CN107735854B - 可烧结粘合材料及使用其的半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种可烧结粘合材料，其能提供具有长期可靠性的粘合制品。本发明涉及一种可烧结粘合材料，其包含银填料和树脂颗粒，其中所述银填料包含算术平均粗糙度Ra为10nm或更小的片状填料；并且所述树脂颗粒的弹性模量E为10GPa或更小，且热分解温度为200℃或更高。本发明的可烧结粘合材料的烧结产品的粘合强度及放热特性优异，且具有改进的应力松弛能力。

Description

可烧结粘合材料及使用其的半导体装置
技术领域
本发明涉及一种粘合材料，具体地，涉及一种具有优异的应力松弛能力的可烧结粘合材料及其制备方法。本发明还涉及一种使用所述粘合材料制备的半导体装置及其制备方法。
背景技术
由于电子装置的尺寸和重量减少并且性能改善，半导体装置产生的热量趋于增加。近年来，在电动机控制领域，开发出具有大带隙的功率半导体(power semiconductor)，如碳化硅或氮化镓，用于需要高电压或高电流的应用，如电力设备、车辆或机床。相较于常规的硅半导体，这种功率半导体可在较高温度下工作，这是因为半导体组件本身具有高耐热性。
为了利用功率半导体的这种特性，需要具有优异导热率的粘合材料，其可有效释放操作半导体时产生的热。如专利文献1所述，近年来，已经研究发现含纳米尺寸金属细粒的浆料为具有优异导热率的粘合材料。在使用此浆料的粘合方法中，将金属颗粒的烧结现象用于粘合。
然而，在使用专利文献1所述的金属颗粒烧结现象的粘合方法中，烧结反应导致的烧结收缩会产生收缩应力，且收缩应力保留在粘合部件中。此外，当待粘合元件的热膨胀系数差异很大时，在操作半导体装置时的冷却-加热循环期间，向粘合部件施加更高的热应力，这会引起一些问题，如在半导体元件或粘合部件中产生裂缝，或粘合部件剥离。
作为减少施加至粘合部件的这种热应力的方法，专利文献2公开了一种导电粘合材料，其包含由第一金属制成的金属细粒和涂布有金属的树脂颗粒，所述树脂颗粒的直径大于所述金属细粒的直径，且所述树脂颗粒涂布有第二金属。专利文献2解释了，用此粘合材料，可减少施加至半导体元件与电路图案之间的粘合部件的应力。
专利文献3公开了一种半导体装置，其包含金属引线框和半导体芯片，其中半导体芯片和金属引线框架通过多孔接合层粘合，其中含银的导电颗粒作为粘合材料彼此粘合，且导电颗粒之间的至少一部分空气间隙被热固性树脂填充。
另一方面，专利文献4公开了一种包含半导体芯片及绝缘基板的半导体装置，其中所述绝缘基板包含安装于其上的半导体芯片及设置于半导体芯片表面上的电极板。专利文献4公开了粘合半导体芯片和电极板的烧结金属层，该层端部的孔隙率被设置为高于该层中心部分的孔隙率，从而可松弛施加至粘合层端部的应力。
引证文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利公开号2006-352080
专利文献2：日本专利公开号2011-198674
专利文献3：日本专利公开号2010-171271
专利文献4：日本专利公开号2014-29897
发明内容
技术问题
在专利文献2所述的导电粘合材料中，二乙烯基苯交联聚合物用作涂布有金属的树脂颗粒中的树脂。因此，当将所述粘合材料用于在高温下操作的半导体装置如功率半导体时，树脂的耐热性不足，且在烧结工艺或高温操作期间可能发生树脂机械特性的劣化，这会不利地削弱半导体装置的长期可靠性。
专利文献3所述的半导体装置制备方法在形成粘合层后的阶段，需要用液体可固化树脂填充粘合层并固化液体可固化树脂的步骤，这使得制备过程麻烦。此外，采用树脂从粘合层外部填充粘合层，其不利地导致树脂填充不均匀，使得应力松弛能力不足。
如专利文献4所述，当增加孔隙率以松弛施加至半导体装置粘合部件的应力时，粘合层中的空气间隙的状态在操作期间，特别是在高温下(如 200℃或更高)的长期操作期间变化，这会降低粘合强度或导致粘合部件剥离等，从而不利地削弱半导体装置的长期可靠性。
鉴于上述问题完成了本发明，且本发明的目的是提供一种粘合材料，其能提供具有优异粘合强度及放热特性的粘合制品，能减小施加至粘合部件的应力并且具有优异的长期可靠性。
解决技术问题的技术方案
本发明的一个方面涉及一种可烧结粘合材料，其包含银填料和树脂颗粒，
其中所述银填料包含算术平均粗糙度Ra为10nm或更小的片状填料；并且
所述树脂颗粒的弹性模量E为10GPa或更小，且热分解温度为200℃或更高。
发明的有益效果
本发明可提供一种粘合材料，其能够提供具有优异的长期可靠性的粘合制品。
附图说明
[图1]图1是本发明一个实施方式的半导体装置的部分截面图。
[图2]图2是实施例中冷却-加热循环之前和之后粘合层的横截面的 SEM图。
[图3]图3是实施例中粘合层的横截面的SEM图。
[图4]图4是实施例中冷却-加热循环之前和之后的粘合部件的SAT 图。
具体实施方式
本发明的发明人发现，通过向主要由银填料组成的粘合材料添加具有特定弹性范围的树脂颗粒，可有效减小施加至粘合部件的应力，同时保持优异的粘合强度及导热性，从而获得具有优异的长期可靠性的粘合制品。这种粘合材料特别适用于可在高温下操作的半导体装置，如功率半导体。
本发明的粘合材料包含银填料及具有特定弹性模量的耐热树脂颗粒。下文中，将详细说明本发明的粘合材料的组分。
<银填料>
银填料是本发明的粘合材料的主要组分。粘合材料中的银填料通过加热熔融在一起(烧结)以形成银烧结产品，从而形成具有优异的导热性和粘合强度的粘合层。
本发明粘合材料的银填料含量优选是粘合材料的固体组分的总质量的 90质量％或更高，更优选是91质量％或更高，甚至更优选是93质量％或更高，在一个实施方式中，可以特别优选94质量％或更高。当银填料的含量增加时，获得具有优异的粘合强度和导热性的粘合材料。银填料含量是粘合材料中的固体组分的99.9质量％或更低，优选99.0质量％或更低。本文的“固体组分”是指粘合材料中的所有组分，不包括因加热而从粘合层消失的组分，换句话说，“固体组分”是指在烧结之后保留在烧结产品中的所有组分。
银填料的中部粒径(central particle diameter)优选是1nm至50μm。银填料的中部粒径更优选是10nm至30μm，甚至更优选是100nm至20μm。当银填料的粒径在上述范围内时，可更好地改善填料的烧结性。此外，填料很好地分散在粘合材料中，可改善粘合材料的保存稳定性，且提供均匀的粘合强度。本文的银填料的“中部粒径”代表基于体积的粒径分布曲线的中位直径(50％粒径：D50)，其是用激光衍射粒度分析仪测量得到的。
