JP5824201B2 - Bonding material and bonding method using the same - Google Patents

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Description

本発明は、接合材およびそれを用いた接合方法、特に金属間接合に金属ナノ粒子を用いたものに関する。   The present invention relates to a bonding material and a bonding method using the same, and particularly to a metal nanoparticle used for metal-to-metal bonding.

金属は粒子径が微小になると、サイズ特有の物理特性を示すことが知られている。特にナノオーダーの粒子になると、その傾向が顕著なものとなる。このような性質を使用し、異物質間の接合材料として、たとえば、金属ナノ粒子を使用する試みが行われてきた(たとえば、特許文献1参照)。   Metals are known to exhibit size-specific physical properties when the particle size is reduced. In particular, when the particles become nano-order, the tendency becomes remarkable. An attempt has been made to use, for example, metal nanoparticles as a bonding material between different substances using such properties (see, for example, Patent Document 1).

金属ナノ粒子のみを単独で使用するような場合では、よく知られているように、表面に主として有機物からなる被膜を形成する必要がある。しかしながら、接合の際には不要となる金属ナノ粒子表面を被覆している有機物を除去するのは容易ではなく、長時間や高温での加熱除去が必要である。この点は、金属ナノ粒子を使用した接合の実用性を阻害する原因の1つになっていた。   In the case where only metal nanoparticles are used alone, as is well known, it is necessary to form a film mainly composed of an organic substance on the surface. However, it is not easy to remove the organic substance covering the surface of the metal nanoparticles that is not required in the bonding, and it is necessary to remove by heating for a long time or at a high temperature. This was one of the causes that hindered the practicality of bonding using metal nanoparticles.

そこで、特許文献2では、ナノ粒子を凝集させた金属ナノ粒子凝集体と、金属ナノ粒子を併存させることで、粒子径のピークを二つ以上有する組成物を作製し、それを接合材として使用することが開示されている。この方法では、高い剪断強度を有した接合体が得られるとされている。   Therefore, in Patent Document 2, a metal nanoparticle aggregate obtained by agglomerating nanoparticles and a metal nanoparticle coexist to produce a composition having two or more particle diameter peaks, and this is used as a bonding material. Is disclosed. In this method, a bonded body having high shear strength is obtained.

また、特許文献3では有機物と金属からなる複合金属粒子と有機物および炭酸銀あるいは酸化銀を混合して加圧および加熱することによる接合に関する技術について開示されている。また、特許文献4または非特許文献1および2では、接合界面に酸素を含む酸化物層を形成し、金属化合物粒子および有機物からなる接合材料を用いて接合体を形成する技術が開示されている。   Patent Document 3 discloses a technique related to joining by mixing and pressurizing and heating composite metal particles composed of an organic substance and a metal, the organic substance, and silver carbonate or silver oxide. Patent Document 4 or Non-Patent Documents 1 and 2 disclose a technique in which an oxide layer containing oxygen is formed at a bonding interface, and a bonded body is formed using a bonding material composed of metal compound particles and an organic material. .

特許第2794360号公報Japanese Patent No. 2794360 特開2008−161907号公報JP 2008-161907 A 特開2009−279649号公報JP 2009-279649 A 特開2008−208442号公報JP 2008-208442 A

守田ら 「酸化銀マイクロ粒子を用いた接合技術」 エレクトロニクス実装学会誌 p.110 Vol.12 No.2 (2009)Morita et al. "Joint technology using silver oxide microparticles" Journal of Japan Institute of Electronics Packaging p. 110 Vol. 12 No. 2 (2009) 守田ら 「マイクロメートルサイズの酸化銀粒子を用いた高温環境向け鉛フリー接合技術の開発」 まてりあ 第49巻 第1号(2010)Morita et al. “Development of lead-free bonding technology for high-temperature environments using micrometer-sized silver oxide particles” MATERIA Vol. 49 No. 1 (2010)

特許文献1はナノ粒子を単独で接合に使用するものであり、上述の通り接合に十分な強度を提供するところには至っていない。また、特許文献2の技術は、ナノ粒子を凝集させて比較的大粒径の粒子を提供し、これらを併用することによって接合体を形成するものである。しかし、結果としてナノ粒子を凝集させる工程を必要とするため、必ずしも工業的に見て有利とはいえない。また、凝集しているとはいえ接合に関与する物質はナノ粒子そのものであり、接合強度はナノ粒子の特質に依存する。   Patent Document 1 uses nanoparticles alone for bonding, and as described above, has not yet provided a sufficient strength for bonding. Moreover, the technique of patent document 2 aggregates a nanoparticle, provides a particle | grain with a comparatively large particle diameter, and forms a conjugate | zygote by using these together. However, as a result, a process of aggregating the nanoparticles is required, which is not necessarily advantageous from an industrial viewpoint. In addition, although agglomerated, the substance involved in bonding is the nanoparticles themselves, and the bonding strength depends on the characteristics of the nanoparticles.

また、特許文献2に記載の技術では、凝集体−ナノ粒子の存在状態次第で接合状態にムラが生じる可能性がある。従って、凝集体−分散体の存在状態、言い換えれば粒子の分散性に細心の注意を図る必要がある。しかも、高分散性を得るために分散を強化しようとすると、凝集体が破壊される。結果、凝集体とナノ粒子の併存により達成されている接合強度向上の効果が激減する可能性を持っている。   Moreover, in the technique described in Patent Document 2, unevenness may occur in the bonded state depending on the presence state of the aggregate-nanoparticles. Therefore, it is necessary to pay close attention to the presence state of the aggregate-dispersion, in other words, the dispersibility of the particles. In addition, if an attempt is made to strengthen dispersion in order to obtain high dispersibility, aggregates are destroyed. As a result, there is a possibility that the effect of improving the bonding strength achieved by the coexistence of the agglomerates and nanoparticles may be drastically reduced.

また、特許文献3および4、非特許文献1および2に記載の内容は、金属ナノ粒子に加えて炭酸鉄や有機金属塩といった異種成分を添加することで、接合体を形成するものである。したがって、炭酸塩あるいは酸化物の分解反応を必要とし、必ずしも効率的であるとはいえない。   Further, the contents described in Patent Documents 3 and 4 and Non-Patent Documents 1 and 2 form a joined body by adding different components such as iron carbonate and organometallic salt in addition to metal nanoparticles. Therefore, it requires a decomposition reaction of carbonate or oxide, and is not necessarily efficient.

とはいうものの、こうした比較的大粒径の金属粒子の隙間に金属ナノ粒子を介在させる方法そのものは、金属大粒子間の結合を容易に生じさせることができ、接合強度の改善に著しい効果を与えることが期待できる。   That said, the method itself of interposing metal nanoparticles in the gaps between relatively large metal particles can easily cause bonding between large metal particles, and has a significant effect on improving the bonding strength. You can expect to give.

そこで、本発明の解決すべき課題としては、可能な限り単純な構成であっても接合強度が確保され、かつ接合強度のムラを低減させうる、接合用金属ペースト(接合材)の提供を図ることに定めた。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a bonding metal paste (bonding material) that can secure bonding strength and reduce unevenness in bonding strength even with the simplest possible structure. Decided.

発明者らはこうした課題を鋭意検討し、以下に示す接合材の構成により上記課題を解決できうることを見いだし、本発明を完成させた。   The inventors diligently studied these problems, and found that the above problems could be solved by the structure of the bonding material described below, and completed the present invention.

上記課題を解決する接合材は、マイクロトラック粒度分布測定装置で測定される、平均一次粒径(D50径)0.5〜3.0μmである金属サブミクロン粒子と、平均一次粒子径が1〜200nmであって、炭素数6の脂肪酸で被覆された金属ナノ粒子、およびそれらを分散させる分散媒で構成させるものである。 Bonding material to solve the above problems, is measured by Microtrac particle size distribution analyzer, and the metallic sub-micron particles mean a primary particle diameter (D 50 diameter) 0.5 to 3.0 [mu] m, an average primary particle size of 1 ˜200 nm, and composed of metal nanoparticles coated with a fatty acid having 6 carbon atoms and a dispersion medium for dispersing them.

また、前記金属ナノ粒子と前記金属サブミクロン粒子の重量比率(金属ナノ粒子/金属サブミクロン粒子)は、0.1〜10.0である。   The weight ratio of the metal nanoparticles to the metal submicron particles (metal nanoparticle / metal submicron particle) is 0.1 to 10.0.

好ましくは、金属ナノ粒子の表面を被覆する有機化合物は少なくとも一つの不飽和結合を有する、脂肪酸を選択する。 Preferably, the organic compound covering the surface of the metal nanoparticles is selected from fatty acids having at least one unsaturated bond.

さらに分散剤が、前記金属ナノ粒子と前記金属サブミクロン粒子の金属成分の総量に対して0.5%〜2.5%含有される接合材である。   Furthermore, the dispersing agent is a bonding material containing 0.5% to 2.5% of the total amount of metal components of the metal nanoparticles and the metal submicron particles.

また、前記金属サブミクロン粒子と前記金属ナノ粒子を構成する金属種が銀であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the metal seed | species which comprises the said metal submicron particle and the said metal nanoparticle is silver.

