JP2018049940A - 接合用の導電性ペースト - Google Patents
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Abstract
Description
導電層の上に導電性ペーストを塗布する工程であって、導電性ペーストが、100重量部の金属粉、5〜20重量部の溶媒、および、0.01〜3重量部の接着剤を含む、接合用の導電性ペーストであり、接着剤は、天然樹脂、天然樹脂誘導体、およびこれらの混合物からなる群から選択される、工程と、
塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する工程と、
導電性ペーストを加熱して、導電層と電子部品とを接合する工程とを含む、電子デバイスの製造方法である。
ある実施態様において、金属粉は、銀、銅、金、パラジウム、プラチナ、ロジウム、ニッケル、アルミニウム、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀、銅、ニッケル、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀である。
金属粉は、溶媒に分散して導電性ペースト105を構成する。溶媒は、導電性ペースト105を基板101あるいは導電層103の上に塗布しやすいように粘度を調節するためにも使える。溶媒の全てもしくは多くは、乾燥工程もしくは加熱工程において、導電性ペースト105から蒸発する。
接着剤は、天然樹脂、天然樹脂誘導体、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
任意で、導電性ペースト105は、ポリマーを含む。ポリマーは、溶媒に可溶性である。ポリマーは、1,000以上の分子量(Mw)をもつ。ポリマーの分子量は、ある実施態様においては5,000〜900,000、別の実施態様においては8,000〜780,000、別の実施態様では10,000〜610,000、別の実施態様では18,000〜480,000、別の実施態様では25,000〜350,000、別の実施態様では32,000〜200,000、である。なお、本願における分子量(Mw)は、重量平均分子量を意味する。分子量は、高速液体クロマトグラフィー(Alliance 2695、日本ウォーターズ株式会社)等で測定されうる。
導電性ペーストを以下の手順によって調製した。
100重量部の銀粉を、10重量部のテキサノール溶液に分散させて導電性ペーストとした。銀粉は、粒径(D50)が0.4μmである球形銀粉および粒径(D50)が1.6μmであるフレーク状銀粉の混合粉であった。テキサノール溶液は、0.4重量部の水素化ロジン(パインクリスタル(登録商標)PR580、酸価165mgKOH/g、軟化点75℃、荒川化学工業株式会社)および0.01重量部の界面活性剤を含んでいた。分散は、ミキサーで各材料を混ぜた後、三本ロールミルにかけて行った。
100重量部の銀粉を、9重量部のテキサノール溶液に分散させてベースとなるペーストAを準備した。銀粉は、実施例1と同じであった。テキサノール溶液は、0.2重量部のエチルセルロース(Ethocel(登録商標)N4、分子量44,265、Dow Chemical Company)、0.01重量部の界面活性剤および残部のテキサノールを含んでいた。分散は、ミキサーで各材料を混ぜた、三本ロールミルにかけて行った。
0.3重量部の水素化ロジン(パインクリスタル(登録商標)KR85、酸価165〜175mgKOH/g、軟化点80〜87℃、荒川化学工業株式会社)を0.7重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例2のテキサノール溶液Bとして用いたこと以外は実施例2と同様に、導電性ペーストを得た。実施例1と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、2.3Nだった。
0.1重量部のロジンエステル(Foralyn(登録商標)110、酸価14mgKOH/g、軟化点109℃、Eastman Chemical Company)を0.9重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例2のテキサノール溶液Bとして用いたこと以外は実施例2と同様に、導電性ペーストを得た。実施例1と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、0.5Nだった。
0.5重量部のロジンエステル(Foralyn(登録商標)110、酸価14mgKOH/g、軟化点109℃、Eastman Chemical Company)を0.5重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例2のテキサノール溶液Bとして用いたこと以外は実施例2と同様に、導電性ペーストを得た。実施例1と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、3.6Nだった。
0.8重量部のダンマルガム(CAS.No.9000−16−2)を0.2重量部のソルベントナフサCAS.No.64742−94−5)に添加したソルベントナフサ溶液を実施例2のテキサノール溶液Bとして用いたこと以外は実施例2と同様に、導電性ペーストを得た。ダンマルガムは、テキサノールよりも、ソルベントナフサに溶けやすい。実施例1と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、1.1Nだった。
0.1重量部のエチレンー酢酸ビニル共重合樹脂(エバフレックス(登録商標)EV40W、三井・デュポン ポリケミカル株式会社)を0.9重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例2のテキサノール溶液Bとして用いたこと以外は実施例2と同様に、導電性ペーストを得た。実施例1と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、0Nだった。
