(57)【要約】【課題】高温高湿環境下で長期間保存または使用しても電子部品の電極と導電体とを高い信頼性で接続できる電子部品と導電体の接続方法を提供する。【解決手段】電子部品の電極と導電体との間に、ゴム粒子とそのゴム粒子の表面に形成された銀被覆層とを有する銀被覆ゴム粒子を配置する工程と、電子部品の電極と導電体とを加圧して、銀被覆ゴム粒子を介して電子部品の電極と導電体とを導通させる工程と、銀被覆ゴム粒子を介して電子部品の電極と導電体とを導通させた状態で、電子部品の電極と導電体とを固定する工程と、を含む電子部品と導電体の接続方法。【選択図】図４
2018170481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する電子部品と導電体とを電気的に接続する電子部品と導電体の接続方法であって、
前記電子部品の前記電極と前記導電体との間に、ゴム粒子と該ゴム粒子の表面に形成された銀被覆層とを有する銀被覆ゴム粒子を配置する工程と、
前記電子部品の前記電極と前記導電体とを加圧して、前記銀被覆ゴム粒子を介して前記電子部品の前記電極と前記導電体とを導通させる工程と、
前記銀被覆ゴム粒子を介して前記電子部品の前記電極と前記導電体とを導通させた状態で、前記電子部品の前記電極と前記導電体とを固定する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品と導電体の接続方法。
【請求項２】
電極を有する半導体素子と、前記半導体素子の前記電極と接続しているバスバーとを含む半導体モジュールの製造方法であって、
前記半導体素子の前記電極と前記バスバーとの間に、ゴム粒子と該ゴム粒子の表面に形成された銀被覆層とを有する銀被覆ゴム粒子を配置する工程と、
前記半導体素子の前記電極と前記バスバーとを加圧して、前記銀被覆ゴム粒子を介して前記半導体素子の前記電極と前記バスバーとを導通させる工程と、
前記銀被覆ゴム粒子を介して前記半導体素子の前記電極と前記バスバーとを導通させた状態で、前記半導体素子の前記電極と前記バスバーとを固定する工程と、
を含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品と導電体の接続方法および半導体モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体モジュールにおいて、半導体素子などの電子部品の電極と、バスバーなどの導電体とを電気的に接続する方法として、電子部品の電極と導電体との間に、ゴム粒子とそのゴム粒子の表面を被覆した金属被覆層を有する金属被覆ゴム粒子を介在させる方法が検討されている。非特許文献１には、高耐熱ゴムにポリイミド膜／銅／金をこの順で被覆した金属被覆ゴム粒子が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】瀧澤明道、「金属皮膜ゴムボールによる低接触圧力実装法」、一般社団法人  表面技術協会  将来めっき技術検討部会  第二十七回例会予稿集、一般社団法人  表面技術協会  将来めっき技術検討部会、２０１７年１月１６日、ｐ．３７−４７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体モジュールの高密度化や小型化に伴って、半導体モジュールの単位容積当たり発熱量は増加している。このため、半導体モジュールにおいては、高温でかつ高湿度の環境下で長期間保存または使用しても、半導体素子の電極とバスバーとの間の電気抵抗が上昇しないように接続することが重要である。しかしながら、非特許文献１に示されているような金属被覆層として銅と金とをこの順で積層した金／銅被覆ゴム粒子を用いて、半導体素子とバスバーとを接続した半導体モジュールは、高温高湿環境下で長期間保存または使用すると、半導体素子の電極とバスバーとの間の電気抵抗が上昇することがあり、電極とバスバーとの間の電気的な接続の信頼性が不十分となる場合があった。
【０００５】
