导热性粘合用片、导热性粘合用片制造方法和半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的导热性粘合用片，其是将含有(A)银粒子、(B)热固化性树脂、(C)粘结剂树脂的树脂组合物成型为片状而成的导热性粘合用片，其特征在于，所述(A)银粒子，是含平均粒径10～100nm的一次粒子的粒子凝集而成的二次粒子。100nm的一次粒子的粒子凝集而成的二次粒子。

【技术实现步骤摘要】
导热性粘合用片、导热性粘合用片制造方法和半导体装置


[0001]本专利技术涉及一种导热性粘合用片、导热性粘合用片制造方法和半导体装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着对环境问题的认识提高，电力用半导体装置不仅广泛用于一般工业用途、电气铁路用途，还广泛用于车载用途。尤其是，由于车载用部件在被限制的容许尺寸中的各部件小且轻，与车辆的性能直接相关，因此，尺寸的缩小化对于电力用半导体装置也成为非常重要的课题。这样的半导体装置，例如，将电力用半导体元件经由耐热性高的高铅焊料安装到DBC(Direct Bonded Copper：注册商标)基板的芯片焊盘(Die Pad)上。但是，限制了含铅有害物质的使用，且要求无铅化。
[0003]作为除高铅焊料以外的高耐热的无铅接合材料，研究了使用将纳米级的银填料在熔点以下的温度下接合的烧结型银膏的接合方法(例如，参照专利文献1)。烧结型银膏具有高导热性，且对处理大电流的电力用半导体元件的接合有效。但是，从半导体装置的小型化、薄型化的观点出发，也期望接合材料成为薄层的片材。
[0004]由于焊料的导热率通常为30W/m
·
K，因此需要代替焊料的具有高导热性的片材，并提供这样的片材(例如，参照专利文献2)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际公开第2015/151136号。
[0008]专利文献2：日本特表2016-536467号公报。

