JPH0995652A - 導電性樹脂ペースト - Google Patents

導電性樹脂ペースト

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JPH0995652A
JPH0995652A JP25166095A JP25166095A JPH0995652A JP H0995652 A JPH0995652 A JP H0995652A JP 25166095 A JP25166095 A JP 25166095A JP 25166095 A JP25166095 A JP 25166095A JP H0995652 A JPH0995652 A JP H0995652A
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JP
Japan
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resin paste
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conductive resin
paste
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JP25166095A
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Hikari Okubo
光 大久保
Ryuichi Murayama
竜一 村山
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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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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  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスペンス塗布時の作業性に優れ、200
℃以下、30秒以下の硬化条件で硬化でき、イオン性不
純物の少ない導電性樹脂ペーストを得る。 【解決手段】 (A)銀粉、(B)式(1)で示される
エポキシアクリレート樹脂、(C)式(2)で示される
1分子内に2個のビニル基あるいは(メタ)アクリル基
を有するシリコーン化合物、(D)有機過酸化物を必須
成分とし、かつ全導電性樹脂ペースト中に銀粉(A)を
60〜90重量%、式(1)で示されるエポキシアクリ
レート樹脂(B)を1〜20重量%、下記式(2)で示
される1分子内に2個のビニル基あるいは(メタ)アク
リル基を有するシリコーン化合物(C)を1〜20重量
%、有機過酸化物(D)を0.05〜4重量%含む導電
性樹脂ペースト。 【化1】 【化2】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、IC、LSI等の
半導体素子を金属フレーム等に接着する導電性樹脂ペー
ストに関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体製造工程における半導体素子の接
着、所謂ダイボンド工程において生産性の向上を目的と
しダイボンダー、ワイヤボンダー等を同一ライン上にレ
イアウトしたインライン硬化方式が採用され、今後ます
ます増加する傾向にある。このため従来より行われてき
たバッチ方式による導電性樹脂ペーストの硬化に比較し
硬化に要する時間は著しく制限され、例えばオーブン硬
化方式の場合には150〜200℃、60〜90分間で
硬化を行っていたが、インライン硬化方式の場合には1
5〜90秒間での硬化が要求されている。更には、チッ
プサイズが大きく銅フレームを用いる半導体製品のイン
ライン硬化に際して、チップとフレームの熱膨張係数の
差に基づくチップの反り量の最小限化及びフレームの酸
化防止のためにも低温硬化が要求され、また硬化時間に
関してもより短時間での硬化が要求されている。ここで
従来より用いられてきたポリイミド系のペーストの場合
N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド等
の高沸点溶媒を使用しているため90秒以下の短時間で
の硬化は難しく、短時間で硬化を行うためには硬化温度
を250℃以上にしなければならないので、硬化中に著
しくボイドが発生してしまい接着力の低下、導電性、熱
伝導性の悪化など半導体製品の特性の低下につながって
いた。一方、現在主流のエポキシ樹脂系のペーストの場
合は、例えばアミン系硬化剤等を用いることにより60
秒程度での硬化は可能であるが、15〜30秒といった
