JP5296846B2 - Connection sheet - Google Patents

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Description

本発明は、接続シートに関し、特に、半導体素子と回路基板やセラミック基板等の基板とを接続するための接続シートに関する。   The present invention relates to a connection sheet, and more particularly to a connection sheet for connecting a semiconductor element and a substrate such as a circuit board or a ceramic substrate.

電力の制御や供給等を行う半導体素子（いわゆるパワー半導体素子）と回路基板、セラミック基板およびリードフレーム等の基板との接続では、一般に半田が使用されている。このような半田としては、半田の粉末にフラックスを加えて適当な粘度にしたクリーム半田が主に用いられている。しかしながら、フラックスを用いると、半導体素子表面を汚染する可能性があり、洗浄工程が必要という問題があった。また、近年、環境上の配慮から、鉛を含まない鉛フリー半田材料を用いることが要求されている。パワー半導体の発熱に対応可能な鉛フリー半田材料としてＡｕ−Ｓｎ系半田があるが、高価であるため、実用的ではない。Ａｕ−Ｓｎ系半田より安価な半田材料としてＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田があるが、熱履歴による金属間化合物の成長が信頼性の低下につながるという問題があった。   Generally, solder is used to connect a semiconductor element (so-called power semiconductor element) for controlling or supplying power to a substrate such as a circuit board, a ceramic substrate, or a lead frame. As such solder, cream solder in which flux is added to solder powder to have an appropriate viscosity is mainly used. However, when flux is used, there is a possibility that the surface of the semiconductor element may be contaminated, and there is a problem that a cleaning process is necessary. In recent years, it has been required to use a lead-free solder material that does not contain lead in consideration of the environment. There is Au-Sn solder as a lead-free solder material that can cope with heat generation of power semiconductors, but it is not practical because it is expensive. Sn-Ag-Cu solder is available as a cheaper solder material than Au-Sn solder, but there is a problem that growth of intermetallic compounds due to thermal history leads to a decrease in reliability.

半田を用いない接合部材として、熱硬化性樹脂に導電性を持つ微細な金属粒子を混ぜ合わせたものを膜状に成形した異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film：ＡＣＦ）がある。しかしながら、ＡＣＦは、高熱による熱硬化性樹脂の劣化が懸念されるため、発熱量の大きいパワー半導体の接続には適さない。   As a joining member that does not use solder, there is an anisotropic conductive film (ACF) in which a thermosetting resin is mixed with fine conductive metal particles and formed into a film shape. However, ACF is not suitable for connecting power semiconductors that generate a large amount of heat because there is a concern about deterioration of the thermosetting resin due to high heat.

また、他の半田を用いない接合部材として、近時では金属微粒子を含むペースト（ 以下、金属ペーストという）がある（例えば、特許文献１参照）。 金属ペーストは、金属微粒子に、保存時や製造工程中の金属微粒子同士の凝縮を防止する有機分散剤と、接合時に有機分散剤と反応して有機分散剤を除去する分散補助物質とを添加し、これに溶剤等を混合させてペースト状にしたものである。金属微粒子は、少なくとも粒径が１ｎｍ〜５００ｎｍ程度の極めて微細な粒子を含むものであり、表面は活性状態である。   In addition, recently, there is a paste containing metal fine particles (hereinafter referred to as a metal paste) as a joining member that does not use solder (see, for example, Patent Document 1). In the metal paste, an organic dispersant that prevents condensation between metal fine particles during storage or during the manufacturing process and a dispersion auxiliary material that reacts with the organic dispersant during bonding to remove the organic dispersant are added to the metal fine particles. These are mixed with a solvent or the like to make a paste. The metal fine particles include at least extremely fine particles having a particle diameter of about 1 nm to 500 nm, and the surface is in an active state.

金属ペーストを用いて半導体素子と基板とを接合するには、半導体素子及び／又は基板の接合面に金属ペーストをディスペンサー、又はスクリーン印刷により塗布し、１５０℃〜３００℃で所定時間（１分〜１時間程度）加熱する。これにより、有機分散剤と分散補助材とが反応して有機分散剤が除去され、同時に溶剤も揮発して除去される。有機分散剤や溶剤が除去されると、活性状態にある金属微粒子同士が互いに結合し、その金属成分の単体膜となる。   In order to bond the semiconductor element and the substrate using the metal paste, the metal paste is applied to the bonding surface of the semiconductor element and / or the substrate by a dispenser or screen printing, and is performed at 150 to 300 ° C. for a predetermined time (1 minute to 1 minute). Heat for about 1 hour). As a result, the organic dispersant and the dispersion aid react to remove the organic dispersant, and at the same time, the solvent is volatilized and removed. When the organic dispersant and the solvent are removed, the metal fine particles in the active state are bonded to each other to form a single film of the metal component.

特開２００６−３５２０８０号公報JP 2006-352080 A

金属ペーストをディスペンサーやスクリーン印刷を用いて、接合面に塗布する場合、予備乾燥が必要となり、工程が煩雑になるという問題があった。さらに、スクリーン印刷では、塗布厚の調整が難しいという問題があった。また、金属ペーストをディスペンサーやスクリーン印刷を用いて、接合面に塗布する場合、溶剤等の量を調節して、金属ペーストの粘度をある程度低くする必要がある。しかしながら、粘度を下げるために、金属微粒子の量に対して溶剤等の量を多くすると、接合時に金属粒子間にボイドが発生して接続信頼性が低下するという問題があった。   When the metal paste is applied to the joint surfaces using a dispenser or screen printing, there is a problem that preliminary drying is required and the process becomes complicated. Furthermore, screen printing has a problem that it is difficult to adjust the coating thickness. Moreover, when applying a metal paste to a joining surface using dispenser or screen printing, it is necessary to adjust the quantity of a solvent etc. and to make the viscosity of a metal paste low to some extent. However, if the amount of the solvent or the like is increased with respect to the amount of the metal fine particles in order to reduce the viscosity, there has been a problem that voids are generated between the metal particles at the time of joining and connection reliability is lowered.

発明者らが鋭意検討の結果、ボイドの発生を低減するためには、金属微粒子の含有量を多くすることが有効であることがわかった。そこで、低粘度の金属ペーストをスクリーン印刷等を用いて接合面に塗布し、予備乾燥を行うことにより、溶剤分を除去して金属微粒子の含有量を多くした後にボンディングすることも考えられる。   As a result of intensive studies by the inventors, it has been found that increasing the content of metal fine particles is effective in reducing the generation of voids. Therefore, it is also conceivable to bond after the low viscosity metal paste is applied to the joint surfaces by screen printing or the like and pre-dried to remove the solvent and increase the content of metal fine particles.

