JP5821743B2 - Conductive composition and method for producing joined body - Google Patents

Conductive composition and method for producing joined body Download PDF

Info

Publication number
JP5821743B2
JP5821743B2 JP2012074705A JP2012074705A JP5821743B2 JP 5821743 B2 JP5821743 B2 JP 5821743B2 JP 2012074705 A JP2012074705 A JP 2012074705A JP 2012074705 A JP2012074705 A JP 2012074705A JP 5821743 B2 JP5821743 B2 JP 5821743B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
mass
metal
conductive composition
silver oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012074705A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013206729A (en
Inventor
修司 西元
修司 西元
文衣理 仙石
文衣理 仙石
長友 義幸
義幸 長友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP2012074705A priority Critical patent/JP5821743B2/en
Publication of JP2013206729A publication Critical patent/JP2013206729A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5821743B2 publication Critical patent/JP5821743B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

この発明は、導電性を有する焼成体からなる導電性焼成部を形成するための導電性組成物、及び、この導電性組成物を用いた接合体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a conductive composition for forming a conductive fired portion made of a fired body having conductivity, and a method of manufacturing a joined body using the conductive composition.

半導体素子等の電子部品を回路上に搭載した半導体装置としては、例えば、LEDやパワーモジュール等が挙げられる。
ここで、半導体素子等の電子部品を回路上に接合する際には、例えば特許文献1に示すように、はんだ材を用いた方法が広く使用されている。最近では、環境保護の観点から、例えばSn−Ag系、Sn−In系、若しくはSn−Ag−Cu系等の鉛フリーはんだが主流となっている。
Examples of semiconductor devices in which electronic components such as semiconductor elements are mounted on a circuit include LEDs and power modules.
Here, when an electronic component such as a semiconductor element is joined on a circuit, a method using a solder material is widely used as disclosed in Patent Document 1, for example. Recently, lead-free solders such as Sn—Ag, Sn—In, or Sn—Ag—Cu are becoming mainstream from the viewpoint of environmental protection.

また、はんだ材の代替として、特許文献2、3には、金属酸化物粒子と、有機物からなる還元剤とを含む酸化物ペーストを用いて、半導体素子等の電子部品を回路上に接合する技術が提案されている。
金属酸化物粒子と有機物からなる還元剤とを含む酸化物ペーストにおいては、金属酸化物粒子が還元剤によって還元されることによって生成する金属粒子が焼結することで、導電性の焼成体からなる接合層(導電性焼成部)が形成され、この接合層を介して半導体素子等の電子部品が回路上に接合されることになる。
In addition, as an alternative to the solder material, Patent Documents 2 and 3 disclose a technique for joining an electronic component such as a semiconductor element on a circuit using an oxide paste containing metal oxide particles and a reducing agent made of an organic substance. Has been proposed.
In an oxide paste containing metal oxide particles and an organic reducing agent, the metal particles produced by the reduction of the metal oxide particles by the reducing agent are sintered to form a conductive fired body. A bonding layer (conductive fired portion) is formed, and an electronic component such as a semiconductor element is bonded onto the circuit through this bonding layer.

特開2004−172378号公報JP 2004-172378 A 特開2008−208442号公報JP 2008-208442 A 特開2009−267374号公報JP 2009-267374 A

ところで、特許文献2,3に記載されたように、金属酸化物粒子と有機物からなる還元剤とを含む酸化物ペーストを用いた場合には、金属酸化物粒子が還元剤によって還元されることで生成する金属粒子の粒径が小さく、焼成体自体は緻密な構造となるが、接合層(導電性焼成部)の内部に比較的大きな空隙が生じるおそれがあった。
特に最近では、半導体装置の小型化・薄肉化が進められるとともに、その使用環境も厳しくなってきており、従来にも増して半導体素子と電子部品の接合信頼性の向上が求められている。
By the way, as described in Patent Documents 2 and 3, when an oxide paste containing metal oxide particles and a reducing agent made of an organic material is used, the metal oxide particles are reduced by the reducing agent. Although the particle size of the generated metal particles is small and the fired body itself has a dense structure, there is a possibility that a relatively large void may be generated inside the bonding layer (conductive fired portion).
In recent years, in particular, semiconductor devices have been reduced in size and thickness, and the usage environment has become stricter, and there has been a demand for improved bonding reliability between semiconductor elements and electronic components.

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、緻密な構造の焼成体からなり、内部において大きな空隙の発生が抑制された導電性焼成部を形成可能な導電性組成物、及び、この導電性組成物を用いた接合体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is composed of a fired body having a dense structure, and a conductive composition capable of forming a conductive fired part in which generation of large voids is suppressed inside, and An object of the present invention is to provide a method for producing a joined body using the conductive composition.

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の導電性組成物は、導電性を有する導電性焼成部を形成するための導電性組成物であって、酸化銀と、還元剤と、金属Ag粒子と、体積モード径が20nm以上800nm以下の微細Ag粒子と、溶剤と、を含有し、前記金属Ag粒子は、体積モード径が0.8μmを超えて20μm以下とされており、前記酸化銀の質量[Ag−O]と前記金属Ag粒子の質量[Ag]との質量比[Ag−O]/[Ag]が、50/50≦[Ag−O]/[Ag]≦99/1の範囲内とされていることを特徴としている。 In order to solve such problems and achieve the above-mentioned object, the conductive composition of the present invention is a conductive composition for forming a conductive fired part having conductivity, comprising silver oxide and A reducing agent, metal Ag particles, fine Ag particles having a volume mode diameter of 20 nm to 800 nm and a solvent, and the metal Ag particles have a volume mode diameter of more than 0.8 μm and 20 μm or less. being, the mass ratio between the mass [Ag] of the mass of silver oxide [Ag-O] and the metal Ag particles [Ag-O] / [Ag] is, 50/50 ≦ [Ag- O] / [ Ag] ≦ 99/1.

