JPH0134545B2 - - Google Patents

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JPH0134545B2
JPH0134545B2 JP56071168A JP7116881A JPH0134545B2 JP H0134545 B2 JPH0134545 B2 JP H0134545B2 JP 56071168 A JP56071168 A JP 56071168A JP 7116881 A JP7116881 A JP 7116881A JP H0134545 B2 JPH0134545 B2 JP H0134545B2
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epoxy
resin
powder
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Shigeru Sekya
Kunimasa Kamio
Koichi Okuno
Satoru Haraguchi
Koichi Oohashi
Hiroyuki Yamaguchi
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は特に電子部品の実装に好適な導電性樹
脂ペーストの組成に関するものである。 半導体集積回路、発光ダイオード等の素子片
（以下チツプと称する）を金属リードや基板に固
着するのに導電性接着剤を用いることが多くなつ
ている。該接着剤は一般に熱硬化性樹脂と導電性
充填剤を混合してペースト状にしたものであり、
該樹脂には通常エポキシ樹脂が用いられている。 上記のチツプ付けは、必ず金属リードや基板上
のチツプを固着すべき個所に導電性樹脂ペースト
を滴下し、次いで滴下したペースト上に該チツプ
を押し付けて載せ、最後にこれらを適当な個所ま
とめて加熱炉中で硬化処理する方法で行なわれ
る。チツプ付けした金属リードや基板は更にワイ
ヤーボンデイングを施し、樹旨モールドないしキ
ヤツプシールして完成される。 このような用途に用いる導電性樹脂ペーストは
上記の処理工程に鑑みて次のような性能を要求さ
れる。即ち、 (A) 可使時間（所謂ポツトライフ）ができるだけ
長いこと、 (B) 硬化に要する時間はできるだけ短いこと、 (C) 硬化時の脱ガス量ができるだけ少ないこと、
特に半導体素子に有害なガスを含まないこと、 (D) 硬化後の樹脂の耐熱性が良好なこと、であ
る。 可使時間とはペーストを滴下後室温に放置して
チツプ接着が不能になるまでの時間を言う。上記
チツプ付け工程において、ペースト滴下後チツプ
塔載までに時間が掛る場合があり、可使時間が短
か過ぎると作業性が悪く、又硬化後のチツプ接着
強度がバラツク原因になる。 従来、上記用途の導電性樹脂ペーストは一般に
導電性充填剤、エポキシ樹脂、硬化剤、溶剤等で
構成されていた。溶剤は導電性充填剤混合による
粘度の大幅な増加を調整するため添加される。硬
化剤として例えば酸無水物、三フツ化ホウ素アミ
ン錯体、アミン化合物が用いられている。しかし
ながら酸無水物や三フツ化ホウ素アミン錯体の場
合は可使時間は長いが、硬化に高温長時間を要す
る欠点がある。又アミン化合物は硬化時間は短か
いが可使時間も短かい。 このように(A)と(B)の性能は互いに相反してお
り、従来の硬化剤によつては同時に満足すること
は困難であつた。又溶剤として反応性と非反応性
のものであるが、反応性溶剤は低分子量のエポキ
シ化合物であるため、硬化後の樹脂の耐熱性が低
下する欠点があり、このため耐熱性を維持するた
め非反応性の溶剤を用いることが多いが、この場
合は硬化時に殆んど揮発するため、脱ガス量は大
変多くなる。 本発明は従来の導電性樹脂ペーストの種々の欠
点を解消し、上記(A)、(B)、(C)及び(D)の性能をすべ
て満足する導電性樹脂ペーストを提供すべく為さ
れたものである。 この目的を達成するため本発明は、エポキシ樹
脂の硬化のため特殊な硬化促進剤を使用する点に
特徴がある。更に詳しくは本発明の導電性樹脂ペ
ーストは、 (イ) 導電性充填剤；95〜50重量％ (ロ) 反応性溶剤；１〜20重量％ (ハ)(ハ-1) エポキシ樹脂 (ハ-2) 潜在性硬化剤及び (ハ-3) エポキシ化合物にジアルキルアミンを付
加反応して得られる分子中に一般式 〔式中Ｒ、R′はアルキル基、ヒドロキシア
ルキル基、アリル基、アラルキル基を表わ
す。〕 で表わされる官能基を有する化合物の粉末、又は
これの表面を酸性物質で処理したものを （ハ−１）／（ハ−２）／（ハ−３）＝100／０
〜30／40〜0.1の重量割合で含有するもの；４〜
30重量％、を(イ)、(ロ)、(ハ)の合計が100重量％とな
るように含有せしめたものである。 以下に本発明を詳細に説明する。 (イ)の導電性充填剤は電気良導体の微粉末であれ
ば良く、金、銀、白金等の貴金属粉末、ニツケ
ル、銅、アルミニウム等の卑金属粉末、あるいは
炭素のような非金属粉末を用いることができる。
該粉末は合金でも良く、又２種以上混合して用い
ても良い。該粉末は粒径0.1〜10μｍ程度の粒状粉
末が一般的であるが、フレーク（薄片）状粉末の
方が導電性の点で好ましい。導電性充填剤の添加
量は使用粉末の比重によつて変更する必要がある
が、50重量％より少ないと何れの充填剤を用いて
も硬化物に導電性が無くなる。又95重量％を超え
るとエポキシ樹脂の比率が低下し過ぎ、接着剤と
しての強度が不足することになる。 反応性溶剤は、フエニルグリシジルエーテル、
ブチグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコー
ルジグリシジルエーテルなどで代表されるエポキ
シ化合物が適当である。反応性溶剤の添加はペー
ストの粘度を調整するためのものであり必要最少
限に留めるべきである。添加量が多くなるに従つ
て脱ガス量が増加し、又硬化後の樹脂の耐熱性が
低下する。このためその添加量は１〜20重量％で
あり、１重量％より少ないと組成物の粘度が高く
なり過ぎ、また20重量％を越えると硬化時の脱ガ
ス量が多くなつたり、硬化物の特性低下をきた
す。 エポキシ樹脂は１分子中に２個以上のエポキシ
基を有するものであれば何れでも良い。例えばビ
スフエノールＡ、ビスフエノールＦ、カテコー
ル、レゾルシンなどのような多価フエノール又は
グリセリン、ポリエチレングリコールのような多
価アルコールとエピクロルヒドリンを反応させて
得られるポリグリシジルエーテル、あるいはｐ−
オキシ安息香酸、β−オキシナフトエ酸のような
ヒドロキシカルボン酸とエピクロルヒドリンを反
応させて得られるグリシジルエーテルエステル、
あるいはフタル酸、テレフタル酸のようなポリカ
ルボン酸から得られるポリグリシジルエステル、
あるいは４，4′−ジアミノジフエニルメタンやｍ
−アミノフエノールなどから得られるグリシジル
アミン化合物、さらにはエポキシ化ノボラツクや
エポキシ化ポリオレフインなどが例示されるが、
これらに限定されるものではない。 潜在性硬化剤は、エポキシ樹脂潜在性硬化剤と
して知られている尿素、グアニジン、ヒドラジ
ン、ヒドラジド、アミジン、トリアジン、アゾ化
合物等を使用することができる。これらの化合物
は具体的にはアセチルメチル尿素、ベンジル尿
素、チオ尿素、アセチルセミカルバジド、アセト
アルデヒドセミカルバゾン、アセトンセミカルバ
ゾン、Ｎ，N′−ジフエニルグアニジン、メチル
グアニジン、ビグアニド、ジシアンジアミド、セ
バシン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、
アジピン酸ジヒドラジド、酒石酸ジヒドラジド、
ジシアンジアミジン、ヒドラゾベンゼン、アセト
アルデヒドフエニルヒドラゾン、ベンゾフエノン
フエニルヒドラゾン、ベンズアミジン、メラミ
ン、アゾベンゼン、ジアミノアゾベンゼン等が挙
げられ、その使用量はエポキシ樹脂100重量部に
対して０〜30重量部である。30重量部より多い
と、硬化後安定した性質が得られない。 エポキシ化合物のジアルキルアミン付加化合物
は硬化促進剤であつて、これの原料であるジアル
キルアミンとしては例えば、ジメチルアミン、ジ
プロピルアミン、Ｎ−メチルエチルアミン、Ｎ−
エチルイソブチルアミン、ジアリルアミン、ジベ
ンジルアミン等やアルキル基の一部が置換された
Ｎ−エチルエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン等が挙げられる。又もう一方の原料であるエポ
キシ化合物としては特に制限はないが、例えばブ
チルグリシジルエーテル、フエニルグリシジルエ
ーテルに代表されるモノエポキシ化合物や、先に
例示したような多価フエノール、多価カルボン酸
やアミン類から得られる一分子中に二個以上のエ
ポキシ基を有するエポキシ樹脂などがあげられ、
これら１種または２種以上のエポキシ化合物を併
用混合することにより任意の軟化点の付加物とす
ることができる。エポキシ化合物のジアルキルア
ミン付加物は原料エポキシ化合物を溶剤に溶解
し、過剰のジアルキルアミンを混合して加熱しな
がら反応させ、反応終了後、未反応アミン及び溶
剤を留去することにより容易に得られる。 溶剤としてはエポキシ化合物を溶解する沸点50
℃以上ものが適するが、例えばテトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケト
ン、トルエン、モノクロルベンゼン、メチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブなどがあげられ、中で
もエチルセロソルブ、トルエンが好ましい。 付加化合物は、例えばアトマイザーなどで粉砕
して粉末化して本発明に使用する。該粉末を更に
酸性物質で表面を処理したものは導電性樹脂ペー
ストの保存上より好ましい。 酸性物質による付加化合物の粉末表面の処理方
法としては、この粉末を気体酸にさらすか、希薄
性物質溶液に分散した後乾燥すればよい。 表面処理に用いられる酸性物質としては気体、
液体の無機および有機酸で例えば亜硫酸ガス、塩
酸、炭酸ガス、硫酸、リン酸、ほう酸、ギ酸、修
酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、カプロン酸、サ
リチル酸、酒石酸、コハク酸、アジピン酸、セバ
チン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、フエノール、
ピロガロール、タンニン酸、ロジン、ポリアクリ
ル酸、アルギン酸、フエノール樹脂、レゾルシン
樹脂などが挙げられる。 これらの酸性物質の使用量は、付加物の粉体表
面に露出しているアミノ基を中和するに足る量で
あればよく、使用量が多すぎるとエポキシ樹脂の
硬化促進効果の低下を招く恐れがある。従つて、
処理前に一部試料により前以つて表面アミンを定
量し酸性物質の必要量を決定することが好まし
い。 該付加化合物は潜在性硬化剤の働きを促進する
効果を有するが、単独でも硬化剤として作用す
る。該付加化合物の使用量はエポキシ樹脂100重
量部当り40〜0.1重量部である。該付加化合物は
多い程、潜在性硬化剤の比率を低下させて良く、
潜在性硬化剤を多くする場合には、エポキシ化合
物のジアルキルアミン付加化合物を少なくするこ
とができる。該付加化合物はエポキシ樹脂100重
量部当り0.1重量部未満では樹脂を充分硬化せし
めることができない。該付加化合物を多くすれば
潜在性硬化剤を添加しなくても良い。しかし、40
重量部を越えると硬化物が変色し、特性がかえつ
て低下するようになる。 エポキシ樹脂と潜在性硬化剤及びエポキシ化合
物のジアルキルアミン付加化合物は合計でこれら
上記(イ)(ロ)(ハ)中で４〜30重量％を占めるのが良い。
この比率は導電性充填剤の割合と相補的であつ
て、多過ぎれば導電性が失なわれ、少な過ぎれば
硬化物の強度が不足する。 本発明の導電性樹脂ペーストは上記各成分を秤
量混合し３本ロール等で混練すれば容易に得られ
る。 尚、硬化剤の分散不良は微少量滴下で使用する
場合接着強度等のバラツキの原因となるので、エ
ポキシ樹脂と潜在性硬化剤及びエポキシ化合物の
ジアルキルアミン付加化合物は予め充分混合して
から用いるのがより好ましい。 以上のようにして得られた導電性樹脂ペースト
は可使時間が長く、高温に加熱すれば速かに硬化
し且つ硬化時の脱ガスが少なく、硬化後の特性
（特に耐熱性）が優れており、電子部品の実装に
特に好適である。 なお本発明による導電性樹脂ペーストは、貯蔵
安定性、硬化等に悪影響を及ぼさない範囲で他の
溶剤、粘度調整剤、充填剤、着色剤等を含有して
も良い。 以上の説明は滴下方式による半導体素子のチツ
プ付けの場合について行なつたが、本発明の導電
性樹脂ペーストはスクリーン印刷も可能であり、
例えばプラスチツク板等へ導電回路を形成するた
めにも用いることもできる。 以下に実施例を示す。 実施例 導電性充填剤として主にフレーク状銀粉、反応
性溶剤として主にフエニルグリシジルエーテル
（PGEと略記する）エポキシ樹脂としてすべてビ
スフエノールＡ型エポキシ樹脂（BPA Epoxyと
略記する）を用い、種々の硬化剤を組合せて導電
性樹脂ペーストを作製し、その特性を測定した。
ペースト組成を表に示す。表中BPA Epoxyはス
ミエポキシELA−128（住友化学工業(株)製ビスフ
エノールＡ型エポキシ樹脂の商品名、エポキシ当
量190ｇ／equiv）である。尚実験No.３の溶剤のみ
はブチルグリシジルエーテル（BGEと略記する）
を用いた。実験No.１の硬化剤はスミキユア−Ｐ−
725（住友化学工業(株)製ポリアミド樹脂の商品名、
アミン価300mgKOH／ｇ）であり、通常エポキシ
樹脂の硬化剤によく用いられるものである。 潜在性硬化剤としてジシアンジアミド（DICY
と略記する）、３−ｐ−クロロフエノール−１，
１−ジメチル尿素（ｐ尿素と略記する）及び３−
（３，４−ジクロロフエニル）−１，１−ジメチル
尿素（３尿素と略記する）を用いた。又、硬化促
進剤であるエポキシ化合物のジアルキルアミン付
加化合物として、以下に示す方法により製造した
ものを用いた。 (1) Ｎアミン スミエポキシESCN−220L（住友化学工業(株)
製クレゾールノボラツク型エポキシ樹脂の商品
名、軟化点70℃、エポキシ当量215ｇ／equiv）
150部を400部のエチルセルソルブに溶解し、加
熱撹拌しながら234部のジメチルアミン水溶液
（40％）を可及的速やかに滴下する。50〜80℃
で７時間反応後未反応アミン及び溶剤を100〜
160℃加熱下減圧留去する。次いで150部のトル
エンに反応物を溶解した後、同様に減圧蒸留し
て樹脂中の未反応アミンを留去しアトマイザー
で微粉砕することにより、180部の付加物を得
た。これをＮアミンとする。 なお、No.３のＮアミンは、スミエポキシ
ESCN−220Lの代りに、スミエポキシESCN−
220HH（住友化学工業(株)製クレゾールノボラツ
ク型エポキシ樹脂の商品名、エポキシ当量220
ｇ／equiv）を用いて同様にして得た反応生成
物である。 (2) N′アミン (1)のＮアミンの製造において、ジメチルアミ
ンの代りにジブチルアミンを用いた他は同様に
して得た。 (3) NAアミン スミエポキシESCN−220L75部とスミエポ
キシESA−011（住友化学工業(株)製エピビス型