しかしながら、低粘度の金属ペーストを接合面に塗布して予備乾燥すると、予備乾燥時に塗膜にクラックが発生するという問題があった。また、接合面に塗布する前に金属ペーストの金属微粒子の含有量を多くすると、金属ペーストの粘度が非常に高くなり、ディスペンサーやスクリーン印刷を用いて接合面に均一に塗布することが困難であるという問題があった。   However, when a low-viscosity metal paste is applied to the joint surface and preliminarily dried, there is a problem that cracks occur in the coating film during predrying. Further, if the content of the metal fine particles in the metal paste is increased before being applied to the bonding surface, the viscosity of the metal paste becomes very high, and it is difficult to uniformly apply to the bonding surface using a dispenser or screen printing. There was a problem.

また、低粘度の金属ペーストの場合、取り扱いが困難であるという問題があった。さらに、低粘度の金属ペーストの場合、保存時には安定した分散性を維持するため冷凍しておき、使用時には予め常温に戻しておく必要があり、手間がかかるという問題があった。   Further, in the case of a low-viscosity metal paste, there is a problem that it is difficult to handle. Further, in the case of a low-viscosity metal paste, it is necessary to freeze it in order to maintain stable dispersibility during storage, and to return to room temperature in advance during use, which is troublesome.

そこで、本発明の目的は、保存時及び使用時に手間がかからず、取り扱いが容易で、接合時にボイドが発生するのを低減することができる接続シートを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a connection sheet that does not require time and effort during storage and use, is easy to handle, and can reduce the occurrence of voids during joining.

以上のような目的を達成するため、本発明による接続シートは、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。   In order to achieve the above object, a connection sheet according to the present invention is a connection sheet for connecting a semiconductor element and a substrate, and includes a bonding layer in which a metal paste is formed in a sheet shape, and one of the bonding layers. And a first protective film that protects the bonding layer. The bonding layer includes metal fine particles and an organic dispersant, and the organic dispersant is removed by heating. The metal fine particles are bonded to each other.

また、本発明に係る接続シートは、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が好ましい。   Moreover, it is preferable that the connection sheet which concerns on this invention has a liquid layer in the interface of the said joining layer and said 1st protective film.

また、本発明に係る接続シートは、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が好ましい。   In the connection sheet according to the present invention, the area of one surface of the bonding layer is preferably smaller than the area of the other surface.

また、本発明に係る接続シートは、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有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the connection sheet which concerns on this invention has a 2nd protective film in the surface side opposite to the said 1st protective film of the said joining layer.

また、本発明に係る接続シートは、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が好ましい。   Moreover, it is preferable that the connection sheet which concerns on this invention has a liquid layer in the interface of the said joining layer and said 2nd protective film.

また、本発明に係る接続シートは、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（粘着物）を介して第三の保護フィルム２６を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the connection sheet which concerns on this invention has the 3rd protective film 26 through the adhesive (adhesive material) on the surface side opposite to the said joining layer of said 2nd protective film.

また、本発明に係る接続シートは、前記金属微粒子が、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が好ましい。   In the connection sheet according to the present invention, the metal fine particles are one kind of fine particles selected from the metal element group consisting of silver, gold, copper, aluminum, nickel, platinum, tin, antimony and palladium, and the metal element group. Fine particles mixed with two or more selected, fine particles made of an alloy of two or more elements selected from the metal element group, one fine particle selected from the metal element group, or two or more selected from the metal element group It is preferable to be a fine particle obtained by mixing fine particles mixed with fine particles made of an alloy of two or more elements selected from the metal element group, oxides thereof, or hydroxides thereof.

また、本発明に係る接続シートは、前記第一の保護フィルムが、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が好ましい。   In the connection sheet according to the present invention, the first protective film is preferably a polyethylene film or a polystyrene film having a thickness of 10 to 300 μm.

また、本発明に係る接続シートは、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が好ましい。   In the connection sheet according to the present invention, the second protective film is preferably a polyethylene film or a polystyrene film having a thickness of 10 to 300 μm.

また、本発明に係る接続シートは、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が好ましい。   In the connection sheet according to the present invention, the thickness of the first protective film is larger than the thickness of the second protective film, and the area of the bonding layer on the second protective film side is the first protective film. It is preferable that the area is smaller than the area on the protective film side.

また、本発明に係る接続シートは、前記金属微粒子の一次粒子の平均粒子径が、１ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。   In the connection sheet according to the present invention, the average particle diameter of primary particles of the metal fine particles is preferably 1 nm to 500 nm.

また、本発明に係る接続シートは、前記金属ペースト中の前記金属微粒子の質量比が、３０質量％以上９０質量％以下であることが好ましい。   In the connection sheet according to the present invention, the mass ratio of the metal fine particles in the metal paste is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less.

また、本発明に係る接続シートは、前記金属ペーストの振動式粘度計で測定される２５℃における粘度が、２００Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。   In the connection sheet according to the present invention, the viscosity of the metal paste at 25 ° C. measured with a vibration viscometer is preferably 200 Pa · s or more.

本発明の接続シートによれば、金属ペーストがシート状に形成されているため、常温の状態でも安定した分散性が維持でき、保存時に冷凍したり、使用に常温に戻す手間がかからない。また、シート状であるため、取り扱いが容易である。さらに、金属ペーストの金属微粒子の含有量を多くすることができるため、接合時にボイドが発生するのを低減することができる。また、金属ペーストがシート状に形成されており、寸法・厚み精度が高いため、半導体の製造工程において複数の半導体素子を一括して基板に接合することができる。また、半導体の製造工程において予備乾燥が必要ないため、工数が少なくてすむ。   According to the connection sheet of the present invention, since the metal paste is formed in a sheet shape, stable dispersibility can be maintained even at room temperature, and it does not take time to freeze during storage or return to room temperature for use. Moreover, since it is a sheet form, handling is easy. Furthermore, since the content of the metal fine particles in the metal paste can be increased, it is possible to reduce the occurrence of voids during bonding. Further, since the metal paste is formed in a sheet shape and has high dimensional / thickness accuracy, a plurality of semiconductor elements can be collectively bonded to the substrate in the semiconductor manufacturing process. In addition, since pre-drying is not necessary in the semiconductor manufacturing process, the number of steps can be reduced.

本実施形態に係る接続シートを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the connection sheet which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る接続シートを製造する方法を模式的に説明する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates typically the method to manufacture the connection sheet which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る接続シートを製造する方法を模式的に説明する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates typically the method to manufacture the connection sheet which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る接続シートを用いて半導体装置を製造する方法を模式的に説明する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates typically the method to manufacture a semiconductor device using the connection sheet which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る接続シートを用いて半導体装置を製造する方法を模式的に説明する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates typically the method to manufacture a semiconductor device using the connection sheet which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る接続シートの変形例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the modification of the connection sheet which concerns on this embodiment.

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施形態に係る接続シート１は、図１に示すように、金属ペーストをシート状に形成した接合層２を有しており、接合層２の一方の面側には、液体層３ａを介して第一の保護フィルム４が設けられている。また、接合層２の他方の面側には、液体層３ｂを介して第二の保護フィルム５が設けられている。   As shown in FIG. 1, the connection sheet 1 according to the embodiment includes a bonding layer 2 in which a metal paste is formed into a sheet shape, and a liquid layer 3 a is provided on one surface side of the bonding layer 2. A first protective film 4 is provided. Moreover, the 2nd protective film 5 is provided in the other surface side of the joining layer 2 through the liquid layer 3b.

以下、本実施形態に係る接続シート１の各構成要素について詳細に説明する。   Hereinafter, each component of the connection sheet 1 according to the present embodiment will be described in detail.

（接合層２）
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。 (Joining layer 2)
The bonding layer 2 is formed by forming a metal paste 9 (see FIG. 2) into a sheet shape, and is a semiconductor element 17 (see FIG. 4E), particularly a so-called power semiconductor element and circuit for controlling and supplying power. The semiconductor element 17 and the board | substrate 16 are connected by sintering in the state interposed between board | substrates 16 (refer FIG.4 (E)), such as a board | substrate or a ceramic substrate.

金属ペースト９は、金属微粒子に、保存時や製造工程中の金属微粒子同士の凝縮を防止する有機分散剤と、接合時に有機分散剤と反応して有機分散剤を除去する分散補助物質とを添加し、溶剤を混合させてペースト状にしたものである。   In the metal paste 9, an organic dispersant that prevents condensation of metal fine particles during storage or during the manufacturing process and a dispersion auxiliary substance that reacts with the organic dispersant during bonding to remove the organic dispersant are added to the metal fine particles. Then, a solvent is mixed to make a paste.

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が好ましい。また、金属微粒子の平均粒径（一次粒子の平均粒子径）は、１ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。金属微粒子の一次粒子の平均粒子径が１ｎｍ以上で焼成により均質な粒子径と空孔を有する多孔質体を形成することが可能になり、一方、５００ｎｍ以下で精密な導電パターンを形成することができる。より好ましくは、５ｎｍ〜２００ｎｍ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。 The metal fine particles are one kind of fine particles selected from the metal element group consisting of silver, gold, copper, aluminum, nickel, platinum, tin, antimony and palladium, and fine particles obtained by mixing two or more kinds selected from the metal element group, Fine particles made of an alloy of two or more elements selected from the metal element group, one fine particle selected from the metal element group, or a mixture of two or more selected from the metal element group and the metal element group It is preferable to use fine particles obtained by mixing fine particles made of an alloy of two or more elements, oxides thereof, or hydroxides thereof. Moreover, it is preferable that the average particle diameter (average particle diameter of a primary particle) of metal fine particles is 1 nm-500 nm. It is possible to form a porous body having a uniform particle size and pores by firing when the average particle size of the primary particles of the metal fine particles is 1 nm or more, while forming a precise conductive pattern at 500 nm or less. it can. More preferably, it is 5 nm-200 nm.
Here, the average particle diameter of primary particles means the average diameter of primary particles that are individual metal fine particles constituting secondary particles. The primary particle diameter can be measured using an electron microscope. The average particle size means the number average particle size of primary particles. Further, the content of the metal fine particles is preferably 30 to 90% of the total mass in order to maintain the shape of the metal paste as a high-viscosity product and obtain a more stable bonding force. If metal fine particles having an average primary particle diameter of 1 nm to 500 nm are contained in a predetermined ratio, preferably 30 to 90% of the total mass, other metal fine particles having a particle diameter of 0.5 to 50 μm are included. May be.

有機分散剤としては、公知のものを適宜使用することができるが、好ましいものとして、２５℃において液状であるアルコール及び／もしくは多価アルコールが挙げられ、また、２５℃において液状であるアルコール及び／もしくは多価アルコールと、２５℃において固形状のアルコール及び／もしくは多価アルコールとを混合したものが挙げられる。   As the organic dispersant, known ones can be used as appropriate. Preferred examples include alcohols and / or polyhydric alcohols that are liquid at 25 ° C., and alcohols that are liquid at 25 ° C. and / or Or what mixed the polyhydric alcohol and solid alcohol and / or a polyhydric alcohol in 25 degreeC is mentioned.

分散補助物質としては、公知のものを適宜使用することができるが、金属微粒子の分散性、焼結性の向上等を考慮すると、アミド基を有する化合物、アミン化合物等を用いることが好ましい。   As the dispersion auxiliary substance, known substances can be used as appropriate. However, in consideration of improvement in dispersibility and sintering property of metal fine particles, it is preferable to use a compound having an amide group, an amine compound, or the like.

金属ペースト９すなわち接合層２の粘度は、振動式粘度計で測定される２５℃における粘度が２００Ｐａ・ｓ以上であり、好ましくは４００Ｐａ・ｓである。金属ペースト９の粘度は、ＪＩＳ Ｚ８８０３ （２０１１）に則って測定したものであり、「（株）セコニック製、振動式粘度計 ＶＭ１００Ａ」により測定した時の値である。金属ペースト９の粘度が２００Ｐａ・ｓ以上であると、成形性・ハンドリング性が優れ、金属ペースト９の粘度が２００Ｐａ・ｓ未満であると、保護フィルムが剥離しにくくなり、接合層を破損するおそれが生じる。金属ペースト９の粘度を２００Ｐａ・ｓ以上とするには、金属微粒子の含有量、溶剤の量などを調整するとよい。また、金属ペースト中の金属微粒子の含有割合は、３０質量％〜９０質量％であることが好ましい。金属微粒子の含有割合がこの範囲であると、良好な焼結状態が得られるため、接合強度が増す。   The viscosity of the metal paste 9, that is, the bonding layer 2, is 200 Pa · s or more, preferably 400 Pa · s, at 25 ° C. as measured with a vibration viscometer. The viscosity of the metal paste 9 is measured in accordance with JIS Z8803 (2011), and is a value when measured by “Seconic Corporation, Vibrating Viscometer VM100A”. If the viscosity of the metal paste 9 is 200 Pa · s or more, the moldability and handling properties are excellent, and if the viscosity of the metal paste 9 is less than 200 Pa · s, the protective film is difficult to peel off and the bonding layer may be damaged. Occurs. In order to set the viscosity of the metal paste 9 to 200 Pa · s or more, the content of the metal fine particles, the amount of the solvent, and the like may be adjusted. Moreover, it is preferable that the content rate of the metal microparticle in a metal paste is 30 mass%-90 mass%. When the content ratio of the metal fine particles is within this range, a good sintered state can be obtained, so that the bonding strength is increased.

