(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２３℃で固形の熱分解性バインダーを含有する焼結前層を有する加熱接合用シートを介して２つの被接合物が仮接着された積層体を準備する工程Ａと、
前記積層体を、下記で定義する第１の温度以下から第２の温度まで昇温する工程Ｂと
前記工程Ｂの後、前記積層体の温度を所定範囲内に保持する工程Ｃと、
を有し、
前記工程Ｂの少なくとも一部の期間、及び、前記工程Ｃの少なくとも一部の期間において、前記積層体を加圧することを特徴とする接合体の製造方法。
第１の温度：前記焼結前層の熱重量測定を行ったときに、前記焼結前層に含まれる有機成分が１０重量％減少するときの温度。
前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを大気下で行う場合、前記熱重量測定は、大気下で行い、前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを窒素雰囲気下、還元ガス雰囲気下、又は、真空雰囲気下で行う場合、前記熱重量測定は、窒素雰囲気下で行う。
【請求項２】
前記加圧は、５〜４０ＭＰａの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の接合体の製造方法。
【請求項３】
前記工程Ｃにおいて保持する温度が、２００℃〜４００℃の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の接合体の製造方法。
【請求項４】
前記加圧は、フリップチップボンダー、又は、平行平板プレスで行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼結性粒子を含む接合材を用いて、２つの被接合物を接合する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１には、一方の被接合物（例えば、シリコンチップ）に接合材を塗布し、次に、接合材面上にもう一方の被接合物（例えば、無酸素銅板）を配置して積層体とし、その後、積層体を加圧することなく加熱して、被接合物同士を接合する方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、２つの被接合物の間に接合用組成物を介在させた後、被接合物を２５０℃に加熱するとともに加圧して被接合物同士を接合する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、まず、銅チップの下部に接合材を塗布して銅基板上に配置し、その後、無酸素銅基板と銅チップとを２．５ＭＰａの圧力で加圧しながら、予備焼成工程（大気雰囲気中１００℃で１０分間）と本焼成工程（３５０℃で５分間）とを行い、接合体を形成したことが開示されている。また、予備焼成工程と本焼成工程の間は、３．０℃／ｓの昇温速度で昇温したことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１０８４０８号
【特許文献２】特開２０１５−５７２９１号公報
【特許文献３】特開２０１１−０８０１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、接合を無加圧で行っている。無加圧接合は、被接合物（例えば、チップ）へのダメージが少ない接合方法ではある。しかしながら、接合材中に含まれる有機成分や焼結性粒子（例えば、金属粒子）の被覆材が揮発することによって、被接合物との界面における接合が充分に得られない可能性がある。特許文献１には、−５５℃〜＋１５０℃の温度範囲で１０００サイクル（高温低温各５分）温度サイクル試験を行った結果が示されているが、この試験は２００℃以下での試験であり、２００℃以上の高温での接合性を評価したものではない。
特許文献２では、接合を加圧しながら行っている。しかしながら、２５０℃という高温で接合を行っている。そのため、接合工程を行う前の積層体が、急激に加熱されることになる。これにより、接合材中に含まれる有機成分や焼結性粒子の被覆材が急激に揮発する可能性がある。また、接合材中の焼結性粒子の分散は、有機成分によって保たれている。そのため、急激な加熱によって焼結性粒子の凝集が起こり、緻密な焼結構造を得られなくなることが懸念される。そして、このことに起因して、充分な接合が得られない可能性がある。
特許文献１や特許文献３では、接合材はペースト状（液状）である。従って、塗布工程、乾燥工程が必要となり、接合体が得られるまでの工程時間が長くなることが懸念される。
【０００８】
本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、揮発物によって生じる接合材と被接合物との間の剥離を抑制することができ、高温での接合信頼性の高い接合体を得ることが可能な接合体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者等は、前記従来の問題点を解決すべく、接合体の製造方法について検討した。その結果、下記の構成を採用することにより、揮発物によって生じる接合材と被接合物との間の剥離を抑制することができ、焼結工程後の接合材を緻密な焼結構造とすることができ、且つ、高温での接合信頼性の高い接合体を得ることが可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る接合体の製造方法は、
焼結前層を有する加熱接合用シートを介して２つの被接合物が仮接着された積層体を準備する工程Ａと、
前記積層体を、下記で定義する第１の温度以下から第２の温度まで昇温する工程Ｂと
前記工程Ｂの後、前記積層体の温度を所定範囲内に保持する工程Ｃと、
を有し、
前記工程Ｂの少なくとも一部の期間、及び、前記工程Ｃの少なくとも一部の期間において、前記積層体を加圧することを特徴とする接合体の製造方法。
第１の温度：前記焼結前層の熱重量測定を行ったときに、前記焼結前層に含まれる有機成分の重量が１０重量％減少するときの温度。
前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを大気下で行う場合、前記熱重量測定は、大気下で行い、前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを窒素雰囲気下、還元ガス雰囲気下、又は、真空雰囲気下で行う場合、前記熱重量測定は、窒素雰囲気下で行う。
【００１１】