对银填料的形状没有特别限制，其实例包括球形、大致球形、椭球形、纺锤形、立方体形、大致立方体形、片状及不定形。其中，就保存稳定性的观点而言，优选使用球形、大致球形及片状的填料。
在一个实施方式中，甚至更优选片状填料。片状填料的实例可包括板形、薄片状和鳞片状填料。片状填料的优选实例包括侧面方向具有薄板形且正面方向具有圆形、椭圆形、多边形、或不定形的颗粒。具有这种形状的填料具有优异的加热烧结性，这是因为填料间的高接触面积，可减少烧结产品中的孔隙率。
片状填料的含量优选是银填料的30质量％或更高，更优选是银填料的 50质量％或更高，甚至更优选是60质量％或更高，进一步更优选是70质量％或更高。在一个实施方式中，片状填料的含量优选是银填料的80质量％或更高，更优选是90质量％或更高，且可为100质量％。当片状填料的含量在上述范围内时，可形成具有低孔隙率及优异导热性的烧结产品。
片状填料的优选实例将说明如下。
在本发明中，特别优选具有平滑表面的片状填料。由于此类填料具有平坦表面，填料间的接触面积增加更多，实现了优异的烧结性，从而提供具有优异导热性的粘合层。此外，由于填料具有平滑表面，填料具有优异的分散性，从而可形成具有均匀粘合强度及应力松弛能力的粘合层。
这里，当填料具有平滑表面时，表面的算术平均粗糙度(Ra)优选是 20nm或更小，更优选是10nm或更小。从填料分散性及由此获得的粘合层的导热性的观点来看，算术平均粗糙度(Ra)优选是8.5nm或更小，更优选是5nm或更小，甚至更优选是3.5nm或更小。考虑到易于制备，算术平均粗糙度(Ra)优选是1nm或更高。
这里，可以原子力显微镜(AFM)测量算术平均粗糙度(Ra)。AFM以连接悬臂尖端的探针追踪样本表面或扫描样本表面，其在探针与样本表面间保持恒定距离。通过测量悬臂的垂直位移来评价样本表面的凹凸形状。测量条件如下：
模式：接触模式
悬臂：OMCL-TR800PSA-1，由Olympus Corporation制备
高度方向分辨率：0.01nm
横向方向分辨率：0.2nm
此外，具有平滑表面的片状填料优选是结晶填料。结晶片状填料具有优异的烧结性，其可提供优异的粘合强度。晶体可为单晶或多晶。就表面平滑度的观点而言，晶体更优选是单晶。结晶银填料可以X射线衍射分析或其类似方式确认。
片状填料的中部粒径(D50)优选是0.05μm或更大且20μm或更小。中部粒径为0.05μm或更大的颗粒易于制备，且中部粒径为20μm或更小的颗粒具有优异的烧结性。中部粒径更优选是15μm或更小，甚至更优选是8μm或更小，在一个实施方式中，特别优选中部粒径是5μm或更小。中部粒径更优选是0.1μm或更高，甚至更优选是0.3μm或更高。
粒径的标准偏差(δD)优选是10μm或更小，更优选是8μm或更小，甚至更优选是4μm或更小。这里，粒径的标准偏差(δD)为基于随机选取的 100个颗粒的粒径的计算值。
颗粒的平均厚度(T)优选是1nm或更大且100nm或更小。平均厚度为 1nm或更大的颗粒可更容易地制备，且平均厚度为100nm或更小的颗粒可提供具有优异导热性的烧结产品。平均厚度更优选是80nm或更小，甚至更优选是50nm或更小。平均厚度更优选是10nm或更大，甚至更优选是 20nm或更大。这里，颗粒的平均厚度(T)为随机选取的100个颗粒的厚度的平均值。颗粒厚度可根据扫描电子显微镜(SEM)图片，通过目视或利用图像分析软件测量。
片状填料的长径比(颗粒的中部粒径(D50)/平均厚度(T))优选是20或更大且1000或更小。长径比更优选是30或更大，甚至更优选是35或更大。长径比更优选是500或更小，甚至更优选是200或更小，特别优选是100 或更小。
可用于本发明的银填料可通过已知方法制备，如还原法、研磨法、电解法、雾化法、或热处理法。片状填料的制备方法的实例，例如上面描述的那些，包括日本专利公开号2014-196527中所述的方法。通过引用的方式将其全部并入本文。
在一个实施方式中，银填料的表面可以涂布有有机物质。
有机物质的量优选是银填料的0.01至10重量％，更优选是0.1至2重量％。还优选的是，根据银填料的形状等来调整有机物质的量。举例而言，可通过加热以使有机物质挥发或热分解，并测量重量损失，来测量有机物质的量。
这里，银填料“涂布有有机物质”的状态包括通过将银填料分散在有机溶剂中，有机溶剂附着至银填料表面的状态。
涂布银填料的有机物质的实例可包括亲水性有机化合物，如具有1至 5个碳原子的烷基醇、具有1至5个碳原子的烷烃硫醇、及具有1至5个碳原子的烷烃多元醇、或具有1至5个碳原子的低级脂肪酸；以及疏水性有机化合物，如具有15个或更多个碳原子的高级脂肪酸及其衍生物、具有6至14个碳原子的中级脂肪酸及其衍生物、具有6个或更多个碳原子的烷基醇、具有16个或更多个碳原子的烷基胺、或具有6个或更多个碳原子的烷烃硫醇。
其中，优选高级脂肪酸、中级脂肪酸、及它们的金属盐、酰胺、胺、或酯化合物。防水(疏水性)有机化合物更优选是高级或中级脂肪酸，或它们的防水衍生物。鉴于其涂布效果，特别优选高级或中级脂肪酸。
高级脂肪酸的实例包括直链饱和脂肪酸，如十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、12-羟基十八烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、二十六烷酸(蜡酸)、或二十八烷酸；支化饱和脂肪酸，如2-戊基壬酸、2-己基癸酸、2-庚基十二烷酸、或异硬脂酸；以及不饱和脂肪酸，如棕榈油酸、油酸、异油酸、反油酸(elaidic acid)、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸(recinoleic acid)、鳕烯酸(gadoleic acid)、芥酸(erucic acid)及鲨油酸(selacholeic acid)。
中级脂肪酸的实例包括直链饱和脂肪酸，如己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、或十四烷酸；支化饱和脂肪酸，如异己酸、异庚酸、2-乙基己酸、异辛烷酸、异壬酸、2-丙基庚酸、异癸酸、异十一烷酸、2-丁基辛酸、异十二烷酸及异十三烷酸；以及不饱和脂肪酸，如10-十一烯酸。
