JP6806886B2 - フィルム状焼成材料、支持シート付フィルム状焼成材料、フィルム状焼成材料の製造方法、及び支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、2017年4月28日に、日本に出願された特願2017−090715号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、半導体素子から発生した熱の放熱のため、半導体素子の周りにヒートシンクが取り付けられる場合もある。しかし、ヒートシンクと半導体素子との間の接合部での熱伝導性が良好でなければ、効率的な放熱が妨げられてしまう。
フィルム状の焼成材料には、通常、その表面を保護するなどの目的で、剥離フィルムが積層されている。ペースト状の焼成材料は、焼結接合の対象に直接塗布して用いられる。一方で、フィルム状の焼成材料を用いる場合は、フィルム状の焼成材料から剥離フィルムを剥がす際に、焼成材料に凝集破壊等の破損が生じる場合がある。
本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、厚さ安定性及び熱伝導性に優れ、使用時に焼成材料の破損が生じ難いフィルム状焼成材料を提供することを目的とする。
また本発明は、前記フィルム状焼成材料を備えた支持シート付フィルム状焼成材料を提供することを目的とする。
また本発明は、フィルム状焼成材料の製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法を提供することを目的とする。
[1] 焼結性金属粒子及びバインダー成分を含有するフィルム状焼成材料であって、
前記フィルム状焼成材料の端部を除いた部分の平均厚さを100%とした場合に、前記フィルム状焼成材料の前記端部の平均厚さが、前記フィルム状焼成材料の前記端部を除いた部分の平均厚さよりも5%以上厚い、フィルム状焼成材料。
[2] フィルム状焼成材料と、前記フィルム状焼成材料の一方の側に設けられた支持シートと、他方の側に設けられた剥離フィルムと、を備えた支持シート付フィルム状焼成材料であって、前記フィルム状焼成材料は、焼結性金属粒子及びバインダー成分を含有し、前記フィルム状焼成材料の端部を除いた部分の平均厚さを100%とした場合に、前記フィルム状焼成材料の前記端部の平均厚さが、前記フィルム状焼成材料の前記端部を除いた部分の平均厚さよりも5%以上薄く、前記剥離フィルムが、前記フィルム状焼成材料よりも大面積であり、前記フィルム状焼成材料の端部に接する剥離フィルムに切れ込みのない、支持シート付フィルム状焼成材料。
[3] 焼結性金属粒子及びバインダー成分を含有する焼成材料組成物を印刷する工程を有する、[1]に記載のフィルム状焼成材料の製造方法。
[4] 前記焼成材料組成物の粘度が、10〜100Pa・sである、請求項3に記載のフィルム状焼成材料の製造方法。
[5] 前記焼結性金属粒子及び前記バインダー成分を含有する組成物を剥離フィルム上に印刷して[1]に記載のフィルム状焼成材料を得た後、前記フィルム状焼成材料を支持シート上に設ける工程を有する、支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法。
[6] 前記焼成材料組成物の粘度が、10〜100Pa・sである、請求項3に記載のフィルム状焼成材料の製造方法。
[7] 前記焼結性金属粒子及び前記バインダー成分を含有する焼成材料組成物を剥離フィルム上に印刷して前記フィルム状焼成材料を得た後、前記フィルム状焼成材料を前記支持シート上に設ける工程を有する、[2]に記載の支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法。
[8] 前記焼成材料組成物の粘度が、0.1〜5Pa・sである、[7]に記載の支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法。
また本発明によれば、当該フィルム状焼成材料を備え、半導体素子の焼結接合に用いられる支持シート付フィルム状焼成材料を提供できる。
