TWI751134B - 加熱接合用片材、附切晶帶加熱接合用片材、以及、接合體之製造方法、電力半導體裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種低成本且可提升所製造之接合體之產量的加熱接合用片材。

一種加熱接合用片材，其具有含有銅粒子及聚碳酸酯之燒結前層。

Description

加熱接合用片材、附切晶帶加熱接合用片材、以及、接合體之製造方法、電力半導體裝置
本發明係關於加熱接合用片材、附切晶帶加熱接合用片材、以及、接合體之製造方法、電力半導體裝置。
半導體裝置之製造中，將半導體元件接著在金屬導線架等被黏物之方法(所謂的晶片接合法)，從過去的金-矽共晶開始、發展到藉由焊接、樹脂膏之方法。現今，有使用導電性之樹脂膏之方法。
近年，進行電力控制或供給的電力半導體裝置的普及變得顯著。電力半導體裝置因電流隨時在流通，發熱量大。因此，使用在電力半導體裝置的接著劑被期望具有高散熱性和低電阻。
電力半導體裝置要求低損失之高速作動。過去，電力半導體裝置使用IGBT(絕緣閘雙極電晶體，Insulated Gate Bipolar Transistor)或MOSFET(金屬氧化物半導體場效應電晶體，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等之使用Si的半導體。近年，使用SiC或GaN等之半導體者也被開發，可預想今後之擴大發展。
使用SiC或GaN的半導體，有能隙大、絕緣破壞電場高等特徵，可低損失、高速作動、且高溫作動。高溫作動，是在熱環境嚴苛的汽車或小型電力變換機等之優勢所在。用在熱環境嚴苛用途的半導體裝置，預計係在250℃左右的高溫作動，傳統的接合‧接著材料之焊接和導電性接著劑上會有熱特性、信賴性的問題產生。因此，過去曾提案含有燒結金屬粒子的膏狀材(例如參照專利文獻1)。含有燒結金屬粒子的膏狀材料，係含有奈米‧微米尺寸的金屬粒子，這些金屬粒子在奈米尺寸效果下會以比通常熔點更低的溫度進行熔解，並進行粒子間的燒結。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2014-111800號公報
含有燒結金屬粒子之膏狀材，燒結金屬粒子含有以銀作為主成分之粒子的情形較多。然而，以銀這種貴金屬作為主成分有價格昂貴之問題。
此外，燒結金屬粒子之膏狀材，由於呈糊膏狀，因此有發生塗佈時之不均一，及所製造之接合體之產量降低的問題。
本發明有鑑於前述問題點，其目的係在於提供一種低成本 且可提升所製造之接合體之產量的加熱接合用片材，以及，具有該加熱接合用片材之附切晶帶加熱接合用片材。此外，提供使用該加熱接合用片材之接合體之製造方法。此外，提供具有該加熱接合用片材之電力半導體裝置。
過去，低溫燒結性之銅粒子之燒結溫度(加速進行燒結之溫度)，已熟知為260~270℃左右。此外，探討含有銅粒子之加熱接合用片材之情形下，由於銅粒子非單獨形成片材，因此通常使其含有黏合劑(例如，熱分解性黏合劑)而片材化。然而，黏合劑熱分解之溫度，大多接近銅粒子之燒結溫度或較其高。因此，於銅粒子燒結時，有仍殘存黏合劑，燒結無法順利進行之問題。
本案發明人等，為了解決前述問題點進行探討。其結果發現，若加熱含有銅粒子及聚碳酸酯之片材，令人吃驚地，聚碳酸酯之熱分解溫度降低，與銅粒子之燒結溫度相比某程度較低。再者，發現若加熱接合用片材之燒結金屬粒子使用銅粒子，且黏合劑使用聚碳酸酯，在燒結步驟之初期階段大部分的聚碳酸酯將被熱分解，可減低對銅粒子之燒結之影響。
本發明係基於上述知識所成者。
亦即，本發明之加熱接合用片材，其特徵係其具有含有銅粒子及聚碳酸酯之燒結前層。
根據前述構成，由於燒結前層含有銅粒子及聚碳酸酯，因 此在燒結步驟之初期階段大部分的聚碳酸酯被熱分解。其結果，具有該燒結前層之加熱接合用片材，可利用銅粒子之燒結接合2個被接合物。特別因在燒結步驟之初期階段大部分的聚碳酸酯被熱分解，燒結從而順利地進行。其結果，可得到產量高的接合體。
此外，根據前述構成，由於並非糊膏而為片狀，可抑制貼附時之溢出或朝被接合物表面之漫延。
此外，由於使用銅粒子，因此比起使用銀等之貴金屬之情形可低成本地製造。
前述構成中，前述銅粒子之平均粒徑在10~1000nm之範圍內為佳。
前述銅粒子之平均粒徑，若在1000nm以下，可較順利地降低燒結溫度。另一方面，前述銅粒子之平均粒徑，若在10nm以上，可順利地使粒子分散至片材。
前述構成中，前述銅粒子係由複數之微晶所構成；前述微晶之微晶徑在50nm以下為佳。
前述微晶之微晶徑，若在50nm以下，可更順利地降低燒結溫度。
此外，本發明之附切晶帶之加熱接合用片材，其特徵係其具有切晶帶，及積層於前述切晶帶上前述加熱接合用片材。
藉由前述附切晶帶之加熱接合用片材，由於跟切晶帶一體 成形，因此可省略與切晶帶之貼合步驟。此外，由於具備前述加熱接合用片材，因此可得到產量高的接合體。此外，前述加熱接合用片材，由於並非糊膏而為片狀，因此可抑制貼附時之溢出或朝被接合物表面之漫延。
此外，由於前述加熱接合用片材使用銅粒子，因此比起使用銀等之貴金屬之情形可低成本地製造。
此外，本發明之接合體之製造方法，其特徵係包含準備步驟：準備前述加熱接合用片材，及加熱接合步驟：介由前述加熱接合用片材，加熱接合2個被接合物；前述加熱接合步驟之接合溫度在200~400℃之範圍內。
根據前述構成，由於使用前述加熱接合用片材，因此若於200~400℃進行加熱接合(銅粒子之燒結)，則在燒結步驟之初期階段大部分的聚碳酸酯將被熱分解。因此，燒結順利地進行。其結果，可得到產量高的接合體。
前述構成中，前述加熱接合步驟，以在氮氣環境下、減壓下、或者、還原氣體環境下之任一種進行為佳。
銅粒子，係有在高溫會氧化之性質。此外，被接合物為銅製之情形，會在高溫氧化。因此，加熱接合步驟，若在氮氣環境下、減壓下、或者、還原氣體環境下之任一種進行，可防止因加熱而導致銅粒子等之氧化。
