JPH1192625A - Electroconductive resin paste and semiconductor device using the same - Google Patents

Electroconductive resin paste and semiconductor device using the same

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JPH1192625A
JPH1192625A JP25628597A JP25628597A JPH1192625A JP H1192625 A JPH1192625 A JP H1192625A JP 25628597 A JP25628597 A JP 25628597A JP 25628597 A JP25628597 A JP 25628597A JP H1192625 A JPH1192625 A JP H1192625A
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resin paste
paste
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Ryuichi Murayama
竜一 村山
Tomohiro Kagimoto
奉広 鍵本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject resin paste excellent in electroconductivity and heat dissipation property, and useful for the adhesion of a semiconductor to a metal frame, a ceramic base plate, etc., by including a silver coated aluminum powder, silver powder, resin component and organic peroxide. SOLUTION: This electroconductive resin paste is obtained by including (A) 10-90 wt.% silver coated aluminum powder having 5-60 μm mean particle diameter, (B) 5-85 wt.% silver powder having 0.5-15 μm mean particle diameter, (C) a resin component, 0.1-50 wt.% of which is an acrylic or a methacrylic resin expressed by formula I (R1 , R2 are each H or CH3 ) or formula II (R3 , R4 are each H or CH3 ) and (D) an organic peroxide (e.g.; 1,1,3,3-tetramethyl butylperoxy-2-ethylhexanoate) as indispensable components. Further, the ratio of the components (A)+(B) is 75-97 wt.%. In the resin paste, an additive such as another resin, various silane coupling agents, a pigment, etc., can be added as necessary.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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の基板に接着させる半導体素
子接着用樹脂ペースト及びこれを用いた半導体装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor element bonding resin paste for bonding a semiconductor element such as an IC or LSI to a substrate such as a metal frame, and a semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の組立において、半導体素子
を金属フレームに接着させる工程、いわゆるダイボンデ
ィング工程において用いられる接合方式は、これまで金
−シリコン共晶に始まり、半田、樹脂ペーストと推移し
てきた。現在では主にIC,LSIの組立においては導
電性樹脂ペーストを、トランジスタ、ダイオードなどの
ディスクリートにおいては通常半田を使用している。
2. Description of the Related Art In the process of assembling a semiconductor device, a bonding method used in a process of bonding a semiconductor element to a metal frame, that is, a so-called die bonding process has been changed from a gold-silicon eutectic to a solder and a resin paste. . At present, conductive resin paste is mainly used for assembling ICs and LSIs, and usually solder is used for discretes such as transistors and diodes.

【0003】IC、LSI等の半導体装置においてはそ
の半導体素子の面積が大きいことから半田に対してより
低応力性が高い樹脂ペーストを使用する方法が行われて
いる。この樹脂ペーストはエポキシ樹脂中にフレーク状
の銀粉が分散されている。しかし導電性樹脂ペーストを
用いる方法では近年の半導体装置において半導体素子と
金属フレームの間の導電性に関する要求は低くなってき
ている。なぜならば近年の半導体装置では半導体素子や
半導体装置のデザインの進歩に伴い、アースを取るため
に半導体素子の裏面から金属フレームに電気を流す構造
が必ずしも必要ちされていない。また導電性樹脂ペース
トを通して電気を流すにしてもIC,LSIでは電流が
2〜3mA程度の微弱な電流である。この程度の電流で
は樹脂中に金属粉が分散している従来の導電性樹脂ペー
ストでも充分に対応が可能である。
[0003] In semiconductor devices such as ICs and LSIs, a method of using a resin paste having a lower stress property to solder has been used because the area of the semiconductor element is large. In this resin paste, flake silver powder is dispersed in an epoxy resin. However, in a method using a conductive resin paste, a requirement for conductivity between a semiconductor element and a metal frame in a semiconductor device in recent years has been reduced. This is because, in recent years, a structure in which electricity flows from the back surface of the semiconductor element to the metal frame is not always required for grounding with the progress of semiconductor element and semiconductor device design in recent years. Even if electricity is passed through the conductive resin paste, the current is a very small current of about 2 to 3 mA in ICs and LSIs. With such a current, a conventional conductive resin paste in which metal powder is dispersed in a resin can sufficiently cope.

