JPS62145601A - Conductive resin paste - Google Patents

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子ｔ　ＩＪ−ドフレームあるいは有機
基板等ヘダイボンディングする場合に用いられる導電性
樹脂（−ストに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a conductive resin used for die bonding to a semiconductor device frame or an organic substrate.

更に詳しくは１２０℃以下の低温で硬化でき、かつ−波
型の半導体素子ダイポンディング用、導電性樹脂に一ス
トに関するものである。More specifically, the present invention relates to a conductive resin that can be cured at a low temperature of 120° C. or lower and is used for die-bonding of semiconductor devices in a wave shape.

〔従来技術〕[Prior art]

従来ダイボンディング用の導電性ペーストとしては１５
０〜４００℃で硬化させるものが主流であシ、これは−
波型で使い易いものの、高温での硬化のため、耐熱性の
ない材料、例えば有機基板などでは適用できなかった。15 as a conventional conductive paste for die bonding
The mainstream is that which is cured at 0 to 400℃, and this is -
Although it has a corrugated shape and is easy to use, it cannot be used with materials that are not heat resistant, such as organic substrates, because it hardens at high temperatures.

この様な用途には通常低温で硬化するタイプは保存性が
悪いため、主剤成分と硬化剤成分と直前に混合するいわ
ゆる二液タイプを用いていた。しかしながら、この二液
タイプは混合する手間がかかる、ピントライフが短かい
等の欠点があった。For such applications, since types that cure at low temperatures usually have poor storage stability, so-called two-component types, in which the main component and curing agent components are mixed immediately beforehand, have been used. However, this two-component type has drawbacks such as requiring a lot of effort to mix and having a short focus life.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は従来不可能であったー液型で９０〜１２０℃の
硬化ができる導電性樹脂ぜ−ストを得んとして研究した
結果、グアナミン化合物を用いることにより、１２０℃
以下の硬化ができるにもかかわらず可使時間が非常に長
くなることを見い出し、鋭意検討を進めた結果本発明全
達成するに至ったものである。The present invention has been developed in an attempt to obtain a liquid-type conductive resin paste that can be cured at 90 to 120°C, which was previously impossible.
It was discovered that the pot life was extremely long even though the following curing was possible, and as a result of intensive study, the present invention was finally achieved.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明は＾粒径ｌ〜５０踊の７レーク状鎖粉末と粒径０
．１〜０．５μｍの球状銀粉末とを重量比で９５：５〜
７０　：　３０の割合からなる銀粉、０３）一般式 （Ｒ脂肪族、芳香族又はイミダゾール基）で表わされる
グアナミン化合物、 （Ｃ）常温で液状のエイキシ樹脂 の３成分を必須とする４　Ｍ、性樹脂ペーストである。The present invention consists of a 7-lake chain powder with a particle size of 1 to 50 degrees and a particle size of 0.
．． 1 to 0.5 μm spherical silver powder in a weight ratio of 95:5 to
Silver powder with a ratio of 70:30, 03) A guanamine compound represented by the general formula (R aliphatic, aromatic or imidazole group), and (C) Eixy resin which is liquid at room temperature. It is a resin paste.

本発明に用いるグアナミン化合物は常温でのエポキシ樹
脂に対する溶解性は悪く、エイキシ樹脂との混合物は懸
濁状態になる。一般にこの様な懸濁状態ではエポキシ樹
脂との分子間衝突が妨げられ、はとんど反応しない。こ
の典型的な例が一般に潜在性硬化剤といわれているジシ
アンジアミドである。そしてジンアンジアミドは１５０
℃以上でないとエピキシ樹脂とは反応しないが、本発明
に用いる環状イミノ尿素化合物は８０℃以上になるとエ
イキシ樹脂への溶解性が急に増すため、反応が起こり硬
化する。従って可使時間が非常に長く、１２０℃以下で
の硬化が可能となるわけである。The guanamine compound used in the present invention has poor solubility in epoxy resin at room temperature, and its mixture with epoxy resin becomes a suspension. Generally, in such a suspended state, intermolecular collisions with the epoxy resin are prevented, and there is almost no reaction. A typical example of this is dicyandiamide, which is generally referred to as a latent curing agent. And ginandiamide is 150
Although it does not react with the epixy resin unless the temperature is above 80°C, the cyclic iminourea compound used in the present invention rapidly increases its solubility in the epixy resin when the temperature is above 80°C, so a reaction occurs and it hardens. Therefore, it has a very long pot life and can be cured at temperatures below 120°C.