此外，本發明之電力半導體裝置，其特徵係其具備前述加熱接合用片材，及 電力半導體元件。
根據前述構成，由於具備前述加熱接合用片材，因此可提供例如，能在250℃左右之高溫環境下作動，熱特性、信賴性優良之電力半導體裝置。
本發明之加熱接合片材，在燒結步驟之初期階段大部分的聚碳酸酯被熱分解，燒結從而順利地進行。其結果，可得到產量高的接合體。此外，前述加熱接合用片材，由於並非糊膏而為片狀，因此可抑制貼附時之溢出或朝被接合物表面之漫延。此外，由於前述加熱接合用片材使用銅粒子，因此比起使用銀等之貴金屬之情形可低成本地製造。
1‧‧‧基材
2‧‧‧黏著劑層
3、3’‧‧‧加熱接合用片材
4‧‧‧半導體晶圓
5‧‧‧半導體晶片
6‧‧‧被黏物
7‧‧‧焊接導線
8‧‧‧密封樹脂
10、12‧‧‧附有切晶帶之加熱接合用片材
11‧‧‧切晶帶
30‧‧‧附有兩面隔板之加熱接合用片材
31‧‧‧燒結前層
32‧‧‧第1隔板
34‧‧‧第2隔板
【圖1】表示本發明之一實施型態之附切晶帶之加熱接合用片材之斷面模式圖。
【圖2】表示本發明之其他實施型態之附切晶帶之加熱接合用片材之斷面模式圖。
【圖3】表示附有兩面隔板之加熱接合用片材之斷面模式圖。
【圖4】用以說明本實施型態之半導體裝置之一製造方法之斷面模式圖。
(附切晶帶之加熱接合用片材)
以下說明本發明之一實施型態的加熱接合用片材、以及、附切晶帶之加熱接合用片材。本實施型態之加熱接合用片材，可列舉如下述說明之附切晶帶之加熱接合用片材中，其係未貼上切晶帶之狀態者。因此，以下說明附切晶帶之加熱接合用片材，並就加熱用接合片材在其中加以說明。圖1係表示本發明之一實施型態的附切晶帶之加熱接合用片材之斷面模式圖。圖2係表示本發明之另一實施型態的其他附切晶帶之加熱接合片材之斷面模式圖。
如圖1所示，附切晶帶之加熱接合用片材10係具有在切晶帶11上積層加熱接合用片材3之構成。切晶帶11係在基材1上積層黏合劑層2所構成，而加熱接合用片材3設置於黏合劑層2上。又，本發明之附切晶帶之加熱接合用片材，如圖2所示之附切晶帶之加熱接合用片材12，亦可為僅在加工黏貼部分形成加熱接合用片材3’之構成。
(加熱接合用片材)
加熱接合用片材3、3’係片材狀。因並非膏狀，而為片材狀，可抑制貼附時之溢出或朝貼附對象物表面之漫延。
本實施型態之加熱接合用片材3、3’，係1層之燒結前層31所構成。燒結前層，係藉由所定之加熱成為燒結層之層。
本實施型態，說明加熱接合用片材為1層燒結前層所構成之情形。然而，本發明之加熱接合用片材，只要具有燒結前層，則不限定於此例。燒結前層，並不限定於1層，由組成不同之複數之層所形成亦 可。此外，本發明之加熱接合用片材，例如，燒結前層及其他層之2層以上所構成之片材亦可。例如，本發明之加熱接合用片材，亦可為於一側的面露出第1燒結前層，於另一側的面露出第2燒結前層之片材。具體而言，以第1燒結前層、其他層、第2燒結前層之此順序積層之片材亦可。例如，此種情形，第1燒結前層及第2燒結前層，可為相同之組成，亦可為相異之組成。
(燒結前層)
燒結前層31，含有銅粒子。前述銅粒子，可為純銅，亦可為含矽(Si)、磷(P)、碳(C)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、硫(S)、氯(Cl)、氧(O)等之銅。銅以外之元素之含有量，銅及銅以外之合計作為全體，係0~2質量%為佳。若前述銅粒子為純銅，則可較順利地加熱接合。
前述銅粒子之平均粒徑，較佳係在10~1000nm之範圍內，更佳係在50~800nm之範圍內，特佳係在100~500nm之範圍內。前述銅粒子之平均粒徑，若在1000nm以下，可較順利地降低燒結溫度。另一方面，前述銅粒子之平均粒徑，若在10nm以上，粒子之分散性變佳。
前述銅粒子之平均粒徑，用以下方法測定。
1．在冷卻環境下離子拋光燒結前層，露出斷面。
2．斷面使用場發射掃描電子顯微鏡SU8020(製造商：日立高科技)攝影。攝影條件係加壓電壓5kV、倍率50000倍，以反射 電子像為圖像資料。
3．使用圖像解析軟體Image J，以自動2值化處理得到的圖像資料而算出粒子之平均粒徑。
前述銅粒子之形狀並無特別限定，例如，球狀、棒狀、鱗片狀、不規則狀。
前述銅粒子，係藉由複數之微晶所構成者為佳。此種情形，前述微晶之微晶徑，係在50nm以下為佳，在45nm以下為更佳。前述微晶之微晶徑，若在50nm以下，則可更順利地降低燒結溫度。
前述微晶徑，使用(株)Rigaku製之UltimaIV進行銅粉之X射線繞射測定，使用得到的(111)峰值，藉由謝樂(Scherrer)法算出之值。
前述銅粒子之含有量，相對於燒結前層31整體在60~98重量%之範圍內為佳，在65~97重量%之範圍內為更佳，在70~95重量%之範圍內為特佳。若前述金屬微粒子在60~98重量%之範圍內，可順利地接合被接合物。
燒結前層31，亦可含有低沸點黏合劑。前述低沸點黏合劑，係為了使前述銅粒子之處理變得容易而使用。此外，前述低沸點黏合劑，係為了調整任意的機械物性而使用。具體而言，可使用將前述銅粒子分散於前述低沸點黏合劑之含有銅粒子糊膏。
前述低沸點黏合劑，在23℃為液狀。本說明書中，「液狀」包含半液狀。具體而言，係藉由動態黏彈性測定裝置(流變儀)黏度 測定在23℃之黏度為100，000Pa‧s以下者。
黏度之測定條件，如同下述。
流變儀：Thermo SCIENTFIC公司製、「MARS III」
治具：平行板20mmφ、間距100μm、剪斷速度1/秒
