JP2014188561A - Joint method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a joint method by which a joint layer having a conductivity and a high shear strength can be formed.SOLUTION: A joint method joins members to be joined to each other by interposing a joint material containing metallic fine particles among the members and burns the material. The metallic fine particles are pre-disintegrated in an organic solvent by use of a wet type disintegrator, and burning thereof is carried out by heating the particles to a temperature within a range of 320 to 480°C under a reductive atmosphere containing hydrogen gas. The metallic fine particles contain metal elements of 90 weight percent or more and a metal hydroxide within a range of 1 to 35 weight percent, and further contain a nickel element of 50 weight parts or more per whole metal elements of 100 weight parts.

Description

本発明は、電子部品などの製造に利用可能な接合方法に関する。   The present invention relates to a joining method that can be used for manufacturing electronic components and the like.

金属微粒子は、バルク金属とは異なる物理的・化学的特性を有することから、様々な工業材料に利用されている。近年では、電子機器の小型化や薄型化に伴い、工業用の金属微粒子の粒子径も、数十〜数百nm程度まで微粒子化が進んでいる。例えば、特許文献1では、比較的に安価で、高温での使用が可能なニッケル材料を利用した電子部品の接合材が提案されている。特許文献1の接合材は、ニッケル又はニッケル合金により構成される金属微粒子と、該金属微粒子を被覆する酸素含有皮膜と、を備え、平均粒子径が100nm以下である金属ナノ粒子を使用している。   Metal fine particles have physical and chemical properties different from those of bulk metals, and are therefore used in various industrial materials. In recent years, with the downsizing and thinning of electronic devices, the particle diameter of industrial metal fine particles has been reduced to about several tens to several hundreds of nanometers. For example, Patent Document 1 proposes a bonding material for electronic components using a nickel material that is relatively inexpensive and can be used at high temperatures. The bonding material of Patent Document 1 uses metal nanoparticles that include metal fine particles composed of nickel or a nickel alloy and an oxygen-containing film that covers the metal fine particles, and have an average particle diameter of 100 nm or less. .

金属微粒子を接合材に使用する場合、金属微粒子を含有する接合材料を被接合部材間に配置し、例えば300℃以上の温度で加熱する焼成工程が必要となる。この焼成工程における金属微粒子の挙動(以下、「焼結性」と記すことがある)は、接合層の導通性やせん断強度に大きな影響を与える。例えば、焼成工程後の接合層において、多くの金属微粒子の粒子界面が確認されるような状態であると、接合層の導通性やせん断強度が十分に高くならない。それに対し、焼成工程後の接合層において、金属微粒子の粒子界面が全く確認されない融着状態であると、導通性と高いせん断強度を有するものとなる。   When metal fine particles are used for the bonding material, a baking process is required in which a bonding material containing metal fine particles is disposed between the members to be bonded and heated at a temperature of, for example, 300 ° C. or higher. The behavior of the metal fine particles in the firing step (hereinafter, sometimes referred to as “sinterability”) greatly affects the conductivity and shear strength of the bonding layer. For example, if the bonding layer after the firing step is in a state where the particle interface of many metal fine particles is confirmed, the conductivity and shear strength of the bonding layer are not sufficiently increased. On the other hand, when the bonding layer after the firing step is in a fused state in which the particle interface of the metal fine particles is not confirmed at all, it has conductivity and high shear strength.

なお、特許文献2では、ニッケル粒子及び銀粒子の成型体を窒素ガス(水素ガス3%含有)の雰囲気下で、350℃で3時間加熱することによって、ナノメートルオーダーの微細孔を有する金属多孔質体を製造する方法が提案されている。ただし、特許文献2の金属多孔質体は、接合材としての用途は想定されていない。   In Patent Document 2, a metal porous body having fine pores of nanometer order is obtained by heating a molded body of nickel particles and silver particles at 350 ° C. for 3 hours in an atmosphere of nitrogen gas (containing 3% hydrogen gas). A method for manufacturing a mass has been proposed. However, the metal porous body of Patent Document 2 is not supposed to be used as a bonding material.

国際公開WO2012/173187号パンフレットInternational Publication WO2012 / 173187 Pamphlet 特開2012−224885号公報JP 2012-224885 A

ニッケル微粒子を接合材として利用する場合、焼成によってニッケル微粒子が融着した状態となって導通性を有するとともに、接合層が十分に高いせん断強度を有している必要がある。接合層の導通性やせん断強度に影響を与える因子として、原料として用いる金属微粒子の平均粒子径やその粒度分布、分散/凝集状態、表面修飾状態のほか、焼成工程の焼成条件などが考えられる。しかし、これらの因子は、相互に関連性を有している。例えば最適な焼成条件は、他の因子、すなわち、原料の金属微粒子の種類や平均粒子径、その粒度分布、分散/凝集状態、表面修飾状態などに応じて変化する。そのため、工業的な規模で再現性よく導通性及び高いせん断強度を有する接合層を形成できる接合方法が望まれていた。   When nickel fine particles are used as a bonding material, it is necessary that the nickel fine particles are fused to become conductive by firing and have electrical conductivity, and the bonding layer needs to have a sufficiently high shear strength. Factors that affect the conductivity and shear strength of the bonding layer include the average particle size of the metal fine particles used as a raw material, the particle size distribution, the dispersion / aggregation state, the surface modification state, and the firing conditions of the firing step. However, these factors are related to each other. For example, the optimum firing conditions vary depending on other factors, that is, the type and average particle size of the raw metal fine particles, the particle size distribution, the dispersion / aggregation state, the surface modification state, and the like. Therefore, there has been a demand for a bonding method that can form a bonding layer having conductivity and high shear strength with high reproducibility on an industrial scale.

本発明の目的は、導通性を有し、高いシェア強度を有する接合層を形成することが可能な接合方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a bonding method capable of forming a bonding layer having electrical conductivity and high shear strength.

本発明の接合方法は、金属微粒子を含有する接合材料を、被接合部材の間に介在させて焼成することにより、被接合部材同士を接合する接合方法である。本発明の接合方法は、前記金属微粒子が、湿式解砕機を用いて有機溶媒中で予め解砕処理されてなるものであり、前記焼成が、水素ガスを含有する還元性雰囲気下で320〜480℃の範囲内の温度に加熱することによって行われる。   The joining method of this invention is a joining method which joins to-be-joined members by interposing a joining material containing metal microparticles between to-be-joined members, and baking. In the joining method of the present invention, the metal fine particles are preliminarily crushed in an organic solvent using a wet pulverizer, and the firing is performed in a reducing atmosphere containing hydrogen gas at 320 to 480. By heating to a temperature in the range of ° C.

本発明の接合方法は、前記金属微粒子が、金属元素を90重量%以上、金属水酸化物を1〜35重量%の範囲内で含有し、全金属元素の100重量部に対し、ニッケル元素を50重量部以上含有するものであってもよい。   In the joining method of the present invention, the metal fine particles contain 90% by weight or more of a metal element and 1 to 35% by weight of a metal hydroxide, and nickel element is added to 100 parts by weight of all metal elements. It may contain 50 parts by weight or more.

本発明の接合方法は、前記金属微粒子の一次粒子の平均粒子径が、50〜150nmの範囲内にあってもよく、前記金属微粒子の粒子径の変動係数(標準偏差/平均粒子径)が、0.3以下であってもよい。   In the joining method of the present invention, the average particle size of the primary particles of the metal fine particles may be within a range of 50 to 150 nm, and the coefficient of variation (standard deviation / average particle size) of the particle size of the metal fine particles is It may be 0.3 or less.

本発明の接合方法は、前記金属微粒子が、前記解砕処理された後に、分子量が100〜500の範囲内にあるエステル化合物で被覆処理されたものであってもよい。   In the bonding method of the present invention, the metal fine particles may be coated with an ester compound having a molecular weight in the range of 100 to 500 after the crushing treatment.

本発明の接合方法によれば、湿式解砕機を用いて有機溶媒中で予め解砕処理されてなる金属微粒子を、水素ガスを含有する還元性雰囲気下で320〜480℃の範囲内の温度に加熱して焼成することにより、導通性を有し、高いシェア強度を有する接合層を形成することができる。   According to the joining method of the present invention, the metal fine particles previously pulverized in an organic solvent using a wet pulverizer are brought to a temperature in the range of 320 to 480 ° C. in a reducing atmosphere containing hydrogen gas. By heating and firing, a bonding layer having electrical conductivity and high shear strength can be formed.

実施例1における焼成後のサンプルの倍率250,000倍のFE−SEM写真である。2 is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000 times of a sample after firing in Example 1. FIG. 実施例1における焼成後のサンプルの倍率500,000倍のFE−SEM写真である。2 is an FE-SEM photograph of 500,000 times magnification of a sample after firing in Example 1. FIG. 実施例2における焼成後のサンプルの倍率250,000倍のFE−SEM写真である。3 is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000 times of a sample after firing in Example 2. FIG. 実施例2における焼成後のサンプルの倍率500,000倍のFE−SEM写真である。4 is an FE-SEM photograph of 500,000 times magnification of a sample after firing in Example 2. FIG. 実施例3における焼成後のサンプルの倍率250,000倍のFE−SEM写真である。4 is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000 times of a sample after firing in Example 3. FIG. 実施例3における焼成後のサンプルの倍率500,000倍のFE−SEM写真である。4 is an FE-SEM photograph of 500,000 times magnification of a sample after firing in Example 3. FIG. 実施例4における焼成後のサンプルの倍率250,000倍のFE−SEM写真である。4 is an FE-SEM photograph of a sample after firing in Example 4 at a magnification of 250,000. 実施例4における焼成後のサンプルの倍率500,000倍のFE−SEM写真である。4 is an FE-SEM photograph of 500,000 times magnification of a sample after firing in Example 4. FIG. 実施例16における焼成後のサンプルの倍率250,000倍のFE−SEM写真である。It is a FE-SEM photograph of the magnification after 250,000 times of the sample after baking in Example 16. 実施例16における焼成後のサンプルの倍率500,000倍のFE−SEM写真である。It is a FE-SEM photograph of magnification 500,000 times of the sample after baking in Example 16. 参考例1における焼成後のサンプルの倍率250,000倍のFE−SEM写真である。3 is an FE-SEM photograph of a sample after firing in Reference Example 1 at a magnification of 250,000. 参考例1における焼成後のサンプルの倍率500,000倍のFE−SEM写真である。4 is an FE-SEM photograph at a magnification of 500,000 times for a sample after firing in Reference Example 1. 参考例2における焼成後のサンプルの倍率250,000倍のFE−SEM写真である。5 is an FE-SEM photograph of a sample after firing in Reference Example 2 at a magnification of 250,000. 参考例2における焼成後のサンプルの倍率500,000倍のFE−SEM写真である。4 is an FE-SEM photograph of 500,000 times magnification of a sample after firing in Reference Example 2. 参考例3における焼成後のサンプルの倍率250,000倍のFE−SEM写真である。4 is an FE-SEM photograph of a sample after firing in Reference Example 3 at a magnification of 250,000 times. 参考例3における焼成後のサンプルの倍率500,000倍のFE−SEM写真である。It is a FE-SEM photograph of magnification 500,000 times of the sample after firing in Reference Example 3. 参考例4における焼成後のサンプルの倍率250,000倍のFE−SEM写真である。4 is an FE-SEM photograph of a sample after firing in Reference Example 4 at a magnification of 250,000. 参考例4における焼成後のサンプルの倍率500,000倍のFE−SEM写真である。It is a FE-SEM photograph of magnification 500,000 times of the sample after firing in Reference Example 4.

以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態の接合方法は、金属微粒子を含有する接合材料を、被接合部材の間に介在させて焼成することにより、被接合部材同士を接合する接合方法である。   Embodiments of the present invention will be described below. The joining method of the present embodiment is a joining method for joining members to be joined together by firing a joining material containing metal fine particles interposed between the members to be joined.

<接合材料>
(金属微粒子)
本実施の形態の接合方法に用いる接合材料は、金属微粒子を含有する。金属微粒子は、金属元素を90重量%以上含有するものであることが好ましい。金属微粒子としては、例えば、ニッケル、チタン、コバルト、銅、クロム、マンガン、鉄、ジルコニウム、スズ、タングステン、モリブデン、バナジウム等の卑金属、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム等の貴金属などの金属元素を、単独で又は2種以上含有する金属微粒子を用いることができる。これらの金属微粒子の中でも、ニッケル微粒子、又はニッケル微粒子と上記金属種との合金を用いることが好ましい。ニッケル微粒子は、全金属元素の100重量部に対し、ニッケル元素を50重量部以上含有するものであることが好ましい。
<Bonding material>
(Metal fine particles)
The bonding material used in the bonding method of the present embodiment contains metal fine particles. The metal fine particles preferably contain 90% by weight or more of a metal element. Examples of the metal fine particles include base metals such as nickel, titanium, cobalt, copper, chromium, manganese, iron, zirconium, tin, tungsten, molybdenum, vanadium, gold, silver, platinum, palladium, iridium, osmium, ruthenium, rhodium, Metal fine particles containing single or two or more metal elements such as noble metals such as rhenium can be used. Among these metal fine particles, it is preferable to use nickel fine particles or an alloy of nickel fine particles and the above metal species. The nickel fine particles preferably contain 50 parts by weight or more of nickel element with respect to 100 parts by weight of all metal elements.

また、金属微粒子は、金属水酸化物を1〜35重量%の範囲内で含有することが好ましい。金属水酸化物は接合層のシェア強度を向上させるための有効な因子であるが、金属水酸化物の含有率が35重量%より多い場合、接合層のシェア強度が低下する傾向になる。金属水酸化物の含有率は、より好ましくは3〜15重量%の範囲内、さらに好ましくは5〜15重量%の範囲内、最も好ましくは9〜15重量%の範囲内である。   Moreover, it is preferable that a metal microparticle contains a metal hydroxide within the range of 1-35 weight%. The metal hydroxide is an effective factor for improving the shear strength of the joining layer, but when the content of the metal hydroxide is more than 35% by weight, the shear strength of the joining layer tends to decrease. The content of the metal hydroxide is more preferably in the range of 3 to 15% by weight, further preferably in the range of 5 to 15% by weight, and most preferably in the range of 9 to 15% by weight.

また、金属微粒子の一次粒子の平均粒子径が、50〜150nmの範囲内にあることが好ましい。金属微粒子の一次粒子の平均粒子径の下限値を50nm以上とすることで、焼結時の収縮変化を抑制するとともに、金属微粒子の酸化層の総量を抑えて焼結性を向上させることができる。また、金属微粒子の一次粒子の平均粒子径が150nmを上回ると、金属微粒子の低温焼結性が低下する場合がある。   Moreover, it is preferable that the average particle diameter of the primary particle of a metal fine particle exists in the range of 50-150 nm. By setting the lower limit of the average particle size of the primary particles of the metal fine particles to 50 nm or more, it is possible to suppress the shrinkage change during sintering and to improve the sinterability by suppressing the total amount of the oxide layer of the metal fine particles. . Moreover, when the average particle diameter of the primary particles of the metal fine particles exceeds 150 nm, the low-temperature sinterability of the metal fine particles may deteriorate.

また、金属微粒子は、十分な分散性を得るために、粒子径分布が狭いことが好ましく、例えば、粒子径の変動粒子径(標準偏差/平均粒子径)は、0.3以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましい。   The metal fine particles preferably have a narrow particle size distribution in order to obtain sufficient dispersibility. For example, the particle size variation particle size (standard deviation / average particle size) is 0.3 or less. Preferably, it is 0.2 or less.

本実施の形態の接合方法に用いる金属微粒子は、湿式解砕機を用いて有機溶媒中で予め解砕処理されてなるものである。解砕処理によって、金属微粒子の凝集粒子(二次粒子)がばらばらになり、ほぼ均質な一次粒子の集合体とすることができる。その結果、微粒子同士が万遍無く接触することで、粒子間融合が促進され、金属微粒子の焼結性が向上するとともに、接合層のせん断強度を大きくすることができる。また、解砕処理によって、金属微粒子の表面に存在する水酸化物又は酸化物や、有機物の被膜をより均一に近い状態することで、金属微粒子の焼結性が向上すると考えられる。   The metal fine particles used in the joining method of the present embodiment are preliminarily crushed in an organic solvent using a wet pulverizer. By the crushing treatment, the aggregated particles (secondary particles) of the metal fine particles are separated, and a substantially homogeneous aggregate of primary particles can be obtained. As a result, the fine particles uniformly contact each other, so that fusion between particles is promoted, the sinterability of the metal fine particles is improved, and the shear strength of the bonding layer can be increased. Further, it is considered that the sinterability of the metal fine particles is improved by making the hydroxide or oxide present on the surface of the metal fine particles or the organic film more nearly uniform by the crushing treatment.

解砕処理に用いる湿式解砕機としては、例えば、高圧ホモジナイザー、湿式ジェットミル等を用いることができる。高圧ホモジナイザーとしては、例えばスターバースト(商品名;株式会社スギノマシン製)などを用いることができる。   As the wet crusher used for the crushing treatment, for example, a high-pressure homogenizer, a wet jet mill or the like can be used. As the high-pressure homogenizer, for example, Starburst (trade name; manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) can be used.

解砕処理に用いる有機溶媒としては、炭素数4〜30のエーテル系有機溶媒、炭素数7〜30の飽和又は不飽和の炭化水素系有機溶媒、炭素数3〜18のアルコール系溶媒などを用いることができる。具体的には、例えば、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、デンカン、リモネン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等を挙げることができる。   As an organic solvent used for the crushing treatment, an ether organic solvent having 4 to 30 carbon atoms, a saturated or unsaturated hydrocarbon organic solvent having 7 to 30 carbon atoms, an alcohol solvent having 3 to 18 carbon atoms, or the like is used. be able to. Specific examples include toluene, xylene, hexane, cyclohexane, octane, dencan, limonene, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol and the like.

解砕処理の条件としては、例えば圧力70MPa〜245MPaの範囲内が好ましく、100〜200MPaの範囲内がより好ましい。圧力が70MPa未満では、金属微粒子の解砕が不十分となり、十分なシェア強度が得られにくくなる。一方、圧力が245MPaを超えると、金属微粒子の表面に存在する水酸化物又は酸化物や、有機物を必要以上に剥離させることになり、金属微粒子の再凝集を生じさせる傾向となる。このような観点から、金属微粒子は、金属微粒子の前駆体である金属塩を有機溶媒中で還元処理して得られるものが望ましい。   As conditions for the crushing treatment, for example, the pressure is preferably in the range of 70 MPa to 245 MPa, and more preferably in the range of 100 to 200 MPa. When the pressure is less than 70 MPa, the metal fine particles are not sufficiently crushed and it is difficult to obtain a sufficient shear strength. On the other hand, when the pressure exceeds 245 MPa, hydroxides or oxides present on the surface of the metal fine particles and organic substances are peeled more than necessary, and the metal fine particles tend to re-aggregate. From such a viewpoint, the metal fine particles are preferably obtained by reducing a metal salt that is a precursor of the metal fine particles in an organic solvent.

(低分子分散剤)
本実施の形態の接合方法に用いる金属微粒子は、解砕処理された後に、分子量が100〜500の範囲内にあるエステル化合物(以下、「低分子分散剤」と記すこともある)で被覆処理されたものであることが好ましい。低分子分散剤としては、下記の一般式(1)又は(2)で表される官能基のいずれかを2つ含有するエステル化合物を挙げることができる。これらの官能基が、金属微粒子の分散性向上に寄与する。金属微粒子は、エステル化合物との複合体を形成していてもよい。ここで複合体とは、エステル化合物中の官能基と、金属微粒子の表面又は該表面に存在する官能基(例えば水酸基)との相互作用により、金属微粒子の周囲にエステル化合物が吸着又は付着した状態、あるいは化学的に結合した状態を意味する。このような複合体の形態をとることによって、エステル化合物が、金属微粒子に近接した状態をとるため、エステル化合物による分散効果が効果的に奏されるものと推測される。
(Low molecular dispersant)
The metal fine particles used in the bonding method of the present embodiment are coated with an ester compound having a molecular weight in the range of 100 to 500 (hereinafter sometimes referred to as “low molecular dispersant”) after being crushed. It is preferred that Examples of the low molecular weight dispersant include ester compounds containing two functional groups represented by the following general formula (1) or (2). These functional groups contribute to improving the dispersibility of the metal fine particles. The metal fine particles may form a complex with the ester compound. Here, the composite is a state in which the ester compound is adsorbed or adhered around the metal fine particles due to the interaction between the functional groups in the ester compound and the surface of the metal fine particles or the functional groups (for example, hydroxyl groups) present on the surface. Or a chemically bonded state. By taking such a complex form, the ester compound is in a state of being close to the metal fine particles, so that it is presumed that the dispersion effect by the ester compound is effectively exhibited.

