JP2019173023A - Sheet for semiconductor bonding and semiconductor device including the same - Google Patents

Sheet for semiconductor bonding and semiconductor device including the same Download PDF

Info

Publication number
JP2019173023A
JP2019173023A JP2019103821A JP2019103821A JP2019173023A JP 2019173023 A JP2019173023 A JP 2019173023A JP 2019103821 A JP2019103821 A JP 2019103821A JP 2019103821 A JP2019103821 A JP 2019103821A JP 2019173023 A JP2019173023 A JP 2019173023A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
semiconductor
sheet
component
silver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019103821A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
藤原 正和
Masakazu Fujiwara
正和 藤原
弘 福川
Hiroshi Fukukawa
弘 福川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2019103821A priority Critical patent/JP2019173023A/en
Publication of JP2019173023A publication Critical patent/JP2019173023A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

To provide a sheet for semiconductor bonding that has excellent thermal conductivity and electric conductivity, and is optimal for joining of a power semiconductor element to an element support member.SOLUTION: A sheet for semiconductor bonding is obtained by using a resin composition for semiconductor bonding that contains (A) a bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain, (B) a curing agent, (C) a filler containing conductive particles with a specific gravity of 1.1-5.0, and (D) silver fine particles with an average particle size of 10-300 nm. There is also provided a semiconductor device obtained by joining a semiconductor with the sheet for semiconductor bonding.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、半導体接着用シート及び半導体装置に係り、さらに詳しくはパワー半導体素子と基板との接合に最適な焼成型の半導体接着用シート及び半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor bonding sheet and a semiconductor device, and more particularly to a firing type semiconductor bonding sheet and a semiconductor device that are optimal for bonding a power semiconductor element and a substrate.

近年、環境問題に対する意識の高まりから、電力用半導体装置が一般産業用途、電鉄用途のみならず車載用途にも広く使用されるようになってきている。特に車載用部品は限られた許容サイズの中で各部品を小さく、軽くすることが車両の性能に直結することから、電力用半導体装置に対してもサイズの縮小化が非常に重要な課題になっている。   In recent years, due to increasing awareness of environmental problems, power semiconductor devices have been widely used not only for general industrial and electric railway applications but also for in-vehicle applications. Especially for in-vehicle components, reducing the size and weight of each component within a limited allowable size directly affects the performance of the vehicle, so reducing the size of power semiconductor devices is a very important issue. It has become.

このような半導体装置は、例えばDBC(Direct Bonded Copper:登録商標)基板のダイパッドに耐熱性の高い高鉛はんだを介して電力用半導体素子を実装していた。
しかしながら、鉛を含む有害物質の使用が規制されるようになり、鉛フリー化が求められている。
In such a semiconductor device, for example, a power semiconductor element is mounted on a die pad of a DBC (Direct Bonded Copper: registered trademark) substrate through a high lead solder having high heat resistance.
However, the use of harmful substances containing lead has been regulated, and lead-free is required.

そこで、高鉛はんだ以外の高耐熱の鉛フリー接合材として、ナノオーダーの銀フィラーを融点以下の温度で接合する焼結型の銀ペーストを用いた接合方法が検討されている。焼結型の銀ペーストは高熱伝導であり、大電流を扱う電力用半導体素子の接合に有効である。   Therefore, as a high heat-resistant lead-free bonding material other than high-lead solder, a bonding method using a sintered silver paste for bonding a nano-order silver filler at a temperature below the melting point has been studied. Sintered silver paste has high thermal conductivity and is effective for bonding power semiconductor elements that handle large currents.

しかしながら、高鉛ペーストや焼成型銀ペーストはフィレットが形成されるため、サイズの縮小化の阻害要因の一つとなっていた。そのため、例えばポーラスメタリックフィルムによる半導体素子とDBC基板との接合方法(特許文献1参照)や、印刷した銀ペーストを予備乾燥して形成したフィルム状銀ペーストを半導体素子に転写したのちDBC基板に接合する方法(特許文献2参照)が提案されている。   However, high lead pastes and fired silver pastes are one of the factors that hinder size reduction because of the formation of fillets. Therefore, for example, a bonding method of a semiconductor element and a DBC substrate using a porous metallic film (see Patent Document 1) or a film-like silver paste formed by pre-drying a printed silver paste is transferred to a semiconductor element and bonded to a DBC substrate. The method (refer patent document 2) to do is proposed.

米国特許出願公開第2013/0256894号明細書US Patent Application Publication No. 2013/0256894 特表2014−503936号公報Special table 2014-503936 gazette

ところが、上記特許文献1の方法では接合層に存在する空隙が熱伝導性や信頼性に悪影響を及ぼす可能性が高く、特許文献2の方法では樹脂組成物を高粘度、高チクソ性にしなければ比重の大きい銀が沈降してしまうため所望の熱伝導率や電導度が得られないおそれがあり、さらにこのような高粘度等の樹脂組成物とすると連続した接着用シートを形成することが困難である等の問題があった。   However, in the method of Patent Document 1, there is a high possibility that voids existing in the bonding layer adversely affect thermal conductivity and reliability. In the method of Patent Document 2, the resin composition must be made high viscosity and high thixotropy. Since silver having a large specific gravity will settle, the desired thermal conductivity and electrical conductivity may not be obtained. Furthermore, it is difficult to form a continuous adhesive sheet with such a high viscosity resin composition. There was a problem such as.

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、優れた熱伝導性及び導電性を奏することができ、パワー半導体素子と素子支持部材との接合に好適な焼成型の半導体接着用シートを提供することを目的とする。また、本発明は、その半導体接着用シートを用いた半導体装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and can exhibit excellent thermal conductivity and conductivity, and is a fired semiconductor adhesive suitable for joining a power semiconductor element and an element support member. The purpose is to provide a sheet for use. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device using the semiconductor bonding sheet.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、充填材として配合する粒子を特定の比重範囲になるようにした導電性粒子と特定の大きさの銀微粒子とを併用した樹脂組成物を用いることで、良好な熱伝導性及び導電性を発現できることを見出した。さらに、本発明者らは、このような樹脂組成物が、キャリアシート状に塗布乾燥する等の溶剤希釈した場合でも粒子の沈降を抑制することができること、さらに、上記導電性粒子間の焼結を促進させることができること、を見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used in combination a combination of conductive particles that have a specific gravity range of particles to be blended as a filler and silver particles of a specific size. It has been found that good thermal conductivity and electrical conductivity can be expressed by using the resin composition. Furthermore, the present inventors are able to suppress the sedimentation of particles even when such a resin composition is diluted with a solvent such as being applied and dried into a carrier sheet, and further, sintering between the conductive particles. The present invention was completed.

すなわち、本発明の半導体接着用シートは、(A)主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂と、(B)硬化剤と、(C)比重1.1〜5.0の導電性粒子を含む充填材と、(D)平均粒子径10〜300nmの銀微粒子と、を必須成分とする半導体接着用樹脂組成物を、シート状に成形してなることを特徴とする。   That is, the semiconductor adhesive sheet of the present invention comprises (A) a bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain, (B) a curing agent, and (C) a conductive material having a specific gravity of 1.1 to 5.0. A resin composition for semiconductor adhesion containing a filler containing particles and (D) silver fine particles having an average particle diameter of 10 to 300 nm as essential components is formed into a sheet shape.

また、本発明の半導体装置は、本発明の半導体接着用シートを介して、半導体素子を支持部材上に接着してなることを特徴とする。   The semiconductor device of the present invention is characterized in that a semiconductor element is bonded onto a support member via the semiconductor bonding sheet of the present invention.

本発明で用いる半導体接着用樹脂組成物は、優れた熱伝導性及び導電性を発現できる接着材料であり、例えば、シート状に成形する際に溶剤希釈したものを塗布乾燥する際にも粒子の沈降を抑制することができ、特に焼結性の接着用シートを形成するのに好適である。   The resin composition for semiconductor bonding used in the present invention is an adhesive material that can exhibit excellent thermal conductivity and conductivity. For example, when the resin is diluted with a solvent when it is formed into a sheet shape, the particle composition is also dried. Sedimentation can be suppressed, and it is particularly suitable for forming a sinterable adhesive sheet.

本発明の半導体接着用シートは、優れた熱伝導性及び導電性を発現でき、半導体素子を支持部材上に接合するのに好適で、特にパワー半導体素子を支持部材上に接合するのに最適である。さらに、半導体接着用シートは半導体素子を実装する際にフィレットが発生しないことから、半導体装置の小型化にも有効である。   The semiconductor bonding sheet of the present invention can exhibit excellent thermal conductivity and conductivity, and is suitable for bonding a semiconductor element on a support member, and particularly optimal for bonding a power semiconductor element on a support member. is there. Furthermore, since the semiconductor bonding sheet does not generate a fillet when a semiconductor element is mounted, it is effective for miniaturization of a semiconductor device.

本発明の半導体装置は、半導体素子が優れた熱伝導性及び導電性を有して支持部材上に接合され、動作を効率的に、かつ、安定して行うことができる。   In the semiconductor device of the present invention, the semiconductor element has excellent thermal conductivity and conductivity, and is bonded onto the support member, so that the operation can be performed efficiently and stably.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で用いる半導体接着用樹脂組成物は、上記した通り、(A)主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂と、(B)硬化剤と、(C)比重1.1〜5.0の導電性粒子を含む充填材と、(D)平均粒子径10〜300nmの銀微粒子と、を必須成分とすることを特徴とする。以下、各成分について順番に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
As described above, the resin composition for semiconductor bonding used in the present invention comprises (A) a bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain, (B) a curing agent, and (C) a specific gravity of 1.1 to 5 0.0 filler particles containing conductive particles and (D) silver fine particles having an average particle diameter of 10 to 300 nm are essential components. Hereinafter, each component will be described in order.

本発明で使用される(A)成分は、主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂であり、2つのマレイミド基を連結する主鎖が、炭素数が1以上の脂肪族炭化水素基を有して構成されるものである。ここで、脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分枝鎖状及び環状のいずれの形態でもよく、炭素数が6以上であることが好ましく、炭素数が12以上であることがより好ましく、炭素数が24以上であることが特に好ましい。また、この脂肪族炭化水素基はマレイミド基に直接結合していることが好ましい。
このようなビスマレイミド樹脂を含有することで、耐熱性に優れるとともに、低応力で吸湿後の熱時接着強度の良好な半導体接着用樹脂組成物が得られる。
The component (A) used in the present invention is a bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain, and the main chain connecting two maleimide groups is an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms. It is comprised. Here, the aliphatic hydrocarbon group may be any of linear, branched and cyclic forms, preferably having 6 or more carbon atoms, more preferably 12 or more carbon atoms, It is particularly preferable that the number of carbon atoms is 24 or more. The aliphatic hydrocarbon group is preferably directly bonded to the maleimide group.
By containing such a bismaleimide resin, it is possible to obtain a resin composition for semiconductor adhesion that is excellent in heat resistance and has a low stress and good adhesive strength during heat after moisture absorption.

この(A)成分としては、次の一般式(1)で表されるイミド拡張型のビスマレイミド化合物(A1)が好ましいものとして挙げられる。   As the component (A), an imide-extended bismaleimide compound (A1) represented by the following general formula (1) is preferable.

Figure 2019173023
(式中、nは1〜10の整数である。)
このビスマレイミド化合物(A1)としては、例えば、BMI−3000(デジグナーモレキュールズ社製、商品名;分子量 3000)、BMI−5000(デジグナーモレキュールズ社製、商品名;分子量 5000)、等が挙げられる。
Figure 2019173023
(In the formula, n is an integer of 1 to 10.)
As this bismaleimide compound (A1), for example, BMI-3000 (manufactured by Designa Molecules, trade name; molecular weight 3000), BMI-5000 (manufactured by Digina Molecules, trade name: molecular weight 5000), Etc.

このビスマレイミド化合物(A1)はポリスチレン換算による数平均分子量が500以上5000以下であることが好ましく、1000以上3000以下であることがより好ましい。数平均分子量が500未満では耐熱性が低下し、5000を超えると半導体装置製造時の仮付け性が低下する傾向にあるため好ましくない。   The bismaleimide compound (A1) preferably has a number average molecular weight of from 500 to 5,000, more preferably from 1,000 to 3,000, in terms of polystyrene. When the number average molecular weight is less than 500, the heat resistance is lowered, and when it exceeds 5000, the tackiness at the time of manufacturing a semiconductor device tends to be lowered.

また、この(A)成分としては、次の一般式(2)で表されるビスマレイミド化合物(A2)が好ましいものとして挙げられる。   Moreover, as this (A) component, the bismaleimide compound (A2) represented by following General formula (2) is mentioned as a preferable thing.

Figure 2019173023
(式中、Qは炭素数6以上の2価の直鎖状、分枝鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基を示し、Pは2価の原子又は有機基であって、O、CO、COO、CH、C(CH、C(CF、S、S、SO及びSOから選ばれる2価の原子又は有機基を少なくとも1つ以上含む基であり、mは1〜10の整数を表す。)が好ましく用いられる。ここで、Pで表される2価の原子は、O、S等が挙げられ、2価の有機基は、CO、COO、CH、C(CH、C(CF、S、SO、SO等、また、これらの原子又は有機基を少なくとも1つ以上含む有機基が挙げられる。上記した原子又は有機基を含む有機基としては、上記以外の構造として、炭素数1〜3の炭化水素基、ベンゼン環、シクロ環、ウレタン結合等を有するものが挙げられ、その場合のPとして次の化学式で表される基が例示できる。
Figure 2019173023
(In the formula, Q represents a divalent linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, P is a divalent atom or organic group, and O, CO, M is a group containing at least one divalent atom or organic group selected from COO, CH 2 , C (CH 3 ) 2 , C (CF 3 ) 2 , S, S 2 , SO and SO 2; Represents an integer of 1 to 10.) is preferably used. Here, examples of the divalent atom represented by P include O and S, and examples of the divalent organic group include CO, COO, CH 2 , C (CH 3 ) 2 , C (CF 3 ) 2 , S 2 , SO, SO 2 and the like, and organic groups containing at least one or more of these atoms or organic groups are exemplified. Examples of the organic group including the above-described atom or organic group include those having a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, a benzene ring, a cyclo ring, a urethane bond, etc. as a structure other than the above, and as P in that case Examples include groups represented by the following chemical formula.

Figure 2019173023
このビスマレイミド化合物(A2)としては、BMI−1500(デジグナーモレキュールズ社製、商品名;分子量 1500)、等が挙げられる。
Figure 2019173023
Examples of the bismaleimide compound (A2) include BMI-1500 (manufactured by Designer Molecules, Inc., trade name: molecular weight 1500), and the like.

この(A)成分は1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。(A)成分の配合比率が高いほど、吸湿後熱時接着強度の良好な半導体接着用樹脂組成物が得られる。なお、(A1)成分を配合することでよりシート形成能に優れたものに、また、(A2)成分を配合することでより追従性に優れたものが得られる傾向にある。
また、(A)成分の2種以上を混合する際、上記ビスマレイミド化合物(A1)とビスマレイミド化合物(A2)とを併用することが好ましい。このとき、ビスマレイミド化合物(A1)と(A2)とを、質量基準で、(A1)/(A2)が5/95〜30/70の比率で組み合わせて用いることが好ましい。上記比率で(A1)が5以上であると、シート状の成形性が向上し、30以下であると仮付け性が良好であり好ましい。すなわち、(A1)/(A2)が上記範囲にあると、シート成形が容易で、仮付け性の良好な半導体接着用樹脂組成物が得られる。
This (A) component may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it. As the blending ratio of the component (A) is higher, a resin composition for semiconductor adhesion having a better adhesive strength when heated after moisture absorption is obtained. In addition, it exists in the tendency for what was excellent in followability by mix | blending (A1) component with what was more excellent in sheet forming ability, and (A2) component.
Moreover, when mixing 2 or more types of (A) component, it is preferable to use together the said bismaleimide compound (A1) and a bismaleimide compound (A2). At this time, it is preferable to use the bismaleimide compounds (A1) and (A2) in combination at a ratio of (A1) / (A2) of 5/95 to 30/70 on a mass basis. When the above ratio (A1) is 5 or more, the sheet formability is improved, and when it is 30 or less, the tackability is good. That is, when (A1) / (A2) is in the above range, a resin composition for semiconductor adhesion that is easy to form a sheet and has good tackability is obtained.

本発明に用いられる(B)硬化剤は、通常、ラジカル重合に用いられている重合触媒であれば特に限定されないが、好ましくは、過酸化物である。また、過酸化物としては有機過酸化物がより好ましく、さらに、120℃以下の加熱でラジカルを発生するものが好ましい。   The (B) curing agent used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymerization catalyst generally used for radical polymerization, but is preferably a peroxide. Further, as the peroxide, an organic peroxide is more preferable, and a peroxide that generates a radical upon heating at 120 ° C. or lower is preferable.

この(B)成分の有機過酸化物としては、例えば、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、アシルパーオキサイド、クメンパーオキサイド等が挙げられる。
この(B)成分の硬化剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the organic peroxide of the component (B) include t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, benzoyl peroxide, t-butyl peroxide, acetyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, acyl peroxide, Cumene peroxide and the like.
As the curing agent for the component (B), one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

また、(B)成分の含有量は、硬化性と保存安定性の観点から、(A)成分の樹脂100質量部当たり、0.1〜10質量部が好ましく、0.2〜5質量部がより好ましい。   In addition, the content of the component (B) is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and 0.2 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the resin of the component (A) from the viewpoints of curability and storage stability. More preferred.

本発明に用いられる(C)充填材は、比重1.1〜5.0の導電性粒子を含むものである。この導電性粒子としては比重1.1〜4.0であることが好ましい。   The (C) filler used in the present invention contains conductive particles having a specific gravity of 1.1 to 5.0. The conductive particles preferably have a specific gravity of 1.1 to 4.0.

(C)充填材の比重がこの範囲にあると、樹脂組成物の調整時及びシート状成形時等に充填材の沈降が抑制され、シートの厚さ方向に対して充填材が均一に分散した接着用シートが得られるため好ましい。
(C)充填材の比重が1.1未満では導電性金属の含有率が低く十分な焼成が行われないおそれがあり、比重が5.0超では樹脂組成物の塗布時に(C)成分の充填材が沈降し、下側に多く偏在することとなり、十分な熱伝導性や導電率が得られなくなるおそれがある。
(C) When the specific gravity of the filler is in this range, sedimentation of the filler is suppressed during adjustment of the resin composition and sheet-like molding, and the filler is uniformly dispersed in the thickness direction of the sheet. This is preferable because an adhesive sheet is obtained.
(C) If the specific gravity of the filler is less than 1.1, the conductive metal content is low and there is a risk that sufficient firing will not be performed. If the specific gravity exceeds 5.0, the component (C) There is a possibility that the filler settles and is unevenly distributed on the lower side, so that sufficient thermal conductivity and electrical conductivity cannot be obtained.

この(C)充填材としては、例えば、球状アルミニウム粉等の球状金属粉、球状シリカ粉、球状アルミナ粉、球状チタニア粉等の粉体状の金属酸化物を核とし、その表面を導電性金属で被覆した金属被覆粉、耐熱性樹脂粒子を核とし、その表面を導電性金属で被覆した金属被覆粉等が挙げられる。   Examples of the filler (C) include a spherical metal powder such as a spherical aluminum powder, a powdered metal oxide such as a spherical silica powder, a spherical alumina powder, and a spherical titania powder, and the surface thereof is a conductive metal. Metal-coated powder coated with, and metal-coated powder having heat-resistant resin particles as the core and the surface coated with a conductive metal.

金属被覆粉の場合、被覆する導電性金属の含有率は10〜60質量%であることが好ましく、含有率がこの範囲にあると低比重でありながら、良好な熱伝導率と導電性を有する充填材が得られる。
導電性金属としては金または銀が好ましく、特に、球状シリカの表面を含有率10〜60質量%で銀被覆した銀被覆粒子が好ましい。銀被覆した球状シリカを高充填することで良好な熱伝導率と導電性を有するとともに、半導体素子との線膨張係数の差が小さい半導体接着用樹脂組成物が得られる。
In the case of a metal-coated powder, the content of the conductive metal to be coated is preferably 10 to 60% by mass, and if the content is in this range, it has a low specific gravity and has good thermal conductivity and conductivity. A filler is obtained.
As the conductive metal, gold or silver is preferable, and silver-coated particles in which the surface of spherical silica is coated with silver at a content of 10 to 60% by mass are particularly preferable. Highly filled with silver-coated spherical silica provides a resin composition for adhering semiconductors that has good thermal conductivity and conductivity and a small difference in linear expansion coefficient from the semiconductor element.

本発明において(C)充填材の粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による体積平均粒径D50が1〜10μmであることが好ましい。さらに、(粒子の最大長径/最大長径に直交する幅)で定義されるアスペクト比が、1.0〜1.2のものが好ましい。
アスペクト比がこの範囲にある球状粒子を用いることで、シートの厚さ方向に対して良好な導電性のネットワークが形成されることから、熱伝導性や導電率が向上でき好ましい。さらに、アスペクト比が上記範囲にあることで、粒子表面に均一に導電性金属を被覆することが容易となるため、被覆した導電性金属の剥落やクラック等の問題が発生しにくいという効果がある。
In the present invention, the particle diameter of the filler (C) is preferably 1 to 10 μm in volume average particle diameter D 50 by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring method. Furthermore, it is preferable that the aspect ratio defined by (the maximum major axis of the particle / the width orthogonal to the maximum major axis) is 1.0 to 1.2.
By using spherical particles having an aspect ratio in this range, a favorable conductive network is formed in the thickness direction of the sheet, which is preferable because thermal conductivity and conductivity can be improved. Furthermore, since the aspect ratio is in the above range, it becomes easy to uniformly coat the conductive metal on the particle surface, and thus there is an effect that problems such as peeling or cracking of the coated conductive metal hardly occur. .

本発明に用いる(D)銀微粒子は平均粒子径10〜300nmの粒子である。この(D)銀微粒子の形状は、球状、鱗片状、プレート状、針状、ロッド状等、何れも使用可能であり特に限定されない。球状粒子以外は平均粒子径は短辺を指すものである。
なお、この平均粒子径は、TEM又はSEMにより、無作為に100個試料を抽出したものの粒子径について算術平均により測定されるものである。
The silver fine particles (D) used in the present invention are particles having an average particle size of 10 to 300 nm. The shape of the (D) silver fine particles can be any of spherical, scale-like, plate-like, needle-like, rod-like and the like, and is not particularly limited. Except for the spherical particles, the average particle diameter indicates the short side.
In addition, this average particle diameter is measured by arithmetic average about the particle diameter of what extracted 100 samples at random by TEM or SEM.

この銀微粒子は、分子量20000以下の窒素、炭素、酸素を構成要素として有する有機化合物、具体的にはカルボキシル基、アミノ基等の官能基を含む有機化合物で表面が被覆されていることが好ましい。これにより銀微粒子の凝集を抑制し、分散性が向上する。   The surface of the silver fine particles is preferably coated with an organic compound having a molecular weight of 20000 or less as a constituent element, specifically, an organic compound containing a functional group such as a carboxyl group or an amino group. Thereby, aggregation of silver fine particles is suppressed and dispersibility is improved.

ここで使用されるカルボキシル基を含む有機化合物としては、分子量が110〜20000の有機カルボン酸から選ばれる1種以上の有機化合物が挙げられ、例えば、ヘキサン酸、へプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、エイコサン酸、ドコサン酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、末端ジプロピオン酸ポリエチレンオキシドのようなカルボン酸が挙げられる。さらに、上記有機化合物としては、上記したカルボン酸のカルボン酸誘導体も使用できる。   Examples of the organic compound containing a carboxyl group used here include one or more organic compounds selected from organic carboxylic acids having a molecular weight of 110 to 20000, such as hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, and nonanoic acid. And carboxylic acids such as decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, eicosanoic acid, docosanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and terminal dipropionic acid polyethylene oxide. Furthermore, as the organic compound, a carboxylic acid derivative of the carboxylic acid described above can also be used.

また、ここで使用されるアミノ基を含む有機化合物としては、アルキルアミン等が挙げられ、例えば、ブチルアミン、メトキシエチルアミン、2−エトキシエチルアミン、へキシルアミン、オクチルアミン、3−ブトキシプロピルアミン、ノニルアミン、ドデシルアミン、へクサドデシルアミン、オクタデシルアミン、ココアミン、タロウアミン、水酸化タロウアミン、オレイルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどのような第1級アミン;ジココアミン、ジ水素化タロウアミン、ジステアリルアミンなどのような第2級アミン;ドデシルジメチルアミン、ジドデシルモノメチルアミン、テトラデシルジメチルアミン、オクタデシルジメチルアミン、ココジメチルアミン、ドデシルテトラデシルジメチルアミン、トリオクチルアミンなどのような第3級アミンや;その他に、ナフタレンジアミン、ステアリルプロピレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナンジアミン、末端ジアミンポリエチレンオキシド、トリアミン末端ポリプロピレンオキシド、ジアミン末端ポリプロピレンオキシドなどのようなジアミンがある。   Examples of the organic compound containing an amino group used herein include alkylamines and the like, for example, butylamine, methoxyethylamine, 2-ethoxyethylamine, hexylamine, octylamine, 3-butoxypropylamine, nonylamine, dodecyl. Primary amines such as amines, hexadodecylamines, octadecylamines, cocoamines, tallowamines, hydroxylated tallowamines, oleylamines, laurylamines, stearylamines, 3-aminopropyltriethoxysilanes; dicocoamines, dihydrogenated tallowamines, di Secondary amines such as stearylamine; dodecyldimethylamine, didodecylmonomethylamine, tetradecyldimethylamine, octadecyldimethylamine, cocodimethylamine, dodecyltetra Tertiary amines such as sildimethylamine, trioctylamine, and others; naphthalenediamine, stearylpropylenediamine, octamethylenediamine, nonanediamine, terminal diamine polyethylene oxide, triamine-terminated polypropylene oxide, diamine-terminated polypropylene oxide, etc. There is a diamine.

銀微粒子を被覆する有機化合物の分子量が20000より大きくなると、有機化合物の金属粒子表面からの脱離が起こりにくくなり、樹脂組成物から構成した接着用シートを焼成した後において硬化物内に上記有機化合物が残存する可能性があり、その結果熱伝導性や導電性の低下が生じることがある。また、この有機化合物の分子量としては50以上が好ましい。分子量が50未満では銀微粒子の貯蔵安定性に劣るため好ましくない。
したがって、以上の観点からは、表面を被覆する有機化合物の分子量は貯蔵安定性を担保できる限りはなるべく小さい方が好ましい。
When the molecular weight of the organic compound covering the silver fine particles is larger than 20000, the organic compound is less likely to be detached from the surface of the metal particles, and the above organic material is contained in the cured product after firing the adhesive sheet composed of the resin composition. The compound may remain, and as a result, the thermal conductivity and conductivity may decrease. Further, the molecular weight of the organic compound is preferably 50 or more. If the molecular weight is less than 50, the storage stability of the silver fine particles is inferior, which is not preferable.
Therefore, from the above viewpoint, the molecular weight of the organic compound covering the surface is preferably as small as possible as long as storage stability can be ensured.

この銀微粒子は、銀微粒子とそれを被覆又は分散する有機化合物との質量比が90:10〜99.5:0.5とするのが好ましい。このとき、有機化合物が銀微粒子に対して少ないと凝集の抑制が不十分となってしまい、多いと焼成した後の硬化物内に上記有機化合物が残存する可能性があり、その結果導電性の低下が生じることがある。   The silver fine particles preferably have a mass ratio of 90:10 to 99.5: 0.5 between the silver fine particles and the organic compound that coats or disperses the silver fine particles. At this time, if the amount of the organic compound is small relative to the silver fine particles, the suppression of aggregation becomes insufficient, and if the amount is large, the organic compound may remain in the cured product after firing. Decrease may occur.

本発明において、(C)成分と(D)成分の割合は、これらの合計量を100としたとき、(C)成分:(D)成分の質量比が10:90〜90:10であることが好ましく、50:50〜90:10がさらに好ましい。(C)成分に対して(D)成分が少なすぎると、高熱伝導性の確保が難しく、(D)成分が多すぎると、硬化物中にボイド発生のおそれがあり、それにより熱伝導性や導電性が低下するおそれがある。   In the present invention, the ratio of the component (C) and the component (D) is such that the mass ratio of the component (C): the component (D) is 10:90 to 90:10, where the total amount is 100. Is preferable, and 50:50 to 90:10 is more preferable. If the amount of the component (D) is too small relative to the component (C), it is difficult to ensure high thermal conductivity, and if the amount of the component (D) is too large, voids may be generated in the cured product. There is a possibility that the conductivity is lowered.

ここで、上記(C)成分の充填材と(D)成分の銀微粒子の合計量は、樹脂組成物全体の40〜80質量%となるように配合される。(C)成分と(D)成分の合計が40質量%未満であると熱伝導性や導電性が得られなくなるおそれがあり、80質量%を超えると樹脂組成物として機能しなくなるおそれがあるため好ましくない。   Here, the total amount of the filler of the component (C) and the silver fine particles of the component (D) is blended so as to be 40 to 80% by mass of the entire resin composition. If the total of the component (C) and the component (D) is less than 40% by mass, heat conductivity and conductivity may not be obtained, and if it exceeds 80% by mass, the resin composition may not function. It is not preferable.

