特許ウォッチ

公開番号2025164575
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024068633
出願日2024-04-19
発明の名称転写型シート状接合材
出願人大陽日酸株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B22F 7/08 20060101AFI20251023BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】(I)銅粒子の焼結が進行しない緩やかな転写条件下であっても優れた転写性が得られ、かつ、(II)250℃以下の低温接合であっても十分な接合強度を安定して確保できる、転写型シート状接合材を提供する。
【解決手段】銅粒子、還元剤、樹脂、及び溶媒を含むペーストを樹脂基板上に塗布、乾燥してなるペースト乾燥膜であり、0.5質量%以上2.0質量%以下の溶媒含液率を有することを特徴とする転写型シート状接合材。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
銅粒子、還元剤、樹脂、及び溶媒を含むペーストを樹脂基板上に塗布、乾燥してなるペースト乾燥膜であり、
０．５質量％以上２．０質量％以下の溶媒含液率を有することを特徴とする転写型シート状接合材。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
前記還元剤がトリエタノールアミンからなる、請求項１に記載の転写型シート状接合材。
【請求項３】
前記還元剤の含有量が、銅粒子１００質量部に対して３質量部以上９質量部以下である、請求項１又は２に記載の転写型シート状接合材。
【請求項４】
前記銅粒子の平均粒子径が７０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載の転写型シート状接合材。
【請求項５】
前記樹脂がアクリル樹脂からなる、請求項１又は２に記載の転写型シート状接合材。
【請求項６】
前記樹脂の含有量が、銅粒子１００質量部に対して１質量部以上５質量部以下である、請求項１又は２に記載の転写型シート状接合材。
【請求項７】
前記銅粒子は、表層の少なくとも一部が亜酸化銅及び炭酸銅を含む被膜であり、炭素濃度が０．０３質量％以上０．３０質量％以下であり、酸素濃度が０．５質量％以上３．０質量％以下である、請求項１又は２に記載の転写型シート状接合材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写型シート状接合材に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の接合材として、半田の材料が広く用いられていた。しかしながら、半田の材料は、耐熱性に乏しいという問題があった。そのため、例えば、１５０℃以上の高温での使用が見込まれるＳｉＣ素子を用いたパワーデバイスでは、接合材として半田の材料の使用が困難であった。
【０００３】
そこで、焼結型接合材として、銀粒子を用いた接合材が提案されている。また、コストやイオンマイグレーションの観点で銅粒子が期待され、銅粒子を用いた転写型シート状接合材の開発が進められている。
【０００４】
転写型シート状接合材は、銅粒子、還元剤、樹脂、及び溶媒を少なくとも含むペーストを、離型ＰＥＴフィルム等の樹脂基板上に塗布し、乾燥させて形成される。転写型シート状接合材による２つの部材（第１部材及び第２部材）の接合は、以下のようにして行う。まず、所定の転写条件でシート状接合材を第１部材に転写した後、樹脂基板を剥離する。次いで、第１部材上に転写したシート状接合材を第２部材と接触させて、所定の接合条件でシート状接合材を介して第１部材と第２部材とを接合する。
【０００５】
特許文献１には、キャッピング剤としてのトリエタノールアミンで表面がコーティングされた銅粒子（Ｄ１０；１００ｎｍ以上、Ｄ９０；２０００ｎｍ以下）と、活性剤としてのジカルボン酸と、分散剤と、結合剤としてのエポキシメタクリレートウレタンと、有機溶媒としてのテルピネオールと、を含むペーストをＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥させて得たシート状接合材が記載されている。特許文献１では、このシート状接合材を、転写温度２００～２２５℃、加圧力５ＭＰａ、転写時間１～１０秒の転写条件で、Ａｕメッキされたシリコンダイに転写できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２０２１－５２９２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、転写温度が２００℃以上であるため、転写時に銅が焼結して、銅粒子の表面活性が損なわれるため、その後の接合時における銅の焼結及び被接合材への原子拡散を損なう場合があり、焼結性や原子拡散（接合性）が不安定になりがちな課題がある。銅粒子の焼結が進行しない緩やかな転写条件下で転写を行うと、シート状接合材を被転写材の全面に転写できない、又は、樹脂基板上にペースト乾燥膜（転写型シート状接合材）の残渣が残ってしまうといった問題がある。
【０００８】
また、特許文献１のシート状接合材では、接合温度２５０℃以下での低温接合時に十分な接合強度を安定して確保することが難しいとの課題もある。すなわち、特許文献１のシート状接合材では、接合後の接合サンプルのせん断強度にばらつきが生じる場合があることが判明した。せん断強度にばらつきが生じると、パワーモジュール性能のばらつき要因となり、実用上問題がある。
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、（Ｉ）銅粒子の焼結が進行しない緩やかな転写条件下であっても優れた転写性が得られ、かつ、（ＩＩ）２５０℃以下の低温接合であっても十分な接合強度を安定して確保できる、転写型シート状接合材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】
【００１０】
上記課題を解決すべく、本発明者らが鋭意検討したところ、銅粒子、還元剤、樹脂、及び溶媒を含むペーストを樹脂基板上に塗布、乾燥してなるペースト乾燥膜である転写型シート状接合材において、当該転写型シート状接合材の溶媒含液率を最適化することにより、上記（Ｉ）及び（ＩＩ）の課題を解決することができるとの知見を得た。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許