導電性接着剤およびそれを備える半導体装置
【課題】導電性接着剤の熱伝導率の向上を図り、放熱性に優れた導電性接着剤を提供する。
【解決手段】導電性接着剤３０は、樹脂３３として、エポキシ樹脂よりなる主剤とアミン系樹脂よりなる硬化剤と、これら主剤および硬化剤を混合させるための希釈剤と、さらに８−キノリノールを含み、導電フィラーとしてＡｇよりなるブロック状もしくはフレーク状の第１のフィラー３１と、Ａｇよりなるブロック状もしくはフレーク状をなし第１のフィラー３１よりも薄く且つ比表面積の大きな第２のフィラー３２とにより構成されるものを含み、導電フィラー３１、３２の含有率は８４ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下である。
【解決手段】導電性接着剤３０は、樹脂３３として、エポキシ樹脂よりなる主剤とアミン系樹脂よりなる硬化剤と、これら主剤および硬化剤を混合させるための希釈剤と、さらに８−キノリノールを含み、導電フィラーとしてＡｇよりなるブロック状もしくはフレーク状の第１のフィラー３１と、Ａｇよりなるブロック状もしくはフレーク状をなし第１のフィラー３１よりも薄く且つ比表面積の大きな第２のフィラー３２とにより構成されるものを含み、導電フィラー３１、３２の含有率は８４ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成分にＡｇよりなる導電フィラーを含んでなる導電性接着剤、および、そのような導電性接着剤を介して半導体チップをリードフレーム上に接合してなる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の半導体装置は、一般にリードフレーム上に、導電性接着剤を介して半導体チップを搭載し、導電性接着剤により半導体チップとリードフレームとを接合してなる。そして、このような導電性接着剤としては下記の特許文献１〜特許文献４に記載のものが提案されている。
【０００３】
このものは、回路基板上に電子部品を実装するために使用する導電性接着剤であり、はんだの代替となりうるような良好な接合強度及び接続抵抗特性、優れた印刷性を実現するものである。
【０００４】
具体的には、ビスフェノール型エポキシ樹脂に対してビフェニル型エポキシ樹脂と３官能フェノール型エポキシ樹脂とを含有した樹脂よりなる主剤と、アミン系樹脂よりなる硬化剤と、希釈剤と、りん片状のＡｇ粒子よりなる導電フィラーとからなる。
【特許文献１】特開２０００−３１９６２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６４６９号公報
【特許文献３】特開２００３−２２１５７３号公報
【特許文献４】特開２００３−３３５９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような導電性接着剤を用いて半導体チップをリードフレーム上に接合するにあたって、半導体チップとしてパワー素子などを用いた場合には、半導体チップの熱をリードフレームから放熱する必要がある。この場合、導電性接着剤は、さらなる高放熱性（たとえば５Ｗ／ｍｋ以上）を満たすことが要求されるが、従来のものでは、不十分である。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、導電性接着剤の熱伝導率の向上を図り、放熱性に優れた導電性接着剤、および、そのような導電性接着剤を備えた半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明者は、上記特許文献１〜４に記載されている導電性接着剤に基づき、鋭意検討を行った。
【０００８】
まず、導電性接着剤の樹脂成分としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂よりなる主剤とアミン系またはフェノール系樹脂よりなる硬化剤と、これら主剤および硬化剤を混合させるための希釈剤とを含むものとした。
【０００９】
ここで、導電フィラーとしては、従来の鱗片状のものに代えてブロック状もしくはフレーク状のものとした。さらに、導電フィラーを、第１のフィラーとこれよりも薄く且つ比表面積の大きい第２のフィラーとを混合してなるものとした。これは、比較的厚みの大きい第１のフィラーによって熱伝導率を確保し、比表面積の大きい第２のフィラーによってフィラー間の接触面積を増加させることを目的としたものである。
【００１０】
そして、熱伝導性を向上させるべく、この樹脂成分に対して、Ａｇよりなる導電フィラーの量を８４〜９０ｗｔ％と多くした。そうしたところ、導電性接着剤の熱伝導率は大きくなり放熱性は向上したが、導電フィラーが多すぎて、ペースト段階での印刷性や硬化後の機械的接着性が低下した。
【００１１】
そこで、これら印刷性や接着性を確保するレベルまで希釈剤を添加したところ、今度は、希釈剤が多すぎて、導電フィラーの増加に見合う放熱性が得られないことが、実験的にわかった（後述の図４参照）。
【００１２】
このことについて、鋭意検討した結果、８ーキノリノールを添加すれば、希釈剤の量を減らしても、上記印刷性や接着性を確保しつつ導電フィラーの増加に見合った放熱性が得られることが実験的にわかった（後述の図４参照）。これは、８−キノリノール自身が、希釈剤の機能および放熱機能を補填するためと考えられる。本発明は、このような検討の結果、実験的に得られたものである。
【００１３】
すなわち本発明では、樹脂（３３）は、さらに８−キノリノールを含み、導電フィラーは、Ａｇよりなるブロック状もしくはフレーク状の第１のフィラー（３１）と、Ａｇよりなるブロック状もしくはフレーク状をなし第１のフィラー（３１）よりも薄く且つ比表面積の大きな第２のフィラー（３２）とにより構成されるものであり、導電フィラー（３１、３２）の含有率が８４ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
【００１４】
それによれば、導電性接着剤（３０）の熱伝導率の向上を図り、放熱性に優れた導電性接着剤（３０）を提供することができる。
【００１５】
ここで、導電フィラー（３１、３２）の含有率は、８４ｗｔ％以上８８ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００１６】
また、主剤は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であることが好ましい。また、硬化剤は、イミダゾールまたは二核体以上のノボラック型フェノール樹脂であることが好ましい。
【００１７】
また、希釈剤は、パラ位のｔｅｒｔ−ブチル基を持ったフェニルグリシジルエーテルであることが好ましい。
【００１８】
このものは、硬化時にて主剤であるエポキシ樹脂等の反応系材料と反応しこの反応系材料に取り込まれやすいので、通常のＰｂフリーはんだのはんだリフロー温度である２５０〜２５５℃にて揮発しにくく当該温度での重量減少率が小さい。そのため、本導電性接着剤を用いた半導体装置をはんだリフローして、他の部材に接続する時に、希釈剤の揮発による導電性接着剤の破裂を極力防止できる。
【００１９】
また、当該導電性接着剤中の第１フィラー（３１）の重量をｘ、第２フィラー（３２）の重量をｙとすると、第１のフィラー（３１）と第２のフィラー（３２）との混合比ｘ：ｙは、８０：２０〜９５：５であることが好ましい。
【００２０】
また、第１のフィラー（３１）は、平均粒径が１〜２０μｍであり、比表面積が０．１０〜０．５０ｍ2／ｇ、タップ密度が５．０〜７．５ｇ／ｍｌであることが好ましい。
【００２１】
また、第２のフィラー（３２）は、比表面積が０．５０〜１．２０ｍ2／ｇ、タップ密度が４．０〜６．５ｇ／ｍｌであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明では、リードフレーム（１０）上に、上記特徴を有する導電性接着剤（３０）を介して半導体チップ（２０）を搭載し、導電性接着剤（３０）により半導体チップ（２０）とリードフレーム（１０）とを接合してなる半導体装置（１００）を提供する。それによれば、導電性接着剤（３０）の放熱性向上が図られ、半導体チップ（２０）からリードフレーム（１０）への放熱を促進させることができる。
【００２３】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る半導体装置１００の概略断面構成を示す図であり、図２は、図１中の導電性接着剤３０の拡大構成を示す図である。
【００２５】
この半導体装置１００は、アウターリードを持たないＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎｌｅａｄｅｄ）パッケージの様な小型のモールドパッケージとして構成されており、リードフレーム１０のアイランド１１上に導電性接着剤３０を介して、半導体チップ２０が搭載されてなる。
【００２６】
リードフレーム１０は、半導体チップ２０を搭載するアイランド１１と、半導体装置１００における外部との電気的接続を行うためのリード１２とを備えている。リードフレーム１０は、たとえば、Ｃｕや４２アロイなどの通常のリードフレーム材料よりなり、板材をエッチングやプレスなどによりパターニングしてなる。また、ここでは、リードフレーム１０の表面には、Ｎｉ粗化Ｐｄ−ＰＰＦめっきが施されており、その比表面積は１．３〜１．５である。
【００２７】
半導体チップ２０は、一般的な半導体プロセスにより形成されたもので、たとえば、シリコン半導体よりなるチップに、トランジスタ素子などを形成してなるＩＣチップなどである。
【００２８】
ここで、半導体チップ２０の裏面とアイランド１１とが導電性接着剤３０を介して接続されているが、半導体チップ２０の裏面には、電極は形成されていなくてもよいし、Ａｕ等の電極が形成されていてもよい。
【００２９】
また、図１に示されるように、半導体チップ２０の表面には、図示しないＡｌなどの電極が設けられており、この電極とリードフレーム１０のリード１２とは、ＡｕやＡｌなどよりなるワイヤ４０により結線され、電気的に接続されている。このワイヤ４０は、通常のワイヤボンディングなどにより形成されるものである。
【００３０】
そして、これらリードフレーム１０、半導体チップ２０、ワイヤ４０は、モールド樹脂５０により封止されている。このモールド樹脂５０は、エポキシ樹脂などの通常のモールド材料よりなる。
【００３１】
ここでは、アイランド１１における半導体チップ２０側とは反対側の面、および、リード１２におけるワイヤ４０の接続側とは反対側の面は、モールド樹脂５０から露出している。これにより、半導体チップ２０の熱が、導電性接着剤３０を介してアイランド１１の当該反対側の面にて放熱され、また、リード１２の当該反対側の面にて、半導体装置１００と外部との接続が可能となっている。
【００３２】
導電性接着剤３０は、図２に示されるように、エポキシ樹脂よりなる主剤と、アミン系またはフェノール系樹脂よりなる硬化剤と、これら主剤および硬化剤を混合させるための希釈剤と、その他、硬化触媒およびカップリング剤とを含有する樹脂３３と、この樹脂３３に混合された導電フィラー３１、３２とからなる。
【００３３】
これら樹脂３３や導電フィラー３１、３２といった導電性接着剤３０の使用材料は、導電フィラー３１、３２と樹脂３３との濡れ性が向上する機能を有すること、高純度で低吸水率となる硬化物となること、耐熱性のある硬化物となること等の特徴を発現するもので、高い接続信頼性を得るようにしたものである。また、作業性、ペースト適性も考慮し選択したものである。
【００３４】
このような半導体装置１００は、リードフレーム１０のアイランド１１上に、ペースト状の導電性接着剤３０を介して半導体チップ２０を搭載し、導電性接着剤３０を加熱・硬化して接着を行った後、半導体チップ２０とリード１２との間で、ワイヤボンディングを行ってワイヤ４０による接続を行い、その後、このものを図示しない金型に投入してモールド樹脂５０による封止を行うことにより、製造される。
【００３５】
次に、本半導体装置１００における導電性接着剤３０について、さらに述べる。本実施形態の導電性接着剤３０は、主剤としてのエポキシ樹脂と、硬化剤としてのアミン系樹脂と、硬化触媒、希釈剤、導電フィラー３１、３２とを含んでいる。
【００３６】
導電フィラー３１、３２はＡｇから成るものであり、樹脂３３との配合比率は、９０／１０〜９６／４である。特に好ましいものとして、９２／８〜９４／６としている。これは、硬化物中のＡｇフィラー含有率を狙い値にするのに最適であるからである。
【００３７】
ここで、主剤として使用されるエポキシ樹脂としては、作業性を考慮し液状のビスフェノール型エポキシ樹脂をはじめ、耐熱性を持たすためにビスフェノール樹脂中に固形のビフェニル型エポキシ樹脂および３官能フェノール型エポキシ樹脂を含む液状エポキシ樹脂や、ナフタレン骨格を持つ液状エポキシ樹脂、水添型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などを採用することができる。
【００３８】
本例では、主剤として、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、または、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を採用している。これら両者はどちらを用いてもよい。また、硬化剤としては、イミダゾールまたはフェノール樹脂を用いており、これら両者もどちらを用いてもよい。なお、硬化剤として使用されるフェノール樹脂としては、ビスフェノールＦ型フェノール樹脂、アリルフェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などを採用することができる。
【００３９】
また、希釈剤としては、２５０〜２５５℃での重量減少率が、たとえば８０％以下であるものが好ましい。本例では、希釈剤は、パラ位のｔｅｒｔ−ブチル基を持ったフェニルグリシジルエーテル（ｐ−ｔ−ｂｕｔｙｌ ｐｈｅｎｙｌ ｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）を採用している。図３は、このフェニルグリシジルエーテルの化学構造式を示す図である。
