JP2019189936A - ペースト状銀粒子組成物、接合方法および電子装置の製造方法 - Google Patents
ペースト状銀粒子組成物、接合方法および電子装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019189936A JP2019189936A JP2018143734A JP2018143734A JP2019189936A JP 2019189936 A JP2019189936 A JP 2019189936A JP 2018143734 A JP2018143734 A JP 2018143734A JP 2018143734 A JP2018143734 A JP 2018143734A JP 2019189936 A JP2019189936 A JP 2019189936A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silver
- resin powder
- particle composition
- paste
- acid
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/838—Bonding techniques
- H01L2224/8384—Sintering
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
しかしながら、用いる該熱硬化性樹脂組成物が液状の場合(例えば、液状のエポキシ樹脂と液状の硬化剤からなる液状の場合)は、硬化反応性が高いため、常温(例えば25℃)で長時間保管すると、該ペースト状金属粒子組成物中で該エポキシ樹脂と該硬化剤が反応して、経時的に粘度が増大しゲル化するという問題、経時的に該ペースト状金属粒子組成物の接着力が低下するという問題がある。そのために、高価な包摂型硬化剤を用いざるを得ないという問題がある。用いる該熱硬化性樹脂組成物が固形状や半固形状の場合、分散性不良のため、ペースト状金属粒子組成物が不均一になるという問題がある。
[1] (A)脂肪酸、高分子分散剤および有機アミンからなる群から選択される被覆剤で表面被覆された平均粒径が0.01〜10μmである焼結性銀粒子と、
(B)揮発性分散媒と、
(C)融点を有しない樹脂粉末または融点が250℃より高い樹脂粉末とからなることを特徴とする、ペースト状銀粒子組成物。
[2] 該樹脂粉末(C)が、平均粒径0.1〜50μmであり、熱分解温度が250℃より高く、該焼結性銀粒子(A)100質量部に対し、0.01〜5質量部である、[1]に記載のペースト状銀粒子組成物。
[3] 前記ペースト状銀粒子組成物の100℃以上250℃以下での加熱焼結物の体積抵抗率が1×10-5Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上である、[1]または[2]に記載のペースト状銀粒子組成物。
(B)揮発性分散媒と、
(C)融点を有しない樹脂粉末または融点が250℃より高い樹脂粉末とからなる、ペースト状銀粒子組成物を、
金属製部材(D1)と金属製部材(D2)の間に介在させて、100℃以上250℃以下で加熱することにより、該焼結性銀粒子(A)同士の焼結物により、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を接合することを特徴とする、接合方法。
[5] 該樹脂粉末(C)が、平均粒径0.1〜50μmであり、熱分解温度が250℃より高く、該焼結性銀粒子(A)100質量部に対し、0.01〜5質量部である、[4]に記載の接合方法。
[6] 金属製部材(D1)の材質が、金、銀、銅、白金、パラジウムまたはそれらの合金であり、金属製部材(D2)の材質が、金または金の合金である、[4]または[5]に記載の接合方法。
[7] 金属製部材(D1)が、リードフレームまたは回路基板の金属部分であり、金属製部材(D2)が半導体素子の金属部分である、[4]から[6]のいずれかに記載の接合方法。
[8] 該焼結性銀粒子(A)同士の焼結物の体積抵抗率が1×10-5Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上である、[4]から[7]のいずれかに記載の接合方法。
(B)揮発性分散媒と、
(C)融点を有しない樹脂粉末または融点が250℃より高い樹脂粉末とからなる、ペースト状銀粒子組成物を、半導体素子の金属部分とリードフレームもしくは金属部分を有する回路基板間に介在させた後、100℃以上250℃以下で加熱することにより、該焼結性銀粒子(A)同士の焼結物として、半導体素子の金属部分とリードフレームもしくは回路基板の金属部分を接合することを特徴とする、電子装置の製造方法。
[10] 該樹脂粉末(C)が、平均粒径0.1〜50μmであり、熱分解温度が250℃より高く、該焼結性銀粒子(A)100質量部に対し、0.01〜5質量部である、[9]に記載の電子装置の製造方法。
[11] 該樹脂粉末(C)の融点が、ペースト状銀粒子組成物を半導体素子の金属部分とリードフレームもしくは金属部分を有する回路基板間に介在させた後、100℃以上250℃以下で加熱する際の温度よりも高い、[9]または[10]に記載の電子装置の製造方法。
