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公開番号2024149387
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2024019696
出願日2024-02-13
発明の名称焼結接合用シート
出願人日東電工株式会社
代理人弁理士法人藤本パートナーズ
主分類H01L 21/52 20060101AFI20241010BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本発明は、半導体素子に対する焼結接合層の十分な転写性を実現すること、及び、基板における半導体素子の搭載領域に対する焼結接合層を介した半導体素子の十分な仮固定性を実現することを両立できる焼結接合用シートを提供する。
【解決手段】本発明に係る焼結接合用シートは、導電性金属を含有する焼結性粒子と、有機バインダとを含む焼結接合層を有し、前記焼結接合層は、一の被着体に接着される第1接着面と他の被着体に接着される第2接着面とを有し、前記第1接着面についてのナノインデンテーション法による荷重-変位測定における除荷過程で達する最小荷重の値をb1とし、前記第2接着面についてのナノインデンテーション法による荷重-変位測定における除荷過程で達する最小荷重の値をb2としたときに、前記b1は、-100μN≦b1≦-35μNを満たし、前記b2は、-100μN≦b2≦-35μNを満たす。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
導電性金属を含有する焼結性粒子と、有機バインダとを含む焼結接合層を有し、
前記焼結接合層は、一の被着体に接着される第１接着面と他の被着体に接着される第２接着面とを有し、
前記第１接着面についてのナノインデンテーション法による荷重－変位測定における除荷過程で達する最小荷重の値をｂ１とし、前記第２接着面についてのナノインデンテーション法による荷重－変位測定における除荷過程で達する最小荷重の値をｂ２としたときに、
前記ｂ１は、－１００μＮ≦ｂ１≦－３５μＮを満たし、
前記ｂ２は、－１００μＮ≦ｂ２≦－３５μＮを満たす、
焼結接合用シート。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ｂ１は、－１００μＮ≦ｂ１≦－４５μＮを満たし、
前記ｂ２は、－９０μＮ＜ｂ２≦－３９μＮを満たす、
請求項１に記載の焼結接合用シート。
【請求項３】
前記ｂ１及び前記ｂ２は、ｂ１≦ｂ２の関係を満たしている、
請求項１または２に記載の焼結接合用シート。
【請求項４】
前記有機バインダは、第１有機バインダと、該第１有機バインダよりも分子量が小さい第２有機バインダとを含み、
前記焼結接合層における前記第１有機バインダの含有率をＢＣ
１
質量％とし、前記第２有機バインダの含有率をＢＣ
２
質量％としたときに、前記ＢＣ
１
及び前記ＢＣ
２
は、ＢＣ
１
：ＢＣ
２
＝６：４～０．５：９．５の関係を満たしている、
請求項１または２に記載の焼結接合用シート。
【請求項５】
前記焼結接合層における前記焼結性粒子の含有率ＳＣは、８５質量％以上９７質量％以下である、
請求項１または２に記載の焼結接合用シート。
【請求項６】
前記焼結接合層は、第１焼結接合層と、前記第１焼結接合層に積層される第２焼結接合層と、を備え、
前記第１焼結接合層は、前記焼結性粒子と、第１有機バインダ、又は、該第１有機バインダよりも分子量が小さい第２有機バインダの少なくともいずれか一方とを前記有機バインダとして含み、
前記第２焼結接合層は、前記焼結性粒子と、前記第１有機バインダ又は前記第２有機バインダの少なくともいずれか一方とを前記有機バインダとして含み、
前記第１焼結接合層と前記第２焼結接合層とでは、前記第１有機バインダの含有率ＢＣ
１
、前記第２有機バインダの含有率ＢＣ
２
、及び、前記焼結性粒子の含有率ＳＣのうちの少なくとも１つが互いに異なっている、
請求項１または２に記載の焼結接合用シート。
【請求項７】
前記焼結性粒子は、前記導電性金属として、銀、銅、酸化銀、及び、酸化銅からなる群から選択される少なくとも１種を含む、
請求項１または２に記載の焼結接合用シート。
【請求項８】
前記第１接着面に第１はく離シートが貼合され、前記第２接着面に第２はく離シートが貼合されている、
請求項１または２に記載の焼結接合用シート。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結接合用シートに関する。
詳しくは、本発明は、半導体素子の搭載領域を有する基板上に半導体素子を焼結によって接合するための焼結接合層、を有する焼結接合用シートに関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造において、半導体素子の搭載領域を有する基板上に、焼結接合層を用いて半導体素子を取り付けることが知られている（例えば、下記特許文献１）。
また、下記特許文献１には、前記焼結接合層を焼結性粒子と有機バインダとを含む層として構成することが記載されている。
【０００３】
上記のような半導体装置の製造は、例えば、以下の手順にしたがって実施される。
（１）基材と該基材上に積層された粘着剤層とを有するダイシングテープの前記粘着剤層上に半導体ウェハを取り付けた状態とした後、前記粘着剤層に取り付けた状態の前記半導体ウェハをダイシングして複数の半導体素子へと個片化する。
（２）コレットなどの治具を用いて前記ダイシングテープの前記粘着剤層上から一の半導体素子をピックアップした後、焼結接合用シートが備える焼結接合層上に前記一の半導体素子を押し付けて前記焼結接合層の一部を前記一の半導体素子のサイズに相当するサイズに分割する。
そして、前記一の半導体素子との当接面側に存在する有機バインダによって、上記のように分割された前記焼結接合層を前記一の半導体素子に接着させることにより、分割された前記焼結接合層を前記一の半導体素子に転写させる。
（３）前記一の半導体素子との当接面の反対面側に存在する有機バインダによって、分割された前記焼結接合層を転写させた前記一の半導体素子を、複数の半導体素子の搭載領域を有する基板における一の半導体素子の搭載領域に接着させる。