【００４０】
このパラ位にｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌが付いたフェニルグリシジルエーテルは、図３に示されるように、構造的に反応基に立体的阻害がないことから反応性が高く、硬化時に主剤であるエポキシ樹脂等の反応系材料と反応して主剤に取り込まれやすく、未反応の残存稀釈剤が少ない。そのため、通常のＰｂフリーはんだのはんだリフロー温度である２５０〜２５５℃にて、揮発しにくく当該温度での重量減少率が小さい。
【００４１】
このことから、本実施形態では、本半導体装置１００を上記リード１２にてはんだリフローして、他の部材に接続する時に、希釈剤の揮発による導電性接着剤３０の破裂、いわゆるポップコーン現象を極力防止できる。
【００４２】
また、導電フィラー３１、３２については、図２に示されるように、ともにＡｇよりなるブロック状もしくは例えば厚さ１μｍ以上のフレーク状の第１のフィラー３１および第２のフィラー３２よりなり、第２のフィラー３２は、第１のフィラー３１よりも薄く且つ比表面積が大きいものである。比較的厚みの大きい第１のフィラー３１は熱伝導率を確保し、比表面積の大きい第２のフィラー３２はフィラー間の接触面積を増加させる。
【００４３】
また、硬化前の導電性接着剤３０、すなわちペーストとしての導電性接着剤３０において、当該導電性接着剤３０の全体中の導電フィラー３１、３２の含有率は、８４ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下であり、８４ｗｔ％以上８８ｗｔ％以下が望ましい。特に、熱伝導率５Ｗ／ｍ・Ｋを確保し、高信頼性で接続するためには、８６ｗｔ％以上８８ｗｔ％以下が好ましい。
【００４４】
また、導電性接着剤３０中の第１フィラー３１の重量をｘ、第２フィラー３２の重量をｙとすると、第１のフィラー３１と第２のフィラー３２との混合重量比ｘ：ｙは、８０：２０〜９５：５である。特に、ｘ：ｙ＝８５：１５〜９０：１０が好ましい。この割合であれば、塗布特性、ディスペンス性を保持しながら、フィラー同士の接触点数が多く、高熱伝導率を実現することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、第１のフィラー３１は、平均粒径が１〜２０μｍであり、比表面積が０．１０〜０．５０ｍ2／ｇ、タップ密度が５．０〜７．５ｇ／ｍｌである。好ましくは、比表面積が０．２０〜０．４０ｍ2／ｇ、タップ密度が５．５〜６．９ｇ／ｍｌである。これは、熱伝導率を確保するためである。
【００４６】
また、本実施形態の第２のフィラー３２は、比表面積が０．５０〜１．２０ｍ2／ｇ、タップ密度が４．０〜６．５ｇ／ｍｌである。好ましくは、比表面積が０．６０〜０．８０ｍ2／ｇ、タップ密度が４．２〜５．８ｇ／ｍｌである。これは、接触点数を多くするためである。
【００４７】
そして、本実施形態の導電性接着剤３０は、樹脂３３として、さらに８−キノリノールを含む。たとえば、８−キノリノールは、硬化前の導電性接着剤３０全体中の１ｗｔ％程度添加する。この８−キノリノールは、導電フィラー３１、３２と樹脂３３との濡れ性を向上させることにより、ダイマウント時に、フィラー３１、３２と樹脂３３とがはじくことによる流動性不良を防止する。
【００４８】
また、フィラー３１、３２と樹脂３３とのなじみが良くなったことにより、ペースト特性にとっては良くない希釈剤の量を０．５ｗｔ％〜１ｗｔ％程度減らすことが可能となり、熱伝導率の余裕度が上がる。
【００４９】
つまり、熱伝導率を向上させるべく導電フィラー３１、３２を従来よりも増加した導電性接着剤３０では、導電フィラーが多すぎることによってペースト印刷性や機械的接着性が低下するが、８−キノリノールは、これら特性の低下を抑制するものである。
【００５０】
図４は、本実施形態の導電性接着剤３０における８−キノリノールの添加効果について実験調査した結果を示す図である。横軸に導電フィラー３１、３２の含有量（単位：ｗｔ％）、縦軸に硬化後の導電性接着剤３０の熱伝導率（単位：Ｗ／ｍ・Ｋ）を示す。
【００５１】
ここで、この調査における主剤、硬化剤、希釈剤、導電フィラー３１、３２の構成は、上述の範囲のものとし、８−キノリノールを添加したものと、添加しないものとについて、導電フィラー３１、３２の含有量を変え、熱伝導率を調べた。８−キノリノールの添加量は１ｗｔ％とした。また、この図４に示されるサンプルは、印刷性や接着性を適切に確保するだけの量の希釈剤を添加したものである。
【００５２】
図４に示されるように、８−キノリノールを添加しないものの場合（８−キノリノール添加無）には、フィラー含有量が８４ｗｔ％〜８８ｗｔ％の間にて、導電フィラー３１、３２の増加に見合う放熱性が得られにくい。これは、希釈剤の量が多すぎるためと考えられる。
【００５３】
それに対して、８−キノリノールを添加したものの場合（８−キノリノール添加有）には、フィラー含有量が８４ｗｔ％〜８８ｗｔ％の間にて、導電フィラー３１、３２の増加に伴い直線的に熱伝導率が増加している。つまり、フィラー増加に見合う放熱性が得られている。これは、８−キノリノールの添加により、希釈剤の量を、たとえば６．８ｗｔ％から６．３ｗｔ％へ減らすことができたためと考えられる。
【００５４】
なお、この図４に示されるものと同様の傾向は、上述した主剤、硬化剤、希釈剤、導電フィラー３１、３２の構成の範囲にて得られる。つまり、本実施形態によれば、導電性接着剤３０の熱伝導率の向上を図り、放熱性に優れた導電性接着剤３０を提供することができる。
【００５５】
また、本実施形態の導電性接着剤３０の硬化前または硬化後の物性について、さらに述べる。たとえば、硬化後の導電性接着剤３０のガラス転移温度は７０〜１３０℃である。特に、１００〜１２０℃が好ましい。
【００５６】
硬化前の導電性接着剤３０の粘度は、１５〜３０Ｐａ・ｓである。特に、２０〜２５Ｐａ・ｓが作業性的にも好ましい。また、硬化前の導電性接着剤３０のチクソ指数は、４〜６．５である。特に、５〜６が作業性的にも好ましい。また、硬化前の導電性接着剤３０の揮発成分は、リフロー後のポップコーン現象抑制から、７．５％以下であることが好ましい。
【００５７】
また、硬化後の導電性接着剤３０の弾性率は、２５℃で８〜１５ＧＰａ、２００℃で０．４〜１．０ＧＰａである。そうすれば、接着強度良く接続することができる。さらに、２５℃で９〜１３ＧＰａ、２００℃で０．６〜０．８ＧＰａが好ましい。また、硬化後の導電性接着剤３０の比抵抗は、１×１０-4Ω・ｃｍ以下である。そうすれば、電気的接続が良好になる。
【００５８】
また、硬化前の導電性接着剤３０のブリード量は、付近のボンディングパッド汚染等の理由からも、２００μｍ以下であることが好ましい。そうすれば、微細なピッチのパッケージや部品接続の場合でも、隣接するボンディング接続部等を汚染することなく接続することが可能となる。