前記構成によれば、２つの被接合物が仮接着された積層体を、第１の温度以下から第２の温度まで昇温する（工程Ｂ）。また、工程Ｂの少なくとも一部の期間、前記積層体を加圧する。第１の温度は、前記焼結前層の熱重量測定を行ったときに、前記焼結前層に含まれる有機成分が１０重量％減少するときの温度である。すなわち、前記第１の温度は、焼結前層の有機成分（特に、焼結性粒子を分散させるための低沸点バインダー）が急激に揮発しない温度である。
仮接着された積層体を第１の温度以下から昇温するため、急激な加熱とはならない。従って、接合材中に含まれる有機成分等が急激に揮発することを抑制でき、剥離を防止することができる。また、焼結性粒子を含む場合は、その凝集を防ぐことができる。その結果、工程Ｃの後は、緻密な焼結構造を得ることができる。さらに、当該昇温中の少なくとも一部の期間において前記積層体を加圧するため、わずかに発生する揮発物によって接合が阻害されることを抑制することができる。また、焼結層中の粗大ボイドの発生を抑制することが可能となる。
なお、前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを大気下で行う場合、前記熱重量測定は、大気下で行い、前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを窒素雰囲気下、還元ガス雰囲気下、又は、真空雰囲気下で行う場合、前記熱重量測定は、窒素雰囲気下で行う。
工程Ｂや工程Ｃを行う際の雰囲気は、被接合物や加熱接合用シートの組成等に応じて設定される。そこで、熱重量測定は、工程Ｂ及び工程Ｃを行う際の雰囲気と同じ条件にして測定する必要がある。そのため、本明細書では、「前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを大気下で行う場合、前記熱重量測定は、大気下で行い、前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを窒素雰囲気下、還元ガス雰囲気下、又は、真空雰囲気下で行う場合、前記熱重量測定は、窒素雰囲気下で行う。」こととしている。
例えば、被接合物が銅製である場合、高温で酸化してしまう。そのため、工程Ｂ及び工程Ｃは、窒素雰囲気下、還元ガス雰囲気下、又は、真空雰囲気下で行われる。この場合、前記熱重量測定は、窒素雰囲気下で行う。
また、例えば、加熱接合用シートが熱分解性バインダーを含有している場合、酸素及び窒素の有無やその比率によって分解挙動が異なる場合がある。酸素及び窒素の有無や比率によって分解挙動が異なるため、工程Ｂ及び工程Ｃを窒素雰囲気下で行った場合には、前記熱重量測定は、窒素雰囲気下で行い、工程Ｂ及び工程Ｃを大気下で行った場合には、前記熱重量測定は、大気下で行う。例えば、熱分解性バインダーとしてアクリル樹脂が用いられている場合、アクリル樹脂の分解挙動は、酸素の有無が関与する。そのため、工程Ｂ及び工程Ｃは、通常、大気下で行われる。この場合、前記熱重量測定は、大気下で行う。ただし、本明細書においては、熱分解性バインダーとしてアクリル樹脂が用いられている場合であっても、一定以上の接合が得られるならば、工程Ｂ及び工程Ｃを、窒素雰囲気下で行うことも可能である。この場合、前記熱重量測定は、窒素雰囲気下で行う。
また、例えば、加熱接合用シートが金属微粒子として銅粒子を含有している場合、工程Ｂ及び工程Ｃは、窒素雰囲気下、還元ガス雰囲気下、又は、真空雰囲気下（好ましくは、窒素雰囲気下、又は、還元ガス雰囲気下）で行われる。この場合、前記熱重量測定は、窒素雰囲気下で行う。
【００１２】
また、前記構成によれば、前記工程Ｂ（昇温工程）の後、前記積層体の温度を所定範囲内に保持する（工程Ｃ）。焼結前層が焼結性粒子を含む場合は、工程Ｃにより、焼結性粒子を焼結させることができる。これにより、強固な接合が得られる。
【００１３】
前記構成において、前記加圧は、５〜４０ＭＰａの範囲内であることが好ましい。
【００１４】
前記加圧が５ＭＰａ以上であると、より強固に接合されさた接合体が得られる。また、前記加圧が４０ＭＰａ以下であると、荷重による被接合物（例えば、チップ）の破損を防止することが可能である。
【００１５】
前記構成において、前記工程Ｃにおいて保持する温度が、２００℃〜４００℃の範囲内であることが好ましい。
【００１６】
前記工程Ｃにおいて保持する温度が２００℃以上であると、良好に焼結が進行し、より強固に接合されさた接合体が得られる。また、前記工程Ｃにおいて保持する温度が４００℃以下であると、プロセス時間を短縮でき、かつチップへの熱によるダメージを軽減することが可能である。
【００１７】
前記加圧は、フリップチップボンダー、又は、平行平板プレスで行うことが好ましい。
【００１８】
前記加圧を、フリップチップボンダー、又は、平行平板プレスで行うと、加圧下での加熱が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る接合体の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図２】本実施形態に係る接合体の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図３】本実施形態に係る接合体の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図４】本実施形態に係る接合体の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図５】本実施形態に係る接合体の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図６】本実施形態に係る接合体の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図７】実施例３に係る加熱接合用シートの断面写真（中央部）である。
【図８】実施例３に係る加熱接合用シートの断面写真（チップとの界面付近）である。
【図９】実施例７に係る加熱接合用シートの断面写真（中央部）である。
【図１０】実施例７に係る加熱接合用シートの断面写真（チップとの界面付近）である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本実施形態に係る接合体の製造方法について図面を参照しつつ説明する。図１〜図６は、本実施形態に係る接合体の製造方法を説明するための断面模式図である。
【００２１】
（接合体の製造方法）
本実施形態に係る接合体の製造方法は、
焼結前層を有する加熱接合用シートを介して２つの被接合物が仮接着された積層体を準備する工程Ａと、
前記積層体を、下記で定義する第１の温度以下から第２の温度まで昇温する工程Ｂと
前記工程Ｂの後、前記積層体の温度を所定範囲内に保持する工程Ｃと、
