特開 2024-14852 圧縮性フィルムを介して焼結力を加えるための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024014852

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】圧縮性フィルムを介して焼結力を加えるための装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20240125BHJP

【ＦＩ】

H01L21/52 F

【審査請求】有

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023119256

(22)【出願日】2023-07-21

(31)【優先権主張番号】17/871,496

(32)【優先日】2022-07-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】504133796

【氏名又は名称】エーエスエムピーティー・シンガポール・ピーティーイー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ジャペイ・ディン

(72)【発明者】

【氏名】テン・ホック・クア

(72)【発明者】

【氏名】ビン・ユアン

(72)【発明者】

【氏名】イ・リン

(72)【発明者】

【氏名】ジエン・リアオ

【テーマコード（参考）】

5F047

【Ｆターム（参考）】

5F047AB03

5F047BA00

5F047BB05

5F047FA21

5F047FA90

(57)【要約】

【課題】基板の上に電子デバイスを、電子デバイスの上に金属シートを同時に焼結するための焼結装置を提供すること。
【解決手段】焼結装置は、焼結ツールと、金属シートおよび電子デバイスの上に位置決め可能な圧縮性フィルムとを備えている。圧縮性フィルムの厚さは金属シートの高さより大きい。圧縮性フィルムは、焼結ツールが焼結プロセス中に圧縮性フィルムの上に焼結力を加える場合に、金属シートおよび電子デバイスの形状に適合して、金属シートおよび電子デバイスの少なくとも一部を同時に覆うようになっている。
【選択図】図４Ｄ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の上に電子デバイスを、前記電子デバイスの上に金属シートを同時に焼結するための焼結装置であって、
焼結ツールと、
前記金属シートおよび前記電子デバイスの上に位置決め可能な圧縮性フィルムと、を備え、
前記圧縮性フィルムの厚さは前記金属シートの高さより大きく、前記圧縮性フィルムは、前記焼結ツールが焼結プロセス中に前記圧縮性フィルムの上に焼結力を加える場合に、前記金属シートおよび前記電子デバイスの形状に適合して、前記金属シートおよび前記電子デバイスの少なくとも一部を同時に覆うようになっている、焼結装置。

【請求項2】

前記焼結装置は、少なくとも１つの基板を焼結中に支持可能なキャリアを受けるようになっており、前記キャリアは、前記焼結プロセスを行う前に前記金属シートおよび前記電子デバイスを覆うために一片の前記圧縮性フィルムとフィットするように構成されている、請求項１に記載の焼結装置。

【請求項3】

前記キャリアによって支持される前記金属シートおよび前記電子デバイスの上に前記一片の圧縮フィルムを置くための圧縮性フィルム投入ステーションをさらに備えた、請求項２に記載の焼結装置。

【請求項4】

前記キャリアは複数のポケットを有し、各ポケットはそれぞれの基板を保持するように構成され、前記キャリアはさらに貫通孔を有し、底部焼結ツールは、前記基板を支持するために、前記貫通孔を通じて挿入可能であることができる、請求項２に記載の焼結装置。

【請求項5】

前記圧縮性フィルムの体積は、前記焼結力が前記圧縮性フィルムの上に加えられる場合に変化するように構成されている、請求項１に記載の焼結装置。

【請求項6】

前記圧縮性フィルムの前記厚さは、前記焼結プロセス中に前記金属シートおよび前記電子デバイスの露出された領域全体をさらに覆うのに十分である、請求項１に記載の焼結装置。

【請求項7】

前記圧縮性材料は、前記焼結ツールが前記焼結プロセス中に前記圧縮性材料上に焼結力を加えている場合に、前記焼結ツールの底部表面および側壁の一部に適合して覆うようになっている、請求項１に記載の焼結装置。

