導(dǎo)電糊和用于使用其制造半導(dǎo)體裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種導(dǎo)電糊和一種用于使用所述導(dǎo)電糊制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述導(dǎo)電糊不含有害材料如鉛、砷、碲或銻，并且可以不僅在較低溫度(例如，在370℃以下)實現(xiàn)粘合，而且甚至在較高溫度(例如，在300至360℃)也保持粘合強度。本發(fā)明提供一種導(dǎo)電糊，其包含(A)導(dǎo)電粒子、(B)基本上不含鉛、砷、碲和銻的玻璃料以及(C)溶劑，其中所述玻璃料(B)具有320至360℃的再熔溫度，其中所述再熔溫度由通過差示掃描量熱計所測量的DSC曲線中的吸熱量為20J/g以上的至少一個吸熱峰的峰頂部指示。所述導(dǎo)電糊優(yōu)選還包含(D)選自由氧化錫、氧化鋅、氧化銦和氧化銅組成的組的氧化物。玻璃料(B)優(yōu)選包含(B?1)Ag2O、(B?2)V2O5和(B?3)MoO3。
【專利說明】導(dǎo)電糊和用于使用其制造半導(dǎo)體裝置的方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種包含不含有害材料例如鉛的低熔點玻璃的導(dǎo)電糊，以及用于使用 所述導(dǎo)電糊制造半導(dǎo)體裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 考慮到對熱極為敏感的要粘合或密封的目標物的性質(zhì)，用于粘合例如用于基板的 碳化硅(SiC)芯片的模附著材料、用于電子零件的密封材料和導(dǎo)電糊，例如在其中含有集成 電路裝置和顯示裝置的陶瓷包裝體，意欲在較低溫度下實現(xiàn)粘合。作為可以在低溫實現(xiàn)粘 合的導(dǎo)電糊，使用了具有低熔點的組合物。
[0003] 通常，作為低熔點玻璃，已知的是具有低熔點的Pb0-B203玻璃。作為具有低軟化點 的玻璃，專利文獻1公開一種玻璃，其包含20至70%的氧化銀、10至70%的釩或鉬的氧化物， 以及10至70%的選自磷、鍺、砷、銻、鉍和碲的半金屬的氧化物(專利文獻1)。
[0004] 關(guān)于可以在比用于常規(guī)低熔點Pb0-B203玻璃的焙燒溫度低的溫度下焙燒的玻璃， 專利文獻2公開了一種低熔點玻璃，其包含4 82〇:8至20%，1〇03:20至35%，211〇:1至6%， Te〇2:30至55 %，和V2O5:5至 19 % (專利文獻2)。
[0005]關(guān)于在例如模附著材料中使用的玻璃，公開了這樣的玻璃，其按氧化物計包含例 如約40至65質(zhì)量％的量的Ag2〇、約15至35質(zhì)量％的量的V2〇5,以及約0至50質(zhì)量％的量的選 自Te〇2、Pb〇2和Pb 3〇4的至少一種氧化物，其中所述玻璃形成Ag2〇-V2〇5_Te〇2-Pb〇2晶體(例如， 專利文獻3)。在專利文獻3中公開的玻璃作為用于在低溫(例如，在350°C)粘合溫度敏感性 裝置的糊例如用于在其中含有溫度敏感性集成電路裝置的陶瓷包裝體。
[0006] 引用文件4公開了一種玻璃組合物，其包含按氧化物計60至82.5重量％的量的 Tl2〇3，約2.5至27.5重量％的量的V2〇5，以及約2.5至17.5重量％的量的P2〇5，并且其在發(fā)生 玻璃固化時具有約350°C以下的邊界溫度(專利文獻4)。專利文獻4公開了玻璃組合物在不 出現(xiàn)透明消失時具有460°C以下邊界溫度。透明消失是指熔融玻璃在例如熔融玻璃冷卻固 化的過程中，遭受具有某個組成的玻璃的一部分的晶體沉積。
[0007] 專利文獻5公開了一種糊，其包含導(dǎo)電金屬粒子、玻璃組合物、有機溶劑和樹脂。專 利文獻5的說明書顯示該玻璃組合物特別優(yōu)選具有275°C以下的再熔溫度。專利文獻5的說 明書顯示當糊中含有的玻璃組合物具有高再熔溫度時，滿意地潤濕粘附體的表面的玻璃相 的量減少，使得糊的粘合強度變差。引用文件5公開了以各自最佳量的Te0 2和Pb02的組合關(guān) 于最終獲得的結(jié)構(gòu)提供期望的結(jié)晶性質(zhì)和低溫性質(zhì)。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009] 專利文件
[0010] 專利文獻1:日本未審查專利公開號Sho 51-138711
[0011] 專利文獻2:日本未審查專利公開號Hei 8-259262
[0012] 專利文獻3:日本專利申請審前公開(kohyo)號Hei 8-502468
[0013] 專利文獻4:美國專利號4，933，030說明書
[0014] 專利文獻5:美國專利號5，543，366說明書
[0015] 發(fā)明概述
[0016] 本發(fā)明要解決的問題
[0017]然而，可能的是，低熔點Pb0-B203玻璃和在專利文獻1至3和5中公開的低熔點玻璃 含有有害材料，例如鉛(Pb)、砷(As)、銻(Sb)或碲(Te)。而且，在專利文獻4中，鉈(T1)可以變 為有害材料。近年來，對環(huán)境等的擔憂正在增加，因此期望使用不含有害材料的低熔點玻璃 的導(dǎo)電糊。此外，期望導(dǎo)電糊使用可以應(yīng)用于對熱極為敏感的半導(dǎo)體裝置和集成電路裝置 的低熔點玻璃。
[0018]此外，近年來，引人注意的是SiC半導(dǎo)體裝置，其僅僅導(dǎo)致電功率轉(zhuǎn)化的小的損失， 并且其甚至在高溫下也可以穩(wěn)定地操作。與硅(Si)半導(dǎo)體裝置相比，SiC半導(dǎo)體裝置具有高 的結(jié)溫。在這樣的SiC半導(dǎo)體裝置中，相對于在用于將半導(dǎo)體芯片和基板粘合在一起的模附 著材料中使用的導(dǎo)電糊，期望在相對低的溫度(例如，在370°c以下)作為加熱溫度實現(xiàn)粘合 的導(dǎo)電糊。另一方面，期望的是這樣的導(dǎo)電糊，其甚至在較高溫度（例如，在300至350Γ)的 用于裝置的操作環(huán)境中也可以保持由所述糊所致的在SiC半導(dǎo)體芯片和基板之間的粘合強 度。在專利文獻5中公開的糊中含有的玻璃組合物具體地具有275°C以下的再熔溫度。關(guān)于 在專利文獻5中公開的通過使用糊將半導(dǎo)體芯片與基板粘合而得到的半導(dǎo)體裝置，假定的 是當將所述半導(dǎo)體裝置放置到處于相對高的溫度(例如，在300至350°C)的環(huán)境中時，半導(dǎo) 體芯片和基板之間的粘合強度變差。
[0019]因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種導(dǎo)電糊，其包含不含有害材料例如鉛、砷、碲或銻 的低熔點玻璃，其中所述導(dǎo)電糊的有利之處不僅在于所述糊在作為加熱溫度的相對低的溫 度(例如，在370°C以下）可以實現(xiàn)粘合，而且在于所述糊甚至在相對高的溫度（例如，在300 至350°C)也能夠保持粘合強度。
[0020] 解決問題的手段
[0021] 本發(fā)明1涉及一種導(dǎo)電糊，其包含(A)導(dǎo)電粒子、（B)基本上不含鉛、砷、碲和銻的玻 璃料以及(C)溶劑，所述玻璃料(B)具有320至360°C的再熔溫度，其中所述再熔溫度由通過 差示掃描量熱計所測量的DSC曲線中的吸熱量為20J/g以上的至少一個吸熱峰的峰頂部指 不。
[0022] 本發(fā)明2涉及本發(fā)明1的導(dǎo)電糊，所述導(dǎo)電糊還包含選自由氧化錫、氧化鋅、氧化銦 和氧化銅組成的組的(D)至少一種金屬氧化物。
[0023]本發(fā)明3涉及本發(fā)明1的導(dǎo)電糊，其中基于所述導(dǎo)電糊的質(zhì)量，以60至90質(zhì)量％的 量包含所述導(dǎo)電粒子(A)，以5至35質(zhì)量％的量包含所述玻璃料(B)，并且以5至12質(zhì)量％的 量包含所述溶劑(C)。
[0024]本發(fā)明4涉及本發(fā)明2的導(dǎo)電糊，其中基于所述導(dǎo)電糊的質(zhì)量，以60至85質(zhì)量％的 量包含所述導(dǎo)電粒子(A)，以5至35質(zhì)量％的量包含所述玻璃料(B)，以5至10質(zhì)量％的量包 含所述溶劑(C)，并且以0至5質(zhì)量％的量包含所述金屬氧化物(D)。
[0025]本發(fā)明5涉及本發(fā)明1至4中任一項的導(dǎo)電糊，其中所述玻璃料(B)包含(B-l) Ag20、 (8-2)￥2〇5和(8-3)]?〇〇3。
[0026]本發(fā)明6涉及根據(jù)本發(fā)明5的導(dǎo)電糊，其中所述玻璃料(B)包含選自由Zn0、Cu0、 Ti〇2、MgO、Nb2〇5、BaO、Al2〇3、SnO 和 Fe2〇3 組成的組的（B-4)至少一種氧化物。
[0027] 本發(fā)明7涉及本發(fā)明5或6的導(dǎo)電糊，其中基于所述玻璃料(B)的質(zhì)量，所述玻璃料 (B)以按氧化物計80至96質(zhì)量％的總量含有Ag 20(B-l)和V2〇5(B-2)，其中Ag20(B-l)與V 2〇5 (B-2)的質(zhì)量比（Ag20/V2〇5)為1 · 8至3 · 2。
[0028] 本發(fā)明8涉及本發(fā)明5至7中任一項的導(dǎo)電糊，其中基于所述玻璃料(B)的質(zhì)量，所 述玻璃料(B)以按氧化物計4至10質(zhì)量％的量含有Mo0 3(B-3)。
[0029] 本發(fā)明9涉及根據(jù)本發(fā)明6至8中任一項的導(dǎo)電糊，其中基于所述玻璃料(B)的質(zhì) 量，所述玻璃料(B)以按氧化物計4至20質(zhì)量％的總量含有Mo0 3(B-3)和組分(B-4)。
[0030] 本發(fā)明10涉及根據(jù)本發(fā)明5至9中任一項的導(dǎo)電糊，其中基于所述玻璃料(B)的質(zhì) 量，所述玻璃料(B)含有各自按氧化物計的40至80質(zhì)量^^^Ag 20(B-l)，16至40質(zhì)量％的量 的V2〇5(B-2)，以及4至10質(zhì)量％的量的Mo0 3(B-3)。
[0031] 本發(fā)明11涉及本發(fā)明6至10中任一項的導(dǎo)電糊，其中基于所述玻璃料(B)的質(zhì)量， 所述玻璃料(B)以按氧化物計0至12質(zhì)量％的量含有組分(B-4)。
[0032]本發(fā)明12涉及本發(fā)明1至11中任一項的導(dǎo)電糊，其中所述導(dǎo)電粒子(A)是銀。
[0033] 本發(fā)明13涉及本發(fā)明1至12中任一項的導(dǎo)電糊，其中所述導(dǎo)電粒子(A)與所述玻璃 料(B)的質(zhì)量比（導(dǎo)電粒子:玻璃料)為50:50至98:2。
[0034] 本發(fā)明14涉及一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括下列步驟：
[0035] 將根據(jù)本發(fā)明1至13中任一項所述的導(dǎo)電糊施加到基板和/或半導(dǎo)體芯片；
[0036] 將所述半導(dǎo)體芯片隔著所述導(dǎo)電糊放置到所述基板上；
[0037] 將所述導(dǎo)電糊加熱到所述導(dǎo)電糊中含有的所述玻璃料(B)的再熔溫度以上，以燒 結(jié)所述導(dǎo)電糊中含有的所述導(dǎo)電粒子(A)，使得所述半導(dǎo)體芯片和所述基板彼此電連接;和 [0038] 逐漸冷卻所述導(dǎo)電糊。
[0039] 本發(fā)明15涉及一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括下列步驟：
[0040] 將根據(jù)本發(fā)明1至13中任一項所述的導(dǎo)電糊施加到基板和/或半導(dǎo)體芯片；
[0041 ]將所述半導(dǎo)體芯片隔著所述導(dǎo)電糊放置到所述基板上；
[0042]加熱所述導(dǎo)電糊以還原所述導(dǎo)電糊中含有的所述玻璃料(B)中的Ag20(B-1);
[0043] 進一步將所述導(dǎo)電糊加熱到所述導(dǎo)電糊中含有的所述玻璃料(B)的再熔溫度以 上;和
[0044] 逐漸冷卻所述導(dǎo)電糊以致使晶體沉積。
[0045] 本發(fā)明的效果
[0046] 本發(fā)明的導(dǎo)電糊的優(yōu)點在于:通過在作為加熱溫度的較低溫度(例如，在370°C以 下）下加熱，可以使用導(dǎo)電糊將SiC芯片和基板粘合，以得到半導(dǎo)體裝置。此外，本發(fā)明的導(dǎo) 電糊的優(yōu)點在于:可以使用導(dǎo)電糊將半導(dǎo)體芯片與基板彼此粘合，并且在粘合以后，甚至在 處于較高溫度(例如，在300至350°C)的環(huán)境中也可以保持半導(dǎo)體芯片和基板之間的粘合強 度，因此所得到的半導(dǎo)體裝置具有改進的耐熱性。
[0047] 此外，在本發(fā)明中，提供了一種用于制備半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法的優(yōu)點在 于:將導(dǎo)電糊中含有的導(dǎo)電粒子燒結(jié)以將半導(dǎo)體芯片與基板電連接，從而可以得到具有高 導(dǎo)電性質(zhì)的半導(dǎo)體裝置。
[0048] 在本發(fā)明中，通過將導(dǎo)電糊加熱到導(dǎo)電糊中含有的玻璃料的再熔溫度并且之后逐 漸冷卻所述糊，可以引起將半導(dǎo)體芯片與基板粘合的焙燒膜中的銀和晶體的沉積。將半導(dǎo) 體芯片與基板粘合的焙燒膜的熔融溫度趨于高于作為原料的導(dǎo)電糊中含有的玻璃料的熔 融溫度。在本發(fā)明中，提供了一種用于制備半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法的優(yōu)點在于:具有 通過使用導(dǎo)電糊粘合的半導(dǎo)體芯片和基板的所得到的半導(dǎo)體裝置甚至當放置到處于較高 溫度(例如，在300至350Γ)的環(huán)境中時也可以保持基板和半導(dǎo)體芯片之間的粘合強度。 [0049] 附圖簡述
[0050]圖1是顯示在用于制備半導(dǎo)體裝置的方法的一個實施方案中的步驟的圖。
[00511圖2顯示通過差示掃描量熱計測量的第25號玻璃料(SC181-4)的DSC曲線。
[0052]圖3顯示在分別的導(dǎo)電糊中使用的銀粒子的掃描電子顯微鏡（SEM)照片，取1，000 倍、2，000倍和5，000倍的放大倍數(shù)。
[0053]圖4顯示第25號玻璃料(SC181-4)的掃描電子顯微鏡（SEM)照片，取(a)l，000倍和 (b)500倍的放大倍數(shù)，其中第25號玻璃料是使用400目篩通過篩分得到的。
[0054]實施本發(fā)明的方式
[0055] 本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電糊，其包含(A)導(dǎo)電粒子、基本上不含鉛(Pb)、砷(As)、銻(Sb) 和碲(Te)的玻璃料以及(C)溶劑的(B)玻璃料，其中所述玻璃料(B)具有320至360°C的再熔 溫度，其中所述再熔溫度由通過差示掃描量熱計所測量的DSC曲線中的吸熱量為20J/g以上 的至少一個吸熱峰的峰頂部指示。
[0056] [(A)導(dǎo)電粒子]
[0057] 關(guān)于在本發(fā)明的導(dǎo)電糊中使用的導(dǎo)電粒子，可以使用例如銀（Ag)、銅（Cu)、鎳 (Ni)，或銀與基本金屬(例如，Cu或Ni)的銀合金。特別是，導(dǎo)電粒子優(yōu)選為銀(Ag)。
[0058] 關(guān)于導(dǎo)電粒子的形狀和平均粒徑?jīng)]有特別限制，并且可以使用對應(yīng)領(lǐng)域中已知的 那些。導(dǎo)電粒子的平均粒徑優(yōu)選為0 · 01至40μL?，更優(yōu)選為0 · 05至30μL?，還優(yōu)選0 · 1至20μπι。當 導(dǎo)電粒子的平均粒徑在〇. 〇 1至40μπι的范圍內(nèi)時，導(dǎo)電粒子在糊中的分散能力優(yōu)異，從而在 燒結(jié)過程中獲得優(yōu)異的燒結(jié)性質(zhì)。導(dǎo)電粒子的平均粒徑是指通過使用用于粒徑和粒度分布 的激光衍射-散射型測量設(shè)備（例如，MICROTRAC HRA9320-X100,由Nikkiso Co.，Ltd.制造） 所測量的體積累積分布中的D50(中值直徑）。關(guān)于導(dǎo)電粒子的形狀，導(dǎo)電粒子可以具有球形 形狀、薄片或鱗片形狀或多面體形狀。
[0059] 當將銀粒子用作導(dǎo)電粒子時，可以使用具有處于納米維度的尺寸的銀粒子或具有 用樹脂填充的孔的銀粒子。
[0060] [(B)玻璃料]
[0061] 在本發(fā)明的導(dǎo)電糊中使用的玻璃料基本上不含鉛、砷、銻和碲。在本發(fā)明的導(dǎo)電糊 中使用的玻璃料的特征在于具有320至360°C的再熔溫度(Tr)，其中所述再熔溫度由通過差 示掃描量熱計所測量的在320至360°C的溫度范圍內(nèi)的DSC曲線中的吸熱量為20J/g以上的 至少一個吸熱峰的峰頂部指示。
[0062] 再熔溫度(Tr)可以由使用差示掃描量熱計(例如，SMMADZU DSC-50)測量的在50 至370 °C的范圍內(nèi)的DSC曲線中出現(xiàn)的吸熱峰確定，其中所述DSC曲線是通過例如在大氣壓、 在大氣中以15 °C /分鐘的升溫速率的條件下將玻璃料的溫度升高到370 °C而得到的。在玻璃 料的DSC曲線中的第一個拐點處的溫度是指玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。此外，在玻璃料的DSC曲 線中，出現(xiàn)歸因于玻璃料結(jié)晶的放熱峰以及歸因于玻璃料的熔合的吸熱峰。在玻璃料的DSC 曲線中，放熱峰以正(+ )值出現(xiàn)。在玻璃料的DSC曲線中，吸熱峰以負(-)值出現(xiàn)。在玻璃料的 DSC曲線中，可以出現(xiàn)多個放熱峰。此外，在玻璃料的DSC曲線中，可以出現(xiàn)多個吸熱峰。 [0063]關(guān)于在本發(fā)明的導(dǎo)電糊中使用的玻璃料，當DSC曲線具有多個吸熱峰時，使用再熔 溫度(Tr)在320至360 °C的溫度范圍內(nèi)的玻璃料，其中再熔溫度(Tr)由這些吸熱峰中吸熱量 為20J/g以上的至少一個吸熱峰的峰頂部指示。當玻璃料的DSC曲線中出現(xiàn)多個吸熱峰時， 玻璃料的吸熱量為20J/g以上的至少一個吸熱峰的峰頂部出現(xiàn)在320至360°C的溫度范圍 內(nèi)。在玻璃料中，只要DSC曲線中吸熱量為20J/g以上的至少一個吸熱峰的峰頂部出現(xiàn)在320 至360°C的溫度范圍內(nèi)，吸熱量為20J/g以上的任何其它吸熱峰的峰頂部就可以存在于高于 360°C的范圍內(nèi)。
[0064]在本發(fā)明的導(dǎo)電糊中使用的玻璃料的再熔溫度(Tr)在320至360°C的溫度范圍內(nèi)， 其中再熔溫度(Tr)由差示掃描量熱計所測量的DSC曲線中的吸熱量為20J/g以上的至少一 個吸熱峰的峰頂部指示。在玻璃料的DSC曲線中所示的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)和結(jié)晶溫度 (Tc)低于再熔溫度(Tr)。通過在玻璃料的再熔溫度以上的溫度(例如，在370°C以下；例如， 當玻璃料的再熔溫度為360 °C時，在高于360至370 °C的溫度)加熱導(dǎo)電糊，導(dǎo)電糊中含有的 玻璃料熔融，使得可以將粘附體粘合在一起。本發(fā)明的導(dǎo)電糊可以在較低溫度(例如，在370 °C以下；例如，當玻璃料的再熔溫度為360 °C時，在高于360至370°C的溫度)與粘附體粘合在 一起，因此可以有利地用于對熱敏感的半導(dǎo)體裝置和集成電路裝置。此外，導(dǎo)電糊中的玻璃 料的再熔溫度(Tr)為320°C以上，因此具有使用導(dǎo)電糊粘合在一起的半導(dǎo)體芯片和基板的 半導(dǎo)體裝置甚至當在處于較高溫度(例如，在300至350°C)的環(huán)境中操作時也可以維持粘合 強度。
