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JPH11150135A - 熱伝導性が良好な導電性ペースト及び電子部品 - Google Patents

熱伝導性が良好な導電性ペースト及び電子部品

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Publication number
JPH11150135A
JPH11150135A JP9330823A JP33082397A JPH11150135A JP H11150135 A JPH11150135 A JP H11150135A JP 9330823 A JP9330823 A JP 9330823A JP 33082397 A JP33082397 A JP 33082397A JP H11150135 A JPH11150135 A JP H11150135A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive particles
conductive
particles
paste
electronic component
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.)
Pending
Application number
JP9330823A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoji Murata
智司 村田
Yoshinori Kashiwabara
美紀 柏原
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP9330823A priority Critical patent/JPH11150135A/ja
Priority to US09/193,047 priority patent/US6368704B1/en
Priority to DE69824522T priority patent/DE69824522T2/de
Priority to EP98121855A priority patent/EP0916711B1/en
Publication of JPH11150135A publication Critical patent/JPH11150135A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着・硬化後の熱伝導性に優れ（熱抵抗が小
さく）、且つ接着層が薄く形成できる導電性ペーストを
提供する。また、放熱性に優れ、薄膜化が可能な電子部
品を提供する。 【解決手段】 導電性粒子、硬化性樹脂および溶剤を含
有する導電性ペーストに、該導電性粒子より小さい、粒
径０．０５〜１μｍ程度のＡｇ等からなる微細球状導電
性粒子を混在させる。この導電性ペーストを、半導体パ
ッケージの作製における半導体チップ等の電子部品のマ
ウンティングに用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を構成す
るチップ等の発熱体をリードフレーム等の放熱体に接着
するために用いる導電性ペースト、及びこの導電性ペー
ストを用いてチップ等が接着されている半導体装置等の
電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置等の電子部品を構成す
るチップをリードフレーム等の金属板に接着・固定（マ
ウンティング）するためには、主にハードソルダが用い
られてきた。マウンティング材料（ダイボンディング材
料）として用いられるハードソルダとしては、一般に、
Ａｕ−Ｓｎ（金−錫）やＡｕ−Ｓｂ（金−アンチモン）
等の共晶合金が使用されている。このようなハードソル
ダは、チップで発生した熱を効率よく金属板に伝導させ
ることができ、放熱性の良好な電子部品を作製すること
ができる。
【０００３】しかし、このハードソルダは、溶融温度が
高いため、チップの接着時に高温に加熱する必要があ
る。そのため、チップが耐熱性の高くないＧａＡｓ等の
半導体チップ等である場合、その特性が劣化し、あるい
は破壊にまで至ることもあった。また、ハードソルダと
チップとの熱膨張率の違いからマウンティング後に応力
が発生し、その結果、反りが起こりやすく、クラックが
発生することもあった。加えて、このハードソルダは、
接着時にチップと金属板との間にボイドが残存しやす
い。さらには、良好なマウンティングを行うためには、
金を含有したハードソルダを用いることが必要であり、
コスト的にも問題があり、しかも、ボイドの残存なくマ
ウントするためにはチップの置き方や押しつけ方に熟練
が必要であるので、ハードソルダを用いたマウンティン
グは機械化が困難であった。
【０００４】このように、ハードソルダには多くの問題
点があるが、その優れた熱伝導性のために、発熱が大き
い電子部品には今なお用いられている。
【０００５】現在、このハードソルダに代わるべきマウ
ンティング材として、銀（Ａｇ）の粉末、熱硬化樹脂お
よび溶剤からなる銀ペーストが用いられてきている。こ
の銀ペーストは、接着・硬化後において熱伝導率の高い
銀による熱伝導性を有しながら、混合された樹脂の硬化
温度が比較的低いために、マウンティングの際の上記の
ようなチップの熱劣化を起こしにくい。また、樹脂の混
合により応力の発生も小さく、混合された銀や樹脂は金
に比べて安価であるためコストも比較的低い。さらに
は、粘度調製剤（溶剤）の添加量を調製して粘度やチク
ソトロピーが制御でき、取り扱いも容易であるため、印
刷塗布や注入、滴下等により、接着面へ選択的かつ所定
量付与して良好にチップのマウンティングを行うことが
でき、機械化も比較的容易である。
【０００６】このような銀ペーストに含まれる銀粉は、
鱗片状の形状のものが用いられている。鱗片形状の銀粉
を用いることにより、銀ペーストの広がり性が向上し、
接着面へ付与しやすくなる。また、ペースト中の銀の沈
降速度を低減することができるため、ペースト調製時や
使用前の攪拌回数を低減でき、ペースト調製時やマウン
ティングにおける作業性が向上し、質的にも均質なペー
ストが得られ、良好なマウンティングが行える。さら
に、マウンティング後のシェア強度が向上するために、
横方向からの外力があっても剥がれにくくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな銀ペーストは、接着・硬化後において前記ハードソ
ルダに比べて熱伝導率が低く（熱抵抗が高く）、そのた
め、得られた電子部品の放熱性が低くなるという問題を
有している。これは、銀粒子と銀粒子の接点の数が少な
く、接触面積が小さいことや、鱗片状銀粒子の配向性に
より質的にバラツキが生じること等に起因すると考えら
れる。
【０００８】一般に、銀ペーストの接着・硬化後の熱伝
導率を上げる（熱抵抗を下げる）ためには、銀ペースト
中の銀粉の量を多くすればよいが、多くしすぎると、銀
ペースト中の接着性を有する樹脂の相対的混合量が減る
ため、銀ペーストの接着性が低下してしまう。また、銀
粉の混合量を多くすると、銀ペーストの粘度が上昇する
ために溶剤を多量に混合する必要が生じ、その結果、接
着・硬化後の銀ペースト層（接着層）中に溶剤が残存し
たりボイドが発生しやすくなり、熱伝導率・導電率等の
特性や電子部品の信頼性が低下する。
【０００９】銀ペーストの改良技術としては、公開特許
公報に以下の二つの技術が開示されている。
【００１０】特開昭６２−７９６３５号公報には、銀ペ
ーストの銀粒子より大きい金属球を混入した銀ペースト
が開示されている。具体的には、粒径１〜３μｍの銀粒
子を含有する銀ペーストに直径５０〜２００μｍのＣｕ
球を混入している。金属球（Ｃｕ球）の混入量は、溶剤
を揮発させた状態（キュアリング後）で銀粒子を８０〜
９０重量％含有する銀ペーストに１０〜５０体積％混入
すると効果があると記載されている。これにより、熱伝
導率のバラツキがなくなり、熱抵抗も９０℃／Ｗから８
５℃／Ｗへ低減することが示されている。
【００１１】しかし、この銀ペーストは、直径が５０〜
２００μｍもある大きな金属球（Ｃｕ球）を１０〜５０
体積％も混入しているため、これを用いて接着を行う
と、接着・硬化後の銀ペースト層（接着層）が厚くなる
問題がある。この金属球の大きさを考慮すると、接着層
の厚さは数百μｍ以上になることは明らかである。リー