すなわち、前記有機バインダによって前記一の半導体素子を前記基板における一の半導体素子の搭載領域に仮固定させる。
（４）上記（２）及び（３）を複数回実施することにより、前記基板における複数の半導体素子の各搭載領域に、分割された各焼結接合層によって複数の半導体素子のそれぞれを仮固定させることにより、半導体装置の中間製品を得る。
（５）前記半導体装置の中間製品を前記焼結接合層中の前記焼結性粒子どうしが焼結可能となる温度で加熱することにより、前記焼結接合層中において前記焼結性粒子どうしを焼結させるとともに、前記焼結接合層から前記有機バインダの少なくとも一部を消失させることによって、前記複数の半導体素子のそれぞれを前記基板における半導体素子の各搭載領域に接合させる。
なお、本工程を経た後においては、前記複数の半導体素子のそれぞれは、分割された複数の前記焼結接合層中に含まれる焼結性粒子どうしが焼結することによって、前記基板における複数の半導体素子の各搭載領域に固定されるようになる。
すなわち、焼結性粒子どうしが焼結することによって形成された焼結体によって、前記複数の半導体素子のそれぞれは、前記基板における複数の半導体素子の各搭載領域に固定されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１５０１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような半導体装置の製造において、上記（２）及び（４）の工程で分割された前記焼結接合層は、半導体素子に十分に密着された状態で転写されていることが好ましい。
また、上記のような半導体装置の製造において、上記（３）及び（４）の工程で、前記半導体素子が、前記焼結接合層によって前記基板における半導体素子の搭載領域に十分に密着された状態で仮固定されていることが好ましい。
すなわち、上記のような半導体装置の製造において、半導体素子に対する焼結接合層の十分な転写性を実現すること、及び、基板における半導体素子の搭載領域に対する焼結接合層を介した半導体素子の十分な仮固定性を実現することが両立されていることが好ましい。
しかしながら、上記のような半導体装置の製造において、上記２つの特性の実現を両立させることについて、未だ十分な検討がなされているとは言い難い。
【０００６】
そこで、本発明は、半導体素子に対する焼結接合層の十分な転写性を実現すること、及び、基板における半導体素子の搭載領域に対する焼結接合層を介した半導体素子の十分な仮固定性を実現することを両立できる焼結接合用シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らが鋭意検討したところ、焼結接合用シートを、導電性金属を含有する焼結性粒子と、有機バインダとを含む焼結接合層を有するものとし、前記焼結接合層を一の被着体に接着される第１接着面と他の被着体に接着される第２接着面とを有するものとした上で、前記第１接着面についてのナノインデンテーション法による荷重－変位測定における除荷過程で達する最小荷重の値をｂ１とし、前記第２接着面についてのナノインデンテーション法による荷重－変位測定における除荷過程で達する最小荷重の値をｂ２としたときに、前記ｂ１及び前記ｂ２を所定の数値範囲内となるようにすることにより、半導体素子に対する焼結接合層の十分な転写性を実現すること、及び、基板における半導体素子の搭載領域に対する焼結接合層を介した半導体素子の十分な仮固定性を実現することを両立できることを見出した。
そして、本発明を想到するに至った。
【０００８】
即ち、本発明に係る焼結接合用シートは、
導電性金属を含有する焼結性粒子と、有機バインダとを含む焼結接合層を有し、
前記焼結接合層は、一の被着体に接着される第１接着面と他の被着体に接着される第２接着面とを有し、
前記第１接着面についてのナノインデンテーション法による荷重－変位測定における除荷過程で達する最小荷重の値をｂ１とし、前記第２接着面についてのナノインデンテーション法による荷重－変位測定における除荷過程で達する最小荷重の値をｂ２としたときに、
前記ｂ１は、－１００μＮ≦ｂ１≦－３５μＮを満たし、
前記ｂ２は、－１００μＮ≦ｂ２≦－３５μＮを満たす。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体素子に対する焼結接合層の十分な転写性を実現すること、及び、基板における半導体素子の搭載領域に対する焼結接合層を介した半導体素子の十分な仮固定性を実現することを両立できる焼結接合用シートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る焼結接合用シートの構成を示す断面図。
本発明の他の実施形態に係る燒結接合用シートの構成を示す断面図。
コレットによってダイシングテープから第１半導体チップを持ち上げる様子を示す概略断面図。
コレットによってダイシングテープから第２半導体チップを持ち上げる様子を示す概略断面図。
第１半導体チップに本実施形態に係る焼結接合用シートの焼結接合層の一部を転写させる様子を示す概略断面図。
第２半導体チップに本実施形態に係る燒結接合用シートの焼結接合層の一部を転写させる様子を示す概略断面図。
コレットによって焼結接合層の分割体付の第１半導体チップを持ち上げる様子を示す概略断面図。
コレットによって焼結接合層の分割体付の第２半導体チップを持ち上げる様子を示す概略断面図。
焼結接合層の分割体付の第１半導体チップをリードフレーム基板の第１ダイパッドに仮固定する様子を示す概略断面図。
焼結接合層の分割体付の第２半導体チップをリードフレーム基板の第２ダイパッドに仮固定する様子を示す概略断面図。
焼結接合層の分割体を介して、第１ダイパッドに第１半導体チップが仮固定されるとともに第２ダイパッドに第２半導体チップが仮固定されたリードフレーム基板を加熱している様子の一例を示す概略断面図。
焼結接合層の分割体を介して、第１ダイパッドに第１半導体チップが仮固定されるとともに第２ダイパッドに第２半導体チップが仮固定されたリードフレーム基板を加熱している様子の他の例を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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