JP2020087766A - Composition for joint - Google Patents

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Abstract

To provide a composition for joint forming a conjugate excellent in joint strength.SOLUTION: There is provided a composition for joint containing a metal powder, a coated metal particle (A) with one or more kinds of molecule selected from a plurality of aliphatic carboxylic acid (A1) and aliphatic aldehyde (A2) coated on a surface of a metal nuclear particle smaller in particle diameter than the metal powder at density of 2.5 to 5.2 molecules/nm, and one or more kinds of solvent (B) selected from aliphatic carboxylic acid-based solvent having boiling point of 160°C to 300°C, and a solvent (B) selected from aliphatic aldehyde-based solvent (B2) having the boiling point of 160°C to 300°C.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、接合用組成物に関する。 The present invention relates to a bonding composition.

金属粒子を含有する分散液を、インクジェットなど各種の印刷法により、配線パターン状に直接印刷することで、露光によるパターニングを必要としない、プリンタブルエレクトロニクスが注目されている。
また、数十nm以下の金属粒子は、粒子径が小さくなるにつれて、バルクの金属とは異なる種々の物理的、化学的特性を示すことが知られている。例えば、金属粒子の融点は、粒子径が小さくなると、バルクの金属の融点よりも低くなることが知られている。そのため、焼結時の温度を低温化する点から、粒子径の小さい金属粒子を用いることが検討されている。印刷法としては、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、およびディスペンス印刷法等が挙げられる。
Printable electronics, which do not require patterning by exposure by directly printing a dispersion containing metal particles on a wiring pattern by various printing methods such as inkjet, are drawing attention.
It is known that metal particles of several tens of nm or less exhibit various physical and chemical characteristics different from those of bulk metal as the particle diameter becomes smaller. For example, it is known that the melting point of metal particles becomes lower than the melting point of bulk metal when the particle size becomes smaller. Therefore, from the viewpoint of lowering the temperature during sintering, it has been considered to use metal particles having a small particle size. Examples of the printing method include an inkjet printing method, a screen printing method, a flexo printing method, and a dispense printing method.

本発明者らは特許文献1において、銅核粒子と、当該銅核粒子の表面に1nm当り2.5〜5.2分子の密度で配置された複数の脂肪族カルボン酸分子と、を含む、被覆銅粒子を開示している。また、本発明者らは特許文献2において、銀核粒子と、当該銀核粒子の表面に1nm当り2.5〜5.2分子の密度で配置された複数の脂肪族カルボン酸分子と、を含む、被覆銀粒子を開示している。
これらの被覆銅粒子及び被覆銀粒子は、優れた耐酸化性と焼結性を有するとされている。
The present inventors include, in Patent Document 1, copper core particles, and a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules arranged on the surface of the copper core particles at a density of 2.5 to 5.2 molecules per 1 nm 2. , Coated copper particles are disclosed. In addition, in the patent document 2, the present inventors disclose a silver nucleus particle, and a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules arranged on the surface of the silver nucleus particle at a density of 2.5 to 5.2 molecules per nm 2 . And coated silver particles are disclosed.
These coated copper particles and coated silver particles are said to have excellent oxidation resistance and sinterability.

特開2016−069716号公報JP, 2016-069716, A 特開2017−179403号公報JP, 2017-179403, A

一般的に、被覆金属粒子を含む接合用組成物は、昇温させて被覆金属粒子を焼結させることによって接合体を形成する。しかしながら、焼結過程において被覆分子が脱離することなどによって、当該金属粒子が酸化することがあった。このような場合には、当該接合体の接合強度が低下することがあった。 Generally, the bonding composition containing the coated metal particles is heated to sinter the coated metal particles to form a bonded body. However, the metal particles may be oxidized due to desorption of coating molecules during the sintering process. In such a case, the bonding strength of the bonded body may decrease.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、接合強度に優れた接合体を形成する接合用組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a bonding composition that forms a bonded body having excellent bonding strength.

本発明に係る接合用組成物の一実施形態は、金属粉と、前記金属粉よりも粒子径の小さい金属核粒子の表面に複数の脂肪族カルボン酸(A1)及び脂肪族アルデヒド(A2)から選択される1種以上の被覆分子が2.5〜5.2分子/nmの密度で被覆した被覆金属粒子(A)と、沸点が160℃以上300℃以下の脂肪族カルボン酸系溶媒(B1)及び沸点が160℃以上300℃以下の脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)から選択される1種以上の溶媒(B)と、を含有する。 One embodiment of the bonding composition according to the present invention comprises a metal powder and a plurality of aliphatic carboxylic acids (A1) and aliphatic aldehydes (A2) on the surface of metal core particles having a smaller particle size than the metal powder. Coated metal particles (A) coated with one or more selected coating molecules at a density of 2.5 to 5.2 molecules/nm 2 and an aliphatic carboxylic acid solvent having a boiling point of 160° C. or higher and 300° C. or lower ( B1) and at least one solvent (B) selected from aliphatic aldehyde solvents (B2) having a boiling point of 160° C. or higher and 300° C. or lower.

本発明に係る接合用組成物の一実施形態は、前記脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)がデカナールを含む。 In one embodiment of the bonding composition according to the present invention, the aliphatic aldehyde solvent (B2) contains decanal.

本発明に係る接合用組成物の一実施形態は、前記脂肪族カルボン酸系溶媒(B1)がオクタン酸を含む。 In one embodiment of the bonding composition according to the present invention, the aliphatic carboxylic acid solvent (B1) contains octanoic acid.

本発明によれば、接合強度に優れた接合体を形成する接合用組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a bonding composition that forms a bonded body having excellent bonding strength.

[接合用組成物]
本実施形態の接合用組成物は、金属粉と、前記金属粉よりも粒子径の小さい金属核粒子の表面に複数の脂肪族カルボン酸(A1)及び脂肪族アルデヒド(A2)から選択される1種以上の被覆分子が2.5〜5.2分子/nmの密度で被覆した被覆金属粒子(A)と、沸点が160℃以上300℃以下の脂肪族カルボン酸系溶媒(B1)及び沸点が160℃以上300℃以下の脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)から選択される1種以上の溶媒(B)と、を含有する。
[Composition for bonding]
The bonding composition of the present embodiment is selected from a metal powder and a plurality of aliphatic carboxylic acids (A1) and aliphatic aldehydes (A2) on the surface of metal core particles having a smaller particle size than the metal powder. Coated metal particles (A) coated with at least one kind of coating molecule at a density of 2.5 to 5.2 molecules/nm 2 , an aliphatic carboxylic acid solvent (B1) having a boiling point of 160° C. or more and 300° C. or less, and a boiling point At least 160° C. and not more than 300° C. and at least one solvent (B) selected from aliphatic aldehyde solvents (B2).

すなわち、本実施形態の接合用組成物は、金属粉と、脂肪族基を有する被覆分子で被覆された被覆金属粒子(A)と、沸点が160℃以上300℃以下の溶媒(B)と、を含有する。このような構成においては、溶媒(B)の沸点が160℃以上300℃以下であるために揮発しにくく、焼結過程においても被覆金属粒子(A)及び金属粉を保護し、耐酸化性を向上させるものと推定される。
以上のことから、本実施形態の接合用組成物は、接合強度に優れる接合体を形成することができる。
That is, the bonding composition of the present embodiment includes metal powder, coated metal particles (A) coated with a coating molecule having an aliphatic group, a solvent (B) having a boiling point of 160° C. or higher and 300° C. or lower, Contains. In such a structure, since the boiling point of the solvent (B) is 160° C. or higher and 300° C. or lower, it is hard to volatilize, protects the coated metal particles (A) and the metal powder even in the sintering process, and has oxidation resistance. It is estimated to improve.
From the above, the bonding composition of the present embodiment can form a bonded body having excellent bonding strength.

<金属粉>
本実施形態で用いられる金属粉には、接合用組成物に用いられる公知の金属粉を用いることができる。当該金属粉における金属の種類は特に限定されるものではなく、後述する金属核粒子に用いられうる金属の中から1種以上を適宜選択して用いることができる。中でも、導電性の観点から、銅または銀を用いることが好ましい。金属粉と被覆金属粒子(A)との質量比は、特に制限されないが、接合強度を高める観点から、20:80〜80:20が好ましく、30:70〜70:30がより好ましく、40:60〜60:40が更により好ましい。
<Metal powder>
As the metal powder used in the present embodiment, a known metal powder used in a bonding composition can be used. The kind of metal in the metal powder is not particularly limited, and one or more kinds can be appropriately selected and used from the metals that can be used for the metal core particles described later. Above all, it is preferable to use copper or silver from the viewpoint of conductivity. The mass ratio of the metal powder and the coated metal particles (A) is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the bonding strength, 20:80 to 80:20 is preferable, 30:70 to 70:30 is more preferable, and 40: Even more preferably 60 to 60:40.

本実施形態で用いられる金属粉の粒径は特に制限されないが、金属粉の平均一次粒径は、好ましくは0.3以上10μm以下、より好ましくは0.4以上5μm以下、更により好ましくは0.5以上1.0μm以下とすることができる。平均一次粒径が10μm以下の金属粉を用いることで、接合用組成物中の金属粉の密度をより均一にすることができ、接合強度を向上することができる。また、本実施形態において、平均一次粒径の異なる複数種の金属粉を混合して用いてもよい。平均一次粒径の異なる複数種の金属粉を混合して用いた場合、平均一次粒径の比較的大きな金属粉の間に平均一次粒径の比較的小さな金属粉が入り込み、全体としての充填密度を向上させることができる。 The particle size of the metal powder used in this embodiment is not particularly limited, but the average primary particle size of the metal powder is preferably 0.3 or more and 10 μm or less, more preferably 0.4 or more and 5 μm or less, and even more preferably 0. It can be 0.5 or more and 1.0 μm or less. By using the metal powder having an average primary particle diameter of 10 μm or less, the density of the metal powder in the bonding composition can be made more uniform and the bonding strength can be improved. Further, in the present embodiment, plural kinds of metal powders having different average primary particle sizes may be mixed and used. When a mixture of multiple types of metal powders with different average primary particle sizes is used, the metal powder with relatively small average primary particle size enters between the metal powders with relatively large average primary particle size, and the packing density as a whole Can be improved.

<被覆金属粒子>
本実施形態で用いられる被覆金属粒子(A)は、上述した金属粉よりも粒子径の小さい金属核粒子の表面に複数の脂肪族カルボン酸(A1)及び脂肪族アルデヒド(A2)から選択される1種以上の被覆分子が2.5〜5.2分子/nmの密度で被覆した粒子である。被覆分子は、カルボキシ基側が金属核粒子表面に吸着して単分子膜を形成している。このため、金属核粒子の表面は、被覆分子によって保護されて酸化が抑制され、高い耐酸化性を有するものと推定される。例えば、前記金属核粒子として銀核粒子を用いた被覆銀粒子においては、製造後2ヶ月経過後における酸化銀及び水酸化銀の含有割合を、被覆銀粒子中の銀核粒子100質量%に対して5質量%以下に抑制することも可能である。なお、被覆金属粒子(A)中における金属酸化物の生成は、被覆金属粒子(A)のX線回折(XRD)測定により確認することができる。
<Coated metal particles>
The coated metal particles (A) used in this embodiment are selected from a plurality of aliphatic carboxylic acids (A1) and aliphatic aldehydes (A2) on the surface of the metal core particles having a smaller particle size than the above-mentioned metal powder. Particles coated with one or more types of coating molecules at a density of 2.5 to 5.2 molecules/nm 2 . The carboxy group side of the coating molecule is adsorbed on the surface of the metal core particle to form a monomolecular film. Therefore, it is presumed that the surface of the metal core particle is protected by the coating molecule to suppress the oxidation and has high oxidation resistance. For example, in the coated silver particles using silver core particles as the metal core particles, the content ratio of silver oxide and silver hydroxide after 2 months from production is 100% by mass of the silver core particles in the coated silver particles. It is also possible to suppress it to 5 mass% or less. The generation of the metal oxide in the coated metal particles (A) can be confirmed by the X-ray diffraction (XRD) measurement of the coated metal particles (A).

また、被覆分子は金属核粒子と物理吸着等によって結合しているため、比較的低温で拡散・脱離すると考えられる。したがって、各金属核粒子の表面は加熱によって容易に露出され、金属核粒子の表面同士の接触が可能になるため、当該被覆金属粒子(A)は低温での焼結性に優れている。 Further, since the coating molecule is bonded to the metal core particle by physical adsorption or the like, it is considered that the coating molecule diffuses and desorbs at a relatively low temperature. Therefore, the surface of each metal core particle is easily exposed by heating, and the surfaces of the metal core particles can be brought into contact with each other, so that the coated metal particles (A) have excellent sinterability at low temperatures.

