JPH0619078B2 - Conductive resin paste - Google Patents

Conductive resin paste

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JPH0619078B2
JPH0619078B2 JP31206387A JP31206387A JPH0619078B2 JP H0619078 B2 JPH0619078 B2 JP H0619078B2 JP 31206387 A JP31206387 A JP 31206387A JP 31206387 A JP31206387 A JP 31206387A JP H0619078 B2 JPH0619078 B2 JP H0619078B2
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chip
weight
resin
resin paste
flexibility
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明信 楠原
幸博 岡部
浩史 藤田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、銀粉、エポキシ樹脂、硬化剤及び可撓性付与
剤であるジメチルシロキサン化合物よりなる導電性樹脂
ペーストで、IC、LSI等の半導体素子を金属フレー
ム等で接着する導電性樹脂ペーストに関するものであ
る。更に詳しくは、IC等の大型チップを銅フレームに
接着し、IC等の組立工程の加熱処理時における大型チ
ップと銅フレームの熱膨張率の差によるチップのクラッ
クやチップの反りによるIC等の特性不良を防ぐ、反応
緩和特性に優れた導電性樹脂ペーストに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention is a conductive resin paste composed of silver powder, an epoxy resin, a curing agent, and a dimethylsiloxane compound that is a flexibility-imparting agent, and is used for semiconductors such as IC and LSI. The present invention relates to a conductive resin paste for adhering an element with a metal frame or the like. More specifically, a large chip such as an IC is bonded to a copper frame, and the characteristics of the IC such as a chip crack or a warp of the chip due to a difference in thermal expansion coefficient between the large chip and the copper frame during the heat treatment in the assembly process of the IC or the like. The present invention relates to a conductive resin paste that has excellent reaction relaxation characteristics and that prevents defects.

〔従来技術〕[Prior art]

エレクトロニクス業界の最近の著しい発展により、トラ
ンジスター、IC、LSI、超LSIと進化してきてお
り、これら半導体素子に於ける回路の集積度が急激に増
大すると共に大量生産が可能となり、これらを用いた半
導体製品の普及に伴って、その量産に於ける作業性の向
上並びにコストダウンが重要な問題となってきた。従来
は半導体素子を金属フレームなどの導体にAu−Si共
晶法により接合し、次いでハーメチックシールによって
封止して、半導体製品とするのが普通であった。しかし
量産時の作業性、コストの面より、樹脂封止法が開発さ
れ、現在では、一般化されている。これに伴い、マウン
ト工程に於けるAu−Si共晶法の改良としてハンダ材
料や導電性樹脂ペースト即ちマウント用樹脂による方法
が取り上げられるようになった、 しかし、ハンダ法では信頼性が低いこと、素子の電極の
汚染を起こし易いこと等が欠点とされ、高熱伝導性を要
するパワートランジスター、パワーICの素子に使用が
限られている。これに対しマウント用樹脂はハンダ法に
比べ、作業性に於いても信頼性等に於いても優れてお
り、その需要が急激に増大している。
With the recent remarkable development of the electronics industry, it has evolved into transistors, ICs, LSIs, and ultra-LSIs, and the degree of integration of circuits in these semiconductor elements has rapidly increased and mass production has become possible. With the spread of products, improvement of workability and cost reduction in mass production have become important problems. Conventionally, a semiconductor element is usually bonded to a conductor such as a metal frame by the Au-Si eutectic method and then sealed by a hermetic seal to obtain a semiconductor product. However, a resin sealing method has been developed from the viewpoint of workability during mass production and cost, and is now generalized. Along with this, a method using a solder material or a conductive resin paste, that is, a mounting resin has been taken up as an improvement of the Au-Si eutectic method in the mounting step. However, the solder method has low reliability, It is disadvantageous in that the electrodes of the device are easily contaminated, and its use is limited to devices such as power transistors and power ICs that require high thermal conductivity. On the other hand, the mounting resin is superior to the solder method in workability and reliability, and the demand for it is rapidly increasing.

