JP2021082640A - Conductive paste and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性ペーストおよび半導体装置に関する。より詳細には、本発明は、半導体素子を金属フレームなどの支持部材上に接着、固定するために用いられる半導体用ダイアタッチペーストとして用いられる導電性ペースト、および当該導電性ペーストを用いて製造された半導体装置に関する。 The present invention relates to conductive pastes and semiconductor devices. More specifically, the present invention is manufactured using a conductive paste used as a semiconductor die attach paste used for adhering and fixing a semiconductor element on a support member such as a metal frame, and the conductive paste. Regarding semiconductor devices.
リードフレーム上に半導体素子を搭載し、樹脂によりモールドした形態の半導体装置は広く用いられている。たとえば、IC、LSIなどの半導体素子は、リードフレーム等の金属片にマウントし、ダイアタッチペーストと称される導電性ペーストを用いて固定した後、リードフレームのリード部と半導体素子上の電極とを細線ワイヤ(ボンディングワイヤ)により接続し、次いでこれらをパッケージに収納して半導体製品とされる。また、種々の表示用などに実用化されている発光ダイオード(LED)などを用いた光半導体装置は、リードフレームや樹脂基板上の所定部分に光半導体素子を導電性ペースト等で接合後、透明封止樹脂等で封止して製造される(例えば、特許文献1)。 A semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a lead frame and molded with a resin is widely used. For example, a semiconductor element such as an IC or an LSI is mounted on a metal piece such as a lead frame, fixed with a conductive paste called a die attach paste, and then attached to a lead portion of the lead frame and an electrode on the semiconductor element. Are connected by thin wire (bonding wire), and then these are housed in a package to make a semiconductor product. Further, an optical semiconductor device using a light emitting diode (LED) or the like, which has been put into practical use for various displays, is transparent after bonding an optical semiconductor element to a predetermined portion on a lead frame or a resin substrate with a conductive paste or the like. It is manufactured by sealing it with a sealing resin or the like (for example, Patent Document 1).
半導体装置の製造において、半導体素子とリードフレームとの接合、およびこれらの間の電気伝導性および熱伝導性を良好にするために用いられるダイアタッチペーストは、一般に、樹脂と、フィラーとしての電気伝導率の高い粒子から構成されている。ダイアタッチペーストのチキソトロピック性が低いと、リードフレームの表面状態によってはペースト中に含まれる樹脂成分が基板に滲み出す、いわゆるブリードアウトと呼ばれる現象が生じる。この問題を解消するため、チキソトロピック性を十分に発現させるために、添加剤を配合する技術が提案されている。例えば、特許文献2では、添加剤としてシリコーンゴム微粉末を添加し、樹脂のブリードアウトの発生の抑制する技術が提案されている。 In the manufacture of semiconductor devices, the die attach paste used for bonding a semiconductor element and a lead frame and improving the electrical conductivity and thermal conductivity between them is generally a resin and electrical conductivity as a filler. It is composed of high-rate particles. If the thixotropic property of the die attach paste is low, a phenomenon called bleed-out occurs in which the resin component contained in the paste exudes to the substrate depending on the surface condition of the lead frame. In order to solve this problem, a technique for blending an additive has been proposed in order to sufficiently develop thixotropic properties. For example, Patent Document 2 proposes a technique of adding silicone rubber fine powder as an additive to suppress the occurrence of resin bleed-out.
上述したように、ダイボンディング用樹脂ペーストは、一般に、樹脂とフィラーから構成されている。このような樹脂ペーストは、塗布作業性を確保するために、希釈剤を加えて低粘度化、換言すると、ペースト化する必要がある。しかし、本発明者は、希釈剤として使用される有機溶剤は低粘度であるため、しばしば接合対象であるリードフレーム表面の微細な凹凸による毛細管現象により、溶剤成分が濡れ広がる場合があることを見出した。また、リードフレーム内の予期せぬ部分にブリードすることで、プロセス中に溶剤がリードフレーム底面へ漏れてしまったり、汚染によりワイヤーボンド不良を引き起こしてしまったりすることを見出した。 As described above, the resin paste for die bonding is generally composed of a resin and a filler. In order to ensure coating workability, such a resin paste needs to be made into a paste by adding a diluent to reduce the viscosity, in other words. However, the present inventor has found that since the organic solvent used as a diluent has a low viscosity, the solvent component may wet and spread due to the capillary phenomenon due to the fine irregularities on the surface of the lead frame to be bonded. It was. It was also found that bleeding to an unexpected part in the lead frame causes the solvent to leak to the bottom surface of the lead frame during the process and causes wire bond failure due to contamination.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、低粘度化のために希釈剤を加えた場合であっても、希釈剤のブリードアウトを抑制して、垂れや滲みを防ぎ、また物理的、電気的な接続信頼性に優れたダイアタッチペーストとして使用可能な導電性ペーストを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even when a diluent is added to reduce the viscosity, bleed-out of the diluent is suppressed to prevent dripping and bleeding, and physical physics. An object of the present invention is to provide a conductive paste that can be used as a dielectric paste having excellent physical and electrical connection reliability.
本発明者は、特定の添加剤を用いることにより、希釈剤のブリードアウトが抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has found that bleed-out of a diluent can be suppressed by using a specific additive, and has completed the present invention.
本発明によれば、
バインダー樹脂と、
導電性金属粉と、
希釈剤と、
アルキルアセタール化ポリビニルアルコールと、を含む電子部品接着用の導電性ペーストが提供される。
According to the present invention
Binder resin and
With conductive metal powder
Diluent and
A conductive paste for adhering electronic components containing alkyl acetalized polyvinyl alcohol is provided.
本発明によれば、ブリードアウトが抑制され、物理的、電気的な接続信頼性に優れたダイアタッチペーストとして好適に使用できる導電性ペーストが提供される。 According to the present invention, there is provided a conductive paste in which bleed-out is suppressed and can be suitably used as a die attach paste having excellent physical and electrical connection reliability.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
(導電性ペースト)
本実施形態の導電性ペーストは、半導体素子等の電子部品を、リードフレームまたは配線基板等の基材に接着するためのダイアタッチ層を形成するために用いられるダイアタッチペーストである。本実施形態の導電性ペーストは、バインダー樹脂と、導電性金属粉と、希釈剤と、アルキルアセタール化ポリビニルアルコールとを含む。本実施形態の導電性ペーストは、熱処理により、これに含まれるバインダー樹脂が硬化し、これにより導電性金属粉同士が互いに凝集して金属粉連結構造を形成する。これにより、導電性ペーストを加熱して得られるダイアタッチ層は、導電性または熱導電性、および電子部品や基材に対する密着性が発現される。
(Conductive paste)
The conductive paste of the present embodiment is a die attach paste used for forming a die attach layer for adhering an electronic component such as a semiconductor element to a base material such as a lead frame or a wiring board. The conductive paste of the present embodiment contains a binder resin, a conductive metal powder, a diluent, and an alkyl acetalized polyvinyl alcohol. In the conductive paste of the present embodiment, the binder resin contained therein is cured by heat treatment, whereby the conductive metal powders agglomerate with each other to form a metal powder connecting structure. As a result, the die attach layer obtained by heating the conductive paste exhibits conductivity or thermal conductivity, and adhesion to electronic components and a base material.
本実施形態の導電性ペーストは、アルキルアセタール化ポリビニルアルコールを含むことにより、希釈剤のブリードアウトが抑制される。そのため、電子装置の製造においてこの導電性ペーストをリードフレーム表面上に配置した際、希釈剤が濡れ広がることがない。そのため、半導体素子と基板との接続は、物理的および電気的接続信頼性に優れたものとなる。 By containing the alkyl acetalized polyvinyl alcohol in the conductive paste of the present embodiment, the bleed-out of the diluent is suppressed. Therefore, when this conductive paste is placed on the surface of the lead frame in the manufacture of an electronic device, the diluent does not get wet and spread. Therefore, the connection between the semiconductor element and the substrate has excellent physical and electrical connection reliability.
本実施形態の導電性ペーストに用いられる各成分について以下に説明する。 Each component used in the conductive paste of this embodiment will be described below.
(バインダー樹脂)
本実施形態の導電性ペーストに用いられるバインダー樹脂としては、熱硬化性樹脂が用いられ、熱硬化性樹脂としては、シアネート樹脂、エポキシ樹脂、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を1分子内に2つ以上有する樹脂、およびマレイミド樹脂から選択される一種または二種以上を用いることができる。これらの中でも、熱伝導性ペーストの接着性を向上させる観点からは、エポキシ樹脂を含むことが特に好ましい。
(Binder resin)
A thermosetting resin is used as the binder resin used for the conductive paste of the present embodiment, and a cyanate resin, an epoxy resin, and a radically polymerizable carbon-carbon double bond are contained in one molecule as the thermosetting resin. One or more selected from the resin having two or more and the maleimide resin can be used. Among these, it is particularly preferable to contain an epoxy resin from the viewpoint of improving the adhesiveness of the heat conductive paste.