ドフレームやチップの厚さが２００μｍ程度にまで薄膜
化されている現状では、このような接着層の厚さの増大
は、近年のパッケージの小型化・薄膜化の要請に反する
ものである。また、熱伝導性については、バラツキがな
くなるとともに向上することが示されているが、導電性
については記載がなく、一般的に、粒径が大きくなると
粒子同士の接点の数が少なくなり接触面積が小さくなる
ことから、導電性は低くなると考えられる。
【００１２】一方、特開平７−２０１８９６号公報に
は、銀粉末と熱硬化性樹脂と粘度調整剤とより構成さ
れ、前記銀粉末が、鱗片状銀粉に平均粒径が５〜１０μ
ｍの球状銀粉を添加してなることを特徴とする銀ペース
トが開示されている。ここで、鱗片状銀粉末は平均粒径
が４〜１０μｍであり、添加される球状銀粉は銀粉総量
の５〜５０重量％であることが望ましいとしている。
【００１３】上記銀ペーストが解決しようとする課題は
次のとおりである。現在使用されているダイボンディン
グ材料（銀ペースト）は鱗片状のＡｇ粉を多量に含んで
いることから接着強度が低下して接着界面で破壊が生じ
易く、また、バラツキが大きいと云う問題があり、ま
た、ダイボンディング層に存在するボイドに吸着してい
る水分や層中の残存している調製剤（溶剤）がモールド
工程中およびパッケージ実装時に凝集破壊を起こしてパ
ッケージクラックの原因となっている。そこで、この解
決を課題としている。
【００１４】そして、上記銀ペーストの作用が次のよう
に説明されている。本発明（上記銀ペースト）は上記の
問題を解決する方法として鱗片状Ａｇ粉の一部を大型の
球状Ａｇ粉に代えるものである。すなわち、現在使用さ
れているダイボンディング材料には放熱性を向上するた
めに鱗片状Ａｇ粉が可能な限り添加されており、この鱗
片状粉は単位重量当たりの面積が大きいことから、粘度
上昇に大きく寄与しており、粘度調節のために粘度調整
剤（溶剤）の使用量を増加させている。また、接着界面
での熱硬化性樹脂の接合面積を減らしているために接着
強度を低下させている。そこで、鱗片状Ａｇ粉の一部を
大型の球状Ａｇ粉に代えると粘度上昇をなくすることが
でき、また、接着界面での熱硬化性樹脂の接合面積が増
えることから接着強度を向上することができる。
【００１５】しかし上記銀ペーストは、上述のとおり、
粘度や接合強度の改善を目的としてなされたものであ
り、熱伝導性の向上の効果については何ら記載もなく示
唆もされていない。また、一般的に、粒径が大きくなる
と粒子同士の接点の数が少なくなり接触面積が小さくな
ることから、大型の球状Ａｇ粉を含有する上記銀ペース
トでは接着・硬化後の熱伝導性の向上は期待できず、こ
れを用いて作製された電子部品の放熱性の向上も望めな
い。また、上記銀ペーストの導電性についても記載はな
いが、熱伝導性の場合と同様に、一般的に、粒径が大き
くなると粒子同士の接点の数が少なくなり接触面積が小
さくなることから、大型の球状Ａｇ粉を含有する上記銀
ペーストでは導電性の向上も期待できない。さらに、上
記銀ペーストには大型の球状Ａｇ粉を用いるため、薄膜
化にも限界がある。
【００１６】そこで本発明の目的は、接合強度およびペ
ースト粘度を実用上満足させながら、接着・硬化後の熱
伝導性と導電性に優れ、且つ接着層が薄く形成できる導
電性ペーストを提供することである。また、この導電性
ペーストを用いて作製された放熱性および電気的特性に
優れた電子部品を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために種々の検討を重ねた結果、本発明を
完成した。
【００１８】本発明は、少なくとも導電性粒子、硬化性
樹脂および粘度調整剤を含有する導電性ペーストに、該
導電性粒子より小さい微細球状導電性粒子を混在させて
なることを特徴とする熱伝導性が良好な導電性ペースト
に関する。
【００１９】また、本発明は、発熱体と放熱体とが接着
層を介して接着固定された構成を有する電子部品であっ
て、該接着層が、少なくとも導電性粒子と樹脂とが混在
してなり、且つ大粒径の導電性粒子間を小粒径の導電性
粒子が埋め込むようにこれら導電性粒子が混在している
ことを特徴とする電子部品に関する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を挙げ
