001214041 A JP 2001214041A JP 2000025134 A JP2000025134 A JP 2000025134A JP 2000025134 A JP2000025134 A JP 2000025134A JP 2001214041 A JP2001214041 A JP 2001214041A
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JP
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epoxy resin
insulating paste
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present
silica powder
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Takeshi Kaneko
健 金古
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Kyocera Chemical Corp
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Toshiba Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリイミド基板に対して接着性に優れ、実装
信頼性の高い絶縁性ペーストを提供する。 【解決手段】 (A)ビスフェノールA型エポキシ樹脂
などエポキシ樹脂、(B)ジシアンジアミドなどエポキ
シ樹脂の硬化剤、(C)アクリルニトリル基などで変性
されて架橋したブタジエン−アクリロニトリルゴムおよ
び(D)シリカ粉末を必須成分としてなることを特徴と
する絶縁性ペーストであり、(C)の架橋したブタジエ
ン−アクリロニトリルゴムが、(A)のエポキシ樹脂に
対して1〜30重量%の割合で含有されてなる絶縁性ペ
ーストである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の組立
てにおけるチップマウントや各種電子部品類の接着等に
使用するもので、ポリイミド基板への密着性、耐リフロ
ー性に優れ、半導体チップ大型化に適応した絶縁性ペー
ストに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置において、樹脂基板(ポリイ
ミド基板、BT基板)上の所定部分に、LED、IC、
LSI等の化合物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、樹脂ペースト(導電性、
絶縁性ペースト)を使用する方法が主流となっている。
【0003】また、樹脂基板上の配線が保護されていな
いものについては、絶縁を保つために、絶縁性ペースト
を使用して配線上に絶縁層を形成する場合が多くなりつ
つあり、従来、この絶縁ペーストを構成する原料として
は、エポキシ樹脂(固形、液体)、硬化剤としてアミン
系化合物、フェノール系化合物、充填剤としてシリカ粉
末が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、電子機器の軽薄
短小化に伴い、BGA(ボールグリッドアレイ)等に使
用される基板には、ポリイミドフィルムが用いられるこ
とが多くなった。しかし、従来の絶縁性ペーストでは、
ポリイミドフィルムに対して十分な接着強度が得られ
ず、アッセンブリ工程や実装工程中の熱履歴によるチッ
プ剥離が問題となっている。
【0005】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、ポリイミド基板に対しての接着性に優れ、実装信
頼性が高い絶縁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
絶縁性ペーストを使用することにとって、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)エポキシ樹脂、
(B)前記エポキシ樹脂の硬化剤、(C)架橋したブタ
ジエン−アクリロニトリルゴムおよび(D)シリカ粉末
を必須成分としてなることを特徴とする絶縁性ペースト
であり、(C)の架橋したブタジエン−アクリロニトリ
ルゴムが、(A)のエポキシ樹脂に対して1〜30重量
%の割合で含有される絶縁性ペーストである。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】本発明に用いる(A)のエポキシ樹脂とし
ては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する樹脂で
あれば、いかなるものでも使用することができる。例え
ば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノール
F型エポキシ樹脂、ノボラックフェノール型エポキシ樹
脂(ノボラック・エポキシ樹脂)、クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹
脂、特殊多官能型エポキシ樹脂等が挙げられ、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。な
