JP6257356B2 - Conductive adhesive, semiconductor device, and method of manufacturing conductive adhesive - Google Patents

Conductive adhesive, semiconductor device, and method of manufacturing conductive adhesive Download PDF

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Description

本発明は、導電性接着剤、この導電性接着剤の硬化物を含む半導体装置、および導電性接着剤の製造方法に関する。   The present invention relates to a conductive adhesive, a semiconductor device including a cured product of the conductive adhesive, and a method for manufacturing the conductive adhesive.

抵抗器やコンデンサー等の部品を、基板に電気的に接着するハンダの代替品として、導電性接着剤が使用されている。従来、導電性接着剤には、Ag粉末と熱硬化性樹脂を含むものが使用されていた。   A conductive adhesive is used as a substitute for solder for electrically bonding components such as resistors and capacitors to a substrate. Conventionally, a conductive adhesive containing Ag powder and a thermosetting resin has been used.

このAg粉末と熱硬化性樹脂を含む導電性接着剤には、配線間に電圧を印加したときのマイグレーションという問題がある。このマイグレーションの抑制を目的として、Ag粉末をAgSn合金粉末に置き換えた導電性接着剤が検討されている。   The conductive adhesive containing the Ag powder and the thermosetting resin has a problem of migration when a voltage is applied between the wirings. For the purpose of suppressing this migration, a conductive adhesive in which Ag powder is replaced with AgSn alloy powder has been studied.

しかし、AgSn合金粉末と熱硬化性樹脂を含む導電性接着剤には、電気抵抗値が低くない、という新たな問題が発生してしまう。この問題を解決するために、AgSn合金を含む導電性粒子と、ヒドロキシキノリン類等の添加剤と、樹脂を含む導電性接着剤が知られている(特許文献1)。   However, the conductive adhesive containing AgSn alloy powder and thermosetting resin has a new problem that the electrical resistance value is not low. In order to solve this problem, a conductive adhesive containing AgSn alloy, an additive such as hydroxyquinolines, and a conductive adhesive containing a resin are known (Patent Document 1).

しかしながら、AgSn合金粉末と、ヒドロキシキノリン類である8−キノリノールと、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含む導電性接着剤を作製すると、導電性接着剤のポットライフが短くなってしまう、という問題がある。この導電性接着剤のポットライフが短くなってしまう原因は、8−キノリノールの反応性が高いため、8−キノリノールとAgSn合金粉末のSnとが錯体を形成し、この8−キノリノールとSnの錯体の触媒効果が熱硬化性樹脂の硬化を促進するため、導電性接着剤のポットライフが短くなってしまうからである、と考えられる。   However, when a conductive adhesive containing AgSn alloy powder, 8-quinolinol which is a hydroxyquinoline, and an epoxy resin which is a thermosetting resin, a pot life of the conductive adhesive is shortened. There is. The reason why the pot life of this conductive adhesive is shortened is that 8-quinolinol has high reactivity, so 8-quinolinol and Ag of the AgSn alloy powder form a complex, and this 8-quinolinol and Sn complex. This is because the pot life of the conductive adhesive is shortened because the catalytic effect of this promotes the curing of the thermosetting resin.

特開2006−225426号JP 2006-225426 A

本発明は、ポットライフが長く、硬化後に電気抵抗が低い導電性接着剤を提供することを目的とする。本発明者らは鋭意研究を行い、AgSn合金粉末の表面に、特定の厚さの酸化膜が存在することにより、8−キノリノールとAgSn合金粉末のSnとの錯体形成を抑制し、導電性接着剤のポットライフを長くすることができ、かつ硬化後の電気抵抗が低い導電性接着剤を提供することができることを見出した。   An object of the present invention is to provide a conductive adhesive having a long pot life and low electrical resistance after curing. The present inventors have intensively studied, and the presence of an oxide film having a specific thickness on the surface of the AgSn alloy powder suppresses complex formation between 8-quinolinol and Sn of the AgSn alloy powder, and conductive adhesion. It has been found that the pot life of the agent can be increased and a conductive adhesive having a low electrical resistance after curing can be provided.

本発明は、以下の構成を有することによって上記問題を解決した導電性接着剤、この導電性接着剤の硬化物を含む半導体装置、および導電性接着剤の製造方法に関する。
〔1〕(A)X線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末、(B)8−キノリノール、および(C)熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする、導電性接着剤。
〔2〕(A)成分の表面酸化膜が、AgとSnとOからなる、上記〔1〕記載の導電性接着剤。
〔3〕(A)成分の少なくとも一部が鱗片状である、上記〔1〕または〔2〕記載の導電性接着剤。
〔4〕さらに、(D)インジウム粉末を含む、上記〔1〕〜〔3〕のいずれか記載の導電性接着剤。
〔5〕上記〔1〕〜〔4〕のいずれか記載の導電性接着剤の硬化物を含む、半導体装置。
〔6〕(A)ガスアトマイズ法または水アトマイズ法で形成されたX線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末、(B)8−キノリノール、および(C)熱硬化性樹脂を混合することを特徴とする、導電性接着剤の製造方法。
〔7〕(A)成分として、ガスアトマイズ法または水アトマイズ法で形成した後、鱗片化されたX線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末を用いる、上記〔6〕記載の導電性接着剤の製造方法。
〔8〕(A)成分として、ガスアトマイズ法または水アトマイズ法で形成した後、さらに酸化された、X線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末を用いる、上記〔6〕または〔7〕記載の導電性接着剤の製造方法。
The present invention relates to a conductive adhesive that has solved the above problems by having the following configuration, a semiconductor device including a cured product of the conductive adhesive, and a method for manufacturing the conductive adhesive.
[1] (A) AgSn alloy powder, (B) 8-quinolinol, and (C) thermosetting whose surface oxide film thickness is 20 nm or more and 40 nm or less as measured by depth direction analysis of X-ray photoelectron spectroscopy A conductive adhesive comprising a conductive resin.
[2] The conductive adhesive according to [1], wherein the surface oxide film of the component (A) is made of Ag, Sn, and O.
[3] The conductive adhesive according to [1] or [2] above, wherein at least a part of the component (A) is scaly.
[4] The conductive adhesive according to any one of [1] to [3], further including (D) indium powder.
[5] A semiconductor device comprising a cured product of the conductive adhesive according to any one of [1] to [4].
[6] (A) AgSn alloy powder having a surface oxide film thickness measured by depth direction analysis of X-ray photoelectron spectroscopy formed by gas atomization method or water atomization method is 20 nm or more and 40 nm or less, (B) A method for producing a conductive adhesive, comprising mixing 8-quinolinol and (C) a thermosetting resin.
[7] As the component (A), the thickness of the surface oxide film measured by the depth direction analysis of the scaled X-ray photoelectron spectroscopy after being formed by the gas atomization method or the water atomization method is 20 nm or more and 40 nm or less. The method for producing a conductive adhesive according to the above [6], wherein a certain AgSn alloy powder is used.
[8] As the component (A), the thickness of the surface oxide film measured by the depth direction analysis of the X-ray photoelectron spectroscopy after being formed by the gas atomization method or the water atomization method is 20 nm or more and 40 nm or less The method for producing a conductive adhesive according to the above [6] or [7], wherein the AgSn alloy powder is used.