前述低沸點黏合劑之具體例，例如，可例舉戊醇、己醇、庚醇、辛醇、1-癸醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、丁二醇、2，4-二乙基-1，5戊二醇等之一價及多價醇類、香茅醇、香葉醇、橙花醇、香芹醇、α-萜品醇、異莰環己醇等之萜醇類、乙二醇丁醚、乙二醇苯基醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、二甘醇異丁醚、二甘醇己醚、三甘醇甲醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二丁醚、二甘醇丁甲醚、二甘醇異丙基甲基醚、三甘醇二甲醚、三甘醇丁甲醚、丙二醇丙醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚、二丙二醇二甲醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇二甲醚等醚類、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇丁醚乙酸酯、二甘醇乙醚乙酸酯、二甘醇丁醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯(DPMA)等。亦可將此等之2種以上併用。其中，將沸點相異之2種類併用為佳。若使用沸點相異之2種類，則於片材形狀之維持的觀點上優異。其中藉由含有萜醇，可賦予燒結前層更高的可撓性。
燒結前層31，含有作為熱分解性黏合劑之聚碳酸酯。由於含有作為熱分解性黏合劑之聚碳酸酯，加熱接合步驟前，容易維持片材形狀。此外，加熱接合步驟時容易熱分解。
前述聚碳酸酯，若能在加熱接合步驟中使其熱分解者即 可，並無特別限定，可列舉為主鏈的碳酸酯基(-O-CO-O-)間不含芳香族化合物(例如，苯環等)，由脂肪族鏈而成的脂肪族聚碳酸酯，或主鏈的碳酸酯基(-O-CO-O-)間含芳香族化合物的芳香族聚碳酸酯。其中，以脂肪族聚碳酸酯為佳。
前述脂肪族聚碳酸酯，可列舉為聚乙烯碳酸酯、聚丙烯碳酸酯等。其中，基於形成片材用之塗漆製造中對有機溶劑的溶解性的觀點，以聚丙烯碳酸酯為佳。
前述芳香族聚碳酸酯，可列舉主鏈含雙酚A構造者等。
前述聚碳酸酯樹脂的重量平均分子量在10，000~1，000，000的範圍內較合適。又，重量平均分子量是藉由GPC(凝膠滲透層析儀)測定，由聚苯乙烯換算而得之數值。
燒結前層31，亦可含有前述聚碳酸酯以外之熱分解性黏合劑(以下，稱作「其他熱分解性黏合劑」)。
本說明書中「熱分解性黏合劑」，係指加熱接合步驟中可熱分解之黏合劑。前述熱分解性黏合劑，於加熱接合步驟後，在燒結層(加熱後之燒結前層31)幾乎不殘存者為佳。
又，於燒結前層31，除前述成分以外，例如，可適當含有助熔劑成分等。
加熱接合用片材3、3’，可用通常的方法製造。例如，製造含有用於形成燒結前層31之前述各成分的塗漆，以塗漆在基材隔板上塗佈成所定厚度，形成塗佈膜後，乾燥該塗佈膜，即可製造加熱接合用片材3、3’。
塗漆所使用的溶劑雖無特別限定，惟較佳係能使前述各成分均一溶解、混練或分散的有機溶劑或酒精溶劑。前述有機溶劑，可列舉例如，為二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、丙酮、丁酮、環己酮等酮系溶劑、甲苯、二甲苯等。又，前述酒精溶劑，可列舉為乙二醇、二甘醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2-丁烯-1，4-二醇、1，2，6-己三醇、丙三醇、辛二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、松油醇。
塗佈方法無特別限定。作為溶劑塗工方法，可列舉例如，薄膜塗佈機、凹版塗佈機、滾輪式塗佈機、反向式塗佈機、刮刀式塗佈機、管刮刀塗佈機、網版印刷等。其中，基於塗佈厚度之均一性較高之觀點，較佳係薄膜塗佈機。又，塗佈膜的乾燥條件無特別限定，例如，可以乾燥溫度70~160℃、乾燥時間1~5分鐘進行。又，塗佈膜乾燥後根據所使用的溶劑種類，會有溶劑未全部氣化而殘留於塗膜中之情形。
燒結前層31含有前述低沸點黏合劑時，因應前述乾燥條件，前述低沸點黏合劑之一部分有揮發之情形。因此，因應前述乾燥條件，改變構成燒結前層31之各成分之比例。例如，即使同樣之塗漆所形成之燒結前層31，乾燥溫度越高，或乾燥時間越長，則佔燒結前層31全體之金屬微粒子之含有量、或熱分解性黏合劑之含有量越多。因此，使燒結前層31中之金屬微粒子或熱分解性黏合劑之含有量能形成所期望的量，而設定前述乾燥條件者為佳。
基材隔板，可使用藉由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、或氟系剝離劑、長鏈烷基丙烯酸酯系剝離劑等之剝離劑進 行表面塗佈的塑膠薄膜或紙張。
加熱接合用片材3、3’的製造方法，例如，前述各成分以攪拌器混合，所得之混合物加壓成形而製造加熱接合用片材3、3’的方法等亦為合適。攪拌器可列舉為行星式攪拌器等。
加熱接合用片材3、3’，加熱前在23℃之厚度，在5~100μm為佳，在10~80μm為更佳。在23℃之厚度，若在5μm以上，則更能抑制溢出。另一方面，若在100μm以下，更能抑制加熱接合時之傾斜發生。
(切晶帶)
切晶帶11係在基材1上積層黏著劑層2所構成者。
基材1係成為附切晶帶之加熱接合用片材10、12之強度母體者，較佳係具有紫外線透過性者。基材1，可列舉例如，低密度聚乙烯、直鏈狀聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、隨機共聚合聚丙烯、嵌段共聚合聚丙烯、均聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烴，乙烯-醋酸乙烯共聚合物、離子鍵聚合物樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚合物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(隨機、交替)共聚合物、乙烯-丁烯共聚合物、乙烯-己烯共聚合物、聚胺酯、聚乙烯對苯二甲酯、聚乙烯萘二甲酯等的聚酯，聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚醯胺、全芳香族聚醯胺、聚苯硫醚、芳綸(紙)、玻璃、玻璃布、氟樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纖維素系樹脂、矽酮樹脂、金屬(箔)、紙等。