表面涂布有有机物质的银填料的制备方法的实例包括，但不限于，在有机溶剂的存在下通过还原法来制备银填料的方法。具体地，例如，可通过混合羧酸银盐与伯胺，并在有机溶剂的存在下采用还原剂沉积银填料来获得银填料，如日本专利公开号2006-183072及2011-153362等中所述。此外，可通过日本专利公开号2014-196527所述的方法获得银填料，所述方法包括使用载体介质(如水或酒精)和分散介质(如二醇类)来分散草酸银的步骤，接着施加热和/或压力。通过引用的方式将上述申请全部并入本文。
还优选的是，将获得的银填料分散于用于制备填料的溶剂中，并将分散体直接添加到本发明的粘合材料中。
此外，银填料表面可以涂布有两个或多个有机物质层。这种填料可通过例如将上述制备的具有机物质涂层的银填料分散于其它有机溶剂而获得。待添加至本发明粘合材料中的溶剂可优选用作所述“其它溶剂”。
当银填料表面涂布有有机物质时，可进一步防止或减少银填料在粘合材料中的聚集。此外，当加热以暴露银表面时，填料表面上的有机物质可以被洗脱、挥发或热分解，结果可进一步增加填料的烧结性。
在一个实施方式中，银填料可为氧化银颗粒或至少在其表面上具有氧化银层的颗粒。当使用这种银填料时，在烧结时通过还原氧化银而暴露银表面，从而可进一步增加烧结性。
银填料可单独使用或者两种或更多种组合使用。不同形状或不同尺寸的填料的组合可减小烧结产品的孔隙率。所述组合的实例包括但不限于，片状填料与中部粒径小于片状填料中部粒径的大致球形填料的混合物。大致球形填料的含量可为银填料的1至50质量％，更优选是5至30质量％。
在一个实施方式中，本发明的粘合材料也可包含其它金属填料，以替代一部分银填料。除银之外的金属的实例包括铜、金、锡、锌、钛、及这些金属的合金和氧化物，其中优选是铜及含铜的合金。
这种金属填料的粒径、形状、及表面涂层的优选实例包括与前面对银填料说明的相同的那些。除银填料之外的金属填料的含量，优选是银填料的0至30质量％，更优选是1至20质量％。
<树脂颗粒>
树脂颗粒形成低模量部分，即，所述部分比粘合层中的银组分基质更柔软，从而可以进一步增加粘合层的应力松弛能力。
因此，树脂颗粒的弹性模量(E)比银基质的弹性模量(E)低，优选是10 GPa或更小。树脂颗粒的弹性模量(E)更优选是0.01MPa或更大且1GPa或更小，甚至更优选是0.1MPa或更大且500MPa或更小，特别优选是 0.5MPa或更大且100MPa或更小，在一个实施方式中，可以特别优选 1MPa或更大且50MPa或更小。当树脂的弹性模量(E)较低时，可进一步增加对制备过程中或在操作半导体时的冷却-加热循环过程中产生的应力的吸收效果。另一方面，当弹性模量(E)过低时，粘合强度及可加工性会降低。
这里，弹性模量(E)是指在25℃的杨氏模量(Young's modulus)(压缩弹性模量)，其可根据JIS K 6254(或ISO7742：2008)如下测定：
试样：直径25mm，厚度12.5mm
压缩速度：10±1mm/min
测量温度：25℃
在25％压缩应变(compression strain)下压缩试样四次，记录压缩力与变形之间的关系。采用下式，由第四次压缩获得压缩/变形曲线计算弹性模量(E)：
弹性模量(E)(MPa)＝F/A·ε
其中“F”代表压缩力(N)，“A”代表试样的原始截面积(mm2)，且“ε”代表试样的变形量。
这里，橡胶状(弹性)树脂及塑料状树脂两者均可用作树脂颗粒。
在一个实施方式中，就应力松弛的观点而言，更优选橡胶状颗粒。橡胶状颗粒的橡胶硬度(硬度计A类硬度)优选是10度或更高且100度或更低，更优选是20度或更高及90度或更低。“硬度计A类硬度”可根据JIS K 6253测定。
本发明的树脂颗粒优选具有高耐热性。具体地，树脂的热分解温度优选是200℃或更高，更优选是250℃或更高，甚至更优选是300℃或更高，在一个实施方式中，可以特别优选350℃或更高。
当树脂的热分解温度在上述范围内时，可进一步减少高温操作时粘合层的机械特性的劣化。
这里，“热分解温度”是指用热重量分析测量装置，在空气流中，自 25℃以10℃/分钟的速率上升的温度下，树脂重量减少1％时的温度(1％重量减少的温度)。
对树脂颗粒的形状没有特别限制，其实例包括球形、大致球形、纺锤形及不定形。就分散性的观点而言，优选球形、大致球形或纺锤形。
树脂颗粒的中部粒径优选是0.05μm或更大且30μm或更小。中部粒径优选是0.1μm或更大且20μm或更小，且更优选是0.5μm或更大且10μm 或更小，在一个实施方式中，可以特别优选5μm或更小。在一个实施方式中，树脂颗粒的中部粒径优选是粘合层厚度的1/3或更小。
这里，树脂颗粒的“中部粒径”代表在通过激光衍射粒度分析仪测量获得的基于体积的粒度分布曲线中的50％粒径(D50)。
基于100质量份的上述银填料，树脂颗粒的含量优选是0.1质量份或更大，更优选是0.5质量份或更大，甚至更优选是1质量份或更大，特别优选是2质量份或更大。基于100质量份的银填料，树脂颗粒的含量优选是9质量份或更小，更优选是8质量份或更小，甚至更优选是7质量份或更小。在一个实施方式中，树脂颗粒的含量还可以甚至更优选6质量份或更小。当树脂颗粒的含量是0.1质量份或更大时，获得优异的应力松弛能力。当树脂颗粒的含量是9质量份或更小时，粘合层中的银组分的比例增加，其可改善导热性。
在一个实施方式中，当替代树脂颗粒或者除了树脂颗粒之外，还含有过量的液态热固性树脂组分时，会削弱导热性。在这种实施方式中，优选粘合材料基本上不含液态热固性树脂组分。具体地，当含有液态热固性树脂组分时，基于100质量份的银填料，液态热固性树脂组分的含量优选是 3质量份或更小，更优选是2质量份或更小，甚至更优选是1质量份或更小。
对本发明使用的树脂颗粒的树脂组分没有特别限制，只要树脂组分具有前述的弹性模量(E)及耐热性即可，且可使用已知的树脂。其实例可包括基于硅氧烷的树脂、基于氟的树脂、基于砜的树脂、基于酚的树脂、基于环氧的树脂、基于丙烯酸的树脂、基于酰亚胺的树脂、基于酰胺酰亚胺的树脂、苯醚树脂(phenylene oxide resin)、基于马来酰亚胺的树脂及基于氰酸酯的树脂。
下文中，将描述树脂颗粒的树脂组分的实例，但本发明的树脂颗粒不限于此。
基于硅氧烷的树脂的实例包括包含下式表示的硅氧烷键作为主要骨架的均聚物或共聚物：
-(-Si(R1)2-O-)n- (1)。
在式(1)中，R1各自独立地是烷基、芳基、烯基、芳烷基、卤代烷基、环烷基、或选自以下有机基团的单价基团：其中上述基团中的至少一个氢原子被环氧基、胺基、巯基、或(甲基)丙烯酰氧基取代。R1的碳原子数优选是1至20个，更优选是1至10个。R1所代表的卤代烷基中的卤素的实例包括氯、氟、溴、硼和碘。这里，对n没有特别限制，但优选是1,000 至100,000，且更优选是2,000至50,000，甚至更优选是5,000至10,000。聚合物结构可为直链或支链。