[式(1)又は(2)中、基Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基、置換されていてもよいフェニル基又はベンジル基を示す。] [In formula (1) or (2), each group R independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group or a benzyl group. ]

ここで、炭素数が1〜6、好ましくは2〜6のアルキル基としては、例えば直鎖又は枝分かれしたアルキル基がよい。また、置換されていてもよいフェニル基としては、例えばフェニル基、トリル基又はアニソイル基のいずれかが好ましい。エステル化合物の分子量は、好ましくは100〜500の範囲内、より好ましくは150〜450の範囲内がよい。   Here, as the alkyl group having 1 to 6, preferably 2 to 6 carbon atoms, for example, a linear or branched alkyl group is preferable. Moreover, as a phenyl group which may be substituted, any of a phenyl group, a tolyl group, or an anisoyl group is preferable, for example. The molecular weight of the ester compound is preferably in the range of 100 to 500, more preferably in the range of 150 to 450.

エステル化合物としては、例えば、酒石酸から誘導されるエステル化合物、マロン酸から誘導されるエステル化合物、クエン酸から誘導されるエステル化合物、又はトリメチルペンタンジオールから誘導されるエステル化合物を挙げることができる。このようなエステル化合物の具体例としては、例えばジベンゾイル−D−酒石酸、ジベンゾイル−L−酒石酸、ジ−p−トルオイル−L−酒石酸、ジ−p−トルオイル−D−酒石酸、ジ−o−4−トルオイル−L−酒石酸、ジ−o−4−トルオイル−D−酒石酸、ジ−m−4−トルオイル−L−酒石酸、ジ−m−4−トルオイル−D−酒石酸、ジ−p−アニソイル−L−酒石酸、ジ−p−アニソイル−D−酒石酸、ジ−o−アニソイル−L−酒石酸、ジ−o−アニソイル−D−酒石酸、ジ−m−アニソイル−L−酒石酸、ジ−m−アニソイル−D−酒石酸、ジアセチル−L−酒石酸、ジアセチル−D−酒石酸、ジピバロイル−L−酒石酸、ジピバロイル−D−酒石酸、L−酒石酸ジイソプロピル、D−酒石酸ジイソプロピル、L−酒石酸ジ−n−ブチル、D−酒石酸ジ−n−ブチル、L−酒石酸ジメチル、D−酒石酸ジメチル、L−酒石酸ジエチル、D−酒石酸ジエチル、L−酒石酸ジベンジル、D−酒石酸ジベンジル、2,3−O−イソプロピリデン−L−酒石酸ジメチル、2,3−O−イソプロピリデン−D−酒石酸ジメチルなどの酒石酸から誘導されるエステル化合物、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジ−t−ブチル、マロン酸ジベンジル、マロン酸ベンジルメチル、マロン酸ジブチル、マロン酸ジヘキシル、イソブチルマロン酸ジエチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジメチルなどのマロン酸から誘導されるエステル化合物、クエン酸トリメチル、クエン酸トリエチル、クエン酸トリプロピル、クエン酸トリブチル、O−アセチルクエン酸トリメチル、O−アセチルクエン酸トリエチル、O−アセチルクエン酸トリプロピル、O−アセチルクエン酸トリブチルなどのクエン酸から誘導されるエステル化合物、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチラートなどのトリメチルペンタンジオールから誘導されるエステル化合物が挙げられる。   Examples of the ester compound include an ester compound derived from tartaric acid, an ester compound derived from malonic acid, an ester compound derived from citric acid, and an ester compound derived from trimethylpentanediol. Specific examples of such ester compounds include, for example, dibenzoyl-D-tartaric acid, dibenzoyl-L-tartaric acid, di-p-toluoyl-L-tartaric acid, di-p-toluoyl-D-tartaric acid, di-o-4- Toluoyl-L-tartaric acid, di-o-4-toluoyl-D-tartaric acid, di-m-4-toluoyl-L-tartaric acid, di-m-4-toluoyl-D-tartaric acid, di-p-anisoyl-L- Tartaric acid, di-p-anisoyl-D-tartaric acid, di-o-anisoyl-L-tartaric acid, di-o-anisoyl-D-tartaric acid, di-m-anisoyl-L-tartaric acid, di-m-anisoyl-D- Tartaric acid, diacetyl-L-tartaric acid, diacetyl-D-tartaric acid, dipivaloyl-L-tartaric acid, dipivaloyl-D-tartaric acid, L-diisopropyl tartrate, D-diisopropyl tartrate, L-di-tartaric acid -Butyl, D-di-n-butyl tartrate, L-dimethyl tartrate, D-dimethyl tartrate, diethyl L-tartrate, diethyl D-tartrate, dibenzyl L-tartrate, dibenzyl tartrate, 2,3-O-isopropylidene Ester compounds derived from tartaric acid such as -L-dimethyl tartrate, 2,3-O-isopropylidene-D-dimethyl tartrate, diisopropyl malonate, di-t-butyl malonate, dibenzyl malonate, benzylmethyl malonate, Ester compounds derived from malonic acid such as dibutyl malonate, dihexyl malonate, diethyl isobutyl malonate, diethyl malonate, dimethyl malonate, trimethyl citrate, triethyl citrate, tripropyl citrate, tributyl citrate, O- Trimethyl acetyl citrate, O-acetyl chloride Ester compounds derived from citric acid such as triethyl acid, tripropyl O-acetylcitrate, tributyl O-acetylcitrate, and trimethylpentane such as 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate And ester compounds derived from diols.

酒石酸から誘導されるエステル化合物は、下記一般式(I)で表される酒石酸誘導体が好ましい。   The ester compound derived from tartaric acid is preferably a tartaric acid derivative represented by the following general formula (I).

[式(I)中、基R11、基R12は、それぞれ独立して、置換されていてもよいフェニル基を意味する。] [In the formula (I), the group R 11 and the group R 12 each independently represent an optionally substituted phenyl group. ]

一般式(I)中、基R11及び基R12で表される置換されていてもよいフェニル基としては、例えば、フェニル基、アルキル基で置換されていてもよいフェニル基、アルコキシ基で置換されていてもよいフェニル基等を挙げることができる。ここで、アルキル基としては、例えば炭素数1〜4の低級アルキル基が優れた分散効果を有するので好ましく、メチル基がより好ましい。また、アルコキシ基としては、炭素数1〜4の低級アルコキシ基が優れた分散効果を有するので好ましく、メトキシ基がより好ましい。従って、置換されていてもよいフェニル基の具体例としては、フェニル基、o−、m−もしくはp−トリル基、又は、o−、m−もしくはp−アニソイル基が好ましく、これらの中でもo−、m−もしくはp−トリル基が最も好ましい。 In the general formula (I), examples of the optionally substituted phenyl group represented by the group R 11 and the group R 12 include a phenyl group, an optionally substituted phenyl group, and an alkoxy group. The phenyl group etc. which may be mentioned can be mentioned. Here, as the alkyl group, for example, a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable because it has an excellent dispersion effect, and a methyl group is more preferable. Moreover, as an alkoxy group, since a C1-C4 lower alkoxy group has the outstanding dispersion | distribution effect, a methoxy group is more preferable. Accordingly, specific examples of the optionally substituted phenyl group include a phenyl group, o-, m- or p-tolyl group, or o-, m- or p-anisoyl group. Among these, o- Most preferred are m, or p-tolyl groups.

上記一般式(I)で表される酒石酸誘導体の好ましい具体例としては、ジベンゾイル−D−酒石酸、ジベンゾイル−L−酒石酸、ジ−p−トルオイル−L−酒石酸、ジ−p−トルオイル−D−酒石酸、ジ−o−4−トルオイル−L−酒石酸、ジ−o−4−トルオイル−D−酒石酸、ジ−m−4−トルオイル−L−酒石酸、ジ−m−4−トルオイル−D−酒石酸、ジ−p−アニソイル−L−酒石酸、ジ−p−アニソイル−D−酒石酸、ジ−o−アニソイル−L−酒石酸、ジ−o−アニソイル−D−酒石酸、ジ−m−アニソイル−L−酒石酸、ジ−m−アニソイル−D−酒石酸などを挙げることができる。これらの中でも、優れた分散効果を有するジ−p−トルオイル−L−酒石酸、ジ−p−トルオイル−D−酒石酸、ジ−o−4−トルオイル−L−酒石酸、ジ−o−4−トルオイル−D−酒石酸、ジ−m−4−トルオイル−L−酒石酸、ジ−m−4−トルオイル−D−酒石酸が最も好ましい。   Preferred examples of the tartaric acid derivative represented by the general formula (I) include dibenzoyl-D-tartaric acid, dibenzoyl-L-tartaric acid, di-p-toluoyl-L-tartaric acid, and di-p-toluoyl-D-tartaric acid. Di-o-4-toluoyl-L-tartaric acid, di-o-4-toluoyl-D-tartaric acid, di-m-4-toluoyl-L-tartaric acid, di-m-4-toluoyl-D-tartaric acid, di- -P-anisoyl-L-tartaric acid, di-p-anisoyl-D-tartaric acid, di-o-anisoyl-L-tartaric acid, di-o-anisoyl-D-tartaric acid, di-m-anisoyl-L-tartaric acid, di- -M-anisoyl-D-tartaric acid and the like can be mentioned. Among these, di-p-toluoyl-L-tartaric acid, di-p-toluoyl-D-tartaric acid, di-o-4-toluoyl-L-tartaric acid, and di-o-4-toluoyl- having excellent dispersing effect Most preferred are D-tartaric acid, di-m-4-toluoyl-L-tartaric acid, and di-m-4-toluoyl-D-tartaric acid.

一般式(I)で表される酒石酸誘導体が、金属微粒子に対して優れた分散作用を有する理由は未だ明らかではないが、金属微粒子と一般式(I)で表される酒石酸誘導体との間に、何らかの相互作用が生じているものと推測される。例えば、一般式(I)で表される酒石酸誘導体は、分子内にカルボン酸から誘導された2つのエステル構造と、これらのエステル構造の形成にそれぞれ関与する2つの嵩高い又は疎水性の芳香環を有している。これらのエステル構造−芳香環が分散作用に関与している可能性がある。すなわち、2つのエステル構造−芳香環によって金属微粒子との間に相互作用が生じ、金属微粒子の周囲に前記酒石酸誘導体が近接した状態で存在することによって、金属微粒子の表面の電気的性質を変化させ、あるいは立体的な障害によって、金属微粒子同士の凝集を抑制し、更には溶媒との親和性によって分散性を付与しているものと考えられる。ここで、相互作用としては、例えばイオン性結合、共有結合、静電結合、配位結合、水素結合等が考えられる。   The reason why the tartaric acid derivative represented by the general formula (I) has an excellent dispersing action on the metal fine particles is not yet clear, but between the metal fine particles and the tartaric acid derivative represented by the general formula (I). It is speculated that some kind of interaction has occurred. For example, the tartaric acid derivative represented by the general formula (I) has two ester structures derived from a carboxylic acid in the molecule and two bulky or hydrophobic aromatic rings respectively involved in the formation of these ester structures. have. These ester structures-aromatic rings may be involved in the dispersing action. That is, the interaction between the two ester structures-the aromatic ring and the metal fine particles causes the tartaric acid derivative to be present in the vicinity of the metal fine particles, thereby changing the electrical properties of the surface of the metal fine particles. Alternatively, it is considered that the aggregation of metal fine particles is suppressed by steric hindrance and further dispersibility is imparted by affinity with a solvent. Here, as the interaction, for example, an ionic bond, a covalent bond, an electrostatic bond, a coordination bond, a hydrogen bond, and the like can be considered.

また、酒石酸から誘導されるエステル化合物は、下記一般式(II)で表される酒石酸誘導体が好ましい。   Moreover, the ester compound derived from tartaric acid is preferably a tartaric acid derivative represented by the following general formula (II).

[式(II)中、基R21、基R22は、それぞれ独立して、炭素数3〜6のアルキル基を示す。] [In formula (II), group R < 21 >, group R < 22 > shows a C3-C6 alkyl group each independently. ]

一般式(II)中、基R21及び基R22で表される炭素数3〜6のアルキル基としては、例えばプロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基などを挙げることができる。これらの中でも、炭素数3〜6の分岐したアルキル基が優れた分散効果を有するので好ましく、その中でもイソプロピル基がより好ましい。 In the general formula (II), examples of the alkyl group having 3 to 6 carbon atoms represented by the group R 21 and the group R 22 include a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. Among these, a branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms is preferable because it has an excellent dispersion effect, and among them, an isopropyl group is more preferable.

上記一般式(II)で表される酒石酸誘導体の好ましい具体例としては、L−酒石酸ジイソプロピル、D−酒石酸ジイソプロピル、L−酒石酸ジ−n−ブチル、D−酒石酸ジ−n−ブチルなどを挙げることができる。これらの中でも、優れた分散効果を有するL−酒石酸ジイソプロピル、D−酒石酸ジイソプロピルが最も好ましい。   Preferable specific examples of the tartaric acid derivative represented by the general formula (II) include diisopropyl L-tartrate, diisopropyl D-tartrate, di-n-butyl L-tartrate, and di-n-butyl tartrate. Can do. Among these, L-isopropyl tartrate and D-isopropyl tartrate having the excellent dispersion effect are most preferable.

一般式(II)で表される酒石酸誘導体が、金属微粒子に対して優れた分散作用を有する理由は未だ明らかではないが、金属微粒子と一般式(II)で表される酒石酸誘導体との間に、何らかの相互作用が生じているものと推測される。例えば、一般式(II)で表される酒石酸誘導体は、分子内にカルボン酸から誘導された2つのエステル構造と、これらのエステル構造の形成にそれぞれ関与する2つのアルキル基(好ましくは分岐したアルキル基)を有している。これらのエステル構造−アルキル基が分散作用に関与している可能性がある。すなわち、2つのエステル構造−アルキル基によって金属微粒子との間に相互作用が生じ、金属微粒子の周囲に前記酒石酸誘導体が近接した状態で存在することによって、金属微粒子の表面の電気的性質を変化させ、金属微粒子同士の凝集を抑制し、更には溶媒との親和性によって分散性を付与しているものと考えられる。ここで、相互作用としては、例えばイオン性結合、共有結合、静電結合、配位結合、水素結合等が考えられる。   The reason why the tartaric acid derivative represented by the general formula (II) has an excellent dispersing action on the metal fine particles is not yet clear, but between the metal fine particles and the tartaric acid derivative represented by the general formula (II). It is speculated that some kind of interaction has occurred. For example, a tartaric acid derivative represented by the general formula (II) has two ester structures derived from a carboxylic acid in the molecule and two alkyl groups (preferably branched alkyl groups) each involved in the formation of these ester structures. Group). These ester structures-alkyl groups may be involved in the dispersing action. That is, the two ester structures-alkyl groups cause an interaction between the metal fine particles, and the tartaric acid derivative is present in the vicinity of the metal fine particles, thereby changing the electrical properties of the surface of the metal fine particles. It is considered that the aggregation of metal fine particles is suppressed, and further, dispersibility is imparted by affinity with a solvent. Here, as the interaction, for example, an ionic bond, a covalent bond, an electrostatic bond, a coordination bond, a hydrogen bond, and the like can be considered.

また、マロン酸から誘導されるエステル化合物は、下記一般式(III)で表されるマロン酸誘導体が好ましい。   The ester compound derived from malonic acid is preferably a malonic acid derivative represented by the following general formula (III).

[式(III)中、基Xは、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、又はベンジル基を示し、基R31、基R32は、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、又はベンジル基を示す。] [In the formula (III), the group X 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, or benzyl group, group R 31, groups R 32 are each independently C 1 -C -6 alkyl group, a phenyl group, or a benzyl group is shown. ]

一般式(III)中、基Xは水素原子であることが好ましく、基R31及び基R32は、それぞれ独立して、炭素数3〜6のアルキル基又はベンジル基であることが好ましい。ここで、炭素数3〜6のアルキル基としては、例えばプロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基などを挙げることができる。これらの中でも、炭素数3〜6の分岐したアルキル基が優れた分散効果を有するので好ましく、その中でも分岐したプロピル基又は分岐したブチル基がより好ましく、イソプロピル基、t−ブチル基が最も好ましい。 In the general formula (III), the group X 1 is preferably a hydrogen atom, and the group R 31 and the group R 32 are each independently preferably an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms or a benzyl group. Here, as a C3-C6 alkyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group etc. can be mentioned, for example. Among these, a branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms is preferable because it has an excellent dispersion effect. Among them, a branched propyl group or a branched butyl group is more preferable, and an isopropyl group and a t-butyl group are most preferable.

上記一般式(III)で表されるマロン酸誘導体の好ましい具体例としては、マロン酸ジイソプロピル、マロン酸ジ−t−ブチル、マロン酸ジベンジル、マロン酸ベンジルメチル、マロン酸ジブチル、マロン酸ジヘキシルなどを挙げることができる。これらの中でも、優れた分散効果を有するマロン酸ジ−t−ブチル、マロン酸ジベンジルが最も好ましい。   Preferable specific examples of the malonic acid derivative represented by the general formula (III) include diisopropyl malonate, di-t-butyl malonate, dibenzyl malonate, benzylmethyl malonate, dibutyl malonate, dihexyl malonate and the like. Can be mentioned. Among these, di-t-butyl malonate and dibenzyl malonate having an excellent dispersion effect are most preferable.

一般式(III)で表されるマロン酸誘導体が、金属微粒子に対して優れた分散作用を有する理由は未だ明らかではないが、金属微粒子と一般式(III)で表されるマロン酸誘導体との間に、何らかの相互作用が生じているものと推測される。例えば、一般式(III)で表されるマロン酸誘導体は、分子内にカルボン酸から誘導された2つのエステル構造と、これらのエステル構造の形成に関与する嵩高い又は疎水性の芳香環又はアルキル基(好ましくは分岐したアルキル基)を有している。このような構造が分散作用に関与している可能性がある。すなわち、2つのエステル構造と、嵩高い又は疎水性の芳香環又はアルキル基(好ましくは分岐したアルキル基)によって金属微粒子との間に相互作用が生じ、金属微粒子の周囲に前記マロン酸誘導体が近接した状態で存在することによって、金属微粒子の表面の電気的性質を変化させ、あるいは立体的な障害によって、金属微粒子同士の凝集を抑制し、更には溶媒との親和性によって分散性を付与しているものと考えられる。ここで、相互作用としては、例えばイオン性結合、共有結合、静電結合、配位結合、水素結合等が考えられる。   The reason why the malonic acid derivative represented by the general formula (III) has an excellent dispersing action on the metal fine particles is not yet clear, but the metal fine particles and the malonic acid derivative represented by the general formula (III) It is presumed that some kind of interaction has occurred between them. For example, the malonic acid derivative represented by the general formula (III) has two ester structures derived from carboxylic acid in the molecule, and a bulky or hydrophobic aromatic ring or alkyl involved in the formation of these ester structures. It has a group (preferably a branched alkyl group). Such a structure may be involved in the dispersion action. That is, interaction occurs between the metal ester by two ester structures and a bulky or hydrophobic aromatic ring or alkyl group (preferably a branched alkyl group), and the malonic acid derivative is in the vicinity of the metal microparticle. In this state, the electrical properties of the surface of the metal fine particles are changed, or the steric hindrance suppresses aggregation of the metal fine particles, and further imparts dispersibility by affinity with the solvent. It is thought that there is. Here, as the interaction, for example, an ionic bond, a covalent bond, an electrostatic bond, a coordination bond, a hydrogen bond, and the like can be considered.