又，基材1之材料，可列舉為前述樹脂之交聯體等之聚合物。前述塑膠薄膜，可不延伸而使用，亦可視需要使用施行一軸或二軸之 延伸處理者。若藉由以延伸處理等賦予熱伸縮性之樹脂片材，藉由在切割後使該基材1熱收縮而使黏著劑層2與加熱接合用片材3、3’之接著面積降低，從而可達到使半導體晶片之回收容易化的目的。
基材1之表面，為提高與鄰接層之密著性、保持性等，可實施慣用之表面處理，例如，鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、離子化放射線處理等化學性或物理性處理，利用底塗劑(例如，下述黏著物質)所進行之塗佈處理。
基材1之厚度並無特別的限制，可適當地決定，一般為5~200μm左右。
用於黏著劑層2之形成的黏著劑並無特別限制，例如，可使用丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等之一般感壓性接著劑。前述感壓性接著劑，基於半導體晶圓或玻璃等怕污染的電子零件之藉由超純水或酒精等有機溶劑之清淨洗淨性等觀點而言，較佳係以丙烯酸系聚合物為基礎聚合物之丙烯酸黏著劑。
作為前述丙烯酸系聚合物，可列舉例如，以(甲基)丙烯酸烷基酯(例如，甲酯、乙酯、丙酯、異丙酯、丁酯、異丁酯、s-丁酯、t-丁酯、戊酯、異戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、異辛酯、壬酯、癸酯、異癸酯、十一酯、十二酯、十三酯、十四酯、十六酯、十八酯、二十酯等烷基之碳數1~30，尤其是碳數4~18的直鏈狀或分枝鏈狀之烷基酯等)以及(甲基)丙烯酸環烷基酯(例如，環戊酯、環己酯等)之1種或2種以上作為單體成分使用之丙烯酸系聚合物等。又，(甲基)丙烯酸酯即係指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯，本發明中之(甲基)，皆 為同樣之意義。
前述丙烯酸系聚合物，以凝集力、耐熱性等之改良為目的，可視需要含有能與前述(甲基)丙烯酸烷基酯或環烷基酯共聚合之其他單體成分之對應單位。此種單體成分，可列舉例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、羧乙基(甲基)丙烯酸酯、羧戊基(甲基)丙烯酸酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸、丁烯酸等含有羧基之單體；馬來酸酐、衣康酸酐等酸酐單體；(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯、(4-羥基甲基環己基)甲基(甲基)丙烯酸酯等含有羥基之單體；苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、磺酸丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯基氧基萘磺酸等含有磺酸基之單體；2-羥乙基丙烯醯基磷酸酯等含有磷酸基之單體；丙烯醯胺、丙烯腈等。此等可共聚合之單體成分，可使用1種或2種以上。此等可共聚合之單體之使用量，在全部單體成分之40重量%以下為佳。
進一步，為使前述丙烯酸系聚合物進行交聯，可視需要包含多官能性單體等作為共聚合用單體成分。此種多官能性單體，可列舉例如，己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。此等多官能性單體亦可使用1種或2種以上。 基於黏著特性等之觀點，多官能性單體之使用量在全部單體成分之30重量%以下為佳。
前述丙烯酸系聚合物，係可藉由使單一單體或2種以上之單體混合物進行聚合而得。聚合可用溶液聚合、乳化聚合、塊狀聚合、懸浮聚合等任一方式進行。基於防止對潔淨之被黏物之污染等之觀點，以低分子量物質之含量較小為佳。基於此點，丙烯酸系聚合物之數量平均分子量較佳係10萬以上，更佳係20萬~300萬左右，特佳係30萬~100萬左右。
此外，前述黏著劑，係為了提高作為基礎聚合物之丙烯酸系聚合物等之數量平均分子量，亦可適宜地採用外部交聯劑。作為外部交聯方法之具體手段，可列舉添加聚異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交聯劑等所謂交聯劑使其反應之方法。使用外部交聯劑時，其使用量係根據與該應交聯之基礎聚合物之平衡，進一步，可根據作為黏著劑之使用用途來適當決定。一般而言，對於前述基礎聚合物100重量份，以約5重量份以下，進一步以0．1~5重量份配合為佳。進一步，黏著劑視需要，除前述成分外，亦可使用過去習知的各種黏著賦予劑、抗老化劑等之添加劑。
黏著劑層2能以放射線硬化型黏著劑形成。放射線硬化型黏著劑，藉由紫外線等放射線的照射增大交聯程度，從而可容易地使其黏著力降低，藉由僅在圖2所示黏著劑層2之加工黏貼部分之對應部分2a照射放射線，能使與其他部分2b之黏著力造成差異。
此外，藉由使圖2所示之加熱接合用片材3’同時與放射線 硬化型之黏著劑層2硬化，可容易地形成黏著力明顯降低之前述部分2a。由於在硬化、黏著力降低之前述部分2a貼附加熱接合用片材3’，因此在黏著劑層2之前述部分2a與加熱接合用片材3’之界面，具有在撿拾時容易剝離的性質。另一方面，未照射放射線之部分具有足夠的黏著力，而形成前述部分2b。又，對黏著劑層之放射線照射，亦可在切割後撿拾前進行。