接合層２は、一方の面の面積が、他方の面の面積よりも小さくなっている。より具体的には、接合層２の第二の保護フィルム５側の面、すなわち本実施の形態による接続シート１を使用する際に最初に剥離される保護フィルム側の面の面積が、他方の面の面積よりも小さくなっており、断面形状が略台形になっている。これにより、第二の保護フィルム５側の方が、第一の保護フィルム４側よりも剥離が容易になるため、最初に第二の保護フィルム５を剥離する際に、誤って第一の保護フィルム４側から接合層２が剥離してしまうのを防止することができる。なお、本実施の形態においては、接合層２の断面形状を略台形としたが、これに限定されるものではなく、接合層２の第二の保護フィルム５側の面の外周部にＲを形成してもよいし、接合層２の第二の保護フィルム５側の面の中央部に凹部を形成してもよい。   The bonding layer 2 has an area on one side smaller than an area on the other side. More specifically, the area of the surface of the bonding layer 2 on the second protective film 5 side, that is, the surface of the protective film side peeled first when using the connection sheet 1 according to the present embodiment, It is smaller than the surface area, and the cross-sectional shape is substantially trapezoidal. Thereby, since the second protective film 5 side is easier to peel than the first protective film 4 side, when the second protective film 5 is peeled for the first time, the first protection film is accidentally removed. It can prevent that the joining layer 2 peels from the film 4 side. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the bonding layer 2 is substantially trapezoidal, but the present invention is not limited to this, and R is applied to the outer peripheral portion of the surface of the bonding layer 2 on the second protective film 5 side. You may form, and you may form a recessed part in the center part of the surface by the side of the 2nd protective film 5 of the joining layer 2. FIG.

接合層２の第二の保護フィルム５側の面の面積を第一の保護フィルム４側の面の面積よりも小さくするには、接続シート１を所望のサイズに切断する際の刃先の角度や、切断速度、接合層２の粘度等を適宜調整するとよい。   In order to make the area of the surface on the second protective film 5 side of the bonding layer 2 smaller than the area of the surface on the first protective film 4 side, the angle of the blade edge when cutting the connection sheet 1 to a desired size, The cutting speed, the viscosity of the bonding layer 2 and the like may be adjusted as appropriate.

なお、本実施の形態においては、第一の保護フィルム４の他に、第二の保護フィルム５も設けたため、最初に剥離する第二の保護フィルム５側の接合層２の面積を、第一の保護フィルム４側の面積よりも小さくしたが、第一の保護フィルム４のみを設けるようにしてもよく、その場合、第一の保護フィルム４側の接合層２の面積を小さくすると、第一の保護フィルム４が剥離しやすくなる。   In addition, in this Embodiment, since the 2nd protective film 5 was also provided other than the 1st protective film 4, the area of the joining layer 2 by the side of the 2nd protective film 5 peeled first is made into 1st. However, the first protective film 4 alone may be provided. In that case, if the area of the bonding layer 2 on the first protective film 4 side is reduced, The protective film 4 is easily peeled off.

（保護フィルム）
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。 (Protective film)
As the first protective film 4 and the second protective film 5, known ones such as polyethylene-based, polystyrene-based, polyethylene terephthalate (PET) -based, and other films subjected to release treatment can be used. From the viewpoint of having a hardness suitable for rolling and holding the metal paste 9, it is preferable to use a polyethylene film or a polystyrene film. The thickness of the protective film is not particularly limited and may be appropriately set, but is preferably 10 to 300 μm.

本実施の形態では、第一の保護フィルム４の厚みが、第二の保護フィルム５の厚みより大きくなっている。これにより、第二の保護フィルム５側の方が、第一の保護フィルム４側よりも剥離しやすくなり、接続シート１を使用する際に、最初に第二の保護フィルム５を剥離しようとしたときに、第一の保護フィルム４側から接合層２が剥離してしまうのを防止することができる。   In the present embodiment, the thickness of the first protective film 4 is larger than the thickness of the second protective film 5. Thereby, the second protective film 5 side is easier to peel off than the first protective film 4 side, and when the connection sheet 1 is used, the second protective film 5 is first peeled off. Sometimes, the bonding layer 2 can be prevented from peeling off from the first protective film 4 side.

（液体層３）
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。 (Liquid layer 3)
The liquid layer 3 makes it easy for the bonding layer 2 to be held by the first protective film 4 and the second protective film 5 by wettability (surface tension), and the bonding layer 2 is used for the first protective film 4 and the second protective film. In order to prevent the film 5 from falling off, it is a part of the components of the metal paste 9 and is formed of a dispersion medium, water absorbed by the dispersion medium, a solvent, or the like. Although the thickness of the liquid layer 3 can be designed suitably, it is preferable that it is 0.1 micrometer-10 micrometers. The thickness of the liquid layer can be adjusted by the ratio of the dispersion medium in the metal paste, the components of the dispersion medium, and the like.

＜接続シート１を製造する方法＞
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。 <Method for Manufacturing Connection Sheet 1>
Next, a method for manufacturing the connection sheet 1 according to the present embodiment will be described.

