JP2020198394A - Method for manufacturing electronic component and electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品の製造方法及び電子部品に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electronic component and an electronic component.
ポリマー成形体の表面上に、機能的及び/又は装飾的な表面加工の目的で金属層を設ける方法として、金属めっきが利用されている。金属配線等のように金属層が所定のパターンを有する場合、選択的に金属めっきを施すことが行われる。例えば、レーザー・ダイレクト・ストラクチャリング(LDS)を用いる方法が知られており、LDSにより銅配線を形成する場合、触媒を含むポリマー成形体の銅配線を形成する部分にレーザーを照射して触媒を活性化させることにより、触媒に選択的に(銅配線を形成する部分のみに)無電解銅めっきを施すことができ、その結果、所定のパターンを有する銅配線を形成できる(例えば特許文献1)。しかし、このような方法は触媒を含むポリマーが高価であるなどの問題がある。 Metal plating is used as a method of providing a metal layer on the surface of a polymer molded product for the purpose of functional and / or decorative surface processing. When the metal layer has a predetermined pattern such as metal wiring, metal plating is selectively performed. For example, a method using laser direct structuring (LDS) is known, and when copper wiring is formed by LDS, the portion of the polymer molded body containing the catalyst that forms the copper wiring is irradiated with a laser to provide the catalyst. By activating, the catalyst can be selectively subjected to electroless copper plating (only in the portion where the copper wiring is formed), and as a result, the copper wiring having a predetermined pattern can be formed (for example, Patent Document 1). .. However, such a method has a problem that the polymer containing the catalyst is expensive.
一方で、ABS樹脂及びポリプロピレン等の汎用プラスチックから形成されるポリマー成形体に金属めっきを施す方法も検討されている。例えば、下記特許文献2には、オゾン水処理を含む表面処理が施されたABS樹脂の基材に、Ni−P金属被膜を形成する方法が開示されている。また、下記特許文献3には、ABS樹脂の代替え素材であるポリプロピレン樹脂の所望の場所にのみ選択的に、密着性に優れた無電解Niめっき被膜を形成することを目的として、所定の膨潤処理をしたポリプロピレン樹脂成形体のめっき処理を施す領域のみにUV照射を行う方法が提案されている。 On the other hand, a method of metal plating a polymer molded body formed of a general-purpose plastic such as ABS resin and polypropylene is also being studied. For example, Patent Document 2 below discloses a method of forming a Ni-P metal film on a base material of an ABS resin that has been subjected to a surface treatment including ozone water treatment. Further, in Patent Document 3 below, a predetermined swelling treatment is performed for the purpose of selectively forming an electroless Ni plating film having excellent adhesion only at a desired location of polypropylene resin, which is a substitute material for ABS resin. A method of irradiating UV only to the area to be plated with the polypropylene resin molded product has been proposed.
しかし、特許文献2及び3に記載の方法も無電解めっきの工程が必要であり、生産性の点で課題がある。更に、本発明者らの検討によれば、耐熱性が低いプラスチックを主成分とするポリマー成形体に上記のめっき方法で金属配線を形成し、これに電子素子を搭載した場合、得られる電子部品は熱ストレス(例えば−40℃〜80℃の温度サイクル試験)により断線しやすいことが明らかになった。めっき被膜とポリマー成形体との密着性については、めっき直後は良好であっても、熱ストレスが加わると、ポリマー成形体は伸縮しやすいが金属層は伸縮しづらいために、ポリマー成形体と金属層との間の応力によって密着性が低下するものと考えられる。そして、ポリマー成形体が耐熱性が低いプラスチックを主成分とする場合、特に温度サイクル試験後において導通信頼性の低下が顕在化したと本発明者らは推察する。 However, the methods described in Patent Documents 2 and 3 also require an electroless plating step, which poses a problem in terms of productivity. Further, according to the study by the present inventors, an electronic component obtained when a metal wiring is formed on a polymer molded body containing a plastic having low heat resistance as a main component by the above plating method and an electronic element is mounted on the metal wiring. Was found to be prone to disconnection due to thermal stress (eg, temperature cycle test at -40 ° C to 80 ° C). Regarding the adhesion between the plating film and the polymer molded body, even if it is good immediately after plating, the polymer molded body easily expands and contracts when heat stress is applied, but the metal layer does not easily expand and contract. It is considered that the adhesion is lowered due to the stress between the layers. Then, the present inventors presume that when the polymer molded product contains a plastic having low heat resistance as a main component, a decrease in conduction reliability becomes apparent especially after the temperature cycle test.
そこで、本発明の一側面は、耐熱性の低いプラスチックを主成分とするポリマー成形体に対して金属配線の形成及び電子素子の実装を簡便に行うことができ、熱ストレスを受けた場合であっても充分な導通信頼性を有する電子部品を生産性よく製造することができる電子部品の製造方法及びそれにより得られる電子部品を提供することを目的とする。 Therefore, one aspect of the present invention is a case where metal wiring can be easily formed and electronic elements can be mounted on a polymer molded body containing a plastic as a main component having low heat resistance, and a thermal stress is applied. However, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electronic component capable of producing an electronic component having sufficient conduction reliability with high productivity, and an electronic component obtained by the method.
本発明の一側面は、ポリマー成形体に、金属粒子を含有する金属ペーストを所定のパターンで塗布して金属ペースト層を形成する第1の工程と、金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、金属配線上に、はんだ粒子と樹脂成分とを含むはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第3の工程と、はんだペースト層上に電子素子を配置する第4の工程と、はんだペースト層を加熱して、金属配線と電子素子とを接合するはんだ層を形成すると共に、はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂層を形成する第5の工程とを備え、上記ポリマー成形体が、融点280℃以下の結晶性プラスチック又はガラス転移温度160℃以下の非晶性プラスチックの成形体である電子部品の製造方法である。 One aspect of the present invention is a first step of applying a metal paste containing metal particles to a polymer molded body in a predetermined pattern to form a metal paste layer, and metal wiring by sintering the metal particles. The second step of forming the solder paste layer by applying the solder paste containing the solder particles and the resin component on the metal wiring, and the third step of forming the solder paste layer, and arranging the electronic element on the solder paste layer. The fourth step and the fifth step of heating the solder paste layer to form a solder layer for joining the metal wiring and the electronic element and forming a resin layer covering at least a part of the solder layer. This is a method for producing an electronic component in which the polymer molded body is a molded body of a crystalline plastic having a melting point of 280 ° C. or lower or an amorphous plastic having a glass transition temperature of 160 ° C. or lower.
上記の電子部品の製造方法によれば、金属ペーストを所定のパターン(金属配線に対応するパターン)で塗布するため、触媒を含むポリマーが不要であり、また、無電解銅めっきの工程を省略できる。加えて、この製造方法では、金属ペーストを焼成して形成した金属配線上に、はんだ粒子と樹脂成分とを含むはんだペーストを塗布し、電子素子の配置後に加熱することにより、はんだ層の外周に樹脂層を形成しつつ、金属粒子の焼結体である金属配線の空隙に樹脂成分を充填させることができる。これにより、ポリマー成形体と金属配線との接着性を向上させることができるとともに金属配線を断線しにくいものにすることができ、熱ストレスを受けた場合であっても充分な導通信頼性を有する電子部品を生産性よく製造することができる。 According to the above method for manufacturing electronic components, since the metal paste is applied in a predetermined pattern (pattern corresponding to metal wiring), a polymer containing a catalyst is unnecessary, and the electroless copper plating step can be omitted. .. In addition, in this manufacturing method, a solder paste containing solder particles and a resin component is applied onto the metal wiring formed by firing the metal paste, and the solder paste is heated after the electronic elements are arranged to cover the outer periphery of the solder layer. While forming the resin layer, the resin component can be filled in the voids of the metal wiring which is a sintered body of the metal particles. As a result, the adhesiveness between the polymer molded body and the metal wiring can be improved, the metal wiring can be made difficult to break, and sufficient conduction reliability can be obtained even when subjected to thermal stress. Electronic components can be manufactured with high productivity.
第3の工程において、金属配線の少なくとも一部が露出するようにソルダーレジストを形成し、金属配線の露出部分上に、はんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成してもよい。 In the third step, a solder resist may be formed so that at least a part of the metal wiring is exposed, and a solder paste may be applied on the exposed portion of the metal wiring to form a solder paste layer.
本発明の一側面はまた、ポリマー成形体に、金属粒子を含有する金属ペーストを所定のパターンで塗布して金属ペースト層を形成する第1の工程と、金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、金属配線上に、樹脂成分を含む樹脂組成物を塗布し、樹脂層を形成する第3の工程と、金属配線の少なくとも一部が露出するように樹脂層を除去する第4の工程と、金属配線の露出部分上に、はんだ粒子を含むはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第5の工程と、はんだペースト層上に電子素子を配置する第6の工程と、はんだペースト層を加熱して、金属配線と電子素子とを接合するはんだ層を形成する第7の工程とを備え、上記ポリマー成形体が、融点280℃以下の結晶性プラスチック又はガラス転移温度160℃以下の非晶性プラスチックの成形体である電子部品の製造方法である。 One aspect of the present invention is also a first step of applying a metal paste containing metal particles to a polymer molded body in a predetermined pattern to form a metal paste layer, and a metal by sintering the metal particles. The second step of forming the wiring, the third step of applying the resin composition containing the resin component on the metal wiring to form the resin layer, and the resin layer so that at least a part of the metal wiring is exposed. The fourth step of removing the above, the fifth step of applying the solder paste containing the solder particles to the exposed portion of the metal wiring to form the solder paste layer, and the fifth step of arranging the electronic element on the solder paste layer. A step 6 and a seventh step of heating the solder paste layer to form a solder layer for joining the metal wiring and the electronic element are provided, and the polymer molded body is a crystalline plastic having a melting point of 280 ° C. or lower. This is a method for manufacturing an electronic part which is a molded body of an amorphous plastic having a glass transition temperature of 160 ° C. or less.
上記の電子部品の製造方法によれば、金属ペーストを所定のパターン(金属配線に対応するパターン)で塗布するため、触媒を含むポリマーが不要であり、また、無電解銅めっきの工程を省略できる。加えて、この製造方法では、金属ペーストを焼成して形成した金属配線上に、樹脂組成物を塗布することにより、金属粒子の焼結体である金属配線の空隙に樹脂成分を充填させることができる。これにより、ポリマー成形体と金属配線との接着性を向上させることができるとともに金属配線を断線しにくいものにすることができ、熱ストレスを受けた場合であっても充分な導通信頼性を有する電子部品を生産性よく製造することができる。 According to the above method for manufacturing electronic components, since the metal paste is applied in a predetermined pattern (pattern corresponding to metal wiring), a polymer containing a catalyst is unnecessary, and the electroless copper plating step can be omitted. .. In addition, in this production method, the resin component can be filled in the voids of the metal wiring, which is a sintered body of the metal particles, by applying the resin composition onto the metal wiring formed by firing the metal paste. it can. As a result, the adhesiveness between the polymer molded body and the metal wiring can be improved, the metal wiring can be made difficult to break, and sufficient conduction reliability can be obtained even when subjected to thermal stress. Electronic components can be manufactured with high productivity.
上記はんだペーストが樹脂成分を更に含有し、第7の工程においてはんだ層と当該はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂層とを形成してもよい。この場合、はんだペーストを塗布し、電子素子を配置した後に、はんだペーストを熱処理することで、金属配線と電子素子とがはんだ層を介して接合され、はんだ層の外周に樹脂層が形成されることで、ポリマー成形体と金属配線との接着性を更に改善することができる。 The solder paste may further contain a resin component to form a solder layer and a resin layer covering at least a part of the solder layer in the seventh step. In this case, by applying the solder paste, arranging the electronic elements, and then heat-treating the solder paste, the metal wiring and the electronic elements are joined via the solder layer, and a resin layer is formed on the outer periphery of the solder layer. This makes it possible to further improve the adhesiveness between the polymer molded body and the metal solder.
本発明の一側面はまた、ポリマー成形体に、金属粒子を含有する金属ペーストを所定のパターンで塗布して金属ペースト層を形成する第1の工程と、金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、金属配線上に、はんだ粒子を含むはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第3の工程と、はんだペースト層上に電子素子を配置する第4の工程と、はんだペースト層を加熱して、金属配線と電子素子とを接合するはんだ層を形成する第5の工程と、ポリマー成形体と、金属配線及びはんだ層を介してポリマー成形体に接続された電子素子との間に、硬化性樹脂成分を含有する封止材を含浸し、硬化する第6の工程とを備え、上記ポリマー成形体が、融点280℃以下の結晶性プラスチック又はガラス転移温度160℃以下の非晶性プラスチックの成形体である電子部品の製造方法である。 One aspect of the present invention is also a first step of applying a metal paste containing metal particles to a polymer molded body in a predetermined pattern to form a metal paste layer, and by sintering the metal particles. The second step of forming the wiring, the third step of applying the solder paste containing the solder particles on the metal wiring to form the solder paste layer, and the fourth step of arranging the electronic element on the solder paste layer. The process, the fifth step of heating the solder paste layer to form a solder layer that joins the metal wiring and the electronic element, and the polymer molded body are connected to the polymer molded body via the metal wiring and the solder layer. A sixth step of impregnating and curing a sealing material containing a curable resin component is provided between the polymer molded product and the polymer molded product having a melting point of 280 ° C. or lower and a crystalline plastic or glass transition temperature. This is a method for manufacturing an electronic component which is a polymer of an amorphous plastic having a temperature of 160 ° C. or lower.
上記の電子部品の製造方法によれば、金属ペーストを所定のパターン(金属配線に対応するパターン)で塗布するため、触媒を含むポリマーが不要であり、また、無電解銅めっきの工程を省略できる。加えて、この製造方法では、はんだ層で接合された金属配線と電子素子との間に、硬化性樹脂成分を含有する封止材を含浸し、硬化することにより、はんだ層の外周に樹脂硬化物を形成しつつ、金属粒子の焼結体である金属配線の空隙に樹脂硬化物を充填させることができる。これにより、ポリマー成形体と金属配線との接着性を向上させることができるとともに金属配線を断線しにくいものにすることができ、熱ストレスを受けた場合であっても充分な導通信頼性を有する電子部品を生産性よく製造することができる。 According to the above method for manufacturing electronic components, since the metal paste is applied in a predetermined pattern (pattern corresponding to metal wiring), a polymer containing a catalyst is unnecessary, and the electroless copper plating step can be omitted. .. In addition, in this manufacturing method, a sealing material containing a curable resin component is impregnated between the metal wiring bonded by the solder layer and the electronic element and cured to cure the resin on the outer periphery of the solder layer. It is possible to fill the voids of the metal wiring, which is a sintered body of metal particles, with the cured resin while forming the object. As a result, the adhesiveness between the polymer molded body and the metal wiring can be improved, the metal wiring can be made difficult to break, and sufficient conduction reliability can be obtained even when subjected to thermal stress. Electronic components can be manufactured with high productivity.
上述した本発明に係る電子部品の製造方法のそれぞれにおいて、ポリマー成形体が、ポリプロピレン、ABS樹脂、又はポリカーボネートを含有するものであってもよい。 In each of the above-described methods for manufacturing electronic components according to the present invention, the polymer molded product may contain polypropylene, ABS resin, or polycarbonate.
また、レーザ照射又はギ酸が含まれる雰囲気下で120℃以下の加熱によって金属粒子を焼結させて、金属配線を形成することができる。この場合、ポリマー成形体への熱の影響をより小さくすることができる。 Further, metal particles can be sintered by laser irradiation or heating at 120 ° C. or lower in an atmosphere containing formic acid to form metal wiring. In this case, the effect of heat on the polymer molded product can be made smaller.
更に、金属ペーストが、粒径が2.0μm以上である第1の銅粒子と、粒径が0.8μm以下である第2の銅粒子とを含有するものであってもよい。この場合、導電性及び熱伝導性に優れるとともに、空隙を適度に含む銅配線を容易に形成することができる。 Further, the metal paste may contain a first copper particle having a particle size of 2.0 μm or more and a second copper particle having a particle size of 0.8 μm or less. In this case, copper wiring having excellent conductivity and thermal conductivity and appropriately containing voids can be easily formed.
また、金属配線の厚みが10μm以上であってもよい、この場合、電子部品の導通信頼性を確保することが容易となる。 Further, the thickness of the metal wiring may be 10 μm or more. In this case, it becomes easy to secure the continuity reliability of the electronic component.
本発明の他の側面は、ポリマー成形体と、ポリマー成形体上に設けられ、金属粒子の焼結体により構成される金属配線と、金属配線上に配置された電子素子と、金属配線と電子素子とを接合するはんだ層とを備え、ポリマー成形体が、融点280℃以下の結晶性プラスチック又はガラス転移温度160℃以下の非晶性プラスチックの成形体であり、金属配線が空隙を有し、当該空隙に樹脂成分が充填されている電子部品である。 Other aspects of the present invention include a polymer molded body, a metal wiring provided on the polymer molded body and composed of a sintered body of metal particles, an electronic element arranged on the metal wiring, the metal wiring and electrons. The polymer molded body is a molded body of a crystalline plastic having a melting point of 280 ° C. or lower or an amorphous plastic having a glass transition temperature of 160 ° C. or lower, and the metal wiring has voids, comprising a solder layer for joining the elements. It is an electronic component in which the voids are filled with a resin component.
このような電子部品は、耐熱性の低いプラスチックを主成分とするポリマー成形体に対して金属配線の形成及び電子素子の実装がなされていながらも、熱ストレスを受けた場合であっても充分な導通信頼性を有するものになり得る。また、上述した本発明に係る電子部品の製造方法によって製造することができるため、生産性にも優れている。 Such electronic components are sufficient even when they are subjected to thermal stress, even though metal wiring is formed and electronic elements are mounted on a polymer molded body containing a plastic as a main component having low heat resistance. It can be conductive and reliable. Further, since it can be manufactured by the method for manufacturing an electronic component according to the present invention described above, it is also excellent in productivity.
電子部品は、はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂層を更に備えていてもよい。また、金属配線の厚みが10μm以上であってもよい。 The electronic component may further include a resin layer that covers at least a part of the solder layer. Further, the thickness of the metal wiring may be 10 μm or more.
本発明の一側面によれば、耐熱性の低いプラスチックを主成分とするポリマー成形体に対して金属配線の形成及び電子素子の実装を簡便に行うことができ、熱ストレスを受けた場合であっても充分な導通信頼性を有する電子部品を生産性よく製造することができる電子部品の製造方法を提供することができる。また、本発明の一側面によれば、耐熱性の低いプラスチックを主成分とするポリマー成形体上に電子素子が実装された構成を有しながらも、生産性に優れるとともに熱ストレスを受けた場合であっても充分な導通信頼性を有する電子部品を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to easily form a metal wiring and mount an electronic element on a polymer molded product containing a plastic having low heat resistance as a main component, and it is a case where a thermal stress is applied. However, it is possible to provide a method for manufacturing an electronic component capable of manufacturing an electronic component having sufficient conduction reliability with high productivity. Further, according to one aspect of the present invention, there is a case where an electronic element is mounted on a polymer molded body containing a plastic having low heat resistance as a main component, but the productivity is excellent and heat stress is applied. Even so, it is possible to provide an electronic component having sufficient conduction reliability.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
本実施形態の電子部品の製造方法は、ポリマー成形体上に、金属粒子を含有する金属ペーストを所定のパターンで塗布して金属ペースト層を形成する第1の工程と、金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、金属配線上に、はんだ粒子及び樹脂成分を含有するはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第3の工程と、はんだペースト層上に電子素子を配置する第4の工程と、はんだペースト層を加熱して、金属配線と電子素子とを接合するはんだ層を形成すると共に、はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂層を形成する第5の工程とを備える。 The method for manufacturing an electronic component of the present embodiment includes a first step of applying a metal paste containing metal particles in a predetermined pattern on a polymer molded body to form a metal paste layer, and soldering the metal particles. As a result, the second step of forming the metal wiring, the third step of applying the solder paste containing the solder particles and the resin component on the metal wiring to form the solder paste layer, and the solder paste layer. The fourth step of arranging the electronic element and the first step of heating the solder paste layer to form a solder layer for joining the metal wiring and the electronic element and forming a resin layer covering at least a part of the solder layer. It includes 5 steps.
金属粒子は、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、銀及びスズからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含むことが好ましい。低温で焼結が起こり易いことから、金属粒子は、銅又は銀を含むことが好ましく、微細配線化したときに、マイグレーションを抑制する観点から、銅を含むことがより好ましい。低温での焼成と材料のコストとを考慮すると、金属粒子として、銀コート銅粒子を用いることがより好ましい。金属粒子は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、金属粒子は、粒径の異なる2種以上の金属粒子を含んでもよく、例えば、粒径が1.0μm以上である第1の金属粒子と、粒径が0.8μm以下である第2の金属粒子とを含んでよい。 The metal particles preferably contain at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, palladium, gold, platinum, silver and tin. Since sintering is likely to occur at a low temperature, the metal particles preferably contain copper or silver, and more preferably contain copper from the viewpoint of suppressing migration when finely wired. Considering firing at a low temperature and the cost of the material, it is more preferable to use silver-coated copper particles as the metal particles. One type of metal particles may be used alone, or two or more types may be used in combination. Further, the metal particles may include two or more kinds of metal particles having different particle sizes, for example, a first metal particle having a particle size of 1.0 μm or more and a second metal particle having a particle size of 0.8 μm or less. Metal particles and may be included.
図1は、一実施形態の電子部品の製造方法を示す模式図である。金属配線を形成するための金属粒子として、銅粒子を用いた場合について説明する。この製造方法では、まず、ポリマー成形体上に、銅粒子を含有する銅ペーストを所定のパターンで塗布して金属(銅)ペースト層を形成する(第1の工程)。第1の工程では、まず、図1(a)に示すように、ポリマー成形体1を準備する(準備工程)。 FIG. 1 is a schematic view showing a method of manufacturing an electronic component of one embodiment. A case where copper particles are used as the metal particles for forming the metal wiring will be described. In this production method, first, a copper paste containing copper particles is applied on a polymer molded product in a predetermined pattern to form a metal (copper) paste layer (first step). In the first step, first, as shown in FIG. 1A, the polymer molded product 1 is prepared (preparation step).
ポリマー成形体1は、融点280℃以下の結晶性プラスチック又はガラス転移温度160℃以下の非晶性プラスチックの成形体であってもよい。 The polymer molded product 1 may be a molded product of a crystalline plastic having a melting point of 280 ° C. or lower or an amorphous plastic having a glass transition temperature of 160 ° C. or lower.
本明細書において、結晶性プラスチックの融点は、示差走査熱量測定法(DSC)によりJIS K−7121に準拠して測定した際の結晶融解ピークにおける補外融解開始温度(Tim)を意味する。非晶性プラスチックのガラス転移温度は、示差走査熱量測定法(DSC)により測定された熱量変化からJIS K 7121に準拠した方法によって算出した中間点ガラス転移温度を意味する。 In the present specification, the melting point of a crystalline plastic means the external melting start temperature (Tim) at the crystal melting peak when measured according to JIS K-7121 by differential scanning calorimetry (DSC). The glass transition temperature of an amorphous plastic means the intermediate point glass transition temperature calculated by a method according to JIS K 7121 from the calorific value change measured by the differential scanning calorimetry (DSC).
ポリマー成形体1は、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン(PS)、AS樹脂(SAN)、ABS樹脂、メタクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル(mPPE)等の非晶性プラスチックの成形体、及びポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド6(PA6)、ポリアミド66(PA66)、ポリアセタール(POM)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の結晶性プラスチックの成形体を用いることができる。ポリマー成形体の形状及び大きさは、任意である。ポリマー成形体1は、好ましくは、ポリプロピレン、ABS樹脂、又はポリカーボネートを主成分とする。なお、主成分の含有割合は50質量%以上であってもよく、70質量%以上であってもよく、90質量%以上であってもよく、100質量%であってもよい。 The polymer molded body 1 is, for example, amorphous such as polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), AS resin (SAN), ABS resin, methacrylic resin (PMMA), polycarbonate (PC), and modified polyphenylene ether (mPPE). Molded plastics and crystalline properties such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyamide 6 (PA6), polyamide 66 (PA66), polyacetal (POM), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET) A plastic molded body can be used. The shape and size of the polymer molded product are arbitrary. The polymer molded product 1 preferably contains polypropylene, ABS resin, or polycarbonate as a main component. The content ratio of the main component may be 50% by mass or more, 70% by mass or more, 90% by mass or more, or 100% by mass.
(第1の工程)
第1の工程では、準備工程に続いて、図1(b)に示すように、ポリマー成形体1上に銅ペーストを所定のパターンで(銅配線を形成する部分に)塗布して銅ペースト層2を形成する(形成工程)。銅ペーストは、例えば、スクリーン印刷、転写印刷、オフセット印刷、ジェットプリンティング法、ディスペンサー、ジェットディスペンサ、ニードルディスペンサ、カンマコータ、スリットコータ、ダイコータ、グラビアコータ、スリットコート、凸版印刷、凹版印刷、グラビア印刷、ステンシル印刷、ソフトリソグラフ、バーコート、アプリケータ、粒子堆積法、スプレーコータ、スピンコータ、ディップコータ、電着塗装等によって塗布される。
(First step)
In the first step, following the preparatory step, as shown in FIG. 1 (b), a copper paste is applied onto the polymer molded body 1 in a predetermined pattern (to the portion where the copper wiring is formed) to form a copper paste layer. 2 is formed (forming step). Copper paste is used, for example, screen printing, transfer printing, offset printing, jet printing method, dispenser, jet dispenser, needle dispenser, comma coater, slit coater, die coater, gravure coater, slit coat, letterpress printing, concave printing, gravure printing, stencil. It is applied by printing, soft lithograph, bar coat, applicator, particle deposition method, spray coater, spin coater, dip coater, electrodeposition coating, etc.
銅ペースト層の厚みは、1μm以上、2μm以上、3μm以上、5μm以上、10μm以上、15μm以上、又は20μm以上であってよく、3000μm以下、1000μm以下、500μm以下、300μm以下、250μm以下、200μm以下、150μm以下、又は100μm以下であってよい。 The thickness of the copper paste layer may be 1 μm or more, 2 μm or more, 3 μm or more, 5 μm or more, 10 μm or more, 15 μm or more, or 20 μm or more. , 150 μm or less, or 100 μm or less.
形成工程では、銅粒子の焼結時の流動及びボイドの発生を抑制する観点から、ポリマー成形体1上に設けられた銅ペースト層2を適宜乾燥させてもよい。乾燥時のガス雰囲気は大気中であってもよく、窒素、希ガス等の無酸素雰囲気中であってもよく、水素、ギ酸等の還元雰囲気中であってもよい。乾燥方法は、常温放置による乾燥であってもよく、加熱乾燥であってもよく、減圧乾燥であってもよい。加熱乾燥又は減圧乾燥には、例えば、ホットプレート、温風乾燥機、温風加熱炉、窒素乾燥機、赤外線乾燥機、赤外線加熱炉、遠赤外線加熱炉、マイクロ波加熱装置、レーザー加熱装置、電磁加熱装置、ヒーター加熱装置、蒸気加熱炉、熱板プレス装置等を用いることができる。乾燥の温度及び時間は、使用した分散媒の種類及び量に合わせて適宜調整してもよい。乾燥の温度は、例えば、50℃以上であってよく、140℃以下であってよい。乾燥の時間は、例えば、1分間以上であってよく、120分間以下であってよい。 In the forming step, the copper paste layer 2 provided on the polymer molded product 1 may be appropriately dried from the viewpoint of suppressing the flow and generation of voids during sintering of the copper particles. The gas atmosphere at the time of drying may be in the atmosphere, in an oxygen-free atmosphere such as nitrogen or rare gas, or in a reducing atmosphere such as hydrogen or formic acid. The drying method may be drying by leaving at room temperature, heat drying, or vacuum drying. For heat drying or vacuum drying, for example, a hot plate, a hot air dryer, a hot air heating furnace, a nitrogen dryer, an infrared dryer, an infrared heating furnace, a far infrared heating furnace, a microwave heating device, a laser heating device, an electromagnetic wave. A heating device, a heater heating device, a steam heating furnace, a hot plate pressing device, or the like can be used. The drying temperature and time may be appropriately adjusted according to the type and amount of the dispersion medium used. The drying temperature may be, for example, 50 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. The drying time may be, for example, 1 minute or more and 120 minutes or less.
銅ペーストは、銅粒子として、例えば、粒径(最大径)が1.0μm以上である第1の銅粒子を含む。第1の銅粒子の粒径(最大径)は、1.0μm以上であり、例えば、2.0μm以上であってもよく、3.0μm以上であってもよい。第1の銅粒子の粒径は、20μm以下であってよく、10μm以下であってもよい。第1の銅粒子の平均粒径(平均最大径)は、得られる配線の熱ストレスによる断線をより抑制する観点から、1.0μm以上、2.0μm以上又は3μm以上であってよく、20μm以下又は10μm以下であってよい。 The copper paste contains, for example, first copper particles having a particle size (maximum diameter) of 1.0 μm or more as copper particles. The particle size (maximum diameter) of the first copper particles is 1.0 μm or more, and may be, for example, 2.0 μm or more, or 3.0 μm or more. The particle size of the first copper particles may be 20 μm or less, and may be 10 μm or less. The average particle size (average maximum diameter) of the first copper particles may be 1.0 μm or more, 2.0 μm or more, or 3 μm or more, and 20 μm or less, from the viewpoint of further suppressing disconnection due to thermal stress of the obtained wiring. Alternatively, it may be 10 μm or less.
第1の銅粒子の粒径及び平均粒径は、例えば、粒子のSEM像から求めることができる。第1の銅粒子の粒径(最大径)をSEM像から算出する方法を例示する。第1の銅粒子の粉末を、SEM用のカーボンテープ上にスパチュラで載せ、SEM用サンプルとする。このSEM用サンプルをSEM装置により5000倍で観察する。SEM像の第1の銅粒子に外接する長方形を画像処理ソフトにより作図し、長方形の長辺をその粒子の粒径(最大径)とする。複数のSEM像を用いて、この測定を50個以上の第1の銅粒子に対して行い、粒径の平均値(平均最大径)を算出する。 The particle size and the average particle size of the first copper particles can be obtained from, for example, an SEM image of the particles. A method of calculating the particle size (maximum diameter) of the first copper particles from the SEM image will be illustrated. The powder of the first copper particles is placed on a carbon tape for SEM with a spatula to prepare a sample for SEM. This SEM sample is observed with an SEM device at a magnification of 5000. A rectangle circumscribing the first copper particles of the SEM image is drawn by image processing software, and the long side of the rectangle is the particle size (maximum diameter) of the particles. Using a plurality of SEM images, this measurement is performed on 50 or more first copper particles, and the average value (average maximum diameter) of the particle size is calculated.
第1の銅粒子の体積平均粒径は、1.0μm以上、2.0μm以上又は3.0μm以上であってよく、50μm以下、20μm以下、又は10μm以下であってよい。なお、本明細書において体積平均粒径とは、50%体積平均粒径を意味する。銅粒子の体積平均粒径を求める場合、原料となる銅粒子、又は銅ペーストから揮発成分を除去した乾燥銅粒子を、分散剤を用いて分散媒に分散させたものを光散乱法粒度分布測定装置(例えば、島津ナノ粒子径分布測定装置(株式会社島津製作所の商品名:SALD−7500nano)で測定する方法等により求めることができる。光散乱法粒度分布測定装置を用いる場合、分散媒としては、ヘキサン、トルエン、α−テルピネオール等を用いることができる。 The volume average particle diameter of the first copper particles may be 1.0 μm or more, 2.0 μm or more, or 3.0 μm or more, and may be 50 μm or less, 20 μm or less, or 10 μm or less. In the present specification, the volume average particle diameter means a 50% volume average particle diameter. When determining the volume average particle size of copper particles, the particle size distribution measurement by the light scattering method is obtained by dispersing the copper particles as a raw material or dried copper particles obtained by removing volatile components from a copper paste in a dispersion medium using a dispersant. It can be obtained by a method of measuring with an apparatus (for example, Shimadzu nanoparticle size distribution measuring apparatus (trade name: SALD-7500 nano of Shimadzu Manufacturing Co., Ltd.). When a light scattering method particle size distribution measuring apparatus is used, the dispersion medium is , Hexene, toluene, α-terpineol and the like can be used.
第1の銅粒子は、好ましくはフレーク状である。この場合、第1の銅粒子が銅ペーストの塗布面に対して略平行に配向することで、銅ペースト中の銅粒子を焼結させたときの体積収縮が抑制され、得られる配線の熱ストレスによる断線がより抑制される。また、理由は定かではないが、銅配線とポリマー成形体の接着性がより向上する。 The first copper particles are preferably flaky. In this case, since the first copper particles are oriented substantially parallel to the coated surface of the copper paste, the volume shrinkage when the copper particles in the copper paste are sintered is suppressed, and the resulting thermal stress of the wiring is suppressed. The disconnection due to is further suppressed. Moreover, although the reason is not clear, the adhesiveness between the copper wiring and the polymer molded product is further improved.
第1の銅粒子のアスペクト比は4以上であってよく、6以上であってもよい。アスペクト比が上記範囲内であれば、銅ペースト内の第1の銅粒子が、銅ペーストの塗布面に対して平行に配向し易くなり、銅ペースト中の銅粒子を焼結させたときの体積収縮を抑制できる。そのため得られる配線の熱ストレスによる断線をより一層抑制することができる。銅ペースト中の銅粒子のアスペクト比(長径/厚さ)は、例えば、粒子のSEM像を観察し、長径及び厚さを測定することにより求めることができる。 The aspect ratio of the first copper particles may be 4 or more, and may be 6 or more. When the aspect ratio is within the above range, the first copper particles in the copper paste are likely to be oriented parallel to the coated surface of the copper paste, and the volume when the copper particles in the copper paste are sintered. Shrinkage can be suppressed. Therefore, it is possible to further suppress disconnection due to thermal stress of the obtained wiring. The aspect ratio (major axis / thickness) of the copper particles in the copper paste can be determined, for example, by observing the SEM image of the particles and measuring the major axis and the thickness.
銅ペーストは、粒径が1.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が4以上である第1の銅粒子を含むことが好ましい。第1の銅粒子の平均粒径及びアスペクト比が上記範囲内であれば、銅ペースト中の銅粒子を焼結させた際の体積収縮を充分に低減でき、得られる配線の熱ストレスによる断線をより抑制することができる。 The copper paste preferably contains first copper particles having a particle size of 1.0 μm or more and 50 μm or less and an aspect ratio of 4 or more. When the average particle size and aspect ratio of the first copper particles are within the above ranges, the volume shrinkage when the copper particles in the copper paste are sintered can be sufficiently reduced, and the resulting wiring can be disconnected due to thermal stress. It can be more suppressed.
銅ペーストは、粒径が1.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が2未満である銅粒子を含んでいてもよいが、粒径が1.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が2未満である銅粒子の含有量は、粒径が1.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が4以上である第1の銅粒子100質量部に対して、50質量部以下であることが好ましく、30質量部以下とすることがより好ましい。平均粒径が1.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が2未満である銅粒子の含有量を制限することにより、銅ペースト内の第1の銅粒子が、銅ペーストの塗布面に対して略平行に配向し易くなり、銅ペースト中の銅粒子を焼結させたときの体積収縮をより有効に抑制することができる。これにより、得られる配線の熱ストレスによる断線をより抑制し易くなる。このような効果が更に得られ易くなる点で、平均粒径が1.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が2未満である銅粒子の含有量は、粒径が1.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が4以上である第1の銅粒子100質量部に対して、20質量部以下であってもよく、10質量部以下であってもよく、0質量部であってもよい。 The copper paste may contain copper particles having a particle size of 1.0 μm or more and 50 μm or less and an aspect ratio of less than 2, but the particle size is 1.0 μm or more and 50 μm or less and the aspect ratio is less than 2. The content of the copper particles is preferably 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the first copper particles having a particle size of 1.0 μm or more and 50 μm or less and an aspect ratio of 4 or more. It is more preferably 30 parts by mass or less. By limiting the content of copper particles having an average particle size of 1.0 μm or more and 50 μm or less and an aspect ratio of less than 2, the first copper particles in the copper paste can be attached to the coated surface of the copper paste. It becomes easy to align substantially in parallel, and the volume shrinkage when the copper particles in the copper paste are sintered can be more effectively suppressed. This makes it easier to suppress disconnection due to thermal stress of the obtained wiring. In terms of making it easier to obtain such an effect, the content of copper particles having an average particle size of 1.0 μm or more and 50 μm or less and an aspect ratio of less than 2 is such that the particle size is 1.0 μm or more and 50 μm or less. Yes, it may be 20 parts by mass or less, 10 parts by mass or less, or 0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the first copper particles having an aspect ratio of 4 or more.
銅ペースト中の第1の銅粒子の含有量は、銅ペーストに含まれる金属粒子の全質量を基準として、1質量%以上、10質量%以上、又は20質量%以上であってよく、90質量%以下、70質量%以下、又は50質量%以下であってよい。第1の銅粒子の含有量が、上記範囲内であれば、導通信頼性に優れる配線の形成が容易となる。 The content of the first copper particles in the copper paste may be 1% by mass or more, 10% by mass or more, or 20% by mass or more, and 90% by mass, based on the total mass of the metal particles contained in the copper paste. % Or less, 70% by mass or less, or 50% by mass or less. When the content of the first copper particles is within the above range, it becomes easy to form a wiring having excellent conduction reliability.
第1の銅粒子は、分散安定性及び耐酸化性の観点から、表面処理剤で処理されていてよい。表面処理剤は、配線形成時(銅粒子の焼結時)に除去されるものであってよい。表面処理剤としては、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、オレイン酸等の脂肪族カルボン酸;テレフタル酸、ピロメリット酸、o−フェノキシ安息香酸等の芳香族カルボン酸;セチルアルコール、ステアリルアルコール、イソボルニルシクロヘキサノール、テトラエチレングリコール等の脂肪族アルコール;p−フェニルフェノール等の芳香族アルコール;オクチルアミン、ドデシルアミン、ステアリルアミン等のアルキルアミン;ステアロニトリル、デカンニトリル等の脂肪族ニトリル;アルキルアルコキシシラン等のシランカップリング剤;ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、シリコーンオリゴマー等の高分子処理剤が挙げられる。表面処理剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The first copper particles may be treated with a surface treatment agent from the viewpoint of dispersion stability and oxidation resistance. The surface treatment agent may be one that is removed at the time of wiring formation (sintering of copper particles). Examples of the surface treatment agent include fatty carboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid, arachidic acid and oleic acid; aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid, pyromellitic acid and o-phenoxybenzoic acid; cetyl alcohol and stearyl alcohol. , Isobornylcyclohexanol, aliphatic alcohols such as tetraethyleneglycol; aromatic alcohols such as p-phenylphenol; alkylamines such as octylamine, dodecylamine, stearylamine; aliphatic nitriles such as stearonitrile and decanenitrile. Silane coupling agents such as alkylalkoxysilanes; polymer treatment agents such as polyethylene glycols, polyvinyl alcohols, polyvinylpyrrolidones and silicone oligomers. As the surface treatment agent, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
表面処理剤の処理量は、粒子表面に一分子層以上の量であってもよい。このような表面処理剤の処理量は、第1の銅粒子の比表面積、表面処理剤の分子量、及び表面処理剤の最小被覆面積により変化する。表面処理剤の処理量は、通常0.001質量%以上である。 The treatment amount of the surface treatment agent may be an amount of one molecular layer or more on the particle surface. The treatment amount of such a surface treatment agent varies depending on the specific surface area of the first copper particles, the molecular weight of the surface treatment agent, and the minimum coating area of the surface treatment agent. The treatment amount of the surface treatment agent is usually 0.001% by mass or more.
表面処理剤の処理量は、第1の銅粒子の表面に付着した分子層数(n)と、第1の銅粒子の比表面積(Ap)(単位m2/g)と、表面処理剤の分子量(Ms)(単位g/mol)と、表面処理剤の最小被覆面積(SS)(単位m2/個)と、アボガドロ数(NA)(6.02×1023個)から算出できる。具体的には、表面処理剤の処理量は、表面処理剤の処理量(質量%)={(n・Ap・Ms)/(SS・NA+n・Ap・Ms)}×100%の式に従って算出される。 The treatment amount of the surface treatment agent is the number of molecular layers (n) adhering to the surface of the first copper particles, the specific surface area ( Ap ) of the first copper particles (unit: m 2 / g), and the surface treatment agent. of molecules (M s) (unit g / mol), the minimum coverage area of the surface treatment agent (S S) (unit m 2 / piece), from Avogadro's number (N a) (6.02 × 10 23 pieces) Can be calculated. Specifically, the processing amount of the surface treatment agent, the process amount of the surface treatment agent (wt%) = {(n · A p · M s) / (S S · N A + n · A p · M s)} It is calculated according to the formula of × 100%.
