KR20230048009A

KR20230048009A - 도전성 조성물, 다이 어태치재, 가압 소결형 다이 어태치재, 및 전자 부품

Info

Publication number: KR20230048009A
Application number: KR1020237003617A
Authority: KR
Inventors: 코지 사사키
Original assignee: 나믹스 가부시끼가이샤
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2021-06-02
Publication date: 2023-04-10
Also published as: WO2022030089A1; EP4194495A4; CN116113664A; JPWO2022030089A1; US20240047406A1; EP4194495A1; TW202207245A

Abstract

가압·무가압에 상관없이, 저온 또는 단시간의 열처리에도 은 입자끼리를 결합시켜, 우수한 다이쉐어 강도를 실현하는 것이 가능한 도전성 조성물을 제공한다. (A) 평균 입자경이 0.05∼5㎛인 은 입자와, (B) 용제와, (C) 열경화성 수지를 포함하고, (C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도가 3,000∼12,000ppm이며, (A) 은 입자 100질량부에 대해, (C) 열경화성 수지를 0.1∼1.5질량부 포함한다.

Description

도전성 조성물, 다이 어태치재, 가압 소결형 다이 어태치재, 및 전자 부품

본 발명은 도전성 조성물, 다이 어태치재, 가압 소결형 다이 어태치재, 및 전자 부품에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 저온 또는 단시간의 열처리에도 은 입자끼리를 소결시켜, 우수한 다이쉐어 강도를 실현하는 것이 가능한 도전성 조성물, 그리고 이러한 도전성 조성물을 포함하는 다이 어태치재, 가압 소결형 다이 어태치재, 및 전자 부품에 관한 것이다.

근래, 다이 어태치재 등의 반도체 장치 및 전기·전자 부품의 각 부재의 접착에 사용되는 재료에는, 생산성의 관점에서, 가압·무가압에 상관없이, 저온 또는 단시간에서의 열처리에도 은 입자끼리를 소결시켜, 충분한 도전성을 갖는 도전성 조성물이 요구되고 있다.

반도체 장치에 있어서의 각 부재의 접착에 관한 기술로서, 예를 들면 기체와 반도체 소자 사이에 다이 어태치재를 배치하고, 반도체 소자와 기체를 가열하여, 반도체 소자와 기체를 접합하는 방법 등이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

예를 들면, 특허문헌 1에는, 이하에 나타내는 3개의 공정에 의해, 반도체 소자와 기체를 접합하는 방법이 개시되어 있다. 첫 번째 공정은 기체의 표면에 실시된 은 또는 산화은 위에, 반도체 소자의 표면에 실시된 은 또는 산화은이 접촉하도록 배치하는 공정이다. 두 번째 공정은 반도체 소자 또는 기체에 압력을 가하거나 초음파 진동을 가하여, 반도체 소자와 기체를 가접합하는 공정이다. 그리고, 세 번째 공정은 반도체 소자 및 기체에 150℃∼900℃의 온도를 가하여, 반도체 소자와 기체를 본접합하는 공정이다.

국제공개 제2010/084742호

그러나, 종래의 다이 어태치재 등의 도전성 조성물은 저온 또는 단시간의 열처리로는 충분한 다이쉐어 강도를 실현시키는 것이 곤란하다는 문제가 있었다. 예를 들면, 특허문헌 1에 있어서의 실시예 14에서는, 반도체 발광 소자가 가접합된 기체를 질소 기류 중 약 320℃에서 약 30분간 가열하여 본접합을 행하고 있고, 이러한 도전성 조성물로는 접합에 시간이 걸려, 저온 또는 단시간의 소결과 다이쉐어 강도의 양립이 충분하다고는 할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술이 갖는 문제점을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명은 가압·무가압에 상관없이, 저온 또는 단시간의 열처리에도 은 입자끼리를 소결시켜, 우수한 다이쉐어 강도를 실현하는 것이 가능한 도전성 조성물이 제공된다. 또한, 본 발명은 상술한 도전성 조성물을 포함하고, 우수한 다이쉐어 강도가 실현된 다이 어태치재, 가압 소결형 다이 어태치재, 및 전자 부품을 제공한다.

본 발명에 의하면, 이하에 나타내는 도전성 조성물, 다이 어태치재, 가압 소결형 다이 어태치재, 및 전자 부품이 제공된다.

[1] (A) 평균 입자 직경이 0.05∼5㎛인 은 입자와, (B) 용제와, (C) 열경화성 수지를 포함하고,

(C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도가 3,000∼12,000ppm이며,

(A) 은 입자 100질량부에 대해, (C) 열경화성 수지를 0.1∼1.5질량부 포함하는, 도전성 조성물.

[2] (C) 열경화성 수지가 에폭시 수지를 포함하는, 상기 [1]에 기재된 도전성 조성물.

[3] (A) 은 입자가, 평균 입자 직경이 0.05∼0.5㎛인 은 미립자를 포함하는, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 도전성 조성물.

[4] 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 도전성 조성물을 포함하는, 다이 어태치재.

[5] 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 도전성 조성물을 포함하는, 가압 소결형 다이 어태치재.

[6] 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 도전성 조성물의 소결체를 갖는, 전자 부품.

본 발명의 도전성 조성물은 가압·무가압에 상관없이, 저온 또는 단시간의 열처리에도 은 입자끼리를 소결시켜, 우수한 다이쉐어 강도를 실현할 수 있다는 효과를 나타낸다. 또한, 본 발명의 다이 어태치재, 가압 소결형 다이 어태치재, 및 전자 부품은 상술한 본 발명의 도전성 조성물을 포함하고, 우수한 다이쉐어 강도를 갖는다는 효과를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 당업자의 통상의 지식에 기초하여, 이하의 실시형태에 대해 적절히 변경, 개량 등이 가해진 것도 본 발명의 범위에 들어가는 것으로 이해되어야 한다.

[도전성 조성물]

본 발명의 도전성 조성물의 실시형태는 (A) 평균 입자 직경이 0.05∼5㎛인 은 입자와, (B) 용제와, (C) 열경화성 수지를 포함하는 도전성 조성물이다. 본 실시형태의 도전성 조성물은 다이 어태치재 등의 반도체 장치 및 전기·전자 부품의 각 부재의 접착에 사용된다. 이하, 「(A) 평균 입자 직경이 0.05∼5㎛인 은 입자」를 단순히 「(A) 은 입자」라고 하는 경우가 있다.

본 실시형태의 도전성 조성물은 (C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도가 3,000∼12,000ppm이고, (A) 은 입자 100질량부에 대해, (C) 열경화성 수지를 0.1∼1.5질량부 포함하는 것이다. 이와 같이 구성된 도전성 조성물은 가압·무가압에 상관없이, 저온 또는 단시간의 열처리에도 은 입자끼리를 소결시켜, 우수한 다이쉐어 강도를 실현할 수 있다. 이하, 본 실시형태의 도전성 조성물을 구성하는 각 성분에 대해, 더욱 상세하게 설명한다.

[(A) 은 입자]

(A) 은 입자는 은(Ag) 또는 은 합금을 포함하는 입자이다. (A) 은 입자의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 구 형상, 플레이크 형상, 인편 형상, 침 형상 등 어떠한 형상이어도 된다. (A) 은 입자로서, 상이한 형상의 은 입자가 혼합된 은 입자를 사용해도 된다. 한편, 다수의 은 입자(Ag 입자)를 은 분말(Ag 분말)이라고 하는 경우가 있다. 다른 입자에 대해서도 동일하다.

(A) 은 입자는 평균 입자 직경이 0.05∼5㎛인 것이 바람직하고, 소결성의 관점에서, 1.5㎛ 이하의 은 입자이면 보다 바람직하다. 한편, 본 명세서에 있어서, 은 입자 및 은 미립자는 1차 입자의 상태로 사용해도 되고, 2차 입자의 상태로 사용해도 되며, 1차 입자와 2차 입자가 혼재된 상태여도 된다. 1차 입자로 사용하는 경우의 평균 입자 직경은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰되는 1차 입자 200개를 관찰했을 때의 입자 직경의 평균값(개수 평균값)에 의해 측정할 수 있다. 2차 입자로 사용하는 경우의 평균 입자 직경은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰되는 2차 입자 200개를 관찰했을 때의 입자 직경의 평균값(개수 평균값)에 의해 측정할 수 있다. 1차 입자와 2차 입자가 혼재된 경우의 평균 입자 직경은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰되는 1차 입자 및 2차 입자의 합계 200개를 관찰했을 때의 입자 직경의 평균값(개수 평균값)에 의해 측정할 수 있다. 이 SEM에서의 관찰을 행하는 경우의 SEM의 배율은 은 입자 및 은 미립자를 관찰하는데 적절한 사이즈를 적절히 선택할 수 있다. 통상은 3000∼50000배의 배율을 사용한다. 한편, 1차 입자 및 2차 입자는 JIS H7008(금속 초미립자)에 기재된 정의에 기초하는 것이다.

(A) 은 입자의 제작 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, (A) 은 입자는 환원법, 분쇄법, 전해법, 아토마이즈법, 열처리법, 혹은 이들의 조합에 의해 제작할 수 있다.

또한, (A) 은 입자는 평균 입자 직경이 1㎛ 이하인 (a) 은 미립자를 포함하고 있어도 된다. (a) 은 미립자를 포함함으로써, 다이쉐어 강도를 보다 높게 할 수 있다.

(a) 은 미립자는 평균 입자 직경이 0.05∼0.5㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.05∼0.4㎛인 것이 더욱 바람직하며, 0.05∼0.2㎛인 것이 보다 더욱 바람직하다. 한편, (a) 은 미립자는 통상, 대략 구 형상이다. (a) 은 미립자의 평균 입자 직경이 상기 범위이면, (a) 은 미립자 및 당해 (a) 은 미립자를 포함하는 (A) 은 입자의 응집이 억제되어, 보존 안정성이 얻어지기 쉽다.

(a) 은 미립자는 바람직하게는 결정자 직경이 20∼70㎚이고, 보다 바람직하게는 20∼50㎚이다. 결정자 직경이 이 범위이면, 소성시의 체적 수축이 억제됨과 함께, 소성 후에 형성되는 접착부의 치밀성이나 표면 평활성이 확보된다.

(a) 은 미립자는 은 미립자의 결정자 직경에 대한 평균 입자 직경의 비(평균 입자 직경／결정자 직경)가 바람직하게는 1.5∼5이고, 보다 바람직하게는 1.5∼4이며, 더욱 바람직하게는 1.5∼3의 범위이다. 상기의 비가 이 범위이면, 예를 들면, 200℃ 이하의 소성 온도에서, 충분한 도전성을 나타내는 접착부를 형성할 수 있다.

(a) 은 미립자로서, 카르복실산의 은염에 1차 아민을 작용시키고, 이어서 환원 반응에 의해 석출시킨 은 미립자 또는 유기물로 피복 혹은 처리된 은 미립자를 사용할 수 있다. 전자로는, 일본 공개특허공보 2006-183072호, 일본 공개특허공보 2011-153362호 등에 개시된 은 미립자가 예시되고, 후자로는, 일본 공개특허공보 2009-289745호, 일본 공개특허공보 2010-65277호 등에 개시된 은 미립자가 예시된다. 또한, (a) 은 미립자로는, 국제공개 제2017/169534호 등에 개시된 은 미립자를 사용할 수도 있다. (a) 은 미립자는 나노 단위이고, 단위 중량당 총 표면적이 크며, 표면 에너지도 높고, 원래의 소결성이 양호한 것에 추가로, 소결시, 표면의 유기물이 휘발·열분해·용제로 용출되는 등 하여, 은의 표면이 노출되며, (a) 은 미립자끼리가 직접 접촉하게 되어, 소결이 진행되기 쉽다.

구체적으로는, (a) 은 미립자는 카르복실산의 은염과 지방족 1차 아민을 혼합하고, 이어서 환원제를 첨가하여, 반응 온도 20∼80℃에서 석출시킴으로써 제작할 수 있다.

