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DE112017006118T5 - Elektrisch leitendes Bindematerial und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung - Google Patents

Elektrisch leitendes Bindematerial und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung Download PDF

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DE112017006118T5
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silver
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electrically conductive
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porosity
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Rikia Furusho
Shintaroh Abe
Takeshi Kondo
Teruki TANAKA
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Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
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Abstract

Diese Erfindung gibt ein elektrisch leitendes Bindematerial mit einer hohen Bindefestigkeit und hohen thermischen Leitfähigkeit an, das in der Lage ist, eine Bindeschicht zu bilden, wobei eine sehr geringe Porosität bei niedrigem Druck erhalten wird. Diese Erfindung betrifft ein elektrisch leitendes Bindematerial, das einen Chip und eine Klebefläche unter Druck bindet, wobei das elektrisch leitende Bindematerial Silber-Teilchen, Silber-Verbindungsteilchen und ein Dispergiermittel enthält, worin die Silber-Teilchen und die Silber-Verbindungsteilchen in einem Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:30 vorhanden sind, und das elektrisch leitende Bindematerial eine Porosität von 15 % oder weniger ergibt, nachdem der Chip und die Klebefläche unter einer Luftatmosphäre bei einem Druck von 10 MPa und 280°C für 5 Minuten Druck-gebunden sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch leitendes Bindematerial und ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung unter Verwendung des elektrisch leitenden Bindematerials.
  • Hintergrund
  • In einer Halbleiter-Vorrichtung wird ein Bindematerial mit Leitfähigkeit als ein Düsen-Befestigungsmaterial zum Binden von Halbleiter-Chips verwendet. Silberpulver werden allgemein für elektrisch leitende Bindematerialien aufgrund der hohen elektrischen Leitfähigkeit und Antioxidationseigenschaft davon verwendet, und es gibt viele Berichte bezüglich der Adhäsive, die Silberpulver und pastöse Bindematerialien enthalten, die durch Sintern gebunden sind.
  • Beispielsweise berichtet Patentdokument 1 über eine elektrisch leitende Paste, die Silber, Silberoxid und eine organische Verbindung mit einer Eigenschaft, daß das Silberoxid reduziert werden kann, enthält, zum Reduzieren des Kontaktwiderstandes zwischen den feinen Silber-Teilchen.
  • Zusätzlich offenbart Patentdokument 2 ein elektrisch leitendes Bindematerial in einer Gesamtmenge von 99,0 bis 100 Gew.%, das Silber-Teilchen, Silberoxid-Teilchen und ein Dispergiermittel enthält, das einen organischen Stoff mit 30 oder weniger Kohlenstoffatomen enthält. Das Metall-binden kann bei einer niedrigeren Temperatur für einen gebundenen Bereich durchgeführt werden, indem Silberpulver und Silberoxid-Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 100 µm als elektrisch leitendes Bindematerial verwendet werden.
  • Zitierte Druckschriften
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: JP-A-2005-267900
    • Patentdokument 2: JP-A-2010-257880
  • Offenbarung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Die elektrisch leitende Paste, die im Patentdokument 1 beschrieben ist, reagiert heftig mit der organischen Verbindung mit einer Reduktionseigenschaft, und Zersetzungsgas aus der organischen Verbindung und Sauerstoffgas, das von der Reduktion der Silber-Verbindung resultiert, werden in einer großen Menge erzeugt. Daher werden irreguläre Löcher in der erhaltenen elektrisch leitenden Paste gebildet, was zu einem Spannungs-Konzentrationspunkt wird, so daß die elektrisch leitende Paste leicht bricht, und daher gibt es eine Gefahr bei der Handhabung.
  • Zusätzlich wird das elektrisch leitende Bindematerial, das im Patentdokument 2 beschrieben ist, ohne Druck gebunden, so daß die Porosität zwischen porösen Schichten nach dem Binden hoch ist. Daher tritt ein Übersintern bei einem Altern bei hoher Temperatur bei 200°C oder mehr auf, die Bindeschicht wird als dünn angesehen und die Wärmeresistenz ist unzureichend.
  • Es gibt ein Verfahren zur Verminderung der Porosität der Bindeschicht mit einem sehr hohen Druck, um die Porosität zu erniedrigen, aber in diesem Fall ist der Druck 30 MPa oder mehr, und das Element kann beschädigt werden.
  • Demzufolge ist ein Ziel dieser Erfindung, ein elektrisch leitendes Bindematerial mit hoher Bindestärke und hoher thermischer Leitfähigkeit anzugeben, das in der Lage ist, eine Bindeschicht mit einer sehr geringen Porosität unter geringem Druck zu bilden.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Als Ergebnisse von Studien zum Erreichen des obigen Ziels haben diese Erfinder festgestellt, daß das obige Problem gelöst werden kann durch ein elektrisch leitendes Bindematerial zum Binden eines Chips und einer Klebefläche unter Druck, wobei das elektrisch leitende Bindematerial Silber-Teilchen und Silber-Verbindungsteilchen in einem spezifischen Gewichtsverhältnisbereich enthält und aus dem eine Bindeschicht mit sehr geringer Porosität unter einem niedrigeren Druck als bei einem konventionellen Verfahren unter Druck gebildet werden kann. Somit wird diese Erfindung vollendet.
  • Diese Erfindung ist wie folgt.
    • [1] Elektrisch leitendes Bindematerial zum Binden eines Chips und einer Klebefläche unter Druck, wobei das elektrisch leitende Bindematerial enthält:
      • Silber-Teilchen,
      • Silber-Verbindungsteilchen und
      • ein Dispergiermittel, worin
      • die Silber-Verbindungsteilchen Verbindungsteilchen sind, die sich in zumindest Silber und eine oxidierende Substanz durch Erwärmen zersetzen,
      • die Silber-Teilchen und die Silber-Verbindungsteilchen in einem Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:30 vorhanden sind und
      • das elektrisch leitende Bindematerial eine Porosität von 15 % oder weniger ergibt, nachdem der Chip und die Klebefläche einem Druck-Binden unter einer Luftatmosphäre mit einem Druck von 10 MPa und 280°C 5 Minuten lang unterworfen sind.
    • [2] Elektrisch leitendes Bindematerial gemäß [1], worin die Porosität 5 % oder weniger ist.