0.1重量部のn‐ブチルメタクリレート(Elvacite(登録商標)2044、酸価0mgKOH/g、Lucite International Inc.)を0.9重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例2のテキサノール溶液Bとして用いたこと以外は実施例2と同様に、導電性ペーストを得た。実施例1と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、0Nだった。
0.1重量部のエチレンアクリルエラストマー(Vamac(登録商標)G、E. I. du Pont de Nemours and Company)を0.9重量部のブチルカルビトールアセテート(BCA)に添加したBCA溶液をテキサノール溶液の代わりに用いたこと以外は実施例2と同様に、導電性ペーストを得た。エチレンアクリルエラストマーは、テキサノールよりも、BCAに溶けやすい。実施例1と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、0Nだった。
1重量部のアルキルアミン(Duomeen(登録商標)TDO、CAS.No.61791−53−5)をテキサノール溶液の代わりに用いたこと以外は実施例2と同様に、導電性ペーストを得た。実施例1と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、0Nだった。
101 基板
103 導電層
105 導電性ペースト
107 電子部品
Claims (15)
- 導電層を含む基板を準備する工程と、
導電層の上に導電性ペーストを塗布する工程であって、導電性ペーストが、100重量部の金属粉、5〜20重量部の溶媒、および、0.01〜3重量部の接着剤を含む、接合用の導電性ペーストであり、接着剤は、天然樹脂、天然樹脂誘導体、およびこれらの混合物からなる群から選択される、工程と、
塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する工程と、
導電性ペーストを加熱して、導電層と電子部品とを接合する工程とを含む、電子デバイスの製造方法。 - 接着剤は天然樹脂であり、天然樹脂が、ロジン、ダンマルガム、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の製造方法。
- 接着剤は天然樹脂誘導体であり、天然樹脂誘導体が、水素化ロジン、酸変性ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、ロジンエステル、ロジン含有ジオール、およびこれらの混合物からなる群から選択されたロジン誘導体である、請求項1に記載の製造方法。
- 溶媒は、テキサノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、ターピネオール、カルビトールアセテート、エチレングリコール、ブチルカルビトール、ジブチルカルビトール、ジブチルアセテートプロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルカルビトールアセテート、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル、ソルベントナフサ、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 金属粉の粒径(D50)は、0.01〜5μmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 導電性ペーストは、さらに0.01〜3重量部のポリマーを含み、ポリマーはエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 電子部品が、半導体チップである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。
- 電子部品が、ニッケル、金、およびこれらの合金からなる群から選択されるメッキ層を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。
- 導電層の上に導電性ペーストを塗布した後、塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する前に、40〜150℃で乾燥する工程を更に含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。
- 100重量部の金属粉、5〜20重量部の溶媒、および、0.01〜3重量部の接着剤を含む、接合用の導電性ペーストであって、接着剤は、天然樹脂、天然樹脂誘導体、およびこれらの混合物からなる群から選択される、導電性ペースト。
- 接着剤は天然樹脂であり、天然樹脂が、ロジン、ダンマルガム、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項10に記載の導電性ペースト。
- 接着剤は天然樹脂誘導体であり、天然樹脂誘導体が、水素化ロジン、酸変性ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、ロジンエステル、ロジン含有ジオール、およびこれらの混合物からなる群から選択されたロジン誘導体である、請求項10に記載の導電性ペースト。
- 溶媒は、テキサノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、ターピネオール、カルビトールアセテート、エチレングリコール、ブチルカルビトール、ジブチルカルビトール、ジブチルアセテートプロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルカルビトールアセテート、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル、ソルベントナフサ、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項10〜12のいずれか1項に記載の導電性ペースト。
- 金属粉の粒径(D50)は、0.01〜5μmである、請求項10〜13のいずれか1項に記載の導電性ペースト。
- 導電性ペーストは、さらに0.01〜3重量部のポリマーを含み、ポリマーはエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項10〜14のいずれか1項に記載の導電性ペースト。
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