(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）、（２）で示される脂環式エポキシを重量比で５０％以上含む（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール硬化剤、ニッケル（Ｉ）アセチルアセトナート、アルミニウムアセチルアセトナート、ベリリウムアセチルアセトナート、クロム（III）アセチルアセトナート、コバルト（II）アセチルアセトナート、コバルト（III）アセチルアセトナート、銅（II）アセチルアセトナート、インジウム（III）アセチルアセトナート、鉄（II）アセチルアセトナート、リチウム（Ｉ）アセチルアセトナート、マグネシウム（II）アセチルアセトナート、マンガン（II）アセチルアセトナート、亜鉛（II）アセチルアセトナートからなる群より選ばれる少なくとも1以上の（Ｃ）金属錯体、（Ｄ）銀粉からなる半導体用導電樹脂ペーストであり、成分（Ａ）１００重量部に対して、成分（Ｂ）が１０〜３０重量部、成分（Ｃ）が０．１〜２０重量部、成分（Ｄ）が２２０〜８００重量部であることを特徴とする半導体用導電樹脂ペースト。
【化１】
0004734687.tif 000007
【化２】
0004734687.tif 000008
式（２）中のｎ：１〜５の整数
【請求項２】
請求項１記載の半導体用樹脂ペーストを用いて製作した半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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樹脂ペーストに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロニクス業界の最近の著しい発展により、トランジスター、IC、LSI、超LSIと進化してきており、これら半導体素子に於ける回路の集積度が急激に増大するとともに大量生産が可能となり、これらを用いた半導体製品の普及に伴って、その量産に於ける作業性の向上並びにコストダウンが重要な問題となってきた。従来は半導体素子を金属フレームなどの導体にAu-Si共晶法により接合し、次いでハーメチックシールによって封止して、半導体製品とするのが普通であった。しかし量産時の作業性、コストの面より、樹脂封止法が開発され、現在は一般化されている。これに伴い、マウント工程に於けるAu-Si共晶法の改良としてハンダ材料や樹脂ペースト即ちマウント用樹脂による方法が取り上げられるようになった。
【０００３】
しかし、ハンダ法では信頼性が低いこと、素子の電極の汚染を起こし易いこと等が欠点とされ、高熱伝導性を要するパワートランジスター、パワーICの素子に使用が限られている。これに対しマウント用樹脂はハンダ法に較べ、作業性に於いても信頼性等に於いても優れており、その需要が急激に増大している。
【０００４】
従来、マウント用樹脂の熱硬化においてはオーブンを使用した硬化法が用いられてきたが、近年の速硬化の要求の増大によりインラインを使用した速硬化法が取り入れられるようになってきた。
【０００５】
これまで、速硬化性のエポキシ樹脂としては、硬化剤としてイミダゾールを用いたものが用いられてきた。しかし、イミダゾールを硬化剤としたペーストは湿度に弱く、耐久性に問題があった。よって、速硬化性であり、且つ吸湿後の強度の劣化が起こらないペーストが望まれる。
【０００６】
また、現状ではオーブン硬化用の装置からインライン硬化用の装置に切り替えることが困難で、オーブン硬化を取り入れているメーカーも多い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、オーブン、インラインどちらで硬化させても熱時接着強度が高く、耐湿性に優れた樹脂ペーストを提供することにある。
【０００８】
【発明が解決するための手段】
本発明は、一般式（１）、（２）で示される脂環式エポキシと液状エポキシ樹脂の重量比が５０：５０〜１００：０である（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール硬化剤、ニッケル（Ｉ）アセチルアセトナート、アルミニウムアセチルアセトナート、ベリリウムアセチルアセトナート、クロム（III）アセチルアセトナート、コバルト（II）アセチルアセトナート、コバルト（III）アセチルアセトナート、銅（II）アセチルアセトナート、インジウム（III）アセチルアセトナート、鉄（II）アセチルアセトナート、リチウム（Ｉ）アセチルアセトナート、マグネシウム（II）アセチルアセトナート、マンガン（II）アセチルアセトナート、亜鉛（II）アセチルアセトナートからなる群より選ばれる少なくとも1以上の（Ｃ）金属錯体、（Ｄ）無機フィラーからなり、成分（Ａ）１００重量部に対し、成分（Ｂ）が１０〜３０重量部、成分（Ｃ）が０．１〜２０重量部、成分（Ｄ）が２２０〜８００重量部である半導体用導電樹脂ペーストである。
また、上記の半導体用導電樹脂ペーストを用いて製作した半導体装置である。
【０００９】
【化４】
0004734687.tif 000002
【００１０】
【化５】
0004734687.tif 000003
【００１１】
【化６】
0004734687.tif 000004
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂には、脂環式エポキシを用いる。脂環式エポキシとしては、一般式（１）、（２）で示される脂環式エポキシがあり、これらは、例えばダイセル化学工業（株）のセロキサイド２０２１、２０８１、２０８３、２０８５として販売されており、更にビニルシクロヘキセンジオキサイド、ジシクロペンタジエンジオキサイド、アリサイクリックジエポキシ−アジペイトなどがあり、これらの内の１種類あるいは複数種と併用可能である。
【００１３】
一般式（１）、（２）で示される脂環式エポキシの他に液状エポキシ樹脂を用いることができ、脂環式エポキシと液状エポキシ樹脂の重量比は４０：６０〜１００：０あることが好ましい。脂環式エポキシの重量比が４０未満では速硬化性が劣るので好ましくない。脂環式エポキシが重量で５０％以上がより好ましい。
使用できる液状エポキシとしては、例えばビスフェノールＦグリシジルエーテル、ビスフェノールＡグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル、トリグリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンなどがある。
【００１４】
本発明に用いるフェノール硬化剤（Ｂ）は、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられる。本発明に用いるフェノール硬化剤はエポキシ基と反応して架橋にあずかる活性水素基を分子当り２個以上有することが望ましい。このようなフェノール化合物の例としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、テトラメチルビスフェノールＳ、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシベンゾフェノン、o-ヒドロキシフェノール、m-ヒドロキシフェノール、p-ヒドロキシフェノール、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、エチリデンビスフェノール、メチルエチリデンビス(メチルフェノール)、シク口へキシリデンビスフェノール、またフェノール、クレゾール、キシレノール等の1価フェノール類とホルムアルデヒドとを稀薄水溶液中強酸性下で反応させることによって得られるフェノールノボラック樹脂、1価フェノール類とアクロレイン、グリオキザール等の多官能アルデヒド類との酸性下の初期縮合物や、レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン等の多価フェノール類とホルムアルデヒドとの酸性下の初期縮合物などであり、これらは単独でも混合して用いてもよい。
【００１５】
フェノール硬化剤（Ｂ）の配合量はエポキシ樹脂（Ａ）に対し、１０〜３０重量％使用するのが好ましい。１０重量％未満では接着性及び耐湿性が劣り、３０重量％を越えると粘度が増加するという問題がある。
【００１６】
本発明に用いる金属錯体（Ｃ）は、硬化促進剤として用いられ、例えば一般式（３）で示されるアセチルアセトナートがある。具体的には、ニッケル（Ｉ）アセチルアセトナート、アルミニウムアセチルアセトナート、ベリリウムアセチルアセトナート、クロム（III）アセチルアセトナート、コバルト（II）アセチルアセトナート、コバルト（III）アセチルアセトナート、銅（II）アセチルアセトナート、インジウム（III）アセチルアセトナート、鉄（II）アセチルアセトナート、リチウム（Ｉ）アセチルアセトナート、マグネシウム（II）アセチルアセトナート、マンガン（II）アセチルアセトナート、亜鉛（II）アセチルアセトナート等がある。