【0004】導電性樹脂ペースト対し半田は導電性や接
着性に優れ、価格も安価である。この半田を主に使用し
ているダイオード、トランジスタ等のディスクリートで
はその製品の構造上半導体素子と金属フレームの間で電
気を流す必要がある。
[0004] Solder to conductive resin paste has excellent conductivity and adhesiveness, and is inexpensive. In the case of discrete components such as diodes and transistors that mainly use this solder, it is necessary to flow electricity between the semiconductor element and the metal frame due to the structure of the product.

【0005】ところが近年の環境問題から半田に使用し
ている鉛を使わない方向に各半導体メーカーが動いてお
り、更に半田を使用する際には必要なフラックスの洗浄
工程が減らすことによるコスト削減の意味からIC,L
SIに使用している導電性樹脂ペーストをディスクリー
ト用に開発しているが、半導体装置に流れる電流が2〜
3A程度の大電流が流れる製品もあり、従来の導電性樹
脂ペーストでは満足する導電性を得ることができなかっ
た。この点に関しては金属皮膜を施したフィラー(例え
ばカーボン、シリカ、ガラスビーズ、ポリマー、その他
無機フィラー)を配合することにより、大電流をが流れ
る半導体製品においても満足な導電性を得ることは可能
であった。
However, due to recent environmental problems, each semiconductor maker is moving in a direction in which lead used in solder is not used, and furthermore, when solder is used, cost reduction is required by reducing a necessary flux cleaning step. IC, L from the meaning
Although the conductive resin paste used for SI has been developed for discrete use, the current flowing through the semiconductor device is 2 to 2.
In some products, a large current of about 3 A flows, and satisfactory conductivity cannot be obtained with the conventional conductive resin paste. In this regard, it is possible to obtain satisfactory conductivity even in a semiconductor product through which a large current flows by blending a filler coated with a metal film (for example, carbon, silica, glass beads, a polymer, and other inorganic fillers). there were.

【0006】しかし大電流を流す半導体製品ではこの電
流により、多量の熱を発生し、この発熱が生じることで
導電性樹脂ペーストの温度が高くなる。その場合熱抵抗
により電流が流れにくくなり、半導体製品としての信頼
性を低下させるという結果を招いている。従ってこの様
な導電性には優れるが、熱放散性に劣る導電性樹脂ペー
ストを使用する場合には充分な冷却機構を持った半導体
製品でなければならなかったが、コストアップにつなが
り実用的ではなかった。
However, in a semiconductor product that flows a large current, a large amount of heat is generated by this current, and the heat generated causes the temperature of the conductive resin paste to increase. In this case, the current becomes difficult to flow due to the thermal resistance, and the reliability of the semiconductor product is reduced. Therefore, when using a conductive resin paste that is excellent in such conductivity but inferior in heat dissipation, it must be a semiconductor product with a sufficient cooling mechanism, but it increases the cost and is not practical. Did not.

