JP2003221573A - 接合材料及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents
接合材料及びこれを用いた半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の接着強度を維持しつつ、熱伝導率の向
上を図ることが可能な接合材料を提供する。 【解決手段】 樹脂及びフィラーを必須成分とする接合
材料であって、前記接合材料の不揮発成分中のフィラー
含有量が３０ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ％以下であり、前
記接合材料の硬化物の熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上である
ことを特徴とする接合材料。
上を図ることが可能な接合材料を提供する。 【解決手段】 樹脂及びフィラーを必須成分とする接合
材料であって、前記接合材料の不揮発成分中のフィラー
含有量が３０ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ％以下であり、前
記接合材料の硬化物の熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上である
ことを特徴とする接合材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は接着性及び熱伝導性
に優れた接合材料に関する。さらに詳しくはＩＣ、ＬＳ
Ｉ等の半導体素子をリードフレーム、セラミック配線
板、ガラスエポキシ配線板、ポリイミド配線板等の基板
に接着するのに好適な接合材料及びこれを用いた半導体
装置に関する。
に優れた接合材料に関する。さらに詳しくはＩＣ、ＬＳ
Ｉ等の半導体素子をリードフレーム、セラミック配線
板、ガラスエポキシ配線板、ポリイミド配線板等の基板
に接着するのに好適な接合材料及びこれを用いた半導体
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置を製造する際、半導体素子と
リードフレーム（支持部材）とを接着させる方法として
は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂などの樹脂に銀
粉等の充填剤を分散させてペースト状（例えば、銀ペー
スト）として、これを接合材料として使用する方法があ
る。この方法では、ディスペンサーやスタンピングマシ
ン等を用いて、ペースト状接合材料をリードフレームの
ダイパッドに塗布した後、半導体素子をダイボンディン
グし、加熱硬化により接着させ半導体装置とする。
リードフレーム（支持部材）とを接着させる方法として
は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂などの樹脂に銀
粉等の充填剤を分散させてペースト状（例えば、銀ペー
スト）として、これを接合材料として使用する方法があ
る。この方法では、ディスペンサーやスタンピングマシ
ン等を用いて、ペースト状接合材料をリードフレームの
ダイパッドに塗布した後、半導体素子をダイボンディン
グし、加熱硬化により接着させ半導体装置とする。
【０００３】この半導体装置は更に、封止材によって外
部が封止され半導体パッケージされた後、配線基盤上に
半田付けされて実装される。最近の実装は、高密度及び
高効率が要求されるので、半田実装は半導体装置のリー
ドフレームを基板に直接半田付けする面実装法が主流で
ある。この表面実装には、基板全体を赤外線などで加熱
するリフローソルダリングが用いられ、パッケージは２
００℃以上の高温に加熱される。この時、パッケージの
内部、特に接合材料層中に水分が存在すると、この水分
が気化してダイパッドと封止材の間に回り込み、パッケ
ージにクラック（リフロークラック）が発生する。この
リフロークラックは半導体装置の信頼性を著しく低下さ
せるため、深刻な問題・技術課題となっており、半導体
素子と半導体支持部材との接着に多く用いられている接
合材料には、高温時の接着力を始めとした信頼性が求め
られてきた。
部が封止され半導体パッケージされた後、配線基盤上に
半田付けされて実装される。最近の実装は、高密度及び
高効率が要求されるので、半田実装は半導体装置のリー
ドフレームを基板に直接半田付けする面実装法が主流で
ある。この表面実装には、基板全体を赤外線などで加熱
するリフローソルダリングが用いられ、パッケージは２
００℃以上の高温に加熱される。この時、パッケージの
内部、特に接合材料層中に水分が存在すると、この水分
が気化してダイパッドと封止材の間に回り込み、パッケ
ージにクラック（リフロークラック）が発生する。この
リフロークラックは半導体装置の信頼性を著しく低下さ
せるため、深刻な問題・技術課題となっており、半導体
素子と半導体支持部材との接着に多く用いられている接
合材料には、高温時の接着力を始めとした信頼性が求め
られてきた。
【０００４】さらに、近年、半導体素子の高速化、高集
積化が進むに伴い、従来から求められてきた接着力等の
信頼性に加えて、半導体装置の動作安定性を確保するた
めに高放熱特性が求められるようになった。即ち、前記
課題を解決するためには、放熱部材と半導体素子を接合
する接合材料に用いられる、高い接着力と高熱伝導性を
兼ね備える接合材料が求められていた。
積化が進むに伴い、従来から求められてきた接着力等の
信頼性に加えて、半導体装置の動作安定性を確保するた
めに高放熱特性が求められるようになった。即ち、前記
課題を解決するためには、放熱部材と半導体素子を接合
する接合材料に用いられる、高い接着力と高熱伝導性を
兼ね備える接合材料が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高い接
着力と高熱伝導性をバランスよく兼ね備える接合材料が
存在しなかったため、前記課題を解決することが困難で
あった。
着力と高熱伝導性をバランスよく兼ね備える接合材料が
存在しなかったため、前記課題を解決することが困難で
あった。
【０００６】そこで、前記接合材料の熱伝導率を上げる
解決手段として、接合材料中の金属フィラーの量を増加
する方法が提案された。
解決手段として、接合材料中の金属フィラーの量を増加
する方法が提案された。
【０００７】ところが、接合材料中の金属フィラー量を
増加すると熱伝導率は向上するものの、接着性に関与す
る樹脂の相対的混合量が低下するために接着性が低下す
るという問題があった。
増加すると熱伝導率は向上するものの、接着性に関与す
る樹脂の相対的混合量が低下するために接着性が低下す
るという問題があった。
【０００８】また、接合材料の形態をペースト状とした
場合、金属フィラーの量が増加するほどペーストの粘度
が必要以上に上昇し、作業性が低下していた。そして、
この作業性の低下を補うために溶剤を多量に混合する
と、硬化後の接着層中に溶剤が残存することに起因し
て、ボイドが発生しやすくなり放熱特性の低下につなが
っていた。
場合、金属フィラーの量が増加するほどペーストの粘度
が必要以上に上昇し、作業性が低下していた。そして、
この作業性の低下を補うために溶剤を多量に混合する
と、硬化後の接着層中に溶剤が残存することに起因し
て、ボイドが発生しやすくなり放熱特性の低下につなが
っていた。
【０００９】従って、上記課題を解決すべく、本発明は
所定の接着強度を維持しつつ、熱伝導率の向上を図るこ
とが可能な接合材料を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、前記接合材料を用いた半導体装置を提供
することを目的とする。
所定の接着強度を維持しつつ、熱伝導率の向上を図るこ
とが可能な接合材料を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、前記接合材料を用いた半導体装置を提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】即ち、第一の態様とし
て、本発明によれば、樹脂及びフィラーを必須成分とす
る接合材料であり、接合材料の不揮発分中のフィラー含
有量が６０ｖｏｌ％を超え７０ｖｏｌ％以下の場合は硬
化物の熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下
であり、フィラー含有量が５０ｖｏｌ％を超え６０ｖｏ
ｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上
１００Ｗ／ｍＫ以下であり、フィラー含有量が４０ｖｏ
ｌ％を超え５０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導率
が５Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下であり、フィラー
含有量が３０ｖｏｌ％を超え４０ｖｏｌ％以下の場合は
硬化物の熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下
であることを特徴とする接合材料が提供される。言い換
えると、樹脂及びフィラーを必須成分とする接合材料で
あって、前記接合材料の不揮発成分中のフィラー含有量
が３０ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ％以下であり、前記接合
材料の硬化物の熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上、より詳しく
は前記熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下で
あることを特徴とする接合材料が提供される。
て、本発明によれば、樹脂及びフィラーを必須成分とす
る接合材料であり、接合材料の不揮発分中のフィラー含
有量が６０ｖｏｌ％を超え７０ｖｏｌ％以下の場合は硬
化物の熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下
であり、フィラー含有量が５０ｖｏｌ％を超え６０ｖｏ
ｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上
１００Ｗ／ｍＫ以下であり、フィラー含有量が４０ｖｏ
ｌ％を超え５０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導率
が５Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下であり、フィラー
含有量が３０ｖｏｌ％を超え４０ｖｏｌ％以下の場合は
硬化物の熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下
であることを特徴とする接合材料が提供される。言い換
えると、樹脂及びフィラーを必須成分とする接合材料で
あって、前記接合材料の不揮発成分中のフィラー含有量
が３０ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ％以下であり、前記接合
材料の硬化物の熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上、より詳しく
は前記熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下で
あることを特徴とする接合材料が提供される。
【００１１】さらに詳しくは、本発明によれば、以下の
（１）〜（４）の接合材料が提供される。 （１）前記接合材料の不揮発成分中のフィラー含有量が
６０ｖｏｌ％を超え７０ｖｏｌ％以下であり、かつ前記
接合材料の硬化物の熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以上、より
詳しくは前記熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍ
Ｋ以下であることを特徴とする前記接合材料、（２）前
記接合材料の不揮発成分中のフィラー含有量が５０ｖｏ
ｌ％を超え６０ｖｏｌ％以下であり、かつ前記接合材料
の硬化物の熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上、より詳しくは
前記熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下で