第1の銅粒子の比表面積は、乾燥させた銅粒子をBET比表面積測定法で測定することで算出できる。表面処理剤の最小被覆面積は、表面処理剤が直鎖飽和脂肪酸の場合、2.05×10−19m2/1分子である。それ以外の表面処理剤の場合には、例えば、分子モデルからの計算、又は「化学と教育」(上江田捷博、稲福純夫、森巌、40(2),1992,p114−117)に記載の方法で測定できる。表面処理剤の定量方法の一例を示す。表面処理剤は、銅ペーストから分散媒を除去した乾燥粉の熱脱離ガス・ガスクロマトグラフ質量分析計により同定でき、これにより表面処理剤の炭素数及び分子量を決定できる。表面処理剤の炭素分割合は、炭素分分析により分析できる。炭素分分析法としては、例えば、高周波誘導加熱炉燃焼/赤外線吸収法が挙げられる。同定された表面処理剤の炭素数、分子量及び炭素分割合から上記式により表面処理剤量を算出できる。 The specific surface area of the first copper particles can be calculated by measuring the dried copper particles by the BET specific surface area measuring method. Minimum coverage of the surface treatment agent, if the surface treatment agent is a straight-chain saturated fatty acids, is 2.05 × 10 -19 m 2/1 molecule. In the case of other surface treatment agents, for example, calculation from a molecular model, or "Chemistry and Education" (Akihiro Ueda, Sumio Inafuku, Iwao Mori, 40 (2), 1992, p114-117). It can be measured by the method described. An example of a method for quantifying a surface treatment agent is shown. The surface treatment agent can be identified by a thermal desorption gas / gas chromatograph mass spectrometer of the dry powder obtained by removing the dispersion medium from the copper paste, whereby the carbon number and molecular weight of the surface treatment agent can be determined. The carbon content ratio of the surface treatment agent can be analyzed by carbon content analysis. Examples of the carbon content analysis method include a high-frequency induction heating furnace combustion / infrared absorption method. The amount of the surface treatment agent can be calculated from the carbon number, molecular weight and carbon content ratio of the identified surface treatment agent by the above formula.
第1の銅粒子としては、市販されているものを用いることができる。市販されている第1の銅粒子としては、例えば、MA−C025(三井金属鉱業株式会社製、平均粒径4.1μm)、3L3(福田金属箔粉工業株式会社製、平均粒径7.3μm)、1110F(三井金属鉱業株式会社製、平均粒径5.8μm)、2L3(福田金属箔粉工業株式会社製、平均粒径9μm)が挙げられる。 As the first copper particles, commercially available ones can be used. Examples of the first copper particles on the market include MA-C025 (manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., average particle size 4.1 μm) and 3L3 (manufactured by Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd., average particle size 7.3 μm). ), 1110F (Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., average particle size 5.8 μm), 2L3 (Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd., average particle size 9 μm).
銅ペーストの製造時には、粒径が1.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が4以上である第1の銅粒子を含み、且つ、粒径が1.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が2未満である銅粒子の含有量が、粒径が1.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が4以上である第1の銅粒子100質量部に対して、50質量部以下、好ましくは30質量部以下である銅粒子を用いることができる。このような銅粒子を含有する市販品を選定して用いてよい。 At the time of producing the copper paste, the particle size is 1.0 μm or more and 50 μm or less, the first copper particles having an aspect ratio of 4 or more are contained, and the particle size is 1.0 μm or more and 50 μm or less, and the aspect ratio is The content of copper particles less than 2 is 50 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the first copper particles having a particle size of 1.0 μm or more and 50 μm or less and an aspect ratio of 4 or more. Copper particles having a mass or less of parts can be used. A commercially available product containing such copper particles may be selected and used.
一実施形態において、銅ペーストは、第1の銅粒子と、粒径(最大径)が0.8μm以下である第2の銅粒子とを含んでもよい。この場合、銅粒子が焼結される際に、第1の銅粒子同士の間に第2の銅粒子が介在することで、得られる配線の導通性が向上する傾向がある。特に銅粒子として第1の銅粒子を用いる場合に、第1の銅粒子と第2の銅粒子とを併用することが好ましい。すなわち、第2の銅粒子のみから銅ペーストを調製する場合、分散媒の乾燥に伴う体積収縮及び焼結収縮が大きいため、銅粒子を焼結させる際に被着面から焼結体(配線)が剥離し易くなり、充分な導通信頼性が得られ難いが、第1の第1の銅粒子と第2の銅粒子とを併用することで、銅ペーストを焼結させたときの体積収縮が抑制され、得られる配線と被着体であるポリマー成形体との接着性が向上する。そのため、配線の熱ストレスによる断線がより起こり難くなる。 In one embodiment, the copper paste may include a first copper particle and a second copper particle having a particle size (maximum diameter) of 0.8 μm or less. In this case, when the copper particles are sintered, the second copper particles are interposed between the first copper particles, so that the conductivity of the obtained wiring tends to be improved. In particular, when the first copper particles are used as the copper particles, it is preferable to use the first copper particles and the second copper particles in combination. That is, when the copper paste is prepared only from the second copper particles, the volume shrinkage and the sintering shrinkage due to the drying of the dispersion medium are large. Therefore, when the copper particles are sintered, the sintered body (wiring) is formed from the adherend surface. Is easy to peel off and it is difficult to obtain sufficient conduction reliability, but by using the first copper particles and the second copper particles in combination, the volume shrinkage when the copper paste is sintered can be reduced. It is suppressed and the adhesiveness between the obtained wiring and the polymer molded body as an adherend is improved. Therefore, disconnection due to thermal stress of the wiring is less likely to occur.
第2の銅粒子は、第1の銅粒子間を好適に接合する銅粒子として作用する。また、第2の銅粒子は、第1の銅粒子よりも焼結性に優れ、銅粒子の焼結を促進する機能を有する。例えば、第1の銅粒子を単独で使用した場合と比較して、より低温で、銅粒子を焼結させることが可能になる。 The second copper particles act as copper particles that suitably bond the first copper particles to each other. Further, the second copper particles have a higher sinterability than the first copper particles and have a function of promoting the sintering of the copper particles. For example, it is possible to sinter the copper particles at a lower temperature as compared with the case where the first copper particles are used alone.
第2の銅粒子の粒径は、0.5μm以下、0.4μm以下又は0.3μm以下であってもよい。第2の銅粒子の粒径は、0.005μm以上、0.01μm以上、0.05μm以上、0.1μm以上又は0.2μm以上であってよい。第2の銅粒子の平均粒径は、0.005μm以上、0.01μm以上、0.05μm以上、0.1μm以上又は0.2μm以上であってよく、0.8μm以下、0.5μm以下、0.4μm以下又は0.3μm以下であってよい。 The particle size of the second copper particles may be 0.5 μm or less, 0.4 μm or less, or 0.3 μm or less. The particle size of the second copper particles may be 0.005 μm or more, 0.01 μm or more, 0.05 μm or more, 0.1 μm or more, or 0.2 μm or more. The average particle size of the second copper particles may be 0.005 μm or more, 0.01 μm or more, 0.05 μm or more, 0.1 μm or more or 0.2 μm or more, 0.8 μm or less, 0.5 μm or less, It may be 0.4 μm or less or 0.3 μm or less.
第2の銅粒子の体積平均粒径は、0.005μm以上であってよく、0.01μm以上であってよく、0.8μm以下であってよい。第2の銅粒子の体積平均粒径が0.01μm以上であれば、第2の銅粒子の合成コストの抑制、良好な分散性、表面処理剤の使用量の抑制といった効果が得られ易くなる。第2の銅粒子の体積平均粒径が0.8μm以下であれば、第2の銅粒子の焼結性に優れるという効果が得られ易くなる。より一層上記効果を奏する観点から、第2の銅粒子の体積平均粒径は、0.05μm以上、0.1μm以上又は0.2μm以上であってよく、0.5μm以下、0.4μm以下又は0.3μm以下であってよい。 The volume average particle diameter of the second copper particles may be 0.005 μm or more, 0.01 μm or more, and 0.8 μm or less. When the volume average particle diameter of the second copper particles is 0.01 μm or more, the effects of suppressing the synthesis cost of the second copper particles, good dispersibility, and suppressing the amount of the surface treatment agent used can be easily obtained. .. When the volume average particle diameter of the second copper particles is 0.8 μm or less, the effect of excellent sinterability of the second copper particles can be easily obtained. From the viewpoint of further exerting the above effect, the volume average particle size of the second copper particles may be 0.05 μm or more, 0.1 μm or more or 0.2 μm or more, and 0.5 μm or less, 0.4 μm or less or It may be 0.3 μm or less.
第2の銅粒子は、粒径が0.005μm以上0.8μm以下の銅粒子を10質量%以上含んでいてよい。銅ペーストの焼結性の観点から、第2の銅粒子は、粒径が0.005μm以上0.8μm以下の銅粒子を20質量%以上含んでいてよく、30質量%以上含んでいてよく、100質量%含んでいてよい。第2の銅粒子における粒径が0.005μm以上0.8μm以下の銅粒子の含有割合が20質量%以上であると、銅粒子の分散性がより向上し、粘度の上昇、ペースト濃度の低下をより抑制することができる。 The second copper particles may contain 10% by mass or more of copper particles having a particle size of 0.005 μm or more and 0.8 μm or less. From the viewpoint of the sinterability of the copper paste, the second copper particles may contain 20% by mass or more of copper particles having a particle size of 0.005 μm or more and 0.8 μm or less, and may contain 30% by mass or more. It may contain 100% by mass. When the content ratio of the copper particles having a particle size of 0.005 μm or more and 0.8 μm or less in the second copper particles is 20% by mass or more, the dispersibility of the copper particles is further improved, the viscosity is increased, and the paste concentration is decreased. Can be further suppressed.
銅ペースト中の第2の銅粒子の含有量は、銅ペーストに含まれる金属粒子の全質量を基準として、20質量%以上、30質量%以上、35質量%以上、又は40質量%以上であってよく、90質量%以下、85質量%以下、又は80質量%以下であってよい。第2の銅粒子の含有量が上記範囲内であれば、得られる配線の熱ストレスによる断線がより起こり難くなる。 The content of the second copper particles in the copper paste is 20% by mass or more, 30% by mass or more, 35% by mass or more, or 40% by mass or more, based on the total mass of the metal particles contained in the copper paste. It may be 90% by mass or less, 85% by mass or less, or 80% by mass or less. When the content of the second copper particles is within the above range, disconnection due to thermal stress of the obtained wiring is less likely to occur.
銅ペースト中の第2銅粒子の含有量は、第1の銅粒子の質量及び第2の銅粒子の質量の合計を基準として、20質量%以上であってよく、90質量%以下であってよい。第2の銅粒子の上記含有量が20質量%以上であれば、第1の銅粒子の間を充分に充填することができ、得られる配線の熱ストレスによる断線がより起こり難くなる。第2の銅粒子の上記含有量が90質量%以下であれば、銅粒子を焼結させた時の体積収縮を充分に抑制できるため、得られる配線の熱ストレスによる断線がより起こり難くなる。より一層上記効果を奏するという観点から、第2の銅粒子の含有量は、第1の銅粒子の質量及び第2の銅粒子の質量の合計を基準として、30質量%以上、35質量%以上、又は40質量%以上であってもよく、85質量%以下又は80質量%以下であってもよい。 The content of the second copper particles in the copper paste may be 20% by mass or more and 90% by mass or less based on the total of the mass of the first copper particles and the mass of the second copper particles. Good. When the content of the second copper particles is 20% by mass or more, the space between the first copper particles can be sufficiently filled, and disconnection due to thermal stress of the obtained wiring is less likely to occur. When the content of the second copper particles is 90% by mass or less, the volume shrinkage when the copper particles are sintered can be sufficiently suppressed, so that disconnection due to thermal stress of the obtained wiring is less likely to occur. From the viewpoint of further exerting the above effect, the content of the second copper particles is 30% by mass or more and 35% by mass or more based on the total of the mass of the first copper particles and the mass of the second copper particles. , 40% by mass or more, 85% by mass or less, or 80% by mass or less.
第2の銅粒子の形状は、例えば、球状、塊状、針状、フレーク状、略球状等であってよい。第2の銅粒子は、これらの形状を有する銅粒子の凝集体であってもよい。分散性及び充填性の観点から、第2の銅粒子の形状は、球状、略球状、フレーク状であってよく、燃焼性、及び第1の銅粒子との混合性等の観点から、球状又は略球状であってよい。 The shape of the second copper particle may be, for example, spherical, lumpy, needle-like, flake-like, substantially spherical, or the like. The second copper particle may be an agglomerate of copper particles having these shapes. From the viewpoint of dispersibility and filling property, the shape of the second copper particles may be spherical, substantially spherical, or flake-like, and from the viewpoint of flammability, mixing with the first copper particles, etc., the shape of the second copper particles may be spherical or substantially spherical. It may be substantially spherical.
第2の銅粒子のアスペクト比は、分散性、充填性、及び第1の銅粒子との混合性の観点から、5以下であってよく、3以下であってもよい。 The aspect ratio of the second copper particles may be 5 or less, and may be 3 or less, from the viewpoint of dispersibility, filling property, and mixing property with the first copper particles.
第2の銅粒子は、特定の表面処理剤で処理されていてもよい。特定の表面処理剤としては、例えば、炭素数8〜16の有機酸が挙げられる。炭素数8〜16の有機酸としては、例えば、カプリル酸、メチルヘプタン酸、エチルヘキサン酸、プロピルペンタン酸、ペラルゴン酸、メチルオクタン酸、エチルヘプタン酸、プロピルヘキサン酸、カプリン酸、メチルノナン酸、エチルオクタン酸、プロピルヘプタン酸、ブチルヘキサン酸、ウンデカン酸、メチルデカン酸、エチルノナン酸、プロピルオクタン酸、ブチルヘプタン酸、ラウリン酸、メチルウンデカン酸、エチルデカン酸、プロピルノナン酸、ブチルオクタン酸、ペンチルヘプタン酸、トリデカン酸、メチルドデカン酸、エチルウンデカン酸、プロピルデカン酸、ブチルノナン酸、ペンチルオクタン酸、ミリスチン酸、メチルトリデカン酸、エチルドデカン酸、プロピルウンデカン酸、ブチルデカン酸、ペンチルノナン酸、ヘキシルオクタン酸、ペンタデカン酸、メチルテトラデカン酸、エチルトリデカン酸、プロピルドデカン酸、ブチルウンデカン酸、ペンチルデカン酸、ヘキシルノナン酸、パルミチン酸、メチルペンタデカン酸、エチルテトラデカン酸、プロピルトリデカン酸、ブチルドデカン酸、ペンチルウンデカン酸、ヘキシルデカン酸、ヘプチルノナン酸、メチルシクロヘキサンカルボン酸、エチルシクロヘキサンカルボン酸、プロピルシクロヘキサンカルボン酸、ブチルシクロヘキサンカルボン酸、ペンチルシクロヘキサンカルボン酸、ヘキシルシクロヘキサンカルボン酸、ヘプチルシクロヘキサンカルボン酸、オクチルシクロヘキサンカルボン酸、ノニルシクロヘキサンカルボン酸等の飽和脂肪酸;オクテン酸、ノネン酸、メチルノネン酸、デセン酸、ウンデセン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ミリストレイン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、パルミトレイン酸、サビエン酸等の不飽和脂肪酸;テレフタル酸、ピロメリット酸、o−フェノキシ安息香酸、メチル安息香酸、エチル安息香酸、プロピル安息香酸、ブチル安息香酸、ペンチル安息香酸、ヘキシル安息香酸、ヘプチル安息香酸、オクチル安息香酸、ノニル安息香酸等の芳香族カルボン酸が挙げられる。有機酸は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。このような有機酸と上記第2の銅粒子とを組み合わせることで、第2の銅粒子の分散性と焼結時における有機酸の脱離性とを両立できる傾向にある。 The second copper particles may be treated with a specific surface treatment agent. Specific surface treatment agents include, for example, organic acids having 8 to 16 carbon atoms. Examples of organic acids having 8 to 16 carbon atoms include caprylic acid, methylheptanic acid, ethylhexanoic acid, propylpentanoic acid, pelargonic acid, methyloctanoic acid, ethylheptanic acid, propylhexanoic acid, capric acid, methylnonanoic acid, and ethyl. Octanoic acid, propylheptanic acid, butylhexanoic acid, undecanoic acid, methyldecanoic acid, ethylnonanoic acid, propyloctanoic acid, butylheptanic acid, lauric acid, methylundecanoic acid, ethyldecanoic acid, propylnonanoic acid, butyloctanoic acid, pentalargonic acid Tridecanoic acid, methyldodecanoic acid, ethylundecanoic acid, propyldecanoic acid, butylnonanoic acid, pentyloctanoic acid, myristic acid, methyltridecanoic acid, ethyldodecanoic acid, propylundecanoic acid, butyldecanoic acid, pentylnonanoic acid, hexyloctanoic acid, pentadeconic acid , Methyltetradecanoic acid, ethyltridecanoic acid, propyldodecanoic acid, butylundecanoic acid, pelargonic acid, hexylnonanoic acid, palmitic acid, methylpentadecylic acid, ethyltetradecanoic acid, propyltridecanoic acid, butyldodecanoic acid, pentylundecanoic acid, hexyldecane Acids, heptylnonanoic acid, methylcyclohexanecarboxylic acid, ethylcyclohexanecarboxylic acid, propylcyclohexanecarboxylic acid, butylcyclohexanecarboxylic acid, pentalcyclohexanecarboxylic acid, hexylcyclohexanecarboxylic acid, heptylcyclohexanecarboxylic acid, octylcyclohexanecarboxylic acid, nonylcyclohexanecarboxylic acid, etc. Saturated fatty acids in Aromas such as acid, pyromellitic acid, o-phenoxy benzoic acid, methyl benzoic acid, ethyl benzoic acid, propyl benzoic acid, butyl benzoic acid, pentyl benzoic acid, hexyl benzoic acid, heptyl benzoic acid, octyl benzoic acid, nonyl benzoic acid, etc. Group carboxylic acids can be mentioned. One type of organic acid may be used alone, or two or more types may be used in combination. By combining such an organic acid with the second copper particles, the dispersibility of the second copper particles and the desorption of the organic acid at the time of sintering tend to be compatible with each other.
表面処理剤の処理量は、第2の銅粒子の表面に一分子層〜三分子層付着する量であってもよい。表面処理剤の処理量は、0.07質量%以上、0.10質量%以上、又は0.2質量%以上であってよく、2.1質量%以下、1.6質量%以下、又は1.1質量%以下であってよい。第2の銅粒子の表面処理量は、第1の銅粒子について上述した方法により算出することができる。比表面積、表面処理剤の分子量、及び表面処理剤の最小被覆面積についても同様である。 The treatment amount of the surface treatment agent may be an amount that adheres to the surface of the second copper particles in a single-layer to a triple-layer. The treatment amount of the surface treatment agent may be 0.07% by mass or more, 0.10% by mass or more, or 0.2% by mass or more, and is 2.1% by mass or less, 1.6% by mass or less, or 1 It may be 1% by mass or less. The surface treatment amount of the second copper particles can be calculated for the first copper particles by the method described above. The same applies to the specific surface area, the molecular weight of the surface treatment agent, and the minimum coating area of the surface treatment agent.
第2の銅粒子としては、市販されているものを用いることができる。市販されている第2の銅粒子としては、例えば、CH−0200(三井金属鉱業株式会社製、体積平均粒径0.36μm)、HT−14(三井金属鉱業株式会社製、体積平均粒径0.41μm)、CT−500(三井金属鉱業株式会社製、体積平均粒径0.72μm)、Tn−Cu100(太陽日酸株式会社製、体積平均粒径0.12μm)が挙げられる。 As the second copper particles, commercially available ones can be used. Examples of the second copper particles on the market include CH-0200 (manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd., volume average particle size 0.36 μm) and HT-14 (manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd., volume average particle size 0). .41 μm), CT-500 (manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd., volume average particle size 0.72 μm), Tn-Cu100 (manufactured by Taiyo Nisshi Co., Ltd., volume average particle size 0.12 μm).
銅ペースト中の第1の銅粒子の含有量及び第2の銅粒子の含有量の合計は、銅ペーストに含まれる金属粒子の全質量を基準として、80質量%以上であってよい。第1の銅粒子の含有量及び第2の銅粒子の含有量の合計が上記範囲内であれば、得られる配線の熱ストレスによる断線がより起こり難くなる。より一層上記効果を奏するという観点から、第1の銅粒子の含有量及び第2の銅粒子の含有量の合計は、金属粒子の全質量を基準として、90質量%以上であってもよく、95質量%以上であってもよく、100質量%であってもよい。 The total content of the first copper particles and the content of the second copper particles in the copper paste may be 80% by mass or more based on the total mass of the metal particles contained in the copper paste. When the total content of the first copper particles and the content of the second copper particles is within the above range, disconnection due to thermal stress of the obtained wiring is less likely to occur. From the viewpoint of further exerting the above effect, the total content of the first copper particles and the content of the second copper particles may be 90% by mass or more based on the total mass of the metal particles. It may be 95% by mass or more, or 100% by mass.