を少なくとも有し、
前記工程Ｂの少なくとも一部の期間、及び、前記工程Ｃの少なくとも一部の期間において、前記積層体を加圧する。
第１の温度：前記焼結前層の熱重量測定を行ったときに、前記焼結前層に含まれる有機成分の重量が１０重量％減少するときの温度。
前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを大気下で行う場合、前記熱重量測定は、大気下で行い、前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを窒素雰囲気下、還元ガス雰囲気下、又は、真空雰囲気下で行う場合、前記熱重量測定は、窒素雰囲気下で行う。
【００２２】
［工程Ａ］
本実施形態に係る接合体の製造方法においては、まず、図１に示す積層体１０を準備する。積層体１０は、加熱接合用シート４０を介して基板５０と半導体素子２２とが仮接着された構成を有する。基板５０、及び、半導体素子２２は、本発明における被接合物に相当する。以下、本実施形態では、本発明における被接合物が、基板５０、及び、半導体素子２２である場合について説明するが、本発明における被接合物は、加熱接合用シートを用いて接合し得るものであれば、この例に限定されない。
【００２３】
以下、積層体１０を準備する具体的な方法について、説明する。
【００２４】
積層体１０は、以下の工程により得ることができる。
基板５０を準備する工程Ａ−１、
一方の面に加熱接合用シート４０が積層されている半導体素子２２を準備する工程Ａ−２、及び、
工程Ａ−２で準備した半導体素子２２を、加熱接合用シート４０を介して基板５０に仮接着する工程Ａ−３。
【００２５】
［工程Ａ−１］
工程Ａ−１では、基板５０（図１参照）を準備する。
【００２６】
基板５０の材質は、特に限定されない。例えば、電機絶縁性を有するものが挙げられる。具体的には、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂や、セラミックス等が挙げられる。なかでも、耐熱性の観点から、ポリイミド系樹脂、セラミックスが好ましい。ポリイミド系樹脂等の樹脂を用いた場合、基板５０に可とう性を持たせることができる。また、セラミックスを用いた場合、基板５０を折り曲げできない強固なものとすることができる。
【００２７】
基板５０の表面の一部には、電極（図示せず）が形成されていてもよい。前記電極の材質としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、コバルトなどの各種金属、またはこれらを主成分とする各種合金を挙げることができる。本実施形態のように、基板５０に加熱接合用シート４０を介して半導体素子２２を接合する場合、基板５０に形成された前記電極に半導体素子２２を接合することとしてもよい。
【００２８】
［工程Ａ−２］
工程Ａ−２では、一方の面に加熱接合用シート４０が積層されている半導体素子２２（図５）を準備する。
【００２９】
ここで、本実施形態で使用する加熱接合用シート４０について説明する。
【００３０】
（加熱接合用シート）
本実施形態に係る加熱接合用シート４０は、１層の焼結前層で構成されている。焼結前層とは、所定の加熱により焼結層となる層をいう。
【００３１】
本実施形態では、加熱接合用シートが、１層の焼結前層からなる場合について説明する。しかしながら、本発明の加熱接合用シートは、焼結前層を有していれば、この例に限定されない。焼結前層は、１層に限定されず、組成の異なる複数の層で形成されていてもよい。
また、本発明の加熱接合用シートは、例えば、焼結前層と他の層との２層以上からなるシートであってもよい。例えば、本発明の加熱接合用シートは、一方の面に第１の焼結前層が露出し、他方の面に第２の焼結前層が露出したシートであってもよい。具体的には、第１の焼結前層、他の層、第２の焼結前層がこの順で積層されたシートであってもよい。例えば、この場合、第１の焼結前層と第２の焼結前層とは、同一の組成であってもよく、異なっていてもよい。
【００３２】
加熱接合用シート４０の厚みは、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは、４０μｍ以上である。また、好ましくは、１００μｍ以下であり、より好ましくは、７０μｍ以下である。加熱前の加熱接合用シート４０の厚みを上記範囲とすることで、シート形状を維持することができる。
【００３３】
前記焼結前層は、大気雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件で、２３℃から４００℃まで昇温を行った後のエネルギー分散型Ｘ線分析により得られる炭素濃度が１５重量％以下であることが好ましく、１２重量％以下であることがより好ましく、１０重量％以下であることがさらに好ましい。前記炭素濃度が１５重量％以下であると、前記焼結前層は、４００℃まで昇温を行った後には有機物がほとんど存在しない。その結果、焼結工程後は、耐熱性に優れ、高温環境においても高い信頼性、熱特性が得られる。
【００３４】
前記焼結前層は、大気雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件で、２３℃から５００℃まで示差熱分析を行った際のピークが１５０〜３５０℃に存在することが好ましく、１７０〜３２０℃に存在することがより好ましく、１８０〜３１０℃に存在することがさらに好ましい。前記ピークが１５０〜３５０℃に存在すると、有機物（例えば、焼結前層を構成する樹脂成分）がこの温度領域で熱分解しているといえる。その結果、焼結工程後の耐熱性により優れる。
【００３５】
前記焼結前層は、金属系化合物を含むことが好ましい。前記金属系化合物としては、Ａｕ系、Ａｇ系、Ｃｕ系の金属微粒子、等が挙げられる。
【００３６】
前記金属微粒子としては、焼結性金属粒子を挙げることができる。
【００３７】
前記焼結性金属粒子としては、金属微粒子の凝集体を好適に使用できる。金属微粒子としては、金属からなる微粒子などが挙げられる。前記金属としては、金、銀、銅、酸化銀、酸化銅などが挙げられる。なかでも、銀、銅、酸化銀、酸化銅からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。前記金属微粒子が、銀、銅、酸化銀、酸化銅からなる群より選ばれる少なくとも１種であると、より好適に加熱接合することができる。
【００３８】
前記焼結性金属粒子の平均粒径は、好ましくは０．０００５μｍ以上、より好ましくは０．００１μｍ以上である。平均粒径の下限として、０．０１μｍ、０．０５μｍ、０．１μｍも例示できる。一方、焼結性金属粒子の平均粒径は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下である。平均粒径の上限として、２０μｍ、１５μｍ、１０μｍ、５μｍも例示できる。
