CN109070230A - 加热接合用片材、带有切割带的加热接合用片材、及接合体的制造方法、功率半导体装置 - Google Patents
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Abstract
一种加热接合用片材,其具有含有铜颗粒和聚碳酸酯的烧结前层。
Description
技术领域
本发明涉及加热接合用片材、带有切割带的加热接合用片材、及接合体的制造方法、功率半导体装置。
背景技术
在半导体装置的制造中将半导体元件粘接于金属引线框等被粘物的方法(所谓的芯片接合法)起始于以往的金-硅共晶,并发展到采用焊料、树脂糊剂的方法。目前,有时会使用导电性的树脂糊剂。
近年来,进行电力的控制、供给的功率半导体装置的普及变得显著。由于功率半导体装置中一直有电流流通,所以发热量大。因此,在功率半导体装置中使用的导电性的粘接剂理想的是具有高散热性和低电阻率。
对功率半导体装置要求低损耗且高速运行。以往,功率半导体装置中使用IGBT(绝缘栅双极晶体管;Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管,Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等使用Si的半导体。近年来,开发出使用SiC、GaN等半导体的装置,预计今后会扩大使用。
使用SiC、GaN的半导体具有带隙大、绝缘破坏电场高等特征,能实现低损耗、高速运行、高温运行。在热环境严酷的汽车、小型电力转换设备等中,高温运行成为优点。对于热环境严酷的用途的半导体装置,假设250℃左右的高温运行,作为以往的接合/粘接材料的焊料、导电性粘接剂会在热特性、可靠性方面产生问题。因此,以往提出了含有烧结金属颗粒的糊剂材料(例如参照专利文献1)。含有烧结金属颗粒的糊剂材料包含纳米/微米尺寸的金属颗粒,这些金属颗粒由于纳米尺寸效应而在低于通常熔点的温度下熔解,进行颗粒间的烧结。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-111800号公报
发明内容
发明要解决的问题
作为含有烧结金属颗粒的糊剂材料,大多情况下含有以银为主成分的颗粒作为烧结金属颗粒。但是,以银这样的贵金属作为主成分时,存在变得昂贵的问题。
另外,含有烧结金属颗粒的糊剂材料为糊剂状态,因此,存在产生涂布时的偏差、制造的接合体的成品率下降这样的问题。
本发明是鉴于前述问题而完成的,其目的在于,提供廉价且能够提高所制造的接合体的成品率的加热接合用片材、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。另外,在于提供使用该加热接合用片材的接合体的制造方法。另外,在于提供具有该加热接合用片材的功率半导体装置。
用于解决问题的方案
以往,已知低温烧结性的铜颗粒的烧结温度(烧结加速进行的温度)为260~270℃左右。另外,对含有铜颗粒的加热接合用片材进行了研究,由于铜颗粒不会单独形成片材,因此,考虑在含有粘结剂(例如热解性粘结剂)的基础上进行片材化。但是,粘结剂热解的温度通常接近或高于铜颗粒的烧结温度。因此,在铜颗粒的烧结时,存在粘结剂仍残留、烧结没有适宜地进行这样的问题。
本申请发明人等为了解决前述问题进行了研究。其结果,对含有铜颗粒和聚碳酸酯的片材进行加热时,惊讶地发现聚碳酸酯的热解温度降低,变得一定程度上低于铜颗粒的烧结温度。而且查明,若使用铜颗粒作为加热接合用片材的烧结金属颗粒、并且使用聚碳酸酯作为粘结剂,则在烧结工序的早期,大部分聚碳酸酯被热解,能够减少铜颗粒对烧结的影响。
本发明是基于上述发现而完成的。
即,本发明的加热接合用片材的特征在于,具有含有铜颗粒和聚碳酸酯的烧结前层。
根据前述构成,由于烧结前层含有铜颗粒和聚碳酸酯,因此在烧结工序的早期大部分聚碳酸酯被热解。其结果,具有该烧结前层的加热接合用片材能够利用铜颗粒的烧结将2个被接合物接合。特别是在烧结工序的早期,大部分聚碳酸酯被热解,因此烧结适宜地进行。其结果,能够得到成品率高的接合体。
另外,根据前述构成,由于为片状而非糊剂,因此能够抑制粘贴时的渗出、向被接合物表面上的附着。
另外,由于使用铜颗粒,因此与使用银等贵金属的情况相比能够廉价地制造。
前述构成中,前述铜颗粒的平均粒径优选在10~1000nm的范围内。
前述铜颗粒的平均粒径为1000nm以下时,能够使烧结温度更适宜地降低。另一方面,前述铜颗粒的平均粒径为10nm以上时,能够使颗粒适宜地分散于片材。
前述构成中,前述铜颗粒由多个微晶构成,
前述微晶的微晶直径优选为50nm以下。
前述微晶的微晶直径为50nm以下时,能够使烧结温度更适宜地降低。
另外,本发明的带有切割带的加热接合用片材的特征在于,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型,因此可以省略与切割带粘贴的工序。另外,由于具备前述加热接合用片材,因此能够得到成品率高的接合体。另外,由于前述加热接合用片材是片状而不是糊剂,因此,能够抑制粘贴时的渗出、向被接合物表面上的附着。
另外,由于前述加热接合用片材中使用铜颗粒,因此,与使用银等贵金属的情况相比能够廉价地制造。
另外,本发明的接合体的制造方法的特征在于,包括:
准备前述加热接合用片材的工序;和
借助前述加热接合用片材将2个被接合物加热接合的工序,
前述加热接合的工序中的接合温度为200~400℃的范围内。
根据前述构成,由于使用前述加热接合用片材,因此,若以200~400℃进行加热接合(铜颗粒的烧结),则在烧结工序的早期,大部分聚碳酸酯被热解。因此,烧结适宜地进行。其结果,能够得到成品率高的接合体。
前述构成中,前述加热接合的工序优选在氮气气氛下、减压下、或还原气体气氛下的任一种下进行。
