JPH06151480A - Conductive resin paste and semiconductor device - Google Patents
Conductive resin paste and semiconductor deviceInfo
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- JPH06151480A JPH06151480A JP4303684A JP30368492A JPH06151480A JP H06151480 A JPH06151480 A JP H06151480A JP 4303684 A JP4303684 A JP 4303684A JP 30368492 A JP30368492 A JP 30368492A JP H06151480 A JPH06151480 A JP H06151480A
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- H01L2924/351—Thermal stress
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は導電性樹脂ペースト、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およびこれ
を用いた半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive resin paste, more specifically, a conductive resin suitable for adhering semiconductor elements such as IC and LSI to substrates such as lead frames, ceramic wiring boards and glass epoxy wiring boards. The present invention relates to a paste and a semiconductor device using the paste.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子とリ
ードフレーム等の基板との接着（ダイボンディング）に
は、導電性樹脂ペーストが主に使用されている。しか
し、半導体産業の急速な進歩に伴い、大型半導体素子と
リードフレーム等の基板との熱膨脹係数の違いによる熱
応力の問題が顕在化しており、これを解決する手段とし
て、導電性樹脂ペーストに（１）カルボン酸末端ポリブ
タジエンを添加する方法（特開昭６２−１９９６６９号
公報）、（２）エポキシ化ポリブタジエンを加える方法
（特開昭６３−１６１０１５号公報）、（３）アミノ基
または水酸基を有するジメチルシロキサン化合物を加え
る方法（特開昭６３−１０１０４号公報）等が行われて
いる。しかしながら、（１）の方法ではカルボン酸末端
ポリブタジエン変性エポキシ樹脂の分子量が大きいた
め、導電性樹脂ペーストの塗布作業性が悪く、また
（２）の方法ではエポキシ化ポリブタジエンの硬化性が
低いため短時間で硬化するのが困難で生産性に劣り、さ
らに（３）の方法ではジメチルシロキサン化合物とエポ
キシ樹脂との相溶性が悪いため、導電性ペーストの保存
中に分離を起こす等の欠点がある。2. Description of the Related Art In recent years, conductive resin paste has been mainly used for bonding (die bonding) between semiconductor elements such as IC and LSI and substrates such as lead frames. However, with the rapid progress of the semiconductor industry, the problem of thermal stress due to the difference in the coefficient of thermal expansion between a large semiconductor element and a substrate such as a lead frame has become apparent. As a means for solving this, conductive resin paste ( 1) A method of adding carboxylic acid terminated polybutadiene (JP-A-62-199669), (2) a method of adding epoxidized polybutadiene (JP-A-63-161015), and (3) having an amino group or a hydroxyl group. A method of adding a dimethyl siloxane compound (Japanese Patent Laid-Open No. 63-10104) is used. However, in the method (1), the workability of applying the conductive resin paste is poor because the molecular weight of the carboxylic acid-terminated polybutadiene-modified epoxy resin is large, and in the method (2), the curability of the epoxidized polybutadiene is low, so that the coating time is short. However, the method (3) has a poor compatibility between the dimethylsiloxane compound and the epoxy resin, and thus has a drawback that the conductive paste is separated during storage.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
技術の問題点を解決し、作業性、硬化性および相溶性に
優れるとともに、熱応力の緩和効果に優れた導電性樹脂
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。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, is excellent in workability, curability and compatibility, and is also a conductive resin paste having an excellent effect of relaxing thermal stress, and the same. The present invention provides a semiconductor device using.
【０００４】[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、（Ｃ）導電性フィラーおよび必要
に応じて（Ｄ）希釈剤を含む導電性樹脂ペーストにおい
て、エポキシ樹脂（Ａ）が１分子中に２個以上のエポキ
シ基を有するエポキシ樹脂、脂肪族モノカルボン酸及び
カルボキシル基を有するポリジメチルシロキサン化合物
の反応生成物である導電性樹脂ペーストおよびこの導電
性樹脂ペーストで半導体素子と基板とを接着した後、封
止してなる半導体装置に関する。The present invention provides a conductive resin paste containing (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a conductive filler, and optionally (D) a diluent. A conductive resin paste (A) is a reaction product of an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, an aliphatic monocarboxylic acid, and a polydimethylsiloxane compound having a carboxyl group, and this conductive resin paste. The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor element and a substrate are bonded together and then sealed.
