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公開番号2025086076
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-06
出願番号2023199884
出願日2023-11-27
発明の名称金属ペースト、及び接合体の製造方法
出願人株式会社ダイセル,国立大学法人大阪大学
代理人園田・小林弁理士法人
主分類B22F 9/00 20060101AFI20250530BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】狭ピッチ化された場合であっても、電気的及び機械強度的に高い信頼性を有する接合体が効率よく得られる、金属ペースト、及び接合体の製造方法を提供する。
【解決手段】金属粒子及び溶剤を含む金属ペーストであって、25℃においてせん断速度10s^-1で測定したせん断粘度が1～100Pa・sであり、せん断速度0.1s^-1で測定したせん断粘度とせん断速度1s^-1で測定したせん断粘度との比を対数で表示した値(TI値)が0.7～1.0である、金属ペースト。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
金属粒子及び溶剤を含む金属ペーストであって、
２５℃においてせん断速度１０ｓ
－１
で測定したせん断粘度が１～１００Ｐａ・ｓであり、
せん断速度０．１ｓ
－１
で測定したせん断粘度とせん断速度１ｓ
－１
で測定したせん断粘度との比を対数で表示した値（ＴＩ値）が０．７～１．０である、金属ペースト。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記金属粒子が銅粒子である、請求項１に記載の金属ペースト。
【請求項３】
前記溶剤がギ酸及び塩基性化合物を含む、請求項１又は２に記載の金属ペースト。
【請求項４】
基材上に金属ペーストを塗布して、転写膜を準備する工程１と、
金属ピラーを有する第１の被接合体の前記金属ピラーを前記転写膜に接触させて、前記金属ペーストを前記金属ピラーの少なくとも一面に転写する工程２と、
前記金属ピラーに転写された前記金属ペーストを第２の被接合体に接触させる工程３と、
を有する、接合体の製造方法であって、
前記転写膜の表面において、表面粗さＲａが０．１～５μｍであり、且つ表面粗さＲｚが０．５～１０μｍであり、
前記転写膜の厚さ（ｔ）と前記金属ピラーの高さ（ｈ）との比（ｔ／ｈ）が０．４～０．７である、接合体の製造方法。
【請求項５】
前記金属ペーストを介して接する前記第１の被接合体及び第２の被接合体を加熱する工程４、を更に有する、請求項４に記載の接合体の製造方法。
【請求項６】
前記工程２において、前記金属ピラーを前記転写膜に接触させる力が０．６～２．０Ｎである、請求項４又は５に記載の接合体の製造方法。
【請求項７】
前記工程２において、前記金属ピラーを前記転写膜に接触させる時間が５００～２０００ｍｓである、請求項４又は５に記載の接合体の製造方法。
【請求項８】
前記工程２を２～４回行う、請求項４又は５に記載の接合体の製造方法。
【請求項９】
前記金属ペーストが請求項１又は２に記載の金属ペーストである、請求項４又は５に記載の接合体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、金属ペースト、及び接合体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
電子デバイスにおける電気的接合には、一般にはんだ接合が用いられる。特に、半導体チップと半導体パッケージの間の電気的接合には、フリップチップ法が広く用いられている。
【０００３】
近年、チップの高集積化に伴い、金属ピラーを用いたフリップチップ技術も注目されている。このような技術では、例えば、半導体チップ上に金属ピラーを形成し、その金属ピラーの先端を半導体パッケージの電極にはんだ接合して、電極間を接続する（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Jonas Zurcher1他、"Nanoparticle Assembly and Sintering Towards All-Copper Flip Chip Interconnect"、2015 Electronic Components & Technology Conference、2015年、p.1115-1121
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら最近では、チップの小型化、高集積化に伴い、金属ピラー間隔の狭ピッチ化（以下、単に「狭ピッチ化」ということがある。）が進んでおり、電子デバイスにおいて電気的及び機械強度的に高い信頼性を確保することは困難な傾向がある。
【０００６】
特に、狭ピッチ化が進行するほど、金属ピラー間で半田ブリッジが生じ易くなる。半田ブリッジは、電極のショート（電気的な不良）の原因となるため抑制する必要がある。
一方で、半田ブリッジを抑制する観点から、金属ピラーに付着させる金属ペーストの粘度を高くしたり、付着させる量（転写量）を少なくしたりすると、金属ピラーへの金属ペーストの転写不良（転写率の低下）や、電極間の接続不良（電気的及び／又は機械強度的な接続不良）を招来する。
【０００７】
すなわち、狭ピッチ化に伴う、半田ブリッジによる電極ショートの問題と、金属ペーストの転写不良及び電極間の接続不良の問題とは、トレードオフの関係にある。
特に、金属ピラー間隔が例えば４０μｍ以下に狭ピッチ化された場合には、上記のような問題はより顕著であり、電気的及び機械強度的に高い信頼性を有する接合体を、高い製造歩留まりで、効率よく得ることは非常に困難であった。
【０００８】
そのため、狭ピッチ化（金属ピラー間隔が例えば４０μｍ以下）を進める上では、電気的及び機械強度的に高い信頼性を有する接合体が効率よく得られる、金属ペースト、及び接合体の製造方法が求められている。
特に金属ペーストとしては、電気的及び機械強度的に高い信頼性を有する接合体を効率よく得る上で、高い転写率と適度な転写量とを共に実現し得る金属ペーストが求められている。
【０００９】
本開示は、狭ピッチ化された場合であっても、電気的及び機械強度的に高い信頼性を有する接合体が効率よく得られる、金属ペースト、及び接合体の製造方法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】
【００１０】
本開示は以下の態様を含む。
［１］金属粒子及び溶剤を含む金属ペーストであって、
２５℃においてせん断速度１０ｓ
－１
で測定したせん断粘度が１～１００Ｐａ・ｓであり、
せん断速度０．１ｓ
－１
で測定したせん断粘度とせん断速度１ｓ
－１
で測定したせん断粘度との比を対数で表示した値（ＴＩ値）が０．７～１．０である、金属ペースト。
［２］基材上に金属ペーストを塗布して、転写膜を準備する工程１と、
金属ピラーを有する第１の被接合体の前記金属ピラーを前記転写膜に接触させて、前記金属ペーストを前記金属ピラーの少なくとも一面に転写する工程２と、
前記金属ピラーに転写された前記金属ペーストを第２の被接合体に接触させる工程３と、
を有する、接合体の製造方法であって、
前記転写膜の表面において、表面粗さＲａが０．１～５μｍであり、且つ表面粗さＲｚが０．５～１０μｍであり、
前記転写膜の厚さ（ｔ）と前記金属ピラーの高さ（ｈ）との比（ｔ／ｈ）が０．４～０．７である、接合体の製造方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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