本発明の目的は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、高温高湿環境下で長期間保存または使用しても電子部品の電極と導電体とを高い信頼性で接続できる電子部品と導電体の接続方法を提供することにある。本発明はまた、高温高湿環境下で長期間保存または使用しても半導体素子の電極とバスバーとを高い信頼性で接続できる半導体モジュールの製造方法を提供することにもある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、電子部品の電極と導電体との間に、ゴム粒子とそのゴム粒子の表面に形成された銀被覆層とを有する銀被覆ゴム粒子を配置する工程と、電子部品の電極と導電体とを加圧して、銀被覆ゴム粒子を介して電子部品の電極と導電体とを導通させる工程と、銀被覆ゴム粒子を介して電子部品の電極と導電体とを導通させた状態で、電子部品の電極と導電体とを固定する工程とを含む方法を用いて、電子部品の電極と導電体とを接続すると、高温高湿環境下で長期間保存または使用ときの電子部品の電極と導電体との電気的な接続の信頼性が向上するということを見出し、本発明を完成した。
上記の方法を用いると、高温高湿環境下で長期間保存または使用したときの電子部品の電極と導電体との電気的な接続の信頼性が向上する理由は、以下の通りであると考えられる。
金属被覆ゴム粒子の被覆金属層が、銅のような比較的卑な金属を含む場合は、高温もしくは高湿環境においては、被覆金属層内部において酸化が、また被覆金属層の層間において腐食が発生しやすい。このため、金属被覆ゴム粒子の導電性や弾性が劣化し、電気的な接続の信頼性が損なわれやすい。これに対して銀被覆層が形成された銀被覆ゴム粒子では、銀被覆層の酸化や腐食が発生しにくい。このため、電気的な接続の信頼性が向上する。
【０００７】
従って、本発明の電子部品と導電体の接続方法は、電極を有する電子部品と導電体とを電気的に接続する電子部品と導電体の接続方法であって、前記電子部品の前記電極と前記導電体との間に、ゴム粒子と該ゴム粒子の表面に形成された銀被覆層とを有する銀被覆ゴム粒子を配置する工程と、前記電子部品の前記電極と前記導電体とを加圧して、前記銀被覆ゴム粒子を介して前記電子部品の前記電極と前記導電体とを導通させる工程と、前記銀被覆ゴム粒子を介して前記電子部品の前記電極と前記導電体とを導通させた状態で、前記電子部品の前記電極と前記導電体とを固定する工程と、を含むことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の半導体モジュールの製造方法は、電極を有する半導体素子と、前記半導体素子の前記電極と接続しているバスバーとを含む半導体モジュールの製造方法であって、前記半導体素子の前記電極と前記バスバーとの間に、ゴム粒子と該ゴム粒子の表面に形成された銀被覆層とを有する銀被覆ゴム粒子を配置する工程と、前記半導体素子の前記電極と前記バスバーとを加圧して、前記銀被覆ゴム粒子を介して前記半導体素子の前記電極と前記バスバーとを導通させる工程と、前記銀被覆ゴム粒子を介して前記半導体素子の前記電極と前記バスバーとを導通させた状態で、前記半導体素子の前記電極と前記バスバーとを固定する工程と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高温高湿環境下で長期間保存または使用しても電子部品の電極と導電体とを高い信頼性で接続できる電子部品と導電体の接続方法を提供することが可能となる。また、高温高湿環境下で長期間保存または使用しても半導体素子の電極とバスバーとを高い信頼性で接続できる半導体モジュールの製造方法を提供するも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体モジュール断面図である。
【図２】図１に示した半導体モジュールの平面図である。
【図３】図１に示した半導体モジュールにおける半導体素子とバスバーの接合部の拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る半導体モジュールの製造方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態の電子部品と導電体の接続方法は、例えば、ＩＧＢＴ素子といった半導体素子と、バスバーなどの導電材とを電気的に接続させた半導体モジュールを製造する際に利用することができる。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体モジュールの断面図である。図２は、図１に示した半導体モジュールの平面図である。図３は、図１に示した半導体モジュールにおける半導体素子とバスバーの接合部の拡大図である。
