粘接剂组合物及使用其的半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种粘接剂组合物，其为包含含有银原子的银粒子和含有金属锌的锌粒子的粘接剂组合物，相对于该粘接剂组合物的固体成分中的全部过渡金属原子，银原子的含量大于或等于90质量％，锌原子的含量大于或等于0.01质量％且小于或等于0.6质量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及粘接剂组合物及使用其的半导体装置。进一步详细而言，涉及适合将功率半导体、LSI、发光二极管(LED)等半导体元件粘接于引线框、陶瓷配线板、玻璃环氧配线板、聚酰亚胺配线板等基板上的粘接剂组合物及使用其的半导体装置。
技术介绍
作为在制造半导体装置时使半导体元件与引线框(支撑构件)粘接的方法，有使银粉等填充剂分散于环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂等树脂中而制成糊状(例如，银糊)，将其用作粘接剂的方法。在该方法中，使用分配器(dispenser)、印刷机、压印机(stamping machine)等将糊状粘接剂涂布于引线框的芯片焊盘(die pad)上后，对半导体元件进行芯片接合(die bonding)，通过加热固化进行粘接，从而制成半导体装置。近年来随着半导体元件的高速化、高集成化进展，为了确保半导体装置的工作稳定性，要求高散热特性。作为实现比以前的通过金属粒子彼此接触起作用的导电性粘接剂更高的散热性的方法，提出了高填充热导率高的银粒子的粘接剂组合物(专利文献1～3)、使用了焊料粒子的粘接剂组合物(专利文献4)、使用烧结性优异的平均粒径小于或等于0.1μm的金属纳米粒子的粘接剂组合物(专利文献5)。另外，作为与这些组合物相比热导率和高温下的连接可靠性更优异的组合物，提出了通过使用实施了特殊表面处理的微小尺寸的银粒子，利用大于或等于100℃且小于或等于400℃的加热使银粒子彼此被烧结那样的粘接剂组合物(专利文献6)。关于专利文献6所提出的银粒子彼此被烧结那样的粘接剂组合物，可认为：由于银粒子形成金属键，因此与其它方法相比热导率和高温下的连接可靠性更优异。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-73811号公报专利文献2：日本特开2006-302834号公报专利文献3：日本特开平11-66953号公报专利文献4：日本特开2005-93996号公报专利文献5：日本特开2006-83377号公报专利文献6：日本专利第4353380号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题另外，在半导体元件的被粘面上，有时从防锈方面出发而通过镀敷、溅射等施加金。由此，半导体元件安装前的性能试验变得容易，而且能够抑制由于氧化被膜的形成而导致的粘接性的变动。本专利技术人等发现，如果将专利文献6中所提出的粘接剂组合物适用于被粘面由金形成的半导体元件的安装，则粘接力差。因此，本专利技术的目的在于提供一种即使为适用于被粘面由金形成的半导体元件的安装的情况，也具有充分高的粘接力的粘接剂组合物及使用其的半导体装置。解决问题的方法鉴于上述情况，本专利技术提供一种粘接剂组合物，其为包含含有银原子的银粒子和含有金属锌的锌粒子的粘接剂组合物，相对于该粘接剂组合物的固体成分中的全部过渡金属原子，银原子的含量大于或等于90质量％，锌原子的含量大于或等于0.01质量％且小于或等于0.6质量％。上述粘接剂组合物优选进一步包含分散介质。上述粘接剂组合物优选卡森(Casson)粘度大于或等于0.05Pa·s且小于或等于2.0Pa·s。上述锌粒子的一次粒子的平均粒径优选大于或等于50nm且小于或等于150000nm。另外，上述锌粒子优选为片状(薄片状)。另外，所谓片状，是包含板状、盘状、鳞片状等形状的概念。上述银粒子的一次粒子的平均粒径优选大于或等于0.1μm且小于或等于50μm。上述分散介质优选包含从具有大于或等于300℃沸点的醇、羧酸和酯中选择的至少1种以上。另外，本专利技术中的沸点是指在1个气压下的沸点。将上述粘接剂组合物热固化而成的固化物的体积电阻率和热导率优选分别为小于或等于1×10-4Ω·cm、大于或等于30W/m·K。