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公開番号2025153836
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056493
出願日2024-03-29
発明の名称銀粒子、銀粒子組成物、金属接合用組成物、半導体素子、および銀粒子の製造方法
出願人UBE株式会社
代理人弁理士法人きさらぎ国際特許事務所
主分類B22F 1/00 20220101AFI20251002BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】接合強度を向上できる銀粒子、銀粒子組成物、金属接合用組成物、半導体素子、および銀粒子の製造方法を提供する。
【解決手段】平均粒子径が1～12μmの銀粒子であって、銀粒子の平均円形度が、0.65～0.86であり、銀粒子の全量に対する総有機物量が30ppm以下である、銀粒子。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
平均粒子径が１～１２μｍの銀粒子であって、
前記銀粒子の平均円形度が、０．６５～０．８６であり、
前記銀粒子の全量に対する総有機物量が３０ｐｐｍ以下である、銀粒子。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記銀粒子の平均包絡度が、０．７５～０．９９である、請求項１に記載の銀粒子。
【請求項３】
前記銀粒子の比表面積が、０．４～３．０ｍ
２
／ｇである、請求項１または２に記載の銀粒子。
【請求項４】
前記銀粒子の表面が、銀の被覆層を有する、請求項１または２に記載の銀粒子。
【請求項５】
請求項１または２に記載の銀粒子と、有機溶剤とを含む、銀粒子組成物。
【請求項６】
請求項５に記載の銀粒子組成物を含む、金属接合用組成物。
【請求項７】
請求項６に記載の金属接合用組成物を用いて作製された半導体素子。
【請求項８】
銀元素を含有する金属化合物を含む溶液と、還元剤を含む溶液とをマイクロミキサで混合して第１溶液を得る第１工程と、
前記第１溶液と、平均粒子径が１～１２μｍである少なくとも１種類の金属元素を含有するマイクロ粒子を含む第２溶液とを混合する第２工程とを含む、銀粒子の製造方法。
【請求項９】
前記還元剤が、ヒドラジンである、請求項８に記載の銀粒子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、銀粒子、銀粒子組成物、金属接合用組成物、半導体素子、および銀粒子の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の高効率化・高性能化に伴い、従来よりも半導体素子の発熱量が増加した製品や駆動温度が上昇した製品が開発されている。また、半導体素子を接合する接合材について、高温下での実用性や放熱性の向上が求められている。接合材の候補としては、従来から使用されている、はんだおよび銀ペーストが挙げられるが、高温動作により適合したものが切望されている。
【０００３】
特許文献１では、金属及び不可避不純物からなる０．６～１０μｍの範囲内の平均結晶子径を有するマイクロ粒子と、前記マイクロ粒子の表面に付着しており、３～１００ｎｍの平均粒子径を有するナノ粒子とを含み、１．２～２０００ｃｍ
－１
の比表面積を有する複合粒子が開示されている。特許文献１によれば、低温焼結が可能であり、大きな伸びを示す焼結体を形成することができる複合粒子が得られるとされている。
【０００４】
特許文献２では、銀粉と、前記銀粉よりも小さい一次粒子からなる銀層とを有する銀粒子のタップ密度が４．０～７．０ｇ／ｃｍ
３
であり、かつＢＥＴ法により求めた比表面積が０．５～１．５ｍ
２
／ｇを有する銀粒子が開示されている。特許文献２によれば、銀粒子を含むペースト組成物は低粘度で分散性に優れ、ペースト組成物の硬化物は、熱伝導率が高く、反りが少ない。また、上記ペースト組成物を用いて得られた半導体パッケージは、いずれも冷熱サイクル試験後にチップの剥離が見られず、優れた接着性を有するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１１００１３号公報
特開２０２３－１０６４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び特許文献２では、粒子の安定性の観点から有機保護化合物が添加されており、焼結過程で有機保護化合物から分解物が発生して半導体材料が汚染されること、焼結温度への影響や接合強度が低下すること等が懸念される。
【０００７】
そこで本開示では、有機保護化合物からの分解物の生成が抑制され、接合強度を向上できる銀粒子、銀粒子組成物、金属接合用組成物、半導体素子、および銀粒子の製造方法を提供することを目的とする。また、低温焼結が可能な銀粒子、銀粒子組成物、金属接合用組成物、半導体素子、および銀粒子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記の目的を達成すべく種々検討した結果、有機保護化合物などの保護材の使用量を低減し、銀粒子の表面形状を制御することで、接合強度の向上が可能な銀粒子、銀粒子組成物、金属接合用組成物、半導体素子、および銀粒子の製造方法を見出して本開示を完成した。すなわち、本開示は以下の事項に関する。
【０００９】
［１］平均粒子径が１～１２μｍの銀粒子であって、
前記銀粒子の平均円形度が、０．６５～０．８６であり、
前記銀粒子の全量に対する総有機物量が３０ｐｐｍ以下である、銀粒子。
［２］前記銀粒子の平均包絡度が、０．７５～０．９９である、［１］に記載の銀粒子。
［３］前記銀粒子の比表面積が、０．４～３．０ｍ
２
／ｇである、［１］または［２］に記載の銀粒子。
［４］前記銀粒子の表面が、銀の被覆層を有する、［１］～［３］のいずれか一項に記載の銀粒子。
［５］［１］～［４］のいずれか一項に記載の銀粒子と、有機溶剤とを含む、銀粒子組成物。
［６］［５］に記載の銀粒子組成物を含む、金属接合用組成物。
［７］［６］に記載の金属接合用組成物を用いて作製された半導体素子。
［８］銀元素を含有する金属化合物を含む溶液と、還元剤を含む溶液とをマイクロミキサで混合して第１溶液を得る第１工程と、
前記第１溶液と、平均粒子径が１～１２μｍである少なくとも１種類の金属元素を含有するマイクロ粒子を含む第２溶液とを混合する第２工程とを含む、銀粒子の製造方法。
［９］前記還元剤が、ヒドラジンである、［８］に記載の銀粒子の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
接合強度を向上できる銀粒子、銀粒子組成物、金属接合用組成物、半導体素子、および銀粒子の製造方法の提供が可能となる。また、低温焼結ができる銀粒子、銀粒子組成物、金属接合用組成物、半導体素子、および銀粒子の製造方法の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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