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JPH06322350A - 導電性接着剤及びその製造方法並びに半導体チップの接着方法 - Google Patents

導電性接着剤及びその製造方法並びに半導体チップの接着方法

Info

Publication number
JPH06322350A
JPH06322350A JP5302837A JP30283793A JPH06322350A JP H06322350 A JPH06322350 A JP H06322350A JP 5302837 A JP5302837 A JP 5302837A JP 30283793 A JP30283793 A JP 30283793A JP H06322350 A JPH06322350 A JP H06322350A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive adhesive
resin
curing agent
epoxy resin
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5302837A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Nakada
義弘 中田
Yukio Takigawa
幸雄 瀧川
Shigeaki Yagi
繁明 八木
Nobuo Kamehara
伸男 亀原
Yasuo Yamagishi
康男 山岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP5302837A priority Critical patent/JPH06322350A/ja
Publication of JPH06322350A publication Critical patent/JPH06322350A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、主にＩＣ等の半導体チップをリー
ドフレームのアイランド部等に固定する際の接着手段と
して用いられる導電性接着剤に関し、硬化後に実装時等
の高温にさらされたり、低温下で使用されてもクラック
等の欠陥を生じにくい導電性接着剤を提供することを目
的とする。 【構成】 本発明の導電性接着剤は、基材樹脂としてエ
ポキシ樹脂を、硬化剤としてフェノール系硬化剤を含む
ように構成する。また、可撓性付与剤として、ウレタン
変性エポキシ樹脂あるいはブタジエン変性エポキシ樹脂
が用いられる。また、可撓性付与剤と硬化剤とを不活性
ガス雰囲気中で予め混合した後、他の材料とこれらを混
合して製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性を有する導電性
接着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】導電性接着剤は、主としてＩＣ等の半導
体チップをリードフレームのアイランド部等に固定する
際の接着剤として用いられる。このような導電性接着剤
としては、低分子アミン系の硬化剤を含有するものが、
例えば特開昭６０−１２４６１５号公報に示すように、
従来より広く用いられている。
【０００３】また、エポキシ樹脂に硬化剤として２−フ
ェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾー
ルを用いた接着剤が特開昭５９−１４２２７０号公報に
開示されている。また、エポキシ樹脂に硬化剤としてノ
ボラックフェノール樹脂を用いた接着剤が特開平３−２
１５５８３号公報に開示されている。
【０００４】また、エポキシ樹脂に硬化剤として特定の
ポリアリルフェノール樹脂を用いた接着剤が特開平３−
２１５５８３号公報に開示されている。また、米国特許
第５，０８７，７６６号明細書には、特定のポリアリル
フェノール樹脂の製造方法が開示されている。また、半
導体チップを接着した場合の接着層の厚さを均一化する
ため、接着剤に粒径等の大きさが揃ったフィラーが配合
された接着剤が特開昭６０−１８９２２９号公報や、特
開平２−２３７１２６号公報、特開平４−１５２６４２
号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年の電子機器製造分
野の技術向上に伴い、半導体素子（チップ）は大型化さ
れ、その封止パッケージは小型化される傾向にある。こ
のため、図１に示したように、従来の導電性接着剤を半
導体チップ１のダイボンディングに用いた場合には、硬
化後の導電性接着剤が基板実装時等の高温にさらされ、
導電性接着剤からなるダイス付け層（接着層）２にクラ
ックが発生するという問題があった。
【０００６】そして、このクラックはダイス付け層に止
まらず、樹脂封止パッケージ３にまで拡大する。このた
め、パッケージ３内に大気と共に水分が侵入し、チップ
１の腐食が生ずることになる。上述したクラックの発生
原因としては、次のことが考えられる。第１に、ダイス
付け層２すなわち接着剤の接着強度が不足する点であ
る。
【０００７】第２に、硬化剤として用いられている低分
子アミン系硬化剤の吸湿した水分が実装時の高温により
急激に気化し、接着剤外部に吹き出そうとする点であ
る。第３に、硬化不足により低分子量成分が実装時の高
温により熱分解して気化する点である。第４に、リード
フレーム５に銅や銅合金等の熱膨張率の大きい材料を用
いた場合には、半導体チップ１とリードフレーム５の熱
膨張率の違いから生ずる熱応力を接着剤が吸収し切れな
い点である。この熱応力の問題は、高温下ばかりでなく
−６０〜−７０℃の低温化においても生ずる。近年、半
導体集積回路の高集積化と素子高速化の要求からチップ
の消費電力が増大する傾向にあり、チップの放熱特性を
向上するため、熱伝導率の高い銅や銅合金をリードフレ
ーム５に使用することが望まれており、この点が顕著に
なっている。
【０００８】したがって、まず、接着剤の接着強度の向
上、接着剤の吸湿性の低下、接着剤の耐熱性の向上を実
現できれば、上述したクラックの発生を抑えられるもの
と推測される。また、ダイボンディング用の樹脂接着剤
は、従来使用されていた金−シリコン共晶と比べると、
高い柔軟性を有するものの、熱伝導性が低いことが知ら
れている。従って、接着剤による接着層の厚さが均一で
ない場合には、接着層が厚い部分ではチップとリードフ
レームの熱膨張率差に起因する熱応力を緩和できるが、
熱抵抗が大きくチップの放熱特性に悪影響を及ぼす。逆
に、接着層が薄い部分ではチップの放熱特性に対する悪
影響は少ないが、上記熱膨張率差に起因する熱応力を緩
和しきれず、上述のクラックやチップの割れや反りが生
じてしまう。
【０００９】かかる不具合を解消するためには、接着層
の厚さを所定の範囲内に制御する必要がある。従来、接
着層の厚さは、接着剤のデスペンス量及び圧接力に依存
していたため、接着剤の粘度やディスペンス量のバラツ
キにより厚さの制御は困難であった。さらに、基材樹脂
としてエポキシ樹脂を、反応性官能基としてエポキシ基
を有する可撓性付与剤を、硬化剤としてフェノール系樹
脂を配合した導電性接着剤を製造する場合、これらの樹
脂成分を一度に溶融混合する方法と、予め大気中にて可
撓性付与剤と硬化剤とを反応させてから、これを残りの
材料と混合する方法が考えられる。
【００１０】しかし、一度に溶融混合する方法で製造さ
れた導電性接着剤では、半導体チップをリードフレーム
のステージ部に接合する際、接着剤を加熱硬化させたと
きに、可撓性付与剤が接着剤内で層分離を起こし、ブリ
ードが生じる。この結果、ブリード成分が半導体チップ
上面に回り込み、半導体装置の耐湿性を著しく低下させ
てしまうという不具合があった。
【００１１】また、可撓性付与剤が接着剤中に均一に分
散しきれないため、接着層の低応力化を十分に図ること
ができない。この結果、接着剤の加熱硬化後に半導体チ
ップとステージ部の熱膨張率差により接着層に生じる熱
応力が十分に緩和されず、上述したクラックの発生原因
となるという不具合もあった。一方、大気中にて、予め
可撓性付与剤と硬化剤とを反応させてから、これを残り
の材料と混合する方法によって製造された導電性接着剤
では、可撓性付与剤と硬化剤の反応時にフェノール樹脂
が酸化されキノン類等に変化してしまい、フェノール樹
脂が基材樹脂（エポキシ樹脂）の硬化剤として機能しな