(金属核粒子)
本実施形態で用いられる金属核粒子の平均一次粒径は、前記金属粉の平均一次粒径よりも小さければ特に限定されないが、低温焼結性及び分散性の観点から、300nm未満であることが好ましく、250nm以下であることがより好ましく、200nm以下であることが更により好ましい。また、金属核粒子の平均一次粒径は、通常、1nm以上であり、5nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましい。なお、当該金属核粒子の平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察された任意の20個の金属核粒子の一次粒子径の算術平均値である。
(Metal core particles)
The average primary particle diameter of the metal core particles used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is smaller than the average primary particle diameter of the metal powder, but from the viewpoint of low temperature sinterability and dispersibility, it is less than 300 nm. The thickness is preferably 250 nm or less, more preferably 200 nm or less. The average primary particle diameter of the metal core particles is usually 1 nm or more, preferably 5 nm or more, and more preferably 20 nm or more. The average primary particle diameter of the metal core particles is an arithmetic average value of the primary particle diameters of any 20 metal core particles observed by a scanning electron microscope (SEM).

金属核粒子の材質は、焼結後に十分な接合強度を示す金属であればよく、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、鉄、クロム、スズ、ニッケル、亜鉛、鉛、インジウム、ビスマス、ゲルマニウム、アンチモン、コバルト、パラジウム、ロジウム、モリブデン、タングステン、チタン、ジルコニウム、ガリウム、ヒ素、ホウ素、ケイ素、及び、これらの合金が挙げられる。また、金属核粒子の材質は、焼結後に導電性を示す金属であることが好ましく、中でも、金、銀、又は銅であることがより好ましく、銀、又は銅であることが更により好ましい。これらの金属を用いることで、例えば電子回路の印刷等に本実施形態の接合用組成物を適用することができる。また、本実施形態で用いられる被覆金属粒子(A)は、耐酸化性に優れていることから、金属核粒子として銅を好適に用いることができる。被覆金属粒子(A)が複数ある場合、含まれる各金属核粒子は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。 The material of the metal core particles may be any metal that exhibits sufficient bonding strength after sintering, for example, gold, silver, copper, platinum, aluminum, iron, chromium, tin, nickel, zinc, lead, indium, bismuth, Examples thereof include germanium, antimony, cobalt, palladium, rhodium, molybdenum, tungsten, titanium, zirconium, gallium, arsenic, boron, silicon, and alloys thereof. Further, the material of the metal core particles is preferably a metal exhibiting conductivity after sintering, of which gold, silver, or copper is more preferable, and silver or copper is still more preferable. By using these metals, the bonding composition of this embodiment can be applied to, for example, printing of electronic circuits. Moreover, since the coated metal particles (A) used in the present embodiment have excellent oxidation resistance, copper can be preferably used as the metal core particles. When there are a plurality of coated metal particles (A), the contained metal core particles may be the same or different from each other.

金属核粒子は、本発明の効果を損なわない範囲で、金属酸化物、金属水酸化物、及びその他の不純物を含んでいてもよい。金属酸化物及び金属水酸化物の含有割合は、導電性の点から、金属核粒子に対して5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが更により好ましい。また、導電性の点から、金属核粒子中の金属の含有割合は、95質量%以上であることが好ましく、97質量%以上であることがより好ましく、99質量%以上であることが更により好ましい。 The metal core particles may contain metal oxides, metal hydroxides, and other impurities as long as the effects of the present invention are not impaired. From the viewpoint of conductivity, the content ratio of the metal oxide and the metal hydroxide is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and 1% by mass or less with respect to the metal core particles. Is even more preferable. From the viewpoint of conductivity, the content ratio of the metal in the metal core particles is preferably 95% by mass or more, more preferably 97% by mass or more, and even more preferably 99% by mass or more. preferable.

金属核粒子の形状は、用途等に応じて適宜選択することができる。当該形状は、真球状を含む略球状、板状、棒状などが挙げられ、中でも、略球状であることが好ましい。なお、後述する被覆金属粒子(A)の製造方法によれば、おおよそ球状に近似可能な略球状の金属核粒子が得られる。なお、被覆金属粒子(A)の粒径は、SEM観察により決定できる。 The shape of the metal core particles can be appropriately selected depending on the application and the like. Examples of the shape include a substantially spherical shape including a true spherical shape, a plate shape, and a rod shape. Among them, the substantially spherical shape is preferable. According to the method for producing coated metal particles (A) described below, substantially spherical metal core particles that can approximate a spherical shape can be obtained. The particle size of the coated metal particles (A) can be determined by SEM observation.

(被覆分子)
本実施形態における被覆分子には、脂肪族カルボン酸(A1)又は脂肪族アルデヒド(A2)から選択される1種以上の分子が、単独又は組み合わせて用いられる。当該被覆分子は、前記金属核粒子の表面を1nm当り2.5〜5.2分子の密度で被覆し、前記金属核粒子の分散性および酸化抑制効果を有する。また、焼結時においては、当該被覆分子は容易に金属核粒子表面から除去され、または分解あるいは揮発するため、接合体中の残留が抑制される。これにより、電気伝導性に優れた導電体が得られる。
(Coating molecule)
As the coating molecule in the present embodiment, one or more kinds of molecules selected from an aliphatic carboxylic acid (A1) or an aliphatic aldehyde (A2) are used alone or in combination. The coating molecule coats the surface of the metal core particle with a density of 2.5 to 5.2 molecules per 1 nm 2 , and has the dispersibility of the metal core particle and the effect of suppressing oxidation. Further, during sintering, the coating molecules are easily removed from the surface of the metal core particles, or decomposed or volatilized, so that the residue in the bonded body is suppressed. Thereby, a conductor having excellent electric conductivity can be obtained.

本実施形態における被覆分子の沸点は、150℃以上であることが好ましく、160℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることが更により好ましい。被覆分子の沸点が上記の条件を満たす場合には、被覆分子が焼結過程においても金属核粒子を十分に保護するため、金属核粒子の耐酸化性を向上し、接合強度を高めることができる。一方、接合強度を高める観点から、当該被覆分子の沸点は300℃以下であることが好ましい。 The boiling point of the coating molecule in the present embodiment is preferably 150°C or higher, more preferably 160°C or higher, and even more preferably 200°C or higher. When the boiling point of the coating molecule satisfies the above conditions, the coating molecule sufficiently protects the metal core particles even in the sintering process, so that the oxidation resistance of the metal core particles can be improved and the bonding strength can be increased. .. On the other hand, from the viewpoint of increasing the bonding strength, the boiling point of the coating molecule is preferably 300°C or lower.

<<脂肪族カルボン酸>>
脂肪族カルボン酸(A1)は、脂肪族化合物に1個又は2個以上のカルボキシ基が置換された構造を有する化合物であり、本実施形態においては、通常、金属核粒子表面に、脂肪族カルボン酸(A1)のカルボキシ基が配置される。本実施形態においては、脂肪族化合物に1個のカルボキシ基が置換された構造、即ち、脂肪族炭化水素基と、1個のカルボキシ基を有する化合物が好ましい。
<<aliphatic carboxylic acid>>
The aliphatic carboxylic acid (A1) is a compound having a structure in which one or two or more carboxy groups are substituted in the aliphatic compound, and in the present embodiment, the aliphatic carboxylic acid is usually provided on the surface of the metal core particle. The carboxy group of the acid (A1) is located. In the present embodiment, a structure in which one carboxy group is substituted in the aliphatic compound, that is, a compound having an aliphatic hydrocarbon group and one carboxy group is preferable.

脂肪族カルボン酸(A1)を構成する脂肪族炭化水素基は、直鎖、分枝、又は環状構造を有する炭化水素基であって、不飽和結合を有していてもよい。本実施形態においては、金属核粒子表面に所定の密度で単分子膜を形成しやすい点から、分枝及び環状構造を有しない、直鎖脂肪族炭化水素基を用いることが好ましい。不飽和結合は、二重結合であっても三重結合であってもよいが、二重結合であることが好ましい。また、脂肪族炭化水素基が不飽和結合を有する場合、その個数は、1分子中に1〜3個有することが好ましく、1〜2個有することがより好ましく、1個であることが更により好ましい。 The aliphatic hydrocarbon group that constitutes the aliphatic carboxylic acid (A1) is a hydrocarbon group having a linear, branched, or cyclic structure, and may have an unsaturated bond. In the present embodiment, it is preferable to use a linear aliphatic hydrocarbon group having no branched or cyclic structure from the viewpoint of easily forming a monomolecular film on the surface of the metal core particles with a predetermined density. The unsaturated bond may be a double bond or a triple bond, but is preferably a double bond. When the aliphatic hydrocarbon group has an unsaturated bond, the number thereof is preferably 1 to 3 in one molecule, more preferably 1 to 2, and even more preferably 1. preferable.

本実施形態において脂肪族カルボン酸(A1)は、中でも、直鎖脂肪族炭化水素基の末端にカルボキシ基を有することが好ましい。脂肪族炭化水素基を直鎖構造とすることで、被覆金属粒子(A)と後述する溶媒(B)との親和性を高め、被覆金属粒子(A)の分散性を向上することができる。また、当該脂肪族カルボン酸(A1)において、脂肪族基の炭素原子数は3以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、7以上であることが更により好ましい。炭素原子数が3以上であることにより、被覆金属粒子(A)の分散性や耐酸化性を向上することができる。一方、脂肪族基の炭素原子数が17以下であることが好ましく、16以下であることがより好ましく、11以下であることが更により好ましい。炭素原子数が17以下であることにより、被覆金属粒子(A)の焼結時に除去されやすく、電気伝導性に優れた導電体を得ることができる。なお、本実施形態において、脂肪族基の炭素原子数は、カルボキシ基を構成する炭素原子は含まないものとする。 Among these, the aliphatic carboxylic acid (A1) in the present embodiment preferably has a carboxy group at the end of the straight-chain aliphatic hydrocarbon group. When the aliphatic hydrocarbon group has a linear structure, the affinity between the coated metal particles (A) and the solvent (B) described below can be increased and the dispersibility of the coated metal particles (A) can be improved. In the aliphatic carboxylic acid (A1), the aliphatic group preferably has 3 or more carbon atoms, more preferably 5 or more carbon atoms, and even more preferably 7 or more carbon atoms. When the number of carbon atoms is 3 or more, the dispersibility and oxidation resistance of the coated metal particles (A) can be improved. On the other hand, the aliphatic group preferably has 17 or less carbon atoms, more preferably 16 or less carbon atoms, and even more preferably 11 or less carbon atoms. When the number of carbon atoms is 17 or less, the coated metal particles (A) are easily removed during sintering, and a conductor having excellent electric conductivity can be obtained. In addition, in this embodiment, the number of carbon atoms of the aliphatic group does not include the carbon atoms constituting the carboxy group.

好ましい脂肪族カルボン酸(A1)の具体例としては、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ステアリン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸などが挙げられる。脂肪族カルボン酸(A1)は1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of preferable aliphatic carboxylic acid (A1) include butyric acid, caproic acid, caprylic acid, pelargonic acid, stearic acid, palmitoleic acid, oleic acid, vaccenic acid, linoleic acid, and linolenic acid. The aliphatic carboxylic acids (A1) can be used alone or in combination of two or more.

<<脂肪族アルデヒド>>
本実施形態においては、前記脂肪族カルボン酸(A1)の代わりに、又は、前記脂肪族カルボン酸(A1)と組み合わせて、前記金属核粒子表面に脂肪族アルデヒド(A2)を配置することができる。この場合であっても、脂肪族カルボン酸(A1)と同様に、電気伝導性に優れた導電体を形成可能な被覆金属粒子(A)が得られる。
<<aliphatic aldehyde>>
In the present embodiment, an aliphatic aldehyde (A2) can be arranged on the surface of the metal core particles instead of the aliphatic carboxylic acid (A1) or in combination with the aliphatic carboxylic acid (A1). .. Even in this case, as with the aliphatic carboxylic acid (A1), coated metal particles (A) capable of forming a conductor having excellent electric conductivity can be obtained.

脂肪族アルデヒド(A2)は、脂肪族化合物に1個又は2個以上のアルデヒド基が置換された構造を有する化合物である。本実施形態に用いられる脂肪族アルデヒド(A2)は、脂肪族化合物に1個のアルデヒド基が置換された構造、即ち、脂肪族炭化水素基と1個のアルデヒド基とを有する化合物が好ましい。本実施形態においては、通常、金属核粒子表面に、脂肪族アルデヒド(A2)のアルデヒド基が配置される。金属核粒子表面にアルデヒド基が配置されることにより、脂肪族アルデヒド(A2)の還元作用による、金属核粒子表面の酸化抑制や、汚染物質の洗浄効果が得られる。また、金属核粒子表面にアルデヒド基が配置されることにより、基材表面の異物や酸化物を除去する効果を有するものと推定される。 The aliphatic aldehyde (A2) is a compound having a structure in which one or more aldehyde groups are substituted in the aliphatic compound. The aliphatic aldehyde (A2) used in the present embodiment is preferably a structure having one aldehyde group substituted in the aliphatic compound, that is, a compound having an aliphatic hydrocarbon group and one aldehyde group. In the present embodiment, the aldehyde group of the aliphatic aldehyde (A2) is usually arranged on the surface of the metal core particle. By arranging the aldehyde group on the surface of the metal core particle, the reduction effect of the aliphatic aldehyde (A2) suppresses the oxidation of the surface of the metal core particle and the effect of cleaning contaminants can be obtained. Moreover, it is presumed that the aldehyde group is arranged on the surface of the metal core particles to have an effect of removing foreign matters and oxides on the surface of the base material.

脂肪族アルデヒド(A2)を構成する脂肪族炭化水素基は、前記脂肪族カルボン酸(A1)と同様のものを選択することができる。
好ましい脂肪族アルデヒド(A2)の具体例としては、ブチルアルデヒド、ヘキシルアルデヒド、オクチルアルデヒド、ノニルアルデヒド、オクタデシルアルデヒド、ヘキサデセニルアルデヒドなどが挙げられる。脂肪族アルデヒド(A2)は1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
As the aliphatic hydrocarbon group constituting the aliphatic aldehyde (A2), the same one as the aliphatic carboxylic acid (A1) can be selected.
Specific examples of preferable aliphatic aldehyde (A2) include butyraldehyde, hexyl aldehyde, octyl aldehyde, nonyl aldehyde, octadecyl aldehyde, and hexadecenyl aldehyde. The aliphatic aldehyde (A2) can be used alone or in combination of two or more.

金属核粒子の表面は、複数の脂肪族カルボン酸(A1)及び脂肪族アルデヒド(A2)から選択される1種以上の被覆分子が2.5〜5.2分子/nmの密度で被覆している。すなわち、金属核粒子の表面は、被覆分子を含む被覆層で被覆され、その被覆密度が2.5〜5.2分子/nmである。分散性及び耐酸化性の点から、当該被覆密度は3.0〜5.2分子/nmであることが好ましく、3.5〜5.2分子/nmであることがより好ましい。 The surface of the metal core particles is coated with one or more kinds of coating molecules selected from a plurality of aliphatic carboxylic acids (A1) and aliphatic aldehydes (A2) at a density of 2.5 to 5.2 molecules/nm 2. ing. That is, the surface of the metal core particle is coated with a coating layer containing coating molecules, and the coating density is 2.5 to 5.2 molecules/nm 2 . From the viewpoint of dispersibility and oxidation resistance, it is preferred that the coating density is from 3.0 to 5.2 molecular / nm 2, and more preferably from 3.5 to 5.2 molecular / nm 2.

金属核粒子表面における被覆分子の被覆密度は以下のようにして算出することができる。被覆金属粒子(A)について、特開2012−88242号公報に記載される方法に従って、液体クロマトグラフィー(LC)を用いて表面に付着している有機成分を抽出し、成分分析を行う。また、TG−DTA測定(熱重量測定・示差熱分析)を行い、被覆金属粒子(A)に含まれる有機成分量を測定する。次いでLCの分析結果と合わせて被覆金属粒子(A)に含まれる被覆分子の量を算出する。また、SEM画像観察により金属核粒子の平均一次粒子径を測定する。
以上の分析結果から、被覆金属粒子(A)1gに含まれる被覆分子の分子数は下記式(a)で表される。
[被覆分子の分子数]=M/(M/N) ・・・(a)
ここで、Mは被覆金属粒子(A)1gに含まれる被覆分子の質量(g)であり、Mは被覆分子の分子量であり、Nはアボガドロ定数である。2種以上の被覆分子が含まれる場合には、各成分ごとに分子数を算出し、合計する。
金属核粒子の形状を球体と近似して、被覆金属粒子(A)の質量から有機成分量を差し引いて金属核粒子の質量M(g)を求める。被覆金属粒子(A)1g中の金属核粒子数は下式(b)で表される。
[金属核粒子数]=M/[(4πr/3)×d×10−21] ・・・(b)
ここで、Mは被覆金属粒子(A)1gに含まれる金属粒子の質量(g)であり、rはSEM画像観察により算出した一次粒子径の半径(nm)であり、dは金属の密度(g/cm)である(銅の場合d=8.94)。被覆金属粒子(A)1gに含まれる金属核粒子の表面積は式(b)から、下式(c)で表される。
[金属核粒子の表面積(nm)]=[金属核粒子数]×4πr ・・・(c)
以上から、被覆分子による金属粒子の被覆密度(分子/nm)は、(a)式及び(c)式を用いて、下記式(d)で算出される。
[被覆密度]=[被覆分子の分子数]/[金属核粒子の表面積]・・・(d)
The coating density of the coating molecules on the surface of the metal core particles can be calculated as follows. With respect to the coated metal particles (A), the organic component adhering to the surface is extracted by liquid chromatography (LC) according to the method described in JP 2012-88242 A, and the component analysis is performed. In addition, TG-DTA measurement (thermogravimetric measurement/differential thermal analysis) is performed to measure the amount of organic components contained in the coated metal particles (A). Next, the amount of the coating molecule contained in the coated metal particles (A) is calculated together with the LC analysis result. Further, the average primary particle diameter of the metal core particles is measured by SEM image observation.
From the above analysis results, the number of coating molecules contained in 1 g of the coated metal particles (A) is represented by the following formula (a).
[The number of molecules of the coating molecules] = M A / (M w / N A) ··· (a)
Here, M A is the mass (g) of the coating molecule contained in 1 g of the coated metal particles (A), M w is the molecular weight of the coating molecule, and N A is the Avogadro constant. When two or more types of coating molecules are contained, the number of molecules is calculated for each component and summed.
The shape of the metal core particle is approximated to a sphere, and the mass of the metal core particle M B (g) is determined by subtracting the amount of the organic component from the mass of the coated metal particle (A). The number of metal core particles in 1 g of the coated metal particles (A) is represented by the following formula (b).
[Metal Number core particles] = M B / [(4πr 3/3) × d × 10 -21] ··· (b)
Here, M B is the mass (g) of the metal particles contained in 1 g of the coated metal particles (A), r is the radius (nm) of the primary particle diameter calculated by SEM image observation, and d is the metal density. (G/cm 3 ) (d=8.94 for copper). The surface area of the metal core particles contained in 1 g of the coated metal particles (A) is represented by the following expression (c) from the expression (b).
[Surface area of metal core particles (nm 2 )]=[number of metal core particles]×4πr 2 (c)
From the above, the coating density (molecules/nm 2 ) of the metal particles by the coating molecule is calculated by the following equation (d) using the equations (a) and (c).
[Coating density]=[Number of molecules of coating molecule]/[Surface area of metal core particles] (d)

被覆金属粒子(A)における被覆分子と金属核粒子との結合状態は、イオン性結合であっても物理吸着であってもよい。被覆分子は、被覆金属粒子(A)の焼結性の観点から、金属核粒子の表面に物理吸着していることが好ましく、金属核粒子の表面にカルボキシ基、又はアルデヒド基で物理吸着していることが好ましい。 The binding state between the coating molecule and the metal core particle in the coated metal particle (A) may be ionic bond or physical adsorption. From the viewpoint of the sinterability of the coated metal particles (A), the coating molecule is preferably physically adsorbed on the surface of the metal core particle, and is physically adsorbed on the surface of the metal core particle with a carboxy group or an aldehyde group. Is preferred.

被覆分子が金属核粒子へ物理吸着していることは、被覆金属粒子(A)の表面組成を分析することで確認できる。具体的には、被覆金属粒子(A)について飛行時間型二次イオン質量分析法(ToF−SIMS)表面分析を行い、実質的に遊離の被覆分子のみが検出され、金属原子と結合している被覆分子が実質的に検出されないことで確認することができる。ここで、金属原子と結合している被覆分子が実質的に検出されないとは、金属核粒子に付着している被覆分子のシグナル量が、遊離の被覆分子のシグナル量に対して5%以下であること意味し、1%以下であることが好ましい。 The physical adsorption of the coating molecules to the metal core particles can be confirmed by analyzing the surface composition of the coated metal particles (A). Specifically, the time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) surface analysis is performed on the coated metal particles (A), and only substantially free coating molecules are detected and bound to metal atoms. This can be confirmed by the fact that the coating molecule is not substantially detected. Here, when the coating molecule bound to the metal atom is not substantially detected, the signal amount of the coating molecule attached to the metal core particle is 5% or less with respect to the signal amount of the free coating molecule. It means that it is present and is preferably 1% or less.

また、被覆分子が、カルボキシ基、又はアルデヒド基で金属粒子の表面に物理吸着していることは、被覆金属粒子(A)について、赤外吸収スペクトル測定を行い、実質的にC−O−金属塩由来の伸縮振動ピークのみが観測され、遊離のカルボン酸等に由来する伸縮振動ピークが実質的に観測されないことで確認することができる。 In addition, the fact that the coating molecule is physically adsorbed on the surface of the metal particle with a carboxy group or an aldehyde group means that the infrared absorption spectrum of the coated metal particle (A) is measured, and it is substantially C-O-metal. It can be confirmed that only the stretching vibration peak derived from the salt is observed, and the stretching vibration peak derived from the free carboxylic acid or the like is not substantially observed.

被覆金属粒子(A)の粒子径は、用途等に応じて適宜選択することができる。被覆金属粒子(A)の平均一次粒子径は、分散性、導電性、及びひび割れ抑制の観点から、0.02μm以上5μm以下であることが好ましく、0.05μm以上5μm以下であることがより好ましく、0.07μm以上2.5μm以下であることが更により好ましい。
被覆金属粒子(A)の平均一次粒子径は、SEM観察による任意の20個の被覆金属粒子(A)の一次粒子径の算術平均値DSEMとして算出される。
また、被覆金属粒子(A)の粒度分布の変動係数(標準偏差SD/平均一次粒子径DSEM)の値は例えば、0.01〜0.5であり、0.05〜0.3が好ましい。特に、後述する被覆金属粒子(A)の製造方法で製造されていることで、粒度分布の変動係数が小さく、粒子径の揃った状態とすることができる。被覆金属粒子(A)の粒度分布の変動係数が小さいことで、分散性に優れ、高濃度の分散物を得ることが可能となる。
The particle size of the coated metal particles (A) can be appropriately selected depending on the application and the like. The average primary particle diameter of the coated metal particles (A) is preferably 0.02 μm or more and 5 μm or less, more preferably 0.05 μm or more and 5 μm or less from the viewpoint of dispersibility, conductivity, and crack suppression. , 0.07 μm or more and 2.5 μm or less is even more preferable.
The average primary particle diameter of the coated metal particles (A) is calculated as an arithmetic mean value D SEM of the primary particle diameters of arbitrary 20 coated metal particles (A) by SEM observation.
The value of the variation coefficient (standard deviation SD/average primary particle diameter D SEM ) of the particle size distribution of the coated metal particles (A) is, for example, 0.01 to 0.5, preferably 0.05 to 0.3. .. In particular, since it is manufactured by the method for manufacturing the coated metal particles (A) described below, the coefficient of variation of the particle size distribution is small, and the particle size can be made uniform. Since the coefficient of variation of the particle size distribution of the coated metal particles (A) is small, it is possible to obtain a highly concentrated dispersion having excellent dispersibility.

本実施形態で用いられる被覆金属粒子(A)は、耐酸化性と焼結性に優れ、得られる接合体は高い接合強度及び電気伝導性を示す。そのため、基材上に印刷して配線パターン等を形成する接合用組成物に好適に用いることができる。 The coated metal particles (A) used in the present embodiment are excellent in oxidation resistance and sinterability, and the resulting bonded body exhibits high bonding strength and electrical conductivity. Therefore, it can be suitably used for a bonding composition that is printed on a base material to form a wiring pattern or the like.

本実施形態の接合用組成物に含まれる被覆金属粒子(A)の割合は、特に限定されないが、用途によって適宜変更することができる。例えば、スクリーン印刷用の場合は、接合用組成物の全量に対する被覆金属粒子(A)の割合を5〜95質量%とすることができ、インクジェット印刷用の場合は、全量に対する被覆金属粒子(A)の割合を40〜90質量%とすることができる。 The proportion of the coated metal particles (A) contained in the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, but can be appropriately changed depending on the application. For example, in the case of screen printing, the ratio of the coated metal particles (A) to the total amount of the bonding composition can be 5 to 95% by mass, and in the case of inkjet printing, the coated metal particles (A) to the total amount. ) Can be 40 to 90% by mass.

<被覆金属粒子の製造方法>
本実施形態で用いられる被覆金属粒子(A)は、上記特定の金属核粒子となる金属を含む金属カルボン酸塩と、上記特定の脂肪族カルボン酸(A1)及び脂肪族アルデヒド(A2)から選択される1種以上の分子を用いて製造される。例えば、前記特許文献1の段落0031から段落0066まで、及び段落0085等の記載を参考にして製造することができる。あるいは、前記特許文献2の段落0052から段落0101、及び、段落0110〜0114等の記載を参考にして製造することができる。
被覆金属粒子(A)の好ましい製造方法においては、金属カルボン酸塩と、被覆分子と、媒体を含む反応液を準備し、当該反応液中で生成する錯化合物を熱分解処理して、金属核粒子の表面が被覆分子によって1nm当り2.5〜5.2分子の密度で被覆された被覆金属粒子(A)を得ることができる。
<Method for producing coated metal particles>
The coated metal particles (A) used in the present embodiment are selected from a metal carboxylate containing a metal to be the specific metal core particles, the specific aliphatic carboxylic acid (A1) and the aliphatic aldehyde (A2). Is produced using one or more molecules of For example, it can be manufactured with reference to the descriptions in paragraphs 0031 to 0066 and paragraph 0085 of Patent Document 1 described above. Alternatively, it can be produced with reference to the descriptions of paragraphs 0052 to 0101 and paragraphs 0110 to 0114 of Patent Document 2 described above.
In a preferred method for producing coated metal particles (A), a reaction solution containing a metal carboxylate, a coating molecule, and a medium is prepared, and a complex compound produced in the reaction solution is pyrolyzed to give a metal nucleus. It is possible to obtain coated metal particles (A) in which the surface of the particles is coated with the coating molecules at a density of 2.5 to 5.2 molecules per nm 2 .

前記金属カルボン酸塩におけるカルボン酸は、金属の種類や金属カルボン酸塩の製造容易性などの観点から適宜選択することができる。用いられるカルボン酸としては、ギ酸、シュウ酸、クエン酸等が挙げられる。また金属の種類に応じて、カルボン酸の代わりに炭酸を用いてもよい。金属として銅を用いる場合には、金属カルボン酸塩としてギ酸銅を用いることが好ましい。また、金属として銀を用いる場合には、金属カルボン酸塩として、ギ酸銀、シュウ酸銀、炭酸銀、クエン酸銀などを用いることができ、中でも熱分解温度が高いことから、シュウ酸銀を用いることが好ましい。金属カルボン酸塩を構成する金属については、前記金属核粒子と同様とすることができる。 The carboxylic acid in the metal carboxylate can be appropriately selected from the viewpoint of the type of metal and the ease of manufacturing the metal carboxylate. Examples of the carboxylic acid used include formic acid, oxalic acid, citric acid and the like. Carbonic acid may be used instead of carboxylic acid depending on the type of metal. When copper is used as the metal, it is preferable to use copper formate as the metal carboxylate. When silver is used as the metal, silver formate, silver oxalate, silver carbonate, silver citrate, and the like can be used as the metal carboxylate. Among them, silver oxalate is used because of its high thermal decomposition temperature. It is preferable to use. The metal constituting the metal carboxylate can be the same as that of the metal core particles.

上記反応液中に、金属カルボン酸塩と錯形成可能なアミノアルコールを含有することが好ましい。金属カルボン酸塩とアミノアルコールとが錯形成することで、後述する媒体への溶解性が向上する。
アミノアルコールは、少なくとも1つのアミノ基を有するアルコール化合物であればよい。アミノアルコールは、モノアミノモノアルコール化合物であることが好ましく、アミノ基が無置換のモノアミノモノアルコール化合物であることがより好ましい。またアミノアルコールは、単座配位性のモノアミノモノアルコール化合物であることも好ましい。好ましいアミノアルコールの具体例としては、2−アミノエタノール、3−アミノ−1−プロパノール、5−アミノ−1−ペンタノール、DL−1−アミノ−2−プロパノール、N−メチルジエタノールアミン等が挙げられる。
It is preferable that the reaction liquid contains an amino alcohol capable of forming a complex with a metal carboxylate. By forming a complex between the metal carboxylate and the amino alcohol, the solubility in the medium described later is improved.
The amino alcohol may be an alcohol compound having at least one amino group. The amino alcohol is preferably a monoamino monoalcohol compound, and more preferably an amino group-unsubstituted monoamino monoalcohol compound. It is also preferable that the amino alcohol is a monodentate monoamino monoalcohol compound. Specific examples of preferable amino alcohols include 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol, 5-amino-1-pentanol, DL-1-amino-2-propanol and N-methyldiethanolamine.

反応液を構成する媒体は、金属カルボン酸塩の金属の還元を阻害しないものの中から、適宜選択して用いることができる。当該媒体は、通常、有機溶媒である。媒体は、少なくともアミノアルコールと相溶性の低い主媒体を有し、必要に応じて、アミノアルコールと相溶可能な補助媒体を有していてもよい。 The medium constituting the reaction solution can be appropriately selected and used from those which do not inhibit the metal reduction of the metal carboxylate. The medium is usually an organic solvent. The medium has at least a main medium having low compatibility with amino alcohol, and may optionally have an auxiliary medium compatible with amino alcohol.

好ましい主媒体としては、エチルシクロへキサン、C9系シクロへキサン[丸善石油製、商品名:スワクリーン#150]、n−オクタン等が挙げられる。媒体は、1種単独で、又は2種以上を組合せて用いることができる。
好ましい補助媒体としては、EO(エチレンオキサイド)系グリコールエーテル、PO(プロピレンオキサイド)系グリコールエーテル、ジアルキルグリコールエーテルなどのグリコールエーテルを挙げることができる。
主媒体、及び、補助媒体は、各々独立に、1種単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。
Examples of preferred main media include ethylcyclohexane, C9-based cyclohexane [manufactured by Maruzen Sekiyu, trade name: Swaclean #150], n-octane and the like. The medium may be used alone or in combination of two or more.
Examples of preferable auxiliary media include glycol ethers such as EO (ethylene oxide) type glycol ether, PO (propylene oxide) type glycol ether, and dialkyl glycol ether.
Each of the main medium and the auxiliary medium can be independently used alone or in combination of two or more.

反応液中に生成する錯化合物としては、金属イオンと、配位子としてカルボン酸及びアミノアルコールを含むことが好ましい。配位子としてアミノアルコールを含むことで、錯化合物の熱分解温度が低下する。
反応液中に生成した錯化合物は、熱分解処理によって還元された金属を生成する。熱分解処理の温度は、上述の通りアミノアルコールが配位した錯化合物の熱分解温度を考慮して適宜調整すればよい。熱分解処理の温度を低く設定することにより、被覆分子とアミノアルコールとの脱水反応による酸アミドの生成が抑制され、得られる被覆金属粒子(A)の洗浄性が向上する傾向がある。
The complex compound formed in the reaction solution preferably contains a metal ion and carboxylic acid and amino alcohol as ligands. The inclusion of amino alcohol as a ligand lowers the thermal decomposition temperature of the complex compound.
The complex compound produced in the reaction solution produces a metal reduced by the thermal decomposition treatment. The temperature of the thermal decomposition treatment may be appropriately adjusted in consideration of the thermal decomposition temperature of the complex compound coordinated with the amino alcohol as described above. By setting the temperature of the thermal decomposition treatment to be low, the formation of acid amide due to the dehydration reaction between the coating molecule and the amino alcohol is suppressed, and the washability of the obtained coated metal particles (A) tends to be improved.

錯化合物の熱分解処理により還元された金属が生成して成長し、得られた金属核粒子の表面に反応液中に存在する被覆分子が吸着することで、被覆分子で表面が被覆された被覆金属粒子(A)が得られる。金属核粒子の表面への被覆分子の吸着は、物理吸着であることが好ましい。これにより被覆金属粒子(A)の焼結性が向上する。錯化合物の熱分解処理において金属酸化物の生成を抑制することで、被覆分子の物理吸着が促進される。 A metal reduced by the thermal decomposition treatment of the complex compound grows and grows, and the coating molecules present in the reaction liquid adsorb to the surface of the obtained metal core particles, so that the surface is coated with the coating molecule. Metal particles (A) are obtained. The adsorption of the coating molecule on the surface of the metal core particle is preferably physical adsorption. This improves the sinterability of the coated metal particles (A). By suppressing the generation of metal oxides in the thermal decomposition treatment of the complex compound, physical adsorption of the coating molecules is promoted.

被覆金属粒子(A)の製造方法において、生成する被覆金属粒子(A)の粒度分布を制御する因子としては、例えば、被覆分子の種類と添加量、金属カルボン酸塩の濃度及び媒体の比率(主媒体/補助媒体)等で決定される。被覆金属粒子(A)の大きさを制御する因子は、金属核発生数を支配する昇温速度、すなわち反応系への投入熱量とミクロ反応場の大きさと関係する攪拌速度を適切に保つことで揃えることができる。 In the method for producing coated metal particles (A), factors controlling the particle size distribution of the produced coated metal particles (A) include, for example, the type and amount of coating molecules, the concentration of metal carboxylate and the ratio of medium ( Main medium/auxiliary medium) etc. The factor controlling the size of the coated metal particles (A) is to appropriately maintain the heating rate that controls the number of metal nuclei generated, that is, the stirring rate related to the amount of heat input to the reaction system and the size of the microreaction field. Can be aligned.

<溶媒>
本実施形態で用いられる溶媒(B)は、沸点が160℃以上300℃以下の脂肪族カルボン酸系溶媒(B1)及び沸点が160℃以上300℃以下の脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)から選択される1種以上を含む。溶媒(B)は、25℃、1気圧のもとで液体である。
<Solvent>
The solvent (B) used in the present embodiment is selected from an aliphatic carboxylic acid solvent (B1) having a boiling point of 160°C to 300°C and an aliphatic aldehyde solvent (B2) having a boiling point of 160°C to 300°C. Includes one or more of the following: The solvent (B) is a liquid under 25° C. and 1 atm.

溶媒(B)の沸点は160℃以上であればよいが、焼結過程において接合用組成物内に残留して被覆金属粒子(A)を保護する観点から、200℃以上であることが好ましい。また、溶媒(B)の沸点は300℃以下であればよいが、焼結後の残留を抑制して接合体の接合強度及び導電性を高める観点から、280℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましい。 The boiling point of the solvent (B) may be 160° C. or higher, but it is preferably 200° C. or higher from the viewpoint of remaining in the bonding composition and protecting the coated metal particles (A) during the sintering process. The boiling point of the solvent (B) may be 300° C. or lower, but it is preferably 280° C. or lower from the viewpoint of suppressing the residue after sintering and enhancing the bonding strength and conductivity of the bonded body. It is more preferable that the temperature is not higher than C.

溶媒(B)の脂肪族基は、直鎖、分枝、又は環状構造を有することが好ましい。本実施形態においては、被覆金属粒子(A)の被覆分子と相互作用しやすい点から、溶媒(B)の脂肪族基は、分枝及び環状構造を有しない、直鎖脂肪族炭化水素基であることが好ましい。また、溶媒(B)は、不飽和結合として二重結合又は三重結合を有していてもよいが、被覆金属粒子(A)の被覆分子と相互作用しやすい点から、不飽和結合を有していないことが好ましい。脂肪族炭化水素基が不飽和結合を有する場合、当該不飽和結合は二重結合であることが好ましい。また、その個数は、1分子中に1〜3個であることが好ましく、1〜2個であることがより好ましく、1個であることが更により好ましい。 The aliphatic group of the solvent (B) preferably has a linear, branched or cyclic structure. In the present embodiment, the aliphatic group of the solvent (B) is a straight-chain aliphatic hydrocarbon group having no branched or cyclic structure because it easily interacts with the coating molecule of the coated metal particles (A). Preferably there is. Further, the solvent (B) may have a double bond or a triple bond as an unsaturated bond, but since it easily interacts with the coating molecule of the coated metal particles (A), it has an unsaturated bond. Not preferred. When the aliphatic hydrocarbon group has an unsaturated bond, the unsaturated bond is preferably a double bond. Further, the number thereof is preferably 1 to 3 in one molecule, more preferably 1 to 2, and even more preferably 1.

溶媒(B)の脂肪族基の炭素原子数は特に限定されないが、3以上であることが好ましく、5以上であることが好ましく、6以上であることが更により好ましい。溶媒(B)の脂肪族基の炭素原子数が上記の条件を満たす場合、被覆金属粒子(A)の被覆分子との相溶性に優れる。したがって、被覆金属粒子(A)の保護をより高めることができる。また後述するように、溶媒(B)の脂肪族基の炭素原子数が上記の条件を満たす場合、相溶性の高い炭化水素系溶媒を他の溶媒として含めることで、被覆金属粒子(A)の耐酸化性を更に高めることができる。 The number of carbon atoms of the aliphatic group in the solvent (B) is not particularly limited, but is preferably 3 or more, preferably 5 or more, and more preferably 6 or more. When the number of carbon atoms of the aliphatic group of the solvent (B) satisfies the above conditions, the compatibility with the coating molecule of the coated metal particles (A) is excellent. Therefore, the protection of the coated metal particles (A) can be further enhanced. Further, as will be described later, when the number of carbon atoms of the aliphatic group of the solvent (B) satisfies the above conditions, a hydrocarbon solvent having high compatibility is included as another solvent, whereby the coated metal particles (A) The oxidation resistance can be further enhanced.

溶媒(B)は、上述の脂肪族カルボン酸系溶媒(B1)及び脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)から選択される1種以上を含むが、中でも、脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)から選択される1種以上を含むことが好ましい。還元性を有する脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)を接合用組成物に含有させることで、空気中の酸素等による被覆金属粒子の酸化を抑制し、被覆金属粒子の化学的安定性をより高めることができる。 The solvent (B) includes at least one selected from the above-mentioned aliphatic carboxylic acid solvent (B1) and aliphatic aldehyde solvent (B2), but among them, it is selected from the aliphatic aldehyde solvent (B2). It is preferable to include one or more of Inclusion of a reducing aliphatic aldehyde solvent (B2) in the bonding composition suppresses oxidation of the coated metal particles due to oxygen and the like in the air, and further enhances chemical stability of the coated metal particles. You can

溶媒(B)として脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)を用いる場合、例えば、オクタナール、デカナール、ドデカナール、トリデカナール、及びこれらの混合物から選択されることが好ましく、特に、被覆金属粒子(A)の耐酸化性を向上させる点から、デカナール、ドデカナール及びこれらの混合物から選択されることが好ましく、デカナールを用いることがより好ましい。 When the aliphatic aldehyde solvent (B2) is used as the solvent (B), it is preferably selected from, for example, octanal, decanal, dodecanal, tridecanal, and a mixture thereof, particularly, the acid resistance of the coated metal particles (A). From the viewpoint of improving the chemical conversion property, it is preferable to select from decanal, dodecanal and a mixture thereof, and it is more preferable to use decanal.