[0065]在本發(fā)明的導(dǎo)電糊中使用的玻璃料的再熔溫度(Tr)在320至360 °C的溫度范圍內(nèi)， 其中所述再熔溫度(Tr)由通過差示掃描量熱計所測量的DSC曲線中的吸熱量為20J/g以上 的至少一個吸熱峰的峰頂部指示。因此，當將玻璃料加熱到再熔溫度(Tr)以上并且之后冷 卻時，在由導(dǎo)電糊形成的焙燒膜中還形成晶體。關(guān)于已經(jīng)被加熱到再熔溫度(Tr)以上并且 恪融和隨后冷卻的玻璃料，在由差不掃描量熱計所測量的吸熱量為20J/g以上的至少一個 吸熱峰的峰頂部讀出的溫度趨于高于320至360°C的再熔溫度。關(guān)于這種趨勢的原因不清 楚，但是據(jù)推測如下。導(dǎo)電糊被加熱到高于玻璃料的結(jié)晶溫度(Tc)并且是玻璃料的再熔溫 度(Tr)以上的溫度，然后被冷卻。關(guān)于在導(dǎo)電糊中含有的玻璃料，已經(jīng)經(jīng)歷結(jié)晶的結(jié)晶玻璃 被再熔融，然后被冷卻以經(jīng)歷進一步的結(jié)晶。在由玻璃料的一部分的結(jié)晶所致的結(jié)晶玻璃 與由第一結(jié)晶所致的結(jié)晶玻璃之間的晶體沉積的方式中存在差別。為何在由差示掃描量熱 計所測量的吸熱量為20J/g以上的至少一個吸熱峰的峰頂部讀出的溫度趨于高于320至360 °(：的再熔溫度的原因之一據(jù)推測在于在由熔融的玻璃料的結(jié)晶所致的結(jié)晶玻璃與由第一 結(jié)晶所致的結(jié)晶玻璃之間的晶體沉積的方式的差別。由于在通過將導(dǎo)電糊加熱并冷卻所形 成的焙燒膜中沉積的這種晶體，甚至當在處于較高溫度(例如，在300至350°C)的環(huán)境中操 作半導(dǎo)體裝置時也可以保持通過使用導(dǎo)電糊所粘合的半導(dǎo)體芯片和基板之間的粘合強度。 [0066]在本發(fā)明的導(dǎo)電糊中使用的玻璃料的再熔溫度(Tr)是由差示掃描量熱計所測量 的DSC曲線中的吸熱量為20J/g以上的至少一個吸熱峰的峰頂部指示的溫度，并且20J/g以 上的吸熱量確認了其中玻璃料中的晶體完全熔融的狀態(tài)。當在由差示掃描量熱計所測量的 DSC曲線中存在吸熱量小于20J/g的吸熱峰時，認為晶體保持在玻璃料中。當在作為玻璃料 的再熔溫度以上相對低的溫度(例如，在370°C以下;例如，當玻璃料的再熔溫度為360°C，在 高于360至370°C的溫度)加熱導(dǎo)電糊時，有可能導(dǎo)電糊中含有的玻璃料中的晶體不完全熔 融。當導(dǎo)電糊中含有的玻璃料的晶體保持與通過焙燒導(dǎo)電糊所得到的焙燒膜中的一樣時， 焙燒膜與半導(dǎo)體芯片和基板的導(dǎo)電性質(zhì)可能變差。此外，當導(dǎo)電糊中含有的玻璃料的晶體 保持與通過焙燒導(dǎo)電糊所得到的焙燒膜中的一樣時，半導(dǎo)體芯片和基板之間的粘合強度可 能變差。另外，存在的可能是通過使用導(dǎo)電糊將半導(dǎo)體芯片與基板粘合而得到的半導(dǎo)體裝 置在處于較高溫度(例如，在300至350°C)不能保持粘合強度。
[0067]玻璃料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)優(yōu)選為180°C以下，更優(yōu)選170°C以下，再更優(yōu)選168 °C以下，特別優(yōu)選165°C以下。
[0068] 玻璃料的結(jié)晶溫度(Tc)優(yōu)選為280 °C以下，更優(yōu)選270 °C以下，再優(yōu)選260°C以下， 其中所述結(jié)晶溫度(Tc)由通過差示掃描量熱計所測量的DSC曲線中的放熱量為20J/g以上 的至少一個放熱峰的峰頂部指示。玻璃料的結(jié)晶溫度(Tc)優(yōu)選為160°C以上，更優(yōu)選165°C 以上，再更優(yōu)選170°C以上，其中結(jié)晶溫度(Tc)由通過差示掃描量熱計所測量的DSC曲線中 的放熱量為20J/g以上的至少一個放熱峰的峰頂部指示。玻璃料的結(jié)晶溫度(Tc)在160至 280°C的溫度范圍內(nèi)，其中所述結(jié)晶溫度(Tc)由通過差示掃描量熱計所測量的DSC曲線中的 吸熱量為20J/g以上的至少一個放熱峰的峰頂部指示。玻璃料的結(jié)晶溫度(Tc)優(yōu)選在170至 270°C的溫度范圍內(nèi)，其中所述結(jié)晶溫度(Tc)由通過差示掃描量熱計所測量的DSC曲線中的 吸熱量為20J/g以上的至少一個放熱峰的峰頂部指示。當在玻璃料的DSC曲線中出現(xiàn)多個放 熱峰時，玻璃料的放熱量為20J/g以上的至少一個放熱峰的峰頂部存在于160至280 °C的溫 度范圍內(nèi)。在玻璃料中，只要DSC曲線中放熱量為20J/g以上的至少一個放熱峰的峰頂部存 在于160至280°C的溫度范圍內(nèi)，放熱量為20J/g以上的任何其它放熱峰的峰頂部都可以存 在于高于280°C的溫度范圍內(nèi)。
[0069] 關(guān)于玻璃料的尺寸，沒有特別限制。玻璃料的體積平均粒徑（中值直徑)優(yōu)選為1至 200μηι，更優(yōu)選3至180μηι，再優(yōu)選3至160μηι，特別優(yōu)選5至150μηι。玻璃料可以通過下列方式得 到:將用于玻璃料的原料放置到瓷坩堝中，并且將坩堝放置到熔融爐(烘箱）中以加熱和熔 融材料，得到熔融玻璃，并且將熔融玻璃進料到由不銹鋼制成的輥之間以將玻璃成形成片 狀，并且使用研缽研磨得到的片狀玻璃，并且使用例如100目和200目的測試篩來對研磨玻 璃進行篩分。關(guān)于測試篩的篩目尺寸，沒有特別限制，并且通過使用細目測試篩通過篩分可 以得到較小平均粒徑（中值直徑)的玻璃料。玻璃料的平均粒徑可以使用用于粒徑和粒度分 布的激光衍射-散射型測量裝置（例如，由Nikkiso Co.，Ltd.制造的MICR0TRACHRA9320-X100)進行測量。玻璃料的平均粒徑表示體積累積分布中的D50 (中值直徑）。
[0070] 優(yōu)選的是，玻璃料包含(8-1^820、（8-2)￥20 5和(8-3)1〇03。玻璃料基本上不含鉛 (Pb)、砷(As)、碲(Te)和銻(Sb)。此外，玻璃料基本上不含鉈(T1)。當玻璃料不含有害材料例 如鉛(Pb)、砷(As)、碲(Te)或銻(Sb)時，可以獲得具有高安全性的導(dǎo)電糊，從而不對環(huán)境有 負面影響。
[0071] 優(yōu)選的是，基于玻璃料(B)的質(zhì)量，玻璃料按氧化物計以80至96質(zhì)量％的總量含有 △820(8-1)和￥ 205(8-2)，其中厶820(8-1)與￥20 5(8-2)的質(zhì)量比以820八205)為1.8至3.2。在本 發(fā)明的說明書中，除非另外規(guī)定，在玻璃料中含有的各個組分的量分別以基于玻璃料的質(zhì) 量按氧化物計的質(zhì)量％表達。
[0072]更優(yōu)選的是，基于玻璃料(B)的質(zhì)量，玻璃料以82至95質(zhì)量％的總量含有Ag20(B- 1)和V2〇5 (B-2)。此外，在玻璃料中，Ag20(B-l)與V2〇5 (B-2)的質(zhì)量比優(yōu)選為1.8至3.2，更優(yōu)選 1.95至2.7,再優(yōu)選1.95至2.6。當玻璃料中含有的組分(B-1)和（B-2)的總量為82至95質(zhì) 量％時，可以得到具有相對低再熔溫度(Tr)的玻璃料。
[0073]優(yōu)選的是，基于玻璃料的質(zhì)量，玻璃料以4至10質(zhì)量％的量含有Mo03(B-3)。當玻璃 料中含有的組分(B-3)的量為4至10質(zhì)量％時，可以得到具有在320至360°C的溫度范圍內(nèi)的 再熔溫度(Tr)的玻璃料。
[0074] 優(yōu)選的是，玻璃料還含有(B-4)選自下列各項的至少一種氧化物:ZnO、CuO、Ti02、 1%0、他205、8&0^1203、3110和?6 203。作為組分(8-4)的氧化物可以單獨使用或組合使用。
[0075] 優(yōu)選的是，基于玻璃料的質(zhì)量，玻璃料以4至20質(zhì)量％的總量含有Mo03(B-3)和組 分(B-4)。當玻璃料中含有的組分(B-3)和(B-4)的總量為4至20質(zhì)量％時，可以得到再熔溫 度(Tr)在320至360°C的溫度范圍內(nèi)的玻璃料。
[0076] 基于玻璃料的質(zhì)量，按氧化物計，玻璃料以優(yōu)選0至12質(zhì)量％，更優(yōu)選0.5至10質(zhì) 量％，再優(yōu)選1至8質(zhì)量％，特別優(yōu)選2至8質(zhì)量％的量含有組分(B-4)。當所含的組分(B-4)的 量在0至12質(zhì)量％的范圍內(nèi)時，可以得到再熔溫度(Tr)在320至360 °C的溫度范圍內(nèi)的玻璃 料。
[0077] 當玻璃料基本上包含六820(8-1)、￥205(8-2)和此0 3(8-3)時，優(yōu)選的是4820(8-1)、 V2〇5(B-2)和Mo03(B-3)基于玻璃料的質(zhì)量具有以下所示的它們的各自組成。
[0078] Ag20(B-l)的量優(yōu)選為40至80質(zhì)量％，更優(yōu)選45至75質(zhì)量％，再優(yōu)選50至70質(zhì) 量％ ;V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為16至40質(zhì)量％，更優(yōu)選17至35質(zhì)量％，再優(yōu)選18至30質(zhì)量％ ;并 且Mo03(B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％，更優(yōu)選5至9質(zhì)量％，更優(yōu)選6至8質(zhì)量％。
[0079]當玻璃料基本上包含 4820(8-1)、￥205(8-2)、1〇03(8-3)和2110(8-4)時，優(yōu)選的是， Ag20(B-l)、V205(B-2)、Mo03(B-3)和ZnO(B-4)基于玻璃料的質(zhì)量具有以下所示的它們的各 自組成。
[0080] Ag2〇(B-l)的量優(yōu)選為40至70質(zhì)量％，更優(yōu)選45至70質(zhì)量％，再優(yōu)選50至65質(zhì) 量％，V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，更優(yōu)選12至35質(zhì)量％，再優(yōu)選15至30質(zhì)量％ ; Mo03(B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％;并且ZnO(B-4)的量優(yōu)選為0.5至12質(zhì)量％，更優(yōu)選1至 12質(zhì)量％，并且4 820(8-1)與￥205(8-2)的質(zhì)量比以820八 205)優(yōu)選為1.95至2.6。
[0081 ] 當玻璃料基本上包含Ag20 (B-1)、V2〇5 (B-2)、Mo03 (B-3)和CuO (B-4)時，優(yōu)選的是， Ag20(B-l)、V205(B-2)、Mo03(B-3)和CuO(B-4)基于玻璃料的質(zhì)量具有以下所示的它們的各 自組成。
[0082] Ag20(B-l)的量優(yōu)選為40至70質(zhì)量％，更優(yōu)選45至70質(zhì)量％，再優(yōu)選50至65質(zhì) 量％，V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，更優(yōu)選12至35質(zhì)量％，再優(yōu)選15至30質(zhì)量％ ; Mo03(B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％ ;并且CuO(B-4)的量優(yōu)選為1至12質(zhì)量％，更優(yōu)選1至10 質(zhì)量％，再優(yōu)選1至8質(zhì)量％，特別優(yōu)選1至4質(zhì)量％。
[0083] 當玻璃料基本上包含六820(8-1)、￥205(8-2)、1〇0 3(8-3)和1^02(8-4)時，優(yōu)選的是， Ag20(B-l)、V205(B-2)、Mo03(B-3)和Ti0 2(B-4)基于玻璃料的質(zhì)量具有以下所示的它們的各 自組成。
[0084] Ag20(B-l)的量優(yōu)選為40至70質(zhì)量％，更優(yōu)選45至70質(zhì)量％，再優(yōu)選50至65質(zhì) 量％ ;V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，更優(yōu)選12至35質(zhì)量％，再優(yōu)選15至30質(zhì)量％ ; Mo03(B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％ ;并且Ti02(B-4)的量優(yōu)選為1至12質(zhì)量％，更優(yōu)選2至10 質(zhì)量％，再優(yōu)選4至10質(zhì)量％。
[0085] 當玻璃料基本上包含Ag20 (B-1)、V2〇5 (B-2)、Mo03 (B-3)和MgO (B-4)時，優(yōu)選的是， Ag20(B-1)、V2〇5 (B-2)、Mo03 (B-3)和MgO (B-4)基于玻璃料的質(zhì)量具有以下所示的它們的各 自組成。
[0086] Ag20(B-l)的量優(yōu)選為40至70質(zhì)量％，更優(yōu)選45至70質(zhì)量％，再優(yōu)選50至65質(zhì) 量％ ;V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，更優(yōu)選12至35質(zhì)量％，再優(yōu)選15至30質(zhì)量％ ; Mo03(B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％ ;并且MgO(B-4)的量優(yōu)選為1至12質(zhì)量％，更優(yōu)選1至10 質(zhì)量％，再優(yōu)選2至8質(zhì)量％。
[0087]當玻璃料基本上包含Ag20 (B-1)、V2〇5 (B-2)、Mo03 (B-3)和Nb2〇5 (B-4)時，優(yōu)選的是， Ag20(B-l)、V205(B-2)、Mo03(B-3)和Nb 2〇5(B-4)基于玻璃料的質(zhì)量具有以下所示的它們的各 自組成。
[0088] Ag20(B-l)的量優(yōu)選為40至70質(zhì)量％，更優(yōu)選45至70質(zhì)量％，再優(yōu)選50至65質(zhì) 量％ ;V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，更優(yōu)選12至35質(zhì)量％，再優(yōu)選15至30質(zhì)量％ ; Mo03(B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％ ;并且Nb2〇5(B-4)的量優(yōu)選為1至12質(zhì)量％，更優(yōu)選1至10 質(zhì)量％，再優(yōu)選1至8質(zhì)量％。
[0089] 當玻璃料基本上包含六820(8-1)、￥205(8-2)、1〇0 3(8-3)和8&0(8-4)時，優(yōu)選的是， Ag20(B-1)、V2〇5 (B-2)、Mo03 (B-3)和BaO (B-4)基于玻璃料的質(zhì)量具有以下所示的它們的各 自組成。
[0090] Ag2〇(B-l)的量優(yōu)選為40至70質(zhì)量％，更優(yōu)選45至70質(zhì)量％，再優(yōu)選50至65質(zhì) 量％ ;V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，更優(yōu)選12至35質(zhì)量％，再優(yōu)選15至30質(zhì)量％ ; Mo03(B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％ ;并且BaO(B-4)的量優(yōu)選為1至12質(zhì)量％，更優(yōu)選2至10 質(zhì)量％，再優(yōu)選1至2質(zhì)量％。
[0091] 當玻璃料基本上包含Ag20 (B-1)、V2〇5 (B-2)、Mo〇3 (B-3)和A12〇3 (B-4)時，優(yōu)選的是， Ag20(B-l)、V205(B-2)、Mo03(B-3)和Al 2〇3(B-4)基于玻璃料的質(zhì)量具有以下所示的它們的各 自組成。
[0092] Ag20(B-l)的量優(yōu)選為40至70質(zhì)量％，更優(yōu)選45至70質(zhì)量％，再優(yōu)選50至65質(zhì) 量％ ;V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，更優(yōu)選12至35質(zhì)量％，再優(yōu)選15至30質(zhì)量％ ; Mo03(B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％，更優(yōu)選5至8質(zhì)量％，再優(yōu)選6至8質(zhì)量％ ;并且Al2〇3(B-4)的量優(yōu)選為0.5至12質(zhì)量％。
[0093] 當玻璃料基本上包含六820(8-1)、￥205(8-2)、1〇0 3(8-3)和3110(8-4)時，優(yōu)選的是， Ag20(B-l)、V205(B-2)、Mo03(B-3)和SnO(B-4)基于玻璃料的質(zhì)量具有以下所示的它們的各 自組成。
[0094] Ag20(B-l)的量優(yōu)選為40至70質(zhì)量％，更優(yōu)選45至70質(zhì)量％，再優(yōu)選50至65質(zhì) 量％ ;V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，更優(yōu)選12至35質(zhì)量％，再優(yōu)選15至30質(zhì)量％ ; Mo03(B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％ ;并且SnO(B-4)的量優(yōu)選為1至12質(zhì)量％。
[0095]當玻璃料基本上包含Ag20 (B-1)、V2〇5 (B-2)、Mo03 (B-3)和Fe2〇3 (B-4)時，優(yōu)選的是， Ag20(B-l)、V205(B-2)、Mo03(B-3)和Fe 2〇3(B-4)基于玻璃料的質(zhì)量具有以下所示的它們的各 自組成。
[0096] Ag20(B-l)的量優(yōu)選為40至70質(zhì)量％，更優(yōu)選45至70質(zhì)量％，再優(yōu)選50至65質(zhì) 量％ ;V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，更優(yōu)選12至35質(zhì)量％，再優(yōu)選15至30質(zhì)量％Mo0 3 (B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％ ;并且Fe2〇3(B-4)的量優(yōu)選為1至12質(zhì)量％，更優(yōu)選2至10質(zhì) 量％，再優(yōu)選2至8質(zhì)量％。
[0097] 當玻璃料基本上包含 Ag20(B-l)、V205(B-2)、Mo03(B-3)、Zn0(B-4WPCu0(B-4'Wt， 優(yōu)選的是，Ag 20(B-l)、V205(B-2)、Mo03(B-3)、Zn0(B-4)和 CuO(B-4'）基于玻璃料的質(zhì)量具有 以下所示的它們的各自組成。
[0098] Ag20(B-l)的量優(yōu)選為40至70質(zhì)量％，更優(yōu)選45至70質(zhì)量％，再優(yōu)選50至65質(zhì) 量％ ;V2〇5(B-2)的量優(yōu)選為10至40質(zhì)量％，更優(yōu)選12至35質(zhì)量％，再優(yōu)選15至30質(zhì)量％ ; Mo03(B-3)的量優(yōu)選為4至10質(zhì)量％ ;ZnO(B-4)的量優(yōu)選為1至12質(zhì)量％，更優(yōu)選2至10質(zhì) 量％，再優(yōu)選2至8質(zhì)量％ ;并且CuO(B-4'）的量優(yōu)選為1至10質(zhì)量％，更優(yōu)選2至8質(zhì)量％，再 優(yōu)選2至6質(zhì)量％，并且ZnO(B-4)與CuO (B-4 '）的質(zhì)量比{ZnO (B-4): CuO(B-4 '）}優(yōu)選為10:1 至1:10,更優(yōu)選5:1至1:5,再優(yōu)選3:1至1:3,特別優(yōu)選2:1至1:2。
[0099] (C)溶劑
[0100]作為溶劑，可以使用選自下列各項的一種類型或兩種以上類型的溶劑:醇(例如， 松油醇、α-松油醇和β-松油醇）、酯(例如，含羥基酯，例如單異丁酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二 醇酯和乙酸丁基卡必醇）、石錯混合物（例如，由Condea Chemie GmbH生產(chǎn)的Linpar)，以及 多元醇(例如，2-乙基-1，3-己二醇）。
[0101] 關(guān)于溶劑，為了將導(dǎo)電糊的粘度調(diào)節(jié)至適用于應(yīng)用，可以將一種類型或兩種以上 類型的例如樹脂、粘合劑以及填料加入到溶劑中。
[0102] (D)金屬氧化物
[01 03]優(yōu)選的是，本發(fā)明的導(dǎo)電糊含有選擇下列各項的至少一種金屬氧化物：SnO、ZnO、 In2〇3和CuO。該金屬氧化物不是玻璃料中含有的氧化物。