また本発明によれば、フィルム状焼成材料の製造方法を提供できる。
また本発明によれば、支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法を提供できる。
なお、以下の説明で用いる図は、本発明の特徴を分かり易くするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
本発明の一実施形態に係るフィルム状焼成材料は、焼結性金属粒子及びバインダー成分を含有するフィルム状焼成材料であって、前記フィルム状焼成材料の端部を除いた部分の平均厚さを100%とした場合に、前記フィルム状焼成材料の端部の平均厚さが、前記フィルム状焼成材料の端部を除いた部分の平均厚さよりも5%以上厚い。
フィルム状焼成材料1aにおいて、端部Aの平均厚さは、フィルム状焼成材料1aの端部Aを除いた部分Bの平均厚さよりも厚く形成されている。端部Aは、フィルム状焼成材料1aの周縁部である。本明細書において端部Aは、フィルム状焼成材料1aを平面視した場合のフィルム状焼成材料1aの外周から内側へ2mm内側までの領域と定義する。端部を除いた部分Bは、フィルム状焼成材料1aの中央部である。フィルム状焼成材料1aでは、フィルム状焼成材料の一方の面の端部Aが凸状に隆起している。端部Aの全部が端部を除いた部分Bの平均厚さよりも厚くてもよい。端部Aの一部が端部Aを除いた部分Bの平均厚さよりも厚くてもよい。言い換えれば、フィルム状焼成材料1aの厚い部分は、必ずしも2mm内側までの領域でなくてもよく、例えば3mm内側までの領域であってもよい。また、フィルム状焼成材料1aの厚い部分は、2mm内側までの領域より狭くてもよく、例えば1mm内側までの領域であってもよい。
同様に、端部Aを除いた部分Bの平均厚さは、任意の5箇所で厚さをJIS K7130に準じて、定圧厚さ測定器を用いて測定した平均で表される値を意味するが、任意の5箇所は、明らかにフィルム状焼成材料1aの厚い部分を避けて選択する。例えば、フィルム状焼成材料1aの外周から1cm内側の線上で任意の5箇所を選択することができる。
フィルム状焼成材料1bにおいて、端部A’の平均厚さは、フィルム状焼成材料1bの端部A’を除いた部分B’の平均厚さよりも薄く形成されている。端部A’は、フィルム状焼成材料1bの周縁部である。本明細書において端部A’は、フィルム状焼成材料1bを平面視した場合のフィルム状焼成材料1bの外周から内側へ2mm内側までの領域と定義する。端部を除いた部分B’は、フィルム状焼成材料1bの中央部である。フィルム状焼成材料1bでは、フィルム状焼成材料の一方の面の端部A’が鋭利な角の無い形状を示す。端部A’の全部が端部を除いた部分B’の平均厚さよりも薄くてもよい。端部A’の一部が端部A’を除いた部分B’の平均厚さよりも薄くてもよい。言い換えれば、フィルム状焼成材料1bの薄い部分は、必ずしも2mm内側までの領域でなくてもよく、例えば3mm内側までの領域であってもよい。また、フィルム状焼成材料1bの薄い部分は、2mm内側までの領域より狭くてもよく、例えば1mm内側までの領域であってもよい。
同様に、端部A’を除いた部分B’の平均厚さは、任意の5箇所で厚さをJIS K7130に準じて、定圧厚さ測定器を用いて測定した平均で表される値を意味するが、任意の5箇所は、明らかにフィルム状焼成材料1bの薄い部分を避けて選択する。例えば、フィルム状焼成材料1bの外周から1cm内側の線上で任意の5箇所を選択することができる。
なお、本明細書においては、フィルム状焼成材料の場合に限らず、「複数層が互いに同一でも異なっていてもよい」とは、「すべての層が同一であってもよいし、すべての層が異なっていてもよく、一部の層のみが同一であってもよい」ことを意味し、さらに「複数層が互いに異なる」とは、「各層の構成材料、構成材料の配合比、及び厚さの少なくとも一つが互いに異なる」ことを意味する。
ここで、「フィルム状焼成材料の端部を除いた部分の平均厚さ」とは、フィルム状焼成材料を構成する全要素の合計の厚さを意味する。例えば、フィルム状焼成材料が複数層からなる場合、フィルム状焼成材料の端部を除いた部分の平均厚さとは、フィルム状焼成材料の端部を除いた部分であり、フィルム状焼成材料を構成する全ての層の合計の平均厚さを意味する。