あることを特徴とする前記接合材料、（３）前記接合材
料の不揮発成分中のフィラー含有量が４０ｖｏｌ％を超
え５０ｖｏｌ％以下であり、かつ前記接合材料の硬化物
の熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上、より詳しくは前記熱伝導
率が５Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下であることを特
徴とする前記接合材料、（４）前記接合材料の不揮発成
分中のフィラー含有量が３０ｖｏｌ％を超え４０ｖｏｌ
％以下であり、かつ前記接合材料の硬化物の熱伝導率が
２Ｗ／ｍＫ以上、より詳しくは前記熱伝導率が２Ｗ／ｍ
Ｋ以上１００Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする前記
接合材料。これらの接合材料はそれぞれ後に説明する用
途に用いることができる。
（１）〜（４）の接合材料が提供される。 （１）前記接合材料の不揮発成分中のフィラー含有量が
６０ｖｏｌ％を超え７０ｖｏｌ％以下であり、かつ前記
接合材料の硬化物の熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以上、より
詳しくは前記熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍ
Ｋ以下であることを特徴とする前記接合材料、（２）前
記接合材料の不揮発成分中のフィラー含有量が５０ｖｏ
ｌ％を超え６０ｖｏｌ％以下であり、かつ前記接合材料
の硬化物の熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上、より詳しくは
前記熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下で
あることを特徴とする前記接合材料、（３）前記接合材
料の不揮発成分中のフィラー含有量が４０ｖｏｌ％を超
え５０ｖｏｌ％以下であり、かつ前記接合材料の硬化物
の熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上、より詳しくは前記熱伝導
率が５Ｗ／ｍＫ以上１００Ｗ／ｍＫ以下であることを特
徴とする前記接合材料、（４）前記接合材料の不揮発成
分中のフィラー含有量が３０ｖｏｌ％を超え４０ｖｏｌ
％以下であり、かつ前記接合材料の硬化物の熱伝導率が
２Ｗ／ｍＫ以上、より詳しくは前記熱伝導率が２Ｗ／ｍ
Ｋ以上１００Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする前記
接合材料。これらの接合材料はそれぞれ後に説明する用
途に用いることができる。
【００１２】なお、本発明において「接合材料」とは、
複数の被着体を接合するために用いる材料を示し、例え
ば、乾燥硬化型ボンドのように被着体を強固に固定（接
着）するもの、粘着テープのように剥離可能な程度に被
着体を固定（接合）するものの両方を含む。
複数の被着体を接合するために用いる材料を示し、例え
ば、乾燥硬化型ボンドのように被着体を強固に固定（接
着）するもの、粘着テープのように剥離可能な程度に被
着体を固定（接合）するものの両方を含む。
【００１３】この場合、前記フィラーの平均粒径が０．
１μｍ以上５．０μｍ以下であって、前記フィラーを構
成する化合物単体の真密度に対するタップ密度の比（タ
ップ密度／真密度）が０．２０以上０．５０以下であ
り、かつ比表面積が０．５ｍ２／ｇ以上３．５ｍ２／ｇ
以下であることが好ましい。
１μｍ以上５．０μｍ以下であって、前記フィラーを構
成する化合物単体の真密度に対するタップ密度の比（タ
ップ密度／真密度）が０．２０以上０．５０以下であ
り、かつ比表面積が０．５ｍ２／ｇ以上３．５ｍ２／ｇ
以下であることが好ましい。
【００１４】また、前記フィラーを構成する化合物単体
の熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫ以上２５００Ｗ／ｍＫ以下で
あることが好ましい。
の熱伝導率が５０Ｗ／ｍＫ以上２５００Ｗ／ｍＫ以下で
あることが好ましい。
【００１５】さらに、前記フィラーがダイヤモンド、窒
化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、金、白金、
銀、銅、ニッケル、アルミニウム、パラジウムからなる
群より選ばれる一種又は二種類以上の混合物であること
が好ましい。
化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、金、白金、
銀、銅、ニッケル、アルミニウム、パラジウムからなる
群より選ばれる一種又は二種類以上の混合物であること
が好ましい。
【００１６】また、本発明によれば、前記接合材料が、
熱硬化性樹脂を含有してなることを特徴とする前記接合
材料が提供される。この場合、前記熱硬化性樹脂が
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤
を含有していることが好ましい。
熱硬化性樹脂を含有してなることを特徴とする前記接合
材料が提供される。この場合、前記熱硬化性樹脂が
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤
を含有していることが好ましい。
【００１７】第２の態様として、本発明によれば、使用
する際に接合材料を本硬化させることからなるフィルム
状接合材料であって、係る接合材料として前記接合材料
を用いることを特徴とするフィルム状接合材料が提供さ
れる。
する際に接合材料を本硬化させることからなるフィルム
状接合材料であって、係る接合材料として前記接合材料
を用いることを特徴とするフィルム状接合材料が提供さ
れる。
【００１８】この場合、接合材料をフィルムの形態で予
備硬化し、使用する際に前記予備硬化された接合材料を
本硬化させることができる。
備硬化し、使用する際に前記予備硬化された接合材料を
本硬化させることができる。
【００１９】また、前記フィルム状接合材料を基材フィ
ルムの片面又は両面に、直接又は他の層を介して積層し
た構造を有してなることを特徴とする基材付きフィルム
状接合材料が提供される。
ルムの片面又は両面に、直接又は他の層を介して積層し
た構造を有してなることを特徴とする基材付きフィルム
状接合材料が提供される。
【００２０】第３の態様として、本発明によれば、
（Ｉ）前記接合材料の原料組成物のワニスを基材フィル
ム状に塗布する行程と、（ＩＩ）前記原料組成物のワニ
スを乾燥させ、フィルムを形成する行程と、を含むこと
を特徴とするフィルム状接合材料の製造方法が提供され
る。
（Ｉ）前記接合材料の原料組成物のワニスを基材フィル
ム状に塗布する行程と、（ＩＩ）前記原料組成物のワニ
スを乾燥させ、フィルムを形成する行程と、を含むこと
を特徴とするフィルム状接合材料の製造方法が提供され
る。
【００２１】この場合、さらに、（ＩＩＩ）前記基材フ
ィルムをはがし、単層のフィルム状接合材料を得る行程
を含むことが好ましい。
ィルムをはがし、単層のフィルム状接合材料を得る行程
を含むことが好ましい。
【００２２】第４の態様として、本発明によれば、前記
接合材料を用いて半導体素子と半導体支持部材とを接着
した構造を有してなることを特徴とする半導体装置が提
供される。
接合材料を用いて半導体素子と半導体支持部材とを接着
した構造を有してなることを特徴とする半導体装置が提
供される。
【００２３】この場合、好ましくは、前記フィルム状接
合材料の接合材料層を介して半導体素子と半導体支持部
材とを接着した構造を有してなることを特徴とする半導
体装置が提供される。
合材料の接合材料層を介して半導体素子と半導体支持部
材とを接着した構造を有してなることを特徴とする半導
体装置が提供される。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の接合材料は、樹脂及びフ
ィラーを必須成分とし、フィラーの含有量は接合材料の
総体積に対して３０ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ％以下とす
る。フィラーの含有量が３０ｖｏｌ％未満の場合、充分
な熱伝導率が得られないため半導体素子の高い熱放散性
が期待できず、また７０ｖｏｌ％を超えるとペーストの
粘度が高くなるため溶剤が過剰に必要となり、そのため
加熱硬化中にボイドが発生しやすくなり、接着力及び熱
放散性が低下する。さらに作業性確保のために溶剤を過
剰に使用した場合、加熱硬化中にボイドが発生しやすく
なり、接着力及び熱放散性が低下する。
ィラーを必須成分とし、フィラーの含有量は接合材料の
総体積に対して３０ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ％以下とす
る。フィラーの含有量が３０ｖｏｌ％未満の場合、充分
な熱伝導率が得られないため半導体素子の高い熱放散性
が期待できず、また７０ｖｏｌ％を超えるとペーストの
粘度が高くなるため溶剤が過剰に必要となり、そのため
加熱硬化中にボイドが発生しやすくなり、接着力及び熱
放散性が低下する。さらに作業性確保のために溶剤を過
剰に使用した場合、加熱硬化中にボイドが発生しやすく
なり、接着力及び熱放散性が低下する。
【００２５】本発明の接合材料は、接着力に優れ、かつ
熱伝導率にも優れたものである。接着力と高熱伝導率を
高いレベルで両立するためにはフィラー含有量が６０ｖ
ｏｌ％を超え７０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導
率が１５Ｗ／ｍＫ以上であり、フィラー含有量が５０ｖ
ｏｌ％を超え６０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導
率が１０Ｗ／ｍＫ以上であり、フィラー含有量が４０ｖ
ｏｌ％を超え５０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導
率が５Ｗ／ｍＫ以上であり、フィラー含有量が３０ｖｏ
ｌ％を超え４０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導率
が２Ｗ／ｍＫ以上である必要がある。
熱伝導率にも優れたものである。接着力と高熱伝導率を
高いレベルで両立するためにはフィラー含有量が６０ｖ
ｏｌ％を超え７０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導
率が１５Ｗ／ｍＫ以上であり、フィラー含有量が５０ｖ
ｏｌ％を超え６０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導
率が１０Ｗ／ｍＫ以上であり、フィラー含有量が４０ｖ
ｏｌ％を超え５０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導
率が５Ｗ／ｍＫ以上であり、フィラー含有量が３０ｖｏ
ｌ％を超え４０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱伝導率
が２Ｗ／ｍＫ以上である必要がある。
【００２６】本発明の接合材料は、フィラーの含有量を
増やすことにより熱伝導率が高くなり、一方、樹脂の含
有量を増やすとより接着力が増加する傾向がある。従っ
て、次に述べるような用途、求められる特性に応じて、
フィラー含量及び樹脂含有量を調節し、所望する熱伝導
率及び接着力とすることによって信頼性の高い半導体製
品を得ることができる。
増やすことにより熱伝導率が高くなり、一方、樹脂の含
有量を増やすとより接着力が増加する傾向がある。従っ
て、次に述べるような用途、求められる特性に応じて、
フィラー含量及び樹脂含有量を調節し、所望する熱伝導
率及び接着力とすることによって信頼性の高い半導体製
品を得ることができる。
【００２７】例えば、消費電力０．５Ｗ以上のトランジ
スタ分野の接合材料として充分な放熱特性を得るために
は、熱伝導率は２Ｗ／ｍＫ以上であることが必要である
ため、本発明の接合材料が好適に使用することができ
る。
スタ分野の接合材料として充分な放熱特性を得るために
は、熱伝導率は２Ｗ／ｍＫ以上であることが必要である
ため、本発明の接合材料が好適に使用することができ
る。
【００２８】また、消費電力１．７Ｗ以上である、例え
