JPH0753850B2 - 無溶剤型導電性接着剤 - Google Patents

無溶剤型導電性接着剤

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JPH0753850B2
JPH0753850B2 JP12810786A JP12810786A JPH0753850B2 JP H0753850 B2 JPH0753850 B2 JP H0753850B2 JP 12810786 A JP12810786 A JP 12810786A JP 12810786 A JP12810786 A JP 12810786A JP H0753850 B2 JPH0753850 B2 JP H0753850B2
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JP
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resin
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triazine
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bismaleimide
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洋志 稲葉
輝 奥野山
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東芝ケミカル株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector

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  • Computer Hardware Design (AREA)
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  • Conductive Materials (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、絶縁基板や電極にICチップ等を接着するのに
好適な無溶剤型導電性接着剤に関する。
(従来の技術) 金属薄板(リードフレーム)や絶縁基板上の所定部分
に、IC、LSI、LED等の半導体チップを接着する工程は、
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。従来からこの工程では、チップのシリコン(Si)表
面をリードフレーム上の金(Au)面に加熱圧着するとい
うAu−Siの共晶法が主流であった。
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素子ではAu−Si共晶法から、ハンダ
を使用する方法、導電性接着剤を使用する方法等に急速
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ハンダ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、
通常銀粉末を配合したエポキシ樹脂が10年程前から一部
実用化されてきたが、次記するように信頼性の面でAu−
Siの共晶法に比較して満足すべきものがなかった。
導電性接着剤を使用した場合は、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い。ま
た従来、熱時の強度向上のために固形のエポキシ樹脂を
溶剤で希釈したタイプの系を使用しているためにスクリ
ーン印刷やディスペンサー等により所定部分上に接着剤
を塗布した後のタックフリータイムが短く、その結果、
長時間放置後に硬化させた場合の強度が極端に低下する
という欠点があった。また、半導体チップの大型化が進
むにつれて溶剤型の導電性接着剤ではボイドの発生が激
しく、ボイドを無くすために無溶剤型の導電性接着剤が
必要となってきた。からには、IC、LSIの生産性向上の
ため導電性接着剤の硬化を速くした速硬性の導電性接着
剤の要求が高まって来た。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記の欠点を除去し、かつ速硬性の要求を満
足するためになされたもので、不純物が少なく、熱時強
度が強く、長時間放置後の硬化においても強度の低下が
少なく、さらに速硬性に優れた、ボイドの発生のない無
溶剤型導電性接着剤を提供しようとするものである。
[発明の構成] (問題を解決するための手段と作用) 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、後述する組成の接着剤を使用すれば不純物が
少なく、熱時強度が強く、しかも長時間放置後の硬化に
おいても強度低下が少なく、速硬化性でボイドの発生の
ない導電性接着剤が得られることを見いだし、本発明を