카르복실산의 은염은 특별히 한정되지 않는다. 카르복실산의 은염은 지방족, 방향족 중 어느 카르복실산의 은염이어도 된다. 또한, 모노카르복실산의 은염이어도, 디카르복실산 등의 다가 카르복실산의 은염이어도 된다. 지방족 카르복실산의 은염은 사슬형 지방족 카르복실산의 은염이어도, 고리형 지방족 카르복실산의 은염이어도 된다. 지방족 모노카르복실산의 은염이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 사슬형 지방족 모노카르복실산의 은염이며, 더욱 바람직하게는, 초산은, 프로피온산은, 또는 부티르산은이고, 특히 초산은이다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

지방족 1차 아민은 특별히 한정되지 않고, 사슬형 지방족 1차 아민이어도, 고리형 지방족 1차 아민이어도 된다. 또한, 모노아민 화합물이어도, 디아민 화합물 등의 폴리아민 화합물이어도 된다. 지방족 1차 아민에는, 지방족 탄화수소기가 히드록실기, 메톡시기, 에톡시기, 프로필기 등의 알콕시기로 치환된 것도 포함하고, 보다 바람직하게는, 3-메톡시프로필아민, 3-아미노프로판올, 및 1,2-디아미노시클로헥산이다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

지방족 1차 아민의 사용량은 제작하는 (a) 은 미립자의 후처리 등 프로세스상의 요청이나 장치로부터 결정되지만, 제어된 입자 직경의 은 미립자를 얻는 점에서는, 카르복실산의 은염 1당량에 대해, 1당량 이상인 것이 바람직하다. 과잉인 지방족 1차 아민의 환경 등에 대한 영향을 고려하면, 카르복실산의 은염 1당량에 대해, 지방족 1차 아민의 사용량은 1.0∼3.0당량인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0∼1.5당량, 특히 바람직하게는 1.0∼1.1당량이다. 예를 들면, 과잉인 지방족 1차 아민은 가열에 의해 기화할 가능성이 있기 때문에, 상기의 바람직한 사용량의 범위를 채용하는 것이 바람직하다.

카르복실산의 은염과 지방족 1차 아민의 혼합은 유기 용매의 비존재하 또는 존재하에 행할 수 있고, 혼합의 용이성의 점에서는, 유기 용매의 존재하인 것이 바람직하다. 유기 용매로는, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올류, 프로필렌글리콜디부틸에테르 등의 에테르류, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 유기 용매의 사용량은 혼합의 편리성, 후속의 공정에서의 (a) 은 미립자의 생산성의 점에서, 임의의 양으로 할 수 있다.

카르복실산염의 은염과 지방족 1차 아민의 혼합은 예를 들면, 1차 지방족 아민, 또는 1차 지방족 아민과 유기 용매의 혼합물을 교반하면서, 카르복실산의 은염을 첨가하여 행할 수 있다. 첨가 종료 후에도, 적절히 교반을 계속할 수 있다. 그동안, 온도를 20∼80℃로 유지하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 20∼60℃이다.

그 후, 환원제를 첨가하여, (a) 은 미립자를 석출시킨다. 환원제로는, 반응의 제어의 점에서, 포름산, 포름알데히드, 아스코르브산, 또는 히드라진이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 포름산이다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

환원제의 사용량은 통상, 카르복실산의 은염에 대해 산화 환원 당량 이상이고, 산화 환원 당량이 0.5∼5배인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1∼3배이다. 카르복실산의 은염이 모노카르복실산의 은염이고, 환원제로서 포름산을 사용하는 경우, 포름산의 몰 환산에서의 사용량은 카르복실산의 은염 1몰에 대해, 0.5∼1.5몰인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5∼1.0몰, 더욱 바람직하게는 0.5∼0.75몰이다.

환원제의 첨가 및 그 후의 반응에 있어서는, 온도를 바람직하게는 20∼80℃로 유지한다. 환원제의 첨가 및 그 후의 반응의 온도는 보다 바람직하게는 20∼70℃이고, 더욱 바람직하게는 20∼60℃이다. 온도가 이 범위에 있으면, (a) 은 미립자의 입자 성장이 충분하고, 생산성도 높으며, 또한 2차 응집도 억제된다. 환원제의 첨가 및 그 후의 반응에 필요한 시간은 반응 장치의 규모에도 의존하지만, 통상, 10분∼10시간이다. 환원제의 첨가 및 그 후의 반응에 있어서, 필요에 따라, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올류, 프로필렌글리콜디부틸에테르 등의 에테르류, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소 등의 유기 용매를 추가로 첨가할 수 있다.

환원제의 첨가 및 그 후의 반응에 있어서는, 카르복실산의 은염과 지방족 1차 아민을 혼합한 용액, 환원제, 및 임의의 유기 용매의 합계의 용적(L)에 대한 카르복실산의 은염의 양(mol)이, 1.0∼6.0mol/L의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 2.0∼5.0mol/L, 더욱 바람직하게는 2.0∼4.0mol/L이다. 농도가 이 범위에 있으면, 반응액의 교반을 충분히 행하여, 반응열을 제거할 수 있기 때문에, 석출되는 (a) 은 미립자의 평균 입자 직경이 적절해지고, 나아가서는 후속하는 공정에서의 침강 데칸트, 용매 치환 등의 조작에 지장을 초래하는 경우도 없다.

반응 용기에 카르복실산의 은염과 지방족 1차 아민을 혼합한 용액과 임의의 유기 용매를 투입하고, 환원제를 연속적으로 공급하는 세미 배치 방식으로 반응을 행한 경우, 카르복실산의 은염과 지방족 1차 아민을 혼합한 용액, 환원제 및 임의의 유기 용매의 합계의 용적 1L에 대해, 환원제의 첨가 개시부터 반응 종료까지의 소요 시간 1시간당 (a) 은 미립자의 석출량은 0.3∼1.0mol/h/L의 범위로 할 수 있고, 생산성은 매우 크다. 연속식 반응 방식(연속식 완전 혼합조나 유통식)으로 반응을 실시한 경우에는 더욱 큰 생산성이 얻어져, 공업적 실시에 대해 큰 이득을 준다.

이와 같이 하여 얻어지는 (a) 은 미립자는 입도 분포가 좁고, 기하 표준 편차를 2.0 이하로 할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 기하 표준 편차는 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정에 의한, 개수 기준의 50％ 입자 직경(D50값)에 대한 84.3％ 입자 직경(D84.3값)의 비(D84.3값／D50값)를 말한다.

반응에 의해 석출된 (a) 은 미립자는 침강시켜, 데칸테이션 등에 의해 상청을 제거하거나, 또는 메탄올, 에탄올, 테르피네올 등의 알코올 등의 용매를 첨가하여 분취할 수 있다. 은 미립자를 포함하는 층은 그대로, 용매를 포함하는 상태로 사용할 수 있다.

다른 방법으로서, (a) 은 미립자는 환원법, 분쇄법, 전해법, 아토마이즈법, 열처리법, 또는 이들의 조합에 의해 제조한 은 미립자를 유기물로 피복함으로써 얻을 수 있다. 저온 소결성의 점에서, 환원법으로 제조한 (a) 은 미립자를 유기물로 피복하는 것이 바람직하다.

유기물로는, 고·중급 지방산 및 그 유도체를 들 수 있다. 유도체로는, 고·중급 지방산 금속염, 고·중급 지방산 아미드, 고·중급 지방산 에스테르, 및 고·중급 알킬아민이 예시된다. 그 중에서도, 고·중급 지방산이 바람직하다.

고급 지방산은 탄소 원자수 15 이상의 지방산이고, 펜타데칸산, 헥사데칸산(팔미트산), 헵타데칸산, 옥타데칸산(스테아르산), 12-히드록시옥타데칸산(12-히드록시스테아르산), 에이코산산(아라키드산), 도코산산(베헨산), 테트라코산산(리그노세르산), 헥사코산산(세로트산), 옥타코산산(몬탄산) 등의 직쇄 포화 지방산; 2-펜틸노난산, 2-헥실데칸산, 2-헵틸도데칸산, 이소스테아르산 등의 분지 포화 지방산; 팔미톨레산, 올레산, 이소올레산, 엘라이드산, 리놀산, 리놀렌산, 리시놀산, 가돌레산, 에루크산, 셀라콜레산 등의 불포화 지방산이 예시된다.

중급 지방산은 탄소 원자수가 6∼14인 지방산이고, 헥산산(카프로산), 헵탄산, 옥탄산(카프릴산), 노난산(펠라르곤산), 데칸산(카프르산), 운데칸산, 도데칸산(라우르산), 트리데칸산, 테트라데칸산(미리스트산) 등의 직쇄 포화 지방산; 이소헥산산, 이소헵탄산, 2-에틸헥산산, 이소옥탄산, 이소노난산, 2-프로필헵탄산, 이소데칸산, 이소운데칸산, 2-부틸옥탄산, 이소도데칸산, 이소트리데칸산 등의 분지 포화 지방산; 10-운데센산 등의 불포화 지방산이 예시된다.

고급 지방산 및 그 유도체로 피복된 (a) 은 미립자를 보다 저급의 지방산으로 치환한 것을 사용할 수도 있다. (a) 은 미립자의 소결성 및 분산 안정성의 점에서, 탄소 원자수가 12∼18인 지방산으로 피복된 은 미립자가 바람직하다. (a) 은 미립자는 단독으로도, 2종 이상을 병용해도 된다.

(a) 은 미립자는 도전성 조성물 중의 (a) 은 미립자가 180∼250℃의 온도 조건하에서 20분에서 2시간 유지했을 때 소결하는 것이 바람직하다. 도전성 조성물 중의 (A) 은 미립자는 190∼220℃의 온도 조건에서 20분에서 2시간 유지했을 때 소결하는 것이 보다 바람직하다. 도전성 조성물 중의 (a) 은 미립자는 195∼210℃의 온도 조건에서 20분에서 2시간 유지했을 때 소결하는 것이 더욱 바람직하다. 도전성 조성물 중의 (a) 은 미립자가 상기의 조건에서 소결할 수 있는 것이면, 도전성 조성물 중에 포함되는 (a) 은 미립자에 의해, 예를 들면, 200℃ 이하의 소성 온도에서, 충분한 도전성을 나타내는 접합부를 형성할 수 있다. 도전성 조성물 중의 (a) 은 미립자가 180∼250℃의 온도 조건하에서 20분에서 2시간 유지했을 때 단신으로 소결하는지의 여부는, 예를 들면, 니혼 덴시사 제조의 전계 방출형 주사 전자 현미경(JSM7500F(상품명))에 의해 확인할 수 있다.

도전성 조성물 중의 (A) 은 입자의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 충분한 열전도율을 확보하는 관점에서, 도전성 수지 조성물 전체(100질량％)에 대해, 은 환산으로 바람직하게는 75∼93질량％, 보다 바람직하게는 80∼93질량％, 더욱 바람직하게는 85∼93질량％, 특히 바람직하게는 90∼93질량％이다. 한편, 도전성 수지 조성물의 (A) 은 입자의 질량은 도전성 수지 조성물을 800℃, 5분간 가열했을 때의 잔존량을 100질량％로 한다.

한편, 본 실시형태의 도전성 조성물은 다이 어태치재로서 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 다이 어태치재는 접합 프로세스에 있어서, 가압·무가압에 상관없이, 저온 또는 단시간의 열처리에도 은 입자끼리를 소결시켜, 우수한 다이쉐어 강도를 실현할 수 있는 것이지만, 이 다이 어태치재를 무가압으로 소결시키는 경우에는, 소결성을 향상시키는 관점에서, 가압 소결형 다이 어태치재와 비교하여, (a) 은 미립자를 보다 많이 포함하는 편이 바람직하다. 즉, 무가압 소결형 다이 어태치재에 있어서의 (A) 은 입자 중의 (a) 은 미립자의 함유량은 소결성 향상의 관점에서, (A) 은 입자 100질량％에 대해, 은 환산으로 바람직하게는 30∼65질량％, 보다 바람직하게는 35∼60질량％, 더욱 바람직하게는 40∼60질량％, 특히 바람직하게는 45∼55질량％이다. 한편, 가압 소결형 다이 어태치재에 있어서의 (A) 은 입자 중의 (a) 은 미립자의 함유량은 비용상의 관점이나, 소결성을 확보하고 또한 소결 수축을 억제하는 관점에서, (A) 은 입자 100질량％에 대해, 은 환산으로 바람직하게는 0∼50질량％, 보다 바람직하게는 0∼30질량％, 더욱 바람직하게는 0∼15질량％, 특히 바람직하게는 0∼10질량％이다.

[(B) 용제]

본 실시형태의 도전성 조성물에 사용되는 (B) 용제는 해당 분야에 있어서 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 벤질알코올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 디히드로테르피네올 등의 알코올계 용제; 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 이소프로필벤젠, 아밀벤젠, p-시멘, 테트랄린, 및 석유계 방향족 탄화수소 혼합물 등의 방향족 탄화수소계 용제; 테르피네올, 리날로올, 제라니올, 시트로넬롤 등의 테르펜알코올; 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노-n-부틸에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 프로필렌글리콜모노-tert-부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 에테르알코올계 용제; 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계 용제; 및 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올2-메틸프로파노에이트 등의 에스테르계 용제, 물 등을 들 수 있다. 용제는 단독이어도 또는 2종류 이상을 병용할 수도 있다.

(B) 용제는 예를 들면, 수산기를 갖고 비점이 180∼265℃, 바람직하게는 180∼250℃의 알코올계 용제인 것이 바람직하고, 그 중에서도 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올2-메틸프로파노에이트, 디히드로테르피네올, 벤질알코올이 바람직하며, 그 중에서도 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올2-메틸프로파노에이트(관용명: 텍사놀), 디에틸렌글리콜모노-2-에틸헥실에테르가 보다 바람직하다.

도전성 조성물 중의 (B) 용제의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 도전성 조성물 100질량％에 대해, 바람직하게는 1∼20질량％, 보다 바람직하게는 1.5∼18질량％, 더욱 바람직하게는 2∼15질량％이다. 도전성 조성물 중의 (B) 용제의 함유량이 상기 범위이면, 안정성이 우수하고, 도전성 조성물을 균일하게 피착 대상에 도포할 수 있으며, 인쇄성이나 전사성이 우수하다. 또한, (A) 은 입자의 소결시에 용제가 휘발해도, 피착 대상과 접합부에 발생하는 보이드를 억제하고, 원하는 두께의 접합부를 형성할 수 있다.

[(C) 열경화성 수지]

본 실시형태의 도전성 조성물에 사용되는 (C) 열경화성 수지는, 비누화 가능 염소 농도가 3,000∼12,000ppm인 열경화성 수지이다. 그리고, 본 실시형태의 도전성 조성물은 (A) 은 입자 100질량부에 대해, (C) 열경화성 수지를 0.1∼1.5질량부 포함한다. 비누화 가능 염소 농도가 3,000∼12,000ppm인 (C) 열경화성 수지를 상술한 바와 같은 소정량 포함함으로써, 저온 또는 단시간의 소결에서도, 충분한 다이쉐어 강도를 유지할 수 있다. 한편, 비누화 가능 염소는 후술하는 바와 같이 에폭시 수지의 제조 공정에서 불순물로서 발생하는 것이고, (메타)아크릴레이트, 비스말레이미드류, 페놀 수지, 실리콘 수지 등의 열경화성 수지의 제조 공정에서는, 통상이면, 비누화 가능 염소는 발생하지 않는다. 그러나, 저온 또는 단시간의 소결과 다이쉐어 강도의 양립을 목적으로서, 에폭시 수지 이외의 열경화성 수지에 대해, 비누화 가능 염소를 별도 첨가해도 된다. 한편, 본 발명에 있어서의 도전성 조성물은 주로, 소결형 다이 어태치재로서 사용할 수 있는 것이고, 경화제나 경화 촉진제는 필수 성분은 아니다. 단, 임의 성분으로서 예를 들면, 도전성 조성물의 탄성률을 저감시키는 것을 목적으로서, 경화제를 첨가하는 것도 가능하다.

도전성 조성물 중의 (C) 열경화성 수지의 함유량은 상술한 바와 같이, (A) 은 입자 100질량부에 대해 0.1∼1.5질량부이지만, (C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도의 고저에 의해, 적절히 그 함유량을 조절해도 된다. 즉, (C) 열경화성 수지는 비누화 가능 염소 농도가 3,000∼12,000ppm의 범위의 것이면 되지만, 예를 들면, (C) 열경화성 수지로서, 상기 농도 범위 내에 있어서 상대적으로 고농도의 것을 사용하는 경우에는, (C) 열경화성 수지의 함유량을 비교적 소량으로 해도 소결성에 대해 유효한 효과가 얻어진다. 한편, (C) 열경화성 수지로서, 상기 농도 범위 내에 있어서 상대적으로 저농도의 것을 사용하는 경우에는, 고농도의 것을 사용한 경우에 비해 열경화성 수지의 함유량을 약간 증가시킴으로써, 소결성에 대한 효과를 향상시킬 수 있다.

(C) 열경화성 수지의 종류로는, 에폭시 수지, (메타)아크릴레이트, 비스말레이미드류, 페놀 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 단, 본 실시형태의 도전성 조성물에 사용되는 (C) 열경화성 수지는, 비누화 가능 염소를 포함하는 열경화성 수지이고, 상술한 바와 같이, 비누화 가능 염소 농도가 3,000∼12,000ppm의 범위를 만족하는 것이 필요하다.

「비누화 가능 염소」란, 「탈염화수소화가 불완전한 경우에 발생하는 1,2-클로로히드린으로서 존재하는 염소종」을 말한다. 비누화 가능 염소로는 예를 들면, 1,2-클로로히드린체, 1,3-클로로히드린체, 1-클로로메틸-2-글리시딜에테르체(클로로메틸체) 등을 들 수 있다. 이들은 통상, 에폭시 수지의 제조 공정에서, 불순물로서 발생한다.

1,2-클로로히드린체로는 예를 들면, 식 (1)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다. 1,3-클로로히드린체로는 예를 들면, 식 (2)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다. 클로로메틸체로는 예를 들면, 식 (3)으로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다. 하기 식 (1)∼(3)에 있어서, R¹, R², R³, 및 R⁴는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기이다. n은 0∼30의 정수이고, 0∼20이 바람직하며, 0∼10이 더욱 바람직하다.

(C) 열경화성 수지는 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 에폭시 수지의 종류에 대해서는 특별히 제한은 없고, 공지의 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비페닐형, 테트라메틸비페닐형, 크레졸노볼락형, 페놀노볼락형, 비스페놀A 노볼락형, 디시클로펜타디엔페놀 축합형, 페놀아랄킬 축합형, 글리시딜아민형 등의 에폭시 수지나 브롬화 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지를 들 수 있다. 이들 에폭시 수지는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

(C) 열경화성 수지로서 사용되는 에폭시 수지로는 예를 들면, 프린텍사 제조의 「EPOX-MK R540(상품명)」, 닛폰 카야쿠 가부시키가이샤 제조의 「AK-601(상품명)」, 나가세 켐텍스사 제조의 「EX-722L(상품명)」, 및 「EX-521(상품명)」을 들 수 있다. 「EPOX-MK R540」의 비누화 가능 염소 농도는 8000∼9000ppm 정도이다. 「AK-601」의 비누화 가능 염소 농도는 6000ppm 정도이다. 「EX-722L」의 비누화 가능 염소 농도는 4000ppm 정도이다. 「EX-521」의 비누화 가능 염소 농도는 5000∼6000ppm 정도이다. 한편, 상술한 비누화 가능 염소 농도는 실측치이고, 측정 방법은 후술한다. 이들 에폭시 수지는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

(C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도는 3,000∼12,000ppm이지만, 5,000∼12,000ppm이 바람직하고, 6,000∼12,000ppm이 보다 바람직하며, 7,000∼12,000ppm이 더욱 바람직하다.

본 실시형태의 도전성 조성물에 있어서, (C) 열경화성 수지의 (A) 은 입자 100질량부에 대한 질량 비율은 0.1∼1.5질량부이다. (C) 열경화성 수지의 (A) 은 입자 100질량부에 대한 질량 비율은 0.1∼1.3질량부가 바람직하고, 0.1∼0.7질량부가 보다 바람직하며, 0.1∼0.4가 더욱 바람직하다. 한편, (C) 열경화성 수지의 (A) 은 입자 100질량부에 대한 질량 비율이 1.5질량부를 초과하면, (A) 은 입자에 대해 (C) 열경화성 수지의 양이 다량이 되고, 소결 저해가 일어나기 쉬워지는 경우가 있다. 한편, (C) 열경화성 수지의 (A) 은 입자 100질량부에 대한 질량 비율이 0.1질량부 미만이면, 저온 또는 단시간의 소결에 있어서, 충분한 다이쉐어 강도를 유지하는 것이 곤란해진다.

(C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도의 측정 방법에 대해서는, 이하와 같은 방법을 들 수 있다. 우선, 측정 대상의 (C) 열경화성 수지 1g에 대해, 2-부탄온을 25mL 첨가하여 용해한다. 이어서, 얻어진 용액에 2-부톡시에탄올을 25mL 추가로 첨가한다. 이어서, 얻어진 용액에 1mol/L의 수산화나트륨 용액을 25mL 첨가하여 혼합한다. 이어서, 얻어진 용액을 실온 25℃에서 60분간 방치한다. 이어서, 60분간 방치한 용액에 초산을 25mL 추가로 첨가하고 혼합하여 시료 용액을 얻는다. 그리고, 은 전극을 얻어진 시료 용액에 침지하고, 0.01mol/L의 질산은 용액으로 전위차 적정하여, 비누화 가능 염소 농도를 구한다.

본 실시형태의 도전성 조성물은 기재 등의 원하는 부분에, 스크린 인쇄 등의 종래 공지의 방법으로 인쇄 또는 도포한 후, 부품으로서 반도체 소자 등을 재치하고, 소정 온도로 가열하여 소성함으로써 접합부를 형성하며, 전자 부품을 형성할 수 있다.

본 실시형태의 도전성 조성물은 프린트 회로 기판 상의 도전 회로, 콘덴서의 전극 등의 형성에 사용할 수 있지만, 상기와 같은 특성을 활용하여, 반도체 장치 등의 전자 부품의 부품끼리, 기판과 부품 등의 접합에 바람직하게 사용할 수 있다.

[도전성 조성물의 제조 방법]

본 실시형태의 도전성 조성물의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 각 성분을 소정의 배합으로 유성형 교반기, 디졸버, 비즈 밀, 뇌궤기, 포트 밀, 3본 롤 밀, 회전식 혼합기, 2축 믹서 등의 혼합기에 투입하고 혼합하여 제조할 수 있다.

[다이 어태치재]

이어서, 본 발명의 다이 어태치재의 실시형태에 대해 설명한다. 본 발명의 다이 어태치재의 실시형태는 지금까지 설명한 도전성 조성물을 포함하는 다이 어태치재이다. 도전성 조성물은 (A) 평균 입자 직경이 0.05∼5㎛인 은 입자와, (B) 용제와, (C) 열경화성 수지를 포함하고, (C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도가 3,000∼12,000ppm이며, (A) 은 입자 100질량부에 대해, (C) 열경화성 수지를 0.1∼1.5질량부 포함하는 것이다.

본 실시형태의 다이 어태치재는 전자 부품으로서 반도체 장치의 접합부의 다이 어태치재로서의 응용에 특히 바람직하다. 종래, 다이 어태치재로는, 땜납이 범용되고 있지만, 납의 유해성 때문에, 각국에서의 납의 사용 제한이 보다 엄격해지고 있다. 본 발명의 도전성 조성물을 포함하는 다이 어태치재는, 납의 열전도율(일반적으로, 35∼65W/mK)과 동등 또는 그 이상의 열전도율을 나타내고, 또한 도전성도 양호하기 때문에, 땜납의 대체가 되는 고열전도성 다이 어태치재가 될 수 있는 것이다. 본 실시형태의 다이 어태치재는 반도체 디바이스로서 예를 들면, 실리콘 다이를 접합하는 접합부를 형성하기 위한 다이 어태치재로서 바람직하다. 실리콘 다이 이외에도, 다양한 것, 예를 들면, SiC나 GaN 등을 사용할 수 있다.

본 실시형태의 다이 어태치재는 접합 프로세스에 있어서, 가압·무가압에 상관없이, 저온 또는 단시간의 열처리에도 은 입자끼리를 소결시켜, 우수한 다이쉐어 강도를 실현할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 다이 어태치재는 접합 프로세스에 있어서, 가압하지 않고, 가열만으로 은 입자끼리를 소결시켜 접합부를 형성하는 무가압 소결형 다이 어태치재여도 되며, 혹은 가압하면서 가열하고, 은 입자끼리를 소결시켜 접합부를 형성하는 가압 소결형 다이 어태치재여도 된다. 다이 어태치재의 소성은 질소 분위기와 같은 불활성 기체 중 또는 대기 중에서 행할 수 있다. 소성을 위한 장치로는, 공지의 전기로나 송풍 건조기, 벨트로 등을 들 수 있다.

다이 어태치재를 사용한 접합 프로세스에 있어서의 무가압에서의 접합 조건에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 무가압 소결형 다이 어태치재의 가열 온도는 바람직하게는 175∼280℃로 할 수 있고, 보다 바람직하게는 175∼250℃이며, 더욱 바람직하게는 200∼250℃이다. 가열 시간은 가열 온도에 따라, 적절히 변경할 수 있지만, 예를 들면, 20∼120분으로 할 수 있고, 바람직하게는 20∼60분이다.

한편, 다이 어태치재를 사용한 접합 프로세스에 있어서의 가압을 수반하는 접합 조건에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 가압 소결형 다이 어태치재의 가열 온도는 바람직하게는 250∼310℃로 할 수 있고, 보다 바람직하게는 265∼310℃이며, 더욱 바람직하게는 280∼300℃이다. 가열 시간은 가열 온도에 따라, 적절히 변경할 수 있지만, 예를 들면, 2∼10분으로 할 수 있고, 바람직하게는 2∼5분이다. 가압력은 예를 들면, 5∼20MPa로 할 수 있고, 바람직하게는 8∼15MPa이다.

가압 소결형 다이 어태치재는 본소결 전에 예비 건조(예를 들면, 120℃에서 15분 등의 예비 건조)를 행하기 때문에, 본 실시형태의 다이 어태치재와 같이 (C) 열경화성 수지를 포함함으로써, 예비 건조시에 있어서 열경화성 수지가 휘발하지 않고 잔존하며, 본소결에서 열경화성 수지가 본 발명의 효과를 발휘하기 때문에, 다이 어태치재의 취급성이 우수하다.

[전자 부품]

이어서, 본 발명의 전자 부품의 실시형태에 대해 설명한다. 본 발명의 전자 부품의 실시형태는 지금까지 설명한 도전성 조성물의 소결체를 갖는 전자 부품이다. 도전성 조성물은 (A) 평균 입자 직경이 0.05∼5㎛인 은 입자와, (B) 용제와, (C) 열경화성 수지를 포함하고, (C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도가 3,000∼12,000ppm이며, (A) 은 입자 100질량부에 대해, (C) 열경화성 수지를 0.1∼1.5질량부 포함하는 것이다. 본 실시형태의 전자 부품에 있어서, 도전성 조성물의 소결체는 반도체 장치 등의 전자 부품의 부품끼리, 혹은 기판과 부품 등을 접합하는 접합부를 형성하고 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 의해 한정되는 것은 전혀 아니다.

실시예에 있어서의 분석은 이하와 같이 행했다.

[은 입자 및 은 미립자의 평균 입자 직경]

은 입자 및 은 미립자의 평균 입자 직경은 주사형 전자 현미경(SEM)으로 임의의 입자 200개를 관찰했을 때의 입자 직경의 평균값(개수 평균값)이다. 주사형 전자 현미경(SEM)은 S-3400N(가부시키가이샤 히타치 하이테크놀로지스 제조)을 이용했다.

(1) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도

측정 대상인 열경화성 수지 1g에 대해, 2-부탄온을 25mL 첨가하여 용해했다. 이어서, 얻어진 용액에 2-부톡시에탄올을 25mL 추가로 첨가했다. 이어서, 얻어진 용액에 1mol/L의 NaOH 용액을 25mL 첨가하여 혼합했다. 이어서, 얻어진 용액을 실온 25℃에서 60분간 방치하고, 방치 후의 용액에 초산을 25mL 추가로 첨가하고 혼합하여 시료 용액을 얻었다. 은 전극을 얻어진 시료 용액에 침지하고, 0.01mol/L의 질산은 용액으로 전위차 적정하여, 비누화 가능 염소 농도(ppm)를 측정했다.

(2) 도전성 조성물에 관한 측정

(2-1) 시험편의 작성과 가압 접합 조건

도전성 조성물을 두께 1㎜의 은 도금된 구리 기판 상에, 폭 10㎜·길이 10㎜·두께 150㎛가 되도록 도포한 후, 대기 분위기하에서, 120℃, 15분간의 건조를 행했다. 그 후, 3㎜의 은 도금된 구리 칩을 건조시킨 도막 상에 재치했다. 이어서 가압 장치의 헤드와 스테이지의 온도를 280℃로 설정했다. 그 후, 시험편을 가압 장치의 스테이지에 재치하고, 신속하게 가압을 개시했다. 가압은 0MPa부터 8MPa까지 일정 속도로 10초로 가압하고, 그 후, 압력 8MPa 상태를 3분간 유지했다. 3분 후, 가압 접합을 종료하고, 신속하게 시험편을 꺼냈다. 이상의 가압 접합은 모두 대기 분위기하에서 행했다. 한편, 각 실시예 및 비교예의 시험편에 있어서, 가압 접합을 행한 것에 대해서는, 표 1∼표 3의 「가압/무가압」의 란에서 「가압」이라고 기재한다.

(2-2) 시험편의 작성과 무가압 접합 조건

도전성 조성물을 두께 1㎜의 은 도금된 구리 기판 상에, 폭 10㎜·길이 10㎜·두께 150㎛가 되도록 도포한 후, 3㎜의 은 도금된 구리 칩을 도막 상에 재치했다. 그 후, 100℃로 설정한 오븐에 시험편을 투입하고, 30분 방치했다. 30분 방치 후, 오븐으로부터 시험편을 꺼내고, 250℃로 설정한 다른 오븐에 신속하게 투입했다. 20분 방치한 후, 시험편을 꺼냈다. 이상의 무가압 접합은 모두 대기 분위기하에서 행했다. 한편, 각 실시예 및 비교예의 시험편에 있어서, 무가압 접합을 행한 것에 대해서는, 표 1∼표 3의 「가압/무가압」의 란에서 「무가압」이라고 기재한다.

(2-3) 다이쉐어 강도(접합 강도)

상기한 가압 접합 조건 또는 무가압 접합 조건에서 접합을 행한 시험편을, 노드슨·어드밴스트·테크놀로지사 제조의 본드 테스터(만능형 본드 테스터 시리즈 4000(상품명))로, 다이쉐어 강도를 측정했다.

(2-4) 평가 방법(판정)

각 실시예 및 비교예의 시험편에 대해, 이하의 평가 기준에 의해 평가를 행했다.

평가 「우수」: 다이쉐어 강도가 65MPa 이상이다.

평가 「양호」: 다이쉐어 강도가 50MPa 이상 65MPa 미만이다.

평가 「불가」: 다이쉐어 강도가 50MPa 미만이다.

한편, 표 1∼표 3에 있어서, 평가 「우수」를 「◎」라고 하고, 평가 「양호」를 「○」라고 하며, 평가 「불가」를 「×」라고 한다.

실시예에서 사용한 각 성분은 이하와 같다.

＜(A) 은 입자＞

(A-1) 평균 입자 직경 0.9㎛의 구 형상의 은 입자

한편, (A-1)의 은 입자는 일본 공개특허공보 2016-33259호의 실시예 1에 기재되어 있는 은 입자의 제조 방법에 따라, 은 입자를 제작했다. 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 이 은 입자의 평균 입자 직경은 0.9㎛인 것이 확인되었다.

(A-2) 평균 입자 직경 1.2㎛의 구 형상의 은 입자(메탈로 테크놀로지사 제조, K-0082P(상품명))

(A-3) 평균 입자 직경 0.15㎛의 구 형상의 은 미립자

한편, (A-3)의 은 미립자는 일본 공개특허공보 2006-183072호의 실시예 1에 기재되어 있는 은 미립자의 제조 방법에 따라, 은 미립자를 제작했다. 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 이 은 미립자의 평균 입자 직경은 0.15㎛인 것이 확인되었다.

(A-4) 평균 입자 직경 0.4㎛의 구 형상의 은 미립자

한편, (A-4)의 은 미립자는 국제공개 제2017/204238호의 단락 [0083]에 기재되어 있는 은 미립자의 제조 방법에 따라, 은 미립자를 제작했다. 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 이 은 미립자의 평균 입자 직경은 0.4㎛인 것이 확인되었다.

＜(B) 용제＞

(B-1) 2-에틸-1,3-헥산디올(후지 필름 와코 준야쿠사 제조)

(B-2) 텍사놀(후지 필름 와코 준야쿠사 제조)

＜(C) 열경화성 수지＞

(C-1) 에폭시 수지(나가세 켐텍스사 제조, EX-722L(상품명), 비누화 가능 염소 농도: 4000ppm)

(C-2) 에폭시 수지(나가세 켐텍스사 제조, EX-521(상품명), 비누화 가능 염소 농도: 6000ppm)

(C-3) 에폭시 수지(프린텍사 제조, EPOX-MK R540(상품명), 비누화 가능 염소 농도: 8000ppm)

(C-4) 에폭시 수지(닛폰 카야쿠사 제조, AK-601(상품명)의 증류품을 생성할 때의 부생물, 비누화 가능 염소 농도: 11000ppm)

(C-5) 에폭시 수지(나가세 켐텍스사 제조, EX-722P(상품명), 비누화 가능 염소 농도: 60ppm)

(C-6) 에폭시 수지(닛폰 카야쿠사 제조, AK-601(상품명)의 증류품, 비누화 가능 염소 농도: 1000ppm)

(C-7) 아크릴레이트(교에이샤 카가쿠사 제조, 라이트 아크릴레이트 DCP-A(상품명))

한편, (C-4) 에폭시 수지는 AK-601(상품명)을 증류했을 때, 부생물로서 발생하는 고농도의 비누화 가능 염소 성분을 포함하는 에폭시 수지이다.

실시예 및 비교예의 도전성 조성물은 표 1∼표 3에 나타내는 성분을 표 1∼표 3에 나타내는 배합으로 조제했다. 구체적으로는, 표 1∼표 3에 나타내는 각 성분을 자전·공전 교반기를 이용하여 교반·탈포하고 균일하게 하여, 실시예 및 비교예의 도전성 조성물을 조제했다. 얻어진 도전성 조성물을 사용하여, 상기 시험 방법에서 다이쉐어 강도를 측정하고, 상기 평가 방법에 기초하여 판정을 행했다. 한편, 표 1∼표 3에 나타내는 배합은 질량부이다. 각 결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.

표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼16의 도전성 조성물을 사용하여 형성한 접합부는, 다이쉐어 강도(접합 강도)가 50MPa 이상이고, 다이쉐어 강도가 우수했다. 또한, 실시예 1∼16의 도전성 조성물은 실시예 1∼14, 16과 같이 가압 접합에 의해 접합부를 형성한 경우에도, 또한 실시예 15와 같이 무가압 접합에 의해 접합부를 형성한 경우에도, 모두 다이쉐어 강도가 우수했다. 특히, 실시예 4의 도전성 조성물을 사용하여 형성한 접합부는, 특히 다이쉐어 강도가 우수하고, 이 도전성 조성물에 대해 (C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도가 저하 또는 증가하면, 다이쉐어 강도(접합 강도)가 서서히 저하되는 경향이 확인되었다.

또한, 실시예 1, 2의 도전성 조성물을 사용하여 형성한 접합부의 다이쉐어 강도를 비교하면, (A-3) 은 미립자를 포함하는 실시예 2의 도전성 조성물을 사용하여 형성한 접합부 쪽이 높은 값을 나타내고 있었다. 이 때문에, 개수 평균 입자 직경이 서브미크론 단위의 은 미립자를 포함함으로써, 접합부의 다이쉐어 강도가 향상하는 것을 알았다.

또한, 실시예 16의 도전성 조성물과 같이 2종의 에폭시 수지를 병용한 경우에도, 비누화 가능 염소 농도가 원하는 수치 범위를 만족하도록 조절함으로써, 접합부의 다이쉐어 강도가 향상하는 것을 알았다. 실시예 13의 도전성 조성물은 (C) 열경화성 수지로서, 비누화 가능 염소 농도가 8000ppm인 (C-3) 에폭시 수지와, 실질적으로 비누화 가능 염소를 포함하지 않는 (C-7) 아크릴레이트를 병용한 것이고, 이러한 도전성 조성물에 대해서도 접합부의 다이쉐어 강도가 향상하는 것을 알았다.

한편, 비교예 1∼4, 7, 8의 도전성 조성물은 (C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도가 낮거나, 또는 실질적으로 비누화 가능 염소를 포함하지 않고, 접합부의 다이쉐어 강도가 낮은 것이었다. 비교예 5의 도전성 조성물은 (C) 열경화성 수지로서의 (C-3) 에폭시 수지의 배합량이 적고, 접합부의 다이쉐어 강도가 낮은 것이었다. 또한, 비교예 6, 9의 도전성 조성물은 (C) 열경화성 수지로서의 (C-3) 에폭시 수지의 배합량이 많고, 접합부의 다이쉐어 강도가 낮은 것이었다.

본 발명의 도전성 조성물은 다이 어태치재 등의 반도체 장치 및 전기·전자 부품의 각 부재의 접착에 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 다이 어태치재 및 가압 소결형 다이 어태치재는 본 발명의 도전성 조성물을 포함하는 다이 어태치재이고, 반도체 장치 및 전기·전자 부품의 각 부재의 접착에 이용할 수 있다. 본 발명의 전자 부품은 반도체 장치 및 전기·전자 분야에 있어서 이용할 수 있다.

Claims

(A) 평균 입자 직경이 0.05∼5㎛인 은 입자와, (B) 용제와, (C) 열경화성 수지를 포함하고,
(C) 열경화성 수지의 비누화 가능 염소 농도가 3,000∼12,000ppm이며,
(A) 은 입자 100질량부에 대해, (C) 열경화성 수지를 0.1∼1.5질량부 포함하는, 도전성 조성물.
제 1 항에 있어서,
(C) 열경화성 수지가 에폭시 수지를 포함하는, 도전성 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
(A) 은 입자가, 평균 입자 직경이 0.05∼0.5㎛인 은 미립자를 포함하는, 도전성 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 도전성 조성물을 포함하는, 다이 어태치재.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 도전성 조성물을 포함하는, 가압 소결형 다이 어태치재.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 도전성 조성물의 소결체를 갖는, 전자 부품.