【請求項8】

前記圧縮性フィルムは、所定の伸張比で拡張された高繊維状構造膜を備えている、請求項１に記載の焼結装置。

【請求項9】

前記圧縮性フィルムは拡張ＰＴＦＥを備えている、請求項１に記載の焼結装置。

【請求項10】

前記拡張ＰＴＦＥは、０．５ｇ／ｃｍ^３～０．９ｇ／ｃｍ^３の密度、および５０％～９０％の圧縮率を有する、請求項９に記載の焼結装置。

【請求項11】

前記拡張ＰＴＦＥはさらに、０．１ｇ／ｃｍ^３～１．９ｇ／ｃｍ^３の比重、２５％～９６の間隙率を有する、請求項１０に記載の焼結装置。

【請求項12】

前記圧縮性フィルムは拡張グラファイトフィルムを備えている、請求項１に記載の焼結装置。

【請求項13】

前記拡張グラファイトフィルムは、０．５ｇ／ｃｍ^３～１．５ｇ／ｃｍ^３の密度、および１５％～７０％の圧縮率を有する、請求項１２に記載の焼結装置。

【請求項14】

前記圧縮性フィルムは、圧縮性フィルムの複数の別個の適合した層を備えている、請求項１に記載の焼結装置。

【請求項15】

基板の上に電子デバイスを、前記電子デバイスの上に金属シートを同時に焼結するための方法であって、
前記基板の上に前記電子デバイスを、前記電子デバイスの上に金属シートを置くステップと、
前記金属シートおよび前記電子デバイスの上に圧縮性フィルムを置くステップであって、前記圧縮性フィルムの厚さは前記金属シートの高さより大きいステップと、
次いで、前記圧縮性フィルムが前記金属シートおよび前記電子デバイスの形状に適合し、前記圧縮性フィルムによって前記金属シートおよび前記電子デバイスの少なくとも一部を同時に覆うように、焼結ツールで焼結プロセス中に前記圧縮性フィルムの上に焼結力を加えるステップと、を含む、方法。

【請求項16】

基板の上に電子デバイスを、前記電子デバイスの上に金属シートを同時に焼結することによって焼結されたパッケージを製造するための方法であって、
前記基板の上に前記電子デバイスを、前記電子デバイスの上に金属シートを置くステップと、
前記金属シートおよび前記電子デバイスの上に圧縮性フィルムを置くステップであって、前記圧縮性フィルムの厚さは前記金属シートの高さより大きいステップと、
次いで、前記圧縮性フィルムが前記金属シートおよび前記電子デバイスの形状に適合して、前記圧縮性フィルムによって前記金属シートおよび前記電子デバイスの少なくとも一部を同時に覆うように、焼結ツールで焼結プロセス中に前記圧縮性フィルムの上に焼結力を加えるステップと、を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイパワーエレクトロニクスデバイスを含む焼結されたパッケージの製造中などの、電子デバイスの焼結に関する。

【背景技術】

【0002】

焼結は、液状化点に溶融することなく、熱および／または圧力によって材料の固体塊を圧縮および形成するプロセスである。材料中の原子は、粒子の境界にわたって拡散して、粒子を共に溶解し、１つの固体片を作り出す。焼結は、焼結材料が高温用途においてはんだの代わりになる場合に、ハイパワーエレクトロニクスデバイス内に半導体ダイを取り付けるために一般的に利用される。

【0003】

積み重ねられた電力構造用の現在の焼結システムおよび解決法は、２ステップ焼結プロセスを必要とする。第１のステップ中、電力半導体ダイは基板の上に焼結される。第２のステップ中、薄い金属シートはその後、電力半導体ダイの上に焼結される。金属シートは、銅、銀、金、ニッケルまたは他の金属で作られた箔の形であってもよく、または合金を含んでいてもよい。金属シートはまた、銅箔の上にめっきされた銀層などのめっき層を含んでいてもよい。このような薄い金属シートの例は、いわゆるダイトップシステム（「ＤＴＳ」）である。金属シートは、高い歩留まりでの銅ワイヤ結合を可能にするためにダイ保護を行い、半導体ダイの上のその組立を単純化するために、予め塗布された焼結ペーストおよび接着剤を含んでいてもよい。

【0004】

図１は、複数の半導体チップまたはダイ１０２および金属シート１０４が上に取り付けられた基板１００の平面図である。基板１００は、直接結合銅（ＤＢＣ）セラミック基板であってもよい。普通は、焼結される単一のＤＢＣ基板１００の上に取り付けられた複数の半導体ダイ１０２があり、様々な半導体ダイ１０２の間に高さ変化があってもよい。

【0005】

図２Ａは、焼結ツール１１０および半導体ダイ１０２を分離させる非圧縮性フィルム１０８を使用した従来技術の焼結アプローチの側面図である。非圧縮性フィルム１０８は、圧縮均一性を改善するために、クッションとして使用される。このような非圧縮性フィルム１０８は、変形させるために力が加えられる場合に一定のままである体積を有する。このように、その材料は普通、非圧縮性フィルム１０８の体積保存状態を確立するために、変形力によって横に押される。半導体ダイ１０２は、基板１００上の焼結ペースト１０６の層の上に置かれている。固化した焼結ペースト１０６は、焼結後に、半導体ダイ１０２を基板１００に接着させる。

【0006】

図２Ｂは、非圧縮性フィルム１０８を介して半導体ダイ１０２上に加えられている焼結力１１２を示している。半導体ダイ１０２が焼結ペースト１０６および基板１００の上に結合された後に、焼結ツール１１０および非圧縮性フィルム１０８は、半導体ダイ１０２から離れるように移動される。

【0007】

その後、図２Ｃは、焼結ツール１１０および非圧縮性フィルム１０８が半導体ダイ１０２から離れるように移動された後に、基板１００に結合された半導体ダイ１０２の上部に置かれた金属シート１０４を示している。焼結ペースト１０６の層は、金属シート１０４を半導体ダイ１０２に結合させるために、金属シート１０４と半導体ダイ１０２の間に存在している。

【0008】

図２Ｄは、非圧縮性フィルム１０８を介して、今回は金属シート１０４の上に焼結力１１２を加える焼結ツール１１０を示している。焼結ペースト１０６が硬化した後に、金属シート１０４は、半導体ダイ１０２の上に上手く結合される。

【0009】

焼結力１１２を伝達するために、通常の非圧縮性ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）フィルムなどの非圧縮性フィルム１０８に頼る、現在の２ステップ焼結プロセスにはいくつかの欠点がある。まず、ダイトップメタライゼーションは、第１の焼結ステップ中に半導体ダイトップと直接接触するＰＴＦＥフィルムによって汚染され、金属シートを焼結するためには、半導体ダイトップメタライゼーションを洗浄または再活性化させるための専用の洗浄プロセスが必要である。これは、組立時間を長くし、動作費用および複雑性を増大させる。

【0010】

さらに、ＰＴＦＥフィルムなどの非圧縮性フィルムの典型的な厚さは０．０５ｍｍである。０．０５ｍｍの厚さを有するＰＴＦＥフィルムは、典型的には最大約０．０１ｍｍの高さ変化をカバーすることしかできないので、この厚さは普通、半導体ダイ１０２または金属シート１０４の高さ変化をカバーするのに十分ではない。もう一方で、半導体ダイ１０２または金属シート１０４の実際の変化は、０．０５ｍｍであってもよい。

【0011】

このような高さ変化が完全に補償されない場合、その後、焼結された半導体ダイ１０２または金属シート１０４の結合品質は悪影響を受ける。

【0012】

シリコーンゴムなどのエラストマーの形の非圧縮性材料はまた、製品内の厚さのあらゆる変化を補償するために、上部焼結ツールに接着される場合に圧力パッドとして使用されてもよい。しかし、エラストマー自体は固体材料であり、したがって、圧力パッドの内側の圧力分布は本質的に不均一である。より低い圧力領域は低いダイ結合強度を有する傾向があり、高圧領域は半導体ダイクラックのリスクが高いので、この不均一性は歩留まりまたは損傷の問題を生じるリスクがある。

【0013】

さらに、圧力パッドとしてのエラストマーの使用は、圧力焼結される領域または構成部品を選択できることを可能にしない。このような選択が可能ではないので、この概念は、特に基板がパネルタイプセラミック基板である場合に、焼結中にクラックまたは破断などの基板への損傷を誘導する可能性が高い。

【0014】

所定の領域の上に焼結圧力を選択的に加えることができないことなどの、現在の焼結アプローチの前述の欠点を避ける、金属シートおよび電力半導体ダイに対する１ステップ焼結プロセスを提供することが有用である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

したがって、本発明の目的は、焼結中に力分配媒体などの圧縮性材料を展開することによって、効果的な１ステップ焼結プロセスを提供することを目指すことである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明の第１の態様によると、基板の上に電子デバイスを、電子デバイスの上に金属シートを同時に焼結するための焼結装置が提供され、焼結装置は、焼結ツールと、金属シートおよび電子デバイスの上に位置決め可能な圧縮性フィルムとを備え、圧縮性フィルムの厚さは金属シートの高さより大きく、圧縮性フィルムは、焼結ツールが焼結プロセス中に圧縮性フィルムの上に焼結力を加える場合に、金属シートおよび電子デバイスの形状に適合して、金属シートおよび電子デバイスの少なくとも一部を同時に覆うようになっている。

【0017】

本発明の第２の態様によると、基板の上に電子デバイスを、電子デバイスの上に金属シートを同時に焼結するための方法が提供され、方法は、基板の上に電子デバイスを、電子デバイスの上に金属シートを置くステップと、金属シートおよび電子デバイスの上に圧縮性フィルムを置くステップであって、圧縮性フィルムの厚さは金属シートの高さより大きいステップと、次いで、圧縮性フィルムが金属シートおよび電子デバイスの形状に適合して、圧縮性フィルムによって金属シートおよび電子デバイスの少なくとも一部を同時に覆うように、焼結ツールで焼結プロセス中に圧縮性フィルムの上に焼結力を加えるステップと、を含んでいる。

【0018】

本発明の第３の態様によると、基板の上に電子デバイスを、電子デバイスの上に金属シートを同時に焼結することによって焼結されたパッケージを製造するための方法が提供され、方法は、基板の上に電子デバイスを、電子デバイスの上に金属シートを置くステップと、金属シートおよび電子デバイスの上に圧縮性フィルムを置くステップであって、圧縮性フィルムの厚さは金属シートの高さより大きいステップと、次いで、圧縮性フィルムが金属シートおよび電子デバイスの形状に適合して、圧縮性フィルムによって金属シートおよび電子デバイスの少なくとも一部を同時に覆うように、焼結ツールで焼結プロセス中に圧縮性フィルムの上に焼結力を加えるステップと、を含んでいる。

【0019】

以下、便宜上、本発明の特定の好ましい実施形態を例示する添付の図面を参照することによって、本発明をより詳細に記載する。図面および関連する記載の詳細は、特許請求の範囲によって定義されるような本発明の幅広い同等物の一般性に優先するものではないことを理解されたい。

【0020】

本発明による例示的な焼結プロセスを次に、添付の図面を参照して記載する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】複数の半導体ダイおよび金属シートが上に取り付けられた基板の平面図である。

【図2-1】図２Ａは、焼結ツールおよび半導体ダイを分離させる非圧縮性フィルムを使用した従来技術の焼結アプローチの側面図であり、図２Ｂは、非圧縮性フィルムを介して半導体ダイ上に加えられる焼結力を示す図である。

【図2-2】図２Ｃは、半導体ダイの上部に置かれた金属シートを示す図であり、図２Ｄは、非圧縮性フィルムを介して金属シート上に焼結力を加える焼結ツールを示す図である。

【図3A】キャリアの平面図である。

【図3B】キャリアの上に置かれた基板を示す図である。

【図3C】基板の上に置かれた半導体ダイを示す図である。

【図3D】半導体ダイの上に置かれた複数の金属シートを示す図である。

【図3E】基板の上に置かれた圧縮性フィルム片を示す図である。

【図4A】本発明の好ましい実施形態による圧縮性フィルムを含む焼結装置の側面図である。

【図4B】圧縮性フィルムに接触する焼結ツールを示す図である。

【図4C】金属シートおよび半導体ダイの一部を覆うように圧縮されている圧縮性フィルムを示す図である。

【図4D】圧縮性フィルムが金属シートおよび半導体ダイの形状に実質的に適合する焼結位置の焼結装置を示す図である。

【図5】本発明の好ましい実施形態による、焼結プロセスを行うための焼結機械内に含まれてもよいモジュールの略図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

複数の電子デバイス（半導体ダイ１８など）および金属シート２０が焼結装置内での焼結によって基板１６の上にどのように結合されるかを例示する目的で、図３Ａは、本発明の好ましい実施形態による、焼結中に複数の基板１６を支持するために使用されるキャリア１０の平面図である。キャリア１０は、焼結のために少なくとも１つの基板１６を支持している場合に、焼結装置によって受けられるようになっている。図示したキャリア１０は、貫通孔を含む複数のポケット１２を有し、各ポケット１２は１つの基板１６を載置するように構成されている。各ポケット１２の周面は、段差１４を内装し、その上に基板１６の縁部を載せて、支持することができる。

【0023】

図３Ｂは、キャリア１０の上に置かれた４つの基板を示し、各基板はそれぞれのポケット１２内で段差１４によって支持されている。図３Ｃでは、複数の半導体ダイ１８が基板１６の上に置かれている。この図では、各基板１６は４つの半導体ダイ１８を保持するように構成されている。各半導体ダイ１８は、焼結プロセスに続く準備で、焼結ペースト２４の層の上に置かれるべきである。

【0024】

図３Ｄは、半導体ダイ１８の上に置かれた複数の金属シート２０を示し、各半導体ダイ１８は１つの金属シート２０を保持するように構成されている。各金属シート２０は、焼結プロセスの準備で、半導体ダイ１８の上に置かれる場合に、その表面上に焼結ペースト２４の層を有してもよい。最後に、図３Ｅは基板１６の上に置かれた４片の圧縮性フィルム２２を示し、これら複数片の圧縮性フィルム２２は、焼結プロセスを行う前に、金属シート２０および半導体ダイ１８を覆うためにキャリア１０によって割り当てられた空間にフィットする。

【0025】

非圧縮性フィルム１０８と異なり、圧縮性フィルム２２の体積は、変形力がその圧縮性材料の上に加えられた場合に変化するように特に構成されている。これら４片の圧縮性フィルム２２は、ピックアンドプレース動作を使用して、圧縮性フィルム投入ステーションで基板１６の上に配置されてもよく、焼結力が焼結プロセス中に上に加えられる場合に、金属シート２０および半導体ダイ１８の上に圧縮力を伝達するように働く。

【0026】

図４Ａは、本発明の好ましい実施形態による、圧縮性フィルム２２を含む焼結装置の側面図である。この側面図では、１対の半導体ダイ１８および金属シート２０を見ることができる。基板１６はキャリア１０のポケット１２内に置かれており、ポケット１２の貫通孔に挿入可能であって貫通孔を通って突出する底部焼結ツール３２は、ポケット１２内で段差１４から離れるように基板１６を持ち上げる。底部焼結ツール３２は、焼結中に基板１６用のしっかりした支持を提供する。

【0027】

半導体ダイ１８は、それぞれ基板１６上の焼結ペースト２４の層の上に置かれ、金属シート２０はその後、それぞれ半導体ダイ１８上の焼結ペーストの層の上に置かれる。圧縮性フィルム２２は、キャリア１０のポケット１２内に収まり、金属シート２０の上表面を覆う。上部焼結ツール３０は、半導体ダイ１８および金属シート２０の位置に対応する垂直位置で、圧縮性フィルム２２の上で待機位置に置かれる。

【0028】

図４Ｂは、圧縮性フィルム２２に接触する上部焼結ツール３０を示すが、圧縮性フィルム２２はまだ圧縮されていない。図４Ｃは、基板１６に向けて圧縮されるときに、適合表面領域を形成し始めている押し下げられた圧縮性フィルム３４を作り出すために、上部焼結ツール３０によって圧縮されている圧縮性フィルム２２を示している。圧縮性フィルム２２が、（金属シートが上にのっている焼結ペースト２４の層を含む）金属シート２０の厚さよりも厚くなるように、圧縮性フィルム２２の厚さが金属シート２０の高さより大きいことにより、圧縮性フィルム２２は、金属シート２０および半導体ダイ１８の形状に適合するようになっているので、金属シート２０の露出された領域全体と半導体ダイ１８の一部を覆うことが可能である。可能であれば、圧縮性フィルム２２はまた、半導体ダイ１８の露出された領域全体と、金属シート２０を覆うような厚さで選択されてもよい。

【0029】

図４Ｄは、圧縮性フィルム２２が金属シート２０および半導体ダイ１８の形状と実質的に適合する焼結位置での焼結装置を示している。焼結中に金属シート２０および半導体ダイ１８を覆う、この適合する圧縮性フィルム３６は、その基部で、金属シート２０の表面、金属シート２０と半導体ダイ１８の間の焼結ペースト２４、および半導体ダイ１８の上および側表面のいくつかに適合する。したがって、適合する圧縮性フィルム３６は、上部焼結ツール３０が焼結プロセス中に圧縮性フィルム２２の上に焼結力を加える場合に、金属シート２０および半導体ダイ１８の少なくとも一部を同時に覆うことが可能である。

【0030】

その上部で、適合する圧縮性フィルム３６は、上部焼結ツール３０が適合する圧縮性フィルム３６の上に焼結力を加えている場合に、上部焼結ツール３０の底部表面および側壁の一部に適合して覆う。この時点で、１ステッププロセスで、半導体ダイ１８を基板１６に、金属シート２０を半導体ダイ１８に結合するために焼結が行われてもよい。

【0031】

図５は、本発明の好ましい実施形態による、焼結プロセスを行うための焼結機械４０内に含まれてもよいモジュールの略図である。焼結機械は、基板１６、半導体ダイ１８および金属シートを載置するキャリア１０が焼結機械４０内に導入および供給される製品投入保管所４２を有する。投入視覚システム４４は、欠陥がないことを保証するために、キャリア１０およびその内容物を検査する。

【0032】

その後、キャリア１０は投入トラック４６の使用を介して予熱ステーション４８に供給される。この時点で、圧縮性フィルム投入ステーション５２は、特定の所定サイズの圧縮性フィルム２２の供給を受け、その後、基板１６および基板１６に結合されるデバイスを覆うためにこれらを持ち上げて、キャリア１０の上に置く。オンローダ５０はその後、上記図４Ａから図４Ｄを参照して詳細に記載するように、焼結プロセスを行うために複数の焼結プレス５４の１つ内にキャリア１０を供給する。

【0033】

半導体ダイ１８および金属シート２０の形のデバイスが焼結により基板１６に結合された後に、キャリア１０は冷却および硬化のために焼結プレス５４から冷却ステーション５６に移動され、キャリア１０はその後、オフローダ５８によって降ろされる。冷却ステーション５６で生産面での障壁に直面した場合のために、スループットを改善するために展開される２つ以上の冷却ステーション５６があってもよい。冷却後、キャリア１０は取出トラック６０を介して製品取出保管ステーション６２に移動され、ここで焼結された製品をその後回収し、圧縮性フィルム２２を廃棄することができる。

【0034】

圧縮性フィルム２２は、ＰＴＦＥを拡張するために高い伸張比であるべきである所定の伸張比で拡張された高繊維状構造膜を形成するように、（熱・酸処理を施した）拡張ＰＴＦＥまたは拡張グラファイトで作られていることが好ましい。拡張ＰＴＦＥ膜は、同様の非拡張ＰＴＦＥ構造よりかなり低い密度を備えた多孔質構造として記載することができる。拡張ＰＴＦＥ膜は、０．１ｇ／ｃｍ^３～１．９ｇ／ｃｍ^３の比重、２５％～９６％の間隙率を有してもよい。１ミクロン未満の小さな細孔径は、最大９０％の間隙率につながり、１ミクロン～６ミクロンの大きなサイズの細孔は、少なくとも９５％に間隙率を促進することに貢献することができる。１つの好ましい拡張ＰＴＦＥフィルムは、０．５ｇ／ｃｍ^３～０．９ｇ／ｃｍ^３の密度、および５０％～９０％の圧縮率を有する。拡張ＰＴＦＥフィルムは、任意選択では１つまたは複数の剛性ＰＴＦＥ層が間に挟まれた、複数の別個の適合した拡張ＰＴＦＥ層を備えていてもよい。本発明の好ましい実施形態で使用されるような圧縮性フィルム２２の厚さは、０．１ｍｍ～３．０ｍｍの領域内であってもよい。拡張グラファイトフィルムは、０．５ｇ／ｃｍ^３～１．５ｇ／ｃｍ^３の密度、および１５％～７０％の圧縮率を有してもよい。

【0035】

圧縮性フィルム２２は図３Ｅに示すように別個の材料片として導入されてもよいが、廃材処理が単純化されるように、連続フィルムとして導入することもできる。圧縮性フィルム２２はまた、単一の圧縮性層、複数の層を備えてもよく、または、金属シート２０および半導体ダイ１８を覆うようになっている圧縮性材料を含む複合材料から作ることもできる。

【0036】

本発明の好ましい実施形態に記載されるような圧縮性フィルム２２の使用は、半導体ダイ１８および金属シート２０の焼結を１ステッププロセスで成功裏に完了させることを可能にすることを理解されたい。これは、費用を節約し、組立プロセスを単純化し、歩留まりを増加させるのを助ける。さらに、焼結品質を向上させるために、半導体ダイ１８および金属シート２０の高さのはるかに多くの変化を補償することができる。

【0037】

ユーザは、従来技術では可能ではない、焼結圧力を選択的に加えるための特定の領域を割り当てることが可能である。圧縮性フィルム２２は、製品が圧力焼結用の焼結プレス内に装填される前に、自動化プロセスで製品の上に装填することができる消耗品である。上記の方法を使用して製造されるエレクトロニクスデバイスは、デバイスの焼結インターフェースでの層間剥離を示さず、行ったダイ剪断強度試験では結合強度が高いことを示している。

【0038】

本明細書に記載した発明は、特に記載したもの以外の変更、変形および／または追加を許すことができ、本発明は上記記載の精神および範囲内にあるこのような変更、変形および／または追加の全てを含むことを理解されたい。

【符号の説明】

【0039】

１０ キャリア
１２ ポケット
１４ 段差
１６ 基板
１８ 半導体ダイ
２０ 金属シート
２２ 圧縮性フィルム
２４ 焼結ペースト
３０ 上部焼結ツール
３２ 底部焼結ツール
３４ 圧縮性フィルム
３６ 圧縮性フィルム
４０ 焼結機械
４２ 製品投入保管所
４４ 投入視覚システム
４６ 投入トラック
４８ 予熱ステーション
５０ オンローダ
５２ 圧縮性フィルム投入ステーション
５４ 焼結プレス
５６ 冷却ステーション
５８ オフローダ
６０ 取出トラック
６２ 製品取出保管ステーション
１００ 基板
１０２ 半導体チップまたはダイ
１０４ 金属シート
１０６ 焼結ペースト
１０８ 非圧縮性フィルム
１１０ 焼結ツール
１１２ 焼結力

【図1】

【図2-1】

【図2-2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【外国語明細書】