技术实现思路

[0009]但是，市场很少有具有高导热性的片材。这是由于，当片材表达出与焊料材料同等的导热性时，其有时反而使冷热循环试验等的可靠性特性恶化，因此，上述专利文献2所记载的片材也存在改善的空间。此外，为了表达出高导热特性，并且烧结片中所包含的粒子，需要使烧结温度为250℃以上。但是，考虑到与有机基板相对应、铜基板的氧化、周边构件的耐热性，需要更低温(200℃以下)下的烧结。
[0010]此外，含纳米尺寸的银粒子的片材，虽然低温烧结性优异，但临时粘合性成为问题，含微米尺寸的银粒子的片材，片特性存在课题。此外，使用银粒子表达出导热性需要降低树脂成分的粘度，虽然片材的粘性成为问题，但当片材的粘性调整到不成为问题的程度下的粘度时，临时粘合性降低。
[0011]本专利技术是鉴于上述实情而完成的，提供一种高导热性粘合用片，其临时粘合性和片特性优异，即使在低温烧结条件下导热性也高，且能够获得可靠性优异的半导体装置。另外，提供一种半导体装置，其中，其由该高导热性粘合用片接合半导体元件而成。
[0012]本专利技术人，为解决上述课题而潜心研究的结果，发现了通过下述专利技术来解决上述课题。
[0013]即，本申请专利技术如下。
[0014][1]一种导热性粘合用片，其是将含有(A)银粒子、(B)热固化性树脂、(C)粘结剂树脂的树脂组合物成型为片状而成的导热性粘合用片，其特征在于，所述(A)银粒子是由含有平均粒径10～100nm的一次粒子的粒子凝集而成的二次粒子。
[0015][2]如上述[1]所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子在150℃～300℃之间的热膨胀系数为正值。
[0016][3]如上述[1]或[2]所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子的振实密度为4.0～7.0g/cm3。
[0017][4]如上述[1]～[3]中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子的由BET法求出的比表面积为0.5～1.5m2/g。
[0018][5]如上述[1]～[4]中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子的平均粒径为0.5～5.0μm。
[0019][6]如上述[1]～[5]中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(B)热固化性树脂是液态或软化点为70℃以下的固体材料。
[0020][7]如上述[1]～[6]中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(B)热固化性树脂是从环氧树脂、氰酸酯树脂和马来酰亚胺树脂所组成的组中选出的至少一种。
[0021][8]如上述[1]～[7]中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(C)粘结剂树脂的重均分子量为200000～1000000，玻璃化转变温度为-40℃～0℃。
[0022][9]如上述[1]～[8]中任一项所述的导热性粘合用片，其中，相对于所述树脂组合物总量，所述(B)热固化性树脂的含量和所述(C)粘结剂树脂的含量的总含量为5～30质量％，所述(A)银粒子的含量为30～95质量％。
[0023][10]如上述[1]～[9]中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述树脂组合物固化后的弹性模量为3GPa以下，玻璃化转变温度(Tg)为0℃以下，热膨胀系数在-50℃～-40℃和140℃～150℃为50ppm/℃以下。
[0024][11]如上述[1]～[10]中任一项所述的导热性粘合用片，其中，使所述树脂组合物在200℃以下的温度下进行固化而得到的固化物的导热率为30W/m
·
K以上。
[0025][12]一种半导体装置，其特征在于，其具有：支撑构件；设置在所述支撑构件上的上述[1]～[11]中任一项所述的导热性粘合用片的固化物；以及通过所述导热性粘合用片的固化物接合到所述支撑构件上的半导体元件。
[0026][13]一种导热性粘合用片的制造方法，其中，其具有：将(A)银粒子、(B)热固化性树脂、(C)粘结剂树脂混合而制备树脂组合物的工序，所述(A)银粒子是由含有平均粒径10～100nm的一次粒子的粒子凝集而成的二次粒子；和将通过上述工序得到的树脂组合物成型为片状的工序。
[0027][14]如上述[13]所述的导热性粘合用片的制造方法，其中，所述(A)银粒子是通过银粒子的制造方法得到的，所述银粒子的制造方法具有：向含有银化合物的水溶液中添加氨水，获得银氨络合物溶液的工序；以及由还原性化合物将通过上述工序获得的银氨络合物溶液中的银氨络合物还原，获得含有银粒子的浆料的工序。
[0028]根据本专利技术，能够提供一种高导热性粘合用片，其临时粘合性和片特性优异，即使在低温烧结条件下导热性也高，且能够获得可靠性优异的半导体装置。另外，能够提供一种
半导体装置，其中，其是通过该高导热性粘合用片接合半导体元件而成。
具体实施方式
[0029]以下，参照一实施方式详细说明本专利技术。
[0030]需要说明的是，本专利技术中，“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
[0031]＜导热性粘合用片＞
[0032]本实施方式的导热性粘合用片，是将含有(A)银粒子、(B)热固化性树脂、(C)粘结剂树脂的树脂组合物成型为片状而成，所述(A)银粒子是由含有平均粒径10～100nm的一次粒子的粒子凝集而成的二次粒子构成。
[0033]〔(A)银粒子〕
[0034]上述(A)银粒子，由含有平均粒径10～100nm的一次粒子的粒子凝集而成的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热性粘合用片，其是将含有(A)银粒子、(B)热固化性树脂、(C)粘结剂树脂的树脂组合物成型为片状而成的导热性粘合用片，其特征在于，所述(A)银粒子是由含有平均粒径10～100nm的一次粒子的粒子凝集而成的二次粒子。2.如权利要求1所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子在150℃～300℃之间的热膨胀系数为正值。3.如权利要求1或2所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子的振实密度为4.0～7.0g/cm3。4.如权利要求1～3中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子的通过BET法求出的比表面积为0.5～1.5m2/g。5.如权利要求1～4中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子的平均粒径为0.5～5.0μm。6.如权利要求1～5中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(B)热固化性树脂是液态或软化点为70℃以下的固体材料。7.如权利要求1～6中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(B)热固化性树脂是从环氧树脂、氰酸酯树脂和马来酰亚胺树脂所组成的组中选出的至少一种。8.如权利要求1～7中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(C)粘结剂树脂的重均分子量为200000～1000000，玻璃化转变温度为-40℃～0℃。9.如权利要求1～8中任一项所述的导热性粘合用片，其中，相对于所述树脂组合物总量，所述(B)热固化性树脂的含量和所述(C)粘结剂树脂的含量的总含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒川阳辅，冈野和伦，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：