【０００５】本発明に用いられる１分子中に２個以上の
エポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、（１）例え
ば、油化シェルエポキシ社製商品名エピコート８２８、
エピコート１００１、三井石油化学社製商品名Ｒ−１７
１０、東都化成社製商品名ＹＤＦ−１７０、日本化薬社
製商品名ＥＢＰＳ−３００などのビスフェノールＡ、ビ
スフェノールＡＤ、ビスフェノールＦ、ビスフェノール
Ｓ等のジグリシジルエーテル、（２）例えば、ダウケミ
カル社製商品名ＤＥＮ−４３８、東都化成社製商品名Ｙ
ＤＣＮ−７０２、ＹＤＣＮ−７０４などのフェノールノ
ボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のポリグリ
シジルエーテル、（３）例えば、下記の構造式（Ｉ）The epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule used in the present invention includes (1) for example, Epicoat 828 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.
Epicoat 1001, Mitsui Petrochemical Co., Ltd., trade name R-17
10, diglycidyl ethers such as bisphenol A, bisphenol AD, bisphenol F, bisphenol S, etc. such as YDF-170 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd. and EBPS-300 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., (2) For example, manufactured by Dow Chemical Co. Product name DEN-438, product name Y manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.
Phenolic novolac resins such as DCN-702 and YDCN-704, polyglycidyl ethers such as cresol novolac resins, (3) For example, the following structural formula (I)
【化１】 （ｎは０または正の整数である）で表される油化シェル
エポキシ社製商品名１０３２Ｈ、日本化薬社製ＥＰＰＮ
−５０１Ｈ、ダウケミカル社製商品名ＴＡＣＴＩＸ−７
４２、下記の構造式（II）[Chemical 1] (N is 0 or a positive integer) represented by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., trade name 1032H, Nippon Kayaku Co., Ltd. EPPN
-501H, trade name TACTIX-7 manufactured by Dow Chemical Company
42, the following structural formula (II)
【化２】 で表される三井石油化学社製商品名ＶＧ−３１０１、下
記の構造式（III）[Chemical 2] Mitsui Petrochemical Co., Ltd., trade name VG-3101, represented by the following structural formula (III)
【化３】 で表される油化シェルエポキシ社製商品名１０３１Ｓな
どの多価フェノールポリグリシジルエーテル、（４）例
えば、下記の構造式（IV）[Chemical 3] Polyhydric phenol polyglycidyl ether such as trade name 1031S manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (4) For example, the following structural formula (IV)
【化４】 で表される大日本インキ化学工業社製商品名ＨＰ−４０
３２、下記の構造式（Ｖ）[Chemical 4] Product name HP-40 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.
32, the following structural formula (V)
【化５】 （ｍは１以上の整数である）で表される大日本インキ化
学工業社製商品名ＥＸＡ−４３００などのナフタレン骨
格を有するポリグリシジルエーテル、（５）例えば、Ｕ
ＣＣ社製商品名ＥＲＬ−４２０１、４２２１、ダイセル
化学工業社製商品名ＥＨＰＥ−３１５０などの脂環式エ
ポキシ樹脂等が挙げられる。[Chemical 5] A polyglycidyl ether having a naphthalene skeleton, such as a trade name EXA-4300 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. (m is an integer of 1 or more), (5) For example, U
Examples thereof include alicyclic epoxy resins such as ERL-4201, 4221 manufactured by CC Co., and EHPE-3150 manufactured by Daicel Chemical Industries.