お、市販のエポキシ樹脂(ビスフェノール型エポキシ樹
脂)には、反応性希釈剤または可塑剤を含むものがある
が、本発明においても反応性希釈剤または可塑剤を使用
することができる。
【0010】本発明に用いる(B)エポキシ樹脂の硬化
剤としては、前記したエポキシ樹脂と反応し硬化可能な
ものであれば、いかなるものでも使用することができ、
例えば、ノボラックフェノール樹脂、クレゾールノボラ
ックフェノール樹脂、メチルヘキサヒドロフタル酸無水
物、無水フタル酸誘導体、ジシアンジアミド、イミダゾ
ール、アルミニウムキレート、BF3 のようなルイス酸
のアミン錯体等が挙げられる。これらの硬化剤は、単独
であるいは硬化を阻害しない範囲において2種以上を混
合して使用することができる。また、これらの硬化剤
は、予め溶剤に溶解させておくことができる。ここで溶
剤としては、ジオキサン、ヘキサン、トルエン、キシレ
ン、ジエチルベンゼン、シクロヘキサノン、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、ジエチレングリコ
ールジエチルエーテル等が挙げられ、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。さらに、前記
(A)エポキシ樹脂に(B)硬化剤を添加したものを、
これらの溶剤に溶解させることも可能である。
【0011】本発明に用いる(C)架橋したブタジエン
−アクリロニトリルゴム(NBR)としては、例えば、
結合したアクリロニトリル量が全体の15〜45重量%
で、カルボキシル基やエポキシ基等で変性されたものが
挙げられる。具体的には、例えばXER−91、XER
−81(日本合成ゴム株式会社製、商品名)等が挙げら
れる。配合量は、特に限定されていないが、前記(A)
エポキシ樹脂に対して1〜30重量%の割合であること
が望ましい。(C)架橋したNBRの配合量が前記
(A)のエポキシ樹脂の1重量%未満では、得られる絶
縁性ペーストの基材との密着性や低応力性が不十分とな
り、反対に架橋したNBRの配合量が30重量%を超え
る場合には、耐熱性が不十分となり好ましくない。
【0012】上記のような(C)架橋したNBRは、予
め前記した溶剤に溶解させておくことができるが、さら
に前記(A)エポキシ樹脂に(B)硬化剤とともに
(C)架橋したNBRを添加したものを、前記溶剤に溶
解させることも可能である。
【0013】本発明に用いる(D)シリカ粉末として
は、通常充填剤として使用されているシリカ粉末を広く
使用することができるが、特に不純物濃度が低く、平均
粒径が30μm以下の微粉末の使用が望ましい。平均粒
径が30μmを超えると、得られる絶縁性ペーストの耐
湿性および塗布作業性が悪くなり、好ましくない。ま
た、シリカ粉末の配合割合は、特に限定されないが、全
体に対して20〜70重量%の割合とすることが望まし
い。
【0014】本発明の絶縁性ペーストは、上述した
(A)エポキシ樹脂、(B)エポキシ樹脂の硬化剤、
(C)架橋したNBRおよび(D)シリカ粉末を必須成
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、難燃剤、消泡剤、カップリング剤、硬化促進
剤、ゴム系やシリコーン系の低応力付与剤、カーボンブ
ラック等の着色剤等を適宜配合することができる。
【0015】本発明の絶縁性ペーストは、常法に従い上
述した各成分を十分混合した後、更に例えばディスパー
ス、ニーダー、三本ロールミ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
て製造した絶縁性ペーストは、通常、シリンジに充填し
ディスペンサを用いて、あるいはスクリーン印刷法を用
いて基材上に吐出し、半導体チップを接着して加熱等に
より硬化させる。
【0016】
【作用】本発明の絶縁性ペーストは、(A)エポキシ樹
脂に(B)エポキシ樹脂の硬化剤および、(D)シリカ
粉末とともに(C)架橋したNBRが配合されているの
で、耐熱性、密着性、耐湿性、電気特性および保存性に
優れ、特にポリイミド基板への接着力が高いものとする
ことができたものである。この絶縁性ペーストを使用す
ることにより、信頼性の高い半導体装置を製造すること
が可能となる。
【0017】
【発明の実施形態】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。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。
【0018】実施例1 ビスフェノールA型エポキシ樹脂のエピコート828
(油化シェルエポキシ株式会社製、商品名)85部、架
橋NBRゴムのXER−91(日本合成ゴム株式会社
製、商品名)15部、ジシアンジアミドのDICY7を
5部、イミダゾールの1B2PZ(四国化成株式会社
製、商品名)3部、フェニルグリシジルエーテルPGE
−H5部、カップリング剤のγ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン1部、シリカ粉末110部を十分混
合した後、さらに三本ロールで混練して、減圧脱泡およ
び遠心脱泡処理を行い、絶縁性ペーストを製造した。
