(57)【要約】【課題】速硬化性を示すとともに耐湿性に優れ、硬化後の空隙の発生と熱収縮が抑制された導電性ペーストを提供すること。【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）オキセタン樹脂、（Ｃ）カチオン重合系硬化剤および（Ｄ）導電性粉末を配合してなる導電性ペーストであって、前記（Ｂ）オキセタン樹脂の配合量が、前記（Ａ）エポキシ樹脂　１００重量部に対して、５〜１００重量部であるもの。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）オキセタン樹脂、（Ｃ）カチオン重合系硬化剤および（Ｄ）導電性粉末を配合してなることを特長とする導電性ペースト。
【請求項２】
前記（Ｂ）オキセタン樹脂の配合量が、前記（Ａ）エポキシ樹脂　１００重量部に対して、５〜１００重量部であることを特徴とする請求項１記載の導電性ペースト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、速硬化性および耐湿性に優れ、半導体装置の製造に際するチップマウントや各種電子部品類等の接着に好適に使用できる導電性ペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造に際し、金属薄板（リードフレーム）上の所定部分にＩＣやＬＳＩ等の半導体チップを接続する工程は、半導体装置の経時的な信頼性に大きな影響を与える重要な工程である。
【０００３】
従来、上記接続方法として、半田等の低融点合金を用いたろう付けによる接続方法や、銀粉末を配合したエポキシ樹脂からなる導電性ペーストを用いた接続方法等が採られてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半田等の低融点合金を用いたろう付けによる接続方法は、半田や半田ボールが飛散して電極等に付着し、腐食断線の原因となる可能性があった。また、導電性ペーストを用いた接続方法は、シリコンチップにＡｕ−Ｓｉの共晶合金を生成させる共晶法と比較して信頼性に欠けるという問題があった。すなわち、導電性ペーストを用いた接続は、半田等の低融点合金を用いたろう付け等による接続と比較して耐熱性に優れるが、反面、電極の腐食等を促進し断線不良の原因となる場合があり、信頼性はＡｕ−Ｓｉの共晶法に比べて劣っていた。また、導電性ペーストは熱硬化性樹脂であるため、その硬化に時間を要するという問題もあった。
【０００５】
さらに、上記導電性ペーストを短時間で硬化させた場合には、導電性ペーストより形成された接着層に空隙が発生するという問題があった。また、ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子の大型化に伴って、アッセンブリ工程や実装工程中の熱履歴により、チップクラックやパッケージクラックが発生するという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたもので、速硬化性を示すとともに耐湿性に優れ、硬化後の空隙の発生と熱収縮が抑制された導電性ペーストを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の導電性ペーストは、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）オキセタン樹脂、（Ｃ）カチオン重合系硬化剤および（Ｄ）導電性粉末を配合してなることを特長とする。前記（Ｂ）オキセタン樹脂の配合量が、前記（Ａ）エポキシ樹脂　１００重量部に対して、５〜１００重量部であればより好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の導電性ペーストは、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）オキセタン樹脂、（Ｃ）カチオン重合系硬化剤および（Ｄ）導電性粉末を配合してなることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明における（Ａ）エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する樹脂であれば、いかなるものでも使用することができる。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂が挙げられ、これらの樹脂は単独で、または２種以上混合して使用することができる。なお、反応性希釈剤または可塑剤を併用することもできる。
【００１０】
本発明における（Ｂ）オキセタン樹脂はエポキシ基より炭素数が１つ多い４員環の環状エーテル化合物であり、下式１のような構造を有するものである。
【００１１】
【化１】
2004087268.tif 000002
【００１２】
このような構造を有するものとしては、例えば東亜合成株式会社製のＯＸＴ−１０１（３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、粘度２２．４ｍＰａ・ｓ［２５℃］、下式２）、ＯＸＴ−１２１（ｎ＝１〜３（ｎ＝１　８０〜８５重量％、ｎ＝２　１０〜１５重量％、ｎ＝３　５重量％未満）、粘度１５０±３０ｍＰａ・ｓ［２５℃］、下式３）、ＯＸＴ−２１１（３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン、粘度１３．８ｍＰａ・ｓ［２５℃］、下式４）、ＯＸＴ−２２１（ジ〔１−エチル（３−オキセタニル）〕メチルエーテル、粘度１２．８ｍＰａ・ｓ［２５℃］、下式５）、ＯＸＴ−２１２（３−エチル−３−（２−エチルヘキシロキシメチル）オキセタン、粘度５．０ｍＰａ・ｓ［２５℃］、下式６）が挙げられる。これらのオキセタン樹脂は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１３】
【化２】
2004087268.tif 000003
【００１４】
【化３】
2004087268.tif 000004
【００１５】
【化４】
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【００１６】
【化５】
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【００１７】
【化６】
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【００１８】
（Ｂ）オキセタン樹脂の配合割合は特に限定されるものではないが、（Ａ）エポキシ樹脂　１００重量部に対して、５〜１００重量部であれば好ましい。（Ｂ）オキセタン樹脂の配合割合が５重量部未満では、得られる導電性ペーストの速硬化性が不十分となり、反対に１００重量部を越える場合には、硬化物が脆くなり接着強度が低下する。
【００１９】
本発明における（Ｃ）カチオン重合系硬化剤としてはオニウム塩の型をしたものが使用できる。このようなものの中でも特にスルホニウム塩が好ましく用いられ、このようなものとしては例えば下式７、下式８に示されるものが挙げられる。（Ｃ）カチオン重合系硬化剤の配合割合は、（Ａ）エポキシ樹脂　１００重量部に対して、０．３〜５重量部であれば好ましい。
【００２０】
【化７】
2004087268.tif 000008
（式中、ＸはＣＨ３、ＮＯ２、Ｈまたはハロゲンを示し、ＭはＳｂ、ＡｓまたはＰを示す。
【００２１】
【化８】
2004087268.tif 000009
（式中、Ｒ１、Ｒ２はアルキル基、ハロゲンまたはＨを示し、Ｒ３はエーテルまたはエステルを示し、Ａ−はＳｂＦ５−、ＡｓＦ６−、ＰＦ６−またはＣＨ３Ｓ０４−を示す）
【００２２】
本発明における（Ｄ）導電性粉末としては、例えば銀粉、ニッケル粉、Ｃｕ粉等が挙げられる。特に、不純物が低く平均粒径が３０μｍ以下の微粉末の使用が好ましい。また、配合量は特に限定されるものではないが、（Ａ）エポキシ樹脂
１００重量部に対して、１００〜１００００重量部であれば好ましい。
【００２３】
また、本発明において、例えば導電性ペーストの粘度を調整するための溶剤、エポキシ基の開環重合に対する反応性を備えた希釈剤、消泡剤、カップリング剤およびその他各種の添加剤を必要に応じて配合することができる。
【００２４】
溶剤としては、酢酸セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジアセトンアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、γ−ブチルラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジドン等を挙げることができ、これらは単独で使用してもよいし、２種以上混合して使用してもよい。
【００２５】
希釈剤としては、ｎ−ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、スチレンオキサイド、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、ｐ−ｓｅｃ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、（ポリ）エチレングリコールグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等を挙げることができ、これらは単独で使用してもよいし、２種以上混合して使用してもよい。
【００２６】
カップリング剤としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランやγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを挙げることができる。
【００２７】
本発明に用いる導電性ペーストは、上記した各成分を十分混合した後、さらに、ディスパース、ニーダー、または３本ロールミル等により混練処理を行い、その後脱泡することにより容易に得ることができる。