【０００６】本発明に用いられる脂肪族モノカルボン酸
としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、クロトン酸、
酪酸、チグリン酸、ピバリン酸、吉草酸、ソルビン酸、
カプロン酸、２−エチル酪酸、ｔｅｒｔ−ブチル酢酸、
イソカプロン酸、ヘプタン酸、ヘプテン酸、２−オクテ
ン酸、カプリル酸、２−エチルヘキサン酸、２−プロピ
ルペンタン酸、２−ノネン酸、ノナン酸、２−デセン
酸、カプリン酸、ウンデシレン酸、ウンデシル酸、ラウ
リン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン
酸、パルミチン酸、２−ヘキシルデカン酸、ステアリン
酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、ヘ
プタデカン酸、ヘプタデセン酸、リノール酸、リノレン
酸、パリナリン酸、ノナデカン酸、アラキジン酸などが
挙げられる。これらのうち、熱応力の低減効果、溶剤や
他の樹脂との相溶性および導電性ペーストの低粘度化の
点から、炭素数６〜１８の側鎖状で二重結合を有する脂
肪族モノカルボン酸が好ましい。Examples of the aliphatic monocarboxylic acid used in the present invention include acetic acid, propionic acid, crotonic acid,
Butyric acid, tiglic acid, pivalic acid, valeric acid, sorbic acid,
Caproic acid, 2-ethylbutyric acid, tert-butylacetic acid,
Isocaproic acid, heptanoic acid, heptenoic acid, 2-octenoic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, 2-propylpentanoic acid, 2-nonenoic acid, nonanoic acid, 2-decenoic acid, capric acid, undecylenic acid, undecylic acid , Lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, 2-hexyldecanoic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, heptadecanoic acid, heptadecenoic acid, linoleic acid, linolenic acid, parinaric acid, nonadecanoic acid , Arachidic acid and the like. Among these, from the viewpoint of the effect of reducing thermal stress, the compatibility with solvents and other resins, and the reduction in viscosity of the conductive paste, an aliphatic monocarboxylic acid having 6 to 18 carbon atoms and having a double bond in a side chain. Acids are preferred.
【０００７】本発明に用いられるカルボキシル基を有す
るポリジメチルシロキサン化合物としては、特に制限は
なく、例えば下記の一般式（VI）The polydimethylsiloxane compound having a carboxyl group used in the present invention is not particularly limited, and for example, the following general formula (VI)
【化６】 （ｍは１以上の整数、ｎは０又は１以上の整数である）
で表されるポリジメチルシロキサン化合物、商品名とし
ては、例えばＸＣ−９６−Ａ１７６８、ＸＣ９６−Ａ２
４００（東芝シリコーン社製）、ＰＳ５６２（チッソ社
製） 下記の一般式（VII）[Chemical 6] (M is an integer of 1 or more, n is 0 or an integer of 1 or more)
Examples of the polydimethylsiloxane compound represented by are trade names such as XC-96-A1768 and XC96-A2.
400 (manufactured by Toshiba Silicone), PS562 (manufactured by Chisso) The following general formula (VII)
【化７】 （ｐ、ｍ、ｎは１以上の整数である）で表されるＴ構造
ポリジメチルシロキサン化合物、商品名としては、例え
ばＰＳ４０２（チッソ社製） 下記の一般式（VIII）[Chemical 7] T structure polydimethylsiloxane compound represented by (p, m, n are integers of 1 or more), and as a trade name, for example, PS402 (manufactured by Chisso Corporation), the following general formula (VIII)
【化８】 （ｐ、ｍ、ｎは１以上の整数である）で表されるＴ構造
ポリジメチルシロキサン化合物、商品名としては、例え
ばＰＳ４０９（チッソ社製）等があげられる。熱応力の
吸収の点から１分子中にカルボキシル基を２個有するポ
リジメチルシロキサン化合物が好ましい。[Chemical 8] The T structure polydimethylsiloxane compound represented by (p, m, and n are integers of 1 or more), and the trade name is, for example, PS409 (manufactured by Chisso Corporation). From the viewpoint of absorption of thermal stress, a polydimethylsiloxane compound having two carboxyl groups in one molecule is preferable.
【０００８】本発明においては、エポキシ樹脂（Ａ）と
して、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂、脂肪族モノカルボン酸およびカルボキシル基を
有するポリジメチルシロキサン化合物の反応生成物が用
いられる。導電性樹脂ペースト中に含まれる反応生成物
の硬化反応性から、１分子中に３個以上のエポキシ基を
有するエポシキ樹脂を用いるのが好ましい。In the present invention, a reaction product of an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, an aliphatic monocarboxylic acid and a polydimethylsiloxane compound having a carboxyl group is used as the epoxy resin (A). To be From the curing reactivity of the reaction product contained in the conductive resin paste, it is preferable to use epoxy resin having 3 or more epoxy groups in one molecule.
