特許 7196706 接合用シート及びこの接合用シートを用いて電子部品を基板に接合する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-19

(45)【発行日】2022-12-27

(54)【発明の名称】接合用シート及びこの接合用シートを用いて電子部品を基板に接合する方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20221220BHJP

   B23K 20/00 20060101ALI20221220BHJP

   B32B 15/01 20060101ALI20221220BHJP

【ＦＩ】

H01L21/52 E

B23K20/00 340

B32B15/01 E

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019049903

(22)【出願日】2019-03-18

(65)【公開番号】P2020155461

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2021-09-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085372

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 正義

(74)【代理人】

【識別番号】100129229

【弁理士】

【氏名又は名称】村澤 彰

(72)【発明者】

【氏名】増山 弘太郎

(72)【発明者】

【氏名】片瀬 琢磨

【審査官】河合 俊英

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１０３１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２１４３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０２９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７２６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０５９９０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｂ２３Ｋ ２０／００

Ｂ３２Ｂ １５／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｃｕ箔からなるコアシートの両面に平均粒径１０ｎｍ～５００ｎｍのＡｇ微粒子が平均被覆率７０％以上の割合で被覆され固着される接合用シートであって、
前記Ｃｕ箔の表面粗さＲａが１．０μｍ以下であり、前記Ｃｕ箔を構成するＣｕの平均結晶子径が１０μｍ以下であることを特徴とする接合用シート。

【請求項2】

請求項１記載の接合用シートを用いて電子部品を基板に接合する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体チップ素子、ＬＥＤチップ素子等の電子部品を接合するために用いられる、接合用シート及びこの接合用シートを用いて電子部品を基板に接合する方法に関する。更に詳しくは電子部品と基板との間に介在させて、電子部品を基板に接合するのに用いられる接合用シート及びこの接合用シートを用いて電子部品を基板に接合する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、電子機器の高機能化を図るために、電子デバイスの小型化と高密度化が要請されており、電子部品を基板に接合する接合用シートについても、半導体装置の動作安定性を確保するために、接合用シートにも高放熱特性と高い接合強度が求められている。

【0003】

従来、この種の接合用シートとして、銀の多孔質体である多孔質銀で形成され、緻密度が４０～７２体積％の自立膜であって、多孔質銀の銀結晶の平均結晶粒径が１．７～２．６μｍであり、２５℃における三点曲げ試験から得られる曲げ弾性率が１６～２４ＧＰａ、最大曲げ強度が１００ＭＰａ以上、破断曲げひずみが１．３％以上である多孔質銀製シートが開示されている（例えば、特許文献１（請求項１、段落[００１７]、段落[００３４]）参照）。この多孔質銀製シートはペースト状の組成物をシート状に成形した後、乾燥し加熱して銀粒子を焼結した際あるいは焼結後に、２００℃から４５０℃にさらし、１分以上熱アニール処理することで得られる。

【0004】

また別の接合用シートとして、金属箔の少なくとも一つの表面に、有機保護膜によって被覆された表面を有する粒子径１～１００ｎｍの金属微粒子が固定されている金属微粒子層を有する接合部材が開示されている（例えば、特許文献２（請求項１、請求項５、段落[００３９]）参照）。この金属微粒子は、減圧した不活性ガス雰囲気下で、金属蒸気と有機保護膜材料の蒸気とを混合することにより、表面部分が有機保護膜で被覆された金属微粒子を含有する微粒子組成物を製造した後、表面が有機保護膜で被覆された金属微粒子を含有する微粒子組成物を、金属箔表面に析出させることにより、製造される。この金属微粒子は、その表面にアミン化合物による有機保護膜が形成されている。

【0005】

更に別の接合用シートとして、金属ナノ粒子を含む第１接合層、Ａｇ、Ａｕ又はこれらの合金のいずれかからなる金属箔層、金属ナノ粒子を含む第２接合層がこの順に形成され、前記金属ナノ粒子を含む第１接合層、第２接合層中に含まれる金属分のうち、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉの一種以上からなる金属ナノ粒子の合計が１０質量％以上である金属接合材料が開示されている（例えば、特許文献３（請求項７、請求項９、段落[００４１]）参照）。特許文献３には、被接合面上又は金属箔の上に金属ナノ粒子を含む層を形成するに際し、金属ナノ粒子を含有するペーストを準備し、この金属ナノ粒子ペーストを被接合面上に塗布することが行われることが記載され、金属ナノ粒子ペーストとして、有機殻で覆った金属ナノ粒子を準備し、この金属ナノ粒子を所定の溶媒に分散させて、スラリー状、ペースト状、グリース状、又はワックス状等の組成物とすることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１６－１６９４１１号公報

【文献】特開２００６－０７３５５０号公報

【文献】特開２０１５－０９３２９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載された多孔質銀製シートは、銀粒子を含むペースト状の組成物をシート状に成形した後、乾燥し加熱することにより、銀粒子を焼結し、これを熱アニール処理して得られる。しかしながら、特許文献１に記載された多孔質銀製シートは、銀結晶の平均結晶粒径が１．７～２．６μｍと比較的大きいため、例えば、２００℃の低温度の加熱では、銀粒子が焼結しにくく、緻密で接合強度が高い接合層を形成するのが困難となる場合があった。

【0008】

また特許文献２に記載された接合部材は、金属微粒子がアミン化合物による有機保護膜で被覆される。また特許文献３に記載された金属接合材料では、有機殻で覆った金属ナノ粒子を含有するペーストを準備し、この金属ナノ粒子ペーストを被接合面上に塗布することにより、被接合面上又は金属箔の上に金属ナノ粒子を含む層が形成される。このため、特許文献２又は特許文献３に記載された接合部材又は金属接合材料を用いて、電子部品と基板とを接合する場合、接合時に有機物によるガスが発生し易く、接合層にボイドが発生し易く、高い接合強度を得ることが困難である課題があった。

【0009】

本発明の目的は、上記課題を解決し、電子部品を基板に接合したときの接合強度が高い接合用シート及びこの接合用シートを用いて電子部品を基板に接合する方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の観点の接合用シートは、Ｃｕ箔からなるコアシートの両面に平均粒径１０ｎｍ～５００ｎｍのＡｇ微粒子が平均被覆率７０％以上の割合で被覆され固着される。
また、本発明の第１の観点の接合用シートは、前記Ｃｕ箔の表面粗さＲａが１．０μｍ以下であり、前記Ｃｕ箔を構成するＣｕの平均結晶子径が１０μｍ以下である。

【0012】

本発明の第２の観点は、第１の観点の接合用シートを用いて電子部品を基板に接合する方法である。

【発明の効果】

【0013】

本発明の第１の観点の接合用シートは、Ｃｕ箔からなるコアシートの両面に平均粒径１０ｎｍ～５００ｎｍのＡｇ微粒子が平均被覆率７０％以上の割合で被覆され固着されるため、有機成分を含まない。このため、電子部品と基板とを接合する場合、接合時に有機物によるガスの発生がなく、接合層にボイドが発生せずに、高い接合強度が得られる。

【0014】

また、本発明の第１の観点の接合用シートは、Ｃｕ箔の表面粗さＲａが１．０μｍ以下であり、Ｃｕ箔を構成するＣｕの平均結晶子径が１０μｍ以下であるため、Ａｇ微粒子がより確実にコアシートの表面に固着する。

【0015】

本発明の第２の観点の方法では、第１の観点の接合用シートを用いて電子部品を基板に接合するため、電子部品と基板とを高い強度で接合することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態の接合用シートの構成図である。

【図2】本発明の実施形態の半導体チップ素子を基板に接合した状態を示す図である。

【図3】本発明の実施形態の接触めっき法により、銅箔のコアシートの両面にＡｇ微粒子を被覆する状況を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

【0018】

〔接合用シート〕
図１に示すように、本実施形態の接合用シート１０は、Ｃｕ箔からなるコアシート１１の両面にＡｇ微粒子１２が被覆されて構成される。図２に示すように、この接合用シート１０は電子部品である半導体チップ素子１６と基板１７との間に介在させて、半導体チップ素子１６等の電子部品を基板１７に接合するのに用いられる。図１に示すコアシート１１は、厚さが５０μｍ～２００μｍであることが好ましく、１００μｍ～１５０μｍであることが更に好ましい。厚さが下限値の５０μｍ未満であると、接合用シートの製造時にコアシートが取扱いにくく、厚さが上限値の２００μｍを超えると、コアシートの熱抵抗が増大するため、本実施形態の接合用シート１０を用いて得られる電子部品の放熱性が低下し、電子部品の寿命の低下を招くおそれがある。コアシート１１の厚さは、次の方法により求める。先ず、Ｃｕ箔であるコアシート１１をエポキシ樹脂で完全に被包した後、Ｃｕ箔の箔表面方向に対し垂直に切断し、その切断面をアルゴンイオンビームにより研磨加工する。次いで研磨加工した加工面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察し、無作為に１００箇所以上の銅箔の厚さを測定し、その平均値をＣｕ箔（コアシート１１）の厚さとする。

【0019】

コアシート１１を構成するＣｕ箔は圧延箔であることが圧延筋にＡｇ微粒子が固着され易く好ましい。Ｃｕ箔の表面粗さＲａは１．０μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲａが１．０μｍを超えるとＡｇ微粒子１２がコアシート１１の表面に均一に固着しなくなるおそれがある。好ましい表面粗さＲａは０．５μｍ以下である。またＣｕ箔を構成するＣｕの平均結晶子径は、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることが更に好ましい。。Ｃｕ箔の表面粗さＲａはレーザー顕微鏡を用いて測定し、Ｃｕ箔の平均結晶子径はＸ線回折法により測定される。

【0020】

コアシート１１を構成するＣｕ箔としては、純銅又は銅合金を用いることができる。例えば、無酸素銅、タフピッチ銅やリン脱酸銅などを用いることができる。

【0021】

接合用シート１０の両面に被覆されるＡｇ微粒子１２の平均粒径は１０ｎｍ～５００ｎｍである。平均粒径が１０ｎｍ未満では、Ａｇ微粒子の安定性が低下するので高い接合強度が得られない。５００ｎｍを超えると、Ａｇ微粒子の焼結性が低下するので高い接合強度が得られない。好ましいＡｇ微粒子の平均粒径は５０ｎｍ～３００ｎｍである。またＡｇ微粒子１２の平均被覆率は７０％以上である。平均被覆率が７０％未満では、接合時にＡｇ微粒子が焼結したときに高い接合強度が得られない。Ａｇ微粒子１２は、図１に示すように、Ａｇ微粒子が均一に単一層であるＡｇ微粒子層１３をなすように被覆されることが好ましい。好ましい平均被覆率は８０％以上である。Ａｇ微粒子１２の平均粒径は、ＳＥＭ観察によって測定される。具体的には、接合用シート１０表面に被覆されたＡｇの直径を無作為に１００箇所以上測定し、その平均値を平均粒径とする。平均被覆率はＳＥＭ観察によって算出される。具体的には、無作為に選択した接合用シート１０表面のＳＥＭ像（１０ｍｍ×１０ｍｍ）からＡｇ微粒子の個数と、Ａｇ微粒子の平均粒径から真円換算して求めた面積を乗算したものを被覆率と定義し、無作為に１０箇所以上測定した平均値を平均被覆率とする。なお、境界上に存在するＡｇ粒子は、境界内部のＡｇ粒子として計算する。

【0022】

接合用シートの全厚は、薄くとも５０μｍである。即ち５０μｍ以上である。好ましい全厚は１００μｍ～１５０μｍである。全厚が下限値の５０μｍ未満では、電子部品を接合する基板に反りがある場合、その反りを吸収できないおそれがある。全厚が２００μｍを超えると、コアシート１１の熱抵抗が増大してしまい、接合用シート１０を用いて作製されたモジュールの寿命低下を招くおそれがある。接合用シートの全厚はコアシート１１の厚さと同一の方法で測定される。

【0023】

〔接合用シートの製造方法〕
続いて、本実施形態の接合用シートの製造方法について説明する。この製造方法には、接触めっき法、Ａｇめっき液浸漬法、塗布加熱法がある。

【0024】

（接触めっき法）
図３に示すように、この接触めっき法は、容器２０にＡｇめっき液２１を入れ、この液中にＡｇ箔からなる導電性シート２２とＣｕ箔からなるコアシート１１を間隔をあけて配置し、この導電性シート２２とコアシート１１とをリード線２３により電気的に接続し、Ａｇめっき液中のＡｇイオンを還元することにより、図１に示すように、コアシート１１の両面にＡｇ微粒子１２を被覆させる方法である。接触めっきでは、溶液中で次に述べるＡｇ塩が溶解してＡｇイオンになったときに発生する電子によってＡｇイオンを還元して、コアシート１１の両面にＡｇが微粒子となって析出する。Ａｇ微粒子１２はコアシート１１に単にくっつくだけではなく、Ａｇ微粒子１２のコアシート１１に接触する部分がコアシート１１中に拡散し、Ａｇ微粒子１２はコアシート１１に固着する。

【0025】

上記導電性シート２２は、コアシート１１表面への固着に伴い減少するＡｇめっき液中のＡｇイオンを補うためにＡｇ箔であることが好ましい。

【0026】

Ａｇめっき液２１は、Ａｇ塩、錯体化剤及び溶媒を含む。Ａｇ塩としては、酢酸銀、クエン酸銀、オレイン酸銀等の脂肪酸銀の他に、硝酸銀、酸化銀、硫酸銀、炭酸銀等が例示される。錯体化剤は、Ａｇイオンと錯体を形成させるものであり、代表的なものとしては、アミノデカン、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン、グリシン、ヒダントイン、ピロリドン、コハク酸イミド等の脂肪族アミン、クエン酸、酒石酸、ニトリロ三酢酸等のカルボン酸塩、ヒドロキシエチリデン二ホスホン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、メルカプトプロピオン酸、チオグリコール、チオセミカルバジド等を利用できる。溶媒としては、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）、ブチルカルビトール（ＢＣ）、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、テルピネオール等が例示される。Ａｇめっき液２１には、Ａｇ微粒子１２をより均一にコアシート１１に被覆させるために、必要に応じて界面活性剤、光沢剤、結晶調整剤、ｐＨ調整剤、沈殿防止剤、安定剤等を添加してもよい。

【0027】

Ａｇめっき液２１中のＡｇイオン濃度は０．１モル／Ｌ～２モル／Ｌであることが好ましい。０．１モル／Ｌ未満では、析出するＡｇ微粒子の平均粒径が１０ｎｍ未満となり易い。また２モル／Ｌを超えると、析出するＡｇ微粒子のうち、著しく一次粒径の大きなものが混入する異常析出を生じ易く目的の平均粒径のＡｇ微粒子を得られないおそれがある。好ましいＡｇイオン濃度は０．５モル／Ｌ～１．５モル／Ｌである。またＡｇめっき液２１中の錯体化剤の濃度は、１０ｇ／Ｌ～１０００ｇ／Ｌであることが好ましい。

【0028】

図３に示すように、Ａｇめっき液を容器２０に入れ、ホットプレート等により加熱する。Ａｇめっき液２１は、好ましくは３０℃～７０℃の温度に保持し液を撹拌する。この状態でＣｕ箔からなるコアシート１１とＡｇ箔からなる導電性シート２２を液中に浸漬する。その後、リード線２３等で両シート１１、２２を電気的に接続する。Ａｇめっき液の温度が３０℃未満では、Ａｇイオンのコアシート１１上での析出量が十分でなく、所望の平均粒径のＡｇ微粒子１２を所望の平均被覆率で得ることが困難になり易い。７０℃を超えると、析出するＡｇ微粒子のうち、著しく一次粒径の大きなものが混入する異常析出を生じ易く所望の平均粒径のＡｇ微粒子を得られないおそれがある。特に好ましいＡｇめっき液の温度は４０℃～６０℃である。またコアシート１１と導電性シート２２をＡｇめっき液中に浸漬している時間は１時間～４時間であることが好ましい。浸漬時間が１時間未満では、Ａｇイオンのコアシート１１上での析出量が十分でなく、所望の平均粒径のＡｇ微粒子１２を所望の平均被覆率で得ることが困難になり易い。４時間を超えると、Ａｇ微粒子１２の析出量が多くなり過ぎ、Ａｇ微粒子が粒成長して、二次粒子となり、接合時に焼結しにくくなる。好ましいＡｇめっき液の浸漬時間は２時間～３時間である。

【0029】

Ａｇめっき液中にコアシート１１と導電性シート２２を上記所定の時間浸漬した後、リード線２３をシート１１、２２から外してＡｇめっき液２１からコアシート１１を引上げ、エタノール、水、アセトン等の洗浄用溶媒で洗浄し、大気中で２０℃～５０℃の温度で乾燥する。これによりＣｕ箔からなるコアシート１１の両面に平均粒径１０ｎｍ～５００ｎｍのＡｇ微粒子１２が平均被覆率７０％以上の割合で被覆され固着された接合用シート１０が得られる。

【0030】

（Ａｇめっき液浸漬法）
Ａｇめっき液浸漬法は、図示しないが、接触めっき法で用いたＡｇめっき液中に接触めっき法で用いたＣｕ箔からなるコアシート１１と同じシートをＡｇめっき液に浸漬する方法である。この方法では、加熱したＡｇめっき液中にＣｕ箔からなるコアシート１１を配置すると、Ａｇめっき液で還元析出したＡｇ微粒子１２の一部が分子間力により、このＣｕ箔からなるコアシート１１の両面にＡｇ微粒子の形態で固着する。接触めっき法と同様に、Ａｇ微粒子１２はコアシート１１に単にくっつくだけではなく、Ａｇ微粒子１２のコアシート１１に接触する部分がコアシート中に拡散し、Ａｇ微粒子１２はコアシート１１に固着する。

【0031】

Ａｇめっき液は好ましくは７０℃～１５０℃の温度に保持し液を撹拌する。この状態でＣｕ箔からなるコアシート１１を液中に浸漬する。Ａｇめっき液２１の温度が７０℃未満では、Ａｇイオンのコアシート１１上での析出量が十分でなく、所望の平均粒径のＡｇ微粒子１２を所望の平均被覆率で得ることが困難になり易い。１５０℃を超えると、析出するＡｇ微粒子のうち、著しく一次粒径の大きなものが混入する異常析出を生じ易く所望の平均粒径のＡｇ微粒子を得られないおそれがある。好ましいＡｇめっき液の温度は９０℃～１２０℃である。またコアシートをＡｇめっき液中に浸漬している時間は１時間～８時間であることが好ましい。浸漬時間が１時間未満では、Ａｇイオンのコアシート１１上での析出量が十分でなく、所望の平均粒径のＡｇ微粒子１２を所望の平均被覆率で得ることが困難になり易い。８時間を超えると、Ａｇ微粒子の析出量が多くなり過ぎ、Ａｇ微粒子が粒成長して、二次粒子となり、接合時に焼結しにくくなる。好ましいＡｇめっき液の浸漬時間は４時間～６時間である。

【0032】

上記所定の時間Ａｇめっき液中にコアシート１１を浸漬した後、接触めっき法と同様に、Ａｇめっき液からコアシート１１を引上げ、エタノール、アセトン等の洗浄用溶媒で洗浄し、大気中で２０℃～５０℃で乾燥する。これによりＣｕ箔からなるコアシート１１の両面に平均粒径１０ｎｍ～５００ｎｍのＡｇ微粒子１２が平均被覆率７０％以上の割合で被覆され固着された接合用シートが得られる。

【0033】

（塗布加熱法）
塗布加熱法は上述したＡｇめっき液２１をコアシート１１の表面に塗布した後、乾燥させることによりＡｇ微粒子１２を析出させる方法である。
具体的には、コアシート１１を例えば、Ａｇめっき液２１に浸漬させる、もしくは、刷毛等でＡｇめっき液２１をコアシート１１に塗布し、大気雰囲気下、１５０℃～２００℃の範囲内で乾燥させることでＡｇを還元及び析出させＡｇ微粒子１２をコアシート表面に析出させ、エタノール、水、アセトン等の洗浄用溶媒で洗浄し、大気中で２０℃～５０℃で乾燥することにより、Ｃｕ箔からなるコアシート１１の両面に平均粒径１０ｎｍ～５００ｎｍのＡｇ微粒子１２が平均被覆率70％以上の割合で被覆され固着された接合用シート１０が得られる。
また、接触めっき法と同様に、Ａｇ微粒子１２はコアシート１１に単にくっつくだけではなく、Ａｇ微粒子１２のコアシート１１に接触する部分がコアシート１１中に拡散し、Ａｇ微粒子１２はコアシート１１に固着する。

【0034】

〔接合用シートによる電子部品と基板との接合方法〕
上記方法で製造された接合用シートを用いてシリコンチップ素子、ＬＥＤチップ素子等の電子部品を各種放熱基板、ＦＲ４(Flame Retardant Type 4)基板、コバール等の基板に接合するには、基板上の所定の位置に接合用シートを配置して、その上に電子部品、例えばチップ素子を搭載する。この状態で、加熱炉にて窒素雰囲気中、２５０℃～３５０℃の温度で、５分～２０分間保持して、接合用シートを加熱する。場合によっては、チップと基板とを１ＭＰａ～２０ＭＰａの圧力を加えながら接合してもよい。これにより、図２に示すように、接合用シート１０（図１）は接合層１５となって、チップ素子１６と基板１７とを接合させて接合体１８を作製して、電子部品であるチップ素子１６を基板１７に接合する。

【実施例】

【0035】

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。以下に示す、実施例１～７及び比較例１～４では、接触めっき法により接合用シートを製造した。また実施例８、９及び比較例５、６では、Ａｇめっき液浸漬法により接合用シートを製造した。更に実施例１０、１１及び比較例７、８では、塗布加熱法により接合用シートを製造した。以下に示す実施例６及び実施例７は実施例ではなく、参考例である。

【0036】

＜実施例１＞
（接触めっき法による接合用シートの製造例）
先ず、Ａｇ塩としての酢酸銀（脂肪酸銀）、アミノデカン（脂肪族アミン）及びブチルカルビトールアセテート（溶媒）を用意し、脂肪酸銀、脂肪族アミン及び溶媒の合計量を１００質量％としたとき、酢酸銀（脂肪酸銀）２２質量％、アミノデカン（脂肪族アミン）４１．３質量％、ブチルカルビトールアセテート（溶媒）３６．７質量％の割合で取り分け、これらをスターラーの撹拌子とともにガラス製のビーカーセルの容器に入れた。そして、５０℃に加熱したホットプレートに上記容器を載せ、スターラーの撹拌子を３００ｒｐｍの回転速度で回転させながら、１時間撹拌して混合液を調製した。次いで、この混合液が貯留された容器をホットプレートから降ろして混合液の温度を室温まで下げた。これによりＡｇめっき液を調製した。このＡｇめっき液のＡｇイオン濃度は１．４ｇ／Ｌであった。

【0037】

次に、厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍの四角形状のＣｕ箔からなるコアシートと、厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍの四角形状のＡｇ箔からなる導電性シートを用意した。コアシートの表面粗さＲａは０．５μｍであり、Ｃｕ箔を構成するＣｕの平均結晶子径は５μｍであった。図２に示すように、調製したＡｇめっき液２１を容器２０に入れ、ホットプレートにより５０℃の温度に加熱し、１００ｒｐｍの回転速度で撹拌しながら、Ｃｕ箔からなるコアシート１１とＡｇ箔からなる導電性シート２２を液中に浸漬し、リード線２３で両シート１１、２２を電気的に接続した。電気的接続を開始してから３時間後に、リード線２３をシート１１、２２から外してＡｇめっき液２１からコアシート１１を引上げ、エタノールで洗浄し、大気中で５０℃の温度で乾燥した。これによりＣｕ箔からなるコアシート１１の両面にＡｇ微粒子が被覆され固着された接合用シートを作製した。また前述した方法で測定した接合用シートのＡｇ微粒子の平均粒径は１００ｎｍであり、Ａｇ微粒子の平均被覆率は７０％であった。

【0038】

この結果を上記接合用シートの製造条件とともに、以下の表１に示す。表１には、以下に述べる実施例２～１１及び比較例１～８の製造条件、接合用シートのＡｇ微粒子の平均粒径及びＡｇ微粒子の平均被覆率も示す。

【0039】

【表1】

【0040】

＜実施例２～７及び比較例１～４＞
（接触めっき法による接合用シートの製造例）
実施例１で調製したＡｇめっき液と同じＡｇめっき液を用意した。Ｃｕ箔からなるコアシートの各特性と接合用シートの製造条件を表１に示す内容に変えた以外は実施例１と同じ接触めっき法により実施例２～７及び比較例１～４の接合用シートを作製した。

【0041】

＜実施例８＞
（Ａｇめっき液浸漬法による接合用シートの製造例）
実施例１で調製したＡｇめっき液と同じＡｇめっき液を用意した。このＡｇめっき液を１００℃の温度に加熱保持し、撹拌しながら、実施例１と同じＣｕ箔からなるコアシートを液中に浸漬した。５時間浸漬した後、実施例１と同様にコアシートを液から引上げ、エタノールで洗浄し、大気中で５０℃の温度で乾燥した。これによりＣｕ箔からなるコアシートの両面にＡｇ微粒子が被覆され固着された実施例８の接合用シートを作製した。

【0042】

＜実施例９及び比較例５、６＞
（Ａｇめっき液浸漬法による接合用シートの製造例）
実施例１で調製したＡｇめっき液と同じＡｇめっき液を用意した。Ａｇめっき液の温度とコアシートの浸漬時間を表１に示すように変えた以外、実施例８と同様にして、実施例９及び比較例５、６の接合用シートを作製した。

【0043】

＜実施例１０＞
（塗布加熱法による接合用シートの製造例）
実施例１で調製したＡｇめっき液と同じＡｇめっき液を用意した。このＡｇめっき液を５０℃の温度に加熱保持し、撹拌しながら、実施例１と同じＣｕ箔からなるコアシートを液中に浸漬した。１時間浸漬後、コアシートを取り出すことにより、Ａｇめっき液をコアシート両面に塗布した。このコアシートを大気中１７０℃の温度で１時間保持した。これによりＣｕ箔からなるコアシートの両面にＡｇ微粒子が被覆され固着された実施例１０の接合用シートを作製した。

【0044】

＜実施例１１及び比較例７、８＞
（塗布加熱法による接合用シートの製造例）
実施例１で調製したＡｇめっき液と同じＡｇめっき液を用意した。Ａｇめっき液の温度とコアシートの浸漬時間と浸漬後のコアシートの加熱時間を表１に示すように変えた以外、実施例１０と同様にして、実施例１１及び比較例７、８の接合用シートを作製した。

【0045】

＜比較評価＞
実施例１～１１及び比較例１～８で得られた１９種類の接合用シートを用いて形成した接合層のシェア強度を以下の手順で評価した。先ず、図２に示す接合体２０を作製した。具体的には、電子部品の代わりに第１部材として、最表面に金メッキを施した２．５ｍｍ角のＳｉウェーハ（厚さ：２００μｍ）を用意した。また基板の代わりに第２部材として、最表面に銀メッキを施した２０ｍｍ角のＣｕ板（厚さ：１ｍｍ）を用意した。次いで、第１部材と第２部材の間に、上記接合用シートを挟んで積層体を作製した。更に、この積層体を加圧ダイボンダで焼成することにより、即ち積層体を１０ＭＰａの荷重を加えた状態で２５０℃の温度（加熱温度）に１５分間（加熱時間）保持することにより、第１部材と第２部材とを接合層１５を介して接合した。１９種類の接合体のシェア強度を次のように測定した。

【0046】

＜接合体のシェア強度の測定方法＞
接合体のシェア強度は、せん断強度評価試験機を用いて測定した。具体的には、シェア強度の測定は、接合体の第１部材（Ｃｕ板）を水平に固定し、接合層の表面（上面）から５０μｍ上方の位置でシェアツールにより、第２部材（Ｓｉウェーハ）を横から水平方向に押して、第２部材が破断されたときの強度を測定することによって行った。なお、シェアツールの移動速度は０．１ｍｍ／秒とした。１条件に付き３回強度試験を行い、それらの算術平均値を接合強度の測定値とした。１９種類の接合体のシェア強度を上述した表１に示す。

【0047】

表１から実施例１～１１及び比較例１～８とを比較すると次のことが分かった。比較例１～８ではシェア強度（接合強度）が２０ＭＰａを下回り、十分な強度で第２部材であるＳｉウェーハを接合できなかった。その理由として、次の点が挙げられる。
比較例１では、Ａｇ微粒子の平均粒径が下限値を下回ったため、Ａｇ微粒子の安定性が低下するので、接合性が不安定になったと考えられる。
比較例２、比較例６及び比較例８では、Ａｇ微粒子の平均粒径が上限値を上回ったため、Ａｇ微粒子の焼結性が不十分になり、接合層内部や部材との界面における強度が不十分であったと考えられる。
比較例３、比較例４、比較例５及び比較例７では、Ａｇ微粒子の平均被覆率がが下限値を下回ったため、第２部材であるＳｉウェーハに対して十分な接合面積を確保できず、接合性が低下したと考えられる。

【0048】

これに対して、実施例１～１１では、本発明の第１の観点の要件を満たすため、シェア強度（接合強度）は２０ＭＰａ～４０ＭＰａの範囲にあり、すべて「良好」であった。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明の接合用シートは、電子部品と基板との間に介在させて、電子部品を基板に接合するのに利用できる。

【符号の説明】

【0050】

１０ 接合用シート
１１ Ｃｕ箔からなるコアシート
１２ Ａｇ微粒子
１３ Ａｇ微粒子層
１５ 接合層
１６ チップ素子
１７ 基板
１８ 接合体

【図1】

【図2】

【図3】