【0007】また導電性樹脂ペーストを用いて上記の半
導体製品を製造する場合、オーブンを使用したバッチ方
式においては熱伝導性、電導性を満足するものはある
が、本来半田を用いた製造方式では半導体素子の接着に
有する時間が熱盤上で約5〜15秒であることから従来
の導電性樹脂ペーストでは硬化時にボイドが発生するこ
とで熱伝導性、電導性が著しく低下し、満足する特性を
実現するのが困難であった。
In the case of manufacturing the above-mentioned semiconductor product using a conductive resin paste, some of the batch methods using an oven satisfy the thermal conductivity and conductivity, but the manufacturing method using solder originally requires a batch method. Since the time required for bonding the semiconductor element is about 5 to 15 seconds on a hot plate, the conventional conductive resin paste generates voids during curing, so that thermal conductivity and electrical conductivity are remarkably reduced. Was difficult to achieve.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は導電性に優
れ、更に熱放散性にも優れる導電性樹脂ペースト及びこ
れを用いた半導体装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a conductive resin paste excellent in conductivity and heat dissipation, and a semiconductor device using the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、(A)平均粒
径が5〜60μmの銀コートアルミ粉、(B)平均粒径
が0.5〜15μmの銀粉、(C)一般式(1)又は
(2)で示されるアクリル樹脂またはメタアクリル樹脂
が全樹脂成分中0.1〜50重量%である樹脂成分、並
びに(D)有機過酸化物を必須成分として、該成分中に
銀コートアルミ粉(A)が10〜90重量%、銀粉
(B)が5〜85重量%含まれており、尚かつ(A)+
(B)が75〜97重量%であることを特徴とする導電
性樹脂ペースト及び上記の導電性樹脂ペーストを用いて
製造された半導体装置である。
According to the present invention, there are provided (A) a silver-coated aluminum powder having an average particle size of 5 to 60 μm, (B) a silver powder having an average particle size of 0.5 to 15 μm, and (C) a general formula ( A resin component in which the acrylic resin or methacrylic resin represented by 1) or (2) is 0.1 to 50% by weight of the total resin component; and (D) an organic peroxide as an essential component, and silver in the component. It contains 10 to 90% by weight of coated aluminum powder (A) and 5 to 85% by weight of silver powder (B), and (A) +
(B) 75 to 97% by weight of a conductive resin paste and a semiconductor device manufactured using the conductive resin paste.

【0010】[0010]

【化1】 Embedded image

【0011】[0011]

【化2】 Embedded image

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の様な半導体用
導電性樹脂ペーストは導電性を付与するために通常フィ
ラーに銀粉を用いるが、本発明では銀粉だけではなくが
銀コートアルミ粉が必須である。銀粉に銀コートアルミ
粉を併用した理由はより導電性、熱放散性を向上させよ
うとする場合、当然金属の比率を上昇させるのが常套手
段である。そこで銀粉のみの使用で導電性樹脂ペースト
を作成すると高コストになる。そのため銀粉にくらべ低
コストのアルミ粉を使用する。しかしアルミ粉は常温時
においても表面が酸化し、酸化アルミニウムを生ずる。
そのため本発明の目的である導電性を向上させるには不
適切である。従ってそのアルミ粉に導電性が良好な銀を
皮膜する。そうすることでアルミ粉が欠如していた導電
性を補い、且つ熱放散性を良好にすることができる。本
発明に使用する銀粉の粒径は銀コートアルミ粉の粒径よ
りも小さいものが好ましい。その理由としては比較的に
大きい銀コートアルミ粉だけでは粒子同士の間に隙間が
できてしまい熱放散性、導電性を低下させる。
In the conductive resin paste for semiconductors according to the present invention, silver powder is generally used as a filler for imparting conductivity. In the present invention, not only silver powder but also silver-coated aluminum powder is essential. It is. The reason why silver-coated aluminum powder is used in combination with silver powder is that, in order to further improve conductivity and heat dissipation, it is customary to increase the ratio of metal. Therefore, if a conductive resin paste is prepared using only silver powder, the cost becomes high. Therefore, aluminum powder, which is lower in cost than silver powder, is used. However, the surface of aluminum powder is oxidized even at room temperature to produce aluminum oxide.
Therefore, it is not suitable for improving the conductivity which is the object of the present invention. Therefore, silver having good conductivity is coated on the aluminum powder. By doing so, the conductivity which aluminum powder lacked can be supplemented, and heat dissipation can be improved. The particle size of the silver powder used in the present invention is preferably smaller than the particle size of the silver-coated aluminum powder. The reason for this is that a relatively large silver-coated aluminum powder alone forms a gap between the particles, which reduces heat dissipation and conductivity.

