JPWO2007034833A1 - ペースト状銀粒子組成物、固形状銀の製造方法、固形状銀、接合方法およびプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
近年、チップ部品の高性能化によりチップ部品からの発熱量が増え、電気伝導性はもとより、熱伝導性の向上が要求されてきている。そのため、銀粒子の含有率を可能な限り増加することにより電気伝導性、熱伝導性を向上することが考えられるが、導電性ペーストの粘度が上昇し、作業性が著しく低下するという問題がある。
[1](A)平均粒径が0.1〜18μmであり、炭素量が1.0重量%以下である非球状銀粒子と(B)揮発性分散媒とからなるペースト状物であり、加熱により該揮発性分散媒が揮散し該非球状銀粒子同士が焼結することを特徴とするペースト状銀粒子組成物。
[2]非球状銀粒子(A)がフレーク状銀粒子または粒状銀粒子であることを特徴とする、[1]記載のペースト状銀粒子組成物。
[3]銀の表面の少なくとも一部が高級脂肪酸若しくはその誘導体により被覆されている銀粒子であることを特徴とする、[1]記載のペースト状組成物。
[4]銀の表面の少なくとも一部が高級脂肪酸若しくはその誘導体により被覆されている銀粒子であることを特徴とする、[2]記載のペースト状組成物。
[5]揮発性分散媒(B)が揮発性の親水性溶剤または脂肪族炭化水素系溶剤であることを特徴とする、[1]、[2]、[3]または[4]記載のペースト状銀粒子組成物。
[6]揮発性の親水性溶剤が、揮発性アルコール、揮発性アルコールと水の混合物であることを特徴とする、[5]記載のペースト状銀粒子組成物。
[7][1]、[2]、[3]または[4]記載のペースト状銀粒子組成物を100℃以上400℃以下で加熱することにより該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結することを特徴とする、固形状銀の製造方法。
[8][5]記載のペースト状銀粒子組成物を100℃以上400℃以下で加熱することにより該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結することを特徴とする、固形状銀の製造方法。
[9][6]記載のペースト状銀粒子組成物を100℃以上400℃以下で加熱することにより該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結することを特徴とする、固形状銀の製造方法。
[10][7]記載の製造方法により製造された固形状銀の体積抵抗率が1×10-4Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が5W/m・K以上であることを特徴とする、固形状銀。
[11][8]記載の製造方法により製造された固形状銀の体積抵抗率が1×10-4Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が5W/m・K以上であることを特徴とする、固形状銀。
[12][9]記載の製造方法により製造された固形状銀の体積抵抗率が1×10-4Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が5W/m・K以上であることを特徴とする、固形状銀。
[13][1]、[2]、[3]または[4]記載のペースト状銀粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、100℃以上400℃以下での加熱により該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結して複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、接合方法。
[14][5]記載のペースト状銀粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、100℃以上400℃以下での加熱により該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結して複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、接合方法。
[15][6]記載のペースト状銀粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、100℃以上400℃以下での加熱により該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結して複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、接合方法。
