導(dǎo)電性粘接劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在引線框架等的基板上粘接半導(dǎo)體元件、芯片部件時(shí)或者在基板 上形成布線時(shí)使用的導(dǎo)電性粘接劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，若要在引線框架、印刷布線基板（PWB)、柔性印刷基板（FPC)等的基板上粘 接半導(dǎo)體元件或者芯片電阻器、芯片LED等的芯片部件而實(shí)施電導(dǎo)通或熱導(dǎo)通時(shí)，通常使 用Au-Si系焊料或Sn-Pb系焊料。但是，在Au-Si系焊料中存在金（Au)價(jià)格高，缺乏應(yīng)力 緩和特性和耐熱特性，而且，工作溫度較高的問題。一方面，在Sn-Pb系焊料中存在如下問 題：鉛（Pb)對(duì)人體有害，考慮對(duì)環(huán)境帶來的影響，其使用受到限制。因此，使用導(dǎo)電性粘接 劑來代替這些焊料成為了主流。
[0003] 另外，通常，通過銅箔板的蝕刻形成基板上的布線，但是，該方法在形成細(xì)微的布 線圖案方面上存在局限性，因此，對(duì)跳線（jumper)用、貫通孔（through hole)用、通孔（via hole)用等一部分用途中形成（印刷）布線時(shí)，代替使用導(dǎo)電性粘接劑。
[0004] 伴隨著半導(dǎo)體元件、芯片部件的小型化和高性能化，半導(dǎo)體元件、芯片部件自身的 發(fā)熱量變大。另外，半導(dǎo)體元件、芯片部件的安裝工序或基板上的布線制造工序中，在焊料 浴中實(shí)施浸漬或引線鍵合時(shí)，經(jīng)過多次而重復(fù)實(shí)施200°c?300°C溫度條件下的熱處理。因 此，對(duì)于用于半導(dǎo)體元件、芯片部件安裝或布線制造的導(dǎo)電性粘接劑，要求其具有與焊料相 同程度的熱傳導(dǎo)性和200°C?300°C的溫度范圍條件下的耐熱性。
[0005] 導(dǎo)電性粘接劑是，由導(dǎo)電性粉末（導(dǎo)電填充劑）、有機(jī)樹脂（有機(jī)粘合劑）、溶劑、 催化劑等構(gòu)成的組合物。作為導(dǎo)電性粉末，使用：金、銀、銅、鎳的金屬粉末；碳或石墨等的 粉末。另外，作為有機(jī)樹脂，為了使導(dǎo)電性粉末相結(jié)合（bind)并通過體積收縮使導(dǎo)電性粉 末相連的同時(shí)實(shí)現(xiàn)與被粘附體的粘接以及連接，可以使用環(huán)氧樹脂和作為環(huán)氧樹脂的固化 劑起到作用的分子量100?900的酚醛樹脂。但是，該導(dǎo)電性粘接劑存在如下問題：耐熱性 不充分，因200°C?300°C的熱處理有機(jī)樹脂的結(jié)合受到破壞且使其粘接性過度降低。
[0006] 對(duì)于這樣的問題，本申請(qǐng)人在日本專利第3975728號(hào)公報(bào)中提出了在環(huán)氧樹脂中 混合耐熱性高的雙稀丙基納迪克酰亞胺（bis allyl nadi imide)樹脂的方案。使用雙稀丙 基納迪克酰亞胺樹脂的導(dǎo)電性粘接劑，相比于以往的導(dǎo)電性粘接劑具有如下特性：200 °C? 300°C的溫度范圍下的耐熱性優(yōu)異，并且，粘接性、導(dǎo)電性以及熱傳導(dǎo)性也優(yōu)異。但是，由于 雙烯丙基納迪克酰亞胺樹脂的固化溫度是200°C?300°C左右，因此，該導(dǎo)電性粘接劑的固 化溫度也比通常作為布線基板所使用的有機(jī)樹脂基板的耐熱溫度（連續(xù)約200°C )更高，由 此，該導(dǎo)電性粘接劑無法適用于對(duì)布線基板實(shí)施的安裝或布線基板的制造中。
[0007] 在日本特開2007-51248號(hào)公報(bào)也提出了導(dǎo)電性粘接劑，其作為有機(jī)樹脂使用了 縮水甘油胺（glycidylamine)型液狀環(huán)氧樹脂100質(zhì)量份和數(shù)均分子量200?10000的含 有雙馬來酰亞胺基的聚酰亞胺樹脂25質(zhì)量份?100質(zhì)量份。該導(dǎo)電性粘接劑中，特定的 環(huán)氧樹脂和特定的聚酰亞胺樹脂在常溫下表示出相溶性，150°C?260°C的溫度范圍下能夠 實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的粘接性。但是，該導(dǎo)電性粘接劑的固化溫度也比有機(jī)樹脂基板的耐熱溫度高，并 且，固化反應(yīng)后的固化物具有極其剛硬（剛直）的結(jié)構(gòu)，當(dāng)受到機(jī)械沖擊或者熱沖擊時(shí)，容 易產(chǎn)生裂紋，固化后的應(yīng)力緩和性差，因此難以適用于布線基板。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第3975728號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2007-51248號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 鑒于上述問題，本發(fā)明以提供如下導(dǎo)電性粘接劑為目的：該導(dǎo)電性粘接劑對(duì) 200°C?300°C溫度范圍的熱處理具有耐熱性，固化溫度比一般的有機(jī)樹脂基板的耐熱溫度 低，并且，固化反應(yīng)后固化物上不產(chǎn)生裂紋。
[0014] 解決課題所用的方法
[0015] 本發(fā)明的導(dǎo)電性粘接劑，其特征在于，含有：導(dǎo)電性粉末60質(zhì)量％?92質(zhì)量％、環(huán) 氧樹脂1質(zhì)量％?25質(zhì)量％、數(shù)均分子量1000?5000的熱塑性酚醛樹脂0. 1質(zhì)量％?20 質(zhì)量％、固化促進(jìn)劑0. 01質(zhì)量％?5質(zhì)量％以及有機(jī)液體成分2質(zhì)量％?35質(zhì)量％。
[0016] 所述熱塑性酚醛樹脂，優(yōu)選為酚醛清漆型酚醛樹脂、甲酚型酚醛樹脂或者它們的 混合物。
[0017] 所述固化促進(jìn)劑，優(yōu)選含有40°C以下的溫度下不促進(jìn)環(huán)氧樹脂和熱塑性酚醛樹脂 的固化反應(yīng)的潛在性固化促進(jìn)劑。
[0018] 所述導(dǎo)電性粉末，優(yōu)選由選自于金、銀、鉬、鈀、鎳、銅中的至少一種構(gòu)成。當(dāng)所述導(dǎo) 電性粉末為鎳粉末或者銅粉末時(shí)，優(yōu)選由選自于金、銀、鉑、鈀中的至少一種金屬成分來包 覆鎳粉末或者銅粉末。
[0019] 所述導(dǎo)電性粉末的振實(shí)密度（tap density)，優(yōu)選為2. 8g/cm3?6. Og/cm 3。
[0020] 另外，本發(fā)明的導(dǎo)電性粘接劑的制造方法，其特征在于，分別調(diào)整導(dǎo)電性粉末成為 60質(zhì)量％?92質(zhì)量％、環(huán)氧樹脂成為1質(zhì)量％?25質(zhì)量％、數(shù)均分子量1000?5000的熱 塑性酚醛樹脂成為0. 1質(zhì)量％?20質(zhì)量％、固化促進(jìn)劑成為0. 01質(zhì)量％?5質(zhì)量％以及 有機(jī)液體成分成為2質(zhì)量％?35質(zhì)量％，并在0°C?40°C的溫度下進(jìn)行0. 2小時(shí)?10小 時(shí)的混煉。