熱硬化性樹脂として用いられるエポキシ樹脂としては、1分子内にグリシジル基を2つ以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量や分子構造は特に限定されない。本実施形態で用いられるエポキシ樹脂としては、たとえばビフェニル型エポキシ樹脂;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、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;スチルベン型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂;フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂;ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの2量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。また、エポキシ樹脂としては、たとえばグリシジル基を1分子内に2つ以上含む化合物のうちの、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビフェノールなどのビスフェノール化合物またはこれらの誘導体、水素添加ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールF、水素添加ビフェノール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジエタノールなどの脂環構造を有するジオールまたはこれらの誘導体、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオールなどの脂肪族ジオールまたはこれらの誘導体などをエポキシ化した2官能のもの、トリヒドロキシフェニルメタン骨格、アミノフェノール骨格を有する3官能のもの、を用いることも可能である。熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂は、上記に例示されたものから選択される一種または二種以上を含むことができる。 As the epoxy resin used as the thermosetting resin, a monomer, an oligomer, or a polymer having two or more glycidyl groups in one molecule can be used in general, and the molecular weight and molecular structure thereof are not particularly limited. Examples of the epoxy resin used in the present embodiment include biphenyl type epoxy resin; bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, tetramethyl bisphenol F type epoxy resin and other bisphenol type epoxy resin; stillben type epoxy resin; phenol novolac. Novolak type epoxy resin such as type epoxy resin and cresol novolac type epoxy resin; polyfunctional epoxy resin such as triphenol methane type epoxy resin and alkyl modified triphenol methane type epoxy resin; phenol aralkyl type epoxy resin having phenylene skeleton, biphenylene skeleton Aralkyl type epoxy resin such as phenol aralkyl type epoxy resin; naphthol type epoxy resin such as dihydroxynaphthalene type epoxy resin and epoxy resin obtained by glycidyl etherification of dimers of dihydroxynaphthalene; triglycidyl isocyanurate, monoallyldi Examples thereof include triazine nuclei-containing epoxy resins such as glycidyl isocyanurate; and bridged cyclic hydrocarbon compound-modified phenol-type epoxy resins such as dicyclopentadiene-modified phenol-type epoxy resins. The epoxy resin includes, for example, bisphenol compounds such as bisphenol A, bisphenol F, and biphenol among compounds containing two or more glycidyl groups in one molecule or derivatives thereof, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, and the like. Diols having an alicyclic structure such as hydrogenated biphenol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, cyclohexanediethanol or derivatives thereof, aliphatic diols such as butanediol, hexanediol, octanediol, nonanediol, decanediol or derivatives thereof, etc. It is also possible to use a bifunctional one obtained by epoxidizing the above, a trihydroxyphenylmethane skeleton, or a trifunctional one having an aminophenol skeleton. The epoxy resin as the thermosetting resin can include one or more selected from those exemplified above.
これらの中でも、得られる導電性ペーストの塗布作業性や接着性を向上させる観点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂を含むことがより好ましく、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を含むことが特に好ましい。また、本実施形態においては、導電性ペーストの塗布作業性をより効果的に向上させる観点からは、室温(25℃)において液状である液状エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。 Among these, from the viewpoint of improving the coating workability and adhesiveness of the obtained conductive paste, it is more preferable to contain a bisphenol type epoxy resin, and it is particularly preferable to contain a bisphenol F type epoxy resin. Further, in the present embodiment, from the viewpoint of more effectively improving the coating workability of the conductive paste, it is more preferable to contain a liquid epoxy resin that is liquid at room temperature (25 ° C.).
熱硬化性樹脂として用いられるシアネート樹脂は、特に限定されないが、たとえば1,3−ジシアナトベンゼン、1,4−ジシアナトベンゼン、1,3,5−トリシアナトベンゼン、1,3−ジシアナトナフタレン、1,4−ジシアナトナフタレン、1,6−ジシアナトナフタレン、1,8−ジシアナトナフタレン、2,6−ジシアナトナフタレン、2,7−ジシアナトナフタレン、1,3,6−トリシアナトナフタレン、4,4'−ジシアナトビフェニル、ビス(4−シアナトフェニル)メタン、ビス(3,5−ジメチル−4−シアナトフェニル)メタン、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−シアナトフェニル)プロパン、ビス(4−シアナトフェニル)エーテル、ビス(4−シアナトフェニル)チオエーテル、ビス(4−シアナトフェニル)スルホン、トリス(4−シアナトフェニル)ホスファイト、トリス(4−シアナトフェニル)ホスフェート、ノボラック樹脂とハロゲン化シアンとの反応により得られるシアネート類、ならびにこれらの多官能シアネート樹脂のシアネート基を三量化することによって形成されるトリアジン環を有するプレポリマーから選択される一種または二種以上を含むことができる。上記プレポリマーは、上記の多官能シアネート樹脂モノマーを、たとえば鉱酸、ルイス酸などの酸、ナトリウムアルコラート、第三級アミン類などの塩基、または炭酸ナトリウムなどの塩類を触媒として重合させることにより得ることができる。 The cyanate resin used as the thermosetting resin is not particularly limited, and is, for example, 1,3-disyanatobenzene, 1,4-disyanatobenzene, 1,3,5-tricyanatobenzene, 1,3-disianatonaphthalene. , 1,4-Cyanate naphthalene, 1,6-disiana tonaphthalene, 1,8-disiana tonaphthalene, 2,6-disiana tonaphthalene, 2,7-disiana tonaphthalene, 1,3,6-trisiana tonaphthalene , 4,4'-disyanatobiphenyl, bis (4-cyanatophenyl) methane, bis (3,5-dimethyl-4-cyanatophenyl) methane, 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane, 2,2-Bis (3,5-dibromo-4-cyanatophenyl) propane, bis (4-cyanatophenyl) ether, bis (4-cyanatophenyl) thioether, bis (4-cyanatophenyl) sulfone, Triquantize tris (4-cyanatophenyl) phosphite, tris (4-cyanatophenyl) phosphate, cyanates obtained by the reaction of novolak resin with cyanate halide, and cyanate groups of these polyfunctional cyanate resins. It can include one or more selected from prepolymers having a triazine ring formed thereby. The prepolymer is obtained by polymerizing the polyfunctional cyanate resin monomer using, for example, an acid such as mineral acid or Lewis acid, a base such as sodium alcoholate or tertiary amines, or a salt such as sodium carbonate as a catalyst. be able to.
熱硬化性樹脂として用いられるラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を1分子内に2つ以上有する樹脂としては、たとえば分子内に(メタ)アクリロイル基を二つ以上有するラジカル重合性のアクリル樹脂を使用することができる。本実施形態においては、上記アクリル樹脂として、分子量が500〜10000であるポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、またはポリ(メタ)アクリレートであって、(メタ)アクリル基を有する化合物を含むことができる。なお、熱硬化性樹脂としてラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を1分子内に2つ以上有する樹脂を用いる場合、熱伝導性ペーストは、たとえば熱ラジカル重合開始剤等の重合開始剤を含むことができる。 As a resin having two or more radical-polymerizable carbon-carbon double bonds in one molecule used as a thermosetting resin, for example, a radical-polymerizable acrylic resin having two or more (meth) acryloyl groups in the molecule. Can be used. In the present embodiment, the acrylic resin may include a polyether, polyester, polycarbonate, or poly (meth) acrylate having a molecular weight of 500 to 10000 and having a (meth) acrylic group. When a resin having two or more radically polymerizable carbon-carbon double bonds in one molecule is used as the thermosetting resin, the thermally conductive paste contains, for example, a polymerization initiator such as a thermal radical polymerization initiator. be able to.
熱硬化性樹脂として用いられるマレイミド樹脂は、特に限定されないが、たとえばN,N'−(4,4'−ジフェニルメタン)ビスマレイミド、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパンなどのビスマレイミド樹脂から選択される一種または二種以上を含むことができる。 The maleimide resin used as the thermosetting resin is not particularly limited, and is, for example, N, N'-(4,4'-diphenylmethane) bismaleimide, bis (3-ethyl-5-methyl-4-maleimidephenyl) methane, and the like. 2,2-Bis [4- (4-maleimidephenoxy) phenyl] One or more selected from bismaleimide resins such as propane can be included.
熱硬化性樹脂は、ビフェニル骨格を有する樹脂として、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂(ビフェニル型エポキシ樹脂)を含むことができる。これにより、導電性ペーストの金属密着性を向上させることができる。 The thermosetting resin can include an epoxy resin having a biphenyl skeleton (biphenyl type epoxy resin) as a resin having a biphenyl skeleton. Thereby, the metal adhesion of the conductive paste can be improved.