本発明は上記(A)〜(D)成分を必須成分とするが、本発明の効果を阻害しない範囲で、次に挙げるような他の成分を含有してもよい。
本発明において、さらに(E)フラックス成分としての有機物を添加してもよい。ここでフラックス成分は、半導体素子を接合する支持部材の酸化被膜を除去するフラックス活性を有するものをいう。
Although this invention makes the said (A)-(D) component an essential component, in the range which does not inhibit the effect of this invention, you may contain the following other components.
In the present invention, (E) an organic substance as a flux component may be added. Here, the flux component means a material having a flux activity for removing an oxide film on a support member for joining a semiconductor element.

この(E)フラックス成分としては、例えば、カルボン酸類が挙げられ、このカルボン酸類としては、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸のいずれであってもよい。   Examples of the (E) flux component include carboxylic acids, and the carboxylic acids may be aliphatic carboxylic acids or aromatic carboxylic acids.

脂肪族カルボン酸としては、例えば、マロン酸、メチルマロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、アリルマロン酸、2,2’−チオジ酢酸、3,3’−チオジプロピオン酸、2,2’−(エチレンジチオ)ジ酢酸、3,3’−ジチオジプロピオン酸、2−エチル−2−ヒドロキシ酪酸、ジチオジグリコール酸、ジグリコール酸、アセチレンジカルボン酸、マレイン酸、リンゴ酸、2−イソプロピルリンゴ酸、酒石酸、イタコン酸、1,3−アセトンジカルボン酸、トリカルバリン酸、ムコン酸、β−ヒドロムコン酸、コハク酸、メチルコハク酸、ジメチルコハク酸、グルタル酸、α−ケトグルタル酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、クエン酸、アジピン酸、3−t−ブチルアジピン酸、ピメリン酸、フェニルシュウ酸、フェニル酢酸、ニトロフェニル酢酸、フエノキシ酢酸、ニトロフェノキシ酢酸、フェニルチオ酢酸、ヒドロキシフェニル酢酸、ジヒドロキシフェニル酢酸、マンデル酸、ヒドロキシマンデル酸、ジヒドロキシマンデル酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、スベリン酸、4,4’−ジチオジ酪酸、桂皮酸、ニトロ桂皮酸、ヒドロキシ桂皮酸、ジヒドロキシ桂皮酸、クマリン酸、フェニルピルビン酸、ヒドロキシフェニルピルビン酸、カフェ酸、ホモフタル酸、トリル酢酸、フェノキシプロピオン酸、ヒドロキシフェニルプロピオン酸、ベンジルオキシ酢酸、フェニル乳酸、トロパ酸、3−(フェニルスルホニル)プロピオン酸、3,3−テトラメチレングルタル酸、5−オキソアゼライン酸、アゼライン酸、フェニルコハク酸、1,2−フェニレンジ酢酸、1,3−フェニレンジ酢酸、1,4−フェニレンジ酢酸、ベンジルマロン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ウンデカン二酸、ジフェニル酢酸、ベンジル酸、ジシクロヘキシル酢酸、テトラデカン二酸、2,2−ジフェニルプロピオン酸、3,3−ジフェニルプロピオン酸、4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)吉草酸、ピマール酸、パラストリン酸、イソピマル酸、アビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ネオアビエチン酸、アガト酸などが挙げられる。   Examples of the aliphatic carboxylic acid include malonic acid, methylmalonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, allylmalonic acid, 2,2′-thiodiacetic acid, 3,3′-thiodipropionic acid, 2,2′- (Ethylenedithio) diacetic acid, 3,3′-dithiodipropionic acid, 2-ethyl-2-hydroxybutyric acid, dithiodiglycolic acid, diglycolic acid, acetylenedicarboxylic acid, maleic acid, malic acid, 2-isopropylmalic acid , Tartaric acid, itaconic acid, 1,3-acetone dicarboxylic acid, tricarbaric acid, muconic acid, β-hydromuconic acid, succinic acid, methyl succinic acid, dimethyl succinic acid, glutaric acid, α-ketoglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 2,2-bis (hydroxy (Cimethyl) propionic acid, citric acid, adipic acid, 3-t-butyladipic acid, pimelic acid, phenyloxalic acid, phenylacetic acid, nitrophenylacetic acid, phenoxyacetic acid, nitrophenoxyacetic acid, phenylthioacetic acid, hydroxyphenylacetic acid, dihydroxyphenylacetic acid , Mandelic acid, hydroxymandelic acid, dihydroxymandelic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, suberic acid, 4,4'-dithiodibutyric acid, cinnamic acid, nitrocinnamic acid, hydroxycinnamic acid, dihydroxycinnamic acid , Coumaric acid, phenylpyruvic acid, hydroxyphenylpyruvic acid, caffeic acid, homophthalic acid, tolylacetic acid, phenoxypropionic acid, hydroxyphenylpropionic acid, benzyloxyacetic acid, phenyllactic acid, tropic acid, 3- (phenylsulfonyl) propiate Acid, 3,3-tetramethylene glutaric acid, 5-oxoazeleic acid, azelaic acid, phenylsuccinic acid, 1,2-phenylenediacetic acid, 1,3-phenylenediacetic acid, 1,4-phenylenediacetic acid, benzyl Malonic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, undecanedioic acid, diphenylacetic acid, benzylic acid, dicyclohexylacetic acid, tetradecanedioic acid, 2,2-diphenylpropionic acid, 3,3-diphenylpropionic acid, 4,4-bis (4 -Hydroxyphenyl) valeric acid, pimaric acid, parastrinic acid, isopimaric acid, abietic acid, dehydroabietic acid, neoabietic acid, agatic acid and the like.

芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、2−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,3,4−トリヒドロキシ安息香酸、2,4,6−トリヒドロキシ安息香酸、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸、1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、2−[ビス(4−ヒドロキシフェニル)メチル]安息香酸、1−ナフトエ酸、2−ナフトエ酸、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、2−ヒドロキシ−1−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,7−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2−フェノキシ安息香酸、ビフェニル−4−カルボン酸、ビフェニル−2−カルボン酸、2−ベンゾイル安息香酸などが挙げられる。   Examples of the aromatic carboxylic acid include benzoic acid, 2-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 2,5- Dihydroxybenzoic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, 2,3,4-trihydroxybenzoic acid, 2,4,6-trihydroxybenzoic acid, 3,4,5-trihydroxy Benzoic acid, 1,2,3-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, 2- [bis (4-hydroxyphenyl) methyl] benzoic acid, 1- Naphthoic acid, 2-naphthoic acid, 1-hydroxy-2-naphthoic acid, 2-hydroxy-1-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, 6 Hydroxy-2-naphthoic acid, 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,5-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,7-dihydroxy-2-naphthoic acid, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid, 2, Examples include 6-naphthalenedicarboxylic acid, 2-phenoxybenzoic acid, biphenyl-4-carboxylic acid, biphenyl-2-carboxylic acid, and 2-benzoylbenzoic acid.

これらの中でも、保存安定性や入手容易さの観点から、コハク酸、リンゴ酸、イタコン酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、アジピン酸、3,3’−チオジプロピオン酸、3,3’−ジチオジプロピオン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、スベリン酸、セバシン酸、フェニルコハク酸、ドデカン二酸、ジフェニル酢酸、ベンジル酸、4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)吉草酸、アビエチン酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、2−[ビス(4−ヒドロキシフェニル)メチル]安息香酸などを用いることが望ましい。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Among these, from the viewpoint of storage stability and availability, succinic acid, malic acid, itaconic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid, adipic acid, 3,3′-thiodipropionic acid, 3 , 3′-dithiodipropionic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, suberic acid, sebacic acid, phenylsuccinic acid, dodecanedioic acid, diphenylacetic acid, benzylic acid, 4,4-bis (4- Hydroxyphenyl) valeric acid, abietic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 3,4,5-trihydroxybenzoic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, 2- [Bis (4-hydroxyphenyl) methyl] benzoic acid or the like is preferably used. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

(E)フラックス成分は、ジカルボン酸が特に好ましく、分解温度が100〜300℃、好ましくは150〜290℃であるものが好ましい。
接合する支持部材の酸化被膜の除去だけでなく、接合加熱時の交換反応による(C)成分と(D)成分の表面に存在するステアリン酸、パルミチン酸、ヘキサン酸、オレイン酸等の表面処理剤を、それに含まれる酸化被膜、酸化銀の除去と同時に、ジカルボン酸それ自身が分解もしくは蒸散するため、その後の銀同士の焼結を邪魔することはない。このことにより、添加前よりも低温で銀同士が焼結する焼結促進効果が得られる。
(E) As for a flux component, dicarboxylic acid is especially preferable, and the thing whose decomposition temperature is 100-300 degreeC, Preferably 150-290 degreeC is preferable.
Surface treatment agents such as stearic acid, palmitic acid, hexanoic acid, oleic acid, etc. present on the surface of component (C) and component (D) by the exchange reaction during bonding heating as well as removal of the oxide film on the supporting member to be bonded Since the dicarboxylic acid itself decomposes or evaporates at the same time as the removal of the oxide film and silver oxide contained therein, the subsequent sintering of silver is not hindered. By this, the sintering promotion effect that silver sinters at a lower temperature than before addition is obtained.

この(E)フラックス成分の沸点が100℃未満であると、常温であっても揮発性が高くなるため、分散媒の揮発による還元能力の低下が生じやすく、安定した接着強度を得ることができなくなるおそれがある。また、(E)フラックス成分の沸点が300℃を超えると、導電膜の焼結が生じにくく、緻密性に欠け、揮発せず膜中にフラックス成分が残存することとなるので好ましくない。   If the boiling point of this (E) flux component is less than 100 ° C., the volatility will be high even at room temperature, so that the reduction ability is likely to decrease due to volatilization of the dispersion medium, and stable adhesive strength can be obtained. There is a risk of disappearing. Further, if the boiling point of the flux component (E) exceeds 300 ° C., it is difficult to sinter the conductive film, the denseness is lacking, and the flux component remains in the film without being volatilized.

(E)フラックス成分の含有量としては、(C)成分と(D)成分の合計100質量部に対して0.01〜5質量部であることが好ましい。この含有量が5質量部を超えるとボイド発生による信頼性に悪影響を与えるおそれがあり、含有量が0.01質量部未満であると、フラックス活性が機能しないおそれがあるため好ましくない。   (E) As content of a flux component, it is preferable that it is 0.01-5 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of (C) component and (D) component. If the content exceeds 5 parts by mass, the reliability due to the generation of voids may be adversely affected. If the content is less than 0.01 parts by mass, the flux activity may not function, which is not preferable.

本発明においては、さらに(F)ナノカーボンを含んでもよい。「ナノカーボン」とは、その材料の形状において、少なくとも一辺が1000nm以下(好適には500nm以下)の大きさを有する微小なカーボンを意味し、例えば、カーボンナノチューブ(単層・二層・多層タイプ、カップスタック型)、カーボンナノファイバー等を挙げることができる。   In the present invention, (F) nanocarbon may further be included. “Nanocarbon” means a minute carbon having a size of at least one side of 1000 nm or less (preferably 500 nm or less) in the shape of the material, for example, a carbon nanotube (single-walled / double-walled / multi-walled type) , Cup stack type), carbon nanofibers, and the like.

これらのナノカーボンの中でも、繊維状突起が触手のような効果を果たし、銀粒子同士がセラミックス粒子を介して良好に接続でき、熱伝導率を効果的に向上できることからカーボンナノチューブが好適である。   Among these nanocarbons, carbon nanotubes are preferable because the fibrous protrusions act as tentacles, the silver particles can be connected to each other through ceramic particles, and the thermal conductivity can be effectively improved.

カーボンナノチューブは、シングルウォールカーボンナノチューブであっても、マルチウォールカーボンナノチューブであってもよい。カーボンナノチューブの平均繊維長さは、0.1〜100μmが好ましく、0.1〜50μmがより好ましく、0.1〜20μmが特に好ましい。また、カーボンナノチューブの平均繊維径は、5〜200nmが好ましく、8〜160nmがより好ましく、9〜120nmが特に好ましい。   The carbon nanotubes may be single wall carbon nanotubes or multi-wall carbon nanotubes. The average fiber length of the carbon nanotube is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 0.1 to 50 μm, and particularly preferably 0.1 to 20 μm. The average fiber diameter of the carbon nanotubes is preferably 5 to 200 nm, more preferably 8 to 160 nm, and particularly preferably 9 to 120 nm.

また、(F)ナノカーボンは、ナノカーボンを分散して含有するように焼結させて得られたセラミックス粒子であってもよい。ナノカーボンを分散状態で含有するセラミックス粒子の製造方法は、ナノカーボンを分散して含有させたセラミックス原料粒子が得られれば特に限定されることなく、例えば、所定量のナノカーボン及びセラミックス原料粒子を溶媒中に配合し、スラリーとし、これを乾燥させた後焼結する方法が挙げられる。なお、この際、粒子のセラミックス表面からナノカーボンの一部が突出するように形成する。   Further, (F) the nanocarbon may be ceramic particles obtained by sintering so that the nanocarbon is dispersed and contained. The method for producing ceramic particles containing nanocarbon in a dispersed state is not particularly limited as long as the ceramic raw material particles containing dispersed nanocarbon are obtained. For example, a predetermined amount of nanocarbon and ceramic raw material particles are added. The method of mix | blending in a solvent, making it a slurry, drying this, and sintering is mentioned. At this time, a part of the nanocarbon protrudes from the ceramic surface of the particles.

(F)ナノカーボンとして、ナノカーボンを分散して含有するように焼結させて得られたセラミックス粒子の場合、そのセラミックス粒子は、平均粒径1〜10μmの大きさの粒子が好ましい。ここで平均粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による体積基準で得られる粒度分布において、50%積算値(D50)をいう。 (F) In the case of ceramic particles obtained by sintering so that nanocarbon is dispersed and contained as nanocarbon, the ceramic particles are preferably particles having an average particle diameter of 1 to 10 μm. Here, the average particle size refers to a 50% integrated value (D 50 ) in the particle size distribution obtained on a volume basis by a laser diffraction / scattering particle size distribution measurement method.

(F)ナノカーボンを含むことにより、シート状樹脂組成物中に形成された銀粒子のネットワークに、ナノカーボンが絡むことにより熱伝導性や導電性に優れた樹脂組成物が得られる。   (F) By containing nanocarbon, the resin composition excellent in heat conductivity and electroconductivity is obtained when nanocarbon entangles in the network of the silver particle formed in the sheet-like resin composition.

(F)成分の配合量は樹脂組成物全体の5質量%以下であることが好ましい。(F)成分の配合量が5質量%を超えると粘度が増大し、作業性が低下するおそれがある。なお、この配合量は、セラミックス粒子とした場合は、その中に含まれるナノカーボンのみの量である。   (F) It is preferable that the compounding quantity of a component is 5 mass% or less of the whole resin composition. When the blending amount of the component (F) exceeds 5% by mass, the viscosity increases and workability may be deteriorated. In addition, this compounding quantity is the quantity of only the nanocarbon contained in the ceramic particle.

本発明において、さらに(G)ヒドロキシル基を有する、(メタ)アクリル酸エステル化合物又は(メタ)アクリルアミド化合物を含んでもよい。ヒドロキシル基を含有することにより、還元効果による焼結性が促進されると共に、接着性が向上する。   In the present invention, (G) a (meth) acrylic acid ester compound or a (meth) acrylamide compound further having a hydroxyl group may be included. By containing a hydroxyl group, the sinterability by the reduction effect is promoted and the adhesiveness is improved.

ここで(G)成分は、(メタ)アクリル酸エステル化合物又は(メタ)アクリルアミド化合物を基本骨格とし、炭素数4〜100の脂肪族炭化水素基からなる置換基を有していてもよい。ヒドロキシル基は脂肪族炭化水素基の水素原子が置換されたアルコール性の基として有するものである。このヒドロキシル基の含有量は、1分子中に1〜50個が好ましく、ヒドロキシル基の含有量がこの範囲にあると硬化過多による焼結性の阻害がないため好ましい。   Here, the component (G) has a (meth) acrylic acid ester compound or a (meth) acrylamide compound as a basic skeleton, and may have a substituent composed of an aliphatic hydrocarbon group having 4 to 100 carbon atoms. The hydroxyl group has an alcoholic group in which a hydrogen atom of an aliphatic hydrocarbon group is substituted. The hydroxyl group content is preferably 1 to 50 per molecule, and if the hydroxyl group content is within this range, there is no inhibition of sinterability due to excessive curing.

(G)成分の配合量は、上記(C)成分の充填材と(D)成分の銀微粒子の合計量100質量部に対して、1〜20質量部が好ましい。このような配合範囲とすることで、半導体素子の素子支持部材上への接合において良好な接着強度が得られる。この配合量が、20質量を越えると硬化物層中の樹脂含有率が増大し、熱伝導率特性及び比抵抗が低下する傾向があり、1質量部未満であると、接着強度が低下する傾向がある。   The blending amount of the component (G) is preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the filler of the component (C) and the silver fine particles of the component (D). By setting it as such a compounding range, favorable adhesive strength is obtained in the joining to the element support member of a semiconductor element. If this blending amount exceeds 20 masses, the resin content in the cured product layer increases, and thermal conductivity characteristics and specific resistance tend to decrease. If the blending amount is less than 1 part by mass, the adhesive strength tends to decrease. There is.

本発明において、さらに(H)カップリング剤を含有してもよい。カップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤などが挙げられる。   In the present invention, (H) a coupling agent may be further contained. The coupling agent is not particularly limited. For example, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3- Examples include aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, zirconate coupling agents, zircoaluminate coupling agents, and the like.

(H)成分であるカップリング剤の配合量は、樹脂組成物全体に対して、0.01〜5質量%の範囲が好ましく、0.05〜4質量%の範囲がより好ましい。0.01質量%未満では、接着性を向上させる効果が得られず、5質量%を超えるとペースト塗布時にブリード現象が生じるおそれがあるため好ましくない。   The blending amount of the coupling agent as the component (H) is preferably in the range of 0.01 to 5% by mass, more preferably in the range of 0.05 to 4% by mass with respect to the entire resin composition. If it is less than 0.01% by mass, the effect of improving the adhesiveness cannot be obtained, and if it exceeds 5% by mass, a bleeding phenomenon may occur at the time of applying the paste, such being undesirable.

本発明で用いる樹脂組成物には、以上の各成分の他、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種の組成物に一般に配合される、硬化促進剤、ゴムやシリコーン等の低応力化剤、カップリング剤、消泡剤、界面活性剤、着色剤(顔料、染料)、各種重合禁止剤、酸化防止剤、その他の各種添加剤を、必要に応じて配合することができる。
これらの各添加剤はいずれも1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
In the resin composition used in the present invention, in addition to each of the above components, a low stress such as a curing accelerator, rubber or silicone, which is generally blended in this type of composition within a range not inhibiting the effects of the present invention. Agents, coupling agents, antifoaming agents, surfactants, colorants (pigments, dyes), various polymerization inhibitors, antioxidants, and other various additives can be blended as necessary.
Each of these additives may be used alone or in combination of two or more.

このような添加剤としては、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、クレイドシラン、ビニルシラン、スルフィドシランなどのシランカップリング剤や、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム/ジルコニウムカップリング剤などのカップリング剤、カーボンブラックなどの着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴムなどの固形低応力化成分、ハイドロタルサイトなどの無機イオン交換体、などが挙げられる。   Such additives include silane coupling agents such as epoxy silane, mercapto silane, amino silane, alkyl silane, clade silane, vinyl silane, sulfide silane, titanate coupling agent, aluminum coupling agent, aluminum / zirconium coupling agent. Coupling agents such as carbon black, colorants such as carbon black, solid stress reducing components such as silicone oil and silicone rubber, and inorganic ion exchangers such as hydrotalcite.

本発明で用いる半導体接着用樹脂組成物は、公知の方法を適用して製造することができる。例えば、上記(A)〜(D)成分、および必要に応じて配合される各種成分を、ポットミル、ボールミル、ビーズミル、ロールミル、ホモジナイザー、スーパーミル、ライカイ機等の公知の混練機を用いて、室温あるいは加熱下において混練した後、必要に応じて溶剤希釈して得られる。   The resin composition for semiconductor bonding used in the present invention can be produced by applying a known method. For example, the above components (A) to (D) and various components blended as necessary may be mixed at room temperature using a known kneader such as a pot mill, a ball mill, a bead mill, a roll mill, a homogenizer, a super mill, or a likai machine. Or after kneading | mixing under a heating, it dilutes with a solvent as needed and is obtained.

次に、本発明の半導体接着用シートについて説明する。本発明の半導体接着用シートは、上記半導体接着用樹脂組成物を材料として、シート状に成形して得られる成形物である。この半導体接着用シートは、半導体と支持部材とを接合するのに好適であり、特に焼結による接合で良好な導電性及び熱伝導性を発現できる。   Next, the semiconductor bonding sheet of the present invention will be described. The semiconductor bonding sheet of the present invention is a molded product obtained by molding the semiconductor bonding resin composition into a sheet shape. This semiconductor bonding sheet is suitable for bonding a semiconductor and a support member, and can exhibit good conductivity and thermal conductivity, particularly by bonding by sintering.

本発明の半導体接着用シートの製造方法は、上記したように溶剤希釈して得られる半導体接着用樹脂組成物において、その粘度を0.5〜2Pa・s程度に調製し、その後、支持フィルム上に公知の方法により塗布し、乾燥させることにより得られる。
具体的には、支持フィルム上に、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等の公知の塗布方法により塗布し、乾燥処理し、半硬化状態とすることにより得られる。
The method for producing a semiconductor bonding sheet of the present invention comprises preparing a viscosity of about 0.5 to 2 Pa · s in a resin composition for semiconductor bonding obtained by diluting a solvent as described above, and then on a support film. It is obtained by coating by a known method and drying.
Specifically, it is applied on a support film by a known coating method such as a bar coating method, a knife coating method, a roll coating method, a blade coating method, a die coating method, a gravure coating method, a drying treatment, and a semi-cured state. Can be obtained.

支持フィルムとしては、片面に離型剤層を設けた、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアクリロニトリル等のプラスチックフィルムが使用される。この支持フィルムの厚みは、ハンドリング性の点から、通常10〜50μm、好ましくは25〜38μmである。   As the support film, a plastic film such as polyethylene, polypropylene, polyester, polycarbonate, polyarylate, polyacrylonitrile, etc., provided with a release agent layer on one side is used. The thickness of this support film is usually 10 to 50 μm, preferably 25 to 38 μm, from the viewpoint of handling properties.

また、上記方法により得られる半導体接着用シートは、上記樹脂組成物からなる接着層の乾燥後の厚みが5〜50μmとなるように塗布することが好ましく、10〜30μmであることがより好ましい。   Moreover, it is preferable to apply | coat the sheet | seat for semiconductor adhesion obtained by the said method so that the thickness after drying of the contact bonding layer which consists of the said resin composition may be 5-50 micrometers, and it is more preferable that it is 10-30 micrometers.

本発明の半導体装置は、上記した半導体接着用シートを用いて、半導体素子を基板等の支持部材上に接合してなるものである。すなわち、ここで半導体接着用シートは熱伝導性・導電性ダイアタッチシートとして使用される。   The semiconductor device of the present invention is formed by bonding a semiconductor element onto a support member such as a substrate using the above-described semiconductor bonding sheet. That is, here, the semiconductor bonding sheet is used as a thermally conductive / conductive die attach sheet.

本発明の半導体装置は、例えば、シリコンチップの接合面等に、温度50〜80℃、圧力0.1〜1MPa、加熱加圧時間0.1〜1分の条件で仮付けした後、銅フレーム等の支持部材にマウントし、温度80℃〜200℃、圧力0.1〜5MPa、加熱加圧時間0.1〜1分の条件で加熱加圧圧着し、さらに200〜250℃で0.5〜2時間加熱、硬化することにより製造できる。   The semiconductor device of the present invention is, for example, temporarily attached to a bonding surface of a silicon chip under conditions of a temperature of 50 to 80 ° C., a pressure of 0.1 to 1 MPa, and a heating and pressing time of 0.1 to 1 minute, and then a copper frame. It is mounted on a supporting member such as 80 ° C. to 200 ° C., pressure 0.1-5 MPa, heat pressurizing time 0.1-1 min. It can be produced by heating and curing for ˜2 hours.

ここで、半導体素子は、トランジスタ、ダイオード、発光素子等公知の半導体素子が挙げられるが、特にシリコンカーバイド(SiC:Silicon Carbide)デバイス等のパワー半導体素子に好適である。また、支持部材は、銅、銀メッキ銅、PPF(プリプレーティングリードフレーム)、ガラスエポキシ、セラミックス、DBC基板等が挙げられる。   Here, examples of the semiconductor element include known semiconductor elements such as a transistor, a diode, and a light emitting element, and are particularly suitable for a power semiconductor element such as a silicon carbide (SiC) device. Examples of the support member include copper, silver-plated copper, PPF (preprating lead frame), glass epoxy, ceramics, DBC substrate, and the like.

このようにして得られた半導体装置は、優れた熱伝導性及び導電性を有する半導体接着用シートで支持部材上に接合されているためボイドレスで、フィレットが形成されないため、側面への接着剤の這い上がりがなく、サイズの縮小化に有効である。さらに、実装後の温度サイクルに対する接続信頼性も良好なものとなる。   The semiconductor device thus obtained is bonded to the support member with a semiconductor bonding sheet having excellent thermal conductivity and conductivity, so that no voids are formed on the support member, and the adhesive to the side surface is not formed. There is no creeping up and it is effective in reducing the size. Furthermore, the connection reliability with respect to the temperature cycle after mounting is also good.

(製造例1)
<球状銀被覆シリカ粒子の調製>
体積平均粒径D50が3.5μmの球状シリカ粒子(株式会社龍森製、商品名:US−5)10gをアルカリ脱脂、酸中和してエッチングし、水洗後、二塩化パラジウム溶液に加え、撹拌し、パラジウム付着基材粒子を得た。
(Production Example 1)
<Preparation of spherical silver-coated silica particles>
10 g of spherical silica particles (trade name: US-5, manufactured by Tatsumori Co., Ltd.) having a volume average particle size D 50 of 3.5 μm are alkali degreased, acid neutralized and etched, washed with water, and added to a palladium dichloride solution. , Stirred to obtain palladium-adhered substrate particles.

得られた基材粒子を脱イオン水300mL中で3分撹拌し、金属ニッケル粒子スラリー(三井金属鉱業株式会社製、商品名:2020SUS)1gを添加し、パラジウムを触媒核としてニッケルを析出させ、ニッケル粒子付着基材粒子を得た。   The obtained base particles were stirred in 300 mL of deionized water for 3 minutes, 1 g of metal nickel particle slurry (Mitsui Metal Mining Co., Ltd., trade name: 2020SUS) was added, and nickel was precipitated using palladium as a catalyst nucleus, Nickel particle adhesion base particles were obtained.

得られた基材粒子を、蒸留水1000mLで希釈し、メッキ安定剤4mLを加えて撹拌した。
その後、硫酸ニッケル400g/L、次亜リン酸ナトリウム100g/L、クエン酸ナトリウム100g/L、メッキ安定剤6mLの混合溶液150mLを、基材粒子混合溶液に撹拌しながら徐々に添加し、基材粒子に下地層となるニッケル被膜を形成した。メッキ後の液を濾過し、濾過物を水洗した後、乾燥し、ニッケル被膜基材粒子を得た。
The obtained substrate particles were diluted with 1000 mL of distilled water, and 4 mL of a plating stabilizer was added and stirred.
Thereafter, 150 mL of a mixed solution of 400 g / L of nickel sulfate, 100 g / L of sodium hypophosphite, 100 g / L of sodium citrate, and 6 mL of a plating stabilizer is gradually added to the substrate particle mixed solution while stirring. A nickel coating as an underlayer was formed on the particles. The liquid after plating was filtered, and the filtrate was washed with water and dried to obtain nickel-coated substrate particles.

得られたニッケル被膜基材粒子を、硝酸銀5g、蒸留水1200mL、ベンズイミダゾール10gを混合した溶液に、さらにコハク酸イミド30g、クエン酸4gを混合溶解し、グリオキシル酸10gを加えて調製した無電解銀メッキ液に、投入した。80℃で加熱撹拌を行い無電解メッキを行った後、水洗し、アルコールで置換した銀被膜粒子を乾燥し、銀被覆シリカ粒子を得た。得られた銀被覆シリカ粒子はアスペクト比1.01、比表面積1.5m/g、体積平均粒径D50=3.8/μm、体積平均粒径の比D50/D10=1.8、最大粒径19μm、比重2.8であり、銀被覆量は27.3質量%であった。 The obtained nickel-coated substrate particles were prepared by mixing 5 g of silver nitrate, 1200 mL of distilled water, and 10 g of benzimidazole, further mixing and dissolving 30 g of succinimide and 4 g of citric acid, and adding 10 g of glyoxylic acid. It put into the silver plating solution. After heating and stirring at 80 ° C. to perform electroless plating, the film was washed with water, and the silver-coated particles substituted with alcohol were dried to obtain silver-coated silica particles. The obtained silver-coated silica particles have an aspect ratio of 1.01, a specific surface area of 1.5 m 2 / g, a volume average particle diameter D 50 = 3.8 / μm, and a volume average particle diameter ratio D 50 / D 10 = 1. The maximum particle size was 19 μm, the specific gravity was 2.8, and the silver coating amount was 27.3 mass%.

<実施例1〜3、比較例1〜4>
表1に示す配合割合で各成分を十分に混合し、三本ロールで混練して樹脂組成物を調製した後、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)及びメチルエチルケトンを加えて固形分40質量%の樹脂組成物を調製した。
<Examples 1-3, Comparative Examples 1-4>
After thoroughly mixing each component at the blending ratio shown in Table 1 and kneading with three rolls to prepare a resin composition, propylene glycol monomethyl ether (PGM) and methyl ethyl ketone were added as a solvent, and the solid content was 40% by mass. A resin composition was prepared.

得られた樹脂組成物を、厚さ40μmのポリプロピレンフィルムに、ロールコーターで乾燥後の厚さが15μmになるように塗布乾燥し、半導体接着用シートを得た。   The obtained resin composition was applied and dried on a polypropylene film having a thickness of 40 μm with a roll coater so that the thickness after drying was 15 μm, thereby obtaining a semiconductor bonding sheet.

(A)成分
(A1):主鎖に脂肪族炭化水素基を有する固形ビスマレイミド樹脂(デジグナーモレキュールズ社製、商品名:BMI−5000;数平均分子量5000)
(A2):主鎖に脂肪族炭化水素基を有する液状ビスマレイミド樹脂(デジグナーモレキュールズ社製、商品名:BMI−1500;数平均分子量1500)
(B)成分:ジクミルパーオキサイド(日本油脂株式会社製、商品名:パークミルD)
(C)成分:製造例1による球状銀被覆シリカ粒子(平均粒子径:3.8μm、比重:2.8)
その他の充填材:銀粒子(福田金属箔粉工業株式会社製、商品名:AgC−212D、平均粒子径:5μm、比重:10.5)
(D)成分
(Dl):プレート型銀微粒子(トクセン工業株式会社製、商品名:M13;中心粒子径:2μm、厚み:50nm以下)
(D2):球状銀微粒子(三ツ星ベルト株式会社製、商品名:MDot;平均粒径:50nm)
Component (A) (A1): Solid bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain (manufactured by Designer Molecules, Inc., trade name: BMI-5000; number average molecular weight 5000)
(A2): Liquid bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain (manufactured by Designer Molecules, Inc., trade name: BMI-1500; number average molecular weight 1500)
Component (B): Dicumyl peroxide (Nippon Yushi Co., Ltd., trade name: Park Mill D)
Component (C): Spherical silver-coated silica particles according to Production Example 1 (average particle size: 3.8 μm, specific gravity: 2.8)
Other fillers: Silver particles (Fukuda Metal Foil Powder Co., Ltd., trade name: AgC-212D, average particle diameter: 5 μm, specific gravity: 10.5)
Component (D) (Dl): Plate-type silver fine particles (manufactured by Toxen Industries, Ltd., trade name: M13; center particle size: 2 μm, thickness: 50 nm or less)
(D2): Spherical silver fine particles (manufactured by Mitsuboshi Belting Ltd., trade name: MDot; average particle diameter: 50 nm)

(E)成分:リンゴ酸
(F)成分:カーボンナノチューブ(昭和電工株式会社製、商品名:VGCF;平均繊維径:80nm、平均繊維長さ:10μm)
(G)成分:ヒドロキシルエチルアクリルアミド(株式会社興人製、商品名:HEAA)
(H)成分:グリシドキシオクチルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、商品名:KBM−4803)
(E) component: malic acid (F) component: carbon nanotube (manufactured by Showa Denko KK, trade name: VGCF; average fiber diameter: 80 nm, average fiber length: 10 μm)
(G) Component: Hydroxylethylacrylamide (manufactured by Kojin Co., Ltd., trade name: HEAA)
Component (H): Glycidoxyoctyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KBM-4803)

<評価方法>
[取り扱い性]
得られた半導体接着用シートを180度折り曲げて、下記の基準で評価した。
○:割れ及びフィルムからの剥離なし
△:フィルムからの剥離はないが、外観に異常有り
×:割れ又はフィルムからの剥離が発生
<Evaluation method>
[Handling]
The obtained semiconductor bonding sheet was bent 180 degrees and evaluated according to the following criteria.
○: No cracking or peeling from film △: No peeling from film, but abnormal appearance ×: Cracking or peeling from film occurred

[仮付け性]
6mm×6mmのシリコンチップ及び接合面に金蒸着層を設けた裏面金チップに半導体接着用シートを65℃、1秒、圧力1MPaの条件で圧着したとき、貼り付け可能な場合を○、貼り付け不能な場合を×として判定した。
[Tackiness]
When a semiconductor bonding sheet is pressure-bonded to a 6 mm × 6 mm silicon chip and a backside gold chip having a gold vapor deposition layer on the bonding surface under the conditions of 65 ° C., 1 second and pressure 1 MPa, ○ is pasted. The case where it was impossible was determined as x.

[熱時接着強度]
6mm×6mmのシリコンチップ及び接合面に金蒸着層を設けた裏面金チップに半導体接着用シートを65℃、1秒、圧力1MPaの条件で仮付けした後、無垢の銅フレーム及びPPF(Ni−Pd/Auめっきした銅フレーム)にマウントし、125℃、5秒、圧力0.1MPaで加熱加圧圧着し、さらに220℃のオーブンで1時間硬化した。
硬化及び吸湿処理(85℃、相対湿度85%、72時間)後、マウント強度測定装置を用い、260℃での熱時ダイシェア強度を測定した。
[Heat bond strength]
A semiconductor bonding sheet was temporarily attached to a 6 mm × 6 mm silicon chip and a back gold chip provided with a gold deposition layer on the bonding surface at 65 ° C. for 1 second and a pressure of 1 MPa, and then a solid copper frame and PPF (Ni— (Pd / Au plated copper frame), pressure-pressed by heating at 125 ° C. for 5 seconds and a pressure of 0.1 MPa, and further cured in an oven at 220 ° C. for 1 hour.
After curing and moisture absorption treatment (85 ° C., relative humidity 85%, 72 hours), the hot die shear strength at 260 ° C. was measured using a mount strength measuring device.

[熱伝導率]
JIS R 1611−1997に従い、レーザーフラッシュ法により硬化物の熱伝導率を測定した。
[Thermal conductivity]
According to JIS R 1611-1997, the thermal conductivity of the cured product was measured by a laser flash method.

[電気抵抗]
半導体接着用シートを、ガラス基板(厚み1mm)に65℃、1秒、圧力1MPaの条件で貼り付け、200℃、60分で硬化した。得られた配線をMCP−T600(三菱化学株式会社製、商品名)を用い4端子法にて電気抵抗を測定した。
[Electric resistance]
The semiconductor bonding sheet was attached to a glass substrate (thickness 1 mm) under the conditions of 65 ° C., 1 second and pressure 1 MPa, and cured at 200 ° C. for 60 minutes. The electrical resistance of the obtained wiring was measured by a 4-terminal method using MCP-T600 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

[耐パッケージクラック性]
(1)耐IRリフロー性
半導体接着用シートを介して、6mm×6mmのシリコンチップを銅フレーム及びPPFにマウントし、ホットプレート上で、200℃、60秒間、圧力2.5MPaの加熱硬化(HP硬化)又はオーブンを使用し、200℃、60分、圧力2.5MPaの加熱硬化(OV硬化)を行った。これを京セラケミカル株式会社製エポキシ封止材(商品名:KE−G3000D)を用い、下記の条件で成形したパッケージを85℃、相対湿度85%、168時間吸湿処理した後、IRリフロー処理(260℃、10秒)を行い、パッケージの内部クラックの発生数を超音波顕微鏡で観察した。
5個のサンプルについてクラックの発生したサンプル数を示す。
(2)耐冷熱衝撃性
上記試料片を用いて、冷熱サイクル処理(−55℃から150℃まで昇温し、また−55℃に冷却する操作を1サイクルとし、これを1000サイクル)を行い、各処理後それぞれのパッケージの内部クラックの発生数を超音波顕微鏡で観察した。
5個のサンプルについてクラックの発生したサンプル数を示す。
詳細な試験片作成条件は以下の通り。
パッケージ:80pQFP(14mm×20mm×2mm厚さ)
チップ:シリコンチップ及び裏面金メッキチップ
リードフレーム:PPF及び銅
封止材の成形:175℃、2分間
ポストモールドキュアー:175℃、8時間
[Package crack resistance]
(1) IR reflow resistance A 6 mm x 6 mm silicon chip is mounted on a copper frame and PPF via a semiconductor bonding sheet, and heated and cured on a hot plate at 200 ° C for 60 seconds under a pressure of 2.5 MPa (HP Curing) or using an oven, heat curing (OV curing) at 200 ° C. for 60 minutes and a pressure of 2.5 MPa was performed. This was subjected to a moisture absorption treatment at 85 ° C. and a relative humidity of 85% for 168 hours using an epoxy sealing material (trade name: KE-G3000D) manufactured by Kyocera Chemical Co., Ltd., followed by an IR reflow treatment (260 And the number of internal cracks in the package was observed with an ultrasonic microscope.
The number of samples in which cracks occurred for five samples is shown.
(2) Cold and thermal shock resistance Using the above sample piece, a cold cycle treatment (the operation of raising the temperature from −55 ° C. to 150 ° C. and cooling to −55 ° C. as one cycle, which is 1000 cycles) is performed, After each treatment, the number of occurrences of internal cracks in each package was observed with an ultrasonic microscope.
The number of samples in which cracks occurred for five samples is shown.
Detailed test specimen preparation conditions are as follows.
Package: 80pQFP (14mm x 20mm x 2mm thickness)
Chip: Silicon chip and gold-plated chip on the back surface Lead frame: PPF and copper Molding of sealing material: 175 ° C., 2 minutes Post mold cure: 175 ° C., 8 hours

[ボイド率]
マイクロフォーカスX線検査装置(株式会社島津製作所製、商品名:SMX−1000)を用いて観察し、ボイド率が5%未満を「○」、5%以上8%未満を「△」、8%以上を「×」と評価した。なお、上記ボイド率は、X線透過装置によりはんだ接合部を接合面に対し垂直方向から観察し、ボイド面積と接合部面積を求め、下式により算出した。
ボイド率(%)=ボイド面積÷(ボイド面積+接合部面積)×100
[Void rate]
Observed using a microfocus X-ray inspection apparatus (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: SMX-1000), the void ratio is less than 5% as “◯”, 5% to less than 8% as “△”, 8% The above was evaluated as “x”. In addition, the said void rate observed the solder joint part from the orthogonal | vertical direction with respect to the joint surface with the X-ray transmissive apparatus, calculated | required the void area and the joint part area, and computed it with the following formula.
Void ratio (%) = void area / (void area + joint area) × 100

これらの特性評価の結果を、半導体接着用樹脂組成物の組成とともに表1に示す。

Figure 2019173023
The results of these characteristic evaluations are shown in Table 1 together with the composition of the semiconductor adhesive resin composition.
Figure 2019173023

以上より、優れた熱伝導性及び導電性を発現できる接着材料として有用な樹脂組成物が得られることがわかった。したがって、この樹脂組成物により半導体素子を支持部材上に接着した半導体装置は、半導体素子を支持部材に優れた熱伝導性及び導電性を有し、また、フィレットを発生させずに接合できる。以上より、本発明で用いる樹脂組成物は、半導体接着用(特に、パワー半導体接着用)に優れたものであり、これを用いることで効率性の向上した、信頼性の高い半導体装置を提供できる。   As mentioned above, it turned out that the resin composition useful as an adhesive material which can express the outstanding heat conductivity and electroconductivity is obtained. Therefore, a semiconductor device in which a semiconductor element is bonded onto a support member with this resin composition has excellent thermal conductivity and conductivity with the semiconductor element on the support member, and can be joined without generating fillets. As described above, the resin composition used in the present invention is excellent for semiconductor bonding (particularly for power semiconductor bonding), and by using this, a highly reliable semiconductor device with improved efficiency can be provided. .

Claims (6)

(A)主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂と、
(B)硬化剤と、
(C)比重1.1〜5.0の導電性粒子を含む充填材と、
(D)平均粒子径10〜300nmの銀微粒子と、
を必須成分とする半導体接着用樹脂組成物を、シート状に成形してなることを特徴とする半導体接着用シート。
(A) a bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain;
(B) a curing agent;
(C) a filler containing conductive particles having a specific gravity of 1.1 to 5.0;
(D) silver fine particles having an average particle diameter of 10 to 300 nm;
A semiconductor bonding sheet, which is formed by molding a resin composition for bonding semiconductors containing as a necessary component into a sheet shape.
前記(A)成分が次の一般式(1)で表されるビスマレイミド化合物(A1)
Figure 2019173023
(式中、nは1〜10の整数を表す。)を含むことを特徴とする請求項1記載の半導体接着用シート。
The bismaleimide compound (A1) in which the component (A) is represented by the following general formula (1)
Figure 2019173023
(Wherein, n represents an integer of 1 to 10).
前記(A)成分が、次の一般式(2)で表されるビスマレイミド化合物(A2)
Figure 2019173023
(式中、Qは炭素数6以上の2価の直鎖状、分枝鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基を示し、PはO、CO、COO、CH、C(CH、C(CF、S、S、SO及びSOから選ばれる2価の原子又は有機基、或いは、これら原子又は有機基を少なくとも1つ以上含む有機基であり、mは1〜10の整数を表す。)を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体接着用シート。
The (A) component is a bismaleimide compound (A2) represented by the following general formula (2)
Figure 2019173023
(In the formula, Q represents a divalent linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, and P represents O, CO, COO, CH 2 , C (CH 3 ) 2. , C (CF 3 ) 2 , S, S 2 , SO and SO 2 or a divalent atom or an organic group, or an organic group containing at least one or more of these atoms or organic groups, m is 1 to 3. The sheet for semiconductor adhesion according to claim 1 or 2, which represents an integer of 10.
前記(C)成分が、銀含有率10〜60質量%の銀被覆粒子であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の半導体接着用シート。   The sheet for semiconductor adhesion according to any one of claims 1 to 3, wherein the component (C) is silver-coated particles having a silver content of 10 to 60% by mass. 前記(C)成分が、銀被覆シリカであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の半導体接着用シート。   The sheet for semiconductor adhesion according to any one of claims 1 to 4, wherein the component (C) is silver-coated silica. 請求項1乃至5のいずれか1項記載の半導体接着用シートを介して、半導体素子を支持部材上に接合してなることを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device comprising a semiconductor element bonded onto a support member via the semiconductor bonding sheet according to claim 1.
JP2019103821A 2019-06-03 2019-06-03 Sheet for semiconductor bonding and semiconductor device including the same Pending JP2019173023A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019103821A JP2019173023A (en) 2019-06-03 2019-06-03 Sheet for semiconductor bonding and semiconductor device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019103821A JP2019173023A (en) 2019-06-03 2019-06-03 Sheet for semiconductor bonding and semiconductor device including the same

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015117444A Division JP6563700B2 (en) 2015-06-10 2015-06-10 Semiconductor bonding resin composition, semiconductor bonding sheet, and semiconductor device using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019173023A true JP2019173023A (en) 2019-10-10

Family

ID=68168268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019103821A Pending JP2019173023A (en) 2019-06-03 2019-06-03 Sheet for semiconductor bonding and semiconductor device including the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019173023A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022059639A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-24 昭和電工マテリアルズ株式会社 Adhesive agent for semiconductors, and semiconductor device and method for manufacturing same
WO2022059640A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-24 昭和電工マテリアルズ株式会社 Adhesive agent for semiconductors, and semiconductor device and method for manufacturing same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0953001A (en) * 1995-08-14 1997-02-25 Admatechs:Kk Electroconductive epoxy resin composition
US20040225059A1 (en) * 2003-05-05 2004-11-11 Mizori Farhad G. Imide-extended liquid bismaleimide resin
JP2005044524A (en) * 2003-07-22 2005-02-17 Sumitomo Bakelite Co Ltd Conductive adhesive film and semiconductor device using this
WO2010019832A2 (en) * 2008-08-13 2010-02-18 Designer Molecules, Inc. Amide-extended crosslinking compounds and methods for use thereof
US20130306916A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Henkel Corporation Chain Extended Epoxy to Improve Adhesion of Conductive Die Attach Film
JP2014194013A (en) * 2013-03-01 2014-10-09 Kyocera Chemical Corp Thermosetting resin composition, semiconductor device and electric/electronic component

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0953001A (en) * 1995-08-14 1997-02-25 Admatechs:Kk Electroconductive epoxy resin composition
US20040225059A1 (en) * 2003-05-05 2004-11-11 Mizori Farhad G. Imide-extended liquid bismaleimide resin
JP2005044524A (en) * 2003-07-22 2005-02-17 Sumitomo Bakelite Co Ltd Conductive adhesive film and semiconductor device using this
WO2010019832A2 (en) * 2008-08-13 2010-02-18 Designer Molecules, Inc. Amide-extended crosslinking compounds and methods for use thereof
US20130306916A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Henkel Corporation Chain Extended Epoxy to Improve Adhesion of Conductive Die Attach Film
JP2014194013A (en) * 2013-03-01 2014-10-09 Kyocera Chemical Corp Thermosetting resin composition, semiconductor device and electric/electronic component

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022059639A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-24 昭和電工マテリアルズ株式会社 Adhesive agent for semiconductors, and semiconductor device and method for manufacturing same
WO2022059640A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-24 昭和電工マテリアルズ株式会社 Adhesive agent for semiconductors, and semiconductor device and method for manufacturing same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6563700B2 (en) Semiconductor bonding resin composition, semiconductor bonding sheet, and semiconductor device using the same
JP5558547B2 (en) Paste metal fine particle composition, solid metal or solid metal alloy production method, metal member joining method, printed wiring board production method, and electric circuit connection bump production method
JP6091019B2 (en) Thermally conductive conductive adhesive composition
JP6380792B2 (en) Silver paste, semiconductor device using the same, and method for producing silver paste
JP6900148B2 (en) Silver paste and semiconductor devices using it
JP5642147B2 (en) Thermally conductive conductive adhesive composition
JP6303392B2 (en) Silver paste, semiconductor device using the same, and method for producing silver paste
JP5509283B2 (en) Heat-sinterable metal fine particle production method, paste-like metal fine particle composition, solid metal or solid metal alloy production method, metal member joining method, printed wiring board production method, and electrical circuit connection bump production Method
JP5567636B2 (en) Thermosetting resin composition for semiconductor bonding and semiconductor device
JP6118489B2 (en) Paste-like metal particle composition, method for producing metal member assembly, and method for producing porous metal particle sintered product
KR20130034013A (en) Bonding material and bonding method using same
JP2019173023A (en) Sheet for semiconductor bonding and semiconductor device including the same
WO2015087971A1 (en) Adhesive composition and semiconductor device using same
US10767085B2 (en) Semiconductor-bonding resin composition, semiconductor-bonding sheet, and semiconductor device using semiconductor-bonding sheet
JP2006120665A (en) Conductive resin paste composition containing silver and carbon nano tube, and semiconductor device using the same
JP7078537B2 (en) Conductive adhesive composition
JP5908571B1 (en) Paste-like metal particle composition, bonding method and electronic device
JP6210562B2 (en) Method for manufacturing light emitting diode device
JP7064482B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2006140206A (en) Conductive resin paste composite comprising silver and carbon nanotube and semiconductor device using the same
KR102397224B1 (en) Conductive adhesive composition, conductive adhesive cured product and electronic device
JP2022013205A (en) Composition, silver sintered material forming method, joining method, article, and article manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190603

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200407

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200602

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201110

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210511