JP2014111800A - ペースト状金属微粒子組成物、固形状金属または固形状金属合金の製造方法、金属製部材の接合方法、プリント配線板の製造方法および電気回路接続用バンプの製造方法 - Google Patents
ペースト状金属微粒子組成物、固形状金属または固形状金属合金の製造方法、金属製部材の接合方法、プリント配線板の製造方法および電気回路接続用バンプの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】有機物で表面を被覆された加熱焼結性金属微粒子と酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒を混合した後、−50℃〜+25℃で所定時間以上エージングしたペースト状金属微粒子組成物、および、加熱焼結性金属粒子を含むペースト状金属微粒子組成物であり、加熱することにより該揮発性分散媒が揮散し該加熱焼結性金属微粒子同士または該加熱焼結性金属微粒子と該加熱焼結性金属粒子が焼結して固形状金属などになるペースト状金属微粒子組成物。該ペースト状金属微粒子組成物を加熱することによる固形状金属などの製造方法、該ペースト状金属微粒子組成物を使用する金属製部材の強固な接合方法、金属配線を有するプリント配線板の製造方法および電気回路接続用バンプの製造方法。
【選択図】図2
Description
しかも、電子機器、電子部品、チップ部品等およびこれらを構成する材料の耐熱性の制約から、低温度でペースト状組成物が焼結し、かつ、基材への接着性を有することを求められる場合が増えてきている。
しかし、加熱焼結性銀粒子の被覆剤である高級脂肪酸、高級脂肪酸塩を、より低級の脂肪酸やより低級の脂肪酸塩に置換する操作は時間を要し煩雑であるという問題がある。
「[1] (A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒を混合した後、−50℃〜+25℃において、下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをしてなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
[2] (A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを混合した後、−50℃〜+25℃において、下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをしてなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
[3] (A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを混合した後、−50℃〜+25℃において下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをし、ついで、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子を配合してなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
[4] 高分子分散剤の酸価およびアミン価が,各々5〜300mgKOH/gであることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[5] 高分子分散剤の酸性官能基が、カルボキシル基,リン酸基または酸性リン酸エステル基であり、塩基性官能基がアミノ基またはアンモニウム塩基であることを特徴とする、[1]〜[4]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[6] 高分子分散剤は、ビニル重合系高分子または縮重合系高分子からなること特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[7] 加熱焼結性金属微粒子が加熱焼結性銀微粒子または加熱焼結性銅微粒子であることを特徴とする、[1]〜[6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8] 加熱焼結性金属微粒子の形状が球状、粒状またはフレーク状であり、極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物が脂肪族カルボン酸であることを特徴とする、[1]〜[7]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-1] 加熱焼結性金属微粒子(A)100質量部に対し、高分子分散剤(B)が0.1〜20質量部であることを特徴とする、[1]〜[8]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-2] 加熱焼結性金属微粒子(A)と高分子分散剤(B)と揮発性分散剤(C)の混合物100質量部に対して、加熱焼結性金属粒子(D)1200質量部以下であることを特徴とする、[2]と[3]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-3] 加熱焼結性金属微粒子(A)100質量部100質量部あたり、揮発性分散剤(C)が5〜30質量部であることを特徴とする、[1]〜[8]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-4] 加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)の合計量100質量部あたり、揮発性分散剤(C)が5〜30質量部であることを特徴とする、[2]と[3]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-5] (E)炭素原子数が2〜10の1価または2価のカルボン酸をさらに含有することを特徴とする、[1]〜[8]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-6] (E)炭素原子数が2〜10の1価または2価のカルボン酸の含有量が0.01質量%〜5質量%であることを特徴とする、[8-5]に記載のペースト状金属微粒子組成物。」により達成される。
「[9] [1]〜[8]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、70℃以上300℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒を揮散させて加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結し、焼結後の体積抵抗率が9×10-6Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上となることを特徴とする、固形状金属または固形状金属合金の製造方法。
[9-1] [8-1]〜[8-6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、70℃以上300℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒を揮散させて加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結し、焼結後の体積抵抗率が9×10-6Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上となることを特徴とする、固形状金属または固形状金属合金の製造方法。」により達成される。
「[10] [1]〜[8]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、70℃以上300℃以下での加熱により、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、金属製部材の接合方法。
[10-1] [8-1]〜[8-6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、70℃以上300℃以下での加熱により、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、金属製部材の接合方法。
[11] 金属製部材が金属製基板または電子部品の金属部分であることを特徴とする、[10]または[10-1]に記載の金属製部材の接合方法。」により達成される。
「[12] [1]〜[8]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、接着剤が塗布された基板上に塗布し、70℃以上300℃以下で加熱することにより、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、接着剤上に金属配線または金属合金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。
[12-1] [8-1]〜[8-6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、接着剤が塗布された基板上に塗布し、70℃以上300℃以下で加熱することにより、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、接着剤上に金属配線または金属合金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。
「[13] [1]〜[8]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、半導体素子上の電気回路接続用パッド部または基板上の電気回路接続用電極部にドット状に塗布し、70℃以上300℃以下で加熱することにより、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、半導体素子上または基板上に金属製バンプまたは金属合金製バンプを形成することを特徴とする、電気回路接続用バンプの製造方法。
[13-1] [8-1]〜[8-6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、半導体素子上の電気回路接続用パッド部または基板上の電気回路接続用電極部にドット状に塗布し、70℃以上300℃以下で加熱することにより、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、半導体素子上または基板上に金属製バンプまたは金属合金製バンプを形成することを特徴とする、電気回路接続用バンプの製造方法。」により達成される。
(A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒を混合した後、−50℃〜+25℃において、下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをしてなることを特徴とする。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
このペースト状金属微粒子組成物(I)は、(A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを混合した後、−50℃〜+25℃において、下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをして製造することができる。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
(A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを混合した後、−50℃〜+25℃において、下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをしてなることを特徴とする。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
このペースト状金属微粒子組成物(II)は、(A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを混合した後、−50℃〜+25℃において、下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをして製造することができる。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
(A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを混合した後、−50℃〜+25℃において、下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをし、ついで、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子を配合してなることを特徴とする。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
このペースト状金属微粒子組成物(III)は、
(A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを混合した後、−50℃〜+25℃において、下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをし、ついで、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子を配合して製造することができる。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
加熱焼結性金属微粒子の形状は、球状,針状,角状,樹枝状,繊維状,フレーク状(片状),粒状,不規則形状,涙滴状が例示され(JIS Z2500:2000参照)、さらには楕円球状,海綿状,ぶどう状,紡錘状,略立方体状,六角板状,柱状,棒状,多孔状,塊状,けい角状,丸み状が例示されるが、製造容易性、調達容易性の点で、球状、粒状およびフレーク状であることが好ましい。
粒状とは、不規則形状のものではなくほぼ等しい寸法をもつ形状である(JIS Z2500:2000参照)。
また、塩基性官能基として、アミノ基、イミノ基(=NH)、アンモニウム塩基、塩基性窒素原子を有する複素環基が例示されるが、アミノ基、アンモニウム塩基(例えば、第3級アンモニウム塩基、第4級アンモニウム塩基)であることが好ましい。アミノ基は、第1級アミノ基(-NH2)、第2級アミノ基(-NHR)、第3級アミノ基(-NRR')のいずれでもよい。前記RとR'はアルキル基、フェニル基、アラルキル基などであり、炭素原子数は好ましくは1〜8である。
第3級アミノ基は加熱焼結性金属微粒子表面への吸着性が優れている。
酸価とは、高分子分散剤(B)固形分1gあたりの酸価を表し、JIS K 0070に準じ、電位差滴定法によって求めることができる。アミン価とは、高分子分散剤固形分1gあたりのアミン価を表し、0.1Nの塩酸水溶液を用い、電位差滴定法によって求めたのち、水酸化カリウムの当量に換算した値をいう。
酸性官能基を持たせるビニルモノマーとして、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステルなどのカルボキシル基含有ビニル系モノマーが挙げられる。
さらには、ビニルピリジン、4−アミノスチレン、4−(N,N−ジメチルアミノ)スチレン等のアミノ基含有スチレンが挙げられる。
分子中のアミノアルキル基の一部にリン酸を反応させて塩またはアミドを形成することにより、リン酸基とアミノ基を持たせることができる。
コポリマーとして、ランダムコポリマー、交互共重合体、ブロックコポリマー、くし型コポリマー(又はくし型グラフトコポリマー)が挙げられる。
酸性官能基と塩基性官能基を持たせやすい点で、鎖状構造を有するポリウレタン、ポリエステル、ポリオキシアルキレン(例えば、ポリオキシエチレンプロピレン、ポリオキシプロピレン)、ポリオキシアルキレン/ポリエステルコポリマー、ポリアミド、含窒素高分子が好ましい。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
なお、加熱焼結性金属微粒子(A)と高分子分散剤(B)と揮発性分散媒(C)を混合して、本発明のペースト状金属微粒子組成物とする際、混合中の混合液の温度は30℃以下であることが好ましい。また、混合初期の温度よりも10℃以上の温度上昇をしないように混合することがより好ましい。加熱焼結性金属微粒子(A)と高分子分散剤(B)と揮発性分散媒(C)と加熱焼結性金属粒子(D)を混合する際も同様である。
請求項3のペースト状金属微粒子組成物(III)については、製造時間の点で0℃〜+25℃が好ましい。
エージングの間は、加熱焼結性金属微粒子(A)と高分子分散剤(B)と揮発性分散媒(C)の混合物を静置しておいても良いし、撹拌羽付ミキサー等により攪拌していてもよい。ただし、温度制御に注意する必要がある。エージングの間の雰囲気は特に限定されず、空気、窒素ガスなどの不活性ガスが例示されるが、水分などの混入を防ぐため、容器に入れて蓋をしておくことが好ましい。加熱焼結性金属微粒子(A)と高分子分散剤(B)と揮発性分散媒(C)と加熱焼結性金属粒子(D)の混合物についても同様である。
−50℃〜+25℃において下記(式1)
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
によるエージング時間以上のエージング、好ましくは前記(式2)によるエージング時間以上のエージング、より好ましくは前記(式3)によるエージング時間以上のエージングをし、ついで、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子を配合しても良い。加熱焼結性金属粒子(D)は、加熱焼結性金属微粒子(A)よりも製造容易であり製造コストが安いので、本発明のペースト状金属微粒子組成物の製造コストを抑えることができ、ペースト状金属微粒子組成物の加熱焼結性が向上する効果がある。
粒状とは、不規則形状のものではなくほぼ等しい寸法をもつ形状である(JIS Z2500:2000参照)。
ここで言うフレーク状の金属粒子のアスペクト比は、[粒子の平面方向の平均長さ(μm)]/[粒子の平均厚さ(μm)]の値であって、2〜200の範囲にあるものが好ましく、5〜50の範囲であることがより好ましい。アスペクト比の算出において平面方向の平均長さの値は、例えば、走査型電子顕微鏡により倍率1000〜10000倍程度で観察し、その観察像の中にある20個以上の金属粒子の平面方向の長さを測定して、その平均値として得ることができる。また、平均厚さの値は、例えば、フレーク状の金属粒子をエポキシ樹脂等の硬化性樹脂で固めた試料を製造し、その試料の断面を走査型電子顕微鏡により倍率5000〜20000倍程度で観察して、その観察像の中にある20個以上の金属粒子の厚さを測定して、その平均値として得ることができる。いずれの形状であっても粒度分布は限定されない。
炭素原子、水素原子、酸素原子および窒素原子からなる揮発性有機化合物として、アセトアミド、ジメチルアセトアミド、N、N-ジメチルホルムアミドのような揮発性脂肪族カルボン酸アミドが例示される。その他に、エーテル結合を有するアルキルアミド系溶剤、アセトニトリル等のニトリル系溶剤、ジメチルスルホキシド等の含イオウ系溶剤、テトラメチル尿素等の尿素系溶剤、低分子量の揮発性シリコーンオイルおよび揮発性有機変成シリコーンオイルが例示される。
なお、揮発性分散媒(C)は2種類以上を併用しても良い。