て詳細に説明する。
【００２１】本発明の導電性ペーストに用いられる導電
性粒子の材質としては、導電性を有し且つ熱伝導性を有
するものであれば特に制限はない。例えば、金（Ａ
ｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、あるいはこれらの一種
以上を含有する合金等が挙げられる。中でも銀からなる
導電性粒子が好ましい。
【００２２】通常使用される導電性ペーストであるＡｇ
ペースト中のＡｇ粒子は、平均粒径が４〜１０μｍ程度
の鱗片状である。球状Ａｇ粒子を含有する他のＡｇペー
ストであっても、その球状Ａｇ粒子の大きさ（粒径）は
小さくても１〜３μｍ程度である。
【００２３】本発明の導電性ペーストは、上記のような
大きさの導電性粒子に、これより小さい微細球状粒子を
混合してなることを特徴とする。この微細球状粒子の平
均粒径は０．０５〜１μｍが好ましく、０．１〜０．５
μｍがより好ましい。さらに、粒子の大きさ（粒径）が
０．０５〜１μｍの範囲にあることが好ましく、０．０
８〜０．６μｍの範囲が特に好ましい。また、大型の導
電性粒子に対する微細球状粒子の大きさの比は、１／２
００〜１／２が好ましく、より好ましくは１／１００〜
１／２、さらに好ましくは１／５０〜１／４である。な
お、本願明細書において大きさとは、球状粒子の場合は
粒径をいい、鱗片状粒子の場合は粒子平面の長手方向の
長さをいう。本発明の電子部品として例えば半導体装置
の作製に適用する場合、この微細導電性球状粒子の大き
さがこの範囲を超えて大きくなると、接着・硬化後の導
電性ペースト層の接熱伝導性や導電性の向上などの本発
明の効果が小さくなっていく。一方、上記範囲より小さ
くなると、ペースト粘度が大きくなりすぎたり、微細球
状導電性粒子の製造コストが上昇するため最終製品のコ
ストも高くなったりする。
【００２４】本発明の導電性ペーストにおける上記微細
球状導電性粒子の混合量は、全導電性粒子中の２０〜９
０重量％であることが好ましい。より好ましくは２５〜
８０重量％である。電子部品として例えば半導体装置の
作製に適用する場合、混合量がこの範囲を超えて多くな
るとペースト粘度が大きくなりすぎたり、接着・固化後
の熱伝導性のバラツキが大きくなったり、接着・固化後
の接合強度が低下したりする。一方、この範囲より少な
い混合量にすると、接着・硬化後の接熱伝導性や導電性
の向上などの本発明の効果が小さくなったり、それらの
バラツキが大きくなったりする。
【００２５】本発明の導電性ペーストにおける上記微細
球状導電性粒子より大型の導電性粒子については、その
形状は特に制限されないが、例えば、鱗片状や球状のも
のが挙げられ、あるいはこれらの混合粒子を用いてもよ
い。中でも鱗片状粒子が好ましい。
【００２６】本発明の導電性ペーストに含まれる全導電
性粒子の混合量は、導電性ペーストの接着・硬化後の熱
伝導性および導電性ならびに接着性を阻害しない範囲で
適宜設定する。熱伝導性と導電性の向上のためには、導
電性粒子の混合量を多くすればよいが、後述する接着作
用を有する樹脂の相対量が低下するため接着力が低下す
る。したがって、電子部品の種類・用途に応じて、求め
られる熱伝導性や導電性、接着性を考慮して適宜混合量
を調整する。
【００２７】本発明の導電性ペーストに含まれる硬化性
樹脂は、導電性ペーストの接着・硬化後の熱伝導性や伝
導性を阻害せずに、その硬化により二つの部材を接着す
る作用があれば特に制限されない。通常、エポキシ系樹
脂などの熱硬化性樹脂が用いられる。さらに、硬化剤や
硬化促進剤を混合してもよい。このような硬化性樹脂の
ペースト中の含有量は、導電性ペーストの接着・硬化後
の熱伝導性や伝導性を阻害せず、接着性が低下しない範
囲であれば特に制限されず、上記の全導電性粒子の含有
量と同様にして適宜設定する。
【００２８】本発明の導電性ペーストに含まれる粘度調
整剤は、上記の硬化性樹脂を溶解し、ペースト粘度の低
減作用を有する溶剤であれば特に制限はない。この粘度
調製剤の混合量は、導電性ペースト中の導電性粒子の混
合量や粒径、形状により変化するペースト粘度に応じて
適宜調整する。ただし、前述のように、接着・硬化後の
ペースト層中にボイドの発生や溶剤の残存が起こらない
ようにその混合量はできるだけ少ない方が好ましい。
【００２９】次に、以上に説明した本発明の導電性ペー
ストを用いて作製した電子部品について説明する。
【００３０】本発明の電子部品は、放熱性が必要とされ
る電子部品であり、発熱体と放熱体とが接着層を介して
接着固定された構成を有する電子部品である。そして、
この接着層が、少なくとも導電性粒子と樹脂とが混在し
てなり、且つ大粒径の導電性粒子間を小粒径の導電性粒
子が埋め込むようにこれら導電性粒子が混在しているこ
とを特徴とする。このような接着層は、導電性を有しな
がら、熱伝導性に優れるため、電子部品の放熱性が向上
し、良好な電気特性や耐久性が得られる。これは、大型
の粒子間に小型の粒子を混在させることにより、粒子間
の接点が多くなり接触面積が増大し、すなわち、接着層
上部から下部への熱伝導パス・導電パスが多くなるため
と考えられる。また、従来の大型の粒子の一部を小型の
粒子に代えることから、接着層を薄くすることができる
ため、電子部品の薄膜化とともにその薄さ分だけ熱抵抗
と電気抵抗を小さくできる。
【００３１】このような効果を有する本発明の電子部品
の接着層は、上記小粒径の導電性粒子の平均粒径が０．
０５〜１μｍであることが好ましい。また、上記接着層
における全導電性粒子中の小粒径の導電性粒子の混在比
率は２０〜９０重量％が好ましく、２０〜８０重量％が
より好ましい。また、上記接着層中の大粒径の導電性粒
子については、その形状として鱗片状や球状のものが挙
げられ、あるいはこれらの混合粒子であってもよい。中
でも鱗片状粒子が好ましい。
【００３２】このような接着層を形成するためには、前
記本発明の導電性ペーストを用いることが好ましい。本
発明の導電性ペーストを用いた場合、本発明の電子部品
の接着層中の大粒径の導電性粒子と小粒径の導電性粒子
の大きさは、本発明の導電性ペースト中の大型の導電性
粒子と微細球状導電性粒子の大きさにほぼ相応する。
【００３３】なお、本発明のペースト中の微細球状導電
性粒子は、その粒径が小さいため、ペースト中の樹脂の
硬化のための加熱により焼結を起こし、形成された接着
層中の導電性粒子の形状や大きさが、ペースト中の導電
性粒子と若干異なる場合がある。
【００３４】本発明の放熱性が必要とされる電子部品と
しては、例えば半導体チップがリードフレームや放熱板
や回路基板に装着された半導体パッケージが挙げられ
る。この半導体パッケージは、近年、高密度実装に対応
するため、小型化・薄膜化が進められており、本発明の
導電性ペーストは、従来の比較的大型のパッケージはも
ちろん、このような小型化・薄膜化されたパッケージの
作製に最適である。
【００３５】また、本発明の導電性ペーストが適用でき
る他の電子部品用途としては、チップコンデンサやチッ
プ抵抗の電極、プラズマディスプレイの電極、サーマル
ヘッドの発熱体との接続などが挙げられる。
【００３６】図１に、本発明の電子部品の一実施形態で
ある半導体パッケージの概略断面図を示す。表面がＡｕ
でメッキされたリードフレーム１上に、本発明の銀ペー
ストからなる接着層２を介して、接着表面にＡｕメッキ
された半導体チップ３が接着・固定されている。この半
導体チップ上の電極部とリードフレーム１の所定のリー
ドとがボンディングワイヤ４で結線されている。これら
の半導体チップやボンディングワイヤを外部からの応力
や湿気、汚染から保護するためにモールド樹脂５，６で
封止されている。ここで、リードフレーム１の樹脂外部
の形状は図示を省略しているが、プリント基板の導体パ
ターンと接続するためのリードが出ている。さらに、発
熱の大きい半導体チップを搭載するためには、モールド
樹脂６をなくし、リードフレーム１を放熱板としてむき
出しにした半導体パッケージとしてもよい。
【００３７】このような半導体パッケージのマウンティ
ング工程（半導体チップ３のリードフレーム１上への接
着・固定）は次にようにして行った。
【００３８】まず、図２（ａ）に示すように、表面に金
メッキ層１０を有するリードフレーム１をヒーター７上
に置き、予熱し、このリードフレーム１上に、所定量の
導電性ペースト８をノズル９から滴下する。
【００３９】次に、図２（ｂ）に示すように、表面にＡ
ｕメッキ層１２を有する半導体チップ３をコレット１１
に吸引穴１３で真空吸着させ、リードフレーム上方で位
置決めを行い、次いでリードフレーム１上に滴下された
導電性ペースト８上に半導体チップ３を配置する。
【００４０】続いて、図３（ｃ）に示すように、配置さ
れた半導体チップの導電性ペーストへの着きをよくする
ために軽く圧力をかけ、次いでコレットを解除後に加熱
を行い、溶剤等を揮発させるとともに樹脂を硬化させ、
マウンティングを終了する。このときの加熱温度は、溶
剤等が十分に揮発し、樹脂が硬化する温度であり、且つ
半導体チップが劣化しない温度であれば特に制限はな
い。なお、樹脂の硬化後に、さらに所定の温度でアニー
リングを行ってもよい。
【００４１】本発明の導電性ペーストに混在させた微細
球状導電性粒子は、その粒径が小さいため焼結温度が低
い。そのため、上記の加熱工程において導電性粒子が焼
結しやすく、熱や電子の導伝パスを容易に形成すること
ができ、その結果、従来の導電性ペーストに比べて、熱
伝導性や導電性を向上させることができる。さらに、従
来の導電性ペーストを用いた場合は必要となるアニーリ
ングを行わなくても十分な効果が得られるので製造時間
を短縮化できる。
【００４２】上記のマウンティング終了後の側面から見
た状態を図３（図面代用写真）に示す。導電性ペースト
には、鱗片状Ａｇ粉に微細球状Ａｇ粉を混合した本発明
の導電性ペーストを用いている。
【００４３】なお、本発明における放熱体としては、放
熱板やリードフレームに限定されず、チップ等を搭載で
き且つ熱を伝えるものであればよい。
【００４４】
【実施例】以下、本発明を、半導体パッケージの作製に
適用した実施例によりさらに説明するが、本発明はこれ
らに限定するものではない。
【００４５】本発明の導電性ペーストとしては、１×２
μｍ、厚さ０．２μｍの鱗片状Ａｇ粉に粒径０．１〜
０．５μｍの微細球状Ａｇ粉を混合したＡｇ粉、エポキ
シ系樹脂および溶剤を含むＡｇペーストを作製した。微
細球状Ａｇ粉の混合量は、全Ａｇ粉中、２５wt％、５０
wt％、７５wt％、９０wt％のものを作製し、比較例とし
て０wt％（鱗片状Ａｇ粉のみ）のものも作製した。ま
た、Ａｇペースト中の全Ａｇ粉の混合量は、Ａｇペース
ト硬化後のＡｇ粉の含有量が８５ｗｔ％となるようにし
た。
【００４６】これらのＡｇペーストを用いて、それぞれ
図１に示す前記半導体パッケージを作製した。接着表面
にＡｕメッキされ厚さｓが１６０μｍで０．５×０．４
ｍｍのＧａＡｓ又はＳｉチップ、及びＣｕや４２合金な
どにＡｕメッキされ厚さｒが１１０μｍのリードフレー
ムを用い、接着層２の厚さｂが５μｍ、モールド樹脂５
の厚さｈ2が０．６ｍｍ、パッケージ厚さｈ1が０．９ｍ
ｍ、その幅ｗが２ｍｍの半導体パッケージを作製した。
マウンティングは図２に示すとおりに行った。
【００４７】得られたパッケージの接着層の熱抵抗およ
び接合強度の測定、並びにパッケージの信頼性評価試験
を行った。また、接着層のＳＥＭによる観察を行った。
なお、接合強度は、金メッキしたリードフレームに２ｍ
ｍ2のガラスをＡｇペーストで接着し、このガラスに接
着面と平行な方向に外力を加え、ガラスが剥がれたとき
の外力を接合強度とした。
【００４８】表１に示す結果から、本発明の導電性ペー
ストで形成された接着層は、微細球状Ａｇ粉を混合して
いることにより、熱抵抗が明らかに低下していることが
わかる。また、表１中の熱抵抗値が範囲で記載されてい
るが、これは複数の試料を作製し評価した最大値と最小
値を示している。この熱抵抗の最大値と最小値の差、す
なわち熱抵抗のバラツキも小さくなっていることがわか
る。なお、比較のため、ハードソルダ（Ａｕ−Ｓｎ）の
熱抵抗を測定したところ２０．４（℃／Ｗ）であった。
なお、熱抵抗は、パッケージの種類が異なれば違う値に
なることは明らかである。
【００４９】微細球状Ａｇ粉の含有割合が９０％である
実施例４は、熱抵抗のバラツキが大きく、また表２に示
すように実施例１（微細球状Ａｇ粉含有割合：７５wt
％）と比べて粘度が大きく、接合強度が低下している。
そのため、ノズルから滴下して半導体パッケージを作製
する方法においては、微細球状Ａｇ粉の含有割合は９０
wt％以下であることが好ましく、８０wt％以下がより好
ましい。しかし、粘度調製剤を変更したり、印刷塗布法
に変えることで、９０ｗｔ％でも対応でき、熱抵抗のバ
ラツキも低減できる。また、微細球状Ａｇ粉の含有割合
の好ましい下限は、微細球状Ａｇ粉の含有割合が２５wt
％の場合（実施例３）はバラツキが小さいため、２０wt
％以上が好ましく、２５wt％以上がより好ましい。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】 実施例１及び２の半導体パッケージの接着層のＳＥＭ写
真をそれぞれ図４及び図５に示す。また、比較例の半導
体パッケージの接着層のＳＥＭ写真を図６に示す。ここ
で、写真の上部と下部の白い帯状の部分はＡｕメッキ層
である。この２つのＡｕメッキ層間の領域が接着層であ
り、この接着層中の白い部分がＡｇ粒子であり、黒い部
分が樹脂である。微細Ａｇ粒子の焼結が若干観られる。
【００５２】図４及び図５から明らかなように、本発明
の半導体パッケージの接着層においては、大型の鱗片状
Ａｇ粒子の間に微細Ａｇ粒子がほぼ均一に混在し、樹脂
部分が小さくなっていることがわかる。一方、図６から
分かるように、鱗片状Ａｇ粒子のみを含む接着層は、そ
の鱗片状粒子の分布や配向が不均一となっており、樹脂
部分が大きくなっている。本発明の導電性ペーストによ
り接着層の熱抵抗のバラツキが抑えられるのは、混合さ
れた微細導電性粒子が鱗片状Ａｇ粒子間に混在すること
により、鱗片状粒子の分布や配向性が均一化されるため
と、粒子同士の接触確率が大きくなるためと考えられ
る。
【００５３】実施例１のＡｇペーストを用いて作製した
半導体パッケージの信頼性試験結果を図７に示す。図７
（ａ）は、２０ヶの試料を１５０℃の高温で保管し、そ
の熱抵抗（Ｒth）を１０００時間まで測定した結果（相
対値ΔＲth）を示す。図７（ｂ）は、同じく２０ヶの試
料について−６５℃〜２５℃〜１５０℃の温度サイクル
（１サイクル約７０分）を５００回繰り返したときのド
レイン電流の相対変化（ΔIDSS）を示す。このドレイン
電流は、ＦＥＴチップのゲート電圧を０Ｖ、ドレイン電
圧を１．５Ｖ印加したときのものである。いずれの試験
においても各値の変動が初期値の±１０％以内に入って
おり、本発明の半導体パッケージは安定した放熱性およ
び電気的特性を有し、実用上十分に信頼性があるといえ
る。
【００５４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、接合強度およびペースト粘度を実用上満足させ
ながら、接着・硬化後の熱伝導性に優れ（熱抵抗が小さ
く）、且つ接着層が薄く形成できる導電性ペーストを提
供できる。また、本発明の導電性ペーストは接着・硬化
後の熱抵抗（熱伝導性）のバラツキが抑えられ、さらに
充分な導電性を有する。
【００５５】そのため、本発明の導電性ペーストは、従
来の導電性ペーストの作業性や機械化の容易さを損なう
ことなく、発熱が大きく熱に弱い電子部品、特にパワー
デバイス等の半導体チップを搭載した電子部品の作製に
良好に適用することができる。
【００５６】また、本発明の導電性ペーストは薄い接着
層を形成できるため、電子部品の薄膜化・小型化が容易
となる。本発明の導電性ペーストの接着・固化後の熱伝
導性はハードソルダには及ばないもののかなり近い値に
まで向上していること、及び従来のハードソルダでは接
着層にある程度の厚さ（Ａｕ−Ｓｎの場合１２〜１６μ
ｍ）が必要であり薄膜化・小型化に限界があることを考
慮すると、本発明の導電性ペーストは、従来のハードソ
ルダを用いざるを得ない発熱が大きく熱に弱い電子部品
であってさらに薄膜化・小型化が必要とされる電子部品
に特に有効であるといえる。
【００５７】本発明の導電性ペーストを用いて接着・固
定を行い作製された電子部品は、その接着層が優れた熱
伝導性を有するため、放熱性に優れた電子部品となる。
また、その接着層は充分な導電性を有するため、電気特
性に優れている。加えて、その接着層は厚さが薄いた
め、その薄さ分、熱伝導性と導電性が有利となり、優れ
た熱伝導性と導電性が得られるとともに、電子部品の薄
膜化・小型化が達成されている。さらに、実用上十分な
接着強度を有しているため、本発明の電子部品は充分な
信頼性を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品の一実施形態である半導体パ
