TWI841706B - 半導體封裝、半導體封裝之製造方法、及用於其之導熱性組成物 - Google Patents

半導體封裝、半導體封裝之製造方法、及用於其之導熱性組成物 Download PDF

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Abstract

本發明的半導體封裝具備基板、設置於基板上之半導體元件及包圍半導體元件的周圍之散熱器，並利用具有藉由熱處理使金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構之導熱性材料將半導體元件和散熱器接合。

Description

半導體封裝、半導體封裝之製造方法、及用於其之導熱性組成物
本發明係有關一種半導體封裝、半導體封裝之製造方法、及用於其之導熱性組成物。
迄今為止，在具備熱導體之半導體封裝中進行了各式各樣的開發。作為該等技術，例如，已知專利文獻1中所記載之技術。 在專利文獻1中記載了一種安裝於電子電路基板上之半導體元件（發熱體）和熱匯（heat sink）經由導熱性雙面膠（由接著劑構成之導熱性材料）接著之半導體封裝（專利文獻1的實施例7、圖16）。
專利文獻1：國際公開第2015/072428號
然而，本發明人進行研究之結果，明確了：在上述專利文獻1中所記載之半導體封裝中，在散熱特性的方面具有改善的餘地。
目前，隨著高性能化而半導體元件（發熱體）的發熱量增加，因此對半導體封裝要求進一步高度的散熱特性的改善。 依據該種情況進行研究之結果，發現了：即使使用分散有丙烯酸系接著劑、氮化硼、氧化鋁或氧化鋅之熱可塑性凝膠作為接著半導體元件和散熱器等散熱構件之導熱性材料，亦無法充分獲得導熱性。
本發明人進一步進行研究之結果，發現：藉由使用具有藉由熱處理使金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構者作為導熱性材料，能夠提高導熱性材料的導熱性，能夠將半導體元件和散熱構件接合，因此能夠提高半導體封裝中的散熱特性，從而完成了本發明。
依據本發明，提供一種半導體封裝，其係具備基板、設置於前述基板上之半導體元件及包圍前述半導體元件的周圍之散熱器，並利用導熱性材料將前述半導體元件和前述散熱器接合，該半導體封裝中，前述導熱性材料具有藉由熱處理使金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構。
又，依據本發明，提供一種導熱性組成物，其係在半導體封裝中用於形成前述導熱性材料，該半導體封裝具備基板、設置於前述基板上之半導體元件及包圍前述半導體元件的周圍之散熱器，並利用導熱性材料將前述半導體元件和前述散熱器接合，該導熱性組成物含有： 金屬粒子； 黏合劑樹脂；及 單體， 藉由熱處理前述金屬粒子發生燒結而形成粒子連結結構。
又，依據本發明，提供一種半導體封裝之製造方法，其包括： 在基板的一面上以前述基板之另一面位在相反側的方式設置半導體元件之步驟； 將含有金屬粒子之導熱性組成物塗佈於前述半導體元件的一面側的表面上之步驟； 與前述導熱性組成物接觸，並且以覆蓋前述半導體元件的至少一面之方式配置散熱器之步驟； 對包含前述基板、半導體元件、導熱性組成物及前述散熱器之結構體進行加熱處理之步驟， 在前述加熱處理之步驟中，經由含有前述金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構之導熱性材料，將前述半導體元件和前述散熱器接合。 ［發明效果］
依據本發明，提供一種散熱特性優異的半導體封裝、半導體封裝之製造方法、及用於其之導熱性組成物。
以下，利用圖式，對本發明的實施形態進行說明。另外，在所有圖式中，對相同的構成要件標註相同的符號，並適當地省略說明。又，圖係概略圖，與實際尺寸比率不一致。
對本實施形態的半導體封裝的概要進行說明。 圖1係示意性地表示本實施形態的半導體封裝的一例之剖面圖。
本實施形態的半導體封裝100具備基板10、半導體元件20、散熱器30及導熱性材料50。半導體元件20設置於基板10上，散熱器30包圍半導體元件20的周圍，導熱性材料50將半導體元件20和散熱器30接合。 在該種半導體封裝100中，導熱性材料50具有藉由熱處理使金屬粒子發生燒結（sintering）而形成之粒子連結結構。
關於導熱性材料50中的粒子連結結構，能夠利用掃描電子顯微鏡等各種顯微鏡等觀察沿半導體元件20和散熱器30的積層方向切割導熱性材料50時的至少1個剖面。
在導熱性材料50的上述剖面的既定區域中，存在在界面消失之狀態下複數個金屬粒子連結而成之結構。藉由該種金屬粒子的連結結構，能夠提高導熱性材料50的導熱性。
又，在導熱性材料50和半導體元件20的接著面或者導熱性材料50和散熱器30的接著面的至少一部分中，導熱性材料50能夠經由其中的金屬粒子與半導體元件20的表面或者散熱器30的表面具有接合結構。
依據本實施形態，藉由使用具有藉由熱處理使金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構者作為導熱性材料，能夠提高導熱性材料的導熱性，能夠將半導體元件和散熱構件接合，因此能夠提高半導體封裝中的散熱特性。
以下，對半導體封裝100進行詳細說明。
圖1的半導體封裝100具備基板10、半導體元件20、散熱器30及導熱性材料50。
半導體元件20例如可以為邏輯晶片、記憶體晶片，亦可以為混合記憶體電路和邏輯電路而成之LSI晶片。半導體元件20可以由BGA型封裝構成。
半導體元件20安裝於基板10上，並與基板10電連接。半導體元件20可以經由倒裝晶片與基板10連接。在該情形下，半導體元件20經由焊球60與基板10焊接。可以在半導體元件20與基板10的間隙中填充底部填充材料70。底部填充材料70能夠使用公知者，但是可以為密封材，亦可以為晶片黏著材。
基板10例如可使用印刷電路基板等。可以在基板10的一面安裝1個或2個以上的半導體元件20。又，亦可以在基板10的一面安裝除了半導體元件20以外的電子零件、熱源體。另一方面，基板10的另一面（與其中一面相反的一側的面）可以具有能夠與其他基板連接之連接結構。作為連接結構，例如，可舉出焊球、銷連接器等。
散熱器30可以由從半導體元件20等發熱體散發熱之構件構成，例如，能夠由金屬材料構成。作為金屬材料，例如，可舉出銅、鋁、不鏽鋼等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。散熱器30可以具有除了金屬材料以外的高導熱性材料，例如，可以在內部包含石墨等。
散熱器30可以使用由上述金屬材料構成之金屬層，由其單層構成，或者亦可以由積層複數層而成之積層結構構成。又，散熱器30的表面中至少與導熱性材料50接合之面可以暴露上述金屬材料，但是亦可以用其他金屬進行電鍍處理。例如，能夠由鎳、金、以該等為主要成分之合金或該等的積層皮膜構成鍍膜。藉此，可提高散熱器30的防鏽性。
