JP2020113623A - 電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る電子部品の製造方法は、銅粒子及び軟化点を有する無機酸化物粒子を含むペーストを、無機基板が備えるスルーホールに埋設する埋設工程と、酸素含有ガス雰囲気下、無機酸化物粒子の軟化点未満且つ銅粒子の焼結温度以上の温度で加熱して焼結体を形成する焼結工程と、不活性ガス雰囲気下、無機酸化物粒子の軟化点以上の温度で加熱する軟化工程と、還元性ガス雰囲気下、無機酸化物粒子の軟化点未満の温度で加熱する還元工程と、を含むものである。
埋設工程は、銅粒子及び軟化点を有する無機酸化物粒子を含むペーストを、無機基板が備えるスルーホールに埋設する工程である。
無機基板は、少なくともスルーホールを備えるものである。無機基板は、例えば半導体基板であり、表面に酸化物を有するものであってよい。後述する軟化工程において無機酸化物粒子が軟化されて無機基板と無機酸化物粒子に由来する成分が反応する。無機酸化物粒子に由来する成分は、銅粒子並びに銅酸化物粒子及び/又はニッケル酸化物粒子が焼結して生成する多孔質体(電極)の空隙に含まれているため、上述のようにして無機基板と反応することにより、多孔質体である電極と、無機基板との密着性を高めることができる。
ペーストは、銅粒子及び軟化点を有する無機酸化物粒子を含んでいるものである、銅粒子は酸素含有ガス雰囲気下で焼結されることにより、銅酸化物の多孔質体となり体積膨張が生じる。
銅粒子としては、特に限定されないが、例えばガスアトマイズ法、水アトマイズ法、または液相還元析出法等の方法で製造された粒子であり、50%粒子径が70nm以上、10μm以下であることが好ましい。
無機酸化物粒子は、軟化点を有するものである。このように、無機酸化物が軟化点を有することにより、後述する軟化工程において軟化させて多孔質の焼結体の内部を、細孔を経由して無機基板付近まで移動させることができる。
有機ビヒクル中のバインダー樹脂の含有量%としては、0.05質量%以上17質量%以下であることが好ましい。バインダー樹脂は加熱により分解される樹脂であれば特に限定されないが、例えばメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース樹脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。その中でも、酸素や一酸化炭素と反応してペースト中から容易に消失する傾向があるセルロース系樹脂を用いることが好ましく、セルロース系樹脂の中でも、エチルセルロースを用いることがより好ましい。
導電性ペーストに含有される溶剤としては、適正な沸点、蒸気圧、粘性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば炭化水素系溶剤、塩素化炭化水素系溶剤、環状エーテル系溶剤、アミド系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系化合物、多価アルコールのエステル系溶剤、多価アルコールのエーテル系溶剤、テルペン系溶剤及びこれらの混合物が挙げられる。これらの中で、沸点が200℃近傍にあるテキサノール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオールを用いることが好ましい。
有機ビヒクルとは、バインダー樹脂、溶媒及びその他必要に応じて添加される有機物を全て混合した液体のことである。本発明に記載の雰囲気中で焼結する場合は、バインダー樹脂と溶剤を混合して作製した有機ビヒクルを用いることで十分であるが、必要に応じて金属塩とポリオールを混合して用いることができる。金属塩の例としては、例えば第1の金属元素としてCuを用いる場合には、酢酸銅(II)、安息香酸銅(II)、ビス(アセチルアセトナート)銅(II)等が挙げられる。また、ポリオールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、テトラエチレングリコールが挙げられる。これらを添加することで、焼結時にポリオールが金属塩を還元して、還元された金属が粒子間の空隙に析出するので、粒子間の電気伝導性を高める作用をする。
ペーストは、上述したバインダー樹脂と溶媒を混合し、さらに銅粒子を添加して、遊星ミキサー等の装置を用いて混練することができる。また、必要に応じて三本ロールミルを用いて粒子の分散性を高めることもできる。
焼結工程は、上述した埋設工程で得られた埋設基板を、酸素ガス含有雰囲気下、無機酸化物粒子の軟化点未満且つ銅粒子の焼結温度以上の温度で加熱して焼結体を形成する工程である。
軟化工程は、不活性雰囲気下、無機酸化物粒子の軟化点以上の温度で加熱する工程である。
還元工程は、還元性ガス雰囲気下、無機酸化物粒子の軟化点未満の温度で加熱する工程である。
Claims (4)
- 銅粒子及び軟化点を有する無機酸化物粒子を含むペーストを、無機基板が備えるスルーホールに埋設する埋設工程と、
酸素含有ガス雰囲気下、前記無機酸化物粒子の軟化点未満且つ前記銅粒子の焼結温度以上の温度で加熱して焼結体を形成する焼結工程と、
不活性ガス雰囲気下、前記無機酸化物粒子の軟化点以上の温度で加熱する軟化工程と、
還元性ガス雰囲気下、前記無機酸化物粒子の軟化点未満の温度で加熱する還元工程と、を含む、
電子部品の製造方法。 - 前記焼結工程における加熱温度が、250℃以下750℃未満である、
請求項1に記載の電子部品の製造方法。 - 前記焼結工程における前記酸素含有ガス雰囲気中における酸素濃度が、1000ppm以上である、
請求項1又は2に記載の電子部品の製造方法。 - 前記軟化工程において、前記無機酸化物粒子に由来する成分と、無機基板とを一体化させる、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JPH05347484A (ja) * | 1992-06-16 | 1993-12-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ビア形成ペーストおよびビア形成方法 |
JPH0745931A (ja) * | 1993-07-29 | 1995-02-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 微細配線の形成方法及び該方法に用いられる導体ペースト |
JP2010108917A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-05-13 | Mitsuboshi Belting Ltd | スルーホール充填用銅導体ペースト、銅導体スルーホール充填基板の製造方法、銅導体スルーホール充填基板、回路基板、電子部品、半導体パッケージ |
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- 2019-01-10 JP JP2019002835A patent/JP7208619B2/ja active Active
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