JP2013041895A - 接続シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の接続シート1は、半導体素子17と基板16とを接続するための接続シート1であって、金属ペーストをシート状に形成した接合層2と、接合層2の一方の面側に設けられ、接合層2を保護する第一の保護フィルム4とを有し、接合層2は、金属微粒子と有機分散剤とを含み、加熱することにより、有機分散剤が除去され、金属微粒子同士が互いに結合することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
接合層2は、金属ペースト9(図2参照)をシート状に形成したものであり、半導体素子17(図4(E)参照)、特に電力の制御や供給等を行ういわゆるパワー半導体素子と回路基板又はセラミック基板等の基板16(図4(E)参照)との間に介在させた状態で焼結させることにより、半導体素子17と基板16とを接続するものである。
ここで、一次粒子の平均粒子径とは、二次粒子を構成する個々の金属微粒子である一次粒子の直径の平均の意味である。該一次粒子径は、電子顕微鏡を用いて測定することができる。また、平均粒子径とは、一次粒子の数平均粒子径を意味する。また、金属微粒子の含有量は、全体の質量の30〜90%であることが、金属ペーストの高粘度物としての形状を維持し、より安定した接合力を得るために好ましい。一次粒子の平均粒子径が、1nm〜500nmである金属微粒子を所定割合、好ましくは全体の質量の30〜90%含んでいれば、他に粒子径が0.5〜50μmの金属微粒子を含んでいてもよい。
第一の保護フィルム4、第二の保護フィルム5としては、ポリエチレン系、ポリスチレン系、ポリエチレンテレフタレート(PET)系、その他、離型処理がされたフィルム等公知のものを使用することができるが、金属ペースト9を圧延、保持するのに適した硬さを有するという観点から、ポリエチレンフィルム又はポリスチレンフィルムを用いることが好ましい。保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではなく、適宜に設定してよいが、10〜300μmが好ましい。
液体層3は、濡れ性(表面張力)により接合層2を第一の保護フィルム4及び第二の保護フィルム5に保持されやすくし、接合層2が第一の保護フィルム4及び第二の保護フィルム5から脱落するのを防止するためものであり、金属ペースト9の含有成分の一部であり、分散媒、分散媒が吸湿した水、溶剤等により形成されている。液体層3の厚みは適宜設計することができるが、0.1μm〜10μmであることが好ましい。液体層の厚さは、金属ペースト中の分散媒の割合、分散媒の成分等により調整可能である。
次に、本実施形態に係る接続シート1を製造する方法について説明する。
次に、本実施形態に係る接続シート1の使用方法すなわち接続シート1を用いて半導体装置を製造する方法を説明する。
次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[金属ペースト1]
エチレングリコール15gとエリスリトール5gからなる分散媒に、平均一次粒子径50nmの銅微粒子80gを配合し、乳鉢によって十分混合することで金属ペースト1を得た。該金属ペースト1の振動式粘度計で測定される25℃における粘度は480Pa・sであった。
[金属ペースト2]
グリセリン25gからなる分散媒に、平均一次粒子径50nmの銅微粒子75gを配合し、乳鉢によって十分混合することで金属ペースト2を得た。該金属ペースト2の振動式粘度計で測定される25℃における粘度は400Pa・sであった。
[金属ペースト3]
エチレングリコール5gからなる分散媒に、平均一次粒子径50nmの銅微粒子95gを配合し、乳鉢によって十分混合することで金属ペースト3を得た。該金属ペースト3の振動式粘度計で測定される25℃における粘度は500Pa・sであった。
載置台の上に、離型フィルム(50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム)、その上に、350μm厚で中央部に6inchの円形の開口を有するSUS製のスペーサーを配置し、スペーサーの開口部から臨む離型フィルムの上に、上述の金属ペーストを5.0g載置し、さらにその上から第一の保護フィルムとして離型フィルム(50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム)を配した。そして、プレス機にて最大荷重1000kNまで荷重を加え、最大荷重に到達後、1分保持して、金属ペーストを圧延し、円形のシート形状に成形した。
(接合状態)
アルミ基板(電気化学工業(株)製、商品名:ヒットプレートK−1、アルミ板厚1.5mm上に、厚さ0.075mmの絶縁層が形成され、さらに該絶縁層上に厚さ0.038mmの回路用銅箔が積層されている)を用い、前記銅箔をエッチングによって12×12mmにパターニングしてパッドを形成して、配線基板を得た。常温で1日間保管した各実施例及び比較例に係る接続シートの保護フィルムを剥離して、接合層(10×10×0.5mm)を前記パッド上に配置し、更にその上にスパッタ処理面と接続シートの接合層が接するように4×4×0.35(厚)mmのシリコンチップ(スパッタ処理Ti/Au=35/150nm)を配置した。その後、段落[0052]〜[0053]に記載した方法で、配線基板とシリコンチップとを、接合層を介して接合して半導体装置を得た。このとき、減圧状態(〜1hPa)で、上熱盤と下熱盤の温度は300℃とし、70分間、7MPaで加圧及び加熱を行った。得られた各半導体装置について、常温での接合性を評価した。その結果を表1に示す。超音波探査装置(SAT)にて接合状態を観察し、反射法で画像が白くみえず、亀裂、剥離、ボイドがない接合状態が良好なものを○、反射法で画像が白く、亀裂、剥離、ボイドがあるものを×で示すこととする。
ダイシェア試験(JEITA規格 ED−4703 K−111に準拠)により、ダイシェア試験機(デイジ(dage)社製、商品名:ボンドテスター シリーズ4000)を用いて、0.05mm/秒のシェア速度で測定を行った。その結果を表1に示す。
2:接合層
3:液体層
4:第一の保護フィルム
5:第二の保護フィルム
Claims (13)
- 半導体素子と基板とを接続するための接続シートであって、
金属ペーストをシート状に形成した接合層と、
前記接合層の一方の面側に設けられ、前記接合層を保護する第一の保護フィルムとを有し、
前記接合層は、金属微粒子と有機分散剤とを含み、加熱することにより、前記有機分散剤が除去され、前記金属微粒子同士が互いに結合することを特徴とする接続シート。 - 前記接合層と前記第一の保護フィルムとの界面に、液体層を有することを特徴とする請求項1に記載の接続シート。
- 前記接合層の一方の面の面積が、他方の面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の接続シート。
- 前記接合層の前記第一の保護フィルムとは反対の面側に、第二の保護フィルムを設けたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の接続シート。
- 前記接合層と前記第二の保護フィルムとの界面に、液体層を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の接続シート。
- 前記第二の保護フィルムの前記接合層とは反対の面側に、粘着剤を介して第三の保護フィルム26を設けたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の接続シート。
- 前記金属微粒子は、銀、金、銅、アルミニウム、ニッケル、白金、錫、アンチモン及びパラジウムからなる金属元素群から選ばれる1種の微粒子、前記金属元素群から選ばれる2種以上を混合した微粒子、前記金属元素群から選ばれる2種以上の元素の合金からなる微粒子、前記金属元素群から選ばれる1種の微粒子又は前記金属元素群から選ばれる2種以上を混合した微粒子と前記金属元素群から選ばれる2種以上の元素の合金からなる微粒子とを混合した微粒子、これらの酸化物、又は、これらの水酸化物であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の接続シート。
- 前記第一の保護フィルムは、厚さが10〜300μmのポリエチレンフィルム又はポリスチレンフィルムであることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の接続シート。
- 前記第二の保護フィルムは、厚さが10〜300μmのポリエチレンフィルム又はポリスチレンフィルムであることを特徴とする請求項4から請求項8のいずれか一項に記載の接続シート。
- 前記第一の保護フィルムの厚みが、前記第二の保護フィルムの厚みより大きく、前記接合層の前記第二の保護フィルム側の面積が、前記第一の保護フィルム側の面積よりも小さいことを特徴とした請求項4から請求項9のいずれか一項に記載の接続シート。
- 前記金属微粒子は、一次粒子の平均粒子径が、1nm〜500nmであることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の接続シート。
- 前記金属ペーストは、前記金属微粒子の質量比が、30質量%以上90質量%以下であることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の接続シート。
- 前記金属ペーストは、振動式粘度計で測定される25℃における粘度が、200Pa・s以上であることを特徴とする請求項12に記載の接続シート。
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WO2014208690A1 (ja) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 古河電気工業株式会社 | 接続構造体、及び半導体装置 |
US20210189197A1 (en) * | 2016-11-18 | 2021-06-24 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Joining film, tape for wafer processing, method for producing joined body, and joined body |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06139824A (ja) * | 1992-10-27 | 1994-05-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | 異方導電フィルム |
JP2001329240A (ja) * | 2000-05-23 | 2001-11-27 | Hitachi Chem Co Ltd | 接着剤組成物、回路接続用接着剤組成物、回路接続材料、接続体及び半導体装置 |
JP2006352080A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
JP2008004651A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Hitachi Ltd | 異方性微粒子を用いた接合材料 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06139824A (ja) * | 1992-10-27 | 1994-05-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | 異方導電フィルム |
JP2001329240A (ja) * | 2000-05-23 | 2001-11-27 | Hitachi Chem Co Ltd | 接着剤組成物、回路接続用接着剤組成物、回路接続材料、接続体及び半導体装置 |
JP2006352080A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
JP2008004651A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Hitachi Ltd | 異方性微粒子を用いた接合材料 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014208690A1 (ja) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 古河電気工業株式会社 | 接続構造体、及び半導体装置 |
US20210189197A1 (en) * | 2016-11-18 | 2021-06-24 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Joining film, tape for wafer processing, method for producing joined body, and joined body |
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