實施方式大體涉及活性金屬糊劑的制造方法、陶瓷電路基板的制造方法、半導(dǎo)體裝置的制造方法、活性金屬糊劑、陶瓷電路基板及半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

1、陶瓷電路基板被用于搭載有功率元件等半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體裝置。陶瓷基板與金屬電路部介由使用了活性金屬釬料等的接合層而彼此接合。由此，提高了接合強度及熱循環(huán)特性。隨著可靠性的提高，陶瓷電路基板被用于汽車(包括電動汽車)、電力鐵道車輛、太陽能發(fā)電設(shè)備、產(chǎn)業(yè)機械變換器等。在功率模塊等半導(dǎo)體裝置中，在電路部中安裝有半導(dǎo)體元件。此外，為了半導(dǎo)體元件的導(dǎo)通，有時還接合引線鍵合部或金屬端子。在半導(dǎo)體裝置的制造中，半導(dǎo)體元件、引線鍵合部、金屬端子等與電路部接合。

2、作為形成陶瓷電路基板的接合層的方法，公開了將活性金屬釬料等糊劑化并印刷于陶瓷基板上的方法(專利文獻1)。根據(jù)專利文獻1，將混合釬料構(gòu)成成分粉末的混合工序進行10小時以上，在混合粉末中混合粘合劑、溶劑來調(diào)整釬料糊劑?；旌戏勰┡c粘合劑等的混合工序進行10小時以上。在專利文獻1的使用了糊劑的接合層中，控制ag(銀)的分布，抑制了蝕刻效果的不同。公開了對這樣的由蝕刻得到的接合部的伸出部的尺寸進行控制關(guān)系到溫度循環(huán)試驗(tct)特性的提高。

3、作為糊劑的制造方法，公開了對混煉物進行機械分散處理的方法(專利文獻2)。根據(jù)專利文獻2，對于機械分散處理，可列舉出超聲波分散、分散器、三輥磨、球磨機、珠磨機、雙軸捏合機、自公轉(zhuǎn)式攪拌機等。在專利文獻2中，作為具體實施方式，列舉出超聲波分散及三輥。

4、進而，公開了糊劑的制造方法中的利用自公轉(zhuǎn)式攪拌機的制造方法(專利文獻3)。根據(jù)專利文獻3，可列舉出將銀粉、萜品醇和樹脂使用自公轉(zhuǎn)式攪拌機以420g的離心力混煉而成的銀糊劑。

5、現(xiàn)有技術(shù)文獻

6、專利文獻

7、專利文獻1：國際公開2022/085654號

8、專利文獻2：國際公開2012/070262號

9、專利文獻3：日本專利第5790433號

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、隨著要求使用陶瓷電路基板的半導(dǎo)體基板的可靠性的提高，通過提高陶瓷電路基板的接合強度及熱循環(huán)特性而產(chǎn)生的課題變得明顯。為了提高特性，要求使用與目的相應(yīng)的釬料，并將這些釬料成分均勻高效地混合而糊劑化。釬料中使用的金屬材料根據(jù)種類而粉末的形狀、密度不同。進而，金屬材料還需要考慮與用于進行糊劑化的溶劑、樹脂成分的混合。糊劑成分雖然通過延長混合時間能夠均勻地混合，但與其成比例地作業(yè)時間也延長，成本增大。

3、本發(fā)明的實施方式為了解決這樣的問題，提供可抑制成本的增大、并且更均勻地將糊劑混煉的活性金屬糊劑的制造方法、以及使用了該活性金屬糊劑的陶瓷電路基板及半導(dǎo)體裝置的制造方法。此外，本發(fā)明的實施方式提供被更均勻地混煉的活性金屬糊劑、以及使用了其的陶瓷電路基板及半導(dǎo)體裝置。

4、用于解決課題的手段

5、實施方式所涉及的活性金屬糊劑的制造方法具備預(yù)混合工序和混煉工序。在上述預(yù)混合工序中，在包含銅及活性金屬的金屬粉末中混合使樹脂溶解于有機溶劑中而得到的粘合劑，生成包含60～95質(zhì)量％的上述金屬粉末的混合物。在上述混煉工序中，對上述混合物施加自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)而生成活性金屬糊劑。

技術(shù)特征：

1.一種活性金屬糊劑的制造方法，其具備以下工序：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性金屬糊劑的制造方法，其中，所述混煉工序包含通過公轉(zhuǎn)而進行混煉的1次混煉、在所述1次混煉之后通過公轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn)進行混煉的2次混煉、和在所述2次混煉之后通過公轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn)進行混煉的3次混煉，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活性金屬糊劑的制造方法，其中，在所述混煉工序中，所述1次混煉的離心加速度為所述3次混煉的離心加速度的80％以上，所述2次混煉的離心加速度為所述3次混煉的離心加速度的50％以上。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活性金屬糊劑的制造方法，其中，在所述混煉工序中，所述1次混煉的時間及所述2次混煉的時間分別為整體的混煉時間的10％以上。

5.一種陶瓷電路基板的制造方法，其具備：

6.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其具備：

7.一種活性金屬糊劑，其特征在于，在包含銅及至少1種活性金屬的活性金屬糊劑中，銅元素及活性金屬元素的分散性分別低于1.0。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的活性金屬糊劑，其中，在無機成分中，銅的含量為50質(zhì)量％以上、活性金屬的含量為4質(zhì)量％以上且30質(zhì)量％以下、選自錫或銦中的1種或2種的含量為5質(zhì)量％以上且45質(zhì)量％以下、碳的含量為0質(zhì)量％以上且2質(zhì)量％以下。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的活性金屬糊劑，其中，在無機成分中，銀的含量為20質(zhì)量％以上且60質(zhì)量％以下、銅的含量為15質(zhì)量％以上且40質(zhì)量％以下、活性金屬的含量為1質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％以下、選自錫或銦中的1種或2種的含量為5質(zhì)量％以上且25質(zhì)量％以下。

10.一種陶瓷電路基板，其具備：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的陶瓷電路基板，其中，所述陶瓷基板為氧化鋁基板、氮化鋁基板及氮化硅基板中的任1種。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的陶瓷電路基板，其中，所述金屬電路由銅或銅合金制成。

13.一種半導(dǎo)體裝置，其具備：

技術(shù)總結(jié)
實施方式所涉及的活性金屬糊劑的制造方法具備預(yù)混合工序和混煉工序。在上述預(yù)混合工序中，在包含銅及活性金屬的金屬粉末中混合使樹脂溶解于有機溶劑中而得到的粘合劑，生成包含60～95質(zhì)量％的上述金屬粉末的混合物。在上述混煉工序中，對上述混合物施加自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)而生成活性金屬糊劑。

技術(shù)研發(fā)人員：山本翔太
受保護的技術(shù)使用者：株式會社東芝
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23