[16]複数の金属製部材が、金属系基板もしくは電気絶縁性基板上の電極と、電子部品もしくは電気部品の金属部分であることを特徴とする、[13]記載の接合方法。
[17]複数の金属製部材が、金属系基板もしくは電気絶縁性基板上の電極と、電子部品もしくは電気部品の金属部分であることを特徴とする、[14]記載の接合方法。
[18]複数の金属製部材が、金属系基板もしくは電気絶縁性基板上の電極と、電子部品もしくは電気部品の金属部分であることを特徴とする、[15]記載の接合方法。
[19][1]、[2]、[3]または[4]記載のペースト状銀粒子組成物を接着剤が塗布された基板上に塗布し、該接着剤が硬化する前に100℃以上400℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結し、同時に接着剤が硬化して、銀配線を形成することを特徴とする、プリント配線板の製造方法。
[20][5]記載のペースト状銀粒子組成物を接着剤が塗布された基板上に塗布し、該接着剤が硬化する前に100℃以上400℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結し、同時に接着剤が硬化して、銀配線を形成することを特徴とする、プリント配線板の製造方法。
[21][6]記載のペースト状銀粒子組成物を接着剤が塗布された基板上に塗布し、該接着剤が硬化する前に100℃以上400℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結し、同時に接着剤が硬化して、銀配線を形成することを特徴とする、プリント配線板の製造方法。
;により達成される。
本発明の固形状銀の製造方法によると、加熱により該揮発性分散媒(B)が揮散し、特には100℃以上400℃以下での加熱により、該非球状銀粒子(A)同士が焼結して、強度と電気伝導性と熱伝導性が優れた固形状銀を得ることができる。
本発明の固形状銀は、精錬法により製造された銀と遜色のない強度と電気伝導性を有している。
本発明の接合方法によると、加熱により該揮発性分散媒(B)が揮散し非球状銀粒子(A)同士が焼結して複数の金属製部材同士を電気伝導性と熱伝導性よく強固に接合させることができる。
本発明のプリント配線板の製造方法によると、加熱により該揮発性分散媒(B)が揮散し、非球状銀粒子(A)同士が焼結して、耐摩耗性と基板への接着性と電気伝導性と熱伝導性が優れた銀配線を有するプリント配線板を得ることができる。また、前記接合方法によると、チップ等を当該プリント配線板に搭載することにより回路板を製造することができる。
1 ガラス繊維強化エポキシ樹脂基板
2 2012チップコンデンサ
3 2012チップコンデンサの端子電極
4 基板ランド(パッド)部
5 固形状銀
銀粒子を酸素気流中で高周波により加熱することにより、非球状銀粒子に付着していた有機化合物中の炭素を炭酸ガスに変え、炭酸ガス量を赤外線吸収スペクトル法により測定し、炭酸ガス量を換算して炭素量を算出した。
幅100mm×長さ40mmのガラス繊維強化エポキシ樹脂基板1上に1mmの間隔をおいて設けられた2つの0.8mm×1.2mmのランド(パッド)部4(銀メッキ仕上げ)に、150μm厚のメタルマスクを用いて、ペースト状銀粒子組成物を塗布し(塗布面積:0.6mm×1.0mm)、チップマウンタにより、2012チップコンデンサの端子電極3を該ランド(パッド)部4(銀メッキ仕上げ)に搭載後、強制循環式オーブン内で200℃で30分間加熱した。アルコールまたは低級イソパラフィンの揮散とともにペースト状銀粒子組成物中の非球状銀粒子が焼結してランド(パッド)部4と2012チップコンデンサの端子電極3(両端部銀メッキ仕上げ)が接合した。かくして得られた固着強度測定用試験体を固定し、そのチップコンデンサ2の側面を、固着強度試験機により押厚速度23mm/分で押圧し、接合部がせん断破壊したときの荷重をもって固着強度(単位;kgfおよびN)とした。なお、固着強度試験の回数は5回であり、5回の平均値を固着強度とした。
幅10mm、長さ50mm、厚さ100μmの開口部を有するメタルマスクを用い、電気絶縁性のFR−4ガラス繊維強化エポキシ樹脂基板上にペースト状銀粒子組成物を印刷塗布し、強制循環式オーブン内で200℃で30分間加熱した。アルコールまたは低級イソパラフィンの揮散とともにペースト状銀粒子組成物中の非球状銀粒子が焼結してフィルム状銀となった。このフィルム状銀について、50mm長の測定端間で10ボルトの電圧を印加して抵抗を測定し、体積抵抗率(単位;Ω・cm)を算出した。