在一个实施方式中，式(1)中的R1优选是选自烷基、芳基、烯基、芳烷基、氟烷基中的至少一种，且更优选包含选自烷基(如甲基和乙基)及芳基(如苯基)中的至少一种。
在一个实施方式中，80摩尔％或更多的R1更优选是甲基。
本发明的基于硅氧烷的树脂颗粒是通过使用前述均聚物或共聚物作为基本组分形成的固化产品。就应力松弛的观点而言，固化产品优选是橡胶状固化产品。硅氧烷橡胶的优选实例可包括但不限于二甲基硅氧烷橡胶、氟硅氧烷橡胶、甲基苯基硅氧烷橡胶、及甲基乙烯基硅氧烷橡胶。
基于氟的树脂的实例包括均聚物或共聚物，如四氟乙烯、四氟乙烯/丙烯、四氟乙烯/烷氧基乙烯、四氟乙烯/氟乙烯基醚、四氟乙烯/丙烯/偏二氟乙烯、乙烯/六氟丙烯/四氟乙烯、偏二氟乙烯、乙烯/六氟丙烯、乙烯/六氟丙烯/偏二氟乙烯、及氟磷腈。还优选前述聚合物的总单元的90摩尔％或更多被全氟取代。
其中，就耐热性的观点而言，优选四氟乙烯均聚物(PTFE)或含四氟乙烯单元(-CF2-CF2-)的共聚物。更优选四氟乙烯均聚物，及其中总单元的80 摩尔％或更多，优选90摩尔％或更多为四氟乙烯单元的共聚物。
本发明的基于氟的树脂颗粒是通过使用前述的均聚物或共聚物作为基本组分而形成的固化产品。就应力松弛的观点而言，固化产品优选是橡胶状固化产品。
基于氟的橡胶(氟橡胶)的优选实例包括四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯/全氟烷氧基乙烯(PFA)、四氟乙烯/六氟丙烯(FEP)、及乙烯/四氟乙烯(ETFE)。
基于环氧的树脂的实例包括脂族环氧树脂、脂环族环氧树脂、双酚A 型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、环氧酚醛型树脂、联苯基型环氧树脂、萘型环氧树脂、及它们的混合物。本发明的基于环氧的树脂颗粒优选是由前述的树脂组分形成的交联固化产品。
已知的固化剂及硫化剂(vulcanizing agents)或其类似物可用于固化或硫化前述的树脂组分。
就应力松弛的观点而言，优选由基于硅氧烷的树脂、基于氟的树脂、及基于环氧的树脂组分形成的橡胶状颗粒。就耐热性的观点而言，更优选硅氧烷橡胶及氟橡胶。
树脂颗粒可为其中前述的树脂组分由无机载体或其类似物支撑的形式。在不抑制本发明功效的范围之内，可含有无机填料、金属填料、耐热稳定剂、及抗氧化剂或其类似物。
树脂颗粒也优选在表面上具有涂层。
例如前面描述的树脂组分可用于涂层。在一个实施方式中，与树脂颗粒内部相比，通过增加涂层的树脂组分的交联密度，可改善耐热性及形状稳定性。
就耐热性的观点而言，涂层优选是基于硅氧烷的树脂。优选的实例包括聚有机硅倍半氧烷(polyorgano silsesquioxane)固化产品，其具有下式代表的交联结构：
(R1)SiO3/2
其中R1的定义与式(1)中R1的定义相同，且50摩尔％或更多的R1更优选是甲基。
当树脂颗粒具有涂层时，基于树脂颗粒的表面积，涂层的涂布百分比优选是1％或更大且100％或更小，优选是5％或更大，且优选是10％或更大。基于树脂颗粒，涂布比(coating ratio)的质量百分比优选是0.5质量％或更大且500质量％或更小，更优选是1质量％或更大且100质量％或更小。
树脂颗粒可单独使用或者两种或多种组合使用。
可商购获得的产品也可用于本发明的树脂颗粒，其实例包括基于硅氧烷的树脂颗粒，如Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd制备的KMP-600、KMP-601、 KMP-602、KMP-605及X-52-7030。
<添加剂>
本发明的粘合材料还可包含添加剂。添加剂的实例可包括烧结促进剂，其在加热期间能促进银填料烧结。对烧结促进剂没有特别限制，且可考虑与银填料的结合等而适当选取。
烧结促进剂的实例包括能促进涂布银填料表面的有机物质洗脱和/或热分解的组分。
这种组分的实例包括有机碱化合物及用作氧化剂的化合物。
有机碱化合物优选是含氮碱性化合物。含氮碱性化合物的实例包括非环状胺化合物、含氮杂环化合物和磷腈化合物等，且优选含氮杂环化合物。
非环状胺化合物的实例包括烷基胺、胺基醇、及亚烷基二胺。非环胺化合物优选具有1至15个碳原子，更优选具有1至10个碳原子。
烷基胺包括单、二、或三-烷基胺，且优选是三烷基胺。三烷基胺的实例包括三甲基胺、三乙基胺、二异丙基乙基胺和三丁基胺等。胺基醇的实例包括单、二、或三-醇胺，如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2-胺基-2-甲基1-丙醇、二异丙醇胺及三异丙醇胺。亚烷基二胺的实例包括乙烯二胺和六亚甲基二胺等。
含氮杂环化合物的实例包括非芳族环状胺化合物、含氮芳杂环化合物和含氮多环杂环化合物等。
非芳族环状胺化合物的实例包括环状仲胺化合物，如乙烯亚胺(或氮丙啶)、吡咯烷、哌啶及吗啉；以及环状叔胺化合物如1,4-二氮杂双环[2.2.2] 辛烷(DABCO)、N-甲基吡咯烷及N-甲基吗啉。
含氮芳族杂环化合物的实例包括基于吡啶的化合物，如吡啶、甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、可立定(colidine)、及二甲基胺基吡啶(DMAP)；基于咪唑的化合物；基于***的化合物，如1,2,3-***、1,2,4-***及苯并***；双吡啶化合物，如2，2’-双吡啶及4,4’-双吡啶；嘧啶碱；嘌呤碱；以及基于三嗪的化合物。含氮芳族杂环化合物优选具有五元环或六元环作为含氮部分。其中，优选基于咪唑的化合物。
基于咪唑的化合物的实例可包括，但不限于，咪唑及苯并咪唑。基于咪唑的化合物可具有至少一个取代基，其实例包括具有1至4个碳原子的烷基、羟基、胺基和苯基等。取代基优选是甲基或乙基，更优选是甲基。
含氮多环杂环化合物的实例可包括1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一烯 (DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯(DBN)、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环 [4.4.0]癸-5-烯(MTBD)和1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)等。