また、クエン酸から誘導されるエステル化合物は、下記一般式(IV)で表されるクエン酸誘導体が好ましい。   The ester compound derived from citric acid is preferably a citric acid derivative represented by the following general formula (IV).

[式(IV)中、基Xは水素原子又はアセチル基を示し、基R41,基R42,基R43はそれぞれ独立して炭素数1〜6のアルキル基を示す。] [In Formula (IV), group X 2 represents a hydrogen atom or an acetyl group, a group R 41, group R 42, groups R 43 are independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ]

一般式(IV)中、基R41,基R42,基R43で表される炭素数1〜6の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、ブチル基、ペンチル基、へキシル基を挙げることができる。また、クエン酸誘導体は、一般式(IV)中、基Xが水素原子であり、基R41,基R42,基R43が炭素数3〜6のアルキル基であるものが優れた分散効果を有するので好ましく、これらの中でも、炭素数3〜6の直鎖のアルキル基がより好ましく、その中でもブチル基が最も好ましい。 In the general formula (IV), examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by the group R 41 , the group R 42 , and the group R 43 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, A xyl group can be mentioned. Further, in the citric acid derivative, a dispersion in which the group X 2 is a hydrogen atom and the groups R 41 , R 42 , and R 43 are alkyl groups having 3 to 6 carbon atoms in the general formula (IV) is excellent. Among these, a linear alkyl group having 3 to 6 carbon atoms is more preferable, and among them, a butyl group is most preferable.

上記一般式(IV)で表されるクエン酸誘導体の好ましい具体例としては、クエン酸トリメチル、クエン酸トリエチル、クエン酸トリプロピル、クエン酸トリブチル、O−アセチルクエン酸トリメチル、O−アセチルクエン酸トリエチル、O−アセチルクエン酸トリプロピル、O−アセチルクエン酸トリブチルなどを挙げることができる。これらの中でも、クエン酸トリブチル、O−アセチルクエン酸トリブチルが優れた分散効果を有するので最も好ましい。   Preferable specific examples of the citric acid derivative represented by the general formula (IV) include trimethyl citrate, triethyl citrate, tripropyl citrate, tributyl citrate, trimethyl O-acetylcitrate, and triethyl O-acetylcitrate. , Tripropyl O-acetylcitrate, tributyl O-acetylcitrate and the like. Among these, tributyl citrate and O-acetyl tributyl citrate are most preferable because they have an excellent dispersion effect.

一般式(IV)で表されるクエン酸誘導体が、金属微粒子に対して優れた分散作用を有する理由は未だ明らかではないが、金属微粒子と一般式(IV)で表されるクエン酸誘導体との間に、何らかの相互作用が生じているものと推測される。例えば、一般式(IV)で表されるクエン酸誘導体は、分子内にカルボン酸から誘導された3つのエステル構造と、これらのエステル構造の形成にそれぞれ関与する3つのアルキル基を有している。これらのエステル構造−アルキル基が分散作用に関与している可能性がある。すなわち、3つのエステル構造−アルキル基によって金属微粒子との間に相互作用が生じ、金属微粒子の周囲に前記クエン酸誘導体が近接した状態で存在することによって、金属微粒子の表面の電気的性質を変化させ、金属微粒子同士の凝集を抑制し、更には溶媒との親和性によって分散性を付与しているものと考えられる。ここで、相互作用としては、例えばイオン性結合、共有結合、静電結合、配位結合、水素結合等が考えられる。   The reason why the citric acid derivative represented by the general formula (IV) has an excellent dispersing action on the metal fine particles is not yet clear, but the metal fine particles and the citric acid derivative represented by the general formula (IV) It is presumed that some kind of interaction has occurred between them. For example, the citric acid derivative represented by the general formula (IV) has three ester structures derived from carboxylic acid in the molecule and three alkyl groups that are respectively involved in the formation of these ester structures. . These ester structures-alkyl groups may be involved in the dispersing action. That is, the interaction between the ester structure and the metal fine particles is caused by three ester structures and the electrical properties of the surface of the metal fine particles are changed by the presence of the citric acid derivative in the vicinity of the metal fine particles. Thus, it is considered that the aggregation of the metal fine particles is suppressed, and further, the dispersibility is imparted by the affinity with the solvent. Here, as the interaction, for example, an ionic bond, a covalent bond, an electrostatic bond, a coordination bond, a hydrogen bond, and the like can be considered.

また、トリメチルペンタンジオールから誘導されるエステル化合物としては、下記一般式(V)で表されるトリメチルペンタンジオール誘導体が好ましい。   Moreover, as the ester compound derived from trimethylpentanediol, a trimethylpentanediol derivative represented by the following general formula (V) is preferable.

[式(V)中、基R51、基R52は、それぞれ独立して、炭素数4〜6のアシル基を示す。] [In the formula (V), the group R 51 and the group R 52 each independently represent an acyl group having 4 to 6 carbon atoms. ]

一般式(V)中、前記基R51及び基R52が、いずれも、分岐した炭素数4〜6のアシル基であることが優れた分散効果を有するので好ましく、基R51及び基R52が、ともにイソブタノイル基であることがより好ましい。 In the general formula (V), the group R 51 and the group R 52 are preferably branched acyl groups having 4 to 6 carbon atoms because they have an excellent dispersion effect, and the group R 51 and the group R 52 are preferable. Are more preferably isobutanoyl groups.

上記一般式(V)で表されるトリメチルペンタンジオール誘導体としては、優れた分散効果を有する2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチラートが最も好ましい。   As the trimethylpentanediol derivative represented by the general formula (V), 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate having an excellent dispersion effect is most preferable.

一般式(V)で表されるトリメチルペンタンジオール誘導体が、金属微粒子に対して優れた分散作用を有する理由は未だ明らかではないが、金属微粒子と一般式(V)で表されるトリメチルペンタンジオール誘導体との間に、何らかの相互作用が生じているものと推測される。例えば、一般式(V)で表されるトリメチルペンタンジオール誘導体は、分子内に2つのエステル構造と、該エステル構造の形成に関与する嵩高い又は疎水性のアシル基(好ましくは分岐したアシル基)を有している。このような構造が分散作用に関与している可能性がある。すなわち、2つのエステル構造と、嵩高い又は疎水性のアシル基(好ましくは分岐したアシル基)によって、金属微粒子との間に相互作用が生じ、金属微粒子の周囲に前記トリメチルペンタンジオール誘導体が近接した状態で存在することによって、金属微粒子の表面の電気的性質を変化させ、あるいは立体的な障害によって、金属微粒子同士の凝集を抑制し、更には溶媒との親和性によって分散性を付与しているものと考えられる。ここで、相互作用としては、例えばイオン性結合、共有結合、静電結合、配位結合、水素結合等が考えられる。   The reason why the trimethylpentanediol derivative represented by the general formula (V) has an excellent dispersing action on the fine metal particles is not yet clear, but the trimethylpentanediol derivative represented by the fine metal particles and the general formula (V) is not yet clear. It is presumed that some interaction has occurred between For example, the trimethylpentanediol derivative represented by the general formula (V) has two ester structures in the molecule and a bulky or hydrophobic acyl group (preferably a branched acyl group) involved in the formation of the ester structure. have. Such a structure may be involved in the dispersion action. That is, two ester structures and a bulky or hydrophobic acyl group (preferably a branched acyl group) cause an interaction between the metal fine particles, and the trimethylpentanediol derivative comes close to the metal fine particles. By being present in a state, the electrical properties of the surface of the metal fine particles are changed, or the steric hindrance suppresses aggregation of the metal fine particles, and further imparts dispersibility by affinity with the solvent. It is considered a thing. Here, as the interaction, for example, an ionic bond, a covalent bond, an electrostatic bond, a coordination bond, a hydrogen bond, and the like can be considered.

上記一般式(I)〜(V)で表されるエステル化合物の中でも、特に上記一般式(I)で表されるエステル化合物が好ましい。   Among the ester compounds represented by the general formulas (I) to (V), the ester compound represented by the general formula (I) is particularly preferable.

上記のエステル化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて使用することもできる。また、発明の効果を損なわない範囲で、他の化合物からなる分散剤と組み合わせて使用することもできる。   Said ester compound can also be used individually or in combination of 2 or more types. Moreover, it can also be used in combination with the dispersing agent which consists of another compound in the range which does not impair the effect of invention.

上記低分子分散剤による被覆処理は、解砕処理された金属微粒子と有機溶媒とを含有するスラリーに、低分子分散剤を添加することによって行われる。これにより、金属微粒子の表面にエステル化合物を被覆させる。なお、低分子分散剤の添加方法は、特に制限はなく、そのまま金属微粒子に添加してもよいし、任意の溶媒に溶解した状態で金属微粒子に添加してもよい。   The coating treatment with the low molecular dispersant is performed by adding the low molecular dispersant to a slurry containing the pulverized metal fine particles and the organic solvent. Thereby, the ester compound is coated on the surface of the metal fine particles. The method for adding the low molecular dispersant is not particularly limited, and may be added to the metal fine particles as they are, or may be added to the metal fine particles in a state dissolved in an arbitrary solvent.

低分子分散剤は、強い凝集抑制作用を有することから、少量でも優れた分散効果が期待できる。従って、低分子分散剤の使用量は、金属微粒子100重量部に対して0.1重量部以上5重量部以下の範囲内とすることが好ましく、0.5重量部以上2重量部以下の範囲内がより好ましい。金属微粒子100重量部に対する低分子分散剤の使用量が0.1重量部未満では分散効果が十分に得られない傾向があり、5重量部を超えると、低分子分散剤の残渣による凝集体が発生する傾向がある。また、上記の上限を超えて低分子分散剤を過剰に使用すると、最終的に得られる金属微粒子中に残留した低分子分散剤によって製品に影響を与える場合がある。従って、金属微粒子に、低分子分散剤を適用した後、余剰のエステル化合物を洗浄して除去することが好ましい。洗浄は、例えばイソプロパノールなどのアルコール系溶媒を用いて行うことができる。   Since the low molecular dispersant has a strong aggregation suppressing action, an excellent dispersion effect can be expected even in a small amount. Therefore, the amount of the low molecular dispersant used is preferably in the range of 0.1 to 5 parts by weight, and in the range of 0.5 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal fine particles. The inside is more preferable. When the amount of the low molecular dispersant used is less than 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal fine particles, there is a tendency that a sufficient dispersion effect cannot be obtained. Tend to occur. Further, if the low molecular dispersant is excessively used exceeding the above upper limit, the product may be affected by the low molecular dispersant remaining in the finally obtained fine metal particles. Therefore, after applying a low molecular dispersant to the metal fine particles, it is preferable to remove the excess ester compound by washing. The washing can be performed using, for example, an alcohol solvent such as isopropanol.

本実施の形態では、上記エステル化合物を用いることによって、粒子径が50nm〜150nmの範囲内の微細な金属微粒子についても、凝集を抑制し、単一粒子が分散した粒子径分布のシャープな金属微粒子の集合体を得ることができる。また、エステル化合物は、強い凝集抑制作用を有することから、少量でも優れた分散効果が期待できる。さらに、余剰のエステル化合物を除去することで、焼成工程などで発生する揮発分を低減できる効果も得られる。   In the present embodiment, by using the ester compound, the fine metal fine particles having a particle diameter of 50 nm to 150 nm are suppressed in aggregation, and the metal fine particles having a sharp particle size distribution in which single particles are dispersed are used. Can be obtained. Further, since the ester compound has a strong aggregation suppressing action, an excellent dispersion effect can be expected even in a small amount. Furthermore, the effect which can reduce the volatile matter which generate | occur | produces by a baking process etc. is acquired by removing an excess ester compound.

本実施の形態の接合方法に用いる接合材料は、金属微粒子以外に、例えば有機溶媒、フラックス成分、粘度調整剤、チキソ剤、還元剤、界面活性剤、高分子分散剤等を含有することができる。接合材料は、例えばスラリー状、ペースト状、グリース状、ワックス状等の形態とすることができる。   The bonding material used in the bonding method of the present embodiment can contain, for example, an organic solvent, a flux component, a viscosity modifier, a thixotropic agent, a reducing agent, a surfactant, a polymer dispersing agent and the like in addition to the metal fine particles. . The bonding material can be in the form of, for example, a slurry, a paste, a grease, or a wax.

<ペースト化>
低分子分散剤で被覆処理した金属微粒子に高沸点溶媒を添加後、濃縮し、ペースト化することが好ましい。ペースト化工程で用いる高沸点溶媒としては、沸点が150℃以上のものが好ましく、その具体例としては、例えば1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、1−ノナノール、3,5,5−トリメチル−1−ヘキサノール、1−デカノールなどの炭素数7以上の脂肪族アルコール類、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、トリメチレングリコール、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、テトラメチレングリコール、メチルトリグリコール等の多価アルコール類、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール等のテルピネオール類等を挙げることができる。金属微粒子表面への過剰な水分子の付着を防ぐため、高沸点溶媒は、例えば水分含有率が0.01〜0.1重量%の範囲内にあるものを使用することが好ましい。
<Paste>
It is preferable to add a high boiling point solvent to the metal fine particles coated with the low molecular dispersant and then concentrate and paste it. As the high boiling point solvent used in the pasting step, those having a boiling point of 150 ° C. or higher are preferable. Specific examples thereof include 1-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, 1- 7 or more aliphatic alcohols such as nonanol, 3,5,5-trimethyl-1-hexanol, 1-decanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, 1,2-butanediol, 1, Examples include polyhydric alcohols such as 3-butanediol, 1,4-butanediol, tetramethylene glycol, and methyltriglycol, and terpineols such as α-terpineol, β-terpineol, and γ-terpineol. In order to prevent excessive water molecules from adhering to the surface of the metal fine particles, it is preferable to use a high boiling point solvent having a water content in the range of 0.01 to 0.1% by weight, for example.

ペーストの形態を維持するため、金属微粒子の含有量を接合材全量の70〜90重量%の範囲内とすることが好ましい。金属微粒子の含有量が70重量%未満では、例えば塗布などを複数回繰り返す必要が生じてムラの原因となり、また十分な接合強度が得られない場合があり、90重量%を超えると、流動性が低下して接合材としての使用性が低下する場合がある。また、接合材用途においては、ペースト状の形態を維持するため、金属微粒子と溶媒との重量比(金属微粒子/溶媒)は、1〜19の範囲内であることが好ましい。   In order to maintain the form of the paste, the content of the metal fine particles is preferably within the range of 70 to 90% by weight of the total amount of the bonding material. If the content of the metal fine particles is less than 70% by weight, for example, it may be necessary to repeat coating several times, which may cause unevenness, and sufficient bonding strength may not be obtained. May decrease and usability as a bonding material may decrease. Further, in the bonding material application, the weight ratio of metal fine particles to solvent (metal fine particles / solvent) is preferably in the range of 1 to 19 in order to maintain a paste-like form.

[焼成工程]
本工程では、金属微粒子を含有する接合材料を、被接合部材の間に介在させて、還元性ガスを含有する還元性ガス雰囲気下で320〜480℃の範囲内の温度に加熱することにより、金属微粒子を焼結させて被接合部材同士を接合する。
[Baking process]
In this step, a joining material containing metal fine particles is interposed between the members to be joined, and heated to a temperature in the range of 320 to 480 ° C. in a reducing gas atmosphere containing a reducing gas. The metal fine particles are sintered to join the members to be joined together.

本工程は、例えば、金属微粒子を含むペースト状の接合材を一対の被接合部品の片方又は両方の被接合面に塗布する工程(塗布工程)、被接合面どうしを貼り合せ、例えば温度320℃以上480℃以下の範囲内、好ましくは350℃以上450℃以下に加熱することにより、接合材を焼結させる工程(焼成工程)、並びに、焼結した接合材を冷却することにより固化し、金属接合層を形成する工程(固化工程)、を含むことができる。   This step is, for example, a step of applying a paste-like bonding material containing metal fine particles to one or both of the surfaces to be bonded (application step), bonding the surfaces to be bonded together, for example, a temperature of 320 ° C. By heating to a temperature in the range of 480 ° C. or lower, preferably 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, the step of sintering the bonding material (firing step), and solidifying the sintered bonding material by cooling, A step of forming a bonding layer (solidification step).

接合材を塗布する塗布工程では、例えばスプレー塗布、インクジェット塗布、印刷等の方法を採用できる。接合材は、目的に応じて、例えばパターン状、アイランド状、メッシュ状、格子状、ストライプ状など任意の形状に塗布することができる。塗布工程では、接合後の固化した接合部分(金属接合層)の厚みが120nm以上となるように、接合材を塗布することが好ましい。このような厚みで塗布をすることで、接合部分の欠陥を少なくできるため、電気抵抗の上昇や接合強度の低下を防止できる。   In the coating process for coating the bonding material, for example, methods such as spray coating, inkjet coating, and printing can be employed. The bonding material can be applied in an arbitrary shape such as a pattern shape, an island shape, a mesh shape, a lattice shape, or a stripe shape according to the purpose. In the applying step, it is preferable to apply the bonding material so that the thickness of the solidified bonding portion (metal bonding layer) after bonding is 120 nm or more. By applying with such a thickness, defects in the joint portion can be reduced, so that an increase in electrical resistance and a decrease in joint strength can be prevented.

焼成工程では、金属微粒子が焼結し、均一で強固な接着力を持つ金属接合層を形成することができる。また、金属水酸化物被膜やエステル化合物が還元されるため、金属接合層中に酸素が入りこむことが抑制され、金属接合層の導電性が確保される。接合のための加熱温度は、十分な接合強度を得るために、320℃以上が好ましく、350℃以上がより好ましい。また、加熱温度が480℃超では、周辺回路もしくは電極への損傷が懸念されるので、加熱温度の上限は450℃以下が好ましい。   In the firing step, the metal fine particles are sintered, and a metal bonding layer having a uniform and strong adhesive force can be formed. Moreover, since the metal hydroxide film and the ester compound are reduced, oxygen is prevented from entering the metal bonding layer, and the conductivity of the metal bonding layer is ensured. The heating temperature for bonding is preferably 320 ° C. or higher, and more preferably 350 ° C. or higher in order to obtain sufficient bonding strength. In addition, when the heating temperature exceeds 480 ° C., there is a concern about damage to peripheral circuits or electrodes. Therefore, the upper limit of the heating temperature is preferably 450 ° C. or less.

金属微粒子による接合層の形成は、例えばHなどの還元性ガスが存在する雰囲気で行うことが好ましい。また、減圧することで、ボイド発生を抑制する効果が得られ、例えば大気圧の95%以下の圧力でその効果が確認される。また、接合面を貼り合わせる際には、必要に応じて加圧することができる。 The formation of the bonding layer with the metal fine particles is preferably performed in an atmosphere in which a reducing gas such as H 2 is present. Further, by reducing the pressure, an effect of suppressing the generation of voids can be obtained. For example, the effect is confirmed at a pressure of 95% or less of the atmospheric pressure. Moreover, when bonding a joint surface, it can be pressurized as needed.

金属微粒子が焼結して形成される接合部分(金属接合層)の厚みは、例えば120nm以上が好ましい。接合部分の厚みがこれよりも薄い場合は、接合部分の欠陥が多くなり、電気抵抗の上昇や、強度の低下を引き起こす原因となる。なお、接合部分(金属接合層)は、熱応力緩和を必要とする用途に適用する場合には、ボイドを有してもよい。   The thickness of the joining portion (metal joining layer) formed by sintering the metal fine particles is preferably 120 nm or more, for example. When the thickness of the joint portion is thinner than this, defects in the joint portion increase, which causes an increase in electrical resistance and a decrease in strength. In addition, a joint part (metal joining layer) may have a void, when applying to the use which requires thermal stress relaxation.