    • [3] Elektrisch leitendes Bindematerial gemäß [1] oder [2], worin die Silber-Teilchen sphärische Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 30 µm und einer Klopfdichte von 3 g/cm3 oder mehr oder Schuppen-förmige Teilchen mit einem Längenverhältnis von 1,0 bis 100, einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 µm und einer Klopfdichte von 3 g/cm3 oder mehr sind.
    • [4] Elektrisch leitendes Bindematerial nach einem von [1] bis [3], worin die Silber-Verbindungsteilchen und das Dispergiermittel in einem Gewichtsverhältnis von 100:0,5 bis 100:50 vorhanden sind.
    • [5] Elektrisch leitendes Bindematerial nach einem von [1] bis [4], weiterhin enthaltend ein Lösungsmittel.
    • [6] Elektrisch leitendes Bindematerial gemäß einem von [1] bis [5], worin das Dispergiermittel zumindest eine Verbindung ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Carbonsäuren und Aminen.
    • [7] Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung, wobei das Verfahren enthält:
      • einen Schritt zum Binden eines Chips und einer Klebefläche über ein elektrisch leitendes Bindematerial, worin
      • das elektrisch leitende Bindematerial Silber-Teilchen, Silber-Verbindungsteilchen und ein Dispergiermittel enthält, wobei die Silber-Teilchen und die Silber-Verbindungsteilchen in einem Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:30 vorhanden sind,
      • worin im Bindeschritt eine Druckbehandlung bei 4 bis 30 MPa und 200 bis 350°C für 1 bis 30 Minuten durchgeführt wird, und
      • das elektrisch leitende Bindematerial eine Porosität von 10 % oder weniger nach dem Bindeschritt ergibt.
  • Wirkung der Erfindung
  • Nach Sintern des elektrisch leitenden Bindematerials dieser Erfindung unter Wärme und Druck ergibt die Bindeschicht die geringe Porosität und ist eher eine Masse (Metall-gebundener Körper). Daher können eine hohe Bindefestigkeit und eine hohe thermische Leitfähigkeit in dem elektrisch leitenden Bindematerial erzielt werden. Auf der Basis der hohen thermischen Leitfähigkeit ist das elektrisch leitende Bindematerial dieser Erfindung ausgezeichnet bezüglich der Wärmeableiteigenschaft.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Darstellung eines SEM-Photos, nachdem das elektrisch leitende Bindematerial von Beispiel 1 einer Druckbindung unter einem Luft-Atmosphärendruck von 10 MPa 5 Minuten bei 280°C unterworfen wurde.
  • 2 ist eine Darstellung eines SEM-Photos, nachdem das elektrisch leitende Bindematerial von Vergleichsbeispiel 1 einer Druckbindung unter einem Luft-Atmosphärendruck von 10 MPa 5 Minuten bei 280°C unterworfen wurde.
  • Ausführungsbeispiele zur Durchführung der Erfindung
  • Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele zur Durchführung dieser Erfindung beschrieben. Jedoch ist diese Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsbeispiele beschränkt und sie können willkürlich modifiziert und implementiert werden, ohne vom Ziel dieser Erfindung abzuweichen. In dieser Beschreibung wird „-“ („bis“), was einen numerischen Bereich anzeigt, verwendet, um die numerischen Werte, die vor und nach dem numerischen Bereich als obere bzw. untere Grenze beschrieben sind.
  • <Elektrisch leitendes Bindematerial>
  • Das elektrisch leitende Bindematerial dieser Erfindung zum Binden eines Chips und einer Klebefläche unter Druck enthält Silber-Teilchen, Silber-Verbindungsteilchen und ein Dispergiermittel, worin die Silber-Teilchen und die Silber-Verbindungsteilchen in einem Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:30 vorhanden sind, und das elektrisch leitende Bindematerial ergibt eine Porosität von 15 % oder weniger, nachdem der Chip und die Klebefläche in einer Luftatmosphäre mit einem Druck von 10 MPa und 280°C 5 Minuten Druck-gebunden sind.
  • (Silber-Teilchen und Silber-Verbindungsteilchen)
  • Die Silber-Teilchen in dieser Erfindung haben sowohl elektrische Leitfähigkeit als auch Bindeeigenschaft. Obwohl der Schmelzpunkt von Silber etwa 960°C ist, kann das Sintern bei einer niedrigen Temperatur 200 bis 300°C durchgeführt werden, indem die Silber-Verbindungsteilchen und das Dispergiermittel kombiniert werden, und die Klebefläche kann durch Metallbinden an einer Grenzfläche der Klebefläche gebunden werden.
  • Die Form der Silber-Teilchen ist nicht besonders beschränkt. Es ist bevorzugt, daß die Silber-Teilchen sphärische Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1-30 µm und einer Klopfdichte 3 g/cm3 oder mehr oder Schuppen-förmige Teilchen mit einem Längenverhältnis von 1,0-100, einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1-10 µm und einer Klopfdichte von 3 g/cm3 sind.
  • Wenn die Silber-Teilchen sphärisch sind, ist ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser von 30 µm oder weniger bevorzugt, weil das Dispergiermittel, das die Silberteilchen bedeckt, leicht zu entfernen ist und die Sinterfähigkeit verstärkt wird. Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser weniger als 0,1 µm ist, können die Produktivität und die Kosten nachteilig sein, und dies ist ungeeignet für große Chips mit einer großen Schrumpfung während des Sinterns. Wenn die Silber-Teilchen sphärisch sind, ist der durchschnittliche Teilchendurchmesser mehr bevorzugt 0,3-10 µm. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser bedeutet den Teilchendurchmesser des Volumen-integrierten 50%igen Durchmessers D50, gemessen durch Laserbeugung.
  • Die Klopfdichte der sphärischen Silber-Teilchen ist bevorzugt 3 g/cm3 oder mehr im Hinblick auf die Erniedrigung der Porosität vor dem Erwärmen, und die Klopfdichte der sphärischen Silber-Teilchen ist mehr bevorzugt 4,5 g/cm3 oder mehr. Zusätzlich ist die obere Grenze der Klopfdichte im allgemeinen 8 g/cm3 oder weniger. Die Klopfdichte bedeutet eine Dichte, wenn die Silber-Teilchen in einem Behälter angeordnet und 500-mal geklopft (verdichtet) werden.