本発明に用いるグアナミン化合物の具体例としては、ベ
ンゾグアナミン、２，４−ジアミノ−６−〔２−ウンデ
シルイミダソリルー（１））−エチル−８−トリアジン
、２，４−ジアミノ−６−〔２−メチルイミダゾリル−
（１）〕−〕エテルー３−トリアジン２，４−ジアミノ
−６−〔２−エチル−４−Ｚ′チルイミダゾリル（１）
〕−〕エチルー３−トリアジンのグアナミン化合物など
である。また硬化剤としてジシアンジアミドなどのアミ
ン系硬化剤やフェノールノボラックなどのぼりフェノー
ル類を適宜併用しても良い。硬化剤の配合量としてはエ
イキシ樹脂１００重葉部に対して、１〜５０重量部好ま
しくは２〜３０重量部であることが望ましい。Specific examples of the guanamine compound used in the present invention include benzoguanamine, 2,4-diamino-6-[2-undecylimidasolyl(1))-ethyl-8-triazine, 2,4-diamino-6- [2-methylimidazolyl-
(1)]-]Ether-3-triazine 2,4-diamino-6-[2-ethyl-4-Z'thylimidazolyl (1)
]-]Guanamine compounds of ethyl-3-triazine and the like. Further, as a curing agent, an amine curing agent such as dicyandiamide or a phenol such as phenol novolac may be used in combination as appropriate. The amount of the curing agent to be blended is preferably 1 to 50 parts by weight, preferably 2 to 30 parts by weight, per 100 parts by weight of the Eixy resin.

配合量が１重蓋部以下であると硬化が不十分となり好ま
しくない。また５０重量部以上であると硬化物の性能が
著しく低下するので好ましくない。If the blending amount is less than one layer, curing will be insufficient, which is not preferable. Moreover, if it is 50 parts by weight or more, the performance of the cured product will be significantly lowered, which is not preferable.

本発明に用いる銀粉末としては粒径１〜５０μｍのフレ
ーク状銀粉末と粒径０．１〜０．５師の球状銀粉末とを
重量比で９５：５〜７０：３０の割合であることが望ま
しい。フレーク状の銀粉末の粒径が１薊以下だと、導電
性が著しく低下し、５０μｍ以上だと作業性が著しく悪
くなり好ましくない。The silver powder used in the present invention has a weight ratio of flaky silver powder with a particle size of 1 to 50 μm and spherical silver powder with a particle size of 0.1 to 0.5 μm in a weight ratio of 95:5 to 70:30. is desirable. If the particle size of the flaky silver powder is less than 1 μm, the conductivity will be significantly lowered, and if it is more than 50 μm, the workability will be significantly deteriorated, which is not preferable.

また球状銀粉末はフレーク状の銀粉末の間に分散させる
ことにより、フレーク状銀粉どうしの接触を助け、導電
性を安定させるために加えるが、粒径が０．１以下だと
導電性が安定化せず、０．５μｍ以上だと導電性が低下
して好ましくない。球状銀粉末の配合割合が５−以下で
は導電性が安定化せず、３０％以上では導電性が低下し
、好ましくない。Furthermore, by dispersing the spherical silver powder between the flaky silver powders, it is added to help the flakes contact each other and stabilize the conductivity, but if the particle size is 0.1 or less, the conductivity is not stable. If the thickness is 0.5 μm or more, the conductivity decreases, which is not preferable. If the blending ratio of spherical silver powder is less than 5%, the conductivity will not be stabilized, and if it is more than 30%, the conductivity will decrease, which is not preferable.

