JPH0465012A

JPH0465012A - 導電性ペースト

Info

Publication number: JPH0465012A
Application number: JP17506290A
Authority: JP
Inventors: Tetsunaga Niimi; 哲永新美; Teru Okunoyama; 奥野山　輝
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1992-03-02

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、接着性、耐加水分解性、耐湿性に優れるとと
もにアッセンブリー工程の短縮化に対応できる導電性ペ
ーストに関する。

（従来の技術）金属薄板（リードフレーム）上の所定部分に、ＬＥＤ、
ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チップを接続する工程は、素子
の長期信頼性に影響を与える重要な工程の１つである。

　従来から、シリコンチップの場合の接続方法は、シリ
コンチップをリードフレーム上の金メツキ面に加熱圧着
するというＡｌ１−３ｉの共晶法が主流であった。　し
かし、近年の貴金属、特に金の高騰を契機として、樹脂
封止半導体装置ではＡｕ−３ｉ共晶法から半田を使用す
る方法、導電性ペースト（接着剤）を使用する方法に急
速に移行しつつある。

しかし、半田を使用する方法は、一部実用化されている
ものの半田や半田ボールか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
合したエポキシ樹脂か用いられ、約１０年程前から一部
実用化されてきたが、信頼性の面でＡｕ−５ｉ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。　導電性ペーストを使用する方法は、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半導体素子接着用として作
られたものでないために、アルミニラム電極の腐食を促
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共晶法に劣っていた。

（発明が解決しようとする課１りところで近年、化合物半導体装置の量産がすすみ、小型
の化合物半導体チップでは、シリコンチップの場合に比
較して接着力の低下によるチップ剥離が問題となってい
る。　またアッセンブリー工程の短縮化を目指して高速
硬化をさせることが一般となり、そのうえに接着力の強
い導電性ペーストの開発が強く要望されていた。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、接着性
、耐加水分解性、耐湿性、高速硬化性に優れ、配線の腐
食断線がなく、アッセンブリー工程の短縮化に対応する
ことができる、信頼性の高い導電性ペーストを提供しよ
うとするものである。

［発明の構成コ（課題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、後述する導電性ペーストを用いることによっ
て、上記目的が達成できることを見いだし、本発明を完
成したものである。

すなわち、本発明は、（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）導電性粉末および（Ｃ）微細シリカ粉末を必須成分としてなることを特徴とする導電性ペースト
である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる（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としては、ポリパラヒドロ
キシスチレンとエポキシ樹脂を溶解混合又は加熱反応さ
せてなる変性樹脂である。

ここで使用するポリパラヒドロキシスチレンとは次式で
示される樹脂である。

このような樹脂としては、例えばマルカリン力−Ｍ（丸
善石油化学社製、商品名）等がある。　こめｔＭ脂は、
分子量が３０００〜８０００で水酸基当量が１２０のも
のである。

また変性樹脂に用いるエポキシ樹脂としては工業生産さ
れており、かつ本発明に効果的に使用し得るものとして
、例えば次のようなビスフェノール類のジエボキシドが
ある。　エピコート８２７゜８２８．８３４，１００１
，１００２，１００７゜１００９（シェル化学社製、商
品名）、ＤＥＲ３３０，３３１，３３２，３３４，３３
５，３３６，３３７，６６０（ダウケミカル社製商品名
）、アラルダイトＧＹ２５０，２６０，２８０゜６０７
１．６０８４，６０９７．６０９９　（チバガイギー社
製、商品名）、ＥＰＩ−ＲＥＺ５１０゜５１０１（ＪＯ
ＮＥ　　ＤＡＢＮＥＹ社製、商品名）、エビクロン８１
０，１０００．１０１０゜３０１０（大日本インキ化学
工業社製、商品名）、ＥＰシリーズ（旭電化社製、商品
名）がある。

さらにエポキシ樹脂として、平均エポキシ基数３以上の
、例えばノボラックエポキシ樹脂Ｊ脂を使用することに
より熟時（３５０℃）の接着強度を更に向上させること
ができる。　これらのノボラッ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。

このようなノボラックエポキシ樹脂で工業生産されてい
るものとしては例えば次のようなものがある。　アラル
ダイトＥＰＮ１１３８．１１３９゜ＥＣＮ１２７３，１
２８０．１２９９　（チバガイギー社製、商品名）、Ｄ
ＥＮ４３１．４３８　（ダウケミカル社製、商品名）、
エピコート１５２゜１５４（シェル化学社製、商品名）
、ＥＲＲ〜０１００、ＥＲＲＢ−０４４７，ＥＲＬＢ−
０４８８（ユニオンカーバイド社製、商品名）、ＥＯＣ
Ｎシリーズ（日本火薬社製、商品名）等がある。

上述したポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂は
、それらを単に溶解混合し変性してもよいし、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
もよい、　また、ポリパラヒドロキシスチレンとエポキ
シ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し、反応に必要であれば硬化触蝮を
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を単に溶剤
に溶解混合する場合は、同時に添加して溶解させるよう
にしてもよいが、最初にポリパラしドロキシスチレンを
溶剤に溶解させ、次にエポキシ樹脂を溶解混合させるこ
とが好ましい、　ここで用いる溶剤類としては、ジオキ
サン、ヘキサン、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、
ブチルカルピトールアセテート、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挙
げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用する。

