银粒子的制造方法、热固化性树脂组合物、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热固化性树脂组合物，其含有：(A)银粒子，由平均粒径为0.5～5.0μm的二次粒子构成，所述二次粒子由平均粒径为10～100nm的一次粒子凝集而成；以及(B)热固化性树脂。脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】银粒子的制造方法、热固化性树脂组合物、半导体装置以及电气电子部件


[0001]本专利技术涉及银粒子的制造方法、热固化性树脂组合物、半导体装置以及电气电子部件。

技术介绍

[0002]近年来，半导体元件的高效化正在推进，与此同时，半导体元件的发热量增加、驱动温度提高。另外，对接合材料要求高温条件下的可靠性以及散热性。作为接合材料的候选，可举出以往使用的焊料以及银膏。但是，由于它们的可靠性和散热性不充分因而无法应对，迫切希望提供适合高温动作的接合方法。例如，专利文献1中提出了通过低温烧成而表现出优异导电性的使用了银纳米粒子的银烧结(烧结)膏。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2013
‑
142173号公报。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]即，本专利技术涉及如下内容。
[0008][1]一种热固化性树脂组合物，其含有：(A)银粒子，由平均粒径为0.5～5.0μm的二次粒子构成，所述二次粒子由平均粒径为10～100nm的一次粒子凝集而成；以及(B)热固化性树脂。
[0009][2]一种半导体装置，其是通过含有上述[1]所述的热固化性树脂组合物的芯片粘接材料将半导体元件和基板粘接而成的。
[0010][3]一种电气电子部件，其是通过含有上述[1]所述的热固化性树脂组合物的散热部件粘接用材料将散热部件和发热部件粘接而成。
[0011][4]一种银粒子的制造方法，所述银粒子由平均粒径为0.5～5.0μm的二次粒子构成，该二次粒子由平均粒径为10～100nm的一次粒子凝集而成，所述制造方法具有：在含有银化合物的水溶液中添加氨水而得到银氨络合物溶液的工序；以及用还原性化合物将所述工序中得到的银氨络合物溶液中的银氨络合物进行还原，得到含银粒子的浆料的工序。
具体实施方式
[0012]下面，参照一个实施方式来详细说明本专利技术。
[0013]＜热固化性树脂组合物＞
[0014]本实施方式的热固化性树脂组合物包含：(A)银粒子，由平均粒径为0.5～5.0μm的二次粒子构成，所述二次粒子由平均粒径为10～100nm的一次粒子凝集而成；以及(B)热固化性树脂。
[0015]〔(A)银粒子〕
[0016](A)成分的银粒子由平均粒径为0.5～5.0μm的二次粒子构成，该二次粒子由平均粒径为10～100nm的一次粒子凝集而成。
[0017]上述一次粒子的平均粒径小于10nm时，比表面积增大，热固化性树脂组合物的作业性有可能降低，上述一次粒子的平均粒径大于100nm时，烧结性有可能降低。根据这种观点，上述一次粒子的平均粒径可以为10～50nm，也可以为20～50nm。
[0018]上述一次粒子的平均粒径能够如下所述地测定，具体而言，能够通过实施例中记载的方法测定。
[0019]在60℃、120分钟的固化条件下，将银粒子嵌入环氧树脂。在加工电压为4.0kV、倾斜角度为80
°
且加工时间为1.5分钟的条件下，利用聚焦离子束(FIB)装置对其进行平面研磨。通过场发射型扫描电子显微镜(FE
‑
SEM)在加速电压为1.0kV、倍率为10000～200000倍的条件下观察得到的球状银粒子的截面，从而测定200个银粒子的圆当量直径。利用图像分析软件对测定的200个银粒子的圆当量直径进行图像处理，并进行个数平均来求出。
[0020]另外，上述二次粒子的平均粒径小于0.5μm时，保存稳定性有可能降低，上述二次粒子的平均粒径大于5.0μm时，烧结性有可能降低。根据这种观点，上述二次粒子的平均粒径可以为0.5～3.0μm，也可以为1.0～3.0μm.
[0021]上述二次粒子的平均粒径是在使用激光衍射式粒度分布测定装置测定的粒度分布中累计体积为50％的粒径(50％粒径D50)，具体而言，能够通过实施例中记载的方法进行测定。
