TWI789698B - 氧化銅糊料及電子零件之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種銅系糊料,其可將晶片零件與基板更加牢固地接合,且獲得導熱性較高之銅系接合材。
本發明之氧化銅糊料含有含銅粒子、黏合劑樹脂及有機溶劑,含銅粒子含有Cu
2O及CuO,含銅粒子中所含之銅元素中,構成Cu
2O之銅元素及構成CuO之銅元素之總量為90%以上,含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)為0.20 μm以上5.0 μm以下,50%累積粒徑(D
50)與10%累積粒徑(D
10)滿足1.3≦D
50/D
10≦4.9,50%累積粒徑(D
50)與90%累積粒徑(D
90)滿足1.2≦D
90/D
50≦3.7,且含銅粒子之BET比表面積為1.0 m
2/g以上8.0 m
2/g以下。
Description
本發明係關於一種氧化銅糊料及電子零件之製造方法。具體而言,本發明係關於一種適合用於將晶片零件接合於基板之氧化銅糊料、及使用該氧化銅糊料製造電子零件之方法。
電子零件中所使用之晶片零件於動作時發熱。例如,功率裝置或雷射二極體等晶片零件由於其動作功率較大,故而動作時之發熱量較大。如此產生之熱會對晶片零件之動作造成不良影響。因此,採用如下構造,即,藉由使該晶片零件接合於具有散熱性之基板而使晶片零件之熱傳導至該基板,自該基板散熱。作為接合時之接合材料,通常使用焊料合金,於接合步驟中,使用將焊料合金粉末混合於黏合劑中而成之合金糊料。然而,與構成電極或基板之銅系材料相比,Sn合金等焊料合金之導熱性較低,因此無法使自晶片零件產生之熱充分地傳導至基板。
關於功率裝置等之接合所應用之焊料合金糊料,例如,於專利文獻1中提出一種焊料合金,其包含0.03質量%~0.09質量%之鎳且剩餘部分為鉍,並揭示包含該焊料合金粉末之合金糊料,關於該合金糊料,揭示了所獲得之合金材料之熔點較高,延展性亦優異。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第6529632號公報
[發明所欲解決之問題]
然而,如專利文獻1中之焊料合金材料以昂貴之鎳或鉍為原料,因此製造成本呈高漲趨勢。
又,作為可用於晶片零件與基板之接合材的廉價之金屬材料,例如可例舉:銅(Cu)。然而,關於先前之使用包含銅粉末之銅系糊料所進行之接合,晶片零件與基板之密接性並不充分。因此,為了可使晶片零件之熱有效率地傳導至基板,且使晶片零件與基板牢固地接合,還有進一步改良之餘地。
本發明係鑒於如上所示之實際情況而成者,其目的在於提供一種可將晶片零件與基板更加牢固地接合且獲得導熱性較高之銅系接合材之銅系糊料。
[解決問題之技術手段]
針對含有含銅粒子、黏合劑樹脂及有機溶劑之氧化銅糊料,本發明人等重點關注該含銅粒子中所含之構成Cu
2O及CuO之銅元素之含量、與10%累積粒徑(D
10)、50%累積粒徑(D
50)及90%累積粒徑(D
90)相關之粒徑分佈、BET比表面積。結果發現,特定出該等事項之氧化銅糊料可將電子零件中之晶片零件與基板牢固地接合,且提供具有較高之導熱性之銅系接合材,從而完成本發明。具體而言,本發明包含下述(1)~(8)之態樣。再者,於本說明書中,「~」之表現包括其兩端之數值。即,「X~Y」與「X以上Y以下」含義相同。
(1)第1態樣係一種氧化銅糊料,其含有含銅粒子、黏合劑樹脂及有機溶劑,上述含銅粒子含有Cu
2O及CuO,上述含銅粒子中所含之銅元素中,構成Cu
2O之銅元素及構成CuO之銅元素之總量為90%以上,上述含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)為0.20 μm以上5.0 μm以下,上述50%累積粒徑(D
50)與10%累積粒徑(D
10)滿足以下所示之式(1),上述50%累積粒徑(D
50)與90%累積粒徑(D
90)滿足以下所示之式(2),且上述含銅粒子之BET比表面積為1.0 m
2/g以上8.0 m
2/g以下。
1.3≦D
50/D
10≦4.9 ・・・式(1)
1.2≦D
90/D
50≦3.7 ・・・式(2)
(2)第2態樣係一種氧化銅糊料,其係於上述(1)中,上述含銅粒子中所含之Cu
2O之量相對於CuO之量,以莫耳比計為1.0以上。
(3)第3態樣係一種氧化銅糊料,其係於上述(1)或(2)中,上述含銅粒子為糊料之60%以上92%以下,剪切速度為1 sec
-1時之黏度為50 Pa・s以上2500 Pa・s以下。
(4)第4態樣係一種電子零件之製造方法,其具備如下步驟:將如上述(1)至(3)中任一項所記載之氧化銅糊料藉由塗佈或印刷而配置於基板之表面;及於還原性氣體氣氛中、於200℃以上600℃以下之溫度下實施熱處理,於上述基板上獲得銅燒結體。
(5)第5態樣係一種電子零件之製造方法,其係於上述(4)中,上述基板為金屬基板、有機高分子基板、陶瓷基板或碳基板。
(6)第6態樣係一種電子零件之製造方法,其係於上述(4)或(5)中,上述還原性氣體氣氛含有選自由氫氣、甲酸及醇所組成之群中之1種以上氣體。
(7)第7態樣係一種電子零件之製造方法,其係於上述(4)至(6)中任一項中,上述銅燒結體之電阻率為2.5 μΩcm以上12 μΩcm以下。
(8)第8態樣係一種電子零件之製造方法,其係於上述(4)至(7)中任一項中,進而包括如下步驟:於上述熱處理之前,於乾燥之上述氧化銅糊料之表面配置晶片零件,自上述晶片零件之表面向上述基板之方向施加2 MPa以上30 MPa以下之壓力。
[發明之效果]
藉由本發明,可提供一種可將電子零件中之晶片零件與基板更加牢固地接合,且獲得導熱性較高之銅系接合材之銅系糊料。
以下,對本發明之具體實施方式加以詳細說明。本發明並不限定於以下實施方式,可於本發明之目的之範圍內適當變更而實施。