本実施の形態の接合方法は、例えば、Si、SiCの半導体材料ほか、金属材料などの接合にも利用できる。特に蝋材や溶接による接合で、熱影響部における母材の劣化がみられる場合に低温で接合することが好適である。例えば、本実施の形態の接合方法に用いる金属微粒子は、450℃以上又は800℃以上での加熱により、回復や再結晶等により強度低下する焼き入れ鋼、ステンレス鋼、加工硬化により強化された金属材料、熱酸化や熱ひずみにより劣化する無機材料や金属材料の接合に適している。被接合体は管、板、継手、ロッド、ワイヤ、ボルトなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。   The bonding method according to the present embodiment can be used for bonding, for example, Si and SiC semiconductor materials as well as metal materials. In particular, when the base material deteriorates in the heat-affected zone in joining by wax material or welding, it is preferable to join at a low temperature. For example, the metal fine particles used in the bonding method of the present embodiment are hardened steel, stainless steel, and metal strengthened by work hardening, whose strength decreases due to recovery, recrystallization, etc. by heating at 450 ° C. or higher or 800 ° C. or higher. Suitable for joining materials, inorganic materials and metal materials that deteriorate due to thermal oxidation and thermal strain. Examples of the joined body include, but are not limited to, a pipe, a plate, a joint, a rod, a wire, and a bolt.

本実施の形態の接合方法は、電子部品の製造過程でも利用できる。ここで、電子部品としては、主に半導体装置、エネルギー変換モジュール部品などを例示できる。電子部品が半導体装置である場合、例えば、半導体素子の裏面と基板との間、半導体電極と基板電極との間、半導体電極と半導体電極との間、パワーデバイス若しくはパワーモジュールと放熱部材との間などの接合に適用できる。   The joining method of this embodiment can also be used in the manufacturing process of electronic components. Here, examples of the electronic component mainly include a semiconductor device and an energy conversion module component. When the electronic component is a semiconductor device, for example, between the back surface of the semiconductor element and the substrate, between the semiconductor electrode and the substrate electrode, between the semiconductor electrode and the semiconductor electrode, between the power device or the power module and the heat dissipation member. It can be applied to joining.

電子部品を接合させる際は、接合強度を高めるため、予め被接合面の片方又は両方に、例えば、Au,Cu,Pd,Ni,Ag,Cr,Tiあるいはそれらの合金などの材質の接触金属層を設けておくことが好ましい。また、被接合面の材質が、SiCもしくはSiあるいはそれらの表面の酸化膜である場合は、例えばTi,TiW,TiN,Cr,Ni、Pd,Vあるいはそれらの合金などの材質の接触金属層を設けておくことが好ましい。接触金属層の膜厚は、それぞれ、例えば50nm以上2μm以下の範囲内であることが好ましい。接触金属層の厚みが50nm未満では、欠陥が生じやすく、2μm超では蒸着工程が長くなり、生産効率が低下することがある。   When bonding electronic components, in order to increase the bonding strength, for example, a contact metal layer made of a material such as Au, Cu, Pd, Ni, Ag, Cr, Ti or an alloy thereof is previously formed on one or both of the surfaces to be bonded. Is preferably provided. When the material of the surface to be joined is SiC or Si or an oxide film on the surface thereof, a contact metal layer made of a material such as Ti, TiW, TiN, Cr, Ni, Pd, V or an alloy thereof is used. It is preferable to provide it. The thickness of each contact metal layer is preferably in the range of, for example, 50 nm or more and 2 μm or less. If the thickness of the contact metal layer is less than 50 nm, defects are likely to occur, and if it exceeds 2 μm, the vapor deposition process becomes long, and the production efficiency may be reduced.

[ニッケル微粒子]
次に、本実施の形態の接合材料に用いる金属微粒子として最も好ましい態様であるニッケル微粒子とその製造方法について詳述する。
[Nickel fine particles]
Next, nickel fine particles, which are the most preferable aspect of the metal fine particles used in the bonding material of the present embodiment, and a manufacturing method thereof will be described in detail.

ニッケル微粒子は、その表面に水酸化ニッケル(Ni(OH))の被膜を有していることが好ましい。水酸化ニッケルの被膜を有することによって、接合材として被接合部材に塗布した場合の塗布膜に圧力をかけても潰れないほど硬く、かつ塗布膜自体が粘着性を有するものとなるため、焼成後の接合層のシェア強度を高くすることができる。また、水酸化物の被膜により、ニッケル微粒子の表面活性が抑制され、焼成工程における炭素元素の系外放出の際に生じる低温燃焼又は急激なガス化を抑制することができる。 The nickel fine particles preferably have a nickel hydroxide (Ni (OH) 2 ) coating on the surface thereof. By having a nickel hydroxide coating, it is so hard that it will not be crushed even if pressure is applied to the coating film when it is applied as a bonding material to the bonded members, and the coating film itself will be sticky. The shear strength of the bonding layer can be increased. In addition, the hydroxide coating suppresses the surface activity of the nickel fine particles, and can suppress low-temperature combustion or rapid gasification that occurs during the out-of-system release of the carbon element in the firing step.

水酸化ニッケルの被膜は、ニッケル微粒子の表面に部分的に存在する被膜でもよいし、該粒子の全表面に亘る被膜であってもよい。また、水酸化ニッケルの被膜は、ニッケル微粒子の表面に存在する吸着水を含んでいてもよい。また、水酸化ニッケルの被膜は、アルコール系有機溶媒に浸漬して成長させたものが好ましい。アルコール系有機溶媒に浸漬して水酸化ニッケル被膜を成長させたニッケル微粒子は、接合層を形成した場合に高いシェア強度を発現する傾向にある。   The nickel hydroxide coating may be a coating partially present on the surface of the nickel fine particles, or a coating covering the entire surface of the particles. The nickel hydroxide coating may contain adsorbed water present on the surface of the nickel fine particles. The nickel hydroxide film is preferably grown by dipping in an alcoholic organic solvent. Nickel fine particles in which a nickel hydroxide film is grown by immersion in an alcohol-based organic solvent tend to exhibit a high shear strength when a bonding layer is formed.

本実施の形態の接合材料に用いるニッケル微粒子は、水酸化ニッケルの含有率が1〜35重量%の範囲内、好ましくは3〜15重量%の範囲内、より好ましくは5〜15重量%の範囲内、更に好ましくは9〜15重量%の範囲内である。水酸化ニッケルの含有率が1重量%未満であると、接合層のシェア強度を向上させる効果が得られない。一方、水酸化ニッケルの含有率が35重量%より多い場合も、接合層のシェア強度が低下する傾向になる。   The nickel fine particles used in the bonding material of the present embodiment has a nickel hydroxide content of 1 to 35% by weight, preferably 3 to 15% by weight, more preferably 5 to 15% by weight. Of these, more preferably in the range of 9 to 15% by weight. When the content of nickel hydroxide is less than 1% by weight, the effect of improving the shear strength of the bonding layer cannot be obtained. On the other hand, when the content of nickel hydroxide is more than 35% by weight, the shear strength of the bonding layer tends to decrease.

本実施の形態の接合材料に用いるニッケル微粒子は、炭素元素の含有率が0.3〜2.5重量%の範囲内、好ましくは0.5〜2.0重量%の範囲内である。炭素元素は、ニッケル微粒子の表面に存在する有機化合物に由来するものであり、ニッケル微粒子の分散性向上に寄与する。従って、炭素元素の含有量が0.3重量%未満では、十分な分散性が得られない場合があり、2.5重量%を超える場合は、焼成後に炭化して残炭となり、接合層の導電性を低下させる可能性がある。   The fine nickel particles used in the bonding material of the present embodiment have a carbon element content of 0.3 to 2.5% by weight, preferably 0.5 to 2.0% by weight. The carbon element is derived from an organic compound present on the surface of the nickel fine particles, and contributes to an improvement in the dispersibility of the nickel fine particles. Therefore, when the carbon element content is less than 0.3% by weight, sufficient dispersibility may not be obtained. When the carbon element content exceeds 2.5% by weight, carbonization is performed after firing to form residual charcoal. There is a possibility of reducing the conductivity.

本実施の形態の接合材料に用いるニッケル微粒子は、酸素元素の含有率が0.9〜9.0重量%の範囲内、好ましくは2.0〜6.5重量%の範囲内である。酸素元素は、主に水酸化ニッケルの被膜に由来するものであり、水酸化ニッケルの被膜が還元されて存在しなくなると、ニッケル微粒子の焼結が開始される。酸素元素の含有率が9.0重量%を超えると、ニッケル微粒子の凝集が生じやすくなり、ペースト状態を保持できず、粉状になる傾向となる。   The nickel fine particles used for the bonding material of the present embodiment has an oxygen element content of 0.9 to 9.0% by weight, preferably 2.0 to 6.5% by weight. The oxygen element is mainly derived from the nickel hydroxide coating, and when the nickel hydroxide coating is reduced and no longer exists, the sintering of the nickel fine particles is started. When the oxygen element content exceeds 9.0% by weight, the nickel fine particles are likely to be aggregated, the paste state cannot be maintained, and the powder tends to become powdery.

本実施の形態の接合材料に用いるニッケル微粒子は、酸素元素に対する炭素元素の含有割合(炭素元素の含有量/酸素元素の含有量;C/O比)が0.1を超え0.35以下の範囲内にあり、好ましくは0.1を超え0.25以下の範囲内、より好ましくは0.1を超え0.2以下の範囲内である。C/O比は、ニッケル微粒子の分散性と還元性の両立を考慮したものであり、C/O比が0.1以下であると、ニッケル微粒子が凝集しやすくなり、また、ニッケル微粒子の焼結時の収縮変化が大きくなるほか、導通性も低下することがある。また、C/O比が0.35を超える場合は、有機化合物が焼成時に炭化して残炭となる傾向が強くなる。C/O比を上記範囲内にすることによって、特に、水素ガスを含有する還元性ガス雰囲気で焼結させる場合に有利である。   The nickel fine particles used for the bonding material of the present embodiment have a carbon element content ratio (carbon element content / oxygen element content; C / O ratio) to oxygen element of more than 0.1 and not more than 0.35. Within the range, preferably more than 0.1 and not more than 0.25, more preferably more than 0.1 and not more than 0.2. The C / O ratio takes into consideration both the dispersibility and the reducibility of the nickel fine particles. When the C / O ratio is 0.1 or less, the nickel fine particles are likely to aggregate, and the nickel fine particles are sintered. In addition to the large shrinkage change during ligation, the continuity may be reduced. Moreover, when C / O ratio exceeds 0.35, the tendency for an organic compound to carbonize at the time of baking and to become a residual carbon becomes strong. By setting the C / O ratio within the above range, it is particularly advantageous when sintering is performed in a reducing gas atmosphere containing hydrogen gas.

本実施の形態の接合材料に用いるニッケル微粒子は、焼成工程における耐酸化性と焼成後の腐食防止を図る観点から、塩素元素の含有量が900重量ppm未満であることが好ましい。特に、ニッケル微粒子の原料として、塩化ニッケルを使用する場合は、ニッケル微粒子の生成後、塩素除去処理を行って、塩素量を低減することが好ましい。なお、塩素除去処理については後述する。   The nickel fine particles used for the bonding material of the present embodiment preferably have a chlorine element content of less than 900 ppm by weight from the viewpoint of oxidation resistance in the firing step and prevention of corrosion after firing. In particular, when nickel chloride is used as a raw material for the nickel fine particles, it is preferable to reduce the amount of chlorine by performing a chlorine removal treatment after the formation of the nickel fine particles. The chlorine removal process will be described later.

また、本実施の形態の接合材料に用いるニッケル微粒子は、ニッケルを主成分とする微粒子であり、ニッケル元素の含有量は、全金属元素の100重量部に対し、好ましくは50重量部以上、より好ましくは70重量部以上、更に好ましくは75重量部以上とすることがよい。ニッケル微粒子は、例えば、ニッケル、チタン、コバルト、銅、クロム、マンガン、鉄、ジルコニウム、スズ、タングステン、モリブデン、バナジウム等の卑金属、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウム、レニウム等の貴金属などの金属元素を、単独で又は2種以上含有していてもよい。   The nickel fine particles used in the bonding material of the present embodiment are fine particles mainly composed of nickel, and the content of nickel element is preferably 50 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of all metal elements. The amount is preferably 70 parts by weight or more, more preferably 75 parts by weight or more. Nickel fine particles include, for example, base metals such as nickel, titanium, cobalt, copper, chromium, manganese, iron, zirconium, tin, tungsten, molybdenum, vanadium, gold, silver, platinum, palladium, iridium, osmium, ruthenium, rhodium, rhenium. These may contain one or more metal elements such as noble metals.

水酸化ニッケルの被膜の厚みは、ニッケル微粒子の凝集を効果的に抑制する観点から、例えば1〜8nmの範囲内であることが好ましい。なお、本明細書において、水酸化ニッケル被膜の厚みとは、無作為に200個抽出したニッケル微粒子の表面を、加速電圧300KVの透過型電子顕微鏡で観察し、コントラストの濃い格子面間隔からもニッケル微粒子と判別できる末端から、コントラストの薄い部分の末端までの長さを測定し、10個のニッケル微粒子における測定結果の平均を被膜の厚みとする。   The thickness of the nickel hydroxide coating is preferably in the range of 1 to 8 nm, for example, from the viewpoint of effectively suppressing aggregation of nickel fine particles. In the present specification, the thickness of the nickel hydroxide film means that the surface of the nickel fine particles extracted at random 200 is observed with a transmission electron microscope with an acceleration voltage of 300 KV, and from the lattice spacing with a high contrast. The length from the end that can be identified as a fine particle to the end of the portion with a low contrast is measured, and the average of the measurement results of 10 nickel fine particles is taken as the thickness of the coating.

本実施の形態の接合材料に用いるニッケル微粒子の一次粒子の平均粒子径は、例えば50〜150nmの範囲内であることが好ましい。水酸化ニッケルの被膜の厚みは、ニッケル粒子の平均粒子径の大小によらず殆ど大差ないが、ニッケル微粒子の平均粒子径が小さくなるにつれ、水酸化ニッケルの含有量が高くなる傾向があることから、下限値を50nm以上とすることで、焼結時の収縮変化を抑制するとともに、ニッケル微粒子の酸化層の総量を抑えて焼結性を向上させることができる。また、ニッケル微粒子の一次粒子の平均粒子径が150nmを上回ると、ニッケル微粒子の低温焼結性が低下する場合がある。なお、本明細書において、ニッケル微粒子の一次粒子の平均粒子径は、実施例で用いた値を含めて、電界放出形走査電子顕微鏡(Field Emission−Scanning Electron Microscope:FE−SEM)により試料の写真を撮影して、その中から無作為に200個を抽出してそれぞれの面積を求め、真球に換算したときの粒子径を個数基準として算出した値である。   The average particle diameter of the primary particles of the nickel fine particles used for the bonding material of the present embodiment is preferably in the range of 50 to 150 nm, for example. The thickness of the nickel hydroxide coating is almost the same regardless of the average particle diameter of the nickel particles, but the nickel hydroxide content tends to increase as the average particle diameter of the nickel fine particles decreases. By setting the lower limit to 50 nm or more, it is possible to improve the sinterability by suppressing the change in shrinkage during sintering and suppressing the total amount of the oxidized layer of nickel fine particles. Moreover, when the average particle diameter of the primary particles of the nickel fine particles exceeds 150 nm, the low-temperature sinterability of the nickel fine particles may deteriorate. In addition, in this specification, the average particle diameter of the primary particles of the nickel fine particles, including the values used in the examples, is a photograph of a sample by a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). Is a value calculated based on the number of particles, which is obtained by randomly extracting 200 images from each of the images, obtaining the respective areas, and converting them into true spheres.

本実施の形態の接合材料に用いるニッケル微粒子は、エステル化合物による分散効果を十分に発揮させるために、粒子径分布が狭いこと、例えば、CV値が0.3以下であることが好ましい。   The nickel fine particles used in the bonding material of the present embodiment preferably have a narrow particle size distribution, for example, a CV value of 0.3 or less, in order to sufficiently exhibit the dispersion effect of the ester compound.

本実施の形態の接合材料に用いるニッケル微粒子は、水酸化ニッケルの被膜を有することによって、接合材として被接合部材に塗布した場合の塗布膜に圧力をかけても潰れない程度に硬く、かつ塗布膜自体が粘着性を有するものとなるため、焼成後の接合層のシェア強度を高くすることができる。また、水酸化物の被膜により、ニッケル微粒子の表面活性が抑制され、焼成工程における炭素元素の系外放出の際に生じる低温燃焼又は急激なガス化を抑制することができる。このように、凝集粒子が少なく、シャープな粒子径分布を持つニッケル微粒子は、例えば、接合材料として好適に用いることができる。   The nickel fine particles used in the bonding material of the present embodiment have a nickel hydroxide coating, so that the nickel fine particles are hard enough not to be crushed even when pressure is applied to the coating film when applied to the bonded member as a bonding material. Since the film itself has adhesiveness, the shear strength of the bonding layer after firing can be increased. In addition, the hydroxide coating suppresses the surface activity of the nickel fine particles, and can suppress low-temperature combustion or rapid gasification that occurs during the out-of-system release of the carbon element in the firing step. As described above, nickel fine particles having few aggregated particles and having a sharp particle size distribution can be suitably used as a bonding material, for example.

[ニッケル微粒子の製造方法]
次に、本実施の形態の接合材料に用いるニッケル微粒子の好ましい製造方法について説明する。ニッケル微粒子の製造方法は、以下の第1及び第2の工程を含むことができる。
第1の工程:
ニッケル塩及び有機アミンを含む混合物から、湿式還元法によりニッケルイオンを還元して水酸化ニッケル被膜を有する原料ニッケル微粒子を析出させる工程。
第2の工程:
原料ニッケル微粒子を、湿式解砕機を用いて有機溶媒中で解砕処理する工程。
[Production method of nickel fine particles]
Next, a preferred method for producing nickel fine particles used for the bonding material of the present embodiment will be described. The method for producing nickel fine particles can include the following first and second steps.
First step:
A step of depositing raw material nickel fine particles having a nickel hydroxide coating by reducing nickel ions from a mixture containing a nickel salt and an organic amine by a wet reduction method.
Second step:
A step of crushing raw material nickel fine particles in an organic solvent using a wet crusher.

<第1の工程>
第1の工程では、ニッケル塩及び有機アミンを含む混合物から、湿式還元法によりニッケルイオンを還元して水酸化ニッケル被膜を有する原料ニッケル微粒子を析出させる。本工程では、まず、ニッケル塩及び有機アミンを含む混合物を調製する。
<First step>
In the first step, nickel ions are reduced by a wet reduction method from a mixture containing a nickel salt and an organic amine to deposit raw material nickel fine particles having a nickel hydroxide coating. In this step, first, a mixture containing a nickel salt and an organic amine is prepared.

(ニッケル塩)
ニッケル塩としては、例えばカルボン酸ニッケル(カルボン酸のニッケル塩)、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、炭酸ニッケル、水酸化ニッケル等の無機塩や、Ni(acac)(β-ジケトナト錯体)、ステアリン酸ニッケル等の有機配位子により構成されるニッケル塩を用いることができる。これらの中でも、還元過程での解離温度(分解温度)が比較的低く、塩素元素の残留の心配がないカルボン酸ニッケルを用いることが好ましい。
(Nickel salt)
Examples of the nickel salt include inorganic salts such as nickel carboxylate (nickel carboxylate), nickel chloride, nickel nitrate, nickel sulfate, nickel carbonate, nickel hydroxide, Ni (acac) 2 (β-diketonato complex), A nickel salt composed of an organic ligand such as nickel stearate can be used. Among these, it is preferable to use nickel carboxylate, which has a relatively low dissociation temperature (decomposition temperature) in the reduction process and does not cause the concern of residual chlorine element.