この導電性組成物によれば、酸化銀と還元剤を含んでいるので、焼成時において酸化銀が還元されて微細な銀粒子(還元銀粒子)が生成されることになり、緻密な構造の焼成体を得ることができる。さらに、導電性組成物は、体積モード径が粒径0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粒子を含んでいるので、焼成体からなる導電性焼成部の内部に大きな空隙が生じることを抑制することができる。
なお、[Ag−O]/[Ag]が99/1を超える場合には、金属Ag粒子が少なすぎるために、焼成体からなる導電性焼成部の内部に空隙が多数発生してしまうおそれがある。一方、[Ag−O]/[Ag]が50/50未満である場合には、酸化銀の還元による発熱量が不足し、焼結が不十分となるおそれがある。したがって、前記酸化銀と前記金属Ag粒子との質量比[Ag−O]/[Ag]を、50/50≦[Ag−O]/[Ag]≦99/1の範囲内に設定している。
また、体積モード径が20nm以上800nm以下の微細Ag粒子を有しており、金属Ag粒子の粒子間の隙間に微細Ag粒子が充填されるので、Ag粒子の空間を占める割合が大きくなり、緻密な構造の導電性焼成部を得ることができる。
According to this conductive composition, since it contains silver oxide and a reducing agent, the silver oxide is reduced at the time of firing, and fine silver particles (reduced silver particles) are generated. A fired body can be obtained. Furthermore, since the conductive composition contains metal Ag particles having a volume mode diameter of more than 0.8 μm and not more than 20 μm, it is possible to suppress the formation of large voids inside the conductive fired portion made of the fired body. can do.
In addition, when [Ag-O] / [Ag] exceeds 99/1, since there are too few metal Ag particle | grains, there exists a possibility that many voids may generate | occur | produce in the inside of the electroconductive baking part which consists of a baking body. is there. On the other hand, when [Ag-O] / [Ag] is less than 50/50, the calorific value due to the reduction of silver oxide is insufficient, and sintering may be insufficient. Therefore, the mass ratio [Ag-O] / [Ag] between the silver oxide and the metal Ag particles is set within the range of 50/50 ≦ [Ag-O] / [Ag] ≦ 99/1. .
In addition, since the fine Ag particles having a volume mode diameter of 20 nm to 800 nm are filled, and the fine Ag particles are filled in the gaps between the metal Ag particles, the proportion of the space of the Ag particles increases, and the dense A conductive fired part having a simple structure can be obtained.

ここで、前記酸化銀の重量[Ag−O]と前記還元剤の重量[R]との質量比[Ag−O]/[R]が、3/1≦[Ag−O]/[R]≦12/1の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、酸化銀に対して必要な還元剤が確保されているので、酸化銀を確実に還元することができるとともに、還元剤が余剰に添加されていないので、形成された導電性焼成部の内部に還元剤成分が残存することを抑制できる。
Here, the mass ratio [Ag—O] / [R] of the weight [Ag—O] of the silver oxide and the weight [R] of the reducing agent is 3/1 ≦ [Ag—O] / [R]. It is preferable to be within a range of ≦ 12/1.
In this case, since the necessary reducing agent for the silver oxide is secured, the silver oxide can be reliably reduced, and the reducing agent is not added excessively. It can suppress that a reducing agent component remains inside.

また、前記金属Ag粒子の質量[Ag]と前記微細Ag粒子の質量[SAg]との質量比[Ag]/[SAg]が、1/1≦[Ag]/[SAg]≦4/1の範囲内とされていても良い。 The mass ratio [Ag] / [SAg] of the mass [Ag] of the metal Ag particles and the mass [SAg] of the fine Ag particles satisfies 1/1 ≦ [Ag] / [SAg] ≦ 4/1. It may be within the range .

さらに、前記酸化銀を10質量%以上80質量%以下、前記還元剤を1質量%以上10質量%以下、前記金属Ag粒子を0.1質量%以上45質量%以下、樹脂を0質量%以上2質量%以下の範囲で含有し、残部が溶剤とされていることが好ましい。
酸化銀が10質量%以上80質量%以下とされ、還元剤が1質量%以上10質量%以下とされているので、酸化銀が還元剤によって確実に還元され、緻密な構造の焼成体を得ることができる。また、金属Ag粒子が、0.1質量%以上45質量%以下とされているので、焼成体からなる導電性焼成部に比較的大きな空隙が生じることを抑制することが可能である。さらに、微細Ag粒子を含有する場合には、その含有量は15質量%以下とすることが望ましい。この場合、焼成体からなる導電性焼成部をさらに緻密にすることができる。
なお、樹脂は、導電性組成物の粘性を調整するものであり、取り扱い性を考慮して必要に応じて添加すればよい。
Furthermore, the silver oxide is 10% by mass to 80% by mass, the reducing agent is 1% by mass to 10% by mass, the metal Ag particles are 0.1% by mass to 45% by mass, and the resin is 0% by mass or more. It is preferable to contain in the range of 2 mass% or less, and the remainder to be a solvent.
Since the silver oxide is 10% by mass or more and 80% by mass or less and the reducing agent is 1% by mass or more and 10% by mass or less, the silver oxide is surely reduced by the reducing agent to obtain a sintered body having a dense structure. be able to. Moreover, since metal Ag particle | grains are 0.1 mass% or more and 45 mass% or less, it is possible to suppress that a comparatively big space | gap arises in the electroconductive baking part which consists of a sintered body. Furthermore, when it contains fine Ag particles, the content is desirably 15% by mass or less. In this case, the conductive fired portion made of the fired body can be further densified.
The resin adjusts the viscosity of the conductive composition, and may be added as necessary in consideration of handleability.

本発明の接合体の製造方法は、第一部材と第二部材とが接合されてなる接合体の製造方法であって、前記第一部材と前記第二部材との間に、前述の導電性組成物を介在させた状態で加熱処理を行い、前記第一部材と前記第二部材とを、前記導電性組成物の焼成体からなる接合層を介して接合することを特徴としている。   The method for manufacturing a joined body according to the present invention is a method for producing a joined body in which a first member and a second member are joined, and the conductive material described above is interposed between the first member and the second member. Heat treatment is performed with the composition interposed, and the first member and the second member are joined through a joining layer made of a fired body of the conductive composition.

この構成の接合体の製造方法によれば、酸化銀が還元されて生成する還元銀粒子により緻密な構造とされ、さらに0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粒子により内部に大きな空隙が生じることが抑制された構造の接合層(導電性焼成部)とすることができる。このような接合層(導電性焼成部)を介して第一部材と第二部材とが接合されることになり、接合信頼性に優れた接合体を製造することが可能となる。   According to the method for producing a bonded body having this structure, a fine structure is formed by reduced silver particles generated by reduction of silver oxide, and a large void is generated inside by metal Ag particles of more than 0.8 μm and not more than 20 μm. It can be set as the joining layer (electroconductive baking part) of the structure where it was suppressed. The first member and the second member are bonded through such a bonding layer (conductive fired portion), and it becomes possible to manufacture a bonded body having excellent bonding reliability.

本発明によれば、緻密な構造の焼成体からなり、内部において大きな空隙の発生が抑制された導電性焼成部を形成可能な導電性組成物、及び、この導電性組成物を用いた接合体の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a conductive composition that is formed of a fired body having a dense structure and is capable of forming a conductive fired part in which generation of large voids is suppressed, and a joined body using the conductive composition The manufacturing method of can be provided.

本発明の実施形態である導電性組成物の製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the electroconductive composition which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である接合体の製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the conjugate | zygote which is embodiment of this invention. 図2に示す接合体の製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the conjugate | zygote shown in FIG.

以下に、本発明の実施形態である導電性組成物及びこの導電性組成物を用いた接合体の製造方法について添付した図面を参照して説明する。   Below, the conductive composition which is embodiment of this invention and the manufacturing method of the conjugate | zygote using this conductive composition are demonstrated with reference to attached drawing.