如同前述，圖1所示附切晶帶之加熱接合用片材10之黏著劑層2中，由未硬化之放射線硬化型黏著劑所形成的前述部分2b係與加熱接合用片材3黏著，能確保切割時之保持力。此種放射線硬化型黏著劑能將用以固定晶片狀加工品(半導體晶片等)於基板等被黏物之加熱接合用片材3，在接著‧剝離的平衡良好情形下進行支撐，圖2所示附切晶帶之加熱接合用片材11之黏著劑層2中，前述部分2b能固定晶片環。
放射線硬化型黏著劑，係可使用具有碳-碳雙鍵等放射線硬化性之官能基，且表現黏著性之物質，無特別限制。放射線硬化型黏著劑，可例示如，在前述丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等一般感壓性黏著劑，配合放射線硬化性之單體成分或低聚物成分之添加型的放射線硬化型黏著劑。
配合的放射線硬化性之單體成分，可列舉例如，為胺基甲酸酯低聚物、胺基甲酸(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。又，放射線硬化性之 低聚物成分可列舉胺基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各種低聚物，其分子量係100~30000左右之範圍者為適當。放射線硬化性之單體成分或低聚物成分之配合量，可因應前述黏著劑層之種類、適宜地決定為可降低黏著劑層之黏著力的量。一般而言，相對於構成黏著劑之丙烯酸系聚合物等的基礎聚合物100重量份，例如為5~500重量份、較佳為40~150重量份左右。
此外，放射線硬化型黏著劑，除前述說明之添加型之放射線硬化型黏著劑外，還可列舉內在型之放射線硬化型黏著劑，其係使用在聚合物側鏈或主鏈中間或主鏈末端具有碳-碳雙鍵者作為基礎聚合物。內在型之放射線硬化型黏著劑，因不需含有低分子成分之低聚物等或含量不多，故低聚物成分等不會隨時間經過在黏著劑中移動，因此能形成安定層構造之黏著劑層而較佳。
前述具有碳-碳雙鍵之基礎聚合物，可使用具有碳-碳雙鍵且具有黏著性者，並無特別限制。此種基礎聚合物，係以丙烯酸系聚合物作為基本骨架者為佳。丙烯酸系聚合物之基本骨架，可列舉前述例示之丙烯酸系聚合物。
前述對丙烯酸系聚合物之碳-碳雙鍵之導入法無特別限制，可採用各種方法，惟基於分子設計之觀點，碳-碳雙鍵導入於聚合物側鏈為容易。可列舉例如，預先，在丙烯酸系聚合物單體中共聚合具有官能基之單體後，將可與此官能基反應之官能基以及具有碳-碳雙鍵之化合物，在維持碳-碳雙鍵之放射線硬化性狀態下使其縮合或加成反應之方法。
此等官能基之組合之例，可列舉羧酸基及環氧基、羧酸基和氮丙環啶基、羥基及異氰酸酯基等。此等官能基之組合中，從追蹤反應之容易度而言，係以羥基和異氰酸酯基之組合較適合。此外，根據此等官能基之組合，若是該組合能生成前述具有碳-碳雙鍵之丙烯酸系聚合物，官能基在丙烯酸系聚合物及前述化合物之任一側皆可；惟以前述之較佳組合，係丙烯酸系聚合物具有羥基，而前述化合物具有異氰酸酯基之情形為合適。此種情形，具有碳-碳雙鍵之異氰酸酯化合物，可列舉例如，甲基丙烯醯異氰酸酯、2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯、m-異丙烯基-α、α-二甲基芣基異氰酸酯等。此外，作為丙烯酸系聚合物，前述例示之含有羥基之單體或2-羥基乙基乙烯醚、4-羥基丁基乙烯醚、二甘醇單乙烯醚之醚系化合物等用於共聚合者。
前述內在型之放射線硬化型黏著劑，可單獨使用前述含有碳-碳雙鍵之基礎聚合物(特別係丙烯酸系聚合物)，也可在不惡化其特性的程度配合前述放射線硬化性之單體成分或低聚物成分。放射線硬化性之低聚物成分等，相對於通常基礎聚合物100重量份係30重量份之範圍內，較佳則係0~10重量份之範圍。
前述放射線硬化型黏著劑，藉由紫外線等使其硬化時係含有光聚合引發劑。光聚合引發劑，可列舉例如，4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、α-羥基-α，α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羥基苯丙酮、1-羥基環己苯酮等之α-酮系化合物；甲氧基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、2-甲基-1-〔4-(甲硫)-苯基〕-2-嗎啉丙烷-1等苯乙 酮系化合物；苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、茴香偶姻甲醚等之苯偶姻醚系化合物；芐基二甲基縮酮等之縮酮系化合物；2-萘磺醯氯等芳香族磺醯氯系化合物；1-苯甲酮-1，1-丙二酮-2-(o-乙氧羰基)肟等之光活性肟系化合物；二苯甲酮、苯甲醯安息香酸、3，3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等之二苯甲酮系化合物；噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2，4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2，4-二氯噻噸酮、2，4-二乙基噻噸酮、2，4-二異丙基噻噸酮等之噻噸酮系化合物；樟腦醌；鹵化酮；醯基氧化磷；醯基磷酸酯等。光聚合引發劑之配合量，相對於構成黏著劑之丙烯酸系聚合物等之基礎聚合物100重量份，例如為0．05~20重量份左右。
又，放射線硬化型黏著劑，可列舉例如，日本專利特開昭60-196956号公報所揭露，有2個以上不飽和鍵之加成聚合性化合物，含有具有環氧基之烷氧基矽烷等光聚合性化合物，以及，含有羰基化合物、有機硫化合物、過氧化物、胺、鎓鹽系化合物等光聚合引發劑之橡膠系黏著劑或丙烯酸系黏著劑等。