(有機アミン)
有機アミンとしては、1級アミンを好ましく用いることができる。1級アミンは、ニッケルイオンとの錯体を形成することができ、ニッケル錯体(又はニッケルイオン)に対する還元能を効果的に発揮する。一方、2級アミンは立体障害が大きいため、ニッケル錯体の良好な形成を阻害するおそれがあり、3級アミンはニッケルイオンの還元能を有しないため、いずれも単独では使用できないが、1級アミンを使用する上で、生成するニッケル微粒子の形状に支障を与えない範囲でこれらを併用することは差し支えない。1級アミンは、ニッケルイオンとの錯体を形成できるものであれば、特に限定するものではなく、常温で固体又は液体のものが使用できる。ここで、常温とは、20℃±15℃をいう。常温で液体の1級アミンは、ニッケル錯体を形成する際の有機溶媒としても機能する。なお、常温で固体の1級アミンであっても、100℃以上の加熱によって液体であるか、又は有機溶媒を用いて溶解するものであれば、特に問題はない。
(Organic amine)
As the organic amine, a primary amine can be preferably used. The primary amine can form a complex with nickel ions, and effectively exhibits a reducing ability for nickel complexes (or nickel ions). On the other hand, secondary amines have great steric hindrance and may hinder the good formation of nickel complexes. Since tertiary amines do not have the ability to reduce nickel ions, none can be used alone. When these are used, these may be used in combination as long as the shape of the nickel fine particles to be produced is not hindered. The primary amine is not particularly limited as long as it can form a complex with nickel ions, and can be a solid or liquid at room temperature. Here, room temperature means 20 ° C. ± 15 ° C. The primary amine that is liquid at room temperature also functions as an organic solvent for forming the nickel complex. In addition, even if it is a primary amine solid at normal temperature, there is no particular problem as long as it is liquid by heating at 100 ° C. or higher, or can be dissolved using an organic solvent.

以下、有機アミンとして1級アミン、ニッケル塩としてカルボン酸ニッケルを用いる場合を例に挙げて第1の工程を説明する。カルボン酸ニッケルにおけるカルボン酸の種類は特に限定されるものではなく、例えば、カルボキシル基が1つのモノカルボン酸であってもよく、また、カルボキシル基が2つ以上のカルボン酸であってもよい。また、非環式カルボン酸であってもよく、環式カルボン酸であってもよい。このようなカルボン酸ニッケルとして、非環式モノカルボン酸ニッケルを好適に用いることができ、非環式モノカルボン酸ニッケルのなかでも、ギ酸ニッケル、酢酸ニッケル、プロピオン酸ニッケル、シュウ酸ニッケル、安息香酸ニッケル等を用いることがより好ましい。これらの非環式モノカルボン酸ニッケルを用いることによって、得られるニッケル微粒子は、その形状のばらつきが抑制され、均一な形状として形成されやすくなる。カルボン酸ニッケルは、無水物であってもよく、また水和物であってもよい。   Hereinafter, the first step will be described by taking as an example the case of using a primary amine as the organic amine and nickel carboxylate as the nickel salt. The kind of carboxylic acid in nickel carboxylate is not particularly limited. For example, the carboxyl group may be one monocarboxylic acid, or the carboxyl group may be two or more carboxylic acids. Moreover, acyclic carboxylic acid may be sufficient and cyclic carboxylic acid may be sufficient. As such nickel carboxylate, nickel acyclic monocarboxylate can be preferably used, and among nickel acyclic monocarboxylate, nickel formate, nickel acetate, nickel propionate, nickel oxalate, benzoic acid It is more preferable to use nickel or the like. By using these nickel acyclic monocarboxylates, the resulting nickel fine particles are less likely to have a variation in shape and are easily formed in a uniform shape. The nickel carboxylate may be an anhydride or a hydrate.

1級アミンは、芳香族1級アミンであってもよいが、反応液におけるニッケル錯体形成の容易性の観点からは脂肪族1級アミンが好適である。脂肪族1級アミンは、例えばその炭素鎖の長さを調整することによって生成するニッケル微粒子の粒子径を制御することができ、特に平均粒子径が50nm〜150nmの範囲内にあるニッケル微粒子を製造する場合において有利である。ニッケル微粒子の粒子径を制御する観点から、脂肪族1級アミンは、その炭素数が6〜20程度のものから選択して用いることが好適である。炭素数が多いほど得られるニッケル微粒子の粒子径が小さくなる。このようなアミンとして、例えばオクチルアミン、トリオクチルアミン、ジオクチルアミン、ヘキサデシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ミリスチルアミン、ラウリルアミン等を挙げることができる。例えばオレイルアミンは、ニッケル微粒子生成過程に於ける温度条件下において液体状態として存在するため均一溶液で反応を効率的に進行できる。   The primary amine may be an aromatic primary amine, but an aliphatic primary amine is preferred from the viewpoint of easy nickel complex formation in the reaction solution. Aliphatic primary amine can control the particle diameter of nickel fine particles produced by adjusting the length of the carbon chain, for example, and produces nickel fine particles having an average particle diameter in the range of 50 nm to 150 nm. This is advantageous. From the viewpoint of controlling the particle diameter of the nickel fine particles, the aliphatic primary amine is preferably selected from those having about 6 to 20 carbon atoms. The larger the carbon number, the smaller the particle size of the nickel fine particles obtained. Examples of such amines include octylamine, trioctylamine, dioctylamine, hexadecylamine, dodecylamine, tetradecylamine, stearylamine, oleylamine, myristylamine, and laurylamine. For example, oleylamine exists in a liquid state under the temperature conditions in the nickel fine particle production process, and therefore the reaction can proceed efficiently in a homogeneous solution.

1級アミンは、ニッケル微粒子の生成時に表面修飾剤として機能するため、1級アミンの除去後においても二次凝集を抑制できる。また、1級アミンは、還元反応後に、生成したニッケル微粒子の固体成分と溶剤または未反応の1級アミン等を分離する洗浄工程における処理操作の容易性の観点からは室温で液体のものが好ましい。更に、1級アミンは、ニッケル錯体を還元してニッケル微粒子を得るときの反応制御の容易性の観点からは還元温度より沸点が高いものが好ましい。すなわち、脂肪族1級アミンにおいては沸点が180℃以上のものが好ましく、200℃以上のものがより好ましく、また、炭素数が9以上のものが好ましい。ここで、例えば炭素数が9である脂肪族アミン[C21N(ノニルアミン)]の沸点は201℃である。1級アミンの量は、ニッケル1molに対して2mol以上用いることが好ましく、2.2mol以上用いることがより好ましく、4mol以上用いることが望ましい。1級アミンの量が2mol未満では、得られるニッケル微粒子の粒子径の制御が困難となり、粒子径がばらつきやすくなる。また、1級アミンの量の上限は特にはないが、例えば生産性の観点からは20mol以下とすることが好ましい。 Since the primary amine functions as a surface modifier during the production of the nickel fine particles, secondary aggregation can be suppressed even after removal of the primary amine. In addition, the primary amine is preferably liquid at room temperature from the viewpoint of ease of processing operation in the washing step of separating the solid component of the generated nickel fine particles and the solvent or unreacted primary amine after the reduction reaction. . Further, the primary amine is preferably one having a boiling point higher than the reduction temperature from the viewpoint of ease of reaction control when the nickel complex is reduced to obtain nickel fine particles. That is, the aliphatic primary amine preferably has a boiling point of 180 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, and preferably has 9 or more carbon atoms. Here, for example, the boiling point of aliphatic amine [C 9 H 21 N (nonylamine)] having 9 carbon atoms is 201 ° C. The amount of primary amine is preferably 2 mol or more, more preferably 2.2 mol or more, and more preferably 4 mol or more with respect to 1 mol of nickel. When the amount of primary amine is less than 2 mol, it is difficult to control the particle diameter of the obtained nickel fine particles, and the particle diameter tends to vary. The upper limit of the amount of primary amine is not particularly limited, but is preferably 20 mol or less from the viewpoint of productivity, for example.

(有機溶媒)
第1の工程では、均一溶液での反応をより効率的に進行させるために、1級アミンとは別の有機溶媒を新たに添加してもよい。有機溶媒を用いる場合、有機溶媒をカルボン酸ニッケル及び1級アミンと同時に混合してもよいが、カルボン酸ニッケル及び1級アミンを先ず混合し錯形成した後に有機溶媒を加えると、1級アミンが効率的にニッケル原子に配位するので、より好ましい。使用できる有機溶媒としては、1級アミンとニッケルイオンとの錯形成を阻害しないものであれば、特に限定するものではなく、例えば炭素数4〜30のエーテル系有機溶媒、炭素数7〜30の飽和又は不飽和の炭化水素系有機溶媒、炭素数8〜18のアルコール系有機溶媒等を使用することができる。また、マイクロ波照射による加熱条件下でも使用を可能とする観点から、使用する有機溶媒は、沸点が170℃以上のものを選択することが好ましく、より好ましくは200〜300℃の範囲内にあるものを選択することがよい。このような有機溶媒の具体例としては、例えばテトラエチレングリコール、n−オクチルエーテル等が挙げられる。
(Organic solvent)
In the first step, an organic solvent other than the primary amine may be newly added in order to allow the reaction in the homogeneous solution to proceed more efficiently. When an organic solvent is used, the organic solvent may be mixed simultaneously with the nickel carboxylate and the primary amine. However, when the organic solvent is added after first mixing the nickel carboxylate and the primary amine to form a complex, It is more preferable because it efficiently coordinates to a nickel atom. The organic solvent that can be used is not particularly limited as long as it does not inhibit the complex formation between the primary amine and the nickel ion. For example, the organic solvent having 4 to 30 carbon atoms, 7 to 30 carbon atoms, and the like. A saturated or unsaturated hydrocarbon organic solvent, an alcohol organic solvent having 8 to 18 carbon atoms, or the like can be used. Moreover, from the viewpoint of enabling use even under heating conditions by microwave irradiation, it is preferable to select an organic solvent having a boiling point of 170 ° C. or higher, more preferably in the range of 200 to 300 ° C. It is better to choose one. Specific examples of such an organic solvent include tetraethylene glycol and n-octyl ether.

(錯形成)
2価のニッケルイオンは配位子置換活性種として知られており、形成する錯体の配位子は温度、濃度によって容易に配位子交換により錯形成が変化する可能性がある。例えばカルボン酸ニッケルおよび1級アミンの混合物を熱処理して反応液を得る工程において、用いるアミンの炭素鎖長等の立体障害を考慮すると、例えば、カルボン酸イオン(RCOO、RCOO)が二座配位または単座配位のいずれかで配位する可能性があり、さらにアミンの濃度が大過剰の場合は外圏にカルボン酸イオンが存在する構造をとる可能性がある。目的とする反応温度(還元温度)に於いて均一溶液とするには、配位子のうち少なくとも一箇所は1級アミンが配位している必要がある。その状態をとるには、1級アミンが過剰に反応溶液内に存在している必要があり、少なくともニッケルイオン1molに対し2mol以上存在していることが好ましく、2.2mol以上存在していることがより好ましく、4mol以上存在していることが望ましい。
(Complex formation)
A divalent nickel ion is known as a ligand-substituted active species, and the ligand of the complex to be formed may easily change in complex formation by ligand exchange depending on temperature and concentration. For example, in the step of obtaining a reaction solution by heat-treating a mixture of nickel carboxylate and primary amine, considering steric hindrance such as the carbon chain length of the amine used, for example, carboxylate ions (R 1 COO, R 2 COO) There is a possibility of coordination by either bidentate coordination or monodentate coordination. Furthermore, when the amine concentration is in a large excess, there may be a structure in which carboxylate ions are present in the outer sphere. In order to obtain a homogeneous solution at the target reaction temperature (reduction temperature), at least one of the ligands must be coordinated with a primary amine. In order to take this state, it is necessary that the primary amine is excessively present in the reaction solution, and it is preferable that at least 2 mol per 1 mol of nickel ions is present, and 2.2 mol or more exist. It is more preferable that 4 mol or more is present.

この錯形成反応は室温に於いても進行することができるが、十分且つ、より効率の良い錯形成反応を行うために、100℃〜165℃の範囲内の温度に加熱して反応を行う。この加熱は、カルボン酸ニッケルとして、例えばギ酸ニッケル2水和物や酢酸ニッケル4水和物のようなカルボン酸ニッケルの水和物を用いた場合に特に有利である。加熱温度は、好ましくは100℃を超える温度とし、より好ましくは105℃以上の温度とすることで、カルボン酸ニッケルに配位した配位水と1級アミンとの配位子置換反応が効率よく行われ、錯体配位子としての水分子を解離させることができ、さらにその水を系外に出すことができるので効率よくアミンとの錯体を形成させることができる。例えば、ギ酸ニッケル2水和物は、室温では2個の配位水と2座配位子である2個のギ酸イオンが存在した錯体構造をとっているため、この2つの配位水と1級アミンの配位子置換により効率よく錯形成させるには、100℃より高い温度で加熱することでこの錯体配位子としての水分子を解離させることが好ましい。また、カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成反応における熱処理は、後に続くニッケル錯体(又はニッケルイオン)のマイクロ波照射による加熱還元の過程と確実に分離し、前記の錯形成反応を完結させるという観点から、上記の上限温度以下とし、好ましくは160℃以下、より好ましくは150℃以下とすることがよい。   Although this complex formation reaction can proceed even at room temperature, the reaction is carried out by heating to a temperature in the range of 100 ° C. to 165 ° C. in order to perform a sufficient and more efficient complex formation reaction. This heating is particularly advantageous when nickel carboxylate hydrate such as nickel formate dihydrate or nickel acetate tetrahydrate is used as nickel carboxylate. The heating temperature is preferably a temperature exceeding 100 ° C., more preferably a temperature of 105 ° C. or more, so that the ligand substitution reaction between the coordinating water coordinated with nickel carboxylate and the primary amine is efficient. The water molecule as the complex ligand can be dissociated, and the water can be discharged out of the system, so that the complex with the amine can be efficiently formed. For example, nickel formate dihydrate has a complex structure in which two coordination waters and two formate ions as bidentate ligands exist at room temperature. In order to efficiently form a complex by substituting a ligand for a primary amine, it is preferable to dissociate the water molecule as the complex ligand by heating at a temperature higher than 100 ° C. In addition, the heat treatment in the complex formation reaction between nickel carboxylate and primary amine is surely separated from the subsequent heat reduction process by microwave irradiation of the nickel complex (or nickel ion) to complete the complex formation reaction. In view of the above, the temperature is set to the upper limit temperature or lower, preferably 160 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower.

加熱時間は、加熱温度や、各原料の含有量に応じて適宜決定することができるが、錯形成反応を完結させるという観点から、10分以上とすることが好ましい。加熱時間の上限は特にないが、長時間熱処理することはエネルギー消費及び工程時間を節約する観点から無駄である。なお、この加熱の方法は、特に制限されず、例えばオイルバスなどの熱媒体による加熱であっても、マイクロ波照射による加熱であってもよい。   The heating time can be appropriately determined according to the heating temperature and the content of each raw material, but is preferably 10 minutes or more from the viewpoint of completing the complex formation reaction. There is no upper limit on the heating time, but heat treatment for a long time is useless from the viewpoint of saving energy consumption and process time. The heating method is not particularly limited, and may be heating by a heat medium such as an oil bath or heating by microwave irradiation.

カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成反応は、カルボン酸ニッケルと1級アミンとを有機溶媒中で混合して得られる溶液を加熱したときに、溶液の色の変化によって確認することができる。また、この錯形成反応は、例えば紫外・可視吸収スペクトル測定装置を用いて、300nm〜750nmの波長領域において観測される吸収スペクトルの吸収極大の波長を測定し、原料の極大吸収波長(例えばギ酸ニッケル2水和物ではその極大吸収波長は710nmであり、酢酸ニッケル4水和物ではその極大吸収波長は710nmである。)に対する錯化反応液のシフト(極大吸収波長が600nmにシフト)を観測することによって確認することができる。   The complex formation reaction between nickel carboxylate and primary amine can be confirmed by a change in the color of the solution when a solution obtained by mixing nickel carboxylate and primary amine in an organic solvent is heated. . In addition, this complex formation reaction is carried out by measuring the absorption maximum wavelength of the absorption spectrum observed in the wavelength region of 300 nm to 750 nm using, for example, an ultraviolet / visible absorption spectrum measuring apparatus, and measuring the maximum absorption wavelength of the raw material (for example, nickel formate). In dihydrate, the maximum absorption wavelength is 710 nm, and in nickel acetate tetrahydrate, the maximum absorption wavelength is 710 nm.) The shift of the complexing reaction solution (the maximum absorption wavelength shifts to 600 nm) is observed. Can be confirmed.

カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成が行われた後、得られる反応液を、次に説明するように、マイクロ波照射によって加熱することにより、ニッケル錯体のニッケルイオンが還元され、ニッケルイオンに配位しているカルボン酸イオンが同時に分解し、最終的に酸化数が0価のニッケルを含有するニッケル微粒子が生成する。一般にカルボン酸ニッケルは水を溶媒とする以外の条件では難溶性であり、マイクロ波照射による加熱還元反応の前段階として、カルボン酸ニッケルを含む溶液は均一反応溶液とする必要がある。これに対して、本実施の形態で使用される1級アミンは、使用温度条件で液体であり、かつそれがニッケルイオンに配位することで液化し、均一反応溶液を形成すると考えられる。   After the complex formation between nickel carboxylate and primary amine is performed, the resulting reaction solution is heated by microwave irradiation to reduce the nickel ions of the nickel complex as described below. At the same time, the carboxylate ions coordinated in the nuclei are decomposed, and finally nickel fine particles containing nickel having an oxidation number of 0 are generated. In general, nickel carboxylate is hardly soluble under conditions other than using water as a solvent, and a solution containing nickel carboxylate needs to be a homogeneous reaction solution as a pre-stage of the heat reduction reaction by microwave irradiation. On the other hand, the primary amine used in the present embodiment is liquid under the operating temperature conditions, and is considered to be liquefied by coordination with nickel ions to form a homogeneous reaction solution.

次に、カルボン酸ニッケルと1級アミンとの錯形成反応によって得られた錯化反応液を、マイクロ波照射によって170℃以上の温度に加熱し、錯化反応液中のニッケルイオンを還元して水酸化ニッケル被膜を有する原料ニッケル微粒子スラリーを得る。マイクロ波照射によって加熱する温度は、得られる原料ニッケル微粒子の形状のばらつきを抑制するという観点から、好ましくは180℃以上、より好ましくは200℃以上とすることがよい。加熱温度の上限は特にないが、処理を能率的に行う観点からは例えば270℃以下とすることが好適である。なお、マイクロ波の使用波長は、特に限定するものではなく、例えば2.45GHzである。なお、加熱温度は、例えばカルボン酸ニッケルの種類や原料ニッケル微粒子の核発生を促進させる添加剤の使用などによって、適宜調整することができる。   Next, the complexing reaction solution obtained by the complex formation reaction between nickel carboxylate and primary amine is heated to a temperature of 170 ° C. or higher by microwave irradiation to reduce nickel ions in the complexing reaction solution. A raw material nickel fine particle slurry having a nickel hydroxide coating is obtained. The temperature for heating by microwave irradiation is preferably 180 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, from the viewpoint of suppressing variation in the shape of the obtained raw material nickel fine particles. The upper limit of the heating temperature is not particularly limited, but is preferably set to 270 ° C. or less, for example, from the viewpoint of efficiently performing the treatment. In addition, the use wavelength of a microwave is not specifically limited, For example, it is 2.45 GHz. The heating temperature can be appropriately adjusted depending on, for example, the type of nickel carboxylate and the use of an additive that promotes the nucleation of the raw material nickel fine particles.

本工程では、マイクロ波が反応液内に浸透するため、均一加熱が行われ、かつ、エネルギーを媒体に直接与えることができるため、急速加熱を行うことができる。これにより、反応液全体を所望の温度に均一にすることができ、ニッケル錯体(又はニッケルイオン)の還元、核生成、核成長各々の過程を溶液全体において同時に生じさせ、結果として粒子径分布の狭い単分散な粒子を短時間で容易に製造することができる。   In this step, since microwaves penetrate into the reaction solution, uniform heating is performed, and energy can be directly applied to the medium, so that rapid heating can be performed. As a result, the entire reaction solution can be made uniform at a desired temperature, and the processes of reduction, nucleation, and nucleation of the nickel complex (or nickel ions) occur simultaneously in the entire solution. Narrow monodisperse particles can be easily produced in a short time.