【０００９】１分子中に２個以上のエポシキ基を有する
エポキシ樹脂、脂肪族モノカルボン酸およびカルボキシ
ル基を有するポリジメチルシロキサン化合物の反応は、
必要に応じて溶剤の存在下、また必要に応じて触媒を添
加して１００〜１９０℃の温度で一定時間撹拌して行う
ことができる。反応の追跡は、水酸化カリウムのアルコ
ール溶液による酸価の滴定を行うことにより可能であ
る。必要に応じて添加される触媒としては、三級アミン
類、イミダゾール類、トリフェニルホスフィン等が用い
られ、また溶剤としては、導電性ペーストとしたときに
そのまま使用できる溶剤が好ましい。The reaction of an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, an aliphatic monocarboxylic acid and a polydimethylsiloxane compound having a carboxyl group is
It can be carried out by stirring in the presence of a solvent, if necessary, and by adding a catalyst, if necessary, at a temperature of 100 to 190 ° C. for a certain period of time. The reaction can be traced by titrating the acid value with an alcohol solution of potassium hydroxide. As the catalyst added as necessary, tertiary amines, imidazoles, triphenylphosphine and the like are used, and the solvent is preferably a solvent which can be used as it is when it is made into a conductive paste.
【００１０】１分子中に２個以上のエポキシ基を有する
エポキシ樹脂・脂肪族モノカルボン酸およびカルボキシ
ル基を有するポリジメチルシロキサン化合物の配合割合
は、硬化性、相溶性などの点から、エポキシ樹脂の１エ
ポキシ当量に対して脂肪族モノカルボン酸とカルボキシ
ル基を有するポリジメチルシロキサンとを合せて０．０
１〜０．４０カルボン酸当量とするのが好ましい。脂肪
族モノカルボン酸とカルボキシル基を有するポリジメチ
ルシロキサンの配合割合は、相溶性などの点から、脂肪
族モノカルボン酸１カルボン酸当量に対して、カルボキ
シル基を有するポリジメチルシロキサンを０．０１〜
０．５０カルボン酸当量の割合にするのが好ましい。The mixing ratio of the epoxy resin having two or more epoxy groups / aliphatic monocarboxylic acid and the polydimethylsiloxane compound having a carboxyl group in one molecule is such that the epoxy resin is mixed in terms of curability and compatibility. The total amount of aliphatic monocarboxylic acid and polydimethylsiloxane having a carboxyl group is 0.0 per 1 epoxy equivalent.
It is preferably 1 to 0.40 carboxylic acid equivalent. From the viewpoint of compatibility, the mixing ratio of the aliphatic monocarboxylic acid and the polydimethylsiloxane having a carboxyl group is from 0.01 to 100 parts by weight of the polydimethylsiloxane having a carboxyl group with respect to one carboxylic acid equivalent of the aliphatic monocarboxylic acid.
A ratio of 0.50 carboxylic acid equivalent is preferable.
【００１１】本発明においては、導電性樹脂ペーストの
硬化性を向上させる点から、エポキシ樹脂（Ａ）とし
て、上記反応生成物の他に上記した１分子中に２個以上
のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を併用するのが好ま
しい。In the present invention, from the viewpoint of improving the curability of the conductive resin paste, as the epoxy resin (A), an epoxy having two or more epoxy groups in one molecule in addition to the above reaction product. It is preferable to use a resin together.
【００１２】本発明に用いられる硬化剤（Ｂ）として
は、明和化成社製商品名Ｈ−１等のフェノールノボラッ
ク樹脂、三井東圧化学社製商品名ＸＬ−２２５等のフェ
ノールアラルキル樹脂、日本カーバイド社製商品名ＳＰ
−１０等のジシアンジアミド、日本ヒドラジン工業社製
商品名ＡＤＨ、ＩＤＨ、ＳＤＨ等の二塩基酸ジヒドラジ
ド、四国化成社製商品名キュアゾール２ＭＺ、２Ｅ４Ｍ
Ｚ、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ、２Ｅ４ＭＺ−ＡＺＩＮＥ、Ｃ11
Ｚ、Ｃ11Ｚ−ＣＮ、Ｃ11Ｚ−ＣＮＳ、Ｃ17Ｚ、２ＰＺ、
２Ｐ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳ、２ＰＺ−
ＯＫ、２ＭＡ−ＯＫ、２ＰＨＺ、２Ｐ４ＭＨＺ等のイミ
ダゾール類、北興化学社製商品名ＴＰＰＫ、ＥＭＺ−
Ｋ、サンアプロ社製商品名Ｕ−Ｃａｔ ５００２等の有
機ボロン塩、サンアプロ社製商品名ＤＢＵ、Ｕ−Ｃａｔ
１０２、１０６、８３０、３４０、ベンジルジメチル
アミン、トリ−２，４，６−ジメチルアミノメチルフェ
ノール等の三級アミン類やその塩アセチルアセトンアル
ミニウム、アセチルアセトンマグネシウム等のアセチル
アセトン金属塩などが挙げられる。これらは単独でまた
は２種以上を組み合わせて用いられる。硬化剤の使用量
は、導電性樹脂ペーストの可使時間を一定以上に保ち、
かつ実用的な硬化性を保持するのに充分な量とされる
が、通常、エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して
０．１〜２００重量部の範囲である。As the curing agent (B) used in the present invention, phenol novolac resin such as H-1 manufactured by Meiwa Kasei Co., phenol aralkyl resin such as XL-225 manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., or Nippon Carbide. Company product name SP
-10, etc., dicyandiamide, Nippon Hydrazine Industry Co., Ltd. trade name ADH, IDH, SDH, etc. dibasic acid dihydrazide, Shikoku Kasei Co., Ltd. trade name Curezol 2MZ, 2E4M
Z, 2E4MZ-CN, 2E4MZ-AZINE, C 11
Z, C 11 Z-CN, C 11 Z-CNS, C 17 Z, 2PZ,
2P4MZ, 2PZ-CN, 2PZ-CNS, 2PZ-
Imidazoles such as OK, 2MA-OK, 2PHZ, 2P4MHZ, trade names TPPK, EMZ- manufactured by Kitako Chemical Co., Ltd.