铜颗粒具有在高温下会氧化的性质。另外,被接合物为铜制的情况下,在高温下会氧化。因此,若在氮气气氛下、减压下、或还原气体气氛下的任一种下进行加热接合的工序,则能够防止由加热导致的铜颗粒等的氧化。
另外,本发明的功率半导体装置的特征在于,具备:
前述加热接合用片材、和
功率半导体元件。
根据前述构成,由于具备前述加热接合用片材,因此,可以提供例如在250℃左右的高温环境下也能运行的、热特性、可靠性优异的功率半导体装置。
附图说明
图1是示出本发明的一个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是示出本发明的另一个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个制造方法的截面示意图。
具体实施方式
(带有切割带的加热接合用片材)
以下针对本发明的一个实施方式的加热接合用片材及带有切割带的加热接合用片材进行说明。对于本实施方式的加热接合用片材,可以列举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是示出本发明的一个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是示出本发明的另一个实施方式的另一种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上层叠有加热接合用片材3的构成。切割带11以在基材1上层叠粘合剂层2的方式构成,加热接合用片材3设置在粘合剂层2上。另外,如图2所示的带有切割带的加热接合用片材12那样,本发明的带有切割带的加热接合用片材也可以为仅在工件粘贴部分形成有加热接合用片材3’的构成。
(加热接合用片材)
加热接合用片材3、3’为片状。由于是片材而非糊剂,因此能够抑制粘贴时的渗出、向粘贴对象物表面上的附着。
本实施方式的加热接合用片材3、3’由1层的烧结前层31构成。烧结前层是指通过规定的加热而成为烧结层的层。
本实施方式中,针对加热接合用片材由1层的烧结前层构成的情况进行说明。但是,本发明的加热接合用片材只要具有烧结前层即可,不限定于该例。烧结前层不限定于1层,也可以由组成不同的多个层形成。
另外,本发明的加热接合用片材例如可以是由烧结前层和其他层的2层以上形成的片材。例如,本发明的加热接合用片材可以是第1烧结前层在一面露出、第2烧结前层在另一面露出的片材。具体而言,可以是第1烧结前层、其他层、第2烧结前层依次层叠而成的片材。例如,该情况下,第1烧结前层与第2烧结前层可以为相同的组成,也可以为不同的组成。
(烧结前层)
烧结前层31含有铜颗粒。前述铜颗粒可以为纯铜,也可以为含有硅(Si)、磷(P)、碳(C)、锆(Zr)、钛(Ti)、硫(S)、氯(Cl)、氧(O)等的铜。将铜和铜以外的合计作为整体,铜以外的元素的含量优选0~2质量%。前述铜颗粒为纯铜时,可以更适宜地进行加热接合。
前述铜颗粒的平均粒径优选为10~1000nm的范围内、更优选为50~800nm的范围内、进一步优选为100~500nm的范围内。前述铜颗粒的平均粒径为1000nm以下时,可以更适宜地降低烧结温度。另一方面,前述铜颗粒的平均粒径为10nm以上时,颗粒的分散性变得良好。
前述铜颗粒的平均粒径按如下方法进行测定。
1.在冷却环境下对烧结前层进行离子抛光,使截面露出。
2.使用场发射扫描电子显微镜SU8020(厂商:Hitachi High-TechnologiesCorporation)对截面进行拍摄。拍摄条件设为加速电压5kV、倍率50000倍,作为图像数据而得到反射电子图像。
3.使用图像解析软件Image J,对所得图像数据进行自动二值化处理,然后算出颗粒的平均粒径。
前述铜颗粒的形状没有特别限定,例如为球状、棒状、鳞片状、不定形状。
前述铜颗粒优选由多个微晶构成。该情况下,前述微晶的微晶直径优选为50nm以下,更优选为45nm以下。前述微晶的微晶直径为50nm以下时,能够更适宜地降低烧结温度。
前述微晶直径为如下得到的值:使用Rigaku Corporation制的UltimaIV进行铜粉的X射线衍射测定,使用所得(111)峰,通过谢乐(Scherrer)法算出。
前述铜颗粒的含量相对于烧结前层31整体优选为60~98重量%的范围内、更优选为65~97重量%的范围内、进一步优选为70~95重量%的范围内。在60~98重量%的范围内包含前述金属微颗粒时,能够适宜地将被接合物接合。
烧结前层31可以含有低沸点粘结剂。前述低沸点粘结剂用于使前述铜颗粒容易处理。另外,前述低沸点粘结剂也可为了调整任意的机械物性而使用。具体而言,可以作为使前述铜颗粒分散于前述低沸点粘结剂中的含有铜颗粒的糊剂而使用。
前述低沸点粘结剂在23℃下为液态。本说明书中,“液态”包括半液态。具体而言,是指通过利用动态粘弹性测定装置(流变仪)进行的粘度测定而得到的、23℃下的粘度为100000Pa·s以下。
粘度测定的条件如下所述。
流变仪:Thermo SCIENTFIC公司制MARS III
夹具:平行板20mmφ、间隙100μm、剪切速度1/秒)
作为前述低沸点粘结剂的具体例,例如可以列举:戊醇、己醇、庚醇、辛醇、1-癸醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇等一元醇及多元醇类、香茅醇、香叶醇、橙花醇、香芹醇、α-松油醇、异冰片基环己醇等萜烯醇类、乙二醇丁基醚、乙二醇苯基醚、二乙二醇甲基醚、二乙二醇乙基醚、二乙二醇丁基醚、二乙二醇异丁基醚、二乙二醇己基醚、三乙二醇甲基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丁基醚、二乙二醇丁基甲基醚、二乙二醇异丙基甲基醚、三乙二醇二甲基醚、三乙二醇丁基甲基醚、丙二醇丙基醚、二丙二醇甲基醚、二丙二醇乙基醚、二丙二醇丙基醚、二丙二醇丁基醚、二丙二醇二甲基醚、三丙二醇甲基醚、三丙二醇二甲基醚等醚类、乙二醇乙基醚乙酸酯、乙二醇丁基醚乙酸酯、二乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇丁基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯(DPMA)等。这些可以组合使用2种以上。其中,优选组合使用沸点不同的2种。使用沸点不同的2种时,在维持片材形状的方面是优异的。其中,通过含有萜烯醇,能够对烧结前层赋予进一步的挠性。
烧结前层31含有聚碳酸酯作为热解性粘结剂。由于含有聚碳酸酯作为热解性粘结剂,因此,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。
作为前述聚碳酸酯,只要在加热接合工序中能够发生热解就没有特别限定,可以举出在主链的碳酸酯基(-O-CO-O-)间不含芳香族化合物(例如苯环等)、由脂肪族链形成的脂肪族聚碳酸酯;在主链的碳酸酯基(-O-CO-O-)间包含芳香族化合物的芳香族聚碳酸酯。其中,优选脂肪族聚碳酸酯。
作为前述脂肪族聚碳酸酯,可以列举聚碳酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯等。其中,从制作用于片材形成的清漆时在有机溶剂中的溶解性的观点出发,优选聚碳酸亚丙酯。
作为前述芳香族聚碳酸酯,可以举出在主链中包含双酚A结构的芳香族聚碳酸酯。
前述聚碳酸酯的重均分子量优选为10000~1000000的范围内。需要说明的是,重均分子量为通过GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定并通过聚苯乙烯换算算出的值。
烧结前层31可以含有除了前述聚碳酸酯以外的热解性粘结剂(以下也称为“其他热解性粘结剂”)。
本说明书中,“热解性粘结剂”是指加热接合工序中能够热解的粘结剂。前述热解性粘结剂优选在加热接合工序后几乎不残留在烧结层(加热后的烧结前层31)中。
需要说明的是,烧结前层31中除了前述成分以外,例如可以适宜含有助溶剂(flux)成分等。
加热接合用片材3、3’可以利用通常的方法来制造。例如,制作含有用于形成烧结前层31的前述各成分的清漆,以在基材隔膜上形成规定厚度的方式涂布清漆而形成涂布膜后,使该涂布膜干燥,由此可以制造加热接合用片材3、3’。
作为清漆中使用的溶剂,没有特别限定,优选能够使前述各成分均匀溶解、混炼或分散的有机溶剂、醇溶剂。作为前述有机溶剂,例如可以举出:二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、环己酮等酮系溶剂、甲苯、二甲苯等。另外,作为前述醇溶剂,可以举出乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-丁烯-1,4-二醇、1,2,6-己三醇、丙三醇、辛二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、松油醇。
涂布方法没有特别限定。作为溶剂涂覆的方法,例如可以举出:模涂机、凹版涂布机、辊涂机、反向涂布机、逗点涂布机、管刀涂布机(Pipe doctor coater)、丝网印刷等。其中,从涂布厚度的均匀性高这样的观点出发,优选模涂机。另外,涂布膜的干燥条件没有特别限定,例如可以在干燥温度70~160℃、干燥时间1~5分钟下进行。需要说明的是,即使在使涂布膜干燥后,由于溶剂的种类不同,也存在溶剂未全部气化而残留在涂膜中的情况。
烧结前层31含有前述低沸点粘结剂的情况下,根据前述干燥条件,有时前述低沸点粘结剂的一部分会挥发。因此,根据前述干燥条件,构成烧结前层31的各成分的比率会变化。例如,即使是由同一清漆形成的烧结前层31,干燥温度越高,另外,干燥时间越长,金属微粒在烧结前层31整体中所占的含量、热解性粘结剂的含量变得越多。因此,优选以使烧结前层31中的金属微粒、热解性粘结剂的含量成为期望的量的方式来设定前述干燥条件。
作为基材隔膜,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯;利用氟系剥离剂、丙烯酸长链烷基酯系剥离剂等剥离剂进行了表面涂布的塑料薄膜、纸等。
作为加热接合用片材3、3’的制造方法,例如,利用混合机混合前述各成分并对得到的混合物进行压制成形而制造加热接合用片材3、3’的方法等也是适宜的。作为混合机,可以举出行星混合机等。
加热接合用片材3、3’在加热前的23℃下的厚度优选为5~100μm、更优选为10~80μm。在23℃下的厚度为5μm以上时,能够进一步抑制渗出。另一方面,厚度为100μm以下时,能够进一步抑制加热接合时的倾斜产生。
(切割带)
切割带11以在基材1上层叠粘合剂层2的方式构成。
基材1为带有切割带的加热接合用片材10、12的强度基体,优选具有紫外线透过性。作为基材1,例如可以举出:低密度聚乙烯、直链状聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、离聚物树脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(无规、交替)共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚酰胺、全芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、芳纶(纸)、玻璃、玻璃布、氟树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纤维素系树脂、有机硅树脂、金属(箔)、纸等。
另外,作为基材1的材料,可以举出前述树脂的交联体等聚合物。前述塑料薄膜可以无拉伸地使用,也可以使用根据需要实施了单轴或双轴的拉伸处理的塑料薄膜。利用通过拉伸处理等而赋予了热收缩性的树脂片材时,通过在切割后使该基材1热收缩而降低粘合剂层2与加热接合用片材3、3’的粘接面积,能够实现半导体芯片的回收的容易化。
对于基材1的表面,为了提高与相邻的层的密合性、保持性等,可以实施惯用的表面处理、例如铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、离子化辐射线处理等化学处理或物理处理;利用底涂剂(例如后述的粘合物质)的涂布处理。
基材1的厚度没有特别限定,可以适宜决定,通常为5~200μm左右。
作为用于形成粘合剂层2的粘合剂,没有特别限制,例如可以使用丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等通常的压敏性粘接剂。作为前述压敏性粘接剂,从半导体晶圆、玻璃等怕污染的电子部件的利用超纯水、醇等有机溶剂的清洁清洗性等方面出发,优选以丙烯酸类聚合物作为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂。
作为前述丙烯酸类聚合物,例如可以举出:使用(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、仲丁酯、叔丁酯、戊酯、异戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、异辛酯、壬酯、癸酯、异癸酯、十一烷基酯、十二烷基酯、十三烷基酯、十四烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯、二十烷基酯等烷基的碳数1~30、尤其是碳数4~18的直链状或支链状的烷基酯等)以及(甲基)丙烯酸环烷基酯(例如环戊酯、环己酯等)中的1种或2种以上作为单体成分的丙烯酸类聚合物等。需要说明的是,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,本发明的(甲基)全部为相同的含义。
出于内聚力、耐热性等的改善的目的,前述丙烯酸类聚合物可以根据需要包含对应于能够与前述(甲基)丙烯酸烷基酯或环烷基酯共聚的其他单体成分的单元。作为这样的单体成分,例如可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基的单体;马来酸酐、衣康酸酐等酸酐单体;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等含羟基单体;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体;2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体;酰胺、丙烯腈等。这些能够共聚的单体成分可以使用1种或2种以上。这些能够共聚的单体的用量优选为全部单体成分的40重量%以下。
进而,前述丙烯酸类聚合物为了进行交联,也可以根据需要包含多官能性单体等作为共聚用单体成分。作为这样的多官能性单体,例如可以举出:己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。这些多官能性单体也可以使用1种或2种以上。从粘合特性等方面出发,多官能性单体的用量优选为全部单体成分的30重量%以下。
前述丙烯酸类聚合物可以通过使单一单体或2种以上的单体混合物聚合而得到。聚合也可以以溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合等任意方式来进行。从防止对清洁的被粘物的污染等方面出发,优选低分子量物质的含量少。从这一点出发,丙烯酸类聚合物的数均分子量优选为10万以上、进一步优选为20万~300万左右、特别优选为30万~100万左右。
另外,为了提高作为基础聚合物的丙烯酸类聚合物等的数均分子量,在前述粘合剂中可以适当采用外部交联剂。作为外部交联方法的具体手段,可以举出:添加多异氰酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交联剂等所谓的交联剂并使其反应的方法。使用外部交联剂时,其用量根据其与要交联的基础聚合物的平衡、进而根据作为粘合剂的使用用途来适宜决定。通常优选的是,相对于前述基础聚合物100重量份、配混5重量份左右以下、以及0.1~5重量份。进而,在粘合剂中,根据需要,除了前述成分之外,也可以使用以往公知的各种增粘剂、防老剂等添加剂。
粘合剂层2可以利用辐射线固化型粘合剂来形成。辐射线固化型粘合剂可以通过照射紫外线等辐射线而使交联度增大,从而容易地降低其粘合力,通过仅对图2所示的粘合剂层2的与工件粘贴部分相对应的部分2a照射辐射线,能够设置其与其他部分2b的粘合力之差。
另外,通过与图2所示的加热接合用片材3’相适应来使辐射线固化型的粘合剂层2进行固化,能够容易地形成粘合力显著降低的前述部分2a。由于在固化并且粘合力降低的前述部分2a粘贴加热接合用片材3’,因此粘合剂层2的前述部分2a与加热接合用片材3’的界面具有拾取时容易剥离的性质。另一方面,未照射辐射线的部分具有充分的粘合力,形成前述部分2b。需要说明的是,对粘合剂层照射辐射线可以在切割后且拾取前进行。
如前所述,在图1所示的带有切割带的加热接合用片材10的粘合剂层2中,由未固化的辐射线固化型粘合剂形成的前述部分2b与加热接合用片材3粘合,可以确保切割时的保持力。这样,辐射线固化型粘合剂能够粘接/剥离的平衡良好地支撑用于将芯片状工件(半导体芯片等)固定在基板等被粘物上上的加热接合用片材3。在图2所示的带有切割带的加热接合用片材11的粘合剂层2中,前述部分2b可以固定晶圆环。
