[发明专利]导热性粘合用片、导热性粘合用片制造方法和半导体装置

说明书

本发明的导热性粘合用片，其是将含有(A)银粒子、(B)热固化性树脂、(C)粘结剂树脂的树脂组合物成型为片状而成的导热性粘合用片，其特征在于，所述(A)银粒子，是含平均粒径10～100nm的一次粒子的粒子凝集而成的二次粒子。

技术领域

本发明涉及一种导热性粘合用片、导热性粘合用片制造方法和半导体装置。

背景技术

近年来，随着对环境问题的认识提高，电力用半导体装置不仅广泛用于一般工业用途、电气铁路用途，还广泛用于车载用途。尤其是，由于车载用部件在被限制的容许尺寸中的各部件小且轻，与车辆的性能直接相关，因此，尺寸的缩小化对于电力用半导体装置也成为非常重要的课题。这样的半导体装置，例如，将电力用半导体元件经由耐热性高的高铅焊料安装到DBC(Direct Bonded Copper：注册商标)基板的芯片焊盘(Die Pad)上。但是，限制了含铅有害物质的使用，且要求无铅化。

作为除高铅焊料以外的高耐热的无铅接合材料，研究了使用将纳米级的银填料在熔点以下的温度下接合的烧结型银膏的接合方法(例如，参照专利文献1)。烧结型银膏具有高导热性，且对处理大电流的电力用半导体元件的接合有效。但是，从半导体装置的小型化、薄型化的观点出发，也期望接合材料成为薄层的片材。

由于焊料的导热率通常为30W/m·K，因此需要代替焊料的具有高导热性的片材，并提供这样的片材(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/151136号。

专利文献2：日本特表2016-536467号公报。

发明内容

但是，市场很少有具有高导热性的片材。这是由于，当片材表达出与焊料材料同等的导热性时，其有时反而使冷热循环试验等的可靠性特性恶化，因此，上述专利文献2所记载的片材也存在改善的空间。此外，为了表达出高导热特性，并且烧结片中所包含的粒子，需要使烧结温度为250℃以上。但是，考虑到与有机基板相对应、铜基板的氧化、周边构件的耐热性，需要更低温(200℃以下)下的烧结。

此外，含纳米尺寸的银粒子的片材，虽然低温烧结性优异，但临时粘合性成为问题，含微米尺寸的银粒子的片材，片特性存在课题。此外，使用银粒子表达出导热性需要降低树脂成分的粘度，虽然片材的粘性成为问题，但当片材的粘性调整到不成为问题的程度下的粘度时，临时粘合性降低。

本发明是鉴于上述实情而完成的，提供一种高导热性粘合用片，其临时粘合性和片特性优异，即使在低温烧结条件下导热性也高，且能够获得可靠性优异的半导体装置。另外，提供一种半导体装置，其中，其由该高导热性粘合用片接合半导体元件而成。

本发明人，为解决上述课题而潜心研究的结果，发现了通过下述发明来解决上述课题。

即，本申请发明如下。

[1]一种导热性粘合用片，其是将含有(A)银粒子、(B)热固化性树脂、(C)粘结剂树脂的树脂组合物成型为片状而成的导热性粘合用片，其特征在于，所述(A)银粒子是由含有平均粒径10～100nm的一次粒子的粒子凝集而成的二次粒子。

[2]如上述[1]所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子在150℃～300℃之间的热膨胀系数为正值。

[3]如上述[1]或[2]所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子的振实密度为4.0～7.0g/cm³。

[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的导热性粘合用片，其中，所述(A)银粒子的由BET法求出的比表面积为0.5～1.5m²/g。