K, an organic boron salt such as U-Cat 5002 manufactured by San-Apro Co., Ltd., DBU, U-Cat manufactured by San-Apro Co., Ltd.
102, 106, 830, 340, tertiary amines such as benzyldimethylamine, tri-2,4,6-dimethylaminomethylphenol and salts thereof, and acetylacetone metal salts such as acetylacetone aluminum and acetylacetone magnesium. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of curing agent used is to keep the pot life of the conductive resin paste above a certain level.
The amount is sufficient to maintain practical curability, but is usually in the range of 0.1 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin (A).
【００１３】本発明に用いられる導電性フィラー（Ｃ）
としては、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、鉄、
ステンレス等の導電性金属の微小粉等が挙げられるが、
これらのうち純度が高く、安定性のよい銀粉が好まし
い。これらを適宜混合して用いてもよく、また導電性を
失わない範囲で無機絶縁物を混合することも可能であ
る。導電性フィラーの形状には特に限定はなく、フレー
ク状、樹枝状、球状等のフィラーを単独でまた混合して
用いることができる。市販品としては徳力化学研究所製
シルベストＴＣＧ−１（銀粉）などが挙げられる。導電
性フィラー（Ｃ）の使用量は、通常、エポシキ樹脂
（Ａ）および硬化剤（Ｂ）との総量１００重量部に対し
て１００〜１０００重量部の範囲である。Conductive filler (C) used in the present invention
As gold, silver, copper, nickel, aluminum, iron,
Examples include fine powder of conductive metal such as stainless steel,
Of these, silver powder having high purity and good stability is preferable. These may be appropriately mixed and used, and it is also possible to mix an inorganic insulator within a range in which conductivity is not lost. The shape of the conductive filler is not particularly limited, and flaky, dendritic, spherical fillers can be used alone or as a mixture. Examples of commercially available products include Silvest TCG-1 (silver powder) manufactured by Tokuriki Kagaku Kenkyusho. The amount of the conductive filler (C) used is usually in the range of 100 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin (A) and the curing agent (B).
