特開2020-164894IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

被接合部材との間における端部のボイドが低減された金属接合層を形成可能な接合材、その接合材の製造方法、その接合材を使用した接合方法、及び半導体装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】被接合部材の金属接合層との接触面が大きい場合であっても、接合を実施したときに、接触面の端部においてボイド(剥離)を生じ難い接合材を提供すること。
【解決手段】金属粒子及び溶剤を含む接合材であって、前記金属粒子について、窒素雰囲気下、0.1MPaで加圧しながら、30℃から3℃/分の昇温速度で昇温する条件で熱機械分析を行ったとき、250℃における収縮率が1.5%以下である、接合材。
【選択図】図2

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

特許文献1におけるD50径とはいわゆる凝集粒子径であり、特許文献1の銀粒子の平均一次粒子径は、600nmより小さい300nm程度と推測される。 近年、接合材を使用した接合においては、接合材から形成される金属接合層と、被接合部材との間のボイドの有無が重要であることが分かってきた。 ここにボイドが存在すると、接合体全体としての導電性や熱伝導性、更にサイクル特性(冷熱サイクルをかけても前記導電性等の特性が悪化しない又は悪化しにくいこと)が不十分となりうる。 本発明者は、特許文献1の接合材と同様の接合材を調製して、基板上に塗布して塗膜を形成し、その塗膜上に半導体素子を載置して接合を実施した。その結果得られた接合体の半導体素子と銀接合層との間のボイドについて評価したところ、特に半導体素子の銀接合層と接触する面(接触面)の輪郭を構成する部分及びその近傍(接触面の端部)においてボイド(剥離)が多く発生していた。そしてこの傾向は、接触面の面積が大きくなるとより顕著であった。 そこで本発明は、被接合部材の金属接合層との接触面が大きい場合であっても、接合を実施したときに、接触面の端部においてボイド(剥離)を生じ難い接合材を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明者らは、課題を解決するために鋭意検討した。特許文献1の接合材と同様の接合材について、被接合部材の金属接合層との接触面の端部について特にボイドが発生した原因を、銀微粒子及び銀粒子が焼結する際の収縮が強いことにあるのではないかと本発明者らは考えた。焼結時にこれらの粒子が、接合材の塗膜(焼結過程にある)における中心方向に向かって収縮することにより、接触面の端部においてボイドが多くなっ・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、被接合部材の金属接合層との接触面が大きい場合であっても、接合を実施したときに、接触面の端部においてボイド(剥離)を生じ難い接合材が提供される。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)

この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】他方の被接合部材の金属接合層と接触する面における、その輪郭を構成する辺からの距離が前記接触面の中心から前記辺までの距離の20%以内の領域Aを示す概念図である。

【図2】実施例1及び比較例1の、銀粒子を熱機械分析した結果を示す図である。

【図3】実施例1の接合材を使用して得られた接合体のSi素子−銀接合層−銅基板の接合部を、超音波顕微鏡で撮影した結果を示す(図は画像処理後のもの。領域A以外の個所を灰色に塗りつぶしてある)。

【図4】比較例1の接合材を使用して得られた接合体のSi素子−銀接合層−銅基板の接合部を、超音波顕微鏡で撮影した結果を示す(図は画像処理後のもの。領域A以外の個所を灰色に塗りつぶしてある)。

選択図 図2出願人が指定した本件の代表的な図

全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録

[広告欄]

ログインすれば広告は減ります

ログインすれば広告は減ります