铜粒子及其制造方法、膏组合物、半导体装置、电气部件和电子部件与流程

allin2025-01-13  42


本发明涉及铜粒子、铜粒子的制造方法、膏组合物以及由该膏组合物接合的半导体装置、电气部件以及电子部件。


背景技术:

1、随着半导体产品的大容量、高速处理化以及微细布线化,半导体产品在工作中会产生大量的热。从半导体产品散热的所谓的热管理越来越重要。因此,通常,半导体产品采用安装导热片、散热器等散热部件的方法等。期望粘接散热部件的材料具有更高的热传导率。

2、另外,有时也将半导体元件粘接于具有导热通孔等散热机构的有机基板等。在这种情况下,对粘接半导体元件的材料也要求高热传导性。另外,由于近年来的白色发光led的高亮度化,粘接半导体元件的材料也广泛应用于全色液晶显示器的背光照明、吸顶灯、吊灯等照明装置。由于发光元件的高输出化引起的高电流投入,发光元件与基板的粘接剂因热和光等而变色,或者电阻值随时间变化。特别是,在发光元件与基板的接合依赖于粘接剂的方法中,在焊接安装电子部件时,接合材料在焊料熔融温度条件下粘接力降低,因此有时会剥离,导致不亮。另外,对于白色发光led的高性能化,发光元件芯片的散热量增大,因此,也要求led的结构以及用于该led的部件提高散热性。

3、特别地,近年来,使用像电力损失少的碳化硅(sic)、氮化镓(gan)那样的宽带隙半导体元件的功率半导体装置的开发盛行。这些元件自身的耐热性高,能够用大电流进行250℃以上的高温动作。但是,为了发挥其特性,需要高效地将动作发热进行散热,除了导电性和传热性之外,还要求具有长期高温耐热性的接合材料。

4、如上所述,对用于粘接半导体装置、电气部件和电子部件各部件的芯片粘接膏以及散热部件粘接用材料等要求高热传导性。另外,这些材料需要同时耐受产品搭载于基板时的回流处理。

5、作为能够满足这样要求的膏材料,着眼于能够在比主体的银更低的温度条件下进行接合的、利用银纳米粒子的接合方法(例如,参照专利文献1)。

6、然而,银粒子的导电性非常高,但由于价格高以及迁移的问题,正在研究替代为其他金属。因此,与银粒子相比更廉价且具有耐迁移性的铜粒子受到关注。

7、提出了包含铜纳米粒子和铜微粒子的接合材料、包含铜纳米粒子和铜亚微粒子的接合材料、包含铜纳米粒子和铜微粒子和铜亚微粒子的接合材料(例如,参照专利文献2)。

8、现有技术文献

9、专利文献

10、专利文献1:日本特开2011-240406号公报。

11、专利文献2:日本特开2014-167145号公报。


技术实现思路

1、即,本发明涉及以下内容。

2、[1]一种铜粒子,其特征在于,在x射线衍射中,铜的密勒指数(111)中的晶粒直径scu(111)相对于铜的密勒指数(220)中的晶粒直径scu(220)的scu(111)/scu(220)比满足下述式(1)或下述式(2),

3、scu(111)/scu(220)>1.4 (1);

4、scu(111)/scu(220)<1.2 (2)。

5、[6]一种铜粒子的制造方法,其为上述[1]~[5]中任一项所述的铜粒子的制造方法,其特征在于,在形状稳定剂的存在下,将在x射线衍射中密勒指数(111)中的晶粒直径scu2ο(111)为70nm以上的氧化亚铜还原。

6、[8]一种膏组合物,其中,其含有上述[1]~[5]中任一项所述的铜粒子。

7、[9]一种半导体装置,其中,其使用上述[8]所述的膏组合物接合而成。

8、[10]一种电气部件,其中,其使用上述[8]所述的膏组合物接合而成。

9、[11]一种电子部件,其中,其使用上述[8]所述的膏组合物接合而成。



技术特征:

1.一种铜粒子,其特征在于,

2.如权利要求1所述的铜粒子,其特征在于,

3.如权利要求1或2所述的铜粒子,其特征在于,厚度为5nm~50nm,长径为30nm~300nm。

4.如权利要求1~3中任一项所述的铜粒子,其特征在于,

5.如权利要求1~4中任一项所述的铜粒子,其特征在于,

6.一种铜粒子的制造方法,其为权利要求1~5中任一项所述的铜粒子的制造方法,其特征在于,

7.如权利要求6所述的铜粒子的制造方法,其特征在于,

8.一种膏组合物,其中,

9.一种半导体装置,其中,

10.一种电气部件,其中,

11.一种电子部件,其中,


技术总结
一种铜粒子,其特征在于,在X射线衍射中,铜的密勒指数(111)中的晶粒直径SCu(111)相对于铜的密勒指数(220)中的晶粒直径SCu(220)的SCu(111)/SCu(220)比满足下述式(1)或下述式(2):SCu(111)/SCu(220)>1.4(1);SCu(111)/SCu(220)<1.2(2)。

技术研发人员:菊池知直,野野村航希
受保护的技术使用者:京瓷株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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