【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体装置のアッセンブリー工程などに使
用される導電性ペーストで、特に近時の半導体装置の耐
湿性向上に対応するように改良した、半導体ペレットの
マウント硬化後の耐湿剥離強度に優れ、配線等の腐食断
線を起こすことの少ない導電性ペーストに関する。
（従来の技術）
半導体装置のアッセンブリーで、リードフレーム上の
所定部分にIC、LSI等の半導体ペレットをマウントし、
リードフレームとペレットとを電気的に接続する工程
は、半導体装置の長期信頼性に影響を与える重要な工程
の１つである。従来、この接続方法としては、半導体ペ
レットのシリコン面をリードフレーム上の金メッキ面に
加熱圧着するというAu−Siの共晶法が主流であった。と
ころが近年の貴金属、特に金の高騰を契機として樹脂封
止型半導体装置では、Au−Si共晶法から半田を使用する
方法や導電性ペーストを使用する方法に急速に移行して
きた。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、半田を使用する方法は、一部実用化されてい
るが、半田や半田ボールが飛散して電極等に付着し、そ
の腐食断線の原因となる可能性が指摘されている。一方
導電性ペーストを使用する方法では、通常銀粉末を配合
したエポキシ系樹脂が用いられ、約10年程前から一部実
用化されていたが、信頼性の面でAu−Siの共晶合金を生
成させる共晶法に比較して、満足すべきものが得られな
かった。すなわち、導電性ペーストを使用する場合は、
半田法に比べて耐熱性に優れる等の長所を有している
が、その反面、樹脂やその硬化剤がアルミニウム電極の
腐食を促進し断線不良の原因となる場合が多く、素子の
信頼性はAu−Si共晶法に比べて劣っていた。また、この
方法では、導電性ペーストの作業性を良くする目的で溶
剤を使用しているために、リードフレームを直接ヒータ
ブロック等にのせる高速硬化や大形ペレットのマウント
においては、ボイドが発生して、ボンディング不良や接
続不良、あるいは耐湿剥離強度が弱くなる等の問題があ
り、その結果、半導体装置の信頼性を悪くするという欠
点があった。
本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもの
で、ボイドの発生がなく、耐湿処理やプレッシヤークッ
カー後の剥離強度に優れ、電極配線の腐食断線や接続不
良がなく、信頼性の高い半導体装置が得られる電極性ペ
ーストを提供しようとするものである。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を
重ねた結果、ジルコアルミネート系カップリング剤を特
定量配合した導電性ペーストを用いることによって、耐
湿剥離強度に優れ、電極配線の腐食断線等がなく、信頼
性の高い半導体装置が得られることを見いだし、本発明
を完成したものである。
すなわち、本発明は、熱硬化性樹脂と導電性フィラー
とを含む導電性ペーストにおいて、導電性フィラー100
重量部に対してジルコアルミネート系カップリング剤0.
5〜10重量部を配合し、半導体ペレットのマウントに適
用することを特徴とする導電性ペーストである。
本発明でバインダーとして用いる熱硬化性樹脂として
は、熱硬化性樹脂であればよく、例えばアルキッド系樹
脂、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂、フェノール系樹脂
等が挙げられ、これらは単独もしくは２種以上混合して
使用するこができる。これらはバインダーとして要求さ
れる特性に応じて適宜選択され、例えば耐熱性が要求さ
れるものにはイミド系樹脂が用いられる。一般にはこれ
らの熱硬化性樹脂の中でもエポキシ系樹脂がよく使用さ
れる。
本発明に用いる導電性フィラーとしては、銀粉末、銅
粉末、ニッケル粉末等の金属粉末が挙げられ、これらは
単独もしくは２種以上混合して使用される。また、導電
性フィラーであれば特に制限はなく、表面に金属メッキ
層を有するものでもよく、更に導電性フィラーの形状に
ついても特に限定はない。これらの導電性フィラーの中
でも球状のものが好んで用いられ、粒径が50μｍ以下の
ものが好ましい。その理由は粒径が50μｍを超えると導
電性が不安定となり好ましくないからである。導電性フ
ィラーは、バインダーとなる熱硬化性樹脂と混合される
が、その配合割合は、熱硬化性樹脂10〜30重量部に対し
て、70〜90重量部であり、好ましくは熱硬化性樹脂13〜
25重量部に対して、導電性フィラー75〜85重量部であ
る。導電性フィラーが70重量部分未満では十分な導電性
が得られず、また90重量部を超えると導電性ペーストの
粘度が極めて高くなり、作業性が悪くなるので好ましく
ない。
本発明に用いるジルコアルミネート系カップリング剤
の具体的な化合物としては、キャベドンケミカル社（CA
VEDON CHEMICAL）製、CAVCO MODシリーズがあり、これ
らはA,C,C−1,F,M,M−1,Sタイプ等が挙げられ、これら
は単独もしくは２種以上混合して使用される。ジルコア
ルミネート系カップリング剤の配合割合は、導電性フィ
ラー100重量部に対して、0.5〜10重量部配合することが
好ましく、より好ましくは１〜４重量部である。配合割
合が0.5重量部未満では十分な耐湿処理後の剥離強度が
得られず、また10重量部を超えると導電性ペーストの硬
化性を悪くなり、ボイド等の発生原因となるので好まし
くない。
本発明の導電性ペーストは、以上の各成分、すなわ
ち、熱硬化性樹脂、導電性フィラーおよびジルコアルミ
ネート系カップリング剤を含むが、本発明の主旨に反し
ない限度において、必要に応じて他の成分を配合するこ
とができる。上記の各成分を配合し、３本ロール等によ
り均一に混練して容易に導電性ペーストを製造すること
ができる。そして、この導電性ペーストを所定の場所に
ディスペンサー、スクリーン印刷、ピン転写法等によっ
て塗布した後、数秒から数十時間後、各種半導体ペレッ
トを載せ加熱硬化させて使用する。導電性ペーストは、
種々の硬化条件で硬化させることが可能であるが、150
〜200℃で１時間のオーブン硬化もしくは250℃以上で数
十秒のヒータブロック硬化が好ましい。
（作用）
ジルコアルミネート系カップリング剤を配合すること
によって、導電性ペーストとリードフレーム等の金属基
材および半導体ペレットとの密着性が大変良くなり、特
にプレッシヤークッカー処理後の剥離強度が大巾に改善
される。
（実施例）
次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い。
実施例１〜４
第１表に示した各成分を３本ロールによって３回混練
して導電性ペーストを製造した。こうして得られた導電
性ペーストを硬化させ、ボイドの発生、導電性および熱
時剥離強度を試験したので、その結果を第１表に示し
た。いずれも本発明は極めて優れた熱時剥離強度を示
し、本発明の効果が確認できた。
比較例
実施例１において、ジルコアルミネート系カップリン
グ剤を除いた以外すべて同一にして導電性ペーストを製
造した。この導電性ペーストについて、実施例と同様な
試験を行ったので、その結果を第１表に示した。
［発明の効果］
以上の説明および第１表から明らかなように、本発明
の導電性ペーストは、半導体ペレットおよびフレームの
金属と強固に密着し、特にプレッシャークッカー後の剥
離強度に優れ、腐食断線や接続不良がなく、半導体装置
の耐湿性を改善し信頼性の高い装置を得ることができ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a conductive paste used in an assembly process of a semiconductor device and the like, and more particularly, to a recent improvement in moisture resistance of a semiconductor device. The present invention relates to a conductive paste which is excellent in moisture-peeling strength after mounting of semiconductor pellets and hardly causes corrosion disconnection of wiring and the like. (Prior art) In a semiconductor device assembly, a semiconductor pellet such as an IC or an LSI is mounted on a predetermined portion of a lead frame.
The step of electrically connecting the lead frame and the pellet is one of the important steps that affect the long-term reliability of the semiconductor device. Conventionally, as this connection method, the eutectic method of Au-Si in which the silicon surface of the semiconductor pellet is heated and pressed on the gold plating surface on the lead frame has been the mainstream. However, with the rise of precious metals, especially gold, in recent years, resin-encapsulated semiconductor devices have rapidly shifted from the Au-Si eutectic method to a method using solder or a method using conductive paste. (Problems to be Solved by the Invention) However, although some of the methods using solder have been put to practical use, the solder or solder balls may scatter and adhere to electrodes and the like, which may cause corrosion and disconnection. Sex is pointed out. On the other hand, in the method using a conductive paste, an epoxy resin mixed with silver powder is usually used, and it has been partially put into practical use for about ten years.However, in terms of reliability, a eutectic alloy of Au-Si is used. Satisfactory results were not obtained as compared with the eutectic method for producing That is, when using a conductive paste,
It has advantages such as superior heat resistance compared to the solder method, but on the other hand, resin and its hardener promote corrosion of the aluminum electrode and often cause disconnection failure, and the reliability of the element is low. It was inferior to Au-Si eutectic method. In addition, in this method, since a solvent is used to improve the workability of the conductive paste, voids are generated in high-speed curing in which a lead frame is directly mounted on a heater block or mounting of large pellets. As a result, there are problems such as poor bonding, poor connection, and weak moisture-peeling strength. As a result, there is a disadvantage that the reliability of the semiconductor device is deteriorated. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawbacks, has no voids, has excellent moisture resistance and excellent peel strength after a pressure cooker, has no corrosion disconnection or poor connection of electrode wiring, and has a high reliability. An object of the present invention is to provide an electrode paste from which a high semiconductor device can be obtained. [Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that a conductive paste containing a specific amount of a zircoaluminate-based coupling agent. It has been found that a highly reliable semiconductor device having excellent moisture-peeling strength, free from corrosion and disconnection of electrode wiring, and the like can be obtained by using, and the present invention has been completed. That is, the present invention relates to a conductive paste containing a thermosetting resin and a conductive filler, wherein the conductive filler 100
Zircoaluminate coupling agent to parts by weight 0.
A conductive paste characterized in that 5 to 10 parts by weight are blended and applied to the mounting of semiconductor pellets. The thermosetting resin used as a binder in the present invention may be any thermosetting resin, such as an alkyd-based resin, an epoxy-based resin, an imide-based resin, and a phenol-based resin. These may be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination. These are appropriately selected according to the properties required for the binder. For example, for those requiring heat resistance, an imide resin is used. Generally, among these thermosetting resins, epoxy resins are often used. Examples of the conductive filler used in the present invention include metal powders such as silver powder, copper powder, and nickel powder, and these may be used alone or in combination of two or more. The conductive filler is not particularly limited as long as it has a metal plating layer on its surface, and the shape of the conductive filler is not particularly limited. Of these conductive fillers, spherical fillers are preferably used, and those having a particle size of 50 μm or less are preferred. The reason is that if the particle size exceeds 50 μm, the conductivity becomes unstable, which is not preferable. The conductive filler is mixed with a thermosetting resin serving as a binder.The compounding ratio is 70 to 90 parts by weight, preferably 10 to 30 parts by weight, preferably a thermosetting resin. 13~
The conductive filler is 75 to 85 parts by weight with respect to 25 parts by weight. If the amount of the conductive filler is less than 70 parts by weight, sufficient conductivity cannot be obtained, and if it exceeds 90 parts by weight, the viscosity of the conductive paste becomes extremely high, and the workability deteriorates, which is not preferable. Specific compounds of the zircoaluminate-based coupling agent used in the present invention include Cavedon Chemical Co. (CA
VEDON CHEMICAL) and CAVCO MOD series. These include A, C, C-1, F, M, M-1, and S types, and these are used alone or in combination of two or more. The compounding ratio of the zircoaluminate-based coupling agent is preferably 0.5 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 4 parts by weight, based on 100 parts by weight of the conductive filler. If the compounding ratio is less than 0.5 parts by weight, sufficient peel strength after moisture resistance treatment cannot be obtained, and if it exceeds 10 parts by weight, the curability of the conductive paste deteriorates and voids and the like are generated, which is not preferable. The conductive paste of the present invention contains each of the above components, that is, a thermosetting resin, a conductive filler, and a zircoaluminate-based coupling agent, but may include other components as necessary without departing from the spirit of the present invention. Can be blended. A conductive paste can be easily produced by blending the above components and uniformly kneading them with a three roll or the like. Then, after applying the conductive paste to a predetermined place by a dispenser, screen printing, a pin transfer method or the like, after several seconds to several tens of hours, various semiconductor pellets are placed and heated and used. The conductive paste is
Although it is possible to cure under various curing conditions, 150
Oven curing at ~ 200 ° C for 1 hour or heater block curing at 250 ° C or higher for several tens of seconds is preferred. (Function) By blending a zircoaluminate-based coupling agent, the adhesion between the conductive paste and the metal substrate such as a lead frame and semiconductor pellets becomes very good, and the peel strength after the pressure cooker treatment is particularly large. The width is improved. (Examples) Next, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Examples 1 to 4 The components shown in Table 1 were kneaded three times with a three-roll mill to produce a conductive paste. The conductive paste thus obtained was cured, and the generation of voids, the conductivity, and the peel strength under heat were tested. The results are shown in Table 1. In each case, the present invention exhibited extremely excellent peel strength at heat, confirming the effects of the present invention. Comparative Example A conductive paste was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the zircoaluminate coupling agent was omitted. The same test as in the example was performed on this conductive paste, and the results are shown in Table 1. [Effects of the Invention] As is clear from the above description and Table 1, the conductive paste of the present invention adheres firmly to the semiconductor pellets and the metal of the frame, and particularly has excellent peel strength after pressure cooker, and has a corrosion breakage. And the connection resistance is not increased, the moisture resistance of the semiconductor device is improved, and a highly reliable device can be obtained.
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(56)参考文献 特開 昭63−178181（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−154403（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−62232（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−127722（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−170003（ＪＰ，Ａ)
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Continuation of front page
(56) References JP-A-63-178181 (JP, A)
JP-A-60-154403 (JP, A)
JP-A-50-62232 (JP, A)
JP-A-61-127722 (JP, A)
JP-A-61-170003 (JP, A)