(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）銀粉、（Ｂ）式（１）で示されるエポキシアクリレート樹脂、（Ｃ）１分子内に少なくとも１個のビニル基あるいは（メタ）アクリル基を有する化合物、（Ｄ）有機過酸化物を必須成分とする導電性樹脂ペーストであり、全導電性樹脂ペースト中の銀粉（Ａ）が６０〜９０重量％、式（１）で示されるエポキシアクリレート樹脂（Ｂ）が１〜２０重量％、１分子内に少なくとも１個のビニル基あるいは（メタ）アクリル基を有する化合物（Ｃ）が１〜２０重量％、有機過酸化物（Ｄ）が０．０５〜４重量％であり、光重合開始剤を含まず、有機過酸化物の半減期が１０時間となる分解温度が９０度以上であることを特徴とする導電性樹脂ペースト。
【化１】
0003642499.tif 000004
【請求項２】
式（１）で示されるエポキシアクリレート樹脂が式（２）で示されるフェノール化合物とグリシジルメタクリレートを反応させてなる化合物である請求項１記載の導電性樹脂ペースト。
【化２】
0003642499.tif 000005
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子を金属フレーム等に接着する導電性樹脂ペーストに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程における半導体素子の接着、いわゆるダイボンド工程において生産性の向上を目的としダイボンダー、ワイヤボンダー等を同一ライン上に設置したインライン硬化方式が採用され、今後ますます増加する傾向にある。
このため従来より行われてきたバッチ方式による導電性樹脂ペーストの硬化に比較し、硬化に要する時間は著しく制限され、例えばオーブン硬化方式の場合には１５０〜２００℃で６０〜９０分間で硬化を行っていたが、インライン硬化方式の場合には１５〜９０秒間での硬化が要求されている。
更にはチップサイズが大きく、銅フレームを使用する半導体製品のインライン硬化に際して、チップとフレームの熱膨張係数の差に基づくチップの反り量の最小限化及びフレームの酸化防止のためにも低温硬化が要求され、又硬化時間に関してもより短時間での硬化が要求されている。
従来より用いられてきたポリイミド系の導電性樹脂ペーストの場合、２−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等の高沸点溶媒を用いているため、９０秒以下の短時間での硬化は難しく、短時間で硬化を行うためには硬化温度を２５０℃以上にしなければならないため硬化中に著しくボイドが発生してしまい、接着力の低下、導電性、熱伝導性の悪化等半導体製品の特性の低下につながっていた。一方、現在主流のエポキシ系導電性樹脂ペーストの場合には、例えばアミン系硬化剤等を用いることにより６０秒程度での硬化は可能であるが、１５〜３０秒といった超短時間硬化への対応はなされていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、２００℃以下で、かつ３０秒以下の条件でも硬化可能でかつ塩素、ナトリウム等のイオン性不純物の少ない高信頼性の導電性樹脂ペースト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）銀粉、（Ｂ）式（１）で示されるエポキシアクリレート樹脂、（Ｃ）１分子内に少なくとも１個のビニル基あるいは（メタ）アクリル基を有する化合物、（Ｄ）有機過酸化物を必須成分とする導電性樹脂ペーストであり、全導電性樹脂ペースト中の銀粉（Ａ）が６０〜９０重量％、式（１）で示されるエポキシアクリレート樹脂（Ｂ）が１〜２０重量％、１分子内に少なくとも１個のビニル基あるいは（メタ）アクリル基を有する化合物（Ｃ）が１〜２０重量％、有機過酸化物（Ｄ）が０．０５〜４重量％であり、光重合開始剤を含まず、有機過酸化物の半減期が１０時間となる分解温度が９０度以上である導電性樹脂ペーストであり、塩素、ナトリウム等のイオン性不純物が少なく、塗布作業性が良好で、かつ式（１）で示されるエポキシアクリレート樹脂及び１分子内に少なくとも１個のビニル基あるいは（メタ）アクリル基を有する化合物を有機過酸化物を用いて、加熱硬化させるため３０秒以下での硬化が可能である。
【０００５】
【化３】
0003642499.tif 000002
【０００６】
本発明に用いる銀粉は、用いる分野が電子電気分野のためハロゲンイオン、アルカリ金属イオン等のイオン性不純物が１０ｐｐｍ以下であることが望ましい。又形状としてはフレーク状、樹枝状あるいは球状のものを単独あるいは混合して用いることができる。更に粒径に関しては通常平均粒径が２〜１０μｍ、最大粒径は５０μｍ程度のものが好ましく、比較的細かい銀粉と粗い銀粉を混合して用いてもよい。全導電性樹脂ペースト中の銀粉量が６０重量％未満だと硬化物の電気伝導性が低下し、９０重量％を越えると樹脂ペーストの粘度が高くなり過ぎ、塗布作業性の低下の原因となるので好ましくない。
本発明に用いるエポキシアクリレート樹脂は式（１）で示されるもので、塩素、ナトリウム等のイオン性不純物が５０ｐｐｍ以下であることが望ましい。市販のエポキシアクリレート樹脂は、汎用エポキシ樹脂に（メタ）アクリル酸を反応させて合成するため、反応後精製を行うか、原料のエポキシ樹脂に高純度のものを使用する必要がある。このため式（２）で示されるフェノール化合物にグリシジルメタクリレートを反応することにより得られるエポキシアクリレート樹脂を用いる方がイオン性不純物の混入が少ないため好ましい。