前述放射線硬化型之黏著劑層2中，因應需要，可含有藉由放射線照射而著色之化合物。藉由放射線照射，且藉由使黏著劑層2含有著色之化合物，可僅著色被放射線照射之部分。亦即，可著色圖1所示加工黏貼部分3a之對應部分2a。因此，能以目視直接判斷黏著劑層2是否被放射線照射過，加工黏貼部分3a容易被識別，加工之黏貼更為容易。又，用光感測器等檢測半導體晶片時，其檢測精度提高，在半導體之撿取時不會發生錯誤操作。藉由放射線著色之化合物，係在放射線照射前 為無色或淡色，藉由放射線照射成為有色之化合物，可列舉例如無色染料等。藉由放射線著色之化合物之使用比例，可適當設定。
黏著劑層2之厚度，雖無特別限定，但從晶片切斷面之缺陷防止或加熱接合用片材3、3’之固定保持之兼顧性等觀點而言，係以1~50μm左右為佳。較佳為2~30μm，更佳為5~25μm。
本實施例型態之切晶帶11，例如，能以如下所述製作。
首先，基材1，可由過去習知的製膜方法來製膜。該製膜方法，可例示如壓延(calendaring)製膜法、在有機溶劑中之鑄膜(casting)法、在密閉系統之吹膜擠出法、T模擠出法、共擠出法、乾式層壓法等。
接著，於基材1上塗佈黏著劑組成物溶液並形成塗佈膜後，使該塗佈膜在所定條件下乾燥(視需求加熱交聯)，形成黏著劑層2。塗佈方法無特別限定，可列舉例如，滾輪塗工、網版塗工、凹版塗工等。又，乾燥條件，例如可在乾燥溫度80~150℃、乾燥時間0．5~5分鐘之範圍內進行。又，亦可在隔板上塗佈黏著劑組成物並形成塗佈膜後，在前述乾燥條件下乾燥塗佈膜而形成黏著劑層2。之後，在基材1上將隔板與黏著劑層2一起貼合。藉此，製作切晶帶11。
附切晶帶之加熱接合用片材10、12，可用通常之方法製造。例如，可將切晶帶11之黏著劑層2與加熱接合用片材3貼合，製造附切晶帶之加熱接合用片材10。
附切晶帶之加熱接合用片材10，以隔板覆蓋加熱接合用片材3者為佳。例如，可例舉貼合切晶帶11及加熱接合用片材3後，剝離於加熱接合用片材3積層之前述基材隔板，於剝離前述基材隔板後之附切晶帶之 加熱接合用片材10之加熱接合用片材3之露出面，貼附隔板之方法。亦即，以貼合切晶帶11、加熱接合用片材3，及前述隔板此順序積層之形態為佳。
上述實施型態，係說明關於切晶帶及加熱接合用片材所積層之附切晶帶之加熱接合用片材。然而，本發明之加熱接合用片材，亦可提供不貼合切晶帶之狀態。
加熱接合用片材，不貼合切晶帶之形態之情形，以夾於2片之隔板形成附有兩面隔板之加熱接合用片材為佳。亦即，以第1隔板、加熱接合用片材、及第2隔板此順序積層而形成附有兩面隔板之加熱接合用片材為佳。
圖3，表示附有兩面隔板之加熱接合用片材之一實施型態之斷面模式圖。
圖3所示之附有兩面隔板之加熱接合用片材30，具有以第1隔板32、加熱接合用片材3、及第2隔板34此順序所積層之構成。第1隔板32、及第2隔板34，可使用與前述基材隔板相同者。
又，加熱接合用片材，形成不貼合切晶帶之形態時，亦可為僅加熱接合用片材之一側之面積層有隔板之形態。
(接合體之製造方法)
本實施型態之接合體之製造方法，其至少包含準備步驟：準備前述加熱接合用片材，及加熱接合步驟：介由前述加熱接合用片材，加熱接合2個被接合物； 前述加熱接合步驟之接合溫度在200~400℃之範圍內。
以下，說明本發明之接合體為半導體裝置，且本發明之被接合物為半導體晶片，以及，被黏物之情形。但，本發明之被接合物，若為使用加熱接合用片材接合而得者，則不限定於此例。此外，本發明之接合體，只要使用加熱接合用片材接合者即可，不限定於半導體裝置。
(半導體裝置之製造方法)
本實施型態中之半導體裝置之製造方法至少包含：準備前述加熱接合用片材之步驟，及介由前述加熱接合用片材，使半導體晶片在被黏物上加熱接合之加熱接合步驟；前述加熱接合步驟之接合溫度在200~400℃之範圍內(以下，亦稱為第1實施型態)。
又，如上所述，前述半導體晶片，以及，前述被黏物，係相當於本發明之被接合物。
此外，本實施型態中半導體裝置之製造方法包含：準備前述所記載之附切晶帶之加熱接合用片材之步驟，及將前述附切晶帶之加熱接合用片材與半導體晶圓之背面貼合之貼合步驟，及將前述半導體晶圓與前述加熱接合用片材一起切割，形成晶片狀之半導體晶片之切晶步驟，及將前述半導體晶片，從前述附切晶帶之加熱接合用片材，與前述加熱接合用片材一起撿拾之撿拾步驟，及 介由前述加熱接合用片材，將前述半導體晶片於被黏物上進行加熱接合之加熱接合步驟；前述加熱接合步驟之接合溫度在200~400℃之範圍內(以下，亦稱為第2實施型態)。
第1實施型態之半導體裝置之製造方法，相對於第2之實施型態之半導體裝置之製造方法使用附切晶帶之加熱接合用片材，係在第1實施型態之半導體裝置之製造方法中，以單體使用加熱接合用片材之部分，於此點相異而其他部分共通。第1之實施型態之半導體裝置之製造方法中，準備加熱接合用片材後，若將其與切晶帶進行貼合步驟，其後，可與第2實施型態中半導體裝置之製造方法相同。因此，以下針對第2實施型態中半導體裝置之製造方法加以說明。
本實施型態之半導體裝置之製造方法中，首先，準備附切晶帶之加熱接合用片材10、12(準備步驟)。附切晶帶之加熱接合用片材10、12，可適宜剝離在加熱接合用片材3、3’上任意設置之隔板，如以下使用。以下，參照圖1及圖4說明使用附切晶帶之加熱接合用片材10之情形之例子。
首先，於附切晶帶之加熱接合用片材10中加熱接合用片材3之半導體晶圓黏貼部分3a上，壓接半導體晶圓4，將其保持接著並固定(貼合步驟)。本步驟，是用壓著滾輪等之按壓方法一邊按壓一邊進行。裝載時之黏貼溫度並無特別限定，例如在23~90℃之範圍內為佳。