【００２８】
このようにして製造した導電性ペーストをシリンジに充填し、ディスペンサを用いて基板上に吐出し、硬化により半導体チップを接合したあと、ワイヤボンディングを行い樹脂封止材で封止して樹脂封止型の化合物半導体装置を製造することができる。なお、導電性ペーストを硬化するにあたっては、通常１２０℃〜２００℃、１０秒〜１２０秒の加熱を施すことにより実施される。
【００２９】
【実施例】
以下に本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００３０】
（実施例１）
以下の化合物を用い、これらを十分に混合した後、さらに３本ロールで混練してエポキシ樹脂をベースとした導電性ペーストを作製した。
ビスフェノールＦグリシジルエーテル（油化シェルエホ゜キシ社製：ＹＬ９８３Ｕ）：４０重量部
脂環式エポキシ樹脂（タ゛イセル化学工業製：セロキサイト゛２０８１）：４０重量部
オキセタン樹脂（東亜合成株式会社：ＯＸＴ−１０１）：２０重量部
カチオン重合系硬化剤（三新化学工業製：ＳＩ−８０Ｌ　［式８］）：２重量部
銀粉末（鱗片状、平均粒径４μｍ）：４００重量部
希釈剤（フェニルク゛リシシ゛ルエーテル）：１０重量部
【００３１】
（実施例２）
以下の化合物を用い、これらを十分に混合した後、さらに３本ロールで混練してエポキシ樹脂をベースとした導電性ペーストを作製した。
ビスフェノールＦグリシジルエーテル（油化シェルエホ゜キシ社製：ＹＬ９８３Ｕ）：４０重量部
脂環式エポキシ樹脂（タ゛イセル化学工業製：セロキサイト゛２０８１）：４０重量部
オキセタン樹脂（東亜合成株式会社：０ＸＴ−２１１）：２０重量部
カチオン系硬化促進剤（三新化学工業製：ＳＩ−８０Ｌ　［式８］）：２重量部
銀粉末（鱗片状、平均粒径４μｍ）：４００部
希釈剤（フェニルク゛リシシ゛ルエーテル）：１０重量部
【００３２】
（比較例１）
以下の化合物を用い、これらを十分に混合した後、さらに３本ロールで混練してエポキシ樹脂をベースとした導電性ペーストを作製した。
ビスフェノールＦグリシジルエーテル（油化シェルエホ゜キシ社製：ＹＬ９８３Ｕ）：１００重量部
イミダゾール（四国化成工業株式会社：２ＰＨＺ）：４重量部
ジシアンジアミド：４重量部
銀粉末（鱗片状、平均粒径４μｍ）：４００重量部
希釈剤（フェニルク゛リシシ゛ルエーテル）：１０重量部
【００３３】
（比較例２）
以下の化合物を用い、これらを十分に混合した後、さらに３本ロールで混練してエポキシ樹脂をベースとした導電性ペーストを作製した。
ビスフェノールＦグリシジルエーテル（油化シェルエホ゜キシ社製：ＹＬ９８３Ｕ）：６０部
脂環式エポキシ樹脂（タ゛イセル化学工業：セロキサイト゛２０８１）：４０重量部
カチオン系硬化促進剤（三新化学工業製：ＳＩ−８０Ｌ）：２部
銀粉末（鱗片状、平均粒径４μｍ）：４００部
希釈剤（フェニルク゛リシシ゛ルエーテル）：１０部
【００３４】
次いで、実施例１、２および比較例１、２により得られた各導電性ペーストの粘度、チクソ性を測定した。また、各導電性ペーストにおいて半導体チップと金属薄板（リードフレーム）とを接着硬化させ、チップ接着強度、チップ反り量、空隙の発生の有無およびポットライフについて特性試験を行った。評価は以下の条件下で実行した。
【００３５】
・粘度
ＥＨＤ粘度計　０．５ｍｉｎ−１
・チクソ性
ＥＨＤ粘度計　０．５／５（ｍｉｎ−１／ｍｉｎ−１）
・チップ接着強度
硬化温度：１８０℃即破壊強度
測定方法：ダイシェア強度
チップ：２ｍｍ口
基板：Ｃｕベアフレーム
・チップ反り量
４×１２ｍｍ□　Ｃｕ／Ａｇメッキ
・空隙の発生の有無
Ｃｕベアフレームに８ｍｍ□ガラスチップを接着させボイドの有無を観察した。
・ポットライフ
粘度が１０％以上増加した時間を測定。
【００３６】
【表１】
2004087268.tif 000010
【００３７】
表１から明らかなように、実施例１、２および比較例１、２において、銀粉末の添加量を同じ比率としたが、粘度は実施例の方が低く、作業性（拡がり性）が向上していた。チップ接着強度は、実施例の方が比較例に比べ短時問で高い接着強度が得られており、硬化時間の短縮が可能であった。チップ反り量に関しても、実施例は若干、低応力化されていた。空隙の有無に関しても問題なく、ポットライフも十分に延長されていた。
【００３８】
以上の実施例より、本発明ではエポキシ樹脂およびオキセタン樹脂の組み合わせを用い、かつカチオン重合系硬化剤を用いることにより、拡がり性、速硬化性等の点で優れた導電性ペーストを得られることが確認された。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の導電性ペーストにおいては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）オキセタン樹脂、（Ｃ）カチオン重合系硬化剤および（Ｄ）導電性粉末を配合することにより、導電性ペーストの拡がり性、速硬化性等を向上させることができる。