【００５９】
また、硬化前の導電性接着剤３０の不純物含有量は、Ｃｌイオンが２０ｐｐｍ以下、Ｎａイオンが１０ｐｐｍ以下である。そうすれば、硬化後の樹脂の高純度化が図れ、高信頼性の接続が可能となる。
【００６０】
また、硬化後の導電性接着剤３０の曲げ強度は、３５Ｎ／ｍｍ2以上である。そうすれば、導電性接着剤の膜強度を高くすることができ、高信頼性の接続が可能となる。また、硬化後の導電性接着剤３０の常温せん断強度は１０Ｎ／ｍｍ2以上、高温せん断強度が１Ｎ／ｍｍ2以上である。そうすれば、常温または高温下でも、高い接続強度を得ることができる。
【００６１】
また、硬化後の導電性接着剤３０の線膨張係数は、ガラス転移点以下で３０〜５０ｐｐｍ、ガラス転移点以上で４５〜１２５ｐｐｍである。そうすれば、高い接続信頼性を得ることができる。特に、ガラス転移点以下で３５〜４５ｐｐｍ、ガラス転移点以上で６５〜９０ｐｐｍが好ましい。
【００６２】
また、導電性接着剤３０の硬化条件は、１３５〜１５５℃で６０〜７０分である。特に推奨条件としては、１４５℃で６０分が好ましい。また、上記図１に示される硬化後の導電性接着剤３０においては、その厚さはたとえば２５μｍ以上である。
【００６３】
また、上記図４にも示したように、本導電性接着剤３０の熱伝導率は、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特にフィラー含有量：８６ｗｔ％以上で５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、実製品構造で熱抵抗を確認すると、従来の導電性接着剤よりも１℃／Ｗの低減効果がある。
【００６４】
また、導電性接着剤３０には、導電フィラー３１、３２と樹脂３３との濡れ性を向上する添加剤を加えてもよい。たとえば、シリコーン系やフッ素系のレベリング剤を添加することにより、硬化時の低粘度域が長くなり、導電性接着剤３０の流動性を向上させて信頼性の高い接続が可能となる。
【００６５】
なお、本実施形態の半導体装置１００は、リードフレーム１０上に、導電性接着剤３０を介して半導体チップ２０を搭載し、導電性接着剤３０により半導体チップ２０とリードフレーム１０とを接合してなり、導電性接着剤３０は、樹脂３３として、エポキシ樹脂よりなる主剤とアミン系樹脂よりなる硬化剤と、これら主剤および硬化剤を混合させるための希釈剤とを含み、導電フィラー３１、３２としてＡｇよりなる粒子を含むものとして構成されている。
【００６６】
そして、本実施形態ではこのような半導体装置１００において、用いる硬化前の導電性接着剤３０の樹脂３３は、さらに８−キノリノールを含み、導電フィラーは、Ａｇよりなるフレーク状の第１のフィラー３１と、Ａｇよりなるフレーク状をなし第１のフィラー３１よりも薄く且つ比表面積の大きな第２のフィラー３２とにより構成され、導電フィラーの含有率が８４〜９０ｗｔ％である。
【００６７】
そして、導電性接着剤３０の放熱性向上が図られるため、半導体チップ２０からリードフレーム１０への放熱が促進される。なお、上記導電性接着剤３０を硬化させた本半導体装置１００における硬化後の導電性接着剤３０では、導電フィラーの含有率は９０ｗｔ％以上９６ｗｔ％以下である。
【００６８】
（他の実施形態）
また、上記実施形態は、ＱＦＮの様な小型ＩＣパッケージについて導電性接着剤３０を適用した例を述べたが、それ以外にも、導電性接着剤３０を介して２つの部材を接着するものであればよく、たとえば、他のハイブリッドＩＣやモールドＩＣ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。
【図２】図１中の導電性接着剤の拡大図である。
【図３】ｐ−ｔ−ｂｕｔｙｌ ｐｈｅｎｙｌ ｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒの化学構造式を示す図である。
【図４】上記実施形態における８−キノリノールの添加効果の調査結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…リードフレーム、２０…半導体チップ、３０…導電性接着剤、
３１…導電性接着剤の第１のフィラー、３２…導電性接着剤の第２のフィラー、
３３…導電性接着剤の樹脂、１００…半導体装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成分にＡｇよりなる導電フィラーを含んでなる導電性接着剤、および、そのような導電性接着剤を介して半導体チップをリードフレーム上に接合してなる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の半導体装置は、一般にリードフレーム上に、導電性接着剤を介して半導体チップを搭載し、導電性接着剤により半導体チップとリードフレームとを接合してなる。そして、このような導電性接着剤としては下記の特許文献１〜特許文献４に記載のものが提案されている。
【０００３】
このものは、回路基板上に電子部品を実装するために使用する導電性接着剤であり、はんだの代替となりうるような良好な接合強度及び接続抵抗特性、優れた印刷性を実現するものである。
【０００４】
具体的には、ビスフェノール型エポキシ樹脂に対してビフェニル型エポキシ樹脂と３官能フェノール型エポキシ樹脂とを含有した樹脂よりなる主剤と、アミン系樹脂よりなる硬化剤と、希釈剤と、りん片状のＡｇ粒子よりなる導電フィラーとからなる。
【特許文献１】特開２０００−３１９６２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６４６９号公報
【特許文献３】特開２００３−２２１５７３号公報
【特許文献４】特開２００３−３３５９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような導電性接着剤を用いて半導体チップをリードフレーム上に接合するにあたって、半導体チップとしてパワー素子などを用いた場合には、半導体チップの熱をリードフレームから放熱する必要がある。この場合、導電性接着剤は、さらなる高放熱性（たとえば５Ｗ／ｍｋ以上）を満たすことが要求されるが、従来のものでは、不十分である。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、導電性接着剤の熱伝導率の向上を図り、放熱性に優れた導電性接着剤、および、そのような導電性接着剤を備えた半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明者は、上記特許文献１〜４に記載されている導電性接着剤に基づき、鋭意検討を行った。
【０００８】
まず、導電性接着剤の樹脂成分としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂よりなる主剤とアミン系またはフェノール系樹脂よりなる硬化剤と、これら主剤および硬化剤を混合させるための希釈剤とを含むものとした。
【０００９】