本発明〔1〕によれば、ポットライフが長く、硬化後に電気抵抗が低い導電性接着剤を提供することができる。   According to the present invention [1], a conductive adhesive having a long pot life and low electrical resistance after curing can be provided.

本発明〔5〕によれば、低抵抗な導電性接着剤で接着された半導体装置を提供することができる。   According to the present invention [5], a semiconductor device bonded with a low-resistance conductive adhesive can be provided.

本発明〔6〕によれば、ポットライフが長く、硬化後に低抵抗な導電性接着剤を簡便に製造することができる。   According to the present invention [6], a conductive adhesive having a long pot life and low resistance after curing can be easily produced.

実施例で使用したAgSn合金粉末3)のX線光電子分光法の深さ方向分析結果である。It is a depth direction analysis result of the X-ray photoelectron spectroscopy of AgSn alloy powder 3) used in the examples. (A)成分の含有量を変化させたときの接続抵抗値の変化を示す図である。(A) It is a figure which shows the change of a connection resistance value when content of a component is changed. (B)成分の含有量を変化させたときの接続抵抗値の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of a connection resistance value when changing content of (B) component. (B)成分の含有量を変化させたときの接着強度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of adhesive strength when content of (B) component is changed. AgSn合金粉末を酸化したときの処理時間と酸化膜の厚さとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the processing time when an AgSn alloy powder is oxidized, and the thickness of an oxide film.

〔導電性接着剤〕
本発明の導電性接着剤は、(A)X線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末、(B)8−キノリノール、および(C)熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする。
[Conductive adhesive]
The conductive adhesive of the present invention comprises (A) an AgSn alloy powder having a surface oxide film thickness of 20 nm or more and 40 nm or less as measured by depth direction analysis of X-ray photoelectron spectroscopy, (B) 8-quinolinol, And (C) a thermosetting resin.

(A)AgSn合金粉末は、X線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下である。AgSn合金粉末の酸化膜の平均厚みが、20nm未満では、酸化膜が薄い部分などで保管中に酸化膜が除去されてしまい、Snと8−キノリノールが反応して錯体を形成し、導電性接着剤のポットライフが短くなってしまう。一方、AgSn合金粉末の酸化膜の平均厚みが40nmを超えると、常温での保存安定性は良好になり、導電性接着剤のポットライフが長くなるが、導電性接着剤の加熱時に表面の酸化膜が十分に除去できず、硬化後の導電性接着剤に十分な電気伝導性が得られなくなってしまう。ここで、AgSn合金粉末の酸化膜厚の測定には、走査型X線光電子分光分析装置(XPS、ULBAC−PHI製、装置名称:Quantera SXM)を使用し、X線源として単色化Al/Kα線を使用する。試料のスパッタリングレートは、SiO換算で16.52nm/min.とし、得られた深さ方向に対する元素分布スペクトルから酸素濃度が9%超となるときの深さを酸化膜厚と定義する。これは、集束イオンビーム(FIB)によって直接観察できた後述する比較例2のAgSn合金粉末の酸化膜の膜厚が45nmであり、同試料をXPSで測定したとき、45nmまでスパッタリングした際の酸素濃度が9%であり、酸素濃度9%以下がAgSn合金粉末の内部酸素量であるためである。 (A) As for AgSn alloy powder, the thickness of the surface oxide film measured by the depth direction analysis of X-ray photoelectron spectroscopy is 20 nm or more and 40 nm or less. If the average thickness of the oxide film of the AgSn alloy powder is less than 20 nm, the oxide film is removed during storage at a portion where the oxide film is thin, Sn reacts with 8-quinolinol to form a complex, and conductive adhesion The pot life of the agent will be shortened. On the other hand, when the average thickness of the oxide film of the AgSn alloy powder exceeds 40 nm, the storage stability at room temperature is improved and the pot life of the conductive adhesive is increased. However, the surface oxidation occurs when the conductive adhesive is heated. The film cannot be removed sufficiently, and sufficient electrical conductivity cannot be obtained for the conductive adhesive after curing. Here, for the measurement of the oxide film thickness of the AgSn alloy powder, a scanning X-ray photoelectron spectrometer (XPS, manufactured by ULBAC-PHI, apparatus name: Quantera SXM) is used, and the monochromatic Al / Kα is used as the X-ray source. Use lines. Sputtering rate of the sample, 16.52nm / min in terms of SiO 2. And the depth at which the oxygen concentration exceeds 9% is defined as the oxide film thickness from the obtained element distribution spectrum in the depth direction. This is because the film thickness of the oxide film of the AgSn alloy powder of Comparative Example 2 to be described later that can be directly observed by a focused ion beam (FIB) is 45 nm, and when the sample is measured by XPS, the oxygen when sputtering to 45 nm is observed. This is because the concentration is 9% and the oxygen concentration of 9% or less is the internal oxygen amount of the AgSn alloy powder.

(A)AgSn合金粉末は、硬化後の導電性接着剤の耐マイグレーション性と接続抵抗値の観点からAgとSnの合計100質量部に対して、Agが60〜70質量部であると好ましい。また、AgSn合金粉末の平均粒径は、塗布作業性の観点から、1〜20μmであると好ましく、2〜10μmであるとより好ましい。ここで、平均粒径は、レーザー回折法によって測定した体積基準のメジアン径をいう。   (A) AgSn alloy powder is preferable in that Ag is 60 to 70 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of Ag and Sn from the viewpoint of migration resistance and connection resistance value of the conductive adhesive after curing. The average particle size of the AgSn alloy powder is preferably 1 to 20 μm and more preferably 2 to 10 μm from the viewpoint of coating workability. Here, the average particle diameter refers to a volume-based median diameter measured by a laser diffraction method.

(A)AgSn合金粉末の表面酸化膜は、AgとSnとOからなると好ましい。図1に、後述する実施例で使用したAgSn合金粉末3)のX線光電子分光法の深さ方向分析結果を示す。図1において酸素濃度が9%を超える、スパッタ時間(Sputter Time)が0〜1.3分の範囲で、AgとSnとOが存在しており、この範囲が表面酸化膜である。 (A) The surface oxide film of the AgSn alloy powder is preferably composed of Ag, Sn, and O. FIG. 1 shows the results of depth direction analysis of the X-ray photoelectron spectroscopy of AgSn alloy powder 3) used in Examples described later. In FIG. 1, Ag, Sn, and O are present in the range where the oxygen concentration exceeds 9% and the sputtering time is 0 to 1.3 minutes, and this range is the surface oxide film.

(A)AgSn合金粉末は、導電性接着剤がディスペンサーで塗布されるときのチキソ性の観点から、少なくとも一部が鱗片状であると好ましい。(A)成分は、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。   (A) The AgSn alloy powder is preferably at least partially scaly from the viewpoint of thixotropy when the conductive adhesive is applied with a dispenser. (A) A component may be used independently and may be used together 2 or more types.

(B)8−キノリノールは、AgSn合金粉末表面および被着物のSnメッキ電極の酸化膜を除去し、硬化後の導電性接着剤とSnメッキ電極との接続抵抗値を小さくする。しかし、8−キノリノールは、反応性が高いため、(A)AgSn合金粉末のSnと錯体を形成し、このSn錯体の触媒効果が熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂等)の硬化を促進してしまう。本発明では、(A)AgSn合金粉末の表面を酸化しているため、Sn錯体の形成を抑制できる。この結果、導電性接着剤のポットライフを長くできる。   (B) 8-Quinolinol removes the oxide film of the Sn-plated electrode on the surface of the AgSn alloy powder and the adherend, and decreases the connection resistance value between the cured conductive adhesive and the Sn-plated electrode. However, since 8-quinolinol has high reactivity, it forms a complex with Sn of the (A) AgSn alloy powder, and the catalytic effect of this Sn complex promotes the curing of the thermosetting resin (epoxy resin or the like). . In this invention, since the surface of (A) AgSn alloy powder is oxidized, formation of Sn complex can be suppressed. As a result, the pot life of the conductive adhesive can be lengthened.

(C)熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、硬化して樹脂状になるエポキシ化合物であれば、特に、限定されない。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、3官能エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、エーテル系又はポリエーテル系エポキシ樹脂、オキシラン環含有ポリブタジエン、シリコーンエポキシコポリマー樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。   (C) As the thermosetting resin, for example, an epoxy resin is preferably used. The epoxy resin is not particularly limited as long as it is an epoxy compound that has two or more epoxy groups in one molecule and is cured and becomes resinous. Epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, brominated bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, trifunctional epoxy resins, novolac type epoxy resins, alicyclic epoxy resins, and naphthalene type epoxy resins. , Ether-based or polyether-based epoxy resins, oxirane ring-containing polybutadiene, silicone epoxy copolymer resins, and the like. Moreover, these resin may be used independently and may be used together 2 or more types.

熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合の硬化剤としては、フェノール樹脂、酸無水物、又は、アミン系化合物等を用いることができる。   As a curing agent when an epoxy resin is used as the thermosetting resin, a phenol resin, an acid anhydride, an amine compound, or the like can be used.

フェノール樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトール変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、p―キシレン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、p―キシレン変性フェノール樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、導電性接着剤に通常用いられるものであればよい。エポキシ樹脂中のエポキシ基:1当量当たり、フェノール樹脂中のOH当量が、0.1〜1.0当量となることが好ましく、0.2〜0.6当量となることがより好ましい。   Examples of the phenol resin include phenol novolac resin, cresol novolac resin, naphthol modified phenol resin, dicyclopentadiene modified phenol resin, p-xylene modified phenol resin, dicyclopentadiene modified phenol resin, p-xylene modified phenol resin and the like. However, the present invention is not limited to these, and any material that is usually used for conductive adhesives may be used. Epoxy groups in the epoxy resin: The OH equivalent in the phenol resin is preferably 0.1 to 1.0 equivalent, more preferably 0.2 to 0.6 equivalent, per equivalent.

酸無水物としては、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、アルキル化テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヘドロフタル酸無水物、無水メチルハイミック酸、無水ドデセニルコハク酸、無水メチルナジック酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。エポキシ樹脂と酸無水化物の配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基:1当量当たり、酸無水化物の当量が0.1〜1.0当量となることが好ましい。   Examples of acid anhydrides include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, alkylated tetrahydrophthalic anhydride, hexahedrophthalic anhydride, methyl hymic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, methyl nadic anhydride However, it is not limited to these. As for the compounding ratio of the epoxy resin and the acid anhydride, the equivalent of the acid anhydride is preferably 0.1 to 1.0 equivalent per 1 equivalent of epoxy group in the epoxy resin.

アミン系化合物としては、脂肪族ポリアミン、芳香族アミン、及び、ポリアミノアミド、ポリアミノイミド、ポリアミノエステル、ポリアミノ尿素等の変性ポリアミンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。エポキシ樹脂とアミン系化合物の配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基:1当量当たり、アミン系化合物の当量が0.1〜1.0当量となることが好ましく、0.2〜0.7当量となることがより好ましい。さらに、第三級アミン系、イミダゾール系、ヒドラジド系、ジシアンジアミド系、メラミン系の化合物を用いることができる。また、これらの硬化剤は、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。   Examples of amine compounds include, but are not limited to, aliphatic polyamines, aromatic amines, and modified polyamines such as polyaminoamides, polyaminoimides, polyaminoesters, and polyaminoureas. The blending ratio of the epoxy resin and the amine compound is preferably such that the equivalent of the amine compound is 0.1 to 1.0 equivalent per epoxy group in the epoxy resin: 0.2 to 0.7 equivalent. More preferably. Furthermore, tertiary amine, imidazole, hydrazide, dicyandiamide, and melamine compounds can be used. Moreover, these hardening | curing agents may be used independently and may be used together 2 or more types.

熱硬化性樹脂は、さらに、硬化触媒を含むと、導電性接着剤の硬化速度の観点から好ましい。硬化性触媒としては、第三級アミン系、イミダゾール系、ヒドラジド系、ジシアンジアミド系のものが挙げられる。また、硬化触媒は、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。   When the thermosetting resin further contains a curing catalyst, it is preferable from the viewpoint of the curing rate of the conductive adhesive. Examples of the curable catalyst include tertiary amine-based, imidazole-based, hydrazide-based, and dicyandiamide-based catalysts. Moreover, a curing catalyst may be used independently and may be used together 2 or more types.