また、溶媒(B)として脂肪族カルボン酸系溶媒(B1)を用いる場合、例えば、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、及びこれらの混合物から選択されることが好ましく、特に、被覆金属粒子(A)との相溶性の観点から、オクタン酸、ノナン酸、及びこれらの混合物から選択されることが好ましく、オクタン酸を用いることがより好ましい。 When the aliphatic carboxylic acid solvent (B1) is used as the solvent (B), it is preferably selected from, for example, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, and a mixture thereof, and particularly, a coating metal From the viewpoint of compatibility with the particles (A), octanoic acid, nonanoic acid, and mixtures thereof are preferably selected, and octanoic acid is more preferably used.

本実施形態の接合用組成物に含まれる溶媒(B)の割合は、特に限定されないが、例えば、0.1質量%以上95質量%以下とすることができ、0.2質量%以上90質量%以下とすることが好ましく、0.4質量%以上80質量%以下とすることが更により好ましい。 The proportion of the solvent (B) contained in the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, but can be, for example, 0.1% by mass or more and 95% by mass or less, and 0.2% by mass or more and 90% by mass. % Or less, and more preferably 0.4% by mass or more and 80% by mass or less.

<他の成分>
本発明に係る接合用組成物は、上述した金属粉と、被覆金属粒子(A)と、溶媒(B)と、を含有するものであり、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて更に他の成分を含有してもよいものである。他の成分としては例えば、溶媒(B)とは異なる他の溶媒や、酸化防止剤、分散剤、増粘剤、ゲル化剤等が挙げられる。溶媒や分散剤、及び増粘剤を組み合わせることにより、例えば接合用組成物のレオロジー特性等を調整することができる。
<Other ingredients>
The bonding composition according to the present invention contains the above-mentioned metal powder, the coated metal particles (A), and the solvent (B), and may be added as needed within a range not impairing the effects of the present invention. And may further contain other components. Examples of the other components include other solvents different from the solvent (B), antioxidants, dispersants, thickeners, gelling agents, and the like. By combining a solvent, a dispersant, and a thickener, for example, the rheological properties of the bonding composition can be adjusted.

他の溶媒、酸化防止剤、分散剤、増粘剤、ゲル化剤の混合物の粘度は、印刷手段等に応じて適宜調整すればよい。例えば、25℃、10rpmにおける粘度を0.01Pa・s以上500Pa・s以下の範囲で適宜調整することができ、0.01Pa・s以上50Pa・s以下であることが好ましい。 The viscosity of the mixture of the other solvent, the antioxidant, the dispersant, the thickener and the gelling agent may be appropriately adjusted according to the printing means. For example, the viscosity at 25° C. and 10 rpm can be appropriately adjusted within the range of 0.01 Pa·s or more and 500 Pa·s or less, and preferably 0.01 Pa·s or more and 50 Pa·s or less.

(他の溶媒)
本実施形態に係る接合用組成物に含有できる他の溶媒としては、前記溶媒(B)と相溶性の高い溶媒が用いられる。当該他の溶媒としては、例えば、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、スルホン酸系溶媒、及び、炭素数が8未満若しくは炭素数が12より大きい若しくは芳香族系のカルボン酸系溶媒若しくはアルデヒド系溶媒が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上の混合物を用いることができる。中でも、金属粉及び被覆金属粒子(A)の分散性を向上させる点から、炭化水素系溶媒から選択される1種または2種以上の混合物を用いることが好ましく、中でも流動パラフィンを用いることが好ましい。
本実施形態に係る接合用組成物が他の溶媒を含有する場合、当該他の溶媒の割合は、特に限定されないが、例えば、0.1質量%以上95質量%以下とすることができる。
(Other solvents)
As the other solvent that can be contained in the bonding composition according to the present embodiment, a solvent having a high compatibility with the solvent (B) is used. Examples of the other solvent include hydrocarbon solvents, halogenated hydrocarbon solvents, alcohol solvents, ether solvents, ester solvents, ketone solvents, amide solvents, sulfonic acid solvents, and carbon numbers. Are less than 8 or more than 12 carbon atoms or aromatic carboxylic acid solvents or aldehyde solvents, and one or a mixture of two or more selected from these can be used. Among them, from the viewpoint of improving the dispersibility of the metal powder and the coated metal particles (A), it is preferable to use one kind or a mixture of two or more kinds selected from hydrocarbon solvents, and it is preferable to use liquid paraffin. ..
When the bonding composition according to the present embodiment contains another solvent, the ratio of the other solvent is not particularly limited, but may be, for example, 0.1% by mass or more and 95% by mass or less.

<<流動パラフィン>>
本実施形態の接合用組成物に流動パラフィンを用いる場合、当該流動パラフィンは、直鎖、分枝、又は環状構造を有する脂肪族炭化水素の混合物であって、室温において液体であることが好ましい。
被覆金属粒子(A)の表面は疎水基に覆われているため、流動パラフィンと相溶性に優れる。したがって、被覆金属粒子(A)を流動パラフィン内に長時間安定した状態で分散させることができる。また、流動パラフィンは化学的に安定であるため、被覆金属粒子(A)や金属粉と反応しづらい。このため、接合用組成物中の被覆金属粒子(A)及び金属粉の酸化が抑制される。
なお、流動パラフィンは、前記金属粉に対しても良好な分散性を示す。
<<Liquid paraffin>>
When liquid paraffin is used in the bonding composition of the present embodiment, the liquid paraffin is a mixture of aliphatic hydrocarbons having a linear, branched, or cyclic structure, and is preferably liquid at room temperature.
Since the surface of the coated metal particles (A) is covered with a hydrophobic group, it has excellent compatibility with liquid paraffin. Therefore, the coated metal particles (A) can be dispersed in the liquid paraffin in a stable state for a long time. Further, since liquid paraffin is chemically stable, it is difficult to react with the coated metal particles (A) and the metal powder. Therefore, oxidation of the coated metal particles (A) and the metal powder in the bonding composition is suppressed.
Liquid paraffin also exhibits good dispersibility in the metal powder.

また、流動パラフィンは異なる分子量の脂肪族炭化水素の混合物であり、気化する温度に幅がある。すなわち、本実施形態における流動パラフィンを加熱させた場合、ある温度を超えてから徐々に揮発し始め、さらに昇温させることでほぼ全てを揮発させることができる。流動パラフィンが揮発し始める温度は、常温よりも高く、前記被覆金属粒子(A)の焼結温度よりも低いことが好ましい。また、流動パラフィンが全て揮発する温度は、前記被覆金属粒子(A)の焼結温度及び溶媒(B)の沸点よりも高いことが好ましい。例えば、気化する温度が50℃〜350℃の範囲内であるような流動パラフィンを用いることができる。
このような条件においては、本発明に係る接合用組成物を加熱すると、徐々に流動パラフィンが気化するため、被覆金属粒子(A)及び金属粉の濃度が徐々に高くなる。また、溶媒(B)が揮発した後にも当該流動パラフィンが残留することによって、より被覆金属粒子(A)の耐酸化性を向上し、焼結体の接合強度を高めることができる。したがって、被覆金属粒子(A)を高い密度にした状態で焼結させることができ、より強固な接合体を形成することができる。
Liquid paraffin is a mixture of aliphatic hydrocarbons having different molecular weights, and has a wide range of vaporization temperatures. That is, when the liquid paraffin in the present embodiment is heated, it begins to volatilize gradually after exceeding a certain temperature, and by further raising the temperature, almost all can be volatilized. The temperature at which the liquid paraffin begins to volatilize is preferably higher than room temperature and lower than the sintering temperature of the coated metal particles (A). The temperature at which all liquid paraffin is volatilized is preferably higher than the sintering temperature of the coated metal particles (A) and the boiling point of the solvent (B). For example, liquid paraffin having a vaporizing temperature in the range of 50°C to 350°C can be used.
Under such conditions, when the bonding composition according to the present invention is heated, the liquid paraffin gradually vaporizes, so that the concentrations of the coated metal particles (A) and the metal powder gradually increase. Further, since the liquid paraffin remains even after the solvent (B) is volatilized, it is possible to further improve the oxidation resistance of the coated metal particles (A) and increase the bonding strength of the sintered body. Therefore, the coated metal particles (A) can be sintered in a high-density state, and a stronger joined body can be formed.

流動パラフィンの密度は、特に限定されないが、15℃で0.80g/cm以上であることが好ましく、0.82g/cm以上であることがより好ましく、0.83g/cm以上であることが更により好ましい。上記の密度を有する流動パラフィンは、分子量が大きく揮発しづらい傾向を示す。このような流動パラフィンは、例えば基板に塗布した状態で長時間放置されても、乾燥せず残留することができる。したがって、スクリーン印刷等の工程において扱いやすく、導電性インク用の材料としては好適に用いることができる。また、流動パラフィンの密度は、15℃で0.90g/cm以下であることが好ましく、0.88g/cm以下であることがより好ましく、0.87g/cm以下であることが更により好ましい。上記の密度を有する流動パラフィンは、比較的低い温度で揮発する傾向にあるため、接合体内に残留しづらい傾向にある。したがって、当該流動パラフィンを用いた接合用組成物は、高い接合強度を有するとともに、熱伝導性及び電気伝導性の高い接合体を形成することができる。 The density of the liquid paraffin is not particularly limited, but it is preferably 0.80 g/cm 3 or more at 15° C., more preferably 0.82 g/cm 3 or more, and 0.83 g/cm 3 or more. It is even more preferable. Liquid paraffin having the above density has a large molecular weight and tends to be hard to volatilize. Such liquid paraffin can remain without being dried even if it is left for a long time in a state of being coated on a substrate. Therefore, it is easy to handle in processes such as screen printing and can be suitably used as a material for conductive ink. The density of the liquid paraffin is preferably at 15 ℃ is 0.90 g / cm 3 or less, more preferably 0.88 g / cm 3 or less, further not less 0.87 g / cm 3 or less Is more preferable. Since the liquid paraffin having the above density tends to volatilize at a relatively low temperature, it tends to hardly remain in the bonded body. Therefore, the bonding composition using the liquid paraffin has a high bonding strength and can form a bonded body having high thermal conductivity and high electrical conductivity.

流動パラフィンの動粘度は、特に限定されないが、37.8℃で4mm/s以上であることが好ましく、5mm/s以上であることがより好ましく、10mm/s以上であることが更により好ましい。上記の動粘度を有する流動パラフィンにおいては、被覆金属粒子や金属粉が沈殿しづらいため、良好な分散性を示す傾向にある。また、流動パラフィンの動粘度は、37.8℃で100mm/s以下であることが好ましく、90mm/s以下であることがより好ましく、40mm/s以下であることが更により好ましい。上記の動粘度を有する流動パラフィンは、比較的低い温度で揮発する傾向にあるため、接合体内に残留しづらい傾向にある。したがって、当該流動パラフィンを用いた接合用組成物は、高い接合強度を有するとともに、熱伝導性及び電気伝導性の高い接合体を形成することができる。 The kinematic viscosity of liquid paraffin is not particularly limited, but is preferably 4 mm 2 /s or more at 37.8° C., more preferably 5 mm 2 /s or more, and further preferably 10 mm 2 /s or more. Is more preferable. In the liquid paraffin having the above-mentioned kinematic viscosity, the coated metal particles and the metal powder are hard to precipitate, so that the dispersibility tends to be good. The kinematic viscosity of the liquid paraffin at 37.8° C. is preferably 100 mm 2 /s or less, more preferably 90 mm 2 /s or less, and even more preferably 40 mm 2 /s or less. The liquid paraffin having the above kinematic viscosity tends to volatilize at a relatively low temperature, and thus tends to hardly remain in the bonded body. Therefore, the bonding composition using the liquid paraffin has a high bonding strength and can form a bonded body having high thermal conductivity and high electrical conductivity.

以上の条件を満たす流動パラフィンとしては、例えば、ハイコールK(カネダ株式会社製)シリーズの流動パラフィンが挙げられる。中でも、ハイコールK−160、ハイコールK−230、ハイコールK−290、ハイコールK−350(いずれもカネダ株式会社製)を用いることが好ましく、ハイコールK−230、ハイコールK−290(いずれもカネダ株式会社製)を用いることが特に好ましい。 Examples of liquid paraffin satisfying the above conditions include High Coal K (Kaneda Co., Ltd.) series liquid paraffin. Among them, it is preferable to use High Call K-160, High Call K-230, High Call K-290, High Call K-350 (all manufactured by Kaneda Corporation), and High Call K-230, High Call K-290 (all Kaneda Corporation). Is particularly preferable.

流動パラフィンの種類は、分散させる被覆金属粒子(A)との組み合わせにより適宜選択することができる。例えば、被覆金属粒子(A)の脂肪族炭化水素基が比較的長く、当該被覆金属粒子(A)の焼結温度が比較的高い場合は、比較的高い動粘度を有する流動パラフィンを用いると好ましい。このような流動パラフィンを用いた場合、被覆金属粒子(A)が流動パラフィンに分散された状態のまま焼結されるため、より均一で強度の高い接合体を形成することができる。一方、被覆金属粒子(A)の脂肪族炭化水素基が比較的短く、当該被覆金属粒子(A)の焼結温度が比較的短い場合は、比較的短い動粘度を有する流動パラフィンを用いると好ましい。このような流動パラフィンを用いたときは、比較的低温で流動パラフィンを揮発させることができるため、より効率よく接合体を形成させることができる。 The type of liquid paraffin can be appropriately selected depending on the combination with the coated metal particles (A) to be dispersed. For example, when the coated metal particles (A) have a relatively long aliphatic hydrocarbon group and the coated metal particles (A) have a relatively high sintering temperature, it is preferable to use liquid paraffin having a relatively high kinematic viscosity. .. When such liquid paraffin is used, the coated metal particles (A) are sintered while being dispersed in the liquid paraffin, so that a more uniform and high-strength joined body can be formed. On the other hand, when the coated metal particles (A) have a relatively short aliphatic hydrocarbon group and the coated metal particles (A) have a relatively short sintering temperature, it is preferable to use liquid paraffin having a relatively short kinematic viscosity. .. When such liquid paraffin is used, the liquid paraffin can be volatilized at a relatively low temperature, so that the joined body can be formed more efficiently.

本実施形態の接合用組成物が流動パラフィンを含む場合、被覆金属粒子(A)に対する流動パラフィンの含有割合は、特に制限されないが、0.1質量%以上とすることが好ましく、1質量%以上とすることがより好ましい。このような条件においては、流動パラフィンによって被覆金属粒子(A)がよく分散される。また、被覆金属粒子(A)に対する流動パラフィンの含有割合は、50質量%以下とすることが好ましく、30質量%以下とすることがより好ましい。このような条件においては、被覆金属粒子(A)の濃度が十分に保たれるため、高い接合強度を実現することができる。 When the bonding composition of the present embodiment contains liquid paraffin, the content ratio of the liquid paraffin with respect to the coated metal particles (A) is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more, and 1% by mass or more. Is more preferable. Under such conditions, the coated metal particles (A) are well dispersed by the liquid paraffin. The content ratio of liquid paraffin with respect to the coated metal particles (A) is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less. Under such conditions, the concentration of the coated metal particles (A) is sufficiently maintained, so that high bonding strength can be realized.

(酸化防止剤)
本実施形態に係る接合用組成物は、被覆金属粒子(A)の酸化を抑制する目的で、酸化防止剤を含有してもよい。当該酸化防止剤には、例えば、トコフェロールやヒドロキノン類等のようなフェノール系酸化防止剤や、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上の混合物を用いることが好ましく、中でも溶媒(B)との相溶性の観点からフェノール系酸化防止剤を用いることがより好ましく、トコフェロールを用いることが更により好ましい。
(Antioxidant)
The bonding composition according to the present embodiment may contain an antioxidant for the purpose of suppressing the oxidation of the coated metal particles (A). Examples of the antioxidant include phenolic antioxidants such as tocopherol and hydroquinones, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, amine antioxidants, and the like, and are selected from these. It is preferable to use one kind or a mixture of two or more kinds thereof. Above all, it is more preferable to use a phenolic antioxidant from the viewpoint of compatibility with the solvent (B), and it is even more preferable to use tocopherol.

本実施形態の接合用組成物に含まれる酸化防止剤の割合は、特に限定されないが、例えば、流動パラフィン100質量%に対し、0.0001質量%〜20質量%とすることが好ましく、0.0005質量%〜20質量%とすることがより好ましく、0.0005質量%〜10質量%とすることが更により好ましい。 The proportion of the antioxidant contained in the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, but for example, it is preferably 0.0001 mass% to 20 mass% with respect to 100 mass% of liquid paraffin, The amount is more preferably 0005% by mass to 20% by mass, and even more preferably 0.0005% by mass to 10% by mass.

(分散剤)
本実施形態に係る接合用組成物は、ポリエステル系分散剤やポリアクリル酸系分散剤等の、公知の分散剤を含有してもよい。ただし、接合強度を保つ観点から、接合用組成物に含まれる分散剤の含有量は全量の0.3質量%以下であることが好ましく、全量の0.1質量%以下であることがより好ましく、分散剤を実質的に含有しないことが更により好ましい。なお、分散剤を実質的に含有しないとは、例えば、分散剤が全量の0.01質量%以下であることをいい、好ましくはゲル浸透クロマトグラフィー測定において検出限界以下であることをいう。
(Dispersant)
The bonding composition according to the present embodiment may contain a known dispersant such as a polyester dispersant or a polyacrylic acid dispersant. However, from the viewpoint of maintaining the bonding strength, the content of the dispersant contained in the bonding composition is preferably 0.3% by mass or less of the total amount, and more preferably 0.1% by mass or less of the total amount. Even more preferably, the dispersant is not substantially contained. The term "substantially free of dispersant" means, for example, that the dispersant content is 0.01% by mass or less based on the total amount, and preferably that it is below the detection limit in gel permeation chromatography measurement.

(増粘剤・ゲル化剤)
本実施形態に係る接合用組成物は、ポリメタクリル酸系増粘剤等の、公知の増粘剤を含有してもよい。
また、本実施形態に係る接合用組成物は、流動パラフィンを含有する場合、焼結前における塗膜のパターン形状を保持する性能(以下、「パターン保持性」ということがある)を向上させる目的で、当該流動パラフィンをゲル化させるゲル化剤を含有してもよい。当該ゲル化剤としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィンが挙げられ、これらから選択される1種または2種以上の混合物を用いることが好ましく、中でもポリエチレンを用いることがより好ましい。ポリオレフィンの重量平均分子量は、特に限定されないが、例えば、10,000以上のものの中から適宜選択することができ、10,000〜5,000,000のものが好ましく、20,000〜3,000,000がより好ましい。
(Thickener/gelling agent)
The bonding composition according to the present embodiment may contain a known thickener such as a polymethacrylic acid thickener.
In addition, the bonding composition according to the present embodiment, when containing liquid paraffin, aims to improve the performance of retaining the pattern shape of the coating film before sintering (hereinafter sometimes referred to as “pattern retention”). Then, a gelling agent for gelling the liquid paraffin may be contained. Examples of the gelling agent include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, polyisobutylene, and polymethylpentene, and it is preferable to use one kind or a mixture of two or more kinds selected from these, among which polyethylene is used. It is more preferable to use. The weight average molecular weight of the polyolefin is not particularly limited, but can be appropriately selected from, for example, 10,000 or more, and is preferably 10,000 to 5,000,000, and preferably 20,000 to 3,000. 1,000 is more preferable.

接合用組成物がゲル化剤を含有する場合、パターン保持性を高める観点から、流動パラフィンとゲル化剤の混合物がチキソトロピー性を有していると好ましい。流動パラフィンとゲル化剤の混合物の25℃におけるチキソ比は1.2以上であると好ましく、1.5以上であるとより好ましく、2.0以上であると更に好ましい。
なお、流動パラフィンとゲル化剤の混合物のチキソ比は、E型粘度計において異なる回転数で測定された粘度の比であり、(10rpmにおける粘度)/(100rpmにおける粘度)として算出される。
また、流動パラフィンとゲル化剤との配合比率は、所望の物性が得られる範囲で適宜調整すればよい。接合用組成物がゲル化剤を含有する場合、パターン保持性を向上する観点から、接合用組成物中に含まれる流動パラフィンとゲル化剤の合計100質量%に対し、ゲル化剤が0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、1質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、1.5質量%以上12質量%以下であることが更により好ましい。
When the bonding composition contains a gelling agent, the mixture of liquid paraffin and the gelling agent preferably has thixotropy from the viewpoint of enhancing the pattern retention. The thixo ratio at 25° C. of the mixture of liquid paraffin and gelling agent is preferably 1.2 or more, more preferably 1.5 or more, and further preferably 2.0 or more.
The thixotropic ratio of the mixture of liquid paraffin and gelling agent is a ratio of viscosities measured at different rotation speeds by an E-type viscometer, and is calculated as (viscosity at 10 rpm)/(viscosity at 100 rpm).
Further, the mixing ratio of the liquid paraffin and the gelling agent may be appropriately adjusted within the range where desired physical properties are obtained. In the case where the bonding composition contains a gelling agent, from the viewpoint of improving the pattern retention, the gelling agent is 0.1% by weight based on 100% by mass of the liquid paraffin and the gelling agent contained in the bonding composition. It is preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less, and even more preferably 1.5% by mass or more and 12% by mass or less.

[接合用組成物の用途]
本発明の接合用組成物は接合強度に優れる接合体を形成するため、複数の被接合物同士を接合するために用いることができる。また、当該接合体は導電性にも優れるため、例えば基材と素子とを電気的に接合する用途にも用いることができる。さらに、本発明の接合用組成物は、常温において非揮発性を示すため、例えば基材上に塗布された状態で放置されても乾燥が抑制される。すなわち、本発明の接合用組成物は、スクリーン印刷等の工程において扱いやすく、導電性インクとしても好適に用いることができる。
[Use of the bonding composition]
Since the bonding composition of the present invention forms a bonded body having excellent bonding strength, it can be used for bonding a plurality of objects to be bonded. Further, since the bonded body has excellent conductivity, it can be used, for example, for the purpose of electrically bonding the base material and the element. Furthermore, since the bonding composition of the present invention is non-volatile at room temperature, drying is suppressed even if it is left in a state of being coated on a substrate, for example. That is, the bonding composition of the present invention is easy to handle in a process such as screen printing and can be suitably used as a conductive ink.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<SEM画像観察>
測定装置:日本電子製FE−EPMA JXA−8500F
測定条件:加速電圧 15〜20kV
観察倍率 ×1,500〜×30,000
<SEM image observation>
Measuring device: JEOL FE-EPMA JXA-8500F
Measurement conditions: acceleration voltage 15 to 20 kV
Observation magnification ×1,500 to ×30,000

<平均一次粒子径及び変動率の計算>
測定装置:日本電子製FE−EPMA JXA−8500F
平均一次粒子径:サンプル20点の平均値
変動率:サンプル20点の標準偏差/平均値で計算される値
<Calculation of average primary particle size and fluctuation rate>
Measuring device: JEOL FE-EPMA JXA-8500F
Average primary particle size: average value of 20 samples Variability: standard deviation of 20 samples/value calculated by average value

<熱重量・示差熱(TG−DTA)分析>
測定装置:リガク社製TG8120
昇温速度:10℃/min
測定温度範囲:25〜500℃
測定雰囲気:窒素(250ml/min)
<Thermogravimetric/differential heat (TG-DTA) analysis>
Measuring device: Rigaku TG8120
Temperature rising rate: 10°C/min
Measurement temperature range: 25-500°C
Measurement atmosphere: Nitrogen (250 ml/min)

<粉末X線回折(XRD)分析>
測定装置:リガク社製Smartlab
管電圧:45kV
管電流:200mA
<Powder X-ray diffraction (XRD) analysis>
Measuring device: Rigaku Smartlab
Tube voltage: 45kV
Tube current: 200mA