更に最近、IC等の集積度の高密度化により、チップが
大型化してきており、一方従来用いられてきたリードフ
レームである42合金フレームが高価なことより、コス
トダウンの目的から銅フレームが用いられる様になって
きた。ここでIC等のチップの大きさが約4〜5mm角よ
り大きくなると、IC等の組立工程での加熱により、チ
ップの熱膨張率と銅フレームの熱膨張率との差から、マ
ウント法としてAu−Si共晶法を用いると、チップの
クラックや反りによる特性不良が問題となってきてい
る。即ちこれは、チップの材料であるシリコン等の熱膨
張率が3×10-6/℃であるのに対し、42合金フレーム
では8×10-6/℃であるが、銅フレームでは20×10-6
℃と大きくなる為である。これに対し、マウント法とし
てマウント用樹脂を用いることが考えられるが、従来の
エポキシ樹脂系ペーストでは、熱硬化性樹脂で三次元硬
化する為、弾性率が大きく、チップと銅フレームとの歪
を吸収するに至らなかった。一方、線状高分子タイプの
ポリイミド樹脂系では、エポキシ樹脂に較べ弾性率が小
さく、チップの反りは改良される。しかし、ポリイミド
樹脂をマウント用樹脂として用いるには、作業性面か
ら、N−メチル−2−ピロリドン、N.N−ジメチルホ
ルムアミド等の多量の極性溶剤に溶解して、粘度を低く
しなければならない。この時の溶剤量は、マウント樹脂
中の30重量%以上にもなり、チップと金属フレームとの
接着に用いた場合、硬化加熱時の溶剤の抜け跡として硬
化物中にボイドが生成し、接着強度低下、電気伝導及び
熱伝導不良の原因となり、信頼性面から好ましくない。
More recently, due to the higher integration density of ICs and the like, the size of the chip has been increased. On the other hand, the 42 alloy frame, which is the lead frame that has been conventionally used, is expensive. Therefore, the copper frame is used for the purpose of cost reduction. It is getting started. When the size of a chip such as an IC becomes larger than about 4 to 5 mm square, heating during the assembly process of the IC causes a difference between the coefficient of thermal expansion of the chip and the coefficient of thermal expansion of the copper frame. When the -Si eutectic method is used, defective characteristics due to cracks and warpage of chips have become a problem. That is, the coefficient of thermal expansion of silicon, which is the material of the chip, is 3 × 10 -6 / ° C, whereas it is 8 × 10 -6 / ° C in the 42 alloy frame, but it is 20 × 10 6 in the copper frame. -6 /
This is because it becomes as large as ℃. On the other hand, it is conceivable to use a mounting resin as the mounting method, but with the conventional epoxy resin paste, since the thermosetting resin is three-dimensionally cured, the elastic modulus is large, and the distortion between the chip and the copper frame is large. I didn't absorb it. On the other hand, the linear polymer type polyimide resin system has a smaller elastic modulus than the epoxy resin and the warpage of the chip is improved. However, in order to use a polyimide resin as a mounting resin, N-methyl-2-pyrrolidone, N.M. It must be dissolved in a large amount of polar solvent such as N-dimethylformamide to reduce the viscosity. The amount of solvent at this time is more than 30% by weight in the mount resin, and when it is used for bonding the chip and metal frame, voids are generated in the cured product as a trace of the solvent when curing and heating, and adhesion It is not preferable in terms of reliability, as it causes a decrease in strength, poor electrical and thermal conductivity.

このことから、チップと銅フレームの歪を吸収する様な
応用緩和特性に優れ、しかも硬化物中にボイド等のない
信頼性に優れた導電性樹脂ペーストが強く要望されてい
た。
For this reason, there has been a strong demand for a conductive resin paste that is excellent in applied relaxation characteristics such as absorbing the strain of a chip and a copper frame, and that is excellent in reliability without voids in a cured product.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明者らは、IC等の大型チップと銅フレームとの組
合せでもチップクラックやチップの反りによるIC等の
特性不良が起こらず、信頼性不良の原因となる硬化物中
のボイドも発生しない導電性樹脂ペーストを得んとし
て、鋭意研究した結果、エポキシ樹脂に可撓性付与剤と
して特定のジメチルシロキサン化合物を添加して得られ
る導電性樹脂ペーストが、その硬化物の弾性等が小さ
く、チップと銅フレームとの熱膨張率との差による歪を
吸収し応用緩和に優れており、しかも硬化物中にボイド
も発生しないことが判り、本発明を完成するに至ったも
のである。
The inventors of the present invention have found that even if a large chip such as an IC and a copper frame are combined, a characteristic defect of the IC due to a chip crack or a warp of the chip does not occur, and a void in a cured product that causes a defective reliability does not occur. As a result of diligent research to obtain a conductive resin paste, a conductive resin paste obtained by adding a specific dimethylsiloxane compound as a flexibility-imparting agent to an epoxy resin has a small elasticity of the cured product and It was found that the strain due to the difference in the coefficient of thermal expansion from the copper frame is absorbed and the applied relaxation is excellent, and that voids do not occur in the cured product, and the present invention has been completed.

その目的とするところは、マウント用樹脂としての電気
的特性や機械的特性、不純物濃度等の諸特性を満足し
て、優れた信頼性を有し、しかも応力緩和特性に優れた
導電性樹脂ペーストを提供するにある。
The purpose is to provide a conductive resin paste that satisfies electrical characteristics, mechanical characteristics, impurity concentration, and other characteristics as a mounting resin, has excellent reliability, and has excellent stress relaxation characteristics. To provide.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

本発明は、銀粉(A)、エポキシ樹脂(B)、硬化剤
(C)及び可撓性付与剤(D)よりなる導電性樹脂ペー
ストにおいて可撓性付与剤がカルボキシル基を0.5〜
10重量%を有し、1,200 〜25,000なる数平均分子量であ
るジメチルシロキサン化合物であり、(A)、(B)、
(C)、(D)の重量割合が(A)/{(B)+(C)
+(D)}=60/40〜90/10であり{(B)+(C)}
/(D)= 100/0.5〜100 /20であることを特徴と
する導電性樹脂ペーストである。
The present invention provides a conductive resin paste comprising silver powder (A), epoxy resin (B), curing agent (C) and flexibility-imparting agent (D), wherein the flexibility-imparting agent has a carboxyl group of 0.5 to 0.5.
A dimethylsiloxane compound having 10% by weight and a number average molecular weight of 1,200 to 25,000, (A), (B),
The weight ratio of (C) and (D) is (A) / {(B) + (C)
+ (D)} = 60/40 to 90/10 and {(B) + (C)}
/(D)=100/0.5 to 100/20, which is a conductive resin paste.