銅ペーストは、銅粒子以外のその他の金属粒子を更に含んでいてもよい。その他の金属粒子としては、例えば、ニッケル、銀、金、パラジウム、白金等の粒子が挙げられる。その他の金属粒子の体積平均粒径は、0.01μm以上又は0.05μm以上であってよく、10μm以下、5.0μm以下、又は3.0μm以下であってよい。その他の金属粒子を含んでいる場合、その含有量は、充分な接合性を得る観点から、銅ペーストに含まれる金属粒子の全質量を基準として、20質量%未満であってよく、10質量%以下であってもよい。その他の金属粒子は、含まれなくてもよい。その他の金属粒子の形状は、特に限定されるものではない。 The copper paste may further contain other metal particles other than the copper particles. Examples of other metal particles include particles such as nickel, silver, gold, palladium, and platinum. The volume average particle diameter of the other metal particles may be 0.01 μm or more or 0.05 μm or more, and may be 10 μm or less, 5.0 μm or less, or 3.0 μm or less. When other metal particles are contained, the content thereof may be less than 20% by mass and 10% by mass based on the total mass of the metal particles contained in the copper paste from the viewpoint of obtaining sufficient bondability. It may be as follows. Other metal particles may not be included. The shapes of the other metal particles are not particularly limited.
銅粒子以外の金属粒子を含むことで、複数種の金属が固溶又は分散した配線を得ることができるため、配線の降伏応力、疲労強度等の機械的な特性が改善され、導通信頼性が向上し易い。また、複数種の金属粒子を添加することで、形成される配線の、特定の被着体(例えばLCP)に対する接合強度が向上し易く、導通信頼性が向上し易い。 By including metal particles other than copper particles, it is possible to obtain wiring in which a plurality of types of metals are solid-dissolved or dispersed, so that mechanical properties such as yield stress and fatigue strength of the wiring are improved, and conduction reliability is improved. Easy to improve. Further, by adding a plurality of types of metal particles, the bonding strength of the formed wiring to a specific adherend (for example, LCP) is likely to be improved, and the conduction reliability is likely to be improved.
銅ペーストに含まれる分散媒は特に限定されるものではなく、例えば、揮発性のものであってよい。揮発性の分散媒としては、例えば、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、α−テルピネオール、イソボルニルシクロヘキサノール等の一価及び多価アルコール類;エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(DPMA)、乳酸エチル、乳酸ブチル、γ−ブチロラクトン、炭酸プロピレン等のエステル類;N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等の酸アミド;シクロヘキサン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;炭素数1〜18のアルキル基を有するメルカプタン類;炭素数5〜7のシクロアルキル基を有するメルカプタン類が挙げられる。炭素数1〜18のアルキル基を有するメルカプタン類としては、例えば、エチルメルカプタン、n−プロピルメルカプタン、i−プロピルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、i−ブチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、ペンチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン及びドデシルメルカプタンが挙げられる。炭素数5〜7のシクロアルキル基を有するメルカプタン類としては、例えば、シクロペンチルメルカプタン、シクロヘキシルメルカプタン及びシクロヘプチルメルカプタンが挙げられる。 The dispersion medium contained in the copper paste is not particularly limited, and may be, for example, volatile. Examples of the volatile dispersion medium include monovalent and polyvalent alcohols such as pentanol, hexanol, heptanol, octanol, decanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, α-terpineol and isobornylcyclohexanol. Ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol phenyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol butyl ether, diethylene glycol isobutyl ether, diethylene glycol hexyl ether, triethylene glycol methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether , Diethylene glycol isopropyl methyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether, propylene glycol propyl ether, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol propyl ether, dipropylene glycol butyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether , Tripropylene glycol methyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether and other ethers; ethylene glycol ethyl ether acetate, ethylene glycol butyl ether acetate, diethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol butyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate (DPMA), ethyl lactate, lactic acid. Ethers such as butyl, γ-butyrolactone, propylene carbonate; acid amides such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide; cyclohexane, octane, nonane, decane, undecane and the like. Examples thereof include aliphatic hydrocarbons; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; mercaptans having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms; and mercaptans having a cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms. Examples of mercaptans having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms include ethyl mercaptan, n-propyl mercaptan, i-propyl mercaptan, n-butyl mercaptan, i-butyl mercaptan, t-butyl mercaptan, pentyl mercaptan, and hexyl mercaptan. And dodecyl mercaptan. Examples of mercaptans having a cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms include cyclopentyl mercaptan, cyclohexyl mercaptan and cycloheptyl mercaptan.
分散媒の含有量は、銅ペーストに含まれる金属粒子の全質量を100質量部として、5質量部以上であってよく、50質量部以下であってよい。分散媒の含有量が上記範囲内であれば、銅ペーストをより適切な粘度に調整でき、また、銅粒子の焼結を阻害し難い。 The content of the dispersion medium may be 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, assuming that the total mass of the metal particles contained in the copper paste is 100 parts by mass. When the content of the dispersion medium is within the above range, the copper paste can be adjusted to a more appropriate viscosity, and it is difficult to inhibit the sintering of copper particles.
銅ペーストには、必要に応じて、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の濡れ向上剤;シリコーン油等の消泡剤;無機イオン交換体等のイオントラップ剤等を適宜添加してもよい。 If necessary, a wetting improver such as a nonionic surfactant or a fluorine-based surfactant; a defoaming agent such as silicone oil; an ion trap agent such as an inorganic ion exchanger is appropriately added to the copper paste. May be good.
上述した銅ペーストは、銅粒子及び任意の成分(添加剤、その他の金属粒子等)を分散媒に混合して調製することができる。各成分の混合後に、撹拌処理を行ってもよい。分級操作により分散液の最大径を調整してもよい。 The copper paste described above can be prepared by mixing copper particles and arbitrary components (additives, other metal particles, etc.) with a dispersion medium. After mixing each component, stirring treatment may be performed. The maximum diameter of the dispersion may be adjusted by a classification operation.
銅ペーストは、第2の銅粒子、表面処理剤、分散媒をあらかじめ混合して、分散処理を行って第2の銅粒子の分散液を調製し、更に第1の銅粒子、その他の金属粒子及び任意の添加剤を混合して調製してもよい。このような手順とすることで、第2の銅粒子の分散性が向上して第1の銅粒子との混合性が良くなり、銅ペーストの性能がより向上する。第2の銅粒子の分散液を分級操作に供することによって凝集物を除去してもよい。 In the copper paste, the second copper particles, the surface treatment agent, and the dispersion medium are mixed in advance, and the dispersion treatment is performed to prepare a dispersion liquid of the second copper particles, and further, the first copper particles and other metal particles. And any additive may be mixed and prepared. By performing such a procedure, the dispersibility of the second copper particles is improved, the miscibility with the first copper particles is improved, and the performance of the copper paste is further improved. Aggregates may be removed by subjecting the dispersion of the second copper particles to a classification operation.
(第2の工程)。
図1(c)に示すように、銅粒子を焼結させることにより、銅配線3を形成する。
(Second step).
As shown in FIG. 1 (c), the copper wiring 3 is formed by sintering copper particles.
焼結は、加熱処理により行うことできる。加熱処理には、例えば、ホットプレート、温風乾燥機、温風加熱炉、窒素乾燥機、赤外線乾燥機、赤外線加熱炉、遠赤外線加熱炉、マイクロ波加熱装置、レーザー加熱装置、電磁加熱装置、ヒーター加熱装置、蒸気加熱炉等の加熱手段を用いることができる。 Sintering can be performed by heat treatment. For heat treatment, for example, a hot plate, a hot air dryer, a hot air heating furnace, a nitrogen dryer, an infrared dryer, an infrared heating furnace, a far infrared heating furnace, a microwave heating device, a laser heating device, an electromagnetic heating device, etc. Heating means such as a heater heating device and a steam heating furnace can be used.
焼結時の雰囲気は、焼結体の酸化抑制の観点から、無酸素雰囲気であってよく、銅ペースト層2中の銅粒子の表面酸化物を除去するという観点から、還元雰囲気であってもよい。無酸素雰囲気としては、例えば、窒素、希ガス等の無酸素ガスの導入、又は真空下が挙げられる。還元雰囲気としては、例えば、純水素ガス中、フォーミングガスに代表される水素及び窒素の混合ガス中、ギ酸ガスを含む窒素中、水素及び希ガスの混合ガス中、ギ酸ガスを含む希ガス中等が挙げられる。 The atmosphere at the time of sintering may be an oxygen-free atmosphere from the viewpoint of suppressing oxidation of the sintered body, and may be a reducing atmosphere from the viewpoint of removing surface oxides of copper particles in the copper paste layer 2. Good. Examples of the anoxic atmosphere include the introduction of an oxygen-free gas such as nitrogen and a rare gas, or under vacuum. Examples of the reducing atmosphere include pure hydrogen gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen typified by a forming gas, nitrogen containing formic acid gas, a mixed gas of hydrogen and rare gas, and a rare gas containing formic acid gas. Can be mentioned.
加熱処理時の到達最高温度は、各部材(特にはポリマー成形体)への熱ダメージの低減及び歩留まりを向上させるという観点から、80℃以上であってよく、180℃以下、150℃以下、又は120℃以下であってよい。到達最高温度が、80℃以上であれば、到達最高温度保持時間が60分間以下において、焼結が充分に進行する傾向にある。到達最高温度保持時間は、分散媒を全て揮発させ、また、歩留まりを向上させるという観点から、1分間以上であってよく、60分間以下、40分間以下、又は30分間以下であってよい。 The maximum temperature reached during the heat treatment may be 80 ° C. or higher, 180 ° C. or lower, 150 ° C. or lower, or from the viewpoint of reducing heat damage to each member (particularly the polymer molded product) and improving the yield. It may be 120 ° C. or lower. When the maximum temperature reached is 80 ° C. or higher, sintering tends to proceed sufficiently when the maximum temperature reached is held for 60 minutes or less. The maximum temperature retention time may be 1 minute or more, 60 minutes or less, 40 minutes or less, or 30 minutes or less from the viewpoint of volatilizing all the dispersion medium and improving the yield.
ポリマー成形体への熱ダメージの低減の観点から、加熱処理時の温度は、ポリマー成形体が結晶性プラスチックである場合、その融点以下であることが好ましく、(融点−20)℃以下であることがより好ましく、ポリマー成形体が非晶性プラスチックである場合、(そのガラス転移温度+20)℃以下であることが好ましく、ガラス転移温度以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of reducing heat damage to the polymer molded product, the temperature during the heat treatment is preferably lower than the melting point of the crystalline plastic, and is preferably (melting point -20) ° C. or lower. When the polymer molded product is an amorphous plastic, it is preferably (the glass transition temperature +20) ° C. or lower, and more preferably the glass transition temperature or lower.
ポリマー成形体への熱ダメージの低減の観点から、好ましくはレーザ照射又はギ酸が含まれる雰囲気下で120℃以下の加熱によって、より好ましくはギ酸雰囲気下で100℃以下の加熱によって金属粒子を焼結させることが好ましい。 From the viewpoint of reducing heat damage to the polymer molded product, the metal particles are preferably sintered by laser irradiation or heating at 120 ° C. or lower in an atmosphere containing formic acid, and more preferably by heating at 100 ° C. or lower in a formic acid atmosphere. It is preferable to let it.
銅配線3における銅の含有量(体積割合)は、銅配線の全体積を基準として、65体積%以上であることが好ましく、70体積%以上がより好ましく、80体積%以上が更に好ましい。銅配線3における銅の含有量を65体積%以上とすることで、良好な導通信頼性が得られる。銅配線3における銅の含有量(体積割合)は、銅配線の全体積を基準として、95体積%以下であることが好ましい。この場合、銅配線3は空隙を有している。銅配線3が適度な空隙を有することで、銅配線3のポリマー成形体1と接する面と反対の面に、樹脂成分を含有するはんだペーストを塗布した場合、銅配線3内部の空隙に樹脂成分が充填され易くなり、ポリマー成形体と接している銅配線3との空隙部3aにも樹脂が到達し硬化することで、ポリマー成形体1と銅配線3との接着強度をより一層向上させることができる。 The copper content (volume ratio) in the copper wiring 3 is preferably 65% by volume or more, more preferably 70% by volume or more, still more preferably 80% by volume or more, based on the total volume of the copper wiring. Good conduction reliability can be obtained by setting the copper content in the copper wiring 3 to 65% by volume or more. The copper content (volume ratio) in the copper wiring 3 is preferably 95% by volume or less based on the total volume of the copper wiring. In this case, the copper wiring 3 has a gap. Since the copper wiring 3 has an appropriate gap, when a solder paste containing a resin component is applied to the surface of the copper wiring 3 opposite to the surface in contact with the polymer molded body 1, the resin component is filled in the gap inside the copper wiring 3. Is easy to fill, and the resin reaches the gap 3a between the copper wiring 3 in contact with the polymer molded body and hardens, so that the adhesive strength between the polymer molded body 1 and the copper wiring 3 is further improved. Can be done.
なお、銅配線3を構成する材料の組成がわかっている場合には、例えば、以下の手順で銅配線3における銅の含有量を求めることができる。まず、銅配線3を直方体に切り出し、銅配線3の縦、横の長さをノギス又は外形形状測定装置で測定し、厚みを膜厚計で測定することにより銅配線3の体積を計算する。切り出した銅配線3の体積と、精密天秤で測定した銅配線3の重量とから見かけの密度M1(g/cm3)を求める。求めたM1と、銅の密度8.96g/cm3とを用いて、下記式(A)から銅配線3における銅の含有量(体積%)が求められる。
銅配線3における銅の含有量(体積%)=[(M1)/8.96]×100 (A)
When the composition of the material constituting the copper wiring 3 is known, for example, the copper content in the copper wiring 3 can be determined by the following procedure. First, the copper wiring 3 is cut into a rectangular body, the vertical and horizontal lengths of the copper wiring 3 are measured with a caliper or an external shape measuring device, and the thickness is measured with a film thickness meter to calculate the volume of the copper wiring 3. The apparent density M 1 (g / cm 3 ) is obtained from the volume of the cut copper wiring 3 and the weight of the copper wiring 3 measured with a precision balance. Using the obtained M 1 and the copper density of 8.96 g / cm 3 , the copper content (volume%) in the copper wiring 3 can be obtained from the following formula (A).
Copper content (volume%) in copper wiring 3 = [(M 1 ) /8.96] × 100 (A)
銅配線3は、構成する元素のうち軽元素を除いた元素中の銅元素の割合が95質量%以上であってもよく、97質量%以上であってもよく、98質量%以上であってもよく、100質量%であってもよい。銅配線3における銅元素の上記割合が、上記範囲内であれば、金属間化合物の形成又は金属銅結晶粒界への異種元素の析出を抑制でき、銅配線3を構成する金属銅の性質が強固になり易く、より一層優れた接続信頼性が得られ易い。また、銅配線3における軽元素を除いた元素中の銅元素の割合が100質量%である場合、上記銅の体積割合は緻密度(%)とみなすことができる。 In the copper wiring 3, the ratio of the copper element in the elements excluding the light element among the constituent elements may be 95% by mass or more, 97% by mass or more, or 98% by mass or more. It may be 100% by mass. When the above ratio of the copper element in the copper wiring 3 is within the above range, the formation of an intermetallic compound or the precipitation of dissimilar elements at the metal copper crystal grain boundary can be suppressed, and the properties of the metallic copper constituting the copper wiring 3 are It tends to be strong, and even better connection reliability can be easily obtained. Further, when the ratio of the copper element in the element excluding the light element in the copper wiring 3 is 100% by mass, the volume ratio of the copper can be regarded as the density (%).
銅配線3は、ポリマー成形体1との接合界面(例えば、ポリマー成形体1と銅配線3との接合面)に対して略平行に配向した第1の銅粒子に由来する構造を含むことが好ましい。この場合、ポリマー成形体1と略平行に第1の粒子を配向させることで、焼結により形成した銅配線3の割れを抑制することができる。さらに、理由は定かではないが、焼結により形成した銅配線3とポリマー成形体1との接着性を向上させることができる。 The copper wiring 3 may include a structure derived from the first copper particles oriented substantially parallel to the bonding interface with the polymer molded body 1 (for example, the bonding surface between the polymer molded body 1 and the copper wiring 3). preferable. In this case, by orienting the first particles substantially parallel to the polymer molded body 1, cracking of the copper wiring 3 formed by sintering can be suppressed. Further, although the reason is not clear, it is possible to improve the adhesiveness between the copper wiring 3 formed by sintering and the polymer molded product 1.
(第3の工程)
第2の工程に続いて、図1(d)に示すように、はんだ粒子4及び樹脂成分5を含有するはんだペーストを、銅配線3上に所定のパターンで塗布してはんだペースト層6を形成する。樹脂成分5の一部は、銅配線3の空隙部3aに浸透し、銅配線3の少なくとも一部に充填された樹脂充填部7を形成している。
(Third step)
Following the second step, as shown in FIG. 1D, a solder paste containing the solder particles 4 and the resin component 5 is applied onto the copper wiring 3 in a predetermined pattern to form the solder paste layer 6. To do. A part of the resin component 5 penetrates into the gap portion 3a of the copper wiring 3 and forms a resin filling portion 7 filled in at least a part of the copper wiring 3.
はんだ粒子4の粒径は、例えば、0.4〜30μm、0.5〜20μm又は0.6〜15μmであってもよい。はんだ粒子4の粒径が0.4μm以上であると、はんだ表面の酸化の影響を受け難く、導通信頼性を向上し易くなる。一方、はんだ粒子4の粒径が30μm以下であると、絶縁信頼性を向上し易くなる。 The particle size of the solder particles 4 may be, for example, 0.4 to 30 μm, 0.5 to 20 μm, or 0.6 to 15 μm. When the particle size of the solder particles 4 is 0.4 μm or more, it is not easily affected by the oxidation of the solder surface, and the conduction reliability is easily improved. On the other hand, when the particle size of the solder particles 4 is 30 μm or less, the insulation reliability can be easily improved.
はんだ粒子4の粒径は、走査電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定することができる。すなわち、はんだ粒子の平均粒径は、任意のはんだ粒子300個についてSEMを用いた観察により粒径の測定を行い、それらの平均値をとることにより得られる。 The particle size of the solder particles 4 can be measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). That is, the average particle size of the solder particles can be obtained by measuring the particle size of 300 arbitrary solder particles by observation using SEM and taking the average value thereof.
はんだ粒子4は、スズを含むことができる。このようなはんだ粒子4として、In−Sn合金、In−Sn−Ag合金、Sn−Bi合金、Sn−Bi−Ag合金、からなる群より選ばれる少なくとも1種のスズ合金を用いてもよい。スズ合金としては、例えば、In−Sn(In52質量%、Bi48質量%、融点118℃)、Sn−Bi(Sn43質量%、Bi57質量%、融点138℃)、Sn−Bi−Ag(Sn42質量%、Bi57質量%、Ag1質量%、融点139℃)挙げられる。 The solder particles 4 can contain tin. As such a solder particle 4, at least one tin alloy selected from the group consisting of an In-Sn alloy, an In-Sn-Ag alloy, a Sn-Bi alloy, and a Sn-Bi-Ag alloy may be used. Examples of the tin alloy include In-Sn (In 52% by mass, Bi48% by mass, melting point 118 ° C.), Sn-Bi (Sn43% by mass, Bi57% by mass, melting point 138 ° C.), Sn-Bi-Ag (Sn42% by mass). , Bi57% by mass, Ag1% by mass, melting point 139 ° C.).
接合する温度に応じて、スズ合金を選択することができる。例えば、In−Sn合金、Sn−Bi合金等の融点の低いスズ合金を用いる場合、150℃以下で接合することができる。 The tin alloy can be selected according to the joining temperature. For example, when a tin alloy having a low melting point such as an In—Sn alloy or a Sn—Bi alloy is used, it can be bonded at 150 ° C. or lower.
はんだ粒子4を構成するスズ合金は、Ag、Cu、Ni、Bi、Zn、Pd、Pb、Au、P及びBから選ばれる少なくとも1種を含んでもよい。 The tin alloy constituting the solder particles 4 may contain at least one selected from Ag, Cu, Ni, Bi, Zn, Pd, Pb, Au, P and B.
はんだ粒子4のAg含有率は、例えば、0.05〜10質量%、0.1〜5質量%又は0.2〜3質量%であってもよい。Ag含有率が0.05質量%以上であれば、良好なはんだ接続信頼性を得られ易く、他方、10質量%以下であれば融点が低くなり、はんだ濡れ性が向上し、結果として接合部の接続信頼性が良好となり易い。 The Ag content of the solder particles 4 may be, for example, 0.05 to 10% by mass, 0.1 to 5% by mass, or 0.2 to 3% by mass. When the Ag content is 0.05% by mass or more, good solder connection reliability can be easily obtained, while when it is 10% by mass or less, the melting point is lowered and the solder wettability is improved, and as a result, the joint portion Connection reliability tends to be good.
樹脂成分5は、熱硬化性化合物を含んでもよい。熱硬化性化合物としては、例えば、オキセタン化合物、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、(メタ)アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物が挙げられる。熱硬化性化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、樹脂成分の硬化性及び粘度をより一層良好にし、ポリマー成形体1と銅配線3との接着性を一層高める観点から、エポキシ化合物が好ましい。 The resin component 5 may contain a thermosetting compound. Examples of the thermosetting compound include oxetane compounds, epoxy compounds, episulfide compounds, (meth) acrylic compounds, phenol compounds, amino compounds, unsaturated polyester compounds, polyurethane compounds, silicone compounds and polyimide compounds. One type of thermosetting compound may be used alone, or two or more types may be used in combination. Among them, an epoxy compound is preferable from the viewpoint of further improving the curability and viscosity of the resin component and further enhancing the adhesiveness between the polymer molded product 1 and the copper wiring 3.
樹脂成分5は、熱硬化剤を更に含んでもよい。熱硬化剤としては、例えば、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤、酸無水物、熱カチオン開始剤及び熱ラジカル発生剤が挙げられる。熱硬化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。低温で速やかに硬化可能である点で、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤又はアミン硬化剤が好ましい。また、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを混合したときの保存安定性を高める点で、熱硬化剤として、潜在性の熱硬化剤を用いてもよい。潜在性の熱硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性ポリチオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。なお、上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。 The resin component 5 may further contain a thermosetting agent. Examples of the heat curing agent include an imidazole curing agent, an amine curing agent, a phenol curing agent, a polythiol curing agent, an acid anhydride, a thermal cation initiator, and a thermal radical generator. One type of thermosetting agent may be used alone, or two or more types may be used in combination. An imidazole curing agent, a polythiol curing agent, or an amine curing agent is preferable because it can be cured quickly at a low temperature. Further, a latent thermosetting agent may be used as the thermosetting agent in terms of enhancing the storage stability when the thermosetting compound and the thermosetting agent are mixed. The latent thermosetting agent is preferably a latent imidazole curing agent, a latent polythiol curing agent, or a latent amine curing agent. The thermosetting agent may be coated with a polymer substance such as a polyurethane resin or a polyester resin.
イミダゾール硬化剤としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン及び2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物が挙げられる。 Examples of the imidazole curing agent include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimerite, and 2,4-diamino-. Addition of 6- [2'-methylimidazolyl- (1')] -ethyl-s-triazine and 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1')] -ethyl-s-triazine isocyanuric acid Things can be mentioned.
ポリチオール硬化剤としては、例えば、トリメチロールプロパントリス−3−メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス−3−メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトールヘキサ−3−メルカプトプロピオネートが挙げられる。ポリチオール硬化剤の溶解度パラメーターは、好ましくは9.5以上、好ましくは12以下である。溶解度パラメーターは、Fedors法にて計算される。例えば、トリメチロールプロパントリス−3−メルカプトプロピオネートの溶解度パラメーターは9.6、ジペンタエリスリトールヘキサ−3−メルカプトプロピオネートの溶解度パラメーターは11.4である。 Examples of the polythiol curing agent include trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate, pentaerythritol tetrakis-3-mercaptopropionate and dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate. The solubility parameter of the polythiol curing agent is preferably 9.5 or more, preferably 12 or less. The solubility parameter is calculated by the Fedors method. For example, the solubility parameter of trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate is 9.6 and the solubility parameter of dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate is 11.4.
アミン硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラスピロ[5.5]ウンデカン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホンが挙げられる。 Examples of the amine curing agent include hexamethylenediamine, octamethylenediamine, decamethylenediamine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraspiro [5.5] undecane and bis ( 4-Aminocyclohexyl) methane, metaphenylenediamine and diaminodiphenylsulfone can be mentioned.
熱カチオン硬化剤としては、例えば、ヨードニウム系カチオン硬化剤、オキソニウム系カチオン硬化剤及びスルホニウム系カチオン硬化剤が挙げられる。ヨードニウム系カチオン硬化剤としては、例えば、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスファートが挙げられる。オキソニウム系カチオン硬化剤としては、例えば、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボラートが挙げられる。スルホニウム系カチオン硬化剤としては、例えば、トリ−p−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファートが挙げられる。 Examples of the thermal cation curing agent include an iodonium-based cation curing agent, an oxonium-based cation curing agent, and a sulfonium-based cation curing agent. Examples of the iodonium-based cationic curing agent include bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate. Examples of the oxonium-based cationic curing agent include trimethyloxonium tetrafluoroborate. Examples of the sulfonium-based cationic curing agent include tri-p-tolylsulfonium hexafluorophosphate.
熱ラジカル発生剤としては、例えば、アゾ化合物及び有機過酸化物が挙げられる。アゾ化合物としては、例えば、アゾビスイゾブチロニトリル(AIBN)が挙げられる。有機過酸化物としては、例えば、ジ−tert−ブチルペルオキシド及びメチルエチルケトンペルオキシドが挙げられる。 Examples of the thermal radical generator include azo compounds and organic peroxides. Examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile (AIBN). Examples of organic peroxides include di-tert-butyl peroxide and methyl ethyl ketone peroxide.
樹脂成分5は、フラックスを更に含んでもよい。フラックスは、はんだ表面の酸化物を溶融して、粒子同士が融着すると共に、銅配線3へのはんだ濡れ性を向上させる。 The resin component 5 may further contain a flux. The flux melts the oxide on the surface of the solder, the particles are fused to each other, and the solder wettability to the copper wiring 3 is improved.
フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているものを使用できる。フラックスとしては、例えば、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、有機酸及び松脂が挙げられる。フラックスは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the flux, a flux generally used for solder bonding or the like can be used. Examples of the flux include zinc chloride, a mixture of zinc chloride and an inorganic halide, a mixture of zinc chloride and an inorganic acid, a molten salt, phosphoric acid, a derivative of phosphoric acid, an organic halide, hydrazine, an organic acid and pine fat. Can be mentioned. One type of flux may be used alone, or two or more types may be used in combination.
溶融塩としては、例えば、塩化アンモニウムが挙げられる。有機酸としては、例えば、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸及びグルタル酸が挙げられる。松脂としては、例えば、活性化松脂及び非活性化松脂が挙げられる。松脂は、アビエチン酸を主成分とするロジン類である。フラックスとして、カルボキシル基を2以上有する有機酸又は松脂を使用することにより、電極間の導通信頼性がより一層高くなるという効果が奏される。 Examples of the molten salt include ammonium chloride. Examples of organic acids include lactic acid, citric acid, stearic acid, glutamic acid and glutaric acid. Examples of the rosin include activated rosin and non-activated rosin. Rosin is a rosin containing abietic acid as the main component. By using an organic acid or pine resin having two or more carboxyl groups as the flux, the effect of further increasing the conduction reliability between the electrodes is achieved.
フラックスの融点は、好ましくは50℃以上であり、より好ましくは70℃以上であり、更に好ましくは80℃以上である。フラックスの融点は、好ましくは200℃以下であり、より好ましくは160℃以下であり、更に好ましくは150℃以下であり、特に好ましくは140℃以下である。フラックスの融点が上記範囲にあると、フラックス効果がより一層効果的に発揮され、はんだ粒子が電極上により一層効率的に配置される。フラックスの融点の範囲は、80〜190℃であることが好ましく、80〜140℃以下であることがより好ましい。 The melting point of the flux is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, and even more preferably 80 ° C. or higher. The melting point of the flux is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 160 ° C. or lower, still more preferably 150 ° C. or lower, and particularly preferably 140 ° C. or lower. When the melting point of the flux is in the above range, the flux effect is exhibited more effectively, and the solder particles are arranged more efficiently on the electrode. The melting point range of the flux is preferably 80 to 190 ° C, more preferably 80 to 140 ° C or less.
融点が80〜190℃の範囲にあるフラックスとしては、例えば、コハク酸(融点186℃)、グルタル酸(融点96℃)、アジピン酸(融点152℃)、ピメリン酸(融点104℃)、スベリン酸(融点142℃)等のジカルボン酸、安息香酸(融点122℃)及びリンゴ酸(融点130℃)が挙げられる。 Examples of fluxes having a melting point in the range of 80 to 190 ° C. include succinic acid (melting point 186 ° C.), glutaric acid (melting point 96 ° C.), adipic acid (melting point 152 ° C.), pimelic acid (melting point 104 ° C.), and suberic acid. Examples thereof include dicarboxylic acids (melting point 142 ° C.), succinic acid (melting point 122 ° C.) and pimelic acid (melting point 130 ° C.).
(第4の工程)
第3の工程に続いて、図1(e)に示すように、はんだペースト層6の所定の位置に電極9を有する電子素子8を配置(マウント)する。電子素子8としては、ダイオード、整流器、サイリスタ、MOSゲートドライバ、パワースイッチ、パワーMOSFET、IGBT、ショットキーダイオード、ファーストリカバリダイオード等からなるパワーモジュール、発信機、増幅器、LEDモジュール、コンデンサ、ジャイロセンサ等が挙げられる。
(4th step)
Following the third step, as shown in FIG. 1 (e), the electronic element 8 having the electrode 9 is arranged (mounted) at a predetermined position of the solder paste layer 6. Examples of the electronic element 8 include a power module including a diode, a rectifier, a thyristor, a MOS gate driver, a power switch, a power MOSFET, an IGBT, a Schottky diode, a fast recovery diode, a transmitter, an amplifier, an LED module, a capacitor, a gyro sensor, and the like. Can be mentioned.
はんだペースト層6上に電子素子8を配置する方法としては、例えば、チップマウンター、フリップチップボンダー、カーボン製又はセラミックス製の位置決め冶具等を用いた方法が挙げられる。 Examples of the method of arranging the electronic element 8 on the solder paste layer 6 include a method using a chip mounter, a flip chip bonder, a positioning jig made of carbon or ceramics, and the like.
電極9は、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、銀及びスズからなる群より選択される少なくとも1種の金属を最表面に含む電極であってよく、はんだ層と接合した後に、高温放置によってもはんだ層と電極との間に不純物(金属間化合物)が形成されずに、接合信頼性の高い実装を行える観点から、好ましくは、銅、ニッケル及びパラジウムからなる群より選択される少なくとも1種の金属を最表面に含む電極である。電極9は、これらの金属を含有する単層又は複層の金属含有層からなっていてよい。 The electrode 9 may be an electrode containing at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, palladium, gold, platinum, silver and tin on the outermost surface, and may be left at a high temperature after being bonded to the solder layer. At least one selected from the group consisting of copper, nickel and palladium is preferable from the viewpoint that mounting with high bonding reliability can be performed without forming impurities (intermetal compounds) between the solder layer and the electrode. It is an electrode containing the metal of the above on the outermost surface. The electrode 9 may consist of a single layer or a multi-layer metal-containing layer containing these metals.
(第5の工程)
第4の工程に続いて、図1(f)に示すように、はんだ粒子4を溶融することで、はんだ層11を形成し、銅配線3と電子素子8の電極9とを接合する。これにより、電子部品100が得られる。
(Fifth step)
Following the fourth step, as shown in FIG. 1 (f), the solder particles 4 are melted to form the solder layer 11, and the copper wiring 3 and the electrode 9 of the electronic element 8 are joined. As a result, the electronic component 100 is obtained.
はんだ粒子4を溶融する方法として、加熱処理により行うことできる。加熱処理には、例えば、ホットプレート、温風乾燥機、温風加熱炉、窒素乾燥機、赤外線乾燥機、赤外線加熱炉、遠赤外線加熱炉、マイクロ波加熱装置、レーザー加熱装置、電磁加熱装置、ヒーター加熱装置、蒸気加熱炉等の加熱手段を用いることができる。 As a method of melting the solder particles 4, it can be carried out by heat treatment. For heat treatment, for example, a hot plate, a hot air dryer, a hot air heating furnace, a nitrogen dryer, an infrared dryer, an infrared heating furnace, a far infrared heating furnace, a microwave heating device, a laser heating device, an electromagnetic heating device, etc. Heating means such as a heater heating device and a steam heating furnace can be used.
はんだ粒子4を溶融してはんだ層11を形成し、銅配線3と電子素子8の電極9とを接合すると共に、樹脂成分5が硬化して、はんだ層11の少なくとも一部を被覆する樹脂層12を形成する。具体的には、融点が138℃のSn−Bi(Sn43質量%、Bi57質量%)を例に挙げると、150℃で保持することで、はんだ層11が形成され、樹脂成分5がはんだ層11の外周部を覆い、硬化して樹脂層12になることがよい。また、この時、銅配線3の空隙部3aの少なくとも一部に充填された樹脂成分が硬化して樹脂充填部13が形成される。 The solder particles 4 are melted to form the solder layer 11, the copper wiring 3 and the electrode 9 of the electronic element 8 are joined, and the resin component 5 is cured to cover at least a part of the solder layer 11. 12 is formed. Specifically, for example, Sn-Bi (Sn43% by mass, Bi57% by mass) having a melting point of 138 ° C. is held at 150 ° C. to form a solder layer 11, and the resin component 5 is a solder layer 11. It is preferable that the outer peripheral portion of the solder is covered and cured to form the resin layer 12. Further, at this time, the resin component filled in at least a part of the gap portion 3a of the copper wiring 3 is cured to form the resin filling portion 13.
はんだ接合時の雰囲気は、焼結体の酸化抑制の観点から、無酸素雰囲気であってよく、銅配線3の表面酸化物を除去するという観点から、還元雰囲気であってもよい。無酸素雰囲気としては、例えば、窒素、希ガス等の無酸素ガスの導入、又は真空下が挙げられる。還元雰囲気としては、例えば、純水素ガス中、フォーミングガスに代表される水素及び窒素の混合ガス中、ギ酸ガスを含む窒素中、水素及び希ガスの混合ガス中、ギ酸ガスを含む希ガス中等が挙げられる。 The atmosphere at the time of solder bonding may be an oxygen-free atmosphere from the viewpoint of suppressing oxidation of the sintered body, and may be a reducing atmosphere from the viewpoint of removing the surface oxide of the copper wiring 3. Examples of the anoxic atmosphere include the introduction of an oxygen-free gas such as nitrogen and a rare gas, or under vacuum. Examples of the reducing atmosphere include pure hydrogen gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen typified by a forming gas, nitrogen containing formic acid gas, a mixed gas of hydrogen and rare gas, and a rare gas containing formic acid gas. Can be mentioned.
加熱処理時の到達最高温度は、各部材(特にはポリマー成形体)への熱ダメージの低減及び歩留まりを向上させるという観点から、150℃以上であってよく、350℃以下、300℃以下、又は260℃以下であってよい。到達最高温度が、150℃以上であれば、到達最高温度保持時間が60分間以下において、はんだ粒子4の溶融が充分に進行する傾向にある。 The maximum temperature reached during the heat treatment may be 150 ° C. or higher, 350 ° C. or lower, 300 ° C. or lower, or from the viewpoint of reducing heat damage to each member (particularly the polymer molded product) and improving the yield. It may be 260 ° C. or lower. When the maximum ultimate temperature is 150 ° C. or higher, the melting of the solder particles 4 tends to proceed sufficiently when the maximum ultimate temperature holding time is 60 minutes or less.
ポリマー成形体への熱ダメージの低減の観点から、接合する温度は、ポリマー成形体が結晶性プラスチックである場合、その融点以下であることが好ましく、(融点−20)℃以下であることがより好ましく、ポリマー成形体が非晶性プラスチックである場合、(そのガラス転移温度+20)℃以下であることが好ましく、ガラス転移温度以下であることがより好ましい。この場合、In−Sn合金、In−Sn−Ag合金、Sn−Bi合金、Sn−Bi−Ag合金などのはんだ粒子を用いることができる。 From the viewpoint of reducing thermal damage to the polymer molded product, when the polymer molded product is a crystalline plastic, the bonding temperature is preferably equal to or lower than the melting point, and more preferably (melting point -20) ° C. or lower. Preferably, when the polymer molded product is an amorphous plastic, it is preferably (the glass transition temperature +20) ° C. or lower, and more preferably the glass transition temperature or lower. In this case, solder particles such as In—Sn alloy, In—Sn—Ag alloy, Sn—Bi alloy, and Sn—Bi-Ag alloy can be used.
はんだ接合は、電子素子8に圧力を加えた状態で行われてよく、はんだペースト層6上の電子素子8及びその他の部材による自重のみで行われてもよい。当該圧力は、0.01MPa以下又は0.005MPa以下であってよい。焼結時に受ける圧力が上記範囲内であれば、特別な加圧装置が不要なため歩留まりを損なうこと無く、ボイドの低減、接合強度及び接続信頼性をより一層向上させることができる。電子素子8に圧力を加える方法としては、例えば、最も上に位置する電子素子8上に重りを載せる方法等が挙げられる。 The solder bonding may be performed with pressure applied to the electronic element 8, or may be performed only by the weight of the electronic element 8 and other members on the solder paste layer 6. The pressure may be 0.01 MPa or less or 0.005 MPa or less. When the pressure received during sintering is within the above range, voids can be reduced, joint strength and connection reliability can be further improved without impairing the yield because a special pressurizing device is not required. Examples of the method of applying pressure to the electronic element 8 include a method of placing a weight on the electronic element 8 located at the top.
以上説明した製造方法により得られる電子部品100は、ポリマー成形体1と、ポリマー成形体1上に設けられた銅配線3と、銅配線3と電子素子8とを接合するはんだ層11と、はんだ層11の少なくとも一部を被覆する樹脂層12とを備えている。銅配線3の空隙部3aの少なくとも一部は、樹脂層12と同じ樹脂成分の硬化物で充填されている。 The electronic component 100 obtained by the manufacturing method described above includes the polymer molded body 1, the copper wiring 3 provided on the polymer molded body 1, the solder layer 11 for joining the copper wiring 3 and the electronic element 8, and the solder. It includes a resin layer 12 that covers at least a part of the layer 11. At least a part of the gap 3a of the copper wiring 3 is filled with a cured product having the same resin component as the resin layer 12.
図2は、電子部品100において、銅配線3とポリマー成形体1の接合部の詳細を表した図である。銅配線3の空隙部3aがポリマー成形体1との界面に形成され、空隙部3aに樹脂成分が充填され、硬化して樹脂充填部13となり、銅配線3とポリマー成形体1との接着性を向上させることが可能である。 FIG. 2 is a diagram showing details of a joint portion between the copper wiring 3 and the polymer molded body 1 in the electronic component 100. The gap 3a of the copper wiring 3 is formed at the interface with the polymer molded body 1, and the gap 3a is filled with a resin component and cured to become the resin filled portion 13, and the adhesiveness between the copper wiring 3 and the polymer molded body 1 It is possible to improve.
図3は、他の一実施形態の電子部品の製造方法を示す模式断面図である。以下、本実施形態について説明するが、上述した実施形態と重複する説明は省略する。この製造方法では、第1の工程の準備工程において、図3(a)に示すように、ポリマー成形体1を準備する(準備工程)。第1の工程では、準備工程に続いて、図3(b)に示すように、ポリマー成形体1上に銅ペーストを所定のパターンで(銅配線を形成する部分に)塗布して銅ペースト層2を形成する(形成工程)。そして、図3(c)に示すように、銅粒子同士を焼結させることにより、銅配線3を形成する。(第2の工程)。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing an electronic component of another embodiment. Hereinafter, the present embodiment will be described, but the description overlapping with the above-described embodiment will be omitted. In this manufacturing method, in the preparation step of the first step, as shown in FIG. 3A, the polymer molded product 1 is prepared (preparation step). In the first step, following the preparatory step, as shown in FIG. 3B, a copper paste is applied on the polymer molded body 1 in a predetermined pattern (to the portion where the copper wiring is formed) to form a copper paste layer. 2 is formed (forming step). Then, as shown in FIG. 3C, the copper wiring 3 is formed by sintering the copper particles with each other. (Second step).