フィルム状焼成材料は、剥離フィルム上に積層された状態で提供することができる。上記のフィルム状焼成材料1a,1bの一方の面もしくは両方の面には、第1剥離フィルム30及び第2剥離フィルム31の少なくとも一つが積層されている。フィルム状焼成材料1a,1bを使用する際には、第1剥離フィルム30及び第2剥離フィルム31を剥がし、フィルム状焼成材料1a,1bを焼結接合させる対象物上に配置すればよい。第1剥離フィルム30及び第2剥離フィルム31はフィルム状焼成材料1a,1bの損傷を防ぐための保護フィルムとしての機能も有する。第1剥離フィルム30及び第2剥離フィルム31の少なくとも1つは、フィルム状焼成材料1a,1bの少なくとも一方の面に設けられてよく、フィルム状焼成材料1a,1bの両方の面にそれぞれ設けられてよい。
つまり、それぞれの剥離フィルムとフィルム状焼成材料との界面における剥離力に差をつけておくことが好ましい。以下、剥離力の小さいほうの剥離フィルムを軽剥離フィルムといい、剥離力の大きいほうの剥離フィルムを重剥離フィルムという場合がある。剥離力に差をつけておけば、フィルム状焼成材料から軽剥離フィルムである第1剥離フィルム30のみを剥がす際に、フィルム状焼成材料が重剥離フィルムである第2剥離フィルム31から浮くおそれを防止できる。具体的な剥離処理の方法については後述する。
図1Aに示すように、フィルム状焼成材料1aは、端部Aの平均厚さが、フィルム状焼成材料1aの端部Aを除いた部分Bの平均厚さよりも厚く形成されている。具体的には、フィルム状焼成材料1aの端部Aを除いた部分の平均厚さを100%とした場合に、フィルム状焼成材料1aの端部Aの平均厚さが、フィルム状焼成材料の端部を除いた部分Bの平均厚さよりも5%以上厚い。よって、第1剥離フィルム30が湾曲し、フィルム状焼成材料1aの形状に追従する。このため第1剥離フィルム30とフィルム状焼成材料1aの界面では応力が発生しており、外力によりフィルム状焼成材料1aから第1剥離フィルム30が剥離されやすく、フィルム状焼成材料1aの破損が生じ難い(図1B)。
また、図2Aにおいて、フィルム状焼成材料1bは、端部A’の平均厚さが、フィルム状焼成材料1bの端部A’を除いた部分B’の平均厚さよりも薄く形成されている。具体的には、フィルム状焼成材料1bの端部A’を除いた部分の平均厚さを100%とした場合に、フィルム状焼成材料1bの端部A’の平均厚さが、フィルム状焼成材料の端部A’を除いた部分B’の平均厚さよりも5%以上薄い。そのため、第1剥離フィルム30がフィルム状焼成材料1bの形状に追従できていない場合も、隙間に空気層が存在する。よって、端部A’と第1剥離フィルム30との接触面積が小さくなり、やはり外力により、フィルム状焼成材料1bから第1剥離フィルム30が剥離されやすく、フィルム状焼成材料の破損が生じ難い(図2B)。
焼結性金属粒子10は、フィルム状焼成材料1a,1bの焼成として加熱処理されることで金属粒子同士が結合して焼結体を形成可能な金属粒子である。焼結体を形成することで、フィルム状焼成材料とそれに接して焼成された物品とを焼結接合させることが可能である。
上記粒子径の範囲に属する金属粒子は、焼結性に優れるため好ましい。
フィルム状焼成材料1a,1bが含む焼結性金属粒子10の粒子径は、電子顕微鏡で観察された金属粒子の投影面積円相当径が100nm以下の粒子に対して求めた粒子径の数平均が、0.1〜95nmであってよく、0.3〜50nmであってよく、0.5〜30nmであってよい。なお、測定対象の金属粒子は、1つのフィルム状焼成材料あたり無作為に選ばれた100個以上とする。
焼結性金属粒子10の分散法としてはニーダ、三本ロール、ビーズミル及び超音波などが挙げられる。
粒子径100nm以下の金属粒子と、粒子径が100nmを超える非焼結性の金属粒子とは、互いに同一の金属種であってもよく、互いに異なる金属種であってもよい。例えば、粒子径100nm以下の金属粒子が銀粒子であり、粒子径が100nmを超える非焼結性の金属粒子が銀又は酸化銀粒子であってもよい。例えば、粒子径100nm以下の金属粒子が銀又は酸化銀粒子であり、粒子径が100nmを超える非焼結性の金属粒子が銅又は酸化銅粒子であってもよい。