しかし、300℃を越えると揮発性分散媒が突沸的に蒸発して固形状金属(例えば、固形状銀、固形状銅、固形状銀金属合金、固形状銅金属合金)の形状に悪影響が出る恐れがあるため、300℃以下であることが必要であり、好ましくは250℃以下であり、より好ましく225℃以下である。
該ペースト状金属微粒子組成物をドット状に塗布する方法として、滴下、ディスペンシング、印刷(例えばスクリーン印刷)、メタルマスク塗布が例示される。
各成分所定量を撹拌羽付ミキサーに投入し、20〜25℃で均一になるまで攪拌した。
ペースト状金属微粒子組成物をガラス容器に入れて蓋をし、設定温度が25℃を越える場合は恒温保管庫中で、設定温度が25℃〜5℃の間の場合は恒温冷蔵庫中で、設定温度が5℃未満の場合は恒温冷凍庫中で、該容器を静置してエージングした。
ペーストの状態は目視で観察した。
幅50mm×長さ50mm×厚さ1.0mmのポリテトラフルオロエチレン樹脂板上に、幅10mm×長さ10mmの開口部を有する500μm厚のメタルマスクを用いて、ペースト状金属微粒子組成物を塗布し、225℃の強制循環式オーブン内で1時間加熱してフィルム状の金属とした。なお、加熱焼結性金属微粒子が銅微粒子または加熱焼結性金属粒子が銅粒子である場合は、更に、水素ガスと窒素ガスが体積比で10:90であるフォーミングガス中にて225℃で1時間加熱した。フィルム状の金属についてJIS Z 2244に準じた方法により硬さを測定した。
幅25mm×長さ70mm×厚さ1.0mmの銀基板(銀純度99.99%)1上に、10mmの間隔をおいて4つの幅2.5mm×長さ2.5mmの開口部を有する100μm厚のメタルマスクを用いてペースト状金属微粒子組成物を塗布し、その上に幅2.5mm×長さ2.5mm×厚さ0.5mmの銀チップ(銀純度99.99%)3を搭載後、225℃の強制循環式オーブン内で1時間加熱して接合した。なお、加熱焼結性金属微粒子が銅微粒子または加熱焼結性金属粒子が銅粒子である場合は、更に、水素ガスと窒素ガスが体積比で10:90であるフォーミングガス中にて225℃で1時間加熱した。
かくして得られた接着強さ測定用試験体の幅2.5mm×長さ2.5mm×厚さ0.5mmの銀チップ3の側面を接着強さ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接着強さとした。なお、該試験体4個を測定し、その平均値を接着強さとした。
幅50mm×長さ50mm×厚さ1.0mmのポリテトラフルオロエチレン樹脂板上に、幅10mm×長さ10mmの開口部を有する500μm厚のメタルマスクを用いて、ペースト状金属微粒子組成物を塗布し、225℃の強制循環式オーブン内で1時間加熱してフィルム状の金属とした。なお、加熱焼結性金属微粒子が銅微粒子または加熱焼結性金属粒子が銅粒子である場合は、更に、水素ガスと窒素ガスが体積比で10:90であるフォーミングガス中にて225℃で1時間加熱した。フィルム状の金属についてJIS K 7194に準じた方法により体積抵抗率(単位;Ω・cm)を測定した。
幅50mm×長さ50mm×厚さ1.0mmのポリテトラフルオロエチレン樹脂板上に、幅10mm×長さ10mmの開口部を有する2mm厚のメタルマスクを用いて、ペースト状金属微粒子組成物を塗布し、225℃の強制循環式オーブン内で1時間加熱して板状の金属とした。なお、加熱焼結性金属微粒子が銅微粒子または加熱焼結性金属粒子が銅粒子である場合は、更に、水素ガスと窒素ガスが体積比で10:90であるフォーミングガス中にて225℃で1時間加熱した。板状の金属について熱定数測定装置を用いたレーザーフラッシュ法により熱伝導率(単位;W/mK)を測定した。
実施例と比較例中の、ビックケミー・ジャパン株式会社が販売しているDISPERBYK-2020(不揮発分70%)は、コントロールラジカル重合による変性アクリル系ブロック共重合体の溶液であり、アミノ基とリン酸エステル基を有し、リン酸エステル基は、詳しくは酸性リン酸エステル基である。
ANTI-TERRA-U(不揮発分50%)は長鎖ポリアミノアマイドと酸ポリマーの塩であり、詳しくはカルボン酸ポリマーの部分長鎖ポリアミノアマイド塩の溶液であり、アミノアマイド基とカルボキシル基を有する。
DISPERBYK-106(不揮発分91%)は、酸性基を有するポリマー塩の溶液であり、詳しくはリン酸基を有するポリマーの部分アミン塩であり、アミノ基とリン酸基を有する。
DISPERBYK-2022(不揮発分60%)は、コントロールラジカル重合による変性アクリル系ブロック共重合体の溶液であり、アミノ基を有し実質的に酸性官能基を有しない。
なお、部分・・・・塩は分子中の複数のカルボキシル基やリン酸基の一部が塩となっていることを意味する。
市販の還元法で製造され、表面が極性基を有する炭素原子数6の有機物であるヘキサン酸で被覆された粒状の加熱焼結性銀微粒子(A)(平均粒径が0.02μm、有機物量(注:ヘキサン酸と微量の有機系還元剤の合計量である)が2.7質量%である)100部、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2020(B)(酸価37mgKOH/g、アミン価36mgKOH/g)4部、および、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)15部を均一に混合し、混合物を−50℃で100時間エージングして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(I)について、加熱して焼結することにより生成した固形状銀の硬さ、接着強さ、体積抵抗率および熱伝導率を測定して表1にまとめて示した。ペースト状銀粒子組成物(I)の焼結物は、硬さ、接着強さ、体積抵抗率および熱伝導率が優れていた。
以上の結果より、このペースト状銀微粒子組成物(I)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、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、および半導体素子上または基板上に銀バンプを形成するのに有用なことがわかった。
実施例1において、エージングの条件を−25℃で75時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(I)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表1にまとめて示した。
実施例1において、エージングの条件を0℃で50時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(I)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表1にまとめて示した。
実施例1において、エージングの条件を+20℃で30時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(I)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表1にまとめて示した。
実施例1において、エージングの条件を+25℃で25時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(I)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表1にまとめて示した。
実施例1において、エージングの時間を720時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(I)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表2にまとめて示した。
実施例2において、エージングの時間を720時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(I)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表2にまとめて示した。
実施例3において、エージングの時間を360時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(I)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表2にまとめて示した。
実施例5において、エージングの時間を120時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(I)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表2にまとめて示した。
実施例1において、−50℃でのエージングの時間を95時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表3にまとめて示した。
実施例1において、−50℃でのエージングの時間を60時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表3にまとめて示した。
実施例2において、−25℃でのエージングの時間を70時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表3にまとめて示した。
実施例2において、−25℃でのエージングの時間を40時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表3にまとめて示した。
実施例3において、0℃でのエージングの時間を45時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表4にまとめて示した。
