导电性粘接膜及使用其的切割芯片接合膜的制作方法

本发明涉及导电性粘接膜及使用其的切割芯片接合膜(dicing die bondingfilm)。

背景技术：

1、半导体装置一般经由如下工序来制造，即：在引线框(lead frame)的元件承载部上或者绝缘基板的回路电极(circuit electrode)部上形成用于接合半导体元件(芯片)的芯片贴装(die mount)材料的工序；在引线框上或回路电极上的芯片贴装材料表面搭载半导体元件，并将引线框的元件承载部或绝缘基板的回路电极部与半导体元件进行接合的工序；将半导体元件的电极部与引线框的端子部或绝缘基板的端子部进行电接合的引线键合工序；以及对如此组装成的半导体装置进行树脂覆盖的塑封工序。

2、在此，在将引线框的元件承载部或绝缘基板的回路电极部与半导体元件进行接合时，使用接合材料。例如，作为igbt、mos-fet等功率半导体的接合材料，广泛使用高熔点且具有耐热性的包含85质量％以上铅的铅焊料。然而，近年，将铅的有害性视作问题，对接合材料的无铅化要求也越来越高。

3、另外，sic功率半导体与si功率半导体比较，具有低损耗且能在高速以及高温下工作的特征，被期待作为下一代功率半导体。这样的sic功率半导体理论上能够在200℃以上工作，但从对变换器等系统的高输出高密度化进行实用化的方面考虑，针对包括接合材料的周边材料，也期望耐热性的提高。

4、基于这些背景，近年，无铅类型的高熔点的各种接合材料受到好评。作为这样的高熔点的无铅类型的接合材料，例如有专利文献1所公开的au-sn系合金、au-ge系合金等au系合金等，它们的导电性以及导热性良好，化学性质也稳定，因此受到关注。然而，这样的au系合金材料含贵金属，因此材料成本高，另外，为了获得更高的安装可靠性，需要昂贵的高温真空回流焊装置，因此还未实现实用化。

5、另外，众多的无铅焊料存在润湿性比铅焊料差的问题。因此，在将无铅焊料用作接合材料的情况下，焊料在芯片焊盘部分的涂布未扩展开，从而发生焊料脱落等接合不良的风险变高。尤其润湿性的问题具有随着无铅焊料的熔点越高而越恶化的趋势，因此难以兼顾耐热性与安装可靠性。

6、为了解决这样的课题，在专利文献2、专利文献3中，对cu系焊料、sn系焊料等扩散烧结型的焊料进行研究。这些扩散烧结型的焊料在未烧结的状态下处于低熔点并能使安装温度低温化，进而，在扩散烧结反应后的状态下以不可逆的方式高熔点化，因此期待实现现有的无铅焊料难以实现的对耐热性与安装可靠性的兼顾。但是，扩散烧结型焊料也与现有的无铅焊料同样，存在润湿性的问题，在接合大面积时，无法避免焊料脱落的风险。另外，扩散烧结型焊料在烧结体的状态下硬而脆，因此存在缺乏应力缓和性、且耐热疲劳特性低的问题，无法获得足够的接合可靠性。

7、另外，大多数铅焊料或无铅焊料为了去除金属氧化覆膜，一般会添加羧酸、醇等助焊剂。但公知的是，这些助焊剂成分不仅容易吸湿，而且容易溢出(bleed out)，上述吸湿水分和溢出的发生会对半导体元件的封装时的吸湿后的耐回流焊可靠性(msl)带来不良影响。为此，一般而言，在回流焊安装后，进行助焊剂清洗，但这样的处理存在费工时以及要处理清洗废液的问题。另一方面，若为了避免这些问题而减少导致吸湿以及溢出的羧酸或醇等助焊剂成分的添加量，则又会产生氧化膜的去除性能不足、导电性或其他性能无法充分发挥的问题。因此，尚未达到充分解决的程度。

8、现有技术文献

9、专利文献

10、专利文献1：jp特开2006-032888号公报

11、专利文献2：jp特开2007-152385号公报

12、专利文献3：jp特开2002-263880号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、为此，本发明的目的在于，提供导电性粘接膜以及使用其的切割芯片接合膜，该导电性粘接膜例如适合作为将半导体芯片(尤其是功率器件)接合于引线框的元件承载部上或者绝缘基板的回路电极部上时的导电接合材料，并能够将在实现无铅化的同时具有特别优良的导电性、且在接合以及烧结后的耐热性与安装可靠性两方面优良的接合层形成于半导体芯片与引线框的元件承载部上或者绝缘基板的回路电极部之间。