【００３９】
前記焼結性金属粒子の平均粒径は、次の方法で測定する。すなわち、前記焼結性金属粒子をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察し、平均粒子径を計測する。なお、ＳＥＭ観察は、例えば、焼結性金属粒子がマイクロサイズの場合、５０００倍で観察し、サブミクロンサイズの場合、５００００倍観察で観察し、ナノサイズの場合、３０００００倍で観察するのが好ましい。
【００４０】
前記焼結性金属粒子の形状は特に限定されず、例えば、球状、棒状、鱗片状、不定形状である。
【００４１】
前記焼結前層は、前記焼結前層全体に対して金属微粒子を６０〜９８重量％の範囲内で含むことが好ましい。前記金属微粒子の含有量は、６５〜９７重量％の範囲内であることがより好ましく、７０〜９５重量％の範囲内であることがさらに好ましい。前記金属微粒子を６０〜９８重量％の範囲内で含むと、金属微粒子を焼結、又は、溶融させて２つの物（例えば、半導体素子と基板）を接合させることができる。
【００４２】
前記焼結前層は、低沸点バインダーを含有することが好ましい。前記低沸点バインダーは、前記金属微粒子の取り扱いを容易とするために用いられる。また、前記低沸点バインダーは、任意の機械的物性を調整するためにも用いられる。具体的には、前記金属微粒子を前記低沸点バインダーに分散させた金属微粒子含有ペーストとして使用することができる。
【００４３】
前記低沸点バインダーは、２３℃で液状である。本明細書において、「液状」とは、半液状を含む。具体的に、動的粘弾性測定装置（レオメーター）による粘度測定による２３℃における粘度が１００，０００Ｐａ・ｓ以下であることをいう。
粘度測定の条件は、下記の通りである。
レオメータ：Ｔｈｅｒｍｏ  ＳＣＩＥＮＴＦＩＣ社製  ＭＡＲＳ  III
治具：パラレルプレート２０ｍｍφ、ギャップ１００μｍ、せん断速度  １／秒）
【００４４】
前記低沸点バインダーの具体例としては、例えば、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、１−デカノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、α−テルピネオール、1,6-ヘキサンジオール、イソボルニルシクロヘキサノール（ＭＴＰＨ）等の一価及び多価アルコール類、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＤＰＭＡ）等を挙げることができる。これらは２種以上を併用してもよい。なかでも、沸点の異なる２種類を併用することが好ましい。沸点の異なる２種類を用いると、シート形状の維持の点で優れる。
【００４５】
前記焼結前層は、２３℃で固形の熱分解性バインダーを含有することが好ましい。前記熱分解性バインダーを含有すると、焼結工程前は、シート形状を維持し易い。また、焼結工程時に熱分解させ易い。
【００４６】
本明細書において、「固形」とは、具体的に前記レオメータによる粘度測定による２３℃における粘度が１００，０００Ｐａ・ｓよりも大きいことをいう。
【００４７】
本明細書において「熱分解性バインダー」とは、焼結工程において熱分解させることが可能なバインダーをいう。前記熱分解性バインダーは、焼結工程後には、焼結層（加熱後の焼結前層）に、ほとんど残存しないことが好ましい。前記熱分解性バインダーとしては、例えば、焼結前層に含有させたとしても、大気雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件で、２３℃から４００℃まで昇温を行った後のエネルギー分散型Ｘ線分析により得られる炭素濃度が１５重量％以下となるような材料が挙げられる。例えば、熱分解性バインダーとして、より熱分解させ易い材料を採用すれば、比較的含有量を多くしても、焼結工程後に、焼結層（加熱後の焼結前層）にほとんど残存させないようにすることができる。
【００４８】
前記熱分解性バインダーとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの材料は単独で、又は、２種以上を混合して使用できる。なかでも、熱分解性が高いという観点から、ポリカーボネートが好ましい。
【００４９】
前記ポリカーボネートとしては、焼結工程において熱分解させることが可能なものであれば、特に限定されないが、主鎖の炭酸エステル基（−O−CO−O−）間に芳香族化合物（例えば、ベンゼン環など）を含まず、脂肪族鎖からなる脂肪族ポリカーボネートや、主鎖の炭酸エステル基（−O−CO−O−）間に芳香族化合物を含む芳香族ポリカーボネートを挙げることができる。なかでも、脂肪族ポリカーボネートか好ましい。
前記脂肪族ポリカーボネートとしては、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート等が挙げられる。なかでもシート形成のためのワニス作製における有機溶剤への溶解性の観点から、ポリプロピレンカーボネートが好ましい。
前記芳香族ポリカーボネートとしては、主鎖にビスフェノールA構造を含むもの等が挙げられる。
前記ポリカーボネートの重量平均分子量は、１０，０００〜１，０００，０００の範囲内であることが好適である。なお、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー）により測定し、ポリスチレン換算により算出された値である。
【００５０】
前記アクリル樹脂としては、焼結工程において熱分解させることが可能な範囲において、炭素数３０以下、特に炭素数４〜１８の直鎖若しくは分岐のアルキル基を有するアクリル酸又はメタクリル酸のエステルの１種又は２種以上を成分とする重合体（アクリル共重合体）などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、へプチル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、テトラデシル基、ステアリル基、オクタデシル基、又はドデシル基などが挙げられる。
【００５１】
また、重合体（アクリル共重合体）を形成する他のモノマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸若しくはクロトン酸などの様なカルボキシル基含有モノマー、無水マレイン酸若しくは無水イタコン酸などの様な酸無水物モノマー、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル若しくは（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）−メチルアクリレートなどの様なヒドロキシル基含有モノマー、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート若しくは（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などの様なスルホン酸基含有モノマー、又は２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどの様な燐酸基含有モノマーが挙げられる。
【００５２】
アクリル樹脂のなかでも、重量平均分子量が１万〜１００万のものがより好ましく、３万〜７０万のものがさらに好ましい。上記数値範囲内であると、焼結工程前の接着性、及び、焼結工程時における熱分解性に優れるからである。なお、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー）により測定し、ポリスチレン換算により算出された値である。
また、アクリル樹脂のなかでも、２００℃〜４００℃で熱分解するアクリル樹脂が好ましい。
【００５３】
なお、前記焼結前層には、前記成分以外にも、例えば、可塑剤などを適宜含有してよい。
【００５４】
加熱接合用シート４０は、通常の方法で製造できる。例えば、前記焼結前層を形成するための前記各成分を含有するワニスを作製し、ワニスを基材セパレータ上に所定厚みとなる様に塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を乾燥させることで、加熱接合用シート４０を製造できる。
【００５５】
ワニスに用いる溶媒としては特に限定されないが、前記各成分を均一に溶解、混練又は分散できる有機溶剤やアルコール溶剤が好ましい。前記有機溶剤としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ-メチルピロリドン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、トルエン、キシレンなどが挙げられる。また、前記アルコール溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセリン、オクタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、テルピネオールが挙げられる。
【００５６】
塗布方法は特に限定されない。溶剤塗工の方法としては、例えば、ダイコーター、グラビアコーター、ロールコーター、リバースコーター、コンマコーター、パイプドクターコーター、スクリーン印刷などが挙げられる。なかでも、塗布厚みの均一性が高いという点から、ダイコーターが好ましい。また、塗布膜の乾燥条件は特に限定されず、例えば、乾燥温度７０〜１６０℃、乾燥時間１〜５分間で行うことができる。なお、塗布膜を乾燥させた後であっても溶剤の種類によって、溶剤の全部が気化せずに塗膜中に残る場合がある。
【００５７】
前記焼結前層が前記低沸点バインダーを含有する場合、前記乾燥条件に応じて、前記低沸点バインダーの一部が揮発する場合がある。そのため、前記乾燥条件に応じて、前記焼結前層を構成する各成分の比率が変化する。例えば、同一のワニスから形成した焼結前層であっても、乾燥温度が高いほど、また、乾燥時間が長いほど、焼結前層全体に占める金属微粒子の含有量や、熱分解性バインダーの含有量は多くなる。従って、焼結前層中の金属微粒子や熱分解性バインダーの含有量が所望の量となるように、前記乾燥条件を設定することが好ましい。
【００５８】
基材セパレータとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンや、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤などの剥離剤により表面コートされたプラスチックフィルムや紙などが使用可能である。
【００５９】
加熱接合用シート４０の製造方法としては、例えば、前記焼結前層を形成するための前記各成分をミキサーにて混合し、得られた混合物をプレス成形して加熱接合用シート４０を製造する方法なども好適である。ミキサーとしてはプラネタリーミキサーなどが挙げられる。
【００６０】
加熱接合用シート４０は、２枚のセパレータに挟まれた両面セパレータ付き加熱接合用シート４０とすることが好ましい。すなわち、セパレータ４０ａ、加熱接合用シート４０、及び、セパレータ４０ｂがこの順で積層された両面セパレータ付き加熱接合用シート４０とすることが好ましい（図３参照）。セパレータ４０ａ及びセパレータ４０ｂとしては、前記基材セパレータと同一のものを使用することができる。
【００６１】
以上、加熱接合用シート４０について説明した。
【００６２】
工程Ａ−２では、上述の通り、一方の面に加熱接合用シート４０が積層されている半導体素子２２（図５参照）を準備する。
【００６３】
一方の面に加熱接合用シート４０が積層されている半導体素子２２は、下記工程Ｘ及び工程Ｙにより得ることができる。
半導体ウエハ２０の一方の面に加熱接合用シート４０を形成する工程Ｘ、
前記工程Ｘで得られた、加熱接合用シート４０が形成された半導体ウエハ２０を個片化する工程Ｙ。
【００６４】
［工程Ｘ］
工程Ｘでは、図２に示すように、半導体ウエハ２０の一方の面に加熱接合用シート４０を形成する。この工程では、加熱接合用シート４０を半導体ウエハ２０に貼り付ける。
【００６５】
加熱接合用シート４０は、通常、両面にセパレータが貼り付けられた状態で準備する。図３には、加熱接合用シート４０の両面にセパレータ（セパレータ４０ａ、セパレータ４０ｂ）が貼り付けられた状態を示している。
【００６６】
加熱接合用シート４０を半導体ウエハ２０に貼り付ける際には、セパレータの一方を剥離した後、貼り付ける。
より具体的には、図４に示すように、まず、一方のセパレータ４０ａを剥離した加熱接合用シート４０の上に半導体ウエハ２０を載置する。その後、加圧して貼り付ける。貼り付けは、例えば、ラミネーターや平板プレスにより行うことができる。貼り付け圧力としては、０．０１〜１０ＭＰａの範囲内であることが好ましい。また、貼り付けの際の貼り付け温度は特に限定されないが、例えば２３〜９０℃の範囲内であることが好ましい。
【００６７】
［工程Ｙ］
工程Ｙでは、図５に示すように、前記工程Ｘで得られた、加熱接合用シート４０が形成された半導体ウエハ２０を個片化する。
【００６８】
具体的には、加熱接合用シート４０からセパレータ４０ｂを剥離してダイシングテープ（図示せず）上に貼り付ける。その後、ダイシングして個片化する。