辐射线固化型粘合剂只要具有具有碳-碳双键等辐射线固化性的官能团且显示粘合性,就可以没有特别限制地使用。作为辐射线固化型粘合剂,例如可以例示除在前述丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等通常的压敏性粘合剂中配混辐射线固化性的单体成分、低聚物成分而成的添加型辐射线固化型粘合剂。
作为所配混的辐射线固化性的单体成分,例如可以举出氨基甲酸酯低聚物、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。另外,辐射线固化性的低聚物成分可以列举出氨基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各种低聚物,其分子量在100~30000左右的范围内是适当的。辐射线固化性的单体成分、低聚物成分的配混量可以根据前述粘合剂层的种类来适当确定能够降低粘合剂层的粘合力的量。通常,相对于构成粘合剂的丙烯酸类聚合物等基础聚合物100重量份,例如为5~500重量份、优选为40~150重量份左右。
另外,作为辐射线固化型粘合剂,除了前述说明的添加型辐射线固化型粘合剂之外,还可以列举出:使用了在聚合物侧链或主链中或者在主链末端具有碳-碳双键的聚合物作为基础聚合物的内在型辐射线固化型粘合剂。内在型辐射线固化型粘合剂不需要含有或不大量含有属于低分子成分的低聚物成分等,因此,低聚物成分等不会经时地在粘合剂中移动,能够形成层结构稳定的粘合剂层,故而优选。
前述具有碳-碳双键的基础聚合物可以没有特别限制地使用具有碳-碳双键且具有粘合性的聚合物。作为这样的基础聚合物,优选以丙烯酸类聚合物作为基本骨架。作为丙烯酸类聚合物的基本骨架,可以列举出前述示例出的丙烯酸类聚合物。
对向前述丙烯酸类聚合物中导入碳-碳双键的方法没有特别限定,可以采用各种方法,从分子设计的方面来看,将碳-碳双键导入聚合物侧链是容易的。例如可以列举出如下方法:预先使丙烯酸类聚合物与具有官能团的单体进行共聚,然后使具有能够与该官能团反应的官能团和碳-碳双键的化合物在维持碳-碳双键的辐射线固化性的状态下进行缩聚或加成反应的方法。
作为这些官能团的组合的例子,可以列举出羧酸基与环氧基、羧酸基与氮丙啶基、羟基与异氰酸酯基等。这些官能团的组合之中,从追踪反应的容易程度出发,羟基与异氰酸酯基的组合是适宜的。另外,只要是通过这些官能团的组合来生成具有前述碳-碳双键的丙烯酸类聚合物这样的组合,则官能团可以在丙烯酸类聚合物和前述化合物中的任一侧,在前述优选的组合中,丙烯酸类聚合物具有羟基且前述化合物具有异氰酸酯基的情况是适合的。此时,作为具有碳-碳双键的异氰酸酯化合物,例如可以列举出甲基丙烯酰基异氰酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯等。另外,作为丙烯酸类聚合物,可以使用将前述示例的含羟基的单体、2-羟基乙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚的醚系化合物等共聚而成的聚合物。
前述内在型辐射线固化型粘合剂可以单独使用前述具有碳-碳双键的基础聚合物(尤其是丙烯酸类聚合物),也可以在不会使特性恶化的程度下配混前述辐射线固化性的单体成分、低聚物成分。辐射线固化性的低聚物成分等通常相对于基础聚合物100重量份为30重量份的范围内,优选为0~10重量份的范围内。
前述辐射线固化型粘合剂在利用紫外线等进行固化时含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,例如可以列举出4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、α-羟基-α,α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羟基苯丙酮、1-羟基环己基苯基酮等α-酮醇系化合物;甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮等苯乙酮系化合物;苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、茴香偶姻甲基醚等苯偶姻醚系化合物;苯偶酰二甲基缩酮等缩酮系化合物;2-萘磺酰氯等芳香族磺酰氯系化合物;1-苯酮-1,1-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等光活性肟系化合物;二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物;噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮系化合物;樟脑醌;卤代酮;酰基氧化膦;酰基膦酸酯等。光聚合引发剂的配混量相对于构成粘合剂的丙烯酸类聚合物等基础聚合物100重量份,例如为0.05~20重量份左右。
另外,作为辐射线固化型粘合剂,例如可以列举出:日本特开昭60-196956号公报中公开的含有具有2个以上不饱和键的加成聚合性化合物、具有环氧基的烷氧基硅烷等光聚合性化合物与羰基化合物、有机硫化合物、过氧化物、胺、鎓盐系化合物等光聚合引发剂的橡胶类粘合剂、丙烯酸类粘合剂等。
前述辐射线固化型的粘合剂层2中,根据需要,也可以含有通过辐射线照射而着色的化合物。通过在粘合剂层2中包含通过辐射线照射而着色的化合物,能够仅将进行了辐射线照射的部分着色。即,能够使图1所示的与工件粘贴部分3a相对应的部分2a着色。因此,能够通过目视直接判断是否对粘合剂层2进行了辐射线照射,容易识别工件粘贴部分3a,容易贴合工件。另外,利用光传感器等检测半导体芯片时,其检测精度提高,在半导体芯片的拾取时不会产生误操作。通过辐射线照射而着色的化合物是在照射辐射线前呈无色或浅色、但通过辐射线照射而变成有色的化合物,例如,可以列举出隐色染料等。通过辐射线照射来进行着色的化合物的使用比例可以适当设定。