1.氧化銅糊料
本實施方式之氧化銅糊料含有含銅粒子、黏合劑樹脂及有機溶劑。而且,含銅粒子含有Cu
2O及CuO,該含銅粒子中所含之銅元素中,構成Cu
2O之銅元素及構成CuO之銅元素之總量為90%以上。又,含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)為0.20 μm以上5.0 μm以下,50%累積粒徑(D
50)與10%累積粒徑(D
10)滿足以下所示之式(1),50%累積粒徑(D
50)與90%累積粒徑(D
90)滿足以下所示之式(2)。進而,含銅粒子之BET比表面積為1.0 m
2/g以上8.0 m
2/g以下。
1.3≦D
50/D
10≦4.9 ・・・式(1)
1.2≦D
90/D
50≦3.7 ・・・式(2)
若將上述氧化銅糊料於還原性氣氛中加熱,則氧化銅糊料中所含之含銅粒子中之Cu
2O及CuO均被還原而變成金屬銅,含銅粒子彼此燒結而變成銅燒結體。例如,若使用該氧化銅糊料將晶片零件接合於基板,則可將晶片零件與基板之間牢固地接合。
一般而言,為了形成銅燒結體,使用包含金屬銅粒子作為主成分之銅系糊料。於為該類型之銅系糊料之情形時,為了防止金屬銅粒子之氧化,大多在惰性氣體氣氛中進行燒結。相對於此,由於本發明之氧化銅糊料係含有以包含Cu
2O及CuO之氧化銅作為主成分之銅系粒子的糊料,故而可一面在還原性氣氛中進行加熱而將氧化銅還原成金屬銅,一面進行銅系粒子之燒結反應,藉此獲得銅燒結體。
與以金屬銅粒子為主成分之銅系糊料相比,本發明之氧化銅糊料可容易地燒結。認為其原因如下所述。一般而言,鄰接之粒子之燒結係藉由構成粒子之原子擴散而實現的,因此可以說,該原子之擴散係數越高,則該燒結越容易。此處,原子之擴散係數(D)用公式「D=C
vD
v+C
iD
i」表示,上述公式係擴散之載體即原子空位之濃度(C
v)及晶格間原子之濃度(Ci)分別乘以原子空位之擴散係數(D
v)及晶格間原子之擴散係數(D
i),進而將其等相加。一般情況下,C
vD
v之值遠大於C
iD
i之值,故而上述擴散係數D之公式可近似表示為D=C
vD
v。
於將包含金屬銅粒子之銅系糊料於氮氣氣氛中進行燒結之情形時,原子空位濃度C
v相當於平衡狀態下之濃度。相對於此,於還原Cu
2O及CuO之情形時,自Cu
2O及CuO去除了氧離子,因此原子空位濃度C
v大於平衡狀態下之濃度,成為比金屬銅粒子之情形時之原子空位濃度高兩個數量級之值。因此,與包含金屬銅粒子之銅系糊料相比,包含氧化銅之銅系糊料之燒結即便於低溫下亦高速地進行,可非常有效率地進行燒結。
因此,於將本發明之氧化銅糊料用作例如使晶片零件接合於基板之接合材之情形時,藉由將含有Cu
2O及CuO之氧化銅糊料於還原性氣氛中燒結所獲得之銅燒結體可將晶片零件與基板非常牢固地接合。於本說明書中,將用作晶片零件與基板之接合材之形態作為例子,於以下加以說明。該說明係本發明之使用形態之一例,本發明之氧化銅糊料並不限定於該使用形態。
一般情況下,Cu
2O粒子具有立方體狀或八面體狀等形狀,CuO粒子具有纖維狀或薄板狀形狀。由於本發明之氧化銅糊料含有包含Cu
2O及CuO此兩者之含銅粒子,故而於還原性氣氛中之燒結過程中,於立方體狀或八面體狀等之Cu
2O粒子之間隙填充纖維狀或薄板狀之CuO粒子而進行還原及燒結。因此,可提高銅原子之密度。其結果,藉由該氧化銅糊料所形成之銅燒結體具有較高之導熱性,且於晶片零件與基板之間具有極高之接合強度。
[含銅粒子]
如上所述,含銅粒子係本發明之氧化銅糊料中所含之成分之一,於還原性氣氛中燒結而變成銅燒結體。晶片零件與基板銅燒結體將晶片零件與基板之間牢固地接合,且負責兩者之間之熱傳導。為了於銅燒結體中確保充分之導熱性及接合強度,該含銅粒子中所含之銅元素中,構成Cu
2O之銅元素及構成CuO之銅元素之總量以原子%計較佳為90%以上,進而較佳為95%以上、97%以上、或98%以上。
含銅粒子中所含之銅元素除了構成Cu
2O之銅元素及構成CuO之銅元素以外,亦可以金屬銅或其他銅化合物之形式含有。該其他銅化合物較佳為於還原氣體氣氛中變成金屬銅之化合物。關於銅以外之元素(例如,Co、Ag、Sn、Ni、Sb),即便含於含銅粒子中,亦由於在還原氣體氣氛中進行加熱而不會變成氧化物,且含量少。只要構成Cu
2O之銅元素及構成CuO之銅元素之總量為90%以上,就可以充分確保導熱性與接合強度,因此允許含有銅以外之元素。
[Cu
2O與CuO之莫耳比]
含銅粒子中所含之Cu
2O之量若以含銅粒子中所含之Cu
2O之量與CuO之量之莫耳比(Cu
2O/CuO)之值表示,則較佳為1.0以上,進而較佳為2.0以上。若該莫耳比未達1.0,則纖維狀或薄板狀之CuO粒子之量變得過大,因此所獲得之銅燒結體之密度變小,其結果,接合強度及導熱性降低。
另一方面,關於該莫耳比,CuO之量較佳為100以下,更佳為50以下、或40以下。若該莫耳比超過100,則配置於Cu
2O粒子之間隙促進Cu
2O粒子之燒結的CuO粒子之量變得過小,因此所獲得之銅燒結體之密度變小,其結果,接合強度及導熱性降低。
含銅粒子中所含之Cu
2O及CuO亦可分別以單獨之粒子之形式存在,或亦可以在一個粒子中存在Cu
2O及CuO此兩者之粒子之形式存在。又,亦可為選自由包含Cu
2O且不包含CuO之粒子、包含CuO且不包含Cu
2O之粒子、及包含Cu
2O及CuO此兩者之粒子所組成之群中之2種以上混合存在。
[含銅粒子之含量]
含銅粒子之含量無特別限定。由於氧化銅糊料中之含銅粒子之含量對該糊料中之媒劑濃度有影響,故而其係與該糊料之黏度密切相關之因素。氧化銅糊料中之含銅粒子之含量相對於氧化銅糊料之總量為60質量%以上92質量%以下,藉此可使剪切速度為1 sec
