JPH0212508B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の技術分野］ 本発明は、接着性、特に大型ICチツプの接着
性に優れた導電性ペーストに関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 半導体装置の製造において、金属薄板（リード
フレーム）上の所定部分に、IC、LSI等の半導体
チツプ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、チツプのSi表
面をリードフレーム上のAuメツキ面に加熱圧接
するというAu−Siの共晶法が主流であつた。し
かし、近年の貴金属、特にAuの高騰を契機とし
て、樹脂モールド型半導体装置では、Au−Si共
晶法から、ハンダを使用する方法、導電性接着剤
（導電性ペースト）を使用する方法などに急速に
移行しつつある。 しかし、ハンダを使用する方法は、一部実用化
されているが、半田やハンダボールが飛散して電
極等に付着し、腐食断線の原因となる可能性が指
摘されている。一方導電性接着剤を使用する方法
では、通常Ag粉末を配合したエポキシ樹脂が用
いられて、約10年程前から一部実用化されてきた
が、Au−Siの共晶合金を生成させる共晶法に比
較して信頼性の面で満足すべきものがなかつた。
導電性接着剤を使用する方法は、ハンダ法に比べ
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半導体素子接着用とし
て作られたものでないために、Al電極の腐食を
促進し断線不良の原因となる場合が多く、やはり
信頼性はAu−Si共晶法に比べて劣つていた。さ
らに近年ICやLSI等の半導体ペレツトの大型化に
伴い、ペレツトクラツクが接着力の低下が問題と
なつており、導電性ペーストを低応力タイプとす
ることが強く要望されていた。 本発明者は、特開昭60−260663号公報に、ポリ
パラヒドロキシスチレンと導電性粉末とからなる
導電性ペーストを提案した。このポリパラヒドロ
キシスチレンをビヒクル成分とする導電性ペース
トは、導電性被膜の機械的特性・接着特性が良好
であるとともに、電子部品洗浄用のトリクレンに
対して侵されない。ところが、アセトンによつて
この被膜は容易に剥離することができる性質をも
つているので、剥離性の導電性ペーストとして有
用である。しかし、剥離することがなく製品に組
み込まれる、例えば半導体チツプ接着用の導電性
ペーストとしては好適には使用できない。 ［発明の目的］ 本発明の目的は、上記の欠点および実情に鑑み
てなされたもので、大型チツプへの接着性、耐加
水分解性に優れ、半導体装置の耐湿信頼性を大幅
に向上させる導電性ペーストを提供しようとする
ものである。 ［発明の概要］ 本発明は、上記の目的を達成しようと鋭意研究
を重ねた結果、ノルボネン環を有する樹脂を含む
ことによつて、従来のものに比べて接着性、耐加
水分解性に優れ、半導体装置の耐湿信頼性が向上
する導電性ペーストの得られることを見いだし、
本発明を完成するに至つたものである。即ち、本
発明は、(A)ポリパラヒドロキシスチレンとエポキ
シ樹脂からなる変性樹脂、(B)ノルボネン環を有す
る樹脂および(C)導電性粉末を含むことを特徴とす
る導電性ペーストである。 本発明に用いる(A)変性樹脂の一成分であるポリ
パラヒドロキシスチレンは、次式で表されるもの
である。 このような樹脂としては、例えば丸善石油社製
のマルゼンレジンＭ（商品名）がある。これは分
子量3000〜8000で、水酸基当量120のものである。 また(A)変性樹脂の他の成分であるエポキシ樹脂
で、工業上生産されており、かつ本発明に効果的
に使用し得るものとしては、例えば次のようなビ
スフエノール類のジエポキシドがある。シエル化
学社製エピコート827、828、834、1001、1002、
1004、1007、1009、ダウケミカル社製DER330、
331、332、334、335、336、337、660、661、662、
667、668、669、チバガイギー社製アラルダイト
GY250、260、280、6071、6084、6097、6099、
JONES DABNEY社製EPI−REZ510、5101、大
日本インキ化学工業社製エピクロン810、1000、
1010、3010（いずれも商品名）。さらに本発明にお
いては、エポキシ樹脂として平均エポキシ基数３
以上の例えばノボラツク・エポキシ樹脂を使用す
ることにより、熱時（350℃）の接着強度を更に
向上させることが可能である。使用するノボラツ
ク・エポキシ樹脂としては分子量500以上のもの
が適している。このようなノボラツク・エポキシ
樹脂で工業生産されているものとしは、例えば次
のようなものある。チバガイギー社製アラルダイ
トEPN1138、1139、ECN1273、1280、1299、ダ
ウケミカル社製DEN431、438、シエル化学社製
エピコート152、154、ユニオンカーバイド社製
ERR−0100、ERRB−0447、ERLB−0488、日
本化薬社製EOCNシリーズである。 ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂は
当量付近で配合される。配合割合が当量付近を大
きくはずれると、いずれかが硬化時に未反応とな
つて熱時の接着強度が低下しまた加熱減量が多く
なり好ましくない。 本発明に用いる(B)ノルボネン環を有する樹脂と
しては一般的にC₅〜C₉留分から得られる汎用の
石油樹脂があり、例えば次のようなのが挙げげら
れる。タツキロール5000、1000（住友化学工業社
製、商品名）、クイントン1500、1000、1300（日本
ゼオン社製、商品名）等である。 ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂と
からなる(A)変性樹脂と、(B)ノルボネン環を有する
樹脂との配合割合は、全樹脂分に対して(B)のノル
ボネン環を有する樹脂を10〜30重量％配合するこ