図１において、半導体モジュール１０は、半導体装置１１と、半導体装置１１に電気的に接続しているバスバー３０と、半導体モジュール１０とバスバー３０を覆う樹脂６０を含む。半導体装置１１は、モジュール用基板２０と、モジュール用基板２０の一方の面（図１において上面）に搭載された半導体素子２５と、モジュール用基板２０の他方の面（図１において下面）に接続しているヒートシンク５０とを含む。
【００１３】
モジュール用基板２０は、セラミックス基板２１と、セラミックス基板２１の一方の面（図１において上面）に配置された回路層２２、セラミックス基板２１の他方の面（図１において下面）に配設された金属層２３とを備えている。
【００１４】
セラミックス基板２１は、絶縁性が高いセラミックスで構成されている。セラミックス基板２１を構成するセラミックスの例としては、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）が挙げられる。
【００１５】
回路層２２は、導電性が高い金属で構成されている。回路層２２を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金が挙げられる。
【００１６】
金属層２３は、熱伝導性が高い金属で構成されている。金属層２３を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金が挙げられる。
【００１７】
半導体素子２５は、回路層２２の上に接合材２４を介して搭載されている。接合材としては、例えば、銀微粒子などの低融点で導電性が高い金属粒子を使用できる。
【００１８】
バスバー３０は、入力端子３１、出力端子３２、信号端子３３からなる。入力端子３１および出力端子３２は、半導体素子２５と電気的に接続している。信号端子３３は、モジュール用基板２０の回路層２２と電気的に接続されている。バスバー３０は、金属材料から構成されている。バスバー３０を構成する金属の例としては、銅、銅合金が挙げられる。
【００１９】
バスバー３０は、銀被覆ゴム粒子４０を介して半導体素子２５もしくはモジュール用基板２０に電気的に接続されている。銀被覆ゴム粒子４０は、図３に示すように、ゴム粒子４１とゴム粒子４１の表面に形成された銀被覆層４２とを有する。図３において、銀被覆ゴム粒子４０は、入力端子３１と半導体素子２５との間に圧縮された形状とされている。銀被覆ゴム粒子４０が圧縮された形状とされているので、銀被覆層４２と入力端子３１および半導体素子２５との接触面積が広くなり導電性が向上する。
【００２０】
銀被覆ゴム粒子４０のゴム粒子４１としては、シリコーンゴム粒子、ウレタンゴム粒子、アクリルゴム粒子を用いることができる。ゴム粒子４１は、加圧されて圧縮された形状となるように球状であることが好ましい。ただし、ゴム粒子４１は真球である必要はない。ゴム粒子４１は、２０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましい。平均粒子径が上記の範囲にあると、圧縮された形状となりやすい。また、銀被覆ゴム粒子４０の銀含有量は、全体量に対して１５質量％以上４０％質量以下であることが好ましい。銀含有量が上記の範囲にあると、銀被覆ゴム粒子４０の導電性が向上するとともに、銀被覆ゴム粒子４０のゴム弾性を損なわない。
【００２１】
銀被覆ゴム粒子４０は、例えば、無電解めっき法によって、ゴム粒子４１の表面に銀を析出させることによって製造することができる。
【００２２】
ヒートシンク５０は、半導体素子２５にて発生した熱を、外部に放散するためのものである。ヒートシンク５０には、冷却媒体が流通する流路５１が設けられている。ヒートシンク５０は、熱伝導性が高い金属で構成されている。ヒートシンク５０を構成する金属としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金が挙げられる。
【００２３】
次に、本実施形態である半導体モジュールの製造方法について、図４を参照して説明する。
【００２４】
（半導体装置の作製工程）
半導体装置の作製工程では、まず、モジュール用基板２０、接合材２４、半導体素子２５、ヒートシンク５０を用意する。
モジュール用基板２０の回路層２２に、半導体素子２５を、接合材２４を介して接合する。次いで、モジュール用基板２０の金属層２３に、ヒートシンク５０を接合する。モジュール用基板２０の金属層２３とヒートシンク５０は、例えば、ろう付けにより接合することができる。以上により、図４（ａ）に示す半導体装置１１を作製する。
【００２５】
（銀被覆ゴム粒子層の形成工程）
銀被覆ゴム粒子層の形成工程では、まず銀被覆ゴム粒子４０を溶媒４３に分散させた塗布用ペーストを用意する。溶媒４３としては、ペーストに対して優れた塗布性を付与し、常温〜１５０℃の範囲で乾燥が可能であるものなら特に限定されな。具体的にはエチレングリコールやグリセリンといった粘度が２０℃にて１０ｍＰａ・ｓを超える溶媒を好適に用いることができる。
【００２６】
図４（ｂ）に示すように、半導体装置１１の半導体素子２５の電極および回路層２２のバスバー３０を接合する部分に、塗布用ペーストを塗布して銀被覆ゴム粒子層４４を形成する。塗布用ペーストの塗布には、ディスペンサを用いることができる。
こうして、半導体装置１１の所定の位置に銀被覆ゴム粒子層４４が配置される。
【００２７】
銀被覆ゴム粒子層４４の形成工程としては、塗布用ペーストを塗布する方法を用いずに、ボールマウンタ等の装置を用いて、銀被覆ゴム粒子４０を回路層２２に直接配置してもよい。
【００２８】
（半導体装置とバスバーの接続工程）
半導体装置１１とバスバー３０の接続工程では、まず、銀被覆ゴム粒子層４４の上にバスバー３０を配置する。これによって、半導体装置１１の半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２との間および回路層２２と信号端子３３の間に、銀被覆ゴム粒子４０を配置する。
【００２９】
次いで、図４（ｃ）に示すように、治具７０を用いて、半導体装置１１の半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３を加圧しながら、銀被覆ゴム粒子層４４の溶媒を揮発除去して、銀被覆ゴム粒子４０を介して半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３とを導通させる。
【００３０】
そして、銀被覆ゴム粒子４０を介して半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３とを導通させた状態で、半導体装置１１とバスバー３０とを固定する。固定方法としては、例えば、樹脂を半導体装置１１とバスバー３０との周囲に流し込み、次いで、その樹脂を硬化させる方法を用いることができる。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂など半導体モジュールのモールド樹脂（封止材）として利用されている樹脂を用いることができる。半導体装置１１とバスバー３０とを固定する方法としては他に、半導体装置１１とバスバー３０とを加圧している治具７０の可動部を樹脂埋めや融着により固定する方法を用いることができる。さらに治具７０を用いる代わりに、樹脂製または金属製の筐体内部に、半導体装置１１とバスバー３０とを格納し、その筐体内部で、銀被覆ゴム粒子４０を介して半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３とが導通するように、蓋を介して半導体装置１１とバスバー３０と加圧し、その状態を維持したまま、筐体と蓋とを融着や接着することにより密閉する方法を用いることができる。
こうして、半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３とを固定することによって、半導体装置とバスバーとが電気的に接合した半導体モジュールを得ることができる。
【００３１】