本発明に用いる銀粉としては、ハロゲンイオン、アルカ
リ金属イオン等のイオン性不純物の含量は好ましくは10
ppm 以下であることが望ましい。また粒径としてはフレ
ーク状、樹枝状や球状等のものが用いられる。また比較
的粗い銀粉と細かい銀粉とを混合して用いることもで
き、形状についても各種のものを適宜混合してもよい。
The silver powder used in the present invention preferably has a content of ionic impurities such as halogen ions and alkali metal ions of 10
It is desirable to be less than ppm. Further, as the particle size, flaky, dendritic or spherical particles are used. It is also possible to use a mixture of relatively coarse silver powder and fine silver powder, and various shapes may be appropriately mixed.

本発明に用いるエポキシ樹脂としては、通常のものでよ
いが、加水分解性ハロゲン基の含有量として 500ppm 以
下であることが望ましい。またそのタイプとしては次の
ものが用いられる。
The epoxy resin used in the present invention may be an ordinary epoxy resin, but the content of hydrolyzable halogen groups is preferably 500 ppm or less. The following types are used as the type.

フロログルシノールトリグリシジールエーテル、トリヒ
ドロオキシビフェニルのトリグリシジールエーテル、テ
トラヒドロキシビフェニルのテトラグリシジールエーテ
ル、テトラヒドロキシビスフェノールFのテトラグリシ
ジールエーテル、テトラヒドロキシベンゾフェノンのテ
トラグリシジールエーテル、エポキシ化ノボラック、エ
ポキシ化ポリビニルフェノール、トリグリシジールイソ
シアヌレート、トリグリシジールシアヌレート、トリグ
リシジールS−トリアジン、トリグリシジールアミノフ
ェノール、テトラグリシジールジアミノジフェニルメタ
ン、テトラグリシジールピロメリット酸、トリグリシジ
ールトリメリット酸、ジグリシジールレゾルシン、ジグ
リシジールビスフェノールA、ジグリシジールビスフェ
ノールF、ジグリシジールビスフェノールS、ジヒドロ
キシベンゾフェノンのジグリシジールエーテル、ジグリ
シジールオキシ安息香酸、ジグリシジールフタル酸
(o.m.p);ジグリシジールヒダントイン、ジグリ
シジールアニリン、ジグリシジールトルイジン等があ
り、これらを単独もしくは2種以上を併用して用いるこ
とができる。
Phloroglucinol triglycidyl ether, trihydrooxybiphenyl triglycidyl ether, tetrahydroxybiphenyl tetraglycidyl ether, tetrahydroxybisphenol F tetraglycidyl ether, tetrahydroxybenzophenone tetraglycidyl ether, epoxidized novolak, epoxidation Polyvinylphenol, triglycidyl isocyanurate, triglycidyl cyanurate, triglycidyl S-triazine, triglycidyl aminophenol, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, tetraglycidyl pyromellitic acid, triglycidyl trimellitic acid, diglycidyl Resorcin, diglycidyl bisphenol A, diglycidyl bisphenol F, diglyce Diyl bisphenol S, diglycidyl ether of dihydroxybenzophenone, diglycidyl oxybenzoic acid, diglycidyl phthalic acid (omp); diglycidyl hydantoin, diglycidyl aniline, diglycidyl toluidine, etc. Can be used alone or in combination of two or more.

また上記のエポキシ樹脂に、一般に反応希釈剤と呼ばれ
る低粘度のエポキシ樹脂を併用してもよい。例えばビニ
ルシクロヘキセンジオキサイドの脂環式エポキシ化合
物、ジグリシジルフェニルグリシジルエーテルやジビニ
ルベンゼンジエポキシドなどのポリオレフィンエポキシ
ド類、ジグリジルアニリンやジグリシジルトルイジンな
どのグリシジルアミン類、ブチルグリシジルエーテル、
フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエー
テルなどのグリシジルエーテル類、その他グリシジルエ
ステル類などである。
A low-viscosity epoxy resin generally called a reaction diluent may be used in combination with the above epoxy resin. For example, cycloaliphatic epoxy compounds of vinyl cyclohexene dioxide, polyolefin epoxides such as diglycidyl phenyl glycidyl ether and divinylbenzene diepoxide, glycidyl amines such as diglycidyl aniline and diglycidyl toluidine, butyl glycidyl ether,
Examples thereof include glycidyl ethers such as phenyl glycidyl ether and cresyl glycidyl ether, and other glycidyl esters.

本発明に用いる硬化剤としては通常のものでよく、多価
フェノール類、芳香族系多塩基酸類、芳香族ポリアミン
類などがある。
The curing agent used in the present invention may be an ordinary one, and includes polyhydric phenols, aromatic polybasic acids, aromatic polyamines and the like.

多価フェノール類としては、フェノール類とアルデヒド
類との初期縮合物で、フリーのフェノールを可及的に含
まない無定形の樹脂状物質が好ましい。例えばフェノー
ル、クレゾール、キシレノール等の1価フェノール類と
ホルムアルデヒドとを稀薄水溶液中強酸性下で反応させ
ることによって得られる2及び3核体を主体とする低分
子の液状ノボラックや、2価フェノール類とアクロレイ
ン、グリオキザール等の多官能アルデヒド類との酸性下
の初期縮合物や、レゾルシン、カテコール、ハイドロキ
ノン等の多価フェノール類とホルムアルデヒドとの酸性
下の初期縮合物などである。
As the polyphenols, an amorphous resinous substance which is an initial condensate of phenols and aldehydes and contains as little free phenol as possible is preferable. For example, a low molecular weight liquid novolak mainly composed of dinuclear and trinuclear bodies obtained by reacting monohydric phenols such as phenol, cresol and xylenol with formaldehyde in dilute aqueous solution under strong acidity and dihydric phenols Examples thereof include initial condensates under acidic conditions with polyfunctional aldehydes such as acrolein and glyoxal, and initial condensates under acidic conditions with polyhydric phenols such as resorcin, catechol and hydroquinone and formaldehyde.

芳香族系多塩基酸としてはピロメリット酸無水物、トリ
メリット酸無水物のような多塩基酸類及びその2乃至3
分子を2乃至3官能性のポリオールでエステル結合で連
結した多塩基酸誘導体や、無水マレイン酸、無水フタル
酸、無水エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ヘ
キサヒドロ無水フタル酸などの2官能の酸無水物と上記
多塩基酸との共融混合物などである。
As the aromatic polybasic acid, there are polybasic acids such as pyromellitic anhydride and trimellitic anhydride, and 2 to 3 thereof.
A polybasic acid derivative in which the molecule is linked by an ester bond with a difunctional or trifunctional polyol, or a difunctional acid anhydride such as maleic anhydride, phthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, or hexahydrophthalic anhydride. Examples thereof include a eutectic mixture with the above polybasic acid.

これらの硬化剤は必要に応じ、2種以上を併用してもよ
い。
These curing agents may be used in combination of two or more, if necessary.

本発明に用いる可撓性付加剤はカルボキシル基を0.5
〜10重量%を有し、 1,200〜25,000なる数平均分子量で
あるジメチルシロキサン化合物である。
The flexible additive used in the present invention has a carboxyl group of 0.5.
It is a dimethylsiloxane compound having a number average molecular weight of 1,200 to 25,000 and having a content of ˜10% by weight.

一般にジメチルシロキサン化合物は、弾性率が小さく応
力緩和性に優れていることはよく知られている。しかし
接着性や耐湿性が悪く、マウント用樹脂として用いるこ
とはできなかった。一方エポキシ樹脂は、接着性、耐湿
性に優れているが、応力緩和性は劣っている。
It is well known that a dimethylsiloxane compound generally has a small elastic modulus and an excellent stress relaxation property. However, the adhesiveness and moisture resistance were poor, and it could not be used as a mounting resin. On the other hand, the epoxy resin is excellent in adhesiveness and moisture resistance, but inferior in stress relaxation property.

本発明は、接着性、耐湿性に優れたエポキシ樹脂に応力
緩和性の優れたジメチルシロキサン化合物を添加するも
のであるが、この時、ジメチルシロキサン化合物として
は、カルボキシル基を有していることが必要で、この官
能基とエポキシ樹脂とが反応し、均一な硬化物となり弾
性率の小さい応力緩和性に優れ、しかも接着性、耐湿性
にも優れた樹脂が得られる。
The present invention is to add a dimethylsiloxane compound having excellent stress relaxation property to an epoxy resin having excellent adhesiveness and moisture resistance. At this time, the dimethylsiloxane compound may have a carboxyl group. If necessary, this functional group reacts with the epoxy resin to form a uniform cured product, and a resin having a small elastic modulus, excellent stress relaxation property, and excellent adhesiveness and moisture resistance can be obtained.

ジメチルシロキサン化合物中にカルボキシル基を有し、
エポキシ樹脂と反応することが本発明の重要な点で、エ
ポキシ樹脂と反応する官能基を有しないと、マウント用
樹脂のペースト状態で、エポキシ樹脂とジメチルシロキ
サン化合物の分離が発生し、作業性に適さなくなったり
硬化物が均一にならず、接着性が低く、耐湿性も悪くな
る。
Having a carboxyl group in the dimethylsiloxane compound,
It is an important point of the present invention to react with the epoxy resin, and if the epoxy resin does not have a functional group that reacts with the epoxy resin, the epoxy resin and the dimethylsiloxane compound are separated in the paste resin of the mounting resin, which causes workability. It becomes unsuitable, the cured product is not uniform, the adhesiveness is low, and the moisture resistance is poor.