焼結性金属粒子10及び非焼結性の金属粒子の少なくとも一方の表面に有機物が被覆されている場合、焼結性金属粒子10及び非焼結性の金属粒子の質量は、被覆物を含んだ値とする。
焼成材料にバインダー成分20が配合されることで、焼成材料をフィルム状に成形でき、焼成前のフィルム状焼成材料1a,1bに粘着性を付与することができる。バインダー成分20は、フィルム状焼成材料1a,1bの焼成として加熱処理されることで熱分解される熱分解性であってよい。
バインダー成分20は特に限定されるものではないが、バインダー成分20の好適な一例として、樹脂が挙げられる。樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ乳酸、及びセルロース誘導体の重合物等が挙げられ、アクリル系樹脂が好ましい。アクリル系樹脂には、(メタ)アクリレート化合物の単独重合体、(メタ)アクリレート化合物の2種以上の共重合体、及び(メタ)アクリレート化合物と他の共重合性単量体との共重合体が含まれる。
ここでいう「由来」とは、前記モノマーが重合するのに必要な構造の変化を受けたことを意味する。
なお、本明細書において、「重量平均分子量」とは、特に断りのない限り、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値である。
バインダー成分20は、焼成前のバインダー成分20の質量100質量%に対し、焼成後のバインダー成分20の質量が10質量%以下となるものであってよく、5質量%以下となるものであってよく、3質量%以下となるものであってよい。
本実施形態のフィルム状焼成材料1a,1bは、焼結性金属粒子10、及びバインダー成分20からなるものであってもよく、これらの含有量(質量%)の和は100質量%となってよい。
本実施形態のフィルム状焼成材料1a,1bは、焼結性金属粒子10、バインダー成分20、及びその他の添加剤からなるものであってもよく、これらの含有量(質量%)の和は100質量%となってよい。
本実施形態のフィルム状焼成材料1a,1bが非焼結性の金属粒子を含む場合には、フィルム状焼成材料1a,1bは、焼結性金属粒子10、非焼結性の金属粒子、及びバインダー成分20からなるものであってもよく、これらの含有量(質量%)の和は100質量%となってよい。
本実施形態のフィルム状焼成材料1a,1bが非焼結性の金属粒子を含む場合には、フィルム状焼成材料1a,1bは、焼結性金属粒子10、非焼結性の金属粒子、バインダー成分20、及びその他の添加剤からなるものであってもよく、これらの含有量(質量%)の和は100質量%となってよい。
フィルム状焼成材料1a,1bが非焼結性の金属粒子を含む場合、フィルム状焼成材料1a,1bにおける固形分の総含有量100質量%に対する、焼結性金属粒子10及び非焼結性の金属粒子の総含有量は、50〜98質量%が好ましく、70〜95質量%がより好ましく、80〜90質量%がさらに好ましい。この時、フィルム状焼成材料1a,1bにおける固形分の総含有量100質量%に対する、焼結性金属粒子10の含有量は、15〜93質量%が好ましく、21〜90質量%がより好ましく、24〜86質量%がさらに好ましい。
フィルム状焼成材料は、その構成材料を含有する焼成材料組成物を用いて形成できる。
焼成材料組成物は、少なくとも焼結性金属粒子、バインダー及び溶媒を混合することにより得られる。焼成材料組成物は、更に非焼結性金属粒子を含有していてもよい。
焼成材料組成物の総質量に対する、バインダー成分の質量は、5〜30質量%であることが好ましく、10〜25質量%であることがより好ましい。
焼成材料組成物の総質量に対する、溶媒の質量は、5〜40質量%であることが好ましく、7〜30質量%であることがより好ましい。
例えば、フィルム状焼成材料の形成対象面に、焼成材料組成物を印刷し、必要に応じて乾燥させて溶媒を揮発させることで、目的とする部位にフィルム状接着剤を形成できる。
溶媒としては、印刷後に揮発乾燥することが出来るものであれば良く、沸点が65℃から350であることが好ましい。たとえばn−ヘキサン(沸点:68℃)、酢酸エチル(沸点:77℃)、2−ブタノン(沸点:80℃)、n−ヘプタン(沸点:98℃)、メチルシクロヘキサン(沸点:101℃)、トルエン(沸点:111℃)、アセチルアセトン(沸点:138℃)、n−キシレン(沸点:139℃)及びジメチルホルムアミド(沸点:153℃)などの低沸点溶媒が挙げられる。
これらは単独で使用してもよく、また組み合わせて使用してもよい。
溶媒の沸点が350℃を上回ると、フィルム状焼成材料の焼成時にフィルム状焼成材料内に溶媒が残存してしまい、接合接着性を劣化させてしまう可能性がある。言い換えれば、溶媒の沸点が350℃以下であると、フィルム状焼成材料の焼成時にフィルム状焼成材料内に溶媒が残存することがなく、接合接着性を劣化させにくい。溶媒の沸点が65℃を下回ると印刷時に揮発してしまい、フィルム状焼成材料の厚さの安定性が損なわれてしまう危険がある。言い換えれば、溶媒の沸点が65℃以上であると、印刷時に揮発せず、フィルム状焼成材料の厚さの安定性が保たれる。
焼成材料組成物の印刷対象面としては、剥離フィルムの表面が挙げられる。
しかし、切り取りの形状によっては、切れ端部分が多く発生する。切れ端部分は処分対象となってしまうために、原材料に対する歩留りが低下してしまう。同時に、製品の価格の高騰につながってしまう。
本実施形態の支持シート付フィルム状焼成材料は、本発明のいくつかの実施形態のフィルム状焼成材料と、前記フィルム状焼成材料の一方の側に設けられた支持シートと、他方の側に設けられた剥離フィルムと、を備える。前記支持シートは、基材フィルム上の全面もしくは外周部に粘着剤層が設けられたものであり、前記粘着剤層上に、前記フィルム状焼成材料が直接接触して設けられていることが好ましい。もしくは、基材フィルムに直接接触して設けられていることが好ましい。本形態をとることで半導体ウエハを素子に個片化する際に使用するダイシングシートとして使用することが出来、且つブレード等を用いてウエハと一緒に個片化することで素子と同形のフィルム状焼成材料として加工することが出来、且つフィルム状焼成材料付半導体素子を製造することが出来る。
しかし、後述の支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法により、支持シート2上にフィルム状焼成材料1を設けるのであれば、切り抜きを行わずともフィルム状焼成材料を所望の形状に形成できる。そのため、第2剥離フィルム31に切れ込みがない支持シート付フィルム状焼成材料が容易に得られる。
支持シート2の構成材料である基材フィルム3としては、特に限定されず、例えば低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE),エチレン・プロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エチル共重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリウレタンフィルム、又はアイオノマー等からなるフィルムなどが用いられる。
前記支持シート2は、基材フィルム3上の全面もしくは外周部に粘着剤層4が設けられたものである。支持シート2は、少なくともその外周部に粘着部を有する。粘着部は、支持シート付フィルム状焼成材料100a,100bの外周部において、リングフレーム5を一時的に固定する機能を有する。粘着部は、所要の工程後にはリングフレーム5が剥離可能であることが好ましい。したがって、粘着剤層4には、弱粘着性のものを使用してもよいし、エネルギー線照射により粘着力が低下するエネルギー線硬化性のものを使用してもよい。再剥離性粘着剤層は、従来より公知の種々の粘着剤(例えば、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系、及びビニルエーテル系などの汎用粘着剤、表面凹凸のある粘着剤、エネルギー線硬化型粘着剤又は、熱膨張成分含有粘着剤等)により形成できる。