ここで、導電フィラーとしては、従来の鱗片状のものに代えてブロック状もしくはフレーク状のものとした。さらに、導電フィラーを、第１のフィラーとこれよりも薄く且つ比表面積の大きい第２のフィラーとを混合してなるものとした。これは、比較的厚みの大きい第１のフィラーによって熱伝導率を確保し、比表面積の大きい第２のフィラーによってフィラー間の接触面積を増加させることを目的としたものである。
【００１０】
そして、熱伝導性を向上させるべく、この樹脂成分に対して、Ａｇよりなる導電フィラーの量を８４〜９０ｗｔ％と多くした。そうしたところ、導電性接着剤の熱伝導率は大きくなり放熱性は向上したが、導電フィラーが多すぎて、ペースト段階での印刷性や硬化後の機械的接着性が低下した。
【００１１】
そこで、これら印刷性や接着性を確保するレベルまで希釈剤を添加したところ、今度は、希釈剤が多すぎて、導電フィラーの増加に見合う放熱性が得られないことが、実験的にわかった（後述の図４参照）。
【００１２】
このことについて、鋭意検討した結果、８ーキノリノールを添加すれば、希釈剤の量を減らしても、上記印刷性や接着性を確保しつつ導電フィラーの増加に見合った放熱性が得られることが実験的にわかった（後述の図４参照）。これは、８−キノリノール自身が、希釈剤の機能および放熱機能を補填するためと考えられる。本発明は、このような検討の結果、実験的に得られたものである。
【００１３】
すなわち本発明では、樹脂（３３）は、さらに８−キノリノールを含み、導電フィラーは、Ａｇよりなるブロック状もしくはフレーク状の第１のフィラー（３１）と、Ａｇよりなるブロック状もしくはフレーク状をなし第１のフィラー（３１）よりも薄く且つ比表面積の大きな第２のフィラー（３２）とにより構成されるものであり、導電フィラー（３１、３２）の含有率が８４ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
【００１４】
それによれば、導電性接着剤（３０）の熱伝導率の向上を図り、放熱性に優れた導電性接着剤（３０）を提供することができる。
【００１５】
ここで、導電フィラー（３１、３２）の含有率は、８４ｗｔ％以上８８ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００１６】
また、主剤は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であることが好ましい。また、硬化剤は、イミダゾールまたは二核体以上のノボラック型フェノール樹脂であることが好ましい。
【００１７】
また、希釈剤は、パラ位のｔｅｒｔ−ブチル基を持ったフェニルグリシジルエーテルであることが好ましい。
【００１８】
このものは、硬化時にて主剤であるエポキシ樹脂等の反応系材料と反応しこの反応系材料に取り込まれやすいので、通常のＰｂフリーはんだのはんだリフロー温度である２５０〜２５５℃にて揮発しにくく当該温度での重量減少率が小さい。そのため、本導電性接着剤を用いた半導体装置をはんだリフローして、他の部材に接続する時に、希釈剤の揮発による導電性接着剤の破裂を極力防止できる。
【００１９】
また、当該導電性接着剤中の第１フィラー（３１）の重量をｘ、第２フィラー（３２）の重量をｙとすると、第１のフィラー（３１）と第２のフィラー（３２）との混合比ｘ：ｙは、８０：２０〜９５：５であることが好ましい。
【００２０】
また、第１のフィラー（３１）は、平均粒径が１〜２０μｍであり、比表面積が０．１０〜０．５０ｍ2／ｇ、タップ密度が５．０〜７．５ｇ／ｍｌであることが好ましい。
【００２１】
また、第２のフィラー（３２）は、比表面積が０．５０〜１．２０ｍ2／ｇ、タップ密度が４．０〜６．５ｇ／ｍｌであることが好ましい。
【００２２】
また、本発明では、リードフレーム（１０）上に、上記特徴を有する導電性接着剤（３０）を介して半導体チップ（２０）を搭載し、導電性接着剤（３０）により半導体チップ（２０）とリードフレーム（１０）とを接合してなる半導体装置（１００）を提供する。それによれば、導電性接着剤（３０）の放熱性向上が図られ、半導体チップ（２０）からリードフレーム（１０）への放熱を促進させることができる。
【００２３】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る半導体装置１００の概略断面構成を示す図であり、図２は、図１中の導電性接着剤３０の拡大構成を示す図である。
【００２５】
この半導体装置１００は、アウターリードを持たないＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎｌｅａｄｅｄ）パッケージの様な小型のモールドパッケージとして構成されており、リードフレーム１０のアイランド１１上に導電性接着剤３０を介して、半導体チップ２０が搭載されてなる。
【００２６】
リードフレーム１０は、半導体チップ２０を搭載するアイランド１１と、半導体装置１００における外部との電気的接続を行うためのリード１２とを備えている。リードフレーム１０は、たとえば、Ｃｕや４２アロイなどの通常のリードフレーム材料よりなり、板材をエッチングやプレスなどによりパターニングしてなる。また、ここでは、リードフレーム１０の表面には、Ｎｉ粗化Ｐｄ−ＰＰＦめっきが施されており、その比表面積は１．３〜１．５である。
【００２７】
半導体チップ２０は、一般的な半導体プロセスにより形成されたもので、たとえば、シリコン半導体よりなるチップに、トランジスタ素子などを形成してなるＩＣチップなどである。
【００２８】
ここで、半導体チップ２０の裏面とアイランド１１とが導電性接着剤３０を介して接続されているが、半導体チップ２０の裏面には、電極は形成されていなくてもよいし、Ａｕ等の電極が形成されていてもよい。
【００２９】
また、図１に示されるように、半導体チップ２０の表面には、図示しないＡｌなどの電極が設けられており、この電極とリードフレーム１０のリード１２とは、ＡｕやＡｌなどよりなるワイヤ４０により結線され、電気的に接続されている。このワイヤ４０は、通常のワイヤボンディングなどにより形成されるものである。
【００３０】
そして、これらリードフレーム１０、半導体チップ２０、ワイヤ４０は、モールド樹脂５０により封止されている。このモールド樹脂５０は、エポキシ樹脂などの通常のモールド材料よりなる。
【００３１】
ここでは、アイランド１１における半導体チップ２０側とは反対側の面、および、リード１２におけるワイヤ４０の接続側とは反対側の面は、モールド樹脂５０から露出している。これにより、半導体チップ２０の熱が、導電性接着剤３０を介してアイランド１１の当該反対側の面にて放熱され、また、リード１２の当該反対側の面にて、半導体装置１００と外部との接続が可能となっている。
【００３２】
導電性接着剤３０は、図２に示されるように、エポキシ樹脂よりなる主剤と、アミン系またはフェノール系樹脂よりなる硬化剤と、これら主剤および硬化剤を混合させるための希釈剤と、その他、硬化触媒およびカップリング剤とを含有する樹脂３３と、この樹脂３３に混合された導電フィラー３１、３２とからなる。