半導體晶圓4，以於一側之面形成電極墊，並於其他的面 (以下，亦稱作背面)之最表面形成銀薄膜者為佳。前述銀薄膜之厚度，例如，可例舉10nm~1000nm。此外，於半導體晶圓4與前述銀薄膜之間，亦可進一步形成鈦薄膜。前述鈦薄膜之厚度，例如，可例舉10nm~1000nm。若形成前述銀薄膜，則後述之加熱接合步驟中，半導體晶片5與加熱接合用片材3可強固地加熱接合。此外，若形成前述鈦薄膜則電極之信賴性提升。前述銀薄膜、及前述鈦薄膜，例如，可藉由氣相沉積形成。
接著，進行半導體晶圓4之切割(切晶步驟)。藉此，將半導體晶圓4切斷並單片化成所定之尺寸，從而製造半導體晶片5。切晶方法雖無特別限定，例如可從半導體晶圓4之迴路面側，按照通常方法進行。此外，本步驟，可採用例如進行切晶時切入至附切晶帶之加熱接合用片材10之稱作全切之切斷方式。本步驟所用的切晶裝置並無特別限定，可使用過去習知者。此外，由於半導體晶圓4，係藉由切晶帶之加熱接合用片材10接著固定，故可抑制晶片缺陷或晶片飛散，同時亦可抑制半導體晶圓4的破損。
接著，為剝離在附切晶帶之加熱接合用片材10接著固定之半導體晶片5，進行半導體晶片5之撿拾(撿拾步驟)。撿拾之方法無特別限定，可採用各種過去習知的方法。例如，可列舉例如將個別半導體晶片5從附切晶帶之加熱接合用片材10側藉由針突起，再將突起之半導體晶片5經由撿拾裝置撿拾之方法等。
作為撿拾條件，基於防止破片之觀點，針的突起速度在5~100mm/秒為佳，在5~10mm/秒更佳。
此處之撿拾，係黏著劑層2為紫外線硬化型之情形，其係在該黏著劑層2照射紫外線後進行。藉此，黏著劑層2對加熱接合用片材3之黏著力降低，使半導體晶片5之剝離變得容易。其結果，可在撿拾半導體晶片5時不使其受損。紫外線照射時之照射強度、照射時間等之條件並無特別限定，可視需要適當設定。此外，紫外線照射所使用之光源，可使用習知者。此外，黏著劑層事先照射紫外線使其硬化，並貼合此已硬化之黏著劑層與加熱接合用片材之情形，則於此並不需紫外線照射。
接著，半導體晶片5，介由加熱接合用片材3暫時接著於被黏物6。暫時接著步驟，可使用晶片裝配機等進行。暫時接著步驟，以在壓力0．01MPa~5MPa暫時接著為佳。此外，暫時接著之溫度並無特別限定，例如以23~150℃之範圍內為佳。此外，加壓時間，以0．01~5秒為佳。
接著，撿拾之半導體晶片5，介由加熱接合用片材3，加熱接合於被黏物6(加熱接合步驟)。被黏物6，可列舉有導線架、TAB薄膜、基板或另外製作之半導體晶片等。被黏物6，例如，可為容易變形之變形型被黏物，亦可為不易變形之非變形型被黏物(半導體晶圓等)。
前述導線架，可列舉Cu導線架、42Alloy導線架等之金屬導線架。又，前述基板，可使用過去習知者。可列舉例如玻璃環氧基、BT(雙馬來醯亞胺-三嗪)、聚醯亞胺等構成之有機基板。其中，若使用金屬導線架，可藉由加熱接合與銅粒子一體化。又，前述基板，可例舉在陶瓷板等之絕緣基板，積層銅電路基板之絕緣電路基板。若 使用絕緣電路基板，例如，可製造進行電力的控制或供給之電力半導體裝置。
前述加熱接合步驟，藉由加熱燒結銅粒子的同時，使作為熱分解性黏合劑之聚碳酸酯熱分解。此外，使藉由乾燥步驟無法完全揮發而殘留之低沸點黏合劑揮發。接合溫度，以200~400℃為佳、190~370℃較佳、200~350℃為更佳而進行。此外，加熱時間，以0．3~300分為佳、0．5~240分較佳、1~180分為更佳而進行。此外，加熱接合，亦可在加壓條件下進行。加壓條件，以1~500kg/cm2的範圍內為佳、5~400kg/cm2的範圍內較佳。在加壓下之加熱接合，例如，可以如倒裝晶片接合機之加熱與加壓可同時進行之裝置來進行。此外，亦可為平行平板加壓。前述加熱接合步驟，在氮氣環境下、減壓下、或者、還原氣體環境下之任一種所進行為佳。銅粒子，係有在高溫會氧化之性質。此外，被接合物為銅製之情形，會在高溫氧化。因此，加熱接合步驟，在氮氣環境下、減壓下、或者、還原氣體環境下之任一種進行，可防止因加熱而導致銅粒子等之氧化。
前述加熱接合步驟之前，亦可進行昇溫步驟。
例如，前述暫時接著步驟後，可進行下述之步驟。
具有半導體晶片5、加熱接合用片材3、及被黏體6之積層體，從第1溫度以下昇溫至第2溫度之昇溫步驟，及前述昇溫步驟之後，前述積層體之溫度保持在所定範圍內並加熱接合之步驟(加熱接合步驟)。
前述第1溫度，因應前述燒結前層之組成而不同，例如， 可例舉50℃、80℃、100℃等。
此昇溫步驟，例如，可預先在平行平板之一側或兩側預熱至前述第1溫度後，用前述平行平板夾住前述積層體，之後，以所定之昇溫速度，昇溫至第2溫度即可。
前述昇溫速度，較佳係0．1℃/s以上，更佳係0．5℃/s以上，特佳係1℃/s以上。此外，前述昇溫速度，較佳係5℃/s以下，更佳係3℃/s以下，特佳係2℃/s以下。若前述昇溫速度在2℃/s以下，則更能抑制急遽的加熱。另一方面，若前述昇溫溫度在0．1℃/s以上，則能縮短加工過程。
前述第2溫度，是在開始加熱接合步驟之時間點之溫度，為實質上開始燒結之溫度。
前述第2溫度，因應前述燒結前層之組成而不同，例如，可例舉200℃、250℃、300℃等。
從第1溫度昇溫至第2溫度之期間，亦可加壓前述積層體10。前述加壓，5~40MPa之範圍內為佳，5~15MPa之範圍內為更佳。若前述加壓在5MPa以下，則可得到更強固地接合之接合體。此外，若前述加壓在40MPa以下，則能減輕對晶片之荷重負荷。前述加壓，可為藉由一定的壓力加壓，亦可為在一定範圍內變動壓力之加壓。
此外，從第1溫度昇溫至第2溫度之期間之加壓，可為一直加壓前述積層體，亦可為至少一部份之期間進行加壓。若於至少一部份之期間進行加壓，則變得更適合接合。例如，未加壓而從第1溫度以下開始昇溫， 一定期間經過後，第2溫度到達前，開始加壓即可。