【００１４】本発明に用いられる希釈剤（Ｄ）には、特
に制限はないが、エポシキ樹脂、脂肪族モノカルボン酸
およびカルボキシル基を有するポリジメチルシロキサン
化合物との反応生成物、硬化剤等との相溶性に優れ、か
つ樹脂ペーストの作業性からある程度揮発しにくい沸点
を有するものが好ましい。このような希釈剤として、例
えばブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、
カルビトール、カルビトールアセテート、エチレングリ
コールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチル
エーテル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールア
セテート、α−テルピネオール、ジアセトンアルコール
などの有機溶剤、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ｔ
ｅｒｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ｐ−ｓｅ
ｃ−ブチルフェニルグリシジルエーテルなどの反応性を
有するモノグリシジルエーテル、ＫＢＭ−４０３，ＬＳ
−７９７０（信越化学社製商品名）、ＴＳＬ−８３５
０、ＴＳＬ−８３５５、ＴＳＬ−９９０５（東芝シリコ
ーン社製商品名）、ＰＧＥ（日本化薬社製商品名）、Ｐ
Ｐ１０１（東都化成社製商品名）、ＹＥＤ−１２２（油
化シェルエポキシ社製商品名）、ＥＤ−５０２、ＥＤ−
５０３（旭電化社製商品名）などの１分子中に１〜２個
のエポキシ基を有する反応性希釈剤が挙げられる。これ
らは単独でまたは２種以上組み合わせて用いられる。希
釈剤（Ｄ）の使用量は、通常、エポキシ樹脂（Ａ）およ
び硬化剤（Ｂ）の総量１００重量部に対して０〜８００
重量部である。The diluent (D) to be used in the present invention is not particularly limited, but is used together with an epoxy resin, a reaction product of an aliphatic monocarboxylic acid and a polydimethylsiloxane compound having a carboxyl group, a curing agent and the like. It is preferable to use one having a boiling point that is excellent in compatibility and hardly volatilizes to some extent in view of workability of the resin paste. Examples of such diluents include butyl cellosolve, butyl cellosolve acetate,
Organic solvents such as carbitol, carbitol acetate, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, α-terpineol, diacetone alcohol, phenylglycidyl ether, pt
ert-butylphenyl glycidyl ether, p-se
Monoglycidyl ether having reactivity such as c-butylphenyl glycidyl ether, KBM-403, LS
-7970 (trade name of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), TSL-835
0, TSL-8355, TSL-9905 (trade name of Toshiba Silicone Co., Ltd.), PGE (trade name of Nippon Kayaku Co., Ltd.), P
P101 (trade name of Toto Kasei Co., Ltd.), YED-122 (trade name of Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), ED-502, ED-
Examples thereof include reactive diluents having 1 to 2 epoxy groups in one molecule such as 503 (trade name of Asahi Denka Co., Ltd.). These may be used alone or in combination of two or more. The amount of the diluent (D) used is usually 0 to 800 based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin (A) and the curing agent (B).
Parts by weight.
【００１５】本発明の導電性樹脂ペーストには、、シラ
ンカップリング剤、チタンカップリング剤などの接着力
向上剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、
シリコーン油などの濡れ向上剤、消泡剤等を適宜加える
ことができる。The conductive resin paste of the present invention includes an adhesiveness improving agent such as a silane coupling agent and a titanium coupling agent, a nonionic surfactant, a fluorochemical surfactant,
A wetting improver such as silicone oil, an antifoaming agent and the like can be added as appropriate.
【００１６】本発明の導電性樹脂ペーストは、例えば、
１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹
脂、脂肪族モノカルボン酸及びカルボキシル基を有する
ポリジメチルシロキサン化合物の反応生成物、必要に応
じて１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ
樹脂、硬化剤（Ｂ）および必要に応じて希釈剤（Ｄ）
を、同時にまたは別々に必要に応じて加熱処理を加えな
がら撹拌、溶解または解粒、混合、分散させ、これらの
混合物に導電性フィラー（Ｃ）を加えて混合、撹拌、分
散させて得られる。混合、溶解、分散等の装置には特に
制限はないが、例えば撹拌装置、加熱装置を備えたフラ
スコ反応釜、ライカイ機、３本ロール、ボールミル、プ
ラネタリーミキサー等を用いることができ、これらを適
宜組み合わせてもよい。The conductive resin paste of the present invention is, for example,
Epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, reaction product of aliphatic monocarboxylic acid and polydimethylsiloxane compound having carboxyl group, and optionally two or more epoxy groups in one molecule Epoxy resin, curing agent (B) and, if necessary, diluent (D)
Are simultaneously, or separately, stirred, dissolved or pulverized, mixed and dispersed while adding a heat treatment as necessary, and the conductive filler (C) is added to these mixtures to be mixed, stirred and dispersed. There are no particular restrictions on the device for mixing, dissolving, dispersing, and the like, but for example, a flask reaction kettle equipped with a stirrer, a heating device, a Likai machine, three rolls, a ball mill, a planetary mixer, etc. can be used. You may combine suitably.