参考実施形態である導電性組成物は、酸化銀と、還元剤と、溶剤と、樹脂と、体積モード径が0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粒子と、を含有しており、酸化銀の重量[Ag−O]と金属Ag粒子の重量[Ag]との質量比[Ag−O]/[Ag]が、50/50≦[Ag−O]/[Ag]≦99/1の範囲内に設定されている。また、酸化銀の重量[Ag−O]と還元剤の重量[R]との質量比[Ag−O]/[R]が、3/1≦Ag−O/R≦12/1の範囲内に設定されている。 The conductive composition according to the reference embodiment contains silver oxide, a reducing agent, a solvent, a resin, and metal Ag particles having a volume mode diameter of more than 0.8 μm and not more than 20 μm. The mass ratio [Ag-O] / [Ag] of the weight [Ag-O] of silver and the weight [Ag] of metal Ag particles is 50 / 50≤ [Ag-O] / [Ag] ≤99 / 1. It is set within the range. The mass ratio [Ag-O] / [R] of the weight [Ag-O] of the silver oxide and the weight [R] of the reducing agent is within the range of 3/1 ≦ Ag—O / R ≦ 12/1. Is set to

具体的な組成は、酸化銀を10質量%以上80質量%以下、還元剤を1質量%以上10質量%以下、0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粒子を0.1質量%以上45質量%以下、樹脂を0質量%以上2質量%以下の範囲で含有し、残部が溶剤とされている。
なお、本実施形態における導電性組成物は、その粘度が10Pa・s以上400Pa・s以下、より好ましくは30Pa・s以上300Pa・s以下に調整されている。
A specific composition is 10% by mass or more and 80% by mass or less of silver oxide, 1% by mass or more and 10% by mass or less of a reducing agent, and 0.1% by mass or more of metal Ag particles of 0.8 μm or more and 20 μm or less. The resin is contained in a range of 0% by mass or less and 0% by mass or more and 2% by mass or less with the balance being a solvent.
The conductive composition in the present embodiment has a viscosity adjusted to 10 Pa · s to 400 Pa · s, more preferably 30 Pa · s to 300 Pa · s.

酸化銀は、その平均粒径が0.1μm以上40μm以下とされた粉末(酸化銀粉末)を使用した。酸化銀粉末は、銀ペースト中に酸化銀として分散している。なお、このような酸化銀粉末は、市販品として入手可能なものである。   As the silver oxide, a powder (silver oxide powder) having an average particle diameter of 0.1 μm or more and 40 μm or less was used. The silver oxide powder is dispersed as silver oxide in the silver paste. Such silver oxide powder is available as a commercial product.

還元剤は、還元性を有する有機物とされており、例えば、アルコール、有機酸を用いることができる。
アルコールであれば、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ドデシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等の1級アルコールを用いることができる。なお、これら以外にも、多数のアルコール基を有する化合物を用いてもよい。
有機酸であれば、例えば、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナンデカン酸などの飽和脂肪酸を用いることができる。なお、これら以外にも、不飽和脂肪酸を用いてもよい。
なお、導電性組成物を焼結して得られる焼成体の内部に、残存不純物に起因する空隙の発生を抑制するために、熱分解性に優れた分子構造を有する有機物を用いることが好ましい。
The reducing agent is an organic substance having reducibility, and for example, alcohol and organic acid can be used.
If it is an alcohol, for example, methanol, ethanol, propanol, butyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, undecyl alcohol, dodecyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, etc. The primary alcohol can be used. In addition to these, compounds having a large number of alcohol groups may be used.
If it is an organic acid, for example, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid, heptadecanoic acid, Saturated fatty acids such as octadecanoic acid and nonanedecanoic acid can be used. In addition to these, unsaturated fatty acids may be used.
Note that it is preferable to use an organic substance having a molecular structure excellent in thermal decomposability in order to suppress generation of voids due to residual impurities in the fired body obtained by sintering the conductive composition.

なお、酸化銀と混合した後に還元反応が容易に進行しない還元剤であれば、導電性組成物の保存安定性が向上することになる。そこで、還元剤としては、融点が室温以上のものが好ましく、具体的には、ミリスチルアルコール、1−ドデカノール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,10−デカンジオール、ミリスチン酸、デカン酸等を用いることが好ましい。   In addition, if it is a reducing agent in which a reductive reaction does not advance easily after mixing with silver oxide, the storage stability of an electroconductive composition will improve. Therefore, as the reducing agent, those having a melting point of room temperature or higher are preferable, and specifically, myristyl alcohol, 1-dodecanol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 2,2-dimethyl-1,3. It is preferable to use propanediol, 1,6-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol, 1,10-decanediol, myristic acid, decanoic acid and the like.

溶剤は、導電性組成物の保存安定性、印刷性を確保する観点から、高沸点(150℃〜300℃)のものを用いることが好ましい。
具体的には、α-テルピネオール、酢酸2エチルヘキシル、酢酸3メチルブチル等を用いることができる。
It is preferable to use a solvent having a high boiling point (150 ° C. to 300 ° C.) from the viewpoint of ensuring the storage stability and printability of the conductive composition.
Specifically, α-terpineol, 2-ethylhexyl acetate, 3-methylbutyl acetate, or the like can be used.

樹脂は、導電性組成物の取り扱い性(例えば印刷性)の向上を目的として添加されるものである。
例えば、アクリル樹脂、セルロース系樹脂等を適用することができる。なお、本実施形態では、焼結時に樹脂が焼結温度以下で完全に酸化・分解して導電性焼成部内部に残存しないようにするため、熱分解性の良いアクリル樹脂を用いた。
The resin is added for the purpose of improving the handleability (for example, printability) of the conductive composition.
For example, an acrylic resin, a cellulose resin, or the like can be applied. In the present embodiment, an acrylic resin having good thermal decomposability is used in order to prevent the resin from being completely oxidized and decomposed at a temperature equal to or lower than the sintering temperature and not remaining in the conductive fired portion.

そして、参考実施形態における金属Ag粒子としては、その体積モード径:0.8μmを超えて20μm以下、平均粒径:5μm、の金属Ag粉末を使用した。金属Ag粉末は、導電性組成物中に金属Ag粒子として分散している。金属Ag粉末(金属Ag粒子)の粒径は、SEM(走査型電子顕微鏡)によって約5000倍の倍率で撮影し、得られた画像から金属Ag粒子の粒子200個について一次粒径を測定して粒径分布を作成し、作成した粒径分布から得られた体積モード値を体積モード径として算出したものである。
なお、金属Ag粉末(金属Ag粒子)の形状については、特に限定するものではなく、球状でも扁平形状等であっても良い。
As the metal Ag particles in the reference embodiment , metal Ag powder having a volume mode diameter exceeding 0.8 μm and not more than 20 μm and an average particle diameter of 5 μm was used. The metal Ag powder is dispersed as metal Ag particles in the conductive composition. The particle diameter of the metal Ag powder (metal Ag particles) was photographed at a magnification of about 5000 times with a SEM (scanning electron microscope), and the primary particle diameter of 200 particles of metal Ag particles was measured from the obtained image. The particle size distribution is created, and the volume mode value obtained from the created particle size distribution is calculated as the volume mode diameter.
The shape of the metal Ag powder (metal Ag particles) is not particularly limited, and may be spherical or flat.