更に、ジメチルシロキサン化合物中のカルボキシル基の
割合が0.5〜10重量%であることが必要であり、この
割合が0.5重量%を下回ると官能基量が少な過ぎる
為、エポキシ樹脂と充分反応せずに硬化物が均一になら
ず、接着性、耐湿性が低下する。一方、カルボキシル基
の割合が10重量%を上回ると官能基量が多過ぎる為エポ
キシ樹脂と反応した時にその硬化物の架橋密度が高くな
り、弾性率が大きくなって、ジメチルシロキサン化合物
の応力緩和特性が発揮されず、硬化物の応力緩和性が低
下する。
Furthermore, it is necessary that the proportion of carboxyl groups in the dimethylsiloxane compound is 0.5 to 10% by weight. If this proportion is less than 0.5% by weight, the amount of functional groups is too small, so it is sufficient for the epoxy resin. The cured product does not become uniform without reacting, and the adhesiveness and moisture resistance decrease. On the other hand, when the proportion of carboxyl groups exceeds 10% by weight, the amount of functional groups is too large and the crosslink density of the cured product becomes high when it reacts with the epoxy resin, resulting in a high elastic modulus and stress relaxation characteristics of the dimethylsiloxane compound. Is not exhibited, and the stress relaxation property of the cured product decreases.

また、ここで用いられるジメチルシロキサン化合物の数
平均分子量は 1,200〜25,000であることが必要である。
ジメチルシロキサン化合物は分子量が大きくなる程、そ
の応力緩和特性は向上するが、数平均分子量が25,000を
上回るとペースト状態でエポキシ樹脂との相溶性が悪く
なり、分離を起こし、作業性に適さなくなったり、硬化
物が均一にならず接着性、耐湿性が悪くなる。一方ジメ
チルシロキサン化合物の数平均分子量が 1,200を下回る
と分子量が小さすぎる為応力緩和特性が不充分であり、
硬化物の応力緩和性は低下する。
Further, the number average molecular weight of the dimethylsiloxane compound used here must be 1,200 to 25,000.
As the molecular weight of the dimethylsiloxane compound increases, its stress relaxation property improves, but if the number average molecular weight exceeds 25,000, the compatibility with the epoxy resin in the paste state deteriorates, causing separation, which makes it unsuitable for workability. However, the cured product is not uniform and the adhesiveness and moisture resistance are poor. On the other hand, when the number average molecular weight of the dimethylsiloxane compound is less than 1,200, the stress relaxation property is insufficient because the molecular weight is too small.
The stress relaxation property of the cured product decreases.

本発明における導電性樹脂ペーストの銀粉(A)と樹脂
分であるエポキシ樹脂(B)、硬化剤(C)、可撓性付
与剤(D)の重量割合は(A)/{(B)+(C)+
(D)}=60/40〜90/10が好ましく、これより銀粉
(A)の割合が多くなっても電気伝導性の向上が添加量
の割に得られず、コスト的にも割高となる。一方、この
割合範囲より銀粉(A)の量が少なくなると、導電性樹
脂ペーストの重要な特性である電気伝導性が低下する。
The silver powder (A) of the conductive resin paste and the epoxy resin (B) which is a resin component, the curing agent (C), and the flexibility-imparting agent (D) in the present invention have a weight ratio of (A) / {(B) +. (C) +
(D)} = 60/40 to 90/10 is preferable, and even if the proportion of silver powder (A) is higher than this, improvement in electrical conductivity cannot be obtained for the added amount, and the cost is also high. . On the other hand, when the amount of the silver powder (A) is less than this range, the electrical conductivity, which is an important characteristic of the conductive resin paste, decreases.

また樹脂分中のエポキシ樹脂(B)、硬化剤(C)と可
撓性付加剤(D)の重量割合は{(B)+(C)}/
(D)= 100/0.5〜100/20が好ましく、これにより可
撓性付与剤(D)の割合が多くなると、ジメチルシロキ
サン化合物の欠点である、接着性、耐湿性の低下が起こ
る。一方この割合範囲より可撓性付与剤(D)の量が少
なくなると、ジメチルシロキサン化合物の特徴である応
力緩和性がマウント用樹脂ペースト硬化物に付与されな
い。
The weight ratio of the epoxy resin (B), the curing agent (C) and the flexibility-adding agent (D) in the resin component is {(B) + (C)} /
(D) = 100 / 0.5 to 100/20 is preferable, and when the ratio of the flexibility-imparting agent (D) is increased, the drawbacks of the dimethylsiloxane compound, that is, the decrease in adhesion and moisture resistance, occur. On the other hand, when the amount of the flexibility-imparting agent (D) is less than this ratio range, the stress relaxation property which is a characteristic of the dimethylsiloxane compound is not imparted to the cured resin paste for mounting.

更に本発明においては必要により、硬化促進剤、消泡剤
等を添加しても良い。また粘度調整用として、硬化物に
ボイドの発生しない範囲で溶剤を添加することができ
る。
Further, in the present invention, if necessary, a curing accelerator, a defoaming agent, etc. may be added. Further, for adjusting the viscosity, a solvent may be added to the cured product within the range where voids do not occur.

導電性樹脂ペーストの製造工程は次の通りである。The manufacturing process of the conductive resin paste is as follows.

銀粉(A)、エポキシ樹脂(B)、硬化剤(C)、可撓
性付与剤(D)を秤量し、必要に応じ、硬化促進剤、消
泡剤、溶剤等を添加して撹拌機、擂潰器、乳鉢、三本ロ
ール、ニーダー等を単独または適宜組合せて、均一のペ
ースト状にする。
The silver powder (A), the epoxy resin (B), the curing agent (C), the flexibility-imparting agent (D) are weighed, and if necessary, a curing accelerator, a defoaming agent, a solvent, etc. are added to the stirrer, A pestle, a mortar, three rolls, a kneader, etc. are used alone or in appropriate combination to form a uniform paste.