  • Die sphärische Form der Silber-Teilchen ist nicht auf eine wahre sphärische Form beschränkt und kann eine leicht verzerrte sphärische Form sein, wenn akute Projektionen nicht enthalten sind. Beispielsweise kann eine Ellipsoid-Form oder eine Polyeder-Form sogar in einer sphärischen Form enthalten sein, solange diese eng bei einer sphärischen Form liegen. Es kann bestimmt werden, daß die Teilchen sphärisch sind, solange das Längenverhältnis davon, gemessen durch Abtast-Elektronenmikroskop-Beobachtung, 0,95-1,05 ist.
  • Wenn die Silber-Teilchen Schuppen-förmig sind, sind ein Längenverhältnis von 1,0-100, ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser von 0,1-10 µm und eine Klopfdichte von 3 g/cm3 oder mehr bevorzugt im Hinblick auf die Erniedrigung der Porosität vor der Erwärmung. Das Längenverhältnis ist mehr bevorzugt 1,0-5,0, der durchschnittliche Teilchendurchmesser ist mehr bevorzugt 0,5-6 µm, und die Klopfdichte ist mehr bevorzugt 4,5 g/cm3 oder mehr. Die obere Grenze der Klopfdichte ist allgemein 8 g/cm3 oder weniger. Wenn die Silber-Teilchen Schuppen-förmig sind, ist die Dicke bevorzugt 0,1-5 µm und mehr bevorzugt 0,5-3 µm.
  • Das Längenverhältnis und die Dicke der Silber-Teilchen kann gemessen werden durch Elektronen-Abtastmikroskop-Beobachtung. Zusätzlich können der durchschnittliche Teilchendurchmesser und die Klopfdichte unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben bestimmt werden.
  • Zum Beispiel können weiterhin Silber-Nanoteilchen oder irreguläre Silber-Teilchen wie Draht-artige, Nadel-artige oder Kronen-förmige Form als Silber-Teilchen zugegeben werden, solange die Eigenschaften des elektrisch leitenden Bindematerials dieser Erfindung nicht behindert wird.
  • Die Silber-Verbindungsteilchen sind nicht besonders beschränkt, solange sie Verbindungsteilchen sind, die sich zumindest in Silber und eine oxidierende Substanz durch Erwärmen zersetzen. Als Silber-Verbindungsteilchen können beispielsweise Silberoxid-Teilchen, Silbercarbonat-Teilchen, Silberneodecanoat-Teilchen und dergleichen verwendet werden, und ein oder mehrere Typen von Silber-Verbindungsteilchen können verwendet werden. Unter diesen sind Silberoxid-Teilchen im Hinblick auf einen hohen Silbergehalt in der Silber-Verbindung bevorzugt. Bei Verwendung von mehreren Typen von Silber-Verbindungsteilchen kann eine Vielzahl von Silber-Verbindungen von einem Typ mit unterschiedlichen Formen und Größen verwendet werden, oder eine Vielzahl von Silber-Verbindungen von verschiedenen Typen kann verwendet werden.
  • Die oxidierende Substanz, die durch die Zersetzung der Silber-Verbindungsteilchen erzeugt wird, fördert die Verbrennung des Dispergiermittels, das die Silber-Teilchen bedeckt. Weil Silber, das durch die Zusammensetzung der Silber-Verbindungsteilchen erzeugt wird, fein ist und die Oberfläche davon makellos ist, ist zusätzlich die Sinterfähigkeit besser als die von Silber-Teilchen. Die Druckgebung, die gleichzeitig durchgeführt wird, reduziert den Raum, der durch die Reduktion erzeugt ist, und eine Bindeschicht mit einer sehr geringen Porosität kann unter einem niedrigen Druck gebildet werden.
  • Wenn die Silber-Verbindungsteilchen in zumindest Silber und eine oxidierende Substanz durch Wärme zersetzt werden, vermindert sich das Volumen entsprechend dem Typ der Silber-Verbindungsteilchen. Daher werden Löcher gebildet, wenn die Silber-Verbindungsteilchen in Silber in dem Anteil reduziert werden, in dem die Silber-Verbindungsteilchen vorhanden waren. Das elektrisch leitende Bindematerial dieser Erfindung wird unter Druck verwendet, so daß gleichzeitig wie die Löcher gebildet werden, die Löcher durch den Druck zerstoßen werden und ein elektrisch leitendes Bindematerial, das eine sehr geringe Porosität nach Druckbinden ergibt, erhalten wird. Weil die Porosität niedrig ist, liegt das elektrisch leitende Bindematerial näher bei einem Metall-Massenmaterial. Somit werden die Bindefestigkeit und die thermische Leitfähigkeit verbessert.
  • Wenn beispielsweise die Silber-Verbindungsteilchen Silberoxid-Teilchen sind, wird, wenn Silberoxid zu Silber und Sauerstoff zersetzt wird, das Volumen um etwa 60 % durch die Reduktion von Silberoxid-Teilchen zu Silber reduziert. Aufgrund dieser Volumenverminderung wird ein elektrisch leitendes Bindematerial mit einer geringen Porosität nach dem Druckbinden erhalten.
  • Die Form und Größe des Silber-Verbindungsteilchen ist nicht besonders beschränkt, und als Größe ist ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser von 0,2-20 µm im Hinblick auf die Sinterfähigkeit bevorzugt.
  • Die Silber-Teilchen und die Silber-Verbindungsteilchen sind in einem Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:30 und bevorzugt 40:60 bis 60:40 vorhanden.
  • Wenn das Verhältnis der Silber-Verbindungsteilchen zu der Gesamtmenge der Silber-Teilchen und der Silber-Verbindungsteilchen auf 30 Gew.% oder mehr eingestellt wird, werden die Löcher, die während der Reduktion zu Silber gebildet werden, durch den Druck gleichzeitig zerstoßen. Somit wird die Porosität nach dem Druckbinden erniedrigt und als Ergebnis wird eine Bindeoberfläche mit ausgezeichneter Bindefestigkeit und thermischen Leitfähigkeit gebildet im Vergleich zu dem Fall, wenn es wenige Silber-Verbindungsteilchen gibt.
  • Wenn die Porosität in der Bindeschicht hoch ist, tritt ein Übersintern beim Altern bei hoher Temperatur von 200°C oder mehr auf, die Bindeschicht wird als dünn (dürftig) angesehen und die Wärmeresistenz ist unzureichend. Wenn die Porosität der Bindeschicht durch einen sehr hohen Druck erniedrigt wird, kann das Halbleiter-Element beschädigt werden.
  • Wenn zusätzlich das Verhältnis der Silber-Verbindungsteilchen zu der Gesamtmenge der Silber-Teilchen und der Silber-Verbindungsteilchen auf 70 Gew.% oder weniger eingestellt wird, wird die Wirkung zur Unterdrückung von Löchern und Ausgas, erzeugt durch Zersetzung der Silber-Verbindungsteilchen, erhalten.
  • (Dispergiermittel)
  • Das Dispergiermittel in der Erfindung wird ebenfalls als Schmiermittel bezeichnet und ist eine Verbindung, die die Oberfläche der Silber-Teilchen und/oder der Silber-Verbindungsteilchen bedeckt, zur Verhinderung einer Aggregation der Silber-Teilchen und/oder der Silber-Verbindungsteilchen. Die Verbrennung des Dispergiermittels wird durch die oxidierende Substanz gefördert, die durch die Zersetzung der Silber-Verbindungsteilchen erzeugt wird.
  • Das Dispergiermittel kann zuvor die Oberfläche der Silber-Teilchen und/oder der Silber-Verbindungsteilchen bedecken oder kann die Oberfläche bedecken, nachdem es zu einer Mischung gegeben wurde, die die Silber-Teilchen und die Silber-Verbindungsteilchen enthält.
  • Das Dispergiermittel kann irgendein konventionell verwendetes sein, und Beispiele davon enthalten Stearinsäure und Ölsäure. Unter diesen ist das Dispergiermittel bevorzugt zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Carbonsäuren und Aminen im Hinblick auf das Dispergiervermögen und die leichte Verbrennbarkeit. Ein Dispergiermittel kann verwendet werden oder eine Vielzahl von Dispergiermitteln kann in Kombination verwendet werden.
  • Die Alkohole können eine Verbindung mit einer Hydroxyl-Gruppe sein und Beispiele davon enthalten einen linearen oder verzweigten Alkylalkohol mit 3-30 Kohlenstoffatomen. Die Alkohole können primäre, sekundäre oder tertiäre Alkohole oder Diole und Alkohole mit einer cyclischen Struktur sein. Unter diesen sind Isostearylalkohol und Octyldodecanol im Hinblick auf das Dispergiervermögen bevorzugt.
  • Die Carbonsäuren können eine Verbindung mit einer Carbonsäure sein, und Beispiele davon enthalten eine lineare oder verzweigte Alkylcarbonsäure mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen. Die Carbonsäuren können irgendwelche von primären, sekundären und tertiären Carbonsäuren sein und können Dicarbonsäuren oder Carboxy-Verbindungen mit einer cyclischen Struktur sein. Unter diesen sind Neodecansäure, Ölsäure und Stearinsäure im Hinblick auf das Dispergiervermögen mehr bevorzugt.
  • Die Amine können eine Verbindung mit einer Amino-Gruppe sein, und Beispiele davon enthalten ein Alkylamin mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen. Die Amine können primäre, sekundäre oder tertiäre Amine oder ein Amin mit einer cyclischen Struktur sein. Unter diesen sind Stearylamin und Laurylamin im Hinblick auf das Dispergiervermögen bevorzugt.
  • Das Dispergiermittel, das die Alkohole, die Carbonsäuren und die Amine enthält, kann in der Form einer Aldehyd-Gruppe, Ester-Gruppe, Sulfanyl-Gruppe, Keton-Gruppe, einem quaternären Ammoniumsalz oder dergleichen vorhanden sein. Wenn die Carbonsäure beispielsweise die Oberfläche des Silber-Teilchen und/oder der Silber-Verbindungsteilchen bedeckt, bildet sich ein Carbonylsalz.
  • Ob die Silber-Teilchen oder die Silber-Verbindungsteilchen mit dem Dispergiermittel bedeckt sind, kann durch Infrarot-Spektroskopiemessung bestätigt werden. Das heißt, wenn die funktionelle Gruppe der Verbindung, die ein Dispergiermittel ist, an die Silber-Teilchen und/oder Silber-Verbindungsteilchen gebunden ist, kann der Typ des Dispergiermittels auf der Basis des ermittelten Peaks spezifiziert werden, weil die auftretende Peak-Position sich in Abhängigkeit von dem Typ der gebundenen funktionellen Gruppe unterscheidet.
  • Die Silber-Verbindungsteilchen und das Dispergiermittel sind bevorzugt in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 100:0,1 bis 100:100 vorhanden und mehr bevorzugt im Bereich von 100:0,5 bis 100:50. Wenn das Dispergiermittel 0,1 Gew.-Teil oder mehr in bezug auf 100 Gew.-Teile der Silber-Verbindungsteilchen ist, kann ein guter Dispersionsstatus der Silber-Teilchen und/oder der Silber-Verbindungsteilchen aufrechterhalten werden. Wenn zusätzlich das Dispergiermittel in einer Menge von weniger oder gleich 100 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teilen der Silber-Verbindungsteilchen, vorhanden ist, kann der restliche organische Stoff eliminiert werden.
  • (Lösungsmittel)
  • Das elektrisch leitende Bindematerial dieser Erfindung kann weiterhin ein Lösungsmittel enthalten, um das elektrisch leitende Bindematerial pastös zu machen. Das Lösungsmittel ist nicht besonders beschränkt, solange es das elektrisch leitende Bindematerial pastös machen kann. Ein Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 350°C oder weniger ist bevorzugt, weil das Lösungsmittel sich leicht verflüchtigt, wenn der Chip und die Klebefläche bei der Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung, die später beschrieben wird, gebunden werden, und ein Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 300°C oder weniger ist mehr bevorzugt.
  • Spezifische Beispiele enthalten Acetate, Ether und Kohlenwasserstoffe. Mehr spezifisch werden Dibutylcarbitol, Butylcarbitolacetat, Mineralsplit und dergleichen bevorzugt verwendet.
  • Auf der Basis des elektrisch leitenden Bindematerials ist die Menge des Lösungsmittels üblicherweise 3-20 Gew.% und bevorzugt 5-10 Gew.% im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit.