上述の体積モード径が0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粉末(金属Ag粒子)は、導電性焼成部に大きな空隙が生じることを抑制するために導電性組成物に含有されている。酸化銀が還元されて得られる還元銀粒子は、微細なことから還元銀粒子が凝集することによって焼成体自体は緻密な構造となるが、導電性焼成部の内部に比較的大きな空隙が生じることがある。本実施形態では、導電性組成物に体積モード径が0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粒子が含有されているので、上述した比較的大きな空隙の発生が抑制される。金属Ag粒子の体積モード径が0.8μm以下の場合、導電性焼成部の内部における大きな空隙発生に対する抑制効果が得られなくなる。また、20μmを超える場合、酸化銀ペーストの塗布時において金属Ag粒子を均一に分散させることが困難となるため、上記の範囲とされている。   The metal Ag powder (metal Ag particles) having a volume mode diameter of more than 0.8 μm and not more than 20 μm is contained in the conductive composition in order to suppress the formation of large voids in the conductive fired part. Since the reduced silver particles obtained by reducing silver oxide are fine, the reduced silver particles agglomerate and the fired body itself has a dense structure, but a relatively large void is generated inside the conductive fired part. There is. In this embodiment, since the conductive composition contains metal Ag particles having a volume mode diameter of more than 0.8 μm and not more than 20 μm, the generation of relatively large voids as described above is suppressed. When the volume mode diameter of the metal Ag particles is 0.8 μm or less, the effect of suppressing the generation of large voids inside the conductive fired portion cannot be obtained. On the other hand, when the thickness exceeds 20 μm, it is difficult to uniformly disperse the metal Ag particles at the time of applying the silver oxide paste.

さらに、本実施形態では、酸化銀の重量[Ag−O]と、金属Ag粒子の重量Agとの質量比[Ag−O]/[Ag]が、50/50≦[Ag−O]/[Ag]≦99/1の範囲内とされている。上述の範囲とする理由は、[Ag−O]/[Ag]が50/50より小さい場合には、酸化銀が少なすぎるために還元により生じる微細な還元銀粒子が不足し、所望の導電率や強度が得られなくなるからである。また、99/1より大きい場合には、金属Ag粒子が少なすぎるため、導電性焼成部の内部の空隙発生に対する抑制効果が得られなくからである。   Furthermore, in this embodiment, the mass ratio [Ag-O] / [Ag] of the weight [Ag-O] of silver oxide and the weight Ag of the metal Ag particles is 50/50 ≦ [Ag-O] / [ Ag] ≦ 99/1. The reason for the above range is that when [Ag-O] / [Ag] is smaller than 50/50, the amount of silver oxide is too small, so that there is a shortage of fine reduced silver particles produced by reduction, and the desired conductivity. This is because the strength cannot be obtained. Moreover, since it is too few metal Ag particle | grains when larger than 99/1, it is because the inhibitory effect with respect to the space | gap generation | occurrence | production inside an electroconductive baking part is not acquired.

次に、本実施形態である導電性組成物の製造方法について、図1に示すフロー図を参照して説明する。
本実施形態においては、酸化銀を含有する酸化銀ペーストと、金属Ag粒子を含有するAgペーストと、を混合、撹拌することで、本実施形態である導電性組成物を製造する構成とされている。
Next, the manufacturing method of the electroconductive composition which is this embodiment is demonstrated with reference to the flowchart shown in FIG.
In this embodiment, it is set as the structure which manufactures the electrically conductive composition which is this embodiment by mixing and stirring the silver oxide paste containing silver oxide, and Ag paste containing a metal Ag particle. Yes.

まず、前述した酸化銀粉末と還元剤(固体粉末)とを混合し、固体成分混合物を生成する(粉末混合工程S01)。
また、樹脂と溶剤とを混合して、有機混合物を生成する(有機物混合工程S02)。
First, the above-described silver oxide powder and reducing agent (solid powder) are mixed to produce a solid component mixture (powder mixing step S01).
Moreover, resin and a solvent are mixed and an organic mixture is produced | generated (organic substance mixing process S02).

粉末混合工程S01で得られた固体成分混合物と、有機物混合工程S02で得られた有機混合物と、を混合して撹拌する(第一撹拌工程S03)。そして、第一撹拌工程S03で得られた撹拌物を、例えば複数のロールを有するロールミル機を用いて練り込みながら混合する(混錬工程S04)。
このようにして、前述の酸化銀ペーストが製出されることになる。なお、得られた酸化銀ペーストは、冷蔵庫等によって低温(例えば5〜15℃)で保存しておくことが好ましい。
The solid component mixture obtained in the powder mixing step S01 and the organic mixture obtained in the organic matter mixing step S02 are mixed and stirred (first stirring step S03). And the stirring thing obtained by 1st stirring process S03 is mixed, for example using a roll mill machine which has a some roll, kneading (kneading process S04).
In this way, the aforementioned silver oxide paste is produced. In addition, it is preferable to preserve | save the obtained silver oxide paste at low temperature (for example, 5-15 degreeC) with a refrigerator.

一方、金属Ag粉末と溶剤とを混合して撹拌する(第二撹拌工程S05)。これにより、前述の体積モード径が0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粉末(金属Ag粒子)が分散したAgペーストが製出されることになる。
なお、溶剤は酸化銀ペーストに用いられた溶剤と同種の溶剤を用いることが望ましい。また、このAgペーストの組成は、体積モード径が0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粒子の含有量が50質量%以上80質量%以下とされ、残りが溶剤とされることが好ましい。
On the other hand, the metal Ag powder and the solvent are mixed and stirred (second stirring step S05). As a result, an Ag paste in which metal Ag powder (metal Ag particles) having a volume mode diameter of greater than 0.8 μm and 20 μm or less is dispersed is produced.
In addition, it is desirable to use the same type of solvent as the solvent used for the silver oxide paste. The composition of the Ag paste is preferably such that the content of metal Ag particles having a volume mode diameter of more than 0.8 μm and not more than 20 μm is 50% by mass or more and 80% by mass or less, and the remainder is a solvent.

そして、酸化銀ペーストとAgペーストとを、混合して撹拌する(ペースト混合工程S06)。
このようにして、本実施形態である導電性組成物が製造されることになる。
Then, the silver oxide paste and the Ag paste are mixed and stirred (paste mixing step S06).
Thus, the electroconductive composition which is this embodiment is manufactured.

次に、本実施形態である接合体の製造方法について、図2及び図3を用いて説明する。
本実施形態における接合体10は、図3に示すように、第一部材11と第二部材12とが接合されてなるものであり、第一部材11がSi製基板とされ、第二部材12がサファイア基板とされている。
Next, the manufacturing method of the joined body which is this embodiment is demonstrated using FIG.2 and FIG.3.
As shown in FIG. 3, the joined body 10 in the present embodiment is formed by joining a first member 11 and a second member 12. The first member 11 is a Si substrate, and the second member 12. Is a sapphire substrate.

