TWI669722B - Silver paste and semiconductor device using the same - Google Patents

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川名祐貴
松本博
名取美智子
中子偉夫
田中俊明
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Abstract

本發明提供一種銀糊漿，其含有：中心線平均表面粗糙度Ra為1nm以下的板狀銀粒子、中心線平均表面粗糙度Ra為2nm~20nm且粒徑為1μm~20μm的銀粒子、及溶劑。

Description

銀糊漿及使用其之半導體裝置
本發明關於一種銀糊漿(銀膠，silver paste)及使用其之半導體裝置。更詳細而言，本發明關於一種銀糊漿及使用其之半導體裝置，該銀糊漿是用來將功率半導體、大型積體電路(LSI)、發光二極體(LED)等半導體元件黏著於導線架、陶瓷線路板、玻璃環氧線路板、聚醯亞胺線路板等支撐構件上。
在製造半導體裝置時，作為使半導體元件與支撐構件相互黏著之方法，有下述方法：將環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂等黏結劑樹脂、銀粉等填充劑、溶劑組成物等混合成為膠狀，將其作為黏著劑使用。近年來伴隨著半導體封裝的高積體化，而使功率密度(W．cm-3)變高，為了確保半導體元件的運作穩定性，黏著劑被要求高放熱性。又，半導體元件的使用環境溫度為高溫之故，黏合劑亦被要求耐熱性。進一步，為了減少環境負荷，已要求不含鉛成分之黏著劑。由於如上所述之原因，已在研究不含黏結劑樹脂之燒結型銀糊漿。
作為銀糊漿的使用方法，可列舉例下述方法：使用點膠機(dispenser)、印刷機、打印機(stamping machine)等，將銀糊漿塗佈於支撐構件的晶粒焊墊(die pad)後，將半導體元件進行晶粒接合，並藉由加熱燒結來黏著而做成半導體裝置。 對銀糊漿要求之特性，大致分為：有關黏著時的工法之內容、與有關黏著後銀燒結體的物理特性之內容。
作為有關黏著時的工法之內容，是為了防止半導體構件的損傷，而要求能以低溫(例如300℃左右)、及低加壓(例如0.1MPa左右)或者無加壓進行黏著。又，從提高產率的觀點而言，要求縮短黏著所需的時間。另一方面，作為有關黏著後的銀燒結體的物理特性之內容，是為了確保與半導體構件的黏著，而要求高黏著性(高晶粒抗剪強度)。又，亦已要求銀燒結體的高散熱特性(高導熱性)。進一步，為了確保持續長期之連接可靠性(connection reliability)，而要求銀燒結體的耐熱性及高緻密性(在銀燒結體中，空孔較少)。
作為過去技術中的銀糊漿，已提案例如專利文獻1~4所揭示之銀糊漿，該銀糊漿是將銀粒子與溶劑混合而成。
[先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特許第4353380號公報
專利文獻2：日本特開2012-84514號公報
專利文獻3：日本特許第4414145號公報
專利文獻4：日本特開2012-119132號公報
關於先前技術的銀糊漿的問題點，在於不一定能滿足下述所有特性：黏著強度(adhesive strength)、導電性及導 熱性。
有鑑於此種問題點，本發明的目的在於提供一種銀糊漿及使用其之半導體裝置，該銀糊漿即使是以低溫且低加壓(或無加壓)燒結時，在黏著強度、導電性及導熱性的所有方面仍均衡地優異。
本發明提供一種銀糊漿，其含有：中心線平均表面粗糙度Ra為1nm以下的板狀銀粒子、中心線平均表面粗糙度Ra為2nm~20nm且粒徑為1μm~20μm的銀粒子、及溶劑。
較佳是上述板狀銀粒子的中心線平均表面粗糙度Ra為0.5nm以下。
較佳是上述板狀銀粒子為單晶。
較佳是上述板狀銀粒子的厚度方向的最大長度a與平面方向的最大長度b之比值滿足2≦b/a。
較佳是上述板狀銀粒子的厚度方向的最大長度a及平面方向最大長度b，分別滿足a≦500nm及100nm≦b≦10000nm。
較佳是上述粒徑為1μm~20μm的銀粒子的含量，以銀粒子總量為基準計是80質量%以下。
上述的銀糊漿，較佳是進一步含有粒徑為0.01μm以上且小於1μm的球狀銀粒子。
上述的銀糊漿，較佳是以銀糊漿總量為基準計，含有0.01~5.0質量%選自由下述金屬或類金屬粒子所構成之群組中的至少1種：鎂(Mg)、鋁(l1)、矽(Si)、鈧(Sc)、鈦(Ti)、 釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、鍺(Ge)、釔(Y)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鎝(Tc)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鎘(Cd)、銦(In)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉭(Ta)、鎢(W)、錸(Re)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、金(Au)、及鉍(Bi)。
又，本發明提供一種半導體裝置，其具有：經由上述銀糊漿燒結而成的燒結體，來將半導體元件與半導體元件搭載用支撐構件相互黏著而成之結構。
根據本發明，可提供一種銀糊漿及使用其之半導體裝置，該銀糊漿即使是以低溫且低加壓(或無加壓)燒結時，在黏合強度、導電性及導熱性方面皆仍均衡地優異。
1‧‧‧半導體元件
2a‧‧‧導線架
2b、2c‧‧‧導線架(散熱體)
3‧‧‧銀糊漿的燒結體
4‧‧‧引線
5‧‧‧成型樹脂
6‧‧‧基板
7‧‧‧導線架
8‧‧‧LED晶片
9‧‧‧透光性樹脂
10、20‧‧‧半導體裝置
第1圖是本發明中銀粒子LM1的SEM照片。
第2圖是本發明中銀粒子AgC239的SEM照片。
第3圖是本發明中銀粒子AgC212D的SEM照片。
第4圖是本發明中銀粒子TC-20E-L的SEM照片。
第5圖是實施例1的半導體構件的連接剖面的SEM照片。
第6圖是實施例2的半導體構件的連接剖面的SEM照片。
第7圖是實施例3的半導體構件的連接剖面的SEM照片。
第8圖是比較例1的半導體構件的連接剖面的SEM照片。
第9圖是比較例2的半導體構件的連接剖面的SEM照片。
第10圖是比較例3的半導體構件的連接剖面的SEM照片。
第11圖是比較例4的半導體構件的連接剖面的SEM照片。
第12圖是表示本發明的半導體裝置的一實施形態的示意剖面圖。
第13圖是表示本發明的半導體裝置的其他實施形態的示意剖面圖。
以下，詳細地說明關於本發明的適當之實施形態。
本實施形態的銀糊漿含有：中心線平均表面粗糙度Ra為1nm以下之板狀銀粒子(以下，亦稱為「銀粒子A」)、中心線平均表面粗糙度Ra為2nm~20nm且粒徑為1μm~20μm的銀粒子(以下，亦稱為「銀粒子B」)、和溶劑。
本實施形態所使用的銀粒子A為板狀且中心線平均表面粗糙度Ra為1nm以下的銀粒子。銀粒子A的Ra較佳為0.5nm以下，更佳為0.1nm以下。此外，本說明書中的「板狀」，是意指銀粒子的長寬比(aspect ratio，粒徑/厚度)在2~1000的範圍內之形狀。
本說明書中的「中心線平均表面粗糙度」，也被稱為「算術平均粗糙度」，意指JIS B0601：2001所定義的「算術平均粗糙度」。作為銀粒子的中心線平均表面粗糙度Ra的測定方法，只要是使用下述公知的方法即可：由比表面積求得之方法亦即BET法、布蘭法(Blaine method)、使用原子力顯微鏡(Atomic Froce Microscope；AFM)之方法、使用雷射式顯微鏡之方法等。
銀粒子A的粒徑並未特別限定，較佳是1~20μm，更佳是1~10μm，進一步更佳是1~5μm。此外，銀粒子的粒徑，例如是設為使用SEM(掃描式電子顯微鏡，scanning electron microscope)來俯視觀察銀粒子時的銀粒子面積的平方根。