超短時間硬化への対応はなされていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は200℃以
下、30秒以下の条件でも硬化可能で、かつ塩素、ナト
リウム等のイオン性不純物の少ない高信頼性の導電性樹
脂ペーストを提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)銀粉、
(B)式(1)で示されるエポキシアクリレート樹脂、
(C)式(2)で示される1分子内に2個のビニル基あ
るいは(メタ)アクリル基を有するシリコーン化合物、
(D)有機過酸化物を必須成分とし、かつ全導電性樹脂
ペースト中に銀粉(A)を60〜90重量%、式(1)
で示されるエポキシアクリレート樹脂(B)を1〜20
重量%、式(2)で示される1分子内に2個のビニル基
あるいは(メタ)アクリル基を有するシリコーン化合物
(C)を1〜20重量%、有機過酸化物(D)を0.0
5〜4重量%含む導電性樹脂ペーストで、200℃、3
0秒以下での加熱硬化が可能で、塗布作業性に優れ、塩
素、ナトリウム等のイオン性不純物濃度が低くいもので
ある。
【0005】
【化4】
【0006】
【化5】
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に用いる銀粉は、使用され
る分野が電子・電気分野のためハロゲンイオン、アルカ
リ金属イオン等のイオン性不純物量が10ppm以下で
あることが望ましい。また形状としてはフレーク状、樹
枝状あるいは球状のものを単独あるいは混合して用いる
ことができる。更に粒径に関しては通常平均粒径が2〜
10μm、最大粒径は50μm程度のものが好ましく、
比較的細かい銀粉と粗い銀粉を混合して用いてもよい。
銀粉量が60重量%未満だと硬化物の電気導伝性が低下
し、90重量%を越えると樹脂ペーストの粘度が高くな
りすぎ塗布作業性の低下の原因となるので好ましくな
い。本発明に用いるエポキシアクリレート樹脂は、式
(1)で示されるもので、塩素、ナトリウムといったイ
オン性不純物が50ppm以下であることが望ましい。
市販のエポキシアクリレート樹脂の場合は、汎用エポキ
シ樹脂に(メタ)アクリル酸を反応させて合成するた
め、反応後精製をするか、高純度のエポキシ樹脂を使用
する必要がある。従って式(3)で示されるビスフェノ
ール化合物にグリシジルメタクリレートを反応させて得
られるエポキシアクリレート樹脂を用いる方がイオン性
不純物の混入が少ないので好ましい。本発明でエポキシ
アクリレート樹脂を用いるのは、エポキシアクリレート
樹脂の有する水酸基が加熱硬化後半導体素子あるいはリ
ードフレーム等の基板と良好な接着性を示すからであ
る。全導電性樹脂ペースト中の配合量が、1重量%未満
だと期待する性能が得られず、20重量%を越えるとエ
ポキシアクリレート樹脂自身が高粘度のため、得られる
導電性樹脂ペーストの粘度が高くなりすぎ塗布作業性の
低下につながる。
【0008】本発明で用いる式(2)の1分子内に2個
のビニル基あるいは(メタ)アクリル基を有するシリコ
ーン化合物は、−Si(CH32−OSi(CH32
結合による低弾性率、低吸湿及び高接着等の優れた特性
を有している。全導電性樹脂ペースト中の配合量が、1
重量%未満だと導電性樹脂ペーストが目的とする性能を
発揮しえず、また20重量%を越えると硬化物が非常に
柔らかくなり、熱時の接着力が低下するので好ましくな
い。更に本発明に用いる有機過酸化物としては、ケトン
パーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオ
キサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエス
テル等が挙げられるが、十分なポットライフを維持する
ために半減期が10時間となる分解温度が90℃以上で
あるものが好ましい。全導電性樹脂ペースト中の有機過
酸化物の配合量が、0.05重量%未満だと導電性樹脂
ペーストの硬化時間が長くなり、4重量%を越えると導
電性樹脂ペースト硬化物の凝集力が小さく十分な接着力
を発揮し得ない。また必要に応じて、ナフテン酸コバル
トなどの金属石鹸あるいはコバルト(2)アセチルアテ
トナートなどの金属錯体等を硬化触媒として用いても差
し支えない。本発明においては、必要に応じ可撓性付与
剤、消泡剤、カップリング剤等を用いることもできる。
本発明の導電性樹脂ペーストの製造方法としては、例え
ば各成分を予備混合した後、3本ロールを用いて混練
し、混練後真空下脱泡し樹脂ペーストとするのが一般的
である。
【0009】以下実施例を用いて本発明を具体的に説明
する。配合割合は重量部で示す。 実施例1〜4 粒径1〜30μmで平均粒径3μmのフレーク状銀粉、
ビスフェノールF(水酸基当量101、融点115〜1
20℃)とグリシジルメタクリレート(和光純薬工業株
製、試薬)を官能基比1:1でメチルイソブチルケトン
