JP2020509609A - 金属導電層の仕上げ方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ネオデカン酸銀(AgND)系インク(I1)を、表1に記載のように配合した。インクは、全ての成分を合わせ、溶液が均一になるまでプレナリーミキサー(plenary mixer)で混合することによって調製した。
銀分子インクの4μmの表面仕上げを、Kapton上の35μmの銅箔層上に印刷した。その後、得られた銀仕上げの表面上にはんだ(SAC305)を堆積させ、上述のようにリフロー炉内で処理した。リフロー後に銅箔及びはんだの間に金属間化合物が形成されるという有力な視覚的証拠がある(図2A)。SAC305の元素組成は、96.5%のSn(スズ)、3.0%のAg(銀)及び0.5%のCu(銅)であり、得られたはんだ接合の部分は、SAC305(i、ii、iii及びiv)の元素組成と同様の元素組成を有する。また、図2B)及び2C)で強調されるように、金属間層が形成されるという証拠があり、EDS分析後銅箔中のスズの存在によって証明されるように、SAC305はんだからのスズが銅箔(v、vi及びvii)中に拡散している。さらに、はんだ層中の銅(viii、ix、x)及び銀(xi及びxii)の相対的割合は、SAC305自体のそれよりも高く、これもまた金属間化合物が形成されることを示唆している。銅層中へのSn及びはんだ中へのCu/Agの拡散は、はんだと銅箔との間の強力な結合、ひいては回路と取り付けられる電子部品との間の強力な結合の形成を容易にするのを助ける。
テープ上にラミネートされた感圧接着剤でコーティングされた銅箔を、ポリイミドフィルム(DuPont、Kapton(商標))上に置いた。次いで、銅箔をイソプロパノールで洗浄した。52.1重量%(g/g)のネオデカン酸銀、4.2重量%(g/g)のエチルセルロース、12重量%(g/g)のオクタノール及び35.9重量%(g/g)のジエチルベンゼンを含むインクを、銅の上に印刷した。試料を250℃で15分間焼結した。無鉛Multicore Loctite(商標)粘着性フラックスペーストを銀コーティング銅に塗布した。発光ダイオード(LED)を銀コーティング銅上に配置し、無鉛はんだチップを400〜425℃に加熱し、はんだワイヤを230℃の最低はんだ温度まで還流させることによって、SAC305コアはんだワイヤを使用して3秒間はんだ付けした。この工程中の基板及び部品の最高温度は、それぞれ260℃及び250℃であった。その領域を、イソプロピルアルコールで洗浄した。LEDは、3Vを印加することにより試験した。相互接続は、剪断試験(IEC 62137−2)で試験し、IPC−A−610 Class 2を使用して検査した。剪断接着試験は、10ポンドの接着強度を示した。
Claims (22)
- 導電性金属層を仕上げるための方法であって、
前記導電性金属層上に分子銀インクをコーティングする工程であり、前記分子銀インクが、カルボン酸銀、担体及び高分子バインダーを含む工程;並びに、
前記銀インクを分解して、前記導電性金属層上に銀金属のはんだ付け可能なコーティングを形成する工程、
含む方法。 - 導電性金属層上にはんだ付けするための方法であって、
導電性金属層上に分子銀インクをコーティングする工程であり、前記分子銀インクが、カルボン酸銀、担体及び高分子バインダーを含む工程;
前記銀インクを分解して、前記導電性金属層上に銀金属のはんだ付け可能なコーティングを形成する工程;並びに、
前記導電性金属層上にコーティングされたはんだ付け可能な銀金属にはんだを塗布して、前記銀金属とのはんだ接合部を形成する工程、
を含む方法。 - 前記導電性金属層が、銅、金、スズ、パラジウム、アルミニウム又はそれらの合金を含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記高分子バインダーが、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテル又はそれらの任意の混合物を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記高分子バインダーが、前記高分子バインダーを前記担体と相溶性にする官能基を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記高分子バインダーが、ヒドロキシル末端及び/又はカルボキシル末端ポリエステルを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記カルボン酸銀が、前記インクの総重量を基準として約19重量%以上の前記インク中の銀充填量をもたらす量で前記インク中に存在する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記カルボン酸銀が、前記インクの総重量を基準として約24重量%以上の前記インク中の銀充填量をもたらす量で前記インク中に存在する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記カルボン酸銀が、ネオデカン酸銀を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ネオデカン酸銀が、前記インクの総重量を基準として約60重量%以上の量で前記インク中に存在する、請求項9に記載の方法。
- 前記ネオデカン酸銀が、前記インクの総重量を基準として約80重量%以上の量で前記インク中に存在する、請求項9に記載の方法。
- 前記高分子バインダーが、前記インクの総重量を基準として約0.1重量%〜約5重量%の量で前記インク中に存在する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記担体が、有機溶媒を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶媒が、α−テルピネオールを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記担体が、前記インクの総重量を基準として約1重量%〜約50重量%の範囲内の量で前記インク中に存在する、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記担体が、前記インクの総重量を基準として約10重量%〜約40重量%の範囲内の量で前記インク中に存在する、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記導電性金属層が、基板上に堆積される、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基板が、ポリエチレンテレフタラート、ポリオレフィン、ポリジメチルシロキサン、ポリスチレン、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、熱可塑性ポリウレタン、シリコーン膜、ウール、シルク、綿、亜麻、ジュート、モーダル、竹、ナイロン、ポリエステル、アクリル、アラミド、スパンデックス、ポリラクチド、紙、ガラス、金属又は誘電体コーティングを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記導電性金属層上に前記分子銀インクをコーティングする工程が、印刷を含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記印刷が、スクリーン印刷又はステンシル印刷を含む、請求項19に記載の方法。
- 前記分子銀インクの前記分解が、前記分子銀インクの焼結を含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載の方法。
- 基板の表面の少なくとも一部に堆積された導電性金属層を備える層状材料であって、
前記導電性金属層は、カルボン酸銀、担体、及び高分子バインダーを含む分子インクで少なくとも部分的にコーティングされており、
前記高分子バインダーは、前記高分子バインダーを前記担体と相溶性にする官能基を有するポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド又はそれらの任意の混合物を含む、層状材料。
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