銀粒子A的厚度方向的最大長度a與平面方向的最大長度b之比值，較佳是滿足2≦b/a，更佳是滿足5≦b/a，進一步更佳是滿足10≦b/a。若b/a滿足上述條件，可確保銀糊漿與被黏著面之黏著面積，且可使黏著強度更加提升。又，a與b較佳是分別滿足a≦500nm、100nm≦b≦10000nm，更佳是滿足a≦300nm、300nm≦b≦6000nm，進一步更佳是滿足a≦100nm、500nm≦b≦3000nm。若b滿足上述條件，亦可適用於形成薄膜之銀燒結體時。又，雖然亦取決於b的值，但是亦為了充分地確保細長比，a較佳是滿足上述條件。此外，a例如可設為a≧10nm。
銀粒子A較佳是單晶。此外，作為單晶的銀粒子A的製作方法，只要使用例如日本特開2012-167378號公報、NANO LETTERS,Vol.4,No.9,1733-1739,2004(Benjamin Wiley等人)、Journal of the Ceramic Society of Japan,107,[1],60-65,1999(上山竜祐等人)所記載之公知的方法即可。
銀粒子A的含量，以銀粒子總量為基準計，較佳是20質量%以上，更佳是50質量%以上，進一步更佳是70質量%以上。又，銀粒子A的含量較佳是99質量%以下為佳，更佳是95質量%以下，進一步更佳是90質量%以下。
本實施形態的銀糊漿，除了含有銀粒子A之外，還含有中心線平均表面粗糙度Ra為2nm~20nm且粒徑1μm~20μm的銀粒子B。可藉由含有銀粒子A和銀粒子B，來提高銀粒子間的填充性，且提升所形成的銀燒結體的黏著強度、導電性及導熱性。
作為銀粒子B，可使用板狀銀粒子。銀粒子B的中心線平均表面粗糙度Ra為2nm~20nm，較佳是2nm~15nm，更佳是2nm~10nm。又，銀粒子B的粒徑為1~20μm，較佳是1~15μm，更佳是1~10μm。
銀粒子B的含量，以銀粒子總量為基準計，較佳是5質量%以上，更佳是10質量%以上，進一步更佳是20質量%以上。另一方面，銀粒子B的含量，以銀粒子總量為基準計，較佳是80質量%以下，更佳是75質量%以下，進一步更佳是70質量%以下。若銀粒子B的含量在上述範圍內，特別可使導電性與導熱性更加提升。
本實施形態的銀糊漿，可進一步含有銀粒子A及銀粒子B以外的銀粒子，例如，可進一步含有粒徑0.01μm以上且小於1μm的球狀銀粒子。可藉由含有粒徑為0.01μm以上且小於1μm的球狀銀粒子，進一步提高銀粒子間的填充性，且使所形成的銀燒結體的緻密度提升，因此，可使銀燒結體的物理性質接近塊材銀(bulk silver)。
銀粒子，一般其表面會由有機物所包覆。以下，將此有機物記述為保護劑。本實施形態所使用的銀粒子的保護劑的脫附溫度(desorption temperature)，較佳是300℃以下， 更佳是250℃以下，進一步更佳是230℃以下。
為了使本實施形態中所使用的銀粒子幾乎同時燒結來得到緻密的銀燒結體，較佳是各個銀粒子的保護劑的脫附溫度是相近的。具體而言，各個銀粒子的保護劑的脫附溫度的差值，較佳是50℃以內，更佳是30℃以內。
銀粒子的保護劑的脫附溫度可藉由在大氣中進行熱重-熱差分析(Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis；TG-DTA)來求得。
銀粒子的保護劑的量，較佳是使保護劑的質量：銀粒子的質量為0.1：99.9~20：80之量。若保護劑的量為上述下限值以上，可使銀粒子容易被充分包覆。因此，可抑制銀粒子間的凝集及銀粒子對溶劑的分散性惡化。另一方面，若保護劑的量為上述上限值以下，可抑制在銀粒子燒結時的體積收縮的程度。因此，可確保銀燒結體的緻密度。
作為銀粒子的保護劑的種類，特別可適當使用羧酸化合物，更佳是碳數為2~20的脂肪族單羧酸。
作為銀糊漿中的銀粒子的量，可配合作為目的之銀糊漿的黏度及搖變性(thixotropy)，來適當決定。為了更加提升銀燒結體的黏著強度及導熱性，銀粒子較佳是以銀糊漿總量為基準計80質量%以上。
本實施形態的銀糊漿，可含有選自鎂、鋁、矽、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、鍺、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、鎘、銦、錫、銻、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、及鉍的至少1種元素，來作為銀以外之金 屬元素或類金屬元素。