続いて、図3(d)に示すように、銅配線3の一部に樹脂成分を含む樹脂層14を形成する。樹脂成分は、銅配線3の空隙部3aの少なくとも一部に充填され樹脂充填部15が得られる。樹脂成分は、上述したはんだペーストの樹脂成分5と、同一であってよい。樹脂成分と樹脂成分5が同じ場合、樹脂層14を銅配線3とポリマー成形体1の全面に塗布してもよい。銅配線3上に塗布された樹脂層14の上部に、はんだ粒子4及び樹脂成分5を含有するはんだペーストを塗布してよい。電子素子8を接合する銅配線3以外の箇所に、樹脂層14を形成し、あらかじめ露光や熱により硬化しても、しなくてもよい。また、樹脂層14は、場合によって、銅配線3上部をマスクすることにより、硬化しないように保護し、現像等により銅配線3上部を取り除き、開口部を形成してもよい。 Subsequently, as shown in FIG. 3D, a resin layer 14 containing a resin component is formed in a part of the copper wiring 3. The resin component is filled in at least a part of the gap portion 3a of the copper wiring 3 to obtain the resin filling portion 15. The resin component may be the same as the resin component 5 of the solder paste described above. When the resin component and the resin component 5 are the same, the resin layer 14 may be applied to the entire surface of the copper wiring 3 and the polymer molded body 1. A solder paste containing the solder particles 4 and the resin component 5 may be applied to the upper portion of the resin layer 14 applied on the copper wiring 3. The resin layer 14 may or may not be formed in a portion other than the copper wiring 3 to which the electronic element 8 is bonded and cured by exposure or heat in advance. Further, in some cases, the resin layer 14 may be protected from being cured by masking the upper portion of the copper wiring 3, and the upper portion of the copper wiring 3 may be removed by development or the like to form an opening.
樹脂層14の硬化時の雰囲気は、銅配線3の酸化抑制の観点から、無酸素雰囲気であってよく、還元雰囲気であってもよい。無酸素雰囲気としては、例えば、窒素、希ガス等の無酸素ガスの導入、又は真空下が挙げられる。還元雰囲気としては、例えば、純水素ガス中、フォーミングガスに代表される水素及び窒素の混合ガス中、ギ酸ガスを含む窒素中、水素及び希ガスの混合ガス中、ギ酸ガスを含む希ガス中等が挙げられる。 The atmosphere at the time of curing of the resin layer 14 may be an oxygen-free atmosphere or a reducing atmosphere from the viewpoint of suppressing oxidation of the copper wiring 3. Examples of the anoxic atmosphere include the introduction of an oxygen-free gas such as nitrogen and a rare gas, or under vacuum. Examples of the reducing atmosphere include pure hydrogen gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen typified by a forming gas, nitrogen containing formic acid gas, a mixed gas of hydrogen and rare gas, and a rare gas containing formic acid gas. Can be mentioned.
樹脂成分を含む樹脂層14は、ソルダーレジストであってもよい。ソルダーレジストは従来公知の方法で設けることができる。例えば、銅配線3及びポリマー成形体1上への感光性液状ソルダーレジストの塗布、露光、現像により形成することができる。また、ソルダレジストとしては、熱硬化型又は紫外線硬化型のものが使用できるが、レジスト形状を精度良く仕上げることができる紫外線硬化型のものが好ましい。例えば、エポキシ系、ポリイミド系、エポキシアクリレート系、フルオレン系等の材料を用いることができる。これらのパターン形成は、ワニス状の材料であれば印刷で行うことも可能であるが、より精度を確保するためには感光性のソルダレジスト、カバーレイフィルム、フィルム状レジスト等を用いるのが好ましい。 The resin layer 14 containing the resin component may be a solder resist. The solder resist can be provided by a conventionally known method. For example, it can be formed by applying, exposing, and developing a photosensitive liquid solder resist on the copper wiring 3 and the polymer molded body 1. Further, as the solder resist, a thermosetting type or an ultraviolet curable type can be used, but an ultraviolet curable type capable of finishing the resist shape with high accuracy is preferable. For example, epoxy-based, polyimide-based, epoxy acrylate-based, fluorene-based materials and the like can be used. These patterns can be formed by printing as long as they are varnish-like materials, but in order to secure more accuracy, it is preferable to use a photosensitive solder resist, a coverlay film, a film-like resist, or the like. ..
続いて、図3(e)に示すように、はんだペーストを所定の銅配線3上に、所定のパターンで塗布する(第3の工程)。樹脂成分5は、銅配線3の空隙部3aに浸透し、銅配線3の少なくとも一部に充填している。第3の工程に続いて、図3(f)に示すように、はんだペースト層6の所定の位置に電極9を有する電子素子8を配置(マウント)する(第4の工程)。第4の工程に続いて、図3(g)に示すように、はんだ粒子4を溶融することで、はんだ層11を形成し、銅配線3と電子素子8の電極9とを接合する(第5の工程)。また、樹脂層14は、硬化して樹脂層16となる。これにより、電子部品101が得られる。 Subsequently, as shown in FIG. 3E, the solder paste is applied onto the predetermined copper wiring 3 in a predetermined pattern (third step). The resin component 5 penetrates into the gap 3a of the copper wiring 3 and fills at least a part of the copper wiring 3. Following the third step, as shown in FIG. 3 (f), the electronic element 8 having the electrode 9 is arranged (mounted) at a predetermined position of the solder paste layer 6 (fourth step). Following the fourth step, as shown in FIG. 3 (g), the solder particles 4 are melted to form the solder layer 11, and the copper wiring 3 and the electrode 9 of the electronic element 8 are joined (the fourth step). Step 5). Further, the resin layer 14 is cured to become the resin layer 16. As a result, the electronic component 101 is obtained.
以上説明した製造方法により得られる電子部品101は、ポリマー成形体1と、ポリマー成形体1上に設けられた銅配線3と、銅配線3と電子素子8の電極9とを接合するはんだ層11と、はんだ層11の少なくとも一部を被覆する樹脂層12と、銅配線3の一部を被覆する樹脂層16と、を備えている。銅配線3の空隙部3aの少なくとも一部は、樹脂層12又は樹脂層16と同じ樹脂成分の硬化物で充填されている。 The electronic component 101 obtained by the manufacturing method described above is the solder layer 11 that joins the polymer molded body 1, the copper wiring 3 provided on the polymer molded body 1, the copper wiring 3, and the electrode 9 of the electronic element 8. A resin layer 12 that covers at least a part of the solder layer 11 and a resin layer 16 that covers a part of the copper wiring 3 are provided. At least a part of the gap 3a of the copper wiring 3 is filled with a cured product having the same resin component as the resin layer 12 or the resin layer 16.
本実施形態に係る電子部品の製造方法では、銅ペーストを所定のパターン(銅配線3に対応するパターン)で塗布するため、触媒を含むポリマーが不要であり、また、レーザー照射及び無電解銅めっきの工程を省略できる。加えて、これらの製造方法では、銅配線3上にペースト層6を形成した後、電子素子8を配置して熱処理することにより、銅配線3と電子素子8とをはんだにより互いに接合すると共に、はんだ層11の少なくとも一部が樹脂層12により被覆され、銅配線3の空隙部の少なくとも一部に充填された樹脂成分が硬化して樹脂充填部13又は樹脂充填部17が形成されることによって、ポリマー成形体と銅配線との接着性を改善することができる。 In the method for manufacturing electronic parts according to the present embodiment, since the copper paste is applied in a predetermined pattern (the pattern corresponding to the copper wiring 3), a polymer containing a catalyst is not required, and laser irradiation and electroless copper plating are not required. Step can be omitted. In addition, in these manufacturing methods, after the paste layer 6 is formed on the copper wiring 3, the electronic element 8 is arranged and heat-treated to bond the copper wiring 3 and the electronic element 8 to each other by soldering. At least a part of the solder layer 11 is covered with the resin layer 12, and the resin component filled in at least a part of the gap portion of the copper wiring 3 is cured to form the resin filling portion 13 or the resin filling portion 17. , The adhesiveness between the polymer molded body and the copper wiring can be improved.
本実施形態に係る製造方法では、銅配線3の一部を被覆する樹脂成分を含む樹脂層14と、はんだペーストにおける樹脂成分5とを、同一成分とすることで、電子素子8と銅配線3とのはんだ接合と、銅配線3の表面保護被膜の作製とを同一工程で行うことが可能である。この場合、従来行っていた工程(ソルダーレジストの形成工程(銅配線及びポリマー成形体前面への有機被膜の塗布、露光、現像によるはんだ接合のための開口部の形成)、ソルダーペーストの配線開口部への塗布、熱処理によるはんだ接合工程(部品実装)等)と比較して、大幅に工程及び製造するための時間を短縮することができる。 In the manufacturing method according to the present embodiment, the electronic element 8 and the copper wiring 3 are formed by using the same component as the resin layer 14 containing the resin component that covers a part of the copper wiring 3 and the resin component 5 in the solder paste. It is possible to perform the solder bonding with the copper wiring 3 and the production of the surface protective coating of the copper wiring 3 in the same process. In this case, the conventional steps (solder resist forming step (copper wiring and forming an opening for solder bonding by coating, exposing, and developing the front surface of the polymer molded body), solder paste wiring opening). Compared with the solder joining process (part mounting) by coating and heat treatment), the process and time for manufacturing can be significantly shortened.
図4は、他の一実施形態の電子部品の製造方法を示す模式断面図である。以下、本実施形態について説明するが、上述した実施形態と重複する説明は省略する。この製造方法では、第1の工程の準備工程において、図4(a)に示すように、ポリマー成形体1を準備する(準備工程)。第1の工程では、準備工程に続いて、図4(b)に示すように、ポリマー成形体1上に銅ペーストを所定のパターンで(銅配線を形成する部分に)塗布して銅ペースト層2を形成する(形成工程)。そして、図4(c)に示すように、銅粒子同士を焼結させることにより、銅配線3を形成する(第2の工程)。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing an electronic component of another embodiment. Hereinafter, the present embodiment will be described, but the description overlapping with the above-described embodiment will be omitted. In this manufacturing method, in the preparation step of the first step, as shown in FIG. 4A, the polymer molded product 1 is prepared (preparation step). In the first step, following the preparatory step, as shown in FIG. 4B, a copper paste is applied onto the polymer molded body 1 in a predetermined pattern (to the portion where the copper wiring is formed) to form a copper paste layer. 2 is formed (forming step). Then, as shown in FIG. 4 (c), the copper wiring 3 is formed by sintering the copper particles (second step).
第2の工程に続いて、図4(d)に示すように、金属配線3上に、樹脂成分を含む樹脂組成物を塗布し、樹脂層14を形成する(第3の工程)。樹脂組成物の塗布によって、銅配線3の空隙部3aの少なくとも一部に樹脂成分が充填され樹脂充填部15が得られる。 Following the second step, as shown in FIG. 4D, a resin composition containing a resin component is applied onto the metal wiring 3 to form a resin layer 14 (third step). By applying the resin composition, at least a part of the void portion 3a of the copper wiring 3 is filled with the resin component to obtain the resin-filled portion 15.
樹脂組成物は、上述したはんだペーストに配合される樹脂成分を含むことができる。樹脂組成物の塗布は、上述した銅ペーストを塗布する場合と同じ手段を用いることができる。 The resin composition can contain a resin component to be blended in the above-mentioned solder paste. The same means as in the case of applying the copper paste described above can be used for applying the resin composition.
硬化時の雰囲気は、銅配線3の酸化抑制の観点から、無酸素雰囲気であってよく、還元雰囲気であってもよい。無酸素雰囲気としては、例えば、窒素、希ガス等の無酸素ガスの導入、又は真空下が挙げられる。還元雰囲気としては、例えば、純水素ガス中、フォーミングガスに代表される水素及び窒素の混合ガス中、ギ酸ガスを含む窒素中、水素及び希ガスの混合ガス中、ギ酸ガスを含む希ガス中等が挙げられる。 The atmosphere at the time of curing may be an oxygen-free atmosphere or a reducing atmosphere from the viewpoint of suppressing oxidation of the copper wiring 3. Examples of the anoxic atmosphere include the introduction of an oxygen-free gas such as nitrogen and a rare gas, or under vacuum. Examples of the reducing atmosphere include pure hydrogen gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen typified by a forming gas, nitrogen containing formic acid gas, a mixed gas of hydrogen and rare gas, and a rare gas containing formic acid gas. Can be mentioned.
第3の工程に続いて、金属配線の少なくとも一部が露出するように樹脂層を除去する(第4の工程)。樹脂層の除去は、例えば、レーザー等により削る方法により行うことができる。こうして、図4(e)に示すように開口部18が形成される。 Following the third step, the resin layer is removed so that at least a part of the metal wiring is exposed (fourth step). The resin layer can be removed by, for example, a method of scraping with a laser or the like. In this way, the opening 18 is formed as shown in FIG. 4 (e).
また、樹脂層は、ソルダーレジストであってもよい。ソルダーレジストは従来公知の方法で設けることができる。この場合、例えば、感光性液状ソルダーレジストの塗布、露光、現像により開口部18を形成することができる。ソルダレジストとしては、上述したものを用いることができる。 Further, the resin layer may be a solder resist. The solder resist can be provided by a conventionally known method. In this case, for example, the opening 18 can be formed by applying, exposing, and developing a photosensitive liquid solder resist. As the solder resist, those described above can be used.
第4の工程に続いて、図4(f)に示すように、開口部18を有する銅配線の上部(銅配線の露出部分上)に、はんだ粒子を含むはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する(第5の工程)。本実施形態においては、図4(f)に示すようにはんだペースト6がはんだ粒子4と樹脂成分5とを含有する。この場合、後述する第7の工程においてはんだ層と当該はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂層とを形成することができる。 Following the fourth step, as shown in FIG. 4 (f), a solder paste containing solder particles is applied to the upper portion of the copper wiring having the opening 18 (on the exposed portion of the copper wiring) to form a solder paste layer. (Fifth step). In the present embodiment, as shown in FIG. 4 (f), the solder paste 6 contains the solder particles 4 and the resin component 5. In this case, the solder layer and the resin layer covering at least a part of the solder layer can be formed in the seventh step described later.
第5の工程に続いて、図4(g)に示すように、はんだペースト層6の所定の位置に電極9を有する電子素子8を配置(マウント)する(第6の工程)。 Following the fifth step, as shown in FIG. 4 (g), the electronic element 8 having the electrode 9 is arranged (mounted) at a predetermined position of the solder paste layer 6 (sixth step).
第6の工程に続いて、図4(h)に示すように、はんだ粒子4を溶融することで、はんだ層11を形成し、銅配線3と電子素子8の電極9とを接合する(第7の工程)。また、樹脂成分5は、硬化して樹脂層12となる。これにより、電子部品102が得られる。 Following the sixth step, as shown in FIG. 4H, the solder particles 4 are melted to form the solder layer 11, and the copper wiring 3 and the electrode 9 of the electronic element 8 are joined (the sixth step). Step 7). Further, the resin component 5 is cured to become a resin layer 12. As a result, the electronic component 102 is obtained.
図5は、他の一実施形態の電子部品の製造方法を示す模式断面図である。以下、本実施形態について説明するが、上述した実施形態と重複する説明は省略する。この製造方法では、第1の工程の準備工程において、図5(a)に示すように、ポリマー成形体1を準備する(準備工程)。第1の工程では、準備工程に続いて、図5(b)に示すように、ポリマー成形体1上に銅ペーストを所定のパターンで(銅配線を形成する部分に)塗布して銅ペースト層2を形成する(形成工程)。そして、図5(c)に示すように、銅粒子同士を焼結させることにより、銅配線3を形成する(第2の工程)。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a method of manufacturing an electronic component of another embodiment. Hereinafter, the present embodiment will be described, but the description overlapping with the above-described embodiment will be omitted. In this manufacturing method, in the preparation step of the first step, as shown in FIG. 5A, the polymer molded product 1 is prepared (preparation step). In the first step, following the preparatory step, as shown in FIG. 5B, a copper paste is applied onto the polymer molded body 1 in a predetermined pattern (to the portion where the copper wiring is formed) to form a copper paste layer. 2 is formed (forming step). Then, as shown in FIG. 5C, the copper wiring 3 is formed by sintering the copper particles (second step).
第2の工程に続いて、図5(d)に示すように、金属配線3上に、はんだ粒子を含むはんだペーストを塗布してはんだペースト層6を形成する(第3の工程)。 Following the second step, as shown in FIG. 5D, a solder paste containing solder particles is applied onto the metal wiring 3 to form a solder paste layer 6 (third step).
第3の工程に続いて、はんだペースト層6の所定の位置に電極9を有する電子素子8を配置(マウント)する(第4の工程)。第4の工程に続いて、図5(f)に示すように、はんだ粒子4を溶融することで、はんだ層11を形成し、銅配線3と電子素子8の電極9とを接合する(第5の工程)。 Following the third step, the electronic element 8 having the electrode 9 is arranged (mounted) at a predetermined position of the solder paste layer 6 (fourth step). Following the fourth step, as shown in FIG. 5 (f), the solder particles 4 are melted to form the solder layer 11, and the copper wiring 3 and the electrode 9 of the electronic element 8 are joined (the fourth step). Step 5).
第5の工程に続いて、ポリマー成形体1と、金属配線3及びはんだ層11を介してポリマー成形体1に接続された電子素子8との間に、硬化性樹脂成分を含有する封止材を含浸し、硬化する(第6の工程)。これにより、電子部品103が得られる。電子部品103においては、銅配線3の空隙部3aの少なくとも一部に硬化性樹脂成分が充填され樹脂充填部19が得られるとともに、ポリマー成形体1と電子素子8とが硬化性樹脂成分の硬化物である樹脂層12よって接着される。また、樹脂層12よってはんだ層11を被覆することができる。 Following the fifth step, a sealing material containing a curable resin component between the polymer molded body 1 and the electronic element 8 connected to the polymer molded body 1 via the metal wiring 3 and the solder layer 11. Is impregnated and cured (sixth step). As a result, the electronic component 103 is obtained. In the electronic component 103, at least a part of the gap portion 3a of the copper wiring 3 is filled with a curable resin component to obtain a resin-filled portion 19, and the polymer molded body 1 and the electronic element 8 are cured of the curable resin component. It is adhered by the resin layer 12 which is a thing. Further, the solder layer 11 can be covered with the resin layer 12.
封止材の硬化性樹脂成分としては、上述したはんだペーストに配合される樹脂成分を用いることができる。 As the curable resin component of the sealing material, the resin component blended in the above-mentioned solder paste can be used.
上述した本実施形態に係る電子部品の製造方法で得られる電子部品は、銅配線が接合界面(例えば、ポリマー成形体と配線との接合面)に対して略平行に配向したフレーク状の銅粒子に由来する構造を含むことが好ましい。 In the electronic component obtained by the method for manufacturing an electronic component according to the present embodiment described above, the flake-shaped copper particles in which the copper wiring is oriented substantially parallel to the bonding interface (for example, the bonding surface between the polymer molded body and the wiring) It is preferable to include a structure derived from.
図6は、銅粒子の焼結体により構成される銅配線の断面の一例を示すSEM像である。図6に示す銅配線24は、接合界面(例えば、ポリマー成形体と配線との接合面)に対して略平行に配向したフレーク状の銅粒子に由来する構造である。配線が上記銅配線24を有する場合、接合界面方向と略平行にフレーク状の銅粒子を配向させることで、配線の割れを抑制することができる。さらに、理由は定かではないが、配線とポリマー成形体との接着性を向上させることができる。 FIG. 6 is an SEM image showing an example of a cross section of a copper wiring composed of a sintered body of copper particles. The copper wiring 24 shown in FIG. 6 has a structure derived from flaky copper particles oriented substantially parallel to the bonding interface (for example, the bonding surface between the polymer molded body and the wiring). When the wiring has the copper wiring 24, cracking of the wiring can be suppressed by orienting the flake-shaped copper particles substantially parallel to the bonding interface direction. Further, for unknown reasons, the adhesiveness between the wiring and the polymer molded product can be improved.
図6に示す銅配線24を有する配線は、フレーク状の銅粒子に由来する焼結銅24aの他に、空孔24bと、フレーク状の銅粒子同士を接合する銅粒子(例えば球状の銅粒子)に由来する焼結銅と、を更に含んでいてよい。上記銅配線24を有する配線は、例えば、フレーク状の銅粒子と、場合によりフレーク状の銅粒子同士を接合する銅粒子(例えば球状の銅粒子)と、を含む銅ペーストを焼結することより形成することができる。 In the wiring having the copper wiring 24 shown in FIG. 6, in addition to the sintered copper 24a derived from the flake-shaped copper particles, the pores 24b and the copper particles for joining the flake-shaped copper particles to each other (for example, spherical copper particles) ), And the sintered copper derived from) may be further contained. The wiring having the copper wiring 24 is obtained by sintering a copper paste containing, for example, flake-shaped copper particles and, in some cases, copper particles for joining the flake-shaped copper particles (for example, spherical copper particles). Can be formed.
ここで、フレーク状とは板状、鱗片状等の平板状の形状を包含する。上記構造に含まれるフレーク状の銅粒子に由来する焼結銅24aにおいて、長径(最大径)と厚さとの比(長径/厚さ、アスペクト比)は5以上であってよい。長径の数平均径は2.0μm以上であってよく、3.0μm以上であってもよく、4.0μm以上であってもよい。フレーク状の銅粒子に由来する焼結銅24aがこのような形状である場合、配線に含まれる上記銅配線24による補強効果が向上し、配線とポリマー成形体との接着性(接合強度)及び配線の導通信頼性により一層優れるものとなる。 Here, the flake shape includes a flat plate shape such as a plate shape or a scale shape. In the sintered copper 24a derived from the flake-shaped copper particles included in the above structure, the ratio of the major axis (maximum diameter) to the thickness (major axis / thickness, aspect ratio) may be 5 or more. The number average diameter of the major axis may be 2.0 μm or more, 3.0 μm or more, or 4.0 μm or more. When the sintered copper 24a derived from the flake-shaped copper particles has such a shape, the reinforcing effect of the copper wiring 24 included in the wiring is improved, and the adhesiveness (bonding strength) between the wiring and the polymer molded body and The continuity reliability of the wiring is further improved.
フレーク状の銅粒子に由来する焼結銅24aの長径及び厚さは、例えば、配線の断面のSEM像から求めることができる。以下に、フレーク状の銅粒子に由来する焼結銅の長径と厚さをSEM像から測定する方法を例示する。まず、配線を直方体状に切り出し測定用サンプルとする。サンプルを注形用のカップに配置し、カップ内にエポキシ注形樹脂をサンプル全体が埋まるように注ぎ、硬化させる。注形したサンプルの観察したい断面付近で切断し、研磨で断面を削り、CP(クロスセクションポリッシャ)加工を行う。サンプルの断面をSEM装置により5000倍で観察する。配線の断面画像(例えば5000倍)を取得し、稠密な連続部であり、直線状、直方体状、楕円体状の部分で、この部分の内に内包される直線の中で最大の長さのものを長径、それと直交してこの部分に内包される直線の中で最大の長さのものを厚さとしたときに、長径の長さが1.0μm以上で且つ長径/厚さの比が4以上であるものをフレーク状の銅粒子に由来する焼結銅とみなし、測長機能のある画像処理ソフトによりフレーク状の銅粒子に由来する焼結銅の長径と厚さを測長する。それらの平均値については、無作為に選んだ20点以上で数平均を計算することで得られる。 The major axis and thickness of the sintered copper 24a derived from the flake-shaped copper particles can be obtained from, for example, an SEM image of a cross section of the wiring. The following is an example of a method of measuring the major axis and thickness of sintered copper derived from flake-shaped copper particles from an SEM image. First, the wiring is cut out into a rectangular parallelepiped shape and used as a measurement sample. The sample is placed in a casting cup, and the epoxy casting resin is poured into the cup so that the entire sample is filled and cured. Cut the cast sample near the cross section you want to observe, grind the cross section by polishing, and perform CP (cross section polisher) processing. The cross section of the sample is observed with an SEM device at a magnification of 5000. A cross-sectional image of the wiring (for example, 5000 times) is acquired, and it is a dense continuous part, which is a linear, rectangular, or elliptical part, and has the longest length of the straight lines contained in this part. The length of the major axis is 1.0 μm or more and the ratio of the major axis / thickness is 4 when the one with the major axis and the one with the longest length among the straight lines included in this part orthogonal to the major axis are defined as the thickness. The above is regarded as sintered copper derived from flake-shaped copper particles, and the major axis and thickness of sintered copper derived from flake-shaped copper particles are measured by image processing software having a length measuring function. The average value thereof can be obtained by calculating the number average with 20 points or more randomly selected.
上記実施形態では、金属粒子として銅粒子を用いた態様を記載しているが、本実施形態に係る金属粒子としては、銅粒子に限定されず。焼結可能な金属を含む粒子を用いることができる。銅粒子以外の金属粒子を用いた場合にも、上述した電子部品の製造工程を適用することができる。 In the above embodiment, an embodiment in which copper particles are used as the metal particles is described, but the metal particles according to the present embodiment are not limited to copper particles. Particles containing a sinterable metal can be used. The above-mentioned manufacturing process of electronic components can also be applied when metal particles other than copper particles are used.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[銅ペーストの調製]
(銅ペースト1)
水酸化銅(関東化学株式会社、特級)91.5g(0.94mol)に1−プロパノール(関東化学株式会社、特級)150mLを加えて撹拌し、これにノナン酸(関東化学株式会社、純度90%以上)370.9g(2.34mol)を加えた。得られた混合物を、セパラブルフラスコ中で、90℃で30分間加熱撹拌した。得られた溶液を加熱したままろ過して未溶解物を除去した。その後放冷し、生成したノナン酸銅を吸引ろ過し、洗浄液が透明になるまでヘキサンで洗浄した。得られた粉体を50℃の防爆オーブンで3時間乾燥してノナン酸銅(II)を得た。収量は340g(収率96質量%)であった。
[Preparation of copper paste]
(Copper paste 1)
Add 150 mL of 1-propanol (Kanto Chemical Co., Inc., special grade) to 91.5 g (0.94 mol) of copper hydroxide (Kanto Chemical Co., Inc., special grade) and stir, to which nonanoic acid (Kanto Chemical Co., Inc., purity 90) % Or more) 370.9 g (2.34 mol) was added. The resulting mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 30 minutes in a separable flask. The obtained solution was filtered while being heated to remove undissolved substances. After that, the mixture was allowed to cool, and the produced copper nonanoate was suction filtered and washed with hexane until the washing liquid became transparent. The obtained powder was dried in an explosion-proof oven at 50 ° C. for 3 hours to obtain copper (II) nonanoate. The yield was 340 g (yield 96% by mass).
上記で得られたノナン酸銅(II)15.01g(0.040mol)と酢酸銅(II)無水物(関東化学株式会社、特級)7.21g(0.040mol)をセパラブルフラスコに入れ、ここに1−プロパノール22mLとヘキシルアミン(東京化成工業株式会社、純度99%)32.1g(0.32mol)とを添加し、オイルバス中で、80℃で加熱撹拌して溶解させた。氷浴に移し、内温が5℃になるまで冷却した後、ヒドラジン一水和物(関東化学株式会社、特級)7.72mL(0.16mol)を氷浴中で撹拌しながら添加した。なお、銅とヘキシルアミンのモル比(銅:ヘキシルアミン)は1:4である。次いで、オイルバス中で、90℃で加熱撹拌した。その際、発泡を伴う還元反応が進み、30分以内で反応が終了した。セパラブルフラスコの内壁が銅光沢を呈し、溶液が暗赤色に変化した。遠心分離を9000rpm(回転/分)で1分間実施して固体物を得た。
固形物をヘキサン15mLで洗浄する工程を3回繰り返し、酸残渣を除去して、銅光沢を有する球状の銅粒子の粉体(銅粒子A、第2の銅粒子)を得た。
15.01 g (0.040 mol) of copper (II) nonanoate and 7.21 g (0.040 mol) of copper (II) acetate anhydride (Kanto Chemical Co., Inc., special grade) obtained above were placed in a separable flask. To this, 22 mL of 1-propanol and 32.1 g (0.32 mol) of hexylamine (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., purity 99%) were added, and the mixture was dissolved by heating and stirring at 80 ° C. in an oil bath. After transferring to an ice bath and cooling to an internal temperature of 5 ° C., 7.72 mL (0.16 mol) of hydrazine monohydrate (Kanto Chemical Co., Inc., special grade) was added while stirring in the ice bath. The molar ratio of copper to hexylamine (copper: hexylamine) is 1: 4. Then, it was heated and stirred at 90 ° C. in an oil bath. At that time, the reduction reaction accompanied by foaming proceeded, and the reaction was completed within 30 minutes. The inner wall of the separable flask had a copper luster and the solution turned dark red. Centrifugation was performed at 9000 rpm (rotation / min) for 1 minute to obtain a solid.
The step of washing the solid substance with 15 mL of hexane was repeated three times to remove the acid residue to obtain a powder of spherical copper particles having copper luster (copper particles A, second copper particles).
上記で合成した銅粒子Aの50%体積平均粒径を、島津ナノ粒子径分布測定装置(SALD−7500nano、株式会社島津製作所製)により測定した。銅粒子Aの50%体積平均粒径は0.01μmであった。銅粒子Aにおける粒径が0.005μm以上0.8μm以下の銅粒子の含有量は100質量%であった。 The 50% volume average particle diameter of the copper particles A synthesized above was measured by a Shimadzu nanoparticle size distribution measuring device (SALD-7500 nano, manufactured by Shimadzu Corporation). The 50% volume average particle diameter of the copper particles A was 0.01 μm. The content of the copper particles having a particle size of 0.005 μm or more and 0.8 μm or less in the copper particles A was 100% by mass.
分散媒としてα−テルピネオール(和光純薬工業株式会社製)5.2g及びイソボルニルシクロヘキサノール(MTPH、日本テルペン化学株式会社製)6.8gと、銅粒子A52.8gとをポリ瓶にて混合し、超音波ホモジナイザー(US−600、日本精機株式会社製)により、19.6kHz、600Wの条件で1分処理して分散液を得た。この分散液に、フレーク状の銅粒子B(第1の銅粒子、商品名:1100−YP、三井金属鉱業株式会社製、50%体積平均粒径1.5μm、最大径が1.0μm以上20μm以下の銅粒子の含有量100質量%)35.2gを添加し、スパチュラで乾燥粉がなくなるまでかき混ぜた。ポリ瓶を密栓し、自転公転型攪拌装置(Planetry Vacuum Mixer ARV−310、株式会社シンキー製)を用いて、2000rpmで2分間撹拌した後、減圧下、2000rpmで2分間撹拌して銅ペースト1を得た。 As a dispersion medium, 5.2 g of α-terpineol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 6.8 g of isobornylcyclohexanol (MTPH, manufactured by Nippon Terpen Chemical Co., Ltd.), and 52.8 g of copper particles A are placed in a poly bottle. The mixture was mixed and treated with an ultrasonic homogenizer (US-600, manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.) at 19.6 kHz and 600 W for 1 minute to obtain a dispersion. Flake-shaped copper particles B (first copper particles, trade name: 1100-YP, manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd., 50% volume average particle size 1.5 μm, maximum diameter 1.0 μm or more and 20 μm) are added to this dispersion. 35.2 g (100% by mass of the following copper particles) was added, and the mixture was stirred with a spatula until the dry powder was eliminated. The plastic bottle is tightly closed, and the copper paste 1 is stirred at 2000 rpm for 2 minutes under reduced pressure using a rotating and revolving stirring device (Plantery Vacuum Mixer ARV-310, manufactured by Shinky Co., Ltd.). Obtained.
(銅ペースト2)
フレーク状の銅粒子Bである1100−YPに代えて、1200−YP(商品名、三井金属鉱業株式会社製、50%体積平均粒径3.1μm、最大径が1.0μm以上20μm以下の銅粒子の含有量100質量%)を用いたこと以外は銅ペースト1と同様にして、銅ペースト2を得た。
(Copper paste 2)
1200-YP (trade name, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., 50% volume average particle size 3.1 μm, maximum diameter 1.0 μm or more and 20 μm or less) instead of 1100-YP which is flake-shaped copper particles B Copper paste 2 was obtained in the same manner as copper paste 1 except that the particle content (100% by mass) was used.
(銅ペースト3)
フレーク状の銅粒子Bである1100−YPに代えて、MA−C025KFD(商品名、三井金属鉱業株式会社製、50%体積平均粒径4.7μm、最大径が1.0μm以上20μm以下の銅粒子の含有量100質量%)を用いたこと以外は銅ペースト1と同様にして、銅ペースト3を得た。
(Copper paste 3)
Instead of 1100-YP, which is a flake-shaped copper particle B, MA-C025KFD (trade name, manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd., 50% volume average particle size 4.7 μm, maximum diameter 1.0 μm or more and 20 μm or less copper Copper paste 3 was obtained in the same manner as copper paste 1 except that the particle content (100% by mass) was used.
(銅ペースト4)
フレーク状の銅粒子Bである1100−YPに代えて、MA―C08JF(商品名、三井金属鉱業株式会社製、50%体積平均粒径11.9μm、最大径が1.0μm以上20μm以下の銅粒子の含有量100質量%)を用いたこと以外は銅ペースト1と同様にして、銅ペースト4を得た。
(Copper paste 4)
Instead of 1100-YP, which is flake-shaped copper particles B, MA-C08JF (trade name, manufactured by Mitsui Metal Mining Co., Ltd., 50% volume average particle size 11.9 μm, maximum diameter 1.0 μm or more and 20 μm or less copper A copper paste 4 was obtained in the same manner as the copper paste 1 except that the particle content (100% by mass) was used.
[銅配線付きポリマー成形体の作製]
(実施例1)
<ポリマー成形体の準備>
ポリマー成形体として、ポリプロピレン(商品名:成形用PP P−2127、積水成型工業株式会社製)により構成される平面基板状のポリプロピレン樹脂板(大きさ80mm×40mm、厚さ3mm)を準備した。
[Preparation of polymer molded product with copper wiring]
(Example 1)
<Preparation of polymer molded product>
As a polymer molded product, a flat substrate-shaped polypropylene resin plate (size 80 mm × 40 mm, thickness 3 mm) made of polypropylene (trade name: PP P-2127 for molding, manufactured by Sekisui Molding Co., Ltd.) was prepared.
<銅ペーストの塗布>
図7に示すように、ポリプロピレン樹脂板(ポリマー成形体)40上に、スクリューディスペンサー(武蔵エンジニアリング株式会社製)を用いて、幅が1mm、長さが5cmの配線41と5mm角の端子42の形状になるように、銅ペースト1を塗布により配置した。これにより、銅ペースト層付きポリプロピレン樹脂板を得た。
<Applying copper paste>
As shown in FIG. 7, a screw dispenser (manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) is used on a polypropylene resin plate (polymer molded body) 40 to form a wiring 41 having a width of 1 mm and a length of 5 cm and a terminal 42 having a size of 5 mm. Copper paste 1 was placed by coating so as to have a shape. As a result, a polypropylene resin plate with a copper paste layer was obtained.
<銅ペースト層の焼結>
上記で得られた銅ペースト層付きポリプロピレン樹脂板を、ギ酸還元炉(アユミ工業社製)にセットした。100℃で30分間、ギ酸中で保持することで、銅粒子の焼結体により構成される配線(銅配線)を作製した。なお、配線中の銅含有量が80体積%であり、焼結後の配線の厚さは、50μmであった。
<Sintering of copper paste layer>
The polypropylene resin plate with the copper paste layer obtained above was set in a formic acid reduction furnace (manufactured by Ayumi Kogyo Co., Ltd.). Wiring (copper wiring) composed of a sintered body of copper particles was produced by holding in formic acid at 100 ° C. for 30 minutes. The copper content in the wiring was 80% by volume, and the thickness of the wiring after sintering was 50 μm.
<ソルダーレジストの形成>
配線(銅配線)が設けられたポリプロピレン樹脂板の表面前面を覆うように、感光性液状ソルダーレジスト(商品名:SR7300、日立化成株式会社製)をスクリーン印刷により塗布し、80℃で20分間乾燥を行った。5mm角の端子42部以外を、露光装置(UX−5シリーズ、ウシオ電気株式会社製)により露光(露光量:300mJ/cm2)し、1質量%Na2CO3溶液により、現像を行い5mm角の端子42を露出させた。その後、露光装置(UX−5シリーズ、ウシオ電気株式会社製)により露光(露光量:2J/cm2)した。こうして、銅配線付きポリプロピレン樹脂板を得た。
<Formation of solder resist>
Photosensitive liquid solder resist (trade name: SR7300, manufactured by Hitachi Kasei Co., Ltd.) is applied by screen printing so as to cover the front surface of the polypropylene resin plate provided with wiring (copper wiring), and dried at 80 ° C. for 20 minutes. Was done. Except for the 42 parts of the 5 mm square terminal, it was exposed with an exposure device (UX-5 series, manufactured by Ushio, Inc.) (exposure amount: 300 mJ / cm 2 ), and developed with a 1 mass% Na 2 CO 3 solution to 5 mm. The corner terminals 42 were exposed. Then, it was exposed (exposure amount: 2 J / cm 2 ) by an exposure apparatus (UX-5 series, manufactured by Ushio, Inc.). In this way, a polypropylene resin plate with copper wiring was obtained.
[初期導通性(初期体積抵抗率)の評価]
初期導通性を、配線の体積抵抗率(単位:μΩ・cm)に基づき評価した。体積抵抗率は、銅配線付きポリプロピレン樹脂板の配線について、4端針面抵抗測定器で測定した面抵抗値と、非接触表面・層断面形状計測システム(VertScan、株式会社菱化システム)で求めた配線の層厚とから計算した。
[Evaluation of initial conductivity (initial volume resistivity)]
The initial conductivity was evaluated based on the volume resistivity of the wiring (unit: μΩ · cm). The volume resistivity is obtained by the surface resistance value measured by the 4-end needle surface resistance measuring device and the non-contact surface / layer cross-sectional shape measurement system (VertScan, Ryoka System Co., Ltd.) for the wiring of the polypropylene resin plate with copper wiring. It was calculated from the layer thickness of the wiring.
[導通信頼性の評価]
上記で得られた銅配線付きポリプロピレン樹脂板を用い、温度サイクル試験後における導通信頼性の評価を行った。なお、温度サイクル試験には、冷熱衝撃装置(エスペック製、TSA−73ES)を用い、最低温度−40℃/最高温度+100℃を各30分繰り返し、100、500、1000、2000、3000サイクル試験後の導通信頼性を調べた。導通信頼性は、配線の体積抵抗率(単位:μΩ・cm)により評価した。具体的には、温度サイクル試験後の銅配線付きポリプロピレン樹脂板について、20個ずつ測定を行い、以下の基準により評価した。
A:平均体積抵抗率が、5μΩ・cm未満
B:平均体積抵抗率が、5μΩ・cm以上20μΩ・cm未満
C:平均体積抵抗率が、20μΩ・cm以上50μΩ・cm未満
D:平均体積抵抗率が、50μΩ・cm以上100μΩ・cm未満
E:平均体積抵抗率が、100μΩ・cm以上
[Evaluation of conduction reliability]
Using the polypropylene resin plate with copper wiring obtained above, the continuity reliability after the temperature cycle test was evaluated. For the temperature cycle test, a thermal shock device (manufactured by ESPEC, TSA-73ES) is used, and the minimum temperature -40 ° C / maximum temperature + 100 ° C is repeated for 30 minutes each, after 100, 500, 1000, 2000, 3000 cycle tests. The continuity reliability of was investigated. The conduction reliability was evaluated by the volume resistivity of the wiring (unit: μΩ · cm). Specifically, 20 polypropylene resin plates with copper wiring after the temperature cycle test were measured and evaluated according to the following criteria.
A: Average volume resistivity is less than 5 μΩ · cm B: Average volume resistivity is 5 μΩ · cm or more and less than 20 μΩ · cm C: Average volume resistivity is 20 μΩ · cm or more and less than 50 μΩ · cm D: Average volume resistivity However, 50 μΩ ・ cm or more and less than 100 μΩ ・ cm E: Average volume resistivity is 100 μΩ ・ cm or more
(実施例2)
銅ペースト1に代えて銅ペースト2を用いたこと以外は実施例1と同様にして、銅配線付きポリプロピレン樹脂板を作製し、初期導通性及び導通信頼性の評価を行った。
(Example 2)
A polypropylene resin plate with copper wiring was produced in the same manner as in Example 1 except that the copper paste 2 was used instead of the copper paste 1, and the initial conductivity and continuity reliability were evaluated.
(実施例3)
銅ペースト1に代えて銅ペースト3を用いたこと以外は実施例1と同様にして、銅配線付きポリプロピレン樹脂板を作製し、初期導通性及び導通信頼性の評価を行った。
(Example 3)
A polypropylene resin plate with copper wiring was produced in the same manner as in Example 1 except that the copper paste 3 was used instead of the copper paste 1, and the initial conductivity and continuity reliability were evaluated.
(実施例4)
銅ペースト1に代えて銅ペースト4を用いたこと以外は実施例1と同様にして、銅配線付きポリプロピレン樹脂板を作製し、初期導通性及び導通信頼性の評価を行った。
(Example 4)
A polypropylene resin plate with copper wiring was produced in the same manner as in Example 1 except that the copper paste 4 was used instead of the copper paste 1, and the initial conductivity and continuity reliability were evaluated.