均一な粒子径を有する原料ニッケル微粒子を生成させるには、錯化反応液生成工程(ニッケル錯体の生成が行われる工程)でニッケル錯体を均一にかつ十分に生成させることと、原料ニッケル微粒子スラリー生成工程(マイクロ波照射によって加熱還元する工程)で、ニッケル錯体(又はニッケルイオン)の還元により生成するニッケル(0価)の核の同時発生・成長を行う必要がある。すなわち、錯化反応液生成工程の加熱温度を上記の特定の範囲内で調整し、原料ニッケル微粒子スラリー生成工程におけるマイクロ波による加熱温度よりも確実に低くしておくことで、粒子径・形状の整った粒子が生成し易い。例えば、錯化反応液生成工程で加熱温度が高すぎるとニッケル錯体の生成とニッケル(0価)への還元反応が同時に進行し異種の金属種が発生することで、原料ニッケル微粒子スラリー生成工程での粒子形状の整った粒子の生成が困難となるおそれがある。また、原料ニッケル微粒子スラリー生成工程の加熱温度が低すぎるとニッケル(0価)への還元反応速度が遅くなり核の発生が少なくなるため粒子が大きくなるだけでなく、原料ニッケル微粒子の収率の点からも好ましくはない。   In order to produce raw material nickel fine particles having a uniform particle size, the nickel complex is uniformly and sufficiently produced in the complexing reaction liquid production step (step in which the nickel complex is produced), and the raw material nickel fine particle slurry is produced. In the step (step of heating and reducing by microwave irradiation), it is necessary to simultaneously generate and grow nickel (zero-valent) nuclei generated by reduction of the nickel complex (or nickel ion). That is, by adjusting the heating temperature of the complexing reaction liquid generation step within the above specific range and ensuring that it is lower than the heating temperature by the microwave in the raw material nickel fine particle slurry generation step, Easy to produce ordered particles. For example, if the heating temperature is too high in the complexing reaction liquid generation process, the formation of a nickel complex and the reduction reaction to nickel (zero valence) proceed at the same time to generate different types of metal species. It may be difficult to produce particles having a uniform particle shape. Moreover, if the heating temperature in the raw material nickel fine particle slurry generation process is too low, the reduction reaction rate to nickel (zero valence) is slowed and the generation of nuclei is reduced, so that not only the particles become larger but also the yield of the raw material nickel fine particles It is not preferable also from a point.

マイクロ波照射によって加熱して得られる原料ニッケル微粒子スラリーを、例えば、静置分離し、上澄み液を取り除いた後、適当な溶媒を用いて洗浄し、乾燥することで、原料ニッケル微粒子が得られる。原料ニッケル微粒子スラリー生成工程においては、必要に応じ、前述した有機溶媒を加えてもよい。なお、前記したように、錯形成反応に使用する1級アミンを有機溶媒としてそのまま用いることが好ましい。   The raw material nickel fine particle slurry obtained by heating by microwave irradiation is, for example, left and separated, and after removing the supernatant liquid, the raw material nickel fine particles are obtained by washing with an appropriate solvent and drying. In the raw material nickel fine particle slurry generating step, the organic solvent described above may be added as necessary. As described above, the primary amine used for the complex formation reaction is preferably used as it is as the organic solvent.

<第2の工程>
本工程では、湿式解砕機を用いて、原料ニッケル微粒子を有機溶媒中で解砕処理する。第1の工程で得られた水酸化ニッケル被膜を有する原料ニッケル微粒子を解砕処理することによって、接合材として用いた場合に、優れたせん断強度を有する接合層を形成することができる。解砕処理の条件は、上記のとおりである。
<Second step>
In this step, the raw material nickel fine particles are pulverized in an organic solvent using a wet pulverizer. By crushing the raw material nickel fine particles having the nickel hydroxide coating obtained in the first step, a bonding layer having excellent shear strength can be formed when used as a bonding material. The conditions for the crushing treatment are as described above.

さらに、ニッケル微粒子の製造においては、任意工程として、例えば、分散化工程、ペースト化工程、塩素除去工程を行うことができる。   Furthermore, in the manufacture of nickel fine particles, for example, a dispersion process, a pasting process, and a chlorine removing process can be performed as optional processes.

<塩素除去工程>
原料のニッケル塩として塩化ニッケルを使用した場合、塩素除去工程として、第1の工程で得られた原料ニッケル微粒子に対して酸処理を行うことが好ましい。酸処理によって、ニッケル前駆体である塩化ニッケル由来の塩素元素が除去され、塩素元素の含有量を好ましくは900質量ppm未満、より好ましくは100質量ppm未満に低下させることができる。また、酸処理には、原料ニッケル微粒子の表面に存在する水酸化ニッケルなどの水酸化物や、表面に付着した微粒子などを除去する作用もあるため、酸素含有量を調節することができる。原料ニッケル微粒子の酸処理に使用可能な酸としては、弱酸が好ましく、例えば、炭酸などの無機酸や、酢酸、プロピオン酸、酒石酸、マロン酸、コハク酸、アスコルビン酸、クエン酸などの有機酸を用いることができる。酸処理は、例えば原料ニッケル微粒子を酸溶液で洗浄する方法、原料ニッケル微粒子のスラリー中にガス化した酸(例えば炭酸ガス)を吹き込む方法などにより行うことができる。原料ニッケル微粒子を酸溶液で洗浄する方法では、原料ニッケル微粒子を例えばpH3.5〜6.5の範囲内、好ましくはpH4.5〜6.0の酸溶液で洗浄することが好ましい。酸溶液がpH3.5未満であると、原料ニッケル微粒子の表面の酸化や溶解が進み、焼結しやすくなるばかりでなく、粒子を球状にすることが困難となる。酸溶液がpH6.5を超える場合は、酸処理の効果が十分に得られない。
<Chlorine removal process>
When nickel chloride is used as the raw material nickel salt, the raw material nickel fine particles obtained in the first step are preferably subjected to acid treatment as the chlorine removal step. By the acid treatment, the chlorine element derived from nickel chloride, which is the nickel precursor, is removed, and the content of the chlorine element can be reduced to preferably less than 900 mass ppm, more preferably less than 100 mass ppm. The acid treatment also has an action of removing hydroxides such as nickel hydroxide present on the surface of the raw material nickel fine particles and fine particles adhering to the surface, so that the oxygen content can be adjusted. The acid that can be used for the acid treatment of the raw material nickel fine particles is preferably a weak acid, for example, an inorganic acid such as carbonic acid, or an organic acid such as acetic acid, propionic acid, tartaric acid, malonic acid, succinic acid, ascorbic acid, or citric acid. Can be used. The acid treatment can be performed by, for example, a method of washing the raw material nickel fine particles with an acid solution, a method of blowing a gasified acid (for example, carbon dioxide gas) into a slurry of the raw material nickel fine particles, and the like. In the method of washing the raw material nickel fine particles with an acid solution, the raw material nickel fine particles are preferably washed with, for example, an acid solution having a pH in the range of 3.5 to 6.5, preferably pH 4.5 to 6.0. When the acid solution has a pH of less than 3.5, oxidation and dissolution of the surface of the raw material nickel fine particles progress, and it becomes easy to sinter and it becomes difficult to make the particles spherical. When the acid solution exceeds pH 6.5, the effect of acid treatment cannot be sufficiently obtained.

以上のようにして、ニッケル微粒子を調製することができる。このようにして得られるニッケル微粒子は、均一な分散状態を維持できるため、ペースト状態にして塗布した場合の平坦性が高く、接合層のシェア強度を十分に高くすることができる。なお、ニッケル合金や、他の金属種の金属微粒子を製造する場合も、上記方法に準じて行うことができる。   As described above, nickel fine particles can be prepared. Since the nickel fine particles thus obtained can maintain a uniform dispersion state, the flatness when applied in a paste state is high, and the shear strength of the bonding layer can be sufficiently increased. In addition, also when manufacturing a nickel alloy and the metal fine particle of another metal seed | species, it can carry out according to the said method.

以下に実施例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例によって制約されるものではない。なお、以下の実施例において、特にことわりのない限り各種測定、評価は下記によるものである。   The features of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples. In the following examples, various measurements and evaluations are as follows unless otherwise specified.

[平均粒子径の測定]
平均粒子径の測定は、電界放出形走査電子顕微鏡(Field Emission−Scanning Electron Microscope:FE−SEM)により試料の写真を撮影して、その中から無作為に200個を抽出してそれぞれの面積を求め、真球に換算したときの粒子径を個数基準として一次粒子の平均粒子径を算出した。また、CV値(変動係数)は、(標準偏差)÷(平均粒子径)によって算出した。なお、CV値が小さいほど、粒子径がより均一であることを示す。
[Measurement of average particle size]
The average particle diameter is measured by taking a picture of a sample with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM), and randomly extracting 200 samples from each of the samples. The average particle size of the primary particles was calculated based on the number of particles obtained when converted to a true sphere. The CV value (coefficient of variation) was calculated by (standard deviation) / (average particle diameter). In addition, it shows that a particle diameter is so uniform that a CV value is small.

[分散性の評価]
分散性の評価は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(株式会社堀場製作所製、商品名;LA−950V2)を用いて行った。金属微粒子をイソプロパノールに分散させたスラリー溶液を所定の濃度に希釈して、前記粒子径分布測定装置内にて超音波で5分間分散させ、体積分布の測定を行い、粒度分布の結果にて分散性の比較評価を行った。
[Evaluation of dispersibility]
Evaluation of dispersibility was performed using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Horiba, Ltd., trade name: LA-950V2). A slurry solution in which metal fine particles are dispersed in isopropanol is diluted to a predetermined concentration, and dispersed in the particle size distribution measuring apparatus with ultrasonic waves for 5 minutes, and volume distribution is measured. A comparative evaluation of sex was performed.

[水酸化ニッケルの定量]
水酸化ニッケル{Ni(OH)}の定量は、昇温脱離ガス分析装置(Thermal Desorption Spectroscopy:TDS、電子科学株式会社製、商品名;WA1000S/W型)を用いて、10−6〜10−3Paの測定圧力で、試料を10℃/分の速度で昇温加熱して120℃から250℃までの温度領域で、試料の表面から脱離する水を質量分析法で検出し、検出強度と分子数の相関式より、絶対数として算出した。
[Quantitative determination of nickel hydroxide]
Determination of nickel hydroxide {Ni (OH) 2} is Atsushi Nobori analyzer (Thermal Desorption Spectroscopy: TDS, manufactured by Electronic Science Co., trade name; WA1000S / W type) with a 10 -6 to At a measurement pressure of 10 −3 Pa, the sample is heated at a rate of 10 ° C./min, and water desorbed from the surface of the sample is detected by mass spectrometry in a temperature range from 120 ° C. to 250 ° C., The absolute number was calculated from the correlation equation between the detection intensity and the number of molecules.

[酸素含有量の定量]
酸素含有量の定量は、不活性ガス融解−赤外線吸収測定装置(LECO社製、商品名;TC600)を用いて、試料を約1800℃の炭素炉で加熱し、還元反応で発生する二酸化炭素の赤外線吸収量から求めた。
[Quantification of oxygen content]
The oxygen content was quantified by heating the sample in a carbon furnace at about 1800 ° C. using an inert gas melting-infrared absorption measuring device (manufactured by LECO, trade name: TC600) and measuring the carbon dioxide generated by the reduction reaction. Obtained from the amount of infrared absorption.

[酸化ニッケルの定量]
水酸化ニッケルは不活性雰囲気中での加熱を行うと(1)式の反応より酸化ニッケルへと変化する。
Ni(OH) → NiO + HO ・・・(1)
したがって、酸化ニッケル(NiO)の定量は、前記「酸素含有量の定量」で得られた酸素量から、前記「水酸化ニッケルの定量」から算出した酸素量を引いた値より算出した。
[Quantitative determination of nickel oxide]
When nickel hydroxide is heated in an inert atmosphere, it changes from the reaction of formula (1) to nickel oxide.
Ni (OH) 2 → NiO + H 2 O (1)
Therefore, the amount of nickel oxide (NiO) was calculated from a value obtained by subtracting the amount of oxygen calculated from the “quantitative determination of nickel hydroxide” from the amount of oxygen obtained by the “quantitative determination of oxygen content”.

[ニッケル微粒子の表面に存在する有機物の定量]
ニッケル微粒子の表面に存在する有機物の定量は、示差熱熱重量同時測定装置(Thermogravimetry−Differential Thermal Analysis:TG−DTA、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、商品名;TG/DTA6200)を用いて、200ml/分の窒素ガス流量、10℃/分の速度で昇温加熱する測定条件により、試料の重量減少量を測定し、この重量と前記「水酸化ニッケルの定量」で定量した水の脱離量との差から有機物の量を算出した。
[Quantification of organic substances present on the surface of nickel fine particles]
The organic substance present on the surface of the nickel fine particles was quantified using a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus (Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis: TG-DTA, manufactured by SII Nanotechnology, Inc., trade name: TG / DTA6200). Under the measurement conditions of heating and heating at a rate of 10 ml / min with a nitrogen gas flow rate of 200 ml / min, the weight reduction amount of the sample is measured, and this weight and the desorption of water determined in the above-mentioned “determination of nickel hydroxide” The amount of organic matter was calculated from the difference from the amount.

[焼結性の評価]
各実施例で作製したペーストの3mgをガラス基板に挟み、クリップで固定し焼結性試験用サンプル(約10mmΦ)とした。このサンプルを所定の条件で加熱し、冷却後のガラス基板に付着した焼成後のサンプルの周辺部を電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM)にて観察した。焼結性の評価は、全てのニッケル微粒子において、各々の粒子界面が全て確認される状態を「不可」、各々のニッケル微粒子において、粒子界面が部分的に確認できる状態を「可」、ニッケル粒子の少なくとも1つは、粒子界面が全く確認されない状態を「良」、全てのニッケル微粒子において、粒子界面が全く確認されない状態を「最良」とした。
[Evaluation of sinterability]
3 mg of the paste prepared in each example was sandwiched between glass substrates and fixed with a clip to obtain a sample for sinterability test (about 10 mmΦ). This sample was heated under predetermined conditions, and the periphery of the fired sample attached to the cooled glass substrate was observed with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). The evaluation of sinterability is "impossible" when all the nickel fine particles are confirmed to have all the particle interfaces confirmed, and "possible" when the nickel particle is partially visible at each nickel fine particle. In at least one of the cases, the state in which no particle interface was confirmed was defined as “good”, and the state in which no particle interface was confirmed in all nickel fine particles was defined as “best”.

[焼成後のサンプルに含有する酸素含有量測定]
各実施例で作製したペーストをガラス基板上に膜厚が200μm以下になるように塗布し、所定の条件で焼成を行い、焼成後のサンプルの100mgにおける酸素量を前記[酸素含有量の定量]と同様に定量した。
[Measurement of oxygen content in sample after firing]
The paste produced in each example was applied on a glass substrate so that the film thickness was 200 μm or less, and fired under predetermined conditions. The amount of oxygen in 100 mg of the fired sample was determined as described above [quantitative determination of oxygen content]. Quantified in the same manner.

[焼成後のサンプルに含有する炭素量残分の定量]
各実施例で作製したペーストをガラス基板上に膜厚が200μm以下になるように塗布し、所定の条件で焼成を行い、焼成後のサンプルの100mgにおける炭素量残分を燃焼−赤外線吸収装置(LECO社製、商品名;CS−444)により測定した。
[Quantification of residual carbon content in the sample after firing]
The paste prepared in each example was applied on a glass substrate so that the film thickness was 200 μm or less, fired under predetermined conditions, and the carbon amount residue in 100 mg of the fired sample was burned-infrared absorbing device ( It was measured by the product made by LECO, brand name; CS-444).

[焼成方法]
焼結性試験用サンプルの焼成は、下記のようにして行った。
I)3%水素及び97%窒素の混合ガス雰囲気下での焼成は、小型イナートガスオーブン(光洋サーモシステム社製、商品名;KLO−30NH)を使用し、昇温速度5℃/分で、常温から所定温度まで昇温した後、この所定温度で1時間保持した。次いで、400分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置した。
II)100%窒素雰囲気下での焼成は、小型イナートガスオーブン(光洋サーモシステム社製、商品名;KLO−30NH)を使用し、昇温速度5℃/分で、常温から所定温度まで昇温した後、この所定温度で1時間保持した。次いで、400分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置した。
III)3%ギ酸及び97%窒素の混合ガス雰囲気下での焼成は、卓上型小型真空はんだリフロー装置(UniTemp社製、商品名;RSS−350−160)を使用し、昇温速度16℃/分で、常温から350℃まで昇温した後、350℃で1時間保持した。次いで、60分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置した。
IV)大気中での焼成は、小型イナートガスオーブン(光洋サーモシステム社製、商品名;KLO−30NH)を使用し、昇温速度5℃/分で、常温から所定温度まで昇温した後、この所定温度で1時間保持した。次いで、400分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置した。
[Baking method]
The sinterability test sample was fired as follows.
I) Firing in a mixed gas atmosphere of 3% hydrogen and 97% nitrogen uses a small inert gas oven (trade name: KLO-30NH, manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.) at a temperature increase rate of 5 ° C./min. The temperature was raised from 1 to a predetermined temperature, and then kept at this predetermined temperature for 1 hour. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 400 minutes, and then left to room temperature.
II) For firing in a 100% nitrogen atmosphere, a small inert gas oven (manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd., trade name: KLO-30NH) was used, and the temperature was raised from room temperature to a predetermined temperature at a temperature rising rate of 5 ° C./min. Then, it was kept at this predetermined temperature for 1 hour. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 400 minutes, and then left to room temperature.
III) For firing in a mixed gas atmosphere of 3% formic acid and 97% nitrogen, a desktop small vacuum solder reflow apparatus (manufactured by UniTemp, trade name: RSS-350-160) is used, and the heating rate is 16 ° C. / In minutes, the temperature was raised from room temperature to 350 ° C., and then held at 350 ° C. for 1 hour. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 60 minutes, and then left to room temperature.
IV) For firing in the air, a small inert gas oven (manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd., trade name: KLO-30NH) is used, and the temperature is raised from room temperature to a predetermined temperature at a heating rate of 5 ° C./min. It was kept at a predetermined temperature for 1 hour. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 400 minutes, and then left to room temperature.

[せん断強度(シェア強度)の評価]
方法1)ステンレス製マスク(マスク幅;1.0mm×長さ;1.0mm×厚さ;0.05〜0.1mm)を用いて、試料を金めっき銅基板(幅;10mm×長さ;10mm×厚さ;1.0mm)上に塗布して塗布膜を形成した後、その塗布膜の上に、シリコンダイ(幅;1.0mm×長さ;1.0mm×厚さ;0.75mm)を搭載した。その後、室温で30分放置して、クリップ(加圧強度;2.5MPa〜5MPa)で挟み焼成を行った。得られた接合サンプル(接合層の厚さ;十数μm〜30μm程度)を接合強度試験機(デイジ・ジャパン社製、商品名;ボンドテスター4000)により、せん断強度を測定した。ダイ側面からボンドテスターツールを、基板からの高さ50μm、ツール速度100μm/秒で押圧し、接合部がせん断破壊したときの荷重をせん断強度(シェア強度)とした。なお、金めっき銅基板は、Cu基板(厚さ;1.0mm)の表面に、Ni/Auをそれぞれ4μm/40〜50nmの厚みでめっきしたものであり、シリコンダイは、Si基板(厚さ;0.75mm)の接合面に、Auを15〜20nmの厚みで蒸着したものである。
方法2)方法1における金めっき銅基板の代わりに、シリコンダイを使用した以外、方法1と同様である。
[Evaluation of shear strength (shear strength)]
Method 1) Using a stainless steel mask (mask width: 1.0 mm × length; 1.0 mm × thickness: 0.05 to 0.1 mm), the sample was gold-plated copper substrate (width: 10 mm × length; A coating film is formed by coating on 10 mm × thickness: 1.0 mm), and then a silicon die (width: 1.0 mm × length: 1.0 mm × thickness: 0.75 mm) is formed on the coating film. ). Then, it was left to stand at room temperature for 30 minutes, and sandwiched and fired between clips (pressure strength; 2.5 MPa to 5 MPa). The shear strength of the obtained joining sample (thickness of the joining layer; about 10 to 30 μm) was measured with a joining strength tester (manufactured by Daisy Japan, trade name: Bond Tester 4000). A bond tester tool was pressed from the side of the die at a height of 50 μm from the substrate and a tool speed of 100 μm / second, and the load when the joint was sheared was determined as shear strength (shear strength). The gold-plated copper substrate is obtained by plating Ni / Au with a thickness of 4 μm / 40 to 50 nm on the surface of a Cu substrate (thickness: 1.0 mm), and the silicon die is a Si substrate (thickness). 0.75 mm), Au is deposited in a thickness of 15 to 20 nm on the joint surface.
Method 2) Same as Method 1 except that a silicon die is used instead of the gold-plated copper substrate in Method 1.