磷腈化合物的实例包括，但不限于，磷腈碱如BEMP(2-叔丁基亚胺基-2-二乙基胺基-1,3-二甲基全氢-1,3,2-二氮杂磷杂环己烯(phosphorine)s)、 tBu-P1(叔丁基亚胺基-三(二甲基胺基)膦烷)、tBu-P1-t(叔丁基亚胺基-三(吡咯烷基)膦烷)、Et-P2(1-乙基-2,2,4,4,4-五(二甲基胺基)-2λ5,4λ5-链二(磷腈)) 和tBu-P4(1-叔丁基-4,4,4-三(二甲基胺基)-2,2-双[三(二甲基胺基)亚磷烷基胺基(phosphoranylidenamino)]-2λ5,4λ5-链二(磷腈))等。
在一个实施方式中，含氮杂环化合物优选是在一个分子中具有两个或多个氮原子的化合物，其实例可包括具有脒部分和/或胍部分的化合物。这里，脒部分是两个氮原子经一个单键和一个双键分别与一个碳原子连接的结构。胍部分是三个氮原子经两个单键和一个双键分别与一个碳原子连接的结构。这类化合物的实例包括基于咪唑的化合物、DBU、DBN、MTBD 和TBD等。
在一个实施方式中，本发明的有机碱化合物的共轭酸的pKa优选是 6.0或更大，更优选是7.0或更大。可优选使用具有较高碱度(basicity)的化合物。在这样的实施方式中，其共轭酸的pKa优选是9.0或更大，更优选是10.0或更大，甚至更优选是11.0或更大。这里，共轭酸的pKa是在 25℃于DMSO中测定的值。共轭酸的pKa为7.0或更大的化合物的实例包括但不限于，三乙基胺、吗啉、N-甲基吗啉、咪唑、N-甲基咪唑和 DMAP。共轭酸的pKa为11.0或更大的化合物的实例包括但不限于， DBU、DBN、TBD、MTBD和磷腈化合物。
优选，烧结产品中不存在，或者几乎不存在有机碱化合物。从这一方面来看，有机碱化合物的沸点优选不要远远高于本发明粘合材料的烧结温度，更优选低于烧结温度，甚至更优选比烧结温度低大于100℃。
在一个实施方式中，鉴于其对银填料的烧结的功效，优选基于咪唑的化合物、DBU及DBN。
有机碱化合物可单独使用或者两种或多种组合使用。
氧化剂的实例可包括有机过氧化物、无机过氧化物、及无机酸等。
有机过氧化物是具有过氧化物阴离子O2 2-或过氧基团-O-O-，且至少一个有机基团与所述过氧化物阴离子或过氧基团直接连接的化合物。其实例包括二异丁酰基过氧化物、枯烯过氧新癸酸酯(cumol peroxyneodecanoate)、 1,1,3,3-四甲基丁基过氧新癸酸酯、二正丙基过氧二碳酸酯、叔戊基过氧新癸酸酯、二-(2-乙基己基)-过氧二碳酸酯、叔丁基过氧新癸酸酯、二正丁基过氧二碳酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧新戊酸酯、叔丁基过氧新庚酸酯、叔戊基过氧新戊酸酯、叔丁基过氧新戊酸酯、二-(3,5,5-三甲基己酰基)过氧化物、叔丁基-过氧-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧异丁酸酯、1,1-二-(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二-(叔丁基过氧)-环己烷、叔丁基-过氧- 3,5,5-三甲基己酸酯、2,2-二-(叔丁基过氧)-丁烷、叔丁基过氧异丙基碳酸酯、叔丁基过氧乙酸酯、2,5-二甲基-2,5-二-(2-乙基己酰基过氧)己烷、1,1,3,3- 四甲基丁基过氧-2-乙基己酸酯、叔戊基-过氧-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧二乙基乙酸酯、叔戊基-过氧-2-乙基己基碳酸酯、叔丁基过氧-2-乙基己基碳酸酯、叔丁基过氧苯甲酸酯、二叔戊基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二-(叔丁基过氧)-己烷、叔丁基枯烯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧) 己炔-3、二-叔丁基过氧化物、3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过臭氧烷 (triperoxonane)、二-异丙基苯-单过氧化氢、对薄荷烷过氧化氢、枯烯过氧化氢、二枯基过氧化物、及1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢。
无机过氧化物是具有过氧化物阴离子O2 2-或过氧基团-O-O-，且无机基团与所述过氧化物阴离子或过氧基团直接连接的化合物。其实例包括过氧化氢、过氧化铵、单甲基过氧化铵、二甲基过氧化铵、三甲基过氧化铵、单乙基过氧化铵、二乙基过氧化铵、三乙基过氧化铵、单丙基过氧化铵、二丙基过氧化铵、三丙基过氧化铵、单异丙基过氧化铵、二异丙基过氧化铵、三异丙基过氧化铵、单丁基过氧化铵、二丁基过氧化铵、三丁基过氧化铵、过氧化锂、过氧化钠、过氧化钾、过氧化镁、过氧化钙、过氧化钡、过硼酸铵、过硼酸锂、过硼酸钾或过硼酸钠。
在本发明中，有机过氧化物及无机过氧化物的分解温度(1小时半衰期温度)优选是200℃或更小。
无机酸的实例包括磷酸化合物，如正磷酸、焦磷酸(pyrophoric acid)、偏磷酸及多磷酸。
促进氧化银还原的组分可存在于银填料的表面，所述促进氧化银还原的组分也优选作为烧结促进剂。
促进氧化银还原的组分的实例包括醇化合物及羧酸化合物。醇化合物的实例可包括多元醇，如柠檬酸、抗坏血酸及葡萄糖。羧酸化合物的实例可包括伯羧酸如烷基羧酸、仲羧酸及叔羧酸；二羧酸；以及具有环状结构的羧基化合物。有机酸盐、有机酸酯、及羰基络合物或其类似物在烧结期间放出或产生一氧化碳，这些物质也可作为促进氧化银还原的组分。
添加剂可单独使用或者两种或多种组合使用。
当使用添加剂时，基于100质量份的银填料，添加剂的含量优选是 0.01至3质量份，更优选是0.05至1.5质量份，甚至更优选是0.1至1.0 质量份。
<溶剂>
本发明的粘合材料可进一步包含溶剂，其在粘合材料的烧结温度或更低的温度下蒸发或消失。
溶剂可调节粘合材料的流动性，以改善可加工性。通过在烧结期间挥发和/或去除涂布银填料的有机层，溶剂也可具有改善银填料的烧结性的功效。具有促进氧化银层还原功效的化合物也优选地作为溶剂。
本发明使用的溶剂沸点优选是60℃或更高且300℃或更低。当沸点位于上述范围时，可抑制制备过程期间的溶剂挥发或在烧结后残留溶剂。
