(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合部を持つ第１の部材と、
前記第１の部材の前記接合部に格子状に配置された第１の接着剤と、
前記第１の部材の前記接合部の前記第１の接着剤に囲まれた部分に配置された第２の接着剤と、
前記第１及び前記第２の接着剤により前記第１の部材の前記接合部に接合された第２の部材とを備え、
前記第１の接着剤の硬化後の弾性係数は、前記第２の接着剤の硬化後の弾性係数より小さく、
前記第２の接着剤の熱伝導率は、前記第１の接着剤の熱伝導率より高いことを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記接合部の最外周部に前記第１の接着剤が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記第１の接着剤の硬化温度は、前記第２の接着剤の硬化温度より低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記第１の部材の前記接合部にスリットが形成され、前記スリットに沿って前記第１の接着剤が配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤により２つの部材が接合された電子部品に関し、特に高い熱伝導を保持しながら剥離を低減することができる電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを基板に接合する場合や基板を放熱板に接合する場合に、導電性接着剤が用いられる。導電性接着剤は、含有するエポキシ樹脂とＡｇフィラーの割合によって、接合強度と熱伝導性がトレードオフの関係にある。即ち、エポキシ樹脂が多ければ、接合強度が増し、硬化後の弾性係数が低くなって、接合部の熱応力（熱膨張係数差によって生じる界面の歪みを原因とする応力）を抑制できる。一方、Ａｇフィラーが多ければ、熱伝導率や電気伝導率が高まる。これらの性能を両立させるために、Ａｇフィラー形状などを工夫しているが根本的な解決には至っていない。
【０００３】
例えば、省エネルギーのために輸送機器から家電にまで広く普及しつつあるパワーモジュールにおいて、大面積のセラミック基板とＣｕ放熱板を接合する必要がある。セラミック基板の熱膨張係数は６ｐｐｍ／Ｋ〜７ｐｐｍ／Ｋであるのに対し、Ｃｕの熱膨張係数は１６ｐｐｍ／Ｋであり、両者には大きな差がある。従って、これらを接合する接着剤には熱伝導と低熱応力の両立が求められる。
【０００４】
また、Ａｇフィラーのサイズを極小化して１５０℃〜２００℃の低温で焼成可能な低温焼成タイプの接着剤が普及しつつある。このような接着剤では、Ａｇ濃度が９０ｗｔ％を超え、熱伝導率は飛躍的に高くなるが、弾性係数が高く（硬く）なるために熱応力が大きくなる。
【０００５】
また、接合部の周辺部に絶縁性の高い接着剤を塗布し、中心部に導電性の高い接着剤を塗布することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１４４７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、一部の接着剤に生じたクラックが進展して、剥離が生じる場合がある。また、剥離を低減するために、接着剤全体のヤング率（剛性）を下げて熱応力を低減することが求められている。そして、高い熱伝導を保持することも求められている。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は高い熱伝導を保持しながら剥離を低減することができる電子部品を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電子部品は、接合部を持つ第１の部材と、前記第１の部材の前記接合部に格子状に配置された第１の接着剤と、前記第１の部材の前記接合部の前記第１の接着剤に囲まれた部分に配置された第２の接着剤と、前記第１及び前記第２の接着剤により前記第１の部材の前記接合部に接合された第２の部材とを備え、前記第１の接着剤の硬化後の弾性係数は、前記第２の接着剤の硬化後の弾性係数より小さく、前記第２の接着剤の熱伝導率は、前記第１の接着剤の熱伝導率より高い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、高い熱伝導を保持しながら剥離を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る電子部品を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´に沿った断面図である。
【図３】図１の電子部品から半導体チップを除去した状態を示す斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る電子部品の製造方法を説明するための斜視図である。
【図５】実施の形態１に係る電子部品の製造方法を説明するための斜視図である。
【図６】実施の形態１に係る電子部品の製造方法を説明するための斜視図である。
【図７】実施の形態２に係る電子部品を示す斜視図である。
【図８】図７のＡ−Ａ´に沿った断面図である。
【図９】実施の形態２に係る電子部品の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１０】実施の形態２に係る電子部品の製造方法を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係る電子部品について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１３】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る電子部品を示す斜視図である。図２は図１のＡ−Ａ´に沿った断面図である。図３は図１の電子部品から半導体チップを除去した状態を示す斜視図である。
【００１４】
セラミック基板１０（第１の部材）の上面にダイパッド１２（接合部）が設けられている。セラミック基板１０はアルミナセラミック製であり、外形が５０ｍｍ×５０ｍｍであり、厚さが０．６３５ｍｍである。ダイパッド１２は、ＣｕパターンにＮｉ／Ａｕめっきを施したものである。