くなってしまう。このため、かかる接着剤が用いられた
樹脂封止半導体装置では、半導体チップとステージ部相
互間の接着力が弱く、接着層も脆いために、実装時に上
述したクラックを生じ易いという不具合があった。
【００１２】本発明の第１の目的は、硬化後に実装時等
の高温にさらされてもクラック等の欠陥を生じにくい導
電性接着剤を提供することにある。本発明の第２の目的
は、熱応力を効率よく緩和し得る可撓性に優れた導電性
接着剤を提供することにある。本発明の第３の目的は、
接着層の厚さを制御し得る導電性接着剤を提供すること
にある。
【００１３】本発明の第４の目的は、接着層の厚さを制
御し得る導電性接着剤を用いた半導体チップの接着方法
を提供することにある。本発明の第５の目的は、耐湿性
を低下させることなく、クラック等の欠陥が発生しにく
い導電性接着剤を製造することができる導電性接着剤の
製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的を達
成するため、本発明による導電性接着剤においては、基
材樹脂としてエポキシ樹脂を、硬化剤として下記のいず
れかの化学式
【００１５】
【化１２】
【００１６】
【化１３】
【００１７】
【化１４】 で表されるポリアリルフェノール樹脂を含むことを特徴
としている。本発明の第２の目的を達成するため、本発
明による導電性接着剤においては、基材樹脂としてエポ
キシ樹脂を、硬化剤としてフェノール系硬化剤を、可撓
性付与剤としてウレタン変性エポキシ樹脂を含むことを
特徴としている。
【００１８】本発明による導電性接着剤において、基材
樹脂として用いられるエポキシ樹脂としては、より高い
接着力を得るため、１分子中にエポキシ基を２個以上含
むものであることが望ましい。そのようなエポキシ樹脂
として、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビ
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、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ
樹脂等を用いることができる。
【００１９】なお、これらエポキシ樹脂のうちで、本発
明における基材樹脂として最も適しているのは、ビフェ
ニル型エポキシ樹脂である。これは、ビフェニル型エポ
キシ樹脂を基材樹脂として用いた場合に、耐熱性及び耐
湿性において最も優れた接着剤を得ることができるから
である。適当なビフェニル型エポキシ樹脂としては、例
えば、特開昭６３−２５１４１９号公報に記載されてい
る４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビフ
ェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキ
シ）−３，３´，５，５´−テトラメチルビフェニル、
４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，
３´，５，５´−テトラメチル−２−クロロビフェニ
ル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−
３，３´，５，５´−テトラメチル−２−ブロモビフェ
ニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）
−３，３´，５，５´−テトラエチルビフェニル、４，
４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，３
´，５，５´−テトラブチルビフェニルをあげることが
できる。このようなエポキシ樹脂を一般式で示すと、次
の通りである。
【００２０】
【化１５】 上式中のＲ及びＲ′は、それぞれエポキシ官能性基を表
す。また、Ｒ1 〜Ｒ8は、それぞれ水素原子、Ｃ1 〜Ｃ
4 の低級アルキル基またはハロゲン原子を表す。エポキ
シ官能性基Ｒ及びＲ´の代表例は、２，３−エポキシプ
ロポキシ基である。Ｒ1 〜Ｒ8 の好ましい例としては、
水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、塩素原子、臭素原子などを挙げることができる。
【００２１】このようなエポキシ樹脂は、例えば、油化
シェルエポキシ社のＹＸ−４０００Ｈ（商品名）等とし
て商業的に入手可能である。なお、基材樹脂として用い
るエポキシ樹脂は、上記した中の１種類のものを単独で
用いてもよいし、２種類以上のものを混合して用いても
よい。本発明による導電性接着剤において、硬化剤とし
て用いられるフェノール系硬化剤としては、フェノール
ノボラック樹脂やポリアリルフェノール樹脂などのフェ
ノール系硬化剤であればよい。ここで、ポリアリルフェ
ノールは、既に公知の技術によって合成してもよいし、
三菱油化社よりサンプル出荷されているＳＨ−１５０Ａ
Ｒ（商品名）等の市販品を使用することもできる。
【００２２】これらフェノール系硬化剤の配合量は、基
材樹脂のエポキシ樹脂１００重量部に対し５〜２００重
量部であることが望ましい。５重量部未満では十分な硬
化反応を期待することができず、２００重量部を超える
と硬化物の耐熱性が損なわれることになるからである。
なお、フェノール系硬化剤のより好ましい配合量は、基
材樹脂のエポキシ樹脂１００重量部に対し５０〜１５０
重量部である。
【００２３】本発明による導電性接着剤において、可撓
性付与剤として用いられるウレタン変性エポキシ樹脂
は、その骨格にウレタン結合を含有するものであればよ
く、特定の樹脂に限定されるものではない。また、ウレ
タン変性エポキシ樹脂が配合される場合のフェノール系
硬化剤の配合量は、ウレタン変性エポキシ樹脂１００重
量部に対し５〜２００重量部であることが望ましい。こ
れも、上述したのと同様に、５重量部未満では十分な硬
化反応を期待することができず、２００重量部を超える
と硬化物の耐熱性が損なわれることになるからである。
【００２４】なお、ウレタン変性エポキシ樹脂が配合さ
れる場合の基材樹脂たるエポキシ樹脂の配合量は、ウレ
タン変性エポキシ樹脂１００重量部に対し５〜１０００
重量部であることが好ましい。本発明の第２の目的を達
成するため、本発明による導電性接着剤においては、硬
化剤としてフェノール系硬化剤を、可撓性付与剤として
ブタジエン変性エポキシ樹脂を含むことを特徴としてい
る。
【００２５】本発明による導電性接着剤において、可撓
性付与剤として用いられるブタジエン変性エポキシ樹脂
は、骨格のジエン結合を酸化させたもの、あるいは、ブ
タジエン骨格の末端にエポキシ基を有するものであれば
よい。また、本発明による導電性接着剤において、硬化
剤としてフェノール系硬化剤を用いることができる。こ
の場合、フェノール系硬化剤の配合量は、ブタジエン変
性エポキシ樹脂１００重量部に対して５〜２００重量部
が好ましい。５重量部未満では十分な硬化反応を期待す
ることができず、２００重量部を超えると硬化物の耐熱
性が損なわれることになるからである。
【００２６】さらに、本発明による導電性接着剤におい
て、接着力を向上させるため、１分子中にエポキシ基を
二個以上含むエポキシ樹脂を添加してもよい。そのよう
なエポキシ樹脂としては、前述したものを用いることが
できる。この場合のエポキシ樹脂の添加量は、上記フェ
ノール系硬化剤及びブタジエン変性エポキシ樹脂の配合
量に対し、５〜１０００重量部が好ましい。
【００２７】本発明の第３の目的を達成するため、本発
明による導電性接着剤においては、大きさが略均一な固
形粒子が配合される。配合される固形粒子の具体例とし
て、金属、ガラスもしくは有機化合物重合体からなる固
形粒子を挙げることができるが、接着剤の低コスト化を
図るには安価なガラスもしくは有機化合物重合体からな
る固形粒子を用いることが好ましい。接着剤に高い放熱
性が要求される場合には、金属からなる固形粒子を用い
ることが好ましい。
【００２８】また、固形粒子として円柱状粒子を用いる
場合、該粒子の長さ方向の寸法は、その直径の１．５倍
〜５倍程度とすることが望ましい。円柱状粒子はその周
側面にて半導体チップ及び被固定物と接することが望ま
しいからである。また、本発明の第４の目的を達成する
ため、本発明による半導体チップの接着方法において
は、大きさが略均一な固形粒子が配合された導電性接着
剤を用いて半導体チップをリードフレーム等の被固定物
に固定する場合に、接着剤が硬化して非流動状態となる
まで半導体チップと被固定物とを互いに押圧した状態の
まま保持することとしている。
【００２９】さらに、本発明による半導体チップの接着
方法においては、接着剤が流動状態にある間に、半導体
チップと被固定物とを接着面と平行な面内において相対
的に振動させることが望ましい。本発明の第５の目的を
達成するため、本発明による導電性接着剤の製造方法に
おいては、窒素等の不活性ガス雰囲気中にて、予め可撓
性付与剤と硬化剤とを反応させてから、これを残りの材
料と混合することを特徴としている。
【００３０】この製造方法において用いられる反応性官
能基としてエポキシ基を有する可撓性付与剤の具体例と
しては、ウレタン変性エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブ
タジエンゴム、末端エポキシ化ポリジメチルシリコー
ン、シリコーン変性エポキシ樹脂、エポキシ化ＮＢＲ等
を挙げることができるが、この中でも、ウレタン変性エ
ポキシ樹脂を用いることが望ましい。得られる接着剤が
可撓性、接着力、靱性、作業性などの点で優れているか
らである。
【００３１】このように、可撓性付与剤としてウレタン
変性エポキシ樹脂を用いる場合、窒素ガス等の不活性ガ
ス雰囲気中でウレタン変性エポキシ樹脂をフェノール樹
脂に固定化する反応は、１００〜１９０℃の範囲内で行
なわれることが好ましく、特に、１２０〜１６０℃の範
囲内で反応が行われることが好ましい。これは、１００
℃以下ではウレタン変性エポキシ樹脂とフェノール樹脂
の反応速度が著しく遅く、１９０℃以上では、フェノー
ル樹脂に脱水縮合が起こり、このウレタン変性エポキシ
樹脂の固定化反応の際にゲル化するためである。
【００３２】なお、ウレタン変性エポキシ樹脂をフェノ
−ル樹脂に固定化する反応の際、トリフェニルホスフィ
ン、２エチル４メチルイミダゾ−ル等の触媒を用いても
よい。この場合、固定化温度は５０〜１５０℃の範囲内
で好ましく、固定化反応時間は５〜１２０分の範囲内が
好ましい。これは触媒効果によるゲル化を防止するため
である。
【００３３】また、ウレタン変性エポキシ樹脂をフェノ
ール樹脂に固定化する反応時間は、５〜７２０分の範囲
内で反応が行われることが好ましく、特に、１０〜１８
０分の範囲内で反応が行われることが好ましい。これ
は、５分以下ではウレタン変性エポキシ樹脂が硬化剤フ
ェノールに十分に固定化できず、接着剤の加熱硬化時に
ブリードが生じ、７２０分以上ではフェノール樹脂に脱
水縮合が起こり、ゲル化するためである。
【００３４】また、ウレタン変性エポキシ樹脂は基材樹
脂１００重量部に対して、５〜２００重量部添加される
ことが好ましい。５重量部以下では可撓性付与剤として
添加した効果が現れず、２００重量部を越えるとフェノ
ール樹脂に十分に固定化されず、接着剤の加熱硬化時に
ブリードが生じるからである。また、この接着剤の製造
方法において硬化剤として用いられるフェノール系樹脂
の具体例としては、フェノールノボラック、クレゾール
ノボラック、ビスフェノール、ビフェノール、ポリアリ
ルフェノール等のフェノール類を挙げることができる。
【００３５】また、本発明による導電性接着剤の製造方
法においては、基材樹脂としてエポキシ樹脂を用いるこ
とができ、かかるエポキシ樹脂の具体例としては、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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキ
シ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂などを挙げることが
できる。
【００３６】なお、上述した本発明による導電性接着剤
においては、いずれの接着剤の場合でも、固定される半
導体チップの熱放散性を向上させるため、高熱伝導性充
填剤を添加することができる。そのような充填剤として
は、金、銀、銅、鉄、アルミニウム、窒化アルミ、アル
ミナ、結晶性シリカ等の粉末を用いることができる。ま
た、希釈剤を添加する場合は、有機溶剤かシリコーン系
もしくは炭化水素系の反応性希釈剤の内、エポキシ樹脂
及び硬化剤に対する溶解性が良好なものを使用すればよ
い。
【００３７】さらに、上述した本発明による導電性接着
剤に対して、硬化促進剤、カップリング剤、チクソトロ
ピー剤等の添加剤を加えても差し支えない。
【００３８】
【作用】本発明による導電性接着剤においては、硬化剤
として用いられる特定のポリアリルフェノール樹脂等の
フェノール系硬化剤が、本発明により得られる接着剤の
接着強度や耐熱性、疎水性を向上させるように作用す
る。また、可撓性付与剤として用いられるウレタン変性
エポキシ樹脂あるいはブタジエン変性エポキシ樹脂が、
硬化物の可撓性を向上させるように作用する。
【００３９】また、導電性接着剤に配合された大きさの
略均一な固形粒子が接着層の厚さを制御するスペーサと
して作用する。また、本発明による半導体チップの接着
方法においては、接着剤が流動状態にある間に、半導体
チップと被固定物とを相対的に振動させることにより、
固形粒子が高熱伝導性充填剤等を含む接着剤をかきわけ
ることとなるので、固形粒子と半導体チップもしくは被
固定物との間に充填剤が介入することが防止される。
【００４０】また，本発明による導電性接着剤の製造方
法においては、不活性ガス雰囲気中にて、予め可撓性付
与剤と硬化剤とを反応させてから、これを残りの材料と
混合することにより、可撓性付与剤を硬化剤に十分に固
定化することができ、また、可撓性付与剤及び硬化剤の
機能を十分に引きだし得るようになる。
【００４１】
【実施例】本発明の実施例として以下に述べる導電性接
着剤を製造し、それぞれを硬化させた後、その接着強
度、耐熱性、吸湿率を評価した。 ［実施例１］基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１７４）１７．４ｇ、硬化剤とし
て化学式
【００４２】
【化１６】 で表されるポリアリルフェノール樹脂（水酸基当量１５
０）１５．０ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末
７５．６ｇ、希釈剤としてγ−ブチロラクトン１２．９
ｇを三本ロール混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
そして、得られた接着剤の粘度を測定したところ、６９
０ポアズ(poise) であった。
【００４３】なお、高熱伝導性充填剤として加えられた
鱗片状銀粉末は、接着剤に導電性を付与する導電性付与
剤としての作用も併せ持っている。したがって、本実施
例で得られた接着剤は、導電性を有する導電性接着剤で
ある。 ［実施例２］基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１７４）１７．４ｇ、硬化剤とし
て化学式
【００４４】
【化１７】 で表されるポリアリルフェノール樹脂（水酸基当量１５
０）１５．０ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末
７５．６ｇ、希釈剤としてγ−ブチロラクトン１２．９
ｇを三本ロール混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
そして、得られた接着剤の粘度を測定したところ、６７
０ポアズ(poise) であった。
【００４５】この接着剤も実施例１の接着剤と同様に、
導電性を有する。 ［実施例３］基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１７４）１７．４ｇ、硬化剤とし
て化学式
【００４６】
【化１８】 で表されるポリアリルフェノール樹脂（水酸基当量１５
０）１５．０ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末
７５．６ｇ、希釈剤としてγ−ブチロラクトン１２．９
ｇを三本ロール混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
そして、得られた接着剤の粘度を測定したところ、６６
０ポアズ(poise) であった。
【００４７】この接着剤も実施例１の接着剤と同様に、
導電性を有する。次いで、本発明の実施例として以下に
