[發明專利]導熱性粘合用片、導熱性粘合用片制造方法和半導體裝置

有效

• 申請號: 202010867383.8
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112430443B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 荒川陽輔;岡野和倫
• 申請（專利權）人: 京瓷株式會社
• 主分類號: C09J133/04
• 分類號: C09J133/04;C09J163/00;C09J11/04;C09J7/30;C09J7/10;H01L23/373;H01L23/488
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 陳曦;向勇

本發明的導熱性粘合用片，其是將含有(A)銀粒子、(B)熱固化性樹脂、(C)粘結劑樹脂的樹脂組合物成型為片狀而成的導熱性粘合用片，其特征在于，所述(A)銀粒子，是含平均粒徑10～100nm的一次粒子的粒子凝集而成的二次粒子。

技術領域

本發明涉及一種導熱性粘合用片、導熱性粘合用片制造方法和半導體裝置。

背景技術

近年來，隨著對環境問題的認識提高，電力用半導體裝置不僅廣泛用于一般工業用途、電氣鐵路用途，還廣泛用于車載用途。尤其是，由于車載用部件在被限制的容許尺寸中的各部件小且輕，與車輛的性能直接相關，因此，尺寸的縮小化對于電力用半導體裝置也成為非常重要的課題。這樣的半導體裝置，例如，將電力用半導體元件經由耐熱性高的高鉛焊料安裝到DBC(Direct Bonded Copper：注冊商標)基板的芯片焊盤(Die Pad)上。但是，限制了含鉛有害物質的使用，且要求無鉛化。

作為除高鉛焊料以外的高耐熱的無鉛接合材料，研究了使用將納米級的銀填料在熔點以下的溫度下接合的燒結型銀膏的接合方法(例如，參照專利文獻1)。燒結型銀膏具有高導熱性，且對處理大電流的電力用半導體元件的接合有效。但是，從半導體裝置的小型化、薄型化的觀點出發，也期望接合材料成為薄層的片材。

由于焊料的導熱率通常為30W/m·K，因此需要代替焊料的具有高導熱性的片材，并提供這樣的片材(例如，參照專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2015/151136號。

專利文獻2：日本特表2016-536467號公報。

發明內容

但是，市場很少有具有高導熱性的片材。這是由于，當片材表達出與焊料材料同等的導熱性時，其有時反而使冷熱循環試驗等的可靠性特性惡化，因此，上述專利文獻2所記載的片材也存在改善的空間。此外，為了表達出高導熱特性，并且燒結片中所包含的粒子，需要使燒結溫度為250℃以上。但是，考慮到與有機基板相對應、銅基板的氧化、周邊構件的耐熱性，需要更低溫(200℃以下)下的燒結。

此外，含納米尺寸的銀粒子的片材，雖然低溫燒結性優異，但臨時粘合性成為問題，含微米尺寸的銀粒子的片材，片特性存在課題。此外，使用銀粒子表達出導熱性需要降低樹脂成分的粘度，雖然片材的粘性成為問題，但當片材的粘性調整到不成為問題的程度下的粘度時，臨時粘合性降低。

本發明是鑒于上述實情而完成的，提供一種高導熱性粘合用片，其臨時粘合性和片特性優異，即使在低溫燒結條件下導熱性也高，且能夠獲得可靠性優異的半導體裝置。另外，提供一種半導體裝置，其中，其由該高導熱性粘合用片接合半導體元件而成。

本發明人，為解決上述課題而潛心研究的結果，發現了通過下述發明來解決上述課題。

即，本申請發明如下。

[1]一種導熱性粘合用片，其是將含有(A)銀粒子、(B)熱固化性樹脂、(C)粘結劑樹脂的樹脂組合物成型為片狀而成的導熱性粘合用片，其特征在于，所述(A)銀粒子是由含有平均粒徑10～100nm的一次粒子的粒子凝集而成的二次粒子。

[2]如上述[1]所述的導熱性粘合用片，其中，所述(A)銀粒子在150℃～300℃之間的熱膨脹系數為正值。

[3]如上述[1]或[2]所述的導熱性粘合用片，其中，所述(A)銀粒子的振實密度為4.0～7.0g/cm³。

[4]如上述[1]～[3]中任一項所述的導熱性粘合用片，其中，所述(A)銀粒子的由BET法求出的比表面積為0.5～1.5m²/g。