溶剂的实例包括醇，如脂族醇、脂环族醇、芳族醇及多元醇；乙二醇醚；乙二醇酯；乙二醇醚酯；脂族和/或芳香烃；酯；醚；酰胺；以及环状酮。溶剂的特定实例包括，但不具体局限于，甲基卡必醇、乙基卡必醇、丙基卡必醇、丁基卡必醇(BC)、二丙二醇单甲醚(DPGME)、三甘醇二甲醚、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、或丁基溶纤剂、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯(BCA)、甲基溶纤剂乙酸酯或乙基溶纤剂乙酸酯、乙二醇、二丙二醇(DPG)、聚乙二醇、环辛酮、环庚酮、环己酮、芐基醇、甘油、丁基乙氧基乙基乙酸酯、碳酸亚丙酯、四氢呋喃、二***、二乙酯、γ-丁内酯、异佛尔酮、缩水甘油基苯基醚、萜品醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或 N-甲基吡咯烷酮等。
溶剂可单独使用或者两种或多种组合使用。
对溶剂的添加量没有特别限制，基于100质量份的银填料，优选是 0.5质量份或更大且20质量份或更小，且更优选是1质量份或更大且10 质量份或更小。在一个实施方式中，所述量优选是8质量份或更小。当溶剂量在上述范围内时，可进一步减小在施用后的干燥或烧结步骤中的收缩率，同时在制备期间保持改善的可加工性。
本发明粘合材料的粘度优选是5000至150,000mPa·s，且更优选范围是8,000至100,000mPa·s。粘合材料优选具有1.0至5.0的触变指数。当粘度及触变指数位于上述范围内时，可进一步改善粘合材料的可加工性。这里，粘度代表采用布氏粘度计(RV DV-II)在7号转子/10rpm/25℃的条件下测量的值。触变指数作为在0.5rpm所测粘度/同样地在5rpm所测粘度的比值的计算值。
此外，在不损害本发明功效的范围内，如果需要的话，可将无机细粒、抗氧化剂、稳定剂、分散剂、及触变性能赋予材料或其类似物添加到粘合材料中。
可如下制备本发明的粘合材料：将银填料和树脂颗粒，和任选存在的添加剂、和溶剂等导入混合机(如珠磨机、研磨机、球磨机、三辊磨机、旋转式混合机或双螺杆混合机)，并将它们混合。
如下形成粘合层：将本发明的粘合材料施用于待粘合元件的所需部位，并将它们加热。粘合层具有这样的结构，其中具有优异应力松弛能力的树脂组分分散在烧结的银基质中。
含树脂组分的低模量部分的比例优选是粘合层的1至50体积％，更优选是5至40体积％。
由本发明的粘合材料形成的粘合层优选具有低孔隙率(在银烧结产品中形成的空气间隙的体积比例)。当孔隙率较低时，可减少粘合层的应力松弛能力，同时获得优异的粘合强度及导热性。然而，根据本发明，银烧结产品具有这样的结构，其中树脂组分的低模量部分分散于低孔隙率的银烧结基质中，从而可同时实现优异的粘合强度及放热特性，及改善的应力松弛能力。
因此，烧结后，粘合层的孔隙率优选是0％或更大且12％或更小，更优选是10％或更小，甚至更优选是8％或更小。
这里，孔隙率为整个粘合区域(待粘合的两个元件之间所夹的区域)的平均值，且可如下测量，并于实施例中详细说明。
1.用抛光机抛光粘合制品，露出粘合层的横截面。
2.自粘合区域一端至另一端，拍摄表面的多于十张的SEM影像。
3.将图像输入显微镜，通过亮度提取法提取图像中的空气间隙，及计算空气间隙的区域的比例。粘合区域的孔隙率计算成拍摄的所有图像的孔隙率的平均值。
根据本发明，可以获得具有高导热性的粘合层。粘合层的导热性 (25℃)优选是80W/mK或更高，且更优选是160W/mK或更高。在一个实施方式中，甚至更优选导热性是200W/mK或更高。这里，可根据JIS R1611-2010通过使用激光闪光热量计的方法测定导热性，并在实施例中对其详细说明。
可适当设置粘合层的厚度，以根据应用呈现所需的粘合强度，例如，厚度可设置为40至100μm。
本发明的粘合材料可适用于各种应用，特别适用于粘合功率半导体的组件和/或具有不同热膨胀系数的组件。
利用本发明的粘合材料制备粘合制品的方法包括以下步骤：
提供两个待粘合元件；
布置所述两个元件及粘合材料，使得所述两个元件的待粘合表面彼此面对，且本发明的粘合材料布置于所述两个元件的待粘合表面之间；以及
将其间布置有粘合材料的所述两个元件加热至预定温度。
作为使用本发明的粘合材料的粘合制品的一个方面，以下将说明半导体装置及其制备方法。
图1是根据本发明一个实施方式的半导体装置的部分截面图。半导体装置包括半导体芯片(1)及基板(4)，其中半导体芯片(1)和基板的金属表面 (3)通过粘合层(2)彼此粘合，粘合层(2)是通过烧结本发明的粘合材料获得的。半导体装置可进一步包括冷却板(5)，其中半导体芯片(1)与基板的金属表面(3)，和/或基板的金属表面(3)与冷却板(5)通过粘合层(2和/或2’)彼此粘合，粘合层(2和/或2’)是通过烧结本发明的粘合材料获得的。
(待粘合的元件)
对半导体芯片没有特别限制。其实例可包括，但不限于，Si芯片及 SiC芯片。半导体芯片的背面(待粘合面)优选镀有金属，如银、铜、镍、及金或其类似物。半导体芯片形状的实例包括，但不限于，正方形及矩形，其高度及宽度为约2mm至约15mm。
基板的实例包括，但不特别限于，金属基板、陶瓷基板、及具有其中金属层与陶瓷层以夹层结构层叠的结构的基板。基板表面(待粘合面)优选是金属。例如，可以合适地使用镀有金属的基板如镀银基板、镀金基板、镀镍基板或镀锡基板；和金属基板如铜基板或铝基板。具体实例可包括，但不限于，DBU基板、DBA基板及AMB基板。
(半导体装置的制备方法)
本发明实施方式的半导体装置的制备方法包括以下步骤：
(1)在基板上施用本发明的粘合材料；
(2)在基板上放置半导体芯片；以及
(3)加热其上放置有半导体芯片的基板。
在上述步骤(1)中，在基板上施用本发明的粘合材料的方法没有特别限制，可使用分散法及丝网印刷法或其类似方法。
在上述步骤(2)中，可使用已知的方法作为在基板上放置(安装)半导体芯片的方法。上述步骤(2)也可包括将半导体芯片定位的步骤，及调整施用的的粘合材料的厚度的步骤或其类似步骤。
在上述步骤(3)中，加热方法可根据粘合材料或待粘合的元件适当选取。
烧结流程的实例包括，但不限于：
干燥步骤：90℃或更高，15分钟或更长
烧结温度：250℃或更高，如300℃
压力：10MPa或更高
时间：3分钟至5分钟