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂は、その分子構造内にビフェニル骨格を有し、かつ、エポキシ基を2個以上有するものであれば、その構造は特に限定するものではないが、例えば、ビフェノールまたはその誘導体をエピクロロヒドリンで処理した2官能エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いても混合して用いても差し支えない。これらの中でも、特に分子内にエポキシ基が2個のものは、耐熱性の向上が優れたものとなるため好ましい。そのようなエポキシ樹脂としては、ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂などの、ビフェノール誘導体をエピクロロヒドリンで処理した2官能エポキシ樹脂;ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂のうち、エポキシ基が2個であるもの(フェノール核体数が2であると表現されることもある);ビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型樹脂のうち、エポキシ基が2個であるもの;などが挙げられる。 The structure of an epoxy resin having a biphenyl skeleton is not particularly limited as long as it has a biphenyl skeleton in its molecular structure and has two or more epoxy groups, but for example, biphenol or a derivative thereof. Examples thereof include a bifunctional epoxy resin treated with epichlorohydrin, a phenol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton, and a naphthol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton, which may be used alone or in combination. There is no problem. Among these, those having two epoxy groups in the molecule are particularly preferable because they have excellent heat resistance. Examples of such epoxy resins include biphenyl epoxy resins obtained by treating biphenol derivatives with epichlorohydrin, such as biphenyl type epoxy resins and tetramethylbiphenyl type epoxy resins; among phenol aralkyl type epoxy resins having a biphenylene skeleton, epoxys. Those having two groups (sometimes expressed as having two phenol nuclei); those having two epoxy groups among naphthol aralkyl type resins having a biphenylene skeleton; and the like can be mentioned.
本実施形態の導電性ペーストにおいて、バインダー樹脂の含有量の下限値は、導電性ペースト全体に対して、例えば、1質量%以上であり、好ましくは3質量%以上であり、より好ましくは5質量%以上である。これにより、導電性ペーストの取扱い性を良好にすることができる。また導電性ペーストの粘度を使用に適切な程度にすることができる。また、バインダー樹脂の含有量の上限値は、導電性ペースト全体に対して、例えば、15質量%以下であり、好ましくは12質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下である。これにより、導電性ペーストの導電性、基材に対する密着性等の諸特性のバランス向上を図ることができる。 In the conductive paste of the present embodiment, the lower limit of the content of the binder resin is, for example, 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more, and more preferably 5% by mass with respect to the entire conductive paste. % Or more. Thereby, the handleability of the conductive paste can be improved. In addition, the viscosity of the conductive paste can be adjusted to an appropriate level for use. The upper limit of the content of the binder resin is, for example, 15% by mass or less, preferably 12% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less with respect to the entire conductive paste. This makes it possible to improve the balance of various properties such as the conductivity of the conductive paste and the adhesion to the substrate.
(硬化剤)
本実施形態の導電性ペーストは、硬化剤を含んでもよい。これにより、導電性ペーストの硬化性を向上させることができる。硬化剤としては、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、ジシアンジアミド、ジヒドラジド化合物、酸無水物、およびフェノール化合物から選択される一種または二種以上を用いることができる。これらの中でも、ジシアンジアミドおよびフェノール化合物のうちの少なくとも一方を含むことが、製造安定性を向上させる観点から特に好ましい。
(Hardener)
The conductive paste of this embodiment may contain a curing agent. Thereby, the curability of the conductive paste can be improved. As the curing agent, for example, one or more selected from aliphatic amines, aromatic amines, dicyandiamides, dihydrazide compounds, acid anhydrides, and phenol compounds can be used. Among these, it is particularly preferable to contain at least one of dicyandiamide and a phenol compound from the viewpoint of improving production stability.
硬化剤として用いられるジヒドラジド化合物としては、アジピン酸ジヒドラジド、ドデカン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、p−オキシ安息香酸ジヒドラジドなどのカルボン酸ジヒドラジドなどが挙げられる。また、硬化剤として用いられる酸無水物としてはフタル酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、無水マレイン酸とポリブタジエンの反応物、無水マレイン酸とスチレンの共重合体等が挙げられる。 Examples of the dihydrazide compound used as a curing agent include carboxylic acid dihydrazides such as adipic acid dihydrazide, dodecanoic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, and p-oxybenzoic acid dihydrazide. The acid anhydride used as a curing agent includes phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, maleic anhydride and polybutadiene reaction, and anhydride. Examples thereof include a copolymer of maleic anhydride and styrene.
硬化剤として用いられるフェノール化合物は、1分子内にフェノール性水酸基を2つ以上有する化合物である。より好ましい1分子内のフェノール性水酸基の数は2〜5であり、特に好ましい1分子内のフェノール性水酸基数は2つまたは3つである。これにより、導電性ペーストの塗布作業性をより効果的に向上させることができるとともに、硬化時に架橋構造を形成して導電性ペーストの硬化物特性を優れたものとすることができる。上記フェノール化合物は、たとえばビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールS、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシベンゾフェノン、テトラメチルビフェノール、エチリデンビスフェノール、メチルエチリデンビス(メチルフェノール)、シクロへキシリデンビスフェノール、ビフェノールなどのビスフェノール類およびその誘導体、トリ(ヒドロキシフェニル)メタン、トリ(ヒドロキシフェニル)エタンなどの3官能のフェノール類およびその誘導体、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどのフェノール類とホルムアルデヒドを反応することで得られる化合物で2核体または3核体がメインのものおよびその誘導体から選択される一種または二種以上を含むことができる。これらの中でも、ビスフェノール類を含むことがより好ましく、ビスフェノールFを含むことが特に好ましい。 The phenol compound used as a curing agent is a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. A more preferable number of phenolic hydroxyl groups in one molecule is 2 to 5, and a particularly preferable number of phenolic hydroxyl groups in one molecule is two or three. As a result, the coating workability of the conductive paste can be improved more effectively, and a crosslinked structure can be formed at the time of curing to improve the cured product characteristics of the conductive paste. The phenol compounds include, for example, bisphenol F, bisphenol A, bisphenol S, tetramethyl bisphenol A, tetramethyl bisphenol F, tetramethyl bisphenol S, dihydroxydiphenyl ether, dihydroxybenzophenone, tetramethyl biphenol, etylidene bisphenol, methyl etylidenebis (methylphenol). , Cyclohexylidene bisphenols, bisphenols such as biphenols and their derivatives, trifunctional phenols such as tri (hydroxyphenyl) methane, tri (hydroxyphenyl) ethane and their derivatives, phenols such as phenol novolac and cresol novolac. A compound obtained by reacting with formaldehyde, which is mainly dinuclear or trinuclear, may contain one or more selected from derivatives thereof. Among these, it is more preferable to contain bisphenols, and it is particularly preferable to contain bisphenol F.
また、本実施形態において、硬化剤としてのビフェニル骨格を有する樹脂としては、ビフェニル骨格を有するフェノール樹脂(フェノール化合物)を用いることができる。これにより、導電性ペーストの導電性および基材に対する密着性を向上させることができる。ビフェニル骨格を有するフェノール樹脂としては、その分子構造内にビフェニル骨格を有し、かつ、フェノール基を2個以上有するものであれば、その構造は特に限定するものではない。 Further, in the present embodiment, as the resin having a biphenyl skeleton as a curing agent, a phenol resin (phenol compound) having a biphenyl skeleton can be used. Thereby, the conductivity of the conductive paste and the adhesion to the base material can be improved. The structure of the phenol resin having a biphenyl skeleton is not particularly limited as long as it has a biphenyl skeleton in its molecular structure and has two or more phenol groups.
本実施形態において、導電性ペースト中における硬化剤の含有量は、熱伝導性ペースト全体に対して0.5質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましい。これにより、導電性ペーストの硬化性を、より効果的に向上させることができる。一方で、導電性ペースト中における硬化剤の含有量は、導電性ペースト全体に対して10質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることがより好ましい。これにより、導電性ペーストペーストを用いて形成される接着層の、低熱膨張性や耐湿性を向上させることができる。 In the present embodiment, the content of the curing agent in the conductive paste is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, based on the entire heat conductive paste. Thereby, the curability of the conductive paste can be improved more effectively. On the other hand, the content of the curing agent in the conductive paste is preferably 10% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, based on the entire conductive paste. Thereby, the low thermal expansion property and the moisture resistance of the adhesive layer formed by using the conductive paste can be improved.
(導電性金属粉)
本実施形態の導電性ペーストに含まれる導電性金属粉は、導電性ペーストに対して熱処理が施されることにより、凝集して金属粒子連結構造を形成する。すなわち、導電性ペーストを加熱して得られるダイアタッチペースト層において、金属粉同士は互いに凝集して存在する。これにより、導電性や熱伝導性、基材への密着性が発現される。
(Conductive metal powder)
The conductive metal powder contained in the conductive paste of the present embodiment aggregates to form a metal particle connecting structure by subjecting the conductive paste to heat treatment. That is, in the die attach paste layer obtained by heating the conductive paste, the metal powders are agglomerated with each other. As a result, conductivity, thermal conductivity, and adhesion to the substrate are exhibited.
本実施形態の導電性ペーストに用いられる導電性金属粉としては、銀粉、金粉、白金粉、パラジウム粉、銅粉、またはニッケル粉、あるいはこれらの合金を用いることができる。導電性および取扱い容易性の観点から銀粉を用いることが好ましい。 As the conductive metal powder used in the conductive paste of the present embodiment, silver powder, gold powder, platinum powder, palladium powder, copper powder, nickel powder, or alloys thereof can be used. It is preferable to use silver powder from the viewpoint of conductivity and ease of handling.