支持シート付フィルム状焼成材料は、外周部に粘着部を有する支持シートの内周部にフィルム状焼成材料が剥離可能に仮着されてなる。言い換えれば、支持シート付フィルム状焼成材料は、支持シートと、少なくとも支持シートの外周部に設けられ、支持シート上に位置する粘着部と、粘着部に囲まれ、かつ支持シート上に位置するフィルム状焼成材料を含み、フィルム状焼成材料は、支持シートに剥離可能に仮着されている。ここで「フィルム状焼成材料は、支持シートに剥離可能に仮着されている」とは、フィルム状焼成材料が支持シートに直接接している場合に限定されず、フィルム状焼成材料と支持シートの間に粘着部が存在する場合も含む。図3で示した構成例では、支持シート付フィルム状焼成材料100aは、基材フィルム3と粘着剤層4とからなる支持シート2の内周部にフィルム状焼成材料1が剥離可能に積層され、支持シート2の外周部に粘着剤層4が露出している。この構成例では、支持シート2よりも小径のフィルム状焼成材料1が、支持シート2の粘着剤層4上に同心円状に剥離可能に積層されていることが好ましい。
前記支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法は、焼結性金属粒子及びバインダー成分を含有する組成物を剥離フィルム上に印刷してフィルム状焼成材料を得た後、前記フィルム状焼成材料を支持シート上に設ける工程を有する。
次に本発明に係る支持シート付フィルム状焼成材料の利用方法について、前記支持シート付フィルム状焼成材料を素子(例えば半導体素子)の製造に適用した場合を例にとって説明する。
工程(2):フィルム状焼成材料と、支持シートとを剥離し、フィルム状焼成材料付素子を得る工程、
工程(3):被着体の表面に、フィルム状焼成材料付素子を貼付する工程、
工程(4):フィルム状焼成材料を焼成し、半導体素子と被着体とを接合する工程。
半導体ウエハはシリコンウエハであってもよく、またガリウム及び砒素などの化合物半導体ウエハであってもよい。ウエハ表面への回路の形成は、エッチング法及びリフトオフ法などの従来汎用されている方法を含む様々な方法により行うことができる。次いで、半導体ウエハの回路面の反対面(裏面)を研削する。研削法は特に限定はされず、グラインダーなどを用いた公知の手段で研削してもよい。裏面研削時には、表面の回路を保護するために回路面に、表面保護シートと呼ばれる粘着シートを貼付する。裏面研削は、ウエハの回路面側(すなわち表面保護シート側)をチャックテーブル等により固定し、回路が形成されていない裏面側をグラインダーにより研削する。ウエハの研削後の厚さは特に限定はされないが、通常は20〜500μm程度である。その後、必要に応じ、裏面研削時に生じた破砕層を除去する。破砕層の除去は、ケミカルエッチングや、プラズマエッチングなどにより行われる。
ダイシングは、ウエハとフィルム状焼成材料をともに切断するように行われる。本実施形態の支持シート付フィルム状焼成材料によれば、ダイシング時においてフィルム状焼成材料と支持シートの間で粘着力が発揮されるため、チッピングや素子飛びを防止することができ、ダイシング適性に優れる。ダイシング方法は特に限定はされず、一例として、ウエハのダイシング時には支持シートの周辺部(支持体の外周部)をリングフレームにより固定した後、ダイシングブレードなどの回転丸刃を用いるなどの公知の手法によりウエハの個片化を行う方法などが挙げられる。ダイシングによる支持シートへの切り込み深さは、フィルム状焼成材料を完全に切断していてよく、フィルム状焼成材料と支持シートとの界面から0〜30μmとすることが好ましい。支持シートへの切り込み量を小さくすることで、ダイシングブレードの摩擦による支持シートを構成する粘着剤層や基材フィルムの溶融や、バリ(前記溶融物による凹凸部)等の発生を抑制することができる。