粘合剂层2的厚度没有特别限定,从防止芯片切断面的缺损、固定保持加热接合用片材3、3’的兼顾性等方面来看,优选为1~50μm左右。优选为2~30μm、进一步优选为5~25μm。
本实施方式的切割带11例如可如下操作来制作。
首先,基材1可以利用以往公知的制膜方法来制膜。作为该制膜方法,例如可示例出压延制膜法、在有机溶剂中的流延法、在密闭体系中的吹胀挤出法、T模具挤出法、共挤出法、干式层压法等。
接着,在基材1上涂布粘合剂组合物溶液而形成涂布膜后,使该涂布膜在规定条件下干燥(根据需要而使其加热交联),形成粘合剂层2。作为涂布方法没有特别限定,例如可以列举出辊涂覆、丝网涂覆、凹版涂覆等。另外,作为干燥条件,例如在干燥温度80~150℃、干燥时间0.5~5分钟的范围内进行。另外,也可以在隔膜上涂布粘合剂组合物而形成涂布膜后,以前述干燥条件使涂布膜干燥,形成粘合剂层2。其后,将粘合剂层2与隔膜一起贴合在基材1上。由此来制作切割带11。
带有切割带的加热接合用片材10、12可以利用通常的方法制造。例如通过将切割带11的粘合剂层2和加热接合用片材3贴合,从而制造带有切割带的加热接合用片材10。
带有切割带的加热接合用片材10中,优选加热接合用片材3被隔膜覆盖。例如可以列举出如下方法:将切割带11和加热接合用片材3贴合后,将层叠于加热接合用片材3的前述基材隔膜剥离,在剥离了前述基材隔膜后的带有切割带的加热接合用片材10的加热接合用片材3的露出面粘贴隔膜的方法。即,优选采用依次层叠有切割带11、加热接合用片材3及前述隔膜的形态。
上述的实施方式中,对层叠有切割带和加热接合用片材的带有切割带的加热接合用片材进行了说明。但是,本发明的加热接合用片材也可以以不与切割带贴合的状态来提供。
加热接合用片材采用不贴合切割带的形态的情况下,优选形成被2张隔膜夹持的两面带有隔膜的加热接合用片材。即,优选采用依次层叠有第1隔膜、加热接合用片材及第2隔膜的两面带有隔膜的加热接合用片材。
图3为示出两面带有隔膜的加热接合用片材的一个实施方式的截面示意图。
图3所示的两面带有隔膜的加热接合用片材30具有第1隔膜32、加热接合用片材3、及第2隔膜34依次层叠而成的构成。作为第1隔膜32及第2隔膜34,可以使用与前述基材隔膜相同的隔膜。
需要说明的是,加热接合用片材采用不贴合切割带的形态的情况下,可以是仅在加热接合用片材的一个面层叠有隔膜的形态。
(接合体的制造方法)
本实施方式的接合体的制造方法至少包括如下工序:
准备前述加热接合用片材的工序;和
借助前述加热接合用片材对2个被接合物进行加热接合的工序,
前述加热接合的工序中的接合温度为200~400℃的范围内。
以下,针对本发明的接合体为半导体装置、本发明的被接合物为半导体芯片及被粘物的情况进行说明。其中,本发明中的被接合物只要能够使用加热接合用片材进行接合即可,不限定于该例。另外,本发明中的接合体只要使用加热接合用片材进行接合即可,不限定于半导体装置。
(半导体装置的制造方法)
本实施方式的半导体装置的制造方法至少包括如下工序:准备前述加热接合用片材的工序;和
借助前述加热接合用片材将半导体芯片加热接合在被粘物上的工序,
前述加热接合的工序中的接合温度为200~400℃的范围内(以下,也称为第1实施方式)。
需要说明的是,如上所述,前述半导体芯片及前述被粘物相当于本发明的被接合物。
另外,本实施方式的半导体装置的制造方法包括如下工序:
准备前述记载的带有切割带的加热接合用片材的工序;
将前述带有切割带的加热接合用片材的加热接合用片材与半导体晶圆的背面贴合的贴合工序;
将前述半导体晶圆与前述加热接合用片材一起切割,形成芯片状的半导体芯片的切割工序;
将前述半导体芯片与前述加热接合用片材一起从前述带有切割带的加热接合用片材拾取的拾取工序;
借助前述加热接合用片材,将前述半导体芯片加热接合在被粘物上的加热接合工序,
前述加热接合的工序中的接合温度为200~400℃的范围内(以下,也称为第2实施方式)。
关于第1实施方式的半导体装置的制造方法,第2实施方式的半导体装置的制造方法使用带有切割带的加热接合用片材,而第1实施方式的半导体装置的制造方法中单独使用加热接合用片材,在这点上两者存在不同,但其他方面是共通的。第1实施方式的半导体装置的制造方法中,如果在准备加热接合用片材后进行将其与切割带贴合的工序,则其后可以与第2实施方式的半导体装置的制造方法相同。因此,以下针对第2实施方式的半导体装置的制造方法进行说明。
本实施方式的半导体装置的制造方法中,首先,准备带有切割带的加热接合用片材10、12(准备工序)。对于带有切割带的加热接合用片材10、12,适宜地剥离任选设置在加热接合用片材3、3’上的隔膜,并如下使用。以下,边参照图1及图4边以使用了带有切割带的加热接合用片材10的情况为例进行说明。
首先,在带有切割带的加热接合用片材10中的加热接合用片材3的半导体晶圆粘贴部分3a上压接半导体晶圆4,使其粘接保持并固定(贴合工序)。本工序边利用压接辊等按压手段来按压边进行。固定时的粘贴温度没有特别限定,例如优选为23~90℃的范围内。
作为半导体晶圆4,优选在一个面形成电极极板、在另一面(以下,也称为背面)的最表面形成有银薄膜。作为前述银薄膜的厚度,例如可以举出10nm~1000nm。另外,可以在半导体晶圆4与前述银薄膜之间进一步形成钛薄膜。作为前述钛薄膜的厚度,例如可以举出10nm~1000nm。若形成有前述银薄膜,则在后述的加热接合工序中,能够将半导体芯片5与加热接合用片材3牢固地加热接合。另外,若形成有前述钛薄膜,则电极的可靠性提高。前述银薄膜及前述钛薄膜例如可以通过蒸镀而形成。