(実施例5)
ポリマー成形体として、ポリプロピレンにより構成される平面基板状のポリマー成形体ポリプロピレンの代わりに、ABS樹脂により構成される平面基板状のABS樹脂板(大きさ80mm×40mm、厚さ3mm)を用い、焼結温度を100℃から85℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、銅配線付きABS樹脂板を作製し、初期導通性及び導通信頼性の評価を行った。
(Example 5)
As the polymer molded body, a flat substrate-shaped ABS resin plate (size 80 mm × 40 mm, thickness 3 mm) made of ABS resin is used instead of the flat substrate-shaped polymer molded polypropylene made of polypropylene and baked. An ABS resin plate with copper wiring was produced in the same manner as in Example 1 except that the forming temperature was changed from 100 ° C. to 85 ° C., and the initial conductivity and conduction reliability were evaluated.
(実施例6)
ポリマー成形体として、ポリプロピレンにより構成される平面基板状のポリマー成形体ポリプロピレンの代わりに、ABS樹脂により構成される平面基板状のABS樹脂板(大きさ80mm×40mm、厚さ3mm)を用い、銅ペースト1に代えて銅ペースト2を用い、焼結温度を100℃から85℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、銅配線付きABS樹脂板を作製し、初期導通性及び導通信頼性の評価を行った。
(Example 6)
As the polymer molded body, a flat substrate-shaped ABS resin plate (size 80 mm × 40 mm, thickness 3 mm) made of ABS resin is used instead of the flat substrate-shaped polymer molded polypropylene made of polypropylene, and copper is used. An ABS resin plate with copper wiring was produced in the same manner as in Example 1 except that copper paste 2 was used instead of paste 1 and the sintering temperature was changed from 100 ° C. to 85 ° C., and initial conductivity and continuity reliability were obtained. Sexual evaluation was performed.
(実施例7)
ポリマー成形体として、ポリプロピレンにより構成される平面基板状のポリマー成形体ポリプロピレンの代わりに、ABS樹脂により構成される平面基板状のABS樹脂板(大きさ80mm×40mm、厚さ3mm)を用い、銅ペースト1に代えて銅ペースト3を用い、焼結温度を100℃から85℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、銅配線付きABS樹脂板を作製し、初期導通性及び導通信頼性の評価を行った。
(Example 7)
As the polymer molded body, a flat substrate-shaped ABS resin plate (size 80 mm × 40 mm, thickness 3 mm) made of ABS resin is used instead of the flat substrate-shaped polymer molded polypropylene made of polypropylene, and copper is used. An ABS resin plate with copper wiring was produced in the same manner as in Example 1 except that the copper paste 3 was used instead of the paste 1 and the sintering temperature was changed from 100 ° C. to 85 ° C., and the initial conductivity and continuity reliability were obtained. Sexual evaluation was performed.
(実施例8)
ポリマー成形体として、ポリプロピレンにより構成される平面基板状のポリマー成形体ポリプロピレンの代わりに、ABS樹脂により構成される平面基板状のABS樹脂板(大きさ80mm×40mm、厚さ3mm)を用い、銅ペースト1に代えて銅ペースト4を用い、焼結温度を100℃から85℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、銅配線付きABS樹脂板を作製し、初期導通性及び導通信頼性の評価を行った。
(Example 8)
As the polymer molded body, a flat substrate-shaped ABS resin plate (size 80 mm × 40 mm, thickness 3 mm) made of ABS resin is used instead of the flat substrate-shaped polymer molded polypropylene made of polypropylene, and copper is used. An ABS resin plate with copper wiring was produced in the same manner as in Example 1 except that the copper paste 4 was used instead of the paste 1 and the sintering temperature was changed from 100 ° C. to 85 ° C., and the initial conductivity and continuity reliability were obtained. Sexual evaluation was performed.
(実施例9)
ポリマー成形体として、ポリカーボネートにより構成される平面基板状のポリカーボネート樹脂板(大きさ80mm×40mm、厚さ3mm)を準備した。
(Example 9)
As a polymer molded product, a flat substrate-shaped polycarbonate resin plate (size 80 mm × 40 mm, thickness 3 mm) made of polycarbonate was prepared.
ポリカーボネート樹脂板上に、スクリューディスペンサー(武蔵エンジニアリング株式会社製)を用いて、幅が1mm、長さが5cmの配線41と5mm角の端子42の形状になるように、銅ペースト1を塗布により配置した(図7を参照)。これにより、厚みが20μmの銅ペースト層が設けられた銅ペースト層付きポリマー成形体を得た。 Using a screw dispenser (manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.), copper paste 1 is applied onto a polycarbonate resin plate so that it has the shape of a wiring 41 with a width of 1 mm and a length of 5 cm and a terminal 42 of 5 mm square. (See FIG. 7). As a result, a polymer molded product with a copper paste layer provided with a copper paste layer having a thickness of 20 μm was obtained.
上記で得られた銅ペースト層付きポリカーボネート樹脂板に対し、5%H2/95%N2下で、レーザ焼成(835nm、1W、速度2cm/S)を行い、銅粒子の焼結体により構成される配線(銅配線)を作製した。なお、配線中の銅含有量が82体積%であり、焼結後の配線の厚さは、10μmであった。 The polycarbonate resin plate with a copper paste layer obtained above is subjected to laser firing (835 nm, 1 W, speed 2 cm / S) under 5% H 2 / 95% N 2 , and is composed of a sintered body of copper particles. Wiring (copper wiring) to be used was produced. The copper content in the wiring was 82% by volume, and the thickness of the wiring after sintering was 10 μm.
続いて、実施例1と同様にソルダーレジストの形成を行い、銅配線付きポリカーボネート樹脂板を得た。得られた銅配線付きポリカーボネート樹脂板について、実施例1と同様に初期導通性及び導通信頼性の評価を行った。 Subsequently, a solder resist was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a polycarbonate resin plate with copper wiring. The obtained polycarbonate resin plate with copper wiring was evaluated for initial conductivity and continuity reliability in the same manner as in Example 1.
(比較例1)
ポリマー成形体として、実施例1と同様に、ポリプロピレンにより構成される平面基板状のポリプロピレン樹脂板(大きさ80mm×40mm、厚さ3mm)を準備し、これを80℃に加温したキシレンに10分間浸漬して、大気中で10分間乾燥させた。更に、80℃で加熱処理を施して、キシレン含有率が3質量%であるポリプロピレン樹脂板を得た。
(Comparative Example 1)
As a polymer molded product, a flat substrate-shaped polypropylene resin plate (size 80 mm × 40 mm, thickness 3 mm) made of polypropylene was prepared in the same manner as in Example 1, and this was put into xylene heated to 80 ° C. 10 It was soaked for minutes and dried in the air for 10 minutes. Further, heat treatment was performed at 80 ° C. to obtain a polypropylene resin plate having a xylene content of 3% by mass.
次に、UV装置を用いて、光源ランプ(300.0mW/cm2、主波長253.7nm、副波長184.9nm)からポリプロピレン樹脂の表面までの距離を70mmとし、3分間のUV光照射を行ってポリプロピレン樹脂板の全面を表面改質した。なお、表面改質は、実施例1における銅ペーストのパターンと同様の形状になるように、選択的に改質した。 Next, using a UV device, the distance from the light source lamp (300.0 mW / cm 2 , main wavelength 253.7 nm, sub-wavelength 184.9 nm) to the surface of the polypropylene resin is set to 70 mm, and UV light irradiation for 3 minutes is performed. The entire surface of the polypropylene resin plate was surface-modified. The surface modification was selectively modified so as to have a shape similar to the pattern of the copper paste in Example 1.
表面改質したポリプロピレン樹脂板に、アルカリ処理及びコンディショナー処理を施して、Sn−Pd混合キャタリスト処理を行った。そして、下記の無電解Niめっき浴組成及びめっき条件で、厚さ0.2μmの無電解Niめっき被膜の形成を行い、無電解Niめっき被膜付きポリプロピレン樹脂板を得た。なお、表面改質された部分に選択的に無電解Niめっき被膜が析出することで、実施例1の銅ペースト層と同様の形状で無電解Niめっき被膜が形成された。その後、硫酸銅めっき液を用いて電解銅めっきを行い、厚み20μmの銅配線を形成した。 The surface-modified polypropylene resin plate was subjected to an alkali treatment and a conditioner treatment, and was subjected to a Sn—Pd mixed catalyst treatment. Then, an electroless Ni plating film having a thickness of 0.2 μm was formed under the following electroless Ni plating bath composition and plating conditions to obtain a polypropylene resin plate with an electroless Ni plating film. By selectively depositing the electroless Ni plating film on the surface-modified portion, the electroless Ni plating film was formed in the same shape as the copper paste layer of Example 1. Then, electrolytic copper plating was performed using a copper sulfate plating solution to form a copper wiring having a thickness of 20 μm.
<無電解Niめっき浴組成>
硫酸ニッケル・6水和物 25g/L
グリシン 8g/L
硫酸アンモニウム 25g/L
無水クエン酸 20g/L
次亜リン酸ナトリウム・一水和物 20g/L
ビスマス 1ppm
チオ硫酸ナトリウム 2ppm
浴温:45℃、pH:8.0
<Electroless Ni plating bath composition>
Nickel sulfate hexahydrate 25 g / L
Glycine 8g / L
Ammonium sulphate 25 g / L
Citric acid anhydride 20 g / L
Sodium hypophosphate / monohydrate 20 g / L
Bismuth 1ppm
Sodium thiosulfate 2ppm
Bath temperature: 45 ° C, pH: 8.0
続いて、実施例1と同様にソルダーレジストの形成を行い、銅配線付きポリプロピレン樹脂板を得た。得られた銅配線付きポリプロピレン樹脂板について、実施例1と同様に初期導通性及び導通信頼性の評価を行った。 Subsequently, a solder resist was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a polypropylene resin plate with copper wiring. The obtained polypropylene resin plate with copper wiring was evaluated for initial conductivity and continuity reliability in the same manner as in Example 1.
(比較例2)
ポリマー成形体として、実施例5と同様に、ABS樹脂からなる平面基板状のABS樹脂板(大きさ80mm×40mm、厚さ3mm)を準備し、以下のプリエッチング工程、アルカリ処理工程、プレディップ工程、触媒処理工程、活性化処理工程、めっき処理工程を行った。なお、プリエッチング工程前に表面改質部以外をポリイミドテープにより被覆し、めっき処理工程前にポリイミドテープを剥がすことで、実施例1における銅ペーストのパターンと同様の形状のめっき被膜を得た。
(Comparative Example 2)
As a polymer molded product, a flat substrate-shaped ABS resin plate (size 80 mm × 40 mm, thickness 3 mm) made of ABS resin is prepared as in Example 5, and the following pre-etching step, alkali treatment step, and predip are performed. A step, a catalyst treatment step, an activation treatment step, and a plating treatment step were performed. By covering the portion other than the surface modification portion with a polyimide tape before the pre-etching step and peeling off the polyimide tape before the plating treatment step, a plating film having the same shape as the copper paste pattern in Example 1 was obtained.
<プリエッチング工程>
600g/LのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)と200g/Lのエチレングリコールを含む溶液を準備し、ABS樹脂板を30℃で5分間浸漬した。次に、浸漬後のABS樹脂板を70℃で2時間の加熱条件で加熱処理を行った。加熱処理工程後、30ppm、20℃、8分間、ABS樹脂板をオゾン水に浸漬させた。
<Pre-etching process>
A solution containing 600 g / L of N, N-dimethylformamide (DMF) and 200 g / L of ethylene glycol was prepared, and the ABS resin plate was immersed at 30 ° C. for 5 minutes. Next, the ABS resin plate after immersion was heat-treated at 70 ° C. under heating conditions for 2 hours. After the heat treatment step, the ABS resin plate was immersed in ozone water at 30 ppm and 20 ° C. for 8 minutes.
<アルカリ処理工程>
NaOHを50g/Lとラウリル硫酸ナトリウムを1g/L溶解した混合水溶液を準備し、この溶液中に、プリエッチング工程を経たABS樹脂板を50℃で3分間浸漬した。
<Alkaline treatment process>
A mixed aqueous solution prepared by dissolving 50 g / L of NaOH and 1 g / L of sodium lauryl sulfate was prepared, and the ABS resin plate subjected to the pre-etching step was immersed in this solution at 50 ° C. for 3 minutes.
<プレディップ工程>
アルカリ処理工程を経たABS樹脂板を35質量%の塩酸に室温で1分間浸漬した。
<Pre-dip process>
The ABS resin plate that had undergone the alkali treatment step was immersed in 35% by mass hydrochloric acid at room temperature for 1 minute.
<触媒処理工程>
3N塩酸水溶液に塩化パラジウムを0.1質量%及び塩化錫を5質量%溶解して触媒溶液を調製した。35℃に加熱された触媒溶液中に、プレディップ工程を経たABS樹脂板を4分間浸漬した。
<Catalyst treatment process>
A catalyst solution was prepared by dissolving 0.1% by mass of palladium chloride and 5% by mass of tin chloride in a 3N hydrochloric acid aqueous solution. The ABS resin plate that had undergone the predip step was immersed in the catalyst solution heated to 35 ° C. for 4 minutes.
<活性化処理工程>
次いで、パラジウムを活性化するために、触媒処理工程を経たABS樹脂板を35質量%の塩酸に室温で4分間浸漬した。
<Activation process>
Next, in order to activate palladium, the ABS resin plate that had undergone the catalytic treatment step was immersed in 35% by mass of hydrochloric acid at room temperature for 4 minutes.
<めっき処理工程>
活性化処理したABS樹脂板に、比較例1と同様の無電解Niめっき浴組成及びめっき条件で、厚さ0.2μmの無電解Niめっき被膜の形成を行い、無電解Niめっき被膜付きABS樹脂板を得た。なお、表面改質された部分に選択的に無電解Niめっき被膜が析出することで、実施例1の銅ペースト層と同様の形状で無電解Niめっき被膜が形成された。その後、硫酸銅めっき液を用いて電解銅めっきを行い、厚み20μmの銅配線を形成した。
<Plating process>
An electroless Ni plating film having a thickness of 0.2 μm was formed on the activated ABS resin plate under the same electroless Ni plating bath composition and plating conditions as in Comparative Example 1, and the ABS resin with the electroless Ni plating film was formed. I got a board. The electroless Ni plating film was selectively deposited on the surface-modified portion, so that the electroless Ni plating film was formed in the same shape as the copper paste layer of Example 1. Then, electrolytic copper plating was performed using a copper sulfate plating solution to form a copper wiring having a thickness of 20 μm.
続いて、実施例1と同様にソルダーレジストの形成を行い、銅配線付きABS樹脂板を得た。得られた銅配線付きABS樹脂板について、実施例1と同様に初期導通性及び導通信頼性の評価を行った。 Subsequently, a solder resist was formed in the same manner as in Example 1 to obtain an ABS resin plate with copper wiring. The obtained ABS resin plate with copper wiring was evaluated for initial conductivity and continuity reliability in the same manner as in Example 1.
1,40…ポリマー成形体、2…銅ペースト層、3,24…銅配線、3a…空隙部、4…はんだ粒子、5…樹脂成分、6…はんだペースト層、7,13,15,17,19…樹脂充填部、8…電子素子、9…電極、11…はんだ層、12,14,16…樹脂層、18…開口部、41…配線、42…端子、100,101,102,103…電子部品。 1,40 ... Polymer molded body, 2 ... Copper paste layer, 3,24 ... Copper wiring, 3a ... Voids, 4 ... Solder particles, 5 ... Resin components, 6 ... Solder paste layer, 7,13,15,17, 19 ... Resin filling part, 8 ... Electronic element, 9 ... Electrode, 11 ... Solder layer, 12, 14, 16 ... Resin layer, 18 ... Opening, 41 ... Wiring, 42 ... Terminal, 100, 101, 102, 103 ... Electronic components.
Claims (12)
前記金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、
前記金属配線上に、はんだ粒子と樹脂成分とを含むはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第3の工程と、
前記はんだペースト層上に電子素子を配置する第4の工程と、
前記はんだペースト層を加熱して、前記金属配線と前記電子素子とを接合するはんだ層を形成すると共に、前記はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂層を形成する第5の工程と、
を備え、
前記ポリマー成形体が、融点280℃以下の結晶性プラスチック又はガラス転移温度160℃以下の非晶性プラスチックの成形体である、電子部品の製造方法。 The first step of applying a metal paste containing metal particles to a polymer molded product in a predetermined pattern to form a metal paste layer, and
The second step of forming the metal wiring by sintering the metal particles, and
A third step of applying a solder paste containing solder particles and a resin component onto the metal wiring to form a solder paste layer, and
The fourth step of arranging the electronic element on the solder paste layer and
A fifth step of heating the solder paste layer to form a solder layer for joining the metal wiring and the electronic element, and forming a resin layer covering at least a part of the solder layer.
With
A method for producing an electronic component, wherein the polymer molded product is a molded product of a crystalline plastic having a melting point of 280 ° C. or lower or an amorphous plastic having a glass transition temperature of 160 ° C. or lower.
前記金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、
前記金属配線上に、樹脂成分を含む樹脂組成物を塗布し、樹脂層を形成する第3の工程と、
前記金属配線の少なくとも一部が露出するように前記樹脂層を除去する第4の工程と、
前記金属配線の露出部分上に、はんだ粒子を含むはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第5の工程と、
前記はんだペースト層上に電子素子を配置する第6の工程と、
前記はんだペースト層を加熱して、前記金属配線と前記電子素子とを接合するはんだ層を形成する第7の工程と、
を備え、
前記ポリマー成形体が、融点280℃以下の結晶性プラスチック又はガラス転移温度160℃以下の非晶性プラスチックの成形体である、電子部品の製造方法。 The first step of applying a metal paste containing metal particles to a polymer molded product in a predetermined pattern to form a metal paste layer, and
The second step of forming the metal wiring by sintering the metal particles, and
A third step of applying a resin composition containing a resin component onto the metal wiring to form a resin layer, and
A fourth step of removing the resin layer so that at least a part of the metal wiring is exposed.
A fifth step of applying a solder paste containing solder particles onto the exposed portion of the metal wiring to form a solder paste layer, and
The sixth step of arranging the electronic element on the solder paste layer and
A seventh step of heating the solder paste layer to form a solder layer for joining the metal wiring and the electronic element.
With
A method for producing an electronic component, wherein the polymer molded product is a molded product of a crystalline plastic having a melting point of 280 ° C. or lower or an amorphous plastic having a glass transition temperature of 160 ° C. or lower.
前記金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、
前記金属配線上に、はんだ粒子を含むはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第3の工程と、
前記はんだペースト層上に電子素子を配置する第4の工程と、
前記はんだペースト層を加熱して、前記金属配線と前記電子素子とを接合するはんだ層を形成する第5の工程と、
前記ポリマー成形体と、前記金属配線及び前記はんだ層を介して前記ポリマー成形体に接続された前記電子素子との間に、硬化性樹脂成分を含有する封止材を含浸し、硬化する第6の工程と、
を備え、
前記ポリマー成形体が、融点280℃以下の結晶性プラスチック又はガラス転移温度160℃以下の非晶性プラスチックの成形体である、電子部品の製造方法。 The first step of applying a metal paste containing metal particles to a polymer molded product in a predetermined pattern to form a metal paste layer, and
The second step of forming the metal wiring by sintering the metal particles, and
A third step of applying a solder paste containing solder particles onto the metal wiring to form a solder paste layer, and
The fourth step of arranging the electronic element on the solder paste layer and
A fifth step of heating the solder paste layer to form a solder layer for joining the metal wiring and the electronic element.
A sixth that impregnates and cures a sealing material containing a curable resin component between the polymer molded product and the electronic element connected to the polymer molded product via the metal wiring and the solder layer. Process and
With
A method for producing an electronic component, wherein the polymer molded product is a molded product of a crystalline plastic having a melting point of 280 ° C. or lower or an amorphous plastic having a glass transition temperature of 160 ° C. or lower.
前記ポリマー成形体上に設けられ、金属粒子の焼結体により構成される金属配線と、
前記金属配線上に配置された電子素子と、
前記金属配線と前記電子素子とを接合するはんだ層と、
を備え、
前記ポリマー成形体が、融点280℃以下の結晶性プラスチック又はガラス転移温度160℃以下の非晶性プラスチックの成形体であり、
前記金属配線が空隙を有し、当該空隙に樹脂成分が充填されている、電子部品。 Polymer molding and
A metal wiring provided on the polymer molded body and composed of a sintered body of metal particles,
Electronic elements arranged on the metal wiring and
A solder layer that joins the metal wiring and the electronic element,
With
The polymer molded product is a molded product of a crystalline plastic having a melting point of 280 ° C. or lower or an amorphous plastic having a glass transition temperature of 160 ° C. or lower.
An electronic component in which the metal wiring has a gap and the gap is filled with a resin component.
The electronic component according to claim 10 or 11, wherein the thickness of the metal wiring is 10 μm or more.
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