[发明专利]导热性导电性粘接剂组合物

说明书

一种导热性导电性粘接剂组合物，其包含(A)导电性填料、(B)环氧树脂、(C)固化剂、以及(D)有机溶剂，其中，(A)导电性填料为亚微米的银微粉，并且(A)导电性填料的掺合量与(B)环氧树脂的掺合量的质量比为(A)/(B)＝96.0/4.0至99.5/0.5，(B)环氧树脂至少包含双酚型环氧树脂和酚醛清漆型环氧树脂，(C)固化剂为二氨基二苯砜和/或其衍生物，并且相对于(B)环氧树脂的环氧基的1mol当量，(C)固化剂的掺合量以活性氢当量计为0.4至2.4mol当量。提供了一种导热性导电性粘接剂组合物，其可用作芯片接合材料、具有高的散热性和稳定的导电性、并发挥高的粘接力。

技术领域

本发明涉及一种导热性导电性粘接剂组合物，具体而言，本发明涉及一种用作使半导体元件与引线框架或基板等粘接的接合材料(芯片接合材料)、具有高散热性和稳定的导电性并发挥高的粘接力的导热性导电性粘接剂组合物。

背景技术

近年来，对于小型化、高功能化的电子零件(例如功率器件或发光二极管(LED))的需求急速扩大。功率器件作为可抑制电力损耗并高效率地转换电力的半导体元件，在电动汽车、混合动力汽车、快速充电器等领域中普及发展，此外在太阳能发电系统、百万瓦级太阳能系统等新能源领域中，其需求的提高也备受期待。

另一方面，相较于白炽灯泡具有长寿命、小型、低消耗电力等优点的LED元件在照明、便携电话、液晶面板、汽车、信号机、街灯、影像显示装置等各种领域中快速地普及。

在如上所述的电子零件的小型化、高功能化的进展中，半导体元件的发热量具有增大的倾向。然而，若电子零件长时间暴露在高温环境下，则变得无法发挥原本的功能或寿命减少。因此，为了使从半导体元件产生的热有效地扩散，在用于芯片接合的接合材料(芯片接合材料)中，通常使用高散热性的接合材料。虽也因用途而异，但接合材料通常必须具有将从半导体元件产生的热有效率地散往基板、壳体的功能，即要求有高散热性。

如此，用于电子零件的接合材料由于要求具有高散热性，因此常规上可广泛使用含有大量铅的高温铅焊料或含有大量金的金锡焊料。然而，高温铅焊料具有含有对人体有害的铅的问题。因此，无铅化的技术开发最近变得活跃，关于切换至无铅焊料的研究正积极发展。另一方面，金锡焊料含有昂贵的金，故具有成本方面的问题。

在这样的情况下，近年来，作为替代高温铅焊料或金锡焊料的有力代替材料，各向同性导电性粘接剂(以下简记为“导电性粘接剂”)备受瞩目。导电性粘接剂为具有导电性等功能的金属粒子(例如银、镍、铜、铝、金)与具有粘接功能的有机粘接剂(例如环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂、氨基甲酸酯树脂)的复合体，其使用多样的金属粒子及有机粘接剂。由于导电性粘接剂在室温下为液体因而使用便利性良好、无铅且成本低，因此其为高温铅焊料或金锡焊料的有力替代材料，预测其市场将大幅扩大。

如上所述，作为焊料的替代材料的导电性粘接剂要求为兼具导电性和高散热性。对于作为导电性粘接剂原料的有机粘接剂，其热传导率基本上低于金属，因而通过掺合导热性的填料来赋予散热性的功能。如何减少导电性粘接剂的热阻，使产生的热有效地散逸，成为导电性粘接剂的技术开发的焦点。

常规上，关于将导热性提高的导电性粘接剂，(例如)在专利文献1中提出了一种高导热性导电性组合物，其中作为组合物中的固体成分，其至少包含5至80重量％的平均纤维直径为0.1至30μm、长径比为2至100、平均纤维长度为0.2至200μm、真密度为2.0至2.5g/cc的沥青系石墨化碳纤维填料、15至90重量％的平均粒径为0.001至30μm的金属微粒填料、以及5至50重量％的粘结剂树脂。

此外，专利文献2提出了一种导电性组合物，其含有环氧树脂作为基材树脂，含有酚系固化剂作为固化剂，含有氨基甲酸酯改性环氧树脂作为柔韧性赋予剂，进一步含有金、银、铜、铁、铝、氮化铝、氧化铝、结晶二氧化硅等粉末作为导热性填充剂。