本発明における銀粉の混合割合としては、組成物に対し
て６０〜８５チ（重量、以下同じ）であることが望まし
い。これよシ少ないと沈降分離し易くなること、導電性
が低くなることで望ましくなく、それ以上用いても粘度
が著しく増大し、接着力などが低下するので望ましくな
い。The mixing ratio of silver powder in the present invention is preferably 60 to 85 inches (by weight, the same applies hereinafter) to the composition. If the amount is less than this, it is undesirable because it becomes easy to settle and separate, and the conductivity becomes low.If it is used more than this, the viscosity increases significantly and the adhesive strength etc. decreases, which is not desirable.

本発明に用いるエイキシ樹脂としては、液状で、加水分
解性塩素含有量が５００　ｐｐｍ以下であることが必要
で、これ以上だと水分によって抽出された塩素が半導体
素子上のアルミ配線を腐蝕してしまうからである。The Eixy resin used in the present invention must be liquid and have a hydrolyzable chlorine content of 500 ppm or less; if it exceeds this, chlorine extracted by water will corrode the aluminum wiring on the semiconductor element. This is because it will be put away.

本発明に用いるエポキシ樹脂としては上記の粂件を満し
ているものであればいずれも使用可能であるが、次のタ
イプのものが望ましい。Any epoxy resin that satisfies the above conditions can be used as the epoxy resin used in the present invention, but the following types are preferable.

フロログルシノールトリグリシジールエーテル、トリヒ
ドロオキシビフェニルのトリグリシシールエーテル、テ
トラヒドロシビフェニルのテトラグリシシールエーテル
、テトラヒドロキシビスフェノールＦのテトラグリシシ
ールエーテル、テトラヒドロキンベンゾフェノンのテト
ラグリシシールエーテル、エポキシ化ノボラック、エピ
キシ化ピリビニルフェノール、トリグリシシールイソシ
アヌレート、トリグリシシールシアヌレート、トリグリ
シシールＳ−トリアジ／、トリグリシシールアミノフェ
ノール、テトラグリシシールジアミノジフェニルメタン
、テトラグリシシールメタフェニレンジアミン、テトラ
グリシシールピロメリット酸、トリグリシシールトリメ
リット酸などの３またはそれ以上の多官能性のエピキシ
樹脂及びこれに配合する２官能性のエポキシ樹脂、例え
ばジグリシジルトルイン、ジグリシジールビスフェノー
ルＡ、　ジグリシジールビスフェノールＦ１ジグリシジ
ールビスフェノールＳ１ジヒドロキシベンゾフェノ／の
ジグリシジールエーテル、ジグリフシールオキシ安息香
酸、ジグリシジールフタル酸（ｏ＋　ｍ＋　ｐ）　、ジ
グリンシールヒダントイン、ジグリジルアニリン、ジグ
リシジルトルイジンなどであり、またはこれらの縮合タ
イプの樹脂でめる。Phloroglucinol triglycidyl ether, triglycyl ether of trihydroxybiphenyl, tetraglycyl ether of tetrahydrocybiphenyl, tetraglycyl ether of tetrahydroxybisphenol F, tetraglycyl ether of tetrahydroquine benzophenone, epoxidized novolak, epixidized Pyrivinylphenol, triglycyl isocyanurate, triglycyl cyanurate, triglycyl S-triazi/, triglycyl aminophenol, tetraglycyl diaminodiphenylmethane, tetraglycyl metaphenylene diamine, tetraglycyl pyromellitic acid, triglycyl Tri- or more polyfunctional epixy resins such as cicyl trimellitic acid and bifunctional epoxy resins blended therewith, such as diglycidyl toluine, diglycidyl bisphenol A, diglycidyl bisphenol F1 diglycidyl Diglycidyl ether of bisphenol S1 dihydroxybenzophenol, diglycidyl oxybenzoic acid, diglycidyl phthalic acid (o+m+p), diglycidyl hydantoin, diglydylaniline, diglycidyl toluidine, etc., or condensation types thereof Filled with resin.

−また特殊なタイプとしてアリルゼリフェノール例えば
１〜３核体が主体のものの過酸によるエピキシ樹脂のよ
うにグリシシールエーテル基と核置換のグリシシール基
とｔ有しているものも上記の条件を光しているならは同
様に用いることが出来る。-Also, as a special type of allyl jellyphenol, for example, those containing a glycysyl ether group and a glycysyl group substituted with a nucleus, such as an epixyl resin made by peracid, which is mainly composed of mono- to tri-nuclear bodies, the above conditions are not met. If you have, you can use it in the same way.