本発明の導電性樹脂ペーストの使用方法としては、通王
のディスペンサー等で金属フレームに塗布でき、IC等
のチップマウント後、オープン中又は熱盤上で加熱硬化
し接着することができる。
As a method of using the conductive resin paste of the present invention, it can be applied to a metal frame with a Tsuno King dispenser or the like, and after chip mounting of an IC or the like, it can be heat-cured and bonded in an open state or on a hot platen.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の導電性樹脂ペーストは、銅、42アロイ等の金
属フレーム、セラミック基板、ガラスエポキシ等の有機
基板へのIC等の半導体素子の接着に用いることがで
き、特に銅フレーム上への大型チップの接着に適してお
り、銅フレームとシリコンチップとの熱膨張率の差によ
るIC等組立工程での加熱処理時のチップクラック、チ
ップ歪によりIC等の特性不良を防ぐことができる従来
では得られなかった応力緩和特性に優れ、しかも硬化物
中にボイドがなく信頼性にも優れたマウント用樹脂であ
る。
The conductive resin paste of the present invention can be used for bonding a semiconductor element such as an IC to a metal frame such as copper or 42 alloy, a ceramic substrate, an organic substrate such as glass epoxy, and particularly a large chip on the copper frame. It is suitable for bonding and can prevent characteristic defects such as IC due to chip crack and chip distortion during heat treatment in the IC assembly process due to the difference in coefficient of thermal expansion between the copper frame and the silicon chip. It is a mounting resin that has excellent stress relaxation characteristics, has no voids in the cured product, and has excellent reliability.

以下実施例により本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to examples.

〔実施例〕〔Example〕

〔実施例 1〕 エポキシ樹脂を 100重量部のうちハロゲン基含有量 250
ppm のエポキシ化フェノールノボラック(数平均分子
量:500 、エポキシ当量:170 )65重量部及びハロゲン
基含有量 130ppm のC14の長鎖脂肪酸のグリシジールエ
ステル35重量部に硬化剤として予め 350メッシュパスの
微粉末化したジシアンジアミド4重量部、可撓性付与剤
として (ここでX=23、Y=2で両者はランダムに重合してい
る。) なる構造のジメチルシロキサン化合物10重量部、硬化促
進剤として1,8ジアザービシクロ(5,4,0)ウン
デセン−7のレゾルシン塩0.5重量部を撹拌し均一分
散液とし、更に銀粉末 400部を加え三本ロールで混練
し、均一なマウント用樹脂ペーストを得た。
Example 1 Halogen group content of 250 parts by weight based on 100 parts by weight of epoxy resin
65 parts by weight of epoxidized phenol novolac (number average molecular weight: 500, epoxy equivalent: 170) of ppm and 35 parts by weight of a glycidyl ester of a C 14 long-chain fatty acid having a halogen group content of 130 ppm were preliminarily used as a curing agent in a 350 mesh pass. 4 parts by weight of finely powdered dicyandiamide, as a flexibility-imparting agent (Here, X = 23 and Y = 2, and both are randomly polymerized.) 10 parts by weight of a dimethylsiloxane compound having the structure: 1,8 diazabicyclo (5,4,0) undecene-as a curing accelerator 0.5 parts by weight of the resorcinol salt of 7 was stirred to form a uniform dispersion liquid, 400 parts of silver powder was further added, and the mixture was kneaded with a three-roll mill to obtain a uniform mounting resin paste.

得られたペーストを銅フレーム上に塗布し、10mm角シリ
コンチップをマウントし、90分/150 ℃で硬化させた時
のチップクラック及びチップ歪を調べた。
The obtained paste was applied on a copper frame, a 10 mm square silicon chip was mounted, and chip crack and chip strain when cured at 90 minutes / 150 ° C. were examined.

尚、チップ歪は、チップの両端を結ぶ線上から垂直に反
りの頂上までの高さを測定したものである。
The chip strain is measured by measuring the height from the line connecting both ends of the chip to the top of the warp vertically.

また硬化物のボイドテストはペーストを銅フレーム上に
塗布し、5mm角ガラス片をマウントし、90分/150 ℃で
硬化させた後ガラス片の上から硬化物を観察した。
Further, in the void test of the cured product, the paste was applied on a copper frame, a 5 mm square glass piece was mounted, cured at 90 minutes / 150 ° C., and then the cured product was observed from above the glass piece.

これらの結果を他の特性と合わせて第1表に示した。得
られたペースト硬化物では、チップクラックがなく、チ
ップ歪も4μmと小さく、応力緩和特性に優れ、しかも
硬化物中にボイドもなく、他の特性もマウント用樹脂と
して充分満足するものである。
These results are shown in Table 1 together with other properties. The cured paste obtained had no chip cracks, a small chip strain of 4 μm, excellent stress relaxation characteristics, no voids in the cured products, and other properties sufficiently satisfying as a mounting resin.