ば、パワートランジスタ、パワーＩＣ分野等の接合材料
としては、本発明の接合材料のうち、熱伝導率が５Ｗ／
ｍＫ以上のものが、充分な放熱特性が得られる点で、よ
り好適に使用することができる。
ば、パワートランジスタ、パワーＩＣ分野等の接合材料
としては、本発明の接合材料のうち、熱伝導率が５Ｗ／
ｍＫ以上のものが、充分な放熱特性が得られる点で、よ
り好適に使用することができる。
【００２９】また、消費電力３．４Ｗ以上のＰＣ用ＭＰ
Ｕ分野等に用いられる接合材料としては、ある程度の接
着力と高い熱伝導性を有するものが求められるため、本
発明の接合材料の中でも熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上の
ものが、充分な放熱特性が得られる点で、より好適に使
用することができる。
Ｕ分野等に用いられる接合材料としては、ある程度の接
着力と高い熱伝導性を有するものが求められるため、本
発明の接合材料の中でも熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上の
ものが、充分な放熱特性が得られる点で、より好適に使
用することができる。
【００３０】消費電力５Ｗ以上の高速ロジック分野等に
用いられる接合材料としては、接着力を維持しながら上
記よりもさらに高い熱伝導率を有するものが求められる
ため、本発明の接合材料の中でも熱伝導率が１５Ｗ／ｍ
Ｋ以上のものが、充分な放熱特性が得られる点で、より
好適に使用することができる。
用いられる接合材料としては、接着力を維持しながら上
記よりもさらに高い熱伝導率を有するものが求められる
ため、本発明の接合材料の中でも熱伝導率が１５Ｗ／ｍ
Ｋ以上のものが、充分な放熱特性が得られる点で、より
好適に使用することができる。
【００３１】熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ未満の場合、消費電
力５００ｍＷ以上のトランジスタ分野の接合材料として
充分な放熱特性が得られない。また５Ｗ／ｍＫ未満では
消費電力１．７Ｗ以上のパワートランジスタ、パワーＩ
Ｃ分野の接合材料として充分な放熱特性が得られない傾
向があり、１０Ｗ／ｍＫ未満では消費電力３．４Ｗ以上
のＰＣ用ＭＰＵ分野の接合材料として充分な放熱特性が
得られない傾向があり、１５Ｗ／ｍＫ未満では消費電力
５Ｗ以上の高速ロジック分野の接合材料として充分な放
熱特性が得られない傾向がある。しかし、例えば、本発
明の接合材料のうち、熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫのものよ
り１０Ｗ／ｍＫのものの方が接着力に関しては優れてい
るため、例えば、消費電力５Ｗ以上の高速ロジック分野
においても他の放熱手段と組み合わせること等により、
熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ未満である接合材料を接合材料
として使用することもできる。
力５００ｍＷ以上のトランジスタ分野の接合材料として
充分な放熱特性が得られない。また５Ｗ／ｍＫ未満では
消費電力１．７Ｗ以上のパワートランジスタ、パワーＩ
Ｃ分野の接合材料として充分な放熱特性が得られない傾
向があり、１０Ｗ／ｍＫ未満では消費電力３．４Ｗ以上
のＰＣ用ＭＰＵ分野の接合材料として充分な放熱特性が
得られない傾向があり、１５Ｗ／ｍＫ未満では消費電力
５Ｗ以上の高速ロジック分野の接合材料として充分な放
熱特性が得られない傾向がある。しかし、例えば、本発
明の接合材料のうち、熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫのものよ
り１０Ｗ／ｍＫのものの方が接着力に関しては優れてい
るため、例えば、消費電力５Ｗ以上の高速ロジック分野
においても他の放熱手段と組み合わせること等により、
熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ未満である接合材料を接合材料
として使用することもできる。
【００３２】本発明の接合材料に使用するフィラーの平
均粒径としては、０．１μｍ以上５．０μｍ以下が、粘
度と接触確率のバランスの面で好ましい。平均粒径の下
限としては０．５μｍ以上がより好ましく、１．０μｍ
以上が特に好ましい。また上限としては３．０μｍ以下
がより好ましく、２．０μｍ以下が特に好ましい。平均
粒径が０．１μｍ未満の場合、ペーストの粘度が高くな
る傾向があり、その場合溶剤が過剰に必要になるため、
加熱硬化中にボイドが発生し、接着力及び熱放散性が低
下する傾向がある。また平均粒径が５．０μｍを超える
とフィラー同士の接触確率が低下し充分な熱伝導率が確
保できなくなる傾向がある。
均粒径としては、０．１μｍ以上５．０μｍ以下が、粘
度と接触確率のバランスの面で好ましい。平均粒径の下
限としては０．５μｍ以上がより好ましく、１．０μｍ
以上が特に好ましい。また上限としては３．０μｍ以下
がより好ましく、２．０μｍ以下が特に好ましい。平均
粒径が０．１μｍ未満の場合、ペーストの粘度が高くな
る傾向があり、その場合溶剤が過剰に必要になるため、
加熱硬化中にボイドが発生し、接着力及び熱放散性が低
下する傾向がある。また平均粒径が５．０μｍを超える
とフィラー同士の接触確率が低下し充分な熱伝導率が確
保できなくなる傾向がある。
【００３３】本発明の接着剤組成物に使用するフィラー
のタップ密度としては、フィラーを構成する化合物の真
密度に対し２０％以上５０％以下であること、即ちフィ
ラーを構成する化合物単体の真密度に対するタップ密度
の比（タップ密度／真密度）が０．２０以上０．５０以
下であることが、取り扱いやすい粘度が得られフィラー
が沈降しにくい面で好ましい。上記真密度は２０％以上
４５％以下であることがより好ましく、２０％以上４０
％以下であることが特に好ましい。真密度に対する割合
が２０％未満であると、ペーストの粘度が高くなる傾向
があり、その場合、溶剤が過剰に必要となるため加熱硬
化中にボイドが発生し、接着力及び熱放散性が低下する
傾向がある。また７５％を超えるとペースト保存時にフ
ィラーが沈降し樹脂と分離する傾向がある。
のタップ密度としては、フィラーを構成する化合物の真
密度に対し２０％以上５０％以下であること、即ちフィ
ラーを構成する化合物単体の真密度に対するタップ密度
の比（タップ密度／真密度）が０．２０以上０．５０以
下であることが、取り扱いやすい粘度が得られフィラー
が沈降しにくい面で好ましい。上記真密度は２０％以上
４５％以下であることがより好ましく、２０％以上４０
％以下であることが特に好ましい。真密度に対する割合
が２０％未満であると、ペーストの粘度が高くなる傾向
があり、その場合、溶剤が過剰に必要となるため加熱硬
化中にボイドが発生し、接着力及び熱放散性が低下する
傾向がある。また７５％を超えるとペースト保存時にフ
ィラーが沈降し樹脂と分離する傾向がある。
【００３４】本発明の接着剤組成物に使用するフィラー
の比表面積としては、３．５ｃｍ２／ｇ以下が粘度とフ
ィラーの接触確率のバランスの面で好ましく、３．０ｃ
ｍ２／ｇ以下がより好ましく、２．５ｃｍ２／ｇ以下が
特に好ましい。３．５ｃｍ２／ｇを超えると、熱伝導率
の面だけに着目すれば向上するが、同時にペーストの粘
度が高くなるため溶剤が過剰に必要となり、そのため加
熱硬化中にボイドが発生し接着力及び熱放散性が低下す
る傾向が高くなる。
の比表面積としては、３．５ｃｍ２／ｇ以下が粘度とフ
ィラーの接触確率のバランスの面で好ましく、３．０ｃ
ｍ２／ｇ以下がより好ましく、２．５ｃｍ２／ｇ以下が
特に好ましい。３．５ｃｍ２／ｇを超えると、熱伝導率
の面だけに着目すれば向上するが、同時にペーストの粘
度が高くなるため溶剤が過剰に必要となり、そのため加
熱硬化中にボイドが発生し接着力及び熱放散性が低下す
る傾向が高くなる。
【００３５】本発明の接合材料に使用するフィラーは、
フィラー単体の熱伝導率が５０〜２５００Ｗ／ｍＫであ
ることが好ましい。５０Ｗ／ｍＫ未満であると硬化物に
おいて十分な熱伝導率が得られない傾向があり、２５０
０ＷｍＫを超えるものは入手が困難で、生産性に劣る傾
向がある。
フィラー単体の熱伝導率が５０〜２５００Ｗ／ｍＫであ
ることが好ましい。５０Ｗ／ｍＫ未満であると硬化物に
おいて十分な熱伝導率が得られない傾向があり、２５０
０ＷｍＫを超えるものは入手が困難で、生産性に劣る傾
向がある。
【００３６】本発明に用いられるフィラーとしては、特
に制限はなく、各種公知のものを使用することができ
る。本発明に用いられるフィラーとしては、例えば、
金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、鉄、アルミ
ニウム、ステンレス等の導電性の粉体、酸化珪素、窒化
アルミニウム、窒化硼素、硼酸アルミニウム、酸化アル
ミニウム、酸化マグネシウム、ダイヤモンド等の非導電
性の粉体などが挙げられ、中でも、ダイヤモンド、窒化
ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、金、白金、銀、
銅、ニッケル、アルミニウム、パラジウムが高熱伝導性
の確保及び入手が容易である点で好ましい。これらは単
独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができ
る。中でも特に銀が耐酸化性、価格、特性の面で好まし
い。
に制限はなく、各種公知のものを使用することができ
る。本発明に用いられるフィラーとしては、例えば、
金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、鉄、アルミ
ニウム、ステンレス等の導電性の粉体、酸化珪素、窒化
アルミニウム、窒化硼素、硼酸アルミニウム、酸化アル
ミニウム、酸化マグネシウム、ダイヤモンド等の非導電
性の粉体などが挙げられ、中でも、ダイヤモンド、窒化
ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、金、白金、銀、
銅、ニッケル、アルミニウム、パラジウムが高熱伝導性
の確保及び入手が容易である点で好ましい。これらは単
独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができ
る。中でも特に銀が耐酸化性、価格、特性の面で好まし
い。
【００３７】本発明の接合材料の樹脂成分は、有機高分
子化合物又はその前駆体を含み、必要に応じて、反応性
希釈剤、硬化剤、硬化性を向上させるための硬化促進
剤、応力緩和のための可撓剤、作業性向上のための希釈
剤、接着力向上剤、濡れ性向上剤、消泡剤及び低粘度化
のための反応性希釈剤の一つ以上を含んでもよい。な
お、本発明の接合材料は、ここに列挙した以外の成分を
含んでいても構わない。
子化合物又はその前駆体を含み、必要に応じて、反応性
希釈剤、硬化剤、硬化性を向上させるための硬化促進
剤、応力緩和のための可撓剤、作業性向上のための希釈
剤、接着力向上剤、濡れ性向上剤、消泡剤及び低粘度化
のための反応性希釈剤の一つ以上を含んでもよい。な
お、本発明の接合材料は、ここに列挙した以外の成分を
含んでいても構わない。
【００３８】上記有機高分子化合物又はその前駆体とし
ては、特に制限はなく、例えば、熱可塑性樹脂又は熱硬
化性樹脂のいずれも使用可能でその前駆体が併用されて
いてもよい。このような熱可塑性樹脂としては、例え
ば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリエステルイミド、フェノキシ樹脂、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンナフテレート、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリエーテルケトン、ポリエー
テルスルホン、ポリメチルペンテン、ポリスルホン、ポ
リフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート
等の耐熱性樹脂や、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイ
ソプレン、ＳＢＲ、ＮＢＲ等の共役ジエン系ゴムおよび
これらの水素添加物、スチレンブタジエンブロック共重
合体、スチレンイソプレンブロック共重合体等のブロッ
ク共重合体およびこれらの水素添加物、クロロプレン、
ウレタンゴム、ポリエステル系ゴム、エピクロロヒドリ