【0013】本発明では銀コートアルミ粉と銀粉の併せ
た量が75〜97重量%で無ければならない。銀コート
アルミ粉と銀粉を併せた量が75重量%より少ないと導
電性と熱放散性に劣る。また97重量%より多いと粘度
が高くなり過ぎ塗布作業性が著しく低下する。銀コート
アルミ粉が10〜90重量%、銀粉が5〜85重量%で
あるのが望ましい。銀コートアルミ粉が10重量%を下
回ると導電性が低下する。銀コートアルミ粉が90重量
%を越えるとペースト作製時に巻き込みボイドが大き
く、硬化物が脆くなるため好ましくない。
In the present invention, the combined amount of silver-coated aluminum powder and silver powder must be 75 to 97% by weight. If the combined amount of silver-coated aluminum powder and silver powder is less than 75% by weight, conductivity and heat dissipation are poor. On the other hand, if it is more than 97% by weight, the viscosity becomes too high and the coating workability is remarkably reduced. It is desirable that the silver-coated aluminum powder is 10 to 90% by weight and the silver powder is 5 to 85% by weight. If the silver-coated aluminum powder is less than 10% by weight, the conductivity is reduced. If the silver-coated aluminum powder exceeds 90% by weight, entrapment voids are large during the preparation of the paste, and the cured product becomes brittle.

【0014】本発明で用いる銀コートアルミ粉の形状は
球状が望ましい。本発明の様に高充填にする場合、粒子
の形状は球状の方が比表面積が小さくタップ密度が小さ
いためより多くの粒子を充填することができるので好ま
しい。銀コートアルミ粉の平均粒径は5〜60μmが望
ましい。粒径がこれより小さいと粘度が高くなり金属粉
の高充填化は困難になる。またこれより大きいと塗布し
た場合のペースト厚みが大きくなるため導電性が劣る。
また銀コートアルミ粉における銀コートの手法としては
アルミ粉表面に銀をメッキする方法、銀イオン溶液中に
アルミ粉を投入して金属のイオン化傾向を利用して銀皮
膜を形成する方法があるが本発明では特に限定しない。
The silver-coated aluminum powder used in the present invention preferably has a spherical shape. In the case of high filling as in the present invention, spherical particles are preferable because more particles can be filled because the specific surface area is small and the tap density is small. The average particle size of the silver-coated aluminum powder is desirably 5 to 60 μm. If the particle size is smaller than this, the viscosity increases and it becomes difficult to highly fill the metal powder. On the other hand, if it is larger than this, the thickness of the paste when applied becomes large, resulting in poor conductivity.
As a method of silver coating on silver-coated aluminum powder, there is a method of plating silver on the surface of aluminum powder, and a method of putting aluminum powder into a silver ion solution and forming a silver film by utilizing the ionization tendency of metal. There is no particular limitation in the present invention.

【0015】本発明に用いる銀粉の平均粒径は0.5〜
15μmが望ましい。形状は球状の方がより高充填化が
可能ではあるが、本発明の様な比較的粒径の大きい球状
銀コートアルミ粉を添加により粘度が低下するためフレ
ーク状の銀粉であっても良好な作業性が得られるため特
に限定するものではない。平均粒径が0.5μmより小
さいと球状銀コートアルミ粉の添加でもロール混練が不
可能、もしくは混練が可能な場合でも粘度が高過ぎてデ
ィスペンスはおろかスクリーン印刷による塗布も出来な
い高い粘度になってしまう。逆に平均粒径が15μmよ
り大きい粒径を使用すると粒度分布が非常に狭くなり、
流動性が低下するため、塗れ広がり性が著しく低下する
ので好ましくない。また本発明において上記範囲内であ
れば、銅、金等の他の金属粉を混合しても構わない。
The silver powder used in the present invention has an average particle size of 0.5 to 0.5.
15 μm is desirable. Although the shape can be more highly filled with a spherical shape, the viscosity is reduced by adding a spherical silver-coated aluminum powder having a relatively large particle size as in the present invention. There is no particular limitation on the workability. If the average particle size is smaller than 0.5 μm, roll-kneading is impossible even with the addition of spherical silver-coated aluminum powder, or even if kneading is possible, the viscosity is too high to allow dispensing, not to mention coating by screen printing, resulting in a high viscosity. Would. Conversely, if the average particle size is larger than 15 μm, the particle size distribution becomes very narrow,
Since the fluidity is reduced, the spreadability of the coating is significantly reduced, which is not preferable. In the present invention, other metal powders such as copper and gold may be mixed within the above range.