  • (Andere)
  • Das elektrisch leitende Bindematerial dieser Erfindung kann mit einer Fettsäure-Verbindung, elektrisch leitenden Teilchen, einem anorganischen Füllstoff, einem Ausfäll-Inhibitor, einem Rheologie-Steuermittel, einem Ausblutungs-Inhibitor, einem Entschäumer oder dergleichen in einem Umfang versetzt werden, so daß die Wirkungen dieser Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
  • Durch Zugabe einer Fettsäure-Verbindung werden die Silber-Verbindungsteilchen leichter zersetzt. Als Fettsäure-Komponente ist beispielsweise eine Neodecansäure-Verbindung oder eine Stearinsäure-Verbindung bevorzugt. Ein Typ der Fettsäure-Verbindung kann zugegeben werden oder mehrere Typen der Fettsäure-Verbindungen können zugegeben werden, und es ist bevorzugt, daß die Fettsäure-Verbindung in einer Gesamtmenge von 0,01-5 Gew.%, bezogen auf das elektrisch leitende Bindematerial, enthalten ist.
  • Beispiele der elektrisch leitenden Teilchen enthalten Platin, Gold, Palladium, Kupfer, Nickel, Zinn, Indium, eine Legierung aus den obigen Metallen, Graphit, Ruß, solche, die mit den obigen Metallen plattiert sind, und anorganische oder organische Teilchen, die mit den Metallen plattiert sind. Ein Typ der elektrisch leitenden Teilchen kann zugegeben werden oder mehrere Typen der elektrisch leitenden Teilchen können zugegeben werden, und es ist bevorzugt, daß die elektrisch leitenden Teilchen in einer Menge von 0,01-0,5 Gew.% enthalten sind, bezogen auf das elektrisch leitende Bindematerial.
  • Beispiele des anorganischen Füllstoffes enthalten Silica und Siliciumcarbid. Ein Typ des anorganischen Füllstoffes kann zugegeben werden oder mehrere Typen der anorganischen Füllstoffe können zugegeben werden, und es ist bevorzugt, daß der anorganische Füllstoff in einer Menge von 0,01-5 Gew.% enthalten ist, bezogen auf das elektrisch leitende Bindematerial.
  • Beispiele des Ausfäll-Inhibitors enthalten pyrogene Kieselsäure und einen Verdicker. Ein Typ oder mehrere Typen des Ausfäll-Inhibitors können zugegeben werden, und es ist bevorzugt, daß der Ausfäll-Inhibitor in einer Menge von 0,01-5 Gew.% enthalten ist, bezogen auf das elektrisch leitende Bindematerial.
  • Beispiele des Rheologie-Steuermittels enthalten ein Rheologie-Steuermittel auf Harnstoff-Basis und Bentonit. Ein Typ oder mehrere Typen des Rheologie-Steuermittels können zugegeben werden, und es ist bevorzugt, daß das Rheologie-Steuermittel in einer Menge von 0,01-5 Gew.% enthalten ist, bezogen auf das elektrisch leitende Bindematerial.
  • Beispiele des Ausblutungs-Inhibitors enthalten einen Ausblutungs-Inhibitor auf Fluor-Basis. Ein Typ oder mehrere Typen des Ausblutungs-Inhibitors können zugegeben werden, und es ist bevorzugt, daß der Ausblutungs-Inhibitor in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.% enthalten ist, bezogen auf das elektrisch leitende Bindematerial.
  • Beispiele des Entschäumers enthalten einen Entschäumer auf Fluor-Basis und einen Entschäumer auf Silicon-Basis. Ein Typ oder mehrere Typen des Ausblutungs-Inhibitors können zugegeben werden, und es ist bevorzugt, daß der Ausblutungs-Inhibitor in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.% enthalten ist, bezogen auf das elektrisch leitende Bindematerial.
  • Das elektrisch leitende Bindematerial dieser Erfindung ergibt eine Porosität von 15 % oder weniger, nachdem der Chip und die Klebefläche unter Luftatmosphäre mit einem Druck von 10 MPa und 280°C 5 Minuten Druck-gebunden sind, indem das elektrisch leitende Bindematerial, das die Silber-Teilchen und die Silber-Verbindungsteilchen enthält, verwendet wird.
  • Spezifisch wird das elektrisch leitende Bindematerial auf einem Silber-plattierten Kupfer-Leitungsrahmen angeordnet. Ein 3 mm × 3 mm Silber-Sputter-Silicium-Chip, der darauf befestigt ist, wird unter einer Luftatmosphäre mit 10 MPa und 280°C 5 Minuten Druck-gebunden, wobei ein Düsen-Bindegerät DB500 LS (hergestellt von Adwelds) verwendet wird. Die Porosität des elektrisch leitenden Bindematerials nach Druckbinden kann durch Binarisieren des SEM-Photos des Querschnitts der Bindeschicht gemessen werden. Im Detail kann ein Bereich von 20 µm × 50 µm auf der Bindeschicht bei dem SEM-Photo binarisiert werden, zum Berechnen des Flächenverhältnisses des Lochbereiches. Die Porosität ist bevorzugt 5 % oder weniger und mehr bevorzugt 1 % oder weniger.
  • Weil das elektrisch leitende Bindematerial dieser Erfindung die Porosität erniedrigen kann, kann zusätzlich eine ausgezeichnete Bindefestigkeit und thermische Leitfähigkeit erhalten werden.
  • Das Verfahren zum Messen der Bindefestigkeit ist nicht besonders beschränkt und enthält zum Beispiel ein Verfahren zum Messen der Düsen-Scherfestigkeit, die später in den Beispielen beschrieben wird. Eine Beladung wird auf den gebundenen Chip in der Scherrichtung auferlegt, und die Festigkeit beim Bruch wird als Bindefestigkeit verwendet. Als Vorrichtung zum Messen der Bindefestigkeit kann Series 4000, hergestellt von Nordson Dage, beispielsweise verwendet werden, und die Messung wird bei einer Testgeschwindigkeit von 200 mm/s bei 25°C durchgeführt.
  • Bei der Durchführung des Druck-bindens unter den gleichen Bedingungen wie oben, das heißt durch Durchführen der Messung mit einer Testgeschwindigkeit von 200 mm/s bei 25°C ist die Bindefestigkeit bevorzugt 40 MPa oder mehr und mehr bevorzugt 50 MPa oder mehr.