散熱器30的形狀只要係如覆蓋半導體元件20之蓋結構，則並無特別限定。散熱器30由與半導體元件20對向之面開口之殼體構成。具體而言，散熱器30可以具有：板狀部，其具有與半導體元件20的一面對向之另一面；及側壁部，其從該板狀部的另一面突出，並以覆蓋半導體元件20的側面周圍之方式設置於板狀構件的周圍。 關於該散熱器30的剖面結構，從半導體元件20和散熱器30的積層方向的剖面觀察時，例如，可以具有大致“コ”字形狀。
散熱器30的一部分可以經由接著劑與基板10接著。例如，散熱器30的側壁部的前端可以使用接著劑與基板10的一面接著。接著劑能夠使用公知者。
導熱性材料50介置於半導體元件20的一面和與該一面對向之散熱器30的另一面之間，並接合該等。
導熱性材料50具有藉由熱處理使金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構。該導熱性材料50能夠使用具有藉由熱處理使金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構之導熱性組成物來形成。該導熱性組成物的詳細內容將在後面進行敘述。
上述金屬粒子能夠包含由金屬構成之粒子。上述金屬粒子例如可以包含由下述金屬構成之粒子，該金屬由選自由銀、金及銅組成的群中之一種以上構成。
又，導熱性材料50的導熱率的下限例如為10W/mK以上，較佳為15W/mK以上，更佳為20W/mK以上。藉此，能夠提高半導體封裝100的散熱特性。另一方面，導熱性材料50的導熱率的上限例如可以為200W/mK以下，亦可以為150W/mK以下。導熱率可藉由使用雷射閃光法以25℃在厚度方向上進行測量而獲得。
上述由金屬構成之粒子的平均粒徑D50 的下限例如為0.8μm以上，較佳為1.0μm以上，更佳為1.2μm以上。藉此，能夠提高導熱性。另一方面，上述由金屬構成之粒子的平均粒徑D50 的上限例如為7.0μm以下，較佳為5.0μm以下，更佳為4.0μm以下。藉此，能夠提高金屬粒子之間的燒結性。又，能夠實現提高燒結的均勻性。上述由金屬構成之粒子的平均粒徑D50 可以用作銀粒子的平均粒徑D50 。
上述由金屬構成之粒子的粒徑的標準偏差的上限為2.0μm以下，較佳為1.9μm以下，更佳為1.8μm以下。藉此，能夠提高燒結時的均勻性。另一方面，上述由金屬構成之粒子的粒徑的標準偏差的下限並無特別限定，但是例如，可以為0.1μm以上、0.3μm以上。
又，上述金屬粒子可以包含由樹脂粒子和形成於樹脂粒子的表面上之金屬構成之金屬塗層樹脂粒子。該金屬粒子能夠包含金屬塗層樹脂粒子及由金屬構成之粒子中的任一者，但是包含兩者為更佳。 藉由使用金屬塗層樹脂粒子，雖然詳細機制尚不清楚，但是能夠提高與經鍍鎳處理之散熱器30的另一面側的表面的密接性。
導熱性材料50可以僅由金屬粒子的粒子連結結構構成，但是亦可以具有粒子連結結構和存在於該結構中之樹脂。藉此，能夠提高導熱率的同時降低儲存彈性模數。
導熱性材料50的25℃時的儲存彈性模數的上限例如為10.0GPa以下，較佳為9GPa以下，更佳為8GPa以下。藉此，能夠使導熱性材料50低彈性化，因此能夠抑制由應力應變引起之裂痕的產生、密接性的下降。導熱性材料50的25℃時的儲存彈性模數的上限例如可以為1GPa以上，較佳為2GPa以上，更佳為3GPa以上。藉此，能夠實現耐久性優異的導熱性材料50。儲存彈性模數可藉由利用頻率1Hz時的動態黏彈性測量（DMA）進行測量而獲得。
導熱性材料50可以形成於半導體元件20的一面的至少一部分或整面。
如圖1所示，半導體封裝100還可以具備熱匯80及導熱性材料90。
熱匯80能夠經由導熱性材料90與散熱器30接著。導熱性材料90能夠使用公知的材料，例如，可以使用油脂。
熱匯80可以由散熱性優異的構件構成，例如，亦可以使用在散熱器30中使用之材料。熱匯80可以具有複數個翼片。
以下，對本實施形態的導熱性組成物的各成分進行詳細敘述。
上述導熱性組成物在半導體封裝中用於形成導熱性材料50，該半導體封裝具備基板、設置於基板10上之半導體元件20及包圍半導體元件20的周圍之散熱器30，並利用導熱性材料50將半導體元件20和散熱器30接合。 上述導熱性組成物為藉由熱處理使金屬粒子發生燒結而形成粒子連結結構者，藉此能夠形成導熱性材料50。
本實施形態的導熱性組成物含有上述金屬粒子、黏合劑樹脂及單體。 雖然詳細機制尚不清楚，但是認為：若因加熱而單體揮發而組成物的體積收縮，則在金屬粒子彼此靠近之方向上施加應力，金屬粒子彼此的界面消失，形成金屬粒子的連結結構。又，認為：在該種金屬粒子燒結時，黏合劑樹脂、或者黏合劑樹脂與硬化劑或單體等的樹脂硬化物殘留於連結結構的內部或外圍。又，還認為：藉由硬化反應而產生如複數個金屬粒子凝聚之力。
藉由對上述導熱性組成物進行加熱處理，能夠實現含有「金屬粒子的粒子連結結構」和「由黏合劑樹脂、其硬化物、金屬塗層樹脂粒子中的樹脂粒子等構成之樹脂成分」之接著層（導熱性材料50）。
又，使用該導熱性組成物，以下述步驟A測量之導熱率λ的下限例如為10W/mK以上，較佳為15W/mK以上，更佳為20W/mK以上。藉此，能夠提高半導體封裝100的散熱特性。另一方面，導熱率λ的導熱率的上限例如可以為200W/mK以下，亦可以為150W/mK以下。 （步驟A） 花費60分鐘將該導熱性組成物從30℃升溫至200℃，接著以200℃熱處理120分鐘，獲得厚度為1mm的熱處理體。對於所獲得之熱處理體，使用雷射閃光法，測量25℃時的導熱率λ（W/mK）。
使用該導熱性組成物，以下述步驟B測量之25℃的儲存彈性模數E的上限例如為10GPa以下，較佳為9GPa以下，更佳為8GPa以下。藉此，能夠使導熱性材料50低彈性化，因此能夠抑制由應力應變引起之裂痕的產生、密接性的下降。25℃時的儲存彈性模數E的上限例如可以為1GPa以上，較佳為2GPa以上，更佳為3GPa以上。藉此，能夠實現耐久性優異的導熱性材料50。儲存彈性模數可藉由利用頻率1Hz時的動態黏彈性測量（DMA）進行測量而獲得。
（金屬粒子） 本實施形態的導熱性組成物含有金屬粒子。該金屬粒子能夠藉由熱處理發生燒結而形成粒子連結結構（燒結結構）。
上述金屬粒子能夠使用金屬塗層樹脂粒子、由金屬構成之粒子等。上述金屬粒子能夠包含金屬塗層樹脂粒子及由金屬構成之粒子中的任一者，但是包含兩者為更佳。
藉由使用上述金屬塗層樹脂粒子，能夠抑制金屬粒子的燒結性的下降的同時適當地降低儲存彈性模數。藉由使用上述由金屬構成之粒子，能夠提高金屬粒子的燒結性的同時適當地提高導熱率。
上述金屬塗層樹脂粒子由樹脂粒子和形成於樹脂粒子的表面上之金屬構成。亦即，上述金屬塗層樹脂粒子可以為金屬層被覆樹脂粒子的表面而得之粒子。
本說明書中，金屬層被覆樹脂粒子的表面係指金屬層覆蓋樹脂粒子的表面的至少一部分區域之狀態，並不限於覆蓋樹脂粒子的整個表面之態樣，例如，可以包含金屬層局部覆蓋表面之態樣、覆蓋從特定的剖面觀察時的整個表面之態樣。 其中，就導熱性的觀點而言，金屬層覆蓋從特定的剖面觀察時的整個表面為較佳，覆蓋粒子的整個表面為進一步較佳。
上述金屬塗層樹脂粒子中的金屬例如能夠包含選自由銀、金、鎳、錫組成的群中之一種以上。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。或者，可以使用以該等金屬為主要成分之合金。其中，就燒結性、導熱性的觀點而言，能夠使用銀。
關於構成上述金屬塗層樹脂粒子中的樹脂粒子（芯樹脂粒子）之樹脂材料，例如，可舉出聚矽氧、丙烯酸、苯酚、聚苯乙烯、三聚氰胺、聚醯胺、聚四氟乙烯等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。能夠由使用了該等之聚合物構成樹脂粒子。聚合物可以為均聚物，亦可以為以該等為主要成分之共聚物。 就彈性特性、耐熱性的觀點而言，上述樹脂粒子可以使用聚矽氧樹脂粒子、丙烯酸樹脂粒子。
上述聚矽氧樹脂粒子可以為由藉由使甲基氯矽烷、三甲基三氯矽烷、二甲基二氯矽烷等有機氯矽烷聚合而獲得之有機聚矽氧烷構成之粒子，亦可以為以使該有機聚矽氧烷進一步三維交聯而成之結構為基本骨架之聚矽氧樹脂粒子。
又，能夠在聚矽氧樹脂粒子的結構中導入各種官能基，作為能夠導入之官能基，可舉出環氧基、胺基、甲氧基、苯基、羧基、羥基、烷基、乙烯基、巰基等，但是並不限定於該等。 另外，本實施形態中，可以在不損害特性之範圍內在該聚矽氧樹脂粒子中添加其他低應力改質劑。作為能夠同時使用之其他低應力改質劑，可舉出丁二烯苯乙烯橡膠、丁二烯丙烯腈橡膠、聚胺酯（poly urethane）橡膠、聚異戊二烯橡膠、丙烯酸橡膠、氟橡膠、液態有機聚矽氧烷、液態聚丁二烯等液態合成橡膠等，但是並不限定於該等。
上述樹脂粒子的形狀並無特別限定，可以為球形，但是亦可以為除了球形以外的不同形狀、例如扁平狀（片（flake）狀）、板狀、針狀。在將金屬塗層樹脂粒子的形狀形成為球形之情形下，所使用之樹脂粒子的形狀亦係球形為較佳。另外，如上所述，球形並不限於完全的圓球，還包括如橢圓之接近球形之形狀、在表面具有若干個凹凸之形狀等。
上述金屬塗層樹脂粒子的比重的下限例如為2以上，2.5以上為較佳，3以上為進一步較佳。藉此，能夠進一步提高作為接著層的導熱性、導電性。又，上述金屬塗層樹脂粒子的比重的上限例如為10以下，9以下為較佳，8以下為進一步較佳。藉此，能夠提高粒子的分散性。上述比重可以為包含金屬塗層樹脂粒子和由金屬構成之粒子之金屬粒子的比重。
上述金屬塗層樹脂粒子可以為單分散系粒子，亦可以為多分散系粒子。又，在粒徑頻率分布中，上述金屬塗層樹脂粒子可以具有1個峰，亦可以具有2個以上的複數個峰。
上述由金屬構成之粒子可以為由1種或2種以上的金屬材料構成之粒子，芯部分和表層部分可以由相同或不同種類的金屬材料構成。金屬材料例如能夠包含選自由銀、金及銅組成的群中之一種以上。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。或者，可以使用以該等金屬為主要成分之合金。其中，就燒結性、導熱性的觀點而言，能夠使用銀。
上述由金屬構成之粒子的形狀例如可以為球形，亦可以為片狀。上述由金屬構成之粒子能夠包含球形粒子及片狀粒子中的任一者或兩者。
關於上述金屬粒子的一態樣，作為上述金屬塗層樹脂粒子包含銀塗層聚矽氧樹脂粒子及作為由金屬構成之粒子包含銀粒子。 除了銀塗層聚矽氧樹脂粒子以外，就彈性特性的觀點而言，還可以使用銀塗層丙烯酸樹脂粒子。除了銀粒子以外，例如為了促進燒結或低成本化等目的而還能夠同時使用金粒子、銅粒子等含有除了銀以外的金屬成分之粒子。
上述金屬塗層樹脂粒子的平均粒徑D50 的下限例如可以為0.5μm以上，較佳為1.5μm以上，更佳為2.0μm以上。藉此，能夠降低儲存彈性模數。另一方面，上述金屬塗層樹脂粒子的平均粒徑D50 的上限例如可以為20μm以下，亦可以為15μm以下，還可以為10μm以下。藉此，能夠提高導熱性。上述金屬塗層樹脂粒子的平均粒徑D50 可以用作銀塗層聚矽氧樹脂粒子、銀塗層丙烯酸樹脂粒子的平均粒徑D50 。
上述由金屬構成之粒子的平均粒徑D50 的下限例如為0.8μm以上，較佳為1.0μm以上，更佳為1.2μm以上。藉此，能夠提高導熱性。另一方面，上述由金屬構成之粒子的平均粒徑D50 的上限例如為7.0μm以下，較佳為5.0μm以下，更佳為4.0μm以下。藉此，能夠提高金屬粒子之間的燒結性。又，能夠實現提高燒結的均勻性。上述由金屬構成之粒子的平均粒徑D50 可以用作銀粒子的平均粒徑D50 。 又，關於由金屬構成之粒子，可以包含2種以上的具有不同的粒徑D50 者。藉此，可提高燒結性。
另外，金屬粒子的平均粒徑D50 例如能夠藉由使用Sysmex Corporation製造的流動式粒子像分析裝置FPIA（註冊商標）-3000進行粒子圖像測量來確定。更具體而言，能夠藉由使用上述裝置測量體積基準的中值粒徑來確定金屬粒子的粒徑。
相對於金屬粒子整體（100質量%），上述金屬塗層樹脂粒子的含量例如為1質量%～50質量%，較佳為3質量%～45質量%，更佳為5質量%～40質量%。藉由設為上述下限值以上，能夠降低儲存彈性模數。藉由設為上述上限值以下，能夠提高導熱率。 本說明書中，對於“～”，只要無特別說明，則表示包含上限值和下限值。
相對於導熱性組成物整體（100質量%），上述金屬粒子的含量為1質量%～98質量%，較佳為30質量%～95質量%，更佳為50質量%～90質量%。藉由設為上述下限值以上，能夠提高導熱性。藉由設為上述上限值以下，能夠提高塗佈性、黏貼時的作業性。
（黏合劑樹脂） 上述導熱性組成物含有黏合劑樹脂。 上述黏合劑樹脂能夠包含選自由環氧樹脂、丙烯酸樹脂及烯丙基樹脂組成的群中之1種以上。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。
作為上述黏合劑樹脂，具體而言，能夠舉出：丙烯酸低聚物、丙烯酸聚合物等丙烯酸樹脂；環氧低聚物、環氧聚合物等環氧樹脂；烯丙基低聚物、烯丙基聚合物等烯丙基樹脂等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。 另外，將重量平均分子量小於1萬者設為低聚物，且將重量平均分子量為1萬以上者設為聚合物。
作為上述環氧樹脂，可以使用在分子內具有2個以上的環氧基之環氧樹脂。該環氧樹脂在25℃條件下可以為液態。藉此，能夠提高導熱性組成物的處理性。又，能夠適當地調節其硬化收縮。
關於上述環氧樹脂的具體例，例如，可舉出三酚甲烷型環氧樹脂；氫化雙酚A型液態環氧樹脂；雙酚-F-二環氧丙基醚等雙酚F型液態環氧樹脂；鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。 其中，可以使用氫化雙酚A型液態環氧樹脂或雙酚F型液態環氧樹脂。作為雙酚F型液態環氧樹脂，例如，能夠使用雙酚-F-二環氧丙基醚。
作為上述丙烯酸樹脂，可以使用在分子內具有2個以上的丙烯酸基之丙烯酸樹脂。該丙烯酸樹脂在25℃條件下可以為液態。 作為上述丙烯酸樹脂，具體而言，能夠使用使丙烯酸單體（共）聚合而得者。在此，作為（共）聚合的方法，並無限定，能夠使用溶液聚合等、使用一般的聚合起始劑及鏈轉移劑之公知的方法。
作為上述烯丙基樹脂，可以使用在1個分子內具有2個以上的烯丙基之烯丙基樹脂。該烯丙基樹脂在25℃條件下可以為液態。
作為上述烯丙基樹脂，具體而言，可舉出藉由使二羧酸、烯丙醇及具備烯丙基之化合物進行反應而獲得之烯丙酯樹脂。 在此，作為上述二羧酸，具體而言，可舉出草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、酞酸、四氫酞酸、六氫酞酸等。又，作為具備上述烯丙基之化合物，具體而言，可舉出具備烯丙基之聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丁二烯、丁二烯丙烯腈共聚物等。
相對於導熱性組成物100質量份，上述黏合劑樹脂的含量的下限例如為1質量份以上，較佳為2質量份以上，更佳為3質量份以上。藉此，能夠提高與被接著體的密接性。另一方面，相對於導熱性組成物100質量份，上述黏合劑樹脂的含量的上限例如為15質量份以下，較佳為12質量份以下，更佳為10質量份以下。藉此，能夠抑制導熱性的下降。
（單體） 上述導熱性組成物含有單體。 關於上述單體，能夠包含選自由二醇單體、丙烯酸單體、環氧單體及順丁烯二醯亞胺單體組成的群中之一種或兩種以上。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。 藉由使用上述單體，能夠調節進行了加熱處理時之上述導熱性組成物的揮發狀態。又，藉由適當地選擇與黏合劑樹脂、硬化劑的組合，可以使上述單體與該等進行硬化反應，調節硬化收縮狀態。
作為上述二醇單體，具體而言，可舉出：在分子中具備2個羥基，且該2個羥基與分別不同的碳原子鍵結之二元醇；該二元醇與2個以上的醇縮合而得之化合物；該醇縮合而得之化合物的羥基中的氫原子被碳數1以上且30以下的有機基取代而成為烷氧基者等。
作為上述二醇單體，具體而言，可舉出乙二醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單正丙醚、乙二醇單異丙醚、乙二醇單正丁醚、乙二醇單異丁醚、乙二醇單己醚、乙二醇單2-乙基己醚、乙二醇單烯丙基醚、乙二醇單苯基醚、乙二醇單苄基醚、二乙二醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單正丙醚、二乙二醇單異丙醚、二乙二醇單正丁醚、二乙二醇單異丁醚、二乙二醇單己醚、二乙二醇單2-乙基己醚、二乙二醇單苄基醚、三乙二醇、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、三乙二醇單正丁醚、四乙二醇、四乙二醇單甲醚、四乙二醇單乙醚、四乙二醇單正丁醚、丙二醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單正丙醚、丙二醇單異丙醚、丙二醇單正丁醚、丙二醇單苯基醚、二丙二醇、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單正丙醚、二丙二醇單正丁醚、三丙二醇、三丙二醇單甲醚、三丙二醇單乙醚、三丙二醇單正丁醚等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。其中，就揮發性的觀點而言，能夠使用三丙二醇單正丁醚或乙二醇單乙酸正丁酯。
作為上述二醇單體的沸點的下限，例如，100℃以上為較佳，130℃以上為更佳，150℃以上為進一步較佳，170℃以上為進一步較佳，190℃以上為特佳。又，作為二醇單體的沸點的上限，例如，可以為400℃以下，亦可以為350℃以下。 另外，二醇單體的沸點表示大氣壓下（101.3kPa）的沸點。
作為上述丙烯酸單體，可舉出在分子中具備（甲基）丙烯酸基之單體。 在此，（甲基）丙烯酸基表示丙烯酸基及甲基丙烯酸基。 上述丙烯酸單體可以為在分子中僅具備1個（甲基）丙烯酸基之單官能丙烯酸單體，亦可以為在分子中具備2個以上的（甲基）丙烯酸基之多官能丙烯酸單體。
作為上述單官能丙烯酸單體，具體而言，可舉出（甲基）丙烯酸2-苯氧乙酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸三級丁酯、（甲基）丙烯酸異戊酯、（甲基）丙烯酸2-乙基己酯、（甲基）丙烯酸異癸酯、（甲基）丙烯酸正月桂酯、（甲基）丙烯酸正十三烷基酯、（甲基）丙烯酸正硬脂酯、（甲基）丙烯酸異硬脂酯、乙氧基二乙二醇（甲基）丙烯酸酯、丁氧基二乙二醇（甲基）丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇（甲基）丙烯酸酯、2-乙基己基二乙二醇（甲基）丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸環己酯、（甲基）丙烯酸四氫糠酯、（甲基）丙烯酸苄酯、（甲基）丙烯酸苯氧乙酯、苯氧基二乙二醇（甲基）丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯、壬基酚環氧乙烷改質（甲基）丙烯酸酯、苯基苯酚環氧乙烷改質（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸異莰酯、（甲基）丙烯酸二甲胺基乙酯、（甲基）丙烯酸二乙胺基乙酯、（甲基）丙烯酸二甲胺基乙酯四級化合物、（甲基）丙烯酸環氧丙酯、新戊二醇（甲基）丙烯酸苯甲酸酯、1,4-環己烷二甲醇單（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸2-羥乙酯、（甲基）丙烯酸2-羥丙酯、（甲基）丙烯酸2-羥丁酯、（甲基）丙烯酸2-羥基-3-苯氧丙酯、2-（甲基）丙烯醯氧乙基丁二酸、2-（甲基）丙烯醯氧乙基六氫酞酸、2-（甲基）丙烯醯氧乙基酞酸、2-（甲基）丙烯醯氧乙基-2-羥乙基酞酸及2-（甲基）丙烯醯氧乙基酸性磷酸酯等。
作為多官能丙烯酸單體，具體而言，可舉出乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、丙氧基化雙酚A二（甲基）丙烯酸酯、己烷-1,6-二醇雙（2-（甲基）丙烯酸甲酯）、4,4’-異亞丙基二苯酚二（甲基）丙烯酸酯、1,3-丁二醇二（甲基）丙烯酸酯、1,6-雙（（甲基）丙烯醯氧基）-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、1,4-雙（（甲基）丙烯醯氧基）丁烷、1,6-雙（（甲基）丙烯醯氧基）己烷、三乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、N,N’-二（甲基）丙烯醯基乙二胺、N,N’-（1,2-二羥基乙烯）雙（甲基）丙烯醯胺或1,4-雙（（甲基）丙烯醯基）哌𠯤等。