中、トリエチルアミン触媒存在下で4時間還流反応した
後、空気を導入しながら減圧蒸留することにより溶剤、
トリエチルアミン、未反応のグリシジルアクリレートを
留去して得られたエポキシアクリレート樹脂(常温で液
体、加水分解性Cl量20ppm、遊離Na量10pp
m、以下エポキシアクリレートA)、1,3−ビス(3
−メタクリロキシプロピル)−1,1,3,3−テトラ
メチルジシロキサン(以下シリコーン化合物A)、t−
ブチルパーオキシベンゾエート(過酸化物)及びカップ
リング剤(信越化学工業(株)・製、KBM−503)を
表1に示す割合で配合し、3本ロールで混練して導電性
樹脂ペーストを得た。この導電性樹脂ペーストを真空チ
ャンバーにて2mmHgで30分間脱泡した後、以下の
方法により各種性能を評価した。
【0010】ゲルタイム:ペースト1ccを170℃の
熱板上に置きスパチュラでかきまぜペーストが流動性を
示さなくなるまでの時間を測定した。 粘 度:E型粘度計(3°コーン)を用い25℃、
2.5rpmでの値を測定し粘度とした。 糸引き性 :導電性樹脂ペーストの中へ直径1mmΦの
ピンを深さ5mmまで入れ、ピンを300mm/分の速
度で引き上げ、ペーストが切れたときの高さを測定し
た。 体積抵抗率:スライドガラス上にペーストを幅4mm、
厚さ30μmに塗布し、170℃熱板上で30秒間硬化
した後硬化物の体積抵抗率を測定した。 接着強度 :ペーストを用いて5×5mmのシリコンチ
ップを銅フレームにマウントし170℃熱板上で30秒
間硬化した。硬化後プッシュプルゲージを用い240℃
での熱時ダイシェア強度を測定した。 不純物 :硬化・粉砕したペースト2gおよび純水4
0mlを125℃、20時間抽出して得られた抽出液の
ナトリウムおよび塩素イオン濃度をイオンクロマトグラ
フィーにて測定した。
【0011】実施例5 用いるエポキシアクリレート樹脂としてビスフェノール
A(水酸基当量114、融点155〜160℃)とグリ
シジルメタクリレートとの反応により得られた樹脂(室
温で液状、加水分解性Cl量28ppm、遊離Na量1
5ppm、以下エポキシアクリレートB)を用いた他は
実施例1〜4と全く同様にして導電性樹脂ペーストを作
製し評価を行った。 実施例6 1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンとジビニル
ベンゼンをモル比1:2.05でトルエン中共沸脱水し
た後、6塩化白金酸1%のイソプロピルアルコールを滴
下し1時間還流反応した後、減圧蒸留することにより溶
剤、未反応のジビニルベンゼンを留去して得られた化合
物(常温で液体、以下シリコーン化合物B)を用いた他
は実施例1〜4と全く同様にして導電性樹脂ペーストを
作製し評価を行った。以上の評価結果を表1に示す。 比較例1〜5 表2に示す配合割合で実施例と全く同様にして導電性樹
脂ペーストを作製した。なお比較例5では、市販のエポ
キシアクリレート樹脂(加水分解性Cl量400pp
m、遊離Na量200ppm、以下エポキシアクリレー
トC)を用いた。以上の評価結果を表2に示す。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】
【発明の効果】本発明の導電性樹脂ペーストは、硬化性
に優れており200℃以下、30秒以下の硬化条件で硬
化できる。又、ディスペンス塗布時の作業性が良好で、
イオン性不純物が少ないため42合金等の金属フレー
ム、セラミック基板、ガラスエポキシ等の有機基板への
IC、LSI等の半導体素子の接着に用いることができ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)銀粉、(B)式(1)で示される
    エポキシアクリレート樹脂、(C)式(2)で示される
    1分子内に2個のビニル基あるいは(メタ)アクリル基
    を有するシリコーン化合物、(D)有機過酸化物を必須
    成分とし、かつ全導電性樹脂ペースト中に銀粉(A)を
    60〜90重量%、式(1)で示されるエポキシアクリ
    レート樹脂(B)を1〜20重量%、式(2)で示され
    る1分子内に2個のビニル基あるいは(メタ)アクリル
    基を有するシリコーン化合物(C)を1〜20重量%、
    有機過酸化物(D)を0.05〜4重量%含むことを特
    徴とする導電性樹脂ペースト。 【化1】 【化2】
  2. 【請求項2】 式(1)が式(3)のフェノール化合物
    とグリシジルメタクリレートを反応させてなる化合物で
    ある請求項1記載の導電性樹脂ペースト。 【化3】
  3. 【請求項3】 有機過酸化物の半減期が10時間となる
    分解温度が90℃以上である請求項1、又は請求項2記
    載の導電性樹脂ペースト。
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