(合成例1)
642重量部のオレイルアミンに100.1重量部の酢酸ニッケル四水和物を加え、窒素フロー下、150℃で20分加熱することによって酢酸ニッケルを溶解させて錯化反応液を得た。次いで、その錯化反応液に、492重量部のオレイルアミンを加え、マイクロ波を用いて250℃で5分加熱することによって、ニッケル微粒子スラリーを得た。
(Synthesis Example 1)
To 642 parts by weight of oleylamine, 100.1 parts by weight of nickel acetate tetrahydrate was added and heated at 150 ° C. for 20 minutes under a nitrogen flow to dissolve nickel acetate to obtain a complexing reaction solution. Next, 492 parts by weight of oleylamine was added to the complexing reaction solution, and the mixture was heated at 250 ° C. for 5 minutes using a microwave to obtain a nickel fine particle slurry.

ニッケル微粒子スラリーを静置分離し、上澄み液を取り除いた後、トルエンとメタノールを用いて洗浄した後、60℃に維持される真空乾燥機で6時間乾燥してニッケル微粒子(平均粒子径;92nm、CV値;0.19)を得た。このニッケル微粒子の元素分析の結果、C;0.9、N<0.1、O;1.4(単位は質量%)であった。   The nickel fine particle slurry was allowed to stand and separated, the supernatant was removed, washed with toluene and methanol, and then dried in a vacuum dryer maintained at 60 ° C. for 6 hours to obtain nickel fine particles (average particle size; 92 nm, CV value; 0.19) was obtained. As a result of elemental analysis of the nickel fine particles, C: 0.9, N <0.1, O: 1.4 (unit: mass%).

(作製例1)
合成例1で得られたニッケル微粒子スラリーを静置分離し、上澄み液を取り除いた後、トルエンとイソプロパノールを用いて洗浄した後、高圧ホモジナイザー(株式会社スギノマシン製、商品名;スターバースト)を用いて、圧力200MPaの条件にてニッケル微粒子をイソプロパノールに分散させたスラリー溶液(固形分濃度68.4wt%)を調製した。このスラリー溶液の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.30、D90;0.55、D99;1.01(単位はμm)であった。
(Production Example 1)
The nickel fine particle slurry obtained in Synthesis Example 1 was allowed to stand and separated, the supernatant was removed, washed with toluene and isopropanol, and then used with a high-pressure homogenizer (trade name: Starburst manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.). Thus, a slurry solution (solid content concentration 68.4 wt%) in which nickel fine particles were dispersed in isopropanol under a pressure of 200 MPa was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution, the volume distribution was D50; 0.30, D90; 0.55, D99; 1.01 (unit: μm).

(作製例2)
合成例1で得られたニッケル微粒子スラリーを静置分離し、上澄み液を取り除いた後、トルエンとイソプロパノールを用いて洗浄した後、高圧ホモジナイザー(株式会社スギノマシン製、商品名;スターバースト)を用いて、圧力100MPaの条件にてニッケル微粒子をイソプロパノールに分散させたスラリー溶液(固形分濃度72.3wt%)を調製した。このスラリー溶液の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.55、D90;1.00、D99;2.27(単位はμm)であった。
(Production Example 2)
The nickel fine particle slurry obtained in Synthesis Example 1 was allowed to stand and separated, the supernatant was removed, washed with toluene and isopropanol, and then used with a high-pressure homogenizer (trade name: Starburst manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.). Thus, a slurry solution (solid content concentration: 72.3 wt%) in which nickel fine particles were dispersed in isopropanol under a pressure of 100 MPa was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution, the volume distribution was D50; 0.55, D90; 1.00, D99; 2.27 (unit: μm).

(作製例3)
合成例1で得られたニッケル微粒子スラリーを静置分離し、上澄み液を取り除いた後、トルエンとイソプロパノールを用いて洗浄した後、高圧ホモジナイザー(株式会社スギノマシン製、商品名;スターバースト)を用いて、圧力150MPaの条件にてニッケル微粒子をイソプロパノールに分散させたスラリー溶液(固形分濃度70.5wt%)を調製した。このスラリー溶液の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.44、D90;0.82、D99;1.73(単位はμm)であった。
(Production Example 3)
The nickel fine particle slurry obtained in Synthesis Example 1 was allowed to stand and separated, the supernatant was removed, washed with toluene and isopropanol, and then used with a high-pressure homogenizer (trade name: Starburst manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.). Thus, a slurry solution (solid content concentration: 70.5 wt%) in which nickel fine particles were dispersed in isopropanol under a pressure of 150 MPa was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of this slurry solution, the volume distribution was D50; 0.44, D90; 0.82, D99; 1.73 (unit: μm).

(実施例1)
<スラリー溶液の調製>
作製例1で調製したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のジ−p−トルオイル−L−酒石酸を加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液1(固形分濃度76.8wt%)を調製した。このスラリー溶液1の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.11、D90;0.22、D99;0.48(単位はμm)であった。
Example 1
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 1 was collected, and 2 parts by weight of di-p-toluoyl-L-tartaric acid was added thereto, stirred for 15 minutes, washed with isopropanol, and slurry solution 1 ( A solid content concentration of 76.8 wt%) was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 1, the volume distribution was D50; 0.11, D90; 0.22, D99; 0.48 (unit: μm).

スラリー溶液1を80℃に維持される真空乾燥機で2時間乾燥してニッケル微粒子1(平均粒子径;92nm、CV値;0.19)を得た。このニッケル微粒子1におけるニッケル含有量は、97.0wt%であった。また、X線光電子分光(XPS)によって得られるチャートから、Ni、NiO、及びNi(OH)のピークに由来する面積比は、それぞれ27.3%、66.4%、6.3%であった。 The slurry solution 1 was dried for 2 hours with a vacuum dryer maintained at 80 ° C. to obtain nickel fine particles 1 (average particle size: 92 nm, CV value: 0.19). The nickel content in the nickel fine particles 1 was 97.0 wt%. Further, from the chart obtained by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the area ratios derived from the peaks of Ni, NiO, and Ni (OH) 2 were 27.3%, 66.4%, and 6.3%, respectively. there were.

<ペーストの調製>
スラリー溶液1の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノール(沸点;195℃)を混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト1(固形分濃度75.4wt%)を調製した。ペースト1に含有するニッケル微粒子の100重量部に対して、水酸化ニッケルが3.44重量部、酸化ニッケルが3.02重量部、ジ−p−トルオイル−L−酒石酸が0.72重量部であった。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 1 is taken, 33.2 parts by weight of 1-octanol (boiling point: 195 ° C.) is mixed with the slurry solution, concentrated at 60 ° C. and 100 hPa in an evaporator, and 172 parts by weight of paste. 1 (solid content concentration 75.4 wt%) was prepared. With respect to 100 parts by weight of the nickel fine particles contained in paste 1, nickel hydroxide is 3.44 parts by weight, nickel oxide is 3.02 parts by weight, and di-p-toluoyl-L-tartaric acid is 0.72 parts by weight. there were.

<焼成工程>
ペースト1を用いて上記方法にて焼結性試験用サンプルを作製し、3%水素及び97%窒素の混合ガス雰囲気下、加熱温度350℃で、1時間保持した。次いで、400分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置し、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample for sinterability test was prepared using the paste 1 by the above method, and the sample was held at a heating temperature of 350 ° C. for 1 hour in a mixed gas atmosphere of 3% hydrogen and 97% nitrogen. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 400 minutes, and then allowed to stand at room temperature to obtain a baked sample.

焼成後のサンプルのFE−SEM写真を図1A及び図1Bに示す。なお、図1Aは倍率250,000倍、図1Bは倍率500,000倍のFE−SEM写真である。図1A及び図1Bより、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在しており、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認される。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1及び方法2にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、それぞれ0.9kgf/mm(方法1)、2.5kgf/mm(方法2)あった。結果を表1に示す。 An FE-SEM photograph of the sample after firing is shown in FIGS. 1A and 1B. 1A is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000, and FIG. 1B is an FE-SEM photograph at a magnification of 500,000. From FIG. 1A and FIG. 1B, it is confirmed that there are nickel fine particles in which no particle interface is confirmed, and that the sintering of the nickel fine particles proceeds well. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1 and the method 2, and the shear strength measured was 0.9 kgf / mm < 2 > (method 1) and 2.5 kgf / mm < 2 > (method 2), respectively. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
<ペーストの調製>
実施例1で調製したペースト1(固形分濃度75.4wt%)を分取し、密閉状態で室温環境下にて200日放置することでペースト2(固形分濃度80.1wt%)を調製した。ペースト2に含有するニッケル微粒子の100重量部に対して、水酸化ニッケルが9.90重量部、酸化ニッケルが2.89重量部、ジ−p−トルオイル−L−酒石酸が0.69重量部であった。
(Example 2)
<Preparation of paste>
Paste 1 (solid content concentration 75.4 wt%) prepared in Example 1 was collected and left in a sealed state at room temperature for 200 days to prepare paste 2 (solid content concentration 80.1 wt%). . With respect to 100 parts by weight of the nickel fine particles contained in Paste 2, 9.90 parts by weight of nickel hydroxide, 2.89 parts by weight of nickel oxide, and 0.69 parts by weight of di-p-toluoyl-L-tartaric acid there were.

<焼成工程>
ペースト2を用いて上記方法にて焼結性試験用サンプルを作製し、3%水素及び97%窒素の混合ガス雰囲気下、加熱温度350℃で、1時間保持した。次いで、400分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置し、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample for sinterability test was prepared using the paste 2 by the above method, and the sample was held at a heating temperature of 350 ° C. for 1 hour in a mixed gas atmosphere of 3% hydrogen and 97% nitrogen. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 400 minutes, and then allowed to stand at room temperature to obtain a baked sample.

焼成後のサンプルのFE−SEM写真を図2A及び図2Bに示す。なお、図2Aは倍率250,000倍、図2Bは倍率500,000倍のFE−SEM写真である。図2A及び図2Bより、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在しており、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認される。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。この焼成後のサンプルの酸素含有量は0.93重量%であった。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、1.9kgf/mmであった。結果を表1に示す。 The FE-SEM photograph of the sample after firing is shown in FIGS. 2A and 2B. 2A is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000, and FIG. 2B is an FE-SEM photograph at a magnification of 500,000. From FIG. 2A and FIG. 2B, it is confirmed that there are nickel fine particles in which the particle interface is not confirmed at all, and that the sintering of the nickel fine particles proceeds well. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. The calcined sample had an oxygen content of 0.93% by weight. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 1.9 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
焼成工程の加熱温度を400℃とした以外、実施例2と同様にして、焼成後のサンプルを得た。焼成後のサンプルのFE−SEM写真を図3A及び図3Bに示す。なお、図3Aは倍率250,000倍、図3Bは倍率500,000倍のFE−SEM写真である。図3A及び図3Bより、全てのニッケル微粒子において、粒子界面が全く確認されず、実施例2と比較すると、ニッケル微粒子の焼結がより良好に進行していることが確認される。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。この焼成後のサンプルの酸素含有量及び炭素含有量は、それぞれ0.53重量%、0.30重量%であった。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、2.1kgf/mmであった。結果を表1に示す。
(Example 3)
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 2 except that the heating temperature in the firing step was 400 ° C. The FE-SEM photograph of the sample after firing is shown in FIGS. 3A and 3B. 3A is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000, and FIG. 3B is an FE-SEM photograph at a magnification of 500,000. From FIG. 3A and FIG. 3B, the particle interface is not confirmed at all in all of the nickel fine particles, and it is confirmed that the sintering of the nickel fine particles proceeds better than in Example 2. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. The oxygen content and carbon content of the sample after firing were 0.53% by weight and 0.30% by weight, respectively. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 2.1 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
加熱温度を450℃とした以外、実施例2と同様にして、焼成後のサンプルを得た。焼成後のサンプルのFE−SEM写真を図4A及び図4Bに示す。なお、図4Aは倍率250,000倍、図4Bは倍率500,000倍のFE−SEM写真である。図4A及び図4Bより、全てのニッケル微粒子において、粒子界面が全く確認されず、実施例2及び実施例3と比較して、ニッケル微粒子の焼結が最も良好に進行していることが確認される。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。この焼成後のサンプルの酸素含有量及び炭素含有量は、それぞれ0.10重量%、0.17重量%であった。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、2.6kgf/mmであった。結果を表1に示す。
Example 4
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 2 except that the heating temperature was 450 ° C. The FE-SEM photograph of the sample after firing is shown in FIGS. 4A and 4B. 4A is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000, and FIG. 4B is an FE-SEM photograph at a magnification of 500,000. From FIG. 4A and FIG. 4B, in all the nickel fine particles, the particle interface was not confirmed at all, and it was confirmed that the sintering of the nickel fine particles proceeded best as compared with Example 2 and Example 3. The The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. The oxygen content and carbon content of the calcined sample were 0.10 wt% and 0.17 wt%, respectively. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 2.6 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
<スラリー溶液の調製>
作製例1で調製したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のジベンゾイル−D−酒石酸を加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液2(固形分濃度77.4wt%)を調製した。このスラリー溶液2の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.15、D90;0.29、D99;0.58(単位はμm)であった。
(Example 5)
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 1 was collected, 2 parts by weight of dibenzoyl-D-tartaric acid was added thereto, stirred for 15 minutes, and then washed with isopropanol to obtain slurry solution 2 (solid content concentration 77 .4 wt%) was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 2, the volume distribution was D50; 0.15, D90; 0.29, D99; 0.58 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液2の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト3(固形分濃度75.8wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 2 was collected, and 33.2 parts by weight of 1-octanol was mixed therewith, and concentrated at 60 ° C. and 100 hPa in an evaporator to give 172 parts by weight of paste 3 (solid content concentration 75 .8 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト3を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 3 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.9kgf/mmであった。結果を表1に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.9 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
<スラリー溶液の調製>
作製例1で調製したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のジ−p−アニソイル−D−酒石酸を加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液3(固形分濃度78.0wt%)を調製した。このスラリー溶液3の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.20、D90;0.37、D99;0.67(単位はμm)であった。
(Example 6)
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 1 was collected, and 2 parts by weight of di-p-anisoyl-D-tartaric acid was added thereto, stirred for 15 minutes, and then washed with isopropanol to obtain slurry solution 3 ( A solid content concentration of 78.0 wt%) was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 3, the volume distribution was D50; 0.20, D90; 0.37, D99; 0.67 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液3の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト4(固形分濃度76.0wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 3 was collected, 33.2 parts by weight of 1-octanol was mixed with this, and concentrated at 60 ° C. and 100 hPa in an evaporator, and 172 parts by weight of paste 4 (solid content concentration 76 0.0 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト4を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 4 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.7kgf/mmであった。結果を表1に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.7 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 1.

(実施例7)
<スラリー溶液の調製>
作製例1で調製したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のD−酒石酸ジイソプロピルを加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液4(固形分濃度73.6wt%)を調製した。このスラリー溶液4の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.11、D90;0.23、D99;0.51(単位はμm)であった。
(Example 7)
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 1 was collected, 2 parts by weight of D-isopropyl D-tartrate was added thereto, stirred for 15 minutes, and then washed with isopropanol to obtain slurry solution 4 (solid content concentration 73. 6 wt%) was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 4, the volume distribution was D50; 0.11, D90; 0.23, D99; 0.51 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液4の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト5(固形分濃度75.9wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 4 was collected, and 33.2 parts by weight of 1-octanol was mixed therewith, and concentrated at 60 ° C. and 100 hPa in an evaporator to give 172 parts by weight of paste 5 (solid content concentration 75 .9 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト5を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 5 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.9kgf/mmであった。結果を表1に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.9 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
<スラリー溶液の調製>
作製例1で調製したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のマロン酸ジ−t−ブチルを加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液5(固形分濃度77.1wt%)を調製した。このスラリー溶液5の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.14、D90;0.25、D99;0.51(単位はμm)であった。
(Example 8)
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 1 was collected, 2 parts by weight of di-t-butyl malonate was added thereto, stirred for 15 minutes, then washed with isopropanol, and the slurry solution 5 (solid content (Concentration 77.1 wt%) was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 5, the volume distribution was D50; 0.14, D90; 0.25, D99; 0.51 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液5の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト6(固形分濃度75.6wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 5 was collected, 33.2 parts by weight of 1-octanol was mixed with this, and concentrated at 60 ° C. and 100 hPa in an evaporator, and 172 parts by weight of paste 6 (solid content concentration 75). .6 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト6を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 6 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.8kgf/mmであった。結果を表1に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.8 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 1.

(実施例9)
<スラリー溶液の調製>
作製例1で調整したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部の2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチラート(TMPD)を加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液6(固形分濃度76.8wt%)を調製した。このスラリー溶液6の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.24、D90;0.42、D99;0.77(単位はμm)であった。
Example 9
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 1 was collected, and 2 parts by weight of 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate (TMPD) was added thereto and stirred for 15 minutes. Thereafter, it was washed with isopropanol to prepare slurry solution 6 (solid content concentration 76.8 wt%). As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 6, the volume distribution was D50; 0.24, D90; 0.42, D99; 0.77 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液6の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト7(固形分濃度75.8wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 6 was collected, 33.2 parts by weight of 1-octanol was mixed with this, and concentrated at 60 ° C. and 100 hPa in an evaporator, and 172 parts by weight of paste 7 (solid content concentration 75). .8 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト7を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 7 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.6kgf/mmであった。結果を表1に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.6 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 1.

(実施例10)
<スラリー溶液の調製>
作製例1で調製したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のO−アセチルクエン酸トリブチルを加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液7(固形分濃度76.1wt%)を調製した。このスラリー溶液7の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.20、D90;0.39、D99;0.89(単位はμm)であった。
(Example 10)
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 1 was collected, and 2 parts by weight of tributyl O-acetylcitrate was added thereto, stirred for 15 minutes, and then washed with isopropanol to obtain slurry solution 7 (solid content concentration). 76.1 wt%) was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 7, the volume distribution was D50; 0.20, D90; 0.39, D99; 0.89 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液7の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト8(固形分濃度75.4wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 7 was collected, 33.2 parts by weight of 1-octanol was mixed with this, and concentrated at 60 ° C. and 100 hPa with an evaporator, and 172 parts by weight of paste 8 (solid content concentration 75). .4 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト8を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 8 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.8kgf/mmであった。結果を表1に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.8 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 1.