完成させたものである。即ち、本発明は、 (A)ビスマレイミドとトリアジン樹脂モノマーとを主
成分としてなる変性樹脂と、 (B)常温で液状のシクロ系エポキシ樹脂と、 (C)アルミニウム化合物と、 (D)熱でシラノールを生成するケイ素化合物と、 (E)導電性粉末とを を含むことを特徴とする無溶剤型導電性接着剤である。
本発明に用いる(A)ビスマレイミドとトリアジン樹脂
モノマーとを主成分としてなる変性樹脂は、一般式 で表されるビスマレイミドと、 一般式 N≡C−O−Ar2−O−C≡N で表されるジシアネートと、 ジシアネートが3分子以上環化重合した次式のトリアジ
ン環 を分子中に有し、かつ分子末端にシアネート基を有する
トリアジン樹脂とから成っている。
このような樹脂としては、例えば三菱瓦斯化学社製“BT
レジン”(商品名)があり具体的にはBT2170,BT2470,BT
2300,BT3103等が挙げられこれらは単独もしくは2種以
上の混合系として使用する。
本発明に用いる(B)常温で液状のシクロ系エポキシ樹
脂としては、シクロヘキセン系やジシクロペンタジエン
系など脂環炭化水素からのエポキシ樹脂、例えばダイセ
ル化学社製のセロキサイド2021、ユニオンカーバイド社
製のERL−4221,4299,4234,4206等が挙げられ、これらは
単独もしくは2種以上の混合系として使用される。
(A)ビスマレイミドとトリアジン樹脂モノマーとを主
成分としてなる変性樹脂と、(B)常温で液状のシクロ
系エポキシ樹脂との配合割合は、10:90〜90:10(重量
比)の範囲にあることが望ましく、より好ましくは30:7
0〜70:30(重量比)の範囲内にあることである。(A)
の変性樹脂の割合が10重量部未満では得られる接着剤の
耐熱性が悪く、熱時の強度が低下し、また(B)の配合
量が10重量部未満では接着剤の粘度が高く、作業性が悪
く好ましくない。従って上記範囲が好ましい。
本発明に用いる(C)アルミニウム化合物としては、ア
ルコキシ基、フェノキシ基、アシルオキシ基、β−ジケ
トナト基、o−カルボニルフェノラト基等から成る群か
ら線ばれた有機基を有する化合物であることが好まし
い。これらの有機基中、アルコキシ基としては、例えば
メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ
基、ペントオキシ基等が挙げられる。フェノキシ基とし
ては、例えばフェノキシ基、o−メチルフェノキシ基、
o−メトキシフェノキシ基、p−ニトロフェノキシ基、
2,6−ジメチルフェノキシ基等が挙げられ、アシルオキ
シ基としては例えばアセタト基、プロピオナト基、イソ
プロピオナト基、ブチラト基、ステアラト基、エチルア
セトアセタト基、プロピルアセトアセタト基、イソプロ
ピルアセトアセタト基、n−ブチルアセトアセタト基、
sec−ブチルアセトアセタト基ジエチルマロラト基、ジ
ビバロイルメタナト基等が挙げられ、β−ジケトナト基
としては例えば、アセチルアセトナト基、トリフルオロ
アセチルアセトナト基、ヘキサフルオロアセチルアセト
ナト基等が挙げられ、o−カルボニルフェノラト基とし
ては、例えばサリチルアルデヒダト基等が挙げられる。
これ等の有機基をもつアルミニウム化合物の具体例とし
ては、トリスメトキシアルミニウム、トリスエトキシア
ルミニウム、トリスイソプロポキシアルミニウム、トリ
スフェノキシアルミニウム、トリスパラメチルフェノキ
シアルミニウム、イソプロポキシジエトキシアルミニウ
ム、トリスブトキシアルミニウム、トリスアセトキシア
ルミニウム、トリスステアラトアルミニウム、トリスブ
チラトアルミニウム、トリスプロピオナトアルミニウ
ム、トリスイソプロピオナトアルミニウム、トリスアセ
チルアセトナトアルミニウム等が挙げられ、これらの化
合物は単独もしくは2種以上で使用することができる。
アルミニウム化合物の配合割合は、常温で液状のシクロ
系エポキシ樹脂に対し、0.001〜10重量%配合すること
が好ましく、更に好ましくは0.05〜5重量%の範囲内で
ある。配合量が0.001重量%未満では、十分な硬化特性
が得られず、また10重量%を超えるとコスト高や電気的
特性悪化の原因となり好ましくない。
本発明に用いる(D)熱によりシラノールを生成するケ
イ素化合物としては、一般式 (R1nSi(OR24-n (但し、式中R1、R2は同一又は異なる水素原子、ハロゲ
ン原子、アルキル基もしくはアリール基を、nは0〜3
の整数を表す)で示される化合物である。具体的な化合
物としては、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニル
ジエトキシシラン、トリフェニル(メトキシ)シラン、
トリフェニル(エトキシ)シラン、ジフェニル(メチ
ル)メトキシシラン、フェニル(ビニル)(メチル)
(メトキシ)シラン等が挙げられ、これらは単独もしく
は2種以上混合して使用することができる。
ケイ素化合物の配合割合は、エポキシ樹脂に対して0.05
〜5重量%配合することが望ましく、より好ましくは0.
1〜2重量%である。配合量が0.05重量%未満では硬化
性が遅く速硬性でなくなり、また5重量%を超えると可
使時間が非常に速くなり、保存安定性が悪く好ましくな
い。
前述した変性樹脂、エポキシ樹脂、アルミニウム化合物
およびケイ素化合物を均一に混合して結合剤とし、後述
する導電性粉末と混合して接着剤とする。
本発明に用いる(E)導電性粉末としては、フレーク
状、球状あるいは樹脂被覆された平均粒径10μm以下の
銀、銅等の金属粉末を使用するのが好ましい。導電性粉
末の配合割合は、(A)のビスマレイミドとトリアジン
樹脂モノマーとを主成分としてなる変性樹脂と(B)の
常温で液状のシクロ系エポキシ樹脂と(C)のアルミニ
ウム化合物と(D)の熱でシラノールを生成するケイ素
化合物の和[(A)+(B)+(C)+(D)]からな
る結合剤の比で定められる。導電性粉末:結合剤=60:4
0〜90:10(重量比)が好ましい。導電性粉末が60重量部
未満では満足な導電性が得られず、また90重量部を超え
ると作業性や半導体チップとのなじみ性が悪くなり好ま
しくない。
本発明の無溶剤型導電性接着剤は以上の各成分を含むも
のであるが、本発明の主旨に反しない限度において必要
に応じて他の成分を添加配合することもできる。本発明
の接着剤は、以上の各成分を3本ロール等により均一に
混練して容易に製造することができる。そしてこの接着
剤を所定の場所にディスペンサー、スクリーン印刷、ピ
ン転写法等によって塗布した後、数秒から数十時間後、
各種半導体チップを載せ加熱硬化させて使用する。この
接着剤は種々の硬化条件で硬化させることが可能である
が、160℃で1時間のオーブン硬化もしくは250℃以上で
数十秒のヒータブロック硬化が好ましい。
(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
らの実施例に限定されるものではない。
実施例 1〜3 第1表に示した各成分を3本ロールにより3回混練して
無溶剤型導電性接着剤を製造した。得られた接着剤につ
いて、導電性、硬化後のチップのなじみ性、発泡性およ
び速硬化条件下での熱時強度を試験した。その結果を第
1表に示したが本発明の効果が認められた。
比較例 1〜2 実施例3に於てアルミニウム化合物およびケイ素化合物
を除いた接着剤(比較例1)と従来のクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂−フェノール樹脂硬化系をブチルセ
ロソルブで希釈した後、第1表に示した銀粉末を混練し
て接着剤(比較例2)とした。これらの接着剤も実施例
と同様な試験を行ったのでその結果を第1表に示した。
[発明の効果] 以上の説明および第1表から明らかなように、本発明の
特定組成の無溶剤型導電性接着剤は、長時間放置した後
においても、チップとのなじみ性および熱時強度が強
く、しかも高速硬化においても発泡せず、またボイドの
発生しない優れたものであり、絶縁基板や電極にICチッ
プ等を接着するのに好適なもので、工業的価値は大き
い。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)ビスマレイミドとトリアジン樹脂モ
    ノマーとを主成分としてなる変性樹脂と、 (B)常温で液状のシクロ系エポキシ樹脂と、 (C)アルミニウム化合物と、 (D)熱でシラノールを生成するケイ素化合物と、 (E)導電性粉末と を含むことを特徴とする無溶剤型導電性接着剤。
  2. 【請求項2】(A)のビスマレイミドとトリアジン樹脂
    モノマーとを主成分としてなる変性樹脂と、 (B)常温で液状のシクロ系エポキシ樹脂との配合割合
    が、10:90〜90:10(重量比)の範囲にある特許請求の範
    囲第1項記載の無溶剤型導電性接着剤。
  3. 【請求項3】(A)のビスマレイミドとトリアジン樹脂
    とを主成分としてなる変性樹脂は、一般式 で表されるビスマレイミドと、一般式 N≡C−O−Ar2−O−C≡N で表されるジシアネートと、次式のジシアネートが3分
    子以上環化重合したトリアジン環 を分子中に有し、かつ分子末端にシアネート基(N≡C
    −O−)を有するトリアジン樹脂からなる変性樹脂(但
    し前記各式中、Ar1、Ar2は同一又は異なる2価の芳香族
    基を表す)である特許請求の範囲第1項又は第2項記載
    の無溶剤型導電性接着剤。
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US20010020071A1 (en) 1997-10-10 2001-09-06 Capote Miguel Albert High performance cyanate-bismaleimide-epoxy resin compositions for printed circuits and encapsulants
JP3484957B2 (ja) * 1997-11-10 2004-01-06 住友金属鉱山株式会社 導電性接着剤
WO2000071614A1 (en) * 1999-05-21 2000-11-30 Miguel Albert Capote High performance cyanate-bismaleimide-epoxy resin compositions for printed circuits and encapsulants
US6534179B2 (en) 2001-03-27 2003-03-18 International Business Machines Corporation Halogen free triazines, bismaleimide/epoxy polymers, prepregs made therefrom for circuit boards and resin coated articles, and use
CN102559118B (zh) * 2012-02-16 2013-10-16 莱芜金鼎电子材料有限公司 一种耐高温导电胶及其制备方法

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