【００３３】
これら樹脂３３や導電フィラー３１、３２といった導電性接着剤３０の使用材料は、導電フィラー３１、３２と樹脂３３との濡れ性が向上する機能を有すること、高純度で低吸水率となる硬化物となること、耐熱性のある硬化物となること等の特徴を発現するもので、高い接続信頼性を得るようにしたものである。また、作業性、ペースト適性も考慮し選択したものである。
【００３４】
このような半導体装置１００は、リードフレーム１０のアイランド１１上に、ペースト状の導電性接着剤３０を介して半導体チップ２０を搭載し、導電性接着剤３０を加熱・硬化して接着を行った後、半導体チップ２０とリード１２との間で、ワイヤボンディングを行ってワイヤ４０による接続を行い、その後、このものを図示しない金型に投入してモールド樹脂５０による封止を行うことにより、製造される。
【００３５】
次に、本半導体装置１００における導電性接着剤３０について、さらに述べる。本実施形態の導電性接着剤３０は、主剤としてのエポキシ樹脂と、硬化剤としてのアミン系樹脂と、硬化触媒、希釈剤、導電フィラー３１、３２とを含んでいる。
【００３６】
導電フィラー３１、３２はＡｇから成るものであり、樹脂３３との配合比率は、９０／１０〜９６／４である。特に好ましいものとして、９２／８〜９４／６としている。これは、硬化物中のＡｇフィラー含有率を狙い値にするのに最適であるからである。
【００３７】
ここで、主剤として使用されるエポキシ樹脂としては、作業性を考慮し液状のビスフェノール型エポキシ樹脂をはじめ、耐熱性を持たすためにビスフェノール樹脂中に固形のビフェニル型エポキシ樹脂および３官能フェノール型エポキシ樹脂を含む液状エポキシ樹脂や、ナフタレン骨格を持つ液状エポキシ樹脂、水添型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などを採用することができる。
【００３８】
本例では、主剤として、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、または、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を採用している。これら両者はどちらを用いてもよい。また、硬化剤としては、イミダゾールまたはフェノール樹脂を用いており、これら両者もどちらを用いてもよい。なお、硬化剤として使用されるフェノール樹脂としては、ビスフェノールＦ型フェノール樹脂、アリルフェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などを採用することができる。
【００３９】
また、希釈剤としては、２５０〜２５５℃での重量減少率が、たとえば８０％以下であるものが好ましい。本例では、希釈剤は、パラ位のｔｅｒｔ−ブチル基を持ったフェニルグリシジルエーテル（ｐ−ｔ−ｂｕｔｙｌ ｐｈｅｎｙｌ ｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒ）を採用している。図３は、このフェニルグリシジルエーテルの化学構造式を示す図である。
【００４０】
このパラ位にｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌが付いたフェニルグリシジルエーテルは、図３に示されるように、構造的に反応基に立体的阻害がないことから反応性が高く、硬化時に主剤であるエポキシ樹脂等の反応系材料と反応して主剤に取り込まれやすく、未反応の残存稀釈剤が少ない。そのため、通常のＰｂフリーはんだのはんだリフロー温度である２５０〜２５５℃にて、揮発しにくく当該温度での重量減少率が小さい。
【００４１】
このことから、本実施形態では、本半導体装置１００を上記リード１２にてはんだリフローして、他の部材に接続する時に、希釈剤の揮発による導電性接着剤３０の破裂、いわゆるポップコーン現象を極力防止できる。
【００４２】
また、導電フィラー３１、３２については、図２に示されるように、ともにＡｇよりなるブロック状もしくは例えば厚さ１μｍ以上のフレーク状の第１のフィラー３１および第２のフィラー３２よりなり、第２のフィラー３２は、第１のフィラー３１よりも薄く且つ比表面積が大きいものである。比較的厚みの大きい第１のフィラー３１は熱伝導率を確保し、比表面積の大きい第２のフィラー３２はフィラー間の接触面積を増加させる。
【００４３】
また、硬化前の導電性接着剤３０、すなわちペーストとしての導電性接着剤３０において、当該導電性接着剤３０の全体中の導電フィラー３１、３２の含有率は、８４ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下であり、８４ｗｔ％以上８８ｗｔ％以下が望ましい。特に、熱伝導率５Ｗ／ｍ・Ｋを確保し、高信頼性で接続するためには、８６ｗｔ％以上８８ｗｔ％以下が好ましい。
【００４４】
また、導電性接着剤３０中の第１フィラー３１の重量をｘ、第２フィラー３２の重量をｙとすると、第１のフィラー３１と第２のフィラー３２との混合重量比ｘ：ｙは、８０：２０〜９５：５である。特に、ｘ：ｙ＝８５：１５〜９０：１０が好ましい。この割合であれば、塗布特性、ディスペンス性を保持しながら、フィラー同士の接触点数が多く、高熱伝導率を実現することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、第１のフィラー３１は、平均粒径が１〜２０μｍであり、比表面積が０．１０〜０．５０ｍ2／ｇ、タップ密度が５．０〜７．５ｇ／ｍｌである。好ましくは、比表面積が０．２０〜０．４０ｍ2／ｇ、タップ密度が５．５〜６．９ｇ／ｍｌである。これは、熱伝導率を確保するためである。
【００４６】
また、本実施形態の第２のフィラー３２は、比表面積が０．５０〜１．２０ｍ2／ｇ、タップ密度が４．０〜６．５ｇ／ｍｌである。好ましくは、比表面積が０．６０〜０．８０ｍ2／ｇ、タップ密度が４．２〜５．８ｇ／ｍｌである。これは、接触点数を多くするためである。
【００４７】
そして、本実施形態の導電性接着剤３０は、樹脂３３として、さらに８−キノリノールを含む。たとえば、８−キノリノールは、硬化前の導電性接着剤３０全体中の１ｗｔ％程度添加する。この８−キノリノールは、導電フィラー３１、３２と樹脂３３との濡れ性を向上させることにより、ダイマウント時に、フィラー３１、３２と樹脂３３とがはじくことによる流動性不良を防止する。
【００４８】
また、フィラー３１、３２と樹脂３３とのなじみが良くなったことにより、ペースト特性にとっては良くない希釈剤の量を０．５ｗｔ％〜１ｗｔ％程度減らすことが可能となり、熱伝導率の余裕度が上がる。
【００４９】
つまり、熱伝導率を向上させるべく導電フィラー３１、３２を従来よりも増加した導電性接着剤３０では、導電フィラーが多すぎることによってペースト印刷性や機械的接着性が低下するが、８−キノリノールは、これら特性の低下を抑制するものである。
【００５０】
図４は、本実施形態の導電性接着剤３０における８−キノリノールの添加効果について実験調査した結果を示す図である。横軸に導電フィラー３１、３２の含有量（単位：ｗｔ％）、縦軸に硬化後の導電性接着剤３０の熱伝導率（単位：Ｗ／ｍ・Ｋ）を示す。
【００５１】
ここで、この調査における主剤、硬化剤、希釈剤、導電フィラー３１、３２の構成は、上述の範囲のものとし、８−キノリノールを添加したものと、添加しないものとについて、導電フィラー３１、３２の含有量を変え、熱伝導率を調べた。８−キノリノールの添加量は１ｗｔ％とした。また、この図４に示されるサンプルは、印刷性や接着性を適切に確保するだけの量の希釈剤を添加したものである。
【００５２】
図４に示されるように、８−キノリノールを添加しないものの場合（８−キノリノール添加無）には、フィラー含有量が８４ｗｔ％〜８８ｗｔ％の間にて、導電フィラー３１、３２の増加に見合う放熱性が得られにくい。これは、希釈剤の量が多すぎるためと考えられる。
【００５３】
それに対して、８−キノリノールを添加したものの場合（８−キノリノール添加有）には、フィラー含有量が８４ｗｔ％〜８８ｗｔ％の間にて、導電フィラー３１、３２の増加に伴い直線的に熱伝導率が増加している。つまり、フィラー増加に見合う放熱性が得られている。これは、８−キノリノールの添加により、希釈剤の量を、たとえば６．８ｗｔ％から６．３ｗｔ％へ減らすことができたためと考えられる。
【００５４】
なお、この図４に示されるものと同様の傾向は、上述した主剤、硬化剤、希釈剤、導電フィラー３１、３２の構成の範囲にて得られる。つまり、本実施形態によれば、導電性接着剤３０の熱伝導率の向上を図り、放熱性に優れた導電性接着剤３０を提供することができる。
【００５５】
また、本実施形態の導電性接着剤３０の硬化前または硬化後の物性について、さらに述べる。たとえば、硬化後の導電性接着剤３０のガラス転移温度は７０〜１３０℃である。特に、１００〜１２０℃が好ましい。
【００５６】
硬化前の導電性接着剤３０の粘度は、１５〜３０Ｐａ・ｓである。特に、２０〜２５Ｐａ・ｓが作業性的にも好ましい。また、硬化前の導電性接着剤３０のチクソ指数は、４〜６．５である。特に、５〜６が作業性的にも好ましい。また、硬化前の導電性接着剤３０の揮発成分は、リフロー後のポップコーン現象抑制から、７．５％以下であることが好ましい。
【００５７】
また、硬化後の導電性接着剤３０の弾性率は、２５℃で８〜１５ＧＰａ、２００℃で０．４〜１．０ＧＰａである。そうすれば、接着強度良く接続することができる。さらに、２５℃で９〜１３ＧＰａ、２００℃で０．６〜０．８ＧＰａが好ましい。また、硬化後の導電性接着剤３０の比抵抗は、１×１０-4Ω・ｃｍ以下である。そうすれば、電気的接続が良好になる。
【００５８】
また、硬化前の導電性接着剤３０のブリード量は、付近のボンディングパッド汚染等の理由からも、２００μｍ以下であることが好ましい。そうすれば、微細なピッチのパッケージや部品接続の場合でも、隣接するボンディング接続部等を汚染することなく接続することが可能となる。
【００５９】
また、硬化前の導電性接着剤３０の不純物含有量は、Ｃｌイオンが２０ｐｐｍ以下、Ｎａイオンが１０ｐｐｍ以下である。そうすれば、硬化後の樹脂の高純度化が図れ、高信頼性の接続が可能となる。
【００６０】
また、硬化後の導電性接着剤３０の曲げ強度は、３５Ｎ／ｍｍ2以上である。そうすれば、導電性接着剤の膜強度を高くすることができ、高信頼性の接続が可能となる。また、硬化後の導電性接着剤３０の常温せん断強度は１０Ｎ／ｍｍ2以上、高温せん断強度が１Ｎ／ｍｍ2以上である。そうすれば、常温または高温下でも、高い接続強度を得ることができる。
【００６１】
また、硬化後の導電性接着剤３０の線膨張係数は、ガラス転移点以下で３０〜５０ｐｐｍ、ガラス転移点以上で４５〜１２５ｐｐｍである。そうすれば、高い接続信頼性を得ることができる。特に、ガラス転移点以下で３５〜４５ｐｐｍ、ガラス転移点以上で６５〜９０ｐｐｍが好ましい。
【００６２】
また、導電性接着剤３０の硬化条件は、１３５〜１５５℃で６０〜７０分である。特に推奨条件としては、１４５℃で６０分が好ましい。また、上記図１に示される硬化後の導電性接着剤３０においては、その厚さはたとえば２５μｍ以上である。
【００６３】
また、上記図４にも示したように、本導電性接着剤３０の熱伝導率は、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特にフィラー含有量：８６ｗｔ％以上で５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、実製品構造で熱抵抗を確認すると、従来の導電性接着剤よりも１℃／Ｗの低減効果がある。
【００６４】
また、導電性接着剤３０には、導電フィラー３１、３２と樹脂３３との濡れ性を向上する添加剤を加えてもよい。たとえば、シリコーン系やフッ素系のレベリング剤を添加することにより、硬化時の低粘度域が長くなり、導電性接着剤３０の流動性を向上させて信頼性の高い接続が可能となる。
【００６５】
なお、本実施形態の半導体装置１００は、リードフレーム１０上に、導電性接着剤３０を介して半導体チップ２０を搭載し、導電性接着剤３０により半導体チップ２０とリードフレーム１０とを接合してなり、導電性接着剤３０は、樹脂３３として、エポキシ樹脂よりなる主剤とアミン系樹脂よりなる硬化剤と、これら主剤および硬化剤を混合させるための希釈剤とを含み、導電フィラー３１、３２としてＡｇよりなる粒子を含むものとして構成されている。
【００６６】
そして、本実施形態ではこのような半導体装置１００において、用いる硬化前の導電性接着剤３０の樹脂３３は、さらに８−キノリノールを含み、導電フィラーは、Ａｇよりなるフレーク状の第１のフィラー３１と、Ａｇよりなるフレーク状をなし第１のフィラー３１よりも薄く且つ比表面積の大きな第２のフィラー３２とにより構成され、導電フィラーの含有率が８４〜９０ｗｔ％である。
【００６７】
そして、導電性接着剤３０の放熱性向上が図られるため、半導体チップ２０からリードフレーム１０への放熱が促進される。なお、上記導電性接着剤３０を硬化させた本半導体装置１００における硬化後の導電性接着剤３０では、導電フィラーの含有率は９０ｗｔ％以上９６ｗｔ％以下である。
【００６８】
（他の実施形態）
また、上記実施形態は、ＱＦＮの様な小型ＩＣパッケージについて導電性接着剤３０を適用した例を述べたが、それ以外にも、導電性接着剤３０を介して２つの部材を接着するものであればよく、たとえば、他のハイブリッドＩＣやモールドＩＣ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。
【図２】図１中の導電性接着剤の拡大図である。
【図３】ｐ−ｔ−ｂｕｔｙｌ ｐｈｅｎｙｌ ｇｌｙｃｉｄｙｌ ｅｔｈｅｒの化学構造式を示す図である。
【図４】上記実施形態における８−キノリノールの添加効果の調査結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…リードフレーム、２０…半導体チップ、３０…導電性接着剤、
