JPH025304A - 導電性ペースト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は導電性ペーストｍ酸物および該ペーストからな
るダイボンディング材料に関するものであり、詳しくは
ダイボンド時に生じる収縮応力が小さく、且つダイボン
ド後のグイボンド材料の吸水率の小さい導電性ペースト
組成物およびダイボンディング材料に関する。

〈従来の技術〉 半導体素子と外部支持雪掻との接合には、約５００°Ｃ
の温度にてチップ裏面のシリ′コーンとリードフレーム
上の金メツキ面とを加熱圧着して金−シリコーン共晶を
形成させる、所謂共晶法が一触的であった。

しかし、近年の金価格の高騰に伴い半導体装置の低廉化
が図られており、例えば、プラスチックパッケージの場
合には金−シリコーン共晶の代替用接合剤としてエポキ
シ系銀ペーストやポリイミド系銀ペーストの如き導電性
接合剤を用いる方法が採用されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記代替用接合剤はグイボンディング用として従来の金
−シリコーン共晶に代わる特性を有するものであるが、
近年におけるチップの大型化やリードフレームの材質変
更（鉄系から熱膨張係数の大きい銅系へ）によって、加
熱接合時においてチップとリードフレーム間に生じる応
力を低減する必要が生じてきた。

また、信頼性の点から吸湿性の小さい接合剤の開発も要
求されている。

く課題を解決するための手段〉 本発明は上記課題を解決するためになされたものであっ
て、ダイボンディング時に生しる収縮応力が小さく、且
つ吸水率の小さい導電性ペースト組成物およびダイボン
ディング材料を提供することを目的とする。

即ち、本発明はフッ素樹脂１００重量部、導電性充填剤
１００〜９００重量部および有機極性溶剤４００・〜９
００重量部を含有してなることを特徴とする導電性ペー
スト組成物、および該導電性ペースト組成物からなるダ
イボンディング材料に関するものである。

本発明の導電性ペースト組成物からなるグイボンディン
グ材料（接合剤）■は第１図に示すように、シリコーン
チップ２とリードフレーム３との間に介在させるもので
あって、ダイボンディング時の熱により発生する収縮応
力により、接合した後、第２図のように全体が反るよう
になる。

これはシリコーンチップ２とリードフレーム３との熱膨
張係数が異なること、およびダイボンディング材料１の
熱収縮に起因するものであり、ダイボン１−時の加熱状
態から室温に戻した時の千ツブ２端にかかる応力は次式
により示されると考えられている。

σｍａｘ　　＝　　Ｋ（α５ α、１）（Ｔ、−Ｔ）（（Ｅ、　　Ｅ、　　Ｌ）／Ｘ）
””ここで、 σｆｆｉ、８：チンプ端部の最大応力（ｋｇ／ｍｍ”）
Ｋ　　：幾何係数 αＳ　　：リードフレームの熱膨張係数じＣ−’）α５
．：チップの熱膨張係数（’Ｃ’）（Ｔｏ−Ｔ）：温度
差（°Ｃ） Ｅ、　　：ダイボンディング材料の弾性率（ｋｇ／ｍｍ
２）Ｅ５　　：リードフレームの弾性率（ｋｇ／ｍｍ２
）Ｌ　　：チップの長さ（ｍｍ） Ｘ　　：ダイボンディング材料層の厚さ（ｍｍ）を示す
。

本発明では上記式中のＥ□値、即ら用いるグイボンディ
ング材料の弾性率を残少させるべく検討を重ねたもので
あり、フッ素樹脂をベース樹脂として導電性充填剤およ
び有機極性溶剤を配合して導電性ペースト組成物とした
ものである。

本発明におけるフッ素樹脂としてはフッ素を含むオレフ
ィンの重合体であれば特に制限はなく、通常ペースト組
成物に用いられているエポキシ樹脂に比べて弾性率が低
（、応力の低下に効果を発揮するものである。

また、上記フッ素樹脂のうち弾性率の点からはフッ素ゴ
ムが好ましく、具体的には弾性率が低いフッ素ゴムにフ
ン化ビニリデンをグラフト重合させた軟質フッ素ゴムが
好ましく用いられる。さらに、吸湿性の点からは吸水率
が０．１重喰％以上のフッ素ゴムにフン化ビニリデンを
グラフト重合したものが好ましく、得られる導電性ペー
スト組成物およびダイボンディング材料の使用時におけ
る信頼性が向上するものである。

本発明にて用いる導電性充填剤としては金、恨、銅、ニ
ッケル、アルミニウムおよびこれらの金属の合金などの
金属粉末やグラファイト、カーボンブラックなどの炭素
粉末が挙げられるが、導電性や経済性などの点から銀粉
末が好適である。

このような導電性充填剤はその平均粒径を５μｍ以下の
範囲の粉末として用いることによって、得られるペース
ト組成物中に均一に分散させることができるので好まし
いものである。