まず、金属ペースト９を調製する。金属ペースト９の調製方法としては、公知の方法を用いることができるが、一次粒子の平均粒子径が１ｎｍ〜５００ｎｍである金属微粒子を３０〜９０質量％、残部を２５℃において液状であるアルコール及び／もしくは多価アルコールとすることが好ましい。なお、２５℃において固形状のアルコール及び／もしくは多価アルコールを混合することが、同様に好ましい。   First, the metal paste 9 is prepared. As a method for preparing the metal paste 9, a known method can be used, and 30 to 90% by mass of metal fine particles having an average primary particle diameter of 1 nm to 500 nm and a balance of alcohol that is liquid at 25 ° C. and It is preferable to use a polyhydric alcohol. It is also preferable to mix solid alcohol and / or polyhydric alcohol at 25 ° C.

次に、図２に示すように、載置台６の上に、離型フィルム７を載置し、離型フィルム７の上にスペーサー８を配置する。スペーサー８は、例えばＳＵＳ等の金属製の板で、中央部に円形の開口部を有している。スペーサー８の開口部であって離型フィルム７の上に、金属ペースト９を配置し、その上から第一の保護フィルム４をその端部がスペーサー８にかかるように配置する。 Next, as shown in FIG. 2 , the release film 7 is placed on the mounting table 6, and the spacer 8 is placed on the release film 7. The spacer 8 is a metal plate such as SUS, and has a circular opening at the center. The metal paste 9 is disposed on the release film 7 which is the opening of the spacer 8, and the first protective film 4 is disposed over the spacer 8 so that the end of the metal film 9 covers the spacer 8.

そして、プレス機（図示しない）により、金属ペースト９を圧延して円形のシート状に成形する。圧延の条件は、金属ペースト９の量等によって異なるが、例えば、金属ペースト９の量が５ｇである場合、最大荷重１〜１００ｋＮまで荷重を加え、最大荷重に到達後、０．５〜２分保持することにより行うとよい。これにより、金属ペースト９が円形のシート状になるとともに、金属ペースト９の両面には、分散媒、分散媒が吸湿した水、溶剤等の含有成分の一部がしみだし、第一の保護フィルム４と金属ペースト９との間に、液体層３ａが形成される。 By flop-less motor (not shown), formed into a circular sheet by rolling a metal paste 9. The rolling conditions vary depending on the amount of the metal paste 9 and the like. For example, when the amount of the metal paste 9 is 5 g, the load is applied up to a maximum load of 1 to 100 kN and 0.5-2 minutes after reaching the maximum load. This can be done by holding. As a result, the metal paste 9 is formed into a circular sheet, and part of the components such as the dispersion medium, the water absorbed by the dispersion medium, and the solvent ooze out on both surfaces of the metal paste 9 to form the first protective film. A liquid layer 3 a is formed between 4 and the metal paste 9.

その後、離型フィルム７及びスペーサー８を除去し、金属ペースト９の離型フィルム７を除去した側の面に第二の保護フィルム５を貼着する。このとき、シート状の金属ペースト９側に付着していた液状の含有成分の一部が、第二の保護フィルム５との間で濡れ広がって、液体層３ｂが形成される。これにより、第二の保護フィルム５、液体層３ｂ、シート状の金属ペースト９、液体層３ａ、第一の保護フィルム４が積層された積層体が得られる。その後、第一の保護フィルム４の端部の不要部分（スペーサー８にかかっていた部分）を切除する。   Thereafter, the release film 7 and the spacer 8 are removed, and the second protective film 5 is attached to the surface of the metal paste 9 from which the release film 7 has been removed. At this time, a part of the liquid containing component adhering to the sheet-like metal paste 9 side spreads between the second protective film 5 and the liquid layer 3b is formed. Thereby, the laminated body by which the 2nd protective film 5, the liquid layer 3b, the sheet-like metal paste 9, the liquid layer 3a, and the 1st protective film 4 were laminated | stacked is obtained. Then, the unnecessary part (part which hung on the spacer 8) of the edge part of the 1st protective film 4 is excised.

その後、ピナクル型１１（図３参照）の上に積層体を第二の保護フィルム５がピナクル型１１側になるように配置し、その上に押さえ板１２（図３参照）を配置する。なお、押さえ板１２は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる。   Thereafter, the laminate is disposed on the pinnacle mold 11 (see FIG. 3) so that the second protective film 5 is on the pinnacle mold 11 side, and the pressing plate 12 (see FIG. 3) is disposed thereon. The pressing plate 12 is made of, for example, polyethylene terephthalate (PET).

その後、図３に示すように、プレス機１３で１０〜１００ＭＰａの圧力を加えて、ピナクル型１１により、積層体を、接続する半導体素子１６に対応した所定のサイズに切断（フルカット）して、接続シート１を得る。なお、加圧条件は、金属ペーストの量等に応じて適宜設定するとよい。その後、切断された個々の接続シート１のサイズに対応した大きさに仕切り板により仕切られた収納トレイを用意し、この収納トレイの仕切り板に囲われたスペース内に、個々の接続シート１をそれぞれ収納するようにしてもよい。   After that, as shown in FIG. 3, a pressure of 10 to 100 MPa is applied by a press machine 13, and the laminate is cut (full cut) into a predetermined size corresponding to the semiconductor element 16 to be connected by the pinnacle mold 11. The connection sheet 1 is obtained. Note that the pressurizing condition may be appropriately set according to the amount of the metal paste and the like. Thereafter, a storage tray partitioned by a partition plate in a size corresponding to the size of each cut connection sheet 1 is prepared, and each connection sheet 1 is placed in a space surrounded by the partition plate of the storage tray. You may make it each accommodate.

＜半導体装置を製造する方法＞
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。 <Method for Manufacturing Semiconductor Device>
Next, a method for using the connection sheet 1 according to the present embodiment, that is, a method for manufacturing a semiconductor device using the connection sheet 1 will be described.

まず、図４（Ａ）に示すように、吸着治具１４で個片化された接続シート１の第一の保護フィルム４側を吸着して、接続シート１を粘着テープ１５上に移動させ、第二の保護フィルム５側を粘着テープ１５に載置する。そして、図４（Ｂ）に示すように、接続シート１を吸着治具１４で持ち上げ、第二の保護フィルム５を粘着テープ１５に貼着させることにより、第二の保護フィルム５を接合層２から剥離させる。なお、粘着テープ１５としては、セロハンテープ等の基材に粘着剤が塗布された公知の粘着テープを使用することができる。   First, as shown in FIG. 4A, the first protective film 4 side of the connection sheet 1 separated by the suction jig 14 is sucked, and the connection sheet 1 is moved onto the adhesive tape 15, The second protective film 5 side is placed on the adhesive tape 15. And as shown in FIG.4 (B), the connection sheet 1 is lifted with the adsorption jig 14, and the 2nd protective film 5 is stuck on the adhesive tape 15, and the 2nd protective film 5 is joined layer 2 Remove from. In addition, as the adhesive tape 15, the well-known adhesive tape by which adhesives were apply | coated to base materials, such as a cellophane tape, can be used.

その後、図４（Ｃ）に示すように、第二の保護フィルム５が剥離された接続シート１を、半導体素子１７を搭載する基板１６の上に移動させ、載置する。そして、図４（Ｄ）に示すように、第一の保護フィルム４を接合層２から剥離する。その後、図４（Ｅ）に示すように、半導体素子１７を吸着治具１８により吸着して、接合層２の上に移動させ、載置して基板１６、接合層２、半導体素子１７が積層された状態のワーク１９（図５参照）とする。なお、第一の保護フィルム４及び第二の保護フィルム５が剥離された状態の接合層２の両面には、液体層３の一部の液体が付着しているが、この液体は接合層２を形成する金属ペースト９の成分の一部であるため問題ない。   After that, as shown in FIG. 4C, the connection sheet 1 from which the second protective film 5 has been peeled is moved and placed on the substrate 16 on which the semiconductor element 17 is mounted. And the 1st protective film 4 is peeled from the joining layer 2 as shown in FIG.4 (D). Thereafter, as shown in FIG. 4E, the semiconductor element 17 is sucked by the suction jig 18, moved onto the bonding layer 2, and placed thereon, and the substrate 16, the bonding layer 2, and the semiconductor element 17 are laminated. It is assumed that the workpiece 19 is in the finished state (see FIG. 5). A part of the liquid of the liquid layer 3 adheres to both surfaces of the bonding layer 2 in a state where the first protective film 4 and the second protective film 5 are peeled off. There is no problem because it is a part of the components of the metal paste 9 that forms the film.

次に、図５（Ａ）に示すように、レイアップ用のプレス板２０を用意して、ワーク１９をそのプレス板２０上にレイアップし、真空プレス機２１の下熱盤２２上にセットする。プレス板２０は、例えばガラス板やＳＵＳ板等を用いるとよい。その後、図５（Ｂ）に示すように、チャンバー２３を閉じてチャンバー２３内を真空状態にする。そして、図５（Ｃ）に示すように、加圧シリンダー２４により圧力を加えた状態で、ワーク１９を上熱盤２５と下熱盤２２とで挟持して、加熱する。圧力は、４〜１０ＭＰａ、上熱盤２５と下熱盤２２の温度は、２５０〜３５０℃とし、３０〜９０分間加圧及び加熱を行うことが好ましい。   Next, as shown in FIG. 5A, a lay-up press plate 20 is prepared, and the work 19 is laid up on the press plate 20 and set on the lower heating plate 22 of the vacuum press 21. To do. As the press plate 20, for example, a glass plate or a SUS plate may be used. Thereafter, as shown in FIG. 5B, the chamber 23 is closed and the inside of the chamber 23 is evacuated. Then, as shown in FIG. 5C, the work 19 is sandwiched between the upper heating plate 25 and the lower heating plate 22 with the pressure applied by the pressure cylinder 24 and heated. It is preferable that the pressure is 4 to 10 MPa, the temperature of the upper heating plate 25 and the lower heating plate 22 is 250 to 350 ° C., and pressurization and heating are performed for 30 to 90 minutes.

これにより、接合層２中の有機分散剤と分散補助材とが反応して有機分散剤が除去され、同時に溶剤も揮発して除去される。有機分散剤や溶剤が除去されると、活性状態にある金属微粒子同士が互いに結合し、その金属成分の単体膜となり、半導体素子１７の電極と基板１６の電極とが接続される。   As a result, the organic dispersant and the dispersion aid in the bonding layer 2 react to remove the organic dispersant, and at the same time, the solvent is volatilized and removed. When the organic dispersant or solvent is removed, the active metal fine particles are bonded to each other to form a single film of the metal component, and the electrode of the semiconductor element 17 and the electrode of the substrate 16 are connected.

なお、本実施の形態では、保護フィルムとしては、第一の保護フィルム４及び第二の保護フィルム５を用いたが、図６に示すように、第二の保護フィルム５の接合層２と反対の面に粘着剤（図示しない）を介して第三の保護フィルム２６を設けてもよい。この接合シート１００は、第一の保護フィルム４及び第二の保護フィルム５は、接合層２とともに個片化されているが、第三の保護フィルム２６は、切断されておらず、個片化された第一の保護フィルム４、液体層３ａ、接合層２、液体層３ｂ及び第二の保護フィルム５が複数個、第三の保護フィルム２６によって保持された状態となっている。   In this embodiment, as the protective film, the first protective film 4 and the second protective film 5 are used. However, as shown in FIG. 6, it is opposite to the bonding layer 2 of the second protective film 5. You may provide the 3rd protective film 26 through the adhesive (not shown) on this surface. In the bonding sheet 100, the first protective film 4 and the second protective film 5 are separated into pieces together with the bonding layer 2, but the third protective film 26 is not cut and separated into pieces. A plurality of the first protective film 4, the liquid layer 3 a, the bonding layer 2, the liquid layer 3 b, and the second protective film 5 are held by the third protective film 26.

第三の保護フィルム２６としては、第一の保護フィルム４及び第二の保護フィルム５と同様のものを用いることができる。第三の保護フィルム２６の厚さは、適宜設計することができるが、第二の保護フィルム５より厚いことが好ましい。粘着剤としては、粘着剤に使用される公知の塩素化ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を適宜使用することができる。   As the 3rd protective film 26, the thing similar to the 1st protective film 4 and the 2nd protective film 5 can be used. Although the thickness of the 3rd protective film 26 can be designed suitably, it is preferable that it is thicker than the 2nd protective film 5. FIG. As the pressure-sensitive adhesive, known chlorinated polypropylene resins, acrylic resins, polyester resins, polyurethane resins, epoxy resins and the like used for pressure-sensitive adhesives can be appropriately used.