導電性金属粉の形状は、特に限定されないが、たとえば球状、フレーク状、および鱗片状等を挙げることができる。本実施形態においては、導電性金属粉が球状粒子を含むことがより好ましい。これにより、導電性金属粉の凝集の均一性を向上させることができる。また、コストを低減させる観点からは、導電性金属粉がフレーク状粒子を含む態様を採用することもできる。さらには、コストの低減と凝集均一のバランスを向上させる観点から、導電性金属粉が球状粒子とフレーク状粒子の双方を含んでいてもよい。 The shape of the conductive metal powder is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a flake shape, and a scaly shape. In the present embodiment, it is more preferable that the conductive metal powder contains spherical particles. Thereby, the uniformity of aggregation of the conductive metal powder can be improved. Further, from the viewpoint of reducing the cost, an embodiment in which the conductive metal powder contains flake-like particles can also be adopted. Furthermore, the conductive metal powder may contain both spherical particles and flake-like particles from the viewpoint of reducing the cost and improving the balance of agglutination uniformity.
導電性金属粉の平均粒径(D50)は、たとえば0.1μm以上10μm以下である。導電性金属粉の平均粒径が上記下限値以上であることにより、比表面積の過度な増大を抑制し、接触熱抵抗による熱伝導性の低下を抑えることが可能となる。また、導電性金属粉の平均粒径が上記上限値以下であることにより、導電性金属粉間の金属粒子連結構造体の形成性を向上させることが可能となる。また、導電性ペーストのディスペンス性を向上させる観点からは、導電性金属粉の平均粒径(D50)が0.6μm以上2.7μm以下であることがより好ましく、0.6μm以上2.0μm以下であることが特に好ましい。なお、導電性金属粉の平均粒径(D50)は、たとえば市販のレーザー式粒度分布計(たとえば、(株)島津製作所製、SALD−7000等)を用いて測定することができる。 The average particle size (D 50 ) of the conductive metal powder is, for example, 0.1 μm or more and 10 μm or less. When the average particle size of the conductive metal powder is at least the above lower limit value, it is possible to suppress an excessive increase in the specific surface area and suppress a decrease in thermal conductivity due to contact thermal resistance. Further, when the average particle size of the conductive metal powder is not more than the above upper limit value, it is possible to improve the formability of the metal particle connecting structure between the conductive metal powders. Further, from the viewpoint of improving the dispensability of the conductive paste, the average particle size (D 50 ) of the conductive metal powder is more preferably 0.6 μm or more and 2.7 μm or less, and 0.6 μm or more and 2.0 μm or more. The following is particularly preferable. The average particle size (D 50 ) of the conductive metal powder can be measured using, for example, a commercially available laser particle size distribution meter (for example, manufactured by Shimadzu Corporation, SALD-7000, etc.).
また、導電性金属粉の最大粒径は、特に限定されないが、たとえば1μm以上50μm以下とすることができ、3μm以上30μm以下であることがより好ましく、4μm以上18μm以下であることが特に好ましい。これにより、導電性金属粉の凝集の均一性とディスペンス性のバランスをより効果的に向上させることが可能となる。 The maximum particle size of the conductive metal powder is not particularly limited, but can be, for example, 1 μm or more and 50 μm or less, more preferably 3 μm or more and 30 μm or less, and particularly preferably 4 μm or more and 18 μm or less. This makes it possible to more effectively improve the balance between the uniformity of aggregation of the conductive metal powder and the dispensability.
導電性ペースト中における導電性金属粉の含有量は、たとえば導電性ペースト全体に対して30質量%以上80質量%以下であることが好ましく、40質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。上記下限値以上とすることにより、導電性ペーストを熱処理して得られるダイアタッチペースト層の熱伝導性と導電性の向上に寄与することが可能となる。一方で、上記上限値以下とすることにより、得られる導電性ペーストの塗布作業性や、導電性ペーストを熱処理して得られるダイアタッチペースト層の機械強度等の向上に寄与することができる。 The content of the conductive metal powder in the conductive paste is, for example, preferably 30% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 40% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the entire conductive paste. .. By setting the value to the above lower limit or more, it is possible to contribute to the improvement of the thermal conductivity and the conductivity of the die attach paste layer obtained by heat-treating the conductive paste. On the other hand, when the value is not more than the above upper limit, it is possible to contribute to the improvement of the coating workability of the obtained conductive paste and the mechanical strength of the die attach paste layer obtained by heat-treating the conductive paste.
(希釈剤)
本実施形態の導電性ペーストには、半導体素子または基材への塗布性や細部への充填性を考慮して、導電性ペーストを適切な粘度とするために、希釈剤が配合される。希釈剤としては、反応性希釈剤または非反応性溶剤を用いることができる。ここで、反応性希釈剤とは、導電性ペーストに含まれるバインダー樹脂の架橋反応に関与する反応性基を有する化合物を意味し、非反応性溶剤とは、バインダー樹脂の架橋反応に関与する反応性基を有していない溶剤を意味する。
(Diluent)
In the conductive paste of the present embodiment, a diluent is blended in order to make the conductive paste have an appropriate viscosity in consideration of the coatability to the semiconductor element or the base material and the filling property to the details. As the diluent, a reactive diluent or a non-reactive solvent can be used. Here, the reactive diluent means a compound having a reactive group involved in the cross-linking reaction of the binder resin contained in the conductive paste, and the non-reactive solvent means a reaction involved in the cross-linking reaction of the binder resin. It means a solvent that does not have a reactive group.
希釈剤として用いられる反応性希釈剤としては、例えば、グリコールモノマー、アクリルモノマー、エポキシモノマー、およびマレイミドモノマー等が挙げられる。 Examples of the reactive diluent used as the diluent include glycol monomers, acrylic monomers, epoxy monomers, maleimide monomers and the like.
反応性希釈剤として用いられるグリコールモノマーとしては、例えば、エチレングリコール、エチ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モノエチルエーテル、エチレングリコールモノn−プロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノn−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノn−ブチルエーテル、テトラエチレングリコール、テトラチレングリコールモノメチル、テトラチレングリコールモノエチル、テトラエチレングリコールモノn−ブチル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノn−ブチルエーテルなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the glycol monomer used as the reactive diluent include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-propyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, and ethylene. Glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol mono2-ethylhexyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono n-propyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol mono n-butyl ether, diethylene glycol monoisobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol mono2-ethylhexyl ether, diethylene glycol monobenzyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene Glycol monoethyl ether, triethylene glycol mono n-butyl ether, tetraethylene glycol, tetratylene glycol monomethyl, tetratylene glycol monoethyl, tetraethylene glycol mono n-butyl, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, Ethylene glycol mono n-propyl ether, propylene glycol monoisopropyl ether, propylene glycol mono n-butyl ether, propylene glycol monophenyl ether, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono n- Examples thereof include propyl ether, dipropylene glycol mono-n-butyl ether, tripropylene glycol, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether and tripropylene glycol mono n-butyl ether. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
導電性ペーストを熱処理した場合、これに含まれる金属粉同士が凝集して金属粒子連結構造を良好に形成する観点より、グリコールモノマーとしては、トリプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルまたはエチレングリコールモノ−n−ブチルアセテートを用いることが好ましい。 When the conductive paste is heat-treated, the metal powders contained therein agglomerate to form a metal particle connecting structure, and the glycol monomer is tripropylene glycol mono-n-butyl ether or ethylene glycol mono-n. -It is preferable to use butyl acetate.
反応性希釈剤として用いられるアクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル基を1つのみ有する単官能アクリルモノマー、または(メタ)アクリル基を2つ以上有する多官能アクリルモノマーを用いることができる。 As the acrylic monomer used as the reactive diluent, a monofunctional acrylic monomer having only one (meth) acrylic group or a polyfunctional acrylic monomer having two or more (meth) acrylic groups can be used.
単官能アクリルモノマーとしては、例えば、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングルコール(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキシド変性(メタ)アクリレート、フェニルフェノールエチレンオキシド変性(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート四級化物、グリシジル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール(メタ)アクリル酸安息香酸エステル、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、および2−(メタ)アクロイロキシエチルアシッドホスフェートなどを挙げることができる。単官能アクリルモノマーとしては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the monofunctional acrylic monomer include 2-phenoxyethyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, and isoamyl (meth). Acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, n-lauryl (meth) acrylate, n-tridecyl (meth) acrylate, n-stearyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol ( Meta) acrylate, butoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, 2-ethylhexyldiethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) ) Acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, nonylphenolethylene oxide modified (meth) acrylate, phenylphenolethylene oxide Modified (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate quaternized product, glycidyl (meth) acrylate, neopentyl glycol (meth) Acrylic acid benzoic acid ester, 1,4-cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy- 3-Phenoxypropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloylxyethyl succinic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl succinic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyl Oxyethylphthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethylphthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate, and 2- (meth) acrylate. Loxyethyl acid phosphate and the like can be mentioned. As the monofunctional acrylic monomer, one or a combination of two or more of the above specific examples can be used.
単官能アクリルモノマーとしては、上記具体例のうち、2−フェノキシエチルメタクリレートを用いることが好ましい。これにより、得られる導電性ペーストの基材への密着性を向上することができる。 Of the above specific examples, 2-phenoxyethyl methacrylate is preferably used as the monofunctional acrylic monomer. Thereby, the adhesion of the obtained conductive paste to the base material can be improved.
多官能アクリルモノマーとしては、具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アタクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ヘキサン−1,6−ジオールビス(2−メチル(メタ)アクリレート)、4,4'−イソプロピリデンジフェノールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ビス((メタ)アクリロイルオキシ)−2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロヘキサン、1,4−ビス((メタ)アクリロイルオキシ)ブタン、1,6−ビス((メタ)アクリロイルオキシ)ヘキサン、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、N,N'−ジ(メタ)アクリロイルエチレンジアミン、N,N'−(1,2−ジヒドロキシエチレン)ビス(メタ)アクリルアミド、又は1,4−ビス((メタ)アクリロイル)ピペラジンなどが挙げられる。 Specific examples of the polyfunctional acrylic monomer include ethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylpropantri (meth) acryloyl, propoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, and hexane-1,6-diol bis (2-methyl). (Meta) acrylate), 4,4'-isopropyridene diphenol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-bis ((meth) acryloyloxy) -2,2 3,3,4,5,5-octafluorohexane, 1,4-bis ((meth) acryloyloxy) butane, 1,6-bis ((meth) acryloyloxy) hexane, triethylene glycol di (meth) ) Acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, N, N'-di (meth) acryloyl ethylenediamine, N, N'-(1,2-dihydroxyethylene) bis (meth) Acrylamide, 1,4-bis ((meth) acryloyl) piperazine and the like can be mentioned.
反応性希釈剤として用いられるエポキシモノマーとしては、エポキシ基を1つのみ有する単官能エポキシモノマー、またはエポキシ基を2つ以上備える多官能エポキシモノマーを用いることができる。 As the epoxy monomer used as the reactive diluent, a monofunctional epoxy monomer having only one epoxy group or a polyfunctional epoxy monomer having two or more epoxy groups can be used.
単官能エポキシモノマーとしては、4−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、m,p−クレジルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテルなどが挙げられる。単官能エポキシモノマーとしては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the monofunctional epoxy monomer include 4-tert-butylphenylglycidyl ether, m, p-cresyl glycidyl ether, phenylglycidyl ether, and cresyl glycidyl ether. As the monofunctional epoxy monomer, one or a combination of two or more of the above specific examples can be used.
多官能エポキシモノマーとしては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビフェノールなどのビスフェノール化合物またはこれらの誘導体;水素添加ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールF、水素添加ビフェノール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、シジロヘキサンジエタノールなどの脂環構造を有するジオールまたはこれらの誘導体;ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオールなどの脂肪族ジオールまたはこれらの誘導体などをエポキシ化した2官能のもの;トリヒドロキシフェニルメタン骨格、アミノフェノール骨格を有する3官能のもの;フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂などをエポキシ化した多官能のものなどが挙げられる。多官能エポキシモノマーとしては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the polyfunctional epoxy monomer include bisphenol compounds such as bisphenol A, bisphenol F and biphenol or derivatives thereof; hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, hydrogenated biphenol, cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, sidilohexanediethanol and the like. Diores having an alicyclic structure or derivatives thereof; bifunctional diols obtained by epoxidizing aliphatic diols such as butanediol, hexanediol, octanediol, nonanediol, decanediol or derivatives thereof; trihydroxyphenylmethane skeleton, Trifunctional ones having an aminophenol skeleton; polyfunctional ones obtained by epoxidizing phenol novolac resin, cresol novolac resin, phenol aralkyl resin, biphenyl aralkyl resin, naphthol aralkyl resin and the like can be mentioned. As the polyfunctional epoxy monomer, one or a combination of two or more of the above specific examples can be used.
反応性希釈剤として用いられるマレイミドモノマーとしては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール−ジ(2−マレイミドアセテート)などが挙げられる。 Examples of the maleimide monomer used as the reactive diluent include polytetramethylene ether glycol-di (2-maleimide acetate).
本実施形態において、導電性ペースト中における反応性希釈剤の含有量は、導電性ペースト全体に対して3質量%以上であることが好ましく、4質量%以上であることがより好ましい。これにより、導電性ペーストの塗布作業性や、得られる接着層の平坦性をより効果的に向上させることができる。一方で、導電性ペースト中における反応性希釈剤の含有量は、導電性ペースト全体に対して20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。これにより、塗布作業中における液だれの発生等を抑制して、塗布作業性の向上を図ることができる。また、導電性ペーストの硬化性を向上させることも可能となる。 In the present embodiment, the content of the reactive diluent in the conductive paste is preferably 3% by mass or more, more preferably 4% by mass or more, based on the entire conductive paste. Thereby, the coating workability of the conductive paste and the flatness of the obtained adhesive layer can be improved more effectively. On the other hand, the content of the reactive diluent in the conductive paste is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, based on the entire conductive paste. As a result, it is possible to suppress the occurrence of dripping during the coating work and improve the coating workability. It is also possible to improve the curability of the conductive paste.
本実施形態の導電性ペーストは、非反応性溶剤を含んでもよい。非反応性溶剤を含むことにより、得られる導電性ペーストの流動性を調整して、取扱い性や作業性を向上することができる。非反応性溶剤としては、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、エチ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モノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、メチルメトキシブタノール、α−ターピネオール、β−ターピネオール、へキシレングリコール、ベンジルアルコール、2−フェニルエチルアルコール、イゾパルミチルアルコール、イソステアリルアルコール、ラウリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールもしくはグリセリン等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール(4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン)、2−オクタノン、イソホロン(3、5、5−トリメチル−2−シクロヘキセン−1−オン)もしくはジイソブチルケトン(2、6−ジメチル−4−ヘプタノン)等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、アセトキシエタン、酪酸メチル、ヘキサン酸メチル、オクタン酸メチル、デカン酸メチル、メチルセロソルブアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、1,2−ジアセトキシエタン、リン酸トリブチル、リン酸トリクレジルもしくはリン酸トリペンチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、エトキシエチルエーテル、1,2−ビス(2−ジエトキシ)エタンもしくは1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン等のエーテル類;酢酸2−(2ブトキシエトキシ)エタン等のエステルエーテル類;2−(2−メトキシエトキシ)エタノール等のエーテルアルコール類;トルエン、キシレン、n−パラフィン、イソパラフィン、ドデシルベンゼン、テレピン油、ケロシンもしくは軽油等の炭化水素類;アセトニトリルもしくはプロピオニトリル等のニトリル類;アセトアミドもしくはN,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;低分子量の揮発性シリコンオイル、または揮発性有機変性シリコンオイル等が挙げられる。 The conductive paste of this embodiment may contain a non-reactive solvent. By containing the non-reactive solvent, the fluidity of the obtained conductive paste can be adjusted, and the handleability and workability can be improved. Non-reactive solvents include ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol monopropyl ether. , Ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, methyl methoxybutanol, α-turpineol, β-turpineol, hexylene glycol, benzyl alcohol, 2-phenyl Alcohols such as ethyl alcohol, isopalmityl alcohol, isostearyl alcohol, lauryl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol or glycerin; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, diacetone alcohol (4-hydroxy-4-methyl-2) Ketones such as −pentanone), 2-octanone, isophorone (3,5,5-trimethyl-2-cyclohexene-1-one) or diisobutylketone (2,6-dimethyl-4-heptanone); ethyl acetate, butyl acetate , Diethyl phthalate, dibutyl phthalate, acetoxietan, methyl butyrate, methyl hexanoate, methyl octanate, methyl decanoate, methyl cellosolve acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 1,2-diacetoxietan, phosphorus Esters such as tributyl acid, tricresyl phosphate or tripentyl phosphate; tetrahydrofuran, dipropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, ethoxyethyl ether, 1,2-bis (2) Ethers such as −diethoxy) ethane or 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane; ester ethers such as 2- (2butoxyethoxy) ethane acetate; ether alcohols such as 2- (2-methoxyethoxy) ethanol Kind: toluene, xylene, n-paraffin, isoparaffin, dodecylbenzene, terepine oil, kerosine Hydrocarbons such as light oil; nitriles such as acetonitrile or propionitrile; amides such as acetamide or N, N-dimethylformamide; low molecular weight volatile silicone oil, volatile organic modified silicone oil, etc. Be done.
本実施形態の導電性ペーストは、非反応性溶剤を含まなくてもよい。ここで非反応性溶剤を含まないとは、実質的に含まないことを意味し、導電性ペースト全体に対する非反応性溶剤の含有量が0.1質量%以下である場合を指す。 The conductive paste of this embodiment does not have to contain a non-reactive solvent. Here, the fact that the non-reactive solvent is not contained means that the non-reactive solvent is substantially not contained, and refers to the case where the content of the non-reactive solvent in the entire conductive paste is 0.1% by mass or less.
(アルキルアセタール化ポリビニルアルコール)
本実施形態の導電性ペーストは、アルキルアセタール化ポリビニルアルコールを含む。これにより、上述の希釈剤が基材上に濡れ広がる現象である、ブリードの発生を抑制することができる。
(Alkyl acetalized polyvinyl alcohol)
The conductive paste of this embodiment contains an alkyl acetalized polyvinyl alcohol. This makes it possible to suppress the occurrence of bleeding, which is a phenomenon in which the above-mentioned diluent gets wet and spreads on the substrate.