[0104] 當導(dǎo)電糊含有選自SnO、ZnO、In2〇3和CuO的至少一種金屬氧化物時，可以進一步增 加粘合強度，使得能夠得到甚至在較高溫度(例如，在300至350°C)的環(huán)境中也可以保持粘 合強度的半導(dǎo)體裝置。
[0105] 其他添加劑
[0106] 在本發(fā)明的導(dǎo)電糊中，如果必要，可以將選自下列各項的另外的添加劑結(jié)合到糊 中：例如，增塑劑、消泡劑、分散劑、均化劑、穩(wěn)定劑和粘合促進劑。在以上增塑劑中，可以使 用選自例如鄰苯二甲酸酯、羥乙酸酯、磷酸酯、癸二酸酯、己二酸酯和檸檬酸酯的增塑劑。
[0107] 導(dǎo)電糊
[0108] 優(yōu)選的是，本發(fā)明的導(dǎo)電糊以60至90質(zhì)量％的量含有導(dǎo)電粒子(A)，以5至35質(zhì) 量％的量含有玻璃料(B)，并且以5至12質(zhì)量％的量含有溶劑(C)。關(guān)于各個組分的單位"質(zhì) 量％"是指基于導(dǎo)電糊的質(zhì)量(100質(zhì)量％)的所含各個組分的量。
[0109] 當本發(fā)明的導(dǎo)電糊以60至90質(zhì)量％的量含有導(dǎo)電粒子(A)、以5至35質(zhì)量％的量含 有玻璃料(B)，并且以5至12質(zhì)量％的量含有溶劑(C)時，通過將導(dǎo)電糊加熱到玻璃料(B)的 再熔溫度(Tr)以上，導(dǎo)電粒子擴散通過熔融的導(dǎo)電糊以發(fā)生沉積，使得能夠形成具有優(yōu)異 導(dǎo)電性質(zhì)的焙燒膜。本發(fā)明的導(dǎo)電糊可以將粘附體(例如，基板和半導(dǎo)體芯片)彼此電連接。
[0110] 當本發(fā)明的導(dǎo)電糊含有金屬氧化物(D)時，優(yōu)選的是，導(dǎo)電糊以60至85質(zhì)量％的量 含有導(dǎo)電粒子(A)，以5至35質(zhì)量％的量含有玻璃料(B)，以5至10質(zhì)量％的量含有溶劑(C)， 并且以0至5質(zhì)量％的量含有金屬氧化物(D)。此外，優(yōu)選的是，本發(fā)明的導(dǎo)電糊以60至85質(zhì) 量％的量含有電粒子(A)，以5至35質(zhì)量％的量含有玻璃料(B)，以5至10質(zhì)量％的量含有溶 劑(C)，并且以0.1至5質(zhì)量％的量含有金屬氧化物(D)。關(guān)于各個組分的單位"質(zhì)量％"是指 基于導(dǎo)電糊的質(zhì)量(100質(zhì)量％)的所含各個組分的量。 當導(dǎo)電糊以60至85質(zhì)量％的量含有導(dǎo)電粒子(A)，以5至35質(zhì)量％的量含有玻璃料 (B)，以5至10質(zhì)量％的量含有溶劑(C)，并且以0至5質(zhì)量％的量含有金屬氧化物(D)時，通過 將導(dǎo)電糊加熱到玻璃料(B)的再熔溫度(Tr)以上，導(dǎo)電粒子擴散通過熔融的導(dǎo)電糊以發(fā)生 沉積，使得能夠形成具有優(yōu)異導(dǎo)電性質(zhì)的焙燒膜。本發(fā)明的導(dǎo)電糊可以將粘附體(例如，基 板和半導(dǎo)體芯片)彼此電連接。
[0112] 在本發(fā)明的導(dǎo)電糊中，導(dǎo)電粒子(A)與玻璃料(B)的質(zhì)量比{:導(dǎo)電粒子(A):玻璃料 (B)}優(yōu)選為50:50至98:2，更優(yōu)選60:40至90:10，再優(yōu)選65:35至85:15，特別優(yōu)選70:30至80 :20。當導(dǎo)電粒子(A)與玻璃料(B)的質(zhì)量比{:導(dǎo)電粒子(A):玻璃料(B)}為50:50至98:2時，通 過將導(dǎo)電糊加熱到玻璃料(B)的再熔溫度(Tr)以上，導(dǎo)電粒子擴散通過熔融的導(dǎo)電糊以發(fā) 生沉積，使得能夠形成具有優(yōu)異導(dǎo)電性質(zhì)的焙燒膜。本發(fā)明的導(dǎo)電糊可以將粘附體(例如， 基板和半導(dǎo)體芯片)彼此電連接。
[0113] 以下描述用于制備本發(fā)明的導(dǎo)電糊的方法。
[0114][用于制備導(dǎo)電糊的方法]
[0115] 本發(fā)明的用于制備導(dǎo)電糊的方法具有用于將導(dǎo)電粒子、玻璃料和溶劑彼此混合的 步驟。例如，導(dǎo)電糊可以通過下列方法制備：向溶劑中加入導(dǎo)電粒子、玻璃料以及任選的其 他添加劑和/或添加劑粒子，并且將它們混合并分散到溶劑中。
[0116] 混合可以通過例如行星式混合機進行。分散可以通過三輥磨進行。用于混合和分 散的方法不限于這些方法，并且可以使用各種已知的方法。
[0117] 以下，描述用于使用本發(fā)明的導(dǎo)電糊制備半導(dǎo)體裝置的方法。
[0118][用于制備半導(dǎo)體裝置的方法（1)]
[0119]用于制備半導(dǎo)體裝置的本發(fā)明的方法包括下列步驟:將本發(fā)明的導(dǎo)電糊施加到基 板和/或半導(dǎo)體芯片;將半導(dǎo)體芯片隔著導(dǎo)電糊放置到基板上;將所述導(dǎo)電糊加熱到所述導(dǎo) 電糊中含有的所述玻璃料(B)的再熔溫度以上，以燒結(jié)所述導(dǎo)電糊中含有的所述導(dǎo)電粒子 (A)，使得所述半導(dǎo)體芯片和所述基板彼此電連接;和逐漸冷卻導(dǎo)電糊。
[0120] 在本發(fā)明的用于制備半導(dǎo)體裝置的方法中，隔著導(dǎo)電糊放置基板和半導(dǎo)體芯片， 并且將導(dǎo)電糊加熱到所述導(dǎo)電糊中含有的所述玻璃料(B)的再熔溫度以上，使得玻璃料在 導(dǎo)電糊中熔融，并且進一步將導(dǎo)電粒子擴散通過導(dǎo)電糊并且燒結(jié)以表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)電性 質(zhì)，使得能夠?qū)⒒搴桶雽?dǎo)體芯片電連接。
[0121] 圖1是顯示本發(fā)明的用于制備半導(dǎo)體裝置的方法的一個實施方案的步驟的圖示。 圖1(a)顯示了用于將導(dǎo)電糊1施加到半導(dǎo)體芯片的方法的實例。如圖1(a)中所示，在半導(dǎo)體 芯片3的末端使用聚酰亞胺帶形成用于容納導(dǎo)電糊的間隙2。通過使用例如機械分散器（由 Musashi Engineering，Inc.制造)將糊分散到半導(dǎo)體芯片的表面上，從而將導(dǎo)電糊1施加到 半導(dǎo)體芯片3。施加本發(fā)明的導(dǎo)電糊的方法不限于分散或印刷方法，并且可以通過其他方法 施加本發(fā)明的導(dǎo)電糊。
[0122] 圖1(b)顯示了其中將半導(dǎo)體芯片3隔著導(dǎo)電糊1放置到基板4上的狀態(tài)。圖1(c)顯 示了其中對將半導(dǎo)體芯片3與基板4粘合的導(dǎo)電糊1進行焙燒的狀態(tài)。如圖1(b)中所示，半導(dǎo) 體芯片3隔著導(dǎo)電糊1放置在基板4上。如圖1(c)中所示，然后使用例如回流烘箱焙燒導(dǎo)電糊 1。將導(dǎo)電糊1加熱到導(dǎo)電糊1中所含的玻璃料的再熔溫度以上。在導(dǎo)電糊1中，導(dǎo)電糊1中含 有的導(dǎo)電粒子被焙燒，從而得到將半導(dǎo)體芯片3與基板4電連接的焙燒膜Γ。通過下列方式 焙燒導(dǎo)電糊:例如，將基板、導(dǎo)電糊和半導(dǎo)體芯片插入到例如回流烘箱中，并且在5至20Γ使 用加熱燈以5至20 °C/min的升溫速率將溫度升高到350至400°C，并且進行焙燒1至30分鐘。 優(yōu)選以15至20°C/min的升溫速率在370°C以下的溫度將基板、導(dǎo)電糊和半導(dǎo)體芯片焙燒5至 10分鐘。例如，當玻璃料的再熔溫度為360 °C時，優(yōu)選在高于360至370 °C的溫度焙燒5至10分 鐘。然后，將基板、導(dǎo)電糊和半導(dǎo)體芯片從回流烘箱移出并且逐漸冷卻。
[0123] 圖1(d)顯示半導(dǎo)體裝置5。如圖1(d)中所示，歸因于通過焙燒導(dǎo)電糊得到的焙燒膜 Γ，半導(dǎo)體芯片3和基板4被電連接，從而制備半導(dǎo)體裝置5。在半導(dǎo)體芯片3和基板4之間形 成的焙燒膜Γ含有在焙燒膜Γ中沉積的銀以及由一部分玻璃料的結(jié)晶所致的結(jié)晶玻璃。由 于在焙燒膜Γ中沉積的銀，通過焙燒膜Γ將半導(dǎo)體芯片和基板彼此電連接。此外，由于在焙 燒膜Γ中沉積的銀以及在焙燒膜Γ中的結(jié)晶玻璃，具有通過焙燒膜Γ粘合的半導(dǎo)體芯片和 基板的半導(dǎo)體裝置5甚至當放置到處于較高溫度(例如，在300至350°C)的環(huán)境中時也可以 保持半導(dǎo)體芯片3和基板4之間的粘合強度。
[0124] [用于制備半導(dǎo)體裝置的方法(2)]
[0125] 用于制備半導(dǎo)體裝置的方法包括下列步驟:將本發(fā)明的導(dǎo)電糊施加到基板和/或 半導(dǎo)體芯片上；將所述半導(dǎo)體芯片隔著所述導(dǎo)電糊放置到所述基板上；加熱導(dǎo)電糊以還原 導(dǎo)電糊中含有的玻璃料(B)中的Ag 20 (B-1);進一步將導(dǎo)電糊加熱到導(dǎo)電糊中所含的玻璃料 (B)的再熔溫度以上;并且逐漸冷卻導(dǎo)電糊以導(dǎo)致晶體沉積。
[0126] 在本發(fā)明的用于制備半導(dǎo)體裝置的方法中，將基板和半導(dǎo)體芯片隔著導(dǎo)電糊放 置，并且加熱導(dǎo)電糊，使得還原導(dǎo)電糊中所含的玻璃料(B)中的AgsOW-lhAgsO的還原溫度 為約140至200 °C。將導(dǎo)電糊加熱到Ag20被還原的溫度以上（高于約200 °C的溫度）以還原 Ag20,致使玻璃料(B)中所含的銀(Ag)發(fā)生沉積。進一步將導(dǎo)電糊加熱到導(dǎo)電糊中所含的玻 璃料的再熔溫度以上（例如，在370°C以下；例如，當玻璃料的再熔溫度為360°C，在高于360 至370°C的溫度），使得導(dǎo)電糊中的玻璃料熔融。然后，將導(dǎo)電糊逐漸冷卻以得到焙燒膜。在 焙燒膜中，來自導(dǎo)電糊中所含的玻璃料的銀發(fā)生沉積。此外，在焙燒膜中，銀以及由一部分 玻璃料的重結(jié)晶所致的結(jié)晶玻璃發(fā)生沉積。
[0127] 本發(fā)明的使用導(dǎo)電糊制備半導(dǎo)體裝置的方法不大可能在熱的方面影響粘附體。在 本發(fā)明的用于使用導(dǎo)電糊制備半導(dǎo)體裝置的方法中，可以在這樣的溫度年附體粘合在一 起，所述溫度為導(dǎo)電糊中所含的玻璃料的再熔溫度以上并且是使得可以減少熱能消耗的低 溫(例如，在370°C以下；例如，當玻璃料的再熔溫度為360 °C時，在高于360至370 °C的溫度）。 此外，在本發(fā)明的方法中，在粘合以后，將導(dǎo)電糊加熱并冷卻，并且在得到的焙燒膜中，銀和 源自導(dǎo)電糊中所含的玻璃料的晶體發(fā)生沉積。在所述焙燒膜中，銀和源自所述導(dǎo)電糊中所 含的玻璃料的晶體發(fā)生沉積，因此焙燒膜的熔融溫度趨于高于玻璃料的再熔溫度(Tr)。焙 燒膜甚至在處于較高溫度(例如，在300至350°C)的環(huán)境中也可以保持半導(dǎo)體芯片和基板之 間的粘合強度。與硅(Si)半導(dǎo)體芯片相比，本發(fā)明的導(dǎo)電糊和用于使用其制備半導(dǎo)體裝置 的方法可以有利地用于模附著材料，所述模附著材料用于粘合SiC半導(dǎo)體芯片。此外，本發(fā) 明的導(dǎo)電糊和使用其的用于制備半導(dǎo)體裝置的方法可以減少用于粘合的熱能消耗，并且進 一步可以提供甚至當放置在處于較高溫度(例如，在300至350°C)的環(huán)境中時也可以保持粘 合強度的半導(dǎo)體裝置。通過本發(fā)明的導(dǎo)電糊和用于使用其制備半導(dǎo)體裝置的方法，可以提 供一種具有優(yōu)異熱循環(huán)性、在高溫環(huán)境中的優(yōu)異儲存性以及高可靠性的半導(dǎo)體裝置。
[0128] 通過本發(fā)明的導(dǎo)電糊和用于使用其制備半導(dǎo)體裝置的方法，可以將芯片和基板的 各種組合粘合在一起。作為可以通過本發(fā)明粘合的半導(dǎo)體芯片(模)和基板的組合的實例， 可以提及的是具有非金屬化表面的芯片和具有非金屬化表面的基板的組合。這種組合的實 例包括Si芯片（模）如Si基板的組合、SiC芯片（模）和Si基板的組合以及Si芯片和陶瓷 (Al 2〇3)基板的組合。
[0129] 作為半導(dǎo)體芯片(模)和基板的組合的另外的實例，可以提及的是具有金屬化表面 的芯片和具有金屬化表面的基板的組合。這種組合的實例包括鍍Au的SiC芯片(模)和鍍Au 的基板的組合，以及鍍Au或Ag的Si芯片和鍍Ag的銅基板的組合。
[0130] 作為半導(dǎo)體芯片(模)和基板的組合的另外的實例，可以提及的是具有金屬化表面 的芯片和具有非金屬化表面的基板的組合。這種組合的實例包括鍍Au的Si芯片和陶瓷 (Al 2〇3)基板的組合。
[0131] 在本發(fā)明的導(dǎo)電糊和用于使用其制備半導(dǎo)體裝置的方法中，將導(dǎo)電糊施加到基板 上的方法不限于分散或印刷，并且可以使用常規(guī)已知的各種方法。
[0132] 在本發(fā)明的導(dǎo)電糊和方法中，可以在不限于惰性氣體氣氛例如氮氣氣氛的氣氛 中，在大氣壓下進行至例如370°C的升溫。
[0133] 通過本發(fā)明的導(dǎo)電糊和方法，可以將半導(dǎo)體芯片和基板彼此粘合，而不從外部施 加壓力或從外部對半導(dǎo)體芯片施加負荷。 實施例
[0134] 以下首先描述玻璃料。在本發(fā)明的導(dǎo)電糊中使用的玻璃料不限于下列實施例。
[0135] [玻璃料]
[0136] 表1顯示了基本上包含Ag20(B-l)、V20 5(B_2)和Mo03(B-3)的玻璃料，以及基本上包 含 Ag20(B-l)、V205(B-2)、Mo03(B-3)和 ZnO(B-4)的玻璃料。表 2 顯示了基本上包含 Ag20(B-l)、 ￥2〇5(8-2)、]\1〇〇3(8-3)以及1^〇2、]\%0、恥2〇5、83〇、厶12〇3、311〇和卩62〇3中的一種氧化物（8-4)的 玻璃料。表3顯示了基本上包含4 820(8-1)、￥205(8-2)、1〇03(8-3)和〇10(8-4)的玻璃料，以及 基本上包含Ag2〇(B-l)、V 2〇5(B-2)、Mo〇3(B-3)、ZnO(B-4)和 CuO(B-4'）的玻璃料。在表 1 至3 中，用于顯示組分(B-1)至(B-4)的值由質(zhì)量％表達。
[0137] 以下顯示用于制備玻璃料的方法。
[0138] 作為用于玻璃料的原料，稱量表1至3中所述的氧化物粉末并且將其混合在一起， 并且放置到坩堝（例如，瓷坩堝，由Fisher Brand生產(chǎn)；高溫瓷器;尺寸：10mL)中。將其中容 納用于玻璃料的原料的坩堝放置到烘箱（烘箱；由JELENK0，JEL-BURN JM制造，型號： 335300)中。在烘箱中將用于玻璃料的原料的溫度升高到表1至3中的每一個中顯示的欄"熔 融溫度"所指的熔融溫度，并且維持該熔融溫度，使得原料令人滿意地熔融。然后，將其中容 納用于玻璃料的熔融原料的坩堝從烘箱移開，并且將用于玻璃料的熔融原料均勻攪拌。隨 后，將用于玻璃料的熔融原料放置到直徑為1.86英寸的由不銹鋼制成并且在室溫旋轉(zhuǎn)的兩 個輥上，并且所述兩個輥通過馬達(BODUNE.D，C.MOTOR 115V)旋轉(zhuǎn)以捏合用于玻璃料的熔 融原料，同時在室溫快速冷卻，形成片形玻璃。最后，使用研缽研磨該片形玻璃并且使其處 于均勻分散狀態(tài)，并且使用100目篩和200目篩進行篩分，以制備經(jīng)篩分的玻璃料。通過進行 篩分使得玻璃料通過1〇〇目篩并且保持在200目篩上，得到了平均粒徑為149μπι(中值直徑） 的玻璃料。通過適當?shù)剡x擇用于玻璃料的篩的篩目尺寸，可以得到具有更大平均粒徑或更 小平均粒徑的玻璃料。
[0139] 對于每一種玻璃料，在以下所示的條件下使用差示掃描量熱計測量DSC曲線。從由 差示掃描量熱計測量的DSC曲線確定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、結(jié)晶溫度(Tc)和再熔溫度(Tr)。 每一種玻璃料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、結(jié)晶溫度(Tc)和再熔溫度(Tr)顯示在表1至3中。
[0140] [玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)]
[0141] 關(guān)于玻璃料，在使得溫度以15°C/min的升溫速率升高到370°C的條件下，使用由 SMMADZU Corporation制造的差示掃描量熱計DSC-50測量在約50至約370°C的溫度范圍內(nèi) 的DSC曲線。從處于DSC曲線中的第一拐點處的溫度確定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。當沒有識別 到拐點時，在表中顯示表示不可測量的符號。
[0142] [結(jié)晶溫度(Tc)]
[0143] 在使得溫度以15°C/min的升溫速率升高到370°C的條件下，在通過使用差示掃描 量熱計(DSC-50,由SmMADZU Corporation制造)測量的DSC曲線中，作為由放熱量為20J/g 以上的至少一個放熱峰的峰頂部所指示的溫度確定結(jié)晶溫度(Tc)。當出現(xiàn)多個放熱峰時， 將第一放熱峰的峰頂部的溫度（°C)指示為TC1，將第二放熱峰的峰頂部的溫度（°C)指示為 TC2，并且將第三放熱峰的峰頂部的溫度（°C)指示為TC3。
[0144] [再熔溫度(Tr)]
[0145] 在使得溫度以15°C/min的升溫速率升高到370°C的條件下，在通過使用差示掃描 量熱計(DSC-50,由SHIMADZU Corporation制造）測量的DSC曲線中，作為由吸熱量為（-) 20J/g以上的至少一個吸熱峰的峰頂部所指示的溫度確定再熔溫度(Tr)。在出現(xiàn)多個吸熱 峰時，將第一吸熱峰的峰頂部的溫度（°C)指示為TR1，將第二吸熱峰的峰頂部的溫度（°C)指 示為TR2,并且將第三吸熱峰的峰頂部的溫度（°C)指示為TR3。當不能測量吸熱峰的峰頂部 時，在表中顯示指示不可測量的符號
[0146] 分別視覺觀察得到的玻璃料，并根據(jù)下列標準進行評價:優(yōu)異:玻璃料是令人滿意 地均勻的；良好:玻璃料是均勻的；一般:玻璃料是稍微不均勻的；和空隙：在玻璃料中視覺 識別到空隙。結(jié)果顯示在表1至3中。
[0147]
[0148]
[0149] [表 3]
[0150] 表3
[0151]
[0152] 如從表1看到的，關(guān)于包含氧化銻(Sb2〇3)作為原料的玻璃料(參比13:SC215_4)，不 能測量再熔溫度。
[0153] 圖2顯示通過差示掃描量熱計測量的玻璃料編號25{SC181-4(100713)}的DSC曲 線。該玻璃料的平均粒徑(D50)為13.3μπι。在圖2中，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為144°C，結(jié)晶溫度 (Tc)為189°C，再熔溫度(Tr)為342°C或352°C，并且在從烘箱移開以后逐漸冷卻時的結(jié)晶溫 度(Tc冷卻）為326 °C。關(guān)于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、結(jié)晶溫度(Tc)和再熔溫度(Tr)中的每一 項，在表1中所示的第25號玻璃料(No. SC181-4，L〇t. 071411)和在圖2中所示的第25號玻璃 料(No. SC181-4，L〇t. 100713)之間存在非常小的區(qū)別的原因在于關(guān)于玻璃料編號25的批號 (Lot)不同。
[0154] (實施例1至8和比較例1和2)
[0155] 接著，使用第1、4、8、13、25、28、29、37和38以及參比10、參比11和參比12，并且使用 以下所示的原料，制備實施例和比較例的導(dǎo)電糊。
[0156] 〈用于導(dǎo)電糊的材料〉
[0157] 以下顯示用于導(dǎo)電糊的材料。在實施例1至8和比較例1和2中的導(dǎo)電糊的配方顯示 在表4中。
[0158] #導(dǎo)電粒子:Ag;球形;BET值:0.6m2/g;平均粒徑D50:6.4ym;6g{71.6質(zhì)量％，基于 導(dǎo)電糊的質(zhì)量（100質(zhì)量 ％)};商品名：EA_0001 (由Metalor Technologies Corporation 生 產(chǎn)）。導(dǎo)電粒子的平均粒徑是指通過使用用于粒徑和粒度分布的激光衍射-散射型測量設(shè)備 (例如，MICR0TRACHRA9320-X100,由Nikkiso Co.，Ltd.制造)所測量的體積累積分布中的 D50(中值直徑）。
[0159] ?溶劑:松油醇;0.88g{10.5質(zhì)量％，基于導(dǎo)電糊的質(zhì)量(100質(zhì)量％)}
