JPH02147687A

JPH02147687A - 耐熱性導電接着剤

Info

Publication number: JPH02147687A
Application number: JP29959588A
Authority: JP
Inventors: Yasuko Imagawa; 今川　康子; Teru Okunoyama; 奥野山　輝
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1990-06-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野ン本発明は、ポリイミド系で耐熱性に優れ、特に半導体素
子の接着用として好適な耐熱性導電接着剤に関する。

（従来の技術）導電性の接着剤は、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子を絶縁
基板やリードフレーム等の電極に接着するために使用さ
れており、従来はエポキシ樹脂を主成分とする導電性接
着剤が一般であった。

しかしながら、半導体素子の焼付接着時あるいはリード
金線の接合時において、接着剤が熱によって変質するこ
とや、ガラス等封着剤を用い極めて高温で封止する半導
体装置の場合には、従来のエポキシ樹脂を主成分とする
導電接着剤は種々のトラブルが発生し、大きな問題とな
っていた。

また、従来の接着剤は、ボイドやクラックが発生しやす
いという欠点もあった。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、耐熱性
、接着性に優れ、またボイドやクラックの発生がなく、
半導体素子等の接着に好適な耐熱性導電接着剤を提供し
ようとするらのである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を
重ねた結果、後述する組成の導電接着剤がこの目的を達
成し、従来の問題点が解決されることを見いだし、本発
明を完成した・ものである。

すなわち、本発明は、（Ａ）一般式（但し５式中ｒＲｎは整数を表し、構成要素、Ｒ２及びＲ３のモル比
ｒｅ／ｎが９９／１〜７０／　３０の範囲内にある）で
示されるポリイミド樹脂、（Ｂ）導電性粉末及び（Ｃ）溶剤を必須成分とすることを特徴とする耐熱性導電接着剤で
ある。

本発明に用いる（Ａ）ポリイミド樹脂としては、前記し
た一般式を有するもので酸成分とジアミン成分とを反応
させて得られる。　酸成分（Ｒ’を構成する）としては
、３．３′、　４．４’−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸、その無水物又はその低級アルキルエステルが用い
られる。　また、Ｒ２を構成するジアミン成分としては
、４，４′−ジアミノ−３３′−ジエチル−５，５′−
ジメチルジフェニルメタンが、ＲＪを構成するジアミン
成分としては、１，３−ビス（γ−アミノプロピル’）
　−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンがそれ
ぞれ用いられる。　これらＲ２、Ｒ３の両成分の割合は
、Ｒ’　／Ｒ３のモル比ｎ／ｎが９９／１〜７０／３ｏ
の範囲内にあり、ブロックとして或いはランダムに重合
している。　モル比が７０７３０未満であると耐熱性が
悪化し、まな９９／１を超えると密着性が悪化する傾向
があるので好ましくない。

ポリイミド樹脂を製造するには、前述した所定割合のジ
アミン成分を非プロトン系極性溶剤に溶解し、次に前述
した酸成分を加え、−２０〜５０″Ｃで１〜１０時間反
応させてポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸を
得る。　これを無水＃酸、ピリジン系によって化学的に
脱水環化させるが、ｔなは１５０〜２３０℃で熱的に環
化させてポリイミドｔ！！脂を製造する。

本発明に用いる（Ｂ）導電性粉末としては、通常使用さ
れる導電性粉末が広く使用できる。　例えば銅、銀、錫
、亜鉛、ニッケル等の金属粉末が挙げられ、これらは単
独又は２種以上混合して使用する。　これらの中でも導
電性を考慮すれば銀粉末が多く使用される。　また導電
性粉末の形状については特に限定されることはなく、フ
レーク状、或いは球状等が有効に使用される。

本発明に用いる（Ｃ）溶剤としては、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド、ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジメチ
ルスルホオキシド等が挙げられ、これらは単独又は２種
以上混合して使用する。

本発明の耐熱性導電接着剤は（Ａ）ポリイミド樹脂、＜
８＞導電性粉末（Ｃ）溶剤を必須成分としているが必要
に応じて無機質充填剤、顔料、カーボンブラック、チク
ソ剤、消泡剤、カップリング剤等を適宜配合することが
できる。