以上のような構成とされた本実施形態に係る半導体モジュール１０の製造方法によれば、半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３とを、銀被覆ゴム粒子を用いて導通させているので、半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３との間の電気的な接続の信頼性が向上した接合体を半導体モジュール１０を得ることができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３３】
例えば、本実施形態では、回路層２２と信号端子３３とを電気的に接続させた場合について説明したが、回路層２２はプリント配線基板に接続させてもよい。また、本実施形態では、半導体装置１１の半導体素子２５の電極および回路層２２のバスバー３０を接合する部分に銀被覆ゴム粒子層４４を形成した場合について説明したが、銀被覆ゴム粒子層４４をバスバー３０に形成してもよい。
【００３４】
さらに、本実施形態の電子部品と導電体の接続方法は、半導体素子２５以外の電子部品と入力端子３１、出力端子３２以外の導電体との接続に利用することができる。例えば、半導体素子２５以外の電子部品の例としてはＬＥＤ素子が挙げられる。また、入力端子３１、出力端子３２以外の導電体の例としては、リード線、プリント配線基板、モジュール用基板などが挙げられる。
【実施例】
【００３５】
［本発明例１］
＜銀被覆ゴム粒子の作製＞
容量１Ｌのメスフラスコに、塩化第一錫１５ｇと３５％塩酸１５ｍｌを投入し、水で１．０Ｌに希釈（メスアップ）して、塩化第一錫水溶液を調製した。また、表面がシリコーンレジン層（厚み：５０ｎｍ）で被覆されたシリコーンゴム粒子（平均粒子径：３０μｍ）を用意した。
上記の塩化第一錫水溶液を２５℃に維持しながら、この水溶液に上記のシリコーンゴム粒子２０ｇを投入し、１時間撹拌した。撹拌終了後、シリコーンゴム粒子を濾別し、水洗した。これにより、表面に錫吸着層を有するシリコーンゴム粒子を得た。
【００３６】
水２．０Ｌに、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム（錯化剤）１３０．０ｇ、水酸化ナトリウム３２．０ｇ、ホルマリン（還元剤）６０ｍｌを溶解し、錯化剤及び還元剤を含む水溶液を調製した。また、硝酸銀２１．５ｇ、２５％アンモニア水２３ｍＬ、水１３０ｍＬを混合し、硝酸銀水溶液を調製した。
【００３７】
次に、上記の錯化剤及び還元剤を含む水溶液中に、上記の表面に錫吸着層を有するシリコーンゴム粒子を投入して、シリコーンゴム粒子スラリーを調製した。その後、シリコーンゴム粒子スラリーを撹拌しながら、このスラリーに上記の硝酸銀水溶液を滴下して、シリコーンゴム粒子の表面を、生成する銀被覆シリコーンゴム粒子１００質量部中の銀の含有量が４０質量部となるように銀で被覆した。その後、スラリーを水洗し、乾燥することで銀被覆シリコーンゴム粒子を得た。
【００３８】
＜半導体モジュールの作製＞
（半導体装置の作製）
モジュール用基板２０として、セラミックス基板２１がＡｌＮ板（２７ｍｍ×１７ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）で構成され、回路層２２が純アルミニウム（２５ｍｍ×１５ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ）で構成され、金属層２３が純アルミニウム（２５ｍｍ×１５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ）で構成されたものを用意した。半導体素子２５として、ＩＧＢＴ素子（１３ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍ）を用意し、接合材２４として銀ナノ粒子を用意した。ヒートシンク５０としては、アルミニウム板（Ａ６０６３：４０．０ｍｍ×４０．０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍ）を用意した。
モジュール用基板２０の回路層２２に、接合材２４を用いて半導体素子２５を接合した。また、モジュール用基板２０の金属層２３に、ろう材を用いて、ヒートシンク５０を接合した。こうして、図４（ａ）に示す半導体装置１１を作製した。
【００３９】
（塗布用ペーストの調製）
作製した銀被覆シリコーンゴム粒子１０質量部とエチレングリコール４質量部とを、自転公転ミキサーを用いて混合し、塗布用ペーストを調製した。
【００４０】
（銀被覆ゴム粒子層の形成）
上記の塗布用ペーストをシリンジに充填した。次いで、図４（ｂ）に示すように、ディスペンサを用いて、半導体素子２５の電極および回路層２２のバスバー３０を接合する部分に、上記の塗布用ペーストを塗布して銀被覆ゴム粒子層４４を形成した。
【００４１】
（半導体装置とバスバーの接続）
半導体素子２５の電極および回路層２２に形成した銀被覆ゴム粒子層４４の上に、入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３をそれぞれ配置した。次いで、図４（ｃ）に示すように、カーボン製の治具７０を用いて、半導体装置１１の半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３を、５０ｋＰａの圧力で加圧しながら、銀被覆ゴム粒子層４４のエチレングリコールを揮発除去して、銀被覆ゴム粒子４０を介して半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３とを導通させた。そして、この導通状態を維持しながら、半導体素子２５の電極と入力端子３１、出力端子３２および回路層２２と信号端子３３の周囲を、モールド樹脂により樹脂埋めした後、治具７０を取り外して、図１に示す半導体モジュール１０を得た。
【００４２】
［本発明例２］
＜銀被覆ゴム粒子の作製＞
シリコーンゴム粒子の代わりに、ウレタンゴム粒子（平均粒子径：２０μｍ）を用いたこと、さらに生成する銀被覆ウレタンゴム粒子１００質量部中の銀の含有量が２０質量部となるように薬剤量を変更した以外は、本発明例１と同様の操作を行って、銀被覆ウレタンゴム粒子を作製した。
【００４３】
＜半導体モジュールの作製＞
銀被覆シリコーンゴム粒子の代わりに上記の銀被覆ウレタンゴム粒子を用いたこと、塗布用ペーストを用いる代わりに、上記の銀被覆ウレタンゴム粒子を、メタルマスクを用いたボールマウンタにより配置して、銀被覆ゴム粒子層を成形したこと以外は、本発明例１と同様にして半導体モジュールを作製した。
【００４４】
［本発明例３］
＜銀被覆ゴム粒子の作製＞
シリコーンゴム粒子の代わりに、アクリルゴム粒子（平均粒子径：２５０μｍ）を用いたこと、さらに生成する銀被覆アクリルゴム粒子１００質量部中の銀の含有量が１５質量部となるように薬剤量を変更した以外は、本発明例１と同様にして銀被覆アクリルゴム粒子を作製した。
【００４５】
＜半導体モジュールの作製＞
銀被覆シリコーンゴム粒子の代わりに上記の銀被覆アクリルゴム粒子を用いたこと以外は、本発明例２と同様にして半導体モジュールを作製した。
【００４６】
［本発明例４］
＜銀被覆ゴム粉末の作製＞
シリコーンゴム粒子（平均粒子径：３０μｍ）の代わりに、平均粒子径が１００μｍのシリコーンゴム粒子を用いたこと、塩化第一錫水溶液に投入する前に、シリコーンゴム粒子２０ｇをアルカリ洗浄液にて表面洗浄し、次いで乾燥した後、大気プラズマを照射することで表面改質を行ったこと以外は、本発明例１と同様にして銀被覆シリコーンゴム粒子を作製した。
【００４７】
＜半導体モジュールの作製＞
銀被覆シリコーンゴム粒子として、上記の銀被覆シリコーンゴム粒子を用いたこと以外は、本発明例１と同様にして半導体モジュールを作製した。
【００４８】
［比較例１］
＜金／銅被覆ゴム粒子の作製＞
シリコーンゴム粒子（平均粒子径：１００μｍ）２０ｇを、アルカリ洗浄液にて表面洗浄し、次いで乾燥した後、大気プラズマを照射することで表面改質を行った。表面改質したシリコーンゴム粒子を水３Ｌに分散させて、シリコーンゴム粒子スラリーを調製した。調製したシリコーンゴム粒子スラリーを撹拌しながら、このスラリーに塩化パラジウム０．３ｇ、塩化第一錫２０ｇ及び塩酸（濃度３５質量％）２００ｇを添加し、ウォーターバスにて３０℃で１５分保持した後、スラリーを水洗および濾過し、ケークとした。このケークに対し、スラリーの体積が１．５Ｌとなるよう水を加え、表面に錫パラジウム吸着層を有するシリコーンゴム粒子のスラリーを調製した。