  • Das Verfahren zum Messen der thermischen Leitfähigkeit ist nicht besonders beschränkt und beispielsweise kann die thermische Leitfähigkeit durch die folgende Gleichung durch ein Laser-Flash-Verfahren erhalten werden, das später in den Beispielen beschrieben wird. Thermische Leitfähigkeit  λ= thermisches Diffusionsvermögen a × spezifisches Gewicht d × spezifische Wärme Cp
    Figure DE112017006118T5_0001
  • Laser-Pulslicht wird auf eine gebundene Probe gestrahlt, die Temperaturänderung auf der Rückseite wird gemessen und das thermische Diffusionsvermögen a wird von diesem Temperatur-Änderungsverhalten erhalten. Die thermische Leitfähigkeit λ (W/m·K) wird durch die obige Gleichung von dem thermischen Diffusionsvermögen a, dem spezifischen Gewicht d und der spezifischen Wärme Cp berechnet. Das thermische Diffusionsvermögen a kann gemessen werden unter Verwendung einer thermischen Konstanten-Meßvorrichtung eines Laser-Flashverfahrens. Beispielsweise kann TC-7000, hergestellt von ULVAC-RIKO, verwendet werden. Die spezifische Wärme Cp kann unter Verwendung eines Differential-Abtastkalorimeters gemessen werden. Beispielsweise kann DSC-7020, hergestellt von Seiko Instruments Inc., verwendet werden, zum Messen der spezifischen Wärme Cp bei Raumtemperatur gemäß JIS-K 7123.
  • Beim Durchführen des Druck-Bindens unter den gleichen Bedingungen wie oben ist die thermische Leitfähigkeit bevorzugt 250 W/m·K oder mehr, mehr bevorzugt 300 W/m·K oder mehr und noch mehr bevorzugt 350 W/m·K oder mehr.
  • <Verfahren zum Herstellen des elektrisch leitenden Bindematerials>
  • Das elektrisch leitende Bindematerial dieser Erfindung kann erhalten werden durch Mischen der Silber-Teilchen, der Silber-Verbindungsteilchen und des Dispergiermittels. Das Dispergiermittel kann vor oder nach dem Mischen zugegeben werden, und hierdurch wird zumindest eines von den Silber-Teilchen und den Silber-Verbindungsteilchen mit dem Dispergiermittel bedeckt.
  • Das Mischen kann trocken oder naß unter Verwendung eines Lösungsmittel erfolgen, und ein Mörser, eine Planeten-Kugelmühle, eine Walzenmühle, ein propellerloser Mischer oder dergleichen kann verwendet werden.
  • <Verfahren zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung>
  • Das elektrisch leitende Bindematerial dieser Erfindung kann geeignet für ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung verwendet werden, worin ein Chip und eine Klebefläche gebunden werden. Das heißt das Verfahren zum Herstellen einer Halbleiter-Vorrichtung beinhaltet einen Schritt zum Binden eines Chips und einer Klebefläche über das elektrisch leitende Bindematerial dieser Erfindung.
  • Beispiele der Klebefläche enthalten einen Leitungsrahmen, eine DBC-Platte und eine gedruckte Schaltplatte.
  • Beim Bindeschritt wird die Druckbehandlung bei 4-30 MPa und 200-350°C für 1 bis 30 Minuten durchgeführt, und das elektrisch leitende Bindematerial ergibt eine Porosität von 10 % oder weniger nach dem Bindeschritt.
  • Die Druckbindung kann unter einer Luftatmosphäre, Stickstoffatmosphäre, reduzierenden Atmosphäre wie Wasserstoff, etc. durchgeführt werden, und die Luftatmosphäre ist im Hinblick auf die Produktivität bevorzugt.
  • Im Bindeschritt ist der Druck bevorzugt 4 MPa oder mehr und mehr bevorzugt 10 MPa oder mehr im Hinblick auf die Porosität. Die obere Grenze des Drucks ist bevorzugt 30 MPa oder weniger und mehr bevorzugt 20 MPa oder weniger im Hinblick auf die Verhinderung einer Beschädigung des Chips.
  • Im Bindeschritt ist die Temperatur bevorzugt 200°C oder mehr und mehr bevorzugt 250°C oder mehr im Hinblick auf die Porosität. Die obere Grenze der Temperatur ist bevorzugt 350°C oder weniger und mehr bevorzugt 300°C oder weniger im Hinblick auf die Verhinderung einer Schädigung der peripheren Teile.
  • Beim Bindeschritt ist die Zeit der Druckgebung oder der Erwärmung bevorzugt 1 Minute oder länger im Hinblick auf die Porosität und mehr bevorzugt 30 Minuten oder weniger im Hinblick auf die Verhinderung einer Beschädigung der peripheren Teile und den Erhalt der Produktivität.
  • Beim Binden unter Verwendung des elektrisch leitenden Bindematerials dieser Erfindung sind der Druck und die Erwärmung unverzichtbar. Durch Erwärmen erfolgt mit den Silber-Verbindungsteilchen eine reduktive Zersetzung, unter Erzeugung eines zersetzten Stoffs, der Silber und eine oxidierende Substanz enthält. Die oxidierende Substanz fördert die Verbrennung des Dispergiermittels. Weil das Silber, das durch die Reduktion des Silber-Verbindungsteilchen erzeugt ist, fein ist und die Oberfläche davon makellos ist, ist zusätzlich das Sinterverhalten besser als bei den Silber-Teilchen. Daher ist das Sintervermögen von Silber besser und der Chip und die Klebefläche werden besser aneinander gebunden im Vergleich zu einem Fall, bei dem nur die Silber-Teilchen verwendet werden.
  • Wenn die Silber-Teilchen und die Silber-Verbindungsteilchen im elektrisch leitenden Bindematerial in einem Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:30 vorhanden sind, erhöht sich, weil der Anteil der Silber-Verbindungsteilchen groß ist, der Einfluß der Volumenschrumpfung zusammen mit der Zersetzung der Silber-Verbindungsteilchen ebenfalls zusätzlich zu der Verbesserung des Sintervermögens von Silber wie oben beschrieben. Die Löcher, die durch die Volumenschrumpfung gebildet sind, werden unmittelbar selbst einem verhältnismäßig niedrigen Druck von 4-30 MPa zerstoßen, und eine geringe Porosität wie 10 % oder weniger kann erzielt werden.