10mm×10mm角のシリコンウエハ間に、厚さ40μmまたは80μmとなるようペースト状銀粒子組成物を介在させ、強制循環式オーブン内で200℃で30分間加熱した。アルコールまたは低級イソパラフィンの揮散とともにペースト状銀粒子組成物中の非球状銀粒子が焼結してフィルム状銀となった。このフィルム状銀について、各々の厚さにおける熱抵抗(単位;℃/W)を測定した。各厚さ(単位;m)と熱抵抗の関係をグラフにプロットして直線を引き、その傾きを熱伝導率(単位;W/mK)として算出した。
市販の還元法で製造された銀粒子をフレーク化した銀(レーザー回折法により得られる1次粒子の平均粒径が3.0μmであり、炭素量が0.7重量%であり、銀表面がステアリン酸で被覆されている)20部に、1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社発売の試薬特級)2部を添加し、へらを用いて均一に混合することによりペースト状銀粒子組成物を調製した。このペースト状銀粒子組成物は、メタルマスクでの塗布においてダレ、流れ等はなく良好な形状に塗布できた。このペースト状銀粒子組成物は、EFDシリンジ(サンエイテック株式会社製で先端にとりつけたニードルの内径が1.55mmであり、吐出圧が50kPaである)から容易に吐出することができた。このペースト状銀粒子組成物について、加熱焼結物である固形状銀の固着強度、体積抵抗率、熱伝導率を測定し、結果を表1にまとめて示した。体積抵抗率測定に使用したフィルム状銀は、精錬法による銀と遜色ない強度を有していた。以上の結果より、このペースト状銀粒子組成物が、強固な固形状銀を製造するのに有用なこと、金属製部材を電気伝導性と熱伝導性よく強固に接合するのに有用なこと、および耐摩耗性と基板への接着性と電気伝導性と熱伝導性が優れた銀配線を形成するのに有用なことがわかる。
実施例1において、1−ヘキサノールの代わりに、蒸留範囲が106℃から202℃である低級イソパラフィン(新日本石油化学株式会社製、商品名アイソゾール300)を用いた以外は実施例1と同様にして、ペースト状銀粒子組成物を調製した。このペースト状銀粒子組成物は、メタルマスクでの塗布においてダレ、流れ等はなく良好な形状に塗布できた。このペースト状銀粒子組成物について、加熱焼結物である固形状銀の固着強度、体積抵抗率、熱伝導率を測定し、結果を表1にまとめて示した。体積抵抗率測定に使用したフィルム状銀は、精錬法による銀と遜色ない強度を有していた。以上の結果より、このペースト状銀粒子組成物が、強固な固形状銀を製造するのに有用なこと、金属製部材を電気伝導性と熱伝導性よく強固に接合するのに有用なこと、および耐摩耗性と基板への接着性と電気伝導性と熱伝導性が優れた銀配線を形成するのに有用なことがわかる。
市販の還元法で製造された粒状銀粒子(レーザー回折法により得られる1次粒子の平均粒径が2.7μmであり、炭素量が0.9重量%であり、銀表面がステアリン酸で被覆されている)20部に1−オクタノール(和光純薬工業株式会社発売の試薬特級)2部を添加し、へらを用いて均一に混合することによりペースト状銀粒子組成物を調製した。このペースト状銀粒子組成物は、メタルマスクでの塗布においてダレ、流れ等はなく良好な形状に塗布できた。このペースト状銀粒子組成物は、EFDシリンジ(サンエイテック株式会社製であり、先端にとりつけたニードルの内径が1.55mmであり、吐出圧が50kPaである)から容易に吐出することができた。加熱焼結物である固形状銀の固着強度、体積抵抗率、熱伝導率を測定し、結果を表1にまとめて示した。体積抵抗率測定に使用したフィルム状銀は、精錬法による銀と遜色ない強度を有していた。以上の結果より、このペースト状銀粒子組成物が、強固な固形状銀を製造するのに有用なこと、金属製部材を電気伝導性と熱伝導性よく強固に接合するのに有用なこと、および耐摩耗性と基板への接着性と電気伝導性と熱伝導性が優れた銀配線を形成するのに有用なことがわかる。
市販のアトマイズ法で製造された球状の銀粒子(レーザー回折法により得られる1次粒子の平均粒径が1.0μmであり、炭素量が0.8重量%であり、表面は高級脂肪酸で被覆されていない)20部に1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社発売の試薬特級)2部を添加し、へらを用いて均一に混合することによりペースト状銀粒子組成物を調製した。このペースト状銀粒子組成物は、メタルマスクでの塗布においてダレ、流れ等はなく良好な形状に塗布できた。このペースト状銀粒子組成物について、固着強度測定用試験体、体積抵抗率測定用試験体および熱伝導率測定用試験体を作成しようとしたが、球状銀粒子が充分に焼結せず、焼結物はもろく、指で触ると容易に壊れ、試験体を作製することができなかった。そのため固形状銀の固着強度、体積抵抗率、熱伝導率は測定不可能であった。
市販の還元法で製造された銀粒子をフレーク状の銀粒子(レーザー回折法により得られる1次粒子の平均粒径が20μmであり、炭素量が0.5重量%であり、銀表面がステアリン酸で被覆されている)20部に1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社発売の試薬特級)2部を添加し、へらを用いて均一に混合することによりペースト状銀粒子組成物を調製した。このペースト状銀粒子組成物は、メタルマスクでの塗布においてダレ、流れ等はなく良好な形状に塗布できた。このペースト状銀粒子組成物について、加熱焼結物である固形状銀の固着強度、体積抵抗率、熱伝導率を測定し、結果を表1にまとめて示した。体積抵抗率測定に使用した加熱焼結物であるフィルム状銀は、精錬法による銀よりもやや弱い強度を有していた。
市販の還元法で製造された銀粒子をフレーク状の銀粒子(レーザー回折法により得られる1次粒子の平均粒径が2.4μmであり、炭素量が1.6重量%であり、銀表面がリノレン酸で被覆されている)20部に1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社発売の試薬特級)2部を添加し、へらを用いて均一に混合することによりペースト状銀粒子組成物を調製した。このペースト状銀粒子組成物は、メタルマスクでの塗布においてダレ、流れ等はなく良好な形状に塗布できた。このペースト状銀粒子組成物について、固着強度測定用試験体、体積抵抗率測定用試験体および熱伝導率測定用試験体を作成しようとしたが、フレーク状銀粒子が充分に焼結せず、焼結物はもろく、指で触ると容易に壊れ、試験体を作製することができなかった。そのため固形状銀の固着強度、体積抵抗率、熱伝導率は測定不可能であった。
熱すると銀粒子が容易に焼結して強度と電気伝導性と熱伝導性が優れた固形状銀となるペースト状銀粒子組成物;ペースト状銀粒子組成物から強度と電気伝導性と熱伝導性が優れた固形状銀を製造する方法;強度と電気伝導性と熱伝導性が優れた固形状銀;当該ペースト状銀粒子組成物を使用して金属製部材を電気伝導性と熱伝導性よく強固に接合する方法、および、耐摩耗性・基板への接着性・電気伝導性・熱伝導性が優れた銀配線を有するプリント配線板を製造する方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007]
この目的は、
[1](A)平均粒径が0.1〜18μmであり、非球状銀粒子の表面の少なくとも一部が高級脂肪酸若しくはその誘導体により被覆されており、炭素量が1.0重量%以下である非球状銀粒子と(B)揮発性分散媒とからなるペースト状物であり、加熱により該揮発性分散媒が揮散し該非球状銀粒子同士が焼結することを特徴とするペースト状銀粒子組成物。
[2]非球状銀粒子がフレーク状銀粒子または粒状銀粒子であることを特徴とする、[1]記載のペースト状銀粒子組成物。
[3]揮発性分散媒は、沸点が100℃以上400℃以下であることを特徴とする、[1]または[2]記載のペースト状銀粒子組成物。
[4]揮発性分散媒は、沸点が150℃以上300℃以下であることを特徴とする、[3]記載のペースト状銀粒子組成物。
[5]揮発性分散媒が揮発性の親水性溶剤、エーテル、脂肪族カルボン酸エステルまたは脂肪族炭化水素系溶剤であることを特徴とする、[1]、[2]、[3]または[4]記載のペースト状銀粒子組成物。
[6]揮発性の親水性溶剤が、揮発性アルコールであることを特徴とする、[5]記載のペースト状銀粒子組成物。
[7][1]、[2]、[3]または[4]記載のペースト状銀粒子組成物を100℃以上400℃以下で加熱することにより該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結することを特徴とする、固形状銀の製造方法。
[8][5]記載のペースト状銀粒子組成物を100℃以上400℃以下で加熱することにより該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結することを特徴とする、固形状銀
の製造方法。
[9][6]記載のペースト状銀粒子組成物を100℃以上400℃以下で加熱することにより該揮発性アルコールが揮散し該銀粒子同士が焼結することを特徴とする、固形状銀の製造方法。
[10][7]記載の製造方法により製造された固形状銀の体積抵抗率が1×10−5Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が10W/m・K以上であることを特徴とする、固形状銀。