ンゴム、シリーコンゴム、エチレンプロピレン共重合体
等が挙げられる。また熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹
脂、アクリル樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂、
メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂又はその前駆
体、不飽和二重結合を有する反応性モノマー等が挙げら
れる。これらのうちエポキシ樹脂およびアクリル樹脂
が、耐熱性、接着性に優れ、かつ適宜溶剤を使用するこ
とにより液状にできるため作業性に優れる点で好まし
い。上記樹脂は単独で又は二種類以上を組み合わせて使
用することができる。
ては、特に制限はなく、例えば、熱可塑性樹脂又は熱硬
化性樹脂のいずれも使用可能でその前駆体が併用されて
いてもよい。このような熱可塑性樹脂としては、例え
ば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリエステルイミド、フェノキシ樹脂、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンナフテレート、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリエーテルケトン、ポリエー
テルスルホン、ポリメチルペンテン、ポリスルホン、ポ
リフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート
等の耐熱性樹脂や、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイ
ソプレン、ＳＢＲ、ＮＢＲ等の共役ジエン系ゴムおよび
これらの水素添加物、スチレンブタジエンブロック共重
合体、スチレンイソプレンブロック共重合体等のブロッ
ク共重合体およびこれらの水素添加物、クロロプレン、
ウレタンゴム、ポリエステル系ゴム、エピクロロヒドリ
ンゴム、シリーコンゴム、エチレンプロピレン共重合体
等が挙げられる。また熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹
脂、アクリル樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂、
メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂又はその前駆
体、不飽和二重結合を有する反応性モノマー等が挙げら
れる。これらのうちエポキシ樹脂およびアクリル樹脂
が、耐熱性、接着性に優れ、かつ適宜溶剤を使用するこ
とにより液状にできるため作業性に優れる点で好まし
い。上記樹脂は単独で又は二種類以上を組み合わせて使
用することができる。
【００３９】上記熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使
用する場合、硬化剤、硬化促進剤を併用することが好ま
しい。
用する場合、硬化剤、硬化促進剤を併用することが好ま
しい。
【００４０】上記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化合物が好ましく、例え
ば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノ
ールＡＤなどとエピクロクヒドリドンとから誘導される
エポキシ樹脂等が挙げられる。
個以上のエポキシ基を有する化合物が好ましく、例え
ば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノ
ールＡＤなどとエピクロクヒドリドンとから誘導される
エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４１】このような化合物としては、例えば、ビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂であるＡＥＲ−Ｘ８５０１
（旭化成工業（株）製、商品名）、Ｒ−３０１（油化シ
ェルエポキシ（株）製、商品名）、ＹＬ−９８０（油化
シェルエポキシ（株）製、商品名）、ビスフェノールＦ
型エポキシ樹脂であるＹＤＦ−１７０（東都化成（株）
製、商品名）、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂であ
るＲ−１７１０（三井石油化学工業（株）製、商品
名）、フェノールノボラック型エポキシ樹脂（Ｎ−７３
０Ｓ（大日本インキ化学工業（株製）、商品名）、Ｑｕ
ａｔｒｅｘ−２０１０（ダウ・ケミカル社製、商品
名）、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂であるＹＤ
ＣＮ−７０２Ｓ（東都化成（株）製、商品名）、ＥＯＣ
Ｎ−１００（日本化薬（株）製、商品名）、多官能エポ
キシ樹脂であるＥＰＰＮ−５０１（日本化薬（株）製、
商品名）、ＴＡＣＴＩＸ−７４２（ダウ・ケミカル社
製、商品名）、ＶＧ−３０１０（三井石油化学工業
（株）製、商品名）、１０３２Ｓ（油化シェルエポキシ
（株）製、商品名）、ナフタレン骨格を有するエポキシ
樹脂であるＨＰ−４０３２（大日本インキ化学工業
（株）製、商品名）、脂環式エポキシ樹脂であるＥＨＰ
Ｅ−３１５０、ＣＥＬー３０００（共にダイセル化学工
業（株）製、商品名）、ＤＭＥ−１００（新日本理化
（株）製、商品名）、ＥＸ−２１６Ｌ（ナガセ化成工業
（株）製、商品名）、脂肪族エポキシ樹脂であるＷ−１
００（新日本理化（株）、商品名）、アミン型エポキシ
樹脂であるＥＬＭ−１００（住友化学工業（株）製、商
品名）、ＹＨ−４３４Ｌ（東都化成（株）製、商品
名）、ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ、ＴＥＴＲＡＣ−Ｃ（共に三菱
瓦斯化学（株）、商品名）、レゾルシン型エポキシ樹脂
であるデナコールＥＸ−２０１（ナガセ化成工業（株）
製、商品名）、ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂
であるデナコールＥＸ−２１１（ナガセ化成工業（株）
製、商品名）、ヘキサンディネルグリコール型エポキシ
樹脂であるデナコールＥＸ−２１２（ナガセ化成工業
（株）製、商品名）、エチレン・プロピレングリコール
型エポキシ樹脂であるデナコールＥＸシリーズ（ＥＸ−
８１０、８１１、８５０、８５１、８２１、８３０、８
３２、８４１、８６１（いずれもナガセ化成工業（株）
製、商品名））、下記一般式（Ｉ）で表されるエポキシ
樹脂Ｅ−ＸＬ−２４、Ｅ−ＸＬ−３Ｌ（共に三井東圧化
学（株）製、商品名））
フェノールＡ型エポキシ樹脂であるＡＥＲ−Ｘ８５０１
（旭化成工業（株）製、商品名）、Ｒ−３０１（油化シ
ェルエポキシ（株）製、商品名）、ＹＬ−９８０（油化
シェルエポキシ（株）製、商品名）、ビスフェノールＦ
型エポキシ樹脂であるＹＤＦ−１７０（東都化成（株）
製、商品名）、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂であ
るＲ−１７１０（三井石油化学工業（株）製、商品
名）、フェノールノボラック型エポキシ樹脂（Ｎ−７３
０Ｓ（大日本インキ化学工業（株製）、商品名）、Ｑｕ
ａｔｒｅｘ−２０１０（ダウ・ケミカル社製、商品
名）、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂であるＹＤ
ＣＮ−７０２Ｓ（東都化成（株）製、商品名）、ＥＯＣ
Ｎ−１００（日本化薬（株）製、商品名）、多官能エポ
キシ樹脂であるＥＰＰＮ−５０１（日本化薬（株）製、
商品名）、ＴＡＣＴＩＸ−７４２（ダウ・ケミカル社
製、商品名）、ＶＧ−３０１０（三井石油化学工業
（株）製、商品名）、１０３２Ｓ（油化シェルエポキシ
（株）製、商品名）、ナフタレン骨格を有するエポキシ
樹脂であるＨＰ−４０３２（大日本インキ化学工業
（株）製、商品名）、脂環式エポキシ樹脂であるＥＨＰ
Ｅ−３１５０、ＣＥＬー３０００（共にダイセル化学工
業（株）製、商品名）、ＤＭＥ−１００（新日本理化
（株）製、商品名）、ＥＸ−２１６Ｌ（ナガセ化成工業
（株）製、商品名）、脂肪族エポキシ樹脂であるＷ−１
００（新日本理化（株）、商品名）、アミン型エポキシ
樹脂であるＥＬＭ−１００（住友化学工業（株）製、商
品名）、ＹＨ−４３４Ｌ（東都化成（株）製、商品
名）、ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ、ＴＥＴＲＡＣ−Ｃ（共に三菱
瓦斯化学（株）、商品名）、レゾルシン型エポキシ樹脂
であるデナコールＥＸ−２０１（ナガセ化成工業（株）
製、商品名）、ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂
であるデナコールＥＸ−２１１（ナガセ化成工業（株）
製、商品名）、ヘキサンディネルグリコール型エポキシ
樹脂であるデナコールＥＸ−２１２（ナガセ化成工業
（株）製、商品名）、エチレン・プロピレングリコール
型エポキシ樹脂であるデナコールＥＸシリーズ（ＥＸ−
８１０、８１１、８５０、８５１、８２１、８３０、８
３２、８４１、８６１（いずれもナガセ化成工業（株）
製、商品名））、下記一般式（Ｉ）で表されるエポキシ
樹脂Ｅ−ＸＬ−２４、Ｅ−ＸＬ−３Ｌ（共に三井東圧化
学（株）製、商品名））
【化１】
等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は単独で又は二
種類以上を組み合わせて使用することができる。
種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００４２】また、エポキシ樹脂として、１分子中にエ
ポキシ基を１個だけ有するエポキシ化合物（反応性希釈
剤）を含んでもよい。このようなエポキシ化合物は、本
発明の接合材料の特性を阻害しない範囲で使用される
が、エポキシ樹脂全量に対して０〜３０重量％の範囲で
使用することが好ましい。このようなエポキシ化合物の
市販品としては、ＰＧＥ（日本化薬（株）製、商品
名）、ＰＰ−１０１（東都化成（株）製、商品名）、Ｅ
Ｄ−５０２、ＥＤ−５０９、ＥＤ−５０９Ｓ（旭電化工
業（株）製、商品名）、ＹＥＤ−１２２（油化シェルエ
ポキシ（株）製、商品名）、ＫＢＭ−４０３（信越化学
工業（株）製、商品名）、ＴＳＬ−８３５０、ＴＳＬ−
８３５５、ＴＳＬ−９９０５（東芝シリコーン（株）
製、商品名）等が挙げられる。
ポキシ基を１個だけ有するエポキシ化合物（反応性希釈
剤）を含んでもよい。このようなエポキシ化合物は、本
発明の接合材料の特性を阻害しない範囲で使用される
が、エポキシ樹脂全量に対して０〜３０重量％の範囲で
使用することが好ましい。このようなエポキシ化合物の
市販品としては、ＰＧＥ（日本化薬（株）製、商品
名）、ＰＰ−１０１（東都化成（株）製、商品名）、Ｅ
Ｄ−５０２、ＥＤ−５０９、ＥＤ−５０９Ｓ（旭電化工
業（株）製、商品名）、ＹＥＤ−１２２（油化シェルエ
ポキシ（株）製、商品名）、ＫＢＭ−４０３（信越化学
工業（株）製、商品名）、ＴＳＬ−８３５０、ＴＳＬ−
８３５５、ＴＳＬ−９９０５（東芝シリコーン（株）
製、商品名）等が挙げられる。
【００４３】また、上記硬化剤としては、特に制限はな
いが、例えば、フェノールノボラック樹脂であるＨ−１
（明和化成（株）製、商品名）、ＶＲ−９３００（三井
東圧化学（株）製、商品名）、フェノールアラルキル樹
脂であるＸＬ−２２５（三井東圧化学（株）製、商品
名）、下記一般式（ＩＩ）で表されるｐ−クレゾールノ
ボラック樹脂ＭＴＰＣ（本州化学工業（株）製、商品
名）、又はアリル化フェノールノボラック樹脂であるＡ
Ｌ−ＶＲ−９３００（三井東圧化学（株）製、商品
名）、下記一般式（ＩＩＩ）で表される特殊フェノール
樹脂ＰＰ−７００−３００（日本石油化学（株）製、商
品名）等が挙げられる。
いが、例えば、フェノールノボラック樹脂であるＨ−１
（明和化成（株）製、商品名）、ＶＲ−９３００（三井
東圧化学（株）製、商品名）、フェノールアラルキル樹
脂であるＸＬ−２２５（三井東圧化学（株）製、商品
名）、下記一般式（ＩＩ）で表されるｐ−クレゾールノ
ボラック樹脂ＭＴＰＣ（本州化学工業（株）製、商品
名）、又はアリル化フェノールノボラック樹脂であるＡ
Ｌ−ＶＲ−９３００（三井東圧化学（株）製、商品