〔実施例 2〕 エポキシ樹脂としてハロゲン基含有量 250ppm のエポキ
シ化フェノールノボラック(数平均分子量:460 、エポ
キシ当量:170 )100重量部、硬化剤としてフェノール
ノボラック(数平均分子量:590 )65重量部、可撓性付
与剤として (ここでX=119 ,Y=8で両者はランダムに重合して
いる。) なる構造のジメチルシロキサン化合物8重量部、硬化促
進剤は実施例1と同様のものを0.8重量部、溶剤とし
てn−ブチルセロソルブアセテート60重量部を撹拌し、
均一分散液とし、更に銀粉末 700重量部を加え、三本ロ
ールで混練し、均一なマウント用樹脂ペーストを得た。
Example 2 100 parts by weight of epoxidized phenol novolac (number average molecular weight: 460, epoxy equivalent: 170) having a halogen group content of 250 ppm as an epoxy resin, and 65 parts by weight of phenol novolac (number average molecular weight: 590) as a curing agent, As a flexibility-imparting agent (Here, both are randomly polymerized with X = 119 and Y = 8.) 8 parts by weight of the dimethylsiloxane compound having the structure: 0.8 parts by weight of the same curing accelerator as in Example 1, solvent As a mixture of 60 parts by weight of n-butyl cellosolve acetate,
A uniform dispersion was prepared, 700 parts by weight of silver powder was further added, and the mixture was kneaded with a triple roll to obtain a uniform resin paste for mounting.

得られたペーストを実施例1と同様に特性を調べた結果
を第1表に示した。
The results of examining the characteristics of the obtained paste in the same manner as in Example 1 are shown in Table 1.

チップクラックがなく、チップ歪も4μmと小さく、応
力緩和特性に優れ、しかも硬化物中にボイドもなく、他
の特性もマウント用樹脂として充分満足するものであ
る。
There are no chip cracks, the chip strain is as small as 4 μm, the stress relaxation characteristics are excellent, there are no voids in the cured product, and other characteristics are sufficiently satisfied as a mounting resin.

〔実施例 3〕 実施例1と同様にして、可撓性付与剤のみを (ここでX=96、Y=2で両者はランダムに重合してい
る。) なる構造のジメチルシロキサン化合物15重量部として得
たマウント用樹脂ペーストの特性結果を第1表に示し
た。
[Example 3] Similar to Example 1, only the flexibility-imparting agent was added. (Here, X = 96 and Y = 2, both of which are randomly polymerized.) Table 1 shows the characteristic results of the mounting resin paste obtained as 15 parts by weight of the dimethylsiloxane compound having the structure.

チップクラックがなく、チップ歪も4μmと小さく、応
力緩和特性に優れ、しかも硬化物中にボイドもなく、他
の特性もマウント用樹脂として充分満足するものであ
る。
There are no chip cracks, the chip strain is as small as 4 μm, the stress relaxation characteristics are excellent, there are no voids in the cured product, and other characteristics are sufficiently satisfied as a mounting resin.

〔比較例1,2〕 実施例1と同様にして、可撓性付与剤のみを (ここでX,Yはランダムに重合している。) X=8,Y=2 (比較例2) なる構造のジメチルシロキサン化合物10重量部として得
たマウント用樹脂ペーストの特性結果を第1表に示し
た。
[Comparative Examples 1 and 2] Similar to Example 1, only the flexibility-imparting agent was used. (Here, X and Y are randomly polymerized.) X = 8, Y = 2 (Comparative Example 2) The results of characteristics of the mounting resin paste obtained as 10 parts by weight of the dimethylsiloxane compound having the structure are shown in Table 1. It was shown to.

比較列1ではカルボキシル基量が少なく、比較例2では
数平均分子量が小さい為、チップ歪が大きかった。
In Comparative Example 1, the amount of carboxyl groups was small, and in Comparative Example 2, the number average molecular weight was small, so that the chip strain was large.

〔比較例3,4〕 実施例2と同様にして可撓性付与剤のみを (ここでX,Yはランダムに重合している) X=349,Y=8 (比較列4 なる構造のジメチルシロキサン化合物8重量部として得
たマウント用樹脂ペーストの特性結果を第1表に示し
た。比較例3ではカルボキシル基量が多過ぎる為、架橋
密度が上がりチップ歪が大きく、比較例4では、数平均
分子量が大きすぎる為、可撓性付与剤がエポキシ樹脂と
分離し、均一な硬化物にならずチップ接着力が弱かっ
た。
Comparative Examples 3 and 4 In the same manner as in Example 2, only the flexibility-imparting agent was added. (Where X and Y are randomly polymerized) X = 349, Y = 8 (Table 1 shows the characteristic results of the mounting resin paste obtained as 8 parts by weight of the dimethylsiloxane compound having the structure of Comparative Row 4). In Comparative Example 3, since the amount of carboxyl groups was too large, the crosslink density increased and the chip strain was large, and in Comparative Example 4, the number average molecular weight was too large, so the flexibility-imparting agent was separated from the epoxy resin and was uniform. It did not become a cured product and the chip adhesion was weak.

〔比較例5〕 実施例1と同様にして、可撓性付与剤のみを、エポキシ
樹脂と反応しない。
Comparative Example 5 Similar to Example 1, only the flexibility-imparting agent does not react with the epoxy resin.