まず、第一部材11の接合面に、本実施形態である導電性組成物20を塗布する(導電性組成物塗布工程S11)。なお、この導電性組成物塗布工程S11においては、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、感光性プロセススプレーコーティング法、ディスペンサーコーティング法、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、スリットコーティング法、インクジェットコーティング法、またはダイコーティング法等の種々の手段を採用することができる。本実施形態では、スクリーン印刷法を用いている。   First, the electroconductive composition 20 which is this embodiment is apply | coated to the joint surface of the 1st member 11 (electroconductive composition application | coating process S11). In this conductive composition coating step S11, a screen printing method, an offset printing method, a photosensitive process spray coating method, a dispenser coating method, a spin coating method, a knife coating method, a slit coating method, an ink jet coating method, or a die Various means such as a coating method can be employed. In this embodiment, a screen printing method is used.

次に、塗布した導電性組成物20を介して、第一部材11と第二部材12とを積層する(積層工程S12)。
そして、第一部材11と第二部材12とを積層した状態で加熱炉内に装入し、導電性組成物20の焼結を行う(焼結工程S13)。このとき、加熱炉内は大気雰囲気とし、加熱温度を150℃以上300℃以下、加熱時間を0.5時間以上2時間以下とした。
Next, the first member 11 and the second member 12 are laminated through the applied conductive composition 20 (lamination step S12).
And it inserts in a heating furnace in the state which laminated | stacked the 1st member 11 and the 2nd member 12, and sinters the electroconductive composition 20 (sintering process S13). At this time, the inside of the heating furnace was an air atmosphere, the heating temperature was 150 ° C. to 300 ° C., and the heating time was 0.5 hours to 2 hours.

この焼結工程S13により、第一部材11と第二部材12との間に、導電性組成物20の焼成体からなる接合層15(導電性焼成部)が形成され、第一部材11と第二部材12とが互いに接合されることになる。
このようにして、第一部材11と第二部材12とが接合されてなる接合体10が製造される。
By this sintering step S <b> 13, a bonding layer 15 (conductive fired portion) made of a fired body of the conductive composition 20 is formed between the first member 11 and the second member 12. The two members 12 are joined to each other.
Thus, the joined body 10 in which the first member 11 and the second member 12 are joined is manufactured.

以上のような構成とされた本実施形態である導電性組成物においては、酸化銀と還元剤を含んでいるので、焼成時において酸化銀が還元されて微細な還元銀粒子が生成され、緻密な構造の焼成体を得ることができる。そしてさらに、酸化銀と、体積モード径が0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粒子と、を含んでおり、酸化銀の重量[Ag−O]と金属Ag粒子の重量[Ag]との質量比[Ag−O]/[Ag]が、50/50≦[Ag−O]/[Ag]≦99/1の範囲内とされているので、接合層15(導電性焼成部)に大きな空隙が生じることが抑制され、空隙の少ない接合層15(導電性焼成部)を得ることができる。   The conductive composition according to the present embodiment having the above-described configuration contains silver oxide and a reducing agent, so that the silver oxide is reduced during firing to produce fine reduced silver particles, and the dense composition. A fired body having a simple structure can be obtained. Further, it contains silver oxide and metal Ag particles having a volume mode diameter of more than 0.8 μm and not more than 20 μm, and the weight of silver oxide [Ag—O] and the weight of metal Ag particles [Ag] Since the mass ratio [Ag-O] / [Ag] is in the range of 50/50 ≦ [Ag-O] / [Ag] ≦ 99/1, the bonding layer 15 (conductive fired portion) is large. It is possible to obtain a bonding layer 15 (conductive fired portion) with less voids and less voids.

また、酸化銀の重量[Ag−O]と還元剤の重量[R]との質量比[Ag−O]/[R]が、3/1≦[Ag−O]/[R]≦12/1の範囲内とされているので、酸化銀に対して必要な還元剤が確保され、酸化銀を確実に還元することができる。さらに、還元剤が余剰に添加されていないので、形成された焼成体からなる導電性焼成部の内部に還元剤成分が残存することを抑制できる。   The mass ratio [Ag-O] / [R] of the weight [Ag-O] of the silver oxide and the weight [R] of the reducing agent is 3 / 1≤ [Ag-O] / [R] ≤12 / Since it is within the range of 1, a necessary reducing agent for silver oxide is ensured, and silver oxide can be reliably reduced. Furthermore, since the reducing agent is not added excessively, it can be suppressed that the reducing agent component remains inside the conductive fired portion formed of the formed fired body.

また、酸化銀が10質量%以上80質量%以下とされ、還元剤が1質量%以上10質量%以下とされているので、酸化銀が還元剤によって確実に還元され、緻密な構造の焼成体を得ることができる。また、金属Ag粒子が、0.1質量%以上45質量%以下とされているので、焼成体からなる接合層15(導電性焼成部)に大きな空隙が生じることを抑制することが可能である。   Further, since the silver oxide is 10% by mass or more and 80% by mass or less and the reducing agent is 1% by mass or more and 10% by mass or less, the silver oxide is surely reduced by the reducing agent, and the sintered body has a dense structure. Can be obtained. Further, since the metal Ag particles are 0.1% by mass or more and 45% by mass or less, it is possible to suppress the generation of large voids in the bonding layer 15 (conductive firing part) made of the fired body. .

また、樹脂の含有量を調整することにより、導電性組成物の粘性が10Pa・s以上400Pa・s以下、より好ましくは30Pa・s以上300Pa・s以下に調整されているので、スクリーン印刷法等によって塗布することが可能となる。よって、必要な部分のみに選択的に導電性組成物を塗布することができ、導電性組成物の使用量を削減することが可能となる。   Further, by adjusting the resin content, the viscosity of the conductive composition is adjusted to 10 Pa · s or more and 400 Pa · s or less, more preferably 30 Pa · s or more and 300 Pa · s or less. Can be applied. Therefore, the conductive composition can be selectively applied only to necessary portions, and the amount of the conductive composition used can be reduced.

また、本実施形態においては、導電性組成物に混合する還元剤として、室温で固体であるものを用いているので、焼結工程S13の前に還元反応が進行することを防止できる。   Moreover, in this embodiment, since the reducing agent mixed with the conductive composition is a solid that is solid at room temperature, it is possible to prevent the reduction reaction from proceeding before the sintering step S13.

また、本実施形態の接合体10の製造方法によれば、第一部材11と第二部材12との間に導電性組成物20を塗布し、この導電性組成物20を焼結して接合層15を形成しているので、緻密な構造の焼成体からなり、かつ、内部に大きな空隙の少ない接合層15(導電性焼成部)によって第一部材11と第二部材12とを強固に接合することができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the joined body 10 of the present embodiment, the conductive composition 20 is applied between the first member 11 and the second member 12, and the conductive composition 20 is sintered and joined. Since the layer 15 is formed, the first member 11 and the second member 12 are firmly bonded to each other by the bonding layer 15 (conductive baking portion) which is made of a densely-baked body and has a small large void inside. can do.

次に、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態である導電性組成物は、参考実施形態で説明した導電性組成物に加えてさらに金属Ag粒子とは異なる体積モード径を有する微細Ag粒子を有している。具体的には、酸化銀と溶剤と、樹脂と、体積モード径が0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粒子と、体積モード径が20nm以上800nm以下の微細Ag粒子を含有している。そして、酸化銀の重量[Ag−O]と金属Ag粒子の重量[Ag]との質量比[Ag−O]/[Ag]が、50/50≦[Ag−O]/[Ag]≦99/1の範囲内に設定されている。また、酸化銀の重量[Ag−O]と還元剤の重量[R]との質量比[Ag−O]/[R]が、3/1≦[Ag−O]/[R]≦12/1の範囲内に設定されている。このような場合には、異なった体積モード径を有する二種類の体積モード径を有する二種類のAg粒子(金属Ag粒子及び微細Ag粒子)を用いていることから、Ag粒子の全体での粒度分布は、2つのピークを有することになる。
また、本発明の実施形態においては、金属Ag粒子の重量[Ag]と微細Ag粒子の重量[SAg]との質量比[Ag]/[SAg]が、1/1≦[Ag]/[SAg]≦4/1とされている。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
The conductive composition according to the embodiment of the present invention has fine Ag particles having a volume mode diameter different from that of the metal Ag particles in addition to the conductive composition described in the reference embodiment . Specifically, it contains silver oxide, a solvent, a resin, metal Ag particles having a volume mode diameter exceeding 0.8 μm and 20 μm or less, and fine Ag particles having a volume mode diameter of 20 nm to 800 nm. The mass ratio [Ag-O] / [Ag] of the weight [Ag-O] of the silver oxide and the weight [Ag] of the metal Ag particles is 50 / 50≤ [Ag-O] / [Ag] ≤99. / 1 is set. The mass ratio [Ag-O] / [R] of the weight [Ag-O] of the silver oxide and the weight [R] of the reducing agent is 3 / 1≤ [Ag-O] / [R] ≤12 / 1 is set. In such a case, since two types of Ag particles (metal Ag particles and fine Ag particles) having two types of volume mode diameters having different volume mode diameters are used, the particle size of the Ag particles as a whole. The distribution will have two peaks.
In the embodiment of the present invention, the mass ratio [Ag] / [SAg] of the weight [Ag] of the metal Ag particles and the weight [SAg] of the fine Ag particles is 1/1 ≦ [Ag] / [SAg ] ≦ 4/1.

この本発明の実施形態である導電性組成物によれば、体積モード径が0.8μmを超えて20μm以下の金属Ag粒子と、体積モード径が20nm以上800nm以下の微細Ag粒子とを含有しているので、比較的粒径の大きい金属Ag粒子の粒子間に比較的粒径の小さい微細Ag粒子が充填されることとなり、導電性組成物の乾燥後のAg粒子の密度が高くなる。そのため、低荷重での焼結条件においても、緻密な導電性焼成部を得ることが可能となる。
微細Ag粒子の体積モード径が20nm未満の場合は、体積モード径が小さすぎるために微細Ag粒子を含有させたことによる緻密性の向上効果が得られなくなるため、微細Ag粒子の体積モード径は上記の範囲に設定されている。
According to the conductive composition of this embodiment of the present invention, it contains metal Ag particles having a volume mode diameter of more than 0.8 μm and not more than 20 μm, and fine Ag particles having a volume mode diameter of not less than 20 nm and not more than 800 nm. Therefore, the fine Ag particles having a relatively small particle size are filled between the metal Ag particles having a relatively large particle size, and the density of the Ag particles after drying of the conductive composition is increased. Therefore, a dense conductive fired part can be obtained even under sintering conditions under a low load.
When the volume mode diameter of the fine Ag particles is less than 20 nm, the volume mode diameter is too small to obtain the effect of improving the compactness due to the inclusion of the fine Ag particles. It is set in the above range.

また、金属Ag粒子の重量[Ag]と微細Ag粒子の重量[SAg]との質量比[Ag]/[SAg]が、1/1≦[Ag]/[SAg]≦4/1とされているので、低荷重での焼結条件で導電性焼成部を作製しても、空隙の発生が抑制された導電性焼成部を得ることが可能である。[Ag]/[SAg]が1/1未満の場合には、微細Ag粒子の比率が少なすぎるために微細Ag粒子を含有させたことによる緻密性の向上効果が得られなくなり、4/1を超える場合には、金属Ag粒子の比率が少なすぎるために、導電性焼成部の内部の比較的大きな空隙の発生の抑制効果が得られなくなるため、上記の範囲に設定されている。   Further, the mass ratio [Ag] / [SAg] of the weight [Ag] of the metal Ag particles and the weight [SAg] of the fine Ag particles is set to 1/1 ≦ [Ag] / [SAg] ≦ 4/1. Therefore, even if the conductive fired part is produced under sintering conditions under a low load, it is possible to obtain a conductive fired part in which the generation of voids is suppressed. When [Ag] / [SAg] is less than 1/1, since the ratio of fine Ag particles is too small, the effect of improving the compactness due to the inclusion of fine Ag particles cannot be obtained, and 4/1 When exceeding, since the ratio of the metal Ag particles is too small, the effect of suppressing the generation of relatively large voids inside the conductive fired portion cannot be obtained, so the above range is set.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which does not deviate from the technical idea of the invention.

また、本実施形態では、酸化銀ペーストとAgペーストとを混合することで導電性組成物を製造するものとして説明したが、これに限定されることはなく、酸化銀と金属Ag粒子とを混合した後に、溶剤や樹脂を混合してもよい。
さらに、本実施形態では、第一部材をSi製基板とし、第二部材をサファイア基板として説明したが、これに限定されることはなく、第一部材及び第二部材に限定はなく、前述の導電性組成物の焼成体によって接合されるものであればよい。
例えば、アルミニウム部材同士を接合する場合や、アルミニウム部材とセラミックス基板を接合する場合に適用してもよい。また、銅部材同士を接合する場合や、銅部材とセラミックス基板を接合する場合、アルミニウム部材と銅部材とを接合する場合に適用してもよい。
Moreover, although this embodiment demonstrated as what manufactures an electroconductive composition by mixing a silver oxide paste and Ag paste, it is not limited to this, Silver oxide and metal Ag particle | grains are mixed. After that, a solvent or a resin may be mixed.
Furthermore, in this embodiment, although the 1st member was demonstrated as Si board | substrate and the 2nd member was demonstrated as a sapphire substrate, it is not limited to this, There is no limitation in a 1st member and a 2nd member, As mentioned above What is necessary is just to join by the sintered body of an electroconductive composition.
For example, you may apply when joining aluminum members, or joining an aluminum member and a ceramic substrate. Moreover, you may apply when joining a copper member, when joining a copper member and a ceramic substrate, and joining an aluminum member and a copper member.

また、本実施形態では、導電性焼成部を接合層15として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、基板上に電子部品の配線を固定するためのボンディング部等であっても良い。   In the present embodiment, the conductive fired portion has been described as the bonding layer 15. However, the present invention is not limited to this. For example, the bonding portion may be a bonding portion for fixing the wiring of the electronic component on the substrate. good.