なお、ダイシングテープとしては、従来公知のものを採用できるため、ここでの説明は省略する。また、ダイシング方法としても、従来公知のダイシング装置を用いて、従来公知の方法を採用できるからここでの説明は省略する。例えば、ダイシングブレードを用いた方法や、レーザー照射した後に割断する方法等が挙げられる。
【００６９】
以上により、一方の面に加熱接合用シート４０が積層されている半導体素子２２が得られる。
なお、上述の実施形態では、ダイシング前にセパレータ４０ｂを剥離する場合について説明した。しかしながら、セパレータ４０ｂを剥離するタイミングはこの例に限定されない。例えば、ダイシング後にセパレータ４０ｂを剥離することとしてもよい。ただし、ダイシング前にセパレータ４０ｂを剥離する場合は、個片化される前に一括してセパレータ４０ｂを剥離できる点で優れる。また、ダイシング後にセパレータ４０ｂを剥離する場合は、仮接着直前まで、加熱接合用シート４０を保護できる点で優れる。
【００７０】
［工程Ａ−３］
工程Ａ−３では、工程Ａ−２で準備した半導体素子２２を、加熱接合用シート４０を介して基板５０に仮接着する（図１参照）。この工程では、チップマウンター等を用いて、複数の半導体素子２２を基板５０上に仮接着する。仮接着条件としては、圧力０．０１ＭＰａ〜５ＭＰａにて仮接着することが好ましい。また、仮接着時の温度は特に限定されないが、例えば２３〜１５０℃の範囲内であることが好ましい。また、加圧時間は、０．０１〜５秒であることが好ましい。
【００７１】
以上、積層体１０を得る方法（工程Ａ）について説明した。
【００７２】
以上、積層体を準備する工程Ａの一実施形態について説明した。ただし、本発明に係る積層体を準備する工程Ａは、積層体が準備できれば、上述した実施形態に限定されない。例えば、積層体は、以下の工程により準備してもよい。
【００７３】
一方の面に加熱接合用シートが積層されている第１の被接合物（例えば、基板）を準備する工程Ａ−１１、
第２の被接合物（例えば、半導体素子）を準備する工程Ａ−１２、及び、
工程Ａ−１２で準備した第２の被接合物を、加熱接合用シートを介して前記第１の被接合物に仮接着する工程Ａ−１３。
【００７４】
第１の被接合物（例えば、基板）を準備する工程Ａ−２１、
第２の被接合物（例えば、半導体素子）を準備する工程Ａ−２２、及び、
工程Ａ−２１で準備した第１の被接合物と、工程Ａ−２２で準備した第２の被接合物との間に加熱接合用シートを配置して、第１の被接合物と第２の被接合物を仮接着する（第１の被接合物と第２の被接合物とを同時に加熱接合用シートに仮接着する）工程Ａ−２３。
【００７５】
［工程Ｂ］
工程Ａの後、積層体１０を、下記で定義する第１の温度以下から第２の温度まで昇温する。
第１の温度：前記焼結前層の熱重量測定を行ったときに、前記焼結前層に含まれる有機成分が１０重量％減少するときの温度。
前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを大気下で行う場合、前記熱重量測定は、大気下で行い、前記工程Ｂ及び前記工程Ｃを窒素雰囲気下、還元ガス雰囲気下、又は、真空雰囲気下で行う場合、前記熱重量測定は、窒素雰囲気下で行う。
【００７６】
本実施形態では、図６に示すように、下側加熱加圧板６０と上側加熱加圧板６２とを備える平行平板プレスを用いて工程Ｂ及び後述する工程Ｃを行う場合について説明する。下側加熱加圧板６０、及び、上側加熱加圧板６２は、内部にヒーターが取り付けられた加圧板である。本実施形態のように、加圧装置（下側加熱加圧板６０、上側加熱加圧板６２）が、加熱機能をも有している場合、積層体を第１の温度以下から第２の温度まで昇温する、とは、加圧装置としての下側加熱加圧板６０、上側加熱加圧板６２の少なくとも一方の温度を第１の温度以下から第２の温度まで昇温することをいう。
【００７７】
前記第１の温度は、前記焼結前層の熱重量測定を行ったときに、前記焼結前層に含まれる有機成分の重量が１０重量％減少するときの温度である。つまり、焼結前層に含まれる有機成分全体を１００重量％としたときの１０重量％減少するときの温度である。例えば、焼結前層に含まれる有機成分が焼結前層全体の５重量％であるならば、５重量％のうちの１０重量％が減少する温度（焼結前層全体に対して０．５重量％）を意味する。
「焼結前層に含まれる有機成分」とは、前記熱分解性バインダー、前記低沸点バインダーを含む。前記金属微粒子（例えば、焼結性金属粒子）は、含まない。前記第１の温度は、主として前記低沸点バインダーの急激な揮発を防止することを目的として設定される温度である。なお、前記第１の温度は、前記熱分解性バインダーが分解することがほとんどないと推測される温度である。
前記熱重量測定は、焼結前層を用いて測定する。有機成分のみを抜き出してでの測定ではない。焼結前層を用いて測定するのは、有機成分と金属微粒子との混合により、低沸点バインダーの沸点や熱分解性バインダーの分解温度が、単独で測定する場合と比較して異なる場合があるからである。
【００７８】
前記第１の温度は、前記焼結前層の組成に応じて異なるが、例えば、５０℃、８０℃、１００℃等が挙げられる。
【００７９】
この工程Ｂ（昇温工程）では、予め、下側加熱加圧板６０、及び、上側加熱加圧板６２を前記第１の温度にまで余熱した後、下側加熱加圧板６０、及び、上側加熱加圧板６２で積層体１０を挟み込み、その後、所定の昇温速度で、第２の温度まで昇温する。ただし、本発明においては、第１の温度まで余熱せずに、第１の温度以下の状態から、第２の温度まで昇温してもよい。例えば、下側加熱加圧板６０、及び、上側加熱加圧板６２を余熱しない状態で（温度が第１の温度以下の状態で）積層体１０を挟み込み、その後、所定の昇温速度で、第２の温度まで昇温してもよい。
【００８０】
前記昇温速度としては、好ましくは、０．１℃／ｓ以上、より好ましくは０．５℃／ｓ以上、さらに好ましくは１℃／ｓ以上である。また、前記昇温速度としては、好ましくは、５℃／ｓ以下、より好ましくは３℃／ｓ以下、さらに好ましくは２℃／ｓ以下である。前記昇温速度が、２℃／ｓ以下であると、急激な加熱をより抑制できる。一方、前記昇温速度が、０．１℃／ｓ以上であると、プロセスを短期間化することができる。
【００８１】
前記第２の温度は、工程Ｃ（焼結工程）を開始する時点での温度であり、実質的に焼結が開始する温度である。
【００８２】
前記第２の温度は、前記焼結前層の組成に応じて異なるが、例えば、２００℃、２５０℃、３００℃等が挙げられる。
【００８３】