【0016】本発明に用いる一般式(1)または(2)
で示されるアクリル樹脂またはメタクリル樹脂は、ラジ
カル重合をするアクリル基またはメタクリル基を有して
おり、また一方にはグリシジル基を有している。その結
果、通常アクリル樹脂だけでの重合はエポキシに比べ、
重合速度は速いものの硬化収縮が大きく、エポキシの様
に硬化反応により金属やシリコンに対する接着に有効な
水酸基を生じないことから接着性が乏しく、本発明の様
な半導体素子接着用の導電性樹脂ペーストには不向きと
されてきた。しかし(1)あるいは(2)の様な樹脂を
用いるとアクリル樹脂中にグリシジル基を有することか
ら従来のエポキシの様にグリシジル基の硬化反応により
水酸基を生じることでアクリル樹脂あるいはメタクリル
樹脂の最大の欠点であった接着性を向上させ、またエポ
キシのみの樹脂系に比べ短時間で接着できる導電性樹脂
ペーストを得ることができる。また通常の液状エポキシ
樹脂を使用している導電性樹脂ペーストでは粘度を調整
するために使用するより低粘度の液状エポキシ樹脂や有
機溶剤が硬化時に揮発し、硬化物中にボイドを発生させ
て熱伝導性、電導性を低下させるが、本発明の導電性樹
脂ペーストは反応機構がラジカル重合であることから、
より低粘度のアクリル樹脂あるいはメタクリル樹脂を使
用しても重合反応が速いため揮発しにくく、結果として
ボイドが極めて少ない硬化物を得られる。熱盤で硬化し
た場合、従来のエポキシ系の導電性樹脂ペーストに比べ
満足する熱伝導性、電導性を得ることができる。
The general formula (1) or (2) used in the present invention
The acrylic resin or methacrylic resin represented by has an acrylic or methacrylic group that undergoes radical polymerization, and one of them has a glycidyl group. As a result, polymerization using only acrylic resin is usually
Although the polymerization rate is high, the curing shrinkage is large, and since the curing reaction like epoxy does not generate a hydroxyl group effective for adhesion to metal or silicon, adhesion is poor, and a conductive resin paste for bonding semiconductor elements as in the present invention. Has been unsuitable for However, when a resin such as (1) or (2) is used, a glycidyl group is contained in the acrylic resin. Thus, a hydroxyl group is generated by a curing reaction of the glycidyl group as in a conventional epoxy, so that the acrylic resin or the methacrylic resin has the largest size. It is possible to obtain a conductive resin paste that can improve the adhesiveness, which has been a drawback, and can be bonded in a short time as compared with a resin system containing only epoxy. In addition, in the case of conductive resin paste that uses ordinary liquid epoxy resin, the liquid epoxy resin or organic solvent with a lower viscosity than used to adjust the viscosity volatilizes during curing, generating voids in the cured product and causing heat. Conductivity, but reduces the conductivity, the conductive resin paste of the present invention, since the reaction mechanism is radical polymerization,
Even when an acrylic resin or a methacrylic resin having a lower viscosity is used, the polymerization reaction is rapid and hardly volatilizes, and as a result, a cured product having extremely few voids can be obtained. When cured with a hot platen, satisfactory thermal conductivity and conductivity can be obtained as compared with the conventional epoxy-based conductive resin paste.

【0017】また他のアクリル樹脂あるいはメタクリル
樹脂、エポキシ樹脂等とも上記の範囲内であれば併用す
ることは可能である。アクリル樹脂としては例えばΒ−
アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネー
ト、ラウリルアクリレート等のモノアクリレート等のモ
ノアクリレートあるいはメタクリレート、エチレングリ
コールアクリレート、1.、3−ブタジエングレコール
アクリレート、2、2−ビス{4−(アクリロキシ・ジ
エトキシ)フェニル}プロパン等のジアクリレートある
いはジメタクリレート等があり、またエポキシ樹脂とし
てはエピビス型エポキシ、2、6−ジグリシジルナフタ
レン等がある。
Further, other acrylic resins, methacrylic resins, epoxy resins and the like can be used together within the above range. As acrylic resin, for example,
Monoacrylate or methacrylate such as monoacrylate such as acryloyloxyethyl hydrogen succinate and lauryl acrylate, ethylene glycol acrylate, , 3-butadienglycol acrylate, diacrylates and dimethacrylates such as 2,2-bis {4- (acryloxydiethoxy) phenyl} propane, etc .; Naphthalene and the like.