述べる導電性接着剤を製造し、それぞれを硬化させた
後、その接着強度、耐熱性、吸湿率を評価した。 ［実施例４］基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１７４）１２．０ｇ、硬化剤とし
て化学式
【００４８】
【化１９】 で表されるフェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０
３）８．１ｇ、可撓性付与剤としてウレタン変性エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１２００）１２．０ｇ、高熱伝導
性充填剤として鱗片状銀粉末７５．４ｇ、硬化促進剤と
してトリフェニルホスフィン０．２４ｇ、希釈剤として
γ−ブチロラクトン６．５ｇを三本ロール混練機にて混
練し導電性接着剤を得た。そして、得られた接着剤の粘
度を測定したところ、６８０ポアズ(poise) であった。
【００４９】この接着剤も実施例１の接着剤と同様に、
導電性を有する。 ［実施例５］基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１７４）１２．０ｇ、硬化剤とし
て化学式
【００５０】
【化２０】 で表されるポリアリルフェノール樹脂（水酸基当量１５
０）１１．４ｇ、可撓性付与剤としてウレタン変性エポ
キシ樹脂（エポキシ当量１２００）１２．０ｇ、高熱伝
導性充填剤として鱗片状銀粉末８３．２ｇ、硬化促進剤
としてトリフェニルホスフィン０．２４ｇ、希釈剤とし
てγ−ブチロラクトン７．１ｇを三本ロール混練機にて
混練し導電性接着剤を得た。そして、得られた接着剤の
粘度を測定したところ、６２０ポアズ(poise) であっ
た。
【００５１】この接着剤も実施例１の接着剤と同様に、
導電性を有する。 ［実施例６］基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１７４）１２．０ｇ、硬化剤とし
て化学式
【００５２】
【化２１】 で表されるポリアリルフェノール樹脂（水酸基当量１５
０）１１．４ｇ、可撓性付与剤としてウレタン変性エポ
キシ樹脂（エポキシ当量１２００）１２．０ｇ、高熱伝
導性充填剤として鱗片状銀粉末８３．２ｇ、硬化促進剤
としてトリフェニルホスフィン０．２４ｇ、希釈剤とし
てγ−ブチロラクトン７．１ｇを三本ロール混練機にて
混練し導電性接着剤を得た。そして、得られた接着剤の
粘度を測定したところ、６３５ポアズ(poise) であっ
た。
【００５３】この接着剤も実施例１の接着剤と同様に、
導電性を有する。 ［実施例７］基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１７４）１２．０ｇ、硬化剤とし
て化学式
【００５４】
【化２２】 で表されるポリアリルフェノール樹脂（水酸基当量１５
０）１１．４ｇ、可撓性付与剤としてウレタン変性エポ
キシ樹脂（エポキシ当量１２００）１２．０ｇ、高熱伝
導性充填剤として鱗片状銀粉末８３．２ｇ、硬化促進剤
としてトリフェニルホスフィン０．２４ｇ、希釈剤とし
てγ−ブチロラクトン７．１ｇを三本ロール混練機にて
混練し導電性接着剤を得た。そして、得られた接着剤の
粘度を測定したところ、６２５ポアズ(poise) であっ
た。
【００５５】この接着剤も実施例１の接着剤と同様に、
導電性を有する。上記した高熱伝導性充填剤としては、
鱗片状銀粉末の他、金、銅、鉄、アルミ、窒化アルミ、
アルミナ、結晶性シリカ等の粉末を用いることができ
る。これらの充填剤の添加量は、組成物全体の２０〜８
５重量％の範囲内に止めることが望ましい。２０重量％
を下回ると所期の熱放散効果を期待できず、８５重量％
を上回ると組成物の流動性が低下して作業性に悪影響が
生じると共に、硬化後にクラックが発生し易くなるから
である。
【００５６】また、上記した希釈剤としては、有機溶剤
及びシリコーン系並びに炭化水素系の反応性希釈剤の
内、エポキシ樹脂及び上記硬化剤に対する溶解性が良好
なものを用いることが好ましい。さらに、以下の添加剤
を加えてもよい。 （１）硬化促進剤として、トリフェニルホスフィンやイ
ミダゾール系の硬化促進剤（例えば、２−エチル−４−
メチルイミダゾール）。 （２）樹脂と高熱伝導性充填剤を均一に分散させるカッ
プリング剤として、シラン系、チタン系のもの。 （３）硬化後の柔軟性を持たせるための可撓性付与剤と
して、シリコーン系樹脂あるいはウレタン変性エポキシ
樹脂。 （４）液だれを防止するためのチクソトロピー（Ｔｈｉ
ｘｏｔｒｏｐｙ）剤。
【００５７】［第１比較例］上記の実施例１〜７と比較
するための比較例として、次のような接着剤を製造し、
硬化させた後、その接着強度、耐熱性、吸湿率を評価し
た。基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
（エポキシ当量１７４）１７．４ｇ、硬化剤として２−
エチル−４−メチルイミダゾール３．８ｇ、高熱伝導性
充填剤として鱗片状銀粉末４９．５ｇ、希釈剤としてγ
−ブチロラクトン８．５ｇを三本ロール混練機にて混練
して導電性接着剤を得た。
【００５８】上述した実施例１〜７及び第１比較例の接
着剤を１００℃の温度下に１時間放置して硬化させた
後、その硬化した接着剤につき、接着強度、熱分解温度
及び吸湿率を調べ比較した。その結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】 なお、接着強度は常温（２５℃）におけるものと、加熱
下（２５０℃）におけるものとをプッシュプルゲージに
より計測した。熱分解温度は熱重量分析により重量が５
％減少した温度を求めた。これにより耐熱性を判断する
ことができる。
【００６０】吸湿率は、硬化物を気温８５℃、相対湿度
８５％の雰囲気下に２４時間放置して吸湿させた後、硬
化物の吸湿率を重量％で示している。これにより接着剤
の吸湿性を評価することができる。クラック性は、半導
体（Ｓｉ）チップを上記導電性接着剤によりダイボンデ
ィング後、封止樹脂でパッケージングし、気温８５℃、
相対湿度８５％の雰囲気下に２４時間放置して吸湿さ
せ、はんだディップを行った場合にダイボンド層（接着
剤）からクラックが発生した個体数と試料数の比（個体
数／試料数）で示している。なお、クラックが発生して
いるか否かは、パッケージを切断し、その断面の研磨を
行い検査した。
【００６１】表１に示した結果から、接着強度、熱分解
温度、吸湿率及びクラック性の全ての点において、本願
発明の実施例である接着剤は比較例の接着剤に対し好結
果が得られている。このことから、硬化後に実装時等の
高温にさらされてもクラック等の欠陥を生じにくい導電
性接着剤を提供可能であることが確認できた。また、こ
れと同様の実験を１８０℃の温度下に１時間放置して各
接着剤を硬化させた場合についても行ったが、上記した
表１の結果とほぼ同様の結果が得られた。
【００６２】さらに、上述した実施例４〜７の接着剤に
ついて高温側及び低温側における熱応力に対する緩和特
性の評価を行なった結果を表２に示す。この熱応力に対
する評価は、上述した実施例４〜７及び第１比較例の接
着剤を用いて、１０ｍｍ角のＳｉチップを銅製の１２ｍ
ｍ角のアイランド部にダイス付けした試料を気温８５
℃、相対湿度８５％の雰囲気下に２４時間放置して吸湿
させた後、２８０℃のホットプレート上に１分間放置し
た試料と、−７５℃のドライアイス／メタノール溶液に
１分間浸漬した試料について不良が生じたか否かについ
て評価した。
【００６３】
【表２】 ここで、表２中の「○」は不良が生じなかったことを意
味し、「Ａ」はＳｉチップのコーナ部に剥離が生じたこ
とを意味し、「Ｂ」はＳｉチップ全面に剥離が生じたこ
とを意味し、「Ｃ」はＳｉチップにクラックが生じたこ
とを意味している。
【００６４】表２に示した結果から、熱応力に対する緩
和特性において、本願発明の実施例４〜７の接着剤は比
較例の接着剤に対し好結果が得られている。このことか
ら、熱応力に対する緩和特性に優れ、熱応力によるクラ
ック等の欠陥を生じにくい導電性接着剤を提供可能であ
ることが確認できた。次いで、本発明の実施例として以
下に述べる導電性接着剤を製造し、それぞれを硬化させ
た後、その接着強度、耐熱性、吸湿率を評価した。
【００６５】［実施例８］可撓性付与剤としてブタジエ
ン変性エポキシ樹脂（エポキシ当量１３００）１３．０
ｇ、基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