実施例3において、0℃でのエージングの時間を30時間とした以外は同様にしてースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表4にまとめて示した。
実施例5において、+25℃でのエージングの時間を20時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表4にまとめて示した。
実施例5において、+25℃でエージングの時間を15時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表4にまとめて示した。
実施例1において、エージングを−70℃で150時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表5にまとめて示した。
実施例1において、エージングを−55℃で105時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表5にまとめて示した。
実施例1において、エージングを+30℃で20時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング後では加熱焼結性銀微粒子の凝集物が認められた。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は凝集物のため良好でなく、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表5にまとめて示した。
実施例1において、エージングを+40℃で10時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング後では加熱焼結性銀微粒子の凝集物が認められた。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は凝集物のため良好でなく、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表5にまとめて示した。
実施例1で調製したエージング前のペースト状銀微粒子混合物{(市販の還元法で製造され、表面が極性基を有する炭素原子数6の有機物であるヘキサン酸で被覆された粒状の加熱焼結性銀微粒子(A)(平均粒径が0.02μm、有機物量(注:ヘキサン酸と微量の有機系還元剤の合計量である)が2.7質量%である)100部、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2020(B)(酸価37mgKOH/g、アミン価36mgKOH/g)4部、および、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)15部を均一に混合したもの)}20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合し、−50℃で100時間エージングして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(II)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表6にまとめて示した。
実施例10において、エージングの条件を−25℃で75時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(II)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表6にまとめて示した。
実施例10において、エージングの条件を0℃で50時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(II)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表6にまとめて示した。
実施例10において、エージングの条件を+20℃で30時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(II)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表6にまとめて示した。
実施例10において、エージングの条件を+25℃で25時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(II)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表6にまとめて示した。
実施例10において、−50℃でのエージングの時間を720時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(II)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表7にまとめて示した。
実施例11において、−25℃でのエージングの時間を720時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(II)を調製した。また、このペースト状銀微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表7にまとめて示した。
実施例12において、0℃でのエージングの時間を360時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(II)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表7にまとめて示した。
実施例14において、+25℃でのエージングの時間を120時間とした以外は同様にして本発明のペースト状銀微粒子組成物(II)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表7にまとめて示した。
実施例10において、−50℃でのエージングの時間を95時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表8にまとめて示した。
実施例10において、−50℃でのエージングの時間を60時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表8にまとめて示した。
実施例11において、−25℃でのエージングの時間を70時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表8にまとめて示した。
実施例11において、−25℃でのエージングの時間を40時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表8にまとめて示した。
実施例12において、0℃でのエージングの時間を45時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表8にまとめて示した。
実施例12において、0℃でのエージングの時間を30時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表9にまとめて示した。
実施例14において、+25℃でのエージングの時間を20時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表9にまとめて示した。
実施例14において、+25℃でのエージングの時間を15時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表9にまとめて示した。
実施例10において、エージングを−70℃で150時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表10にまとめて示した。
実施例10において、エージングを−55℃で105時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表10にまとめて示した。
実施例10において、エージングを+30℃で20時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング後では加熱焼結性銀微粒子の凝集物が認められた。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は凝集物のため良好でなく、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表10にまとめて示した。
実施例10において、エージングを+40℃で10時間とした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング後では加熱焼結性銀微粒子の凝集物が認められた。
また、このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は凝集物のため良好でなく、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表10にまとめて示した。
実施例1で調製したエージング後のペースト状銀微粒子組成物(I)20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表11にまとめて示した。
実施例19において、実施例1で調製したエージング後のペースト状銀微粒子組成物(I)の代わりに、実施例2で調製したエージング後のペースト状銀粒子組成物(I)を用いた以外は同様にして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表11にまとめて示した。
実施例19において、実施例1で調製したエージング後のペースト状銀微粒子組成物(I)の代わりに、実施例3で調製したエージング後のペースト状銀粒子組成物(I)を用いた以外は同様にして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表11にまとめて示した。
