JP2014065971A - 金属ナノ粒子ペースト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上記課題は、金属ナノ粒子と、親水性部を有するリン酸系分散剤と、極性溶媒とを含有し、前記金属ナノ粒子の含有量が70重量%以上100重量%未満である金属ナノ粒子ペーストにより解決することができる。
【選択図】なし
Description
(1)金属ナノ粒子と、親水性部を有するリン酸系分散剤と、極性溶媒とを含有する金属ナノ粒子ペーストであって、前記金属ナノ粒子の含有量が70重量%以上100重量%未満である前記金属ナノ粒子ペースト。
(2)金属ナノ粒子の含有量が90重量%以上99重量%未満である、(1)に記載の金属ナノ粒子ペースト。
(3)金属ナノ粒子の含有量が95重量%以上99重量%未満である、(2)に記載の金属ナノ粒子ペースト。
(4)粘度が100Pa・s以下である、(1)〜(3)のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペースト。
(5)親水性部がポリエチレングリコールである、(1)〜(4)のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペースト。
(6)極性溶媒がアルコール溶媒である、(1)〜(5)のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペースト。
(7)(1)〜(6)のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペーストを非接合部材に適用することを含む接合方法。
(8)無加圧条件下で非接合部材を接合する、(7)に記載の接合方法。
(9)(7)又は(8)に記載の接合方法により得られる接合体。
(10)せん断強度が80〜110MPaである、(9)に記載の接合体。
(11)(1)〜(6)のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペーストにより形成された配線を有する電子基板。
本発明は金属ナノ粒子と、親水性部を有するリン酸系分散剤と、極性溶媒とを含有し、前記金属ナノ粒子の含有量が70重量%以上100重量%未満である金属ナノ粒子ペーストに関する。本発明の金属ナノ粒子ペーストは低粘度でありながら、金属ナノ粒子を高い比率で含有することができるため、取り扱い性、接合強度、及び電気・熱伝導率に優れている。
xは6〜20の整数(好ましくは6〜14の整数)であり、
yは0〜5の整数(好ましくは0〜2の整数)であり、
zは0〜5の整数(好ましくは0〜2の整数)であり、
x+y+zは6〜30の整数(好ましくは6〜18の整数)である]
を有するリン酸系分散剤を挙げることもできる。
0<Y≦3X 式(1)
0<Y≦2X 式(2)
0<Y≦1X 式(3)
本発明は金属ナノ粒子ペーストを用いて非接合部材を接合する方法、及び前記方法により得られる接合体にも関する。本発明の金属ナノ粒子ペーストは高い比率で金属ナノ粒子を含有しているため、せん断強度に優れた接合体を製造することができる。
金属ナノ粒子として、銀ナノ粒子(〜50nm)、銀ナノフィラー(100〜200nm)、及び銀フィラー(300nm)、リン酸系分散剤として、DISPER−BYK111(BYK社製)、並びに極性溶媒として、イソボルニルシクロヘキサノール(商品名:テルソルブMTPH、日本テルペン化学社製)、及びオクタノールを以下の表に示す割合で混合し、銀含有量が90重量%、91重量%、92重量%、93重量%、94重量%、及び95重量%の銀ナノ粒子ペーストを調製した。
コーン/プレート型粘度計(コーンロータ:3°×R9.7)(TV25型粘度計、東機産業株式会社製)を用い、各種回転速度(rpm)及び測定温度20℃で上記銀ナノ粒子ペーストの粘度を測定した。結果を図1に示す。
3mm×3mmの銅板に上記銀ナノ粒子ペーストを塗布し、50mm×10mmの銅板に貼り付けた(図2A)。その後、無加圧条件下、250℃で1時間焼成し、接合して試験片を作成した。続いて、プッシュプルゲージRX−100(アイコーエンジニアリング株式会社製)を用い、試験片のせん断強度を測定した(図2B)。試験は各銀含有量について5回行った。結果を図3に示す。
本発明の銀ナノ粒子ペーストを用いて作成した試験片における銀部分と銅部分との接合界面付近における元素の存在比率をTEM−EDSにより分析した。図5Bに示すように、接合界面付近にリン酸系分散剤に由来するリンが偏在していることが示された。
2.接合部:□3mm
3.銅板:(t=1.0mm)
4.せん断治具
5.銅板
6.接合部(銀)
7.銅板
8.接合界面
9.銀部分
10.銅部分
(1)金属ナノ粒子と、親水性部を有するリン酸系分散剤と、極性溶媒とを含有する金属ナノ粒子ペーストであって、前記金属ナノ粒子の含有量が70重量%以上100重量%未満である前記金属ナノ粒子ペースト。
(2)金属ナノ粒子の含有量が90重量%以上99重量%未満である、(1)に記載の金属ナノ粒子ペースト。
(3)金属ナノ粒子の含有量が95重量%以上99重量%未満である、(2)に記載の金属ナノ粒子ペースト。
(4)粘度が100Pa・s以下である、(1)〜(3)のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペースト。
(5)親水性部がポリエチレングリコールである、(1)〜(4)のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペースト。
(6)極性溶媒がアルコール溶媒である、(1)〜(5)のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペースト。
(7)(1)〜(6)のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペーストを被接合部材に適用することを含む接合方法。
(8)無加圧条件下で被接合部材を接合する、(7)に記載の接合方法。
(9)(7)又は(8)に記載の接合方法により得られる接合体。
(10)せん断強度が80〜110MPaである、(9)に記載の接合体。
(11)(1)〜(6)のいずれかに記載の金属ナノ粒子ペーストにより形成された配線を有する電子基板。
本発明は金属ナノ粒子と、親水性部を有するリン酸系分散剤と、極性溶媒とを含有し、前記金属ナノ粒子の含有量が70重量%以上100重量%未満である金属ナノ粒子ペーストに関する。本発明の金属ナノ粒子ペーストは低粘度でありながら、金属ナノ粒子を高い比率で含有することができるため、取り扱い性、接合強度、及び電気・熱伝導率に優れている。
xは6〜20の整数(好ましくは6〜14の整数)であり、
yは0〜5の整数(好ましくは0〜2の整数)であり、
zは0〜5の整数(好ましくは0〜2の整数)であり、
x+y+zは6〜30の整数(好ましくは6〜18の整数)である]
を有するリン酸系分散剤を挙げることもできる。
0<Y≦3X 式(1)
0<Y≦2X 式(2)
0<Y≦1X 式(3)
本発明は金属ナノ粒子ペーストを用いて被接合部材を接合する方法、及び前記方法により得られる接合体にも関する。本発明の金属ナノ粒子ペーストは高い比率で金属ナノ粒子を含有しているため、せん断強度に優れた接合体を製造することができる。
金属ナノ粒子として、銀ナノ粒子(〜50nm)、銀ナノフィラー(100〜200nm)、及び銀フィラー(300nm)、リン酸系分散剤として、DISPER−BYK111(BYK社製)、並びに極性溶媒として、イソボルニルシクロヘキサノール(商品名:テルソルブMTPH、日本テルペン化学社製)、及びオクタノールを以下の表に示す割合で混合し、銀含有量が90重量%、91重量%、92重量%、93重量%、94重量%、及び95重量%の銀ナノ粒子ペーストを調製した。
コーン/プレート型粘度計(コーンロータ:3°×R9.7)(TV25型粘度計、東機産業株式会社製)を用い、各種回転速度(rpm)及び測定温度20℃で上記銀ナノ粒子ペーストの粘度を測定した。結果を図1に示す。
3mm×3mmの銅板に上記銀ナノ粒子ペーストを塗布し、50mm×10mmの銅板に貼り付けた(図2A)。その後、無加圧条件下、250℃で1時間焼成し、接合して試験片を作成した。続いて、プッシュプルゲージRX−100(アイコーエンジニアリング株式会社製)を用い、試験片のせん断強度を測定した(図2B)。試験は各銀含有量について5回行った。結果を図3に示す。
本発明の銀ナノ粒子ペーストを用いて作成した試験片における銀部分と銅部分との接合界面付近における元素の存在比率をTEM−EDSにより分析した。図5Bに示すように、接合界面付近にリン酸系分散剤に由来するリンが偏在していることが示された。
2.接合部:□3mm
3.銅板:(t=1.0mm)
4.せん断治具
5.銅板
6.接合部(銀)
7.銅板
8.接合界面
9.銀部分
10.銅部分
Claims (11)
- 金属ナノ粒子と、親水性部を有するリン酸系分散剤と、極性溶媒とを含有する金属ナノ粒子ペーストであって、前記金属ナノ粒子の含有量が70重量%以上100重量%未満である前記金属ナノ粒子ペースト。
- 金属ナノ粒子の含有量が90重量%以上99重量%未満である、請求項1に記載の金属ナノ粒子ペースト。
- 金属ナノ粒子の含有量が95重量%以上99重量%未満である、請求項2に記載の金属ナノ粒子ペースト。
- 粘度が100Pa・s以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子ペースト。
- 親水性部がポリエチレングリコールである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子ペースト。
- 極性溶媒がアルコール溶媒である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子ペースト。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子ペーストを非接合部材に適用することを含む接合方法。
- 無加圧条件下で非接合部材を接合する、請求項7に記載の接合方法。
- 請求項7又は8に記載の接合方法により得られる接合体。
- せん断強度が80〜110MPaである、請求項9に記載の接合体。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の金属ナノ粒子ペーストにより形成された配線を有する電子基板。
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---|---|---|---|---|
JP2017071707A (ja) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 信越化学工業株式会社 | 液状熱伝導性樹脂組成物及び電子部品 |
JP2018051526A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日華化学株式会社 | 金属粒子分散体及びその製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005190907A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 表面処理金属粉、その表面処理金属粉を用いた導電性ペースト、及びその導電性ペーストを用いて得られるプリント配線板及びチップ部品 |
JP2009074171A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-04-09 | Mitsuboshi Belting Ltd | 金属コロイド粒子およびその分散液 |
WO2011007402A1 (ja) * | 2009-07-14 | 2011-01-20 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | 金属ナノ粒子を用いた接合材および接合方法 |
WO2011155055A1 (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | 低温焼結性接合材および該接合材を用いた接合方法 |
-
2013
- 2013-10-21 JP JP2013218292A patent/JP5664739B2/ja active Active
Patent Citations (4)
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JP2018051526A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日華化学株式会社 | 金属粒子分散体及びその製造方法 |
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