接著，可視需要，如圖4所示，在被黏物6之端子部(內引線)之前端與半導體晶片5上之電極墊(無圖示)以焊接導線7做電氣連接(導線焊接步驟)。前述焊接導線7，例如，可使用金線、鋁線或銅線等。進行導線焊接時之溫度，在23~300℃，較佳係在23~250℃之範圍內進行。此外，其加熱時間為數秒~數分內進行。結線為在前述溫度範圍內所加熱狀態下，藉由併用超音波之振動能量與藉由施加電壓之壓接能量而進行。
接著，可視需要，如圖4所示，藉由密封樹脂8密封半導體晶片5(密封步驟)。本步驟係為保護在被黏物6所搭載之半導體晶片5或焊接導線7而進行。本步驟可藉由以模具成型密封用樹脂來進行。密封樹脂8，例如使用環氧系之樹脂。樹脂密封時之加熱溫度，通常在175℃、60~90秒之間進行，但本發明並無限定於此，例如可在165~185℃、數分內處理。藉此，使密封樹脂8硬化。又，本密封步驟，亦可採用在片材狀之密封用片材嵌入半導體晶片5之方法(例如，參照日本專利特開2013-7028号公報)。此外，除了藉由模具之密封樹脂之成型以外，亦可為在箱型容器流入矽凝膠之凝膠密封型。
接著，視需要進行加熱，使在前述密封步驟硬化不足之密封樹脂8完全硬化(後硬化步驟)。本步驟中之加熱溫度，根據密封樹脂之種類而異，例如在165~185℃之範圍內，加熱時間為0．5~8小時左右。
又，本發明之加熱接合用片材、及附切晶帶之加熱接合用 片材，亦可適合使用於積層有複數半導體晶片且立體實裝之情形。此時，可於半導體晶片間積層加熱接合片材及隔離層，亦可不積層隔離層，而在半導體晶片間僅積層加熱接合用片材，可視製造條件或用途等作適當變更。
此外，本發明之加熱接合用片材、及附切晶帶之加熱接合用片材，不限定於上述例示之用途，可利用於加熱接合2個物體。
【實施例】
以下，關於本發明所使用之實施例做詳細的說明，但本發明在不超過其主旨之情況下，並不限於以下之實施例。
關於實施例使用成分加以說明。
銅粒子A(平均粒徑150nm、微晶徑尺寸30nm)
銅粒子B(平均粒徑300nm、微晶徑尺寸30nm)
熱分解性黏合劑A(聚丙烯碳酸酯樹脂)：Empower公司製之QPAC40、在23℃固態
低沸點黏合劑B(萜醇系黏合劑(日本萜烯化學(株)製、萜索夫(Terusolve MTPH))
有機黏合劑C(丙烯酸樹脂)：藤倉化成公司製之MM-2002-1、在23℃固態
有機溶劑A：甲乙酮(MEK)
〔加熱接合用片材之製作〕
依據表1所記載之配合比，將表1所記載之各成分及溶劑放入混合攪拌器(KEYENCE製HM-500)之攪拌槽中，以攪拌模式、3分 鐘攪拌‧混合。
所得到之塗漆，在離型處理薄膜(三菱樹脂(株)製的MRA50)塗佈‧乾燥。乾燥條件為在80℃下2分鐘。藉此得到實施例及比較例之厚度65μm之加熱接合用片材。
〔信賴性評價〕
準備於背面依序形成Ti層(厚50nm)及Ag層(厚100nm)之矽晶片(矽晶片之厚350μm、縱5mm、橫5mm)。在準備之矽晶片之Ag層面分別貼合實施例及比較例之加熱接合用片材。
貼合條件為溫度70℃、壓力0．3MPa、速度10mm/秒。
準備以Ag層(厚5μm)覆蓋整體之銅板(銅板之厚度3mm)。於準備之銅板上，暫時接著附有矽晶片之加熱接合用片材(以上述作成者)。暫時接著時之壓力為0．1MPa。
接著，以下述加熱條件，進行昇溫、接合。
<加熱條件>
在10MPa之加壓(平板加壓)下，從80℃至300℃以昇溫速度1．5℃/秒昇溫後，在300℃保持(接合)2．5分鐘。昇溫、接合時之環境氣體如表1所示。
之後，空氣冷卻至170℃，然後，水冷至80℃。又，水冷為藉由加壓板內附設之水冷式冷卻板。
接著，將評價用樣品放入冷熱衝擊試驗機(ESPEC公司製之TSE-103ES)，給予100循環-40℃~200℃之冷熱衝擊。又，此時，在-40℃及200℃個別保持15分鐘。
100循環後，使用超音波影像裝置〔SAT〕(日立建機Finetech製FineSAT II)，為了確認矽晶片與銅板於燒結層接合之部分，而進行攝影。所使用傳感器(探測器)，為PQ-50-13：WD〔頻率50MHz〕。
求得於得到的像中接合剩餘部分之面積(剩餘面積)，算出相對於全體面積之剩餘面積之比例(剩餘接合面積率)。此外，剩餘接合面積率在50%以上時為○、低於50%時為×而評價。結果示於表1。又，經由超音波影像裝置之影像，矽晶片與基板剝離之部分為白色，接合殘留之部分為灰色。
Figure 106101824-A0101-12-0032-5
1‧‧‧基材
2‧‧‧黏著劑層
3‧‧‧加熱接合用片材
4‧‧‧半導體晶圓
10‧‧‧附有切晶帶之加熱接合用片材
11‧‧‧切晶帶
31‧‧‧燒結前層

Claims (6)

  1. 一種加熱接合用片材，其特徵係其具有含有銅粒子及聚碳酸酯之燒結前層，前述聚碳酸酯含有聚丙烯碳酸酯；前述銅粒子係由複數之微晶所構成；前述微晶之微晶徑在50nm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之加熱接合用片材，其中，前述銅粒子之平均粒徑在10~1000nm之範圍內。
  3. 一種附切晶帶之加熱接合用片材，其特徵係其具有切晶帶，及積層於前述切晶帶上之如申請專利範圍第1至2項中任一項所記載之加熱接合用片材。
  4. 一種接合體之製造方法，其特徵係包含準備步驟：準備如申請專利範圍第1至2項中任一項所記載之加熱接合用片材，及加熱接合步驟：介由前述加熱接合用片材，加熱接合2個被接合物；前述加熱接合步驟之接合溫度在200~400℃之範圍內。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之接合體之製造方法，其中，前述加熱接合步驟，在氮氣環境下、減壓下、或者、還原氣體環境下之任一種所進行。
  6. 一種電力半導體裝置，其特徵係其具備如申請專利範圍第1至2項中任一項所記載之前述加熱接合用片材，及電力半導體元件。
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