とが望ましい。配合量が10重量％未満では接着強
度の向上に効果がなく、また30重量％を超えると
反応性が劣り好ましくない。 本発明に使用する変性樹脂は、ポリパラヒドロ
キシスチレンとエポキシ樹脂を単に溶解混合して
もよいし、必要であれば加熱反応により相互に部
分的な結合をさせたものでもよく、これらの成分
樹脂の共通の溶剤に溶解することにより作業粘度
を改善することができる。また反応に必要であれ
ば硬化触媒を使用してもよい。 ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂お
よびノルボネン環を有する樹脂を単に溶剤に溶解
混合する場合は、同時に添加し溶解させるように
してもよいが、最初にポリパラヒドロキシスチレ
ンを溶剤に溶解させ、次にエポキシ樹脂およびノ
ルボネン環を有する樹脂を溶解混合させることが
望ましい。ここで使用される溶剤類としては、ジ
オキサン、ヘキサノン、ベンゼン、トルエン、ソ
ルベントナフサ、工業用ガソリン、酢酸セロソル
ブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチ
ルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールア
セテート、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミド、Ｎ−メチルピロリドン等がある。 これらの溶剤は単独又は２種以上の組合せで使
用する。 本発明に用いる(C)導電性粉末としては、例えば
Ag粉末等が使用される。また本発明は、前述し
た(A)〜(C)成分を含む導電性ペーストであるが、そ
の他必要に応じて消泡剤、カツプリング剤等を添
加することもできる。 本発明の導電性ペーストは、常法に従い上述し
た変性樹脂、ノルボネン環を有する樹脂および導
電性粉末を充分混合した後、更に三本ロールなど
による十分な混練処理を行い、その後減圧脱泡す
ることによつて製造することができる。得られた
導電性ペーストは、半導体チツプとリードフレー
ムとの接着剤として使用される。その後、半導体
ペレツトはワイヤボンデイングを行つた後封止し
てICおよびLSIが製造される。こうして得られた
ICにおいては、導電性ペーストを200℃で加熱硬
化させてもリードフレーム面上に汚染がなく、大
型ICの接着力も薄いフレーム（150μｍ）上で0.8
Kg以上、ワイヤボンデイング強度も同じく４〜５
ｇ以上の数値を得ることができる。 ［発明の実施例］ 次に、本発明を実施例によつて具体的に説明す
る。実施例および比較例において「部」とは特に
説明のない限り「重量部」を意味する。 実施例 １ エピコート1001（シエル化学社製、商品名）
37.5部、マルゼンレジンＭ（丸善石油化学社製、
商品名）１部、およびクイントン1300（日本ゼオ
ン社製、商品名）10部を、ブチルカルビトールア
セテート103部中で100℃、１時間溶解反応を行
い、粘稠な褐色樹脂を得た。この樹脂22部に、触
媒として三フツ化ホウ素のアミン錯体1.0部とAg
粉末57部とを充分混合して導電性ペースト(A)を製
造した。 実施例 ２ エピコート828（シエル化学社製、商品名）15.8
部、マルゼンレジンＭ（前出）10部、およびタツ
キロール1000（住友化学工業社製、商品名）10部
を、ブチルセロソルブアセテート56部中で100℃、
１時間溶解反応を行い、粘稠な褐色樹脂を得た。
この樹脂22部とAg粉末57部とを充分混合して導
電性ペースト(B)を製造した。 実施例 ３ EOCN103S（日本化薬社製、商品名）66部をブ
チルカルビトールアセテート117部の溶剤中に80
℃で溶解後、マルゼンレジンM34部と触媒として
三フツ化ホウ素のアミン錯体0.6部とを添加し、
80℃でそのまま約３時間反応を進め、粘稠で透明
な変性樹脂を得た。この変性樹脂22部と、クイン
トン1700（日本ゼオン社製、商品名）６部と、銀
粉末57部とをよく混合して導電性ペースト(C)を製
造した。 実施例１〜３で得た導電性ペスト(A)、(B)、(C)お
よび市販のエポキシ樹脂ベースの半導体用ペース
ト(D)（比較例）を用い、リードフレームと半導体
チツプを接合して、200℃、60分間又は120℃、３
時間硬化させ、供試体を得た。そしてこれら供試
体の接着強度、引張り強度、加水分解性CIイオ
ン、および体積固有抵抗を試験した。その結果を
第１表に示した。

【表】

【表】 ［発明の効果］ 本発明の導電性ペストは、大型IC等との接着
性、特に熱時の接着性、耐加水分解性に優れ、金
属の腐食によるボンデイングワイヤの断線などの
不良や水分によるリーク電流の不良などを著しく
低減させることができ、またICそのものの耐湿
信頼性が従来のものに比べて大幅に改善され、か
つ安価な半導体装置を得ることができる。 なお、本発明の作用効果と、特開昭60−260663
号公報の開示技術のそれとを比較すれば、該開示
技術は剥離が可能であるが、剥離しないで製品に
組み込まれる半導体チツプ接着用などとしては好
適には利用できないというのに対して、本発明の
導電性ペーストは、エポキシ変性ポリパラヒドロ
キシスチレンの接着性とそれとは異質のノルボネ
ン環を有する樹脂の接着性とが相乗されて接着性
が高く、また組成物に耐加水分解性を劣化させる
成分が含ませる必要がないから、半導体チツプ接
着用として耐湿信頼性が優れるとともに、エポキ
シ樹脂とポリパラヒドロキシスチレンと双方に相
溶性のあるノルボネン環を有する樹脂が配合され
て低応力にもなるから、大型チツプの接着におい
てもペレツトクラツクの発生がない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ (A)ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹
   脂からなる変性樹脂、(B)ノルボネン環を有する樹
   脂および(C)導電性粉末を含むことを特徴とする導
   電性ペースト。