これらのうち、特に液状の低分子量のコリフェノール類
の寸？リグリシジール化物が反応性、作業性、物性の面
より好ましい。Of these, especially the size of liquid low molecular weight coryphenols? Liglycidylated products are preferred in terms of reactivity, workability, and physical properties.

捷た一般に反応性希釈剤と呼はれる低粘度のエピキシ樹
脂を併用しても良い。例えばビニルシクロヘキセンジオ
キサイドの脂環式ニブキシ化合物、ジグリシジルフェニ
ルグリシジルエーテルやジビニルベンゼンジエデキシド
などのノリオレフィンエピキシド類、ジグリジルアニリ
ンやジグリシジルトルイジンなどのグリシジルアミン類
、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエー
テル、クレジルグリシジルエーテルなどのグリシジルエ
ーテル類、その他グリシジルエステル類などである。A low-viscosity epixy resin, which is generally called a reactive diluent, may be used in combination. For example, alicyclic niboxy compounds such as vinyl cyclohexene dioxide, noriolefin epioxides such as diglycidyl phenylglycidyl ether and divinylbenzenediedexide, glycidyl amines such as diglydylaniline and diglycidyl toluidine, butyl glycidyl ether, and phenyl glycidyl. These include ether, glycidyl ethers such as cresyl glycidyl ether, and other glycidyl esters.

更に本発明においては必要により硬化促進剤、消泡剤等
を添加して用いても艮い。Furthermore, in the present invention, a curing accelerator, an antifoaming agent, etc. may be added and used if necessary.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の導電性樹脂に一ストは従来品に比べ次の様な特
徴を有している。The conductive resin of the present invention has the following characteristics compared to conventional products.

（１）８０℃〜１２０℃で硬化が可能であるため、それ
程耐熱性のない基板もしくは電子部品にも使用できる。(1) Since it can be cured at 80°C to 120°C, it can be used for substrates or electronic components that are not so heat resistant.

（２）−液タイプであるため、二液タイプの様に使用直
前の混合などの手間が省け、更に可使時間が長いため作
業性が非常に良い。(2) - Since it is a liquid type, it eliminates the need for mixing just before use, unlike the two-liquid type, and has a long pot life, making it very easy to work with.

以上の様に、本発明の導電性樹脂ペーストは最近多様化
しつつあるエレクトロニクス業界の要求に非常に適した
ものである。As described above, the conductive resin paste of the present invention is highly suitable for the demands of the electronics industry, which has been diversifying in recent years.

実施例１ フェノールノボラックとエピクロルヒドリンから誘導さ
れるエピキシ樹脂（当［１８０）にフェニルグリシジル
エーテルを重鐘比で７０：３０で混合したもの２２ｔｉ
部に対しベンゾグアナミンの粉末３重量部を配合し、三
本ロールで均一に混合分散させる。これにフレーク状銀
粉末７０重量部及び球状銀粉末５重蓋部を加え、三本ロ
ールで均一に混練することＫより導電性樹脂ペース）１
得た。結果を第１表に示す。Example 1 A mixture of epixy resin (180) derived from phenol novolak and epichlorohydrin with phenyl glycidyl ether at a weight ratio of 70:30 22ti
3 parts by weight of benzoguanamine powder is mixed and dispersed uniformly using three rolls. Add 70 parts by weight of flaky silver powder and 5 layers of spherical silver powder to this, and knead uniformly with three rolls.
Obtained. The results are shown in Table 1.

実施例２ グアナミン化合物として２，４−ジアミノ−６−〔２−
エチル−４−メチルイミダゾリル−Ｑ）　）　−エチル
−ｓ−トリアジン（以後イミダゾールトリアジンとする
）金持いる以外は実施例１と全く同じ方法で第１表に示
す組成の導電性樹脂ペーストを得た。結果を第１表に示
す。Example 2 2,4-diamino-6-[2-
Ethyl-4-methylimidazolyl-Q) -ethyl-s-triazine (hereinafter referred to as imidazole triazine) A conductive resin paste having the composition shown in Table 1 was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that it was rich. The results are shown in Table 1.

実施例３ 実施例２のイミダゾールトリアジンにジシアンジアミド
を併用した以外は実施例１と全く同じ方法で第１表に示
す組成の導電性樹脂イーストに得た。結果全第１表に示
す。Example 3 A conductive resin yeast having the composition shown in Table 1 was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that dicyandiamide was used in combination with the imidazole triazine of Example 2. All results are shown in Table 1.

比較例１ グアナミン化合物のかわシにジシアンジアミドのみ全使
用した以外は実施例１と全く同じ方法で第１表に示す組
成の導電性樹脂ペーストを得た。Comparative Example 1 A conductive resin paste having the composition shown in Table 1 was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that only dicyandiamide was used as the base of the guanamine compound.

結果は第１表に示すが、硬化条件１２０℃６０分では未
硬化である。The results are shown in Table 1, and no hardening was achieved under the curing conditions of 120° C. for 60 minutes.

比較例２ グアナミン化合物のかわシにアミドピリアミン（活性水
素当ｊｊｋ１３０）ｋ使用した以外は実施例１と全く同
じ方法で第１表に・示す組成の導電性樹脂イーストを得
た。１２０℃６０分で硬化するが、可使時間が非常に短
かい。Comparative Example 2 A conductive resin yeast having the composition shown in Table 1 was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that amidopyriamine (JJK 130 per active hydrogen) was used as a guanamine compound. It hardens in 60 minutes at 120°C, but its pot life is very short.

比較例３ 球状の銀粉末のかわシにフレーク状銀粉を用いた以外は
全て実施例１と全く同じ方法で第１表に示す組成の導電
性樹脂ペーストを得た。体積抵抗率が実施例１より劣っ
ており、不十分である。Comparative Example 3 A conductive resin paste having the composition shown in Table 1 was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that flaky silver powder was used for the spherical silver powder. The volume resistivity is inferior to that of Example 1 and is insufficient.

なお銀粉がフレーク状のため、体積抵抗率については再
現性に乏しいものであった。In addition, since the silver powder was in the form of flakes, the reproducibility of the volume resistivity was poor.

比較例４ フレーク状銀粉末と球状銀粉末との割合を重量比で５７
：４３とした以外は全て実施例１と全く同じ方法で第１
表に示す組成の導電性樹脂イーストを得た。体積抵抗率
が実施例１に比較し著しく劣っている。Comparative Example 4 The weight ratio of flaky silver powder and spherical silver powder was 57.
: 43 in the same manner as in Example 1.
A conductive resin yeast having the composition shown in the table was obtained. The volume resistivity is significantly inferior to that of Example 1.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、（Ａ）粒径１〜５０μｍのフレーク状銀粉末と粒径
０．１〜０．５μｍの球状銀粉末とを重量比で９５：５
〜７０：３０の割合からなる銀粉、 （Ｂ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ：脂肪族、芳香族又はイミダゾール基）で表わされ
るグアナミン化合物 （Ｃ）常温で液状のエポキシ樹脂 を必須成分とすることを特徴とする導電性樹脂ペースト
。 ２、銀粉末の含有率量が全体に対し６０〜８５％重量で
ある特許請求の範囲第１項記載の導電性樹脂ペースト。 ３、常温で液状のエポキシ樹脂中に含まれる塩素量が５
００ｐｐｍ以下のエポキシ樹脂を使用することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の導電性樹脂ペースト。[Claims] 1. (A) flaky silver powder with a particle size of 1 to 50 μm and spherical silver powder with a particle size of 0.1 to 0.5 μm in a weight ratio of 95:5
Silver powder with a ratio of ~70:30 (B) Guanamine compound represented by the general formula ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. ▼ (R: aliphatic, aromatic, or imidazole group) (C) Epoxy that is liquid at room temperature A conductive resin paste characterized by containing resin as an essential component. 2. The conductive resin paste according to claim 1, wherein the content of silver powder is 60 to 85% by weight based on the total weight. 3. The amount of chlorine contained in the epoxy resin, which is liquid at room temperature, is 5.
The conductive resin paste according to claim 1, characterized in that 00 ppm or less of epoxy resin is used.