【００１５】
セラミック基板１０のダイパッド１２に第１の接着剤１４が格子状に配置されている。特に、ダイパッド１２の最外周部に第１の接着剤１４が配置されている。セラミック基板１０のダイパッド１２の第１の接着剤１４に囲まれた部分に第２の接着剤１６が配置されている。第１及び第２の接着剤１４，１６によりセラミック基板１０のダイパッド１２に半導体チップ１８（第２の部材）が接合されている。
【００１６】
第１の接着剤１４のＡｇフィラー含有率は７５ｗｔ％であり、硬化後の弾性係数は６４００ＭＰａである。第２の接着剤１６のＡｇフィラー含有率は９３ｗｔ％であり、硬化後の弾性係数は１４８００ＭＰａである。従って、第１の接着剤１４の硬化後の弾性係数は第２の接着剤１６の硬化後の弾性係数より小さく、第２の接着剤１６の熱伝導率は第１の接着剤１４の熱伝導率より高い。
【００１７】
続いて、実施の形態１に係る電子部品の製造方法について説明する。図４〜図６は実施の形態１に係る電子部品の製造方法を説明するための斜視図である。
【００１８】
まず、図４に示すように、セラミック基板１０のダイパッド１２に、ディスペンサニードル２０を用いて第１の接着剤１４を格子状に塗布する。次に、図５に示すように、セラミック基板１０のダイパッド１２の第１の接着剤１４に囲まれた部分に第２の接着剤１６を塗布する。次に、図６に示すように、第１及び第２の接着剤１６によりセラミック基板１０のダイパッド１２に半導体チップ１８を接合する。その後、２００℃のオーブンで６０分間キュアし、第１及び第２の接着剤１４，１６を硬化させる。ここで、第１の接着剤１４の硬化温度は第２の接着剤１６の硬化温度より低い。
【００１９】
続いて、本実施の形態の効果について説明する。本実施の形態では、ダイパッド１２に第１の接着剤１４が格子状に配置され、第１の接着剤１４に囲まれた部分に第２の接着剤１６が配置されている。これにより、第２の接着剤１６が分断されるため、一部の第２の接着剤１６にクラックが生じた場合でも、クラックの進展を食い止めることができる。
【００２０】
また、硬い第２の接着剤１６が分断されるため、平均密度が低くなって接着剤全体のヤング率（剛性）が下がる。従って、熱応力を低減することができる。そして、熱伝導性の高い第２の接着剤１６を用いることで、高い熱伝導を保持することもできる。よって、高い熱伝導を保持しながら剥離を低減することができる。
【００２１】
また、熱応力が最大になるダイパッド１２の最外周部（特に４つ角）でクラックが発生しやすい。そこで、本実施の形態では、ダイパッド１２の最外周部（特に４つ角）に柔らかい第１の接着剤１４を配置している。これにより、クラックの発生を防止することができる。
【００２２】
また、第１の接着剤１４の硬化温度が第２の接着剤１６の硬化温度より低い。これにより、硬い第２の接着剤１６が硬化した後に柔らかい第１の接着剤１４が硬化するため、熱応力を低減することができる。
【００２３】
実施の形態２．
図７は実施の形態２に係る電子部品を示す斜視図である。図８は図７のＡ−Ａ´に沿った断面図である。
【００２４】
セラミック基板１０のダイパッド１２にスリット２２が形成され、ダイパッド１２は９分割されている。このスリット２２に沿って第１の接着剤１４が配置されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２５】
続いて、実施の形態２に係る電子部品の製造方法について説明する。図９及び図１０は実施の形態２に係る電子部品の製造方法を説明するための斜視図である。
【００２６】
まず、図９に示すように、セラミック基板１０のダイパッド１２にスリット２２を形成する。次に、図１０に示すように、スリット２２に沿って第１の接着剤１４を格子状に塗布する。その後の工程は実施の形態１と同様である。
【００２７】
続いて、本実施の形態の効果について説明する。本実施の形態では、ダイパッド１２にスリット２２が形成されている。これにより、硬いダイパッド１２が分断されるため、平均密度が低くなって接着剤全体のヤング率（剛性）が下がる。従って、熱応力を低減することができる。
【００２８】
また、熱膨張などによる変形により、セラミック基板１０の基材とダイパッド１２の間にクラックが生じる場合がある。これに対して、本実施の形態では、スリット２２に沿って柔軟な第１の接着剤１４を配置している。これにより、そのようなクラックの進展を食い止め、剥離を低減できる。
【００２９】
なお、実施の形態１，２では第１の接着剤１４として導電性接着剤を用いたが、更に柔軟な絶縁性の接着剤を用いてもよい。これにより、熱応力を更に低減することができる。また、第１の接着剤１４として防湿性に優れたコーティング剤を用いてもよい。これにより、耐湿性を向上することができるため、吸湿による強度劣化や剥離の問題を回避できる。
【００３０】
また、第２の接着剤１６のみによりセラミック基板１０のダイパッド１２に半導体チップ１８を接合した後に、第１の接着剤１４を周辺部から浸透（アンダーフィル）させてもよい。また、第１及び第２の接着剤１４，１６の塗布にディスペンサニードル２０を用いたが、スクリーンを用いた印刷や、インクジェット方式による塗布、フォトリソグラフィによるパターン形成などを用いてもよい。
【００３１】
また、第１及び第２の接着剤１４，１６の一方または両方を、低温ではんだ付け可能なはんだ（ＳｎＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＡｇＣｕなど）に置き換えてもよい。また、セラミック基板１０に半導体チップ１８を接合する場合に限らず、より面積の大きな放熱板にセラミック基板を接合する場合にも、同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  セラミック基板（第１の部材）
１２  ダイパッド（接合部）
１４  第１の接着剤
１６  第２の接着剤
１８  半導体チップ（第２の部材）
２２  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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