[发明专利]半导体元件接合用贵金属糊料

说明书

技术领域

本发明涉及适合于基板与半导体元件的接合的贵金属糊料。

背景技术

半导体元件对基板的小片接合等各种构件的接合广泛采用钎料，一般采用作为无钎剂的钎料的AuSn类钎料。使用钎料接合各种构件的情况下，已知在配置介以钎料接合的一对构件后加热至钎料熔融的熔点以上(约300℃以上)的温度使钎料熔接的方法。然而，如果加热至这样的高温，由于接合后构件所承受的热应力，半导体元件等构件可能会产生电特性变化的问题。

基于这些原因，希望有可通过尽可能低温的加热接合构件的材料代替钎料，作为所述材料，例如专利文献1中记载有包含银粉和环氧树脂且可在100～200℃的较低温度下接合的银糊料。此外，本发明人在专利文献2中提供了包含具有规定的纯度及粒径的金粉和有机溶剂的金糊料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2004-359830号公报

专利文献2:日本专利特开2007-324523号公报

发明的概要

发明所要解决的技术问题

然而，如上述专利文献1的包含树脂的糊料存在接合时的加热中树脂未完全分解而残留于接合后的构件的情况。因此，对于半导体芯片等构件，残存的树脂可能会导致污染，有时会影响半导体性能等。在这方面，专利文献2的糊料可以采用不含树脂的构成，但该情况下存在糊料涂布时贵金属粒子的凝集相对容易进行的倾向，有机溶剂可能会从涂布的糊料渗出，难以均匀涂布。此外，对于像专利文献2那样包含有机溶剂的糊料，加热涂布后的糊料使金烧结时，由于有机溶剂的挥发等，烧结体可能会产生空洞。

于是，本发明的目的在于提供接合后不会产生构件污染，对于接合构件可均匀涂布，且贵金属通过接合时的加热烧结后的烧结体的状态也良好的贵金属糊料。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明人为了解决上述课题而对在不使用可能会导致接合后的污染的各种树脂等的情况下可对接合构件均匀涂布的贵金属糊料进行了研究。结果想到了如下的本发明的贵金属糊料。

即，本发明涉及半导体元件接合用贵金属糊料，该糊料由贵金属粉末和有机溶剂构成，贵金属粉末的纯度在99.9质量％以上，平均粒径为0.1～0.5μm，有机溶剂的沸点为200～350℃，贵金属糊料的由通过旋转粘度计得到的23℃的剪切速率4/s的粘度相对于剪切速率40/s的粘度的测定值算出的触变性指数(TI)值在6.0以上。本发明的贵金属糊料不含可能会导致接合构件的污染的各种树脂，对于接合构件，浸润性良好，可均匀涂布。此外，如果采用本发明的贵金属糊料，则可维持涂布后的贵金属粒子的分散性均匀，接合时的加热中可均匀地释放出有机类成分的挥发、分解所产生的释放气体，能够抑制空洞的产生。

在这里，对本发明的糊料中规定的“TI(触变性指数)值”进行说明。贵金属等的糊料一般存在测定时粘度随着对糊料施加的剪切速度的增大而降低的倾向。在这样的背景下，TI值使用通过剪切速度不同的2种旋转速度测定的粘度值作为两者的粘度比算出。因此，TI值为表示对应于剪切速度的粘度变化的值，即表示触变性的高低的指标。

本发明的贵金属糊料的TI值在6.0以上，触变性适度较高。因此，除了可在涂布糊料时维持成形性之外，可使基于接合时的加热的贵金属烧结均匀地进行，能够使烧结后的烧结体呈致密的状态。因为这些优点，本发明的贵金属糊料特别适合进行大面积涂布的小片接合。如果TI值低于6.0，则将贵金属糊料涂布于接合构件时溶剂可能会渗出。此外，作为TI的上限值，较好是在20以下。如果超过20，则存在贵金属糊料涂布前的混炼中操作困难的倾向。

此外，对于作为算出TI值的前提的剪切速率4/s时的粘度，较好是100～1000Pa·s。如果低于100Pa·s，则存在贵金属粉末沉降而容易与溶剂分离的倾向；如果超过1000Pa·s，则处理性容易下降。以下，对本发明的贵金属糊料进行详细说明。