3、用于解决课题的手段

4、本发明的发明者们经过深入研究，结果发现，尤其通过将规定的金属粒子(p)、规定的树脂(m)以及规定的硫醚化合物(a)进行组合，能得到一种导电性粘接膜，该导电性粘接膜适合用作导电接合材料，并能将无铅化并具有特别优良的导电性、且在接合以及烧结后的耐热性与安装可靠性两方面优良的接合层形成于例如半导体芯片(尤其是功率器件)与引线框的元件承载部上或者绝缘基板的回路电极部之间，从而完成本发明。

5、即，本发明的主旨构成如下。

6、[1]导电性粘接膜包含金属粒子(p)、树脂(m)、下述通式(1)所示的硫醚化合物(a)，

7、所述树脂(m)包含热固性树脂(m1)，

8、所述金属粒子(p)的平均粒径(d50)为20μm以下，

9、所述金属粒子(p)包含10质量％以上的第一金属粒子(p1)，所述第一金属粒子(p1)在一次粒子的状态下利用投影图观察时的分形维数为1.1以上。

10、(化学式1)

11、

12、其中，在上述通式(1)中，r分别独立，表示有机基团，r彼此既可以相同，也可以不同。

13、[2]上述[1]所述的导电性粘接膜，其中，所述第一金属粒子(p1)是树枝状金属粉。

14、[3]上述[1]或[2]所述的导电性粘接膜，其中，在所述通式(1)中，r分别独立，其一部分具有选自乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、马来酸酯基、马来酸酰胺基、马来酰亚胺基、伯氨基、仲氨基、硫醇基、氢化硅烷基(hydrosilyl group)、硼烷基(hydroborongroup)、酚羟基以及环氧基中的任一种以上。

15、[4]上述[1]至[3]中任一项所述的导电性粘接膜，其中，所述金属粒子(p)还包含由球状金属粉构成的第二金属粒子(p2)。

16、[5]上述[4]所述的导电性粘接膜，其中，所述第二金属粒子(p2)的平均粒径(d50)小于7μm。

17、[6]上述[4]或[5]所述的导电性粘接膜，其中，所述第二金属粒子(p2)包含由锡或者含锡的合金构成的金属粒子。

18、[7]上述[1]至[6]中任一项所述的导电性粘接膜，其中，在b阶(b-stage)状态下，以60℃且1hz时的损耗弹性模量(g”)与储能弹性模量(g’)之比(g”/g’)所定义的损耗正切(tanδ)为1.4以上。

19、[8]上述[1]至[7]中任一项所述的导电性粘接膜，其中，所述热固性树脂(m1)包含马来酰亚胺化合物，所述马来酰亚胺化合物在1分子中具有2单位以上的亚胺基。

20、[9]上述[8]所述的导电性粘接膜，其中，所述马来酰亚胺化合物包含来源于碳数为10以上的脂肪族胺的骨架。

21、[10]上述[1]至[7]中任一项所述的导电性粘接膜，其中，所述热固性树脂(m1)包含环氧树脂，所述环氧树脂具有来源于脂肪族二元醇的缩水甘油醚的分子骨架。

22、[11]上述[8]至[10]中任一项所述的导电性粘接膜，其中，所述热固性树脂(m1)还包含线型酚醛树脂。

23、[12]一种切割芯片接合膜，是将上述[1]至[11]中任一项所述的导电性粘接膜与切割带(dicing tape)进行粘合而形成。

24、发明效果

25、根据本发明，导电性粘接膜包含金属粒子(p)、树脂(m)以及规定的硫醚化合物(a)，所述树脂(m)包含热固性树脂(m1)，所述金属粒子(p)的平均粒径(d50)为20μm以下，且包含10质量％以上在一次粒子的状态下利用投影图观察时的分形维数为1.1以上的第一金属粒子(p1)，从而能提供一种导电性粘接膜以及使用其的切割芯片接合膜，该导电性粘接膜适合用作导电接合材料，并能将无铅化并具有特别优良的导电性、且在接合以及烧结后的耐热性与安装可靠性两方面优良的接合层形成于例如半导体芯片(尤其是功率器件)与引线框的元件承载部上或者绝缘基板的回路电极部之间。