名）、下記一般式（ＩＩＩ）で表される特殊フェノール
樹脂ＰＰ−７００−３００（日本石油化学（株）製、商
品名）等が挙げられる。
【００４４】
【化２】
（ただし、式中、Ｒはメチル基、アリル基などの炭化水
素基、ｍは１〜５の整数を示し、Ｒ１はメチル基、エチ
ル基等のアルキル基、Ｒ２は水素又は炭化水素基、ｎは
２〜４の整数を示し、Ｒ３はｍ−フェニレン基、ｐ−フ
ェニレン基等の２価の芳香族基、炭素数２〜１２の直鎖
又は分岐鎖のアルキレン基を示す）硬化剤の使用量は、
エポキシ樹脂のエポキシ基１．０当量に対して、硬化剤
中の反応活性基の総量が０．３〜１．２当量であること
が好ましく、０．４〜１．０当量であることがより好ま
しく、０．５〜１．０当量であることが特に好ましい。
０．２当量未満であると、耐リフロークラック性が低下
する傾向があり、１．２当量を超えると組成物の粘度が
上昇し、作業性が低下する傾向がある。上記反応活性基
は、エポキシ樹脂と反応活性を有する置換基のことであ
り、例えば、フェノール性水酸基等が挙げられる。
素基、ｍは１〜５の整数を示し、Ｒ１はメチル基、エチ
ル基等のアルキル基、Ｒ２は水素又は炭化水素基、ｎは
２〜４の整数を示し、Ｒ３はｍ−フェニレン基、ｐ−フ
ェニレン基等の２価の芳香族基、炭素数２〜１２の直鎖
又は分岐鎖のアルキレン基を示す）硬化剤の使用量は、
エポキシ樹脂のエポキシ基１．０当量に対して、硬化剤
中の反応活性基の総量が０．３〜１．２当量であること
が好ましく、０．４〜１．０当量であることがより好ま
しく、０．５〜１．０当量であることが特に好ましい。
０．２当量未満であると、耐リフロークラック性が低下
する傾向があり、１．２当量を超えると組成物の粘度が
上昇し、作業性が低下する傾向がある。上記反応活性基
は、エポキシ樹脂と反応活性を有する置換基のことであ
り、例えば、フェノール性水酸基等が挙げられる。
【００４５】硬化促進剤としては、特に制限はないが、
例えば、ジシアンジアミド、下記一般式（ＩＶ）
例えば、ジシアンジアミド、下記一般式（ＩＶ）
【化３】
（式中、Ｒ１はｍ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基等
の２価の芳香族基、炭素数１〜１２の直鎖又は分岐鎖の
アルキレン基を示す）で表される二塩基酸ジヒドラジド
であるＡＤＨ、ＰＤＨ、ＳＤＨ（いずれも日本ヒドラジ
ン工業（株）製、商品名）、エポキシ樹脂とアミン化合
物の反応物からなるマイクロカプセル型硬化剤であるノ
バキュア（旭化成工業（株）製、商品名）等が挙げられ
る。またこれらの硬化剤を適宜組み合わせて用いてもよ
い。
の２価の芳香族基、炭素数１〜１２の直鎖又は分岐鎖の
アルキレン基を示す）で表される二塩基酸ジヒドラジド
であるＡＤＨ、ＰＤＨ、ＳＤＨ（いずれも日本ヒドラジ
ン工業（株）製、商品名）、エポキシ樹脂とアミン化合
物の反応物からなるマイクロカプセル型硬化剤であるノ
バキュア（旭化成工業（株）製、商品名）等が挙げられ
る。またこれらの硬化剤を適宜組み合わせて用いてもよ
い。
【００４６】硬化促進剤の使用量は、エポキシ樹脂１０
０重量部に対して０．０１〜９０重量部が好ましく、
０．１〜５０重量部がより好ましい。硬化促進剤の使用
量が０．０１重量部未満であると硬化性が低下する傾向
があり、９０重量部を超えると粘度が増大し、接合材料
の作業性が低下する傾向がある。
０重量部に対して０．０１〜９０重量部が好ましく、
０．１〜５０重量部がより好ましい。硬化促進剤の使用
量が０．０１重量部未満であると硬化性が低下する傾向
があり、９０重量部を超えると粘度が増大し、接合材料
の作業性が低下する傾向がある。
【００４７】また、上記硬化促進剤としては、例えば、
有機ボロン塩化合物であるＥＭＺ・Ｋ、ＴＰＰＫ（共に
北興化学工業（株）製、商品名）、三級アミン類又はそ
の塩であるＤＢＵ、Ｕ−ＣＡＴ１０２、１０６、８３
０、８４０、５００２（いずれもサンアプロ社製、商品
名）、イミダゾール類であるキュアゾール、２Ｐ４ＭＨ
Ｚ、Ｃ１７Ｚ、２ＰＺ−ＯＫ（いずれも四国化成（株）
製、商品名）等が挙げられる。
有機ボロン塩化合物であるＥＭＺ・Ｋ、ＴＰＰＫ（共に
北興化学工業（株）製、商品名）、三級アミン類又はそ
の塩であるＤＢＵ、Ｕ−ＣＡＴ１０２、１０６、８３
０、８４０、５００２（いずれもサンアプロ社製、商品
名）、イミダゾール類であるキュアゾール、２Ｐ４ＭＨ
Ｚ、Ｃ１７Ｚ、２ＰＺ−ＯＫ（いずれも四国化成（株）
製、商品名）等が挙げられる。
【００４８】硬化剤及び必要に応じて添加される硬化促
進剤は、それぞれ単独で用いてもよく、また、複数種の
硬化剤及び硬化促進剤を適宜組み合わせて用いてもよ
い。硬化促進剤の使用量は、エポキシ樹脂１００重量部
に対して２０重量部以下が好ましい。
進剤は、それぞれ単独で用いてもよく、また、複数種の
硬化剤及び硬化促進剤を適宜組み合わせて用いてもよ
い。硬化促進剤の使用量は、エポキシ樹脂１００重量部
に対して２０重量部以下が好ましい。
【００４９】可撓剤の例としては、液状ポリブタジエン
（宇部興産社製「ＣＴＢＮ−１３００×３１」、「ＣＴ
ＢＮ−１３００×９」、日本曹達社製「ＮＩＳＳＯ−Ｐ
Ｂ−Ｃ−２０００」）などが挙げられる。可撓剤は、半
導体素子とリードフレームとを接着したことによって発
生する応力を緩和する効果がある。可撓剤は、通常、有
機高分子化合物及びその前駆体の総量を１００重量部と
するとき、０〜５００重量部添加される。
（宇部興産社製「ＣＴＢＮ−１３００×３１」、「ＣＴ
ＢＮ−１３００×９」、日本曹達社製「ＮＩＳＳＯ−Ｐ
Ｂ−Ｃ−２０００」）などが挙げられる。可撓剤は、半
導体素子とリードフレームとを接着したことによって発
生する応力を緩和する効果がある。可撓剤は、通常、有
機高分子化合物及びその前駆体の総量を１００重量部と
するとき、０〜５００重量部添加される。
【００５０】本発明の接合材料には、接着力向上の目的
で、シランカップリング剤（信越化学（株）製「ＫＢＭ
−５７３」等）や、チタンカップリング剤等を使用する
ことができる。また、濡れ性を向上する目的で、アニオ
ン系界面活性剤やフッ素系界面活性剤等を使用すること
ができる。さらに、消泡剤としてシリコーン油等を使用
することができる。上記接着力向上剤、濡れ性向上剤、
消泡剤は、それぞれ単独で又は二種類以上を組み合わせ
て使用することができ、その使用量としては、フィラー
１００重量部に対して０〜１０重量部が好ましい。
で、シランカップリング剤（信越化学（株）製「ＫＢＭ
−５７３」等）や、チタンカップリング剤等を使用する
ことができる。また、濡れ性を向上する目的で、アニオ
ン系界面活性剤やフッ素系界面活性剤等を使用すること
ができる。さらに、消泡剤としてシリコーン油等を使用
することができる。上記接着力向上剤、濡れ性向上剤、
消泡剤は、それぞれ単独で又は二種類以上を組み合わせ
て使用することができ、その使用量としては、フィラー
１００重量部に対して０〜１０重量部が好ましい。
【００５１】また、目的に応じてエポキシ樹脂を上述の
反応性希釈剤に溶解して用いてもよい。本発明の接合材
料には、ペースト組成物の作成時の作業性及び使用時の
塗布作業性をより良好ならしめるため、必要に応じて希
釈剤を添加することができる。これらの希釈剤として
は、ブチルセロソルブ、カルビトール、酢酸ブチルセロ
ソルブ、酢酸カルビトール、ジプロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテ
ル、αーテルピネオール等の比較的沸点の高い有機溶剤
が好ましい。その使用量は接合材料全体に対して０〜３
０重量部の範囲で使用することが好ましい。
反応性希釈剤に溶解して用いてもよい。本発明の接合材
料には、ペースト組成物の作成時の作業性及び使用時の
塗布作業性をより良好ならしめるため、必要に応じて希
釈剤を添加することができる。これらの希釈剤として
は、ブチルセロソルブ、カルビトール、酢酸ブチルセロ
ソルブ、酢酸カルビトール、ジプロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテ
ル、αーテルピネオール等の比較的沸点の高い有機溶剤
が好ましい。その使用量は接合材料全体に対して０〜３
０重量部の範囲で使用することが好ましい。
【００５２】本発明の接合材料には、さらに必要に応じ
てウレタンアクリレート等の靭性改良剤、酸化カルシウ
ム、酸化マグネシウム等の吸湿剤、シランカップリング
剤、チタンカップリング剤、酸無水物等の接着力向上
剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の濡
れ向上剤、シリコーン油等の消泡剤、無機イオン交換体
等のイオントラップ剤等を適宜添加することができる。
てウレタンアクリレート等の靭性改良剤、酸化カルシウ
ム、酸化マグネシウム等の吸湿剤、シランカップリング
剤、チタンカップリング剤、酸無水物等の接着力向上
剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の濡
れ向上剤、シリコーン油等の消泡剤、無機イオン交換体
等のイオントラップ剤等を適宜添加することができる。
【００５３】本発明の接合材料は、樹脂、フィラー及び
必要に応じて添加される硬化剤、硬化促進剤、希釈剤及
び各種添加剤等とともに、一括又は分割して撹拌器、ら
いかい器、３本ロール、プラネタリーミキサー等の分散
・溶解装置を適宜組み合わせ、必要に応じて加熱して混
合、溶解、解粒混練又は分散する等して均一なペースト
状として得ることができる。
必要に応じて添加される硬化剤、硬化促進剤、希釈剤及
び各種添加剤等とともに、一括又は分割して撹拌器、ら
いかい器、３本ロール、プラネタリーミキサー等の分散
・溶解装置を適宜組み合わせ、必要に応じて加熱して混
合、溶解、解粒混練又は分散する等して均一なペースト
状として得ることができる。
【００５４】なお、本発明の接合材料の形態は、ペース
ト状に限られず、液状、フィルム状等、必要に応じて適
宜形態を選択することができる。液状であれば少量の塗
布がしやすい等の効果があり、フィルム状であれば、あ
らかじめ接着したい部分の大きさに打ち抜く等して、接
合材料のはみ出しなく接着することができることができ
る。また、半導体ウェハ裏面に貼り付けてからダイシン
グする等の方法により、生産性良く接合材料付き半導体
素子を得ることができる等の利点がある。
ト状に限られず、液状、フィルム状等、必要に応じて適
宜形態を選択することができる。液状であれば少量の塗
布がしやすい等の効果があり、フィルム状であれば、あ
らかじめ接着したい部分の大きさに打ち抜く等して、接
合材料のはみ出しなく接着することができることができ
る。また、半導体ウェハ裏面に貼り付けてからダイシン
グする等の方法により、生産性良く接合材料付き半導体
素子を得ることができる等の利点がある。
【００５５】本発明の接合材料を液状として得る場合に
は、例えば、溶媒や反応性希釈剤の量を増やす等して粘
度を調整することによって得ることができる。
は、例えば、溶媒や反応性希釈剤の量を増やす等して粘
度を調整することによって得ることができる。
【００５６】また、フィルム状として得る場合には、例
えば、樹脂、フィラー及び必要に応じて添加される成分
を有機溶媒に溶解し、一括又は数回に分けて撹拌器、ら
いかい器、３本ロール、プラネタリーミキサー等の分散
・溶解装置を適宜組み合わせ、必要に応じて加熱ながら
混合、溶解、解粒混練又は分散する等して得られたワニ
スを、基材フィルム上に塗布、乾燥する等して基材付き
フィルム状接合材料を得ることができる。この際、接合
材料をＢステージ状態とし、自己支持性をもたせること
等によって、基材フィルムを剥離し、フィルム状接合材
料単体として得ることもできる。
えば、樹脂、フィラー及び必要に応じて添加される成分
を有機溶媒に溶解し、一括又は数回に分けて撹拌器、ら
いかい器、３本ロール、プラネタリーミキサー等の分散
・溶解装置を適宜組み合わせ、必要に応じて加熱ながら
混合、溶解、解粒混練又は分散する等して得られたワニ
スを、基材フィルム上に塗布、乾燥する等して基材付き
フィルム状接合材料を得ることができる。この際、接合
材料をＢステージ状態とし、自己支持性をもたせること
等によって、基材フィルムを剥離し、フィルム状接合材
料単体として得ることもできる。
【００５７】上記フィルム状接合材料の製造の際に用い
る基材フィルムとしては、ポリテトラフルオロエチレン
フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリ
エチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチ
ルペンテンフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラス
チックフィルムを使用することができ、これらプラスチ
ックフィルムは表面を離型処理して使用することもでき
る。基材フィルムは、使用時に剥離して接合材料層のみ
を使用することもできるし、基材フィルムと共に使用
し、後に除去することもできる。基材フィルムへのワニ
スの塗布方法としては、公知の方法を用いることがで
き、例えば、ナイフコート法、ロールコート法、スプレ
ーコート法、グラビアコート法、バーコート法、カーテ
ンコート法等が挙げられる。
る基材フィルムとしては、ポリテトラフルオロエチレン
フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリ
エチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチ
ルペンテンフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラス
チックフィルムを使用することができ、これらプラスチ
ックフィルムは表面を離型処理して使用することもでき
る。基材フィルムは、使用時に剥離して接合材料層のみ
を使用することもできるし、基材フィルムと共に使用
し、後に除去することもできる。基材フィルムへのワニ
スの塗布方法としては、公知の方法を用いることがで
き、例えば、ナイフコート法、ロールコート法、スプレ
ーコート法、グラビアコート法、バーコート法、カーテ
ンコート法等が挙げられる。
【００５８】上記フィルム状接合材料の製造の際に用い
る有機溶媒は、材料を均一に溶解、混練又は分散できる
ものであれば特に制限はなく、例えば、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリド
ン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメ
チルエーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチル
エチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロソル
ブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、
ジオキサン等が挙げられる。
る有機溶媒は、材料を均一に溶解、混練又は分散できる
ものであれば特に制限はなく、例えば、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリド
ン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメ
チルエーテル、トルエン、ベンゼン、キシレン、メチル
エチルケトン、テトラヒドロフラン、エチルセロソル
ブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、
ジオキサン等が挙げられる。
【００５９】上記フィルム状接合材料の製造の際におけ
る加熱、乾燥条件は、使用した溶媒が充分に揮散する条
件であればよい。乾燥温度は６０℃〜２００℃の範囲が
好ましく、乾燥時間は０．１〜９０分間が好ましい。
る加熱、乾燥条件は、使用した溶媒が充分に揮散する条
件であればよい。乾燥温度は６０℃〜２００℃の範囲が
好ましく、乾燥時間は０．１〜９０分間が好ましい。
【００６０】次に本発明の接合材料の使用方法について
説明する。図１は本発明の接合材料を使用した半導体装
置の一例である。
説明する。図１は本発明の接合材料を使用した半導体装
置の一例である。
【００６１】半導体素子１１はその回路形成面を下に向
け、アンダーフィル１２中の半田バンプ１３を介して、
配線基板１４に電気的に接続されており、さらに半田ボ
ール１５を介して外部基板に接続されている。さらにヒ
ートスプレッダ１７が通称ＴＩＭ２（Thermal Interfac
e Material）と呼ばれる高熱伝導性接合材料１６を介し
て半導体素子１１と接着され、ヒートシンク１９は通称
ＴＩＭ１と呼ばれる高熱伝導性接合材料１８によってヒ
ートスプレッダ１７に接合されている。このような構造
の半導体装置においては、半導体素子が発する熱を効率
的に外部に発散する必要があるため、その接合材料であ
るＴＩＭ１およびＴＩＭ２の熱伝導率は高い方が好まし
い。
け、アンダーフィル１２中の半田バンプ１３を介して、
配線基板１４に電気的に接続されており、さらに半田ボ
ール１５を介して外部基板に接続されている。さらにヒ
ートスプレッダ１７が通称ＴＩＭ２（Thermal Interfac
e Material）と呼ばれる高熱伝導性接合材料１６を介し
て半導体素子１１と接着され、ヒートシンク１９は通称
ＴＩＭ１と呼ばれる高熱伝導性接合材料１８によってヒ
ートスプレッダ１７に接合されている。このような構造
の半導体装置においては、半導体素子が発する熱を効率
的に外部に発散する必要があるため、その接合材料であ
るＴＩＭ１およびＴＩＭ２の熱伝導率は高い方が好まし
い。
【００６２】本発明の接合材料は上記ＴＩＭ１およびＴ
ＩＭ２として用いることができる。ＴＩＭ１は封止、実
装後の電子部品と放熱器を接合するためのものであり、
接着力よりむしろ引張り強さ、成型加工性が要求され、
一般的にはゴムと充填材で構成されることを特徴とす
る。またＴＩＭ２は接着後、封止、実装の高温過熱過程
を経るため、熱時の接着性が要求され、一般的には耐熱
性熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または両者を併用した樹
脂組成物と充填材で構成されることを特徴とする。
ＩＭ２として用いることができる。ＴＩＭ１は封止、実
装後の電子部品と放熱器を接合するためのものであり、
接着力よりむしろ引張り強さ、成型加工性が要求され、
一般的にはゴムと充填材で構成されることを特徴とす
る。またＴＩＭ２は接着後、封止、実装の高温過熱過程
を経るため、熱時の接着性が要求され、一般的には耐熱
性熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または両者を併用した樹
脂組成物と充填材で構成されることを特徴とする。
【００６３】図２に本発明の接合材料を使用した半導体
装置の一例を示す。半導体素子２１は半導体接合材料２
２を介してダイパッド２３の上に載置された構造を有し
ている。半導体素子２１は金ワイヤ２４によって外部接
続端子２５に電気的に接続され、必要に応じて封止材２
６によって封止され、半導体装置となる。
装置の一例を示す。半導体素子２１は半導体接合材料２
２を介してダイパッド２３の上に載置された構造を有し
ている。半導体素子２１は金ワイヤ２４によって外部接
続端子２５に電気的に接続され、必要に応じて封止材２
６によって封止され、半導体装置となる。
【００６４】本発明の接合材料はこのように、半導体素
子を、例えば、４２Ａリードフレーム、銅リードフレー
ム等のリードフレーム、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂
等のプラスチックフィルム、ガラス不繊布等の基材にポ
リイミド樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチックを含浸・
硬化させたもの、アルミナ等のセラミックス、有機配線
基板などの半導体支持部材に接着する半導体用接着材料
（又はダイボンド材）として使用することもできる。
子を、例えば、４２Ａリードフレーム、銅リードフレー
ム等のリードフレーム、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂
等のプラスチックフィルム、ガラス不繊布等の基材にポ
リイミド樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチックを含浸・
硬化させたもの、アルミナ等のセラミックス、有機配線
基板などの半導体支持部材に接着する半導体用接着材料
（又はダイボンド材）として使用することもできる。
【００６５】本発明の接合材料を用いて半導体素子を、
上記リードフレーム等の支持部材に接着させるには、ま
ず支持部材上に接合材料をディスペンス法、スクリーン
印刷法、スタンピング法等により塗布した後、半導体素
子を圧着し、その後オーブン又はヒートブロック等の加
熱装置を用いて加熱硬化することにより行うことができ
る。加熱温度は１００〜３００℃が好ましく、加熱時間
は０．１〜３００秒間が好ましい。さらに、所望する半
導体装置の構造に応じて、ワイヤボンド工程、封止行程
等を経た後、完成された半導体装置とすることができ
る。
上記リードフレーム等の支持部材に接着させるには、ま
ず支持部材上に接合材料をディスペンス法、スクリーン
印刷法、スタンピング法等により塗布した後、半導体素
子を圧着し、その後オーブン又はヒートブロック等の加
熱装置を用いて加熱硬化することにより行うことができ
る。加熱温度は１００〜３００℃が好ましく、加熱時間
は０．１〜３００秒間が好ましい。さらに、所望する半
導体装置の構造に応じて、ワイヤボンド工程、封止行程
等を経た後、完成された半導体装置とすることができ
る。
【００６６】また、本発明のフィルム状接合材料を用い
て半導体素子をリードフレーム等の支持部材に接着させ
るには、半導体素子と支持部材との間に本発明のフィル
ム状接合材料を挾み、加熱圧着して、両者を接着させ
る。加熱温度は１００〜３００℃が好ましく、加熱時間
は０．１〜３００秒間が好ましい。その後、所望する半
導体装置の構造に応じて、ワイヤボンド工程、封止行程
等を経た後、完成された半導体装置とすることができ
る。
て半導体素子をリードフレーム等の支持部材に接着させ
るには、半導体素子と支持部材との間に本発明のフィル
ム状接合材料を挾み、加熱圧着して、両者を接着させ
る。加熱温度は１００〜３００℃が好ましく、加熱時間
は０．１〜３００秒間が好ましい。その後、所望する半
導体装置の構造に応じて、ワイヤボンド工程、封止行程
等を経た後、完成された半導体装置とすることができ
る。
【００６７】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれによって制限されるものではない。
が、本発明はこれによって制限されるものではない。
【００６８】実施例及び比較例で用いた材料は、下記の
方法で作製したもの、あるいは入手したものである。 （１）エポキシ樹脂の調製 ＹＤＦー１７０（東都化成（株）製、ビスフェノールＦ
型エポキシ樹脂の商品名、エポキシ当量＝１７０）１
０．０重量部及びＹＬ−９８０（油化シェルエポキシ
（株）製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の商品名、
エポキシ当量＝１８５）１０．０重量部を８０℃に加熱
し、１時間撹拌を続け、均一なエポキシ樹脂溶液を得
た。 （２）フェノール樹脂溶液の調製 Ｈ−１（明和化成（株）製、フェノールノボラック樹脂
の商品名、水酸基当量＝１０６）２．０重量部及び希釈
剤としてＰＰ−１０１（東都化成（株）製、アルキルフ
ェニルグリシジルエーテルの商品名、エポキシ当量＝２
３０）４．０重量部を１００℃に加熱し、１時間撹拌を
続け、均一なフェノール樹脂溶液を得た。 （３）接着剤組成物Ａの調製 前記（１）で調製したエポキシ樹脂溶液２０．０重量
部、ＰＰ−１０１（東都化成（株）製、アルキルフェニ
ルグリシジルエーテルの商品名、エポキシ当量＝２３
０）８．０重量部と、前記（２）で調製したフェノール
樹脂溶液３．０重量部と、２Ｐ４ＭＨＺ（四国化成
（株）製、イミダゾール化合物の商品名）１．０重量部
とを混合し、３本ロールを用いて混練してペースト状の
接着剤組成物Ａを調製した。 （４）接着剤組成物Ｂの調製 ＰＫＨＨ（（株）巴工業製、フェノキシ樹脂の商品名）
１００ｇ、ＥＳＣＮ１９５（（株）住友化学製、クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂の商品名、エポキシ当量
＝２００）２０ｇ、Ｈ−１（（株）明和化成製、フェノ
ールノボラックの商品名、水酸基当量＝１０６）及び２