[被覆金属粒子及び接合用組成物の製造]
(製造例1)被覆銅粒子Cu1の製造
攪拌機、温度計、還流冷却管、および窒素導入管を備えた3000mLガラス製四ツ口フラスコを150℃のオイルバス内に設置した。
上記フラスコ内に、ギ酸銅無水物484g(3.1モル)と、カプリル酸(関東化学株式会社製)98g(0.2当量/ギ酸銅無水物)と、媒体(補助媒体)としてのトリプロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業株式会社製)150g(0.2当量/ギ酸銅無水物)と、媒体(主媒体)としての石油系炭化水素(C9アルキルシクロヘキサン混合物)(ゴードー社製「スワクリーン150」)562g(1.4当量/ギ酸銅無水物)とを仕込んだ。窒素雰囲気下、上記フラスコ内の内容物をオイルバスで加温しながら、液温度が50℃になるまで、攪拌しながら、混合した。
上記混合物に対して、錯化剤として3−アミノ−1−プロパノール(東京化成工業株式会社製)712g(3.0当量/ギ酸銅無水物)をゆっくり滴下した。滴下終了後、フラスコの内容物をオイルバスで加温して、液温度が120℃付近になるまで、攪拌しながら、混合した。液温度の上昇に伴って、反応液は濃青色から茶褐色に変化し、炭酸ガスの発泡が生じた。炭酸ガスの発泡が収まった時点を反応終点として、オイルバス温調を停止し、室温まで自然冷却した。
室温まで冷却した上記反応液に対して、メタノール(関東化学株式会社製)1200gを添加し、混合した。得られた混合液を30分間以上静置した後、上澄み液をデカンテーションして、沈殿物を得た。上記沈殿物に対して、メタノール(関東化学株式会社製)1200gと、アセトン(関東化学株式会社製)390gとを添加し、混合した。得られた混合液を30分間以上静置した後、上澄み液をデカンテーションして、沈殿物を得た。これらの操作(メタノールおよびアセトンの添加とデカンテーション)をさらにもう一回繰り返した。
得られた沈殿物を、メタノール(関東化学株式会社製)400gを用いて500mLナスフラスコに移した。これを30分間以上静置した後、上澄み液をデカンテーションした。
得られた沈殿物に対して、イソ酪酸3−ヒドロキシ−2,2,4−トリメチルペンチル18gを添加し、混合した。その後、ナスフラスコを回転式エバポレータに設置し、内容物を減圧乾燥(真空乾燥)した。減圧乾燥(真空乾燥)後、室温まで自然冷却した後、ナスフラスコ内を窒素置換しながら減圧解除した。以上のようにして、200gの茶褐色粘稠体の被覆銅粒子Cu1を得た。
[Production of Coated Metal Particles and Bonding Composition]
(Production Example 1) Production of Coated Copper Particles Cu1 A 3000 mL glass four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux cooling tube, and a nitrogen introduction tube was placed in an oil bath at 150°C.
In the flask, 484 g (3.1 mol) of copper formate anhydride, 98 g of caprylic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) (0.2 equivalent/copper formate anhydride), and tripropylene as a medium (auxiliary medium) 150 g (0.2 equivalents/copper anhydride) of glycol monomethyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and petroleum-based hydrocarbon (C9 alkylcyclohexane mixture) as a medium (main medium) (“Swaclean 150” manufactured by Gordo). )) 562 g (1.4 eq/copper formate anhydride) was charged. Under a nitrogen atmosphere, the contents in the flask were heated with an oil bath and mixed until the liquid temperature reached 50° C. with stirring.
712 g (3.0 equivalents/copper formic anhydride) of 3-amino-1-propanol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was slowly added dropwise to the above mixture as a complexing agent. After the dropping was completed, the contents of the flask were heated in an oil bath and mixed while stirring until the liquid temperature reached around 120°C. As the liquid temperature increased, the reaction liquid changed from dark blue to dark brown, and carbon dioxide gas foamed. The reaction was terminated when the bubbling of carbon dioxide gas stopped, the oil bath temperature control was stopped, and the mixture was naturally cooled to room temperature.
1200 g of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added to and mixed with the above reaction liquid cooled to room temperature. After leaving the obtained mixed liquid for 30 minutes or more, the supernatant was decanted to obtain a precipitate. To the precipitate, 1200 g of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and 390 g of acetone (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were added and mixed. After leaving the obtained mixed liquid for 30 minutes or more, the supernatant was decanted to obtain a precipitate. These operations (addition of methanol and acetone and decantation) were repeated once more.
The obtained precipitate was transferred to a 500 mL eggplant flask using 400 g of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.). After allowing this to stand for 30 minutes or more, the supernatant was decanted.
To the obtained precipitate, 18 g of 3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl isobutyrate was added and mixed. Then, the eggplant flask was placed in a rotary evaporator, and the contents were dried under reduced pressure (vacuum drying). After drying under reduced pressure (vacuum drying), the mixture was naturally cooled to room temperature, and then the inside of the eggplant flask was purged with nitrogen to release the reduced pressure. As described above, 200 g of brownish brown viscous coated copper particles Cu1 were obtained.

(製造例2)被覆銅粒子Cu2の製造
製造例1において、カプリル酸をラウリン酸(関東化学株式会社製)68g(ギ酸銅無水物に対して0.1当量)に変更した以外は、製造例1と同様にして、200gの茶褐色粘稠体の被覆銅粒子Cu2を得た。
(Production Example 2) Production of coated copper particles Cu2 Production Example 1 except that caprylic acid was changed to 68 g of lauric acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) (0.1 equivalent to copper formate anhydride). In the same manner as in 1., 200 g of brownish brown viscous coated copper particles Cu2 were obtained.

(製造例3)被覆銅粒子Cu3の製造
製造例1において、カプリル酸の量を31.8gに、石油系炭化水素(スワクリーン150)の量を279gに、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルの量を74.3gに、3−アミノ−1−プロパノールの量を354gに変更した以外は、製造例1と同様にして、200gの茶褐色粘稠体の被覆銅粒子Cu3を得た。
(Production Example 3) Production of coated copper particles Cu3 In Production Example 1, the amount of caprylic acid was 31.8 g, the amount of petroleum hydrocarbon (Swaclean 150) was 279 g, and the amount of tripropylene glycol monomethyl ether was 74. In the same manner as in Production Example 1 except that the amount of 3-amino-1-propanol was changed to 354 g, to 0.3 g, 200 g of brownish brown viscous coated copper particles Cu3 were obtained.

(製造例4)被覆銀粒子Ag1の製造
スターラーバー、温度計、および還流冷却管を備えた300mLガラス製ナスフラスコを100℃のオイルバス内に設置した。
上記フラスコ内に、シュウ酸銀無水物30g(0.1モル)と、ウンデカン酸(関東化学株式会社製)6g(0.3当量/シュウ酸銀無水物)と、媒体(補助媒体)としてのトリプロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業株式会社製)10g(0.5当量/シュウ酸銀無水物)と、媒体(主媒体)としての石油系炭化水素(C9アルキルシクロヘキサン混合物)(ゴードー社製「スワクリーン150」)54g(4.3当量/シュウ酸銀無水物)とを仕込んだ。窒素雰囲気下、上記フラスコ内の内容物をオイルバスで加温しながら、液温度が50℃になるまで、攪拌しながら混合した。
上記混合物に対して、錯化剤として3−アミノ−1−プロパノール(東京化成工業株式会社製)52g(7.0当量/シュウ酸銀無水物)をゆっくり滴下した。滴下終了後、フラスコの内容物をオイルバスで加温して、液温度が85℃付近になるまで、攪拌しながら混合し、さらにこの温度での加熱攪拌を続けた。滴下終了後から3時間後にオイルバスの加熱を停止して反応を終了し、反応液を室温まで自然冷却した。
室温まで冷却した上記反応液に対して、メタノール(関東化学株式会社製)160gを添加し、混合した。得られた混合液を30分間以上静置した後、上澄み液をデカンテーションして、沈殿物を得た。上記沈殿物に対して、メタノール(関東化学株式会社製)80gと、アセトン(関東化学株式会社製)80gとを添加し、混合した。得られた混合液を30分間以上静置した後、上澄み液をデカンテーションして、沈殿物を得た。これらの操作(メタノールおよびアセトンの添加とデカンテーション)をさらにもう一回繰り返した。
得られた沈殿物に対して、メタノール(関東化学株式会社製)80gとイソ酪酸3−ヒドロキシ−2,2,4−トリメチルペンチル1.7gとを添加し、混合した。これをナスフラスコに入れ、回転式エバポレータに設置し、内容物を減圧乾燥(真空乾燥)した。減圧乾燥(真空乾燥)後、室温まで自然冷却した後、ナスフラスコ内を窒素置換しながら減圧解除した。以上のようにして、18gの銀色の被覆銀粒子Ag1を得た。
(Production Example 4) Production of coated silver particles Ag1 A 300 mL eggplant flask made of glass equipped with a stirrer bar, a thermometer, and a reflux condenser was placed in an oil bath at 100°C.
In the flask, 30 g (0.1 mol) of silver oxalate anhydride, 6 g of undecanoic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) (0.3 equivalent/silver oxalate anhydride), and as a medium (auxiliary medium) Tripropylene glycol monomethyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 10 g (0.5 equivalent/silver oxalate anhydride) and petroleum hydrocarbon (C9 alkylcyclohexane mixture) as a medium (main medium) (manufactured by Gordo Co., Ltd. (Swaclean 150") 54 g (4.3 equivalents/anhydrous silver oxalate) were charged. Under a nitrogen atmosphere, the contents in the flask were heated with an oil bath and mixed with stirring until the liquid temperature reached 50°C.
To the above mixture, 52 g (7.0 equivalents/silver oxalate anhydrous) of 3-amino-1-propanol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was slowly added dropwise as a complexing agent. After the completion of the dropping, the contents of the flask were heated in an oil bath and mixed while stirring until the liquid temperature reached around 85° C., and further heating and stirring at this temperature were continued. After 3 hours from the end of the dropping, the heating of the oil bath was stopped to end the reaction, and the reaction solution was naturally cooled to room temperature.
To the above reaction liquid cooled to room temperature, 160 g of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added and mixed. After leaving the obtained mixed liquid for 30 minutes or more, the supernatant was decanted to obtain a precipitate. 80 g of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and 80 g of acetone (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were added to and mixed with the above precipitate. After leaving the obtained mixed liquid for 30 minutes or more, the supernatant was decanted to obtain a precipitate. These operations (addition of methanol and acetone and decantation) were repeated once more.
To the obtained precipitate, 80 g of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and 1.7 g of 3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl isobutyrate were added and mixed. This was placed in an eggplant-shaped flask, placed in a rotary evaporator, and the contents were dried under reduced pressure (vacuum drying). After drying under reduced pressure (vacuum drying), the mixture was naturally cooled to room temperature, and then the inside of the eggplant flask was purged with nitrogen to release the reduced pressure. As described above, 18 g of silver-colored coated silver particles Ag1 were obtained.

(被覆金属粒子の評価)
被覆金属粒子の物性評価は、TG−DTA分析、XRD分析、SEM画像観察によって実施した。
(Evaluation of coated metal particles)
The physical properties of the coated metal particles were evaluated by TG-DTA analysis, XRD analysis and SEM image observation.

(実施例1)
まず、流動パラフィン(ハイコールK−230:カネダ株式会社製)0.4質量部と、n−デカナール(東京化成株式会社製)0.05質量部と、を配合して、攪拌機(あわとり練太郎(ARE−310):シンキー社製)を用いて2000rpmの回転速度で30秒撹拌した。
次いで、平均粒子径が0.5μmの銅粉(1050Y:三井金属鉱業株式会社製)4質量部を配合して、上記攪拌機を用いて2000rpmの回転速度で30秒の撹拌を2回行った。
次いで、被覆金属粒子(製造例1で得られた被覆銅粒子Cu1)を5.4質量部と、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート(キョーワノールM:KHネオケム株式会社製)0.6質量部と、を配合して、上記攪拌機を用いて2000rpmの回転速度で30秒の撹拌を3回行った。
次いで、容器(なんこう黒160ml:近畿容器株式会社製)上に見開き15μmのナイロンメッシュを張り、撹拌された混合物を当該メッシュ上に乗せたのちに、上記攪拌機を用いて2000rpmの回転速度で15秒撹拌し、メッシュ濾過を行った。以上のようにして、実施例1の接合用組成物を得た。得られた接合用組成物は分散性に優れていた。
(Example 1)
First, 0.4 part by mass of liquid paraffin (High Coal K-230: manufactured by Kaneda Co., Ltd.) and 0.05 part by mass of n-decanal (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) were mixed, and a stirrer (Awatori Kentaro) (ARE-310): manufactured by Shinky Co., Ltd.) and stirred for 30 seconds at a rotation speed of 2000 rpm.
Next, 4 parts by mass of copper powder (1050Y: manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) having an average particle diameter of 0.5 μm was mixed, and stirring was performed twice at a rotation speed of 2000 rpm for 30 seconds using the above stirrer.
Next, 5.4 parts by mass of coated metal particles (coated copper particles Cu1 obtained in Production Example 1) and 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (Kyowanol M:KH). 0.6 parts by mass (Neochem Co., Ltd.) was mixed, and stirring was performed three times at a rotation speed of 2000 rpm for 30 seconds using the above stirrer.
Then, a nylon mesh having a spread of 15 μm was placed on a container (160 ml of Nanko Black: manufactured by Kinki Kako Co., Ltd.), the stirred mixture was placed on the mesh, and then the mixture was stirred at a rotation speed of 2000 rpm for 15 minutes using the above stirrer. It was stirred for 2 seconds, and mesh filtration was performed. As described above, the bonding composition of Example 1 was obtained. The obtained bonding composition was excellent in dispersibility.

(実施例2〜4)
各成分及び配合量を下表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜4の接合用組成物を得た。得られた接合用組成物は分散性に優れていた。
なお、表1中の「銅粉(0.2μm)」は、平均粒子径が0.2μmの銅粉(1020Y:三井金属鉱業株式会社製)である。
また、表1中のハイコールK−230、ハイコールK−290(いずれもカネダ株式会社製)は、それぞれ流動パラフィンを99.9995質量%とトコフェロールを0.0005質量%とを含んでいる。ハイコールK−230の密度は、15℃で0.835〜0.855g/cmであり、動粘度は37.8℃で11.7〜15.7mm/sである。また、ハイコールK−290の密度は、15℃で0.850〜0.865g/cmであり、動粘度は37.8℃で159.2〜175mm/sである。
(Examples 2 to 4)
The bonding compositions of Examples 2 to 4 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the components and blending amounts were changed as shown in Table 1 below. The obtained bonding composition was excellent in dispersibility.
The “copper powder (0.2 μm)” in Table 1 is a copper powder having an average particle diameter of 0.2 μm (1020Y: manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.).
High Coal K-230 and High Coal K-290 (both manufactured by Kaneda Co., Ltd.) in Table 1 each contain 99.99995% by mass of liquid paraffin and 0.0005% by mass of tocopherol. The density of Hicol K-230 is 0.835 to 0.855 g/cm 3 at 15°C, and the kinematic viscosity is 11.7 to 15.7 mm 2 /s at 37.8°C. Further, the density of High Coal K-290 is 0.850 to 0.865 g/cm 3 at 15°C, and the kinematic viscosity is 159.2 to 175 mm 2 /s at 37.8°C.

(実施例5、9)
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート0.6質量部を配合する際に、n−デカノール(富士フイルム和光純薬株式会社製)0.25質量部をともに配合した以外は、実施例1と同様の手順にて、実施例5、9の接合用組成物を得た。得られた接合用組成物は分散性に優れていた。
(Examples 5 and 9)
When blending 0.6 parts by mass of 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate, 0.25 parts by mass of n-decanol (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were blended together. Except for the above, the bonding compositions of Examples 5 and 9 were obtained by the same procedure as in Example 1. The obtained bonding composition was excellent in dispersibility.

(実施例6)
n−デカナール0.05質量部の代わりにn−ドデカナール(東京化成株式会社製)0.05質量部を配合した以外は、実施例5と同様の手順にて、実施例6の接合用組成物を得た。得られた接合用組成物は分散性に優れていた。
(Example 6)
The bonding composition of Example 6 was prepared in the same procedure as in Example 5 except that 0.05 part by mass of n-dodecanal (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) was added instead of 0.05 part by mass of n-decanal. Got The obtained bonding composition was excellent in dispersibility.

(実施例7)
n−デカナール0.05質量部の代わりにオクタン酸(ルナック 8−98:花王株式会社製)0.05質量部を配合した以外は、実施例5と同様の手順にて、実施例7の接合用組成物を得た。得られた接合用組成物は分散性に優れていた。
(Example 7)
Bonding of Example 7 was performed in the same procedure as in Example 5 except that 0.05 part by mass of octanoic acid (Lunack 8-98: manufactured by Kao Corporation) was added instead of 0.05 part by mass of n-decanar. A composition for use was obtained. The obtained bonding composition was excellent in dispersibility.

(実施例8)
流動パラフィンを配合せず、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート0.6質量部を配合する際にブチルカルビトール(株式会社ゴードー製)0.5質量部を更に配合した以外は、実施例5と同様の手順にて、実施例8の接合用組成物を得た。得られた接合用組成物は分散性に優れていた。
(Example 8)
0.5 parts by mass of butyl carbitol (manufactured by Gordo Co., Ltd.) was used when 0.6 parts by mass of 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate was compounded without compounding liquid paraffin. A bonding composition of Example 8 was obtained by the same procedure as in Example 5 except that the composition was further added. The obtained bonding composition was excellent in dispersibility.

(実施例10)
被覆銅粒子Cu1の代わりに被覆銀粒子Ag1を用い、銅粉の代わりに平均粒子径が1μmの銀粉(SL01:三井金属鉱業株式会社製)を用いた以外は、実施例1と同様の手順にて、実施例10の接合用組成物を得た。得られた接合用組成物は分散性に優れていた。
(Example 10)
Coated silver particles Ag1 were used instead of the coated copper particles Cu1, and silver powder having an average particle diameter of 1 μm (SL01: manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) was used instead of the copper powder, in the same procedure as in Example 1. Thus, the bonding composition of Example 10 was obtained. The obtained bonding composition was excellent in dispersibility.

(実施例11)
被覆銅粒子Cu1の代わりに被覆銀粒子Ag1を用い、銅粉の代わりに平均粒子径が1μmの銀粉を用いた以外は、実施例8と同様の手順にて、実施例11の接合用組成物を得た。得られた接合用組成物は分散性に優れていた。
(Example 11)
The bonding composition of Example 11 was prepared in the same procedure as in Example 8 except that the coated silver particles Ag1 were used instead of the coated copper particles Cu1, and the silver powder having an average particle diameter of 1 μm was used instead of the copper powder. Got The obtained bonding composition was excellent in dispersibility.

Figure 2020087766
Figure 2020087766

(比較例1〜6)
実施例1において、各成分及び配合量を下表2のように変更した以外は、実施例1と同様の手順にて、比較例1〜6の接合用組成物を得た。なお、表2中のn−ヘプタナールは東京化成株式会社製、イソフタルアルデヒドは東京化成株式会社製である。また、SC−0708Aは、日油株式会社製の分散剤である。
(Comparative Examples 1 to 6)
The bonding compositions of Comparative Examples 1 to 6 were obtained in the same procedure as in Example 1 except that the components and blending amounts in Example 1 were changed as shown in Table 2 below. In Table 2, n-heptanal is manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd., and isophthalaldehyde is manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd. SC-0708A is a dispersant manufactured by NOF CORPORATION.

Figure 2020087766
Figure 2020087766

<放置安定性評価>
実施例1〜11及び比較例1〜6の接合用組成物を、それぞれシリンジ(3ccのクリアシリンジと3cc用のプランジャー(イエロー)を使用:いずれも武蔵エンジニアリング株式会社製)に充填し、ニードル(20〜22G:武蔵エンジニアリング株式会社製)を用いて、エアディスペンサー(ML5000XII:武蔵エンジニアリング株式会社製)で、5mm×5mm×500μmのシリコン基板(Ti/Ni/Auメッキ)のAuメッキ面上に2〜4mg塗布した。次いで、当該接合用組成物上に2mm×2mm×500μmのシリコンチップ(Ti/Ni/Auメッキ)を、Auメッキ面が接触するように乗せ、シリコン基板とシリコンチップとの距離が50μmになるように圧着した。
その後、当該シリコン基板及びシリコンチップを、電気炉(KDF900GL:デンケンハイデンタル株式会社製)を用いて、100℃で60分加熱した。その後、さらに10℃/分の速度で所定の焼結温度になるまで昇温し、当該焼結温度で60分間加熱して接合体を得た。
焼結温度は、実施例1〜8、及び比較例2〜4の接合用組成物については350℃とし、実施例11、比較例1、5〜6の接合用組成物については250℃とした。また、実施例9、10の接合用組成物については、250℃、350℃の両方の焼結温度において焼結させた。なお、塗膜の加熱を開始する時点から、電気炉内を50℃まで冷却する時点までの間、窒素ガスを5L/minの流量で供給し続けた。
<Left stability evaluation>
A syringe (using a clear syringe of 3 cc and a plunger for 3 cc (yellow): all manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) was filled with the bonding composition of each of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 6, and a needle was filled. (20-22G: Musashi Engineering Co., Ltd.), using an air dispenser (ML5000XII: Musashi Engineering Co., Ltd.), on the Au-plated surface of a 5 mm×5 mm×500 μm silicon substrate (Ti/Ni/Au plating). 2 to 4 mg was applied. Then, a 2 mm×2 mm×500 μm silicon chip (Ti/Ni/Au plating) is placed on the bonding composition so that the Au plating surface is in contact, and the distance between the silicon substrate and the silicon chip is 50 μm. Crimped to.
After that, the silicon substrate and the silicon chip were heated at 100° C. for 60 minutes by using an electric furnace (KDF900GL: manufactured by Denken High Dental Co., Ltd.). Then, the temperature was further raised to a predetermined sintering temperature at a rate of 10° C./minute, and heating was performed at the sintering temperature for 60 minutes to obtain a joined body.
The sintering temperature was 350° C. for the bonding compositions of Examples 1-8 and Comparative Examples 2-4, and 250° C. for the bonding compositions of Example 11, Comparative Examples 1, 5-6. .. Further, the bonding compositions of Examples 9 and 10 were sintered at both sintering temperatures of 250°C and 350°C. Note that nitrogen gas was continuously supplied at a flow rate of 5 L/min from the time when the heating of the coating film was started until the time when the inside of the electric furnace was cooled to 50°C.

実施例1〜11及び比較例1〜6の接合用組成物を用いて形成した接合体について、それぞれボンドテスター(Condor Sigma:オランダXYZTEC社製)を用いてダイシェアテストを行い、接合強度を測定した。その結果を表3及び表4に示す。表3、表4において、接合強度が特に高い場合は「◎」、接合強度が高い場合は「○」、接合強度が低い場合は「×」として示している。 Die shear tests were performed on the bonded bodies formed using the bonding compositions of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 6 using a bond tester (Condor Sigma: manufactured by XYZTEC of the Netherlands) to measure the bonding strength. did. The results are shown in Tables 3 and 4. In Tables 3 and 4, “⊚” indicates that the joining strength is particularly high, “◯” indicates that the joining strength is high, and “x” indicates that the joining strength is low.

Figure 2020087766
Figure 2020087766

Figure 2020087766
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[結果のまとめ]
表3に示されるように、前記接合強度評価の結果から、本発明に係る接合用組成物は、それぞれ十分な接合強度を示すことが分かった。これは、本発明に係る接合用組成物が、接合強度に優れていたことを示すものである。
[Summary of results]
As shown in Table 3, it was found from the results of the bonding strength evaluation that the bonding compositions according to the present invention each exhibit sufficient bonding strength. This indicates that the bonding composition according to the present invention was excellent in bonding strength.

また、実施例5及び6を比較すると、n−デカナールを含む接合用組成物(実施例5)を用いた接合体は、n−ドデカナールを含む接合用組成物(実施例6)を用いた接合体に比べて特に高い接合強度を示していた。これは、脂肪族アルデヒド系溶媒の中でも特にn−デカナールを用いることによって接合体の接合強度が向上することを示すものである。 In addition, comparing Examples 5 and 6, the bonding body using the bonding composition containing n-decanal (Example 5) was bonded using the bonding composition containing n-dodecanal (Example 6). The joint strength was particularly high compared to the body. This shows that the joining strength of the joined body is improved by using n-decanal among the aliphatic aldehyde solvents.

さらに、実施例1〜11の中でも、流動パラフィンを用いた実施例(実施例1〜5、7、9、10)は、流動パラフィンを用いなかった実施例(実施例8、11)と比べて特に高い接合強度を示していた。これは、当該流動パラフィンによって被覆金属粒子や金属粉の分散性が向上したためであると考えられる。 Further, among Examples 1 to 11, the examples using liquid paraffin (Examples 1 to 5, 7, 9, and 10) were compared with the examples not using liquid paraffin (Examples 8 and 11). Particularly high bonding strength was exhibited. It is considered that this is because the liquid paraffin improved the dispersibility of the coated metal particles and the metal powder.

以上の結果から、金属粉と、前記金属粉よりも粒子径の小さい金属核粒子の表面に複数の脂肪族カルボン酸(A1)及び脂肪族アルデヒド(A2)から選択される1種以上の被覆分子が2.5〜5.2分子/nmの密度で被覆した被覆金属粒子(A)と、沸点が160℃以上300℃以下の脂肪族カルボン酸系溶媒(B1)及び沸点が160℃以上300℃以下の脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)から選択される1種以上の溶媒(B)と、を含有する接合用組成物は、接合強度に優れる接合体を形成することが示された。 From the above results, metal powder and one or more coating molecules selected from a plurality of aliphatic carboxylic acids (A1) and aliphatic aldehydes (A2) on the surface of metal core particles having a smaller particle size than the metal powder. Of the coated metal particles (A) having a density of 2.5 to 5.2 molecules/nm 2 , an aliphatic carboxylic acid solvent (B1) having a boiling point of 160° C. or higher and 300° C. or lower, and a boiling point of 160° C. or higher 300 It was shown that the bonding composition containing one or more solvents (B) selected from aliphatic aldehyde solvents (B2) at a temperature of not higher than 0° C. forms a bonded body having excellent bonding strength.

Claims (3)

金属粉と、
前記金属粉よりも粒子径の小さい金属核粒子の表面に複数の脂肪族カルボン酸(A1)及び脂肪族アルデヒド(A2)から選択される1種以上の被覆分子が2.5〜5.2分子/nmの密度で被覆した被覆金属粒子(A)と、
沸点が160℃以上300℃以下の脂肪族カルボン酸系溶媒(B1)及び沸点が160℃以上300℃以下の脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)から選択される1種以上の溶媒(B)と、を含有する、
接合用組成物。
Metal powder,
2.5 to 5.2 molecules of one or more kinds of coating molecules selected from a plurality of aliphatic carboxylic acids (A1) and aliphatic aldehydes (A2) are provided on the surface of the metal core particles having a smaller particle size than the metal powder. Coated metal particles (A) coated at a density of /nm 2 ;
One or more solvents (B) selected from an aliphatic carboxylic acid solvent (B1) having a boiling point of 160° C. or higher and 300° C. or lower and an aliphatic aldehyde solvent (B2) having a boiling point of 160° C. or higher and 300° C. or lower; Containing,
Composition for bonding.
前記脂肪族アルデヒド系溶媒(B2)がデカナールを含む、
請求項1に記載の接合用組成物。
The aliphatic aldehyde solvent (B2) contains decanal,
The bonding composition according to claim 1.
前記脂肪族カルボン酸系溶媒(B1)がオクタン酸を含む、
請求項1または2に記載の接合用組成物。
The aliphatic carboxylic acid solvent (B1) contains octanoic acid,
The bonding composition according to claim 1 or 2.
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