本実施形態では、第１の温度以下から第２の温度まで昇温する間、常に、積層体１０を加圧する。前記加圧としては、５〜４０ＭＰａの範囲内であることが好ましく、５〜１５ＭＰａの範囲内であることがより好ましい。前記加圧が５ＭＰａ以上であると、より強固に接合された接合体が得られる。また、前記加圧が４０ＭＰａ以下であるとチップへの荷重負荷を軽減することが可能である。前記加圧は、一定の圧力による加圧であってもよく、一定の範囲内で圧力を変動させながらの加圧であってもよい。
【００８４】
なお、本実施形態では、第１の温度以下から第２の温度まで昇温する間、常に、積層体１０を加圧する場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、工程Ｂの少なくとも一部の期間、加圧すればよい。少なくとも一部の期間、加圧していれば、接合がより好適となるからである。例えば、加圧することなく第１の温度以下から昇温を開始し、一定の期間経過後、第２の温度に達する前に、加圧を開始することとしてもよい。
【００８５】
［工程Ｃ］
前記工程Ｂの後、積層体１０の温度を所定範囲内に保持する。
【００８６】
この接合工程Ｃ（接合工程）では、加熱により、加熱接合用シート４０中の金属微粒子を焼結するとともに、必要に応じて熱分解性バインダーを熱分解させる。また、加熱接合用シート４０製造時の乾燥工程により揮発しきらなかった残留低沸点バインダーを揮発させる。
【００８７】
工程Ｃは、工程Ｂに引き続き、積層体１０を下側加熱加圧板６０、及び、上側加熱加圧板６２にて加圧しながら行う。
【００８８】
前記温度（工程Ｃにおいて保持する温度）としては、前記第２の温度と同じかそれ以上であることが好ましい。具体的には、２００℃〜４００℃の範囲内であることが好ましく、２５０℃〜３００℃の範囲内であることがより好ましい。前記工程Ｃにおいて保持する温度が２００℃以上であると、良好に焼結が進行し、より強固に接合されさた接合体が得られる。また、前記工程Ｃにおいて保持する温度が４００℃以下であると、プロセス時間を短縮でき、かつチップへの熱によるダメージを軽減することが可能である。
【００８９】
本実施形態では、工程Ｃの間、常に、積層体１０を加圧する。前記加圧としては、５〜４０ＭＰａの範囲内であることが好ましく、５〜１５ＭＰａの範囲内であることがより好ましい。前記加圧が５ＭＰａ以上であると、より強固に接合されさた接合体が得られる。また、前記加圧が４０ＭＰａ以下であるとチップへの荷重負荷を軽減することが可能である。前記加圧は、一定の圧力による加圧であってもよく、一定の範囲内（例えば、前記数値範囲内）で圧力を変動させながらの加圧であってもよい。
【００９０】
なお、本実施形態では、工程Ｃの間、常に、積層体１０を加圧する場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、工程Ｃの少なくとも一部の期間、加圧すればよい。少なくとも一部の期間、加圧していれば、より接合がより好適となるからである。例えば、工程Ｃの開始直後から加圧し、一定の期間経過後、工程Ｃを終了する前に（温度を所定範囲内に保ったままで）、加圧をやめることとしてもよい。
【００９１】
工程Ｃを行う期間としては、３０秒以上６００秒以下、好ましくは９０秒以上４８０秒以下、さらに好ましくは１５０秒以上３００秒以下が挙げられる。前記数値範囲内で工程Ｃを行うと、好適な接合体が得られる。
【００９２】
本実施形態では、工程Ｂの後、連続して、工程Ｃを行う場合について説明した。しかしながら、本発明はこの例に限定されず、工程Ｂの後、工程Ｃの前に、他の工程があってもよい。例えば、工程Ｂの後、一旦、第２の温度以下に冷却した後、再び、加熱する等し、その後工程Ｃを行ってもよい。しかしながら、工程Ｂの後、連続して、工程Ｃを行うことが好ましい。
【００９３】
本実施形態では、平行平板プレスにて工程Ｂ及び工程Ｃの加圧を行う場合について説明した。しかしながら、本発明はこの例に限定されず、フリップチップボンダーのような加熱と加圧とを同時に行える装置で加圧を行ってもよい。また、耐圧性容器内に、積層体を配置し、容器内に空気や窒素等を充填して高圧力にすることにより、加圧してもよい。この場合、前記第１の温度や前記第２の温度は、耐圧性容器内の温度をいう。
【００９４】
［冷却工程］
その後、必要に応じて、冷却工程を行ってもよい。冷却工程は、例えば、空冷、水冷等を挙げることができる。これらは、一方のみ行ってもよく、両方を行ってもよい。適宜冷却工程を行うことにより、製造期間の短縮が可能となる。本実施形態では、工程Ｃ（焼結工程）の後、第３の温度になるまでは、空冷し、その後、水冷を行う。前記第３の温度は、前記第２の温度より低い温度であり、例えば、１２５〜２００℃の範囲内で適宜設定することができる。先に空冷を行い、その後、水冷を行えば、効率的に冷却を行うことができる。水冷は、例えば、積層体を加熱加圧板に矜持したままの状態で、加熱加圧板内に水を循環させ、加熱加圧板を冷却し、これにより、積層体を冷却する方法が挙げられる。これにより、常温（例えば、２３℃）にまで冷却することができる。ただし、冷却工程は、この例に限定されず、第２の温度と同じ温度から水冷を行うこととしてもよい。
【００９５】
以上により、接合体が得られる。
【００９６】
以上、本実施形態に係る接合体の製造方法について説明した。
【００９７】
上述の実施形態では、加熱接合用シートを単体で提供する場合について説明した。しかしながら、本発明の加熱接合用シートは、この例に限定されない。例えば、ダイシングシート上に積層された、ダイシングテープ付き加熱接合用シートとして提供されてもよい。
【実施例】
【００９８】
以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００９９】
実施例で使用した成分について説明する。
金属微粒子含有ペーストＡ：応用ナノ粒子研究所製のＡＮＰ−１（ナノサイズの銀微粒子が低沸点バインダーに分散されたペースト）に含まれる低沸点バインダーの量を適宜調整したもの。
熱分解性バインダーＡ（ポリプロピレンカーボネート樹脂）：Ｅｍｐｏｗｅｒ社製のＱＰＡＣ４０、２３℃で固形
有機溶剤Ａ：メチルエチルケトン（ＭＥＫ）
【０１００】
［加熱接合用シートの作製］
金属微粒子含有ペーストＡを１００重量部、熱分解性バインダーＡを１重量部、有機溶剤Ａを７０重量部配合した。次に、自転・公転ミキサー（シンキー製、ＡＲＥ−３１０）を用いて、２０００ｒｐｍで８分撹拌し、ワニスを作製した。
得られたワニスを、離型処理フィルム（三菱樹脂（株）製のＭＲＡ３８）上に塗布・乾燥させた。塗布は、アプリケーターを用い、乾燥後の塗膜が４５μｍとなるように行った。乾燥は、防爆乾燥機にて行った。乾燥条件は、１１０℃で３分とした。これにより、厚み４５μｍの加熱接合用シートを得た。
【０１０１】
［熱重量測定法（ＴＧ−ＤＴＡ）による有機成分の１０％重量減少温度の測定］
熱重量測定法による有機成分の１０％重量減少温度の測定には、Ｒｉｇａｋｕ製のＴＧ８１２０を用いた。加熱接合用シート（焼結前層）を１０ｍｇ、アルミ製の容器に入れ、大気雰囲気下、昇温速度１０℃／ｍｉｎで、温度範囲２５℃から５００℃で測定を行い、試料の重量変化を測定した。その結果、有機成分の１０％重量減少温度は、１２５℃となった。
【０１０２】
［信頼性評価］
裏面にＴｉ層（厚さ５０ｎｍ）とＡｇ層（厚さ１００ｎｍ）とがこの順で形成されたシリコンチップ（シリコンチップの厚さ３５０μｍ、縦５ｍｍ、横５ｍｍ）を準備した。準備したシリコンチップのＡｇ層面に、準備した加熱接合用シートを重ねた。この状態で、ラミネーターに通した。ラミネーターの条件は、温度７０℃、圧力０．３ＭＰａ、速度１０ｍｍ／秒とした。
【０１０３】
Ａｇ層（厚さ５μｍ）で全体が覆われた銅板（銅板の厚さ３ｍｍ）を準備した。準備した銅板上に、シリコンチップ付きの加熱接合用シート（上記で作成したもの）を仮接着した。仮接着時の圧力は、０．１ＭＰaである。また、仮接着の際には、銅板を予め７０℃に温めておいた。
【０１０４】
加熱条件（加圧の圧力、昇温開始温度、昇温時間、焼結温度、焼結時間）について、表１に記載の条件として、接合を行った。これらを、実施例１〜７、比較例１〜２とした。なお、各実施例、各比較例は、同様の銅板、及び、同様のシリコンチップ付きの加熱接合用シートを用いており、加熱条件のみ異ならせている。なお、加圧は、平板プレスで行い、昇温工程、及び、焼結工程の間、常に行った。また、昇温、及び、焼結時の雰囲気は、大気雰囲気とした。
【０１０５】
加熱後（焼結工程終了後）は、１７０℃になるまで空冷し、その後、８０℃になるまで水冷した。なお、水冷は、加圧板内に付設された水冷式冷却板によるものである。これにより、評価用サンプルを得た。接合には、焼結装置（伯東社製、ＨＴＭ−３０００）を用いた。
【０１０６】
次に、評価用サンプルを冷熱衝撃試験機（エスペック社製のＴＳＥ−１０３ＥＳ）に投入し、−４０℃〜２００℃の冷熱衝撃を１００サイクル与えた。なお、このとき、−４０℃と２００℃とでそれぞれ１５分保持した。
【０１０７】
１００サイクルの後、超音波映像装置［ＳＡＴ］（日立建機ファインテック製のＦｉｎｅＳＡＴ  II）を用い、シリコンチップと銅板とが焼結層で接合されている部分を確認するために、撮像を行った。使用したトランスデューサー（プローブ）は、ＰＱ−５０−１３：ＷＤ［周波数５０ＭＨｚ］である。撮影モードは「反射」である。
【０１０８】
画像解析ソフト  Ｉｍａｇｅ  Ｊを用い、得られた像において接合が残っている部分の面積（残面積）を求め、全体の面積に対する残面積の割合（残接合面積率）を算出した。
残接合面積率が６０％以上の場合を○、６０％より低い場合を×として評価した。結果を表１に示す。なお、超音波映像装置による像では、シリコンチップと基板が剥離をしている部分は白、接合が残っている部分は灰色に見える。
【０１０９】
【表１】
0006796937.tif 000002
【０１１０】
［断面の観察］
下記のようにして実施例３及び実施例７の評価サンプルの断面のＳＥＭ画像を撮影した。
まず、評価サンプルをエポキシ樹脂（ＳＣＡＮＤＩＡ社の硬化樹脂（２液タイプ、ＳＣＡＮＤＩＰＬＥＸ  Ａ、ＳＣＡＮＤＩＰＬＥＸ  Ｂ））に包埋した。
＜包埋条件＞
ＳＣＡＮＤＩＰＬＥＸ  Ａ：ＳＣＡＮＤＩＰＬＥＸ  Ｂ＝９：４（体積比）
４５℃で、１〜２時間放置
【０１１１】
包埋の後、機械研磨法により、シリコンチップの対角線上の断面を露出させた。機械研磨は、粗研磨を行ってから、精密研磨を行った。粗研磨の研磨装置は、Ｓｔｒｕｅｒｓ製、ＲｏｔｏＰｏｌ−３１を用いた。また、精密研磨の研磨装置は、ＡＬＬＩＥＤ製、精密研磨装置  ＭｕｌｔｉＰｒｅｐを用いた。粗研磨条件、及び、精密研磨条件は下記の通りとした。
＜粗研磨条件＞
耐水研磨紙：Ｓｔｒｕｅｒｓ社、ＳｉＣ  Ｆｏｉｌ  ＃２２０
円盤回転数：１５０ｒｐｍ
＜精密研磨条件＞
耐水研磨紙：Ｓｔｒｕｅｒｓ社、ＳｉＣ  Ｆｏｉｌ  ＃２２０，  ＃１０００
円盤回転数：１００ｒｐｍ
荷重：２００〜５００ｇ
【０１１２】
その後、露出面の中央付近をイオンポリッシングした。装置は、ＪＥＯＬ社製のクロスセクションポリッシャ  ＳＭ−０９０１０を用い、イオンポリッシングの条件は下記の通りとした。
＜イオンポリッシング条件＞
加速電圧  ５〜６ｋＶ
加工時間  ８〜１０時間
遮蔽板からの飛び出し量  ２５〜５０μｍ
【０１１３】
イオンポリッシングの後の断面のＳＥＭ像（走査型電子顕微鏡による像）を、電界放出形走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製のＳＵ８０２０）を用いて、撮像した。撮像条件は、加速電圧５ｋＶ、倍率５０００倍、１００００倍とした。
【０１１４】
図７、図８は実施例３に係る加熱接合用シートの断面写真である。図７は、加熱接合用シートの中央部の断面写真であり、図８は、加熱接合用シートのチップとの界面付近の断面写真である。図８中、上部の黒い部分がチップである。
図７、図８から明らかな通り、実施例３では、チップとの界面付近も含めてほぼ全範囲において焼結が進行している。従って、加熱接合用シートは、チップと充分に接合している。
【０１１５】
図９、図１０は実施例７に係る加熱接合用シートの断面写真である。図９、加熱接合用シートの中央部の断面写真であり、図１０は、加熱接合用シートのチップとの界面付近の断面写真である。図１０中、上部の黒い部分がチップである。
図９、図１０から明らかな通り、実施例７では、一部に焼結性金属粒子が焼結せずに残っている部分があるものの、一定以上は、焼結している。従って、実施例７において、加熱接合用シートは、チップと充分に接合している。
【符号の説明】
【０１１６】
１０    積層体
４０    加熱接合用シート
２０  半導体ウエハ
２２  半導体素子
５０  基板
４０ａ、４０ｂ  セパレータ
【図１】
0006796937.tif 000003
【図２】
0006796937.tif 000004
【図３】
0006796937.tif 000005
【図４】
0006796937.tif 000006
【図５】
0006796937.tif 000007
【図６】
0006796937.tif 000008
【図７】
0006796937.tif 000009
【図８】
0006796937.tif 000010
【図９】
0006796937.tif 000011
【図１０】
0006796937.tif 000012