[0160] ?玻璃料：第1、4、8、13、25、28、29、37和38號以及參比10、11和12的玻璃料；1.5 8 {17.9質(zhì)量％，基于導(dǎo)電糊的質(zhì)量（100質(zhì)量％)}。關(guān)于玻璃料，使用通過使用研缽研磨一種 類型的玻璃料并且使用325目篩對研磨的玻璃料進行篩分所得到的玻璃料。在篩分以后的 玻璃料的平均粒徑(D50)為約13至約20μπι。
[0161] [表 4]
[0162] 表4
[0163] L〇164」〈用于制備導(dǎo)電糊的方法〉
[0165] 通過三輥磨捏合具有表4中所示配方的用于導(dǎo)電糊的材料，以制備導(dǎo)電糊。
[0166] 關(guān)于實施例和比較例中的導(dǎo)電糊中的每一種，進行熱阻(Rth)測試以測量電阻，評 價導(dǎo)電性質(zhì)。此外，關(guān)于實施例和比較例中的導(dǎo)電糊中的每一種，進行模剪切應(yīng)力（die shear stress) (DSS)測試以測量粘合強度，評價耐熱性。
[0167] [熱阻(Rth)測試（電阻）]
[0168] 將耐熱帶放置到載玻片上，并且在所述帶上形成寬度3mm、長度60mm并且厚度約 200μπι的槽，并且將導(dǎo)電糊通過擠壓施加到槽中，并且在370°C焙燒10分鐘。然后，通過數(shù)字 萬用表測量得到的涂膜兩端的電阻，并且測量涂膜的尺寸，并且從得到的值計算電阻。
[0169] [模剪切應(yīng)力(DSS)測試(粘合強度）]
[0170] 將導(dǎo)電糊以適當量分散在氧化鋁片上，并且將2mmX2mm硅芯片安裝在分散的糊 上，并且向芯片施加向下的負荷，使得使用隔體將粘合部分(導(dǎo)電糊)的厚度變?yōu)榧s30μπι，隨 后在370Γ焙燒10分鐘，以制備試樣。將所制備的試樣放置到處于300Γ的環(huán)境中并且使用 由Dage Japan Co.，Ltd.制造的多用粘接測試器（Multipurpose Bondtester)以200y/sec 的速率進行模剪切應(yīng)力(DSS)測試(300°C)，以測量粘合強度。
[0171] [表 5]
[0172] 表5
[0173]
[0174] [kgf]
[0175] 實施例中的導(dǎo)電糊甚至在處于相對高的300 °C的溫度的環(huán)境中也保持在8kgf以上 的粘合強度。與之相對照地，使用參比11中的玻璃料的比較例1中的導(dǎo)電糊以及使用參比實 施例12中的玻璃料的比較例2中的導(dǎo)電糊在相對高的300°C的溫度的環(huán)境中表現(xiàn)出低于 8kgf的粘合強度。在參比11中的玻璃料中，在320至360°C的溫度范圍內(nèi)不存在由通過差示 掃描量熱計所測量的吸熱量為20J/g以上的至少一個吸熱峰的峰頂部指示的再熔溫度。參 比12中的玻璃料保持氧化碲(Te0 2)作為原料。
[0176] (實施例9至14)
[0177] 制備具有表7中所示各個配方的導(dǎo)電糊，并且關(guān)于所制備的導(dǎo)電糊的每一種進行 熱阻(Rth)測試以測量電阻，評價導(dǎo)電性質(zhì)。此外，關(guān)于在實施例和比較例中的每一個導(dǎo)電 糊，進行模剪切應(yīng)力(DSS)測試以測量粘合強度，評價耐熱性。
[0178] 圖3顯示采取1,000倍、2,000倍和5,000倍的方法倍數(shù)獲得的實施例9至14中使用 的銀粒子的掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片。
[0179] (實施例9)
[0180] [導(dǎo)電糊(ΜΡ12_102_1)的制備]
[0181] 銀粒子：P318-8，K-〇082P(由Metalor Technologies Corporation)生產(chǎn)）；P318_8 銀粒子與1(-0082?銀粒子的質(zhì)量比（？318-8:1(-0082)為50:50。
[0182] 玻璃料:編號25 (SC 181 -4);由BET方法測量的玻璃料的比表面積（比表面）以及使 用由Nikkiso Co.，Ltd.制造的MICR0TRAC HRA9320-X100通過激光衍射-散射方法測量的玻 璃料的粒徑顯示在表6中。關(guān)于第25號玻璃料，使用通過下列方法獲得的玻璃料:通過球磨 研磨l〇〇g玻璃料48小時，并且使用400目篩對研磨的玻璃料進行篩分。圖4顯不米用（a) 1， 000倍和(b)500倍的放大倍數(shù)測量的第25號玻璃料(SC181-4)的掃描電子顯微鏡(SEM)顯微 照片，其中所述第25號玻璃料通過在用球磨研磨48小時以后使用400目篩進行篩分而得到。
[0183] 氧化鋅:氧化鋅(ZnO)粉末（由Stream Chemicals，Inc.生產(chǎn)），其以0.55重量％的 量加入以改善模附著性質(zhì)。
[0184] 有機溶劑:松油醇
[0185] 根據(jù)表7中所示的配方混合銀粒子、玻璃料、氧化鋅粉末和有機溶劑，并且通過三 輥磨進行捏合，以制備導(dǎo)電糊。表7顯示了在實施例9至14中使用的導(dǎo)電糊，玻璃料的尺寸， 以及DSS測試和Rth測試的結(jié)果。
[0186] [表 6]
[0187] 表6
[0188]
[0189]
[0190]使用實施例9中的導(dǎo)電糊(MP12-102-1)將以下所示的半導(dǎo)體芯片(模)和基板粘合 在一起，并且以與實施例1至8相同的方式進行在室溫的模剪切應(yīng)力(DSS)測試和熱阻(Rth) 測試。結(jié)果顯示在表7中。在表7中，在室溫的模剪切應(yīng)力(DSS)測試由"RT"表示，并且在300 °C的模剪切應(yīng)力(DSS)測試由"300C"表示。
[0191] [具有非平面表面的芯片(模)和具有非平面表面的基板的組合]
[0192] #Si模在Al2〇3基板上:0 · 25" Si/Al2〇3(裸露的）；DSS測試(RT)
[0193] #Si模在Si基板上:0 · 3" Si/0 · 4" Si(裸露的）；Rth測試
[0194] [具有平面表面的芯片(模)和具有非平面表面的基板的組合]
[0195] 籲鍍Au的Si模在Al2〇3基板上:0.1"AuSi/Al2〇 3(金屬化的）；DSS測試(RT)
[0196] [具有平面表面的芯片(模)和具有平面表面的基板的組合]
[0197] ?鍍Au的Si模在鍍Ag的Cu基板上:0. l"AuSi/AgCu(金屬化的）；DSS測試(RT)
[0198] ?鍍Au的SiC模在鍍Ag的Cu基板上:0. l"AuSiC/AgCu(金屬化的）；DSS測試(RT)
[0199] ?鍍Au的Si模在鍍Au的Si基板上:0 · 3" AuSi/0 · 4"AuSi (金屬化的）；DSS測試(RT); Rth測試
[0200] 在表7中，符號'0.25"'、'0.Γ'、'0.2"'、'0.3"'和'0.4"'是指模(芯片)或基板的 尺寸。
[0201] 例如，'0.25"'表示0.25英寸X0.25英寸的模(芯片），'0.1"'是指0.1英寸\0.1英 寸的模(芯片），'0.2"'是指0.2英寸X0.2英寸的模(芯片），并且'0.3"'是指0.3英寸X0.3 英寸的模(芯片），' 0.4" '是指0.4英寸X 0.4英寸基板。
[0202] (實施例1〇)
[0203]使用導(dǎo)電糊(MP12-102-1)，在300°C對以下所示的芯片(模)和基板進行熱模剪切 應(yīng)力測試。結(jié)果顯示在表7中。
[0204] 魯鍍Au的Si模在Al2〇3基板上：0.111^/^1 203(金屬化的）必3測試（300°〇
[0205] (實施例11)
[0206] 分別制備具有在0.14至2.2重量％的范圍內(nèi)的不同氧化鋅（ZnO)含量的導(dǎo)電糊 (ΜΡ12-65-2、ΜΡ12-101-1、MP12-102-1、MP12-103-1、MP12-105-1)。
[0207] 銀粒子：P318-8，K-〇082P(由Metalor Technologies Corporation生產(chǎn)）；P318_8 銀粒子與1(-0082?銀粒子的質(zhì)量比(？318-8:1(-0082?)為50:50。
[0208] 玻璃料:第25號玻璃料（SC181-4); 18 · 4重量％
[0209]有機溶劑:松油醇;8.1重量％
[0210] 根據(jù)表6中所示的配方混合銀粒子、玻璃料、氧化鋅粉末和有機溶劑，并且通過三 輥磨捏合，以制備導(dǎo)電糊。導(dǎo)電糊的電阻顯示在表7中。
[0211] 使用導(dǎo)電糊的每一種，通過以20 °C/min的升溫速率將溫度升高到370°C并且保持 該溫度10分鐘而將以下所示的芯片(模)和基板粘合在一起，以制備試樣，并且對于所述試 樣進行DSS測試和Rth測試。結(jié)果顯示在表7中。
[0212] 魯鍍Au的Si模在Al2〇3基板上:0.1"AuSi/Al 2〇3(金屬化的）；DSS測試(RT)
[0213] 籲鍍Au的Si模在鍍AuSi基板上：0 · 3" AuSi/0 · 4" AuSi (金屬化的）；Rth測試
[0214](實施例⑵
[0215]分別制備具有不同銀粒子組合的導(dǎo)電糊。
[0216] 銀粒子
[0217] 導(dǎo)電糊(MP12-67-1)，其使用其中 SA-1507 與 K-0082P 的質(zhì)量比（SA-1507:K-0082P) 為50:50的銀粒子。
[0218] 導(dǎo)電糊(MP12-67-2)，其使用其中 P318-8 與 K-0082P 的質(zhì)量比(P318-8:K-0082P)為 50:50銀粒子。
[0219]氧化鋅（Ζη0):0·14 重量 ％
[0220] 玻璃料:第25號玻璃料（SC181-4);9.23重量％
[0221] 有機溶劑:松油醇;7.7重量％
[0222] 根據(jù)表6中的配方混合銀粒子、玻璃料、氧化鋅粉末和有機溶劑，并且通過三輥磨 進行捏合，制備導(dǎo)電糊。該導(dǎo)電糊的電阻顯示在表7中。
[0223] 使用導(dǎo)電糊的每一種，通過以20 °C/min的升溫速率將溫度升高到370°C并且保持 該溫度10分鐘而將表7中所示的Si芯片（模)和Si基板粘合在一起，以制備試樣(0.3" Si/ 0.4" Si )，并且對于所述試樣進行DSS測試和Rth測試。結(jié)果顯示在表7中。
[0224](實施例13)
[0225]使用以下所示的方法分別制備導(dǎo)電糊。
[0226] 銀粒子