[12] リードフレームまたは回路基板の金属部分の材質が、金、銀、銅、白金、パラジウム、またはそれらの合金であり、半導体素子の金属部分の材質が、金または金の合金である、[9]から[11]のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
[13] 該焼結性銀粒子(A)同士の焼結物の体積抵抗率が1×10-5Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上である、[9]から[12]のいずれかに記載の電子装置の製造方法。;により達成される。
(B)揮発性分散媒と、
(C)融点を有しない樹脂粉末または融点が250℃より高い樹脂粉末とからなることを特徴とする。このペースト状銀粒子組成物は、100℃以上250℃以下で加熱すると、揮発性分散媒(B)が揮発または分解によって揮散し、該焼結性銀粒子(A)同士の焼結物、すなわち、樹脂粉末(C)と空隙を有する固形状銀となる。
フレーク状の焼結性銀粒子は、粉末状の焼結性銀粒子をセラミック製のボールとともにボールミルのような回転式ドラム装置で銀粒子を物理的にたたくことにより容易に製造できる。この際、銀粒子の凝集を低減、防止するため微量の脂肪酸、肪肪酸の金属塩、脂肪酸エステル等を添加してもよい。
該焼結性銀粒子(A)の平均粒径が10μmを越えると、該焼結性銀粒子(A)同士の焼結性が低下する恐れがあるので10μm以下であり、5μm以下であることが好ましい。また、0.01μm未満の場合、表面活性が強すぎてペースト状銀粒子組成物の保存安定性が低下する恐れがあるため、0.01μm以上であり、0.1μm以上であることが好ましい。
併用例として、粒状の銀粒子と球状の銀粒子との併用(例えば、平均粒径の小さい粒状銀粒子と平均粒径の大きい球状銀粒子との併用、平均粒径の小さい球状銀粒子と平均粒径の大きい粒状銀粒子との併用)、平均粒径の小さい銀粒子と平均粒径の大きい銀粒子との併用(例えば、平均粒径の小さい球状銀粒子と平均粒径の大きい球状銀粒子との併用、平均粒径の小さい粒状銀粒子と平均粒径の大きい粒状銀粒子との併用)、が例示される。なお、本発明の目的に反しない限り、球状、粒状または涙滴状の銅粒子を添加してもよい。
配合比率は、限定されないが、金属製部材への接着強さ、特には高温エージング試験後の接着強さの点で、前記の前者と後者が、質量比で5:95〜90:10が好ましく、8:92〜70:30がより好ましい。
多価の脂肪族カルボン酸や多価の芳香族カルボン酸の好ましい配合量は、脂肪酸(a)の10%質量以下である。
好ましい配合量は、脂肪酸(a)の10%質量以下である。
また、塩基性官能基として、アミノ基、イミノ基(=NH)、アンモニウム塩基、塩基性窒素原子を有する複素環基が例示されるが、アミノ基、アンモニウム塩基(例えば、第3級アンモニウム塩基、第4級アンモニウム塩基)であることが好ましい。アミノ基は、第1級アミノ基(-NH2)、第2級アミノ基(-NHR)、第3級アミノ基(-NRR')のいずれでもよい。前記RとR'はアルキル基、フェニル基、アラルキル基などであり、炭素原子数は好ましくは1〜8である。
酸価とは、高分子分散剤固形分1gあたりの酸価を表し、JIS K 0070に準じ、電位差滴定法によって求めることができる。アミン価とは、高分子分散剤固形分1gあたりのアミン価を表し、0.1Nの塩酸水溶液を用い、電位差滴定法によって求めたのち、水酸化カリウムの当量に換算した値をいう。
多官能性エポキシ樹脂は多数市販されており、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂などの芳香族系エポキシ樹脂が、耐熱分解性の点で好ましい。
ポリイミド樹脂とポリアミドイミド樹脂も、耐熱分解性の点で芳香族系ものが好ましい。
(1)液状の熱硬化性樹脂に硬化剤を添加して、該樹脂を硬化させることによりバルク状熱硬化樹脂を製造し、それをハンマーミルにより粒径1mm以下に予備粉砕し、公知の微粉砕装置(例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ジェット粉砕機、コロイドミル)により微粉砕し、微粉砕物を分級装置(例えば、篩、流体分級機)により分級してミクロンオーダーの硬化樹脂粉末を得るという方法(特開平8−259702)。
(2)非硬化性の液状オルガノポリシロキサン中に、このオルガノポリシロキサンに対して非相溶性の液状硬化性有機樹脂組成物(エポキシ樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物)を液体粒子状に分散させて硬化させることにより硬化有機樹脂粒子を形成し、しかる後、この粒子をこのオルガノポリシロキサンから分離することにより、硬化有機樹脂粒子を得るという方法(特開平10−212358)。
(3)液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂(例えば、液状不飽和ポリエステル樹脂、液状エポキシ(メタ)アクリレート樹脂、液状ウレタン(メタ)アクリレート樹脂)を水相中に均一に分散させてなるO/W型熱硬化性樹脂水性分散体を、常温または加熱下に硬化させた後、乾燥させることにより硬化樹脂微粉末を得るという方法(特開2002−220473)。
(5)(I)テトラカルボン酸二無水物、(II)酸無水物基を有さないテトラカルボン酸及びその誘導体から選択される1種類以上の化合物並びに(III)ジアミンを極性溶媒中で反応させ、ポリイミド樹脂粒子を形成させるという方法(特開平9−136958)。
(7)良溶媒中においてベンゾオキサゾール骨格を有する芳香族ジアミン類と芳香族テトラカルボン酸無水物類からなるポリイミド前駆体を重合し、分散重合法により粉末かするか、又は得られたポリイミド前駆体溶液を貧溶媒と混合し析出したポリイミド前駆体を濾過し、揮発成分が1〜45質量%となるまで乾燥した後、250〜550℃にて加熱処理を行ってポリイミド樹脂粉末を得るという方法(特開2007‐112927)。
なお、このような樹脂粉末(C)を含有する該ペースト状銀粒子組成物は、粒径が過度に大きい粒子を含むことがあり得るので、100〜1000メッシュのフィルターでろ過することが好ましい。
該樹脂粉末(C)がこのように微細であると、該ペースト状銀粒子組成物を微細な吐出口であるニードルやノズルから容易に吐出でき、また、スクリーン印刷、メタルマスクによる印刷塗布では、印刷された表面の平坦性が優れる。
なお、上記パワー半導体素子は、通常、高温動作が可能な窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム等の窒化物半導体素子が好適である。
実施例と比較例中の銀粒子は銀粒子メーカー品である。但し、実施例3および実施例4中の、平均粒径が1.2μmである粒状の銀粒子は、自社出願である特願2012−201391(特開2014−55332)の実施例に準じて自ら作製したものである。また、実施例と比較例中の樹脂粉末は、樹脂粉末メーカー品であり、特性等をまとめて下記している。
焼結性銀粒子の被覆剤量、樹脂粉末が粉末であることの確認、樹脂粉末の平均粒径、粒子形状、融点、ガラス転移点、比重および熱分解温度(5%質量減少)、ペースト状銀粒子組成物の吐出性兼保存安定性、加熱して生成した銀焼結物の体積抵抗率と熱伝導率、および、加熱して接合した接合体の接着強さおよび高温エージング試験後の接着強さは以下の方法により測定した。断りがない限り、加熱雰囲気は大気であり、測定は大気中で室温(約25℃)である。なお、該ペースト状銀粒子組成物は、その製造過程において混入しうる粗大異物を除去するため、製造直後に200メッシュのフィルターでろ過して用いた。
平均粒径6μm、粒子形状粒状、ガラス転移温度354℃、融点なし、熱分解温度530℃。メチルエチルケトン、N,N-ジメチルアセトイミド、γ-ブチルラクトンなどの双極性の非プロトン溶媒に可溶。非晶質、熱可塑性。融点を有しない熱可塑性樹脂粉末に該当。
[実施例3のエポキシ樹脂硬化物粉末]
平均粒径3μm、粒子形状球状、比重1.25、ガラス転移温度130℃、融点なし、熱分解温度300℃。融点を有しない樹脂硬化物粉末に該当。
[実施例5のポリアミドイミド樹脂粉末]
平均粒径0.4μm、粒子形状球状、ガラス転移温度285℃、融点なし、熱分解温度455℃、非晶質、熱可塑性。融点を有しない熱可塑性樹脂粉末に該当。
[実施例6のポリエーテルエーテルケトン樹脂粉末]
平均粒径20μm、粒子形状不規則形状、比重1.30、ガラス転移温度143℃、融点334℃、熱分解温度500℃以上、結晶質、熱可塑性。融点が250℃より高い熱可塑性樹脂粉末に該当。
示差熱熱重量同時測定装置(島津製作所株式会社製DTG−60AH型)を用い、大気雰囲気にて、焼結性銀粒子を昇温速度20℃/分にて室温(約25℃)から500℃まで昇温して、加熱前の質量に対する減量率を被覆剤量とした。
目視で粉末状であることを観察しておこなった。
樹脂粉末メーカーの製品資料の特性値である。
熱分解温度の提示がない場合は、示差熱熱重量同時測定装置(島津製作所株式会社製DTG−60AH型)を用い、大気雰囲気にて、樹脂粉末を昇温速度20℃/分にて室温(約25℃)から500℃まで昇温して、加熱前の質量に対し、質量減少が5%に達した温度を熱分解温度とした。
3mlシリンジ(EFD,Inc.社製)にペースト状銀粒子組成物を1ml充填し、25℃で3日間静置した。次いで、該シリンジの先端に、内径0.14mmであり長さが13mmの金属ニードル(武蔵エンジニアリング株式会社製)を取り付け、1秒間隔で圧力200kPaの加圧有りと加圧なしを繰り返して吐出し、全量吐出するまでに、該金属ニードル内で詰まりが発生するか否かを調べた。全量吐出しても詰まりが発生しなかった場合は、詰まりなし(吐出性良好)、保存安定性良好と判断した。全量吐出する前に詰まりが発生した場合は、詰まりあり(吐出性不良)、保存安定性不良と判断した。
幅50mm×長さ50mm×厚さ2.0mmのガラス板上に、幅10mm×長さ10mmの開口部を有する2mm厚のメタルマスクを用いて、ペースト状銀粒子組成物を塗布し、200℃の強制循環式オーブン内で1時間加熱して板状の焼結物とした。
ガラス板からはがした該板状の焼結物について、JIS K 7194に準じた方法により体積抵抗率(単位;Ω・cm)を測定した。
幅50mm×長さ50mm×厚さ2.0mmのガラス板上に、幅10mm×長さ10mmの開口部を有する2mm厚のメタルマスクを用いて、ペースト状銀粒子組成物を塗布し、200℃の強制循環式オーブン内で1時間加熱して板状の焼結物とした。
ガラス板からはがした該板状の焼結物について、レーザーフラッシュ法により熱伝導率(単位;W/m・K)を測定した。
幅25mm×長さ70mm×厚さ1.0mmの銀メッキ基板(銀純度99.99%)上に、10mmの間隔をおいて4つの幅2.5mm×長さ2.5mmの開口部を有する100μm厚のメタルマスクを用いて、ペースト状銀粒子組成物を塗布した。塗布したペースト状銀粒子組成物の上に、幅2.5mm×長さ2.5mm×厚さ1mmの金メッキしたシリコンチップ(金メッキチップ)をそれぞれ搭載した後、200℃の強制循環式オーブン内で1時間加熱して、該ペースト状銀粒子組成物中の焼結性銀粒子を焼結することにより、該銀メッキ基板と該金メッキチップを接合した。
[接合体の接着強さ]において示した方法と同様にして作製した接着強さ測定用試験体を、200℃の強制循環式オーブン内に500時間放置する高温エージング試験を行った後、[接合体の接着強さ]において示した方法と同様にして接着強さを測定した。
焼結性銀粒子(A)である、硝酸銀の還元法で製造され、平均粒径が1.2μmであり、表面がステアリン酸で被覆された(ステアリン酸量は0.5質量%である)粒状の銀粒子100部、揮発性分散媒(B)であるオクタンジオール(協和発酵ケミカル株式会社製)10部、および、樹脂粉末(C)である上記ポリイミド樹脂粉末0.5部、を室温(約25℃)で、ステンレス製の釜と撹拌羽を有するミキサーで撹拌して混合し、ペースト状銀粒子組成物を調製した。ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷等の発生は見られなかった。
以上の結果を表1にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、焼結物の導電性および熱伝導性が高く、しかも、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を強固に接合でき、高温エージング試験後の接着強さが優れ、安定している。
焼結性銀粒子(A)である、硝酸銀の還元法で製造され、平均粒径が0.08μmであり、表面がオクタン酸で被覆された(オクタン酸量は1.0質量%である)球状の銀粒子100部、揮発性分散媒(B)であるオクタンジオール(協和発酵ケミカル株式会社製)14部、および、樹脂粉末(C)である上記ポリイミド樹脂粉末1.0部、を室温(約25℃)で、ステンレス製の釜と撹拌羽を有するミキサーで撹拌して混合し、ペースト状銀粒子組成物を調製した。ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷等の発生は見られなかった。
以上の結果を表1にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、焼結物の導電性および熱伝導性が高く、しかも、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を強固に接合でき、高温エージング試験後の接着強さも安定している。
焼結性銀粒子(A)である、硝酸銀の還元法で製造され、平均粒径が1.2μmであり、表面が高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社製のDISPERBYK-2020(酸価:37mgKOH/g、アミン価:36mgKOH/g)で被覆された(DISPERBYK-2020量は0.3量%である)粒状の銀粒子100部、揮発性分散媒(B)であるα-ターピネオール(和光純薬工業株式会社製)10部、および、樹脂粉末(C)である上記エポキシ樹脂硬化物粉末0.3部、を室温(約25℃)で、ステンレス製の釜と撹拌羽を有するミキサー内で撹拌して混合し、ペースト状銀粒子組成物を調製した。ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷等の発生は見られなかった。
以上の結果を表1にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、焼結物の導電性および熱伝導性が高く、しかも、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を強固に接合でき、高温エージング試験後の接着強さも安定している。
焼結性銀粒子(A)である、硝酸銀の還元法で製造され、平均粒径が1.2μmであり、表面が有機アミンである1,2−プロパンジアミンで被覆された(1,2−プロパンジアミン量は0.2量%である)粒状の銀粒子100部、揮発性分散媒(B)であるα-ターピネオール(和光純薬工業株式会社製)10部、および、樹脂粉末(C)である上記ポリイミド樹脂粉末0.3部、を室温(約25℃)で、ステンレス製の釜と撹拌羽を有するミキサー内で撹拌して混合し、ペースト状銀粒子組成物を調製した。ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷等の発生は見られなかった。
以上の結果を表2にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、焼結物の導電性および熱伝導性が高く、しかも、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を強固に接合でき、高温エージング試験後の接着強さも安定している。
焼結性銀粒子(A)である、硝酸銀の還元法で製造され、平均粒径が1.2μmであり、表面がステアリン酸で被覆された(ステアリン酸量は0.5質量%である)粒状の銀粒子100部、揮発性分散媒(B)であるオクタンジオール(協和発酵ケミカル株式会社製)10部、および、樹脂粉末(C)である上記ポリアミドイミド樹脂粉末2.0部、を室温(約25℃)で、ステンレス製の釜と撹拌羽を有するミキサー内で撹拌して混合し、ペースト状銀粒子組成物を調製した。ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷等の発生は見られなかった。
以上の結果を表2にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、焼結物の導電性および熱伝導性が高く、しかも、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を強固に接合でき、高温エージング試験後の接着強さが優れ、安定している。
焼結性銀粒子(A)である、硝酸銀の還元法で製造され、平均粒径が1.2μmであり、表面がステアリン酸で被覆された(ステアリン酸量は0.5質量%である)粒状の銀粒子100部、揮発性分散媒(B)であるオクタンジオール(協和発酵ケミカル株式会社製)10部、および、樹脂粉末(C)である上記ポリエーテルエーテルケトン樹脂粉末0.3部、を室温(約25℃)で、ステンレス製の釜と撹拌羽を有するミキサー内で撹拌して混合し、ペースト状銀粒子組成物を調製した。ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷等の発生は見られなかった。
以上の結果を表2にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、焼結物の導電性および熱伝導性が高く、しかも、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を強固に接合でき、高温エージング試験後の接着強さが優れ、安定している。
実施例1において、樹脂粉末(C)である上記ポリイミド樹脂粉末を配合しないほかは同様にして、ペースト状銀粒子組成物を調製した。ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷等の発生は見られなかった。
以上の結果を表3にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、焼結物の導電性および熱伝導性が高く、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を強固に接合できるが、高温エージング試験後の接着強さが安定しない。
焼結性銀粒子(A)である、硝酸銀の還元法で製造され、平均粒径が1.2μmであり、表面がステアリン酸で被覆された(ステアリン酸量は0.5質量%である)粒状の銀粒子100部、揮発性分散媒(B)であるオクタンジオール(協和発酵ケミカル株式会社製)10部、および、セラミックであるSIC粒子(平均粒径3μm、粒子形状不規則形状、融点なし、熱分解温度はなしである)1.0部、を室温(約25℃)で、ステンレス製の釜と撹拌羽を有するミキサーで撹拌して混合し、ペースト状銀粒子組成物を調製した。しかし、ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷の発生が見られた。
以上の結果を表3にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、焼結物の導電性および熱伝導性が高く、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を強固に接合でき、高温エージング試験後の接着強さも安定しているが、ミキサーの釜の内部と撹拌羽を傷つけるという問題がある。
焼結性銀粒子(A)である、硝酸銀の還元法で製造され、平均粒径が1.2μmであり、表面がステアリン酸で被覆された(ステアリン酸量は0.5質量%である)粒状の銀粒子100部、揮発性分散媒(B)であるオクタンジオール(協和発酵ケミカル株式会社製)10部、および、樹脂粉末であるポリエチレン樹脂粉末(平均粒径10μm、融点は110℃、熱分解温度は270℃である)0.5部、を室温(約25℃)で、ステンレス製の釜と撹拌羽を有するミキサーで撹拌して混合し、ペースト状銀粒子組成物を調製した。ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷等の発生は見られなかった。
以上の結果を表3にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、焼結物の導電性および熱伝導性が高く、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を強固に接合できるが、高温エージング試験後の接着強さが安定しない。
[熱硬化性液状エポキシ樹脂組成物の調製]
遊星式ミキサー中で、三菱化学株式会社製多官能タイプエポキシ樹脂(商品名:jER152、粘度1.5Pa・s(52℃)、エポキシ当量177g)97部、硬化剤として三菱化学株式会社製の2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール3部を均一に混合することにより、25℃で液状の熱硬化性エポキシ樹脂組成物を調製した。このエポキシ樹脂組成物を200℃で1時間加熱して生成した硬化物のガラス転移温度は、178℃であった。
遊星式ミキサー内で、硝酸銀の湿式還元法で製造され,平均粒径が1.2μmであり,表面がオレイン酸で被覆された(オレイン酸量は0.5質量%である)粒状の加熱焼結性銀粒子100.0部、揮発性分散媒としてオクタンジオール(協和発酵ケミカル株式会社製)12.0部、および、参考例で調製した25℃で液状の熱硬化性液状エポキシ樹脂組成物1.0部を均一に混合してペースト状銀粒子組成物を調製した。ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷等の発生は見られなかった。
以上の結果を表4にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、銀粒子の焼結物の導電性、熱伝導性は高いものの、吐出性と保存安定性が不良であった。ペースト状銀粒子組成物の調製後、経時的に熱硬化性液状エポキシ樹脂組成物がシリンジ内でゲル化したものと思われる。
遊星式ミキサー内で、硝酸銀の湿式還元法で製造され,平均粒径が1.2μmであり,表面がオレイン酸で被覆された(オレイン酸量は0.5質量%である)粒状の加熱焼結性銀粒子100.0部、揮発性分散媒としてオクタンジオール(協和発酵ケミカル株式会社製)12.0部、および、参考例で調製した25℃で液状の熱硬化性液状エポキシ樹脂組成物5.5部を均一に混合してペースト状銀粒子組成物を調製した。ミキサーの釜の内部、撹拌羽に擦り傷等の発生は見られなかった。
以上の結果を表4にまとめて示した。このペースト状銀粒子組成物は、銀粒子の焼結物の導電性、熱伝導性は高いものの、吐出性と保存安定性が不良であった。ペースト状銀粒子組成物の調製後、経時的に熱硬化性液状エポキシ樹脂組成物がシリンジ内でゲル化したものと思われる。
1 銀基板
2 ペースト状銀粒子組成物(加熱して焼結後は空隙を有する固形状銀)
3 Auメッキしたシリコンチップまたは銀チップ
Claims (13)
- (A)脂肪酸、高分子分散剤および有機アミンからなる群から選択される被覆剤で表面被覆された平均粒径が0.01〜10μmである焼結性銀粒子と、
(B)揮発性分散媒と、
(C)融点を有しない樹脂粉末または融点が250℃より高い樹脂粉末とからなることを特徴とする、ペースト状銀粒子組成物。 - 該樹脂粉末(C)が、平均粒径0.1〜50μmであり、熱分解温度が250℃より高く、該焼結性銀粒子(A)100質量部に対し、0.01〜5質量部である、請求項1に記載のペースト状銀粒子組成物。
- 前記ペースト状銀粒子組成物の100℃以上250℃以下での加熱による焼結物の体積抵抗率が1×10-5Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上である、請求項1または請求項2に記載のペースト状銀粒子組成物。
- (A)脂肪酸、高分子分散剤および有機アミンからなる群から選択される被覆剤で表面被覆された平均粒径が0.01〜10μmである焼結性銀粒子と、
(B)揮発性分散媒と、
(C)融点を有しない樹脂粉末または融点が250℃より高い樹脂粉末とからなる、ペースト状銀粒子組成物を、
金属製部材(D1)と金属製部材(D2)の間に介在させて、100℃以上250℃以下で加熱することにより、該焼結性銀粒子(A)同士の焼結物により、金属製部材(D1)と金属製部材(D2)を接合することを特徴とする、接合方法。 - 該樹脂粉末(C)が、平均粒径0.1〜50μmであり、熱分解温度が250℃より高く、該焼結性銀粉末(A)100質量部に対し、0.01〜5質量部である、請求項4に記載の接合方法。
- 金属製部材(D1)の材質が、金、銀、銅、白金、パラジウムまたはそれらの合金であり、金属製部材(D2)の材質が、金または金の合金である、請求項4または請求項5に記載の接合方法。
- 金属製部材(D1)が、リードフレームまたは回路基板の金属部分であり、金属製部材(D2)が半導体素子の金属部分である、請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の接合方法。
- 該焼結性銀粒子(A)同士の焼結物の体積抵抗率が1×10-5Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上である、請求項4から請求項7のいずれか1項に記載の接合方法。
- (A)脂肪酸、高分子分散剤および有機アミンからなる群から選択される被覆剤で表面被覆された平均粒径が0.01〜10μmである焼結性銀粒子と、
(B)揮発性分散媒と、
(C)融点を有しない樹脂粉末または融点が250℃より高い樹脂粉末とからなる、ペースト状銀粒子組成物を、半導体素子の金属部分とリードフレームもしくは金属部分を有する回路基板間に介在させた後、100℃以上250℃以下で加熱することにより、該焼結性銀粒子(A)同士の焼結物として、半導体素子の金属部分とリードフレームもしくは回路基板の金属部分を接合することを特徴とする、電子装置の製造方法。 - 該樹脂粉末(C)が、平均粒径0.1〜50μmであり、熱分解温度が250℃より高く、該焼結性銀粒子(A)100質量部に対し、0.01〜5質量部である、請求項9に記載の電子装置の製造方法。
- 該樹脂粉末(C)の融点が、ペースト状銀粒子組成物を半導体素子の金属部分とリードフレームもしくは金属部分を有する回路基板間に介在させた後、100℃以上250℃以下で加熱する際の温度よりも高い、請求項9または請求項10に記載の電子装置の製造方法。
- リードフレームまたは回路基板の金属部分の材質が、金、銀、銅、白金、パラジウム、またはそれらの合金であり、半導体素子の金属部分の材質が、金または金の合金である、請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の電子装置の製造方法。
- 該焼結性銀粒子(A)同士の焼結物の体積抵抗率が1×10-5Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上である、請求項9から請求項12のいずれか1項に記載の電子装置の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018080415 | 2018-04-19 | ||
JP2018080415 | 2018-04-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6502606B1 JP6502606B1 (ja) | 2019-04-17 |
JP2019189936A true JP2019189936A (ja) | 2019-10-31 |
Family
ID=66166680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018143734A Active JP6502606B1 (ja) | 2018-04-19 | 2018-07-31 | ペースト状銀粒子組成物、接合方法および電子装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6502606B1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022009570A1 (ja) * | 2020-07-08 | 2022-01-13 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム、ダイボンディングフィルム、及び半導体装置の製造方法 |
KR20230165351A (ko) | 2021-05-14 | 2023-12-05 | 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 | 은 함유 페이스트 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012164724A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2012218020A (ja) * | 2011-04-07 | 2012-11-12 | Jsr Corp | 接合方法 |
WO2015151136A1 (ja) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | 京セラケミカル株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物、半導体装置及び電気・電子部品 |
-
2018
- 2018-07-31 JP JP2018143734A patent/JP6502606B1/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012164724A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2012218020A (ja) * | 2011-04-07 | 2012-11-12 | Jsr Corp | 接合方法 |
WO2015151136A1 (ja) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | 京セラケミカル株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物、半導体装置及び電気・電子部品 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022009570A1 (ja) * | 2020-07-08 | 2022-01-13 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | ダイシング・ダイボンディング一体型フィルム、ダイボンディングフィルム、及び半導体装置の製造方法 |
KR20230165351A (ko) | 2021-05-14 | 2023-12-05 | 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 | 은 함유 페이스트 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6502606B1 (ja) | 2019-04-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6381738B1 (ja) | ペースト状金属粒子組成物、接合方法および電子装置の製造方法 | |
JP5558547B2 (ja) | ペースト状金属微粒子組成物、固形状金属または固形状金属合金の製造方法、金属製部材の接合方法、プリント配線板の製造方法および電気回路接続用バンプの製造方法 | |
JP6118489B2 (ja) | ペースト状金属粒子組成物、金属製部材接合体の製造方法および多孔質金属粒子焼結物の製造方法 | |
KR102386033B1 (ko) | 페이스트 조성물, 반도체 장치, 및 전기·전자 부품 | |
JP5509283B2 (ja) | 加熱焼結性金属微粒子の製造方法、ペースト状金属微粒子組成物、固形状金属または固形状金属合金の製造方法、金属製部材の接合方法、プリント配線板の製造方法および電気回路接続用バンプの製造方法 | |
JP2009289745A (ja) | 加熱焼結性銀粒子の製造方法、ペースト状銀粒子組成物、固形状銀の製造方法、金属製部材の接合方法、プリント配線板の製造方法および電気回路接続用バンプの製造方法 | |
JP5425962B2 (ja) | 加熱焼結性銀粒子の製造方法、ペースト状銀粒子組成物、固形状銀の製造方法、金属製部材の接合方法、プリント配線板の製造方法および電気回路接続用バンプの製造方法 | |
JP5908571B1 (ja) | ペースト状金属粒子組成物、接合方法および電子装置 | |
JP6857453B2 (ja) | 銅微粒子の製造方法、銅微粒子、ペースト組成物、半導体装置及び電気・電子部品 | |
JP2011095244A (ja) | 有機物被覆金属粒子の加熱焼結性の評価方法、加熱焼結性金属ペーストの製造方法、および金属製部材接合体の製造方法 | |
JP2018152176A (ja) | 接合用銅ペースト及び半導体装置 | |
JP6502606B1 (ja) | ペースト状銀粒子組成物、接合方法および電子装置の製造方法 | |
TW201245364A (en) | Adhesive composition and semiconductor device using same | |
JP2010018832A (ja) | 金属製部材用接合剤、金属製部材接合体の製造方法、金属製部材接合体、および電気回路接続用バンプの製造方法 | |
JP2010053377A (ja) | 金属製部材の接合方法および金属製部材接合体の製造方法 | |
JP2010248617A (ja) | 多孔質銀製シート、金属製部材接合体の製造方法、金属製部材接合体、電気回路接続用バンプの製造方法および電気回路接続用バンプ | |
WO2020044983A1 (ja) | 銅粒子の製造方法、接合用ペーストおよび半導体装置並びに電気・電子部品 | |
JP6210562B2 (ja) | 発光ダイオード装置の製造方法 | |
JP2020013768A (ja) | ペースト状銀粒子組成物、金属製部材接合体の製造方法および多孔質の銀粒子焼結物と樹脂硬化物の複合物の製造方法 | |
JP2012218020A (ja) | 接合方法 | |
JP7064482B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP6713182B1 (ja) | 焼結性銀粒子と揮発性分散媒の選定方法 | |
JP6947280B2 (ja) | 銀ペースト及びその製造方法並びに接合体の製造方法 | |
JP6624620B1 (ja) | ペースト状銀粒子組成物、金属製部材接合体の製造方法および金属製部材接合体 | |
JP7333164B2 (ja) | 導体形成用組成物、及び導体層を有する物品の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190108 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20190108 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20190117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190312 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190321 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6502606 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |