加热接合用片材及带有切割带的加热接合用片材制造技术

一种加热接合用片材，其具有在10MPa的加压下、以升温速度1.5℃/秒从80℃升温至300℃后在300℃下保持2.5分钟后的硬度在使用纳米压痕计的测量中在1.5GPa～10GPa的范围内的层。 1

Sheets for heating joints and sheets for heating joints with cutting strips

A sheet of heated joint with a layer of 1.5GPa to 10GPa in the measurement of the nano indentation meter with the pressure of 10MPa and the hardness of 2.5 minutes at 300 and 2.5 minutes after heating up to 300. One

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加热接合用片材及带有切割带的加热接合用片材
本专利技术涉及加热接合用片材和带有切割带的加热接合用片材。
技术介绍
在半导体装置的制造中将半导体元件粘接在金属引线框等被粘物上的方法(所谓芯片接合法)由以往的金-硅共晶转变为利用焊料、树脂糊剂的方法。目前，有时使用导电性的树脂糊剂。近些年，进行电力的控制、供给的功率半导体装置的普及变得显著。功率半导体装置中时常流动电流，因此发热量大。因此，可用于功率半导体装置的导电性的粘接剂理想的是具有高的散热性和低的电阻率。功率半导体装置要求以低损耗来高速动作。以往，功率半导体装置使用IGBT(绝缘栅双极晶体管：InsulatedGateBipolarTransistor)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管：Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)等使用了Si的半导体。近年来，开发了使用了SiC、GaN等半导体的装置，预想今后会得以扩大使用。使用了SiC、GaN的半导体具有带隙大、介质击穿场高等特征，使低损耗、高速动作、高温动作成为可能。高温动作对于热环境严酷的汽车、小型电力转换设备等是优点。热环境严酷的用途的半导体装置假定在250℃左右的高温动作，现有的作为接合/粘接材料的焊料、导电性粘接剂的情况会出现热特性、可靠性问题。因此，目前提出了含烧结金属颗粒的糊剂材料(例如，参照专利文献1)。含烧结金属颗粒的糊剂材料中包含纳米·微米大小的金属颗粒，这些金属颗粒由于纳米大小的效果而在比一般的熔点低的温度下熔融，进行颗粒之间的烧结。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-111800号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，含烧结金属颗粒的糊剂材料为糊剂状态，因此在半导体芯片的芯片贴装时有时会发生渗出、附着在芯片表面的情况。因此，有时会产生倾斜，引起半导体装置制造的成品率降低、性能的差异。特别是，在施加高的电压时，若芯片倾斜则接合的距离变得不均匀而造成器件的特性变差。另外，烧结层脆弱时，存在因长期使用而发生剥离等、无法得到高的可靠性的问题。本专利技术是鉴于前述问题点而作出的，其目的在于，提供可抑制粘贴时的渗出、向粘贴对象物表面上的附着、并且烧结后可得到坚固的烧结层的加热接合用片材、及具有该加热接合用片材的带有切割带的加热接合用片材。用于解决问题的方案本申请专利技术人等为了解决前述以往的问题点，对加热接合用片材及具有该加热接合用片材的带有切割带的加热接合用片材进行了研究。结果发现，通过采用下述构成，可抑制粘贴时的渗出、向粘贴对象物表面上的附着，并且烧结后可得到坚固的烧结层，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的加热接合用片材的特征在于，其具有通过加热而成为烧结层的层，前述层的通过下述加热条件A进行了加热后的硬度在使用纳米压痕计的测量中在1.5GPa～10GPa的范围内。<加热条件A>将前述层在10MPa的加压下、以升温速度1.5℃/秒从80℃升温至300℃后，在300℃下保持2.5分钟。根据前述构成，由于是片状，而不是糊剂，因此能够抑制粘贴时的渗出、向粘贴对象物表面上的附着。另外，具有通过加热而成为烧结层的层，前述层的通过上述加热条件A进行了加热后的硬度在使用纳米压痕计的测量中在1.5GPa～10GPa的范围内。上述加热条件A是假定前述层通过加热而成烧结层的条件而规定的加热条件。由于前述硬度为1.5GPa以上，因此对前述层进行加热而得到的烧结层是坚固的。另外，由于前述硬度为10GPa以下，因此对前述层进行加热而得到的烧结层具有适度的柔软性。