金属錯体はエポキシ樹脂（Ａ）に対して０．１〜２０重量％使用することが望ましい。これより少いと、促進硬化が不十分であり、これより多くても硬化がさほど促進されないのに保存性が低下するおそれがあるので望ましくない。
【００１７】
本発明に用いる銀粉（Ｄ）は、導電性を付与するために用いられ、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の含有量は10ppm以下であることが好ましい。又銀粉の形状としてはフレーク状、樹脂状や球状等が用いられる。必要とするペーストの粘度により、使用する銀粉の粒径は異なるが、通常平均粒径は2〜10μｍ、最大粒径は50μｍ程度のものが好ましい。又比較的粗い銀粉と細かい銀粉とを混合して用いることもでき、形状についても各種のものを適宜混合してもよい。銀粉の配合量はエポキシ樹脂（Ａ）に対し２２０〜８００重量部使用するのが好ましい。２２０重量部未満であると導電性が劣り、８００重量部を越えると粘度が高くなるという問題がある。
【００１８】
本発明における樹脂ペーストには、必要により用途に応じた特性を損なわない範囲内で、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、顔料、染料、消泡剤、界面活性剤、溶剤等の添加剤を用いることができる。
本発明の製造法としては、例えば各成分を予備混合して三本ロール等を用いて混練し、ペーストを得た後真空下脱抱すること等がある。
【００１９】
本発明の半導体用樹脂ペーストを用いて製作された半導体装置は、オーブン、インラインどちらで硬化させても熱時接着強度が高く、耐湿性に優れているため、信頼性の高い半導体装置を得ることが出来る。半導体用樹脂ペーストを用いて半導体素子より半導体装置を製作する方法は公知の方法を用いることが出来る。
【００２０】
【実施例】
本発明を実施例で具体的に説明する。各成分の配合割合は重量部とする。
＜実施例１〜６及び比較例１〜６＞
表１及び表２に示した組成の各成分を配合し、三本ロールで混練して樹脂ペーストを得た。この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の性能を評価した。評価結果を表１及び表２に示す。
【００２１】
＜用いる原料成分＞
・液状エポキシ樹脂： ＲＥ−３０３ＳＬ（日本化薬（株）製、エポキシ当量１６０）
・脂環式エポキシ：セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル化学工業（株）製、エポキシ当量１２８〜１４５）
・フェノール硬化剤（Ｂ）：ビスフェノールＦ（大日本インキ化学工業（株）製、水酸基当量１００）
・金属錯体（Ｃ）  ：アルミニウムアセチルアセトナート（川研ファインケミカル（株）製、分子量３２４．３）
・銀粉（Ｅ）：粒径が0.1〜50μmで平均粒径3μmのフレーク状
【００２２】
＜評価方法＞
・粘度、ライフ：Ｅ型粘度計（３°コーン）を用い２５℃、２．５ｒｐｍでの値を測定し粘度とした。２５℃の恒温槽内に樹脂ペーストを３日放置した後の粘度を測定した。
・接着強度：２×２ｍｍのシリコンチップをペーストを用いて銀フレームにマウントし２５０℃、１８０秒ホットプレート上で硬化し、そのまま熱時ダイシェア強度を測定した。
【００２３】
【表１】
0004734687.tif 000005
【００２４】
【表２】
0004734687.tif 000006
【００２５】
実施例１〜６では熱時接着強度、ライフの長い優れたペーストが得られるが、比較例１は液状エポキシ樹脂のみであるため接着強度が低かった。比較例２はフェノール樹脂が少ないため硬化後の強度が低く、比較例３はフェノール樹脂が多すぎてライフが短かった。比較例４は、硬化促進剤が入っていないため接着強度が著しく低く、比較例５は硬化促進剤の配合量が多く、ライフが著しく短くなった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の半導体用樹脂ペーストは、オーブン、インラインどちらで硬化させても熱時接着強度が高く、耐湿性に優れているため、いずれの硬化法を用いたメーカーでも使用可能である。このペーストを用いて製作した半導体装置は信頼性が高く、生産性の高いものである。