[0022](A)成分的银粒子是纳米尺寸的一次粒子凝集而成的二次粒子，由此，保持该一次粒子的表面所具有的高活性，在低温条件下具有二次粒子之间的烧结性(自烧结性)。另外，银粒子之间的烧结、以及银粒子和接合部件的烧结同时进行。因此，通过使用(A)成分的银粒子，能够得到热传导性优异且低热电阻、粘接特性优异的热固化性树脂组合物。
[0023]对(A)成分的银粒子的形状没有特别的限定，例如，可举出球状、薄片状(flake)等。(A)成分的银粒子的形状也可以为球状。
[0024]另外，(A)成分的银粒子可以为中空粒子，也可以为实心粒子，从低温烧结性的观点出发，也可以为中空粒子。此处，中空粒子是指粒子内部存在空隙的粒子。(A)成分的银粒子为中空粒子时，银粒子的中央部也可以存在空隙。另外，实心粒子是指粒子内部实质上不存在空间的粒子。
[0025](A)成分的银粒子的振实密度可以为4.0～7.0g/cm3，可以为4.5～7.0g/cm3，也可以为4.5～6.5g/cm3。上述银粒子的振实密度为4.0g/cm3以上时，能够在热固化性树脂组合物中填充大量银粒子，上述银粒子的振实密度为7.0g/cm3以下时，能够降低热固化性树脂组合物中银粒子的沉降。
[0026]能够根据ASTM标准试验方法B 527，使用振实密度测定器来测定上述银粒子的振实密度，具体而言，能够通过实施例中记载的方法测定。
[0027]根据BET法求出的(A)成分的银粒子的比表面积可以为0.5～1.5m2/g，可以为0.5～1.2m2/g，也可以为0.6～1.2m2/g。上述银粒子的比表面积为0.5m2/g以上时，能够增加银粒子之间的接触，比表面积为1.5m2/g以下时，能够将热固化性树脂组合物低粘度化。
[0028]能够使用比表面积测定装置，通过基于氮吸附的BET单点法来测定上述银粒子的
比表面积，具体而言，能够通过实施例中记载的方法测定。
[0029](A)成分的银粒子还可以在烧成温度区域即150℃～300℃之间具有正的热膨胀系数。(A)银粒子的热膨胀系数可以为0.2～10.0ppm/℃，也可以为1.5～8.0ppm/℃。
[0030]在本专利技术中，对于银粒子的热膨胀系数，使用小型液压机(英国Specac公司制)对Ag粉银粒子施加1分钟的负荷200kgf，制作直径5mm且厚度1mm的圆柱型的颗粒型试样，使用热机械分析(TMA)装置(精工仪器株式会社(Seiko Instruments Inc.)制，商品名：TMA SS150)，在从常温(25℃)以升温速度20℃/分钟升温至350℃的条件下，对得到的所述试样测定热膨胀。然后，求出以25℃的颗粒长度为基准时的热膨胀系数，将其作为烧成温度区域即150℃～300℃之间的热膨胀系数。
[0031]另外，具有正线膨胀系数的银粒子的烧结起始温度是收缩开始的时刻、也就是热膨胀系数达到最大的时刻的温度。通常，其温度范围在150～300℃之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热固化性树脂组合物，其中，其含有：(A)银粒子，由平均粒径为0.5～5.0μm的二次粒子构成，所述二次粒子由平均粒径为10～100nm的一次粒子凝集而成；以及(B)热固化性树脂。2.如权利要求1所述的热固化性树脂组合物，其中，所述(A)银粒子的振实密度为4.0～7.0g/cm3，且通过BET法求出的比表面积为0.5～1.5m2/g。3.如权利要求1或2所述的热固化性树脂组合物，其中，所述(A)银粒子的150℃～300℃之间的热膨胀系数为正。4.如权利要求1～3中任一项所述的热固化性树脂组合物，其中，相对于所述(A)银粒子100质量份，所述(B)热固化性树脂的含量为1～20质量份。5.如权利要求1～4中任一项所述的热固化性树脂组合物，其中，所述(B)热固化性树脂为从氰酸酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂以及马来酰亚胺树脂中选出的至少1种。6.如权利要求1～5中任一项所述的热固化性树脂组合物，其中，还含有(C)稀释剂，相对于所述(A)银粒子100质量份，所述(C)稀释剂的含量为3～20质量份。7.一种半导体装置，其中，其通过含有权利要求1～6中任一项所述的热固化性树脂组合物的芯片粘接材料将半导体元件和基板粘接而成。8.一种电气电子部件，其中，其通过含有权...

【专利技术属性】
技术研发人员：似内勇哉，藤原正和，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：