上述粘接剂组合物优选在100～300℃、5秒钟～10小时、更优选150～300℃、30分钟～5小时、进一步优选150～250℃、1～2小时、特别优选200℃、1小时的条件下进行固化。本专利技术提供一种具有通过上述粘接剂组合物将半导体元件与半导体元件搭载用支撑构件粘接而成的结构的半导体装置。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种即使为适用于被粘面由金形成的半导体元件的安装的情况，也具有充分高的粘接力的粘接剂组合物及使用其的半导体装置。附图说明图1是实施例2的粘接剂组合物固化物的截面形态观察结果的倍率1000倍的SEM照片。图2是比较例2的粘接剂组合物固化物的截面形态观察结果的倍率1000倍的SEM照片。图3是比较例2的粘接剂组合物固化物的截面形态观察结果的倍率5000倍的SEM照片。图4是实施例2的芯片剪切强度试验后的基板侧断裂面的倍率1000倍的SEM照片。图5是比较例1的芯片剪切强度试验后的基板侧断裂面的倍率1000倍的SEM照片。图6是实施例7的粘接剂组合物固化物的截面形态观察结果的倍率1000倍的SEM照片。图7是比较例10的粘接剂组合物固化物的截面形态观察结果的倍率1000倍的SEM照片。图8是表示对于使用实施例8和比较例11的粘接剂组合物制作的芯片剪切强度用的样品，测定芯片剪切强度的结果的图表。图9是表示本实施方式的半导体装置的一例的示意截面图。图10是表示本实施方式的半导体装置的另一例的示意截面图。具体实施方式本说明书中的“工序”一词，不仅是独立的工序，即使在与其它工序不能明确区别的情况下，若能实现该工序的期望作用，则也包含在本用语中。另外，本说明书中使用“～”所表示的数值范围表示包含“～”前后所记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。进一步，本说明书中谈及组合物中的各成分的量的情况下，在组合物中存在多种与各成分相当的物质的情况下，只要没有特别说明，就是指在组合物中存在的该多种物质的合计量。＜粘接剂组合物＞本实施方式的粘接剂组合物包含银粒子和锌粒子。本实施方式的粘接剂组合物可以进一步包含分散介质。在本实施方式的粘接剂组合物中，银原子的含量相对于固体成分中的全部过渡金属原子大于或等于90质量％，更优选大于或等于95质量％。由此，能够表现充分高的粘接力。在本实施方式的粘接剂组合物中，锌原子的含量相对于固体成分中的全部过渡金属原子大于或等于0.01质量％，优选大于或等于0.05质量％，更优选大于或等于0.08质量％，进一步优选大于或等于0.1质量％。另外，在本实施方式的粘接剂组合物中，锌原子的含量相对于固体成分中的全部过渡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘接剂组合物，其为包含含有银原子的银粒子和含有金属锌的锌粒子的粘接剂组合物，相对于该粘接剂组合物的固体成分中的全部过渡金属原子，银原子的含量大于或等于90质量％，锌原子的含量大于或等于0.01质量％且小于或等于0.6质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.14 JP 2012-1352311.一种粘接剂组合物，其为包含含有银原子的银粒子和含有金属锌的锌
粒子的粘接剂组合物，
相对于该粘接剂组合物的固体成分中的全部过渡金属原子，银原子的含量
大于或等于90质量％，锌原子的含量大于或等于0.01质量％且小于或等于0.6
质量％。
2.根据权利要求1所述的粘接剂组合物，进一步包含分散介质。
3.根据权利要求1或者2所述的粘接剂组合物，卡森粘度大于或等于
0.05Pa·s且小于或等于2.0Pa·s。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的粘接剂组合物，所述锌粒子的一次
粒子的平均粒径大于或等于50nm且小于或等于150000nm。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：中子伟夫，田中俊明，名取美智子，石川大，松本博，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP