WO2017163503A1 - 加熱接合用シート、ダイシングテープ付き加熱接合用シート、及び、接合体の製造方法、パワー半導体装置 - Google Patents

加熱接合用シート、ダイシングテープ付き加熱接合用シート、及び、接合体の製造方法、パワー半導体装置 Download PDF

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heat bonding
heat
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dicing tape
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悠樹 菅生
菜穂 鎌倉
哲士 本田
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日東電工株式会社
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    • H01L2924/2011—Temperature range 400 C=<T<450 C, 673.15K =<T< 723.15K

Definitions

  • the present invention relates to a heat bonding sheet, a heat bonding sheet with a dicing tape, a method for manufacturing a bonded body, and a power semiconductor device.
  • the method of bonding a semiconductor element to an adherend such as a metal lead frame has started from the conventional gold-silicon eutectic, and has changed to a method using solder and resin paste. At present, a conductive resin paste is sometimes used.
  • the conductive adhesive used for the power semiconductor device has high heat dissipation and low electrical resistivity.
  • Si Insulated Gate Bipolar Transistors
  • MOSFETs Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors
  • a semiconductor using SiC or GaN has features such as a large band gap and a high dielectric breakdown electric field, and can operate at low loss, high speed, and high temperature.
  • High-temperature operation is advantageous in automobiles and small power conversion devices that have severe thermal environments.
  • Semiconductor devices used in severe thermal environments are expected to operate at a high temperature of around 250 ° C., and solder and conductive adhesives, which are conventional bonding / adhesive materials, have problems in thermal characteristics and reliability.
  • a paste material containing sintered metal particles has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the sintered metal particle-containing paste material contains nano / micro-sized metal particles, and these metal particles melt at a temperature lower than the normal melting point due to the nano-size effect, and sintering between the particles proceeds.
  • the sintered metal particle-containing paste material contains silver-based particles as sintered metal particles.
  • a precious metal such as silver
  • the paste material containing sintered metal particles is in a paste state, there is a problem in that variation occurs at the time of application, and the yield of the manufactured joined body decreases.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat-bonding sheet that is inexpensive and capable of improving the yield of the manufactured joined body, and the heat-bonding sheet. It is providing the sheet
  • the sintering temperature of the low-temperature sinterable copper particles (temperature at which sintering proceeds at an accelerated rate) is about 260 to 270 ° C.
  • seat for heat joining containing a copper particle since a copper particle alone will not become a sheet
  • the temperature at which the binder thermally decomposes is often close to or higher than the sintering temperature of the copper particles. For this reason, there is a problem in that the binder still remains during the sintering of the copper particles and the sintering does not proceed appropriately.
  • the inventors of the present application have studied to solve the above problems. As a result, it has been found that when a sheet containing copper particles and polycarbonate is heated, the temperature at which the polycarbonate thermally decomposes is lowered, and is somewhat lower than the sintering temperature of the copper particles. If copper particles are used as the sintered metal particles of the heat bonding sheet and polycarbonate is used as the binder, most of the polycarbonate is thermally decomposed at an early stage of the sintering process, which affects the sintering of the copper particles. I found out that it can be reduced.
  • the present invention has been made based on the above findings.
  • the heat bonding sheet according to the present invention is: It has a pre-sintering layer containing copper particles and polycarbonate.
  • the layer before sintering contains a copper particle and a polycarbonate
  • most polycarbonates are thermally decomposed at the early stage of a sintering process.
  • the heat-bonding sheet having the pre-sintering layer can join two objects to be bonded using the sintering of copper particles.
  • the sintering proceeds suitably. As a result, it is possible to obtain a bonded body with a high yield.
  • the average particle diameter of the copper particles is preferably in the range of 10 to 1000 nm.
  • the sintering temperature can be more suitably lowered.
  • the average particle size of the copper particles is 10 nm or more, the particles can be suitably dispersed in the sheet.
  • the copper particles are composed of a plurality of crystallites,
  • the crystallite diameter of the crystallite is preferably 50 nm or less.
  • the sintering temperature can be further suitably reduced.
  • the sheet for heat bonding with a dicing tape according to the present invention Dicing tape, And the heat bonding sheet laminated on the dicing tape.
  • the step of bonding to the dicing tape can be omitted.
  • the sheet for heat bonding is provided, a bonded body with a high yield can be obtained.
  • seat for heat joining is not a paste but a sheet form, it can suppress the protrusion at the time of affixing, and the creeping to the to-be-joined object surface.
  • copper particles are used for the heat bonding sheet, it can be manufactured at a lower cost than when a noble metal such as silver is used.
  • the heat bonding step is performed in a nitrogen atmosphere, a reduced pressure, or a reducing gas atmosphere.
  • Copper particles have the property of oxidizing at high temperatures. Moreover, when a to-be-joined object is copper, it will oxidize at high temperature. Therefore, if the heat bonding step is performed in a nitrogen atmosphere, a reduced pressure, or a reducing gas atmosphere, oxidation of copper particles and the like due to heating can be prevented.
  • the power semiconductor device is The heat bonding sheet; And a power semiconductor element.
  • the heat bonding sheet is provided, for example, a power semiconductor device that can operate in a high temperature environment around 250 ° C. and has excellent thermal characteristics and reliability can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a heat bonding sheet with a dicing tape according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another heat bonding sheet with dicing tape according to another embodiment of the present invention.
  • a heat bonding sheet 10 with a dicing tape has a configuration in which a heat bonding sheet 3 is laminated on a dicing tape 11.
  • the dicing tape 11 is configured by laminating the pressure-sensitive adhesive layer 2 on the substrate 1, and the heat bonding sheet 3 is provided on the pressure-sensitive adhesive layer 2.
  • seat for heat joining with a dicing tape of this invention may be the structure which formed sheet
  • the heat bonding sheets 3 and 3 ′ have a sheet shape. Since it is not a paste but a sheet, it is possible to suppress the protrusion at the time of pasting and the creeping up to the surface of the pasting object.
  • the heat-bonding sheets 3 and 3 ′ according to the present embodiment are composed of one pre-sintering layer 31.
  • the pre-sintering layer refers to a layer that becomes a sintered layer by predetermined heating.
  • the heat bonding sheet of the present invention is not limited to this example as long as it has a pre-sintering layer.
  • the pre-sintering layer is not limited to a single layer, and may be formed of a plurality of layers having different compositions.
  • seat which consists of two or more layers of the layer before sintering and another layer may be sufficient as the sheet
  • the heat bonding sheet of the present invention may be a sheet in which the first pre-sintering layer is exposed on one side and the second pre-sintering layer is exposed on the other side.
  • it may be a sheet in which a first pre-sintering layer, another layer, and a second pre-sintering layer are laminated in this order.
  • the first pre-sintering layer and the second pre-sintering layer may have the same composition or may be different.
  • the pre-sintering layer 31 contains copper particles.
  • the copper particles may be pure copper, silicon (Si), phosphorus (P), carbon (C), zirconia (Zr), titanium (Ti), sulfur (S), chlorine (Cl), oxygen (O ) Etc. may also be used.
  • the content of elements other than copper is preferably 0 to 2% by mass in total of copper and other than copper. When the copper particles are pure copper, heat bonding can be more suitably performed.
  • the average particle size of the copper particles is preferably in the range of 10 to 1000 nm, more preferably in the range of 50 to 800 nm, and still more preferably in the range of 100 to 500 nm.
  • the sintering temperature can be more suitably lowered.
  • the average particle size of the copper particles is 10 nm or more, the dispersibility of the particles is improved.
  • the average particle diameter of the copper particles is measured by the following method. 1.
  • the presintered layer is ion-polished in a cooling environment to expose the cross section.
  • the cross section is imaged using a field emission scanning electron microscope SU8020 (manufacturer: Hitachi High-Technologies).
  • the imaging conditions are an acceleration voltage of 5 kV and a magnification of 50000 times, and a reflected electron image is obtained as image data.
  • the shape of the copper particles is not particularly limited, and may be, for example, a spherical shape, a rod shape, a scale shape, or an indefinite shape.
  • the content of the copper particles is preferably in the range of 60 to 98% by weight, more preferably in the range of 65 to 97% by weight, and more preferably in the range of 70 to 95% by weight with respect to the entire pre-sintering layer 31. More preferably, it is in the range.
  • the metal fine particles are contained in the range of 60 to 98% by weight, the objects to be joined can be suitably joined.
  • the pre-sintering layer 31 may contain a low boiling point binder.
  • the low boiling point binder is used to facilitate handling of the copper particles.
  • the said low boiling point binder is used also in order to adjust arbitrary mechanical physical properties. Specifically, it can be used as a copper particle-containing paste in which the copper particles are dispersed in the low boiling point binder.
  • the low boiling point binder is liquid at 23 ° C.
  • “liquid” includes semi-liquid. Specifically, it means that the viscosity at 23 ° C. by viscosity measurement with a dynamic viscoelasticity measuring device (rheometer) is 100,000 Pa ⁇ s or less.
  • the conditions for measuring the viscosity are as follows.
  • Rheometer MARS III manufactured by Thermo SCIENTFIC Jig: Parallel plate 20mm ⁇ , gap 100 ⁇ m, shear rate 1 / second)
  • low boiling point binder examples include, for example, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, 1-decanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 2,4-diethyl-1,5 pentanediol and the like.
  • terpene alcohols such as citronellol, geraniol, nerol, carbeol, ⁇ -terpineol, isobornylcyclohexanol, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol phenyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol butyl ether, Diethylene glycol isobutyl ether, diethylene glycol hexyl ether, trie Lenglycol methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, diethylene glycol isopropyl methyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether, propylene glycol propyl ether, dipropylene glycol methyl ether, di Ethers such as propylene glycol ethy
  • Two or more of these may be used in combination. Among these, it is preferable to use two types having different boiling points. Use of two types having different boiling points is excellent in terms of maintaining the sheet shape. Among these, by adding terpene alcohol, it is possible to impart further flexibility to the pre-sintering layer.
  • the pre-sintering layer 31 contains polycarbonate as a thermally decomposable binder. Since polycarbonate is contained as a thermally decomposable binder, it is easy to maintain the sheet shape before the heat bonding step. Moreover, it is easy to thermally decompose at the time of a heat joining process.
  • the polycarbonate is not particularly limited as long as it can be thermally decomposed in the heat bonding step, but an aromatic compound (for example, benzene) is interposed between the carbonate ester groups (—O—CO—O—) of the main chain.
  • aliphatic polycarbonate is preferable.
  • the aliphatic polycarbonate include polyethylene carbonate and polypropylene carbonate. Among these, polypropylene carbonate is preferable from the viewpoint of solubility in an organic solvent in producing a varnish for forming a sheet.
  • aromatic polycarbonate examples include those containing a bisphenol A structure in the main chain.
  • the polycarbonate preferably has a weight average molecular weight in the range of 10,000 to 1,000,000.
  • the weight average molecular weight is a value measured by GPC (gel permeation chromatography) and calculated in terms of polystyrene.
  • the pre-sintering layer 31 may contain a thermally decomposable binder other than the polycarbonate (hereinafter also referred to as “other thermally decomposable binder”).
  • the “thermally decomposable binder” refers to a binder that can be thermally decomposed in the heat bonding step. It is preferable that the thermally decomposable binder hardly remains in the sintered layer (pre-sintering layer 31 after heating) after the heat bonding step.
  • the pre-sintering layer 31 may appropriately contain, for example, a flux component in addition to the above components.
  • the heat bonding sheets 3, 3 ' can be manufactured by a usual method.
  • a varnish containing each of the above components for forming the pre-sintering layer 31 is prepared, and the coating film is formed by applying the varnish to the base separator so as to have a predetermined thickness.
  • seat 3, 3 'for heat joining can be manufactured by making it dry.
  • the solvent used in the varnish is not particularly limited, but an organic solvent or an alcohol solvent that can uniformly dissolve, knead, or disperse the above components is preferable.
  • the organic solvent include ketone solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone, toluene, and xylene.
  • alcohol solvent examples include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2- Examples include butene-1,4-diol, 1,2,6-hexanetriol, glycerin, octanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, and terpineol.
  • the application method is not particularly limited.
  • the solvent coating method include a die coater, a gravure coater, a roll coater, a reverse coater, a comma coater, a pipe doctor coater, and screen printing.
  • a die coater is preferable in terms of high uniformity of coating thickness.
  • the drying conditions for the coating film are not particularly limited, and for example, the drying can be performed at a drying temperature of 70 to 160 ° C. and a drying time of 1 to 5 minutes. Even after the coating film is dried, depending on the type of solvent, the entire solvent may remain in the coating film without being vaporized.
  • a method for producing the heat-bonding sheets 3 and 3 ′ for example, a method for producing the heat-bonding sheets 3 and 3 ′ by mixing the respective components with a mixer and press-molding the obtained mixture is also suitable. It is. A planetary mixer etc. are mentioned as a mixer.
  • the thickness of the heat-bonding sheets 3 and 3 'at 23 ° C. before heating is preferably 5 to 100 ⁇ m, and more preferably 10 to 80 ⁇ m.
  • the thickness at 23 ° C. is 5 ⁇ m or more, the protrusion can be further suppressed.
  • it is 100 ⁇ m or less, it is possible to further suppress the occurrence of inclination during heat bonding.
  • the dicing tape 11 is configured by laminating an adhesive layer 2 on a substrate 1.
  • the base material 1 is a strength base of the heat bonding sheets 10 and 12 with a dicing tape, and preferably has ultraviolet transparency.
  • the substrate 1 include low density polyethylene, linear polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultra low density polyethylene, random copolymer polypropylene, block copolymer polypropylene, homopolyprolene, polybutene, polymethylpentene, and the like.
  • Polyolefin ethylene-vinyl acetate copolymer, ionomer resin, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid ester (random, alternating) copolymer, ethylene-butene copolymer, ethylene -Hexene copolymer, Polyester such as polyurethane, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyetherimide, polyamide, wholly aromatic polyamide, polyphenyls Fuido, aramid (paper), glass, glass cloth, fluorine resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, cellulose resin, silicone resin, metal (foil), paper, and the like.
  • Polyester such as polyurethane, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyetherimide, polyamide, wholly aromatic polyamide,
  • examples of the material of the substrate 1 include polymers such as a crosslinked body of the resin.
  • the plastic film may be used unstretched or may be uniaxially or biaxially stretched as necessary.
  • the adhesive area between the pressure-sensitive adhesive layer 2 and the heat bonding sheets 3 and 3 ′ is reduced by thermally shrinking the base material 1 after dicing, The collection of the semiconductor chip can be facilitated.
  • the surface of the substrate 1 is chemically treated by conventional surface treatments such as chromic acid treatment, ozone exposure, flame exposure, high piezoelectric impact exposure, ionizing radiation treatment, etc. in order to improve adhesion and retention with adjacent layers.
  • a physical treatment or a coating treatment with a primer for example, an adhesive substance described later can be performed.
  • the thickness of the substrate 1 is not particularly limited and can be appropriately determined, but is generally about 5 to 200 ⁇ m.
  • the pressure-sensitive adhesive used for forming the pressure-sensitive adhesive layer 2 is not particularly limited, and for example, a general pressure-sensitive adhesive such as an acrylic pressure-sensitive adhesive or a rubber-based pressure-sensitive adhesive can be used.
  • a general pressure-sensitive adhesive such as an acrylic pressure-sensitive adhesive or a rubber-based pressure-sensitive adhesive
  • an acrylic pressure-sensitive adhesive having an acrylic polymer as a base polymer from the viewpoint of cleanability with an organic solvent such as ultrapure water or alcohol of an electronic component that is difficult to contaminate a semiconductor wafer or glass Is preferred.
  • acrylic polymer examples include (meth) acrylic acid alkyl esters (for example, methyl ester, ethyl ester, propyl ester, isopropyl ester, butyl ester, isobutyl ester, s-butyl ester, t-butyl ester, pentyl ester, Isopentyl ester, hexyl ester, heptyl ester, octyl ester, 2-ethylhexyl ester, isooctyl ester, nonyl ester, decyl ester, isodecyl ester, undecyl ester, dodecyl ester, tridecyl ester, tetradecyl ester, hexadecyl ester , Octadecyl esters, eicosyl esters, etc., alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, especially 4 to 18 carbon atoms, such as
  • the acrylic polymer contains units corresponding to other monomer components copolymerizable with the (meth) acrylic acid alkyl ester or cycloalkyl ester, if necessary, for the purpose of modifying cohesive force, heat resistance and the like. You may go out.
  • Such monomer components include, for example, carboxyl group-containing monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, carboxyethyl (meth) acrylate, carboxypentyl (meth) acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and crotonic acid; maleic anhydride Acid anhydride monomers such as itaconic anhydride; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate Hydroxyl group-containing monomers such as 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 10-hydroxydecyl (meth) acrylate, 12-hydroxylauryl (meth) acrylate, (4-hydroxymethylcyclohexyl) methyl (meth) acrylate; Styrene Contains sulfonic acid groups such as phonic acid, allyl sulf
  • a polyfunctional monomer or the like can be included as a monomer component for copolymerization as necessary.
  • examples of such polyfunctional monomers include hexanediol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, Pentaerythritol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, urethane (meth) An acrylate etc. are mentioned. These polyfunctional monomers can also be used alone or in combination of two or more. The amount of the polyfunctional monomer used is preferably
  • an external cross-linking agent can be appropriately employed for the pressure-sensitive adhesive in order to increase the number average molecular weight of an acrylic polymer as a base polymer.
  • the external crosslinking method include a method of adding a so-called crosslinking agent such as a polyisocyanate compound, an epoxy compound, an aziridine compound, a melamine crosslinking agent, and reacting them.
  • a so-called crosslinking agent such as a polyisocyanate compound, an epoxy compound, an aziridine compound, a melamine crosslinking agent, and reacting them.
  • the amount used is appropriately determined depending on the balance with the base polymer to be cross-linked, and further depending on the intended use as an adhesive. In general, it is preferable to add about 5 parts by weight or less, and further 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base polymer.
  • additives such as conventionally well-known various tackifiers and anti-aging agent, other than the said component as needed to an adhesive.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 2 can be formed of a radiation curable pressure-sensitive adhesive.
  • the radiation curable pressure-sensitive adhesive can increase the degree of cross-linking by irradiation with radiation such as ultraviolet rays, and can easily reduce its adhesive strength, and a portion 2a corresponding to the work pasting portion of the pressure-sensitive adhesive layer 2 shown in FIG.
  • the difference in adhesive strength with the other part 2b can be provided by irradiating only with radiation.
  • the portion 2b formed of the uncured radiation-curing pressure-sensitive adhesive adheres to the heat bonding sheet 3, and dicing is performed. It is possible to secure the holding power when In this way, the radiation curable pressure-sensitive adhesive can support the heat bonding sheet 3 for fixing a chip-like work (semiconductor chip or the like) to an adherend such as a substrate with a good balance of adhesion and peeling.
  • the portion 2b can fix the wafer ring.
  • the radiation curable pressure-sensitive adhesive those having a radiation curable functional group such as a carbon-carbon double bond and exhibiting adhesiveness can be used without particular limitation.
  • the radiation curable pressure sensitive adhesive for example, an addition type radiation curable pressure sensitive adhesive in which a radiation curable monomer component or an oligomer component is blended with a general pressure sensitive pressure sensitive adhesive such as an acrylic pressure sensitive adhesive or a rubber pressure sensitive adhesive. An agent can be illustrated.
  • Examples of the radiation curable monomer component to be blended include urethane oligomer, urethane (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and pentaerythritol.
  • Examples include stall tetra (meth) acrylate, dipentaerystol monohydroxypenta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and 1,4-butanediol di (meth) acrylate.
  • the radiation curable oligomer component examples include urethane, polyether, polyester, polycarbonate, and polybutadiene oligomers, and those having a molecular weight in the range of about 100 to 30000 are suitable.
  • the compounding amount of the radiation-curable monomer component or oligomer component can be appropriately determined in accordance with the type of the pressure-sensitive adhesive layer, and the amount capable of reducing the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive layer. In general, the amount is, for example, about 5 to 500 parts by weight, preferably about 40 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base polymer such as an acrylic polymer constituting the pressure-sensitive adhesive.
  • the radiation-curable pressure-sensitive adhesive has a carbon-carbon double bond in the polymer side chain, main chain, or main chain terminal as a base polymer.
  • Intrinsic radiation curable pressure sensitive adhesives using Intrinsic radiation curable pressure-sensitive adhesive does not need to contain an oligomer component, which is a low-molecular component, or does not contain much, so that the oligomer component or the like does not move in the pressure-sensitive adhesive over time and is stable. Since the adhesive layer of a layer structure can be formed, it is preferable.
  • combinations of these functional groups include carboxylic acid groups and epoxy groups, carboxylic acid groups and aziridyl groups, hydroxyl groups and isocyanate groups, and the like.
  • a combination of a hydroxyl group and an isocyanate group is preferable because of easy tracking of the reaction.
  • the functional group may be on either side of the acrylic polymer and the compound as long as the combination of these functional groups generates an acrylic polymer having the carbon-carbon double bond.
  • it is preferable that the acrylic polymer has a hydroxyl group and the compound has an isocyanate group.
  • examples of the isocyanate compound having a carbon-carbon double bond include methacryloyl isocyanate, 2-methacryloyloxyethyl isocyanate, m-isopropenyl- ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl isocyanate, and the like.
  • the acrylic polymer a copolymer obtained by copolymerizing the above-mentioned exemplified hydroxy group-containing monomers, ether compounds of 2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, or the like is used.
  • the radiation curable pressure-sensitive adhesive contains a photopolymerization initiator when cured by ultraviolet rays or the like.
  • the photopolymerization initiator include 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, ⁇ -hydroxy- ⁇ , ⁇ '-dimethylacetophenone, 2-methyl-2-hydroxypropio ⁇ -ketol compounds such as phenone and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone; methoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2-methyl-1- [4- ( Acetophenone compounds such as methylthio) -phenyl] -2-morpholinopropane-1; benzoin ether compounds such as benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether and anisoin methyl ether; ketal compounds such as benzyldimethyl ketal; 2-naphthalene
  • the radiation curable pressure-sensitive adhesive examples include photopolymerizable compounds such as an addition polymerizable compound having two or more unsaturated bonds and an alkoxysilane having an epoxy group disclosed in JP-A-60-196956. And a rubber-based pressure-sensitive adhesive and an acrylic pressure-sensitive adhesive containing a photopolymerization initiator such as a carbonyl compound, an organic sulfur compound, a peroxide, an amine, and an onium salt-based compound.
  • photopolymerizable compounds such as an addition polymerizable compound having two or more unsaturated bonds and an alkoxysilane having an epoxy group disclosed in JP-A-60-196956.
  • a rubber-based pressure-sensitive adhesive and an acrylic pressure-sensitive adhesive containing a photopolymerization initiator such as a carbonyl compound, an organic sulfur compound, a peroxide, an amine, and an onium salt-based compound.
  • a compound that is colored by irradiation with radiation may be contained as necessary.
  • a compound to be colored in the pressure-sensitive adhesive layer 2 by irradiation with radiation only the irradiated portion can be colored. That is, the portion 2a corresponding to the workpiece pasting portion 3a shown in FIG. 1 can be colored. Accordingly, whether or not the pressure-sensitive adhesive layer 2 has been irradiated with radiation can be immediately determined by visual observation, the workpiece pasting portion 3a can be easily recognized, and workpieces can be easily pasted together.
  • the detection accuracy is increased, and no malfunction occurs when the semiconductor chip is picked up.
  • the compound that is colored by irradiation with radiation is a colorless or light color compound before irradiation with radiation, but becomes a color by irradiation with radiation, and examples thereof include leuco dyes.
  • the use ratio of the compound colored by radiation irradiation can be set as appropriate.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 2 is not particularly limited, but is preferably about 1 to 50 ⁇ m from the viewpoint of preventing chipping of the chip cut surface and compatibility of fixing and holding the heat bonding sheets 3 and 3 ′. .
  • the thickness is preferably 2 to 30 ⁇ m, more preferably 5 to 25 ⁇ m.
  • the dicing tape 11 is manufactured as follows, for example.
  • the base material 1 can be formed by a conventionally known film forming method.
  • the film forming method include a calendar film forming method, a casting method in an organic solvent, an inflation extrusion method in a closed system, a T-die extrusion method, a co-extrusion method, and a dry lamination method.
  • the coating film is dried under predetermined conditions (heat-crosslinked as necessary), and the pressure-sensitive adhesive layer 2 is formed.
  • a coating method For example, roll coating, screen coating, gravure coating, etc. are mentioned.
  • drying conditions for example, a drying temperature of 80 to 150 ° C. and a drying time of 0.5 to 5 minutes are performed.
  • the coating film may be dried on the said drying conditions, and the adhesive layer 2 may be formed. Then, the adhesive layer 2 is bonded together with the separator on the base material 1. Thereby, the dicing tape 11 is produced.
  • the heat bonding sheets 10 and 12 with a dicing tape can be manufactured by a usual method.
  • seat 10 for heat joining with a dicing tape can be manufactured by bonding the adhesive layer 2 of the dicing tape 11 and the sheet
  • the heat bonding sheet 10 with dicing tape the heat bonding sheet 3 is preferably covered with a separator.
  • the base separator laminated on the heat bonding sheet 3 is peeled off, and the front base separator is peeled off, followed by heat joining with the dicing tape.
  • the method of sticking a separator on the exposed surface of the heat bonding sheet 3 of the sheet 10 for use is mentioned. That is, it is preferable that the dicing tape 11, the heat bonding sheet 3, and the separator are stacked in this order.
  • the heat bonding sheet with dicing tape in which the dicing tape and the heat bonding sheet are laminated has been described.
  • the heat bonding sheet of the present invention may be provided in a state where it is not bonded to a dicing tape.
  • the heat bonding sheet is preferably a heat bonding sheet with a double-sided separator sandwiched between two separators. That is, it is preferable to use a heat bonding sheet with a double-sided separator in which the first separator, the heat bonding sheet, and the second separator are laminated in this order.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a heat-bonding sheet with a double-sided separator.
  • the heat bonding sheet 30 with a double-sided separator shown in FIG. 3 has a configuration in which a first separator 32, a heat bonding sheet 3, and a second separator 34 are laminated in this order.
  • the 1st separator 32 and the 2nd separator 34 the same thing as the above-mentioned substrate separator can be used.
  • seat for heat joining may be the form on which the separator was laminated
  • the manufacturing method of the joined body according to the present embodiment is as follows. Preparing the heat bonding sheet; Including at least a step of heat bonding two objects to be bonded through the heat bonding sheet, The bonding temperature in the heat bonding step is in the range of 200 to 400 ° C.
  • the bonded body of the present invention is a semiconductor device and the bonded object of the present invention is a semiconductor chip and an adherend will be described.
  • the object to be bonded in the present invention is not limited to this example as long as it can be bonded using a heat bonding sheet.
  • the joined body in this invention should just be joined using the sheet
  • the method of manufacturing a semiconductor device includes the step of preparing the heat bonding sheet; Including, without sand, a step of heat-bonding the semiconductor chip on the adherend via the heat-bonding sheet,
  • the bonding temperature in the heat bonding step is in the range of 200 to 400 ° C. (hereinafter also referred to as the first embodiment).
  • the semiconductor chip and the adherend correspond to the objects to be bonded according to the present invention.
  • the method for manufacturing a semiconductor device includes the step of preparing the heat bonding sheet with dicing tape described above, A bonding step of bonding the heat bonding sheet of the heat bonding sheet with the dicing tape and the back surface of the semiconductor wafer; A dicing step of dicing the semiconductor wafer together with the heat bonding sheet to form a chip-like semiconductor chip; Picking up the semiconductor chip together with the heat bonding sheet from the heat bonding sheet with the dicing tape; A heat bonding step of heat bonding the semiconductor chip onto an adherend via the heat bonding sheet;
  • the bonding temperature in the heat bonding step is in the range of 200 to 400 ° C. (hereinafter also referred to as the second embodiment).
  • the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment is different from the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment in that the semiconductor device according to the first embodiment uses a heat bonding sheet with dicing tape.
  • the manufacturing method of the apparatus is different in that the heat bonding sheet is used alone, and is common in other points.
  • the step of bonding the sheet to the dicing tape is performed.
  • the manufacturing method of the semiconductor device according to the second embodiment is performed. And can be similar. Therefore, hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment will be described.
  • the heat bonding sheets with dicing tape 10 and 12 are prepared (preparing step).
  • the dicing tape-attached heat bonding sheets 10 and 12 are used in the following manner by appropriately separating the separator arbitrarily provided on the heat bonding sheets 3 and 3 ′.
  • the case where the heat bonding sheet with dicing tape 10 is used will be described as an example with reference to FIGS. 1 and 4.
  • the semiconductor wafer 4 is pressure-bonded onto the semiconductor wafer bonding portion 3a of the heat bonding sheet 3 in the heat bonding sheet 10 with dicing tape, and this is bonded and held (fixing step). This step is performed while pressing with a pressing means such as a pressure roll.
  • the attaching temperature at the time of mounting is not particularly limited and is preferably in the range of 23 to 90 ° C., for example.
  • the semiconductor wafer 4 is preferably one in which an electrode pad is formed on one surface and a silver thin film is formed on the outermost surface of the other surface (hereinafter also referred to as the back surface).
  • Examples of the thickness of the silver thin film include 10 nm to 1000 nm.
  • a titanium thin film may be further formed between the semiconductor wafer 4 and the silver thin film.
  • Examples of the thickness of the titanium thin film include 10 nm to 1000 nm. If the said silver thin film is formed, the semiconductor chip 5 and the sheet
  • the silver thin film and the titanium thin film can be formed by vapor deposition, for example.
  • the semiconductor wafer 4 is diced (dicing process). Thereby, the semiconductor wafer 4 is cut into a predetermined size and separated into individual pieces, and the semiconductor chip 5 is manufactured.
  • the method of dicing is not particularly limited, for example, the dicing is performed from the circuit surface side of the semiconductor wafer 4 according to a conventional method. Further, in this step, for example, a cutting method called full cut in which cutting is performed up to the heat bonding sheet with dicing tape 10 can be adopted. It does not specifically limit as a dicing apparatus used at this process, A conventionally well-known thing can be used. Further, since the semiconductor wafer 4 is bonded and fixed by the heat bonding sheet 10 with a dicing tape, chip chipping and chip jumping can be suppressed, and damage to the semiconductor wafer 4 can also be suppressed.
  • the semiconductor chip 5 is picked up in order to peel the semiconductor chip 5 adhered and fixed to the heat bonding sheet 10 with dicing tape (pickup process).
  • the pickup method is not particularly limited, and various conventionally known methods can be employed. For example, there is a method in which each semiconductor chip 5 is pushed up by a needle from the heating bonding sheet 10 with dicing tape, and the pushed-up semiconductor chip 5 is picked up by a pickup device.
  • the needle push-up speed is preferably 5 to 100 mm / sec, more preferably 5 to 10 mm / sec from the viewpoint of preventing chipping.
  • the pickup is performed after the pressure-sensitive adhesive layer 2 is irradiated with ultraviolet rays.
  • seat 3 for heat bonding of the adhesive layer 2 falls, and peeling of the semiconductor chip 5 becomes easy.
  • the pickup can be performed without damaging the semiconductor chip 5.
  • Conditions such as irradiation intensity and irradiation time at the time of ultraviolet irradiation are not particularly limited, and may be set as necessary.
  • a well-known thing can be used as a light source used for ultraviolet irradiation.
  • the adhesive layer is preliminarily irradiated with ultraviolet rays and cured, and the cured adhesive layer and the heat bonding sheet are bonded together, the ultraviolet irradiation here is not necessary.
  • the temporary bonding step can be performed using a chip mounter or the like.
  • temporary bonding is preferably performed at a pressure of 0.01 MPa to 5 MPa.
  • the temperature at the time of temporary bonding is not particularly limited, but it is preferably within a range of 23 to 150 ° C., for example.
  • the pressing time is preferably 0.01 to 5 seconds.
  • the semiconductor chip 5 is heat bonded to the adherend 6 via the heat bonding sheet 3 (heat bonding step).
  • the adherend 6 include a lead frame, a TAB film, a substrate, and a separately manufactured semiconductor chip.
  • the adherend 6 may be, for example, a deformable adherend that can be easily deformed or a non-deformable adherend (such as a semiconductor wafer) that is difficult to deform.
  • the lead frame examples include metal lead frames such as a Cu lead frame and a 42 Alloy lead frame.
  • substrate examples thereof include organic substrates made of glass epoxy, BT (bismaleimide-triazine), polyimide, and the like.
  • a metal lead frame it can be integrated with copper particles by heat bonding.
  • the substrate may be an insulating circuit substrate in which a copper circuit substrate is laminated on an insulating substrate such as a ceramic plate. If an insulated circuit board is used, for example, a power semiconductor device that controls and supplies power can be manufactured.
  • the copper particles are sintered by heating, and the polycarbonate as the thermally decomposable binder is thermally decomposed. Further, the residual low boiling point binder that has not been volatilized by the drying step is volatilized.
  • the bonding temperature is preferably 200 to 400 ° C, more preferably 190 to 370 ° C, and still more preferably 200 to 350 ° C.
  • the joining time can be preferably 0.3 to 300 minutes, more preferably 0.5 to 240 minutes, and still more preferably 1 to 180 minutes.
  • the pressurizing condition is preferably in the range of 1 to 500 kg / cm 2 , more preferably in the range of 5 to 400 kg / cm 2 .
  • the heat bonding under pressure can be performed with an apparatus capable of simultaneously performing heating and pressure, such as a flip chip bonder. Moreover, a parallel plate press may be used.
  • the heat bonding step is preferably performed in any of a nitrogen atmosphere, a reduced pressure, or a reducing gas atmosphere. Copper particles have the property of oxidizing at high temperatures. Moreover, when a to-be-joined object is copper, it will oxidize at high temperature. Therefore, if the heat bonding step is performed in a nitrogen atmosphere, a reduced pressure, or a reducing gas atmosphere, oxidation of copper particles and the like due to heating can be prevented.
  • a temperature raising step may be performed before the heat bonding step. For example, the following steps may be performed after the temporary bonding step.
  • the first temperature varies depending on the composition of the pre-sintering layer, and examples thereof include 50 ° C., 80 ° C., and 100 ° C.
  • this temperature raising step for example, after preheating one or both of the parallel plates to the first temperature, the stacked body is sandwiched between the parallel plates, and then, at a predetermined temperature increase rate, The temperature may be raised to 2.
  • the heating rate is preferably 0.1 ° C./s or more, more preferably 0.5 ° C./s or more, and further preferably 1 ° C./s or more.
  • it is 5 degrees C / s or less, More preferably, it is 3 degrees C / s or less, More preferably, it is 2 degrees C / s or less.
  • the temperature increase rate is 2 ° C./s or less, rapid heating can be further suppressed.
  • the temperature rise temperature is 0.1 ° C./s or more, the process can be shortened.
  • the second temperature varies depending on the composition of the pre-sintering layer, and examples thereof include 200 ° C., 250 ° C., and 300 ° C.
  • the laminate 10 may be pressurized while the temperature is raised from the first temperature or lower to the second temperature.
  • the pressurization is preferably in the range of 5 to 40 MPa, more preferably in the range of 5 to 15 MPa. When the pressure is 5 MPa or more, a bonded body that is more firmly bonded can be obtained. Further, when the pressure is 40 MPa or less, it is possible to reduce the load applied to the chip.
  • the pressurization may be pressurization with a constant pressure, or may be pressurization while changing the pressure within a certain range. The pressurization may always be performed while the temperature is raised from the first temperature or lower to the second temperature, or may be pressurized for at least a part of the period.
  • the temperature rise may be started from the first temperature or lower without pressurization, and pressurization may be started after a certain period of time and before reaching the second temperature.
  • the tip of the terminal portion (inner lead) of the adherend 6 and an electrode pad (not shown) on the semiconductor chip 5 are electrically connected by a bonding wire 7.
  • a bonding wire 7 for example, a gold wire, an aluminum wire, a copper wire or the like is used.
  • the temperature for wire bonding is 23 to 300 ° C., preferably 23 to 250 ° C.
  • the heating time is several seconds to several minutes.
  • the connection is performed by a combination of vibration energy by ultrasonic waves and crimping energy by applying pressure while being heated so as to be within the temperature range.
  • the semiconductor chip 5 is sealed with a sealing resin 8 as shown in FIG. 4 (sealing step).
  • This step is performed to protect the semiconductor chip 5 and the bonding wire 7 mounted on the adherend 6.
  • This step can be performed by molding a sealing resin with a mold.
  • the sealing resin 8 for example, an epoxy resin is used.
  • the heating temperature at the time of resin sealing is usually 175 ° C. for 60 to 90 seconds, but the present invention is not limited to this. For example, it can be cured at 165 to 185 ° C. for several minutes. Thereby, the sealing resin 8 is cured.
  • a method of embedding the semiconductor chip 5 in a sheet-like sealing sheet (for example, see JP2013-7028A) can also be employed.
  • a gel sealing type in which silicone gel is poured into a case type container may be used.
  • heating is performed as necessary to completely cure the insufficiently cured sealing resin 8 in the sealing process (post-curing process).
  • the heating temperature in this step varies depending on the type of the sealing resin, but is in the range of 165 to 185 ° C., for example, and the heating time is about 0.5 to 8 hours.
  • Copper particles A (average particle size 150 nm, crystallite size 30 nm) Copper particles B (average particle size 300 nm, crystallite size 30 nm)
  • Thermally decomposable binder A (polypropylene carbonate resin): QPAC 40 manufactured by Empower, solid at 23 ° C.
  • Low-boiling point binder B (terpene alcohol binder (manufactured by Nippon Terpene Chemical Co., Ltd., Tersolve MTPH))
  • Organic binder C (acrylic resin): MM-2002-1, manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd., solid at 23 ° C.
  • Organic solvent A methyl ethyl ketone (MEK)
  • a silicon chip (silicon chip thickness 350 ⁇ m, length 5 mm, width 5 mm) having a Ti layer (thickness 50 nm) and an Ag layer (thickness 100 nm) formed in this order on the back surface was prepared.
  • the heat bonding sheets of Examples and Comparative Examples were bonded to the Ag layer surface of the prepared silicon chip.
  • the bonding conditions were a temperature of 70 ° C., a pressure of 0.3 MPa, and a speed of 10 mm / second.
  • a copper plate (copper plate thickness 3 mm) covered entirely with an Ag layer (thickness 5 ⁇ m) was prepared.
  • a heat bonding sheet with a silicon chip (prepared above) was temporarily bonded onto the prepared copper plate. The pressure during temporary bonding is 0.1 MPa.
  • the water cooling is based on a water cooling type cooling plate provided in the pressure plate.
  • the sample for evaluation was put into a thermal shock tester (TSE-103ES manufactured by Espec Corp.) and subjected to 100 thermal shocks of ⁇ 40 ° C. to 200 ° C. At this time, the temperature was kept at ⁇ 40 ° C. and 200 ° C. for 15 minutes, respectively.
  • TSE-103ES manufactured by Espec Corp.
  • the area (remaining area) of the portion where bonding remains in the obtained image was obtained, and the ratio of the remaining area to the entire area (remaining bonding area ratio) was calculated.
  • the case where the residual bonding area ratio was 50% or more was evaluated as ⁇ , and the case where the residual bonding area ratio was lower than 50% was evaluated as ⁇ .
  • Table 1 In the image obtained by the ultrasonic imaging apparatus, the part where the silicon chip and the substrate are separated appears white, and the part where the bonding remains appears gray.

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Abstract

銅粒子とポリカーボネートとを含有する焼結前層を有する加熱接合用シート。

Description

加熱接合用シート、ダイシングテープ付き加熱接合用シート、及び、接合体の製造方法、パワー半導体装置
　本発明は、加熱接合用シート、ダイシングテープ付き加熱接合用シート、及び、接合体の製造方法、パワー半導体装置に関する。
　半導体装置の製造において半導体素子を金属リードフレームなどの被着体に接着する方法(いわゆるダイボンディング法)は、従来の金－シリコン共晶に始まり、半田、樹脂ペーストによる方法に推移してきた。現在では、導電性の樹脂ペーストを使用することがある。
　近年、電力の制御や供給を行うパワー半導体装置の普及が顕著となっている。パワー半導体装置には常に電流が流れるため、発熱量が大きい。それゆえ、パワー半導体装置に使用される導電性の接着剤は、高い放熱性と低い電気抵抗率を持つことが望ましい。
　パワー半導体装置には、低損失で高速動作が求められる。従来、パワー半導体装置にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などのＳｉを用いた半導体が用いられていた。近年では、ＳｉＣやＧａＮなどの半導体を用いたものが開発され、今後拡大するものと予想されている。
　ＳｉＣやＧａＮを用いた半導体は、バンドギャップが大きい、絶縁破壊電界が高いなどの特徴があり、低損失、高速動作、高温動作が可能となる。高温動作は、熱環境が厳しい自動車や小型電力変換機器等においてメリットとなる。熱環境が厳しい用途の半導体装置は、２５０℃前後の高温動作が想定されており、従来の接合・接着材料であるはんだや導電性接着剤では、熱特性、信頼性に問題が生じる。そこで、従来、焼結金属粒子含有のペースト材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。焼結金属粒子含有ペースト材は、ナノ・マイクロサイズの金属粒子を含み、これら金属粒子がナノサイズ効果で通常の融点よりも低い温度で融解し、粒子間の焼結が進行する。
特開２０１４－１１１８００号公報
　焼結金属粒子含有ペースト材としては、焼結金属粒子として銀を主成分とする粒子を含ませる場合が多い。しかしながら、銀という貴金属を主成分とすると高価となるといった問題がある。
　また、焼結金属粒子含有のペースト材は、ペースト状態であるため、塗布時のばらつきが発生し、製造される接合体の歩留りが低下するといった問題がある。
　本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、安価であり、且つ、製造される接合体の歩留りを向上させることが可能な加熱接合用シート、及び、当該加熱接合用シートを有するダイシングテープ付き加熱接合用シートを提供することにある。また、当該加熱接合用シートを用いた接合体の製造方法を提供することにある。また、当該加熱接合用シートを有するパワー半導体装置を提供することにある。
　従来、低温焼結性の銅粒子の焼結温度（焼結が加速的に進行する温度）は、２６０～２７０℃程度であることが知られている。また、銅粒子を含有する加熱接合用シートを検討した場合、銅粒子単独ではシートとはならないため、バインダー（例えば、熱分解性バインダー）を含有させた上でシート化することが考えられる。しかしながら、バインダーが熱分解する温度は、銅粒子の焼結温度に近いかそれよりも高いことが多い。そのため、銅粒子の焼結時に、未だバインダーが残存しており、焼結が好適に進行しないといった問題があった。
　本願発明者等は、前記問題点を解決すべく検討した。その結果、銅粒子とポリカーボネートとを含有するシートを加熱すると、驚くべきことに、ポリカーボネートの熱分解する温度が低下し、銅粒子の焼結温度と比較してある程度低くなることを見出した。そして、加熱接合用シートの焼結金属粒子として銅粒子を用い、且つ、バインダーとしてポリカーボネートを用いれば、焼結工程の早期にほんとんどのポリカーボネートが熱分解され、銅粒子の焼結への影響が低減できることを突き止めた。
　本発明は、上記知見に基づきなされたものである。
　すなわち、本発明に係る加熱接合用シートは、
　銅粒子とポリカーボネートとを含有する焼結前層を有することを特徴とする。
　前記構成によれば、焼結前層が銅粒子とポリカーボネートとを含有するため、焼結工程の早期にほんとんどのポリカーボネートが熱分解される。その結果、当該焼結前層を有する加熱接合用シートは、銅粒子の焼結を利用して２つの被接合物を接合することができる。特に、焼結工程の早期にほんとんどのポリカーボネートが熱分解されるため、焼結が好適に進行する。その結果、歩留りの高い接合体を得ることが可能となる。
　また、前記構成によれば、ペーストではなく、シート状であるため、貼り付け時のはみ出しや被接合物表面への這い上がりを抑制できる。
　また、銅粒子を使用するため、銀等の貴金属を用いる場合に比較して安価に製造することができる。
　前記構成においては、前記銅粒子の平均粒径が、１０～１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
　前記銅粒子の平均粒径が、１０００ｎｍ以下であると、焼結温度をより好適に低下させることができる。一方、前記銅粒子の平均粒径が、１０ｎｍ以上であると、好適にシートへ粒子を分散させることができる。
　前記構成において、前記銅粒子は、複数の結晶子により構成されており、
　前記結晶子の結晶子径が、５０ｎｍ以下であることが好ましい。
　前記結晶子の結晶子径が、５０ｎｍ以下であると、焼結温度をさらに好適に低下させることができる。
　また、本発明に係るダイシングテープ付き加熱接合用シートは、
　ダイシングテープと、
　前記ダイシングテープ上に積層された前記加熱接合用シートと
　を有することを特徴とする。
　前記ダイシングテープ付き加熱接合用シートによれば、ダイシングテープと一体型であるため、ダイシングテープと貼り合わせる工程を省略することができる。また、前記加熱接合用シートを備えるため、歩留りの高い接合体を得ることが可能となる。また、前記加熱接合用シートは、ペーストではなく、シート状であるため、貼り付け時のはみ出しや被接合物表面への這い上がりを抑制できる。
　また、前記加熱接合用シートには銅粒子を使用するため、銀等の貴金属を用いる場合に比較して安価に製造することができる。
　また、本発明に係る接合体の製造方法は、
　前記加熱接合用シートを準備する工程と、
　前記加熱接合用シートを介して、２つの被接合物を加熱接合する工程と
を含み、
　前記加熱接合する工程における接合温度は、２００～４００℃の範囲内であることを特徴とする。
　前記構成によれば、前記加熱接合用シートを用いるため、２００～４００℃にて加熱接合（銅粒子の焼結）を行えば、焼結工程の早期にほんとんどのポリカーボネートが熱分解される。従って、焼結が好適に進行する。その結果、歩留りの高い接合体を得ることが可能となる。
　前記構成において、前記加熱接合する工程は、窒素雰囲気下、減圧下、又は、還元ガス雰囲気下のいずれかで行われることが好ましい。
　銅粒子は、高温で酸化してしまう性質がある。また、被接合物が銅製である場合、高温で酸化してしまう。そこで、加熱接合する工程を、窒素雰囲気下、減圧下、又は、還元ガス雰囲気下のいずれかで行えば、加熱による銅粒子等の酸化を防止することができる。
　また、本発明に係るパワー半導体装置は、
　前記加熱接合用シートと、
　パワー半導体素子と
を備えることを特徴とする。
　前記構成によれば、前記加熱接合用シートを備えるため、例えば、２５０℃前後の高温環境での動作も可能な、熱特性、信頼性に優れたパワー半導体装置を提供できる。
本発明の一実施形態に係るダイシングテープ付き加熱接合用シートを示す断面模式図である。 本発明の他の実施形態に係るダイシングテープ付き加熱接合用シートを示す断面模式図である。 両面セパレータ付き加熱接合用シートを示す断面模式図である。 本実施形態に係る半導体装置の一製造方法を説明するための断面模式図である。
　（ダイシングテープ付き加熱接合用シート）
　本発明の一実施形態に係る加熱接合用シート、及び、ダイシングテープ付き加熱接合用シートについて、以下に説明する。本実施形態に係る加熱接合用シートは、以下に説明するダイシングテープ付き加熱接合用シートにおいて、ダイシングテープが貼り合わせられていない状態のものを挙げることができる。従って、以下では、ダイシングテープ付き加熱接合用シートについて説明し、加熱接合用シートについては、その中で説明することとする。図１は、本発明の一実施形態に係るダイシングテープ付き加熱接合用シートを示す断面模式図である。図２は、本発明の他の実施形態に係る他のダイシングテープ付き加熱接合用シートを示す断面模式図である。
　図１に示すように、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０は、ダイシングテープ１１上に加熱接合用シート３が積層された構成を有する。ダイシングテープ１１は基材１上に粘着剤層２を積層して構成されており、加熱接合用シート３は粘着剤層２上に設けられている。また本発明のダイシングテープ付き加熱接合用シートは、図２に示すダイシングテープ付き加熱接合用シート１２のように、ワーク貼り付け部分にのみ加熱接合用シート３’を形成した構成であってもよい。
　（加熱接合用シート）
　加熱接合用シート３、３’は、シート状である。ペーストではなく、シートであるため、貼り付け時のはみ出しや貼り付け対象物表面への這い上がりを抑制できる。
　本実施形態に係る加熱接合用シート３、３’は、１層の焼結前層３１で構成されている。焼結前層とは、所定の加熱により焼結層となる層をいう。
　本実施形態では、加熱接合用シートが、１層の焼結前層からなる場合について説明する。しかしながら、本発明の加熱接合用シートは、焼結前層を有していれば、この例に限定されない。焼結前層は、１層に限定されず、組成の異なる複数の層で形成されていてもよい。
また、本発明の加熱接合用シートは、例えば、焼結前層と他の層との２層以上からなるシートであってもよい。例えば、本発明の加熱接合用シートは、一方の面に第１の焼結前層が露出し、他方の面に第２の焼結前層が露出したシートであってもよい。具体的には、第１の焼結前層、他の層、第２の焼結前層がこの順で積層されたシートであってもよい。例えば、この場合、第１の焼結前層と第２の焼結前層とは、同一の組成であってもよく、異なっていてもよい。
　（焼結前層）
　焼結前層３１は、銅粒子を含有する。前記銅粒子は、純銅であってもよく、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、炭素（Ｃ）、ジルコニア（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、硫黄（Ｓ）、塩素（Ｃｌ）、酸素（Ｏ）等を含んだ銅でも良い。銅以外の元素の含有量は、銅と銅以外との合計を全体として、０～２質量％が好ましい。前記銅粒子が純銅であると、より好適に加熱接合することができる。
　前記銅粒子の平均粒径は、好ましくは、１０～１０００ｎｍの範囲内であり、より好ましくは、５０～８００ｎｍの範囲内であり、さらに好ましくは、１００～５００ｎｍの範囲内である。前記銅粒子の平均粒径が、１０００ｎｍ以下であると、焼結温度をより好適に低下させることができる。一方、前記銅粒子の平均粒径が、１０ｎｍ以上であると、粒子の分散性が良くなる。
　前記銅粒子の平均粒径は、次の方法で測定する。
　　１．焼結前層を冷却環境でイオンポリッシングし、断面を露出させる。
　　２．断面を、電界放出形走査電子顕微鏡　ＳＵ８０２０（メーカー：日立ハイテクノロジーズ）を用いて撮像する。撮像条件は、加速電圧５ｋＶ、倍率５００００倍とし、反射電子像を画像データとして得る。
　　３．画像解析ソフト　Ｉｍａｇｅ　Ｊを用い、得られた画像データを自動２値化処理してから粒子の平均粒径を算出する。
　前記銅粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、棒状、鱗片状、不定形状である。
　前記銅粒子は、複数の結晶子により構成されていることが好ましい。この場合、前記結晶子の結晶子径は、５０ｎｍ以下であることが好ましく、４５ｎｍ以下であることがより好ましい。前記結晶子の結晶子径が、５０ｎｍ以下であると、焼結温度をさらに好適に低下させることができる。
　前記結晶子径は、（株）リガク製のＵｌｔｉｍａIVを用いて銅粉のＸ線回折測定を行い、得られた（１１１）ピークを用いて、シェラー（Ｓｃｈｅｒｒｅｒ）法によって算出される値である。
　前記銅粒子の含有量は、焼結前層３１全体に対して６０～９８重量％の範囲内でることが好ましく、６５～９７重量％の範囲内であることがより好ましく、７０～９５重量％の範囲内であることがさらに好ましい。前記金属微粒子を６０～９８重量％の範囲内で含むと、好適に被接合物を接合することができる。
　焼結前層３１は、低沸点バインダーを含有していてもよい。前記低沸点バインダーは、前記銅粒子の取り扱いを容易とするために用いられる。また、前記低沸点バインダーは、任意の機械的物性を調整するためにも用いられる。具体的には、前記銅粒子を前記低沸点バインダーに分散させた銅粒子含有ペーストとして使用することができる。
　前記低沸点バインダーは、２３℃で液状である。本明細書において、「液状」とは、半液状を含む。具体的に、動的粘弾性測定装置（レオメーター）による粘度測定による２３℃における粘度が１００，０００Ｐａ・ｓ以下であることをいう。
　粘度測定の条件は、下記の通りである。
　　　レオメータ：Ｔｈｅｒｍｏ　ＳＣＩＥＮＴＦＩＣ社製　ＭＡＲＳ　III
　　　治具：パラレルプレート２０ｍｍφ、ギャップ１００μｍ、せん断速度　１／秒）
　前記低沸点バインダーの具体例としては、例えば、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、１－デカノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、２，４－ジエチル－１，５ペンタンジオール等の一価及び多価アルコール類、シトロネロール、ゲラニオール、ネロール、カルベオール、α－テルピネオール、イソボルニルシクロヘキサノール等のテルペンアルコール類、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＤＰＭＡ）等を挙げることができる。これらは２種以上を併用してもよい。なかでも、沸点の異なる２種類を併用することが好ましい。沸点の異なる２種類を用いると、シート形状の維持の点で優れる。なかでもテルペンアルコールを含有させることで焼結前層にさらなる可とう性を付与することができる。
　焼結前層３１は、熱分解性バインダーとしてポリカーボネートを含有する。熱分解性バインダーとしてポリカーボネートを含有するため、加熱接合工程前は、シート形状を維持し易い。また、加熱接合工程時に熱分解させ易い。
　前記ポリカーボネートとしては、加熱接合工程において熱分解させることが可能なものであれば、特に限定されないが、主鎖の炭酸エステル基（－O－CO－O－）間に芳香族化合物（例えば、ベンゼン環など）を含まず、脂肪族鎖からなる脂肪族ポリカーボネートや、主鎖の炭酸エステル基（－O－CO－O－）間に芳香族化合物を含む芳香族ポリカーボネートを挙げることができる。なかでも、脂肪族ポリカーボネートか好ましい。
　前記脂肪族ポリカーボネートとしては、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート等が挙げられる。なかでもシート形成のためのワニス作製における有機溶剤への溶解性の観点から、ポリプロピレンカーボネートが好ましい。
　前記芳香族ポリカーボネートとしては、主鎖にビスフェノールA構造を含むもの等が挙げられる。
　前記ポリカーボネートの重量平均分子量は、１０，０００～１，０００，０００の範囲内であることが好適である。なお、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー）により測定し、ポリスチレン換算により算出された値である。
　焼結前層３１は、前記ポリカーボネート以外の熱分解性バインダー（以下、「他の熱分解性バインダー」ともいう）を含有していてもよい。
　本明細書において「熱分解性バインダー」とは、加熱接合工程において熱分解させることが可能なバインダーをいう。前記熱分解性バインダーは、加熱接合工程後には、焼結層（加熱後の焼結前層３１）に、ほとんど残存しないことが好ましい。
　なお、焼結前層３１には、前記成分以外にも、例えば、フラックス成分などを適宜含有してよい。
　加熱接合用シート３、３’は、通常の方法で製造できる。例えば、焼結前層３１を形成するための前記各成分を含有するワニスを作製し、ワニスを基材セパレータ上に所定厚みとなる様に塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を乾燥させることで、加熱接合用シート３、３’を製造できる。
　ワニスに用いる溶媒としては特に限定されないが、前記各成分を均一に溶解、混練又は分散できる有機溶剤やアルコール溶剤が好ましい。前記有機溶剤としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ-メチルピロリドン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、トルエン、キシレンなどが挙げられる。また、前記アルコール溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２－プロパンジオール、１，３－プロパンジオール、１，２－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２－ブテン－１，４－ジオール、１，２，６－ヘキサントリオール、グリセリン、オクタンジオール、２－メチル－２，４－ペンタンジオール、テルピネオールが挙げられる。
　塗布方法は特に限定されない。溶剤塗工の方法としては、例えば、ダイコーター、グラビアコーター、ロールコーター、リバースコーター、コンマコーター、パイプドクターコーター、スクリーン印刷などが挙げられる。なかでも、塗布厚みの均一性が高いという点から、ダイコーターが好ましい。また、塗布膜の乾燥条件は特に限定されず、例えば、乾燥温度７０～１６０℃、乾燥時間１～５分間で行うことができる。なお、塗布膜を乾燥させた後であっても溶剤の種類によって、溶剤の全部が気化せずに塗膜中に残る場合がある。
　焼結前層３１が前記低沸点バインダーを含有する場合、前記乾燥条件に応じて、前記低沸点バインダーの一部が揮発する場合がある。そのため、前記乾燥条件に応じて、焼結前層３１を構成する各成分の比率が変化する。例えば、同一のワニスから形成した焼結前層３１であっても、乾燥温度が高いほど、また、乾燥時間が長いほど、焼結前層３１全体に占める金属微粒子の含有量や、熱分解性バインダーの含有量は多くなる。従って、焼結前層３１中の金属微粒子や熱分解性バインダーの含有量が所望の量となるように、前記乾燥条件を設定することが好ましい。
　基材セパレータとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンや、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤などの剥離剤により表面コートされたプラスチックフィルムや紙などが使用可能である。
　加熱接合用シート３、３’の製造方法としては、例えば、前記各成分をミキサーにて混合し、得られた混合物をプレス成形して加熱接合用シート３、３’を製造する方法なども好適である。ミキサーとしてはプラネタリーミキサーなどが挙げられる。
　加熱接合用シート３、３’は、加熱前における２３℃での厚さが、５～１００μｍであることが好ましく、１０～８０μｍであることがより好ましい。２３℃での厚さが、５μｍ以上であると、はみだしをより抑制できる。一方、１００μｍ以下であると、加熱接合時の傾き発生をより抑制できる。
　（ダイシングテープ）
　ダイシングテープ１１は基材１上に粘着剤層２を積層して構成されている。
　基材１は、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０、１２の強度母体となるものであり、紫外線透過性を有するものが好ましい。基材１としては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン－酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン－（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン－（メタ）アクリル酸エステル（ランダム、交互）共重合体、エチレン－ブテン共重合体、エチレン－ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリフェニルスルフイド、アラミド（紙）、ガラス、ガラスクロス、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース系樹脂、シリコーン樹脂、金属（箔）、紙等が挙げられる。
　また基材１の材料としては、前記樹脂の架橋体等のポリマーが挙げられる。前記プラスチックフィルムは、無延伸で用いてもよく、必要に応じて一軸又は二軸の延伸処理を施したものを用いてもよい。延伸処理等により熱収縮性を付与した樹脂シートによれば、ダイシング後にその基材１を熱収縮させることにより粘着剤層２と加熱接合用シート３、３’との接着面積を低下させて、半導体チップの回収の容易化を図ることができる。
　基材１の表面は、隣接する層との密着性、保持性等を高めるため、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的処理、下塗剤（例えば、後述する粘着物質）によるコーティング処理を施すことができる。
　基材１の厚さは、特に制限されず適宜に決定できるが、一般的には５～２００μｍ程度である。
　粘着剤層２の形成に用いる粘着剤としては特に制限されず、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性接着剤を用いることができる。前記感圧性接着剤としては、半導体ウェハやガラス等の汚染をきらう電子部品の超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性等の点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。
　前記アクリル系ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、ｓ－ブチルエステル、ｔ－ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、２－エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステル等のアルキル基の炭素数１～３０、特に炭素数４～１８の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステル等）及び（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル（例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステル等）の１種又は２種以上を単量体成分として用いたアクリル系ポリマー等が挙げられる。なお、（メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルをいい、本発明の（メタ）とは全て同様の意味である。
　前記アクリル系ポリマーは、凝集力、耐熱性等の改質を目的として、必要に応じ、前記（メタ）アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。この様なモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、カルボキシペンチル（メタ）アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物モノマー；（メタ）アクリル酸２－ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２－ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４－ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６－ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８－ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０－ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２－ヒドロキシラウリル、（４－ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチル（メタ）アクリレート等のヒドロキシル基含有モノマー；スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２－（メタ）アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等のスルホン酸基含有モノマー；２－ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等のリン酸基含有モノマー；アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これら共重合可能なモノマー成分は、１種又は２種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の４０重量％以下が好ましい。
　さらに、前記アクリル系ポリマーは、架橋させるため、多官能性モノマー等も、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。この様な多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの多官能性モノマーも１種又は２種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の３０重量％以下が好ましい。
　前記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は２種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。清浄な被着体への汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、アクリル系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは１０万以上、さらに好ましくは２０万～３００万程度であり、特に好ましくは３０万～１００万程度である。
　また、前記粘着剤には、ベースポリマーであるアクリル系ポリマー等の数平均分子量を高めるため、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン系架橋剤等のいわゆる架橋剤を添加し反応させる方法が挙げられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、さらには、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、前記ベースポリマー１００重量部に対して、５重量部程度以下、さらには０．１～５重量部配合するのが好ましい。さらに、粘着剤には、必要により、前記成分のほかに、従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤等の添加剤を用いてもよい。
　粘着剤層２は放射線硬化型粘着剤により形成することができる。放射線硬化型粘着剤は、紫外線等の放射線の照射により架橋度を増大させてその粘着力を容易に低下させることができ、図２に示す粘着剤層２のワーク貼り付け部分に対応する部分２ａのみを放射線照射することにより他の部分２ｂとの粘着力の差を設けることができる。
　また、図２に示す加熱接合用シート３’に合わせて放射線硬化型の粘着剤層２を硬化させることにより、粘着力が著しく低下した前記部分２ａを容易に形成できる。硬化し、粘着力の低下した前記部分２ａに加熱接合用シート３’が貼付けられるため、粘着剤層２の前記部分２ａと加熱接合用シート３’との界面は、ピックアップ時に容易に剥がれる性質を有する。一方、放射線を照射していない部分は十分な粘着力を有しており、前記部分２ｂを形成する。なお、粘着剤層への放射線の照射は、ダイシング後であってかつピックアップ前に行ってもよい。
　前述の通り、図１に示すダイシングテープ付き加熱接合用シート１０の粘着剤層２において、未硬化の放射線硬化型粘着剤により形成されている前記部分２ｂは加熱接合用シート３と粘着し、ダイシングする際の保持力を確保できる。この様に放射線硬化型粘着剤は、チップ状ワーク（半導体チップ等）を基板等の被着体に固着するための加熱接合用シート３を、接着・剥離のバランスよく支持することができる。図２に示すダイシングテープ付き加熱接合用シート１１の粘着剤層２においては、前記部分２ｂがウェハリングを固定することができる。
　放射線硬化型粘着剤は、炭素－炭素二重結合等の放射線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを特に制限なく使用することができる。放射線硬化型粘着剤としては、例えば、前記アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性粘着剤に、放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合した添加型の放射線硬化型粘着剤を例示できる。
　配合する放射線硬化性のモノマー成分としては、例えば、ウレタンオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。また放射線硬化性のオリゴマー成分はウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系等種々のオリゴマーがあげられ、その分子量が１００～３００００程度の範囲のものが適当である。放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分の配合量は、前記粘着剤層の種類に応じて、粘着剤層の粘着力を低下できる量を、適宜に決定することができる。一般的には、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば５～５００重量部、好ましくは４０～１５０重量部程度である。
　また、放射線硬化型粘着剤としては、前記説明した添加型の放射線硬化型粘着剤のほかに、ベースポリマーとして、炭素－炭素二重結合をポリマー側鎖又は主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いた内在型の放射線硬化型粘着剤が挙げられる。内在型の放射線硬化型粘着剤は、低分子成分であるオリゴマー成分等を含有する必要がなく、又は多くは含まないため、経時的にオリゴマー成分等が粘着剤中を移動することなく、安定した層構造の粘着剤層を形成することができるため好ましい。
　前記炭素－炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素－炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを特に制限なく使用できる。この様なベースポリマーとしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。アクリル系ポリマーの基本骨格としては、前記例示したアクリル系ポリマーが挙げられる。
　前記アクリル系ポリマーへの炭素－炭素二重結合の導入法は特に制限されず、様々な方法を採用できるが、炭素－炭素二重結合はポリマー側鎖に導入するのが分子設計の点で容易である。例えば、予め、アクリル系ポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基及び炭素－炭素二重結合を有する化合物を、炭素－炭素二重結合の放射線硬化性を維持したまま縮合又は付加反応させる方法が挙げられる。
　これら官能基の組合せの例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基等が挙げられる。これら官能基の組合せのなかでも反応追跡の容易さから、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適である。また、これら官能基の組み合わせにより、前記炭素－炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーを生成するような組合せであれば、官能基はアクリル系ポリマーと前記化合物のいずれの側にあってもよいが、前記の好ましい組み合わせでは、アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、前記化合物がイソシアネート基を有する場合が好適である。この場合、炭素－炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、例えば、メタクリロイルイソシアネート、２－メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ｍ－イソプロペニル－α，α－ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。また、アクリル系ポリマーとしては、前記例示のヒドロキシ基含有モノマーや２－ヒドロキシエチルビニルエーテル、４－ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテルのエーテル系化合物等を共重合したものが用いられる。
　前記内在型の放射線硬化型粘着剤は、前記炭素－炭素二重結合を有するベースポリマー（特にアクリル系ポリマー）を単独で使用することができるが、特性を悪化させない程度に前記放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合することもできる。放射線硬化性のオリゴマー成分等は、通常ベースポリマー１００重量部に対して３０重量部の範囲内であり、好ましくは０～１０重量部の範囲である。
　前記放射線硬化型粘着剤には、紫外線等により硬化させる場合には光重合開始剤を含有させる。光重合開始剤としては、例えば、４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル（２－ヒドロキシ－２－プロピル）ケトン、α－ヒドロキシ－α，α’－ジメチルアセトフェノン、２－メチル－２－ヒドロキシプロピオフェノン、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のα－ケトール系化合物；メトキシアセトフェノン、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフエノン、２，２－ジエトキシアセトフェノン、２－メチル－１－［４－（メチルチオ）－フェニル］－２－モルホリノプロパン－１等のアセトフェノン系化合物；ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アニソインメチルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタール等のケタール系化合物；２－ナフタレンスルホニルクロリド等の芳香族スルホニルクロリド系化合物；１－フェノン－１，１―プロパンジオン－２－（ｏ－エトキシカルボニル）オキシム等の光活性オキシム系化合物；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、３，３’－ジメチル－４－メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物；チオキサントン、２－クロロチオキサンソン、２－メチルチオキサンソン、２，４－ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４－ジクロロチオキサンソン、２，４－ジエチルチオキサンソン、２，４－ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物；カンファーキノン；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィノキシド；アシルホスフォナート等が挙げられる。光重合開始剤の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば０．０５～２０重量部程度である。
　また放射線硬化型粘着剤としては、例えば、特開昭６０－１９６９５６号公報に開示されている、不飽和結合を２個以上有する付加重合性化合物、エポキシ基を有するアルコキシシラン等の光重合性化合物と、カルボニル化合物、有機硫黄化合物、過酸化物、アミン、オニウム塩系化合物等の光重合開始剤とを含有するゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤等が挙げられる。
　前記放射線硬化型の粘着剤層２中には、必要に応じて、放射線照射により着色する化合物を含有させることもできる。放射線照射により、着色する化合物を粘着剤層２に含ませることによって、放射線照射された部分のみを着色することができる。すなわち、図１に示すワーク貼り付け部分３ａに対応する部分２ａを着色することができる。従って、粘着剤層２に放射線が照射されたか否かが目視により直ちに判明することができ、ワーク貼り付け部分３ａを認識し易く、ワークの貼り合せが容易である。また光センサー等によって半導体チップを検出する際に、その検出精度が高まり、半導体チップのピックアップ時に誤動作が生ずることがない。放射線照射により着色する化合物は、放射線照射前には無色又は淡色であるが、放射線照射により有色となる化合物であり、例えば、ロイコ染料などが挙げられる。放射線照射により着色する化合物の使用割合は、適宜設定できる。
　粘着剤層２の厚さは、特に限定されないが、チップ切断面の欠け防止や加熱接合用シート３、３’の固定保持の両立性等の点よりは、１～５０μｍ程度であるのが好ましい。好ましくは２～３０μｍ、さらには５～２５μｍが好ましい。
　本実施の形態に係るダイシングテープ１１は、例えば、次の通りにして作製される。
　まず、基材１は、従来公知の製膜方法により製膜することができる。当該製膜方法としては、例えばカレンダー製膜法、有機溶媒中でのキャスティング法、密閉系でのインフレーション押出法、Ｔダイ押出法、共押出し法、ドライラミネート法等が例示できる。
　次に、基材１上に粘着剤組成物溶液を塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を所定条件下で乾燥させ（必要に応じて加熱架橋させて）、粘着剤層２を形成する。塗布方法としては特に限定されず、例えば、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等が挙げられる。また、乾燥条件としては、例えば乾燥温度８０～１５０℃、乾燥時間０．５～５分間の範囲内で行われる。また、セパレータ上に粘着剤組成物を塗布して塗布膜を形成した後、前記乾燥条件で塗布膜を乾燥させて粘着剤層２を形成してもよい。その後、基材１上に粘着剤層２をセパレータと共に貼り合わせる。これにより、ダイシングテープ１１が作製される。
　ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０、１２は、通常の方法で製造できる。例えば、ダイシングテープ１１の粘着剤層２と加熱接合用シート３とを貼り合わせることで、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０を製造できる。
　ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０においては、加熱接合用シート３がセパレータで覆われていることが好ましい。例えば、ダイシングテープ１１と加熱接合用シート３とを貼り合わせた後、加熱接合用シート３に積層されていた前記基材セパレータを剥離し、前基材セパレータを剥離した後のダイシングテープ付き加熱接合用シート１０の加熱接合用シート３の露出面に、セパレータを貼り付ける方法が挙げられる。すなわち、ダイシングテープ１１、加熱接合用シート３、及び、前記セパレータがこの順で積層された形態とすることが好ましい。
　上述した実施形態では、ダイシングテープと加熱接合用シートとが積層されたダイシングテープ付き加熱接合用シートについて説明した。しかしながら、本発明の加熱接合用シートは、ダイシングテープと貼り合わせない状態で提供されてもよい。
　加熱接合用シートは、ダイシングテープが貼り合わせられていない形態とする場合、２枚のセパレータに挟まれた両面セパレータ付き加熱接合用シートとすることが好ましい。すなわち、第１のセパレータ、加熱接合用シート、及び、第２のセパレータがこの順で積層された両面セパレータ付き加熱接合用シートとすることが好ましい。
　図３は、両面セパレータ付き加熱接合用シートの一実施形態を示す断面模式図である。
　図３に示す両面セパレータ付き加熱接合用シート３０は、第１のセパレータ３２、加熱接合用シート３、及び、第２のセパレータ３４がこの順で積層された構成を有する。第１のセパレータ３２、及び、第２のセパレータ３４としては、前記基材セパレータと同一のものを使用することができる。
　なお、加熱接合用シートは、ダイシングテープが貼り合わせられていない形態とする場合、加熱接合用シートの一方の面にのみセパレータが積層された形態であってもよい。
　（接合体の製造方法）
　本実施形態に係る接合体の製造方法は、
　前記加熱接合用シートを準備する工程と、
　前記加熱接合用シートを介して、２つの被接合物を加熱接合する工程と
を少なくとも含み、
　前記加熱接合する工程における接合温度は、２００～４００℃の範囲内である。
　以下では、本発明の接合体が半導体装置であり、本発明の被接合物が、半導体チップ、及び、被着体である場合について説明する。ただし、本発明における被接合物は、加熱接合用シートを用いて接合し得るものであれば、この例に限定されない。また、本発明における接合体は、加熱接合用シートを用いて接合されたものであればよく、半導体装置に限定されない。
　（半導体装置の製造方法）
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前記加熱接合用シートを準備する工程と、
　前記加熱接合用シートを介して、半導体チップを被着体上に加熱接合する工程とを砂なくとも含み、
　前記加熱接合する工程における接合温度は、２００～４００℃の範囲内である（以下、第１実施形態ともいう）。
　なお、上述の通り、前記半導体チップ、及び、前記被着体は、本発明の被接合物に相当する。
　また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、前記に記載のダイシングテープ付き加熱接合用シートを準備する工程と、
　前記ダイシングテープ付き加熱接合用シートの加熱接合用シートと、半導体ウェハの裏面とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
　前記半導体ウェハを前記加熱接合用シートと共にダイシングして、チップ状の半導体チップを形成するダイシング工程と、
　前記半導体チップを、前記ダイシングテープ付き加熱接合用シートから前記加熱接合用シートと共にピックアップするピックアップ工程と、
　前記加熱接合用シートを介して、前記半導体チップを被着体上に加熱接合する加熱接合工程とを含み、
　前記加熱接合する工程における接合温度は、２００～４００℃の範囲内である（以下、第２実施形態ともいう）。
　第１実施形態に係る半導体装置の製造方法は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法が、ダイシングテープ付き加熱接合用シートを用いているのに対して、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法では、加熱接合用シートを単体で用いている点で異なりその他の点で共通する。第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、加熱接合用シートを準備した後、これをダイシングテープと貼り合わせる工程を行なえば、その後は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法と同様とすることができる。そこで、以下では、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明することとする。
　本実施形態に係る半導体装置の製造方法においては、まず、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０、１２を準備する（準備する工程）。ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０、１２は、加熱接合用シート３、３’上に任意に設けられたセパレータを適宜に剥離して、次の様に使用される。以下では、図１、及び、図４を参照しながらダイシングテープ付き加熱接合用シート１０を用いた場合を例にして説明する。
　まず、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０における加熱接合用シート３の半導体ウェハ貼り付け部分３ａ上に半導体ウェハ４を圧着し、これを接着保持させて固定する（貼り合わせ工程）。本工程は、圧着ロール等の押圧手段により押圧しながら行う。マウントの際の貼り付け温度は特に限定されず、例えば２３～９０℃の範囲内であることが好ましい。
　半導体ウェハ４としては、一方の面に電極パッドが形成され、他方の面（以下、裏面ともいう）の最表面に銀薄膜が形成されているものが好ましい。前記銀薄膜の厚さとしては、例えば、１０ｎｍ～１０００ｎｍが挙げられる。また、半導体ウェハ４と前記銀薄膜との間に、さらに、チタン薄膜が形成されていてもよい。前記チタン薄膜の厚さとしては、例えば、１０ｎｍ～１０００ｎｍが挙げられる。前記銀薄膜が形成されていると、後述する加熱接合工程において、半導体チップ５と加熱接合用シート３とを強固に加熱接合することができる。また、前記チタン薄膜が形成されていると電極の信頼性が向上する。前記銀薄膜、及び、前記チタン薄膜は、例えば、蒸着により形成することができる。
　次に、半導体ウェハ４のダイシングを行う（ダイシング工程）。これにより、半導体ウェハ４を所定のサイズに切断して個片化し、半導体チップ５を製造する。ダイシングの方法は特に限定されないが、例えば半導体ウェハ４の回路面側から常法に従い行われる。また、本工程では、例えばダイシングテープ付き加熱接合用シート１０まで切込みを行なうフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。また、半導体ウェハ４は、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０により接着固定されているので、チップ欠けやチップ飛びを抑制できると共に、半導体ウェハ４の破損も抑制できる。
　次に、ダイシングテープ付き加熱接合用シート１０に接着固定された半導体チップ５を剥離するために、半導体チップ５のピックアップを行う（ピックアップ工程）。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体チップ５をダイシングテープ付き加熱接合用シート１０側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップ５をピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。
　ピックアップ条件としては、チッピング防止の点で、ニードル突き上げ速度を５～１００ｍｍ／秒とすることが好ましく、５～１０ｍｍ／秒とすることがより好ましい。
　ここでピックアップは、粘着剤層２が紫外線硬化型である場合、該粘着剤層２に紫外線を照射した後に行う。これにより、粘着剤層２の加熱接合用シート３に対する粘着力が低下し、半導体チップ５の剥離が容易になる。その結果、半導体チップ５を損傷させることなくピックアップが可能となる。紫外線照射の際の照射強度、照射時間等の条件は特に限定されず、適宜必要に応じて設定すればよい。また、紫外線照射に使用する光源としては、公知のものを使用することができる。なお、粘着剤層に予め紫外線照射し硬化させておき、この硬化した粘着剤層と加熱接合用シートとを貼り合わせている場合は、ここでの紫外線照射は不要である。
　次に、半導体チップ５を、加熱接合用シート３を介して被着体６に仮接着する。仮接着工程は、チップマウンター等を用いて行うことができる。仮接着条件としては、圧力０．０１ＭＰａ～５ＭＰａにて仮接着することが好ましい。また、仮接着時の温度は特に限定されないが、例えば２３～１５０℃の範囲内であることが好ましい。また、加圧時間は、０．０１～５秒であることが好ましい。
　次に、半導体チップ５を、加熱接合用シート３を介して被着体６に加熱接合する（加熱接合工程）。被着体６としては、リードフレーム、ＴＡＢフィルム、基板又は別途作製した半導体チップ等が挙げられる。被着体６は、例えば、容易に変形されるような変形型被着体であってもよく、変形することが困難である非変形型被着体（半導体ウェハ等）であってもよい。
　前記リードフレームとしては、Ｃｕリードフレーム、４２Ａｌｌｏｙリードフレーム等の金属リードフレームを挙げることができる。また、前記基板としては、従来公知のものを使用することができる。例えば、ガラスエポキシ、ＢＴ（ビスマレイミド－トリアジン）、ポリイミド等からなる有機基板を挙げることができる。なかでも、金属リードフレームを用いれば、加熱接合により銅粒子と一体化することができる。また、前記基板としては、セラミックプレート等の絶縁基板に、銅回路基板が積層された絶縁回路基板を挙げることができる。絶縁回路基板を用いれば、例えば、電力の制御や供給を行うパワー半導体装置を製造することができる。
　前記加熱接合工程では、加熱により銅粒子を焼結するとともに、熱分解性バインダーとしてのポリカーボネートを熱分解させる。また、乾燥工程により揮発しきらなかった残留低沸点バインダーを揮発させる。接合温度は、好ましくは２００～４００℃、より好ましくは１９０～３７０℃、さらに好ましくは２００～３５０℃で行うことができる。また、接合時間は、好ましくは０．３～３００分、より好ましくは０．５～２４０分、さらに好ましくは１～１８０分で行うことができる。また、加熱接合は、加圧条件下で行なってもよい。加圧条件としては、１～５００ｋｇ／ｃｍ２の範囲内が好ましく、５～４００ｋｇ／ｃｍ２の範囲内がより好ましい。加圧下での加熱接合は、例えば、フリップチップボンダーのような加熱と加圧とを同時に行える装置で実施ができる。また、平行平板プレスでもよい。前記加熱接合工程は、窒素雰囲気下、減圧下、又は、還元ガス雰囲気下のいずれかで行われることが好ましい。銅粒子は、高温で酸化してしまう性質がある。また、被接合物が銅製である場合、高温で酸化してしまう。そこで、加熱接合する工程を、窒素雰囲気下、減圧下、又は、還元ガス雰囲気下のいずれかで行えば、加熱による銅粒子等の酸化を防止することができる。
　前記加熱接合工程の前に、昇温工程を行ってもよい。
　例えば、前記仮接着工程後、下記の工程を行うこととしてもよい。
　半導体チップ５、加熱接合用シート３、及び、被着体６を有する積層体を、第１の温度以下から第２の温度まで昇温する昇温工程、及び、
　前記昇温工程の後、前記積層体の温度を所定範囲内に保持して加熱接合する工程（加熱接合工程）。
　前記第１の温度は、前記焼結前層の組成に応じて異なるが、例えば、５０℃、８０℃、１００℃等が挙げられる。
　この昇温工程では、例えば、予め、平行平板の一方、又は、両方を前記第１の温度にまで余熱した後、前記平行平板で前記積層体を挟み込み、その後、所定の昇温速度で、第２の温度まで昇温してもよい。
　前記昇温速度としては、好ましくは、０．１℃／ｓ以上、より好ましくは０．５℃／ｓ以上、さらに好ましくは１℃／ｓ以上である。また、前記昇温速度としては、好ましくは、５℃／ｓ以下、より好ましくは３℃／ｓ以下、さらに好ましくは２℃／ｓ以下である。前記昇温速度が、２℃／ｓ以下であると、急激な加熱をより抑制できる。一方、前記昇温温度が、０．１℃／ｓ以上であると、プロセスを短期間化することができる。
　前記第２の温度は、加熱接合工程を開始する時点での温度であり、実質的に焼結が開始する温度である。
　前記第２の温度は、前記焼結前層の組成に応じて異なるが、例えば、２００℃、２５０℃、３００℃等が挙げられる。
　第１の温度以下から第２の温度まで昇温する間、前記積層体１０を加圧してもよい。前記加圧としては、５～４０ＭＰａの範囲内であることが好ましく、５～１５ＭＰａの範囲内であることがより好ましい。前記加圧が５ＭＰａ以上であると、より強固に接合された接合体が得られる。また、前記加圧が４０ＭＰａ以下であるとチップへの荷重負荷を軽減することが可能である。前記加圧は、一定の圧力による加圧であってもよく、一定の範囲内で圧力を変動させながらの加圧であってもよい。
　また、加圧は、第１の温度以下から第２の温度まで昇温する間、常に、前記積層体を加圧してもよく、少なくとも一部の期間、加圧することとしてもよい。少なくとも一部の期間、加圧していれば、接合がより好適となるからである。例えば、加圧することなく第１の温度以下から昇温を開始し、一定の期間経過後、第２の温度に達する前に、加圧を開始することとしてもよい。
　次に、必要に応じて、図４に示すように、被着体６の端子部（インナーリード）の先端と半導体チップ５上の電極パッド（図示しない）とをボンディングワイヤー７で電気的に接続する（ワイヤーボンディング工程）。前記ボンディングワイヤー７としては、例えば金線、アルミニウム線又は銅線等が用いられる。ワイヤーボンディングを行う際の温度は、２３～３００℃、好ましくは２３～２５０℃の範囲内で行われる。また、その加熱時間は数秒～数分間行われる。結線は、前記温度範囲内となる様に加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧による圧着工ネルギーの併用により行われる。
　次に、必要に応じて、図４に示すように、封止樹脂８により半導体チップ５を封止する（封止工程）。本工程は、被着体６に搭載された半導体チップ５やボンディングワイヤー７を保護するために行われる。本工程は、封止用の樹脂を金型で成型することにより行うことができる。封止樹脂８としては、例えばエポキシ系の樹脂を使用する。樹脂封止の際の加熱温度は、通常１７５℃で６０～９０秒間行われるが、本発明はこれに限定されず、例えば１６５～１８５℃で、数分間キュアすることができる。これにより、封止樹脂８を硬化させる。なお、本封止工程では、シート状の封止用シートに半導体チップ５を埋め込む方法（例えば、特開２０１３－７０２８号公報参照）を採用することもできる。また、金型による封止樹脂の成型以外にも、ケース型容器にシリコーンゲルを流し込むゲル封止型でも良い。
　次に、必要に応じて加熱を行い、前記封止工程で硬化不足の封止樹脂８を完全に硬化させる（後硬化工程）。本工程における加熱温度は、封止樹脂の種類により異なるが、例えば１６５～１８５℃の範囲内であり、加熱時間は０．５～８時間程度である。
　なお、本発明の加熱接合用シート、及び、ダイシングテープ付き加熱接合用シートは、複数の半導体チップを積層して３次元実装をする場合にも好適に用いることができる。このとき、半導体チップ間に加熱接合用シートとスペーサとを積層させてもよく、スペーサを積層することなく、加熱接合用シートのみを半導体チップ間に積層させてもよく、製造条件や用途等に応じて適宜変更可能である。
　また、本発明の加熱接合用シート、及び、ダイシングテープ付き加熱接合用シートは、上記に例示した用途に限定されず、２つのものを加熱接合するのに利用することができる。
　以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
　実施例で使用した成分について説明する。
　銅粒子Ａ（平均粒径１５０ｎｍ、結晶子径サイズ３０ｎｍ）
　銅粒子Ｂ（平均粒径３００ｎｍ、結晶子径サイズ３０ｎｍ）
　熱分解性バインダーＡ（ポリプロピレンカーボネート樹脂）：Ｅｍｐｏｗｅｒ社製のＱＰＡＣ４０、２３℃で固形
　低沸点バインダーＢ（テルペンアルコール系バインダー（日本テルペン化学（株）製、テルソルブＭＴＰＨ））
　有機バインダーＣ（アクリル樹脂）：藤倉化成社製のＭＭ－２００２－１、２３℃で固形
　有機溶剤Ａ：メチルエチルケトン（ＭＥＫ）
　［加熱接合用シートの作製］
　表１に記載の配合比に従い、表１に記載の各成分及び溶媒を、ハイブリッドミキサー(キーエンス製　ＨＭ－５００)の攪拌釜に入れ、攪拌モード、３分で攪拌・混合した。
　得られたワニスを、離型処理フィルム（三菱樹脂（株）製のＭＲＡ５０）に塗布・乾燥させた。乾燥条件は、８０℃で２分とした。これにより実施例、及び、比較例に係る厚み６５μｍの加熱接合用シートを得た。
　［信頼性評価］
　裏面にＴｉ層（厚さ５０ｎｍ）とＡｇ層（厚さ１００ｎｍ）とがこの順で形成されたシリコンチップ（シリコンチップの厚さ３５０μｍ、縦５ｍｍ、横５ｍｍ）を準備した。準備したシリコンチップのＡｇ層面に実施例、及び、比較例の加熱接合用シートをそれぞれ貼り合わせた。
　貼り合わせ条件は、温度７０℃、圧力０．３ＭＰａ、速度１０ｍｍ／秒とした。
　Ａｇ層（厚さ５μｍ）で全体が覆われた銅板（銅板の厚さ３ｍｍ）を準備した。準備した銅板上に、シリコンチップ付きの加熱接合用シート（上記で作成したもの）を仮接着した。仮接着時の圧力は、０．１ＭＰaである。
　次に、下記加熱条件にて、昇温、接合を行った。
＜加熱条件＞
　１０ＭＰａの加圧（平板プレス）下で、８０℃から３００℃まで昇温速度１．５℃／秒にて昇温した後、３００℃で２．５分間保持（接合）した。昇温、接合時の雰囲気は、表１に示した通りとした。
　その後、１７０℃になるまで空冷し、その後、８０℃になるまで水冷した。なお、水冷は、加圧板内に付設された水冷式冷却板によるものである。
　次に、評価用サンプルを冷熱衝撃試験機（エスペック社製のＴＳＥ－１０３ＥＳ）に投入し、－４０℃～２００℃の冷熱衝撃を１００サイクル与えた。なお、このとき、－４０℃と２００℃とでそれぞれ１５分保持した。
　１００サイクルの後、超音波映像装置［ＳＡＴ］（日立建機ファインテック製のＦｉｎｅＳＡＴ　II）を用い、シリコンチップと銅板とが焼結層で接合されている部分を確認するために、撮像を行った。使用したトランスデューサー（プローブ）は、ＰＱ－５０－１３：ＷＤ［周波数５０ＭＨｚ］である。
　得られた像において接合が残っている部分の面積（残面積）を求め、全体の面積に対する残面積の割合（残接合面積率）を算出した。また、残接合面積率が５０％以上の場合を○、５０％より低い場合を×として評価した。結果を表１に示す。なお、超音波映像装置による像では、シリコンチップと基板が剥離をしている部分は白、接合が残っている部分は灰色に見える。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　　　　１　　基材
　　　　２　　粘着剤層
　　　　３、３’　　加熱接合用シート
　　　　４　　半導体ウェハ
　　　　５　　半導体チップ
　　　　６　　被着体
　　　　７　　ボンディングワイヤー
　　　　８　　封止樹脂
　　　１０、１２　　ダイシングテープ付き加熱接合用シート
　　　１１　　ダイシングテープ
　　　３０　　両面セパレータ付き加熱接合用シート
　　　３１　　焼結前層
　　　３２　　第１のセパレータ
　　　３４　　第２のセパレータ

Claims (7)

  1. 　銅粒子とポリカーボネートとを含有する焼結前層を有することを特徴とする加熱接合用シート。
  2. 　前記銅粒子の平均粒径が、１０～１０００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の加熱接合用シート。
  3. 　前記銅粒子は、複数の結晶子により構成されており、
    　前記結晶子の結晶子径が、５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱接合用シート。
  4. 　ダイシングテープと、
    　前記ダイシングテープ上に積層された請求項１～３のいずれか１に記載の加熱接合用シートと
    　を有することを特徴とするダイシングテープ付き加熱接合用シート。
  5. 　請求項１～３のいずれか１に記載の加熱接合用シートを準備する工程と、
    　前記加熱接合用シートを介して、２つの被接合物を加熱接合する工程と
    を含み、
    　前記加熱接合する工程における接合温度は、２００～４００℃の範囲内であることを特徴とする接合体の製造方法。
  6. 　前記加熱接合する工程は、窒素雰囲気下、減圧下、又は、還元ガス雰囲気下のいずれかで行われることを特徴とする請求項５に記載の接合体の製造方法。
  7. 　請求項１～３のいずれか１に記載の前記加熱接合用シートと、
    　パワー半導体素子と
    を備えることを特徴とするパワー半導体装置。
     
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