導電性粘接劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種在引線框架等的基板上粘接半導體元件、芯片部件時或者在基板 上形成布線時使用的導電性粘接劑。
【背景技術】
[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 接半導體元件或者芯片電阻器、芯片LED等的芯片部件而實施電導通或熱導通時，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)價格高，缺乏應力 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)對人體有害，考慮對環境帶來的影響，其使用受到限制。因此，使用導電性粘接 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，該方法在形成細微的布 線圖案方面上存在局限性，因此，對跳線（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，代替使用導電性粘接劑。
[0004] 伴隨著半導體元件、芯片部件的小型化和高性能化，半導體元件、芯片部件自身的 發熱量變大。另外，半導體元件、芯片部件的安裝工序或基板上的布線制造工序中，在焊料 浴中實施浸漬或引線鍵合時，經過多次而重復實施200°c?300°C溫度條件下的熱處理。因 此，對于用于半導體元件、芯片部件安裝或布線制造的導電性粘接劑，要求其具有與焊料相 同程度的熱傳導性和200°C?300°C的溫度范圍條件下的耐熱性。
[0005] 導電性粘接劑是，由導電性粉末（導電填充劑）、有機樹脂（有機粘合劑）、溶劑、 催化劑等構成的組合物。作為導電性粉末，使用：金、銀、銅、鎳的金屬粉末；碳或石墨等的 粉末。另外，作為有機樹脂，為了使導電性粉末相結合（bind)并通過體積收縮使導電性粉 末相連的同時實現與被粘附體的粘接以及連接，可以使用環氧樹脂和作為環氧樹脂的固化 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的熱處理有機樹脂的結合受到破壞且使其粘接性過度降低。
[0006] 對于這樣的問題，本申請人在日本專利第3975728號公報中提出了在環氧樹脂中 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電性粘接劑，相比于以往的導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異，并且，粘接性、導電性以及熱傳導性也優異。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樹脂基板的耐熱溫度（連續約200°C )更高，由 此，該導電性粘接劑無法適用于對布線基板實施的安裝或布線基板的制造中。
[0007] 在日本特開2007-51248號公報也提出了導電性粘接劑，其作為有機樹脂使用了 縮水甘油胺（glycidylamine)型液狀環氧樹脂100質量份和數均分子量200?10000的含 有雙馬來酰亞胺基的聚酰亞胺樹脂25質量份?100質量份。該導電性粘接劑中，特定的 環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 實現優異的粘接性。但是，該導電性粘接劑的固化溫度也比有機樹脂基板的耐熱溫度高，并 且，固化反應后的固化物具有極其剛硬（剛直）的結構，當受到機械沖擊或者熱沖擊時，容 易產生裂紋，固化后的應力緩和性差，因此難以適用于布線基板。
[0008] 現有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 :日本專利第3975728號公報
[0011] 專利文獻2 :日本特開2007-51248號公報
【發明內容】
[0012] 發明要解決的課題
[0013] 鑒于上述問題，本發明以提供如下導電性粘接劑為目的：該導電性粘接劑對 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樹脂基板的耐熱溫度 低，并且，固化反應后固化物上不產生裂紋。
[0014] 解決課題所用的方法
[0015] 本發明的導電性粘接劑，其特征在于，含有：導電性粉末60質量％?92質量％、環 氧樹脂1質量％?25質量％、數均分子量1000?5000的熱塑性酚醛樹脂0. 1質量％?20 質量％、固化促進劑0. 01質量％?5質量％以及有機液體成分2質量％?35質量％。
[0016] 所述熱塑性酚醛樹脂，優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] 所述固化促進劑，優選含有40°C以下的溫度下不促進環氧樹脂和熱塑性酚醛樹脂 的固化反應的潛在性固化促進劑。
[0018] 所述導電性粉末，優選由選自于金、銀、鉬、鈀、鎳、銅中的至少一種構成。當所述導 電性粉末為鎳粉末或者銅粉末時，優選由選自于金、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] 所述導電性粉末的振實密度（tap density)，優選為2. 8g/cm3?6. Og/cm 3。
[0020] 另外，本發明的導電性粘接劑的制造方法，其特征在于，分別調整導電性粉末成為 60質量％?92質量％、環氧樹脂成為1質量％?25質量％、數均分子量1000?5000的熱 塑性酚醛樹脂成為0. 1質量％?20質量％、固化促進劑成為0. 01質量％?5質量％以及 有機液體成分成為2質量％?35質量％，并在0°C?40°C的溫度下進行0. 2小時?10小 時的混煉。
[0021] 發明效果
[0022] 本發明所提供的導電性粘接劑兼具200°C?300°C的溫度范圍下的耐熱性、比通 常的有機樹脂基板的耐熱溫度低的固化溫度以及固化反應后的高應力緩和性。
【具體實施方式】
[0023] 本發明人等對導電性粘接劑進行精心研宄的結果獲得了如下見解，并基于此完成 了本發明：作為固化劑，通過使用比以往數均分子量大即數均分子量為1000?5000范圍的 熱塑性酚醛樹脂，能夠獲得不僅具備導電性、粘接性、熱傳導性等特性而且還具備耐熱性、 低固化溫度、反應固化后的高應力緩和性等全部特性的導電性粘接劑。下面，對本發明進行 詳細說明。
[0024] 1.導電性粘接劑
[0025] 本發明的導電性粘接劑，其特征在于，含有：導電性粉末60質量％?92質量％、環 氧樹脂1質量％?25質量％、數均分子量1000?5000的熱塑性酚醛樹脂0. 1質量％?20 質量％、固化促進劑0. 01質量％?5質量％以及有機液體成分2質量％?35質量％。
[0026] (1)組合物
[0027] 首先，對構成本發明的導電性粘接劑的各個構成成分進行說明。
[0028] (l_a)導電性粉末
[0029] 導電性粉末（導電性填充劑）在導電性粘接劑中形成網絡（net work)，并對導電 性粘接劑賦予導電性。
[0030] 構成本發明的導電性粘接劑的組合物中，導電性粉末的含量為60質量％?92質 量％，優選為65質量％?90質量％，更加優選為70質量％?85質量％。導電性粉末的含 量小于 60質量％時，無法獲得充分的導電性以及熱傳導性。一方面，導電性粉末的含量超 過92質量％時，環氧樹脂等其它成分的含量降低，發生粘接強度降低等問題。
[0031] 為了充分確保導電性粉末的導電性，需要使導電性粉末的體積電阻率為 IX KT3 Ω ·_以下。作為這樣的導電性粉末，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成的金屬粉末。此外，這些金屬粉末不僅 導電性優異且熱傳導性也優異，因此，從該觀點考慮時，能夠優選作為本發明的導電性粉末 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，優選用金、銀、鉑、鈀等的空氣中不氧化的金屬成分來包覆 其表面。若作為導電性粉末使用未實施這