(A)成分は、導電性接着剤:100質量部に対して、75〜88質量部であると好ましい。図2に、(A)成分の含有量を変化させたときの接続抵抗値の変化を示す。図2では、導電性接着剤から反応性希釈剤を除いた組成物100質量%に対して、(B)成分を、2.70質量%にし、(A)成分は、表面酸化膜の厚さが21.5nmのAgSn合金粉末(Ag:65質量%、Sn:35質量%)を図2に示す質量%にした。具体的な組成は、図2のAgSn合金粉末が約83質量%(図2で左から3つめのプロット)である場合が、後述する実施例2である。図2の(A)AgSn合金粉末が約83質量%以外の場合は、(A)AgSn合金粉末を図2に示す質量%にし、(A)成分以外の成分は、実施例2での(B)成分、(C)成分、(D)成分および添加剤の割合を保ったまま、導電性接着剤中での含有量を変化させた。接続抵抗値の測定方法は、後述する。図2からわかるように、(A)成分の含有量による接続抵抗値には、大きな変化はみられない。これは、還元剤である(B)成分の8−キノリノールは、被着部品のSnメッキ電極に対して還元効果を発揮すると同時に、(A)成分のAgSn合金粉末に対しても還元効果を発揮するため、AgSn合金粉末の配合量を増やすと、被着部品への単位面積あたりの還元効果が薄れる等の理由で、粉末含有量の変化によるメリットとデメリットとが相殺されるためである、と考えられる。   (A) A component is preferable in it being 75-88 mass parts with respect to 100 mass parts of conductive adhesives. FIG. 2 shows a change in connection resistance value when the content of the component (A) is changed. In FIG. 2, the component (B) is 2.70% by mass with respect to 100% by mass of the composition obtained by removing the reactive diluent from the conductive adhesive, and the component (A) is the thickness of the surface oxide film. 21.5 nm AgSn alloy powder (Ag: 65 mass%, Sn: 35 mass%) was adjusted to the mass% shown in FIG. As a specific composition, the case where the AgSn alloy powder of FIG. 2 is about 83% by mass (third plot from the left in FIG. 2) is Example 2 described later. When (A) AgSn alloy powder of FIG. 2 is other than about 83 mass%, (A) AgSn alloy powder is mass% shown in FIG. 2, and components other than (A) component are (B ) Component, (C) component, (D) component, and the content in an electrically conductive adhesive were changed, keeping the ratio of an additive. A method for measuring the connection resistance value will be described later. As can be seen from FIG. 2, there is no significant change in the connection resistance value depending on the content of the component (A). This is because (B) component 8-quinolinol, which is a reducing agent, exhibits a reducing effect on the Sn-plated electrode of the adherend, and at the same time, also exhibits a reducing effect on the (A) component AgSn alloy powder. Therefore, if the amount of AgSn alloy powder is increased, the advantages and disadvantages due to the change in the powder content are offset, for example, because the reduction effect per unit area on the adherend part is reduced. Conceivable.

(B)成分は、導電性接着剤:100質量部に対して、1.5〜3.9質量部であると好ましく、2.0〜3.0質量部であると、より好ましい。1.5質量部未満では、AgSn合金粉末の酸化膜を十分に除去することができず、硬化後の導電性接着剤の接続抵抗値が高くなる場合があり、3.9質量部を超えると、導電性接着剤に含有される樹脂の濃度が減少するため、硬化後の導電性接着剤の硬度が不足する場合があり、また、(B)成分が、導電性接着剤の硬化工程で揮発するため、ボイドが発生する場合がある。図3に、(B)成分の含有量を変化させたときの接続抵抗値の変化を示す。図3では、導電性接着剤から反応性希釈剤を除いた組成物100質量%に対して、(A)成分として、表面酸化膜の厚さが21.5nmのAgSn合金粉末(Ag:65質量%、Sn:35質量%)を83質量%とし、(B)成分は、図3に示す質量%とした。具体的な組成は、図3の(B)8−キノリノールが2.7質量%である場合(図3で左から4つめのプロット)が、後述する実施例2である。図3の(B)8−キノリノールが2.7質量%以外の場合は、(B)8−キノリノールを図3に示す質量%にし、(B)成分以外の成分は、実施例2での(A)成分、(C)成分、(D)成分および添加剤の割合を保ったまま、導電性接着剤中での含有量を変化させた。図3からわかるように、(B)成分の8−キノリノールが増加すると、接続抵抗値が減少する。接続抵抗値は、25mΩ以下であると好ましいため、図3から(B)成分の8−キノリノールは、1.5質量%以上であると、接続抵抗値の観点から好ましい。図3では、(B)成分の8−キノリノールは、1.5質量%のとき、接続抵抗値が21mΩと低い。次に、図4に、(B)成分の含有量を変化させたときの接着強度の変化を示す。図4では、導電性接着剤から反応性希釈剤を除いた組成物100質量%に対して、(A)成分として表面酸化膜の厚さが21.5nmのAgSn合金粉末(Ag:65質量%、Sn:35質量%)を、83質量%にし、(B)成分は、図4に示す質量%とした。図3と同様に、具体的な組成は、図4の(B)8−キノリノールが2.7質量%である場合(図4で左から4つめのプロット)が、後述する実施例2である。図4の(B)8−キノリノールが2.7質量%以外の場合は、(B)8−キノリノールを図4に示す質量%にし、(B)成分以外の成分は、実施例2での(A)成分、(C)成分、(D)成分および添加剤の割合を保ったまま、導電性接着剤中での含有量を変化させた。図4では、(B)成分の8−キノリノールが、1.5質量%のとき、接着硬度が25N;3質量%のとき、接着硬度が17N;3.6質量%のとき、接着硬度が13N;3.9質量%のとき、接着硬度が11N;4.5質量%のとき、接着硬度が8Nである。接着強度の測定方法は、後述する。接着強度は、10N以上であると好ましいので、図4から、(B)成分の8−キノリノールは、3.9質量%以下であると好ましいことがわかる。   (B) A component is preferable in it being 1.5-3.9 mass parts with respect to 100 mass parts of conductive adhesives, and it is more preferable in it being 2.0-3.0 mass parts. If the amount is less than 1.5 parts by mass, the oxide film of the AgSn alloy powder cannot be sufficiently removed, and the connection resistance value of the conductive adhesive after curing may increase. If the amount exceeds 3.9 parts by mass Since the concentration of the resin contained in the conductive adhesive decreases, the hardness of the conductive adhesive after curing may be insufficient, and the component (B) is volatilized in the curing process of the conductive adhesive. Therefore, voids may occur. FIG. 3 shows a change in the connection resistance value when the content of the component (B) is changed. In FIG. 3, AgSn alloy powder (Ag: 65 mass) having a surface oxide film thickness of 21.5 nm as component (A) with respect to 100 mass% of the composition obtained by removing the reactive diluent from the conductive adhesive. %, Sn: 35 mass%) was 83 mass%, and the component (B) was mass% shown in FIG. The specific composition is Example 2 described later when (B) 8-quinolinol in FIG. 3 is 2.7 mass% (the fourth plot from the left in FIG. 3). When (B) 8-quinolinol in FIG. 3 is other than 2.7 mass%, (B) 8-quinolinol is changed to mass% shown in FIG. 3, and components other than the component (B) are The content in the conductive adhesive was changed while maintaining the proportions of component A), component (C), component (D) and additives. As can be seen from FIG. 3, when 8-quinolinol as the component (B) increases, the connection resistance value decreases. Since the connection resistance value is preferably 25 mΩ or less, the component (B) 8-quinolinol in FIG. 3 is preferably 1.5% by mass or more from the viewpoint of connection resistance value. In FIG. 3, 8-quinolinol as component (B) has a low connection resistance value of 21 mΩ at 1.5 mass%. Next, FIG. 4 shows a change in adhesive strength when the content of the component (B) is changed. In FIG. 4, the AgSn alloy powder (Ag: 65 mass%) whose surface oxide film thickness is 21.5 nm as component (A) with respect to 100 mass% of the composition obtained by removing the reactive diluent from the conductive adhesive. , Sn: 35 mass%) was 83 mass%, and the component (B) was mass% shown in FIG. Similar to FIG. 3, the specific composition is Example 2 described later when (B) 8-quinolinol in FIG. 4 is 2.7 mass% (the fourth plot from the left in FIG. 4). . When (B) 8-quinolinol in FIG. 4 is other than 2.7 mass%, (B) 8-quinolinol is changed to mass% shown in FIG. 4, and components other than the component (B) are ( The content in the conductive adhesive was changed while maintaining the proportions of component A), component (C), component (D) and additives. In FIG. 4, when 8-quinolinol of the component (B) is 1.5% by mass, the adhesion hardness is 25N; when 3% by mass, the adhesion hardness is 17N; when 3.6% by mass, the adhesion hardness is 13N. When 3.9% by mass, the adhesion hardness is 11N; when 4.5% by mass, the adhesion hardness is 8N. A method for measuring the adhesive strength will be described later. Since the adhesive strength is preferably 10 N or more, FIG. 4 shows that 8-quinolinol of the component (B) is preferably 3.9% by mass or less.

導電性接着剤は、さらに、(D)インジウム粉末を含むと好ましい。(D)成分は、導電性接着剤の硬化時に溶融するため、硬化後の導電性接着剤の電気抵抗を安定化させることができる。(D)成分の平均粒径は、塗布作業性の観点から、45μm以下であると好ましい。   The conductive adhesive preferably further contains (D) indium powder. Since the component (D) melts when the conductive adhesive is cured, the electrical resistance of the cured conductive adhesive can be stabilized. The average particle diameter of the component (D) is preferably 45 μm or less from the viewpoint of coating workability.

(D)成分は、導電性接着剤:100質量部に対して、2〜8質量部であると好ましく、3〜5質量部であるとより好ましい。   The component (D) is preferably 2 to 8 parts by mass, more preferably 3 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive adhesive.

導電性接着剤は、本発明の目的を損なわない範囲で、更に必要に応じ、作業性改善を目的とした微粉シリカ、分散剤、柔軟性付与を目的としたアクリロニトリルゴム等のエラストマー、密着性付与を目的としたシランカップリング剤、低粘度化を目的とした反応性希釈剤等を含有することができる。   The conductive adhesive is within the range that does not impair the purpose of the present invention, and if necessary, finely divided silica for the purpose of improving workability, a dispersant, an elastomer such as acrylonitrile rubber for the purpose of imparting flexibility, and imparting adhesion. A silane coupling agent for the purpose of, a reactive diluent for the purpose of reducing the viscosity, and the like can be contained.

本発明の導電性接着剤は、ディスペンス用途、スクリーン印刷用途等、様々な分野で好適に用いることができるため、非常に有用である。   The conductive adhesive of the present invention is very useful because it can be suitably used in various fields such as dispensing and screen printing.

〔半導体装置〕
本発明の半導体装置は、上記導電性接着剤の硬化物を含む。上記導電性接着剤は、従来品と比べポットライフが長いので、部品と基板の接着工程での作業性が安定する。また、部品と基板の接着工程の作業時間を延長することができる。すなわち、導電性接着剤の可使時間が延び、導電性接着剤のシリンジ交換回数を減少できるため、生産性が向上する。被着体である部品や基板の電極としては、Snメッキ電極、Niメッキ電極、貴金属電極が挙げられる。部品としては、抵抗器、コンデンサー、ICチップ等が挙げられる。
[Semiconductor device]
The semiconductor device of this invention contains the hardened | cured material of the said conductive adhesive. Since the conductive adhesive has a longer pot life than conventional products, the workability in the bonding process between the component and the substrate is stabilized. In addition, it is possible to extend the working time of the component and substrate bonding process. That is, the pot life of the conductive adhesive is extended and the number of times the conductive adhesive is replaced with a syringe can be reduced, so that productivity is improved. Examples of the electrode of the part to be adhered and the substrate include a Sn plating electrode, a Ni plating electrode, and a noble metal electrode. Examples of components include resistors, capacitors, and IC chips.

〔導電性接着剤の製造方法〕
本発明の導電性接着剤の製造方法は、(A)ガスアトマイズ法または水アトマイズ法で形成されたX線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末、(B)8−キノリノール、および(C)熱硬化性樹脂を混合することを特徴とする。
[Method for producing conductive adhesive]
In the method for producing a conductive adhesive of the present invention, (A) the thickness of the surface oxide film measured by the depth direction analysis of X-ray photoelectron spectroscopy formed by gas atomization method or water atomization method is 20 nm or more and 40 nm or less. The AgSn alloy powder, (B) 8-quinolinol, and (C) a thermosetting resin are mixed.

(A)表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末は、ガスアトマイズ法または水アトマイズ法で形成することができる。ガスアトマイズ法で使用されるガスとしては、アルゴンガスまたは窒素ガスが挙げられる。ガスアトマイズ法で形成されるAgSn合金粉末は、球状であり、水アトマイズ法で形成されるAgSn合金粉末は、不定形である。   (A) AgSn alloy powder having a surface oxide film thickness of 20 nm or more and 40 nm or less can be formed by a gas atomization method or a water atomization method. Examples of the gas used in the gas atomization method include argon gas and nitrogen gas. The AgSn alloy powder formed by the gas atomization method is spherical, and the AgSn alloy powder formed by the water atomization method is indefinite.