本発明に用いる（Ｂ）導電性粉末としては、銀粉末、銀
メツキ銅粉末、ニッケル粉末、カーボン等が挙げられ、
これらは単独又は２種以上混合して使用する。

本発明に用いる（Ｃ）微細シリカ粉末としては、粒径１
μｍ以下の微細なものか望ましい、　粒径が１μｌ以下
のものであれば、その他特に制限はなく広く使用するこ
とができる。　微細シリカ粉末として、例えばアエロシ
ール（日本アエロシール社製、商品名）等を挙げること
かできる。

本発明の導電性ペーストは、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、導電性粉末、およ
び微細シリカ粉末を必須成分とするが、本発明の目的に
反しない限度において、また必要に応じて、消泡剤、そ
の他の添加剤を添加配合することができる。

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、導電性粉末、微細シリカ粉末、その他の成分を十分
混合した後、例えば三本ロールによりさらに混練処理し
、その後、減圧脱泡して製造することができる。　こう
して製造した導電性ペーストは、それをシリンジに充填
し、デイスペンサーを用いてリードフレーム上に吐出し
て、化金物半導体チップを高速に接着固定した後、ワイ
ヤボンディングを行うとともに樹脂封止する樹脂封止型
化合物半導体装置の製造等に使用される。

（作用）本発明の導電性ペーストは、変性樹脂、導電性粉末およ
び微細シリカ粉末を必須成分とする組成物を用いたこと
によって、化合物半導体チップの接着性が飛躍的に向上
し、併せて耐湿性、耐加水分解性、高速硬化性が得られ
るものである。

（実施例）次に本発明を実施例によって説明するが、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、　以下の
実施例及び比較例において「部」とは特に説明のない限
り「重量部」を意味する。

実施例　１エポキシ樹脂のエピコート１００１（シェル化学社製、
商品名）　３７．５部と、パラヒドロキシスチレンのマ
ルカリン力−Ｍ（丸善石油化学社製、商品名）１０部と
を、ジエチレングリコールジエチルエーテル１０３部中
で１００℃、１時間、溶解反応を行い、粘稠な変性樹脂
を得た。　この樹脂２２部に、触媒として三フッ化ホウ
素のアミンＨ１＊　ｉ、ｏ部、γ−グリシドキシプロビ
ルトリメトキシシラン０．０３部、銀粉末５７部、およ
び微細シリカ粉末アエロシ−ル＃２００　＜日本アエロ
シール社製、商品名）２．０部を混合して導電性ペース
ト（Ｉ）を製造した。

実施例　２エポキシ樹脂のエピコー）８２８　（シェル化学社製、
商品名）　１５．８部と、パラヒドロキシスチレンのマ
ルカリンカーＭ（前出）１０部とを、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、粘稠な変性樹脂を得た。　この樹脂２２部に、触媒
として三フッ化ホウ素のアミン錯体１，０部、銀粉末５
７部、および微細シリカ粉末のアエロシール＃２００　
（前出）２，５部を混合して導電性ペースト（ｎ）を製
造した。

実施例　３エポキシ樹脂ＥＯＣＮ１０３Ｓ（日本火薬社製、商品名
）６６部と、パラヒドロキシスチレンのマルカリン力−
Ｍ（前出）３４部とを、ブチルカルピトールアセテート
　１１７部中で１００℃、　１時間、溶解反応を行い、
粘稠な変性樹脂を得た。　この樹脂２２部に、触媒とし
て三フッ化ホウ素のアミン錯体１．０部、銀粉末５７部
、および微細シリカ粉末アエロシール＃２００（前出）
２．０部を混合して導電性ペースト（１）を製造した。

比較例市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型半導体用導電性ペー
スト（ＩＶ）を入手し比較例とした。

実施例１〜３および比較例で得た導電性ペースト（Ｉ）
、（ＩＩ）、（Ｉ［）および（ＴＶ）を使用して、化合
物半導体チップをリードフレーム上に最適な接着条件に
よって接着固定して化合物半導体装置を製造した。　こ
れら導電性ペーストと半導体装置について、接着強度、
耐加水分解性の試験を行い、結果を得たので第１表に示
したが、いずれも本発明が優れており、本発明の効果を
確認することができた。　上記の試験は次のようにして
行った。

接着強度は、２００μｍ厚のリードフレーム（＠系）上
に０．３　ｘ　０．３ｎｌ１口のＧａ／Ａｓ化合物半導
体チップを接着し、２５℃と　３５０℃とにおいてテン
ションゲージを用いて接着強度を測定した。　耐加水分
解性は、接着剤を化合物半導体チップ硬化条件と同じ１
７０″Ｃてづ５〜２０秒、次いで３００℃で２０秒の条
件で加熱硬化させ、その硬化物を１００メツシユに粉砕
し、１８０℃で２時間加熱抽出を行った抽出液のＣＩ　
、Ｎａ両ビイオン量イオンクロマトグラフィーで測定し
た。

なお、６０個の半導体装置については、温度８５℃。

８５％ＲＨの雰囲気中における１００ＯＨの耐湿性試験
、１５０℃の雰囲気中における１００ＯＨの耐熱性試験
、試験は半田加熱後に温度−５５℃〜１５０℃における
２００サイクルの冷熱サイクル試験を行って不良発生数
を調べたが、比較例では耐湿性２個、耐熱性３個、冷熱
サイクル５個の不良が発生したのに対して、実施例１〜
３では不良の発生はなかった。

第１表（単位）線がなく信頼性の高いものであり、またア・ｙセンブリ
ー工程の短縮化に対応できるものである。

［発明の効果］

Claims

【特許請求の範囲】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）導電性粉末および（Ｃ）微細シリカ粉末を必須成分としてなることを特徴とする導電性ペースト
。