本実施形態の導電性ペーストに用いられるアルキルアセタール化ポリビニルアルコールは、ポリビニルアルコールとアルデヒドとのアセタール化反応によって合成されるアルキルアセタール化ポリビニルアルコールである。アルキルアセタール化ポリビニルアルコールは、ビニルアルコール単位(式(I))、ビニルエステル単位(式(II))およびビニルアセタール単位(2個のビニルアルコール単位がアルデヒドでアセタール化された構造、式(III))を有する樹脂である。下記の式において、lはビニルアルコール単位のモル比であり、mはビニルエステル単位のモル比であり、k/2はビニルアセタール単位のモル比であり、kはアルデヒドでアセタール化されたビニルアルコール単位のモル比であり、Raはアセタール化に用いたアルデヒド(Ra−CHO)中のRaであり、Raは、炭素数1〜10のアルキル基である。Rbはビニルエステル(RbCOOCH=CH2)中のRbであり、Rbは炭素数1〜6のアルキル基である。ただし、lおよび/またはmはゼロであってもよい。ポアルキルアセタール化ポリビニルアルコールが、ビニルアルコール単位、ビニルエステル単位およびビニルアセタール単位のみからなるとき、k+l+m=1である。各単位の配列順序に制限はなく、ランダムに配列されていてもよいし、ブロック状に配列されていてもよいし、テーパー状に配列されていてもよい。また、繰り返し単位間の結合は、Head−to−Tailであってもよいし、Head−to−Headであってもよい。 The alkyl acetalized polyvinyl alcohol used in the conductive paste of the present embodiment is an alkyl acetalized polyvinyl alcohol synthesized by an acetalization reaction of polyvinyl alcohol and an aldehyde. Alkyl acetalized polyvinyl alcohol is a vinyl alcohol unit (formula (I)), a vinyl ester unit (formula (II)) and a vinyl acetal unit (a structure in which two vinyl alcohol units are acetalized with an aldehyde, formula (III). ) Is a resin. In the formula below, l is the molar ratio of vinyl alcohol units, m is the molar ratio of vinyl ester units, k / 2 is the molar ratio of vinyl acetal units, and k is the vinyl alcohol acetalized with aldehyde. It is a molar ratio of units, Ra is Ra in the aldehyde (Ra-CHO) used for acetalization, and Ra is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Rb is Rb in vinyl ester (RbCOOCH = CH2), and Rb is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. However, l and / or m may be zero. When the poalkyl acetalized polyvinyl alcohol consists of only vinyl alcohol units, vinyl ester units and vinyl acetal units, k + l + m = 1. The arrangement order of each unit is not limited, and it may be arranged randomly, in a block shape, or in a tapered shape. Further, the bond between the repeating units may be Head-to-Tail or Head-to-Head.
アルキルアセタール化ポリビニルアルコールは、ポリビニルアルコールをアルデヒドでアルキルアセタール化することにより得られる。 Alkyl acetalized polyvinyl alcohol is obtained by alkyl acetalizing polyvinyl alcohol with an aldehyde.
ここで、式(II)で表されるビニルエステル単位を形成するためのビニルエステル単量体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニルなどが挙げられる。これらの中でも、入手容易性から、酢酸ビニルが好ましい。同様の観点から、アルキルアセタール化ポリビニルアルコールは、好ましくは分子構造中にメチル基を含み、より好ましくは上記一般式(II)中のRbがメチル基である。 Here, as the vinyl ester monomer for forming the vinyl ester unit represented by the formula (II), vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl caprate, vinyl laurate, stearer. Examples thereof include vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl pivalate, vinyl versatic acid and the like. Among these, vinyl acetate is preferable because of its availability. From the same viewpoint, the alkyl acetalized polyvinyl alcohol preferably contains a methyl group in its molecular structure, and more preferably Rb in the above general formula (II) is a methyl group.
ポリビニルアルコールをアルキルアセタール化するために用いられるアルデヒドとしては、アセトアルデヒド(パラアセトアルデヒドを含む)、プロピオンアルデヒド、グリオキザール、ブチルアルデヒド、n−オクチルアルデヒド、アミルアルデヒド、ヘキシルアルデヒド、ヘプチルアルデヒド、2−エチルヘキシルアルデヒド、シクロヘキシルアルデヒド、フルフラール、グルタルアルデヒド、ベンズアルデヒド、2−メチルベンズアルデヒド、3−メチルベンズアルデヒド、4−メチルベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、β−フェニルプロピオンアルデヒドなどが挙げられる。中でも、製造の容易さの観点から、ブチルアルデヒドが特に好ましい。同様の観点から、アルキルアセタール化ポリビニルアルコールは、好ましくは分子構造中にブチル基を含み、より好ましくは上記一般式(III)中のRaがブチル基である。 Aldehydes used for alkylacetalizing polyvinyl alcohol include acetaldehyde (including paraacetaldehyde), propionaldehyde, glioxal, butylaldehyde, n-octylaldehyde, amylaldehyde, hexylaldehyde, heptylaldehyde, 2-ethylhexylaldehyde, Cyclohexylaldehyde, furfural, glutaaldehyde, benzaldehyde, 2-methylbenzaldehyde, 3-methylbenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, phenylacetaldehyde, β-phenylpropionaldehyde and the like can be mentioned. Of these, butyraldehyde is particularly preferable from the viewpoint of ease of production. From the same viewpoint, the alkyl acetalized polyvinyl alcohol preferably contains a butyl group in the molecular structure, and more preferably Ra in the above general formula (III) is a butyl group.
アルキルアセタール化ポリビニルアルコールの重量平均分子量は、例えば、6×104以上15×104以下であり、好ましくは、8×104以上12×104以下である。 The weight average molecular weight alkyl acetalized polyvinyl alcohol is, for example, 15 × 10 4 or less 6 × 10 4 or more, or preferably 12 × 10 4 or less 8 × 10 4 or more.
市販のアルキルアセタール化ポリビニルアルコールとしては、エスレック(積水化学工業社製)などが挙げられ、種々のグレードを市場より入手することが出来る。より具体的には、エスレックBH−3、エスレックBX−6、エスレックKS−1、エスレックKS−10、エスレックKS−3等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of commercially available alkyl acetalized polyvinyl alcohol include Eslek (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), and various grades can be obtained from the market. More specifically, examples thereof include, but are not limited to, Eslek BH-3, Eslek BX-6, Eslek KS-1, Eslek KS-10, and Eslek KS-3.
本実施形態の導電性ペーストにおいて、アルキルアセタール化ポリビニルアルコールの配合量は、導電性ペースト全体に対して、例えば、0.5質量%以上1.5質量%以下であり、好ましくは、0.8質量%以上1.2質量%以下である。上記範囲の量でアルキルアセタール化ポリビニルアルコールを配合することにより、ブリードの発生を効果的に抑制することができる。 In the conductive paste of the present embodiment, the blending amount of the alkyl acetalized polyvinyl alcohol is, for example, 0.5% by mass or more and 1.5% by mass or less, preferably 0.8, based on the entire conductive paste. It is 1% by mass or more and 1.2% by mass or less. By blending an alkyl acetalized polyvinyl alcohol in an amount in the above range, the occurrence of bleeding can be effectively suppressed.
(その他の成分)
本実施形態の導電性ペーストは、上述の成分に加え、必要に応じて、当該分野で通常用いられる種々のさらなる成分を含み得る。さらなる成分としては、シランカップリング剤、硬化促進剤、ラジカル重合開始剤、低応力剤、無機フィラー等が挙げられるが、これらに限定されず、所望の性能に応じて選択することができる。
(Other ingredients)
The conductive paste of the present embodiment may contain, if necessary, various additional components commonly used in the art, in addition to the components described above. Further, examples thereof include, but are not limited to, a silane coupling agent, a curing accelerator, a radical polymerization initiator, a low stress agent, an inorganic filler, and the like, and can be selected according to desired performance.
シランカップリング剤は、導電性ペーストと基材との密着性を向上するために用いられる。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのビニルシラン;2−(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、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシシラン;p−スチリルトリメトキシシランなどのスチリルシラン;3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどのメタクリルシラン;メタクリル酸3−(トリメトキシシリル)プロピル、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン;N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノシラン;イソシアヌレートシラン;アルキルシラン;3−ウレイドプロピルトリアルコキシシランなどのウレイドシラン;3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシラン;3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネートシラン等が挙げられる。 Silane coupling agents are used to improve the adhesion between the conductive paste and the substrate. Examples of the silane coupling agent include vinyl silanes such as vinyl trimethoxysilane and vinyl triethoxysilane; 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, and 3-glycid. Epoxysilanes such as xypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane; styryl such as p-styryltrimethoxysilane Silane; methacrylsilanes such as 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane; 3- (trimethoxymethacrylate) Acrylic silanes such as silyl) propyl and 3-acryloxypropyltrimethoxysilane; N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane , 3-Aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, etc. Aminosilane; isocyanuratesilane; alkylsilane; ureidosilane such as 3-ureidopropyltrialkoxysilane; mercaptosilane such as 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane; Examples thereof include isocyanate silane.
硬化促進剤は、反応性希釈剤として用いられるエポキシモノマーまたはバインダー樹脂として用いられるエポキシ樹脂と、硬化剤との反応を促進させるために用いられる。硬化促進剤としては、例えば、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;ジシアンジアミド、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、ベンジルジメチルアミン等のアミジンや3級アミン;上記アミジンまたは上記3級アミンの4級アンモニウム塩等の窒素原子含有化合物などが挙げられる。 The curing accelerator is used to accelerate the reaction between the epoxy monomer used as the reactive diluent or the epoxy resin used as the binder resin and the curing agent. Examples of the curing accelerator include phosphorus atom-containing compounds such as organic phosphine, tetra-substituted phosphonium compound, phosphobetaine compound, adduct of phosphine compound and quinone compound, adduct of phosphonium compound and silane compound; dicyandiamide, 1, Examples thereof include amidines and tertiary amines such as 8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 and benzyldimethylamine; and nitrogen atom-containing compounds such as the amidine or the quaternary ammonium salt of the tertiary amine.
ラジカル重合開始剤としては、具体的には、アゾ化合物、過酸化物などを用いることができる。 Specifically, as the radical polymerization initiator, an azo compound, a peroxide, or the like can be used.
低応力剤としては、例えば、シリコーンオイル、シリコーンゴム等のシリコーン化合物;ポリブタジエン無水マレイン酸付加体などのポリブタジエン化合物;アクリロニトリルブタジエン共重合化合物等を用いることができる。 As the low stress agent, for example, a silicone compound such as silicone oil or silicone rubber; a polybutadiene compound such as a polybutadiene maleic anhydride adduct; an acrylonitrile butadiene copolymer compound or the like can be used.
無機フィラーとしては、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ等の溶融シリカ;結晶シリカ、非晶質シリカ等のシリカ;二酸化ケイ素;アルミナ;水酸化アルミニウム;窒化珪素;および窒化アルミ等が挙げられる。 Examples of the inorganic filler include fused silica such as molten crushed silica and fused spherical silica; silica such as crystalline silica and amorphous silica; silicon dioxide; alumina; aluminum hydroxide; silicon nitride; and aluminum nitride.
(導電性ペーストの調製)
導電性の調製方法は、特に限定されないが、たとえば上述した各成分を予備混合した後、3本ロールを用いて混練を行い、さらに真空脱泡することにより、ペースト状の組成物を得ることができる。この際、たとえば予備混合を減圧下にて行う等、調製条件を適切に調整することによって、導電性ペーストの長期作業性を向上することができる。
(Preparation of conductive paste)
The method for preparing the conductivity is not particularly limited, but for example, a paste-like composition can be obtained by premixing each of the above-mentioned components, kneading with three rolls, and further vacuum defoaming. it can. At this time, the long-term workability of the conductive paste can be improved by appropriately adjusting the preparation conditions, for example, premixing under reduced pressure.
本実施形態の導電性ペーストは、用途に応じて粘度を調整することができる。導電性ペーストの粘度は、用いるバインダー樹脂の種類、希釈剤の種類、それらの配合量等を調整することにより制御することができる。本実施形態の導電性ペーストの粘度の下限値は、
例えば、10Pa・s以上であり、好ましくは20Pa・s以上であり、より好ましくは30Pa・s以上である。これにより、導電性ペーストの作業性を向上させることができる。一方で、導電性ペーストの粘度の上限値は、例えば、1×103Pa・s以下であり、好ましくは5×102Pa・s以下であり、より好ましくは2×102Pa・s以下である。これにより、塗布性を向上させることができる。
The viscosity of the conductive paste of this embodiment can be adjusted according to the application. The viscosity of the conductive paste can be controlled by adjusting the type of binder resin used, the type of diluent, the blending amount thereof, and the like. The lower limit of the viscosity of the conductive paste of this embodiment is
For example, it is 10 Pa · s or more, preferably 20 Pa · s or more, and more preferably 30 Pa · s or more. Thereby, the workability of the conductive paste can be improved. On the other hand, the upper limit of the viscosity of the conductive paste is, for example, 1 × 10 3 Pa · s or less, preferably 5 × 10 2 Pa · s or less, and more preferably 2 × 10 2 Pa · s or less. Is. Thereby, the coatability can be improved.
(用途)
本実施形態の導電性ペーストの用途について説明する。
本実施形態に係る導電性ペーストは、例えば、基板と、半導体素子とを接着するために用いられる。ここで、半導体素子としては、例えば、半導体パッケージ、LEDなどが挙げられる。
本実施形態に係る導電性ペーストは、従来のペースト状接着剤組成物と比べて、接続信頼性と外観とが向上できる。これにより、発熱量が大きい半導体素子を基板に搭載する用途に好適に用いることができる。なお、本実施形態において、LEDとは、発光ダイオード(Light Emitting Diode)を示す。
(Use)
The use of the conductive paste of this embodiment will be described.
The conductive paste according to this embodiment is used, for example, for adhering a substrate and a semiconductor element. Here, examples of the semiconductor element include a semiconductor package and an LED.
The conductive paste according to the present embodiment can improve connection reliability and appearance as compared with the conventional paste-like adhesive composition. As a result, a semiconductor element having a large calorific value can be suitably used for mounting on a substrate. In the present embodiment, the LED means a light emitting diode (Light Emitting Diode).
LEDを用いた半導体装置としては、具体的には、砲弾型LED、表面実装型(Surface Mount Device:SMD)LED、COB(Chip On Board)、Power LEDなどが挙げられる。 Specific examples of the semiconductor device using the LED include a bullet type LED, a surface mount device (SMD) LED, a COB (Chip On Board), and a Power LED.
なお、上記半導体パッケージの種類としては、具体的には、CMOSイメージセンサ、中空パッケージ、MAP(Mold Array Package)、QFP(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Package)、CSP(Chip Size Package)、QFN(Quad Flat Non−leaded Package)、SON(Small Outline Non−leaded Package)、BGA(Ball Grid Array)、LF−BGA(Lead Flame BGA)、FC−BGA(Flip Chip BGA)、MAP−BGA(Molded Array Process BGA)、eWLB(Embedded Wafer−Level BGA)、Fan−In型eWLB、Fan−Out型eWLBなどの種類が挙げられる。 Specifically, the types of the semiconductor packages include a CMOS image sensor, a hollow package, a MAP (Mold Array Package), a QFP (Quad Flat Package), a SOP (Small Outline Package), and a CSP (Chip Size Package). QFN (Quad Flat Non-read Package), SON (Small Outline Non-read Package), BGA (Ball Grid Array), LF-BGA (Lead Frame BGA), FC-BGA (FlipBGA) Types such as Array Process BGA), eWLB (Embedded Waver-Level BGA), Fan-In type eWLB, and Fan-Out type eWLB can be mentioned.
以下に、本実施形態に係るペースト状接着剤組成物を用いた半導体装置の一例について説明する。
図1は、本実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面図である。
本実施形態に係る半導体装置100は、基材30と、導電性ペーストの硬化物である接着剤層10を介して基材30上に搭載された半導体素子20とを備える。半導体素子20と基材30は、たとえばボンディングワイヤ40等を介して電気的に接続される。また、半導体素子20は、たとえば封止樹脂50により封止される。
An example of a semiconductor device using the paste-like adhesive composition according to the present embodiment will be described below.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device according to the present embodiment.
The
ここで、接着剤層10の厚さの下限値は、例えば、5μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましい。これにより、導電性ペーストの硬化物の熱容量を向上し、放熱性を向上できる。また、接着剤層10の厚さの上限値は、例えば、50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。これにより、導電性ペーストが、放熱性を向上した上で好適な密着力を発現できる。
Here, the lower limit of the thickness of the
図1において、基材30は、例えば、リードフレームである。この場合、半導体素子20は、ダイパッド32または基材30上に接着剤層10を介して搭載されることとなる。また、半導体素子20は、例えば、ボンディングワイヤ40を介してアウターリード34(基材30)へ電気的に接続される。リードフレームである基材30は、例えば、42アロイ、Cuフレームにより構成される。
In FIG. 1, the
基材30は、有機基板や、セラミック基板であってもよい。有機基板としては、たとえばエポキシ樹脂、シアネート樹脂、マレイミド樹脂等によって構成されるものが好ましい。なお、基材30の表面は、例えば、銀、金などの金属により被膜されていてもよい。これにより、接着剤層10と、基材30との接着性を向上できる。
The
図2は、図1の変形例であり、本実施形態に係る半導体装置100の一例を示す断面図である。本変形例に係る半導体装置100において、基材30は、たとえばインターポーザである。インターポーザである基材30のうち、半導体素子20が搭載される一面と反対側の他面には、たとえば複数の半田ボール52が形成される。この場合、半導体装置100は、半田ボール52を介して他の配線基板へ接続されることとなる。
FIG. 2 is a modification of FIG. 1 and is a cross-sectional view showing an example of the
(半導体装置の製造方法)
本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例について説明する。
まず、基材30の上に、導電性ペーストを塗工し、次いで、その上に半導体素子20を配置する。すなわち、基材30、ペースト状接着剤組成物、半導体素子20がこの順で積層される。導電性ペーストを塗工する方法としては限定されないが、具体的には、ディスペンシング、印刷法、インクジェット法などを用いることができる。
(Manufacturing method of semiconductor device)
An example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described.