エポキシ樹脂の商品名、軟化点69℃、エポキシ
当量489ｇ／equiv）75部を600部のエチルセソ
ルブに溶解し、加熱撹拌しながら190部のジメ
チルアミン水溶液（40％）を可及的速やかに添
加する。その後はＮアミンの場合と同様にして
粉末付加物180部を得た。これをNAアミンと
する。 (4) NA中和アミン NAアミン微粉末10部を30部の水に溶解す
る。この分散液に0.5％酢酸水溶液32部を撹拌
下に滴下する。10〜20分撹拌した後濾過し、減
圧乾燥して9.0部の処理を得た。これをNA中和
アミンとする。 上記エポキシ樹脂と硬化剤は予め良く混合し、
次いで導電性充填剤及び溶剤を加えて３本ロール
で充分混練し、導電性樹脂ペーストとした。 このようにして作製したペーストの特性は次の
ようにして測定した。 可使時間……樹脂ペーストを定量滴下装置（デ
イスセンサー）を用いてアルミナ基板上に滴下
し、滴下した該ペースト上に経時的に1.5mm角の
Siチツプを載せ、チツプが付着しなくなる時間
（日数）を測定した。 脱ガス量……ペーストをアルミナ基板上に滴下
後、直ちにSiチツプを付着し、熱天秤により150
℃で30分間硬化せしめた際の脱ガス量を重量減少
量として測定した。 接着強度及び加熱後強度……上記で硬化せしめ
た試料について樹脂とSiチツプとの接着強度を測
定し、更に350℃で30秒間加熱後の接着強度も測
定した。接着強度及び加熱後強度はSiチツプの側
面を治具で押し、Siチツプが剥れた時の押圧力で
示す。 シート抵抗値……ペーストをアルミナ基板上に
幅2.5mm、長さ5.0mmのパターンに印刷し、150℃
で30分間硬化せしめ、硬化した被膜の長さ方向両
端の抵抗値を測定して面積抵抗で表示した。（こ
の場合全抵抗値を1/2にすれば良い） これらの特性値を後表に示す。 No.１のペーストは可使時間が短か過ぎて不適当
である。No.２及びNo.６は接着強度が低過ぎる。こ
れは潜在性硬化剤のみでは硬化温度150℃は低過
ぎ、硬化不充分のためである。 No.３、４、５、７及び８はエポキシ化合物のジ
アルキルアミン付加化合物の存在により硬化が促
進され、特性は充分満足できるものであつた。特
にNo.３の結果は、アミン付加化合物を充分量添加
すれば潜在性硬化剤は無添加でも何ら問題ないこ
とを示している。 No.９〜13はペースト中の樹脂及び硬化剤成分の
比率を種々に変えた場合であるが、No.９は樹脂分
が少な過ぎて接着強度が不充分であり、No.13は逆
に樹脂分が多過ぎて導電性が悪化した。 No.14〜16は導電性充填剤を金、銅、アルミニウ
ム粉としてものであるが、いずれも満足できる結
果を得た。
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (イ) 導電性充填剤；95〜50重量％ (ロ) 反応性溶剤；１〜20重量％ (ハ)(ハ‐1) エポキシ樹脂 (ハ‐2) 潜在性硬化剤及び (ハ‐3) エポキシ化合物にジアルキルアミンを付
    加反応して得られる分子中に一般式 〔式中Ｒ、R′はアルキル基、ヒドロキシア
    ルキル基、アリル基、アラルキル基を表わ
    す〕 で表わされる官能基を有する化合物の粉末、又は
    これの表面を酸性物質で処理したものを （ハ−１）／（ハ−２）／（ハ−３）＝100／０
    〜30／40〜0.1の重量割合で含有するもの；４〜
    30重量％を含み(イ)、(ロ)、(ハ)の合計が100重量％で
    ある導電性樹脂ペースト。
JP56071168A 1981-05-11 1981-05-11 Electrically conductive resin paste Granted JPS57185316A (en)

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