【0018】本発明に用いられる有機過酸化物としては
特に限定されるものではない。例えば1、1、3、3―
テトラメチルーブチルパーオキシー2―エチルヘキサネ
ート、t―ブチルパーオキシー2―エチルヘキサネー
ト、t−ヘキシルパーオキシー2―エトルヘキサネー
ト、1、1―ビス(t−ブチルパーオキシ)―3、3、
5―トリメチルシクロヘキサン、1、1―ビス(t−ヘ
キシルパーオキシ)―3、3、5―トリメチルシクロヘ
キサン、ビス(4―t−ブチルシクロヘキシル)パ―オ
キシジカーボネート等が挙げられる。これら過酸化物は
単独あるいは二種類以上を混合して用いることができ
る。さらに樹脂の保存性を向上するために各種重合禁止
剤を予め添加しておいてもかまわない。
The organic peroxide used in the present invention is not particularly limited. For example, 1,1,3,3-
Tetramethyl-butylperoxy-2-ethylhexanate, t-butylperoxy-2-ethylhexanate, t-hexylperoxy-2-etholhexanate, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3 ,
5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, and the like. These peroxides can be used alone or in combination of two or more. Further, various polymerization inhibitors may be added in advance to improve the storage stability of the resin.

【0019】更に本発明の樹脂組成物には必要に応じて
他の樹脂、各種シランカップリング剤、顔料、消泡剤な
どの添加剤を用いることができる。本発明の製造方法は
例えば各成分を予備混練した後、三本ロールを用いて混
練し、ペーストを得て真空下脱泡することなどがある。
Further, additives such as other resins, various silane coupling agents, pigments and defoamers can be used in the resin composition of the present invention, if necessary. The production method of the present invention includes, for example, preliminarily kneading each component, kneading using a three-roll mill, obtaining a paste, and defoaming under vacuum.

【0020】以下に本発明を実施例で具体的に説明す
る。 実施例1〜14 ビスフェノールFーモノアクリレートエステル(一般式
(1)、R1、R2=-H;以下アクリル樹脂1)またそのメタ
クリレート(一般式(2)、R1、R2=-H;メタクリル樹脂
1)、ビスフェノールA―モノアクリレートエステル
(一般式(1)、R1、R2=-CH3;アクリル樹脂2)、ラウ
リルアクリレート(以下アクリル樹脂3)あるいはその
メタクリレート(以下メタクリル樹脂2)、重合開始剤
としてビス(4―t−ブチルシクロヘキシル)パーオキ
シジカーボネート(以下TCP)、ビスフェノールAと
エピクロルヒドリンとの反応により得られるジグリシジ
ルエーテル(エポキシ当量180で常温で液状、以下エ
ポキシ樹脂)、エポキシ樹脂の硬化剤として、2−フェ
ニル−4−メチルイミダゾール(以下2P4MZ)、更
に平均粒径6、28、58μmの球状銀コートアルミ粉
及び平均粒径1、13μmの球状銀粉と平均粒径13μ
mのフレーク銀粉を表1及び表2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分脱泡後、以下に示す方法により各種性能を評価し
た。評価結果を表1及び表2に示す。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples. Examples 1 to 14 Bisphenol F-monoacrylate ester (general formula
(1), R 1 , R 2 = -H; hereinafter acrylic resin 1) or its methacrylate (general formula (2), R 1 , R 2 = -H; methacrylic resin 1), bisphenol A-monoacrylate ester (general Formula (1), R 1 , R 2 = —CH 3 ; acrylic resin 2), lauryl acrylate (hereinafter acrylic resin 3) or its methacrylate (hereinafter methacrylic resin 2), bis (4-t-butylcyclohexyl) as a polymerization initiator ) Peroxydicarbonate (hereinafter referred to as TCP), diglycidyl ether obtained by reacting bisphenol A with epichlorohydrin (liquid at room temperature with an epoxy equivalent of 180, hereinafter referred to as epoxy resin), and 2-phenyl-4- as a curing agent for epoxy resin Methyl imidazole (hereinafter referred to as 2P4MZ), a spherical silver-coated aluminum powder having an average particle size of 6, 28, and 58 μm, and an average particle size of 1, 13 μm The spherical silver powder with an average particle size 13μ
m flake silver powder in the proportions shown in Tables 1 and 2,
The conductive resin paste was obtained by kneading with three rolls. After defoaming the conductive resin paste in a vacuum chamber at 2 mmHg for 30 minutes, various performances were evaluated by the following methods. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