実施例19において、実施例1で調製したエージング後のペースト状銀微粒子組成物(I)の代わりに、実施例4で調製したエージング後のペースト状銀粒子組成物(I)を用いた以外は同様にして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表11にまとめて示した。
実施例19において、実施例1で調製したエージン後のペースト状銀微粒子組成物(I)の代わりに、実施例5で調製したエージング後のペースト状銀粒子組成物(I)を用いた以外は同様にして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表11にまとめて示した。
実施例19において、実施例1で調製したエージン後のペースト状銀微粒子組成物(I)の代わりに、実施例6で調製したエージング後のペースト状銀粒子組成物(I)を用いた以外は同様にして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表12にまとめて示した。
実施例19において、実施例1で調製したエージン後のペースト状銀微粒子組成物(I)の代わりに、実施例7で調製したエージング後のペースト状銀粒子組成物(I)を用いた以外は同様にして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表12にまとめて示した。
実施例19において、実施例1で調製したエージン後のペースト状銀微粒子組成物(I)の代わりに、実施例8で調製したエージング後のペースト状銀粒子組成物(I)を用いた以外は同様にして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表12にまとめて示した。
実施例19において、実施例1で調製したエージン後のペースト状銀微粒子組成物(I)の代わりに、実施例9で調製したエージング後のペースト状銀粒子組成物(I)を用いた以外は同様にして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表12にまとめて示した。
比較例1で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表13にまとめて示した。
比較例2で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表13にまとめて示した。
比較例3で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表13にまとめて示した。
比較例4で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表13にまとめて示した。
比較例5で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表13にまとめて示した。
比較例6で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表14にまとめて示した。
比較例7で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表14にまとめて示した。
比較例8で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表14にまとめて示した。
比較例9で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表15にまとめて示した。
比較例10で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表15にまとめて示した。
比較例11で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物が認められた。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は凝集物のため良好でなく、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表15にまとめて示した。
比較例12で調製したペースト状銀微粒子組成物20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合して、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物が認められた。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は凝集物のため良好でなく、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表15にまとめて示した。
市販の還元法で製造され、表面が極性基を有する炭素原子数6の有機物であるヘキサン酸で被覆された粒状の加熱焼結性銅微粒子(A)(平均粒径が0.02μm、有機物量(注:ヘキサン酸と微量の有機系還元剤の合計量である)が3.5質量%である)100部、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2020(B)(酸価37mgKOH/g、アミン価36mgKOH/g)4部、および、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)15部を均一に混合し、−25℃で75時間エージングして、本発明のペースト状銅微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銅微粒子組成物(I)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表16にまとめて示した。
実施例28で調製したエージング前のペースト状銅微粒子混合物{(市販の還元法で製造され、表面が極性基を有する炭素原子数6の有機物であるヘキサン酸で被覆された粒状の加熱焼結性銅微粒子(A)(平均粒径が0.02μm、有機物量(注:ヘキサン酸と微量の有機系還元剤の合計量である)が3.5質量%である)100部、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2020(B)(酸価37mgKOH/g、アミン価36mgKOH/g)4部、および、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)15部を均一に混合したもの}20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)8部、および、市販の還元法で製造され、表面がステアリン酸で被覆された球状であり,平均粒径が0.5μmである加熱焼結性銅粒子(D)(ステアリン酸量が1.1質量%である)72部を均一に混合し、−25℃で75時間エージングして、本発明のペースト状銅微粒子組成物(II)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銅微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表16にまとめて示した。
実施例28で調製したエージング後のペースト状銅微粒子組成物(I)20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)8部、および、市販の還元法で製造され、表面がステアリン酸で被覆された球状であり,平均粒径が0.5μmである加熱焼結性銅粒子(D)(ステアリン酸量が1.1質量%である)72部を均一に混合し、本発明のペースト状銅微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銅微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銅微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表16にまとめて示した。
実施例28において、エージングを−25℃で70時間にした以外は同様にしてペースト状銅微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
このペースト状銅微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表17にまとめて示した。
実施例29において、エージングを−25℃で70時間にした以外は同様にしてペースト状銅微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
このペースト状銅微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表17にまとめて示した。
実施例30において、実施例28で調製したエージング後のペースト状銅微粒子組成物(I)の代わりに、比較例37で調製したエージング後のペースト状銅微粒子組成物を使用した以外は同様にして、ペースト状銅微粒子組成物(3)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
このペースト状銅微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表17にまとめて示した。
市販の還元法で製造され、表面が極性基を有する炭素原子数8の有機物であるオクタン酸で被覆された粒状の加熱焼結性銀微粒子(A)(平均粒径が0.08μm、有機物量(注:オクタン酸と微量の有機系還元剤の合計量である)が2.7質量%である)100部、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2020(B)(酸価37mgKOH/g、アミン価36mgKOH/g)4部、および、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)15部を均一に混合し、−25℃で75時間エージングして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(I)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(I)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表18にまとめて示した。
実施例31で調製したエージング前のペースト状銀微粒子混合物{(市販の還元法で製造され、表面が極性基を有する炭素原子数8の有機物であるオクタン酸で被覆された粒状の加熱焼結性銀微粒子(A)(平均粒径が0.08μm、有機物量(注:ヘキサン酸と微量の有機系還元剤の合計量である)が2.7質量%である)100部、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2020(B)(酸価37mgKOH/g、アミン価36mgKOH/g)4部、および、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)15部を均一に混合したもの}20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である加熱焼結性銀粒子(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合し、−25℃で75時間エージングして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(II)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(II)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表18にまとめて示した。
実施例31で調製したエージング後のペースト状銀微粒子組成物(I)20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の還元法で製造され、表面がステアリン酸で被覆されたフレーク状銀であり,平面方向の平均粒径が2.0μmであり,アスペクト比が20(平均厚さが0.1μm)の多角形である(D)(ステアリン酸量が0.3質量%である)73部を均一に混合し、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表18にまとめて示した。
実施例31において、エージングを−25℃で70時間にした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表19にまとめて示した。
実施例32において、エージングを−25℃で70時間にした以外は同様にしてペースト状銀微粒子組成物を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
このペースト状銀微粒子組成物の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表19にまとめて示した。
実施例33において、実施例31で調製したエージング後のペースト状銀微粒子組成物(I)の代わりに、比較例40で調製したエージング後のペースト状銀微粒子組成物を使用した以外は同様にして、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。エージング前後でペーストの状態には変化がなかった。
このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表19にまとめて示した。
実施例20において、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2020(B)(酸価37mgKOH/g、アミン価36mgKOH/g)の代わりに、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のANTI-TERRA-U(酸価24mgKOH/g、アミン価19mgKOH/g)を用いた以外は同様にして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表20にまとめて示した。
実施例20において、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2020(B)(酸価37mgKOH/g、アミン価36mgKOH/g)の代わりに、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-106(酸価132mgKOH/g、アミン価74mgKOH/g)を用い、また、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)の代わりに、シクロヘキサノール(沸点161℃、関東化学株式会社製)(C)を用いた以外は同様にして、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表20にまとめて示した。
実施例2で調製したエージング後のペースト状銀微粒子組成物(I)(−25℃で75時間エージング)20部、揮発性分散媒である市販のターピネオール(C)(沸点219℃)7部、および、市販の表面がオレイン酸で被覆されている平均粒径が1.0μmの粒状である加熱焼結性銀粒子(D)(オレイン酸量が0.4質量%である)73部を均一に混合して、本発明のペースト状銀微粒子組成物(III)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(III)の塗布性、加熱焼結物の特性は良好で、本発明の目的に有用であることがわかった。測定結果を表20にまとめて示した。
実施例20において、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2020(B)(酸価37mgKOH/g、アミン価36mgKOH/g)の代わりに、実質的にアミノ基を有せずリン酸エステル基を有する高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-111(酸価129mgKOH/g、アミン価<1mgKOH/g)を用いた以外は同様にして、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好であったが、加熱焼結物の特性が悪く、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表21にまとめて示した。
実施例20において、アミノ基と酸性リン酸エステル基を有する両性高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2020(B)(酸価37mgKOH/g、アミン価36mgKOH/g)の代わりに、アミノ基を有し実質的に酸性官能基を有しない高分子分散剤であるビックケミー・ジャパン株式会社販売のDISPERBYK-2022(酸価<1mgKOH/g、アミン価61mgKOH/g)を用いた以外は同様にして、ペースト状銀微粒子組成物(3)を調製した。このペーストには加熱焼結性銀微粒子の凝集物はなかった。
また、このペースト状銀微粒子組成物(3)の塗布性は良好でなく、本発明の目的に有用でないことがわかった。測定結果を表21にまとめて示した。
厚さが1.2mmのFRP(ガラス繊維強化エポキシ樹脂)板上に、エポキシ樹脂接着剤(住友スリーエム株式会社製、商品名SW2214)を、幅1mm×長さ10mmの開口部を有する50μm厚のメタルマスクを用いて塗布し、塗布したエポキシ樹脂接着剤に重ねて実施例20のペースト状銀微粒子組成物(III)を同様に塗布した。このFRP板を225℃の強制循環式オーブン内で2時間加熱してエポキシ樹脂接着剤を硬化させ、加熱焼結性銀微粒子(A)同士および加熱焼結性銀微粒子(A)と加熱焼結性銀粒子(D)を焼結した。
このプリント配線板上の幅1mm、長さ10mm、厚さ50μmの銀製配線回路について長さ方向の電気抵抗を測定したところ、0.05Ω未満であり、実用上十分な導電性を有していた。
厚さが1.2mmのFRP板(ガラス繊維強化エポキシ樹脂)上に形成された銅製配線回路(幅1mm、長さ50mm、厚さ30μm)の表面を金メッキした電気回路の両端部に、縦1mm,横1mm,厚さ100μmの開口部を有するメタルマスクを用いて、実施例20のペースト状銀微粒子組成物(III)をドット状に印刷塗布した。このFRP板を225℃の強制循環式オーブン内で2時間加熱して加熱焼結性銀微粒子(A)同士および加熱焼結性銀微粒子(A)と加熱焼結性銀粒子(D)を焼結することにより、電気回路接続用バンプを製造した。
この電気回路の両端部に形成した電気回路接続用バンプ間の電気抵抗を測定したところ、0.05Ω未満であり、実用上十分な導電性を有していた。
本発明の固形状金属または固形状金属合金の製造方法および金属製部材の接合方法は、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、プリント回路基板上の導電性回路の形成等に有用である。
本発明の配線板の製造方法は、金属配線または金属合金配線を有するプリント配線板を効率よく製造するのに有用である。
本発明の電気回路接続用バンプの製造方法は、半導体素子または基板上に金属製または金属合金製バンプを効率よく製造するのに有用である。
1 銀基板
2 ペースト状金属微粒子組成物(加熱して焼結後は固形状金属)
3 銀チップ
「[1] (A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを均一になるまで混合した後、静置状態で、−50℃〜+25℃において下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをしてなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
[2] (A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを均一になるまで混合した後、静置状態で、−50℃〜+25℃において下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをしてなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
[3] (A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを均一になるまで混合した後、静置状態で、−50℃〜+25℃において下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをし、ついで、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子を配合してなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
[4] 高分子分散剤の酸価およびアミン価が,各々5〜300mgKOH/gであることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[5] 高分子分散剤の酸性官能基が、カルボキシル基,リン酸基または酸性リン酸エステル基であり、塩基性官能基がアミノ基またはアンモニウム塩基であることを特徴とする、[1]〜[4]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[6] 高分子分散剤は、ビニル重合系高分子または縮重合系高分子からなること特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[7] 加熱焼結性金属微粒子が加熱焼結性銀微粒子または加熱焼結性銅微粒子であることを特徴とする、[1]〜[6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8] 加熱焼結性金属微粒子の形状が球状、粒状またはフレーク状であり、極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物が脂肪族カルボン酸であることを特徴とする、[1]〜[7]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-1] 加熱焼結性金属微粒子(A)100質量部に対し、高分子分散剤(B)が0.1〜20質量部であることを特徴とする、[1]〜[8]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-2] 加熱焼結性金属微粒子(A)と高分子分散剤(B)と揮発性分散剤(C)の混合物100質量部に対して、加熱焼結性金属粒子(D)1200質量部以下であることを特徴とする、[2]と[3]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-3] 加熱焼結性金属微粒子(A)100質量部100質量部あたり、揮発性分散剤(C)が5〜30質量部であることを特徴とする、[1]〜[8]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-4] 加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)の合計量100質量部あたり、揮発性分散剤(C)が5〜30質量部であることを特徴とする、[2]と[3]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-5] (E)炭素原子数が2〜10の1価または2価のカルボン酸をさらに含有することを特徴とする、[1]〜[8]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[8-6] (E)炭素原子数が2〜10の1価または2価のカルボン酸の含有量が0.01質量%〜5質量%であることを特徴とする、[8-5]に記載のペースト状金属微粒子組成物。」により達成される。
「[1] (A)平均粒径が0.01μm〜0.2μmであり、その表面が,炭素原子数4〜16の脂肪酸で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)カルボキシル基,リン酸基または酸性リン酸エステル基である酸性官能基およびアミノ基またはアンモニウム塩基である塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを均一になるまで混合した後、静置状態で、−50℃〜+10℃において下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをしてなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
[2] (A)平均粒径が0.01〜0.2μmであり、その表面が,炭素原子数4〜16の脂肪酸で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子と、(B)カルボキシル基,リン酸基または酸性リン酸エステル基である酸性官能基およびアミノ基またはアンモニウム塩基である塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを均一になるまで混合した後、静置状態で、−50℃〜+10℃において下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをしてなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
[3] (A)平均粒径が0.01μm〜0.2μmであり、その表面が,炭素原子数4〜16の脂肪酸で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)カルボキシル基,リン酸基または酸性リン酸エステル基である酸性官能基およびアミノ基またはアンモニウム塩基である塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを均一になるまで混合した後、静置状態で、0℃〜+25℃において下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをし、ついで、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子を配合してなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48
[4] 高分子分散剤の酸価およびアミン価が,各々5〜300mgKOH/gであることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[5] 高分子分散剤は、ビニル重合系高分子または縮重合系高分子からなること特徴とする、[1]〜[4]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[6] 加熱焼結性金属微粒子が加熱焼結性銀微粒子または加熱焼結性銅微粒子であることを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[7] 加熱焼結性金属微粒子の形状が球状、粒状またはフレーク状であることを特徴とする、[1]〜[6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[7-1] 加熱焼結性金属微粒子(A)100質量部に対し、高分子分散剤(B)が0.1〜20質量部であることを特徴とする、[1]〜[7]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[7-2] 加熱焼結性金属微粒子(A)と高分子分散剤(B)と揮発性分散剤(C)の混合物100質量部に対して、加熱焼結性金属粒子(D)1200質量部以下であることを特徴とする、[2]と[3]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[7-3] 加熱焼結性金属微粒子(A)100質量部100質量部あたり、揮発性分散剤(C)が5〜30質量部であることを特徴とする、[1]〜[7]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[7-4] 加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)の合計量100質量部あたり、揮発性分散剤(C)が5〜30質量部であることを特徴とする、[2]と[3]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[7-5] (E)炭素原子数が2〜10の1価または2価のカルボン酸をさらに含有することを特徴とする、[1]〜[7]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物。
[7-6] (E)炭素原子数が2〜10の1価または2価のカルボン酸の含有量が0.01質量%〜5質量%であることを特徴とする、[7-5]に記載のペースト状金属微粒子組成物。」により達成される。
「[8] [1]〜[7]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、70℃以上300℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒を揮散させて加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結し、焼結後の体積抵抗率が9×10-6Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上となることを特徴とする、固形状金属または固形状金属合金の製造方法。
[8-1] [7-1]〜[7-6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、70℃以上300℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒を揮散させて加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結し、焼結後の体積抵抗率が9×10-6Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上となることを特徴とする、固形状金属または固形状金属合金の製造方法。」により達成される。
「[9] [1]〜[7]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、70℃以上300℃以下での加熱により、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、金属製部材の接合方法。
[9-1] [7-1]〜[7-6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、70℃以上300℃以下での加熱により、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、金属製部材の接合方法。
[10] 金属製部材が金属製基板または電子部品の金属部分であることを特徴とする、[9]または[9-1]に記載の金属製部材の接合方法。」により達成される。
「[11] [1]〜[7]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、接着剤が塗布された基板上に塗布し、70℃以上300℃以下で加熱することにより、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、接着剤上に金属配線または金属合金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。
[11-1] [7-1]〜[7-6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、接着剤が塗布された基板上に塗布し、70℃以上300℃以下で加熱することにより、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、接着剤上に金属配線または金属合金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。
「[12] [1]〜[7]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、半導体素子上の電気回路接続用パッド部または基板上の電気回路接続用電極部にドット状に塗布し、70℃以上300℃以下で加熱することにより、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、半導体素子上または基板上に金属製バンプまたは金属合金製バンプを形成することを特徴とする、電気回路接続用バンプの製造方法。
[12-1] [7-1]〜[7-6]のいずれかに記載のペースト状金属微粒子組成物を、半導体素子上の電気回路接続用パッド部または基板上の電気回路接続用電極部にドット状に塗布し、70℃以上300℃以下で加熱することにより、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、半導体素子上または基板上に金属製バンプまたは金属合金製バンプを形成することを特徴とする、電気回路接続用バンプの製造方法。」により達成される。
また、塩基性官能基として、アミノ基、イミノ基(=NH)、アンモニウム塩基、塩基性窒素原子を有する複素環基が例示されるが、アミノ基、アンモニウム塩基(例えば、第3級アンモニウム塩基、第4級アンモニウム塩基)であることが好ましい。アミノ基は、第1級アミノ基(-NH2)、第2級アミノ基(-NHR)、第3級アミノ基(-NRR')のいずれでもよい。前記RとR'はアルキル基、フェニル基、アラルキル基などであり、炭素原子数は好ましくは1〜8である。
第3級アミノ基は加熱焼結性金属微粒子表面への吸着性が優れている。
Claims (13)
- (A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒を混合した後、−50℃〜+25℃において、下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをしてなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48 - (A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを混合した後、−50℃〜+25℃において、下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをしてなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48 - (A)平均粒径が0.005μm〜0.2μmであり、その表面が,極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物で被覆された加熱焼結性金属微粒子と、(B)酸性官能基および塩基性官能基を有する高分子分散剤と、(C)沸点が70℃〜300℃の揮発性分散媒とを混合した後、−50℃〜+25℃において下記(式1)によるエージング時間以上のエージングをし、ついで、(D)平均粒径が0.2μmを越え10μm以下である加熱焼結性金属粒子を配合してなることを特徴とする、ペースト状金属微粒子組成物。
(式1)エージング時間(h)=−(温度(℃))+48 - 高分子分散剤の酸価およびアミン価が,各々5〜300mgKOH/gであることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか1項記載のペースト状金属微粒子組成物。
- 高分子分散剤の酸性官能基が、カルボキシル基,リン酸基または酸性リン酸エステル基であり、塩基性官能基がアミノ基またはアンモニウム塩基であることを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のペースト状金属微粒子組成物。
- 高分子分散剤は、ビニル重合系高分子または縮重合系高分子からなること特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のペースト状金属微粒子組成物。
- 加熱焼結性金属微粒子が加熱焼結性銀微粒子または加熱焼結性銅微粒子であることを特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のペースト状金属微粒子組成物。
- 加熱焼結性金属微粒子の形状が球状、粒状またはフレーク状であり、極性基を有する炭素原子数3〜24の有機物が脂肪族カルボン酸であることを特徴とする、請求項1〜請求項7のいずれか1項記載のペースト状金属微粒子組成物。
- 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のペースト状金属微粒子組成物を、70℃以上300℃以下で加熱することにより、該揮発性分散媒を揮散させて加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結し、焼結後の体積抵抗率が9×10-6Ω・cm以下であり、かつ、熱伝導率が100W/m・K以上となることを特徴とする、固形状金属または固形状金属合金の製造方法。
- 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のペースト状金属微粒子組成物を複数の金属製部材間に介在させ、70℃以上300℃以下での加熱により、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、複数の金属製部材同士を接合させることを特徴とする、金属製部材の接合方法。
- 金属製部材が金属製基板または電子部品の金属部分であることを特徴とする、請求項10記載の金属製部材の接合方法。
- 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のペースト状金属微粒子組成物を、接着剤が塗布された基板上に塗布し、70℃以上300℃以下で加熱することにより、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、接着剤上に金属配線または金属合金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1〜請求項8のいずれか1項に記載のペースト状金属微粒子組成物を、半導体素子上の電気回路接続用パッド部または基板上の電気回路接続用電極部にドット状に塗布し、70℃以上300℃以下で加熱することにより、揮発性分散媒(C)を揮散させ加熱焼結性金属微粒子(A)同士または加熱焼結性金属微粒子(A)と加熱焼結性金属粒子(D)を焼結して、半導体素子上または基板上に金属製バンプまたは金属合金製バンプを形成することを特徴とする、電気回路接続用バンプの製造方法。
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