また、本実施形態では、異なる体積モード径を有する金属Ag粒子と微細Ag粒子を含有する場合について説明したが、二種類のAg粒子に限定されるものではなく、異なる体積モード径を有する三種類以上のAg粒子を用いた構成であっても良い。   Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the metal Ag particle and fine Ag particle which have different volume mode diameter were contained, it is not limited to two types of Ag particle, Three types which have different volume mode diameters The structure using the above Ag particle | grains may be sufficient.

以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
本実施形態に記載された方法によって導電性組成物を製造した。このとき、表1に示すように、導電性組成物の組成、金属Ag粉末(金属Ag粒子)の体積モード径、微細Ag粒子の体積モード径、酸化銀粉末と金属Ag粉末の質量比[Ag−O]/[Ag]、金属Ag粒子と微細Ag粒子の質量比[Ag]/[SAg]、酸化銀粉末と還元剤の質量比[Ag−O]/[R]を変更して導電性組成物を製造した。なお、比較例1では、金属Ag粒子を含有しない導電性組成物を製造した。
次に、長さ5mm、幅5mm、厚さ0.2mmのサファイア基板を素子として用意した。
そして、Si製基板の表面に、表1に示す導電性組成物を塗布し、上述のサファイア基板を積層した。そして、大気中、300℃で2時間の条件で焼結を行い、接合体を製造した。
Below, the result of the confirmation experiment performed in order to confirm the effect of this invention is demonstrated.
A conductive composition was produced by the method described in this embodiment. At this time, as shown in Table 1, the composition of the conductive composition, the volume mode diameter of the metal Ag powder (metal Ag particles), the volume mode diameter of the fine Ag particles, the mass ratio of the silver oxide powder to the metal Ag powder [Ag -O] / [Ag], the mass ratio [Ag] / [SAg] of metal Ag particles and fine Ag particles, and the mass ratio [Ag-O] / [R] of silver oxide powder and reducing agent are changed. A composition was prepared. In Comparative Example 1, a conductive composition containing no metal Ag particles was produced.
Next, a sapphire substrate having a length of 5 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 0.2 mm was prepared as an element.
And the electrically conductive composition shown in Table 1 was apply | coated to the surface of Si board | substrate, and the above-mentioned sapphire board | substrate was laminated | stacked. And it sintered on the conditions for 2 hours at 300 degreeC in air | atmosphere, and manufactured the joined body.

作製した接合体の評価として、体積モード径、空隙率の測定及び接合率の測定を行った。以下に、各測定方法を説明する。
(体積モード径)
金属Ag粉末(金属Ag粒子)の粒径は、SEM(走査型電子顕微鏡)によって約5000倍の倍率で撮影し、得られた画像から金属Ag粒子の粒子200個について一次粒径を測定して粒径分布を作成し、作成した粒径分布から得られた体積モード値を体積モード径として算出したものである。なお、粒径は、粒子の投影面積と同じ面積を持つ円の直径で表したHeywood径を用いた
(空隙率の測定)
得られた接合体について、接合層の空隙率を測定した。作製した接合体の接合層の断面を、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察して空隙率の面積を解析し、(空隙率)=(空隙の面積)/(第2焼成層全体の面積)×100の式により空隙率を求めた。
(接合率の測定)
得られた接合体について、接合層の空隙率を測定した。接合率は、超音波探傷装置を用いて評価し、以下の式から算出した。ここで、接合面積とは、接合前における接合すべき面積、すなわち半導体素子面積とした。超音波探傷像において未接合部分は接合部内の白色部で示されることから、この白色部の面積を剥離面積とした。
(接合率)={(接合面積)−(未接合面積)}/(接合面積)×100
As evaluation of the produced joined body, the volume mode diameter and the porosity were measured, and the joining rate was measured. Below, each measuring method is demonstrated.
(Volume mode diameter)
The particle diameter of the metal Ag powder (metal Ag particles) was photographed at a magnification of about 5000 times with a SEM (scanning electron microscope), and the primary particle diameter of 200 particles of metal Ag particles was measured from the obtained image. The particle size distribution is created, and the volume mode value obtained from the created particle size distribution is calculated as the volume mode diameter. The particle diameter was the Heywood diameter represented by the diameter of a circle having the same area as the projected area of the particles (measurement of porosity).
About the obtained joined body, the porosity of the joining layer was measured. The cross section of the bonding layer of the manufactured bonded body was observed using an SEM (scanning electron microscope) to analyze the area of the porosity. (Porosity) = (Area of the void) / (Total of the second fired layer) The porosity was determined by the formula of (area) × 100.
(Measurement of bonding rate)
About the obtained joined body, the porosity of the joining layer was measured. The joining rate was evaluated using an ultrasonic flaw detector and calculated from the following equation. Here, the junction area is defined as an area to be joined before joining, that is, a semiconductor element area. In the ultrasonic flaw detection image, the unbonded portion is indicated by a white portion in the bonded portion, and thus the area of the white portion was defined as the peeled area.
(Joining rate) = {(joined area)-(unjoined area)} / (joined area) × 100

Figure 0005821743
Figure 0005821743

参考例1及び本発明例2から本発明例6は、金属Ag粉末(金属Ag粒子)の粒径が0.8μmを超えて20μm以下かつ質量比[Ag−O]/[Ag]が50/50以上99/1以下の範囲内とされているので、接合層の空隙率が低く良好であった。特に、本発明例2から本発明例6については、微細Ag粒子が導電性組成物に含有されているので、接合層の空隙率が低く良好であった。
一方、比較例1は、金属Ag粉末(金属Ag粒子)を含有しないために、空隙率及び接合率が低く、本発明例と比較して劣った。また、比較例2は、金属Ag粉末(金属Ag粒子)の体積モード径が大きすぎるために、導電性組成物の塗布を均一に行うことができず、接合率が本発明例と比較して劣った。さらに、比較例3は、金属Ag粉末(金属Ag粒子)の体積モード径が小さすぎるため接合層内部の空隙発生抑制効果が得られず、空隙率が本発明例と比較して劣った。また、比較例4は、酸化銀粉末に対して金属Ag粉末の質量比が多すぎるために、空隙率が高くなるとともに接合率が低くなり、本発明例と比較して劣った。
In Reference Example 1 and Invention Example 2 to Invention Example 6 , the particle diameter of the metal Ag powder (metal Ag particles) exceeds 0.8 μm and is 20 μm or less, and the mass ratio [Ag—O] / [Ag] is 50 / Since it is in the range of 50 or more and 99/1 or less, the porosity of the bonding layer was low and good. Particularly, in Invention Example 2 to Invention Example 6, since fine Ag particles were contained in the conductive composition, the porosity of the bonding layer was low and good.
On the other hand, since Comparative Example 1 did not contain metal Ag powder (metal Ag particles), the porosity and bonding rate were low, which was inferior to that of the present invention. Moreover, since the volume mode diameter of the metal Ag powder (metal Ag particles) is too large in Comparative Example 2, the conductive composition cannot be applied uniformly, and the bonding rate is in comparison with the present invention example. inferior. Furthermore, since the volume mode diameter of the metal Ag powder (metal Ag particles) is too small in Comparative Example 3, the effect of suppressing the generation of voids in the bonding layer cannot be obtained, and the porosity is inferior to that of the present invention example. Moreover, since the comparative example 4 had too many mass ratios of metal Ag powder with respect to silver oxide powder, the porosity became high and the joining rate became low, and it was inferior compared with the example of this invention.