本発明の耐熱性導電接着剤の各成分の配合割合は、導電
性粉末１００重量部に対してポリイミド樹脂１０〜５０
重量部、また溶剤０．１〜５０重量部配合することが望
ましい。　ポリイミド樹脂の配合波がｉｏ′ｆｊＬ量部
未満では決着力が悪化するので好ましくない、　また５
０重量部を超えると導電性が悪化するので好ましくない
。　溶剤の配合量が０．１重量部未満では作業性が悪く
なるので好ましくない。

また５０重量部を超えると導電性粉末が沈降しやすくな
るので好ましくない。

以上の各成分は、それらを所定の割合に加えて十分混合
すれば、極めて容易に耐熱性導電接着剤を製造すること
ができる。

こうして製造される耐熱性導電接着剤は塗布性能が優れ
ており、スクリーン印刷、デイスペンサ塗布等の方法に
よって絶縁基板やリードフレームに塗布することができ
る。　またフィルムシート状に成形することも可能な上
に、そのシートは優れた強度を持つ利点がある。　この
焼成は種々な条件で行うことが可能であるが、・好まし
くは１００〜２００℃で３０〜６０分間が適当である。

　この接着剤はセラミック、合成樹脂、ガラス等いずれ
のものに対しても優れた接着力があり、また銀、パラジ
ウム、白金又は金のｔＮ！に対しても浸れた接着強度を
示している。

（作用）本発明の耐熱性導電接着剤は特定のポリイミド樹脂を使
用したことによって優れた接着力を示すものである。

〈実施例）次に本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例　１三ロフラスコに乾燥窒素を通じてフラスコ内を！検した
後、４．４′−ジアミノ−３，３′−ジエチル−５゜５
′−ジメチルジフェニルメタン２５．３　ｇ、および１
゜３−ビス（γアミノプロピル）　Ｊ、１．３．３−テ
トラメチルジシロキサン２．４８　ａを入れ、これにＮ
−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）２５３１を加えて
溶解しな、　溶解後、０℃に冷却し撹拌しながら、３．
３’　、４．４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無
水物（ＢＴＤＡ　）　３２１　ｇを加えた。　反応によ
る発熱を氷水中でおさえながら６時間攪拌を続けて反応
させた。　次いで、反応溶液に親水剤である無水酢酸４
０．８　ｒａｌ　、およびピリジン４，０１を加え、１
００℃で酢酸を留出させなから閉環反応を３時間行うな
、　その後、無水酢酸ととリジンを減圧下で留出除去さ
せてイミド化した。

反応後、反応溶液をメタノールと水の混合溶液に投入し
て、ポリイミド命脂を析出させた。　析出物を乾燥し、
黄色のポリイミド樹脂粉末（固有粘度−１ｎｔｒｉｎｓ
ｉｃ　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　Ｏ，５ｄｌ、／ｇ　）を得
た。

得られたポリイミド樹脂粉末１５　Ｇに、銀粉７０　（
１、ジエチレングリコールジメチルエーテル６０　ｑ、
およびチクソ剤１．Ｏｇを加えて十分混練し、■（熱性
導電接着剤を製遺しな。

実施例　２三ロフラスコに乾燥窒素を通じてフラスコ内を置換した
後、４，４′−ジアミノ−３，３′−ジエチル−５゜５
′−ジメチルジフェニルメタン２６．８　ｇ、および１
゜３−ビス（γアミノプロピル）　−１，１，３，３−
テトラメチルジシロキサン１．２４０を入れ、これにＮ
−メチルー２−ピロリドン（ＮＭＰ）２５３ｉ１を加え
て溶解した。　溶解後、０℃に冷却し攪拌しながら、３
．３”、　　４．４’−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸無水物（ＢＴＤＡ）３２．１　ａを加えた。　反応に
よる発熱を氷水中でおさえながら６時間撹拌を続けて反
応させた。　次いで、反応溶液に脱水剤である無水酢酸
４０．８１、およびピリジン４．０１を加え、１００℃
で酢酸を留出させなから閉環反応を３時間行った。　そ
の後、無水酢酸とピリジンを減圧下で留出除去させてイ
ミド化した。

反応後、反応溶液をメタノールと水の混合溶液に投入し
て、ポリイミド樹脂を析出させた。　析出物を乾燥し、
黄色のポリイミド樹脂粉末（固有粘度０．５　ｄｉ　／
Ｑ　）を得た。　得られたポリイミド樹脂粉末１５ｇに
、銀粉７００、ジエチレングリコールジメチルエーテル
６０　ｇ、およびチクソ剤１．０９を加えて十分混練し
、耐熱性導電接着剤を製造した。

実施例　３三ロフラスコに乾燥窒素を通じてフラスコ内を置換した
後、４，４′−ジアミノ−３，３′−ジエチル−５゜５
′−ジメチルジフェニルメタン２３．９　（１、および
１３−ビス（γアミノグロビル）　−１，１，３，３−
テトラメチルジシロキサン３，７ｇを入れ、これにＮ−
メチル−２−ピロＩＬトン（ＮＭＰ）２５３ｍｌを加え
て溶解した。　溶解後、０℃に冷却し攪拌しながら、３
．３′、４．４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無
水物（ＢＴＤＡ　）　３２．ｔ　ｏを加えた。　反応に
よる発熱を氷水中でおさえながら６時間攪拌を続けて反
応させた。　次いで、反応溶液に脱水剤である無水酢酸
４０．８１、およびピリジン４．０１を加え、１００℃
で酢酸を留出させながら閉環反応を３時間行った。　そ
の後、無水酢酸とピリジンを減圧下で留出除去させてイ
ミド化しな。

反応後、反応溶液をメタノールと水の混合溶液に投入し
て、ポリイミド樹脂を析出させた。　析出物を乾燥し、
黄色のポリイミド樹脂粉末（固有粘度０．５　ｄｌ　／
（Ｊ　）を得た。　得られたポリイミド樹脂粉末１５　
Ｑに、銀粉７０　ｇ、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル６０ｇ、およびチクソ剤１．０ｇを加えて十分混
練し、耐熱・主導電接着剤を製造した。

比較例　１ピロメリット酸無水物とジアミノジフェニルエーテルと
の等モルより誘導されたポリアミド酸１５ｇ、銀粉７０
ｇ、およびＮ−メチル−２−ピロリドン６０ｇを加えて
十分混練して耐熱性導電接着剤を製造した。

比較例　２ピロメリットＭ無水物とジアミノジフェニルメタンとの
等モルより誘導されたポリアミドｖｉ１５ｇ、銀粉７０
Ｑ、およびＮ−メチル−２−ピロリドン６０（７を加え
、十分混練して耐熱性導電接着剤を製造した。

実施例１〜３および比較例１．２で得られた耐熱性導電
接着剤を、デイスペンサーによって４２７０イ製リード
フレーム上に塗布し、更に接着剤上にＩＣチップを付着
させ、所定の硬化温度および硬化時間で硬化させたもの
について、ボイド、クラック発生の有無、接着強度を試
験したので、その結果を第１表に示しな、　本発明の耐
熱性導電接着剤は、ボイドやクラックの発生がなく、ま
た接着強度が優れていることが確認された。

第１表＊１：６ｉＩ口のＩＣチップを接着剤上に載せ３００”
Ｃ，６０分間焼成した後におけるボイドおよびクラック
の発生の有無を調査し、た。

Ｘ、Δ、０はその順に良好であることを示す。

＊２：６ｎｍ口のＩＣチップを接着剤上に載せ３００℃
、６０分間焼成した後におけるＩＣチップと接着剤との
境界層密着性を表すもので、チップの側面にプッシュプ
ルゲージを押しあてて破壊する強度を測定した。

［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
耐熱性導電接着剤は、特定のポリイミド樹脂成分のため
に、耐熱性、接着性に優れているとともに、ボイドやク
ラックの発生がなく、半導体素子等の接着やガラス封止
パラゲージ方式の場合の接着に好適なものである。

Claims

【特許請求の範囲】１　（Ａ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中Ｒ＾１は▲数式、化学式、表等があります▼を、Ｒ＾２は▲数式、化学式、表等があります▼をＲ＾３は▲数式、化学式、表等があります▼を、ｍ、ｎは整数を表し、構成要素、Ｒ＾２及びＲ＾３のモ
ル比ｍ／ｎが９９／１〜７０／３０の範囲内にある）で
示されるポリイミド樹脂、（Ｂ）導電性粉末及び（Ｃ）溶剤を必須成分とすることを特徴とする耐熱性導電接着剤。