通过本发明实施方式的制备方法所制备的半导体装置具有长期可靠性，这是因为其粘合层具有优异的粘合强度及放热特性，及优异的应力松弛能力。
本发明粘合材料可用于各种应用，如电子部件、电子装置、电气部件、及电气装置。例如，粘合材料可适用于粘合芯片组件与例如电容器或电阻器的电路基板；半导体芯片与引线框或例如二极管、存储器、集成电路IC、或中央处理器CPU的电路基板；以及高产热CPU芯片与冷却板。
[实施例]
下文中，将采用实施例描述本发明，目的在于更详细地说明本发明。这些实施例用于描述本发明，但根本不限制本发明。
本发明实施例使用的材料如下所示。除非另有说明，以可商购获得的高纯度产品作为试剂。
<银填料>
银填料1：
片状填料(长径比＝20～200，Ra≤10nm)与球形填料的混合物， D50＝0.45μm
银填料2：
球形填料，D50＝2.1μm，
比表面积＝0.9mm2，夯实(TAP)密度＝5.1g/cm3
<树脂颗粒>
树脂1：球形硅氧烷粉末(X-52-7030，由Shin-Etsu Silicones制备)， D50＝5μm
<添加剂>
Perbutyl D(二叔丁基过氧化物)
DBU(1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯)
<溶剂>
BCA(丁基卡必醇乙酸酯)
BC(丁基卡必醇)
DPG(二丙二醇)
(实施例1)
<粘合材料的制备>
以表1所示比例将银填料、树脂颗粒、添加剂、及溶剂混合，从而制备粘合材料。
<翘曲(Warpage)的评价>
将获得的粘合材料以100μm的厚度印刷于基板(镀银的铜引线框， 25×25mm，厚度为0.3mm)上。将半导体芯片(背面镀银的Si片(die)， 10×10mm)安装于基板上。将带有芯片的基板在90℃干燥30分钟，并在 300℃/5分钟/10MPa的条件下在烘箱中加热，以获得用于评价的试样。烧结后的粘合层厚度为约40至60μm。
使用三维长度测量机(KS-1100，由Keyence Corporation制备)测量烧结过程产生的翘曲。
<导热性的评价>
将获得的粘合材料以100μm的厚度印刷于两个基板(厚度500μm， 5mmΦ的镀银铜)之间。将带有粘合材料的两个基板在90℃干燥30分钟，并在300℃/5分钟/10MPa的条件下在烘箱中加热，以获得用于评价的试样。烧结后的粘合层厚度为约40至60μm，且获得的试样的厚度(即，两个基板及粘合层的厚度)为约1.0至1.1mm。
(导热性的测量)
将获得的试样放置于Kyoto Denshi Kogyo LFA-502中，并通过在室温下(23±1℃)测量热扩散率(α(m2/s))、比热容量(c(J/gK))、及材料密度 (ρ(kg/cm3))来确定厚度方向的导热性，其中以关系式λ＝αcρ来计算导热性 (λ(W/mK))。
作为参照，以上述相同方式测量厚度为1mm的镀银铜板的导热性，其为380W/mK。
<冷却-加热循环测试>
将获得的粘合材料以100μm的厚度印刷于基板(镀银铜DBC，25×25mm，厚度为1mm)上。将半导体芯片(背面镀银的Si片，5×5mm)安装于基板上。将带有芯片的基板在90℃干燥30分钟，并在300℃/5分钟 /10MPa的条件下在烘箱中加热，以获得用于评价的试样。
采用SAT(扫描式声学显微镜)来评价粘合部件的状态。同时，粘合层孔隙率的测定如下。
(孔隙率测定)
1.试样抛光：
装置：BUEHLER Beta GRINDER-POLISHER 60-1990
抛光纸：Struers SiC纸#120、#220、#500、#800、#1200、#2000
抛光轮(Buff)：Struers DP-Nap Size：200mm dia
钻石喷雾器(Diamond spray)：Struers DP-Spray P 1μm，1/4μm
用抛光纸#120、#220、#500、#800、#1200、#2000，抛光轮，钻石喷雾器1μm、1/4μm交替抛光试样，以露出粘合层的横截面。
2.SEM采像：用扫描式电子显微镜(HITACHI S-3000，放大率＝2000 倍，1280×960dpi，由粘合区右边至左边共拍摄15个图像)拍摄粘合层横截面的SEM图像。
3.孔隙率计算：将获得的图像输入显微镜(Keyence Digital Microscope VHX-500)，以亮度提取法提取空气间隙，并以图像中空气间隙区域的比例来确定孔隙率。将15个图像的孔隙率平均，来获得平均孔隙率。
使以上述相同方法制备的试样进行冷却-加热循环，其中试样系冷却至-55℃并保持30分钟，加热至+200℃并保持30分钟，此视为1次循环。在250次循环、500次循环及750次循环后，如上所述评价粘合部件的状态及粘合层的孔隙率。
评价结果示于表1及图2至图4。
(对比例1)
以表1所示的比例将银填料、树脂颗粒、添加剂及溶剂混合，以制备粘合材料。以与实施例1相同的方式评价获得的粘合材料。结果示于表 1及图2与图4。
(对比例2)
以表1所示比例将银填料、树脂颗粒、添加剂及溶剂混合，以制备粘合材料。以与实施例1相同的方式评价获得的粘合材料。结果示于表1 及图2与图4。
(参照例1)
以表1所示比例混合银填料、树脂颗粒、添加剂及溶剂，并以粘合材料总质量的1.0质量％的量混合液态环氧树脂(含咪唑的双酚A型环氧树脂)以制备粘合材料。以与实施例1相同的方式评价获得的粘合材料。结果示于表1及图3。
[表1]
Figure BDA0001330851480000241
如表1所示，发现与对比例1和2相比，实施例1的芯片及基板的翘曲大大地降低，同时保持高导热性。
如图2所示，尽管对比例1实现了低孔隙率，但是在粘合层中形成的空气间隙在冷却-加热循环时倾向于长大。在对比例2中，孔隙率高，且在冷却-加热循环时空气间隙倾向于长大。另一方面，在实施例1中，空气间隙在粘合层中均匀地分散，且即使在长期冷却-加热循环后，孔隙率仍然保持在13.5％或更小。
如图4所示，对比例2在冷却-加热循环时粘合部件的剥离明显增加。在对比例1中，在冷却-加热循环时，也观察到粘合部件剥离，特别是在粘合区域的边缘。另一方面，在实施例1中，即使在长期冷却-加热循环后，未观察到粘合部件剥离。
这些结果证实，使用本发明的粘合材料可提供具有高导热性及应力松弛能力、以及优异的长期可靠性的粘合制品。
[工业实用性]
本发明的粘合材料可应用于电子部件、电子装置、电气部件、及电气装置或其类似物中。特别地，粘合材料可用于粘合芯片组件与电容器或电阻器等的电路基板；半导体芯片与引线框或二极管、存储器或集成电路IC、中央处理器CPU等的电路基板；以及高产热CPU元件及冷却板。
附图标记的说明
1：半导体芯片
2,2’：粘合层
3：基板的金属表面
4：基板
5：冷却板

Claims (37)

1.可烧结粘合材料，其包含银填料和树脂颗粒，
其中所述银填料包含平均厚度为1nm至100nm并且算术平均粗糙度Ra为10nm或更小的结晶片状填料，所述平均厚度是通过扫描电子显微镜SEM测定的，所述算术平均粗糙度Ra是通过原子力显微镜AFM测量的；并且
所述树脂颗粒的弹性模量E为10GPa或更小，且热分解温度为200℃或更高，所述弹性模量E是在25℃根据日本工业标准JIS K 6254测定的，所述热分解温度是当用热重量分析测量装置在空气流中经受自25℃以10℃/分钟的速率上升的温度时，所述树脂的重量减少1％时的温度。
2.如权利要求1所述的可烧结粘合材料，其中所述结晶片状填料是占所述银填料的至少70质量％。
3.如权利要求1或2所述的可烧结粘合材料，其中所述银填料的含量是所述粘合材料的固体组分的总质量的90质量％或更高且99.9质量％或更低。
4.如权利要求1或2所述的可烧结粘合材料，其中所述树脂颗粒的弹性模量E为100MPa或更小。
5.如权利要求3所述的可烧结粘合材料，其中所述树脂颗粒的弹性模量E为100MPa或更小。
6.如权利要求1、2或5所述的可烧结粘合材料，其中所述树脂颗粒包含硅橡胶颗粒和/或氟橡胶颗粒。
7.如权利要求3所述的可烧结粘合材料，其中所述树脂颗粒包含硅橡胶颗粒和/或氟橡胶颗粒。
8.如权利要求4所述的可烧结粘合材料，其中所述树脂颗粒包含硅橡胶颗粒和/或氟橡胶颗粒。
9.如权利要求1、2、5、7或8所述的可烧结粘合材料，其中所述银填料包含由单晶构成的结晶片状填料。
10.如权利要求3所述的可烧结粘合材料，其中所述银填料包含由单晶构成的结晶片状填料。
11.如权利要求4所述的可烧结粘合材料，其中所述银填料包含由单晶构成的结晶片状填料。
12.如权利要求6所述的可烧结粘合材料，其中所述银填料包含由单晶构成的结晶片状填料。
13.如权利要求1、2、5、7、8和10-12中任一项所述的可烧结粘合材料，其中所述片状填料的长径比为35-500，所述长径比是颗粒的中位粒径D50/平均厚度T，并且其中所述中位粒径D50得自通过激光衍射粒度分析仪测量获得的基于体积的粒度分布曲线。
14.如权利要求3所述的可烧结粘合材料，其中所述片状填料的长径比为35-500，所述长径比是颗粒的中位粒径D50/平均厚度T，并且其中所述中位粒径D50得自通过激光衍射粒度分析仪测量获得的基于体积的粒度分布曲线。
15.如权利要求4所述的可烧结粘合材料，其中所述片状填料的长径比为35-500，所述长径比是颗粒的中位粒径D50/平均厚度T，并且其中所述中位粒径D50得自通过激光衍射粒度分析仪测量获得的基于体积的粒度分布曲线。
16.如权利要求6所述的可烧结粘合材料，其中所述片状填料的长径比为35-500，所述长径比是颗粒的中位粒径D50/平均厚度T，并且其中所述中位粒径D50得自通过激光衍射粒度分析仪测量获得的基于体积的粒度分布曲线。
17.如权利要求9所述的可烧结粘合材料，其中所述片状填料的长径比为35-500，所述长径比是颗粒的中位粒径D50/平均厚度T，并且其中所述中位粒径D50得自通过激光衍射粒度分析仪测量获得的基于体积的粒度分布曲线。
18.如权利要求1、2、5、7、8、10-12和14-17中任一项所述的可烧结粘合材料，其还包含烧结促进剂。
19.如权利要求3所述的可烧结粘合材料，其还包含烧结促进剂。
20.如权利要求4所述的可烧结粘合材料，其还包含烧结促进剂。
21.如权利要求6所述的可烧结粘合材料，其还包含烧结促进剂。
22.如权利要求9所述的可烧结粘合材料，其还包含烧结促进剂。
23.如权利要求13所述的可烧结粘合材料，其还包含烧结促进剂。
24.如权利要求18所述的可烧结粘合材料，其中所述烧结促进剂包括能促进涂布所述银填料表面的有机物质洗脱和/或热分解的组分，所述组分选自有机碱化合物和用作氧化剂的化合物。
25.如权利要求19-23中任一项所述的可烧结粘合材料，其中所述烧结促进剂包括能促进涂布所述银填料表面的有机物质洗脱和/或热分解的组分，所述组分选自有机碱化合物和用作氧化剂的化合物。
26.如权利要求24所述的可烧结粘合材料，其中所述烧结促进剂是选自非环状胺化合物、含氮杂环化合物、磷腈化合物及它们的混合物的含氮碱化合物。
27.如权利要求25所述的可烧结粘合材料，其中所述烧结促进剂是选自非环状胺化合物、含氮杂环化合物、磷腈化合物及它们的混合物的含氮碱化合物。
28.如权利要求1、2、5、7、8、10-12、14-17、19-24和26-27中任一项所述的可烧结粘合材料，其还包含溶剂。
29.如权利要求3所述的可烧结粘合材料，其还包含溶剂。
30.如权利要求4所述的可烧结粘合材料，其还包含溶剂。
31.如权利要求6所述的可烧结粘合材料，其还包含溶剂。
32.如权利要求9所述的可烧结粘合材料，其还包含溶剂。
33.如权利要求13所述的可烧结粘合材料，其还包含溶剂。
34.如权利要求18所述的可烧结粘合材料，其还包含溶剂。
35.如权利要求25所述的可烧结粘合材料，其还包含溶剂。
36.制造半导体装置的方法，其包括以下步骤：
提供两个待粘合元件；
布置所述两个元件及粘合材料，使得所述两个元件的待粘合表面彼此面对，且所述粘合材料布置于所述两个元件的待粘合表面之间；以及
将其间布置有粘合材料的所述两个元件加热至预定温度，
其中所述粘合材料是可烧结的粘合材料，其包含银填料和树脂颗粒，
其中所述银填料包含平均厚度为1nm至100nm并且算术平均粗
糙度Ra为10nm或更小的结晶片状填料，所述平均厚度是通过扫描电子显微镜SEM测定的，所述算术平均粗糙度Ra是通过原子力显微镜AFM测量的；并且
所述树脂颗粒的弹性模量E为10GPa或更小，且热分解温度为200℃或更高，所述弹性模量E是在25℃根据日本工业标准JIS K6254测定的，所述热分解温度是当用热重量分析测量装置在空气流中经受自25℃以10℃/分钟的速率上升的温度时，所述树脂的重量减少1％时的温度，
并且其中所述加热步骤由所述可烧结的粘合材料形成包含分散在其中的树脂颗粒的银烧结产品。
37.如权利要求36所述的方法，其中所述银烧结产品的平均孔隙率为10％或更小，所述平均孔隙率是通过对所述烧结产品的露出的横截面积的扫描电子显微镜SEM图像进行亮度提取来测定的。
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