接着,进行半导体晶圆4的切割(切割工序)。由此,将半导体晶圆4切断成规定的尺寸而单片化,制造半导体芯片5。切割的方法没有特别限定,例如可以从半导体晶圆4的电路面侧按照常规方法来进行。另外,本工序中,例如可以采用进行切入直到带有切割带的加热接合用片材10为止的、被称为全切(full cut)的切断方式等。作为本工序中使用的切割装置,没有特别限定,可以使用以往公知的装置。另外,半导体晶圆4被带有切割带的加热接合用片材10所粘接固定,因此,能够抑制芯片缺损、芯片飞散,并且能够抑制半导体晶圆4的破损。
接着,为了将粘接固定于带有切割带的加热接合用片材10的半导体芯片5剥离,进行半导体芯片5的拾取(拾取工序)。作为拾取的方法,没有特别限定,可以采用以往公知的各种方法。例如可以举出:用针从带有切割带的加热接合用片材10侧将各个半导体芯片5顶起,并用拾取装置拾取被顶起的半导体芯片5的方法等。
作为拾取条件,从防止破片的观点出发,针的顶起速度优选设为5~100mm/秒、更优选设为5~10mm/秒。
此处,在粘合剂层2为紫外线固化型的情况下,拾取在对该粘合剂层2照射紫外线后进行。由此,粘合剂层2对加热接合用片材3的粘合力降低,半导体芯片5的剥离变得容易。其结果,能够进行拾取而不会损伤半导体芯片5。对紫外线照射时的照射强度、照射时间等条件没有特别限定,适当根据需要进行设定即可。另外,作为用于紫外线照射的光源,可以使用公知的光源。需要说明的是,在预先对粘合剂层照射紫外线而使其固化并将该固化了的粘合剂层与加热接合用片材贴合的情况下,此处的紫外线照射是不需要的。
接着,将半导体芯片5夹着加热接合用片材3预粘接于被粘物6。预粘接工序可以使用芯片安装机等进行。作为预粘接条件,优选以压力0.01MPa~5MPa进行预粘接。另外,预粘接时的温度没有特别限定,例如优选为23~150℃的范围内。另外,加压时间优选为0.01~5秒。
接着,将半导体芯片5夹着加热接合用片材3加热接合于被粘物6(加热接合工序)。作为被粘物6,可以举出引线框、TAB薄膜、基板或另行制作的半导体芯片等。被粘物6例如可以是容易变形的变形型被粘物,也可以是难以变形的非变形型被粘物(半导体晶圆等)。
作为前述引线框,可以举出Cu引线框、42合金引线框等金属引线框。另外,作为前述基板,可以使用以往公知的基板。例如,可以举出由玻璃环氧树脂、BT(双马来酰亚胺-三嗪)、聚酰亚胺等形成的有机基板。其中,若使用金属引线框,则能够通过加热接合而与铜颗粒一体化。另外,作为前述基板,可以举出在陶瓷板等绝缘基板上层叠有铜电路基板的绝缘电路基板。若使用绝缘电路基板,则能够制造例如进行电力的控制、供给的功率半导体装置。
前述加热接合工序中,通过加热将铜颗粒烧结的同时根据需要使作为热解性粘结剂的聚碳酸酯热解。另外,使未通过干燥工序彻底挥发的残留低沸点粘结剂挥发。可以在接合温度优选为200~400℃、更优选为190~370℃、进一步优选为200~350℃下进行。另外,可以在接合时间优选为0.3~300分钟、更优选为0.5~240分钟、进一步优选为1~180分钟下进行。另外,加热接合可以在加压条件下进行。作为加压条件,优选在1~500kg/cm2的范围内、更优选在5~400kg/cm2的范围内。加压下的加热接合例如可以在倒装焊接机那样的可同时进行加热和加压的装置中实施。另外,也可以进行平行平板压制。前述加热接合工序优选在氮气气氛下、减压下、或还原气体气氛下的任一种下进行。铜颗粒具有在高温下会氧化的性质。另外,被接合物为铜制的情况下,高温下会氧化。因此,若在氮气气氛下、减压下或还原气体气氛下的任一种下进行加热接合的工序,则能够防止由加热导致的铜颗粒等的氧化。
可以在前述加热接合工序之前进行升温工序。
例如,可以在前述预粘接工序后进行下述工序。
将具有半导体芯片5、加热接合用片材3、及被粘物6的层叠体从第1温度以下升温至第2温度的升温工序;以及,
在前述升温工序之后,将前述层叠体的温度保持在规定范围内并进行加热接合的工序(加热接合工序)。
前述第1温度根据前述烧结前层的组成而不同,例如可以举出50℃、80℃、100℃等。
该升温工序中,例如可以预先将平行平板的一个或两个预热至前述第1温度,然后用前述平行平板夹持前述层叠体,之后以规定的升温速度升温至第2温度。
作为前述升温速度,优选为0.1℃/s以上、更优选为0.5℃/s以上、进一步优选为1℃/s以上。另外,作为前述升温速度,优选为5℃/s以下、更优选为3℃/s以下、进一步优选为2℃/s以下。前述升温速度为2℃/s以下时,能够进一步抑制急剧的加热。另一方面,前述升温温度为0.1℃/s以上时,能够缩短工艺。
前述第2温度是开始加热接合工序的时刻的温度,是烧结实质上开始的温度。
前述第2温度根据前述烧结前层的组成而不同,例如可以举出200℃、250℃、300℃等。
从第1温度以下升温至第2温度期间,可以对前述层叠体10进行加压。作为前述加压,优选为5~40MPa的范围内、更优选为5~15MPa的范围内。前述加压为5MPa以上时,能够得到更牢固地被接合的接合体。另外,前述加压为40MPa以下时,能够减轻对芯片的载荷负担。前述加压可以为基于恒定压力的加压,也可以在一定的范围内使压力变动同时进行加压。
另外,对于加压,从第1温度以下升温至第2温度期间,可以一直对前述层叠体进行加压,也可以在至少一部分期间进行加压。这是因为,若在至少一部分期间进行加压,则接合变得更适宜。例如,可以不进行加压而从第1温度以下开始升温,经过一定期间后,在到达第2温度之前开始加压。
接着,根据需要,如图4所示,将被粘物6的端子部(内部引线)的前端与半导体芯片5上的电极极板(未图示)用接合引线7进行电连接(引线接合工序)。作为前述接合引线7,例如可以使用金线、铝线或铜线等。关于进行引线接合时的温度,可以在23~300℃、优选为23~250℃的范围内进行。另外,在其加热时间为数秒~数分钟下进行。接线可以在加热为前述温度范围内的状态下,通过基于超声波的振动能量和基于施加加压的压接能量的组合使用来进行。