（エポキシ当量１７４）１３．０ｇ、硬化剤として化学
式
【００６６】
【化２３】 で表されるフェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０
３）８．７ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィ
ン０．１３ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末８
１．３ｇ、希釈剤としてγ−ブチロラクトン１４．５ｇ
を三本ロール混練機にて混練し導電性接着剤を得た。そ
して、得られた接着剤の粘度を測定したところ、８６０
ポアズ(poise) であった。
【００６７】なお、高熱伝導性充填剤として加えられた
鱗片状銀粉末は、接着剤に導電性を付与する導電性付与
剤としての作用も併せ持っている。したがって、本実施
例で得られた接着剤は、導電性を有する導電性接着剤で
ある。 ［実施例９］可撓性付与剤としてブタジエン変性エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１３００）１３．０ｇ、基材樹脂
としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量
１７４）１３．０ｇ、硬化剤として化学式
【００６８】
【化２４】 で表されるポリアリルフェノール樹脂（水酸基当量１５
０）１２．７ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフ
ィン０．１３ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末
９０．６ｇ、希釈剤としてγ−ブチロラクトン１６．４
ｇを三本ロール混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
そして、得られた接着剤の粘度を測定したところ、７５
０ポアズ(poise) であった。
【００６９】この接着剤も実施例８の接着剤と同様に、
導電性を有する。 ［実施例１０］可撓性付与剤としてブタジエン変性エポ
キシ樹脂（エポキシ当量１３００）１３．０ｇ、基材樹
脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当
量１７４）１３．０ｇ、硬化剤として化学式
【００７０】
【化２５】 で表されるポリアリルフェノール樹脂（水酸基当量１５
０）１２．７ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフ
ィン０．１３ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末
９０．６ｇ、希釈剤としてγ−ブチロラクトン１２．７
ｇを三本ロール混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
そして、得られた接着剤の粘度を測定したところ、７８
０ポアズ(poise) であった。
【００７１】この接着剤も実施例８の接着剤と同様に、
導電性を有する。 ［実施例１１］可撓性付与剤としてブタジエン変性エポ
キシ樹脂（エポキシ当量１３００）１３．０ｇ、基材樹
脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当
量１７４）１３．０ｇ、硬化剤として化学式
【００７２】
【化２６】 で表されるポリアリルフェノール樹脂（水酸基当量１５
０）１２．７ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフ
ィン０．１３ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末
９０．６ｇ、希釈剤としてγ−ブチロラクトン１２．７
ｇを三本ロール混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
そして、得られた接着剤の粘度を測定したところ、７６
０ポアズ(poise) であった。
【００７３】この接着剤も実施例８の接着剤と同様に、
導電性を有する。上記した高熱伝導性充填剤としては、
鱗片状銀粉末の他、金、銅、鉄、アルミ、窒化アルミ、
アルミナ、結晶性シリカ等の粉末を用いることができ
る。これらの充填剤の添加量は、組成物全体の２０〜８
５重量％の範囲内に止めることが望ましい。２０重量％
を下回ると所期の熱放散効果を期待できず、８５重量％
を上回ると組成物の流動性が低下して作業性に悪影響が
生じると共に、硬化後にクラックが発生し易くなるから
である。
【００７４】また、上記した希釈剤としては、有機溶剤
及びシリコーン系並びに炭化水素系の反応性希釈剤の
内、エポキシ樹脂及び上記硬化剤に対する溶解性が良好
なものを用いることが好ましい。さらに、以下の添加剤
を加えてもよい。 （１）硬化促進剤として、トリフェニルホスフィンやイ
ミダゾール系の硬化促進剤（例えば、２−エチル−４−
メチルイミダゾール）。 （２）樹脂と高熱伝導性充填剤を均一に分散させるカッ
プリング剤として、シラン系、チタン系のもの。 （３）硬化後の柔軟性を持たせるための可撓性付与剤と
して、シリコーン系樹脂あるいはウレタン変性エポキシ
樹脂。 （４）液だれを防止するためのチクソトロピー（Ｔｈｉ
ｘｏｔｒｏｐｙ）剤。
【００７５】［第２比較例］上記の実施例８〜１１と比
較するための比較例として、次のような接着剤を製造
し、硬化させた後、その接着強度、耐熱性、吸湿率を評
価した。基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂（エポキシ当量１７４）１７．４ｇ、硬化剤として２
−エチル−４−メチルイミダゾール３．８ｇ、高熱伝導
性充填剤として鱗片状銀粉末４９．５ｇ、希釈剤として
γ−ブチロラクトン８．５ｇを三本ロール混練機にて混
練して導電性接着剤を得た。
【００７６】上述した実施例８〜１１及び第２比較例の
接着剤を１００℃の温度下に１時間放置して硬化させた
後、その硬化した接着剤につき、接着強度、熱分解温度
及び吸湿率を調べ比較した。その結果を表３に示す。
【００７７】
【表３】 なお、接着強度は常温（２５℃）におけるものと、加熱
下（２５０℃）におけるものとをプッシュプルゲージに
より計測した。熱分解温度は熱重量分析により重量が５
％減少した温度を求めた。これにより耐熱性を判断する
ことができる。
【００７８】吸湿率は、硬化物を気温８５℃、相対湿度
８５％の雰囲気下に２４時間放置して吸湿させた後、硬
化物の吸湿率を重量％で示している。これにより接着剤
の吸湿性を評価することができる。クラック性は、半導
体（Ｓｉ）チップを上記導電性接着剤によりダイボンデ
ィング後、封止樹脂でパッケージングし、気温８５℃、
相対湿度８５％の雰囲気下に２４時間放置して吸湿さ
せ、はんだディップを行った場合にダイボンド層（接着
剤）からクラックが発生した個体数と試料数の比（個体
数／試料数）で示している。なお、クラックが発生して
いるか否かは、パッケージを切断し、その断面の研磨を
行い検査した。
【００７９】表３に示した結果から、接着強度、熱分解
温度、吸湿率及びクラック性の全ての点において、本願
発明の実施例である接着剤は比較例の接着剤に対し好結
果が得られている。このことから、硬化後に実装時等の
高温にさらされてもクラック等の欠陥を生じにくい導電
性接着剤を提供可能であることが確認できた。また、こ
れと同様の実験を１８０℃の温度下に１時間放置して各
接着剤を硬化させた場合についても行ったが、上記した
表３の結果とほぼ同様の結果が得られた。
【００８０】さらに、上述した実施例８〜１１の接着剤
について高温側及び低温側における熱応力に対する緩和
特性の評価を行なった結果を表３に示す。この熱応力に
対する評価は、上述した実施例８〜１１及び第２比較例
の接着剤を用いて、１０ｍｍ角のＳｉチップを銅製の１
２ｍｍ角のアイランド部にダイス付けした試料を気温８
５℃、相対湿度８５％の雰囲気下に２４時間放置して吸
湿させた後、２８０℃のホットプレート上に１分間放置
した試料と、−７５℃のドライアイス／メタノール溶液
に１分間浸漬した試料について不良が生じたか否かにつ
いて評価した。
【００８１】ここで、表３中の「○」は不良が生じなか
ったことを意味し、「Ａ」はＳｉチップのコーナ部に剥
