[发明专利]连接材料及连接结构体

说明书

本发明提供一种连接材料，其在将两个连接对象部件连接的连接部中，在负载应力时可以抑制裂缝的产生，进一步抑制上述连接部的厚度偏差而确保散热性能，且可以提高连接强度。本发明的连接材料为用于连接两个连接对象部件的连接部的连接材料，所述连接材料包含粒子及含金属原子的粒子，所述粒子用于形成所述连接部并使连接后的所述连接部的厚度为连接前的所述粒子的平均粒径的2倍以下，或者，所述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径，所述粒子具有超过3000N/mm²且20000N/mm²以下的10％K值，所述粒子具有10％以下的粒径CV值。

技术领域

本发明涉及一种形成连接两个连接对象部件的连接部的连接材料。另外，本发明涉及一种使用有上述连接材料的连接结构体。

背景技术

在作为用于反相器等的功率半导体装置之一的非绝缘型半导体装置中，固定半导体元件的部件为半导体装置的电极之一。例如，使用Sn-Pb系带焊锡的材料将功率晶体管搭载于固定部件上的半导体装置中，将两个连接对象部件连接在一起的固定部件(基础材料)为功率晶体管的集电极。

另外，已知有金属粒子的粒径变小至100nm以下的尺寸，构成原子数变少时，相对于粒子的体积的表面积比急剧增大，熔点或烧结温度与堆积状态相比大幅度降低。已知有利用该低温烧成功能，将表面被有机物所包覆的平均粒径100nm以下的金属粒子用作连接材料，通过加热而使有机物分解并使金属粒子彼此烧结而进行连接的方法。在该连接方法中，连接后的金属粒子变化为堆积金属，同时在连接界面可得到基于金属键合的连接，因此，耐热性、连接可靠性和散热性大幅升高。用于进行这种连接的连接材料例如公开于下述的专利文献1。

专利文献1中公开有一种连接材料，其含有选自金属氧化物、金属碳酸盐或羧酸金属盐的粒子中的1种以上的金属粒子前体和作为有机物的还原剂。上述金属粒子前体的平均粒径为1nm以上、50μm以下。在上述连接材料中总质量份中，上述金属粒子前体的含量超过50质量份且为99质量份以下。

下述的专利文献2中公开有一种复合材料，其具有(a)具有熔点的导热性金属、和(b)聚硅氧烷粒子。(b)聚硅氧烷粒子分散于(a)导热性金属中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-178911号公报

专利文献2：日本特开2013-243404号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在连接两个连接对象部件的连接部中，有时在连接时或连接后施加应力。通过该应力，有时在连接对象部件或连接部产生裂缝。以往的连接材料中，难以充分地抑制连接部中的裂缝的产生。

另外，为了有效地发挥散热性能，待由上述连接部连接的两个连接对象部件的间隔优选为均匀。因此，优选上述连接部的厚度的偏差小。就以往的连接材料而言，难以高精度地对两个连接对象部件的间隔进行控制。专利文献2中，聚硅氧烷粒子没有用作间隙控制粒子，作为散热性能而被关注的连接材料的发明没有被公开。

本发明的目的在于，提供一种连接材料，其在连接两个连接对象部件的连接部中，在负载应力时可以抑制裂缝的产生，进一步抑制上述连接部的厚度偏差而确保散热性能，且可以提高连接强度。另外，本发明的目的还在于，提供一种使用有上述连接材料的连接结构体。

用于解决技术问题的技术方案