-1時之氧化銅糊料之黏度為50 Pa・s以上2500 Pa・s以下。若含銅粒子之含量未達60質量%,則該黏度降低至未達50 Pa・s,因此該糊料趨向於較薄地擴散塗佈於基板上。因此,燒結後之銅燒結體無法形成足夠之厚度,導致接合強度及導熱性降低。另一方面,若氧化銅糊料中之含銅粒子之含量超過92質量%,則該糊料之黏度增大至超過2500 Pa・s,塗佈於基板上之糊料難以獲得平坦狀之表面。因此,當將晶片零件搭載於基板上時,妨礙糊料擴散於晶片零件之整個搭載面,與基板之接觸面積減少,導致接合強度及導熱性降低。
如此,為了確保較大之接合強度及較高之導熱性,氧化銅糊料中之含銅粒子之含量相對於氧化銅糊料之總量較佳為60%以上92%以下。該含量之下限進而較佳為65質量%以上、或70質量%以上。另一方面,該含量之上限進而較佳為90質量%以下、或85質量%以下。
[含銅粒子之粒徑]
上述含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)較佳為0.20 μm以上5.0 μm以下。若含銅粒子之粒徑較小,則促進粒子彼此之燒結。藉由使含銅粒子50%累積粒徑(D
50)為5.0 μm以下,可進行低溫下之燒結,其結果,可於不產生由高溫燒結所引起之晶片零件損傷之情況下,對所獲得之燒結體賦予較高之導熱性。若該50%累積粒徑(D
50)超過5.0 μm,則燒結後之組織產生較多空隙,使所獲得之銅燒結體之導熱性降低,除此以外,於銅燒結體產生裂痕,導致接合強度降低。因此,該50%累積粒徑(D
50)較佳為5.0 μm以下,進而較佳為4.9 μm以下、或2.9 μm以下。
另一方面,若含銅粒子之粒徑過小,則有急遽進行燒結而於燒結體產生裂痕之虞。若該50%累積粒徑(D
50)未達0.20 μm,則含銅粒子燒結時體積收縮變大,於晶片零件與基板之界面產生較大之剪切應力,成為晶片零件自基板剝離之原因。藉由使該50%累積粒徑(D
50)為0.20 μm以上,可抑制含銅粒子急遽燒結,防止於藉由含銅粒子所形成之銅燒結體產生裂痕而使接合強度降低。因此,該50%累積粒徑(D
50)較佳為0.20 μm以上。進而較佳為0.23 μm以上、或0.32 μm以上。
再者,含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)、以及以下所述之90%累積粒徑(D
90)及10%累積粒徑(D
10)係指藉由雷射繞射式粒度分佈計所測得之值。
含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)與10%累積粒徑(D
10)較佳為滿足以下所示之式(1)。式(1)之「D
50/D
10」係表示50%累積粒徑(D
50)與10%累積粒徑(D
10)之比。
1.3≦D
50/D
10≦4.9 ・・・式(1)
當藉由氧化銅糊料中之含銅粒子進行燒結時,大粒子間之間隙被小粒子填充,藉此可獲得緻密地填充有銅粒子之銅燒結體,從而可提高銅燒結體之導熱性及接合強度。因此,有效的是以適當之程度包含大粒子及小粒子。就該觀點而言,為了使含銅粒子之粒度分佈變廣而以適當之程度包含大粒子及小粒子此兩者,D
50/D
10較佳為1.3以上。
另一方面,若含銅粒子中的大粒子變得過多而使粗大粒子之含量增加,則可能會由於粗大粒子之燒結而產生較大之空隙,因此於銅燒結體中產生裂痕。因此,有效的是抑制粗大粒子之含有。就該觀點而言,D
50/D
10為4.9以下可抑制含銅粒子中粗大粒子之含有,從而抑制較大空隙之產生,防止銅燒結體中裂痕之產生,故而就可提高銅燒結體之導熱性及晶片零件與基板之間之接合強度之方面而言,D
50/D
10較佳為4.9以下。
D
50/D
10之值只要滿足1.3≦D
50/D
10≦4.9之關係,就沒有特別限定。D
50/D
10之上限值進而較佳為4.5以下、4.0以下、或3.5以下。D
50/D
10之下限值進而較佳為2.8以上、2.9以上、或3.0以上。
含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)與90%累積粒徑(D
90)較佳為滿足以下所示之式(2)。式(2)之「D
90/D
50」係表示90%累積粒徑(D
90)與50%累積粒徑(D
50)之比。
1.2≦D
90/D
50≦3.7 ・・・式(2)
藉由使D
90/D
50為1.2以上,可使含銅粒子之粒度分佈變廣而以適當之程度包含大粒子及小粒子此兩者。因此,大粒子間之間隙被小粒子填充,從而可獲得緻密地填充有銅粒子之銅燒結體,可提高銅燒結體之導熱性及接合強度。就該觀點而言,D
90/D
50較佳為1.2以上。
另一方面,若D
90/D
50為3.7以下,則可抑制含銅粒子中粗大粒子之含有,抑制由於粗大粒子之燒結所引起的較大空隙之產生,防止銅燒結體中裂痕之產生,從而可進一步提高銅燒結體之導熱性及晶片零件與基板之間之接合強度。就該觀點而言,D
90/D
50較佳為3.7以下。
作為D
90/D
50之值,只要滿足1.2≦D
90/D
50≦3.7之關係,就沒有特別限定。D
90/D
50之上限值進而較佳為3.0以下、2.9以下、或2.5以下。D
90/D
50之下限值進而較佳為1.3以上、1.5以上、或1.7以上。
[BET比表面積]
含銅粒子之BET比表面積較佳為1.0 m
2/g以上8.0 m
2/g以下。藉由使含銅粒子之BET比表面積為1.0 m
2/g以上,可使含銅粒子彼此之接觸增加,且使銅原子之表面擴散增加,從而使燒結活化,其結果,可於不產生由高溫燒結所引起之晶片零件損傷之情況下,對所獲得之銅燒結體賦予較高之導熱性。另一方面,若含銅粒子之BET比表面積過大,則於含銅粒子之表面中,凹凸狀之比率增大,因此含銅粒子彼此於整個表面接觸之程度減少,可能會妨礙含銅粒子緻密地燒結。就該觀點而言,藉由使含銅粒子之BET比表面積為8.0 m