なる構造のジメチルシロキサン化合物10重量部として、
得たマウント用樹脂ペーストの特性結果を第1表に示し
た。
As 10 parts by weight of the dimethylsiloxane compound having the structure
The results of the characteristics of the mounting resin paste thus obtained are shown in Table 1.

チップの歪が大きくしかも、チップ接着力も弱かった。The chip had large distortion and the chip adhesion was weak.

〔比較例 6〕 実施例1と同様にして、可撓性付与剤のみを除いて得た
マウント用樹脂ペーストの特性結果を第1表に示した。
[Comparative Example 6] Table 1 shows the characteristic results of the mounting resin paste obtained in the same manner as in Example 1 except that only the flexibility-imparting agent was removed.

可撓性付与剤を添加しないとチップクラックが発生し
た。
Chip cracks were generated when the flexibility-imparting agent was not added.

〔比較例 7〕 ピロメリット酸/ジアミノジフェニルエーテル縮合タイ
プ(ポリアミン酸型で15重量%N−メチル2−ピロリド
ン溶液)のポリイミド樹脂 113重量部と、銀粉末80重量
部を実施例1と同様の方法で混練し、得たマウント用樹
脂ペーストの特性結果を第1表に示した。
Comparative Example 7 113 parts by weight of a polyimide resin of pyromellitic acid / diaminodiphenyl ether condensation type (polyamic acid type and 15% by weight N-methyl-2-pyrrolidone solution) and 80 parts by weight of silver powder were used in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the characteristic results of the mounting resin paste obtained by kneading with.

チップ歪は5μmと小さいが、硬化物中のボイドが多く
接着強度が弱かった。
Although the chip strain was as small as 5 μm, there were many voids in the cured product and the adhesive strength was weak.

〔比較例8,9〕 実施例1と同様にして、比較例8では可撓性付与剤0.
3重量部にし、比較例9では30重量部にしてマウント用
樹脂ペーストを得た。
[Comparative Examples 8 and 9] Similar to Example 1, in Comparative Example 8, the flexibility-imparting agent 0.
3 parts by weight, and in Comparative Example 9, 30 parts by weight to obtain a mounting resin paste.

この特性結果を第1表に示したが、可撓性付与剤の添加
量が少ない場合はチップ歪が19μmと大きくなり、添加
量が多い場合は接着強度が弱かった。
The results of these characteristics are shown in Table 1. When the amount of the flexibility-imparting agent added was small, the chip strain was as large as 19 μm, and when the amount added was large, the adhesive strength was weak.

〔比較例 10〕 実施例1と同様にして、銀粉のみを 220重量部にしてマ
ウント用樹脂ペーストを得た。
[Comparative Example 10] In the same manner as in Example 1, 220 parts by weight of silver powder alone was used to obtain a mounting resin paste.

この特性結果を第1表に示したが、銀粉量が少ない為、
体積抵抗率が1×10-1Ω−cm以上になり、マウント用樹
脂ペーストとして適さない。
The results of these characteristics are shown in Table 1. Since the amount of silver powder is small,
The volume resistivity is 1 × 10 -1 Ω-cm or more, which is not suitable as a mounting resin paste.

〔比較例 11〕 実施例1と同様にして、エポキシ樹脂のみをハロゲン基
含有量1,900ppmのエポキシ化フェノールノボラック(数
分子量:520 、エポキシ当量:170 )にして、マウント
用樹脂ペーストを得た。
[Comparative Example 11] In the same manner as in Example 1, an epoxy resin alone was used as an epoxidized phenol novolac having a halogen group content of 1,900 ppm (number molecular weight: 520, epoxy equivalent: 170) to obtain a mounting resin paste.

この特性結果を第1表に示したが、熱水抽出不純物量が
53ppm と多く、PCT信頼性も不良であった。
The results of this characteristic are shown in Table 1.
It was as high as 53 ppm, and the PCT reliability was also poor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】銀粉(A)、エポキシ樹脂(B)、硬化剤
(C)及び可撓性付与剤(D)よりなる導電性樹脂ペー
ストにおいて、可撓性付与剤がカルボキシル基を0.5
〜10重量%を有し、1,200 〜25,000なる数平均分子量で
あるジメチルシロキサン化合物であり、(A)、
(B)、(C)、(D)の重量割合が(A)/{(B)
+(C)+(D)}=60/40〜90/10であり、かつ
(D)の重量割合が(D)/{(B)+(C)}=0.
5/100 〜20/100であることを特徴とする導電性樹脂
ペースト。
1. A conductive resin paste comprising silver powder (A), epoxy resin (B), curing agent (C) and flexibility-imparting agent (D), wherein the flexibility-imparting agent has a carboxyl group of 0.5.
A dimethylsiloxane compound having a number average molecular weight of 1,200 to 25,000, having an amount of up to 10% by weight, (A),
The weight ratio of (B), (C) and (D) is (A) / {(B)
+ (C) + (D)} = 60/40 to 90/10, and the weight ratio of (D) is (D) / {(B) + (C)} = 0.
A conductive resin paste characterized by being 5/100 to 20/100.
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