作為丙烯酸單體，可以單獨使用單官能丙烯酸單體或多官能丙烯酸單體，亦可以同時使用單官能丙烯酸單體及多官能丙烯酸單體。作為丙烯酸單體，例如，單獨使用多官能丙烯酸單體為較佳。
上述環氧單體為在分子中具備環氧基之單體。 上述環氧單體可以為在分子中僅具備1個環氧基之單官能環氧單體，亦可以為在分子中具備2個以上的環氧基之多官能環氧單體。
作為上述單官能環氧單體，具體而言，可舉出4-三級丁基苯基環氧丙基醚、間甲苯酚基環氧丙基醚、對甲苯酚基環氧丙基醚、苯基環氧丙基醚、甲苯酚基環氧丙基醚等。
作為上述多官能環氧單體，具體而言，可舉出：雙酚A、雙酚F、聯苯酚等雙酚化合物或該等的衍生物；氫化雙酚A、氫化雙酚F、氫化聯苯酚、環己烷二醇、環己烷二甲醇、環己烷二乙醇等具有脂環結構之二醇或該等的衍生物；使丁二醇、己二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇等脂肪族二醇或該等的衍生物等環氧化而得之2官能者；具有三羥基苯基甲烷骨架、胺基苯酚骨架之3官能者；使酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、聯苯芳烷基樹脂、萘酚芳烷基樹脂等環氧化而得之多官能者等。
上述順丁烯二醯亞胺單體為在分子中具備順丁烯二醯亞胺環之單體。 上述順丁烯二醯亞胺單體可以為在分子中僅具備1個順丁烯二醯亞胺環之單官能順丁烯二醯亞胺單體，亦可以為在分子中具備2個以上的順丁烯二醯亞胺環之多官能順丁烯二醯亞胺單體。 作為上述順丁烯二醯亞胺單體，具體而言，可舉出聚四亞甲基醚二醇-二（2-順丁烯二醯亞胺乙酸酯）等。
相對於導熱性組成物100質量份，上述單體的含量的下限例如為0.5質量份以上，較佳為1.0質量份以上，更佳為2.0質量份以上。另一方面，相對於導熱性組成物100質量份，上述單體的含量的上限例如為10質量份以下，較佳為7質量份以下，更佳為5質量份以下。
（硬化劑） 依需要，上述導熱性組成物可以含有硬化劑。 上述硬化劑具有與單體、黏合劑樹脂中的官能基進行反應之反應性基團。反應性基團例如可以使用環氧基、順丁烯二醯亞胺基、羥基等與官能基進行反應者。
具體而言，在單體包含環氧單體或/和黏合劑樹脂包含環氧樹脂之情形下，可以使用酚樹脂系硬化劑或咪唑系硬化劑作為上述硬化劑。
作為上述酚樹脂系硬化劑，具體而言，可舉出酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚酚醛清漆樹脂、苯酚-聯苯酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚樹脂；聚乙烯苯酚；三苯甲烷型酚樹脂等多官能型酚樹脂；萜烯改質酚樹脂、二環戊二烯改質酚樹脂等改質酚樹脂；具有伸苯基骨架和/或聯伸苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂、具有伸苯基和/或聯伸苯基骨架之萘酚芳烷基樹脂等苯酚芳烷基型酚樹脂；雙酚A、雙酚F（二羥基二苯甲烷）等雙酚化合物（具有雙酚F骨架之酚樹脂）；4,4’-聯苯酚等具有聯伸苯基骨架之化合物等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。 其中，可以使用苯酚芳烷基樹脂，作為苯酚芳烷基樹脂，可以使用苯酚•對伸茬二甲醚縮聚物。
作為咪唑系硬化劑，具體而言，可舉出2-苯基-1H-咪唑-4,5-二甲醇、2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2,4-二胺-6-[2-甲基咪唑基-（1）]-乙基-對稱三𠯤、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、2,4-二胺-6-[2-甲基咪唑基-（1）]-乙基-對稱三𠯤異三聚氰酸加成物、2-苯基咪唑異三聚氰酸加成物、2-甲基咪唑異三聚氰酸加成物、1,2,4-苯三甲酸1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓、1,2,4-苯三甲酸1-氰基乙基-2-十一基咪唑鎓等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。
相對於導熱性組成物中的上述黏合劑樹脂100質量份，上述硬化劑的含量例如可以為5質量份～50質量份，亦可以為20質量份～40質量份。 又，相對於導熱性組成物中的環氧樹脂100質量份或環氧樹脂及環氧單體的總計100質量份，上述硬化劑的含量例如可以為1質量份～40質量份，亦可以為10質量份～35質量份。
（自由基聚合起始劑） 上述導熱性組成物可以含有自由基聚合起始劑。 作為上述自由基聚合起始劑，能夠使用偶氮化合物、過氧化物等。
作為上述過氧化物，具體而言，可舉出雙（1-苯基-1-甲基乙基）過氧化物、1,1-雙（1,1-二甲基乙基過氧）環己烷、甲基乙基酮過氧化物、環己烷過氧化物、乙醯丙酮過氧化物、1,1-二（三級己基過氧）環己烷、1,1-二（三級丁基過氧）-2-甲基環己烷、1,1-二（三級丁基過氧）環己烷、2,2-二（三級丁基過氧）丁烷、正丁基-4,4-二（三級丁基過氧）戊酸酯、2,2-二（4,4-二（三級丁基過氧）環己烷）丙烷、對甲烷氫過氧化物、二異丙基苯氫過氧化物、1,1,3,3-四甲基丁基氫過氧化物、異丙苯氫過氧化物、三級丁基氫過氧化物、二（2-三級丁基過氧異丙基）苯、二異丙苯基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-二（三級丁基過氧）己烷、三級丁基異丙苯基過氧化物、二-三級丁基過氧化物、2,5-二甲基2,5-二（三級丁基過氧）己烷、二異丁基過氧化物、二（3,5,5-三甲基己醯基）過氧化物、二月桂基過氧化物、二（3-甲基苯甲醯基）過氧化物、苯甲醯基（3-甲基苯甲醯基）過氧化物、二苯甲醯基過氧化物、二（4-甲基苯甲醯基）過氧化物、二正丙基過氧二碳酸酯、二異丙基過氧二碳酸酯、二（2-乙基己基）過氧二碳酸酯、二-二級丁基過氧二碳酸酯、異丙苯基過氧新癸酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基過氧新癸酸酯、三級己基新癸酸酯、三級丁基過氧新庚酸酯、三級己基過氧新戊酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基過氧-2-乙基己酸酯、2,5-二甲基-2,5-二（2-二乙基己醯基過氧）己烷、三級丁基過氧-2-乙基己酸酯、三級己基過氧異丙基單碳酸酯、三級丁基過氧順丁烯二酸、三級丁基過氧3,5,5-三甲基己酸酯、三級丁基過氧異丙基單碳酸酯、三級丁基過氧-2-乙基己基單碳酸酯、三級己基過氧苯甲酸酯、2,5―二甲基-2,5-二（苯甲醯基過氧）己烷、三級丁基過氧丙酮酸酯、三級過氧-3-甲基苯甲酸酯、過氧苯甲酸三級丁酯、三級丁基過氧烯丙基單碳酸酯、3,3’，4,4’-四（三級丁基過氧羥基）二苯基酮等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。
（硬化促進劑） 上述導熱性組成物可以含有硬化促進劑。 上述硬化促進劑能夠促進黏合劑樹脂或單體與硬化劑的反應。
作為上述硬化促進劑，具體而言，可舉出：有機膦、四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜鹼（phosphobetaine）化合物、膦化合物和醌化合物的加成物、鏻化合物和矽烷化合物的加成物等含有磷原子之化合物；二氰二胺、1,8-二吖雙環[5.4.0]十一烯-7、苄基二甲胺等脒基、三級胺；上述脒基或上述三級胺的四級銨鹽等含有氮原子之化合物等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。
（矽烷耦合劑） 上述導熱性組成物可以含有矽烷耦合劑。 上述矽烷耦合劑能夠提高使用了導熱性組成物之密接層與基材或半導體元件的密接性。
作為上述矽烷耦合劑，具體而言，能夠使用：乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等乙烯基矽烷；2-（3,4-環氧環己基）乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等環氧矽烷；對苯乙烯基三甲氧基矽烷等苯乙烯基矽烷；3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等甲基丙烯醯基矽烷；甲基丙烯酸3-（三甲氧基矽基）丙酯、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等丙烯酸矽烷；N-2-（胺基乙基）-3-胺丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-（胺基乙基）-3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽基-N-（1,3-二甲基-亞丁基）丙胺、N-苯基-γ-胺丙基三甲氧基矽烷等胺基矽烷；三聚異氰酸酯矽烷；烷基矽烷；3-脲基丙基三烷氧基矽烷等脲基矽烷；3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等巰基矽烷；3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等異氰酸酯矽烷等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。
（塑化劑） 上述導熱性組成物可以含有塑化劑。藉由添加塑化劑，能夠實現低應力化。 作為上述塑化劑，具體而言，能夠舉出聚矽氧油、聚矽氧橡膠等聚矽氧化合物；聚丁二烯順丁烯二酸酐加成物等聚丁二烯化合物；丙烯腈丁二烯共聚化合物等。可以將該等單獨使用，亦可以組合2種以上來使用。
（其他成分） 除了上述之成分以外，依需要，上述導熱性組成物還可以含有其他成分。作為其他成分，例如，可舉出溶劑。
作為上述溶劑，並無特別限定，但是例如能夠包含選自乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、甲基甲氧基丁醇、α-萜品醇、β-萜品醇、己二醇、苄醇、2-苯乙醇、異棕櫚醇、異硬脂醇、月桂醇、乙二醇、丙二醇、丁基丙三醇或丙三醇等醇類；丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、二丙酮醇（4-羥基-4-甲基-2-戊酮）、2-辛酮、異佛爾酮（3,5,5-三甲基-2-環己烯-1-酮）或二異丁基酮（2,6-二甲基-4-庚酮）等酮類；乙酸乙酯、乙酸丁酯、酞酸二乙酯、酞酸二丁酯、乙醯氧基乙烷、丁酸甲酯、己酸甲酯、辛酸甲酯、癸酸甲酯、乙酸甲賽璐蘇、乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、1,2-二乙醯氧基乙烷、磷酸三丁酯、磷酸三甲苯酯或磷酸三戊酯等酯類；四氫呋喃、二丙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、丙二醇二甲醚、乙氧基乙醚、1,2-雙（2-二乙氧基）乙烷或1,2-雙（2-甲氧基乙氧基）乙烷等醚類；乙酸2-（2丁氧基乙氧基）乙烷等酯醚類；2-（2-甲氧基乙氧基）乙醇等醚醇類、甲苯、二甲苯、正烷烴、異烷烴、十二基苯、松節油、煤油或輕油等烴類；乙腈或丙腈等腈類；乙醯胺或N,N-二甲基甲醯胺等醯胺類；低分子量的揮發性矽油或揮發性有機改質矽油等矽油類中之1種或2種以上。
藉由使用上述溶劑，能夠控制上述導熱性組成物的流動性。例如，能夠提高糊狀的上述導熱性組成物的作業性。又，藉由加熱時的收縮能夠促進燒結。溶劑中，使用沸點相對高的溶劑、較佳為使用沸點高於硬化溫度的溶劑，藉此能夠抑制在對導熱性組成物進行熱處理而獲得之接著層中產生孔隙。該高沸點溶劑的沸點例如可以為180℃～450℃，亦可以為200℃～400℃。
以下，對本實施形態的導熱性組成物之製造方法進行說明。 作為上述導熱性組成物之製造方法，可使用混合上述之原料成分之方法。對於混合，能夠使用公知的方法，但是例如，能夠使用3根輥、混合器等。 另外，對於所獲得之混合物，可以進一步進行消泡。關於消泡，例如，可以在真空下靜置混合物。
接著，對本實施形態的半導體封裝100之製造方法進行說明。
關於本實施形態的半導體封裝100的一例，能夠使用上述的導熱性組成物來製造。 半導體封裝100之製造方法可以包括：在基板10的一面上以前述基板之另一面位在相反側的方式設置半導體元件20之步驟；將含有金屬粒子之上述導熱性組成物塗佈於半導體元件20的一面側（與另一面相反的一側）的表面上之步驟；與導熱性組成物接觸，並且以覆蓋半導體元件20的至少一面之方式配置散熱器30之步驟；對包含基板10、半導體元件20、導熱性組成物及散熱器30之結構體進行加熱處理之步驟，
該半導體封裝100能夠包括如下步驟：在加熱處理之步驟中，經由含有金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構之導熱性材料50，將半導體元件10和散熱器30接合。
又，半導體封裝100之製造方法可以在塗佈之步驟之後且在配置之步驟之前包括使上述導熱性組成物乾燥之步驟。藉此，能夠提高流平性。
又，在塗佈之步驟中，可以使用分配器（dispenser）來塗佈導熱性組成物。藉此，能夠提高作業性。
以上，對本發明的實施形態進行了敘述，但是該等為本發明的示例，能夠使用除了上述以外的各種構成。又，本發明並不限定於上述實施形態，能夠實現本發明的目的之範圍內的變形、改良等亦包含在本發明中。 ［實施例］
以下，參照實施例對本發明進行詳細說明，但是本發明不受該等實施例的記載之任何限定。
＜導熱性組成物＞ 依據下述表1中所示之摻合量，混合各原料成分，獲得了清漆。 依據下述表1中所示之摻合量，摻合所獲得之清漆、溶劑、金屬粒子，在常溫下，使用三輥研磨機進行混煉，製作了糊狀的導熱性組成物。
以下，示出表1的原料成分的資訊。 （黏合劑樹脂） •環氧樹脂1：雙酚F型液態環氧樹脂（Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造，RE-303S）
（硬化劑） •硬化劑1：具有雙酚F骨架之酚樹脂（在室溫25℃時為固態，DIC Corporation製造，DIC-BPF） •硬化劑2：間甲苯酚基環氧丙基醚、對甲苯酚基環氧丙基醚（Sakamoto Yakuhin kogyo Co., Ltd.製造，mp-CGE） （丙烯酸單體） •丙烯酸單體1：（甲基）丙烯酸單體（乙二醇二甲基丙烯酸酯，KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.製造，Light Ester EG） •丙烯酸單體2：聚烯烴二醇二甲基丙烯酸酯（NOF CORPORATION.製造，PDE-600）
（塑化劑） •塑化劑1：烯丙基樹脂（KANTO CHEMICAL CO.,INC.製造，1,2-環己烷二羧酸雙（2-丙烯基）和丙烷-1,2-二醇的聚合物）
（矽烷耦合劑） •矽烷耦合劑1：甲基丙烯酸3-（三甲氧基矽基）丙酯（Shin-Etsu Chemica.Co.,Ltd.製造，KBM-503P） •矽烷耦合劑2：3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷（Shin-Etsu Chemica.Co.,Ltd.製造，KBM-403E）
（硬化促進劑） •咪唑硬化劑1：2-苯基-1H-咪唑-4,5-二甲醇（SHIKOKU CHEMICALS CORPORATION.製造，2PHZ-PW）
（聚合起始劑） •自由基聚合起始劑1：二異丙苯基過氧化物（Kayaku Akzo Corporation製造，Perkadox BC）
（溶劑） •溶劑1：丁基丙三醇（BFTG）
（金屬粒子） •銀粒子1：銀粉（DOWA HIGHTECH CO.,LTD.製造，AG-DSB-114，球形，D50 ：1μm） •銀粒子2：銀粉（Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd.製造，HKD-16，片狀，D50 ：2μm） •銀塗層樹脂粒子1：鍍銀丙烯酸樹脂粒子（SANNO Co., Ltd.製造，SANSILVER-8D，球形，D50 ：8μm，單分散粒子，比重：2.4，銀的重量比率為50wt%，樹脂的重量比率為50wt%） •銀粒子3：銀粉（TC-88，TOKURIKI HONTEN CO.,LTD.製造，片狀，D50 ：3μm）
［表1］
   單位 參考例1 實施例1 實施例2 實施例3
清漆 黏合劑樹脂 環氧樹脂1 質量份 50.0 50.0 50.0 50.0
硬化劑 硬化劑1 20.0 20.0 20.0 10.0
硬化劑2          30.0
丙烯酸單體 丙烯酸單體1 20.0 20.0      
丙烯酸單體2       20.0   
塑化劑 塑化劑1 20.0 20.0 20.0   
矽烷耦合劑 矽烷耦合劑1 1.5 1.5 1.5   
矽烷耦合劑2 0.5 0.5 0.5   
硬化促進劑 硬化促進劑1 1.0 1.0 1.0 1.0
聚合起始劑 自由基聚合起始劑1 3.5 3.5 3.5   
導熱性組成物 漿料 清漆 清漆 質量% 12.8 12.8 12.8 15.0
溶劑 溶劑1 6.2 6.2 6.2   
金屬粒子 銀粒子1 43.0 27.1 32.4 63.8
銀粒子2 38.0 23.9 28.6   
銀粒子3          21.2
銀塗層樹脂粒子1    30.0 20.0   
總計 100.0 100.0 100.0 100.0
儲存彈性模數@25℃ GPa 10400 5100 3000 7000
晶片抗剪強度@260℃ N/2mm×2mm 6.7 35 17 26
使用所獲得之導熱性組成物，測量下述物性，並評價了評價項目。
（導熱率） 花費60分鐘將所獲得之導熱性組成物從30℃升溫至200℃，接著以200℃熱處理120分鐘，獲得了厚度為1mm的熱處理體。接著，使用雷射閃光法，測量了熱處理體的厚度方向的熱擴散係數α。另外，測量溫度設為25℃。 進而，藉由示差掃描熱量（Differential scanningcalorimetry：DSC）測量來測量比熱Cp，並依照JIS-K-6911測量了密度ρ。使用該等值，基於以下式，計算了導熱率λ。 將評價結果示於下述表1中。另外，單位為W/（m•K）。 導熱率λ[W/（m•K）]=α[m2 /sec]×Cp[J/kg•K]×ρ[g/cm3 ] 實施例1、參考例1的導熱率均為20W/（m•K）以上，在實際使用上能夠毫無問題地使用。
（儲存彈性模數） 花費60分鐘將所獲得之導熱性組成物從30℃升溫至200℃，接著以200℃熱處理120分鐘而獲得了熱處理體。對於所獲得之熱處理體，使用測量裝置（Hitachi High-Tech Science Corporation.製造，DMS6100），藉由頻率1Hz時的動態黏彈性測量（DMA），測量了25℃時的儲存彈性模數E（MPa）。
（粒子連結結構的觀察） 準備了銅引線框和矽晶片（長度2mm×寬度2mm，厚度為0.35mm）。接著，將所獲得之導熱性組成物塗佈於矽晶片上，以使塗佈厚度成為25±10μm，並在其上配置了銅引線框。製作了依次積層矽晶片、導熱性組成物、銅引線框而成之積層體。 接著，花費60分鐘將所獲得之積層體在大氣下從30℃升溫至200℃，接著在200℃條件下進行120分鐘的熱處理，並使積層體中的導熱性組成物硬化，獲得了導熱性材料。 接著，使用掃描型電子顯微鏡（SEM），觀察積層體中的導熱性組成物的熱處理體的剖面，並評價了其狀態。
在實施例1中，如圖2所示，確認到形成了銀粒子連結結構。又，在剖面圖像（圖2）中，還確認到：在銀粒子連結結構中包含複數個大致圓形的樹脂粒子，該樹脂粒子的表面中的金屬層（銀層）與銀粒子連結結構連結。進而，確認到：黏合劑樹脂的硬化物在銀粒子連結結構內部中存在於除了銀以外的部分，以覆蓋銀。
（晶片抗剪強度） 將所獲得之導熱性組成物塗佈於表面鍍鎳的銅基板上，並在其上安裝了表面鍍鎳的矽晶片（2mm×2mm）。然後，利用烘箱花費60分鐘升溫至30℃～200℃，接著在200℃條件下加熱120分鐘，藉此使其硬化。 將該樣品放置在加熱至260℃之熱板上，並使用DAGE-4000（Nordson Corporation製造）測量了晶片抗剪強度（N/2mm×2mm）。
在實施例1～實施例3中，在導熱性材料的內部發生凝聚破壞，在參考例1中，在導熱性材料和引線框的界面發生了界面剥離。
使用實施例1～實施例3的導熱性組成物，以下述方式獲得了半導體封裝。 在基板的一面上以前述基板之另一面位在相反側的方式設置了半導體元件。將含有金屬粒子之導熱性組成物塗佈於半導體元件的一面側的表面上。與導熱性組成物接觸，並且以覆蓋半導體元件的一面之方式配置了散熱器。對包含基板、半導體元件、導熱性組成物及散熱器之結構體進行了加熱處理。經由含有藉由加熱處理使導熱性組成物中的金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構之導熱性材料，將半導體元件和散熱器接合，獲得了半導體封裝。
作為比較例1，使用丙烯酸系接著劑來代替實施例1的導熱性組成物，獲得了半導體封裝。
將實施例1～實施例3、比較例1的半導體封裝用作評價用樣品，對於半導體元件的表面，藉由雷射閃光法測量了熱擴散係數。實施例1～實施例3示出高於比較例1的熱擴散係數，藉此發現實施例1～實施例3的半導體封裝能夠具有散熱特性優異的結構。 又，與比較例1相比，在實施例1～實施例3的半導體封裝中，在導熱性材料和半導體元件的接著界面及導熱性材料和散熱器的接著界面中均示出了接著強度高的值。
發現：與參考例1相比，實施例1～實施例3的導熱性材料的晶片抗剪強度優異。藉由將該種實施例1～實施例3的導熱性材料用作TIM1材料，能夠實現散熱特性優異的半導體封裝。
本申請主張基於2019年3月20日申請之日本專利申請2019-052739號之優先權，並將其揭示的全部內容援用於此。
100:半導體封裝 10:基板 20:半導體元件 30:散熱器 50:導熱性材料 60:焊球 70:底部填充材料 80:熱匯 90:導熱性材料
關於上述之目的及其他目的、特徵及優點，藉由在以下敘述之較佳的實施形態及其附帶之以下圖式而變得更明確。
[圖]1係示意性地表示本實施形態之半導體封裝的一例之剖面圖。 [圖2]表示實施例1的粒子連結結構的剖面中的SEM圖像。
100:半導體封裝
10:基板
20:半導體元件
30:散熱器
50:導熱性材料
60:焊球
70:底部填充材料
80:熱匯
90:導熱性材料

Claims (22)

  1. 一種半導體封裝，其具備基板、設置於前述基板上之半導體元件及包圍前述半導體元件的周圍之散熱器(heat spreader)，並利用導熱性材料將前述半導體元件和前述散熱器接合，前述導熱性材料具有藉由熱處理使金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構，前述導熱性材料具有黏合劑樹脂、或前述黏合劑樹脂之樹脂硬化物，且前述黏合劑樹脂包含於分子內具有2個以上的環氧基之環氧樹脂。
  2. 如請求項1之半導體封裝，其中，利用頻率1Hz時的動態黏彈性測量(DMA)測量之前述導熱性材料的25℃時的儲存彈性模數為1GPa以上且10GPa以下。
  3. 如請求項1之半導體封裝，其中，使用雷射閃光法測量之前述導熱性材料的25℃時的導熱率為10W/mK以上。
  4. 如請求項1之半導體封裝，其中，前述金屬粒子包含由金屬構成之粒子，前述由金屬構成之粒子的體積基準的累積分布中的累積50%時的粒徑D50為0.8μm以上且7.0μm以下。
  5. 如請求項4之半導體封裝，其中，前述由金屬構成之粒子的粒徑的標準偏差為2.0μm以下。
  6. 如請求項4之半導體封裝，其中，前述由金屬構成之粒子包含2種以上的具有不同的粒徑D50者。
  7. 如請求項4之半導體封裝，其中，前述由金屬構成之粒子包含球形粒子及片(flake)狀粒子。
  8. 如請求項1之半導體封裝，其中，前述金屬粒子包含由樹脂粒子和形成於前述樹脂粒子的表面上之金屬構成之金屬塗層樹脂粒子。
  9. 如請求項1至8中任一項之半導體封裝，其中，前述金屬粒子包含由下述金屬構成之粒子，前述金屬由選自由銀、金及銅組成的群中之一種以上構成。
  10. 一種導熱性組成物，其在半導體封裝中用於形成導熱性材料，前述半導體封裝具備基板、設置於前述基板上之半導體元件及包圍前述半導體元件的周圍之散熱器，並利用前述導熱性材料將前述半導體元件和前述散熱器接合，前述導熱性組成物含有：金屬粒子；黏合劑樹脂，其包含於分子內具有2個以上的環氧基之環氧樹脂；及單體，藉由熱處理前述金屬粒子發生燒結而形成粒子連結結構。
  11. 如請求項10之導熱性組成物，其中，使用該導熱性組成物，以下述步驟A測量之導熱率λ為10W/mK以上，(步驟A)花費60分鐘將該導熱性組成物從30℃升溫至200℃，接著以200℃熱處理120分鐘，獲得厚度為1mm的熱處理體，對於所獲得之熱處理體，使用雷射閃光法，測量25℃時的導熱率λ(W/mK)。
  12. 如請求項10之導熱性組成物，其中，使用該導熱性組成物，以下述步驟B測量之25℃的儲存彈性模數E為1GPa以上且10GPa以下，(步驟B)花費60分鐘將該導熱性組成物從30℃升溫至200℃，接著以200℃熱處理120分鐘而獲得熱處理體，對於所獲得之熱處理體，使用頻率1Hz時的動態黏彈性測量(DMA)，測量25℃時的儲存彈性模數E(MPa)。
  13. 如請求項10之導熱性組成物，其中，前述金屬粒子包含由選自由銀、金及銅組成的群中之一種以上的金屬材料構成之粒子。
  14. 如請求項10之導熱性組成物，其中，前述黏合劑樹脂包含選自由環氧樹脂、丙烯酸樹脂及烯丙基樹脂組成的群中之1種以上。
  15. 如請求項10之導熱性組成物，其含有硬化劑。
  16. 如請求項10之導熱性組成物，其中，前述單體包含選自由二醇單體、丙烯酸單體、環氧單體及順丁烯二醯亞胺單體組成的群中之一種以上。
  17. 如請求項10之導熱性組成物，其含有自由基聚合起始劑。
  18. 如請求項10之導熱性組成物，其含有矽烷耦合劑。
  19. 如請求項10至18中任一項之導熱性組成物，其含有塑化劑。
  20. 一種半導體封裝之製造方法，其包括：在基板的一面上以前述基板之另一面位在相反側的方式設置半導體元件之步驟；將含有金屬粒子及於分子內具有2個以上的環氧基之環氧樹脂之導熱性組成物塗佈於前述半導體元件的一面側的表面上之步驟；以與前述導熱性組成物接觸並且覆蓋前述半導體元件的至少一面之方式配置散熱器之步驟；對包含前述基板、半導體元件、導熱性組成物及前述散熱器之結構體進行加熱處理之步驟，在前述加熱處理之步驟中，經由含有前述金屬粒子發生燒結而形成之粒子連結結構之導熱性材料，將前述半導體元件和前述散熱器接合。
  21. 如請求項20之半導體封裝之製造方法，其在前述塗佈之步驟之後且前述配 置之步驟之前包括使前述導熱性組成物乾燥之步驟。
  22. 如請求項20或21之半導體封裝之製造方法，其中，在前述塗佈之步驟中，使用分配器(dispenser)，塗佈前述導熱性組成物。
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