First, the conductive paste is applied on the
次いで、導電性ペーストを前硬化、続いて後硬化することで、導電性ペーストを硬化させる。前硬化および後硬化といった熱処理により、導電性ペースト中の銀粒子が凝集し、複数の銀粒子同士の界面が消失してなる熱伝導層が接着剤層10中に形成される。これにより、接着剤層10を介して、基材30と、半導体素子20とが接着される。次いで、半導体素子20と基材30を、ボンディングワイヤ40を用いて電気的に接続する。次いで、半導体素子20を封止樹脂50により封止する。これにより半導体装置を製造することができる。
Then, the conductive paste is pre-cured and then post-cured to cure the conductive paste. By heat treatment such as pre-curing and post-curing, silver particles in the conductive paste are aggregated, and a heat conductive layer in which the interface between the plurality of silver particles disappears is formed in the
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are examples of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted.
以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例および比較例で用いた成分を以下に示す。
(バインダー樹脂)
−エポキシ樹脂1:ビスフェノール−F−ジグリシジルエーテル(日本化薬社製、RE−303SL、エポキシ当量160g/eq)
(希釈剤)
−エポキシモノマー1:m−グリシジルエーテルとp−グリシジルエーテルとの混合物(阪本薬品工業社製、m,p−CGE、Mw=165、エポキシ当量165g/eq)
(アルキルアセタール化ポリビニルアルコール)
−ポリビニルブチラール樹脂1:積水化学工業社製、エスレックBH−3(10%ブチルカルビトール溶液として使用)
(カップリング剤)
−カップリング剤1:3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM−403E)
(硬化剤)
−硬化剤1:フェノールノボラック樹脂(水酸基当量105、住友ベークライト株式会社製、PR−51470)
−硬化剤2:ジシアンアミド(ADEKA社製、EH−3636AS)
(硬化促進剤)
−硬化促進剤1:テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート(北興化学工業社製、TPP−K)
(溶剤)
−溶剤1:トリプロピレングリコールモノn−ブチルエーテル溶剤名(日本乳化剤株式会社、BFTG)
(導電性金属粉)
−銀粉1:フレーク状銀粉(平均粒径:5.0μm、徳力化学株式会社製、TKR−4A)
(シリカ)
−シリカ1:球状シリカ(トクヤマ社製、UF−320)
The components used in Examples and Comparative Examples are shown below.
(Binder resin)
-Epoxy resin 1: Bisphenol-F-diglycidyl ether (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., RE-303SL, epoxy equivalent 160 g / eq)
(Diluent)
-Epoxy monomer 1: Mixture of m-glycidyl ether and p-glycidyl ether (manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd., m, p-CGE, Mw = 165, epoxy equivalent 165 g / eq)
(Alkyl acetalized polyvinyl alcohol)
-Polyvinyl butyral resin 1: Sekisui Chemical Co., Ltd., Eslek BH-3 (used as a 10% butyl carbitol solution)
(Coupling agent)
-Coupling agent 1: 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403E)
(Hardener)
-Hardener 1: Phenolic novolak resin (hydroxyl equivalent 105, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., PR-51470)
-Hardener 2: Dicyanamide (ADEKA, EH-3636AS)
(Curing accelerator)
-Curing accelerator 1: Tetraphenylphosphonium / tetraphenyl borate (manufactured by Hokuko Chemical Industry Co., Ltd., TPP-K)
(solvent)
-Solvent 1: Tripropylene glycol mono n-butyl ether Solvent name (Nippon Embroidery Co., Ltd., BFTG)
(Conductive metal powder)
-Silver powder 1: Flaky silver powder (average particle size: 5.0 μm, manufactured by Tokuriki Chemical Co., Ltd., TKR-4A)
(silica)
-Silica 1: Spherical silica (manufactured by Tokuyama Corporation, UF-320)
(実施例1〜5、比較例1)
<ペースト状接着剤組成物の作製>
まず表1の「ワニス組成」に記載の配合量の成分を、常温で、3本ロールミルで混練することにより、ワニス状混合物を作製した。次いで、得られたワニス状混合物を、表1の「ペースト組成」に記載の配合量で用い、銀粉およびシリカを混合し、常温で、3本ロールミルで混練することにより、ペースト状の組成物(導電性ペースト)を得た。
(Examples 1 to 5, Comparative Example 1)
<Preparation of paste-like adhesive composition>
First, a varnish-like mixture was prepared by kneading the components in the blending amounts shown in "Varnish Composition" in Table 1 at room temperature with a three-roll mill. Next, the obtained varnish-like mixture was used in the blending amount shown in "Paste Composition" in Table 1, and silver powder and silica were mixed and kneaded at room temperature with a three-roll mill to obtain a paste-like composition (paste composition). Conductive paste) was obtained.
各実施例及び各比較例の導電性ペーストを、以下の項目について評価した。
<導電性ペースト打点後のブリードの有無>
各実施例および比較例の導電性ペーストを、アルゴン処理(200w、180sec)によって活性化させた銀製リードフレーム上に塗布し、塗布した瞬間のペーストの濡れ拡がりを金属顕微鏡(U−PMTVC、OLYNPUS製)を用いて観察した。
ペーストは塗布した直後に濡れ広がり円形となり、これを金属顕微鏡で観察すると光が透過しない円形物として見える。この光が透過していない円形物の直径をA0とした。ペーストを塗布して1時間経過した後、塗布直後から濡れ広がったペーストは、金属顕微鏡で光が半透過した円形物として見える。この光が半透過した円形物の直径をA1とした。A1がA0より大きいほど、ペーストの濡れ広がり(ブリード)が生じていることを意味する。
結果を、A1/A0が1であれば「〇」、A1/A0が1より大きく1.1以下であれば「△」、A1/A0が1.1より大きいけれ「×」として表1に示す。
The conductive pastes of each Example and each Comparative Example were evaluated for the following items.
<Presence or absence of bleeding after hitting the conductive paste>
The conductive pastes of each example and comparative example were applied onto a silver lead frame activated by argon treatment (200 w, 180 sec), and the wet spread of the paste at the moment of application was measured with a metallurgical microscope (U-PMTVC, OLYNPUS). ) Was used for observation.
Immediately after the paste is applied, it spreads wet and becomes circular, and when observed with a metallurgical microscope, it appears as a circular object that does not transmit light. The diameter of the circular object through which this light is not transmitted was defined as A0. After 1 hour has passed since the paste was applied, the paste that wets and spreads immediately after application appears as a circular object that is semi-transparent to light under a metallurgical microscope. The diameter of the circular object through which this light was semi-transmitted was defined as A1. The larger A1 is than A0, the more wet and spread (bleed) the paste is.
Table 1 shows the results as "○" if A1 / A0 is 1, "Δ" if A1 / A0 is greater than 1 and 1.1 or less, and "x" if A1 / A0 is greater than 1.1. Shown.
<接着強度>
銀製リードフレーム上に、上述で得た導電性ペーストを塗布し、次いで、長さ2.0mm×幅2.0mm×厚さ350±5μmの銀メッキされたシリコンチップをこの導電性ペースト上に配置して、25℃から150℃まで30分間かけて昇温し、さらに150℃で2時間熱処理することで硬化体を得、これを試験片とした。この試験片について、銀製リードフレームと、シリコンチップとの150℃におけるダイシェア強度を測定した。結果を表1に示す。ダイシェア強度が52.0N/(2mm×2mm)以上であれば、半導体装置を作製した場合に、半導体装置の動作信頼性を確保するのに十分であるとみなすことができる。
<Adhesive strength>
The conductive paste obtained above is applied onto a silver lead frame, and then a silver-plated silicon chip of length 2.0 mm × width 2.0 mm × thickness 350 ± 5 μm is placed on this conductive paste. Then, the temperature was raised from 25 ° C. to 150 ° C. over 30 minutes, and further heat-treated at 150 ° C. for 2 hours to obtain a cured product, which was used as a test piece. For this test piece, the die shear strength of the silver lead frame and the silicon chip at 150 ° C. was measured. The results are shown in Table 1. When the die shear strength is 52.0 N / (2 mm × 2 mm) or more, it can be considered that it is sufficient to secure the operation reliability of the semiconductor device when the semiconductor device is manufactured.
実施例の導電性ペーストは、ブリードの発生がほとんどまたは全く無く、またリードフレームとシリコンチップとの接着に用いた場合、優れた接着強度を示すものであった。 The conductive paste of the example showed almost or no bleeding, and showed excellent adhesive strength when used for adhesion between the lead frame and the silicon chip.
100 半導体装置
10 接着剤層
20 半導体素子
30 基材
32 ダイパッド
34 アウターリード
40 ボンディングワイヤ
50 封止樹脂
52 半田ボール
100
Claims (9)
導電性金属粉と、
アルキルアセタール化ポリビニルアルコールと、
希釈剤と、
を含む電子部品接着用の導電性ペースト。 Binder resin and
With conductive metal powder
Alkyl acetalized polyvinyl alcohol and
Diluent and
Conductive paste for bonding electronic components, including.
前記基材状に接着層を介して搭載された半導体素子と、を備え、
前記接着層は、請求項1〜8のいずれかに記載の導電性ペーストの硬化物からなる、半導体装置。 With the base material
A semiconductor element mounted on the base material via an adhesive layer, and the like.
A semiconductor device in which the adhesive layer is made of a cured product of the conductive paste according to any one of claims 1 to 8.
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