【００４９】
また、銅塩として硫酸銅五水和物８０ｇ、錯化剤としてエチレンジアミン四酢酸ナトリウム１７０ｇ、安定化剤としてシアン化ナトリウム１５ｍｇをイオン交換水６００ｇに撹拌溶解して、銅めっき液を調製した。
【００５０】
次いで、上記の錫パラジウム吸着層を有するシリコーンゴム粒子のスラリーに、還元剤としてホルムアルデヒド（濃度３７質量％）１００ｍＬ、界面活性剤としてポリエチレングリコール２０ｍｇを添加した後、撹拌しながら、ウォーターバスにて５０℃で加熱した。この加熱したスラリーに、上記の銅めっき液を滴下し、一定時間撹拌して、錫パラジウム吸着層を設けたシリコーンゴム粒子に銅めっきを施し、銅被覆ゴム粒子を生成させた。次に、銅被覆ゴム粒子が生成したスラリーを水洗した。こうして、銅被覆ゴム粒子のスラリーを調製した。
【００５１】
また、水１００ｍＬに、シアン化金カリウム１．１ｇ、シアン化カリウム２．５ｇ、水酸化カリウム２．３ｇを溶解混合して、金めっき液を調製した。
【００５２】
水洗後の銅被覆ゴム粒子スラリーに、水及びテトラヒドロホウ酸カリウム１．２ｇを加えて、１Ｌのスラリーとした。このスラリーを撹拌しながら８０℃まで昇温し、上記の金めっき液を添加し、最表面に金めっきを施すことで、金／銅被覆シリコーンゴム粒子を得た。得られた金／銅被覆シリコーン粒子は、粒子１００質量部のうち、金が３質量部、銅が１５質量部であった。
【００５３】
＜半導体モジュールの作製＞
銀被覆シリコーンゴム粒子の代わりに上記の金／銅被覆シリコーンゴム粒子を用いたこと以外は、本発明例１と同様にして半導体モジュールを作製した。
【００５４】
＜評価＞
本発明例１〜４および比較例１で作製した半導体モジュールを、温度８５℃、湿度８５％ＲＨの恒温恒湿槽内に１０００時間静置し、湿熱環境試験を実施した。湿熱環境試験前後の構造体の半導体素子に対してソースとゲート間の抵抗値を測定した。このとき、湿熱環境試験前の抵抗値を１００としたときの、湿熱環境試験後の抵抗値を表１に示した。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
表１からわかるように、金／銅被覆ゴム粒子を用いた比較例１の半導体モジュールは、湿熱環境試験後の電気抵抗が１０倍以上上昇した。この湿熱環境試験後の半導体モジュールについて、半導体素子の電極とバスバーとの接合部を取出し、顕微鏡を用いて観察したところ、金／銅被覆ゴム粒子の銅層が酸化および腐食していることが確認された。従って、比較例１の半導体モジュールは、金／銅被覆ゴム粒子の銅層の酸化および腐食によって湿熱環境試験後の電気抵抗が顕著に大きくなったと考えられる。
これに対して、銀被覆ゴム粒子を用いた本発明例１〜４においては、湿熱環境試験後の電気抵抗がほぼ湿熱環境試験前の電気抵抗と同等であり、湿熱環境試験による抵抗劣化が観察されず、良好な導電性を維持することができ、半導体素子の電極とバスバーとの電気的な接続の信頼性が向上していることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の電子部品と導電体の接続方法は、ＬＥＤ素子やパワーモジュールの素子等の半導体デバイスと基板との接続に利用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  半導体モジュール
１１  半導体装置
２０  モジュール用基板
２１  セラミックス基板
２２  回路層
２３  金属層
３０  バスバー
３１  入力端子
３２  出力端子
３３  信号端子
４０  銀被覆ゴム粒子
４１  ゴム粒子
４２  銀被覆層
４３  溶媒
４４  銀被覆ゴム粒子層
５０  ヒートシンク
５１  流路
６０  樹脂
７０  治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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