工程(2)において、上記支持シートをエキスパンドしてもよい。支持シートの基材フィルムとして、伸張性に優れたものを選択した場合は、支持シートは、優れたエキスパンド性を有する。ダイシングされたフィルム状焼成材料付半導体素子をコレット等の汎用手段によりピックアップすることで、フィルム状焼成材料と支持シートとを剥離する。この結果、裏面にフィルム状焼成材料を有する半導体素子(フィルム状焼成材料付半導体素子)が得られる。
次いで、工程(4)として、フィルム状焼成材料を焼成し、半導体素子と被着体とを接合する。例えば、フィルム状焼成材料を焼成し、基板やリードフレーム及びヒートシンク等の被着体と素子とを焼結接合する。このとき、フィルム状焼成材料付半導体素子のフィルム状焼成材料の露出面を、基板やリードフレーム及びヒートシンク等の被着体に貼付けておけば、フィルム状焼成材料を介して半導体素子と前記被着体とを焼結接合できる。
なお、加熱時間とは、所望の加熱温度に達してから温度保持が終了するまでの時間を意味する。
焼成材料組成物の製造に用いた成分を以下に示す。ここでは、粒子径100nm以下の金属粒子について「焼結性金属粒子」と表記し、粒子径100nmを超える金属粒子について「非焼結性の金属粒子」と表記している。
・アルコナノ銀ペーストANP−1(有機被覆複合銀ナノペースト、株式会社応用ナノ粒子研究所製:アルコール誘導体被覆銀粒子、金属含有量70wt%以上、100nm以下の銀粒子60wt%以上)
・アルコナノ銀ペーストANP−4(有機被覆複合銀ナノペースト、株式会社応用ナノ粒子研究所製:アルコール誘導体被覆銀粒子、金属含有量80wt%以上、100nm以下の銀粒子25wt%以上)
・エバポレーターを用いて、60℃、200hPaの条件で、市販のアクリル重合体(2−エチルヘキシルメタクリレート重合体、平均分子量28,000、L−0818、日本合成化学社製、MEK(メチルエチルケトン)希釈品、固形分54.5質量%)のうち、MEKを揮発させた。これに、揮発させたMEKと同量のブチルカルビトール(関東化学社製、沸点:230℃)を加えて再度分散希釈し、バインダー成分を作製した(固形分54.5質量%)。
・ブチルカルビトール(関東化学社製、沸点:230℃)
ポリエチレンテレフタレートフィルム表面に剥離処理を施した第2剥離フィルム31(リンテック社製、SP−PET382150、厚さ38μm)の片面に、上記で得られた焼成材料組成物を直径15cmの円形メッシュ版と金属製スキージを用いてスクリーン印刷し、150℃10分間乾燥させ、第2剥離フィルム31と反対の面に直径15cmの円よりも充分大きな面積を持つポリエチレンテレフタレートフィルム表面に剥離処理を施した第1剥離フィルム30(リンテック社製、SP−PET381031、厚さ38μm)を貼付した。これにより、片面が第2剥離フィルム31に保護され、これと反対の面を第1剥離フィルム30に保護された表1に示す厚さを有するフィルム状焼成材料1を得た。
上記で得られたフィルム状焼成材料の第1剥離フィルム30をはがし、フィルム状焼成材料が露出した面に対し、厚さ70μmの基材フィルム上に厚さ10μmの粘着剤層が積層された支持シートとして、ダイシングシート(リンテック株式会社製、Adwill G―11)の粘着剤層面に貼付し積層した。 これにより基材フィルム上に粘着剤層を有するダイシングシート(支持シート2)の上に円形のフィルム状焼成材料と充分大きな面積を持つ第2剥離フィルム31が積層された支持シート付フィルム状焼成材料100cを得た。
ポリエチレンテレフタレートフィルム表面に剥離処理を施した第2剥離フィルム31(リンテック社製、SP−PET382150、厚さ38μm)の片面に、上記で得られた焼成材料組成物を塗工し、150℃10分間乾燥させ、第2剥離フィルム31と反対の面に第1剥離フィルム30を貼付することで、一方の面がポリエチレンテレフタレートフィルム表面に剥離処理を施した第1剥離フィルム30に保護され、これと反対の面を第2剥離フィルム31に保護された表1に示す厚さを有するフィルム状焼成材料1を得た。
上記で得られたフィルム状焼成材料の第1剥離フィルム30をはがし、フィルム状焼成材料が露出した面から直径15cmの円形の刃を用いて、フィルム状焼成材料が充分に切断されるように第2剥離フィルム31の厚さ方向において3μm以上の切込みを入れ、さらに円形部以外の部分のフィルム状焼成材料をはがし取ることで直径15cmより十分大きな面積を持つ第2剥離フィルム31が積層された直径15cmの円形のフィルム状焼成材料を得た。