2/g以下,可使含銅粒子緻密地燒結,提高所獲得之銅燒結體之導熱性及晶片零件與基板之間之接合強度。
只要含銅粒子之BET比表面積為1.0 m
2/g以上8.0 m
2/g以下,就沒有特別限定。該BET比表面積進而較佳為1.1 m
2/g以上、或1.2 m
2/g以上。另一方面,含銅粒子之BET比表面積較佳為8.0 m
2/g以下,進而較佳為7.6 m
2/g以下、或5.7 m
2/g以下。
[黏合劑樹脂]
黏合劑樹脂係與下述有機溶劑一同形成氧化銅糊料中之有機媒劑之成分。於氧化銅糊料中添加黏合劑樹脂以對其賦予適度之黏度,提高印刷性。本實施方式之氧化銅糊料係於燒結步驟中於不含氧之還原性氣體氣氛中進行加熱。然而,該黏合劑樹脂會由於源自含銅粒子中之Cu
2O及CuO之氧而被氧化,故而在燒結時以CO、CO
2等氣體之形式被去除。
黏合劑樹脂只要是藉由用於燒結之加熱步驟而分解之樹脂,就沒有特別限定。只要是具有容易與氧或一氧化碳反應而自氧化銅糊料中消失之傾向的樹脂即可。例如可例舉:甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素等纖維素樹脂,聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸樹脂,聚乙烯醇縮丁醛等丁醛樹脂等。
黏合劑樹脂之含量並無特別限定。相對於氧化銅糊料,黏合劑樹脂之含量較佳為0.01質量%以上、或0.05質量%以上。又,黏合劑樹脂之含量較佳為5.0質量%以下、或1.0質量%以下。
為了提高氧化銅糊料之黏度或印刷性,黏合劑樹脂之含量較佳為0.01質量%以上,亦可為0.05質量%以上。另一方面,要想減少燒結後之配線中所殘留之樹脂量、達成較低之電阻率,黏合劑樹脂之含量較佳為5質量%以下。
[有機溶劑]
有機溶劑係使氧化銅糊料中之含銅粒子分散而對氧化銅糊料賦予流動性及塗佈性之成分。
有機溶劑只要具有適當之沸點、蒸氣壓及黏性,就沒有特別限定。例如可例舉:烴系溶劑、氯化烴系溶劑、環狀醚系溶劑、醯胺系溶劑、亞碸系溶劑、酮系溶劑、醇系化合物、多元醇之酯系溶劑、多元醇之醚系溶劑、萜烯系溶劑等。亦可使用選自該等中之2種以上之混合物。較佳為根據氧化銅糊料之用途,使用TEXANOL(沸點=244℃)、丁基卡必醇(231℃)、丁基卡必醇乙酸酯(247℃)、松油醇(219℃)等具有200℃左右沸點之溶劑。
有機溶劑之含量並無特別限定。有機溶劑可根據氧化銅糊料之用途,相對於氧化銅糊料而含有5質量%以上、7質量%以上、或10質量%以上。另一方面,就該含量之上限之觀點而言,有機溶劑亦可相對於氧化銅糊料而含有40質量%以下、30質量%以下、或25質量%以下。
[其他成分]
氧化銅糊料除了上述含銅粒子、樹脂黏合劑及有機溶劑之各成分以外,亦可含有任意成分。金屬鹽與多元醇係先前之導電性糊料中所含有之任意成分,可將其組合使用。燒結時多元醇會還原金屬鹽,被還原之金屬析出於粒子間之空隙中而填充空隙,可進一步提高所獲得之銅燒結體之導熱性及晶片零件與基板之間之接合強度。
作為上述金屬鹽,例如可使用銅鹽,具體而言,可使用乙酸銅(II)、苯甲酸銅(II)、雙(乙醯丙酮)銅(II)等中之1種或2種以上。
作為上述多元醇,例如可使用乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、四乙二醇中之1種或2種以上。
本實施方式之氧化銅糊料亦可含有含銅粒子中所含之Cu
2O及CuO等銅化合物或金屬銅以外的無機成分,或者亦可不含。該無機成分意指含有除銅以外之金屬及/或半金屬之無機成分,包括銅與除銅以外之金屬及/或半金屬複合而成之複合氧化物等化合物。該無機成分例如可例舉:作為金屬之金、銀或白金,作為半金屬之硼,作為金屬氧化物之玻璃料等。
要想能夠維持藉由本實施方式之氧化銅糊料所獲得之銅燒結體之接合強度、導電率、低成本性等特性,含有除銅以外之金屬及/或半金屬之無機成分之總量相對於氧化銅糊料中之無機成分可為30質量%以下、20質量%以下、10質量%以下、6質量%以下、或1質量%以下。又,允許包含不可避免之雜質。
[氧化銅糊料之黏度]
剪切速度為1 sec
-1時之氧化銅糊料之黏度並無特別限定。要想將氧化銅糊料均勻地塗佈於基板上,氧化銅糊料之黏度較佳為50 Pa・s以上2500 Pa・s以下。若糊料之黏度過小,則塗佈於基板上之糊料厚度變薄,難以獲得足夠厚度之銅燒結體。因此,關於氧化銅糊料之黏度,其下限較佳為50 Pa・s以上,亦可根據實施方式而為100 Pa・s以上、150 Pa・s以上、200 Pa・s以上、300 Pa・s以上。
另一方面,若糊料之黏度過大,則有如下可能性,即,塗佈於基板上之糊料難以形成平坦狀之表面,從而導致銅燒結體之厚度不均勻。因此,關於氧化銅糊料之黏度,其上限較佳為2500 Pa・s以下,亦可根據實施方式而為1000 Pa・s以下、800 Pa・s以下、或600 Pa・s以下。藉由將氧化銅糊料均勻地塗佈於基板上,可提高所獲得之銅燒結體之導熱性及晶片零件與基板之間之接合強度。
[氧化銅糊料之分析]
於對通常可獲取之氧化銅糊料進行分析之情形時,例如可使用如以下所說明之方法。為了獲知媒劑、及媒劑中所含之黏合劑樹脂與溶劑之重量比率,使用熱重量分析(TGA)裝置以每分鐘10℃之速度加熱糊料,測定重量減少。第一階段之重量減少量為溶劑相對於氧化銅糊料之重量比率,第二階段之重量減少量為黏合劑樹脂相對於氧化銅糊料之重量比率。又,剩餘量為含銅粒子之重量比率。進而,為了特定出溶劑與黏合劑樹脂之種類,可藉由如下方式而獲知,即,使用CHNS分析裝置,獲得碳、氫、氮、硫之組成比率,且使用熱重量-質量分析(TGA-MS)裝置,測定加熱時之第一階段及第二階段中自糊料釋放出之分子之分子量。又,為了獲取與含銅粒子相關之資訊,只要藉由異丙醇等有機溶劑對氧化銅糊料進行稀釋,使用離心分離機將含銅粒子與媒劑分離,藉由各種分析法對所獲得之含銅粒子進行分析即可。例如,為了獲知Cu