(実施例11)
<スラリー溶液の調製>
作製例2で調製したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のフェニルマロン酸を加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液8(固形分濃度78.7wt%)を調製した。このスラリー溶液8の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.19、D90;0.38、D99;0.88(単位はμm)であった。
(Example 11)
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 2 was collected, 2 parts by weight of phenylmalonic acid was added thereto, stirred for 15 minutes, and then washed with isopropanol to obtain slurry solution 8 (solid content concentration 78.7 wt. %) Was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 8, the volume distribution was D50; 0.19, D90; 0.38, D99; 0.88 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液8の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト9(固形分濃度75.5wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 8 was collected, 33.2 parts by weight of 1-octanol was mixed with the slurry solution, concentrated at 60 ° C. and 100 hPa in an evaporator, and 172 parts by weight of paste 9 (solid content concentration 75). 0.5 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト9を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 9 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.7kgf/mmであった。結果を表2に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.7 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 2.

(実施例12)
<スラリー溶液の調製>
作製例2で調製したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のクエン酸トリエチルを加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液9(固形分濃度77.2wt%)を調製した。このスラリー溶液9の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.23、D90;0.46、D99;1.01(単位はμm)であった。
(Example 12)
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 2 was collected, 2 parts by weight of triethyl citrate was added thereto, stirred for 15 minutes, and then washed with isopropanol to obtain slurry solution 9 (solid content concentration: 77.2 wt. %) Was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 9, the volume distribution was D50; 0.23, D90; 0.46, D99; 1.01 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液9の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト10(固形分濃度76.0wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 9 was collected, 33.2 parts by weight of 1-octanol was mixed with this, and concentrated at 60 ° C. and 100 hPa in an evaporator to give 172 parts by weight of paste 10 (solid content concentration 76 0.0 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト10を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 10 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.6kgf/mmであった。結果を表2に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.6 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 2.

(実施例13)
<スラリー溶液の調製>
作製例2で調製したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のクエン酸トリブチルを加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液10(固形分濃度73.9wt%)を調製した。このスラリー溶液10の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.15、D90;0.31、D99;0.77(単位はμm)であった。
(Example 13)
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 2 was collected, 2 parts by weight of tributyl citrate was added thereto, stirred for 15 minutes, and then washed with isopropanol to obtain slurry solution 10 (solid content concentration: 73.9 wt. %) Was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 10, the volume distribution was D50; 0.15, D90; 0.31, D99; 0.77 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液10の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト11(固形分濃度75.1wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 10 was collected, 33.2 parts by weight of 1-octanol was mixed with this, and concentrated at 60 ° C. and 100 hPa in an evaporator, and 172 parts by weight of paste 11 (solid content concentration 75). 0.1 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト11を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 11 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.7kgf/mmであった。結果を表2に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.7 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 2.

(実施例14)
<スラリー溶液の調製>
作製例3で調製したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のフェニルマロン酸モノベンジルを加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液11(固形分濃度76.5wt%)を調製した。このスラリー溶液11の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.21、D90;0.44、D99;1.01(単位はμm)であった。
(Example 14)
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 3 was collected, and 2 parts by weight of monobenzyl phenylmalonate was added thereto, stirred for 15 minutes, and then washed with isopropanol to obtain slurry solution 11 (solid content concentration 76 0.5 wt%) was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 11, the volume distribution was D50; 0.21, D90; 0.44, D99; 1.01 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液11の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト12(固形分濃度75.7wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 11 is collected, 33.2 parts by weight of 1-octanol is mixed with this, and concentrated at 60 ° C. and 100 hPa with an evaporator, and 172 parts by weight of paste 12 (solid content concentration 75). .7 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト12を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 12 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.5kgf/mmであった。結果を表2に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.5 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 2.

(実施例15)
<スラリー溶液の調製>
作製例3で調整したスラリー溶液の100重量部を分取し、これに2重量部のマロン酸ジベンジルを加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液12(固形分濃度76.9wt%)を調製した。このスラリー溶液12の粒度分布の測定を行った結果、体積分布は、D50;0.20、D90;0.57、D99;1.01(単位はμm)であった。
(Example 15)
<Preparation of slurry solution>
100 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 3 was collected, 2 parts by weight of dibenzyl malonate was added thereto, stirred for 15 minutes, and then washed with isopropanol to obtain slurry solution 12 (solid content concentration 76.9 wt. %) Was prepared. As a result of measuring the particle size distribution of the slurry solution 12, the volume distribution was D50; 0.20, D90; 0.57, D99; 1.01 (unit: μm).

<ペーストの調製>
スラリー溶液12の250重量部を分取し、これに33.2重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、172重量部のペースト13(固形分濃度75.7wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
250 parts by weight of the slurry solution 12 was collected, 33.2 parts by weight of 1-octanol was mixed with this, and concentrated at 60 ° C. and 100 hPa with an evaporator, and 172 parts by weight of paste 13 (solid content concentration 75). .7 wt%) was prepared.

<焼成工程>
ペースト13を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 13 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.6kgf/mmであった。結果を表2に示す。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.6 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 2.

(実施例16)
<ペーストの調製>
作製例1でスラリー溶液の252重量部を分取し、これに35.9重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃・100hPaで濃縮を行い、241重量部のペースト14(固形分濃度86.3wt%)を調製した。
(Example 16)
<Preparation of paste>
In Production Example 1, 252 parts by weight of the slurry solution was fractionated, 35.9 parts by weight of 1-octanol was mixed with this, and concentrated at 60 ° C./100 hPa with an evaporator to obtain 241 parts by weight of paste 14 (solid A partial concentration of 86.3 wt%) was prepared.

<焼成工程>
上記ペースト14を用いて上記方法にて焼結性試験用サンプルを作製し、3%水素及び97%窒素の混合ガス雰囲気下、加熱温度350℃で、1時間保持した。次いで、400分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置し、焼成後のサンプルを得た。
<Baking process>
A sample for a sinterability test was prepared by the above method using the paste 14, and held at a heating temperature of 350 ° C. for 1 hour in a mixed gas atmosphere of 3% hydrogen and 97% nitrogen. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 400 minutes, and then allowed to stand at room temperature to obtain a baked sample.

焼成後のサンプルのFE−SEM写真を図5A及び図5Bに示す。なお、図5Aは倍率250,000倍、図5Bは倍率500,000倍のFE−SEM写真である。図5A及び図5Bより、ニッケル微粒子同士の粒子界面が完全に確認されないニッケル微粒子が存在しており、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認される。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.4kgf/mmであった。結果を表2に示す。 The FE-SEM photograph of the sample after firing is shown in FIGS. 5A and 5B. 5A is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000, and FIG. 5B is an FE-SEM photograph at a magnification of 500,000. From FIG. 5A and FIG. 5B, it is confirmed that there are nickel fine particles in which the particle interface between the nickel fine particles is not completely confirmed, and that the sintering of the nickel fine particles proceeds well. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.4 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 2.

(参考例1)
実施例2で調製したペースト2を用いて上記方法にて焼結性試験用サンプルを作製し、100%窒素の混合ガス雰囲気下、加熱温度70℃で、16時間保持した。次いで、400分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置し、焼成後のサンプルを得た。
(Reference Example 1)
A sample for sinterability test was prepared by the above method using the paste 2 prepared in Example 2, and held at a heating temperature of 70 ° C. for 16 hours in a mixed gas atmosphere of 100% nitrogen. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 400 minutes, and then allowed to stand at room temperature to obtain a baked sample.

焼成後のサンプルのFE−SEM写真を図6A及び図6Bに示す。なお、図6Aは倍率250,000倍、図6Bは倍率500,000倍のFE−SEM写真である。図6A及び図6Bより、ニッケル微粒子の焼結が殆ど進行していないことが確認される。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。この焼成後のサンプルの酸素含有量は1.24重量%であった。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0kgf/mmであった。結果を表2に示す。 The FE-SEM photograph of the sample after firing is shown in FIGS. 6A and 6B. 6A is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000, and FIG. 6B is an FE-SEM photograph at a magnification of 500,000. From FIG. 6A and FIG. 6B, it is confirmed that the sintering of the nickel fine particles has hardly progressed. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. The oxygen content of the sample after firing was 1.24% by weight. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 2.

(参考例2)
焼成工程の加熱温度を400℃とした以外、参考例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。焼成後のサンプルのFE−SEM写真を図7A及び図7Bに示す。なお、図7Aは倍率250,000倍、図7Bは倍率500,000倍のFE−SEM写真である。図7A及び図7Bより、ニッケル微粒子の焼結が殆ど進行していないことが確認される。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。この焼成後のサンプルの酸素含有量及び炭素含有量は、それぞれ0.95重量%、0.60重量%であった。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0kgf/mmであった。結果を表2に示す。
(Reference Example 2)
A sample after firing was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that the heating temperature in the firing step was 400 ° C. The FE-SEM photograph of the sample after firing is shown in FIGS. 7A and 7B. 7A is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000, and FIG. 7B is an FE-SEM photograph at a magnification of 500,000. From FIG. 7A and FIG. 7B, it is confirmed that the sintering of the nickel fine particles has hardly progressed. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. The oxygen content and carbon content of the sample after firing were 0.95% by weight and 0.60% by weight, respectively. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 2.

(参考例3)
実施例2で調製したペースト2を用いて上記方法にて焼結性試験用サンプルを作製し、3%ギ酸及び97%窒素の混合ガス雰囲気下、加熱温度350℃で、1時間保持した。次いで、60分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置し、焼成後のサンプルを得た。
(Reference Example 3)
A sample for sinterability test was prepared by the above method using the paste 2 prepared in Example 2, and held at a heating temperature of 350 ° C. for 1 hour in a mixed gas atmosphere of 3% formic acid and 97% nitrogen. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 60 minutes, and then allowed to stand at room temperature to obtain a baked sample.

焼成後のサンプルのFE−SEM写真を図8A及び図8Bに示す。なお、図8Aは倍率250,000倍、図8Bは倍率500,000倍のFE−SEM写真である。図8A及び図8Bより、ニッケル微粒子の焼結が進行しているものの、各々のニッケル微粒子において、粒子界面が部分的に確認される。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.2kgf/mmであった。結果を表2に示す。 The FE-SEM photograph of the sample after firing is shown in FIGS. 8A and 8B. 8A is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000, and FIG. 8B is an FE-SEM photograph at a magnification of 500,000. 8A and 8B, although the nickel fine particles are being sintered, the particle interface is partially confirmed in each nickel fine particle. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.2 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 2.

(参考例4)
実施例2で調製したペースト2を用いて上記方法にて焼結性試験用サンプルを作製し、大気下、加熱温度350℃で、1時間保持した。次いで、400分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置し、焼成後のサンプルを得た。
(Reference Example 4)
A sample for sinterability test was prepared by the above method using the paste 2 prepared in Example 2, and the sample was held at a heating temperature of 350 ° C. for 1 hour in the air. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 400 minutes, and then allowed to stand at room temperature to obtain a baked sample.

焼成後のサンプルのFE−SEM写真を図9A及び図9Bに示す。なお、図9Aは倍率250,000倍、図9Bは倍率500,000倍のFE−SEM写真である。図9A及び図9Bより、ニッケル微粒子の焼結が進行しているものの、各々のニッケル微粒子において、粒子界面が部分的に確認される。
焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できなかった。また、上記方法1にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.8kgf/mmであった。結果を表2に示す。
The FE-SEM photograph of the sample after firing is shown in FIGS. 9A and 9B. 9A is an FE-SEM photograph at a magnification of 250,000, and FIG. 9B is an FE-SEM photograph at a magnification of 500,000. 9A and 9B, although the nickel fine particles are being sintered, the particle interface is partially confirmed in each nickel fine particle.
When the presence or absence of electrical continuity in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, continuity could not be confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 1, and the shear strength measured was 0.8 kgf / mm < 2 >. The results are shown in Table 2.

以上の結果をまとめて、表1及び表2に示す。なお、表1、表2中のせん断強度は、方法1での測定値である。   The above results are summarized in Table 1 and Table 2. In addition, the shear strength in Tables 1 and 2 is a value measured by Method 1.

(実施例17)
<スラリー溶液の調製>
作製例1で調製したスラリー溶液の5重量部を分取し、これに25重量部の25%アンモニア水溶液を加え、28kHz超音波処理を30分行った後、イソプロパノールで洗浄した。次いで、プロピオン酸の25重量部を加えて28kHz超音波処理を30分行い、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液13’(固形分濃度61wt%)を得た。さらに、スラリー溶液13’の100重量部に対して、ジ−p−トルオイル−L−酒石酸の2重量部を加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液13(固形分濃度78.0wt%)を得た。
(Example 17)
<Preparation of slurry solution>
5 parts by weight of the slurry solution prepared in Preparation Example 1 was collected, 25 parts by weight of a 25% aqueous ammonia solution was added thereto, subjected to 28 kHz ultrasonic treatment for 30 minutes, and then washed with isopropanol. Next, 25 parts by weight of propionic acid was added, and 28 kHz ultrasonic treatment was performed for 30 minutes, followed by washing with isopropanol to obtain a slurry solution 13 ′ (solid content concentration 61 wt%). Further, 2 parts by weight of di-p-toluoyl-L-tartaric acid was added to 100 parts by weight of the slurry solution 13 ′, stirred for 15 minutes, washed with isopropanol, and the slurry solution 13 (solid content concentration 78.78). 0 wt%) was obtained.

スラリー溶液13を80℃に維持される真空乾燥機で2時間乾燥してニッケル微粒子13を得た。このニッケル微粒子13におけるニッケル含有量は、97.3wt%であった。また、X線光電子分光(XPS)によって得られるチャートから、Ni、NiO、及びNi(OH)のピークに由来する面積比は、それぞれ59.7%、39.7%、0.6%であった。 The slurry solution 13 was dried for 2 hours with a vacuum dryer maintained at 80 ° C. to obtain nickel fine particles 13. The nickel content in the nickel fine particles 13 was 97.3 wt%. From the chart obtained by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the area ratios derived from the peaks of Ni, NiO, and Ni (OH) 2 are 59.7%, 39.7%, and 0.6%, respectively. there were.

<ペーストの調製>
スラリー溶液13の255重量部を分取し、これに51.8重量部の1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、150重量部のペースト15(固形分濃度78.5wt%)を調製した。
<Preparation of paste>
255 parts by weight of the slurry solution 13 was collected, 51.8 parts by weight of 1-octanol was mixed with this, and concentrated by an evaporator at 60 ° C. and 100 hPa, and 150 parts by weight of paste 15 (solid content concentration 78 0.5 wt%) was prepared.

<焼成工程> <Baking process>

ペースト15を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。   A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 15 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、粒子界面が全く確認されないニッケル微粒子が存在し、ニッケル微粒子の焼結が良好に進行していることが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法2にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、2.4kgf/mmであった。 In the sample after firing, it was confirmed by observation with FE-SEM that there were nickel fine particles in which no particle interface was confirmed, and that the nickel fine particles were satisfactorily sintered. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 2, and the shear strength measured was 2.4 kgf / mm < 2 >.

(参考例5)
実施例17で調製したペースト15を用いて上記方法にて焼結性試験用サンプルを作製し、100%窒素の混合ガス雰囲気下、加熱温度70℃で、16時間保持した。次いで、400分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置し、焼成後のサンプルを得た。
(Reference Example 5)
A sample for a sinterability test was prepared by the above method using the paste 15 prepared in Example 17, and the sample was held at a heating temperature of 70 ° C. for 16 hours in a mixed gas atmosphere of 100% nitrogen. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 400 minutes, and then allowed to stand at room temperature to obtain a baked sample.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、ニッケル微粒子の焼結が殆ど進行していないことが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法2にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、0.7kgf/mmであった。 As for the sample after baking, it was confirmed by the observation by FE-SEM that the sintering of nickel fine particles has hardly progressed. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 2, and the shear strength measured was 0.7 kgf / mm < 2 >.

(参考例6)
実施例1で調製したペースト1を用いて上記方法にて焼結性試験用サンプルを作製し、100%窒素の混合ガス雰囲気下、加熱温度70℃で、16時間保持した。次いで、400分間かけて50℃まで降温した後、常温まで放置し、焼成後のサンプルを得た。
(Reference Example 6)
A sample for sinterability test was prepared by the above method using the paste 1 prepared in Example 1, and the sample was held at a heating temperature of 70 ° C. for 16 hours in a mixed gas atmosphere of 100% nitrogen. Next, the temperature was lowered to 50 ° C. over 400 minutes, and then allowed to stand at room temperature to obtain a baked sample.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、ニッケル微粒子の焼結が殆ど進行していないことが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法2にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、2.5kgf/mmであった。 As for the sample after baking, it was confirmed by the observation by FE-SEM that the sintering of nickel fine particles has hardly progressed. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 2, and the shear strength measured was 2.5 kgf / mm < 2 >.

(参考例7)
合成例1で調製したニッケル微粒子スラリーの100重量部を分取し、これに2重量部のジ−p−トルオイル−L−酒石酸を加え、15分間撹拌した後、イソプロパノールで洗浄し、スラリー溶液を調製した後、1−オクタノールを混合し、エバポレータにて60℃、100hPaで濃縮を行い、ペースト16を調製した。
(Reference Example 7)
100 parts by weight of the nickel fine particle slurry prepared in Synthesis Example 1 was collected, 2 parts by weight of di-p-toluoyl-L-tartaric acid was added thereto, and the mixture was stirred for 15 minutes and then washed with isopropanol. After the preparation, 1-octanol was mixed and concentrated by an evaporator at 60 ° C. and 100 hPa to prepare a paste 16.

ペースト16を使用した以外、実施例1と同様にして、焼成後のサンプルを得た。   A sample after firing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the paste 16 was used.

焼成後のサンプルは、FE−SEMによる観察によって、ニッケル微粒子の焼結が殆ど進行していないことが確認された。焼成後のサンプルの電気導通の有無を2端子のテスターで調べたところ、導通が確認できた。また、上記方法2にて接合サンプルを作製し、測定したせん断強度は、1.1kgf/mmであった。 As for the sample after baking, it was confirmed by the observation by FE-SEM that the sintering of nickel fine particles has hardly progressed. The presence or absence of electrical conduction in the sample after firing was examined with a two-terminal tester, and conduction was confirmed. Moreover, the joining sample was produced by the said method 2, and the shear strength measured was 1.1 kgf / mm < 2 >.

以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはない。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail for the purpose of illustration, this invention is not restrict | limited to the said embodiment.

Claims (4)

金属微粒子を含有する接合材料を、被接合部材の間に介在させて焼成することにより、被接合部材同士を接合する接合方法であって、
前記金属微粒子が、湿式解砕機を用いて有機溶媒中で予め解砕処理されてなるものであり、
前記焼成が、水素ガスを含有する還元性雰囲気下で320〜480℃の範囲内の温度に加熱することによって行われる接合方法。
It is a joining method for joining members to be joined by firing a joining material containing metal fine particles interposed between the members to be joined,
The metal fine particles are preliminarily crushed in an organic solvent using a wet pulverizer,
A bonding method in which the firing is performed by heating to a temperature in the range of 320 to 480 ° C. in a reducing atmosphere containing hydrogen gas.
前記金属微粒子が、金属元素を90重量%以上、金属水酸化物を1〜35重量%の範囲内で含有し、全金属元素の100重量部に対し、ニッケル元素を50重量部以上含有するものである請求項1に記載の接合方法。   The metal fine particles contain 90% by weight or more of metal element and 1 to 35% by weight of metal hydroxide, and contain 50 parts by weight or more of nickel element with respect to 100 parts by weight of all metal elements. The joining method according to claim 1. 前記金属微粒子の一次粒子の平均粒子径が、50〜150nmの範囲内にあり、前記金属微粒子の粒子径の変動係数(標準偏差/平均粒子径)が、0.3以下である請求項1又は2に記載の接合方法。   The average particle diameter of primary particles of the metal fine particles is in the range of 50 to 150 nm, and the coefficient of variation (standard deviation / average particle diameter) of the particle diameter of the metal fine particles is 0.3 or less. 2. The joining method according to 2. 前記金属微粒子が、前記解砕処理された後に、分子量が100〜500の範囲内にあるエステル化合物で被覆処理されたものである請求項1〜3のいずれか1項に記載の接合方法。
The joining method according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal fine particles are coated with an ester compound having a molecular weight in the range of 100 to 500 after the crushing treatment.
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