Ｐ４ＭＨＺ（（株）四国化成製、イミダゾール化合物の
商品名）にジメチルアセトアミド２８０ｇを加えて溶解
させて接着剤組成物Ｂを得た。
方法で作製したもの、あるいは入手したものである。 （１）エポキシ樹脂の調製 ＹＤＦー１７０（東都化成（株）製、ビスフェノールＦ
型エポキシ樹脂の商品名、エポキシ当量＝１７０）１
０．０重量部及びＹＬ−９８０（油化シェルエポキシ
（株）製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の商品名、
エポキシ当量＝１８５）１０．０重量部を８０℃に加熱
し、１時間撹拌を続け、均一なエポキシ樹脂溶液を得
た。 （２）フェノール樹脂溶液の調製 Ｈ−１（明和化成（株）製、フェノールノボラック樹脂
の商品名、水酸基当量＝１０６）２．０重量部及び希釈
剤としてＰＰ−１０１（東都化成（株）製、アルキルフ
ェニルグリシジルエーテルの商品名、エポキシ当量＝２
３０）４．０重量部を１００℃に加熱し、１時間撹拌を
続け、均一なフェノール樹脂溶液を得た。 （３）接着剤組成物Ａの調製 前記（１）で調製したエポキシ樹脂溶液２０．０重量
部、ＰＰ−１０１（東都化成（株）製、アルキルフェニ
ルグリシジルエーテルの商品名、エポキシ当量＝２３
０）８．０重量部と、前記（２）で調製したフェノール
樹脂溶液３．０重量部と、２Ｐ４ＭＨＺ（四国化成
（株）製、イミダゾール化合物の商品名）１．０重量部
とを混合し、３本ロールを用いて混練してペースト状の
接着剤組成物Ａを調製した。 （４）接着剤組成物Ｂの調製 ＰＫＨＨ（（株）巴工業製、フェノキシ樹脂の商品名）
１００ｇ、ＥＳＣＮ１９５（（株）住友化学製、クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂の商品名、エポキシ当量
＝２００）２０ｇ、Ｈ−１（（株）明和化成製、フェノ
ールノボラックの商品名、水酸基当量＝１０６）及び２
Ｐ４ＭＨＺ（（株）四国化成製、イミダゾール化合物の
商品名）にジメチルアセトアミド２８０ｇを加えて溶解
させて接着剤組成物Ｂを得た。
【００６９】（実施例１、３、４、６〜１０および比較
例２〜５）表１に示す配合割合で、前記（３）で調製し
た接着剤組成物Ａ、溶剤及びフィラーを混合し、３本ロ
ールを用いて混練した後、５トル（Ｔｏｒｒ）以下で１
０分間脱泡処理を行い、ペースト状接合材料を得た。
例２〜５）表１に示す配合割合で、前記（３）で調製し
た接着剤組成物Ａ、溶剤及びフィラーを混合し、３本ロ
ールを用いて混練した後、５トル（Ｔｏｒｒ）以下で１
０分間脱泡処理を行い、ペースト状接合材料を得た。
【００７０】（実施例２、５および比較例１）表１に示
す配合割合で、前記（４）で調製した接着剤組成物Ｂ
に、フィラーを加え良く撹拌し、均一に分散させて塗工
用ワニスとした。この塗工ワニスをキャリアフィルム
（ＯＰＰフィルム：二軸延伸ポリプロピレン）上に塗工
し、熱風循環式乾燥機の中で加熱して、溶媒を揮発乾燥
させてフィルム状接合材料を得た。
す配合割合で、前記（４）で調製した接着剤組成物Ｂ
に、フィラーを加え良く撹拌し、均一に分散させて塗工
用ワニスとした。この塗工ワニスをキャリアフィルム
（ＯＰＰフィルム：二軸延伸ポリプロピレン）上に塗工
し、熱風循環式乾燥機の中で加熱して、溶媒を揮発乾燥
させてフィルム状接合材料を得た。
【００７１】前記フィラーの特性、並びに前記実施例１
〜１０及び比較例１〜５に係る組成物の特性を下記の方
法で測定した。その結果を表１にまとめて示す。 （１）平均粒子径：試料を少量試験管に取り、水又はイ
ソプロピルアルコールで分散させた後、レーザー回折・
散乱法（マスターサイザー２０００、マルバーン社製）
で粒径を測定し、５０ｖｏｌ％時の粒径を平均粒径とし
た。 （２）タップ密度：ＪＩＳ Ｚ−２５０４に従い測定し
た。試料１００ｇを精秤後、ロートでメスシリンダー入
れ、落差２０ｍｍ６０回／ｍｉｎの速さで６００回タッ
プした時の試料の容積を測定した。 （３）比表面積：ＢＥＴ法により算出した。 （４）接合材料硬化物熱伝導率：上記接合材料を１８０
℃、５時間加熱処理し１０ｘ１０ｘ０．５ｍｍの試験片
を得た。この試験片の熱拡散率をレーザーフラッシュ法
（真空理工製ＴＣ−７０００）で測定し、さらにこの熱
拡散率と、示差走査熱量測定装置（パーキンエルマー製
Ｐｙｒｉｓ１）で得られた比熱容量とアルキメデス法
で得られた比重の積より接合材料硬化物熱伝導率を算出
した。 （５）接着強度：ペースト状接合材料をＡｇめっき付き
銅リードフレーム上に約３．２ｍｇ塗布し、この上に８
×８ｍｍのＳｉチップ（厚さ約０．４ｍｍ）を圧着し、
さらに１８０℃まで３０分で昇温し、１８０℃で２時間
加熱して硬化し、接着した。また８×８ｍｍのフィルム
状有機ダイボンディング材をＡｇめっき付き銅リードフ
レーム上に１６０℃で加熱して貼付け、フィルム状有機
ダイボンディング材を貼り付けたリードフレームへ、温
度３００℃、圧力０．１２ＭＰａ、時間５秒で、半導体
素子をマウントし、１８０℃で２時間加熱して硬化し、
接着した。これを図１に示すような自動接着力試験装置
（日立化成工業（株）製）を用い、２６０℃における引
き剥がし強さ（Ｐａ）を測定した。
〜１０及び比較例１〜５に係る組成物の特性を下記の方
法で測定した。その結果を表１にまとめて示す。 （１）平均粒子径：試料を少量試験管に取り、水又はイ
ソプロピルアルコールで分散させた後、レーザー回折・
散乱法（マスターサイザー２０００、マルバーン社製）
で粒径を測定し、５０ｖｏｌ％時の粒径を平均粒径とし
た。 （２）タップ密度：ＪＩＳ Ｚ−２５０４に従い測定し
た。試料１００ｇを精秤後、ロートでメスシリンダー入
れ、落差２０ｍｍ６０回／ｍｉｎの速さで６００回タッ
プした時の試料の容積を測定した。 （３）比表面積：ＢＥＴ法により算出した。 （４）接合材料硬化物熱伝導率：上記接合材料を１８０
℃、５時間加熱処理し１０ｘ１０ｘ０．５ｍｍの試験片
を得た。この試験片の熱拡散率をレーザーフラッシュ法
（真空理工製ＴＣ−７０００）で測定し、さらにこの熱
拡散率と、示差走査熱量測定装置（パーキンエルマー製
Ｐｙｒｉｓ１）で得られた比熱容量とアルキメデス法
で得られた比重の積より接合材料硬化物熱伝導率を算出
した。 （５）接着強度：ペースト状接合材料をＡｇめっき付き
銅リードフレーム上に約３．２ｍｇ塗布し、この上に８
×８ｍｍのＳｉチップ（厚さ約０．４ｍｍ）を圧着し、
さらに１８０℃まで３０分で昇温し、１８０℃で２時間
加熱して硬化し、接着した。また８×８ｍｍのフィルム
状有機ダイボンディング材をＡｇめっき付き銅リードフ
レーム上に１６０℃で加熱して貼付け、フィルム状有機
ダイボンディング材を貼り付けたリードフレームへ、温
度３００℃、圧力０．１２ＭＰａ、時間５秒で、半導体
素子をマウントし、１８０℃で２時間加熱して硬化し、
接着した。これを図１に示すような自動接着力試験装置
（日立化成工業（株）製）を用い、２６０℃における引
き剥がし強さ（Ｐａ）を測定した。
【００７２】
【表１】
表１の実施例１と比較例２とを比較すると、接着剤組成
物Ａとフィラーの配合量が同一で、かつ前記フィラー単
体の熱伝導率がほぼ同一であるにもかかわらず、実施例
１のペースト状接合材料のほうが比較例１の接合材料よ
りも接合材料硬化物熱伝導率が優れていた。このことよ
りフィラーＡが接合材料硬化物熱伝導率の向上に寄与す
ることが分かった。
物Ａとフィラーの配合量が同一で、かつ前記フィラー単
体の熱伝導率がほぼ同一であるにもかかわらず、実施例
１のペースト状接合材料のほうが比較例１の接合材料よ
りも接合材料硬化物熱伝導率が優れていた。このことよ
りフィラーＡが接合材料硬化物熱伝導率の向上に寄与す
ることが分かった。
【００７３】４．８Ｗ／ｍＫの接合材料硬化物熱伝導率
が必要な場合、フィラーＣ系（比較例２〜５）ではフィ
ラーの含有量が５０．７ｖｏｌ％必要であるが、フィラ
ーＡ系（実施例１〜７）では３７．５ｖｏｌ％で５．６
Ｗ／ｍＫであった。また、信頼性の指標となる２６０℃
での接着強度はフィラーＣ系が７．１×１０４Ｐａであ
るのに対し、フィラーＡ系は１２．４×１０４Ｐａ以上
であった。このことから、フィラーＡ系の接合材料のほ
うが耐リフロー性などの信頼性の面で優れているものと
期待される。
が必要な場合、フィラーＣ系（比較例２〜５）ではフィ
ラーの含有量が５０．７ｖｏｌ％必要であるが、フィラ
ーＡ系（実施例１〜７）では３７．５ｖｏｌ％で５．６
Ｗ／ｍＫであった。また、信頼性の指標となる２６０℃
での接着強度はフィラーＣ系が７．１×１０４Ｐａであ
るのに対し、フィラーＡ系は１２．４×１０４Ｐａ以上
であった。このことから、フィラーＡ系の接合材料のほ
うが耐リフロー性などの信頼性の面で優れているものと
期待される。
【００７４】また、実施例４、６、７と比較例３、４、
５とを比較した場合においても前記と同様にフィラーＡ
を含有する接合材料のほうが、接合材料硬化物熱伝導率
が優れていた。さらに、同じフィラーＡを含有する接合
材料であっても、接着剤組成物Ｂを用いたほうが、接着
強度が向上することが、実施例１と実施例２、及び実施
例４と実施例５の結果から分かった。
５とを比較した場合においても前記と同様にフィラーＡ
を含有する接合材料のほうが、接合材料硬化物熱伝導率
が優れていた。さらに、同じフィラーＡを含有する接合
材料であっても、接着剤組成物Ｂを用いたほうが、接着
強度が向上することが、実施例１と実施例２、及び実施
例４と実施例５の結果から分かった。
【００７５】フィラーＢを用いたことを除いて、前記実
施例６及び７と同様の組成を有する実施例９、１０につ
いて、比較例４、５と比較したところ、前記と同様にフ
ィラーＢを含有する接合材料のほうが、接合材料硬化物
熱伝導率が優れていた。
施例６及び７と同様の組成を有する実施例９、１０につ
いて、比較例４、５と比較したところ、前記と同様にフ
ィラーＢを含有する接合材料のほうが、接合材料硬化物
熱伝導率が優れていた。
【００７６】次に、フィラーが熱伝導率に与える影響を
確認するべく、前記実施例１、４、６、７及び比較例２
〜５の実験結果を基に、フィラーの含有量に対する熱伝
導率の変化を示すグラフを作成した。それを図４に示
す。図４中、「●」はフィラーＡ系の実施例の熱伝導率
を表わし、「■」はフィラーＢ系の実施例の熱伝導率を
表わし、「▲」はフィラーＣ系の比較例の熱伝導率を表
わしている。
確認するべく、前記実施例１、４、６、７及び比較例２
〜５の実験結果を基に、フィラーの含有量に対する熱伝
導率の変化を示すグラフを作成した。それを図４に示
す。図４中、「●」はフィラーＡ系の実施例の熱伝導率
を表わし、「■」はフィラーＢ系の実施例の熱伝導率を
表わし、「▲」はフィラーＣ系の比較例の熱伝導率を表
わしている。
【００７７】グラフから、フィラーＡやフィラーＢを用
いたほうがフィラーＣを用いるよりも、少ないフィラー
含有量で熱伝導率が効率的に向上していることが確認さ
れた。特に、フィラーＡを用いたほうがフィラーＢを用
いるよりも少ないフィラー含有量で熱伝導率が効率的に
向上することが確認された。
いたほうがフィラーＣを用いるよりも、少ないフィラー
含有量で熱伝導率が効率的に向上していることが確認さ
れた。特に、フィラーＡを用いたほうがフィラーＢを用
いるよりも少ないフィラー含有量で熱伝導率が効率的に
向上することが確認された。
【００７８】次に、熱伝導率と接着強度の関係を明確に
する目的で、前記実施例１，４，６，７及び比較例２〜
５の実験結果を基に、フィラーの含有量に対する熱伝導
率及び接着強度の変化を示すグラフを作成した。それを
図５に示す。図５中、「●」は実施例の熱伝導率を表わ
し、「■」は実施例の接着強度を表わし、「◆」は比較
例の熱伝導率を表わし、「▲」は比較例の接着強度を表
わしている。グラフから、本発明に係る接合材料は、従
来と同様の接着強度を維持しながら、熱伝導率が従来よ
りも飛躍的に向上していることが確認された。
する目的で、前記実施例１，４，６，７及び比較例２〜
５の実験結果を基に、フィラーの含有量に対する熱伝導
率及び接着強度の変化を示すグラフを作成した。それを
図５に示す。図５中、「●」は実施例の熱伝導率を表わ
し、「■」は実施例の接着強度を表わし、「◆」は比較
例の熱伝導率を表わし、「▲」は比較例の接着強度を表
わしている。グラフから、本発明に係る接合材料は、従
来と同様の接着強度を維持しながら、熱伝導率が従来よ
りも飛躍的に向上していることが確認された。
【００７９】以上、本発明について説明してきたが、本
発明に係る接合材料によれば、所定の接着強度を維持し
つつ、熱伝導率の向上を図ることが可能となる。そのた
め、熱放散性が要求されるような用途、例えば、半導体
装置のダイボンディング材として本発明に係る接合材料
を使用した場合、従来品より少ないフィラー含有量で良
好な熱放散性が得られる。さらに、本発明に係る接合材
料は従来品より少ないフィラー含有量で、バランスよく
良好な熱伝導率と接着強度を得ることが可能となるた
め、製品の信頼性を高めることができる。
発明に係る接合材料によれば、所定の接着強度を維持し
つつ、熱伝導率の向上を図ることが可能となる。そのた
め、熱放散性が要求されるような用途、例えば、半導体
装置のダイボンディング材として本発明に係る接合材料
を使用した場合、従来品より少ないフィラー含有量で良
好な熱放散性が得られる。さらに、本発明に係る接合材
料は従来品より少ないフィラー含有量で、バランスよく
良好な熱伝導率と接着強度を得ることが可能となるた
め、製品の信頼性を高めることができる。
【００８０】（実施例１１、１２および比較例６〜１
１）次に表２に示す配合割合で、前記（３）で調製した
接着剤組成物Ａ、溶剤及びフィラーを混合し、３本ロー
ルを用いて混練した後、５トル（Ｔｏｒｒ）以下で１０
分間脱泡処理を行い、ペースト状接合材料を得た。
１）次に表２に示す配合割合で、前記（３）で調製した
接着剤組成物Ａ、溶剤及びフィラーを混合し、３本ロー
ルを用いて混練した後、５トル（Ｔｏｒｒ）以下で１０
分間脱泡処理を行い、ペースト状接合材料を得た。
【表２】
【００８１】表２より、フィラーの平均粒径、タップ密
度及び比表面積のすべてがある一定の条件を満たしてい
るフィラーを用いた場合は、熱伝導率に優れ、同時にピ
ール強度も使用に耐える強度を有していることが分かっ
た。
度及び比表面積のすべてがある一定の条件を満たしてい
るフィラーを用いた場合は、熱伝導率に優れ、同時にピ
ール強度も使用に耐える強度を有していることが分かっ
た。
【００８２】
【発明の効果】本発明によれば、所定の接着強度を維持
しつつ、熱伝導率の向上を図ることが可能な接合材料が
提供される。また、本発明によれば、銀ペーストの作業
性（濡れ拡がり性に優れ、ボイド発生が抑えられる。）
及び接着強度を維持しつつ、熱伝導率の向上を図ること
が可能な接合材料が提供される。
しつつ、熱伝導率の向上を図ることが可能な接合材料が
提供される。また、本発明によれば、銀ペーストの作業
性（濡れ拡がり性に優れ、ボイド発生が抑えられる。）
及び接着強度を維持しつつ、熱伝導率の向上を図ること
が可能な接合材料が提供される。
【図１】本発明の接合部材を使用した半導体装置の一例
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図２】本発明の接合部材を使用した半導体装置の一例
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図３】自動接着力試験装置とこれを用いた引き剥がし
強さ測定方法を示す模式図である。
強さ測定方法を示す模式図である。
【図４】フィラーの含有量に対する熱伝導率の変化を示
すグラフ図である。
すグラフ図である。
【図５】フィラーの含有量に対する熱伝導率及び接着強
度の変化を示すグラフ図である。
度の変化を示すグラフ図である。
１ 自動接着力試験装置
２ 本発明の接合材料
３、１１、２１ 半導体素子
４ 半導体支持部材
５ 支え
６ 熱板
７ 支え
１２ アンダーフィル
１３ 半田バンプ
１４ 配線基板
１５ 半田ボール
１６ ＴＩＭ２
１７ ヒートスプレッダ
１８ ＴＩＭ１
１９ ヒートシンク
２２ 半導体接合材料
２３ ダイパッド
２４ 金ワイヤ
２５ 外部接続端子
２６ 封止材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 川澄 雅夫
茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立化
成工業株式会社山崎事業所内
(72)発明者 山田 和彦
茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立化
成工業株式会社山崎事業所内
Ｆターム(参考） 4J004 AA13 AA18 AB05 BA02 EA05
FA05
4J040 EC001 EC061 EC071 EC161
EC261 EC271 HA026 HA036
HA066 HA136 HA206 HA326
KA16 KA42 LA08 MA10 MB03
5F047 BA21 BA23 BA34 BB03
Claims (18)
- 【請求項１】 樹脂及びフィラーを必須成分とする接合
材料であり、接合材料の不揮発分中のフィラー含有量が
６０ｖｏｌ％を超え７０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の
熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以上であり、フィラー含有量が
５０ｖｏｌ％を超え６０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の
熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上であり、フィラー含有量が
４０ｖｏｌ％を超え５０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の
熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上であり、フィラー含有量が３
０ｖｏｌ％を超え４０ｖｏｌ％以下の場合は硬化物の熱
伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする接合材
料。 - 【請求項２】 前記接合材料の不揮発成分中のフィラー
含有量が６０ｖｏｌ％を超え７０ｖｏｌ％以下であり、
かつ前記接合材料の硬化物の熱伝導率が１５Ｗ／ｍＫ以
上であることを特徴とする請求項１に記載の接合材料。 - 【請求項３】 前記接合材料の不揮発成分中のフィラー
含有量が５０ｖｏｌ％を超え６０ｖｏｌ％以下であり、
かつ前記接合材料の硬化物の熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以
上であることを特徴とする請求項１に記載の接合材料。 - 【請求項４】 前記接合材料の不揮発成分中のフィラー
含有量が４０ｖｏｌ％を超え５０ｖｏｌ％以下であり、
かつ前記接合材料の硬化物の熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ以上
であることを特徴とする請求項１に記載の接合材料。 - 【請求項５】 前記接合材料の不揮発成分中のフィラー
含有量が３０ｖｏｌ％を超え４０ｖｏｌ％以下であり、
かつ前記接合材料の硬化物の熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上
であることを特徴とする請求項１に記載の接合材料。 - 【請求項６】 前記フィラーの平均粒径が０．１μｍ以
上５μｍ以下であって、前記フィラーを構成する化合物
単体の真密度に対するタップ密度の比（タップ密度／真
密度）が０．２０以上０．５０以下であり、かつ比表面
積が０．５ｍ ２／ｇ以上３．５ｍ２／ｇ以下であること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の接合
材料。 - 【請求項７】 前記フィラーを構成する化合物単体の熱
伝導率が５０Ｗ／ｍＫ以上２５００Ｗ／ｍＫ以下である
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の
接合材料。 - 【請求項８】 前記フィラーがダイヤモンド、窒化ホウ
素、窒化アルミニウム、アルミナ、金、白金、銀、銅、
ニッケル、アルミニウム、パラジウム、黒鉛からなる群
より選ばれる一種又は二種類以上の混合物であることを
特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の接合材
料。 - 【請求項９】 前記接合材料が、熱硬化性樹脂を含有し
てなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に
記載の接合材料。 - 【請求項１０】 前記熱硬化性樹脂が（Ａ）エポキシ樹
脂、（Ｂ）硬化剤、（Ｃ）硬化促進剤を含有してなるこ
とを特徴とする請求項９に記載の接合材料。 - 【請求項１１】 使用する際に接合材料を本硬化させる
ことからなるフィルム状接合材料であって、前記接合材
料として請求項１〜１０のいずれか一項に記載の接合材
料を用いることを特徴とするフィルム状接合材料。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載のフィルム状接合材
料を基材フィルムの片面又は両面に、直接又は他の層を
介して積層した構造を有してなることを特徴とする基材
付きフィルム状接合材料。 - 【請求項１３】 （Ｉ）請求項１〜１０のいずれか一項
に記載の接合材料の原料組成物のワニスを基材フィルム
状に塗布する行程と、（ＩＩ）前記原料組成物のワニス
を乾燥させ、フィルムを形成する行程と、を含むことを
特徴とするフィルム状接合材料の製造方法。 - 【請求項１４】 さらに、（ＩＩＩ）前記基材フィルム
をはがし、単層のフィルム状接合材料を得る行程を含む
ことを特徴とする請求項１３に記載のフィルム状接合材
料の製造方法。 - 【請求項１５】 請求項１〜１０のいずれか一項に記載
の接合材料を用いて半導体素子と半導体支持部材とを接
着した構造を有してなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１６】 請求項１１又は１２に記載のフィルム
状接合材料の接合材料層を介して半導体素子と半導体支
持部材とを接着した構造を有してなることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項１７】 請求項１〜１０のいずれか一項に記載
の接合材料を用いて電子部品と放熱器とを接合した構造
を有してなることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１８】 請求項１１又は１２に記載のフィルム
状接合材料の接合材料層を介して電子部品と放熱器とを
接合した構造を有してなることを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002327745A JP4507488B2 (ja) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | 接合材料 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-345978 | 2001-11-12 | ||
| JP2001345978 | 2001-11-12 | ||
| JP2002327745A JP4507488B2 (ja) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | 接合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003221573A true JP2003221573A (ja) | 2003-08-08 |
| JP4507488B2 JP4507488B2 (ja) | 2010-07-21 |
Family
ID=27759076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002327745A Expired - Lifetime JP4507488B2 (ja) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | 接合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4507488B2 (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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