10 接合体
11 第一部材
12 第二部材
15 接合層
20 導電性組成物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Joining body 11 First member 12 Second member 15 Joining layer 20 Conductive composition

Claims (5)

導電性を有する導電性焼成部を形成するための導電性組成物であって、
酸化銀と、還元剤と、金属Ag粒子と、体積モード径が20nm以上800nm以下の微細Ag粒子と、溶剤と、を含有し、
前記金属Ag粒子は、体積モード径が0.8μmを超えて20μm以下とされており、
前記酸化銀の質量[Ag−O]と前記金属Ag粒子の質量[Ag]との質量比[Ag−O]/[Ag]が、50/50≦[Ag−O]/[Ag]≦99/1の範囲内とされていることを特徴とする導電性組成物。
A conductive composition for forming a conductive fired part having conductivity,
Silver oxide, a reducing agent, metal Ag particles, fine Ag particles having a volume mode diameter of 20 nm or more and 800 nm or less, and a solvent,
The metal Ag particles have a volume mode diameter of more than 0.8 μm and not more than 20 μm,
The mass ratio between the mass [Ag] of the mass of silver oxide [Ag-O] and the metal Ag particles [Ag-O] / [Ag] is, 50/50 ≦ [Ag- O] / [Ag] ≦ 99 A conductive composition characterized by being in the range of / 1.
前記酸化銀の質量[Ag−O]と前記還元剤の質量[R]との質量比[Ag−O]/[R]が、3/1≦[Ag−O]/[R]≦12/1の範囲内とされていることを特徴とする請求項1に記載の導電性組成物。 The mass ratio [Ag—O] / [R] of the mass [Ag—O] of the silver oxide and the mass [R] of the reducing agent is 3/1 ≦ [Ag—O] / [R] ≦ 12 / The conductive composition according to claim 1, wherein the conductive composition is within a range of 1. 前記金属Ag粒子の質量[Ag]と前記微細Ag粒子の質量[SAg]との質量比[Ag]/[SAg]が、1/1≦[Ag]/[SAg]≦4/1の範囲内とされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の導電性組成物。 The mass ratio [Ag] / [SAg] of the mass [Ag] of the metal Ag particles and the mass [SAg] of the fine Ag particles is within a range of 1/1 ≦ [Ag] / [SAg] ≦ 4/1. the conductive composition according to claim 1 or claim 2, characterized in that there is a. 前記酸化銀を10質量%以上80質量%以下、前記還元剤を1質量%以上10質量%以下、前記金属Ag粒子を0.1質量%以上45質量%以下、樹脂を0質量%以上2質量%以下の範囲で含有し、残部が溶剤とされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の導電性組成物。   The silver oxide is 10% by mass to 80% by mass, the reducing agent is 1% by mass to 10% by mass, the metal Ag particles are 0.1% by mass to 45% by mass, and the resin is 0% by mass to 2% by mass. The conductive composition according to claim 1, wherein the conductive composition is contained in a range of at most% and the remainder is a solvent. 第一部材と第二部材とが接合されてなる接合体の製造方法であって、
前記第一部材と前記第二部材との間に、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の導電性組成物を介在させた状態で加熱処理を行い、前記第一部材と前記第二部材とを、前記導電性組成物の焼成体からなる接合層を介して接合することを特徴とする接合体の製造方法。
A method for producing a joined body in which a first member and a second member are joined,
A heat treatment is performed with the conductive composition according to any one of claims 1 to 4 interposed between the first member and the second member, and the first member and the second member A method for producing a joined body, comprising joining a second member via a joining layer made of a fired body of the conductive composition.
JP2012074705A 2012-03-28 2012-03-28 Conductive composition and method for producing joined body Active JP5821743B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012074705A JP5821743B2 (en) 2012-03-28 2012-03-28 Conductive composition and method for producing joined body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012074705A JP5821743B2 (en) 2012-03-28 2012-03-28 Conductive composition and method for producing joined body

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013206729A JP2013206729A (en) 2013-10-07
JP5821743B2 true JP5821743B2 (en) 2015-11-24

Family

ID=49525606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012074705A Active JP5821743B2 (en) 2012-03-28 2012-03-28 Conductive composition and method for producing joined body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5821743B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022034754A1 (en) * 2020-08-13 2022-02-17 花王株式会社 Method for producing bonded body

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005267900A (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Conductive paste and its manufacturing method
JP4973830B2 (en) * 2005-07-29 2012-07-11 戸田工業株式会社 Conductive composition, conductive paste and conductive film
JP5151150B2 (en) * 2006-12-28 2013-02-27 株式会社日立製作所 Composition for forming conductive sintered layer, and method for forming conductive film and bonding method using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013206729A (en) 2013-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6085968B2 (en) Power module substrate with metal member, power module with metal member, and method for manufacturing power module substrate with metal member
JP5966379B2 (en) Power module and method for manufacturing power module
TWI636842B (en) Bonding material and bonding method using same
JP6373066B2 (en) Bonding material and bonding method using the same
TWI716639B (en) Bonding material and bonding method using same
WO2013122126A1 (en) Solder joint structure, power module, heat-sink-attached substrate for power module, method for producing said substrate, and paste for forming solder underlayer
JP6423416B2 (en) Sintered paste with silver oxide coated on precious and non-precious metal surfaces that are difficult to sinter
KR20190022893A (en) Metal sintering assembly and die joining method
JP6032110B2 (en) Metal nanoparticle material, bonding material containing the same, and semiconductor device using the same
JP5915233B2 (en) Solder joint structure, power module, power module substrate with heat sink, and manufacturing method thereof
JP5962025B2 (en) Conductive composition and method for producing joined body
JP6010926B2 (en) Bonding material, power module, and method of manufacturing power module
JP5780191B2 (en) Power module and method for manufacturing power module
JP5821743B2 (en) Conductive composition and method for producing joined body
JP6040729B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
JP5982954B2 (en) Power module and method for manufacturing power module
JP6070092B2 (en) Power module and method for manufacturing power module
JP2017143202A (en) Paste for internal electrodes, method for manufacturing the same, and multilayer ceramic capacitor
JP2007116181A (en) Circuit board
WO2018101471A1 (en) Electroconductive bonding material and method for manufacturing semiconductor device
JP2013168240A (en) Paste for formation of solder ground layer
JP5741806B2 (en) Solder underlayer forming paste
JP2021188071A (en) Joint material, method for producing joint material and joining method
JP2020088353A (en) Conductive paste for terminal electrode for laminated ceramic electronic component
JP2013149910A (en) Light emitter and manufacturing method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140926

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150616

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150811

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150908

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150921

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5821743

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150