次に、接合シート１００の製造方法について説明する。上述の実施の形態と同様に、第二の保護フィルム５、液体層３ｂ、シート状の金属ペースト９、液体層３ａ、第一の保護フィルム４（端部の不要部分は切除）が積層された積層体を得る。その後、プレス機の上プレス板に、刃が下向きになるようにピナクル型を固定する。次に、下プレス板の上に、押さえ板を置き、押さえ板上に第二の保護フィルム５側がピナクル型の刃の向き（上向き）になるように積層体を設置し、上プレス板又は下プレス板にスペーサーを配置し、プレス機でフルカットする。その後、下プレス板上で、個片化された積層体の第二の保護フィルム５側に、個片化された積層体を所定の数、保持できる大きさの第三の保護フィルム２６を貼り付ける。   Next, the manufacturing method of the joining sheet 100 is demonstrated. Similar to the above-described embodiment, the second protective film 5, the liquid layer 3b, the sheet-like metal paste 9, the liquid layer 3a, and the first protective film 4 (unnecessary portions at the ends are cut off) are laminated. A laminate is obtained. Thereafter, the pinnacle mold is fixed to the upper press plate of the press machine so that the blade faces downward. Next, a pressure plate is placed on the lower press plate, and the laminate is placed on the pressure plate so that the second protective film 5 side faces the pinnacle blade (upward). Place a spacer on the press plate and cut it fully with a press. Thereafter, on the lower press plate, a third protective film 26 of a size capable of holding a predetermined number of the laminated bodies separated is attached to the second protective film 5 side of the separated laminated bodies. wear.

このように、第三の保護フィルム２６を設けることにより、ピナクル型で個片に切断した積層体をトレイへ収納する必要がなくなり、ハンドリングが容易になる。また、第三の保護フィルム２６と第二の保護フィルム５とは粘着剤で接着されているため、接合層２を基板１６に搭載する時に、第一の保護フィルム４、液体層３ａ及び接合層２を、第二の保護フィルム４を第三の保護フィルム２６上に残した状態でピックアップすることができるので、第二の保護フィルム５を剥離するために、個片化された積層体を１個ずつ粘着テープ１５へ貼着する工程が不要となる。   As described above, by providing the third protective film 26, it is not necessary to store the laminated body cut into individual pieces by the pinnacle type in the tray, and handling becomes easy. Moreover, since the 3rd protective film 26 and the 2nd protective film 5 are adhere | attached with the adhesive, when mounting the joining layer 2 on the board | substrate 16, the 1st protective film 4, the liquid layer 3a, and a joining layer 2 can be picked up with the second protective film 4 left on the third protective film 26, so that the separated laminate 1 is removed in order to peel off the second protective film 5. The process of sticking to the adhesive tape 15 piece by piece becomes unnecessary.

＜実施例＞
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。 <Example>
Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.

（金属ペーストの作製）
［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。 (Production of metal paste)
[Metal paste 1]
Metal paste 1 was obtained by blending 80 g of copper fine particles having an average primary particle diameter of 50 nm with a dispersion medium composed of 15 g of ethylene glycol and 5 g of erythritol and thoroughly mixing them with a mortar. The viscosity of the metal paste 1 at 25 ° C. measured with a vibration viscometer was 480 Pa · s.
[Metal paste 2]
The metal paste 2 was obtained by mix | blending 75 g of copper fine particles with an average primary particle diameter of 50 nm with the dispersion medium which consists of glycerol 25g, and fully mixing with a mortar. The viscosity of the metal paste 2 at 25 ° C. measured with a vibration viscometer was 400 Pa · s.
[Metal paste 3]
A metal paste 3 was obtained by blending 95 g of copper fine particles having an average primary particle diameter of 50 nm with a dispersion medium composed of 5 g of ethylene glycol and sufficiently mixing them with a mortar. The viscosity of the metal paste 3 at 25 ° C. measured with a vibration viscometer was 500 Pa · s.

（接続シートの作成）
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。 (Create connection sheet)
A release film (50 μm polyethylene terephthalate film) is placed on the mounting table, a SUS spacer having a thickness of 350 μm and a 6 inch circular opening in the center is placed on the release film, and the release facing the opening of the spacer On the film, 5.0 g of the above-mentioned metal paste was placed, and a release film (50 μm polyethylene terephthalate film) was further disposed thereon as a first protective film. Then, a load was applied up to a maximum load of 1000 kN with a press machine, and after reaching the maximum load, the metal paste was rolled and formed into a circular sheet shape by holding for 1 minute.

そして、載置台側の離型フィルムを剥離し、スペーサーを除去した後、第二の保護フィルムとして新たな離型フィルム（２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム）を貼着して、第二の保護フィルム、液体層、シート状の金属ペースト、液体層、第一の保護フィルムが積層された積層体を得た。   Then, after releasing the release film on the mounting table and removing the spacer, a new release film (25 μm polyethylene terephthalate film) is pasted as the second protective film, and the second protective film, liquid A laminate in which a layer, a sheet-like metal paste, a liquid layer, and a first protective film were laminated was obtained.

その後、ピナクル型の両側方に１．２ｍｍ厚の銅製のスペーサー、ピナクル型の上に上述の積層体、その上に１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレートからなる押さえ板を、その両端部がスペーサーにかからないように配置した。そして、プレス機で４０ＭＰａの圧力を加えて、ピナクル型により、積層体を１０ｍｍ角に切断（フルカット）して、実施例１〜２及び比較例１に係る接続シートを得た。   Then, a 1.2 mm thick copper spacer on both sides of the pinnacle mold, the above laminate on the pinnacle mold, and a pressing plate made of 100 μm polyethylene terephthalate on the both sides so that both ends do not cover the spacer Arranged. And the pressure of 40 MPa was applied with the press machine, and the laminated body was cut | disconnected (full cut) to 10 mm square with the pinnacle type | mold, and the connection sheet which concerns on Examples 1-2 and the comparative example 1 was obtained.

＜評価試験＞
（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。 <Evaluation test>
(Joined state)
An aluminum substrate (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name: hit plate K-1, an aluminum plate having a thickness of 1.5 mm and an insulating layer having a thickness of 0.075 mm is formed on the insulating layer. 0.038 mm circuit copper foil is laminated), and the copper foil is patterned to 12 × 12 mm by etching to form a pad, thereby obtaining a wiring board. The protective film of the connection sheet according to each example and comparative example stored at room temperature for 1 day was peeled off, and a bonding layer (10 × 10 × 0.5 mm) was placed on the pad, and further on the sputter-treated surface A silicon chip of 4 × 4 × 0.35 (thickness) mm (sputtered Ti / Au = 35/150 nm) was placed so that the bonding layer of the connection sheet was in contact with the substrate. Thereafter, by the method described in paragraphs [0052] to [0053], the wiring board and the silicon chip were joined through a joining layer to obtain a semiconductor device. At this time, in a reduced pressure state (up to 1 hPa), the temperature of the upper heating plate and the lower heating plate was 300 ° C., and pressurization and heating were performed at 7 MPa for 70 minutes. About each obtained semiconductor device, the bondability in normal temperature was evaluated. The results are shown in Table 1. The bonding state is observed with an ultrasonic survey device (SAT), the image does not look white by the reflection method, and the bonding state without cracks, delamination and voids is good, ○, the image is white, cracks and delamination by the reflection method , And those with voids are indicated by x.