接着,根据需要,如图4所示,利用封装树脂8来封装半导体芯片5(封装工序)。本工序是为了保护搭载于被粘物6的导体芯片5、接合引线7而进行的。本工序可以通过利用模具将封装用的树脂成型来进行。作为封装树脂8,例如使用环氧系树脂。树脂封装时的加热温度通常在175℃下进行60~90秒,但本发明并不限定于此,例如可以在165~185℃下固化数分钟。由此,使封装树脂8固化。需要说明的是,本封装工序中,也可以采用在片状的封装用片材中包埋半导体芯片5的方法(例如,参照日本特开2013-7028号公报)。另外,除了利用模具的封装树脂的成型以外,也可以是向盒型容器中流入有有机硅凝胶的凝胶封装型。
接着,根据需要进行加热,使前述封装工序中未充分固化的封装树脂8完全固化(后固化工序)。本工序中的加热温度因封装树脂的种类而异,例如为165~185℃的范围内,加热时间为0.5~8小时左右。
需要说明的是,本发明的加热接合用片材及带有切割带的加热接合用片材也可以适宜地用于层叠多个半导体芯片来进行三维安装的情况。此时,可以在半导体芯片之间层叠加热接合用片材和间隔物,也可以在半导体芯片之间仅层叠加热接合用片材而不层叠间隔物,可以根据制造条件、用途等进行适当变更。
另外,本发明的加热接合用片材及带有切割带的加热接合用片材不限定于上述示例的用途,可以用于将2个物体加热接合。
[实施例]
以下,关于本发明,使用实施例进行详细说明,但本发明只要不超出其主旨,就不限定于以下的实施例。
对实施例中使用的成分进行说明。
铜颗粒A(平均粒径150nm、微晶直径尺寸30nm)
铜颗粒B(平均粒径300nm、微晶直径尺寸30nm)
热解性粘结剂A(聚碳酸亚丙酯树脂):Empower公司制的QPAC40、在23℃下为固态
低沸点粘结剂B(萜烯醇系粘结剂(Nippon Terpene Chemicals,Inc.制、TersolveMTPH))
有机粘结剂C(丙烯酸树脂):藤仓化成株式会社制的MM-2002-1、23℃下为固态
有机溶剂A:甲乙酮(MEK)
[加热接合用片材的制作]
按照表1所记载的配混比,将表1所记载的各成分及溶剂放入复合混合机(hybridmixer)(KEYENCE制HM-500)的搅拌釜中,以搅拌模式搅拌/混合3分钟。
将得到的清漆涂布在脱模处理薄膜(三菱树脂株式会社制的MRA50)上并进行干燥。干燥条件设为在80℃下2分钟。由此,得到实施例及比较例的厚度65μm的加热接合用片材。
[可靠性评价]
准备在背面依次形成有Ti层(厚度50nm)和Ag层(厚度100nm)的硅芯片(硅芯片的厚度350μm、长5mm、宽5mm)。在准备的硅芯片的Ag层面分别贴合实施例及比较例的加热接合用片材。
贴合条件为温度70℃、压力0.3MPa、速度10mm/秒。
准备整体被Ag层(厚度5μm)覆盖的铜板(铜板的厚度3mm)。在准备的铜板上预粘接带有硅芯片的加热接合用片材(上述制作的片材)。预粘接时的压力为0.1MPa。
接着,在下述加热条件下进行升温、接合。
<加热条件>
在10MPa的加压(平板压制)下,以升温速度1.5℃/秒从80℃升温至300℃后,在300℃下保持(接合)2.5分钟。升温、接合时的气氛如表1所示。
之后,空冷至170℃,之后水冷至80℃。需要说明的是,水冷利用附设于加压板内的水冷式冷却板进行。
接着,将评价用样品投入至冷热冲击试验机(ESPEC Corp.制的TSE-103ES)中,施加100个循环的-40℃~200℃的冷热冲击。需要说明的是,此时,在-40℃和200℃下各自保持15分钟。
100个循环后,为了确认硅芯片与铜板通过烧结层接合的部分,使用超声波成像装置[SAT](Hitachi Kenki FineTech Co.,Ltd.制的FineSATII)进行拍摄。使用的转换器(探针)为PQ-50-13:WD[频率50MHz]。
求出得到的图像中接合残留的部分的面积(残留面积),算出残留面积相对于整体的面积的比率(残留接合面积率)。另外,将残留接合面积率为50%以上的情况评价为○,将低于50%的情况评价为×。将结果示于表1。需要说明的是,利用超声波成像装置得到的图像中,硅芯片与基板发生了剥离的部分可看到为白色,接合残留的部分可看到为灰色。
[表1]
附图标记说明
1 基材
2 粘合剂层
3、3’ 加热接合用片材
4 半导体晶圆
5 半导体芯片
6 被粘物
7 接合引线
8 封装树脂
10、12 带有切割带的加热接合用片材
11 切割带
30 两面带有隔膜的加热接合用片材
31 烧结前层
32 第1隔膜
34 第2隔膜
Claims (7)
1.一种加热接合用片材,其特征在于,具有含有铜颗粒和聚碳酸酯的烧结前层。
2.根据权利要求1所述的加热接合用片材,其特征在于,所述铜颗粒的平均粒径在10~1000nm的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的加热接合用片材,其特征在于,所述铜颗粒由多个微晶构成,
所述微晶的微晶直径为50nm以下。
4.一种带有切割带的加热接合用片材,其特征在于,具有:
切割带、和
层叠在所述切割带上的权利要求1~3中任一项所述的加热接合用片材。
5.一种接合体的制造方法,其特征在于,包括:
准备权利要求1~3中任一项所述的加热接合用片材的工序;和
借助所述加热接合用片材将2个被接合物加热接合的工序,
所述加热接合的工序中的接合温度为200~400℃的范围内。
6.根据权利要求5所述的接合体的制造方法,其特征在于,所述加热接合的工序在氮气气氛下、减压下、或还原气体气氛下的任一种下进行。
7.一种功率半导体装置,其特征在于,具备:
权利要求1~3中任一项所述的所述加热接合用片材;和
功率半导体元件。
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