式（１）のＲ1はＨ、ＣＨ3で、Ｒ2はＣＨ2、ＣＨＣＨ3、Ｃ（ＣＨ3）2、ｍ＝０〜５の整数、ｎ＝０〜５の整数である。好ましいのは、Ｒ1がＣＨ3、ｍ＝０、ｎ＝０である。式（２）のＲ2はＣＨ2、ＣＨＣＨ3、Ｃ（ＣＨ3）2、ｍ＝０〜５の整数、ｎ＝０〜５の整数である。
【０００７】
本発明でエポキシアクリレート樹脂を用いるのは、エポキシアクリレート樹脂中の水酸基が加熱硬化後、半導体素子あるいはリードフレーム等の基板と良好な接着性を示すからである。全導電性樹脂ペースト中のエポキシアクリレート樹脂量が１重量％未満だと期待する性能が得られず、２０重量％を越えるとエポキシアクリレート樹脂自身が高粘度のため得られる導電性樹脂ペーストの粘度が高くなり過ぎ塗布作業性の低下につながる。又本発明では１分子内に少なくとも１個のビニル基あるいは（メタ）アクリル基を有する化合物を用いるが、これは導電性樹脂ペーストの粘度調整、硬化物の架橋密度の調整のためで、１重量％未満だと導電性樹脂ペーストの粘度が高く塗布作業性の悪化を導くと共に硬化物の架橋密度が高くなり過ぎ、硬化物は脆く熱衝撃等の衝撃に対する耐性が劣ってしまう。又２０重量％を越えると、硬化物の半導体素子あるいは基板との接着性が低下するので好ましくない。
【０００８】
更に本発明に用いる有機過酸化物としては、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル等が挙げられるが、十分なポットライフを維持するために半減期が１０時間となる分解温度が９０℃以上であるものが好ましい。有機過酸化物の配合量が０．０５重量％未満だと導電性樹脂ペーストの硬化時間が長くなり、４重量％を越えると導電性樹脂ペーストの硬化物の凝集力が小さく十分な接着力を発揮し得ない。又必要に応じてナフテン酸コバルト等の金属石鹸あるいはコバルト（２）アセチルアテトナート等の金属錯体等を硬化触媒として使用しても差し支えない。  本発明においては、必要に応じ可撓性付与剤、消泡剤、カップリング剤等を用いることもできる。
本発明の製造方法は、例えば各成分を予備混合した後、３本ロールを用いて混練し、混練後真空下で脱泡し樹脂ペーストを得る等がある。
【０００９】
以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
配合割合は重量部で示す。
実施例１〜４
粒径１〜３０μｍで平均粒径３μｍのフレーク状銀粉、ビスフェノールＦ（水酸基当量１０１、融点１１５〜１２０℃）とグリシジルメタクリレート（和光純薬工業（株）製・試薬）を官能基比１：１でメチルイソブチルケント中、トリエチルアミン触媒存在下で還流反応を４時間した後、空気を導入しながら減圧蒸留することにより溶剤、トリエチルアミン、未反応のグリシジルアクリレートを留去して得られたエポキシアクリレート樹脂（常温で液体、以下エポキシアクリレートＡ）、２，２−ビス〔４−（メタクリロキシ・ポリエトシキ）フェニル〕プロパン（新中村化学工業（株）製・ＢＰＥ−５００、ＢＰＥ−１３００）、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート（日本油脂（株）・製、パーブチルＺ）及びカップリング剤（信越化学工業（株）製、ＫＢＭ−５０３）を表１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分間脱泡した後、以下の方法により各種性能を評価した。
ゲルタイム：ペースト１ｃｃを１７０℃の熱板上に置きスパチュラでかきまぜペーストが流動性を示さなくなるまでの時間。
粘度      ：Ｅ型粘度計（３°コーン）を用い２５０℃、２．５ｒｐｍでの値を測定。
糸引き性  ：導電性樹脂ペーストの中へ直径１ｍｍφのピンを深さ５ｍｍまで入れ、ピンを３００ｍｍ／分の速度で引き上げ、ペーストが切れた時の高さ。
体積抵抗率：スライドガラス上にペーストを幅４ｍｍ、厚さ３０μｍに塗布し、１７０℃熱板上で３０秒間硬化した後の硬化物の体積抵抗率。
接着強度  ：５×５ｍｍ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１７０℃熱板上で３０秒間硬化した。硬化後プッシュプルゲージを用い、２４０℃での熱時ダイシェア強度。
不純物    ：硬化・粉砕したペースト２ｇ及び純水４０ｍｌを１２５℃２０時間抽出して得られた抽出液のナトリウム及び塩素イオン濃度をイオンクロマトグラフィーにて測定。
【００１０】
実施例５
用いるエポキシアクリレート樹脂としてビスフェノールＡ（水酸基当量１１４、融点１５５〜１６０℃）と前記のグリシジルメタクリレートを官能基比１：１で、エポキシアクリレートＡの場合と同様にして得られた樹脂（室温で液状、以下エポキシアクリレートＢ）を用いた他は、実施例１〜４と全く同様にして導電性樹脂ペーストを作製し、評価を行った。評価結果を表１に示す。
比較例１〜５
表１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、評価を行った。評価結果を表１に示す。
なお比較例５では用いるエポキシアクリレート樹脂として市販のもの（以下エポキシアクリレートＣ）を使用した。
【００１１】
【表１】
0003642499.tif 000003
【００１２】
【発明の効果】
本発明の導電性樹脂ペーストは、ディスペンス塗布時の作業性が良好で、又硬化性に優れ、イオン性不純物が少ないため、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。特に硬化性が良好なため２００℃以下で、かつ３０秒以下での硬化が可能であり、従来なかった高信頼性の半導体素子接着用の導電性樹脂ペーストであり、工業的に有用である。