離が生じたことを意味し、「Ｂ」はＳｉチップ全面に剥
離が生じたことを意味し、「Ｃ」はＳｉチップにクラッ
クが生じたことを意味している。表３に示した結果か
ら、熱応力に対する緩和特性において、本願発明の実施
例８〜１１の接着剤は第２比較例の接着剤に対し好結果
が得られている。このことから、熱応力に対する緩和特
性に優れ、熱応力によるクラック等の欠陥を生じにくい
導電性接着剤を提供可能であることが確認できた。
【００８２】さらに、大きさが略均一な固形粒子が配合
された導電性接着剤の発明の実施例及びかかる接着剤を
用いて半導体チップをリードフレーム等の被固定物に固
定する接着方法の発明に関する実施例について、以下に
説明する。まず、大きさが略均一な固形粒子が配合され
た導電性接着剤として、以下に説明する実施例１２〜１
５の接着剤を製造した。
【００８３】［実施例１２］基材樹脂としてビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７４）１２．０
ｇ、硬化剤として化学式
【００８４】
【化２７】 で表されるフェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０
３）８．１ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィ
ン０．２４ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末７
５．４ｇ、直径約１０μｍの銀製球状粒子０．７５ｇ、
希釈剤としてγ−ブチロラクトン６．５ｇを三本ロール
混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
【００８５】なお、配合される固形粒子（本実施例では
銀製球状粒子）の配合割合は、その他のフィラー（本実
施例では高熱伝導性充填剤として配合される鱗片状銀粉
末）の１〜５０重量％の範囲にあることが望ましい。少
な過ぎると固形粒子が接着層の厚さを制御するスペーサ
としての機能を十分に発揮することができず、多すぎる
と接着力の低下を招くからである。
【００８６】［実施例１３］基材樹脂としてビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７４）１２．０
ｇ、硬化剤として化学式
【００８７】
【化２８】 で表されるフェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０
３）８．１ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィ
ン０．２４ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末７
５．４ｇ、直径約２０μｍの銀製球状粒子０．７５ｇ、
希釈剤としてγ−ブチロラクトン６．５ｇを三本ロール
混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
【００８８】［実施例１４］基材樹脂としてビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７４）１２．０
ｇ、硬化剤として化学式
【００８９】
【化２９】 で表されるフェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０
３）８．１ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィ
ン０．２４ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末７
５．４ｇ、直径約２０μｍのガラス製球状粒子０．７４
ｇ、希釈剤としてγ−ブチロラクトン６．５ｇを三本ロ
ール混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
【００９０】［実施例１５］基材樹脂としてビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７４）１２．０
ｇ、硬化剤として化学式
【００９１】
【化３０】 で表されるフェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０
３）８．１ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィ
ン０．２４ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末７
５．４ｇ、直径約１０μｍのガラスファイバ製円柱状粒
子０．７４ｇ、希釈剤としてγ−ブチロラクトン６．５
ｇを三本ロール混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
【００９２】次に、上記した実施例１２〜１５と比較す
るための比較例として、次のような接着剤を製造した。 ［第３比較例］基材樹脂としてビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量１７４）１２．０ｇ、硬化剤と
して化学式
【００９３】
【化３１】 で表されるフェノールノボラック樹脂（水酸基当量１０
３）８．１ｇ、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィ
ン０．２４ｇ、高熱伝導性充填剤として鱗片状銀粉末７
５．４ｇ、希釈剤としてγ−ブチロラクトン６．５ｇを
三本ロール混練機にて混練し導電性接着剤を得た。
【００９４】そして、以下に説明する応用実施例及び応
用比較例の通り、実施例１２〜１５及び第３比較例で得
られた接着剤を用いて半導体チップをリードフレーム等
の被固定物に固定した。 ［応用実施例１］実施例１２で得られた導電性接着剤を
リードフレーム上にディスペンスし、その上に半導体チ
ップを載せ、半導体チップをリードフレームに対して押
圧し、押圧状態を保持したまま１８０℃の温度下に１時
間放置して硬化させて半導体チップをリードフレーム上
に接着固定した。
【００９５】［応用実施例２］上記応用実施例１と同様
の手順で、実施例１３で得られた導電性接着剤を用い、
半導体チップをリードフレーム上に接着固定した。 ［応用実施例３］上記応用実施例１と同様の手順で、実
施例１４で得られた導電性接着剤を用い、半導体チップ
をリードフレーム上に接着固定した。
【００９６】［応用実施例４］上記応用実施例１と同様
の手順で、実施例１５で得られた導電性接着剤を用い、
半導体チップをリードフレーム上に接着固定した。 ［応用実施例５］実施例１２で得られた導電性接着剤を
リードフレーム上にディスペンスし、その上に半導体チ
ップを載せ、半導体チップをリードフレームに対して押
圧し、押圧状態を保持したままリードフレームをその接
着面と平行な面内において振動させた後、押圧状態を保
持したまま１８０℃の温度下に１時間放置して硬化さ
せ、半導体チップをリードフレーム上に接着固定した。
【００９７】［応用実施例６］上記応用実施例５と同様
の手順で、実施例１３で得られた導電性接着剤を用い、
半導体チップをリードフレーム上に接着固定した。 ［応用実施例７］上記応用実施例５と同様の手順で、実
施例１４で得られた導電性接着剤を用い、半導体チップ
をリードフレーム上に接着固定した。
【００９８】［応用実施例８］上記応用実施例５と同様
の手順で、実施例１５で得られた導電性接着剤を用い、
半導体チップをリードフレーム上に接着固定した。 ［応用実施例９］直径１０μｍのグラスファイバ製円柱
状粒子をエチルアルコール中に分散させ、リードフレー
ム上に散布した後、第３比較例で得られた導電性接着剤
をリードフレーム上にディスペンスし、その上に半導体
チップを載せ、半導体チップをリードフレームに対して
押圧し、押圧状態を保持したままリードフレームをその
接着面と平行な面内において振動させた後、押圧状態を
保持したまま１８０℃の温度下に１時間放置して硬化さ
せ、半導体チップをリードフレーム上に接着固定した。
【００９９】［応用比較例］第３比較例で得られた導電
性接着剤をリードフレーム上にディスペンスし、その上
に半導体チップを載せ、半導体チップをリードフレーム
に対して押圧し、押圧状態を保持したままリードフレー
ムをその接着面と平行な面内において振動させた後、押
圧状態を保持したまま１８０℃の温度下に１時間放置し
て硬化させ、半導体チップをリードフレーム上に接着固
定した。
【０１００】そして、上述した応用実施例１〜９及び応
用比較例の接着層の厚さを調査し比較した。その結果を
表４及び表５に示す。
【０１０１】
【表４】
【０１０２】
【表５】 なお、この調査においては、各応用実施例及び応用比較
例につきそれぞれ１０個の試料を作成し、同一材料及び
同一条件下で作成した各試料間における接着層の厚さの
バラツキを比較した。接着層の厚さは、接着後の試料の
厚さをマイクロメータで測定し、この値から同じくマイ
クロメータで予め測定しておいた半導体チップ及びリー
ドフレームの厚さを減算して求めた（測定値の単位はμ
ｍ）。
【０１０３】表４及び表５に示した結果から明らかな様
に、応用実施例の接着層の厚さのバラツキは応用比較例
のそれに比べ格段に小さく均一化されており、接着層の
厚さが良好に制御されていることが確認できた。次に、
上述した応用実施例１〜９及び応用比較例の接着層の厚
さを調査し比較した。その結果を表６及び表７に示す。
【０１０４】
【表６】
【０１０５】
【表７】 この調査においては、各応用実施例及び応用比較例で作
成した一試料中における接着層の厚さのバラツキを比較
した。一試料中の測定箇所を図２に示す。各測定箇所に
おける接着層の厚さは上述した方法により求めた（測定
値の単位はμｍ）。
【０１０６】表６及び表７に示した結果から明らかな様
に、応用実施例の一試料中における接着層の厚さのバラ
ツキは応用比較例のそれに比べ格段に小さく均一化され
ており、接着層の厚さが良好に制御されていることが確
認できた。次に、本発明による導電性接着剤の製造方法
に関する実施例について説明する。
【０１０７】［実施例１６］導電性接着剤の原材料とし
て、エポキシ樹脂「エピコート１００１」（油化シェル
エポキシ製）、硬化剤「バーカムＴＤ−２１３１」（大
日本インキ化学製）、ウレタン変性エポキシ樹脂「ＦＥ
Ｘ−０２０１」（横浜ゴム製）、希釈剤（ブチルセルソ
ルブアセテート）、硬化促進剤（２メチルイミダゾー
ル）、Ａｇ粉末（粒径７μｍの鱗片状粉）を用い、以下
の手順にて導電性接着剤を製造した。
【０１０８】まず、硬化剤及び可撓性付与剤（ウレタン
変性エポキシ樹脂）を規定量計量し、三口フラスコ内に
仕込む。次に、フラスコ内部に窒素ガスを送り込み、フ
ラスコ内をパージしながら撹拌羽によりこれらを混合す
る。この混合は油浴にて所定温度に加熱し、温度を一定
に保ちながら行なう。この溶融混合により、ウレタン変
性エポキシ樹脂を硬化剤のフェノールに固定化する反応
を進行させる。
【０１０９】この溶融混合を所定時間継続的に行なった
後、フラスコを油浴から外し、フラスコ内の混合物の温
度が５０℃程度まで下がるのを待つ。温度が下がった
ら、エポキシ樹脂及び希釈剤を該混合物に添加し、再び
油浴にて所定温度に加熱し、撹拌羽による混合を行なっ
た。なお、エポキシ樹脂及び希釈剤の添加後は窒素ガス
によるパージは必要なく、大気中で混合しても差支えな
い。油浴によって溶融したら、そのまま約５分間の混合
を行なった後、室温まで冷却させる。室温になった樹脂
混合物をＡｇ粉及び硬化促進剤とホモジナイザーにより
混合し、導電性接着剤を得る。
【０１１０】なお、上記実施例１６では、可撓性付与剤
を硬化剤に固定化する際の方法として、三口フラスコに
可撓性付与剤及び硬化剤を仕込み、三口フラスコ内をパ
ージしながら撹拌羽により試料を混合し、油浴などによ
り加熱保持する方法を採用ししているが、これ以外に、
反応釜やニーダなどを用いて固定化を行うことも可能で
ある。
【０１１１】また、上記実施例１６では、Ａｇ粉及び硬
化促進剤を混合する際、ホモジナイザーを用いたが、二
軸あるいは三軸のロール混練機やニーダを用いてもよ
い。また、上記実施例１６では、熱伝導性を付与するた
め、Ａｇ粉を添加したが、これに代えてＣｕやＰｔなど
他の金属粉を添加してもよい。上述のようにして得られ
た導電性接着剤を用いた樹脂封止半導体装置（８０ピン
ＳＯＰ）を作成し、以下の評価を行なった。
【０１１２】（１）吸湿後における実装時の耐パッケー
ジクラック性 パッケージを気温８５℃、相対湿度８５％の雰囲気下に
９６時間放置して吸湿させ、２６０℃のはんだ浴に２０
秒浸漬させた場合のパッケージクラックの発生頻度を調
べた。 （２）耐湿性 パッケージを気温１２１℃、相対湿度１００％、２気圧
の雰囲気下に９６時間放置したときの素子不良の発生頻
度を調べた。
【０１１３】（３）接着力 ８mm角のＳｉチップを４２アロイ製のステージにダイボ
ンドした後、チップとステージ相互間の接着力（引き剥
がし強度）を測定した。また、比較のため大気中におい
て可撓性付与剤を硬化剤に固定化して作成した導電性接
着剤を用意し、同様の評価を行なった。
【０１１４】その結果を表８乃至表１０に示す。なお、
表８乃至表１０は導電性接着剤の作成条件を変えて得ら
れた接着剤のそれぞれについて、その作成条件と評価結
果を示している。
【０１１５】
【表８】
【０１１６】
【表９】
【０１１７】
【表１０】 表８乃至表１０に示した結果からあきらかなように、硬
化剤及び可撓性付与剤（ウレタン変性エポキシ樹脂）を
不活性ガス雰囲気中で予め溶融混合する本発明の実施例
では、大気中で溶融混合した比較例と比べ、パッケージ
クラックの発生頻度、耐湿性及び接着力のいずれの点に
おいても優れていることが分かる。また、接着剤の加熱
硬化時のブリードが生じていない点でも優れている。
【０１１８】
【発明の効果】以上の通り、本発明による導電性接着剤
においては、硬化剤として用いられる特定のポリアリル
フェノール樹脂が、本発明により得られる接着剤の接着
強度や耐熱性、疎水性を向上させるように作用するの
で、接着強度や耐熱性、疎水性に優れた導電性接着剤を
提供することができる。したがって、本発明による導電
性接着剤は、硬化後に実装時等の高温にさらされてもク
ラック等の欠陥を生じることが激減し、半導体装置の信
頼性向上に寄与する。
【０１１９】また、可撓性付与剤として用いられるウレ
タン変性エポキシ樹脂が、硬化物の可撓性を向上させる
ように作用するので、高い可撓性を有し熱応力を効率よ
く緩和し得る導電性接着剤を提供することができる。し
たがって、可撓性付与剤としてウレタン変性エポキシ樹
脂を用いた本発明による導電性接着剤は、低温下におけ
る過酷な条件下で使用される製品に用いてもクラック等
の欠陥を生じることがなく、半導体装置の信頼性向上に
寄与する。
【０１２０】さらに、大きさの略均一な固形粒子が配合
された本発明による導電性接着剤においては、該固形粒
子が接着層の厚さを制御するスペーサとして作用するの
で、接着層の厚さを制御することが可能となり、半導体
装置の信頼性向上に寄与する。また、本発明による半導
体チップの接着方法においては、接着剤が流動状態にあ
る間に、半導体チップと被固定物とを相対的に押圧しつ
つ振動させることにより、固形粒子が高熱伝導性充填剤
等を含む接着剤をかきわけることとなるので、固形粒子
と半導体チップもしくは被固定物との間に接着剤が介入
することが防止される。この結果，固形粒子のスペーサ
としての機能が十分に発揮され、接着層の厚さが安定的
に、かつ、良好に制御され、半導体装置の信頼性向上に
寄与する。
【０１２１】このように、接着層の厚さが均一に制御さ
れる結果、半導体チップとリードフレーム等の被固定物
との熱膨張率差を原因として接着層に生ずる熱応力の集
中を防止できるようになる。従って、半導体チップに対
する熱膨張率差の大きい銅製のリードフレーム等に高い
信頼性を保ちつつ半導体チップを接着固定することが可
能となる。
【０１２２】また、本発明による導電性接着剤の製造方
法においては、不活性ガス雰囲気中にて、予め可撓性付
与剤と硬化剤とを反応させてから、これを残りの材料と
混合することにより、可撓性付与剤を硬化剤に十分に固
定化することができ、また、可撓性付与剤及び硬化剤の
機能を十分に引きだし得るようになる。従って、接着
力、低応力性（可撓性）、強靱性及び加熱硬化時のブリ
ードレス性に優れた導電性接着剤を得ることができる。
また、得られた導電性接着剤を用いてダイボンドを行な
い、樹脂封止半導体装置を作成することにより、耐パッ
ケージクラック性、耐湿性に優れた信頼性の高い樹脂封
止半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が解決しようとする課題の説明図であ
る。
【図２】接着層の厚さを測定した箇所を示す平面図であ
る。
【符号の説明】