可視下述目的而選擇適當其種類來添加此等金屬元素或類金屬元素：提升銀糊漿與特定被黏著金屬的黏著強度、藉由添加低熔點元素來達成在低溫下黏著、提升銀燒結體的機械特性、賦予銀燒結體抗硫化性等。
此等金屬元素或類金屬元素的含量，以銀糊漿總量為基準計，較佳是0.01~5.0質量%。若是0.01質量%以上，容易得到所期望的功效。又，若是5.0質量%以下，可抑制銀糊漿的燒結的阻礙，及銀燒結體黏著強度、導熱性、導電性等特性的惡化。
此等元素，為了與銀粒子混合而成為銀糊漿，較佳是以粒子狀被含有，且較佳是其粒徑為0.01~10μm。
又，卑金屬(base metal)元素及類金屬元素，一般其表面已被氧化，而會有即使照原樣地添加至銀糊漿中也無法得到充分的效果之可能性。因此，較佳是將此等元素與助熔劑(flux)一起添加。助熔劑可使用公知的種類，且助熔劑的量只要適當選定即可。又，作為更有效的方法，可舉出下述方法：使用表面經鍍銀處理之粒子，來作為含有上述元素之粒子。若用經鍍銀處理後之粒子，會提升銀糊漿保存時及燒結時的抗氧化性。經鍍銀之粒子可使用市售品，也可使用以公知的方法所製作者。
作為本實施形態中的溶劑，並未特別限定，可使用公知的溶劑。作為溶劑，可由下述種類中選擇：醇類、醛類、羧酸類、醚類、酯類、胺類、單醣類、多醣類、直鏈烴類、 脂肪酸類、芳香族類等；也可將複數的溶劑組合使用。較佳是自上述中選擇適合銀粒子的分散之溶劑，具體而言，具有醇類結構、醚類結構或酯類結構之溶劑，可更加提升燒結後銀燒結體的導熱性、導電性及黏著強度，因此特佳。
溶劑的沸點並未特別的限定，較佳是100℃~350℃。較佳是下述溶劑：在將半導體元件連接於支撐構件之溫度範圍內，蒸發而不殘留於銀燒結體中。若溶劑的沸點是100℃以上，可抑制下述情形：在使用銀糊漿時即使在室溫時溶劑仍會蒸發，因此，可確保銀糊漿的黏度穩定性、塗佈性等。又，若溶劑的沸點是350℃以下，在連接半導體元件之溫度時容易使溶劑蒸發，而可抑制下述情形：銀燒結體中殘留有溶劑而降低銀燒結體的特性。
又，可添加溶劑以外之有機成分作為添加劑。作為添加劑的種類，可舉出：膠漿中的銀粒子的抗沉降劑(anti-settling additive)、用來促進銀粒子燒結的助熔劑等。與溶劑同樣地，添加劑較佳是可在燒結的溫度時脫附至系統外者。
銀糊漿中的溶劑的量，較佳是以銀糊漿總量為基準計小於20質量%。若溶劑小於20質量%，可抑制在燒結銀糊漿時伴隨溶劑蒸發之體積收縮，而可確保所形成的銀燒結體的緻密性。
要製造本實施形態的銀糊漿，例如，只要適當組合攪拌器、擂潰機、三輥滾軋機、行星式攪拌機(planetary mixer)等分散/溶解裝置，將銀粒子及溶劑，與視需要而添加之各種 添加劑一起，一併或分次，視需要而進行加熱且進行混合、溶解、解粒、混練或分散，來使其為均勻的膠狀即可。
作為加熱來使本實施形態的銀糊漿燒結之方法，可利用公知的方法。除了藉由加熱器之外部加熱外，可適當使用紫外線燈、雷射、微波等。銀糊漿的加熱溫度，較佳是銀糊漿中的溶劑、添加劑等有機成分會脫附至系統外之溫度以上。具體而言，加熱溫度的範圍較佳是150℃以上且300℃以下，更佳是150℃以上且250℃以下。藉由將加熱溫度設為300℃以下，在將一般半導體構件連接時，可避免對該構件的損傷；藉由將加熱溫度設為150℃以上，則使保護劑的脫附容易發生。
銀糊漿的加熱時間只要設為在設定的溫度時保護劑、溶劑等有機物脫附完成之時間即可。適當的加熱溫度及加熱時間的範圍，可藉由進行銀糊漿的TG-DTA測定來估計。
又，銀糊漿在加熱時的步驟可適當決定。尤其，在以超過溶劑沸點的溫度進行燒結時，若以低於溶劑的沸點之溫度進行預熱，來預先使溶劑揮發一定程度再進行燒結，容易得到更緻密的銀燒結體。在將銀糊漿加熱時的升溫速度，在以未達溶劑沸點進行燒結時並未特別限制。在以超過溶劑沸點的進行燒結時，較佳是將升溫速度設為1℃/秒以下，或進行預熱步驟。
藉由以上述方式使銀糊漿燒結所得到之銀燒結體，較佳是具有：1×10-5Ω．cm以下之體積電阻率、30W/m．K之導熱率、及65%以上之緻密度。此外，銀燒結體的緻密度可基 於下述公式計算：緻密度[%]=銀燒結體的密度[g/cm3]×100/銀的理論密度[10.49g/cm3]
又，藉由以上述方式使銀糊漿燒結所得到之銀燒結體的黏著強度，較佳是10Mpa以上，更佳是15Mpa以上。
本實施形態的半導體裝置，是經由將本實施形態的銀糊漿燒結而成之燒結體，來將半導體元件與半導體元件搭載用支撐構件相互黏著而成。
第12圖是表示本實施形態的半導體裝置的一例的示意剖面圖。如第12圖所示，半導體裝置10具備：半導體元件搭載用支撐構件亦即導線架2a；導線架(散熱體)2b、2c；半導體元件1，其是經由本實施形態的銀糊漿的燒結體3而被連接至導線架2a；及，成型樹脂5，其將此等成型。半導體元件1是經由2條的引線4分別被連接至導線架2b、2c。
第13圖是顯示本實施形態之另一半導體裝置的實施例的示意剖面圖。如第13圖所示，半導體裝置20具備：基板6；導線架7，其是以包圍基板6的方式所形成而成之半導體元件搭載用支撐構件；半導體LED晶片8，其是經由本實施態的銀糊漿燒結體3而被連接至導線架7上；及，透光性樹脂9，其將此等密封。LED晶片8是經由引線4而被連接至導線架7。
此等半導體裝置中，例如，可藉由下述方式來將半導體元件與半導體元件搭載用支撐構件相互黏著：將銀糊漿以點膠法、絲網印刷法、壓印法等塗佈於半導體元件搭載用 支撐構件上，來將半導體元件搭載至已塗佈有銀糊漿的部分上，並使用加熱裝置將銀糊漿燒結。又，燒結銀糊漿後，藉由進行打線接合步驟及加封步驟，來得到半導體裝置。
作為半導體元件搭載用支撐構件，可舉出例如：42合金導線架(商品名稱：42 alloy leadframe)、銅導線架、鈀PPF導線架(palladium PPF leadframe)等導線架；玻璃環氧基板(由玻璃纖維強化環氧樹脂所構成的基板)、BT基板(使用由氰酸酯單體及其低聚物和雙馬來亞醯胺所構成之BT樹脂而成的基板)等有機基板。
[實施例]
如以下所示之實施例，更具體地說明本發明。本發明並不受限於此等實施例。
各實施例及比較例的各特性的測定，如以下方式實施。
(1)銀粒子的形態觀察
將碳製的雙面膠帶貼於樣品格(sample grid)上，將銀粉末置於碳膠帶上，來作為觀察試樣。以桌上型掃描電子顯微鏡(日本電子股份有限公司製造，型號：Neo Scope JCM-5000)，以電子加速電壓10kV來觀察，並拍攝SEM照片。
(2)銀粒子的中心線平均表面粗糙度
使用AFM(SII Technology，型號：SPI4000)，以動態力模式(Dynamic Force Mode，DFM)測定銀粒子的表面粗糙度。具體而言，是將約10mg的銀粒子加入10mL的丙酮中，來製作為分散液。在直徑2cm的圓形樣品格上，滴下約100μL的分 散液，以25℃乾燥約24小時，而得到測定樣品。將樣品格設置於AFM(SII Technology製造，型號：SPI4000)上，並以DFM進行測定。將包含複數個銀粒子之視野範圍作為掃描對象，來得到銀粒子的表面形狀。重複進行此操作，而得到10~20個銀粒子的表面形狀。針對所得到之各個銀粒子的表面形狀畫面，對於最大粒徑約90%的長度，進行表面粗糙度解析。計算所得到之表面粗糙度的平均值，並將此平均值作為銀粒子的中心線平均表面粗糙度。
(3)銀燒結體的密度及緻密度
將銀糊漿藉由加熱板(井內盛榮堂製造，型號：SHAMAL HOTPLATE HHP-401)以110℃預熱10分鐘，進一步以200℃加熱1小時，藉此得到銀燒結體(約10mm×10mm×1mm)。以砂紙(800號)研磨所製作之銀燒結體，並測定研磨後銀燒結體的體積及質量。從這些值計算銀燒結體的密度，進一步依下列的公式計算緻密度。
緻密度[%]=銀燒結體的密度[g/cm3]×100/銀的理論密度[10.49g/cm3]
(4)晶粒剪切強度
將0.1mg的銀糊漿塗佈於鍍銀的銅導線架(接點部：10×5mm)上，並在此之上黏著1mm×1mm的鍍銀的矽晶片(鍍銀厚度：0.1μm，晶片厚度：400μm)或鍍金的矽晶片(鍍金厚度：0.1μm，晶片厚度：400μm)。將此利用加熱板(井內盛榮堂製造，型號：SHAMAL HOTPLATE HHP-401)以200℃加熱1小時。依據晶粒剪切強度[MPa]來評估所得到之銀燒結 體的黏著強度。使用萬能型黏結強度測定機(bond tester)(Nordson DAGE公司製造，型號：4000系列)，以測定速度500μm/s、測定高度100μm，將矽晶片往水平方向推壓，來測定銀燒結體的晶粒剪切強度[MPa]。此外，評估結果依以下基準並使用A、B、C進行記述。
(被黏著物：鍍銀的矽晶片的情況)
A：20Mpa以上
B：10Mpa以上但小於20MPa
C：0Mpa以上但小於10MPa
(被黏著物：鍍金的矽晶片的情況)
A：10Mpa以上
B：5Mpa以上但小於10MPa
C：0Mpa以上但小於5MPa
(5)導熱率
將銀糊漿利用加熱板(井內盛榮堂製造，型號：SHAMAL HOTPLATE HHP-401)以110℃預熱10分鐘，進一步以200℃加熱1小時，藉此得到銀燒結體(約10mm×10mm×1mm)。以雷射閃光測定法(laser flash method)(NETZSCH公司製造，型號：LFA 447，測定溫度25℃)測定此銀燒結體的熱擴散率，進一步由此熱擴散率、和示差掃描熱量分析儀(珀金埃爾默股份有限公司製造，Pyris1)所得到的比熱量與燒結密度的乘積，計算出在25℃時銀燒結體的導熱率[W/m．K]。此外，評估結果依以下基準並使用A、B、C進行記述。
A：100W/m．K以上
B：80W/m．K以上但小於100W/m．K
C：0W/m．K以上但小於80W/m．K
(6)體積電阻率
將銀糊漿塗佈於玻璃板上，使用加熱板(井內盛榮堂製造，型號：SHAMAL HOTPLATE HHP-401)以110℃預熱10分鐘，進一步以200℃加熱1小時，藉此在玻璃板上得到1×50×0.03mm的銀燒結體。將此銀燒結體以4端子法(愛得萬(Advantest)股份有限公司製造，型號：R687E DIGTAL MULTIMETER)測定體積電阻率[μΩ．cm]。此外，評估結果依以下基準使用A、B、C進行記述。
A：0μΩ．cm以上但小於5.5μΩ．cm
B：5.5μΩ．cm以上但小於6.5μΩ．cm
C：6.5μΩ．cm以上
(7)銀燒結體的剖面觀察：
將0.1mg的銀糊漿塗佈於鍍銀的銅導線架(接點部：10×5mm，鍍銀厚度：約4μm)，並在此之上黏著1mm×1mm鍍金的矽晶片(鍍金厚度：0.1μm，晶片厚度：400μm)。將此使用加熱板(井內盛榮堂製造，型號：SHAMAL HOTPLATE HHP-401)以200℃加熱1小時。將已連接的樣品埋入環氧樹脂中，並研磨至可確認到鍍金的矽晶片/銀燒結體/鍍銀的銅導線架的剖面為止。以離子濺鍍裝置(日立先端科技股份有限公司製造，型號：E1045)將白金蒸鍍至研磨後的樣品上，並將此藉由桌上型掃描式電子顯微鏡(日本電子股份有限公司製造，型號：NeoScope JCM-5000)，以電子加速電壓10kV、倍 率5000倍來進行觀察，且拍攝SEM照片。
實施例1~22及比較例1~4中，是依照下述方法製作銀糊漿。此外，各實施例及各比較例所使用的銀粒子(商品名稱：LM1(特線工業股份有限公司製造)、商品名稱：AgC239(福田金屬箔股份有限公司製造)、商品名稱：AgC212D(福田金屬箔股份有限公司製造)、商品名稱：TC-20E-L(德力化學研究所股份有限公司製造)、商品名稱：AgS050(德力化學研究所股份有限公司製造)、商品名稱：C-34(德力化學研究所股份有限公司製造))的性狀如表1所示。又，LM1、AgC239、AgC212D、TC-20E-L的SEM照片，分別如第1、2、3、4圖所示。又，實施例1~22及比較例1~4中的銀粒子及其他粒子(銀以外的粒子)的種類及調配量如表2所示。
(實施例1)
將LM1(特線工業股份有限公司製造)75質量份及AgC239(福田金屬箔股份有限公司製造)25質量份作為銀粒子、松香醇(和光純藥股份有限公司製造，異構物混合物)13.6質量份作為溶劑、硬脂酸(新日本理化股份有限公司製造)1質量份作為添加劑來使用。以擂潰機將銀粒子、溶劑及添加劑混練15分鐘來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。又，將依照上述(7)所製作的鍍金的矽晶片/銀燒結體/鍍銀的銅導線架中的鍍金的矽晶片與銀燒結體之連接部分剖面，拍攝而得之SEM照片如第5圖所示。
(實施例2)
將LM1和AgC239依表2所示的比例混合而使用作為銀粒子，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。又，將依照上述(7)所製作的鍍金的矽晶片/銀燒結體/鍍銀的銅導線架中的鍍金的矽晶片與銀燒結體的連接處的剖面，拍攝而得之SEM照片如第6圖所示。
(實施例3)
將LM1和AgC239依表2所示的比例混合而使用作為銀粒子，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。又，將依照上述(7)所製作的鍍金的矽晶片/銀燒結體/鍍銀的銅導線架中的鍍金的矽晶片與銀燒結體連接部分的剖面，拍攝而得之SEM照片如第7圖所示。
(實施例4)
進一步添加1質量份的Al粒子(阿法埃莎(Alfa Aesar)公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例5)
進一步添加1質量份的矽粒子(高純度化學研究所股份有限公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例6)
進一步添加1質量份的鈦粒子(和光純藥股份有限公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例7)
進一步添加1質量份的釩粒子(和光純藥股份有限公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例8)
進一步添加1質量份的錳粒子(和光純藥股份有限公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例9)
進一步添加1質量份的鐵粒子(和光純藥股份有限公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例10)
進一步添加1質量部分的鈷粒子(和光純藥股份有限公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例11)
進一步添加1質量份的鎳粒子(METAL FOIL & POWDERS MFG CO.製造，商品名稱：Ni-HWQ)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例12)
進一步添加1質量份的鋅粒子(阿法埃莎公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例13)
進一步添加1質量份的鈀粒子(阿法埃莎公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例14)
進一步添加1質量份的銦粒子(和光純藥股份有限公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例15)
進一步添加1質量份的錫粒子(和光純藥股份有限公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例16)
進一步添加1質量份的銻粒子(和光純藥股份有限公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例17)
進一步添加1質量份的鍍銀的銅粒子(福田金屬箔股份有限公司製造)，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例18)
將LM1和AgC212D依表2所示的比例混合而使用作為銀粒子，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此種銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例19)
將LM1和AgC212D依表2所示的比例混合而使用作為銀粒子，此外以與實施例相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例20)
將LM1和AgC212D依表2所示的比例混合而使用作為銀粒子，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例21)
將LM1、AgC239和AgS050依表2所示的比例混合而使用作為銀粒子，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(實施例22)
將LM1、AgC239和C-34依表2所示的比例混合而使用作為銀粒子，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。
(比較例1)
只使用100質量份的AgC239作為銀粒子，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。又，剖面將依照上述(7)所製作的鍍金的矽晶片/銀燒結體/鍍銀的銅導線架中的鍍金的矽晶片與銀燒結體連接部分的剖面，拍攝而得之SEM照片如第8圖所示。
(比較例2)
只使用100質量份的AgC212D(福田金屬箔股份有限公司 製造)作為銀粒子，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。又，剖面將依照上述(7)所製作的鍍金的矽晶片/銀燒結體/鍍銀的銅導線架中的鍍金的矽晶片與銀燒結體連接部分的剖面，拍攝而得之SEM照片如第9圖所示。
(比較例3)
只使用100質量份的TC-20E-L(德力化學研究所股份有限公司製造)作為銀粒子，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此種膠的特性如表3所示。又，剖面將依照上述(7)所製作的鍍金的矽晶片/銀燒結體/鍍銀的銅導線架之鍍金的矽晶片與銀燒結體連接部分的剖面，拍攝而得之SEM照片如第10圖所示。
(比較例4)
只使用100質量份的LM1作為銀粒子，此外以與實施例1相同的步驟來製作銀糊漿。此銀糊漿的特性如表3所示。又，剖面將依照上述(7)所製作的鍍金的矽晶片/銀燒結體/鍍銀的銅導線架之鍍金的矽晶片與銀燒結體連接部分的剖面，拍攝而得之SEM照片如第11圖所示。

Claims (8)

  1. 一種銀糊漿，其含有：中心線平均表面粗糙度Ra為1nm以下的板狀銀粒子、中心線平均表面粗糙度為2nm~20nm且粒徑為1μm~20μm的銀粒子、及溶劑，前述板狀銀粒子的含量，以銀粒子總量為基準計是20質量%以上且99質量%以下，並且，前述粒徑為1μm~20μm的銀粒子的含量，以銀粒子總量為基準計是5質量%以上且80質量%以下。
  2. 如請求項1所述之銀糊漿，其中，前述板狀銀粒子的中心線平均表面粗糙度Ra為0.5nm以下。
  3. 如請求項1或2所述之銀糊漿，其中，前述板狀銀粒子為單晶。
  4. 如請求項1所述之銀糊漿，其中，前述板狀銀粒子的厚度方向的最大長度a與平面方向的最大長度b之比值，滿足2≦b/a。
  5. 如請求項1所述之銀糊漿，其中，前述板狀銀粒子的厚度方向的最大長度a及平面方向的最大長度b，分別滿足a≦500nm及100nm≦b≦10000nm。
  6. 如請求項1所述之銀糊漿，其中，進一步含有：粒徑為0.01μm以上且小於1μm的球狀銀粒子。
  7. 如請求項1所述之銀糊漿，其中，以銀糊漿總量為基準計，含有0.01~5.0質量%選自由下述金屬或類金屬粒子所構成之群組中的至少1種：鎂、鋁、矽、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、鍺、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、鎘、銦、錫、銻、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、及鉍。
  8. 一種半導體裝置，其具有：經由如請求項1~7中任一項所述之銀糊漿燒結而成之燒結體，來將半導體元件與半導體元件搭載用支撐構件相互黏著而成之結構。
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