ッケージの概略断面図である。
【図２】本発明の電子部品のマウンティング工程の説明
図である。
【図３】本発明の電子部品のマウンティング工程後の状
態を示す図面代用写真である。
【図４】本発明の電子部品の接着層部分のＳＥＭ写真
（図面代用写真）である。
【図５】本発明の電子部品の接着層部分のＳＥＭ写真
（図面代用写真）である。
【図６】従来の電子部品の接着層部分のＳＥＭ写真（図
面代用写真）である。
【図７】本発明の電子部品である半導体パッケージの信
頼性試験結果を示す図であり、図７（ａ）は熱抵抗、図
７（ｂ）はドレイン電流の相対変化を示す図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム ２ 接着層 ３ 半導体チップ ４ ボンディングワイヤ ５、６ モールド樹脂 ７ ヒータ ８ 導電性ペースト ９ ノズル １０、１２ Ａｕメッキ層 １１ コレット １３ 吸引穴

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも導電性粒子、硬化性樹脂およ
    び粘度調整剤を含有する導電性ペーストに、該導電性粒
    子より小さい微細球状導電性粒子を混在させてなること
    を特徴とする熱伝導性が良好な導電性ペースト。
  2. 【請求項２】 前記微細球状導電性粒子の粒径が０．０
    ５〜１μｍの範囲にある請求項１記載の熱伝導性が良好
    な導電性ペースト。
  3. 【請求項３】 全導電性粒子中の前記微細球状導電性粒
    子の混合比率が２０〜９０重量％である請求項１又は２
    記載の熱伝導性が良好な導電性ペースト。
  4. 【請求項４】 前記導電性粒子の形状が鱗片状である請
    求項１、２又は３記載の熱伝導性が良好な導電性ペース
    ト。
  5. 【請求項５】 前記導電性粒子の形状が球状である請求
    項１、２又は３記載の熱伝導性が良好な導電性ペース
    ト。
  6. 【請求項６】 前記導電性粒子が鱗片状粒子と球状粒子
    からなる請求項１、２又は３記載の熱伝導性が良好な導
    電性ペースト。
  7. 【請求項７】 前記導電性粒子および微細球状導電性粒
    子が銀からなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱
    伝導性が良好な導電性ペースト。
  8. 【請求項８】 発熱体と放熱体とが接着層を介して接着
    固定された構成を有する電子部品であって、該接着層
    が、少なくとも導電性粒子と樹脂とが混在してなり、且
    つ大粒径の導電性粒子間を小粒径の導電性粒子が埋め込
    むようにこれら導電性粒子が混在していることを特徴と
    する電子部品。
  9. 【請求項９】 前記小粒径の導電性粒子が、粒径０．０
    ５〜１μｍの微細導電性粒子で構成される請求項８記載
    の電子部品。
  10. 【請求項１０】 全導電性粒子中の前記小粒径の導電性
    粒子の混在比率が２０〜９０重量％である請求項８又は
    ９記載の電子部品。
  11. 【請求項１１】 前記大粒径の導電性粒子の形状が鱗片
    状である請求項８、９又は１０記載の電子部品。
  12. 【請求項１２】 前記大粒径の導電性粒子の形状が球状
    である請求項８、９又は１０記載の電子部品。
  13. 【請求項１３】 前記大粒径の導電性粒子が、鱗片状粒
    子と球状粒子からなる請求項８、９又は１０記載の電子
    部品。
  14. 【請求項１４】 前記導電性粒子が銀からなる請求項８
    〜１３のいずれか１項に記載の電子部品。
  15. 【請求項１５】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の
    導電性ペーストを用いて、発熱体と放熱体が接着固定さ
    れた構成を有する電子部品。
  16. 【請求項１６】 電子部品が半導体装置である請求項８
    〜１５のいずれか１項に記載の電子部品。
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