【0021】粘度:E型粘度計(3°コーン)を用い、
25℃、2.5rpmでの測定値。 体積抵抗率:スライドガラス上にペーストを幅4mm、
厚み30μmに塗布し、150℃熱盤上で30秒間硬化
した後の硬化物の体積抵抗率を測定した。 垂直体積抵抗率:銅フレーム上にペーストをペースト塗
布し、2X2mmの銅板を150℃熱盤上で30秒間硬
化した後の銅板表面と銅フレームの間の電圧を求め、そ
こから硬化物の垂直体積抵抗率を算出した。 250℃熱時接着強度:2mm角のシリコンチップをペ
ーストを用いて銅フレームにマウントし150℃熱盤上
で30秒間硬化した。硬化後、プッシュプルゲージを用
い250℃での熱時ダイシェア強度を測定した。 拡がり性:銅フレームにペーストを塗布し、室温に1時
間放置してシリコンチップをマウントした時にチップの
端までペーストが広がるか評価した。 総合評価:粘度、体積抵抗率及び熱時接着強度の全てを
良好なものを○、1つでも不満足なものを×とした。
Viscosity: Using an E-type viscometer (3 ° cone),
Measured at 25 ° C. and 2.5 rpm. Volume resistivity: paste 4 mm wide on a glass slide,
The coating was applied to a thickness of 30 μm and cured on a hot plate at 150 ° C. for 30 seconds, and the volume resistivity of the cured product was measured. Vertical volume resistivity: Paste is applied on a copper frame, and a 2 × 2 mm copper plate is cured on a hot plate at 150 ° C. for 30 seconds. Then, the voltage between the copper plate surface and the copper frame is determined, and the vertical volume of the cured product is obtained therefrom. The resistivity was calculated. 250 ° C. hot adhesive strength: A 2 mm square silicon chip was mounted on a copper frame using a paste and cured on a 150 ° C. hot plate for 30 seconds. After curing, the die shear strength at 250 ° C. under heat was measured using a push-pull gauge. Spreadability: The paste was applied to a copper frame and left at room temperature for 1 hour to evaluate whether the paste spread to the edge of the chip when the silicon chip was mounted. Overall evaluation: Good for all of the viscosity, volume resistivity, and adhesive strength under heat was rated as Good, and even one that was unsatisfactory was rated as Poor.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】比較例1〜10 表3及び表4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。比較例1は、アクリル
樹脂2が全樹脂成分中50重量%を越えたため、硬化に
おいて充分な接着強度を得られなかった。比較例2は、
アクリル樹脂1、2及びメタクリル樹脂1を使用しない
ため、硬化において充分な接着強度を得られなかった。
比較例3、4は、アクリル樹脂1、2が50重量%を越
えたため、拡がり性が悪く、また満足な接着強度を得ら
れなかった。比較例5は、銀コートアルミ粉のみの場
合、銀粉が銀コートアルミ粉同士の接触を補助しないた
め体積抵抗率が低下した。比較例6は、銀粉のみであっ
た場合、ロール混練時に銀粉がつぶれ粘度が高くなっ
た。比較例7は、銀粉を球状のものを使用するかわりに
フレーク状のものを使用した場合、粘度が高くなり塗布
作業性、拡がり性が悪化した。比較例8は、銀コートア
ルミ粉の平均粒径が5μmを下回ったため、粘度が高く
作業性が著しく低下した。比較例9は、銀コートアルミ
粉の平均粒径が60μm越えたため、粘度が低く良好な
作業性は得ることはできるが、粘度が低いためフィラー
が沈降し易く電導性が低い結果となった。比較例10
は、エポキシのみを樹脂として用いた場合、アクリル樹
脂を用いた場合より硬化速度が遅いため、充分な接着強
度、電導性を得ることはできなかった。
Comparative Examples 1 to 10 Conductive resin pastes were prepared in exactly the same manner as in the examples with the mixing ratios shown in Tables 3 and 4. In Comparative Example 1, since the acrylic resin 2 exceeded 50% by weight of the total resin components, sufficient adhesive strength could not be obtained in curing. Comparative Example 2
Since acrylic resins 1 and 2 and methacrylic resin 1 were not used, sufficient adhesive strength could not be obtained in curing.
In Comparative Examples 3 and 4, since the acrylic resins 1 and 2 exceeded 50% by weight, spreadability was poor and satisfactory adhesive strength could not be obtained. In Comparative Example 5, when only the silver-coated aluminum powder was used, the volume resistivity was lowered because the silver powder did not assist the contact between the silver-coated aluminum powders. In Comparative Example 6, when only silver powder was used, the silver powder was crushed at the time of roll kneading and the viscosity was increased. In Comparative Example 7, when a flake-shaped silver powder was used instead of a spherical silver powder, the viscosity was increased and the coating workability and spreadability were deteriorated. In Comparative Example 8, since the average particle size of the silver-coated aluminum powder was less than 5 μm, the viscosity was high and the workability was significantly reduced. In Comparative Example 9, since the average particle size of the silver-coated aluminum powder exceeded 60 μm, good workability could be obtained with a low viscosity, but the low viscosity resulted in easy precipitation of the filler and low conductivity. Comparative Example 10
When using only epoxy as the resin, the curing speed was slower than when using an acrylic resin, so that sufficient adhesive strength and electrical conductivity could not be obtained.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】[0026]