【0019】実施例2 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のEOCN103
S(日本化薬株式会社製、商品名)95部、架橋NBR
ゴムのXER−91(日本合成ゴム株式会社製、商品
名)5部、ビスフェノールAを45部、イミダゾールの
1B2PZ(四国化成株式会社製、商品名)2部、ジエ
チレングリコールジエチルエーテル40部、カップリン
グ剤のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1
部およびシリカ粉末110部を十分混合した後、さらに
三本ロールで混練して、減圧脱泡および遠心脱泡処理を
行い、絶縁性ペーストを製造した。
【0020】比較例1 ビスフェノールA型エポキシ樹脂のエピコート828
(油化シェルエポキシ株式会社製、商品名)100部、
ジシアンジアミドのDICY7を5部、イミダゾールの
1B2PZ(四国化成株式会社製、商品名)3部、フェ
ニルグリシジルエーテルPGE−H5部、カップリング
剤のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1
部、シリカ粉末110部を十分混合した後、さらに三本
ロールで混練して、減圧脱泡および遠心脱泡処理を行
い、絶縁性ペーストを製造した。
【0021】比較例2 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のEOCN103
S(日本化薬株式会社製、商品名)100部、ビスフェ
ノールAを45部、イミダゾールの1B2PZ(四国化
成株式会社製、商品名)2部、ジエチレングリコールジ
エチルエーテル40部、カップリング剤のγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン1部、シリカ粉末11
0部を十分混合した後、さらに三本ロールで混練して、
減圧脱泡および遠心脱泡処理を行い、絶縁性ペーストを
製造した。
【0022】実施例1〜2および比較例1〜2で得た絶
縁性ペーストの粘度、チクソ性を測定した。さらに、こ
れらの絶縁性ペーストを用いて、半導体チップとポリイ
ミド基板とを接着硬化させて、接着強度、ペースト弾性
率、耐リフロー性について試験を行った。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。
【0023】
【表1】 *1:EHD粘度計を用い、3°コーン0.5rpmの
条件で測定した。
【0024】*2:EHD粘度計を用い、3°コーン
0.5/5.0rpmの粘度比として測定した。
【0025】*3:ポリイミド基板に1mm角のシリコ
ンチップを絶縁性ペーストを用いて接着し、キュア後、
240℃における剪断強度を測定した。
【0026】*4:DMA法により測定した。
【0027】*5:半導体チップを基板(ポリイミドフ
ィルム)に接着し、硬化後、モールド樹脂によりチップ
上面を片面封止した。それを30℃/70%、168h
の吸水処理を行った後リフロー処理(最大240℃)し
た。1サンプルは、n=8で行い、それぞれのペースト
/基板との剥離状態をSAT(超音波探傷装置)により
観察した。
【0028】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明の絶縁性ペーストは、作業性、ポリイミド基
板への密着性、耐リフロー性に優れ、実装工程中でのチ
ップの剥離の問題を克服できるものである。従って、こ
の絶縁性ペーストを使用することにより、信頼性の高い
半導体装置を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01B 3/40 H01B 3/40 D //(C08L 63/00 (C08L 63/00 9:02) 9:02) Fターム(参考) 4J002 AC073 AC113 CC032 CC052 CD041 CD051 CD061 CD081 DJ017 DK006 EL136 EN006 ER026 EU116 FD017 FD090 FD130 FD142 FD146 FD150 FD200 GJ01 GQ05 4J040 CA072 EB032 EC061 EC071 EC091 EC251 HA306 HB22 HC12 HC18 HD39 HD41 JB02 KA16 KA23 LA06 LA09 MA10 MB09 NA20 5G303 AA07 AB20 BA07 CA01 CA08 CA09 CB30 5G305 AA07 AA11 AB34 AB40 BA09 CA08 CA15 CA51 CC02 CD01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)前記エポキ
    シ樹脂の硬化剤、(C)架橋したブタジエン−アクリロ
    ニトリルゴムおよび(D)シリカ粉末を必須成分として
    なることを特徴とする絶縁性ペースト。
  2. 【請求項2】 (C)架橋したブタジエン−アクリロニ
    トリルゴムが、(A)エポキシ樹脂に対して1〜30重
    量%の割合で含有される請求項1記載の絶縁性ペース
    ト。
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