2O與CuO之比率,可使用X射線繞射法進行分析,根據源自Cu
2O與CuO之繞射峰強度而獲得。粒徑分佈可使用雷射繞射法而獲知。BET比表面積可對氦氣之吸附量進行測定而獲知。
[糊料之製造方法]
氧化銅糊料可將上述黏合劑樹脂與溶劑加以混合,進而添加銅粒子,使用行星式混合機等混合裝置進行混練。又,為了提高粒子之分散性,亦可視需要使用三輥研磨機。
本實施方式之氧化銅糊料例如應用於下述之電子零件之製造方法中,可於晶片零件與基板之間形成銅燒結體,將晶片零件與基板牢固地接合。此種銅燒結體之導熱性較高,可將晶片零件所產生之熱傳導至基板而進行散熱。
由於本實施方式之氧化銅糊料之散熱性較高,電阻率較低,且對基板之密接性較高,故而可用於將功率裝置或雷射二極體等晶片零件接合於基板。進而,可作為導電性之銅系糊料之替代品而用於任意用途。
2.電子零件之製造方法
本實施方式之電子零件之製造方法具備如下步驟:將上述氧化銅糊料塗佈或印刷於基板之表面;及於還原性氣體氣氛中,於200℃以上600℃以下之溫度下實施熱處理,於基板上獲得銅燒結體。
再者,於本說明書中,所謂「電子零件」係指包含以下形態之製品:於基板上配置有晶片零件之形態;亦包含所謂於基板上配置有導電性配線之配線基板之形態。
[糊料之塗佈或印刷]
本實施方式之電子零件之製造方法首先將上述氧化銅糊料塗佈或印刷於基板之表面。
基板之種類及性質並無特別限定。例如,可使用金屬基板、有機高分子基板、陶瓷基板或碳基板等。又,關於基板之性質,可使用具有散熱性之基板。
金屬基板可使用包含銅、銅-鉬合金、鋁等金屬材料之基板。又,有機高分子基板可使用包含聚醯亞胺、液晶性聚合物、氟樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、環氧玻璃等樹脂材料之基板。陶瓷基板可使用包含無機氧化物、無機碳化物、無機氮化物、無機氮氧化物等陶瓷材料之基板,例如可使用SiO
2、SiOCH、SiN
x、Si
3N
4、SiON、AlN、Al
2O
3、矽等無機材料。
[基板之乾燥]
本實施方式之電子零件之製造方法較佳為視需要將塗佈或印刷有氧化銅糊料之基板於60℃以上120℃以下之溫度下進行乾燥。該乾燥處理係為了使氧化銅糊料中所含之有機溶劑之至少一部分蒸發而進行的。可於其後之熱處理步驟中,抑制有機溶劑之爆沸,防止銅燒結體之損傷。
乾燥方法只要是將其表面塗佈或印刷有氧化銅糊料之基板保持於60℃以上120℃以下之溫度之方法,就沒有特別限定。例如可例舉將該基板設置於設定為60℃以上120℃以下之加熱板上或加熱爐內之方法。
乾燥步驟之加熱時間並無特別限定。加熱時間之下限只要為2分鐘以上、或3分鐘以上即可。另一方面,加熱時間之上限只要為1小時以下、或0.5小時以下即可。可根據所使用之有機溶劑之種類,例如於60℃下加熱30分鐘左右,於120℃下加熱5分鐘左右。
[基板之加壓]
為了緻密地填充氧化銅糊料中之含銅粒子,提高所獲得之銅燒結體之導熱性及晶片零件與基板之間之接合強度,較佳為於在乾燥之糊料之表面上配置晶片零件後,對該基板施加特定之壓力。作為加壓之方向,可選擇積層晶片零件之方向,即垂直於基板表面之方向。
施加之壓力較佳為2 MPa以上30 MPa以上。若壓力未達2 MPa,則無法充分填充含銅粒子,無法充分提高所獲得之銅燒結體之導熱性及接合強度。另一方面,若壓力過大,則可能會對晶片零件造成損傷,因此較佳為30 MPa以下。
本實施方式之氧化銅糊料可作為先前之導電性糊料之替代品而應用於多種用途。例如,可用於使如功率裝置或雷射二極體之晶片零件與基板接合,或用於形成印刷配線。於應用於晶片零件與基板之接合之情形時,較佳為將塗佈或印刷有氧化銅糊料之基板乾燥後,對該基板加壓,其次實施特定之熱處理。於應用於形成印刷配線之情形時,亦可不對基板加壓。
作為晶片零件,可使用電阻、二極體、電感器、電容器等多種晶片零件。例如,可使用Si晶片、SiC晶片等各種半導體晶片等。可為用於功率裝置或雷射二極體等之晶片零件。
晶片零件之尺寸及形狀並無特別限定。例如,可使用一邊之長度為2 mm以上20 mm以下之正方形或大致正方形、或短邊之長度為2 mm以上20 mm以下之長方形或大致長方形。
[對基板之熱處理]
本實施方式之電子零件之製造方法較佳為其後於還原性氣體氣氛中,於200℃以上600℃以下之溫度下實施熱處理,於基板上獲得銅燒結體。藉由該熱處理,使氧化銅糊料中所含之有機溶劑揮發,黏合劑樹脂與氧化銅之氧反應而被分解去除。其結果,氧化銅糊料可充分地燒結,從而提高所獲得之銅燒結體之導熱性及接合強度。
還原性氣體氣氛並無特別限定。較佳為包含選自由氫氣、甲酸及醇所組成之群中之1種或2種以上氣體的還原性氣體氣氛。
為了安全起見,還原性氣體於與惰性氣體混合之狀態下使用時比較方便。作為惰性氣體,可使用氮氣、氬氣等。混合氣體中所含之還原性氣體之濃度並無特別限定。要想充分還原氧化銅糊料中所含之Cu
2O及CuO,較佳為0.5體積%以上,亦可為1體積%以上、或2體積%以上。
該熱處理之加熱溫度較佳為200℃以上600℃以下。若加熱溫度未達200℃,則無法充分進行糊料中所含之有機溶劑之揮發及黏合劑樹脂之分解去除。另一方面,若加熱溫度過高,則有晶片零件之特性降低之虞,因此加熱溫度較佳為600℃以下。
該熱處理之加熱時間並無特別限定。加熱時間之下限值較佳為3分鐘以上、或5分鐘以上。另一方面,加熱時間之上限值較佳為1小時以下、或0.5小時以下。例如,於220℃下可選擇1小時左右之加熱條件,若為600℃則可選擇3分鐘左右之加熱條件。
藉由以上之製造方法,可獲得電阻率非常低且導熱率較高之銅燒結體。例如,所獲得之銅燒結體具有如下特性:電阻率為2.5 μΩcm以上12 μΩcm以下,導熱率為55 WK
-1m
-1以上250 WK
-1m
-1以下。
[實施例]
以下例舉實施例,對本發明進一步加以詳細說明。本發明並不受該等實施例限定。
<實施例1>粒度分佈之影響
[Cu
2O粒子之製作]
Cu
2O粒子可藉由如下方式而獲得:使含有銅離子之銅鹽水溶液與鹼性溶液發生反應而析出氫氧化銅粒子,添加作為還原劑之肼水合物及作為pH值調整劑之氨水溶液。
又,其他種類之Cu
2O粒子可藉由如下方式而獲得:使電解銅粉於氧化性氣體氣氛中、於180℃之溫度下氧化,藉由噴射磨機進行粉碎。藉由改變氧化性氣體中之氧濃度,而獲得立方體狀或八面體狀等不同形狀之Cu
2O粒子。
[CuO粒子之製作]
CuO粒子可藉由如下方式而獲得:將藉由上述方法所獲得之Cu
2O粒子於加熱至70℃之熱水中攪拌30分鐘。又,其他種類之CuO粒子可藉由如下方式而獲得:使電解銅粉於氧化性氣體氣氛中、於300℃之溫度下氧化,藉由噴射磨機進行粉碎。藉由改變氧化性氣體中之氧濃度,而獲得薄板狀或纖維狀等之CuO粒子。
[粒度分佈之調整]
Cu
2O粒子及CuO粒子之粒度分佈主要使用旋風分離器型離心分級裝置、及空氣分級機型離心分級裝置等,將D
50處於0.08 μm至10 μm之範圍並分級成8個等級之粒子適當地混合而進行調整。
含銅粒子之粒徑分佈係藉由雷射繞射散射式粒度分佈分析法進行測定。又,含銅粒子之BET比表面積係藉由氣體吸附法,針對以特定比率混合有CuO粒子及Cu
2O粒子之含銅粒子進行測定。
[氧化銅糊料之製作]
相對於氧化銅糊料之總質量,分別稱量Cu
2O粒子約70質量%、CuO粒子約5質量%、作為黏合劑樹脂之乙基纖維素0.1質量%、作為有機溶劑之松油醇24.9質量%後,藉由行星式混合機對該等進行混練,獲得評價試驗用氧化物糊料。於本實施例1中,如表1所示地製作實施例1-1~實施例1-6之氧化銅糊料、及比較例1-1~比較例1-4之氧化銅糊料。
[電子零件試樣之製作]
其次,對評價試驗所使用之樣品之製作方法加以說明。藉由網版印刷法將所獲得之氧化銅糊料塗佈於銅基板,於大氣中,於加熱至100℃之加熱板上進行10分鐘之乾燥處理。其次,於乾燥之氧化銅糊料上配置一邊之長度為10 mm之正方形狀之SiC晶片,製作依次重疊有基板、氧化銅糊料及SiC晶片之積層體。再者,於與氧化銅糊料相接之SiC晶片之面形成有積層前之厚度約0.5 μm之Ni薄膜。
然後,對所製作之積層體之兩面施加5 MPa之壓力後,於加熱爐內,於在氮氣中混合有3體積%之氫氣之氣氛中,於350℃下實施40分鐘之熱處理,製作具有銅燒結體之樣品。將所獲得之樣品供至以下之接合強度及電阻率等之評價試驗。
[接合強度之評價]
使用晶片剪切裝置,對SiC晶片端部施加剪切應力測定晶片剪切強度(Die shear strength)。剪切試驗速度為500 μms
-1,距離基板之剪切高度為100 μm。測得之晶片剪切強度可分為以下所示之A~C之3個等級之基準。基於該基準,評價銅燒結體之接合強度。於該基準為「A」或「B」之情形時,判定銅燒結體具有較高之接合強度,為可提供良好之接合材的氧化銅糊料。
A:20 MPa以上
B:10 MPa以上且未達20 MPa
C:未達10 MPa
[電阻率之評價]
於電阻率之評價試驗中,使用由與SiC晶片尺寸相同之玻璃板構成之玻璃晶片代替SiC晶片,製作評價試驗用樣品。其原因如下所述。於形成有Ni薄膜之SiC晶片的樣品之情形時,由於SiC晶片處於藉由銅燒結體而與基板接合之狀態,故而難以使銅燒結體露出而測定銅燒結體之電特性。相對於此,玻璃晶片不與銅燒結體接合,因此可於燒結後容易地剝離。因此,可使銅燒結體露出而測定其電特性。
以與使用SiC晶片之樣品之情形相同之順序,製作積層有基板、氧化銅糊料及玻璃晶片之樣品,其後,於相同之條件下實施加壓及熱處理等,獲得具有銅燒結體之積層體。於進行熱處理後,剝離玻璃晶片而使銅燒結體之表面露出,其後,於其表面配置4根電極,藉由直流四探針法測定銅燒結體之電阻率。測得之電阻率可分為以下所示之A~C之3個等級之基準。上述A~C之基準所備註之括號內之數值係將電阻率換算成導熱率所得之值。於該基準為「A」或「B」之情形時,判定該銅燒結體具有較低之電阻率及較高之導熱率,為可提供良好之接合材的氧化銅糊料。
A:未達5.0 μΩcm(超過134 Wm
-1K
-1)
B:5.0 μΩcm以上且未達9.0 μΩcm(超過74 Wm
-1K
-1且134 Wm
-1K
-1以下)
C:9.0 μΩcm以上(74 Wm
-1K
-1以下)
可使用公知之以下之式(3)所示之維德曼-夫蘭茲(Wiedemann・Franz)公式,將電阻率(ρ)換算成導熱率(κ)。
κ=LT/ρ ・・・式(3)
上述式(3)之L為勞侖茲(Lorenz)常數。於銅之情形時,L=2.23×10
-8WΩK
-2。T為溫度(K),ρ之單位為Ωcm,κ之單位為Wm
-1K
-1。上述A~C之基準中的導熱率之數值表示藉由式(3)對T=300 K之情形時之電阻率進行換算所得之數值。如此,電阻率(ρ)可以說是與導熱率(κ)成反比之指標。因此,於本實施例中,亦可使用銅燒結體之電阻率之測定結果,對導熱性進行評價。
於表1中示出含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)、50%累積粒徑/10%累積粒徑(D
50/D
10)、90%累積粒徑/50%累積粒徑(D
90/D
50)、及BET比表面積(m
2/g)之測定結果、接合強度及電阻率之評價結果。
[表1]
比較例 1-1 | 比較例 1-2 | 實施例 1-1 | 實施例 1-2 | 實施例 1-3 | 實施例 1-4 | 實施例 1-5 | 實施例 1-6 | 比較例 1-3 | 比較例 1-4 | |
D 50(μm) | 0.08 | 0.14 | 0.20 | 0.23 | 0.32 | 0.92 | 2.82 | 4.88 | 6.20 | 9.18 |
D 50/D 10 | 2.1 | 2.6 | 1.3 | 2.7 | 3.2 | 3.1 | 4.3 | 4.9 | 4.7 | 5.4 |
D 90/D 50 | 1.1 | 1.1 | 3.1 | 1.2 | 1.8 | 2.7 | 3.1 | 3.7 | 4.3 | 4.2 |
BET比表面積 (m 2/g) | 7.5 | 7.2 | 6.7 | 6.2 | 5.9 | 2.0 | 1.8 | 1.8 | 1.3 | 0.7 |
接合強度 | C | C | B | B | A | A | B | B | C | C |
電阻率 | A | A | A | A | A | A | A | B | B | C |
如表1所示,關於實施例1-1~實施例1-6之氧化銅糊料,其中所包含之含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)、50%累積粒徑/10%累積粒徑(D
50/D
10)、90%累積粒徑/50%累積粒徑(D
90/D
50)、及BET比表面積(m
2/g)均包括在本發明之範圍內。而且,藉由該等氧化銅糊料所製作之銅燒結體表現出接合強度及電阻率滿足A或B基準之特性。因此,可確認本發明之範圍內所包括之氧化銅糊料可提供良好之接合材。
相對於此,關於比較例1-1、比較例1-2、比較例1-3、比較例1-4,含銅粒子之粒徑分佈D
50、D
50/D
10、及D
90/D
50均處於本發明之範圍外。因此,藉由該等氧化銅糊料所製作之銅燒結體之接合強度處於C基準之較低水準,不適合作為接合材。又,關於比較例1-4,電阻率及導熱率亦顯示為C基準。
<實施例2>BET比表面積之影響
自銅鹽水溶液析出所獲得之粒子可藉由改變溶液中所含之粒子分散劑之種類及濃度而調整一次析出粒子之凝聚程度。因此,一次粒子凝聚而成之二次粒子可獲得表面凹凸不同者,可提供BET比表面積不同之粒子。又,對電場銅粒子,以與上述相同之方式調整凝聚程度,製成表面凹凸不同之二次粒子,其後進行氧化處理,藉此可調整BET比表面積。另一方面,藉由高壓水霧化等所獲得之粒子由於粒子之形狀接近球狀,故而可藉由追加針狀或板狀之CuO粒子進行混合而調整整體之BET比表面積。
按照與實施例1相同之順序,相對於氧化銅糊料之總質量,稱量Cu
2O粒子約70質量%、CuO粒子約5質量%、樹脂0.1質量%、溶劑24.9質量%,藉由行星式混合機進行混練,製作氧化銅糊料。於本實施例2中,製作實施例2-1~實施例2-8之氧化銅糊料、及比較例2-1~比較例2-5之氧化銅糊料。其後,按照與實施例1相同之順序,製作評價試驗用樣品,測定該樣品之晶片剪切強度及電阻率。
於表2中示出含銅粒子之粒徑分佈及BET比表面積(m
2/g)之測定結果、接合強度及電阻率之評價結果。
[表2]
比較例 2-1 | 比較例 2-2 | 比較例 2-3 | 實施例 2-1 | 實施例 2-2 | 實施例 2-3 | 實施例 2-4 | 實施例 2-5 | 實施例 2-6 | 實施例 2-7 | 實施例 2-8 | 比較例 2-4 | 比較例 2-5 | |
D 50(μm) | 4.6 | 2.1 | 1.2 | 1.1 | 1.2 | 0.71 | 0.65 | 0.52 | 0.44 | 0.28 | 0.23 | 0.23 | 0.13 |
D 50/D 10 | 8.2 | 5.1 | 4.9 | 4.9 | 3.9 | 3.7 | 3.1 | 3.1 | 2.3 | 2.1 | 1.5 | 1.4 | 1.5 |
D 90/D 50 | 1.8 | 1.8 | 2.1 | 2.7 | 2.8 | 3.1 | 3.7 | 3.7 | 3.2 | 3.5 | 3.7 | 4.1 | 5.3 |
BET比表面積 (m 2/g) | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 1.1 | 1.2 | 2.1 | 2.2 | 3.1 | 3.6 | 5.7 | 7.6 | 8.4 | 8.7 |
接合強度 | C | C | C | B | A | A | A | A | A | A | B | C | C |
電阻率 | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | B | B | B |
如表2所示,關於實施例2-1~實施例2-8之氧化銅糊料,其中所包含之含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)、50%累積粒徑/10%累積粒徑(D
50/D
10)、90%累積粒徑/50%累積粒徑(D
90/D
50)、及BET比表面積(m
2/g)均包括在本發明之範圍內。而且,藉由該等氧化銅糊料所製作之銅燒結體表現出接合強度及電阻率滿足A或B基準之特性。因此,可確認本發明之範圍內所包括之氧化銅糊料可提供良好之接合材。
相對於此,關於比較例2-1~比較例2-5,含銅粒子之BET比表面積均處於本發明之範圍外。又,關於比較例2-1、比較例2-2、比較例2-4、比較例2-5,與含銅粒子之粒徑分佈相關之「D
50」、「D
50/D
10」、「D
90/D
50」之各指標中之任意1個以上處於本發明之範圍外。因此,藉由該等氧化銅糊料所製作之銅燒結體之接合強度處於C基準之較低水準,不適合作為接合材。
<實施例3>CuO/Cu
2O莫耳比之影響
改變Cu
2O粒子及CuO粒子之混合比(莫耳比),除此以外,按照與實施例1相同之順序製作氧化銅糊料。於本實施例3中,製作實施例3-1~實施例3-3之氧化銅糊料、及比較例3-1~比較例3-3之氧化銅糊料。其後,按照與實施例1相同之順序,製作評價試驗用樣品,測定該樣品之晶片剪切強度及電阻率。
於表3中示出含銅粒子之粒徑分佈及BET比表面積(m
2/g)之測定結果、接合強度及電阻率之評價結果。
[表3]
比較例3-1 | 實施例3-1 | 實施例3-2 | 實施例3-3 | 比較例3-2 | 比較例3-3 | |
D 50(μm) | 0.58 | 0.62 | 0.57 | 0.64 | 0.61 | 0.72 |
D 50/D 10 | 4.9 | 4.5 | 3.1 | 3.3 | 2.7 | 1.8 |
D 90/D 50 | 2.8 | 3.1 | 2.9 | 1.9 | 3.2 | 2.3 |
BET比表面積 (m 2/g) | 4.3 | 4.2 | 5.1 | 4.7 | 5.5 | 5.9 |
Cu 2O/CuO莫耳比 | (不含CuO) | 30 | 3 | 1 | 0.43 | 0.1 |
接合強度 | B | A | A | B | C | C |
電阻率 | C | A | A | A | B | C |
如表3所示,關於實施例3-1~實施例3-3之氧化銅糊料,其中所包含之含銅粒子之50%累積粒徑(D
50)、50%累積粒徑/10%累積粒徑(D
50/D
10)、90%累積粒徑/50%累積粒徑(D
90/D
50)、及比表面積(m
2/g)均包括在本發明之範圍內。又,該等氧化銅糊料之含銅粒子之Cu
2O粒子及CuO粒子之混合比(莫耳比)為1.0以上。藉由該氧化銅糊料所製作之銅燒結體表現出接合強度及電阻率滿足A或B基準之特性,適用於接合材。
相對於此,關於比較例3-1~比較例3-3,含銅粒子之Cu
2O粒子及CuO粒子之混合比(莫耳比)均未達1.0。藉由該等氧化銅糊料所製作之銅燒結體之接合強度處於C基準之較低水準,不適合作為接合材。
<實施例4>氧化銅糊料中之含銅粒子之比率及黏度之影響
將實施例1中進行了分級之含銅粒子加以混合,製備具有D
50=0.32 μm、D
50/D
10=3.2、D
90/D
50=2.4之粒徑分佈且BET比表面積為3.5 m
2/g之含銅粒子。
使用該含銅粒子,將含銅粒子與媒劑(樹脂及有機溶劑)之比率變更為以質量比計含銅粒子:媒劑=x:1-x,除此以外,按照與實施例1相同之順序製作氧化銅糊料。以下,將上述「x」稱為「含銅粒子之含量」。所使用之該媒劑係固定成與實施例1之「樹脂0.1%、溶劑24.9%」相當之比率(0.1:24.9)而進行製備。於本實施例4中,製作實施例4-1~實施例4-5之氧化銅糊料、及比較例4-1、比較例4-2之氧化銅糊料。其後,按照與實施例1相同之順序,製作評價試驗用樣品,測定該樣品之晶片剪切強度及電阻率。
表4表示含銅粒子之含量(質量%)、接合強度及電阻率之評價結果。
[表4]
比較例 4-1 | 實施例 4-1 | 實施例 4-2 | 實施例 4-3 | 實施例 4-4 | 實施例 4-5 | 比較例 4-2 | |
含銅粒子之含量(質量%) | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 92 | 95 |
接合強度 | C | B | A | A | B | B | C |
電阻率 | C | A | A | A | A | B | B |
實施例4-1~實施例4-5之氧化銅糊料之含銅粒子之粒徑分佈及BET比表面積包括在本發明之範圍內。又,如表4所示,相對於氧化銅糊料之總量,含銅粒子之含量均包括在60~92質量%之範圍內。藉由該氧化銅糊料所製作之銅燒結體表現出接合強度及電阻率滿足A或B基準之特性,適用於接合材。
相對於此,關於比較例4-1、比較例4-2,相對於糊料之總量,含銅粒子之含量處於60~92質量%之範圍外。因此,藉由該等氧化銅糊料所製作之銅燒結體之接合強度及電阻率處於C基準之較低水準,不適合作為接合材。
Claims (8)
- 一種氧化銅糊料,其含有含銅粒子、黏合劑樹脂及有機溶劑,上述含銅粒子含有Cu2O及CuO,上述含銅粒子中所含之銅元素中,構成Cu2O之銅元素及構成CuO之銅元素之總量為90%以上,上述含銅粒子之50%累積粒徑(D50)為0.20μm以上5.0μm以下,上述50%累積粒徑(D50)與10%累積粒徑(D10)滿足以下所示之式(1),上述50%累積粒徑(D50)與90%累積粒徑(D90)滿足以下所示之式(2),且上述含銅粒子之BET比表面積為1.0m2/g以上8.0m2/g以下:1.3≦D50/D10≦4.9‧‧‧式(1) 1.2≦D90/D50≦3.7‧‧‧式(2)。
- 如請求項1之氧化銅糊料,其中上述含銅粒子中所含之Cu2O之量相對於CuO之量,以莫耳比計為1.0以上。
- 如請求項1或2之氧化銅糊料,其中上述含銅粒子相對於上述氧化銅糊料之總量為60質量%以上92質量%以下。
- 一種電子零件之製造方法,其具備如下步驟:將如請求項1至3中任一項之氧化銅糊料藉由塗佈或印刷而配置於基板之表面;將塗佈或印刷有上述氧化銅糊料之上述基板進行乾燥;於乾燥之上述氧化銅糊料之表面配置晶片零件,自上述晶片零件之 表面向上述基板之方向施加2MPa以上30MPa以下之壓力;及將經施加上述壓力之上述基板於還原性氣體氣氛中、於200℃以上600℃以下之溫度下實施熱處理,於上述基板上獲得銅燒結體。
- 如請求項4之電子零件之製造方法,其中上述基板為金屬基板、有機高分子基板、陶瓷基板或碳基板。
- 如請求項4之電子零件之製造方法,其中上述還原性氣體氣氛含有選自由氫、甲酸及醇所組成之群中之1種以上氣體。
- 如請求項5之電子零件之製造方法,其中上述還原性氣體氣氛含有選自由氫、甲酸及醇所組成之群中之1種以上氣體。
- 如請求項4至7中任一項之電子零件之製造方法,其中上述銅燒結體之電阻率為2.5μΩcm以上12μΩcm以下。
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