これに対し、基材フィルム上に粘着剤層が積層されてなるダイシングシートAdwill G―11の粘着剤層面に貼付し積層した。 これにより基材フィルム上に粘着剤層を有するダイシングシート(支持シート2)の上に円形のフィルム状焼成材料とフィルム状焼成材料と同形の切込みの入った第2剥離フィルム31が積層された支持シート付フィルム状焼成材料100dを得た。
上記で得られた支持シート付フィルム状焼成材料100c,100dのダイシングシート(支持シート2)と反対側の面に積層された第2剥離フィルム31を支持シート付フィルム状焼成材料100c,100dの製造から30日以上経過した後、表面の第2剥離フィルム31を剥がし、フィルム状焼成材料1とダイシングシート(支持シート2)の粘着剤層との界面での剥がれの有無とフィルム状焼成材料1の破損の有無を目視で確認した。
実施例参考例及び比較例のフィルム状焼成材料の中央部の平均厚さとは、フィルム状焼成材料の端部を除いた部分の平均厚さであり、任意の5箇所について、JIS K7130に準じて、定圧厚さ測定器(テクロック社製、製品名「PG−02」)を用いて測定した平均値とした。なお、任意の5箇所は、フィルム状焼成材料の厚い部分又は薄い部分を避けて選択された。
中央部の平均厚さと端部の平均厚さの差[%]=
(端部の平均厚さ[μm]−中央部の平均厚さ[μm]/中央部の平均厚さ[μm]×100 ・・・(1)
Claims (8)
- 焼結性金属粒子及びバインダー成分を含有するフィルム状焼成材料であって、
前記フィルム状焼成材料の端部を除いた部分の平均厚さを100%とした場合に、前記フィルム状焼成材料の前記端部の平均厚さが、前記フィルム状焼成材料の前記端部を除いた部分の平均厚さよりも5%以上厚い、フィルム状焼成材料。 - フィルム状焼成材料と、前記フィルム状焼成材料の一方の側に設けられた支持シートと、他方の側に設けられた剥離フィルムと、を備えた支持シート付フィルム状焼成材料であって、
前記フィルム状焼成材料は、焼結性金属粒子及びバインダー成分を含有し、
前記フィルム状焼成材料の端部を除いた部分の平均厚さを100%とした場合に、前記フィルム状焼成材料の前記端部の平均厚さが、前記フィルム状焼成材料の前記端部を除いた部分の平均厚さよりも5%以上薄く、
前記剥離フィルムが、前記フィルム状焼成材料よりも大面積であり、
前記フィルム状焼成材料の端部に接する剥離フィルムに切れ込みのない、支持シート付フィルム状焼成材料。 - 焼結性金属粒子及びバインダー成分を含有する焼成材料組成物を印刷する工程を有する、請求項1に記載のフィルム状焼成材料の製造方法。
- 前記焼成材料組成物の粘度が、10〜100Pa・sである、請求項3に記載のフィルム状焼成材料の製造方法。
- 前記焼結性金属粒子及び前記バインダー成分を含有する焼成材料組成物を剥離フィルム上に印刷して請求項1に記載のフィルム状焼成材料を得た後、前記フィルム状焼成材料を支持シート上に設ける工程を有する、支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法。
- 前記焼成材料組成物の粘度が、10〜100Pa・sである、請求項5に記載の支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法。
- 前記焼結性金属粒子及び前記バインダー成分を含有する焼成材料組成物を剥離フィルム上に印刷して前記フィルム状焼成材料を得た後、前記フィルム状焼成材料を前記支持シート上に設ける工程を有する、請求項2に記載の支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法。
- 前記焼成材料組成物の粘度が、0.1〜5Pa・sである、請求項7に記載の支持シート付フィルム状焼成材料の製造方法。
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