[11][8]記載の製造方法により製造された固形状銀の体積抵抗率が1×10−5Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が10W/m・K以上であることを特徴とする、固形状銀。
[12][9]記載の製造方法により製造された固形状銀の体積抵抗率が1×10−5Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が10W/m・K以上であることを特徴とする、固形状銀。
[13][1]、[2]、[3]または[4]記載のペースト状銀粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、100℃以上400℃以下での加熱により該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結して複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、接合方法。
[14][5]記載のペースト状銀粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、100℃以上400℃以下での加熱により該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結して複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、接合方法。
[15][6]記載のペースト状銀粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、100℃以上400℃以下での加熱により該揮発性アルコールが揮散し該銀粒子同士が焼結して複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、接合方法。
[16]複数の金属製部材が、金属系基板もしくは電気絶縁性基板上の電極と、電子部品もしくは電気部品の金属部分であることを特徴とする、[13]記載の接合方法。
[17]複数の金属製部材が、金属系基板もしくは電気絶縁性基板上の電極と、電子部品もしくは電気部品の金属部分であることを特徴とする、[14]記載の接合方法。
[18]複数の金属製部材が、金属系基板もしくは電気絶縁性基板上の電極と、電子
粒子組成物中の非球状銀粒子が焼結してランド(パッド)部4と2012チップコンデンサの端子電極3(両端部銀メッキ仕上げ)が接合した。かくして得られた固着強度測定用試験体を固定し、そのチップコンデンサ2の側面を、固着強度試験機により押厚速度23mm/分で押圧し、接合部がせん断破壊したときの荷重をもって固着強度(単位;kgfおよびN)とした。なお、固着強度試験の回数は5回であり、5回の平均値を固着強度とした。
[0031]
[体積抵抗率]
幅10mm、長さ50mm、厚さ100μmの開口部を有するメタルマスクを用い、電気絶縁性のFR−4ガラス繊維強化エポキシ樹脂基板上にペースト状銀粒子組成物を印刷塗布し、強制循環式オーブン内で200℃で30分間加熱した。アルコールまたは低級イソパラフィンの揮散とともにペースト状銀粒子組成物中の非球状銀粒子が焼結してフィルム状銀となった。このフィルム状銀について、50mm長の測定端間で抵抗を測定し、体積抵抗率(単位;Ω・cm)を算出した。
[0032]
[熱伝導率]
10mm×10mm角のシリコンウエハ間に、厚さ40μmまたは80μmとなるようペースト状銀粒子組成物を介在させ、強制循環式オーブン内で200℃で30分間加熱した。アルコールまたは低級イソパラフィンの揮散とともにペースト状銀粒子組成物中の非球状銀粒子が焼結してフィルム状銀となった。このフィルム状銀について、各々の厚さにおける熱抵抗(単位;℃/W)を測定した。各厚さ(単位;m)と熱抵抗の関係をグラフにプロットして直線を引き、その傾きを熱伝導率(単位;W/mK)として算出した。
[0033]
[実施例1]
市販の還元法で製造された銀粒子をフレーク化した銀粒子(レーザー回折法により得られる1次粒子の平均粒径が3.0μmであり、炭素量が0.7重量%であり、銀表面がステアリン酸で被覆されている)20部に、1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社発売の試薬特級)2部を添加し、へらを用いて均一に混合することによりペースト状銀粒子組成物を調製した。このペースト状銀粒子組成物は、メタルマスクでの塗布においてダレ、流れ等はなく良好な形状に塗布できた。このペースト状銀粒子組成物は、EF
ンエイテック株式会社製であり、先端にとりつけたニードルの内径が1.55mmであり、吐出圧が50kPaである)から容易に吐出することができた。加熱焼結物である固形状銀の固着強度、体積抵抗率、熱伝導率を測定し、結果を表1にまとめて示した。体積抵抗率測定に使用したフィルム状銀は、精錬法による銀と遜色ない強度を有していた。以上の結果より、このペースト状銀粒子組成物が、強固な固形状銀を製造するのに有用なこと、金属製部材を電気伝導性と熱伝導性よく強固に接合するのに有用なこと、および耐摩耗性と基板への接着性と電気伝導性と熱伝導性が優れた銀配線を形成するのに有用なことがわかる。
[0036]
[比較例1]
市販のアトマイズ法で製造された球状の銀粒子(レーザー回折法により得られる1次粒子の平均粒径が1.0μmであり、炭素量が0.8重量%であり、表面は高級脂肪酸で被覆されていない)20部に1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社発売の試薬特級)2部を添加し、へらを用いて均一に混合することによりペースト状銀粒子組成物を調製した。このペースト状銀粒子組成物は、メタルマスクでの塗布においてダレ、流れ等はなく良好な形状に塗布できた。このペースト状銀粒子組成物について、固着強度測定用試験体、体積抵抗率測定用試験体および熱伝導率測定用試験体を作成しようとしたが、球状銀粒子が充分に焼結せず、焼結物はもろく、指で触ると容易に壊れ、試験体を作製することができなかった。そのため固形状銀の固着強度、体積抵抗率、熱伝導率は測定不可能であった。
[0037]
[比較例2]
市販の還元法で製造された銀粒子をフレーク化した銀粒子(レーザー回折法により得られる1次粒子の平均粒径が20μmであり、炭素量が0.5重量%であり、銀表面がステアリン酸で被覆されている)20部に1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社発売の試薬特級)2部を添加し、へらを用いて均一に混合することによりペースト状銀粒子組成物を調製した。このペースト状銀粒子組成物は、メタルマスクでの塗布においてダレ、流れ等はなく良好な形状に塗布できた。このペースト状銀粒子組成物について、加熱焼結物である固形状銀の固着強度、体積抵抗率、熱伝導率を測定し、結果を表1にまとめて示した。体積抵抗率測定に使用した加熱焼結物であるフィルム状銀
は、精錬法による銀よりもやや弱い強度を有していた。
[0038]
[比較例3]
市販の還元法で製造された銀粒子をフレーク化した銀粒子(レーザー回折法により得られる1次粒子の平均粒径が2.4μmであり、炭素量が1.6重量%であり、銀表面がリノレン酸で被覆されている)20部に1−ヘキサノール(和光純薬工業株式会社発売の試薬特級)2部を添加し、へらを用いて均一に混合することによりペースト状銀粒子組成物を調製した。このペースト状銀粒子組成物は、メタルマスクでの塗布においてダレ、流れ等はなく良好な形状に塗布できた。このペースト状銀粒子組成物について、固着強度測定用試験体、体積抵抗率測定用試験体および熱伝導率測定用試験体を作成しようとしたが、フレーク状銀粒子が充分に焼結せず、焼結物はもろく、指で触ると容易に壊れ、試験体を作製することができなかった。そのため固形状銀の固着強度、体積抵抗率、熱伝導率は測定不可能であった。
[0039]
[表1]
産業上の利用可能性
[0040]
本発明のペースト状銀粒子組成物、固形状銀の製造方法、固形状銀および接合方法は、プリント回路基板上の導電性回路の形成;抵抗器やコンデンサ等の各種電子部品及び各種表示素子の電極の形成;電磁波シールド用導電性被膜の形成;コンデンサ、抵抗、ダイオード、メモリ、演算素子(CPU)等のチップ部品の基板への接合;太陽電池の電極の形成;積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、積層セラミックアクチュエータ等のチップ型セラミック電子部品の外部電極の形成等に有用である。本発明の配線板の製造方法は、銀配線を有するプリント配線板を効率よく
幅100mm×長さ40mmのガラス繊維強化エポキシ樹脂基板1上に1mmの間隔をおいて設けられた2つの0.8mm×1.2mmのランド(パッド)部4(銀メッキ仕上げ)に、150μm厚のメタルマスクを用いて、ペースト状銀粒子組成物を塗布し(塗布面積:0.6mm×1.0mm)、チップマウンタにより、2012チップコンデンサの端子電極3を該ランド(パッド)部4(銀メッキ仕上げ)に搭載後、強制循環式オーブン内で200℃で30分間加熱した。アルコールまたは低級イソパラフィンの揮散とともにペースト状銀粒子組成物中の非球状銀粒子が焼結してランド(パッド)部4と2012チップコンデンサの端子電極3(両端部銀メッキ仕上げ)が接合した。かくして得られた固着強度測定用試験体を固定し、そのチップコンデンサ2の側面を、固着強度試験機により押圧速度23mm/分で押圧し、接合部がせん断破壊したときの荷重をもって固着強度(単位;kgfおよびN)とした。なお、固着強度試験の回数は5回であり、5回の平均値を固着強度とした。
[1] (A)平均粒径が0.1〜18μmであり、非球状銀粒子の表面の少なくとも一部が高級脂肪酸若しくはその誘導体により被覆されており、炭素量が1.0重量%以下である非球状銀粒子と、(B)沸点が60〜300℃である揮発性分散媒とからなるペースト状物であり、100℃以上400℃以下での加熱により該揮発性分散媒が揮散し該非球状銀粒子同士が焼結して体積抵抗率が1×10 -4 Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が10W/m・K以上の固形状銀になることを特徴とする、金属製部材接合用ペースト状銀粒子組成物。
[2] 非球状銀粒子がフレーク状銀粒子または粒状銀粒子であることを特徴とする、[1]記載の金属製部材接合用ペースト状銀粒子組成物。
[3] 揮発性分散媒が、揮発性のアルコール、エーテル、脂肪族カルボン酸エステルまたは脂肪族炭化水素系溶剤であることを特徴とする、[1]または[2]記載の金属製部材接合用ペースト状銀粒子組成物。
[4] (A)平均粒径が0.1〜18μmであり、非球状銀粒子の表面の少なくとも一部が高級脂肪酸若しくはその誘導体により被覆されており、炭素量が1.0重量%以下である非球状銀粒子と、(B)沸点が60〜300℃である揮発性分散媒とからなるペースト状銀粒子組成物を100℃以上400℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒を揮散させ該銀粒子同士を焼結して体積抵抗率が1×10 -4 Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が10W/m・K以上の固形状銀にすることを特徴とする、金属製部材接合部用固形状銀の製造方法。
[5] (A)平均粒径が0.1〜18μmであり、非球状銀粒子の表面の少なくとも一部が高級脂肪酸若しくはその誘導体により被覆されており、炭素量が1.0重量%以下である非球状銀粒子と、(B)沸点が60〜300℃である揮発性分散媒とからなるペースト状銀粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、100℃以上400℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒を揮散させ該銀粒子同士を焼結して体積抵抗率が1×10 -4 Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が10W/m・K以上の固形状銀にすることを特徴とする、金属製部材の接合方法。
[6] 非球状銀粒子がフレーク状銀粒子または粒状銀粒子であることを特徴とする、[5]記載の金属製部材の接合方法。
[7] 揮発性分散媒が、揮発性のアルコール、エーテル、脂肪族カルボン酸エステルまたは脂肪族炭化水素系溶剤であることを特徴とする、[5]記載の金属製部材の接合方法。
[8] 複数の金属製部材が、金属系基板もしくは電気絶縁性基板上の電極と、電子部品もしくは電気部品の金属部分であることを特徴とする、[5]、[6]または[7]記載の金属製部材の接合方法。」により達成される。
Claims (21)
- (A)平均粒径が0.1〜18μmであり、炭素量が1.0重量%以下である非球状銀粒子と(B)揮発性分散媒とからなるペースト状物であり、加熱により該揮発性分散媒が揮散し該非球状銀粒子同士が焼結することを特徴とするペースト状銀粒子組成物。
- 非球状銀粒子(A)がフレーク状銀粒子または粒状銀粒子であることを特徴とする、請求項1記載のペースト状銀粒子組成物。
- 銀の表面の少なくとも一部が高級脂肪酸若しくはその誘導体により被覆されている銀粒子であることを特徴とする、請求項1記載のペースト状組成物。
- 銀の表面の少なくとも一部が高級脂肪酸若しくはその誘導体により被覆されている銀粒子であることを特徴とする、請求項2記載のペースト状組成物。
- 揮発性分散媒(B)が揮発性の親水性溶剤または脂肪族炭化水素系溶剤であることを特徴とする、請求項1、請求項2、請求項3または請求項4記載のペースト状銀粒子組成物。
- 揮発性の親水性溶剤が、揮発性アルコール、揮発性アルコールと水の混合物であることを特徴とする、請求項5記載のペースト状銀粒子組成物。
- 請求項1、請求項2、請求項3または請求項4記載のペースト状銀粒子組成物を100℃以上400℃以下で加熱することにより該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結することを特徴とする、固形状銀の製造方法。
- 請求項5記載のペースト状銀粒子組成物を100℃以上400℃以下で加熱することにより該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結することを特徴とする、固形状銀の製造方法。
- 請求項6記載のペースト状銀粒子組成物を100℃以上400℃以下で加熱することにより該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結することを特徴とする、固形状銀の製造方法。
- 請求項7記載の製造方法により製造された固形状銀の体積抵抗率が1×10-4Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が5W/m・K以上であることを特徴とする、固形状銀。
- 請求項8記載の製造方法により製造された固形状銀の体積抵抗率が1×10-4Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が5W/m・K以上であることを特徴とする、固形状銀。
- 請求項9記載の製造方法により製造された固形状銀の体積抵抗率が1×10-4Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導度が5W/m・K以上であることを特徴とする、固形状銀。
- 請求項1、請求項2、請求項3または請求項4記載のペースト状銀粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、100℃以上400℃以下での加熱により該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結して複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、接合方法。
- 請求項5記載のペースト状銀粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、100℃以上400℃以下での加熱により該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結して複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、接合方法。
- 請求項6記載のペースト状銀粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、100℃以上400℃以下での加熱により該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結して複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、接合方法。
- 複数の金属製部材が、金属系基板もしくは電気絶縁性基板上の電極と、電子部品もしくは電気部品の金属部分であることを特徴とする、請求項13記載の接合方法。
- 複数の金属製部材が、金属系基板もしくは電気絶縁性基板上の電極と、電子部品もしくは電気部品の金属部分であることを特徴とする、請求項14記載の接合方法。
- 複数の金属製部材が、金属系基板もしくは電気絶縁性基板上の電極と、電子部品もしくは電気部品の金属部分であることを特徴とする、請求項15記載の接合方法。
- 請求項1、請求項2、請求項3または請求項4記載のペースト状銀粒子組成物を接着剤が塗布された基板上に塗布し、該接着剤が硬化する前に100℃以上400℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結し、同時に接着剤が硬化して、銀配線を形成することを特徴とする、プリント配線板の製造方法。
- 請求項5記載のペースト状銀粒子組成物を接着剤が塗布された基板上に塗布し、該接着剤が硬化する前に100℃以上400℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結し、同時に接着剤が硬化して、銀配線を形成することを特徴とする、プリント配線板の製造方法。
- 請求項6記載のペースト状銀粒子組成物を接着剤が塗布された基板上に塗布し、該接着剤が硬化する前に100℃以上400℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒が揮散し該銀粒子同士が焼結し、同時に接着剤が硬化して、銀配線を形成することを特徴とする、プリント配線板の製造方法。
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