３１…導電性接着剤の第１のフィラー、３２…導電性接着剤の第２のフィラー、
３３…導電性接着剤の樹脂、１００…半導体装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂（３３）として、エポキシ樹脂よりなる主剤とアミン系またはフェノール系樹脂よりなる硬化剤と、これら主剤および硬化剤を混合させるための希釈剤とを含み、導電フィラーとしてＡｇよりなる粒子（３１、３２）を含む導電性接着剤において、
前記樹脂（３３）は、さらに８−キノリノールを含み、
前記導電フィラーは、Ａｇよりなるブロック状もしくはフレーク状の第１のフィラー（３１）と、Ａｇよりなるブロック状もしくはフレーク状をなし前記第１のフィラー（３１）よりも薄く且つ比表面積の大きな第２のフィラー（３２）とにより構成されるものであり、
前記導電フィラー（３１、３２）の含有率が８４ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下であることを特徴とする導電性接着剤。
【請求項２】
前記導電フィラー（３１、３２）の含有率は８４ｗｔ％以上８８ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性接着剤。
【請求項３】
前記主剤は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性接着剤。
【請求項４】
硬化剤は、イミダゾールまたは二核体以上のノボラック型フェノール樹脂であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項５】
前記希釈剤は、パラ位のｔｅｒｔ−ブチル基を持ったフェニルグリシジルエーテルであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項６】
当該導電性接着剤中の前記第１フィラー（３１）の重量をｘ、前記第２フィラー（３２）の重量をｙとすると、前記第１のフィラー（３１）と前記第２のフィラー（３２）との混合比ｘ：ｙは、８０：２０〜９５：５であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項７】
前記第１のフィラー（３１）は、平均粒径が１〜２０μｍであり、比表面積が０．１０〜０．５０ｍ2／ｇ、タップ密度が５．０〜７．５ｇ／ｍｌであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項８】
前記第２のフィラー（３２）は、比表面積が０．５０〜１．２０ｍ2／ｇ、タップ密度が４．０〜６．５ｇ／ｍｌであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項９】
リードフレーム（１０）上に、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の導電性接着剤（３０）を介して半導体チップ（２０）を搭載し、前記導電性接着剤（３０）により前記半導体チップ（２０）と前記リードフレーム（１０）とを接合してなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
樹脂（３３）として、エポキシ樹脂よりなる主剤とアミン系またはフェノール系樹脂よりなる硬化剤と、これら主剤および硬化剤を混合させるための希釈剤とを含み、導電フィラーとしてＡｇよりなる粒子（３１、３２）を含む導電性接着剤において、
前記樹脂（３３）は、さらに８−キノリノールを含み、
前記導電フィラーは、Ａｇよりなるブロック状もしくはフレーク状の第１のフィラー（３１）と、Ａｇよりなるブロック状もしくはフレーク状をなし前記第１のフィラー（３１）よりも薄く且つ比表面積の大きな第２のフィラー（３２）とにより構成されるものであり、
前記導電フィラー（３１、３２）の含有率が８４ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下であることを特徴とする導電性接着剤。
【請求項２】
前記導電フィラー（３１、３２）の含有率は８４ｗｔ％以上８８ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性接着剤。
【請求項３】
前記主剤は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性接着剤。
【請求項４】
硬化剤は、イミダゾールまたは二核体以上のノボラック型フェノール樹脂であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項５】
前記希釈剤は、パラ位のｔｅｒｔ−ブチル基を持ったフェニルグリシジルエーテルであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項６】
当該導電性接着剤中の前記第１フィラー（３１）の重量をｘ、前記第２フィラー（３２）の重量をｙとすると、前記第１のフィラー（３１）と前記第２のフィラー（３２）との混合比ｘ：ｙは、８０：２０〜９５：５であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項７】
前記第１のフィラー（３１）は、平均粒径が１〜２０μｍであり、比表面積が０．１０〜０．５０ｍ2／ｇ、タップ密度が５．０〜７．５ｇ／ｍｌであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項８】
前記第２のフィラー（３２）は、比表面積が０．５０〜１．２０ｍ2／ｇ、タップ密度が４．０〜６．５ｇ／ｍｌであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の導電性接着剤。
【請求項９】
リードフレーム（１０）上に、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の導電性接着剤（３０）を介して半導体チップ（２０）を搭載し、前記導電性接着剤（３０）により前記半導体チップ（２０）と前記リードフレーム（１０）とを接合してなることを特徴とする半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１８５１１２（Ｐ２００９−１８５１１２Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３７２０（Ｐ２００８−２３７２０）
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（５９１２５２８６２）ナミックス株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（５９１２５２８６２）ナミックス株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
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