（接合強度）
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。 (Joint strength)
Measured at a shear rate of 0.05 mm / sec using a die shear tester (trade name: Bond Tester Series 4000, manufactured by Dage Co., Ltd.) by die shear test (based on JEITA standard ED-4703 K-111) went. The results are shown in Table 1.

Figure 0005296846
Figure 0005296846

実施例１〜２及び比較例１は、金属ペーストがシート状に形成されているため、常温の状態でも安定した分散性が維持できる。さらに、金属ペーストの金属微粒子の含有量を適切な範囲とすることができるため、接合時にボイドが発生するのを低減することができる。具体的には、実施例１〜２は、金属ペーストの金属微粒子の含有割合が３０％以上９０％以下であるため、接合強度が２０ＭＰａ以上と非常に良好であった。これに対して、比較例１は、金属ペーストの金属微粒子の含有量が９０％超であるため、反射法で画像が白くなり亀裂の発生が確認され、接合強度が１０ＭＰａ以下であった。   In Examples 1-2 and Comparative Example 1, since the metal paste is formed in a sheet shape, stable dispersibility can be maintained even at room temperature. Furthermore, since the content of the metal fine particles in the metal paste can be set to an appropriate range, generation of voids during bonding can be reduced. Specifically, in Examples 1 and 2, since the content of the metal fine particles in the metal paste was 30% or more and 90% or less, the bonding strength was very good at 20 MPa or more. On the other hand, in Comparative Example 1, since the content of the metal fine particles in the metal paste was more than 90%, the image was whitened by the reflection method, generation of cracks was confirmed, and the bonding strength was 10 MPa or less.

以上より、本実施形態に係る接続シートによれば、金属ペーストがシート状に形成されているため、常温の状態でも安定した分散性が維持でき、保存時に冷凍したり、使用時に常温に戻す手間がかからない。また、シート状であるため、取り扱いが容易である。さらに、金属ペーストの金属微粒子の含有量を適切な範囲とすることができるため、接合時にボイドが発生するのを低減することができ、良好な接合強度を得ることができる。また、金属微粒子の平均粒径が規定範囲内のものは、特に低温での焼結性が優れている。金属ペーストの粘度が規定範囲内のものは、特に成形性・ハンドリング性が優れている。   As described above, according to the connection sheet according to the present embodiment, since the metal paste is formed in a sheet shape, stable dispersibility can be maintained even in a normal temperature state, and it is time and effort to freeze during storage or to return to normal temperature during use. It does not take. Moreover, since it is a sheet form, handling is easy. Furthermore, since the content of the metal fine particles in the metal paste can be in an appropriate range, generation of voids during bonding can be reduced, and good bonding strength can be obtained. Moreover, when the average particle diameter of the metal fine particles is within the specified range, the sinterability at a low temperature is particularly excellent. A metal paste having a viscosity within a specified range is particularly excellent in formability and handling properties.

１：接続シート
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 1: Connection sheet 2: Bonding layer 3: Liquid layer 4: First protective film 5: Second protective film

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、
金属ペーストからなるシート状の接合層と、
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、
前記金属ペーストは、金属微粒子と有機分散剤と分散補助物質と溶剤とからなり、
半導体素子と基板とを接続する際に前記接合層が加熱されることにより、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。 A connection sheet for connecting a semiconductor element and a substrate,
A sheet-like bonding layer made of a metal paste;
A first protective film that is provided on one surface side of the bonding layer and protects the bonding layer;
The metal paste is composed of metal fine particles, an organic dispersant, a dispersion auxiliary substance, and a solvent .
A connection sheet , wherein the bonding layer is heated when the semiconductor element and the substrate are connected , whereby the organic dispersant is removed and the metal fine particles are bonded to each other. 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。   The connection sheet according to claim 1, further comprising a liquid layer at an interface between the bonding layer and the first protective film. 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。   The connection sheet according to claim 1, wherein an area of one surface of the bonding layer is smaller than an area of the other surface. 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。   The connection sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein a second protective film is provided on a surface of the bonding layer opposite to the first protective film. 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。   The connection sheet according to any one of claims 1 to 4, further comprising a liquid layer at an interface between the bonding layer and the second protective film. 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。 On a surface opposite from said bonding layer of the second protective film, from claim 1, characterized in that a third protective fill beam via an adhesive to one of the claims 5 The connection sheet described. 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。   The metal fine particles are one kind of fine particles selected from a metal element group consisting of silver, gold, copper, aluminum, nickel, platinum, tin, antimony and palladium, and a fine particle obtained by mixing two or more kinds selected from the metal element group, From the metal element group, fine particles made of an alloy of two or more elements selected from the metal element group, one fine particle selected from the metal element group, or fine particles obtained by mixing two or more elements selected from the metal element group It is the fine particle which mixed the fine particle which consists of an alloy of 2 or more types of elements chosen, these oxides, or these hydroxides, It is any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. The connection sheet described. 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。   The connection sheet according to any one of claims 1 to 7, wherein the first protective film is a polyethylene film or a polystyrene film having a thickness of 10 to 300 µm. 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。   The connection sheet according to any one of claims 4 to 8, wherein the second protective film is a polyethylene film or a polystyrene film having a thickness of 10 to 300 µm. 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。   The thickness of the first protective film is larger than the thickness of the second protective film, and the area of the bonding layer on the second protective film side is smaller than the area of the first protective film side. The connection sheet according to any one of claims 4 to 9, wherein the connection sheet is characterized. 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。   The connection sheet according to any one of claims 1 to 10, wherein the metal fine particles have an average primary particle diameter of 1 nm to 500 nm. 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。   12. The connection sheet according to claim 1, wherein the metal paste has a mass ratio of the metal fine particles of 30% by mass or more and 90% by mass or less. 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。   The connection sheet according to claim 12, wherein the metal paste has a viscosity at 25 ° C. measured by a vibration viscometer of 200 Pa · s or more.
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