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 本發(fā)明所提供的導(dǎo)電性粘接劑兼具200°C?300°C的溫度范圍下的耐熱性、比通 常的有機(jī)樹脂基板的耐熱溫度低的固化溫度以及固化反應(yīng)后的高應(yīng)力緩和性。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明人等對(duì)導(dǎo)電性粘接劑進(jìn)行精心研宄的結(jié)果獲得了如下見解，并基于此完成 了本發(fā)明：作為固化劑，通過使用比以往數(shù)均分子量大即數(shù)均分子量為1000?5000范圍的 熱塑性酚醛樹脂，能夠獲得不僅具備導(dǎo)電性、粘接性、熱傳導(dǎo)性等特性而且還具備耐熱性、 低固化溫度、反應(yīng)固化后的高應(yīng)力緩和性等全部特性的導(dǎo)電性粘接劑。下面，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行 詳細(xì)說明。
[0024] 1.導(dǎo)電性粘接劑
[0025] 本發(fā)明的導(dǎo)電性粘接劑，其特征在于，含有：導(dǎo)電性粉末60質(zhì)量％?92質(zhì)量％、環(huán) 氧樹脂1質(zhì)量％?25質(zhì)量％、數(shù)均分子量1000?5000的熱塑性酚醛樹脂0. 1質(zhì)量％?20 質(zhì)量％、固化促進(jìn)劑0. 01質(zhì)量％?5質(zhì)量％以及有機(jī)液體成分2質(zhì)量％?35質(zhì)量％。
[0026] (1)組合物
[0027] 首先，對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的導(dǎo)電性粘接劑的各個(gè)構(gòu)成成分進(jìn)行說明。
[0028] (l_a)導(dǎo)電性粉末
[0029] 導(dǎo)電性粉末（導(dǎo)電性填充劑）在導(dǎo)電性粘接劑中形成網(wǎng)絡(luò)（net work)，并對(duì)導(dǎo)電 性粘接劑賦予導(dǎo)電性。
[0030] 構(gòu)成本發(fā)明的導(dǎo)電性粘接劑的組合物中，導(dǎo)電性粉末的含量為60質(zhì)量％?92質(zhì) 量％，優(yōu)選為65質(zhì)量％?90質(zhì)量％，更加優(yōu)選為70質(zhì)量％?85質(zhì)量％。導(dǎo)電性粉末的含 量小于 60質(zhì)量％時(shí)，無法獲得充分的導(dǎo)電性以及熱傳導(dǎo)性。一方面，導(dǎo)電性粉末的含量超 過92質(zhì)量％時(shí)，環(huán)氧樹脂等其它成分的含量降低，發(fā)生粘接強(qiáng)度降低等問題。
[0031] 為了充分確保導(dǎo)電性粉末的導(dǎo)電性，需要使導(dǎo)電性粉末的體積電阻率為 IX KT3 Ω ·_以下。作為這樣的導(dǎo)電性粉末，可以使用由金（Au)、銀（Ag)、鉬（Pt)、鈕（Pd)、 鎳（Ni)、銅（Cu)、它們的合金或者它們的混合物構(gòu)成的金屬粉末。此外，這些金屬粉末不僅 導(dǎo)電性優(yōu)異且熱傳導(dǎo)性也優(yōu)異，因此，從該觀點(diǎn)考慮時(shí)，能夠優(yōu)選作為本發(fā)明的導(dǎo)電性粉末 使用。
[0032] 這些金屬粉末之中，銅粉末以及鎳粉末存在空氣中其表面容易被氧化的問題。因 此，使用這些銅粉末或鎳粉末時(shí)，優(yōu)選用金、銀、鉑、鈀等的空氣中不氧化的金屬成分來包覆 其表面。若作為導(dǎo)電性粉末使用未實(shí)施這