[发明专利]接合用浆料及半导体元件与基板的接合方法

说明书

技术领域

本发明涉及接合用浆料以及使用该接合用浆料接合半导体元件与基板的方法。本发明特别适用于接合如LED元件等不希望长时间加热的半导体元件。

背景技术

近年，为了提高LED的亮度，LED要求的输出功率提高。作为伴随该LED的高输出功率化的热产生的对策，通常对LED元件与基板的接合进行使用含有20质量％的Sn的Au-Sn共晶合金(以下称为“Au20Sn”)焊料浆料的金属扩散接合(专利文献1、专利文献2)。Au20Sn具有约280℃的高熔点。另外，对于热敏电阻、热电元件或帕尔贴元件用半导体与基板的接合，SAW装置或石英振子等封装的盖密封等使用Au20Sn焊料浆料。

使用该Au20Sn焊料浆料，用回流炉等加热时，要求温度提高至比熔点280℃高的300～310℃。在此，作为LED元件，存在耐热温度为330℃左右的LED元件，从对LED元件的热损伤观点来看，为了接合LED元件而提高温度至300～310℃还谈不上优选。进而，若加热至上述温度，则因LED元件、Au-Sn合金焊料及基板的热膨胀系数差而产生的应力变大。此外，焊剂残渣增加，产生需要更仔细的洗涤工序的问题。另外，对于热敏电阻、热电元件或帕尔贴元件与基板的接合，SAW装置或石英振子等封装的盖密封等使用Au20Sn焊料浆料时，因热膨胀系数差而产生的应力也会变大。此外，焊剂残渣增加，同样产生需要更仔细的洗净工序的问题。而且，为了接合热敏电阻与基板而使用Au20Sn焊料浆料时，也存在热敏电阻的电阻值发生变化的问题。因此，需要与Au20Sn焊料浆料相比熔点或液相线温度为低温的接合材料。

专利文献1：日本特开2007-67145号公报

专利文献2：日本特开2007-61857号公报

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供相比Au-Sn合金焊料在低温度下可接合的接合用浆料、以及使用该接合用浆料接合半导体元件与基板的方法。

以下示出了本发明的接合用浆料以及使用该接合用浆料接合半导体元件与基板的方法的方案。

〔1〕一种接合用浆料，其中，含有(A)平均粒径为100nm以下的金属纳米粒子、(B)沸点为50～100℃的溶剂和(C)沸点为150～200℃的溶剂，相对于所述(B)组分和所述(C)组分的总计100质量份，所述(B)组分的含量为10～30质量份。

〔2〕根据上述〔1〕所述的接合用浆料，所述(A)组分的粒径变动系数为50～65％。

〔3〕根据上述〔1〕或〔2〕所述的接合用浆料，所述(A)组分的金属纳米粒子相对于所述金属纳米粒子100质量份含有75质量份以上的Ag。

〔4〕根据上述〔1〕～〔3〕中任意一项所述的接合用浆料，相对于所述接合用浆料100质量份，所述(A)组分的含量为60～95质量份。

〔5〕根据上述〔1〕～〔4〕中任意一项所述的接合用浆料，所述(B)组分为选自丙酮、甲乙酮、异丙醇和乙酸乙酯中的一种以上。

〔6〕根据上述〔1〕～〔5〕中任意一项所述的接合用浆料，所述(C)组分为选自2-丁氧基乙醇、甲基甲氧基丁醇、环己酮、乙二醇乙醚乙酸酯、甲氧基乙酸和双丙酮醇中的一种以上。

〔7〕根据上述〔1〕～〔6〕中任意一项所述的接合用浆料，用于接合半导体元件与基板。

〔8〕一种半导体元件与基板的接合方法，其中，具有：在基板上涂布上述〔1〕～〔7〕中任意一项所述的接合用浆料，使所述接合用浆料干燥的工序；和在所述干燥后的接合用浆料上设置半导体元件，进行加热的工序。

〔9〕根据上述〔8〕所述的半导体元件与基板的接合方法，在所述加热工序，在大气中或惰性气体气氛中以180～280℃的温度加热5～60分钟。

〔10〕根据上述〔8〕或〔9〕所述的半导体元件与基板的接合方法，所述半导体元件为LED元件。

根据上述〔1〕的方案，可在200℃左右的低温度下接合，在接合部能抑制产生孔隙。而且，可得到良好的涂布性。因此，上述〔1〕的方案中的接合用浆料对于如LED元件等不希望在高温度下进行长时间加热的半导体元件与基板的接合非常有用。

此外，根据上述〔5〕的方案，可在200℃左右的低温度下接合。因此，可得到能抑制接合部产生孔隙的半导体元件与基板的接合体。

附图说明

图1为说明本实施方式的半导体元件与基板的接合方法的截面示意图。

符号说明

1基板

2接合用浆料