ガスアトマイズ法で形成されたAgSn合金粉末は、酸化処理することにより、20nm以上40nm以下の表面酸化膜を形成することができる。酸化処理の条件の一例は、温度:85℃、湿度:85%RHであり、この条件でAgSn合金粉末(Ag:65質量%、Sn:35質量%)を酸化したときの処理時間と酸化膜の厚さとの関係を、図5に示す。図5は、ガスアトマイズ法で形成されたAgSn合金粉末の酸化処理が0、2、48、96時間での酸化膜の厚さを示しており、各処理時間での酸化膜の厚さは、8.3、33.0、38.0、44.6nmであった。ここで、酸化処理時間が0時間での酸化膜の厚さ:8.3nmは、自然酸化膜の厚さである、と考えられる。また、図5には、水アトマイズ法で形成されたAgSn合金粉末の酸化膜の厚さを示しており、水アトマイズ法で形成されたAgSn合金粉末の酸化膜の厚さは、21.5nmであった。よって、水アトマイズ法で形成されたAgSn合金粉末は、そのままでも使用可能であるが、場合により付加的な酸化処理により、20nm以上40nm以下の表面酸化膜を形成することができる。   The AgSn alloy powder formed by the gas atomization method can be oxidized to form a surface oxide film having a thickness of 20 nm or more and 40 nm or less. An example of the conditions for the oxidation treatment is temperature: 85 ° C., humidity: 85% RH, and the treatment time and oxide film when the AgSn alloy powder (Ag: 65 mass%, Sn: 35 mass%) is oxidized under these conditions. FIG. 5 shows the relationship with the thickness. FIG. 5 shows the thickness of the oxide film when the oxidation treatment of the AgSn alloy powder formed by the gas atomization method is 0, 2, 48, and 96 hours. The thickness of the oxide film at each treatment time is 8 3, 33.0, 38.0, 44.6 nm. Here, the thickness of the oxide film when the oxidation treatment time is 0 hour: 8.3 nm is considered to be the thickness of the natural oxide film. FIG. 5 shows the thickness of the oxide film of the AgSn alloy powder formed by the water atomization method. The thickness of the oxide film of the AgSn alloy powder formed by the water atomization method is 21.5 nm. there were. Therefore, although the AgSn alloy powder formed by the water atomization method can be used as it is, a surface oxide film of 20 nm or more and 40 nm or less can be formed by additional oxidation treatment depending on the case.

ガスアトマイズ法または水アトマイズ法で形成されたAgSn合金粉末は、鱗片化されていると、好ましい。AgSn合金粉末を鱗片化する方法としては、ビーズミル、ポットミル等が挙げられる。   The AgSn alloy powder formed by the gas atomization method or the water atomization method is preferably scaled. Examples of the method for scaling the AgSn alloy powder include a bead mill and a pot mill.

ガスアトマイズ法または水アトマイズ法で形成されたAgSn合金粉末は、鱗片化された後、さらに酸化されていると、表面酸化膜の膜厚の観点から、より好ましい。   The AgSn alloy powder formed by the gas atomization method or the water atomization method is more preferably oxidized after being scaled, from the viewpoint of the thickness of the surface oxide film.

本発明の導電性接着剤は、例えば、(A)成分〜(C)成分およびその他の添加剤等を同時にまたは別々に、必要により加熱処理を加えながら、撹拌、溶融、混合、分散させることにより得ることができる。これらの混合、撹拌、分散等の装置としては、特に限定されるものではないが、撹拌、加熱装置を備えたライカイ機、3本ロールミル、ボールミル、プラネタリーミキサー、ビーズミル等を使用することができる。また、これら装置を適宜組み合わせて使用してもよい。   The conductive adhesive of the present invention can be prepared by, for example, stirring, melting, mixing, and dispersing the components (A) to (C) and other additives simultaneously or separately, with heat treatment as necessary. Can be obtained. The mixing, stirring, dispersing and the like devices are not particularly limited, and a raikai machine equipped with a stirring and heating device, a three-roll mill, a ball mill, a planetary mixer, a bead mill and the like can be used. . Moreover, you may use combining these apparatuses suitably.

導電性接着剤を塗布する方法は、特に限定されず、ディスペンサーディスペンス、印刷、ポッティング、スプレー、スピンコート等の当業者に公知の方法で行うことができる。   The method for applying the conductive adhesive is not particularly limited, and can be performed by methods known to those skilled in the art such as dispenser dispensing, printing, potting, spraying, spin coating and the like.

導電性接着剤の硬化条件の一例は、120〜180℃で、10〜60分間である。   An example of the curing conditions for the conductive adhesive is 120 to 180 ° C. and 10 to 60 minutes.

次に、硬化後の導電性接着剤の接続抵抗値の測定方法を説明する。搭載部品として3216サイズのSnメッキ積層コンデンサーを、基板としてAg焼成厚膜を用い、本発明の導電性接着剤で接合し、150℃×30分で硬化させたものを試験片とする。作製した試験片を4端子法で測定し(n=16)、その平均値が10mΩ以下のものを合格とする。   Next, a method for measuring the connection resistance value of the conductive adhesive after curing will be described. A 3216 sized Sn-plated multilayer capacitor is used as a mounting component, an Ag-fired thick film is used as a substrate, the conductive adhesive of the present invention is joined, and the test piece is cured at 150 ° C. for 30 minutes. The produced test piece is measured by a four-terminal method (n = 16), and an average value of 10 mΩ or less is accepted.

硬化後の導電性接着剤の接着強度(ダイシェア強度)の測定方法を説明する。3216サイズのSnメッキ積層コンデンサーを、基板としてAg焼成厚膜を用い、本発明の導電性接着剤で接合し、150℃×30分で硬化させたものを試験片とする。硬化後、アイコーエンジニアリング製強度試験機(型番:Model 1605HTP)を用いて、室温(25℃)で測定したダイシェア強度値である。   A method for measuring the adhesive strength (die shear strength) of the conductive adhesive after curing will be described. A test piece is obtained by bonding a 3216-size Sn-plated multilayer capacitor using an Ag fired thick film as a substrate, bonding it with the conductive adhesive of the present invention, and curing it at 150 ° C. for 30 minutes. It is the die shear strength value measured at room temperature (25 ° C.) using an Aiko Engineering strength tester (model number: Model 1605HTP) after curing.

本発明について、実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、部、%はことわりのない限り、質量部、質量%を示す。
得られたAgSn合金粉末の酸化膜厚の測定には、走査型X線光電子分光分析装置(XPS、ULBAC−PHI製、装置名称:Quantera SXM)を使用し、X線源として単色化Al/Kα線を使用した。試料のスパッタリングレートは、SiO換算で16.52nm/min.とし、得られた深さ方向に対する元素分布スペクトルから酸素濃度が9%超となるときの深さを酸化膜厚と定義した。これは、FIBによって直接観察できた比較例2のAgSn合金粉末の酸化膜の膜厚が45nmであり、同試料をXPSで測定したとき、45nmまでスパッタリングした際の酸素濃度が9%であり、酸素濃度9%以下がAgSn合金粉末の内部酸素量であるためである。図1に、実施例で使用したAgSn合金粉末3)のX線光電子分光法の深さ方向分析結果を示す。図1において酸素濃度が9%を超える、スパッタ時間(Sputter Time)が0〜1.3分の範囲(深さ:0〜21.5nmに相当する)で、AgとSnとOが存在しており、この範囲が表面酸化膜である。
The present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the following examples, parts and% indicate parts by mass and mass% unless otherwise specified.
For the measurement of the oxide film thickness of the obtained AgSn alloy powder, a scanning X-ray photoelectron spectroscopic analyzer (XPS, manufactured by ULBAC-PHI, apparatus name: Quantera SXM) was used, and the monochromatic Al / Kα was used as the X-ray source. A line was used. Sputtering rate of the sample, 16.52nm / min in terms of SiO 2. And the depth at which the oxygen concentration exceeds 9% was defined as the oxide film thickness from the obtained element distribution spectrum in the depth direction. This is because the film thickness of the oxide film of the AgSn alloy powder of Comparative Example 2 that can be directly observed by FIB is 45 nm, and when the sample is measured by XPS, the oxygen concentration when sputtered to 45 nm is 9%, This is because the oxygen concentration of 9% or less is the internal oxygen amount of the AgSn alloy powder. FIG. 1 shows the results of depth direction analysis of the X-ray photoelectron spectroscopy of AgSn alloy powder 3) used in the examples. In FIG. 1, Ag, Sn, and O are present in the range where the oxygen concentration exceeds 9% and the sputtering time is 0 to 1.3 minutes (corresponding to depth: 0 to 21.5 nm). This range is the surface oxide film.