另外，本专利技术的加热接合用片材的特征在于，其具有通过加热而成为烧结层的层，前述层的通过下述加热条件A进行了加热后的弹性模量在使用纳米压痕计的测量中在30GPa～150GPa的范围内。<加热条件A>将前述层在10MPa的加压下、以升温速度1.5℃/秒从80℃升温至300℃后，在300℃下保持2.5分钟。根据前述构成，由于是片材，而不是糊剂，因此能够抑制粘贴时的渗出、向粘贴对象物表面上的附着。另外，具有通过加热而成为烧结层的层，前述层的通过上述加热条件A进行了加热后的弹性模量在使用纳米压痕计的测量中在30GPa～150GPa的范围内。上述加热条件A是假定前述层通过加热而成烧结层的条件而规定的加热条件。由于前述弹性模量为30GPa以上，因此对前述层进行加热而得到的烧结层是坚固的。另外，由于前述弹性模量为150GPa以下，因此对前述层进行加热而得到的烧结层具有适度的柔软性。前述构成中，优选前述层的通过下述变形量测量方法B得到的变形量在1600nm～1900nm的范围内。<变形量测量方法B>(1)将前述层在10MPa的加压下、以升温速度1.5℃/秒从80℃升温至300℃后，在300℃下保持2.5分钟，得到变形量测量用的层的工序、(2)使用纳米压痕计以压入深度2μm压入前述变形量测量用的层，测量解除压入后的、相对压入前的变形量的工序。前述变形量为1900nm以下时，得到的烧结层是坚固的，可靠性提高。另一方面，前述变形量为1600nm以上时，由于具有弹性变形区域，因此得到的烧结层的可靠性提高。前述构成中，优选前述层包含在23℃下为固态的热解性粘结剂。前述层若含有在23℃下为固态的热解性粘结剂，则加热接合工序前容易维持片材形状。另外，在加热接合工序时容易发生热解。前述构成中，优选前述层包含金属微粒，且前述金属微粒为选自由银、铜、银的氧化物、铜的氧化物组成的组中的至少1种。包含金属微粒，且前述金属微粒为选自由银、铜、银的氧化物、铜的氧化物组成的组中的至少1种时，能够更适合地进行加热接合。另外，本专利技术的带有切割带的加热接合用片材的特征在于，其具有：切割带、和层叠在前述切割带上的前述加热接合用片材。根据前述带有切割带的加热接合用片材，由于与切割带为一体式，因此能够省略与切割带贴合的工序。另外，由于具备前述加热接合用片材，因此可抑制粘贴时的渗出、向粘贴对象物表面上的附着。另外，由于具有含有前述层的加热接合用片材，因此，对前述层进行加热而得到的烧结层是坚固的。附图说明图1是示出本专利技术的一实施方式的带有切割带的加热接合用片材的截面示意图。图2是示出本专利技术的另一实施方式的带有切割带的加热接合用片材的截面示意图。图3是示出两面带有隔离膜的加热接合用片材的截面示意图。图4是用于说明本实施方式的半导体装置的一制造方法的截面示意图。图5为示出载荷-位移曲线的一例的图。图6为用于说明压头的投影图像的图。具体实施方式(带有切割带的加热接合用片材)以下针对本专利技术的一实施方式的加热接合用片材和带有切割带的加热接合用片材进行说明。关于本实施方式的加热接合用片材，可以列举出在以下说明的带有切割带的加热接合用片材中未贴合切割带的状态的加热接合用片材。因此，以下，对带有切割带的加热接合用片材进行说明，对于加热接合用片材，在其中进行说明。图1是示出本专利技术的一实施方式的带有切割带的加热接合用片材的截面示意图。图2是示出本专利技术的另一实施方式的另一带有切割带的加热接合用片材的截面示意图。如图1所示，带有切割带的加热接合用片材10具有在切割带11上层叠有加热接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热接合用片材，其特征在于，其具有通过加热而成为烧结层的层，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 JP 2015-194206;2016.09.21 JP 2016-184501.一种加热接合用片材，其特征在于，其具有通过加热而成为烧结层的层，所述层的通过下述加热条件A进行了加热后的硬度在使用纳米压痕计的测量中在1.5GPa～10GPa的范围内，<加热条件A>将所述层在10MPa的加压下、以升温速度1.5℃/秒从80℃升温至300℃后，在300℃下保持2.5分钟。2.一种加热接合用片材，其特征在于，其具有通过加热而成为烧结层的层，所述层的通过下述加热条件A进行了加热后的弹性模量在使用纳米压痕计的测量中在30GPa～150GPa的范围内，<加热条件A>将所述层在10MPa的加压下、以升温速度1.5℃/秒从80℃升温至300℃后，在300℃下保持2...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅生悠树，镰仓菜穗，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP