加热加压用膜状烧成材料及半导体器件的制造方法与流程

文档序号:40154828发布日期:2024-11-29 15:43阅读:43来源:国知局
技术简介:
本发明针对现有烧成材料在高温烧结时易产生内部空隙导致导热性下降的问题,提出通过含脂肪族聚碳酸酯(分解温度<200℃)与纳米金属颗粒(如银)的复合材料,在分段加热加压工艺中实现树脂分解与金属致密化,有效减少烧结体空隙,提升导热性能与厚度均匀性。
关键词:膜状烧成材料,半导体器件制造

本公开涉及加热加压用膜状烧成材料及半导体器件的制造方法。


背景技术:

1、近年来,伴随着汽车、空调、电脑等的高电压化及高电流化,装载于这些物品中的半导体元件(例如功率器件)的需要正在增高。在功率器件等的用途中,由于在高电压及高电流下使用的这一特征,因此半导体元件容易由半导体元件产生较大的热。因此,需要有效地释放由半导体元件产生的热。

2、一直以来,为了将由半导体元件产生的热释放至外部,有时在半导体元件的周围安装放热构件(例如,散热器)。并且,为了将放热构件与半导体元件进行接合,有时使用膜状烧成材料。此外,还存在希望由导热性高、耐热性高的金属形成功率半导体元件与基板的接合材料这一要求。

3、例如,在专利文件1中,提出了“一种膜状烧成材料,其为含有烧结性金属颗粒及粘结剂成分的膜状烧成材料,其中,在氮气气氛下以10℃/分钟的升温速度测得的热重量曲线(tg曲线)中负倾斜度最大的温度(a)与以氧化铝颗粒作为参照试样并在氮气气氛下以10℃/分钟的升温速度测得的示差热分析曲线(dta曲线)中25℃至400℃的温度范围内的最大峰温度(b)满足a<b<a+60℃的关系。”

4、在专利文件2中,提出了“一种接合体的制造方法,其特征在于,其具有:

5、工序a,准备层叠体,该层叠体经由具有含有在23℃下为固体的热分解性粘结剂的烧结前层的加热接合用片,对2个被接合物进行预粘合而成;工序b,将所述层叠体从下述定义的第一温度以下升温至第二温度;及,工序c,在所述工序b之后,将所述层叠体的温度保持在规定范围内,其中,在所述工序b的至少一部分期间及所述工序c的至少一部分期间中,对所述层叠体进行加压。第一温度:在进行所述烧结前层的热重量测定时,所述烧结前层所含有的有机成分减少10重量%时的温度。在大气压下进行所述工序b及所述工序c时,所述热重量测定在大气压下进行,在氮气气氛下、还原气体气氛下或真空气氛下进行所述工序b及所述工序c时,所述热重量测定在氮气气氛下进行。”

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1:日本特开2018-188723号公报

9、专利文献2:日本专利第6796937号公报


技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、这样的接合用的烧成材料理想的是尽量以稳定的低温条件进行烧结。在专利文献2的实施例中,在200℃或300℃的条件下对烧成材料进行加热及加压,实施烧结。然而,在将烧成材料一边加热一边加压,实施烧结时,发生了在烧结体的内部容易产生空隙这一现象。并且,若烧结体的内部存在空隙,则有时会导致导热性降低、厚度均匀性降低等。

3、本公开的一个实施方案想要解决的技术问题在于,提供一种能够得到空隙少的烧结体的加热加压用膜状烧成材料、及使用本公开涉及的加热加压用膜状烧成材料的半导体器件的制造方法。

4、(二)技术方案

5、本公开中包含以下的实施方案。

6、<1> 一种加热加压用膜状烧成材料,其含有金属颗粒与包含分解起始温度为200℃以下的树脂的粘结剂成分。

7、<2> 根据<1>所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述分解起始温度为200℃以下的树脂为脂肪族聚碳酸酯。

8、<3> 根据<1>或<2>所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述分解起始温度为200℃以下的树脂为含有有机酸基团的脂肪族聚碳酸酯。

9、<4> 根据<1>~<3>中任一项所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述金属颗粒含有银。

10、<5> 根据<1>~<4>中任一项所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述金属颗粒含有粒径为100nm以下的金属颗粒。

11、<6> 根据<1>~<5>中任一项所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述加热加压用膜状烧成材料用于半导体元件与其他部件的接合。

12、<7> 根据<6>所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述半导体元件为功率半导体的元件。

13、<8> 一种半导体器件的制造方法,其为使用了<6>或<7>所述的加热加压用膜状烧成材料的制造方法,其具有:通过在所述半导体元件与所述其他部件之间夹持所述加热加压用膜状烧成材料,从而得到层叠体前体的工序;及对所述层叠体前体进行加热及加压的工序。

14、<9> 根据<8>所述的半导体器件的制造方法,其中,对所述层叠体前体进行加热及加压的工序包括:通过一边以分解起始温度为200℃以下的树脂的所述分解起始温度以上且小于所述金属颗粒的熔点的温度对所述层叠体前体进行加热,一边进行加压,从而得到第二层叠体前体的第一处理;及,以所述金属颗粒的熔点以上的温度对所述第二层叠体前体进行加热的第二处理。

15、<10> 根据<8>所述的半导体器件的制造方法,其中,对所述层叠体前体进行加热及加压的工序包括:通过一边以分解起始温度为200℃以下的树脂的所述分解起始温度以上且小于250℃的温度对所述层叠体前体进行加热,一边进行加压,从而得到第二层叠体前体的第一处理;及,以250℃以上的温度对所述第二层叠体前体进行加热的第二处理。

16、(三)有益效果

17、根据本公开的一个实施方案,提供了一种可得到空隙少的烧结体的加热加压用膜状烧成材料。

18、根据本公开的另一个实施方案,提供了一种使用本公开涉及的加热加压用膜状烧成材料的半导体器件的制造方法。



技术特征:

1.一种加热加压用膜状烧成材料,其含有:

2.根据权利要求1所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述分解起始温度为200℃以下的树脂为脂肪族聚碳酸酯。

3.根据权利要求1或2所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述分解起始温度为200℃以下的树脂为含有有机酸基团的脂肪族聚碳酸酯。

4.根据权利要求1所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述金属颗粒含有银。

5.根据权利要求1或4所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述金属颗粒含有粒径为100nm以下的金属颗粒。

6.根据权利要求1所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述加热加压用膜状烧成材料用于半导体元件与其他部件的接合。

7.根据权利要求6所述的加热加压用膜状烧成材料,其中,所述半导体元件为功率半导体的元件。

8.一种半导体器件的制造方法,其为使用权利要求6或7所述的加热加压用膜状烧成材料的制造方法,其具有:

9.根据权利要求8所述的半导体器件的制造方法,其中,对所述层叠体前体进行加热及加压的工序包括:

10.根据权利要求8所述的半导体器件的制造方法,其中,对所述层叠体前体进行加热及加压的工序包括:


技术总结
本发明提供一种加热加压用膜状烧成材料,其含有金属颗粒与包含分解起始温度为200℃以下的树脂的粘结剂成分。

技术研发人员:根本拓,西田卓生,中山秀一,木田智士
受保护的技术使用者:琳得科株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/11/28
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