  • Aufgrund dieser geringen Porosität ist das elektrisch leitende Bindematerial nach dem Binden eng bei einer Metallmasse, so daß eine Halbleiter-Vorrichtung mit einer hohen Bindefestigkeit und hohen thermischen Leitfähigkeit und ausgezeichneter Wärmeableiteigenschaft erhalten werden kann.
  • Beispiele
  • Nachfolgend wird diese Erfindung weiter unter Bezugnahme auf die Beispiele beschrieben, aber diese Erfindung ist durch die folgenden Beispiele nicht beschränkt.
  • [Porosität]
  • Ein Querschnitt einer Bindeschicht einer gebundenen Probe wird durch SEM beobachtet. Ein Bereich von 20 µm × 50 µm bei der Bindeschicht bei dem erhaltenen SEM-Photo wurde unter Verwendung einer Bild-Analysesoftware Image J binarisiert, und die Porosität wurde von den Flächenverhältnis des Lochbereiches berechnet.
  • [Bindefestigkeit]
  • Die gebundene Probe wurde bezüglich der Düsen-Scherfestigkeit unter einer Test-Geschwindigkeit von 200 mm/s bei 25°C unter Verwendung einer Bindefestigkeit-Meßvorrichtung [„Series 4000“ (Produktname), hergestellt von Nordson Dage] gemessen.
  • [Thermische Leitfähigkeit]
  • Das thermische Diffusionsvermögen a wurde entsprechend ASTM-E 1461 unter Verwendung einer thermischen konstanten Meßvorrichtung eines Laser-Flashverfahrens (TC-7000, hergestellt von ULVAC-RIKO) gemessen, das spezifische Gewicht d bei Raumtemperatur wurde durch ein Pycnometer-Verfahren berechnet und die spezifische Wärme Cp bei Raumtemperatur wurde entsprechend JIS-K 7123 unter Verwendung eines Differential-Abstastkalorimeters (DSC 7020, hergestellt von Seiko Instruments Inc.) gemessen. Daher wurde die thermische Leitfähigkeit λ (W/m·K) durch die folgende Gleichung von dem thermischen Diffusionsvermögen a, dem spezifischen Gewicht d und der spezifischen Wärme Cp berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Thermische Leitfähigkeit λ = thermisches Diffusionsvermögen a × spezifisches Gewicht d × spezifische Wärme Cp.
  • [Beispiel 1]
  • Silberpulver, hergestellt von Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K., mit einer sphärischen Teilchenform, einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1,0 µm und einer Klopfdichte von 5 g/cm3 wurde als Silber-Teilchen hergestellt.
  • Zusätzlich wurde Silberoxid-Pulver (Produktname: AY 6059), hergestellt von Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K., mit einer granularen Teilchenform und einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 10 µm als Silber-Verbindungsteilchen hergestellt.
  • Das Mischungsverhältnis der Silber-Teilchen und der Silberoxid-Teilchen wurde so eingestellt, daß das Verhältnis des Gehaltes der Silber-Verbindungsteilchen zu dem Gehalt der Silber-Teilchen im elektrisch leitenden Bindematerial das Verhältnis gemäß Tabelle 1 war.
  • Die Silber-Teilchen, die Silberoxid-Teilchen, Dibutylcarbitol als Lösungsmittel und Neodecansäure als Dispergiermittel wurden jeweils in den Mengen gemäß Tabelle 1 vermischt, und danach wurde die Mischung unter Verwendung einer Drei-WalzenMühle geknetet, zur Herstellung eines elektrisch leitenden Bindematerials.
  • Das erhaltene elektrisch leitende Bindematerial wurde auf einen 12 × 12 mm2 Silber-plattierten Kupfer-Leitungsrahmen geschichtet und ein 3 mm × 3 mm Silber-Sputter-Silicium-Chip wurde auf die beschichtete Oberfläche gegeben. Danach wurde der 3 mm × 3 mm Silber-Sputter-Silicium-Chip vertikal unter einer Luftatmosphäre mit 10 MPa unter Druck gesetzt und 5 Minuten bei 280°C erwärmt, zur Herstellung eines Silber-gebundenen Körpers einer Halbleiter-Vorrichtung.
  • Die Porosität, die Bindefestigkeit und die thermische Leitfähigkeit des erhaltenen Silber-gebundenen Körpers wurden gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Zusätzlich ist das SEM-Photo in 1 gezeigt.
  • [Beispiel 2]
  • Ein Silber-gebundener Körper aus einer Halbleiter-Vorrichtung wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Silberpulver, hergestellt von Tanaka Kogyo K.K., mit einer Schuppen-förmigen Teilchenform, einem Längenverhältnis von 4, einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2,2 µm und einer Klopfdichte von 6,2 g/cm3 als Silber-Teilchen hergestellt wurde. Die Porosität, die Bindefestigkeit und die thermische Leitfähigkeit des erhaltenen Silber-gebundenen Körpers sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • [Beispiel 3]
  • Ein Silber-gebundener Körper einer Halbleiter-Vorrichtung wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Mengen der Silber-Teilchen, der Silber-Verbindungsteilchen und des Dispergiermittels so geändert wurden, wie sie im Beispiel 3 von Tabelle 1 gezeigt sind. Die Porosität, Bindefestigkeit und thermische Leitfähigkeit des erhaltenen Silber-gebundenen Körpers wurden gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • [Beispiel 4]
  • Ein Silber-gebundener Körper einer Halbleiter-Vorrichtung wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Mengen der Silber-Teilchen, der Silber-Verbindungsteilchen und des Dispergiermittels so geändert wurden, wie sie im Beispiel 4 von Tabelle 1 gezeigt sind. Die Porosität, Bindefestigkeit und thermische Leitfähigkeit des erhaltenen Silber-gebundenen Körpers wurden gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • [Vergleichsbeispiel 1]
  • Ein Silber-gebundener Körper einer Halbleiter-Vorrichtung wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Mengen der Silber-Teilchen, der Silber-Verbindungsteilchen und des Dispergiermittels so geändert wurden, wie sie im Vergleichsbeispiel 1 von Tabelle 1 gezeigt sind. Die Porosität, Bindefestigkeit und thermische Leitfähigkeit des erhaltenen Silber-gebundenen Körpers wurden gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Zusätzlich ist das SEM-Photo in 2 gezeigt.
  • [Vergleichsbeispiel 2]
  • Ein Silber-gebundener Körper einer Halbleiter-Vorrichtung wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Mengen der Silber-Teilchen, der Silber-Verbindungsteilchen und des Dispergiermittels so geändert wurden, wie sie im Vergleichsbeispiel 2 von Tabelle 1 gezeigt sind. Die Porosität, Bindefestigkeit und thermische Leitfähigkeit des erhaltenen Silber-gebundenen Körpers wurden gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]
    Experimentelle Beispiele Silber-Teilchen Silber-Verbindungsteilchen
    Form Menge (Gew.-Teile) Typ Form Menge (Gew.-Teile)
    Beispiel 1 sphärisch, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 1 µm Klopfdichte: 5 g/cm3 50 Silberoxid durchschnittlicher Teilchendurchmesser 10 µm 50
    Beispiel 2 Schuppen-förmig Längenverh.: 4 durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 2,2 µm Klopfdichte: 6,2 g/cm3 50 Silberoxid durchschnittlicher Teilchendurchmesser 10 µm 50
    Beispiel 3 sphärisch, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 1 µm Klopfdichte: 5 g/cm3 70 Silberoxid durchschnittlicher Teilchendurchmesser 10 µm 30
    Beispiel 4 sphärisch, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 1,0 µm Klopfdichte: 5 g/cm3 30 Silberoxid durchschnittlicher Teilchendurchmesser 10 µm 70
    Vergleichsbeispiel 1 sphärisch, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 1 µm Klopfdichte: 5 g/cm3 80 Silberoxid durchschnittlicher Teilchendurchmesser 10 µm 20
    Vergleichsbeispiel 2 sphärisch, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 1 µm Klopfdichte: 5 g/cm3 20 Silberoxid durchschnittlicher Teilchendurchmesser 10 µm 80
    [Tabelle 1] (Fortsetzung)
    Experimentelle Beispiele Dispergiermittel Lösungsmittel Porosität (%) Festigkeit (MPa) Thermische Leitfähigkeit (W/m·K)
    Typ Menge (Gew.-Teile) Typ Menge (Gew.-Teile)
    Beispiel 1 Neodecansäure 2,5 Dibutylcarbitol 7 1 oder weniger 50 350
    Beispiel 2 Neodecansäure 2,5 Dibutylcarbitol 7 1 oder weniger 50 350
    Beispiel 3 Neodecansäure 1,5 Dibutylcarbitol 7 1 oder weniger 50 300
    Beispiel 4 Neodecansäure 3,5 Dibutylcarbitol 7 1 oder weniger 50 300
    Vergleichsbeispiel 1 Neodecansäure 1 Dibutylcarbitol 7 20 35 200
    Vergleichsbeispiel 2 Neodecansäure 4 Dibutylcarbitol 7 20 35 200
  • Von den obigen Ergebnissen wird verstanden, daß die Silber-gebundenen Körper bei den Beispielen eine deutlich niedrigere Porosität, höhere Bindefestigkeit und höhere thermische Leitfähigkeit im Vergleich zu den Silber-gebundenen Körpern der Vergleichsbeispiele haben.
  • Während diese Erfindung detailliert unter Verwendung von spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, wird dem Fachmann ersichtlich sein, daß verschiedene Modifizierungen und Varianten möglich sind, ohne vom Umfang und Rahmen dieser Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung ( japanisch Patentanmeldung Nr. 2016-235326 ), die am 2. Dezember 2016 angemeldet ist, wobei die gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingefügt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005267900 A [0004]
    • JP 2010257880 A [0004]
    • JP 2016235326 [0090]

Claims (7)

  1. Elektrisch leitendes Bindematerial zum Binden eines Chips und einer Klebefläche unter Druck, wobei das elektrisch leitende Bindematerial enthält: Silber-Teilchen, Silber-Verbindungsteilchen und ein Dispergiermittel, worin die Silber-Verbindungsteilchen Verbindungsteilchen sind, die sich in zumindest Silber und eine oxidierende Substanz durch Erwärmen zersetzen, die Silber-Teilchen und die Silber-Verbindungsteilchen in einem Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:30 vorhanden sind und das elektrisch leitende Bindematerial eine Porosität von 15 % oder weniger ergibt, nachdem der Chip und die Klebefläche einem Druckbinden unter einer Luftatmosphäre mit einem Druck von 10 MPa und 280°C 5 Minuten lang unterworfen sind.
  2. Elektrisch leitendes Bindematerial nach Anspruch 1, worin die Porosität 5 % oder weniger ist.
  3. Elektrisch leitendes Bindematerial nach Anspruch 1 oder 2, worin die Silber-Teilchen sphärische Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 30 µm und einer Klopfdichte von 3 g/cm3 oder mehr oder Schuppen-förmige Teilchen mit einem Längenverhältnis von 1,0 bis 100, einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 µm und einer Klopfdichte von 3 g/cm3 oder mehr sind.
  4. Elektrisch leitendes Bindematerial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Silber-Verbindungsteilchen und das Dispergiermittel in einem Gewichtsverhältnis von 100:0,5 bis 100:50 vorhanden sind.
  5. Elektrisch leitendes Bindematerial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin enthaltend ein Lösungsmittel.
  6. Elektrisch leitendes Bindematerial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Dispergiermittel zumindest eine Verbindung ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Carbonsäuren und Aminen.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung, wobei das Verfahren enthält: einen Schritt zum Binden eines Chips und einer Klebefläche über ein elektrisch leitendes Bindematerial, worin das elektrisch leitende Bindematerial Silber-Teilchen, Silber-Verbindungsteilchen und ein Dispergiermittel enthält, wobei die Silber-Teilchen und die Silber-Verbindungsteilchen in einem Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:30 vorhanden sind, worin im Bindeschritt eine Druckbehandlung bei 4 bis 30 MPa und 200 bis 350°C für 1 bis 30 Minuten durchgeführt wird, und das elektrisch leitende Bindematerial eine Porosität von 10 % oder weniger nach dem Bindeschritt ergibt.
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