铜粒子、铜粒子的制造方法、铜膏和半导体装置以及电气/电子部件制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种被选自肼基乙醇和肼基乙醇盐中的至少一种含氮化合物包覆的铜粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜粒子、铜粒子的制造方法、铜膏和半导体装置以及电气/电子部件
本专利技术涉及一种铜粒子、该铜粒子的制造方法、使用该铜粒子的铜膏和使用该铜膏制造的半导体装置以及电气/电子部件。
技术介绍
伴随着半导体制品的大容量、高速处理化和微细布线化，需要处理在半导体制品运转中产生的热量，并关注使半导体制品散热的所谓的热管理。因此，一般采用在半导体制品上安装散热器、热沉等散热构件的方法等，并期待用于粘合散热构件的材料自身的导热率更高。另一方面，根据半导体制品的形态，为使热管理更有效，采用将散热器粘合于半导体元件本身或将散热器粘合于粘合有半导体元件的引线框的芯片焊盘部(ダイパッド部)的方法，以及通过将芯片焊盘部暴露于封装表面来使其具有作为散热板的功能的方法等(例如，参照专利文献1)。另外，还存在将半导体元件粘合到具有热通孔等散热机构的有机基板等的情况。在这种情况下，也要求粘合半导体元件的材料具有高导热性。另外，基于近年来发白色光的LED的高亮度化，也广泛用于全彩液晶屏幕的背光照明、天花灯或筒灯等照明装置。另外，由于发光元件的高输出化引起的高电流投入，可能产生粘合发光元件和基板的粘合剂因热和光等而变色，或电阻值随时间变化的情况。尤其是，在发光元件与基板之间的接合完全依赖于粘合剂的粘合力的方法中，存在在电子部件的焊接安装时，接合材料在焊料熔融温度下失去粘合力而剥离，以至不发光的风险。另外，由于发白色光的LED的高性能化会导致发光元件芯片的放热量增大，因此伴随于此，也需要提高LED的结构以及其中使用的构件的散热性。<br>特别是，近年来盛行开发一种使用功率损耗少的碳化硅(SiC)、氮化镓之类的宽带隙半导体的功率半导体装置，元件自身的耐热性高，能在由大电流产生的250℃以上的高温下工作。但是，为了发挥其特性，需要有效地释放工作放热时的发热，除了要求导电性和传热性之外，还要求长期高温耐热性优异的接合材料。如此地，要求用于粘合半导体装置和电气/电子部件的各构件的材料(芯片粘接膏和散热构件粘合用材料等)具有高导热性。另外，这些材料同时还需要耐受在制品进行基板搭载时的回流焊接处理，此外，要求大面积粘合的情况也很多，为了控制因构成构件间的热膨胀系数不同而产生的翘曲等，还需要同时具有低应力性。在此，通常，为了获得具有高导热性的粘合剂，需要将银粉、铜粉等金属填料和氮化铝、氮化硼等陶瓷系填料等作为填充剂，以高含有率分散于有机系粘合剂中(例如，参照专利文献2)。但是，其结果是，固化物的弹性模量升高，且难以同时具有良好的导热性和良好的回流焊接性(上述回流焊接处理后难以产生剥离)。但是，最近，作为能耐受这样的要求的膏材料的候补，开始着眼于能在比块体银更低温的条件下进行接合的使用银纳米粒子的接合方法(例如，参照专利文献3)。此外，虽然银粒子的导电性非常良好，但由于价格高和迁移风险，正在考虑替换成其他金属。因此，现在关注比银粒子便宜且具有耐迁移性的铜粒子。另外，作为金属图案的形成方法，已知一种所谓的印刷电子线路法，该方法具有下述工序：使用丝网印刷、喷墨印刷等手法将含金、银、铜等金属粒子的膏、墨等导电材料施加到基材上的工序；以及加热施加到基材上的导电材料以使金属粒子融合，使其表达出导电性的导体化工序(例如，参照专利文献4)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-086273号公报。专利文献2：日本特开2005-113059号公报。专利文献3：日本特开2011-240406号公报。专利文献4：日本特开2016-160456号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题此外，使用印刷电子线路法形成的金属图案，与使用光刻法形成的金属图案相比，具有体积电阻率增高，与基材的粘合力降低的倾向。因此，需要能低温烧结且低电阻的膏。但是，当烧结温度低时，存在保存稳定性降低的风险。另外，在金属图案用途中，比接合用途更需要耐迁移性。因此，需要耐迁移性比银粒子好的铜粒子制成的导电性膏。但是，使用铜纳米粒子的接合，由于表达导电性需要300℃的高温，以及粒径小、难以控制氧化等，因此存在操作和处理费工夫的情况。此外，从除去表面氧化膜的观点出发，铜粒子的烧结需要在还原环境中进行烧结。另外，尤其是，尽管研究开发的布线用铜纳米粒子能在相对低温下烧结，但在用于接合用的情况下，接合层内部与焊脚部在烧结速度和烧结度产生差异，从而难以获得可靠性高的接合体。此外，由于在金属图案用途中要求耐迁移性，因此存在与银粒子相比，对使用铜粒子的导电性膏的要求更强的倾向。但是，由于在以往的铜膏中难以进行低电阻化，因此需要低温烧结且低电阻的印刷用铜膏。另外，对于印刷电子线路等印刷用膏中使用的导电性膏，响应近年来布线细间距化的趋势，需要低电阻的导电层。本专利技术是鉴于上述实情而完成的，提供一种耐氧化性优异、能低温烧结、接合层内部与焊脚部的烧结速度和烧结度均匀、涂膜形成性、接合特性良好的铜粒子，该铜粒子的制造方法，含有由该制造方法获得的铜粒子的铜膏，通过使用该铜膏而具有优异可靠性的半导体装置和电气/电子部件。用于解决课题的手段即，本申请公开涉及以下内容。[1]一种铜粒子，其中，其被选自肼基乙醇和肼基乙醇盐中的至少一种含氮化合物包覆。[2]上述[1]所述的铜粒子的制造方法，其中，使用(B)选自肼基乙醇和肼基乙醇盐中的至少一种含氮化合物，对(A)铜化合物进行还原。[3]如上述[2]所述的铜粒子的制造方法，其中，其进一步包含(C)一水合肼。[4]一种铜膏，其中，其包含上述[1]所述的铜粒子。[5]一种半导体装置，其中，其是使用上述[4]所述的铜膏进行接合而成。[6]一种电气/电子部件，其中，其是使用上述[4]所述的铜膏进行接合而成。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种耐氧化性优异、能低温烧结、接合层内部与焊脚部的烧结速度和烧结度均匀、涂膜形成性、接合特性良好的铜粒子，该铜粒子的制造方法，含有由该制造方法获得的铜粒子的铜膏，通过使用该铜膏而具有优异可靠性的半导体装置和电气/电子部件。具体实施方式以下，参照一实施方式详细说明本专利技术。＜铜粒子＞本实施方式的铜粒子，被选自肼基乙醇和肼基乙醇盐中的至少一种含氮化合物包覆。构成上述铜粒子的母体的铜粒子，衍生自铜化合物。只要是含铜原子的铜化合物，就没有特别的限定。作为铜化合物，例如，可举出羧酸铜、氧化铜、氢氧化铜、氮化铜等。作为铜化合物，从反应时的均匀性的观点出发，可以为羧酸铜。这些既可以单独使用，又可以联用两种以上。作为羧酸铜，可举出甲酸铜(I)、乙酸铜(I)、丙酸铜(I)、丁酸铜(I)、戊酸铜(I)、己酸铜(I)、辛酸铜(I)、癸酸铜(I)、甲酸铜(II)、乙酸铜(II)、丙酸铜(II)、丁酸铜(II)、戊酸铜(II)、己酸铜(II)、辛酸铜(II)、癸酸铜(II)、柠檬酸铜(II)等羧酸铜酐或水合物。作为羧酸铜，从生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜粒子，其中，/n其被选自肼基乙醇和肼基乙醇盐中的至少一种含氮化合物包覆。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181225 JP 2018-2415101.一种铜粒子，其中，
其被选自肼基乙醇和肼基乙醇盐中的至少一种含氮化合物包覆。


2.权利要求1所述的铜粒子的制造方法，其中，
使用(B)选自肼基乙醇和肼基乙醇盐中的至少一种含氮化合物，对(A)铜化合物进行还原。


3...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池知直，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP