JPH1050142A - 導電性樹脂ペースト組成物および半導体装置 - Google Patents

導電性樹脂ペースト組成物および半導体装置

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JPH1050142A
JPH1050142A JP20190396A JP20190396A JPH1050142A JP H1050142 A JPH1050142 A JP H1050142A JP 20190396 A JP20190396 A JP 20190396A JP 20190396 A JP20190396 A JP 20190396A JP H1050142 A JPH1050142 A JP H1050142A
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JP
Japan
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paste composition
conductive resin
resin paste
trade name
electrically conductive
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Application number
JP20190396A
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English (en)
Inventor
Masao Kawasumi
雅夫 川澄
Mitsuo Yamazaki
充夫 山崎
Kazuhiko Yamada
和彦 山田
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反応性が高く、硬化性が良好で、接着性に優
れ、しかも、可使時間が長い導電性樹脂ペースト組成物
及び製造が容易な半導体装置を提供する。 【解決手段】 (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤およ
び(C)導電性フィラーを含んでなる導電性樹脂ペース
ト組成物において、(B)硬化剤にイミダゾール類とエ
ポキシ樹脂との反応物、ホウ酸エステル類およびフェノ
ール樹脂の混合物を含んでなる導電性樹脂ペースト組成
物並びに半導体素子と基板とを前記導電性樹脂ペースト
組成物で接着した後、封止してなる半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は導電性樹脂ペースト
組成物、さらに詳しくはIC、LSI等の半導体素子を
リードフレーム、セラミック配線板、ガラスエポキシ配
線板等の基板に接着するのに好適な導電性樹脂ペースト
組成物およびこれを用いた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体のダイボンディング材とし
ては、Au−Si共晶、半田、導電性樹脂ペースト組成
物などが知られているが、作業性および低コスト化の点
から、導電性樹脂ペースト組成物が広く使用されてい
る。さらに、近年の半導体産業の進歩に伴い、高スルー
プット、高生産性を実現するため短時間で硬化できるこ
とが、導電性樹脂ペースト組成物に要求されている。短
時間で硬化するためには、反応性の高く硬化性の良い硬
化剤を用いる必要があるが、反応性が高いために導電性
樹脂ペーストの粘度が高くなり可使時間が短かくなると
いう欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】請求項1における発明
は、反応性が高く、硬化性が良好で、接着性に優れ、し
かも、可使時間が長い導電性樹脂ペースト組成物を提供
するものである。請求項2における発明は、製造が容易
な半導体装置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)エポキ
シ樹脂、(B)硬化剤および(C)導電性フィラーを含
んでなる導電性樹脂ペースト組成物において、(B)硬
化剤にイミダゾール類とエポキシ樹脂との反応物、ホウ
酸エステル類およびフェノール樹脂の混合物を含んでな
る導電性樹脂ペースト組成物に関する。また、本発明
は、半導体素子と基板とをこの導電性樹脂ペースト組成
物で接着した後、封止してなる半導体装置に関する。
【0005】
【発明の実施の形態】次に、本発明の導電性樹脂ペース
ト組成物について詳細に説明する。本発明に用いられる
(A)成分であるエポキシ樹脂としては、1分子中に2
個以上のエポキシ基を有する化合物であれば、特に制限
はないが、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂〔N−730S(大日本インキ化学工業(株)商品
名)、Quatrex−2010(ダウ・ケミカル社商品
名)〕、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂〔YDC
N−702(東都化成(株)商品名)、EOCN−100
(日本化薬(株)商品名)〕、ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂〔AER−X8501(旭化成工業(株)商品
名)、YL−980(油化シャルエポキシ(株)商品
名)〕、ビスフェノールF型エポキシ樹脂〔YDF−1
70(東都化成(株)商品名)〕、ビスフェノールAD型
エポキシ樹脂〔R−1710(三井石油化学工業(株)商
品名)〕、多官能エポキシ樹脂〔EPPN−501(日
本化薬(株)商品名)、TACTIX−742(ダウ・ケ
ミカル社商品名)、VG−3101(三井石油化学工業
(株)商品名)、1032S(油化シェルエポキシ(株)商
品名)〕、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂〔HP
−4032(大日本インキ化学工業(株)商品名)〕、脂
環式エポキシ樹脂〔EHPE−3150(ダイセル化学
工業(株)商品名)〕、アミン型エポキシ樹脂〔ELM−
100(住友化学工業(株)商品名)、YH−434L
(東都化成(株)商品名)〕などが挙げられる。また、こ
れらのエポキシ樹脂を適宜組み合わせて用いてもよい。
その他、LS−7970(信越化学工業(株)商品名)、
TSL−8350、TSL−8355、TSL−990
5(東芝シリコーン(株)商品名)等のシリコーン含有エ
ポキシ樹脂を使用することができるが、これらは前記の
エポキシ樹脂と併用することが好ましく、エポキシ樹脂
全体に対して5重量%以下で使用することが好ましい。
【0006】(A)成分の配合量は導電性樹脂ペースト
組成物に対して5〜90重量%が好ましく、10〜50
重量%がより好ましい。本発明に用いられる(B)成分
である硬化剤イミダゾール類とエポキシ樹脂との反応物
としては、キュアダクトP−0505(四国化成(株)商
品名)が挙げられる。またホウ酸エステルとフェノール
樹脂との混合物としては、キュアダクトL−01B(四
国化成(株)商品名)が挙げられる。特にイミダゾール類
とエポキシ樹脂の反応物は、短時間硬化に寄与し、ホウ
酸エステルとフェノール樹脂との混合物はペーストの可
使時間に寄与する。
【0007】(B)成分の配合量は、可使時間への効果
の点からイミダゾール類とエポキシ樹脂との反応物、ホ
ウ酸エステル類及びフェノール樹脂との混合物の比率は
重量比で1:0.1〜2が好ましく、1:0.1〜1の
比率がより好ましい。ホウ酸エステル類とフェノール樹
脂の混合物の比率が0.1より少ないと導電性樹脂ペー
ストの安定性が低下して、粘度が高くなり、可視時間が
短かくなる。また2を超えると導電性樹脂ペースト組成
物の接着力が低下し、充分な接着強さが得られない。
【0008】本発明においてイミダゾール類とエポキシ
樹脂との反応物とホウ酸エステル類とフェノール樹脂と
の混合物と共に他の硬化剤を併用することができる。併
用する硬化剤には特に制限はないが、例えば、フェノー
ル樹脂〔H−1(明和化成(株)商品名)〕、フェノール
アラルキル樹脂〔XL−225(三井東圧化学(株)商品
名)〕、特殊フェノール樹脂〔PP−700−300
(日本石油化学(株)商品名)〕、ジシアンジアミド(試
薬)、二塩酸ジヒドラジド〔ADH、PDH、SDH
(いずれも日本ヒドラジン工業(株)商品名)〕等が挙げ
られる。イミダゾール類とエポキシ樹脂との反応物とホ
ウ酸エステル類とフェノール樹脂の混合物と併用する硬
化剤の比率は1:0〜10とするのが好ましく、10よ
り大きくなると導電性樹脂ペーストの粘度が高くなり可
使時間が短くなる。硬化剤(B)の配合量は導電性樹脂
ペースト組成物に対して0.1〜90重量%が好まし
く、1〜30重量%がより好ましい。
【0009】さらに、本発明の導電性樹脂ペースト組成
物には必要に応じて硬化促進剤を添加することができ
る。硬化促進剤としては、有機ボロン塩〔EMZ・K、
TPPK(いずれも北興化学工業(株)商品名)〕、三級
アミン類およびその塩〔DBU、U−CAT102、1
06、830、840、5002(いずれもサンアプロ
社商品名)〕、イミダゾール類〔キュアゾール、2P4
MHZ、C17Z、2PZ−OK(いずれも四国化成
(株)商品名)〕などが挙げられる。硬化促進剤の配合量
は通常、導電性樹脂ペースト組成物に対して30.0重
量%以下の量とされる。硬化剤および必要に応じて添加
される硬化促進剤は単独で用いてもよく、複数種の硬化
剤および硬化促進剤を適宜組み合わせて用いてもよい。
【0010】本発明に用いられる(C)成分である導電
性フィラーとしては特に制限はなく、各種のものが用い
られるが、例えば、金、銀、銅、ニッケル、鉄、アルミ
ニウム、ステンレス等の粉体が挙げられる。これらのう
ち、導電性に優れ、イオン性不純物の少ない銀が好まし
い。これら導電性金属粉体の形状としては、フレーク
状、樹枝状、球状、不定形などがあり、これら種々の形
状のものを組み合わせて用いることもできる。(C)成
分の配合量は導電性樹脂ペースト組成物に対して5〜9
5重量%が好ましく、20〜80重量%がより好まし
い。
【0011】本発明になる導電性樹脂ペースト組成物
は、ペースト組成物作成時の作業性および使用時の塗布
作業性をより良好ならしめるため、必要に応じて希釈剤
を添加することができる。これらの希釈剤としては、ブ
チルセロソルブ、カルビトール、酢酸ブチルセロソル
ブ、酢酸カルビトール、エチレングリコールジエチルエ
ーテル、α−テルピネオールなどの比較的沸点の高い有
機溶剤、PGE(日本化薬(株)商品名)、PP−101
(東都化成(株)商品名)、ED−502、503、50
9(旭電化工業(株)商品名)、YED−122(油化シ
ェルエポキシ(株)商品名)、KBM−403(信越化学
工業(株)商品名)、LS−7970(信越化学工業(株)
商品名)、TSL−8350、TSL−8355、TS
L−9905(東芝シリコーン(株)商品名)などの1分
子中に1個のエポキシ基を有する反応性希釈剤が挙げら
れる。
【0012】本発明になる導電性樹脂ペースト組成物に
は、さらに必要に応じてシランカップリング剤、チタン
カップリング剤等の接着力向上剤、ノニオン系界面活性
剤、フッ素系界面活性剤等の濡れ向上剤、シリコーン油
等の消泡剤、無機イオン交換体等のイオントラップ剤な
どを適宜添加することができる。
【0013】本発明の導電性樹脂ペースト組成物を製造
するには、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤および
(C)導電性フィラー、必要に応じて添加される希釈剤
および各種添加剤とともに一括または分割して撹拌器、
らいかい器、三本ロール、プラネタリーミキサー等の分
散・溶解装置を適宜組み合わせ、必要に応じて加熱して
混合、溶解、解粒混練または分散して均一なペースト状
とすればよい。特に(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤
成分のホウ酸エステルとフェノール樹脂との混合物とを
充分分散させた後に(B)硬化剤成分のイミダゾール類
とエポキシ樹脂の反応物を添加する方が可使時間の点で
一括に混練したものよりより好ましい。
【0014】本発明においては、さらに、上記のように
して製造した導電性樹脂ペースト組成物を用いて半導体
素子と基板とを接着した後、封止して半導体装置とする
ことができる。すなわち、本発明の導電性樹脂ペースト
組成物を用いて半導体素子をリードフレーム等の基板に
接着させるには、まず、基板上に導電性樹脂ペースト組
成物をディスペンス法、スクリーン印刷法、スタンピン
グ法などにより塗布した後、半導体素子を圧着し、その
後オーブンまたはヒートブロックなどの加熱装置を用い
て加熱硬化することにより行うことができる。さらに、
ワイヤボンド工程を経たのち、通常の方法により封止す
ることにより完成された半導体装置とすることができ
る。
【0015】
【実施例】次に、実施例により発明を詳細に説明する
が、本発明はこれによって制限されるものではない。実
施例および比較例で用いたエポキシ樹脂および併用して
用いる硬化剤は以下のようにして調製したものを用い
た。
【0016】(1)エポキシ樹脂(A)の調製 YDF−170(東都化成(株)商品名、ビスフェノール
F型エポキシ樹脂、エポキシ当量=170)7.5重量
部およびYL−980(油化シェルエポキシ(株)商品
名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量=
185)7.5重量部を80℃に加熱し、1時間撹拌を
続け、均一なエポキシ樹脂溶液を得た。 (2)フェノール溶液(B)の調整 H−1(明和化成(株)商品名、フェノールノボラック樹
脂、OH当量=106)1重量部および希釈剤としてP
P−101(東都化成(株)商品名、アルキルフェニルグ
リシジルエーテル、エポキシ当量=230)2重量部を
100℃に加熱し、1時間撹拌を続け、均一なフェノー
ル樹脂溶液を得た。
【0017】実施例1〜3 表1に示す配合割合で上記エポキシ樹脂、硬化剤、希釈
剤としてPP−101および導電性フィラーとしてTC
G−1(徳力化学研究所(株)商品名、銀粉)を混合し、
3本ロールを用いて混練した後5トル(Torr)以下で1
0分間脱泡処理を行い、導電性樹脂ペースト組成物を得
た。この導電性樹脂ペースト組成物の特性(ペーストの
可使時間および短時間硬化性)を下記に示す方法で調べ
た。その結果を表1に示したが、これらの組成物が、長
い可使時間と短時間硬化性を示した。
【0018】(1)ペースト可使時間 EHD型回転粘度計(東京計器(株))を用いて、室温放
置後(1日及び3日)の25℃における粘度(Pa・s)を
測定した。 (2)短時間硬化性 導電性樹脂ペースト組成物をAgめっき付銅フレーム上
に約200μg塗布し、この上に2mm×2mmのSiチッ
プ(厚さ約0.4mm)を圧着し、さらに180℃に設定
したヒートブロック上に載せ、60秒加熱した。これを
自動接着力試験器(Dege製、マイクロテスター)を用
い、室温における剪断接着強さ(kg/チップ)を測定し
た。
【0019】比較例1〜2 実施例1において硬化剤(B)としてフェノール樹脂溶
液のみを用い、表1に示す配合量とした以外は実施例1
と同様にして導電性樹脂ペーストを得た。得られたそれ
ぞれの組成物の特性を実施例1と同様にして調べ、それ
らの結果を示したが、接着強度が低く短時間硬化性を示
すことができなかった。
【0020】比較例3 実施例1におけるL−01Bの配合をゼロにした以外は
実施例1と同様にして導電性樹脂ペーストを得た。得ら
れた組成物の特性を実施例1と同様にして調べ、結果を
示したが、ペースト可使時間の短いものであった。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】請求項1における導電性樹脂ペースト組
成物によれば、金属フレーム、セラミックス基板、有機
基板など基板にIC、LSI等の半導体素子を強固に接
着でき、反応性が高く硬化性が良好であるので短時間硬
化が可能である。請求項2における半導体装置は、上記
の導電性樹脂ペースト組成物を使用しているため、基板
と半導体素子の接着が強固であり、また、生産性が高
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C08G 59/40 NJE C08G 59/40 NJE NJJ NJJ 59/62 NJS 59/62 NJS C08L 63/00 NKU C08L 63/00 NKU

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤およ
    び(C)導電性フィラーを含んでなる導電性樹脂ペース
    ト組成物において、(B)硬化剤にイミダゾール類とエ
    ポキシ樹脂との反応物、ホウ酸エステル類およびフェノ
    ール樹脂の混合物を含んでなる導電性樹脂ペースト組成
    物。
  2. 【請求項2】 半導体素子と基板とを請求項1記載の導
    電性樹脂ペースト組成物で接着した後、封止してなる半
    導体装置。
JP20190396A 1996-07-31 1996-07-31 導電性樹脂ペースト組成物および半導体装置 Pending JPH1050142A (ja)

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