１…半導体チップ ２…ダイス付け層（接着層） ３…樹脂封止パッケージ ５…リードフレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀原 伸男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 山岸 康男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導電性を有する導電性接着剤において、 基材樹脂としてエポキシ樹脂を、硬化剤として化学式 【化１】 で表されるポリアリルフェノール樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  2. 【請求項２】 導電性を有する導電性接着剤において、 基材樹脂としてエポキシ樹脂を、硬化剤として化学式 【化２】 で表されるポリアリルフェノール樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  3. 【請求項３】 導電性を有する導電性接着剤において、 基材樹脂としてエポキシ樹脂を、硬化剤として化学式 【化３】 で表されるポリアリルフェノール樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  4. 【請求項４】 導電性を有する導電性接着剤において、 基材樹脂としてエポキシ樹脂を、硬化剤としてフェノー
    ル系硬化剤を、可撓性付与剤としてウレタン変性エポキ
    シ樹脂を含むことを特徴とする導電性接着剤。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の導電性接着剤において、 前記フェノール系硬化剤は、化学式 【化４】 で表されるフェノールノボラック樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  6. 【請求項６】 請求項４記載の導電性接着剤において、 前記フェノール系硬化剤は、化学式 【化５】 で表されるポリアリルフェノール樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  7. 【請求項７】 請求項４記載の導電性接着剤において、 前記フェノール系硬化剤は、化学式 【化６】 で表されるポリアリルフェノール樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  8. 【請求項８】 請求項４記載の導電性接着剤において、 前記フェノール系硬化剤は、化学式 【化７】 で表されるポリアリルフェノール樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  9. 【請求項９】 導電性を有する導電性接着剤において、 可撓性付与剤としてブタジエン変成エポキシ樹脂を、硬
    化剤としてフェノール系硬化剤を含むことを特徴とする
    導電性接着剤。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の導電性接着剤におい
    て、 前記フェノール系硬化剤は、化学式 【化８】 で表されるフェノールノボラック樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  11. 【請求項１１】 請求項９記載の導電性接着剤におい
    て、 前記フェノール系硬化剤は、化学式 【化９】 で表されるポリアリルフェノール樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  12. 【請求項１２】 請求項９記載の導電性接着剤におい
    て、 前記フェノール系硬化剤は、化学式 【化１０】 で表されるポリアリルフェノール樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  13. 【請求項１３】 請求項９記載の導電性接着剤におい
    て、 前記フェノール系硬化剤は、化学式 【化１１】 で表されるポリアリルフェノール樹脂を含むことを特徴
    とする導電性接着剤。
  14. 【請求項１４】 請求項９乃至１３のいずれかに記載の
    導電性接着剤において、 基材樹脂として１分子中に２個以上のエポキシ基を有す
    るエポキシ樹脂を含むことを特徴とする導電性接着剤。
  15. 【請求項１５】 請求項９乃至１４のいずれかに記載の
    導電性接着剤において、 導電性若しくは熱伝導性に優れた充填剤が添加されてい
    ることを特徴とする導電性接着剤。
  16. 【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれかに記載の
    導電性接着剤において、 大きさが略均一な固形粒子が配合されていることを特徴
    とする導電性接着剤。
  17. 【請求項１７】 請求項１６記載の導電性接着剤におい
    て、 前記固形粒子は、球状粒子又は円柱状粒子であることを
    特徴とする導電性接着剤。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載の導電性接着剤におい
    て、 前記球状粒子又は前記円柱状粒子の直径は５μｍ以上５
    ０μｍ以下であることを特徴とする導電性接着剤。
  19. 【請求項１９】 請求項１６乃至１８のいずれかに記載
    の導電性接着剤において、 前記固形粒子はガラス粒子であることを特徴とする導電
    性接着剤。
  20. 【請求項２０】 請求項１６乃至１８のいずれかに記載
    の導電性接着剤において、 前記固形粒子は有機化合物の重合体からなる粒子である
    ことを特徴とする導電性接着剤。
  21. 【請求項２１】 請求項１６乃至２０のいずれかに記載
    の導電性接着剤を用いて半導体チップを被固定物に接着
    固定する方法であって、 前記半導体チップと前記被固定物間に流動状態の前記導
    電性接着剤を充填する工程と、 前記導電性接着剤が硬化して非流動状態となるまで前記
    半導体チップと前記被固定物をと押圧した状態のまま保
    持する工程とを含むことを特徴とする半導体チップの接
    着方法。
  22. 【請求項２２】 請求項２１記載の半導体チップの接着
    方法において、 前記導電性接着剤が流動状態にある間に、前記半導体チ
    ップと前記被固定物とが接着される面と平行な面内にお
    いて前記半導体チップと前記被固定物とを相対的に振動
    する工程を含むことを特徴とする半導体チップの接着方
    法。
  23. 【請求項２３】 基材樹脂としてエポキシ樹脂を、反応
    性官能基としてエポキシ基を有する可撓性付与剤を、硬
    化剤としてフェノール系樹脂を含む導電性接着剤の製造
    方法であって、 前記可撓性付与剤と前記フェノール系樹脂とを不活性ガ
    ス雰囲気下において反応させ、前記可撓性付与剤を前記
    フェノール系樹脂に固定させる工程を含むことを特徴と
    する導電性接着剤の製造方法。
  24. 【請求項２４】 請求項２３記載の導電性接着剤の製造
    方法において、 前記可撓性付与剤はウレタン変性エポキシ樹脂であり、
    その添加量が前記基材樹脂として配合されるエポキシ樹
    脂１００重量部に対して、５〜２００重量部であること
    を特徴とする導電性接着剤の製造方法。
  25. 【請求項２５】 請求項２３又は２４記載の導電性接着
    剤の製造方法において、 前記可撓性付与剤と前記フェノール系樹脂との不活性ガ
    ス雰囲気下における反応は，約１００〜１９０℃の温度
    範囲内で行われることを特徴とする導電性接着剤の製造
    方法。
  26. 【請求項２６】 請求項２３乃至２５のいずれかに記載
    の導電性接着剤の製造方法において、 前記可撓性付与剤と前記フェノール系樹脂との不活性ガ
    ス雰囲気下における反応時間は、約５〜７２０分の範囲
    内であることを特徴とする導電性接着剤の製造方法。
JP5302837A 1993-03-17 1993-12-02 導電性接着剤及びその製造方法並びに半導体チップの接着方法 Withdrawn JPH06322350A (ja)

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