〔AgSn合金粉末の作製〕
(A)AgSn合金粉末1)
ガスアトマイズ法により得たAgSn合金粉末(Ag:65質量%、Sn:35質量%、平均粒径:5〜10μmの球状粉)を、温度:85℃、湿度:85%RHの大気雰囲気下で2時間処理して、厚さ:33nmの表面酸化膜を有するAgSn合金粉末を得た。
[Preparation of AgSn alloy powder]
(A) AgSn alloy powder 1)
An AgSn alloy powder (Ag: 65% by mass, Sn: 35% by mass, average particle size: 5 to 10 μm spherical powder) obtained by the gas atomization method was heated in an air atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% RH. Time treatment was performed to obtain an AgSn alloy powder having a surface oxide film with a thickness of 33 nm.

(A)AgSn合金粉末2)
ガスアトマイズ法により得たAgSn合金粉末(Ag:65質量%、Sn:35質量%、平均粒径:5〜10μmの球状粉)を、温度:85℃、湿度:85%RHの大気雰囲気下で48時間処理して、厚さ:38nmの表面酸化膜を有するAgSn合金粉末を得た。
(A) AgSn alloy powder 2)
An AgSn alloy powder (Ag: 65% by mass, Sn: 35% by mass, average particle size: 5 to 10 μm spherical powder) obtained by the gas atomization method is 48 in an air atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% RH. Time treatment was performed to obtain an AgSn alloy powder having a surface oxide film with a thickness of 38 nm.

(A)AgSn合金粉末3)
水アトマイズ法により、厚さ:21.5nmの表面酸化膜を有するAgSn合金粉末(Ag:65質量%、Sn:35質量%、平均粒径:2〜5μmの不定形粉)を得た。
(A) AgSn alloy powder 3)
An AgSn alloy powder (Ag: 65% by mass, Sn: 35% by mass, average particle size: 2 to 5 μm of amorphous powder) having a surface oxide film with a thickness of 21.5 nm was obtained by a water atomization method.

(A)AgSn合金粉末4)
水アトマイズ法により、厚さ:21.5nmの表面酸化膜を有するAgSn合金粉末(Ag:65質量%、Sn:35質量%、平均粒径:2〜5μmの不定形粉)に、ビーズミルを用いて、鱗片加工を行い、AgSn合金粉末(平均粒径:2〜7μmの鱗片状粉)を得た。
(A) AgSn alloy powder 4)
A bead mill was used for AgSn alloy powder (Ag: 65% by mass, Sn: 35% by mass, average particle size: 2 to 5 μm of irregular shaped powder) having a surface oxide film with a thickness of 21.5 nm by a water atomization method. Then, scale processing was performed to obtain an AgSn alloy powder (scaled powder having an average particle diameter of 2 to 7 μm).

(A)AgSn合金粉末5)
ガスアトマイズ法により得たAgSn合金粉末(Ag:65質量%、Sn:35質量%、平均粒径:5〜10μmの球状粉)をそのまま用いた。AgSn合金粉末の表面酸化膜の厚さは、8nmであった。
(A) AgSn alloy powder 5)
The AgSn alloy powder (Ag: 65 mass%, Sn: 35 mass%, average particle diameter: 5-10 micrometers spherical powder) obtained by the gas atomization method was used as it was. The thickness of the surface oxide film of the AgSn alloy powder was 8 nm.

(A)AgSn合金粉末6)
ガスアトマイズ法により得たAgSn合金粉末(Ag:65質量%、Sn:35質量%、平均粒径:5〜10μmの球状粉)を、温度:85℃、湿度:85%RHの大気雰囲気下で96時間処理して、厚さ:45nmの表面酸化膜を有するAgSn合金粉末を得た。
(A) AgSn alloy powder 6)
An AgSn alloy powder (Ag: 65% by mass, Sn: 35% by mass, average particle size: 5 to 10 μm spherical powder) obtained by the gas atomization method is 96 in an air atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% RH. Time treatment was performed to obtain an AgSn alloy powder having a surface oxide film with a thickness of 45 nm.

〔導電性接着剤の作製〕
表1に示す割合で、(B)8−キノリノール、(C)熱硬化性樹脂、および添加剤を混合し、3本ロールにより、大粒径が10μm以下となるまで分散し(JIS−K5600−2−5を適用)、樹脂混合物を得た。作製した樹脂混合物と(A)AgSn合金粉末、(D)In粉末を混合し、遊星式ミキサーで均一に攪拌した。分散後、反応性希釈剤(ダイセル製、品名:セロキサイド3000)で粘度調整し、適切な粘度の導電性接着剤を得た。導電性接着剤を、真空状態にして、導電性接着剤内部の気泡を除去した。
[Preparation of conductive adhesive]
In the ratio shown in Table 1, (B) 8-quinolinol, (C) thermosetting resin, and additives are mixed and dispersed by a three roll until the large particle size becomes 10 μm or less (JIS-K5600- 2-5 was applied) to obtain a resin mixture. The prepared resin mixture, (A) AgSn alloy powder, and (D) In powder were mixed and stirred uniformly with a planetary mixer. After dispersion, the viscosity was adjusted with a reactive diluent (manufactured by Daicel, product name: Celoxide 3000) to obtain a conductive adhesive having an appropriate viscosity. The conductive adhesive was evacuated to remove bubbles inside the conductive adhesive.