上記導電性充填剤は前記フッ素樹脂１００重量部に対し
て１００〜９００重量部の範囲で配合する。充填剤の量
が１００重量部に満たない場合は充分な導電性を発揮し
ないことがあり、また９００重喰都合超えて配合する場
合はペースト状にならなかったり、また粘度が高１ぎて
作業性が悪くなり好ましくない。

本発明において用いる有機極性溶剤はペースト組成物と
して粘度を調整するうえで重要な成分であり、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、
ジメチルホルムアミド・などの溶剤を単独または混合し
て用いる。

−に記溶剤は前記フッ讃樹脂１００重量部に対して４０
０〜９００重量部の範囲で配合する。溶剤の配合量が・
１００重寸部に満たない場合はペースト粘度が高くなり
すぎ、ダイボンディング＋Ａ　ｎとして作業性に劣るよ
うになり、また９００重里部を超えて配合するとペース
ト粘度が低くなり、グイボンド時に流動し均一なｌγみ
を維持できない場合があり、信頼性に欠ける恐れがある
。

本発明の導電性ペースト組成物およびダイボンデ２イン
グ材料には前記導電性充填剤の他に、接着力の向上や揺
変度の付与を目的としてシリカ、金属酸化物、石英ガラ
スの粉末を必要に応じて適宜配合することができる。

〈実施例〉 以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。

実施例 フン素ゴムにフン化ビニリデンをグラフト重合させた軟
質フッ素樹脂の１５重贋％濃度のジメチルホルムアミド
溶液（セントラルガラス社製、セフラルソフト）１００
ｇに、銀粉（福山金属社製、＾ｇｃ−ＧＳＩＩ　）　６
０　ｇを３本ロールで練り、導電性ペースト組成物物を
得た。

得られた導電性ペースト組成物をグイボンディング材料
として銅製リードフレーム（厚さ２６０μｍ）の上に硬
化後の厚さが３０μｍとなるように塗布し、その上にシ
リコーンチップ（厚さ３５０１１ｍ、大きさ４ｎ＋ｍＸ
９＋ｎ＋ｎ）を載置した後、１５０°Ｃで３０分間、熱
風乾燥炉中にて乾燥、硬化させた。このときのチップの
反り（第２図中のりを表面粗さ計にて測定した結果、３
μｒｎであった。

また、前記にて得た導電性ペースト組成物をガラス板上
に硬化後の厚さが３０μｍとなるように塗布し、１５０
°Ｃで３０分間、熱風乾燥炉中にて乾燥、硬化させた。

この硬化物のＰＣＴ吸水率（１２１°Ｃ１２気圧、２０
時間放置後の重量増加率）を測定した結果、０．０４重
量％であり、吸水率が極めて小さ（信頼性の高い導電性
ペースト組成物であることが判明した。

なお、上記硬化物の体積抵抗率も９Ｘ１０−５Ω・ｃｍ
であり、導電性にも優れたものであった。

比較例 市販の１液型エポキシ系銀ペーストを用い、硬化条件を
１８０°ｃｘｉ時間（最適硬化条件）とした以外は実施
例と同様にしてチップの反り、ＰＣＴ吸水率、体積抵抗
率を測定した。その結果、チップの反りは１５μｍ、Ｐ
ＣＴ吸水率は１．０重量％、体積抵抗率は２ＸＩＯ−’
Ω・ｃｍであった。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の導電性ペースト組成物はダイボ
ンディング材料として用いた場合、従来のエポキシ系銀
ペーストと比べて熱収縮による応力が小さくなるので、
ダイボンドしたチップの反りが押えられ、大型化したチ
アノブや熱膨張係数の大きい銅系リードフレームにも適
用できるものである。

また、吸水率も小さいので耐湿性に優れ、信頼性の高い
導電性ペースト組成物およびダイボンディング材料を提
供できるものである。

【図面の簡単な説明】

本発明の導電性ペースト組成物からなるダイボンディン
グ材料（接合剤）１は第１図に示すように、シリコーン
チップ２とリードフレーム３との間に介在するものであ
って、ダイボンド時の熱により発生する収縮応力により
、接合した後、第２図のように全体が反るようになる。 第１図は本発明の導電性ペースト組成物をダイボンディ
ング材料として使用したときの状態図、第２図はグイボ
ンド時の加熱によりチップが反ったときの状態図を示す
。 ■・・・グイボンディング材料、２・・・シリコーンチ
ップ、３・・・リードフレーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フッ素樹脂１００重量部、導電性充填剤１００〜
   ９００重量部および有機極性溶剤４００〜９００重量部
   を含有してなることを特徴とする導電性ペースト組成物
   。
2. （２）請求項１記載の導電性ペースト組成物からなるダ
   イボンディング材料。