【表4】 [Table 4]

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の導電性樹脂ペーストは半導体素
子と金属フレーム間の導電性が良好で、尚かつダイボン
ディング時のペーストの濡れ拡がり性が良好で、更にナ
トリウム、塩素などのイオン性不純物が少なく銅、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。
The conductive resin paste of the present invention has good conductivity between the semiconductor element and the metal frame, has good wet spreadability of the paste during die bonding, and further has ionic impurities such as sodium and chlorine. Less copper, 42
It can be used for bonding semiconductor elements such as ICs and LSIs to metal frames such as alloys, ceramic substrates, and organic substrates such as glass epoxy.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年3月25日[Submission date] March 25, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【化1】 Embedded image

【化2】 Embedded image

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0010】[0010]

【化1】 Embedded image

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0011】[0011]

【化2】 Embedded image

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)平均粒径が5〜60μmの銀コー
トアルミ粉、(B)平均粒径が0.5〜15μmの銀
粉、(C)一般式(1)又は(2)で示されるアクリル
樹脂またはメタアクリル樹脂が全樹脂成分中0.1〜5
0重量%である樹脂成分、並びに(D)有機過酸化物を
必須成分として、該成分中に銀コートアルミ粉(A)が
10〜90重量%、銀粉(B)が5〜85重量%含まれ
ており、尚かつ(A)+(B)が75〜97重量%であ
ることを特徴とする導電性樹脂ペースト。
(A) silver-coated aluminum powder having an average particle size of 5 to 60 μm, (B) silver powder having an average particle size of 0.5 to 15 μm, (C) represented by the general formula (1) or (2). Acrylic resin or methacrylic resin in the total resin component is 0.1 to 5
A resin component of 0% by weight, and (D) an organic peroxide as essential components, containing 10 to 90% by weight of silver-coated aluminum powder (A) and 5 to 85% by weight of silver powder (B). A conductive resin paste, wherein (A) + (B) is 75 to 97% by weight.
【請求項2】 請求項1記載の導電性樹脂ペーストを用
いた半導体装置。 【化1】 【化2】
2. A semiconductor device using the conductive resin paste according to claim 1. Embedded image Embedded image
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