〔導電性接着剤の評価〕
導電性接着剤の粘度を測定した。まず、得られた導電性接着剤を、DV−1型粘度計/14号スピンドルを用いて、25℃、1rpmで1分間回転させたときの粘度(表1には、1rpmでの粘度と記載した)を測定した。次に、導電性接着剤を、DV−1型粘度計/14号スピンドルを用いて、25℃、10rpmで1分間回転させたときの粘度(表1には、10rpmでの粘度と記載した)を測定した。得られた(1rpmでの粘度)/10rpmでの粘度)からTI(チキソトロピック指数、表1には、TI〔1rpm/10rpm〕と記載した)を求めた。TIは、2〜8であると好ましい。表1に、これらの結果を示す。
[Evaluation of conductive adhesive]
The viscosity of the conductive adhesive was measured. First, the viscosity obtained when the obtained conductive adhesive was rotated at 25 ° C. and 1 rpm for 1 minute using a DV-1 type viscometer / No. 14 spindle (in Table 1, described as the viscosity at 1 rpm). Measured). Next, the viscosity when the conductive adhesive was rotated at 25 ° C. and 10 rpm for 1 minute using a DV-1 type viscometer / 14 spindle (described in Table 1 as viscosity at 10 rpm) Was measured. From the obtained (viscosity at 1 rpm) / 10 viscosity at 10 rpm, TI (thixotropic index, described as TI [1 rpm / 10 rpm] in Table 1) was obtained. TI is preferably 2 to 8. Table 1 shows these results.

導電性接着剤のポットライフの評価を行った。導電性接着剤を25℃で放置し、48時間後、DV−1型粘度計/14号スピンドルを用いて、25℃、10rpmで1分間回転させたときの粘度を測定した。48時間後の粘度変化率(単位:%、(〔48時間後の10rpmでの粘度〕−〔放置前の10rpmでの粘度〕)/〔放置前の10rpmでの粘度〕×100−1)を求めた。この粘度変化率が、15%未満のものが合格である。表1に、ポットライフの評価結果を示す。 The pot life of the conductive adhesive was evaluated. The conductive adhesive was allowed to stand at 25 ° C., and after 48 hours, the viscosity when rotated at 25 ° C. and 10 rpm for 1 minute was measured using a DV-1 type viscometer / No. 14 spindle. Viscosity change rate after 48 hours (unit:%, ([viscosity at 10 rpm after 48 hours] − [viscosity at 10 rpm before leaving]) / [viscosity at 10 rpm before leaving] × 100 −1 )] Asked. A viscosity change rate of less than 15% is acceptable. Table 1 shows the pot life evaluation results.

硬化後の導電性接着剤の接続抵抗値を測定方法した。搭載部品として3216サイズのSnメッキ積層コンデンサーを、基板としてAg焼成厚膜を用い、本発明の導電性接着剤で接合し、150℃×30分で硬化させたものを試験片とした。作製した試験片を4端子法で測定し(n=16)、その平均値が10mΩ以下のものが合格である。表1に、接続抵抗値の結果を示す。   The connection resistance value of the conductive adhesive after curing was measured. A test piece was obtained by bonding a 3216-size Sn-plated multilayer capacitor as a mounted component, using an Ag-fired thick film as a substrate, bonding with the conductive adhesive of the present invention, and curing at 150 ° C. for 30 minutes. The produced test piece was measured by a four-terminal method (n = 16), and the average value thereof was 10 mΩ or less. Table 1 shows the results of connection resistance values.

表1からわかるように、実施例1〜6の全てにおいて、粘度、TI、ポットライフ、接続抵抗値の全てで良好な結果であった。鱗片状の(A)成分を用いた実施例4は、水アトマイズ粉をそのまま用いた実施例2より、TIが高く、接続抵抗値が低かった。これに対して、表面酸化膜の厚さが8nmと本発明に係る(A)成分より薄過ぎる比較例1では、48時間後に粘度が上昇しすぎ、ポットライフが不合格であった。一方、表面酸化膜の厚さが厚過ぎる比較例2では、接続抵抗値が不合格であった。   As can be seen from Table 1, in all of Examples 1 to 6, good results were obtained in all of the viscosity, TI, pot life, and connection resistance value. Example 4 using the scale-like (A) component had a higher TI and a lower connection resistance value than Example 2 using the water atomized powder as it was. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the thickness of the surface oxide film was 8 nm which was too thinner than the component (A) according to the present invention, the viscosity increased too much after 48 hours, and the pot life was unacceptable. On the other hand, in Comparative Example 2 where the thickness of the surface oxide film was too thick, the connection resistance value was unacceptable.

Claims (8)

(A)X線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末、(B)8−キノリノール、および(C)熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする、導電性接着剤。   (A) AgSn alloy powder, (B) 8-quinolinol, and (C) thermosetting resin whose surface oxide film thickness is 20 nm or more and 40 nm or less as measured by depth direction analysis of X-ray photoelectron spectroscopy. A conductive adhesive, comprising: (A)成分の表面酸化膜が、AgとSnとOからなる、請求項1記載の導電性接着剤。   The conductive adhesive according to claim 1, wherein the surface oxide film of component (A) is composed of Ag, Sn, and O. (A)成分の少なくとも一部が鱗片状である、請求項1または2記載の導電性接着剤。   The conductive adhesive according to claim 1 or 2, wherein at least a part of the component (A) is scaly. さらに、(D)インジウム粉末を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の導電性接着剤。   The conductive adhesive according to claim 1, further comprising (D) indium powder. 請求項1〜4のいずれか1項記載の導電性接着剤の硬化物を含む、半導体装置。   The semiconductor device containing the hardened | cured material of the conductive adhesive of any one of Claims 1-4. (A)ガスアトマイズ法または水アトマイズ法で形成されたX線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末、(B)8−キノリノール、および(C)熱硬化性樹脂を混合することを特徴とする、導電性接着剤の製造方法。   (A) AgSn alloy powder having a surface oxide film thickness measured by depth direction analysis of X-ray photoelectron spectroscopy formed by gas atomization method or water atomization method is 20 nm or more and 40 nm or less, (B) 8-quinolinol And (C) a method for producing a conductive adhesive, comprising mixing a thermosetting resin. (A)成分として、ガスアトマイズ法または水アトマイズ法で形成した後、鱗片化されたX線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末を用いる、請求項6記載の導電性接着剤の製造方法。   (A) AgSn alloy whose thickness of the surface oxide film is 20 nm or more and 40 nm or less measured by the depth direction analysis of the scaled X-ray photoelectron spectroscopy after being formed by gas atomization method or water atomization method The method for producing a conductive adhesive according to claim 6, wherein powder is used. (A)成分として、ガスアトマイズ法または水アトマイズ法で形成した後、さらに酸化された、X線光電子分光法の深さ方向分析で測定する表面酸化膜の厚さが、20nm以上40nm以下であるAgSn合金粉末を用いる、請求項6または7記載の導電性接着剤の製造方法。   As the component (A), AgSn having a thickness of 20 nm or more and 40 nm or less, which is formed by gas atomization method or water atomization method, and further oxidized, is measured by depth direction analysis of X-ray photoelectron spectroscopy. The method for producing a conductive adhesive according to claim 6 or 7, wherein an alloy powder is used.
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