[0227] 在1:1 至3:1 的范圍內(nèi)改變 P318-8與 K-0082P的質(zhì)量比(P318-8:K-0082P)。
[0228] 導(dǎo)電糊(]\^12-99-1)和導(dǎo)電糊(]\0312-99-2)以18.4重量％的量含有第25號玻璃料 (SC181-4)并且不含氧化鋅(ΖηΟ)。
[0229] 導(dǎo)電糊(]\^12-101-1)和導(dǎo)電糊(]\〇312-101-2)以18.4重量％的量含有第25號玻璃 料(SC181-4)并且以0.27重量％的量含有氧化鋅(ΖηΟ)。
[0230] 使用導(dǎo)電糊的每一種，通過以20 °C/min的升溫速率將溫度升高到370°C并且保持 該溫度10分鐘而將表7中所示的芯片(模)和基板粘合在一起，以制備試樣，并且對于所述試 樣進行DSS測試和Rth測試。結(jié)果顯示在表7中。
[0231](實施例 14)
[0232] 分別制備具有不同玻璃料含量的導(dǎo)電糊。
[0233] 導(dǎo)電糊(MP12-88-1)以9.23重量％的量含有玻璃料
[0234] 導(dǎo)電糊(MP12-65-2)以18.46重量％的量含有玻璃料
[0235] 導(dǎo)電糊(MP12-88-2)以27.69重量％的量含有玻璃料
[0236] 銀粒子:所含的 P318-8 與 K-0082P 的質(zhì)量比(P318-8:K-0082P)為1:1。
[0237] 氧化鋅:氧化鋅(ΖηΟ);0.14重量％
[0238] 使用導(dǎo)電糊的每一種，通過以20 °C/min的升溫速率將溫度升高到370°C并且保持 該溫度10分鐘而將表7中所示的芯片(模)和基板粘合在一起，以制備試樣，并且對于所述試 樣進行DSS測試和Rth測試。結(jié)果顯示在表7中。
[0239]
[0240] [關(guān)于結(jié)果的闡述]
[0241] 導(dǎo)電糊(MP12-102-1)表現(xiàn)出在金屬化的芯片(模)或非金屬化的芯片(模)與基板 之間的優(yōu)異粘合強度以及優(yōu)異的電阻。
[0242] 具有添加于其中的氧化鋅（ZnO)的導(dǎo)電糊（ΜΡ12-65-2、ΜΡ12-101-1、ΜΡ12-102-1、 MP12-103-UMP12-105-1)表現(xiàn)出優(yōu)異的電阻和優(yōu)異的粘合強度。
[0243] 使用銀粒子(其中？318-8與1(-0082?的質(zhì)量比（？318-8:1(-0082?)為50:50)的導(dǎo)電 糊(ΜΡ12-67-1、ΜΡ12-67-2)表現(xiàn)出優(yōu)異的性質(zhì)。
[0244] 具有不同玻璃料含量的導(dǎo)電糊(ΜΡ12-88-1、ΜΡ12-65-2、ΜΡ12-88-2)表現(xiàn)出優(yōu)異的 粘合強度。
[0245] 與具有添加于其中的氧化鋅（ZnO)的導(dǎo)電糊相比，不含氧化鋅（ZnO)的導(dǎo)電糊 (ΜΡ12-99-1、ΜΡ12-99-2)的電阻稍微增加，因此表現(xiàn)出差的電阻。
[0246] 工業(yè)實用性
[0247] 本發(fā)明的導(dǎo)電糊的有利之處不僅在于在所述糊中基本上不含有害材料例如鉛 (Pb)、砷(As)、碲(Te)或銻(Sb)，而且在于通過所述糊可以在較低溫度(例如，在370°C以下； 例如，當玻璃料的再熔溫度為360°C時，在高于360至370°C的溫度)將半導(dǎo)體芯片與基板粘 合，以得到半導(dǎo)體裝置。此外，通過使用本發(fā)明的導(dǎo)電糊將半導(dǎo)體芯片與基板粘合而得到的 半導(dǎo)體裝置甚至當裝置存在于較高溫度（例如，在300至350°C)的環(huán)境中時，也可以保持半 導(dǎo)體芯片與基板之間的粘合強度。本發(fā)明的導(dǎo)電糊可以有利地用于形成模附著材料、密封 材料，或可以應(yīng)用于電子零件的電極，例如在其中含有集成電路裝置和顯示裝置的陶瓷包 裝體，g卩，要粘合的物體或?qū)針O為敏感的粘附體。特別是，本發(fā)明的導(dǎo)電糊以及用于使用 其制造半導(dǎo)體裝置的方法可以有利地用于粘合SiC半導(dǎo)體芯片的模附著材料，其僅僅導(dǎo)致 小的電功率轉(zhuǎn)化損耗并且甚至在高溫也可以穩(wěn)定地運行，因此具有極大的工藝重要性。
[0248] 附圖標記描述
[0249] 1:導(dǎo)電糊
[0250] Γ :由導(dǎo)電糊形成的焙燒膜
[0251] 2:間隙
[0252] 3:半導(dǎo)體芯片
[0253] 4:基板
[0254] 5:半導(dǎo)體裝置
【主權(quán)項】
1. 一種導(dǎo)電糊，其包含(A)導(dǎo)電粒子、（B)基本上不含鉛、砷、碲和銻的玻璃料以及(C)溶 劑， 所述玻璃料(B)具有320至360°C的再熔溫度，其中所述再熔溫度由通過差示掃描量熱 計所測量的DSC曲線中的吸熱量為20J/g以上的至少一個吸熱峰的峰頂部指示。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)電糊，所述導(dǎo)電糊還包含選自由氧化錫、氧化鋅、氧化銦和氧化 銅組成的組的(D)至少一種金屬氧化物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)電糊，其中基于所述導(dǎo)電糊的質(zhì)量，以60至90質(zhì)量％的量包含所 述導(dǎo)電粒子(A)，以5至35質(zhì)量％的量包含所述玻璃料(B)，并且以5至12質(zhì)量％的量包含所 述溶劑(C)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2的導(dǎo)電糊，其中基于所述導(dǎo)電糊的質(zhì)量，以60至85質(zhì)量％的量包含所 述導(dǎo)電粒子(A)，以5至35質(zhì)量％的量包含所述玻璃料(B)，以5至10質(zhì)量％的量包含所述溶 劑(C)，并且以0至5質(zhì)量％的量包含所述金屬氧化物(D)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的導(dǎo)電糊，其中所述玻璃料(B)包含(B-I )Ag20、（B-2) V2O5 和（B-3)Mo〇3。6. 根據(jù)權(quán)利要求5的導(dǎo)電糊，其中所述玻璃料(B)包含選自由ZnO、CuO、TiO2、MgO、Nb2O 5、 BaO、Al2〇3、SnO和Fe2〇3組成的組的（B-4)至少一種氧化物。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的導(dǎo)電糊，其中基于所述玻璃料(B)的質(zhì)量，所述玻璃料(B)以按 氧化物計80至96質(zhì)量％的總量含有Ag 2O(B-I)和V2〇5(B-2)，其中Ag2O(B-I)與V 2〇5(B-2)的質(zhì) 量比(Ag2(VV2O 5)為1.8至3.2。8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項的導(dǎo)電糊，其中基于所述玻璃料(B)的質(zhì)量，所述玻璃料 (B)以按氧化物計4至10質(zhì)量％的量含有MoO 3(B-3)。9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項的導(dǎo)電糊，其中基于所述玻璃料(B)的質(zhì)量，所述玻璃料 (B)以按氧化物計4至20質(zhì)量％的總量含有MoO 3 (B-3)和組分(B-4)。10. 根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一項的導(dǎo)電糊，其中基于所述玻璃料(B)的質(zhì)量，所述玻璃 料(B)含有各自按氧化物計的40至80質(zhì)量％的六8 20(8-1)，16至40質(zhì)量％的量的￥205(8-2)， 以及4至10質(zhì)量％的量的Mo0 3(B-3)。11. 根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項的導(dǎo)電糊，其中基于所述玻璃料(B)的質(zhì)量，所述玻璃 料(B)以按氧化物計0至12質(zhì)量％的量含有組分(B-4)。12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項的導(dǎo)電糊，其中所述導(dǎo)電粒子(A)是銀。13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項的導(dǎo)電糊，其中所述導(dǎo)電粒子(A)與所述玻璃料(B)的 質(zhì)量比（導(dǎo)電粒子:玻璃料)為50:50至98:2。14. 一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括下列步驟： 將根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的導(dǎo)電糊施加到基板和/或半導(dǎo)體芯片； 將所述半導(dǎo)體芯片隔著所述導(dǎo)電糊放置到所述基板上； 將所述導(dǎo)電糊加熱到所述導(dǎo)電糊中含有的所述玻璃料(B)的再熔溫度以上，以燒結(jié)所 述導(dǎo)電糊中含有的所述導(dǎo)電粒子(A)，使得所述半導(dǎo)體芯片和所述基板彼此電連接;和 逐漸冷卻所述導(dǎo)電糊。15. -種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包括下列步驟： 將根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的導(dǎo)電糊施加到基板和/或半導(dǎo)體芯片； 將所述半導(dǎo)體芯片隔著所述導(dǎo)電糊放置到所述基板上； 加熱所述導(dǎo)電糊以還原所述導(dǎo)電糊中含有的所述玻璃料(B)中的Ag2O(B-1); 進一步將所述導(dǎo)電糊加熱到所述導(dǎo)電糊中含有的所述玻璃料(B)的再熔溫度以上;和 逐漸冷卻所述導(dǎo)電糊以致使晶體沉積。
【文檔編號】H01B1/22GK105934799SQ201580003406
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年1月15日
【發(fā)明人】雷蒙德·迪茨, 馬切伊·帕特爾卡, 凱西·肖·特朗勃, 坂井德幸, 山口博
【申請人】納美仕有限公司