【００１７】本発明の導電性樹脂ペーストを用いて半導
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の
ち、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。In order to bond a semiconductor element to a substrate such as a lead frame using the conductive resin paste of the present invention, first, the conductive resin paste is applied on the substrate by a dispensing method, a screen printing method, a stamping method or the like. Alternatively, the semiconductor element may be pressure-bonded and then heated and cured by using a heating device such as an oven or a heat block. Further, after the wire bonding process, the semiconductor device is completed by sealing by a usual method.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明す
る。 実施例１ ３官能エポキシ樹脂ＴＡＣＴｌＸ−７４２（ダウケミカ
ル社製商品名）５０ｇおよびカプリル酸（試薬）８．０
ｇにカルボキシル基を有するポリジメチルシロキサン化
合物ＸＣ９６−Ａ２４００（東芝ケミカル社製商品名）
２．４ｇを加えて１２０℃で撹拌し、一定時間毎にサン
プリングを行い、水酸化カリウムアルコール溶液による
酸価測定による反応率が９５％以上となった時点で室温
まで冷却し、これにブチルセロソルブアセテート（試
薬）５０ｇを加えて５０℃に加熱して撹拌し、エポキシ
樹脂溶液を得た。このエポキシ樹脂３０ｇに、ノボラッ
クフェノール樹脂Ｈ−１（明和化成社製商品名）６０ｇ
およびブチルセロソルブアセテート４０ｇを１００℃で
加熱溶解したフェノール樹脂溶液１２．０ｇを加え、さ
らにシルベストＴＣＧ−１（銀粉、徳力化学研究所製商
品名）９５ｇおよびキュアゾール２ＰＨＺ（イミダゾー
ル、四国化成製商品名）１．０ｇを加え、ライカイ機お
よび３本ロールを用いて混練し均一な導電性樹脂ペース
トを得た。得られた導電性樹脂ペーストの特性（粘度、
体積抵抗率、室温と３５０℃における接着強さ、チップ
の反り）を調べ、その結果を表１に示す。 実施例２〜７、比較例１〜３ 実施例１において表１に示す配合とした以外は、実施例
１と同様にしてそれぞれの導電性樹脂ペーストを得、そ
の特性の測定結果を表１に示す。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. Example 1 50 g of a trifunctional epoxy resin TACTlX-742 (trade name of Dow Chemical Co.) and caprylic acid (reagent) 8.0
Polydimethylsiloxane compound XC96-A2400 having a carboxyl group in g (trade name of Toshiba Chemical Co.)
2.4 g was added and stirred at 120 ° C., and sampling was carried out at regular intervals, and when the reaction rate by acid value measurement with a potassium hydroxide alcohol solution reached 95% or higher, it was cooled to room temperature, and butyl cellosolve acetate was added thereto. (Reagent) 50 g was added and heated to 50 ° C. and stirred to obtain an epoxy resin solution. To 30 g of this epoxy resin, 60 g of novolac phenol resin H-1 (trade name, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)
And 12.0 g of a phenol resin solution obtained by heating and dissolving 40 g of butyl cellosolve acetate at 100 ° C., and further 95 g of Silvest TCG-1 (silver powder, trade name manufactured by Tokuriki Kagaku Kenkyusho) and Curezol 2PHZ (trade name of imidazole, Shikoku Kasei) 1 0.0 g was added, and the mixture was kneaded using a liquor machine and a three-roll mill to obtain a uniform conductive resin paste. Characteristics of the obtained conductive resin paste (viscosity,
The volume resistivity, the adhesive strength at room temperature and 350 ° C., and the warp of the chip) were examined, and the results are shown in Table 1. Examples 2 to 7, Comparative Examples 1 to 3 Each conductive resin paste was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition shown in Table 1 in Example 1 was used, and the measurement results of the characteristics are shown in Table 1. Show.
【００１９】[0019]
【表１】 [Table 1]
【００２０】〈特性の測定方法〉 （１）粘度：東京計器社製ＥＨＤ型回転粘度計を用い、
３°コーンロータをセットして２５℃、０．５ｒｐｍで
の測定値を得た。 （２）体積抵抗率：導電性樹脂ペーストをスライドガラ
ス上に幅２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍとなるように塗布し、
これを１８０℃のオーブンで１時間加熱硬化させ、ホイ
ートストンブリッジを用いて抵抗を測定し、下記式によ
り体積抵抗率ρvを算出した。<Method of measuring characteristics> (1) Viscosity: EHD type rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.
A 3 ° cone rotor was set and a measured value at 25 ° C and 0.5 rpm was obtained. (2) Volume resistivity: A conductive resin paste is applied on a slide glass so as to have a width of 2 mm and a thickness of 0.1 mm,
This was heat-cured in an oven at 180 ° C. for 1 hour, the resistance was measured using a Wheatstone bridge, and the volume resistivity ρ v was calculated by the following formula.
【数１】 （３）接着強さ：２×２ｍｍに切断したＳｉ−チップ
を、銀メッキ付銅フレーム上に導電性樹脂ペーストを用
いて圧着させ、２００℃のヒートブロックで２分間加熱
硬化させ試験片とした。この室温および３５０℃加熱時
の剪断接着強さをプッシュプルゲージ（アイコー エン
ジニアリング社製）を用いて測定した。 （４）チップの反り：５×１３ｍｍに切断したシリコン
チップを、銀メッキ付銅フレーム上に導電性樹脂ペース
トを用いて圧着させ、１８０℃のオーブンで１時間接着
させたときのチップ反りを、表面粗さ計ＤＥＫＴＡＫ
ＩＩ（スローン（ＳＬＯＡＮ）社製）を用い、走査距離
１１ｍｍで測定した。 表１から、本発明の導電性樹脂ペーストは、導電性、作
業性および接着強さに優れ、チップ反りが少なく、熱応
力の緩和効果に優れることが示される。[Equation 1] (3) Adhesive strength: Si-chips cut into 2 x 2 mm were pressure-bonded onto a silver-plated copper frame using a conductive resin paste, and heat-cured for 2 minutes in a 200 ° C heat block to give test pieces. . The shear adhesive strength at the time of heating at room temperature and 350 ° C. was measured using a push-pull gauge (manufactured by Aiko Engineering Co., Ltd.). (4) Chip warpage: A silicon chip cut into 5 × 13 mm was crimped onto a silver-plated copper frame using a conductive resin paste, and the chip warpage was obtained when the chips were bonded in an oven at 180 ° C. for 1 hour. Surface roughness meter DEKTAK
Using II (manufactured by SLOAN), the scanning distance was 11 mm. From Table 1, it is shown that the conductive resin paste of the present invention is excellent in conductivity, workability and adhesive strength, has little chip warpage, and has an excellent effect of relaxing thermal stress.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明の導電性樹脂ペーストによれば、
半導体素子とリードフレーム等の基板との間の熱膨脹係
数の違いから生ずる熱応力を緩和することができるた
め、特に半導体装置組立工程における加熱処理時のチッ
プクラックや応力歪みによる半導体素子の特性不良を防
ぐことができる。また作業性、硬化性および接着性にも
優れるため、従来の導電性樹脂ペーストでは適用が困難
であった大型チップの短時間硬化処理が可能となる。According to the conductive resin paste of the present invention,
Since the thermal stress caused by the difference in the thermal expansion coefficient between the semiconductor element and the substrate such as the lead frame can be relaxed, the characteristic failure of the semiconductor element due to the chip crack or the stress distortion during the heat treatment in the semiconductor device assembling process can be prevented. Can be prevented. Further, since it is excellent in workability, curability and adhesiveness, it becomes possible to carry out a short-time curing treatment for a large chip, which has been difficult to apply with a conventional conductive resin paste.
Claims (3)
（Ｃ）導電性フィラーおよび必要に応じて（Ｄ）希釈剤
を含む導電性樹脂ペーストにおいて、エポキシ樹脂
（Ａ）が１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポ
キシ樹脂、脂肪族モノカルボン酸およびカルボキシル基
を有するポリジメチルシロキサン化合物の反応生成物で
ある導電性樹脂ペースト。1. An epoxy resin (A), a curing agent (B),
In a conductive resin paste containing (C) a conductive filler and optionally (D) a diluent, the epoxy resin (A) has an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, and an aliphatic monocarboxylic acid. And a conductive resin paste which is a reaction product of a polydimethylsiloxane compound having a carboxyl group.
記載の導電性樹脂ペースト。2. The curing agent is a phenolic resin.
The conductive resin paste described.
電性樹脂ペーストで接着した後、封止してなる半導体装
置。3. A semiconductor device obtained by bonding a semiconductor element and a substrate with the conductive resin paste according to claim 1 and then sealing the same.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4303684A JPH06151480A (en) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | Conductive resin paste and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4303684A JPH06151480A (en) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | Conductive resin paste and semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151480A true JPH06151480A (en) | 1994-05-31 |
Family
ID=17923997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4303684A Pending JPH06151480A (en) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | Conductive resin paste and semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06151480A (en) |
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-
1992
- 1992-11-13 JP JP4303684A patent/JPH06151480A/en active Pending
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