上記の接合材を用いた接合方法としては、上記で示した接合材を接合面に塗布する工程と、接合対象物を前記接合面に圧接しながら、金属ナノ粒子の焼結温度以下で加熱する第1の加熱工程と、加熱温度を200℃以上400℃以下に加熱する第2の加熱工程を有することがよい。なお、このとき接合材は被接合物、接合物のいずれに塗布されてもよく、両方に塗布されてもよい。なお、圧接は必ずしも必要ではなく、場合によっては省略することも出来る。   As a bonding method using the above-mentioned bonding material, a step of applying the bonding material described above to the bonding surface, and heating at a temperature equal to or lower than the sintering temperature of the metal nanoparticles while pressing the object to be bonded to the bonding surface It is preferable to have a 1st heating process and a 2nd heating process which heats heating temperature to 200 to 400 degreeC. At this time, the bonding material may be applied to either the object to be bonded or the bonded object, or may be applied to both. Note that the press contact is not necessarily required and may be omitted depending on circumstances.

また上記の接合方法に際して、第一および第二の加熱工程において加熱する時間は30秒以上60分以下という短時間としてもよい。   In the above bonding method, the heating time in the first and second heating steps may be as short as 30 seconds or more and 60 minutes or less.

本発明の接合材と接合方法を採用することにより、課題として掲げた高い接合強度を有するとともに、接合強度のばらつきが低減された接合体を得ることができるようになる。   By employing the bonding material and the bonding method of the present invention, it is possible to obtain a bonded body having high bonding strength as a problem and reduced variation in bonding strength.

本発明にかかる接合方法の過程を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the process of the joining method concerning this invention. 粘度と接合強度の関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between a viscosity and bonding strength.

本発明で用いる金属ナノ粒子は、透過型電子顕微鏡写真から算出される平均一次粒子径で1〜200nm、好ましくは1〜150nm、より好ましくは1〜100nmの範囲のものを用いる。こうした粒子径を有した金属ナノ粒子を採用することで、接合対象や接合条件に容易に対応し得る接合用ペーストを提供することができる。   The metal nanoparticles used in the present invention have an average primary particle diameter calculated from a transmission electron micrograph of 1 to 200 nm, preferably 1 to 150 nm, more preferably 1 to 100 nm. By employing metal nanoparticles having such a particle size, it is possible to provide a bonding paste that can easily cope with the bonding object and bonding conditions.

金属ナノ粒子は、粒子表面の活性が大変高いため、金属表面があらわになっていると、隣接する粒子同士が焼結したり、空気中では酸化してしまうことがある。一般的に、金属ナノ粒子の表面を有機化合物で被覆すれば、酸化や焼結が抑制され、粒子が独立に安定した状態で保存できることが知られている。しかし、この被覆する有機化合物の分子量が大きくなりすぎると、接合材として使用した際に、多少加熱しても分解もしくは蒸散しにくくなる。接合材は、接合界面で接合層を形成するので、接合層中に有機化合物若しくはこれが生焼けになった炭素が残留すると、接合強度を低下させる原因となる。したがって、炭素を容易に除去するために、炭素数の少ないものを使用するのがよい。   Since metal nanoparticles have very high activity on the particle surface, if the metal surface is exposed, adjacent particles may sinter or oxidize in air. In general, it is known that if the surface of a metal nanoparticle is coated with an organic compound, oxidation and sintering are suppressed, and the particle can be stored in a stable state independently. However, when the molecular weight of the organic compound to be coated becomes too large, it becomes difficult to decompose or evaporate even when heated somewhat when used as a bonding material. Since the bonding material forms a bonding layer at the bonding interface, if an organic compound or carbon burnt in the bonding layer remains in the bonding layer, it causes a decrease in bonding strength. Therefore, in order to easily remove carbon, it is preferable to use one having a small number of carbon atoms.

逆に被覆する有機化合物の分子量が小さすぎる場合は、粒子が安定に存在しにくくなり、取扱いが容易でなくなる。この観点に従えば、これら金属ナノ粒子の表面を被覆する有機化合物は、適度な分子量を有する必要がある。すなわち、金属ナノ粒子の表面を被覆する有機化合物は、取り扱いが容易な程度の分子量を有し、低温焼結性を得るために適度に短い分子鎖である必要がある。   On the other hand, when the molecular weight of the organic compound to be coated is too small, the particles are less likely to exist stably, and handling becomes difficult. If this viewpoint is followed, the organic compound which coat | covers the surface of these metal nanoparticles needs to have a moderate molecular weight. That is, the organic compound that coats the surface of the metal nanoparticles has a molecular weight that is easy to handle, and needs to be a moderately short molecular chain in order to obtain low-temperature sinterability.

本発明者は、これらの要求をともに満足するものとして、金属ナノ粒子の表面を構成する有機化合物をカルボン酸とすることを見出した。また、この時のカルボン酸の結合形態は、飽和若しくは不飽和を問わない。また、この有機化合物は、不飽和結合をその構造中に有している場合には、二重、三重結合を有するものであってもよく、また構造中に芳香族環を有していても良い。特に不飽和型の脂肪酸により被覆された金属ナノ粒子を用いることで接合強度は高まることがわかった。特に、脂肪酸のうちでも炭素数が6〜8の程度であるカルボン酸とするのがよい。   The present inventor has found that the organic compound constituting the surface of the metal nanoparticles is a carboxylic acid in order to satisfy both of these requirements. Moreover, the bond form of the carboxylic acid at this time may be saturated or unsaturated. In addition, when the organic compound has an unsaturated bond in the structure, the organic compound may have a double or triple bond, or may have an aromatic ring in the structure. good. In particular, it was found that the bonding strength was increased by using metal nanoparticles coated with unsaturated fatty acids. In particular, among fatty acids, carboxylic acids having about 6 to 8 carbon atoms are preferred.

また、本発明では、1種類の有機化合物で被覆した金属ナノ粒子だけでなく、別々の有機化合物で被覆した金属ナノ粒子同士を混合して利用してもよい。例えば、飽和型脂肪酸を表面に被覆した金属ナノ粒子と不飽和型脂肪酸を表面に被覆した金属ナノ粒子を混合して用いてもよい。また、本発明の接合材は、金属ナノ粒子を極性溶媒に分散させ、流動性を付与することも好ましい構成である。極性溶媒を使用する際の利点は、同じ温度であれば非極性のものと比較して、蒸気圧が低く取扱に好適なことにある。   In the present invention, not only metal nanoparticles coated with one kind of organic compound, but also metal nanoparticles coated with different organic compounds may be mixed and used. For example, a mixture of metal nanoparticles whose surface is coated with saturated fatty acid and metal nanoparticles whose surface is coated with unsaturated fatty acid may be used. The bonding material of the present invention is also preferably configured to disperse metal nanoparticles in a polar solvent and impart fluidity. The advantage of using a polar solvent is that it has a lower vapor pressure and is suitable for handling at the same temperature compared to nonpolar solvents.

一方、サブミクロンオーダーの金属粒子(以後「金属サブミクロン粒子」と呼ぶ)は平均粒径が0.5μm以上の銀粒子を使用することが好ましい。本明細書における平均粒径の算出は、以下の手順によりレーザー回折法に基づいて行った。まず、銀粒子の試料0.3gをイソプロピルアルコール50mLに入れ、出力50Wの超音波洗浄機で5分間分散させた後、マイクロトラック粒度分布測定装置(ハネウエル−日機装製の9320−X100)によってレーザー回折法で測定した際のD50(累積50質量%粒径)の値を金属サブミクロン粒子の平均一次粒径とした。 On the other hand, it is preferable to use silver particles having an average particle size of 0.5 μm or more as metal particles of submicron order (hereinafter referred to as “metal submicron particles”). Calculation of the average particle diameter in this specification was performed based on the laser diffraction method according to the following procedure. First, 0.3 g of a silver particle sample was placed in 50 mL of isopropyl alcohol, dispersed for 5 minutes with an ultrasonic cleaner with an output of 50 W, and then laser diffracted by a microtrack particle size distribution measuring device (Honeywell-Nikkiso 9320-X100). The value of D 50 (cumulative 50% by mass particle size) measured by the method was defined as the average primary particle size of the metal submicron particles.

この時の金属サブミクロン粒子の平均一次粒径の範囲は0.5〜3.0μm、好ましくは0.5〜2.5μm、一層好ましくは0.5〜2.0μmの範囲の粒子を併用することで、接合力の高い接合体を提供することができるようになる。一方、このような粒度分布を有する金属サブミクロン粒子を用いると、上記に説明した平均一次粒子径が1〜200nmの金属ナノ粒子が、金属サブミクロン粒子の隙間部分に混在しやすくなる。結果、金属ナノ粒子が焼結して、接合強度を高めることができる。なお、粒子の表面には分散性の改善のため有機物が被覆されていても良いが、被覆がなされていなくても、本願発明の効果は低減されないので、有機物の種類は制限されない。ただし、重合して形成される高分子にまでなると分解しづらくなるので好ましくない。   At this time, the average primary particle size of the metal submicron particles is 0.5 to 3.0 μm, preferably 0.5 to 2.5 μm, more preferably 0.5 to 2.0 μm. Thus, it becomes possible to provide a bonded body having a high bonding force. On the other hand, when metal submicron particles having such a particle size distribution are used, the above-described metal nanoparticles having an average primary particle diameter of 1 to 200 nm are likely to be mixed in the gaps between the metal submicron particles. As a result, the metal nanoparticles can be sintered and the bonding strength can be increased. The surface of the particles may be coated with an organic substance for improving dispersibility. However, the effect of the present invention is not reduced even if the particle is not coated, so the type of the organic substance is not limited. However, it is not preferable that the polymer is formed by polymerization because it is difficult to decompose.

本発明において分散媒とは、主として極性溶媒であり、この極性溶媒に金属ナノ粒子、および金属サブミクロン粒子を分散させる。このような極性溶媒としては、水又は極性基を有する有機溶媒が使用できる。   In the present invention, the dispersion medium is mainly a polar solvent, in which metal nanoparticles and metal submicron particles are dispersed. As such a polar solvent, water or an organic solvent having a polar group can be used.

また、有機化合物で被覆された金属ナノ粒子の金属成分と、金属サブミクロン粒子の質量比による混合割合(金属ナノ粒子/金属サブミクロン粒子)は、0.1〜10.0がよく、好ましくは0.15〜9.0、一層好ましくは0.2〜5.0である。有機化合物で被覆された金属ナノ粒子の金属成分と金属サブミクロン粒子の質量比をこの割合にすることで、より空隙部に金属ナノ粒子が存在するようになり、焼結が促進されるため好ましい。   The mixing ratio (metal nanoparticle / metal submicron particle) based on the mass ratio of the metal component of the metal nanoparticle coated with the organic compound and the metal submicron particle is preferably 0.1 to 10.0, preferably It is 0.15-9.0, More preferably, it is 0.2-5.0. By setting the mass ratio of the metal component of the metal nanoparticles coated with the organic compound and the metal submicron particles to this ratio, the metal nanoparticles are more present in the voids, which is preferable because sintering is promoted. .

極性溶媒に金属ナノ粒子および金属サブミクロン粒子を分散させる際には、分散剤をさらに添加してもよい。金属ナノ粒子は容易に凝集してしまう性質があるので、場合によっては公知の分散剤を添加することで、サブミクロン粒子とナノ粒子をなじませ易くし、接合を進みやすくできるようになる。なお、この時に用いる分散剤は接合強度への悪影響を排除するため、熱により分解しやすい、あるいは強熱残渣の少ないものが好適に使用できる。   When dispersing metal nanoparticles and metal submicron particles in a polar solvent, a dispersant may be further added. Since metal nanoparticles have a property of easily agglomerating, in some cases, by adding a known dispersing agent, it is possible to make the submicron particles and the nanoparticles easily blended and to facilitate the joining. In addition, since the dispersing agent used at this time eliminates an adverse effect on the bonding strength, a material that is easily decomposed by heat or has a small amount of ignition residue can be suitably used.

また、本発明の接合材は、主としてペースト状で提供されるため、適度な粘度を有している方が、接合箇所への塗布が容易となる。また、本発明者らの検討によれば、この粘度の調整によって、より強固な接合体を形成することが可能になる。こうした検討結果から、最終的に本発明の接合材は常温で10〜250Pa・s(25℃、5rpm、C(コーン):35/2での値)の粘度で提供される。好ましくは100Pa・s以下、より好ましくは50Pa・s以下である。   In addition, since the bonding material of the present invention is mainly provided in a paste form, application to the bonding site is easier when it has an appropriate viscosity. Further, according to the study by the present inventors, it is possible to form a stronger bonded body by adjusting the viscosity. From these examination results, the bonding material of the present invention is finally provided at a viscosity of 10 to 250 Pa · s (25 ° C., 5 rpm, C (cone): value at 35/2) at room temperature. The pressure is preferably 100 Pa · s or less, more preferably 50 Pa · s or less.

以下、本発明により完成された、接合材について詳細に説明する。   Hereinafter, the bonding material completed by the present invention will be described in detail.

<粒子の合成>
本発明に用いる接合材は、炭素数6〜8の飽和あるいは不飽和の脂肪酸、とりわけカルボン酸もしくはその誘導体が付着、あるいは結合した金属ナノ粒子を用いる。金属ナノ粒子の表面を有機化合物で被覆された構成にすることで、乾燥時や極性溶媒への分散時に金属ナノ粒子が凝集せずに安定して存在することができる。
<Synthesis of particles>
As the bonding material used in the present invention, metal nanoparticles to which a saturated or unsaturated fatty acid having 6 to 8 carbon atoms, particularly carboxylic acid or a derivative thereof is attached or bonded are used. By making the surface of the metal nanoparticles coated with an organic compound, the metal nanoparticles can stably exist without agglomeration during drying or dispersion in a polar solvent.

炭素数6〜8の飽和あるいは不飽和の有機化合物は、金属ナノ粒子に対して保護剤として機能する。この保護剤は、金属ナノ粒子の表面に付着し、粒子同士の融着を阻害して安定した金属ナノ粒子を得る効果がある。本発明の金属ナノ粒子に対しては、比較的短い直鎖の脂肪酸が好適である。具体的にはヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ソルビン酸、安息香酸、サリチル酸、m−ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、アジピン酸程度の長さであることが特に好ましい。また、このような有機化合物で被覆された粒子、例えばヘキサン酸やソルビン酸が被覆された粒子であれば、金属ナノ粒子を粉末状態として得ることもできる。従って、保存安定性および他のナノ粒子に添加する場合でも、取り扱いが容易である。   A saturated or unsaturated organic compound having 6 to 8 carbon atoms functions as a protective agent for the metal nanoparticles. This protective agent is attached to the surface of the metal nanoparticles, and has an effect of inhibiting fusion between the particles and obtaining stable metal nanoparticles. For the metal nanoparticles of the present invention, relatively short linear fatty acids are preferred. Specifically, the length is particularly preferably about as long as hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, sorbic acid, benzoic acid, salicylic acid, m-hydroxybenzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, and adipic acid. Moreover, if it is the particle | grains coat | covered with such an organic compound, for example, the particle | grains coat | covered with hexanoic acid or sorbic acid, a metal nanoparticle can also be obtained as a powder state. Therefore, storage stability and handling are easy even when added to other nanoparticles.

次に、本発明に用いる金属ナノ粒子の製造方法について説明する。金属ナノ粒子の製造方法では、原料液及び還元液を調整する調液工程、温度を上昇させる昇温工程、原料液を還元液に添加し反応を進行させて、金属ナノ粒子を得る反応工程、液中の金属粒子(特に銀粒子)を成長させる熟成工程、濾過・水洗・分散を繰り返し、余分な有機化合物質を除去する洗浄工程、及び乾燥により液中の水分を除去する乾燥工程が行われる。   Next, the manufacturing method of the metal nanoparticle used for this invention is demonstrated. In the method for producing metal nanoparticles, a liquid preparation step for adjusting the raw material liquid and the reducing liquid, a temperature raising step for increasing the temperature, a reaction step for adding the raw material liquid to the reducing liquid and advancing the reaction to obtain metal nanoparticles, A ripening process for growing metal particles (especially silver particles) in the liquid, a washing process for removing excess organic compounds by repeating filtration, washing with water, and dispersion, and a drying process for removing water in the liquid by drying are performed. .

本発明では、還元液の調液工程、反応工程、洗浄工程を以下のように行う。前記還元液の調液工程で用いる還元液には、水とアンモニア水と有機化合物であるヘキサン酸(もしくはソルビン酸など)とヒドラジン水和水溶液とを含める。前記金属ナノ粒子の反応工程では、この還元液に金属塩、とりわけ硝酸塩水溶液などを前記還元液に添加して反応させる。前記洗浄工程では、反応工程で得られた生成物を水で洗浄する。   In the present invention, the reducing liquid preparation step, the reaction step, and the washing step are performed as follows. The reducing solution used in the preparation step of the reducing solution includes water, aqueous ammonia, hexanoic acid (or sorbic acid or the like) that is an organic compound, and a hydrazine hydrated aqueous solution. In the reaction step of the metal nanoparticles, a metal salt, particularly an aqueous nitrate solution is added to the reducing solution and reacted with the reducing solution. In the washing step, the product obtained in the reaction step is washed with water.

このような工程により、金属ナノ粒子は、極性溶媒中でも安定して存在するようになり、平均一次粒子径が200nm以下の金属ナノ粒子が得られる。なお、還元液に含めるアンモニア水は、水中に酸を溶解させるために添加する。   By such a process, the metal nanoparticles are stably present even in a polar solvent, and metal nanoparticles having an average primary particle diameter of 200 nm or less can be obtained. The ammonia water included in the reducing solution is added to dissolve the acid in the water.

本発明の金属ナノ粒子の反応工程では、反応槽中の反応液を40℃から80℃の範囲に昇温して反応させるのがよい。なお、40℃未満では、金属の過飽和度が上昇し、核発生が促進されるため、粒度分布が不均一なものとなりやすいため好ましくない。また、80℃を超えると核発生は抑制されるが、粒子成長を制御することが困難になるので、無秩序に大きな粒子や小さな粒子が存在するようになり、やはり好ましくない。   In the reaction step of the metal nanoparticles of the present invention, the reaction solution in the reaction tank is preferably heated to a temperature in the range of 40 ° C. to 80 ° C. for reaction. In addition, if it is less than 40 degreeC, since the supersaturation degree of a metal will rise and a nucleus generation will be accelerated | stimulated, since a particle size distribution tends to become uneven, it is not preferable. Further, when the temperature exceeds 80 ° C., nucleation is suppressed, but it becomes difficult to control the particle growth, so that large particles and small particles are randomly present, which is also not preferable.

また、本発明の金属ナノ粒子の反応工程では、溶液内の均一反応を実現する観点から、添加すべき硝酸塩等の金属塩水溶液を一挙に添加することが好ましい。一挙に添加しないと溶液内が不均一系になり、核発生と粒子凝集が同時並行的に起こるようになる。その結果、粒度分布が大きく、形状の不均一な金属ナノ粒子が生成してしまう。したがって、ここでいう「一挙に添加する」とは、還元剤や保護剤(有機化合物等)の濃度若しくはpH、温度といった反応要因が、硝酸塩等の金属塩水溶液の添加時期によって実質的に変化しない態様をいう。言い換えると、溶液内の均一反応が実現できれば、「一挙に添加する」方法は特に限定されるものではない。また、金属ナノ粒子の形成段階において、粒子形態を調整する目的でCuを併存して存在させてもよい。   Moreover, in the reaction step of the metal nanoparticles of the present invention, it is preferable to add a metal salt aqueous solution such as nitrate to be added all at once from the viewpoint of realizing a uniform reaction in the solution. If not added all at once, the solution becomes heterogeneous, and nucleation and particle aggregation occur simultaneously. As a result, metal nanoparticles having a large particle size distribution and a non-uniform shape are generated. Therefore, “added all at once” as used herein means that the reaction factor such as the concentration, pH, or temperature of the reducing agent or protective agent (organic compound, etc.) does not substantially change depending on the addition time of the aqueous metal salt solution such as nitrate. Refers to an embodiment. In other words, the method of “adding all at once” is not particularly limited as long as a uniform reaction in the solution can be realized. Further, in the formation stage of the metal nanoparticles, Cu may be present together for the purpose of adjusting the particle form.

ここで、本発明でヒドラジン水和物とあるのは、還元剤として金属を還元可能なものであれば特に限定されない。ヒドラジン水和物以外の還元剤、具体的には、ヒドラジン、水素化ホウ素アルカリ塩(NaBHなど)、リチウムアルミニウムハイドライド(LiAlH)、アスコルビン酸、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンなどを併用することもできる。 Here, the hydrazine hydrate in the present invention is not particularly limited as long as it can reduce a metal as a reducing agent. Reducing agents other than hydrazine hydrate, specifically hydrazine, borohydride alkali salts (NaBH 4 etc.), lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ), ascorbic acid, primary amine, secondary amine, tertiary A secondary amine can also be used in combination.

次に、本発明の反応工程、および洗浄工程を行った後に、極性溶媒中に当該微小粒子を分散させる工程を行う。ここで分散とは、極性溶媒中に微小粒子が安定に存在する状態をいい、静置した結果、微粒子の一部が沈殿してもよい。また、分散液中に分散剤を添加して、金属ナノ粒子が分散しやすいようにしてもよい。   Next, after performing the reaction step and the washing step of the present invention, a step of dispersing the fine particles in a polar solvent is performed. Here, the dispersion means a state in which fine particles are stably present in a polar solvent, and as a result of standing, a part of the fine particles may be precipitated. Further, a dispersing agent may be added to the dispersion so that the metal nanoparticles are easily dispersed.

このような工程を行うことにより、分散剤と共に極性溶媒中に平均一次粒子径が200nm以下の金属ナノ粒子の分散した組成物が得られる。   By performing such a process, a composition in which metal nanoparticles having an average primary particle size of 200 nm or less are dispersed in a polar solvent together with a dispersant is obtained.

以上説明した本発明の金属ナノ粒子の製造方法及びこれを含む組成物の製造方法では、反応槽として、攪拌の均一性が得られる形状および構造のものを使用するのがよい。これは、本発明にかかる金属ナノ粒子は、得ようとしている粒子のサイズが非常に小さいため、局所的な濃度やpHの分布がその粒度分布に大きく影響するからである。   In the manufacturing method of the metal nanoparticles of the present invention described above and the manufacturing method of the composition including the same, it is preferable to use a reaction vessel having a shape and a structure capable of obtaining uniform stirring. This is because the metal nanoparticles according to the present invention have a very small particle size, so that the local concentration and pH distribution greatly affect the particle size distribution.

続いて、本発明の金属ナノ粒子の製造方法の一実施形態について、反応の流れに沿って各製造工程を説明する。   Then, about one Embodiment of the manufacturing method of the metal nanoparticle of this invention, each manufacturing process is demonstrated along the flow of reaction.

<調液工程>
本工程では、液を二種用意する。一方は還元性を有する物質(還元剤)を溶解させた液I(後には還元液と称する)であり、もう一方は原料である金属塩が溶解された液II(後には原料液と称する)である。還元液は、上述の還元剤を純水に溶解させるとともに、保護剤となる有機化合物および安定化剤のアンモニア水をそれぞれ添加し、均一になるまで混合することによって得る。また、原料液は金属塩の結晶を純水に溶解させることによって得られる。なお、保護剤が溶解しやすいように、添加順を前後させてもよい。また、溶解が進みやすくなるように、反応工程より低い温度にて加温してもよい。
<Preparation process>
In this step, two types of liquids are prepared. One is a liquid I in which a reducing substance (reducing agent) is dissolved (hereinafter referred to as a reducing liquid), and the other is a liquid II in which a metal salt as a raw material is dissolved (hereinafter referred to as a raw material liquid). It is. The reducing solution is obtained by dissolving the above-described reducing agent in pure water, adding an organic compound serving as a protective agent and ammonia water as a stabilizer, and mixing until uniform. The raw material liquid is obtained by dissolving metal salt crystals in pure water. The order of addition may be changed so that the protective agent is easily dissolved. Moreover, you may heat at temperature lower than a reaction process so that melt | dissolution may advance easily.

<昇温工程>
各々の液を準備した後に、ウォーターバスもしくはヒーターを用いて各液を昇温し、反応温度まで上昇させる。このとき、還元液と原料液は同様に加熱しておき、両液間の温度差をなくしておけば、温度差によって生じる対流によって一挙に混合できなくなるという問題を防止できる。また温度の違いによって生じる、反応の不均一が防止される効果もあり、粒子の均一性を保つことができるので好ましい。このときに昇温させる目的の温度(後の反応温度)は、40〜80℃の範囲である。
<Temperature raising process>
After preparing each liquid, each liquid is heated using a water bath or a heater, and it raises to reaction temperature. At this time, if the reducing liquid and the raw material liquid are heated in the same manner and the temperature difference between the two liquids is eliminated, it is possible to prevent a problem that mixing cannot be performed at once due to convection caused by the temperature difference. Further, there is an effect of preventing non-uniform reaction caused by a difference in temperature, and it is preferable because the uniformity of particles can be maintained. At this time, the target temperature (later reaction temperature) to be raised is in the range of 40 to 80 ° C.

<反応工程>
各液がともに目的温度まで上昇すれば、還元液に対して原料液を添加する。添加は突沸に注意した上で、一度に行うことが反応の均一性の面から好ましい。
<Reaction process>
When each liquid rises to the target temperature, the raw material liquid is added to the reducing liquid. It is preferable to carry out the addition at once in consideration of bumping, from the viewpoint of the uniformity of the reaction.

<熟成工程>
反応液を混合した後、10〜30分程度攪拌を続け、粒子の成長を完結させる。このときの反応の終点は、サンプリングした反応液に対し、ヒドラジンを滴下することにより、未還元銀の反応が生じるかどうかを確認することで判断する。
<Aging process>
After mixing the reaction solution, stirring is continued for about 10 to 30 minutes to complete the growth of particles. The end point of the reaction at this time is judged by confirming whether or not the reaction of unreduced silver occurs by dropping hydrazine into the sampled reaction solution.

<洗浄工程>
得られたスラリーは、公知の固液分離方法を繰り返し行って洗浄する。固液分離方法では、具体的にはフィルタープレスによる方法や、遠心分離機を用いて粒子を強制的に沈降させ固液分離を行なう方法等が利用できる。
<Washing process>
The obtained slurry is washed by repeating a known solid-liquid separation method. As the solid-liquid separation method, specifically, a method using a filter press, a method of performing solid-liquid separation by forcibly sedimenting particles using a centrifugal separator, or the like can be used.

例えば、遠心分離を用いる場合には、以下の手順による。まず、3000rpmで30分遠心分離処理する。次に固液分離後上澄みを廃棄し、純水を加え、超音波分散機で10分間分散する。遠心分離、上澄み廃棄、純水添加、超音波分散という工程を数回繰り返すことで、粒子に付着している余分な有機化合物の除去を行い、洗浄工程とする。この時、上澄みもしくは排出水の導電率を測定し、洗浄の良否を確認することもできる。   For example, when centrifugation is used, the following procedure is used. First, it is centrifuged at 3000 rpm for 30 minutes. Next, after the solid-liquid separation, the supernatant is discarded, pure water is added, and the mixture is dispersed with an ultrasonic disperser for 10 minutes. By repeating the steps of centrifugation, supernatant disposal, addition of pure water, and ultrasonic dispersion several times, excess organic compounds adhering to the particles are removed to form a washing step. At this time, the conductivity of the supernatant or discharged water can be measured to confirm the quality of cleaning.

また、フィルタープレスによる固液分離を用いる場合には、反応液を分離した後に、順方向での通水による水洗、逆方向からの通水による水洗を行い、粒子表面に付着する有機化合物を除去することができる。この時も上記と同様に、上澄みもしくは排出水の導電率を確認して、洗浄の良否を確認することもできる。   In addition, when using solid-liquid separation with a filter press, after separating the reaction solution, washing with water in the forward direction and washing with water in the reverse direction to remove organic compounds adhering to the particle surface can do. At this time, similarly to the above, the conductivity of the supernatant or discharged water can be confirmed to confirm the quality of the cleaning.

<乾燥工程>
こうして得られた固形物(ケーキ状)は乾燥工程を経て、粉末状にする。こうすることによって、ナノ粒子を安定した形で長期にわたり保管することができるようになる。このときの乾燥は、凍結乾燥、真空乾燥を用いる方法や、公知の乾燥方法を採用することができる。ただし、あまりに乾燥温度が高すぎると、金属表面を被覆する有機化合物が飛散してしまい、ナノ粒子が一次粒子を保てなくなる場合がある。したがって、好ましい乾燥形態は温度を高くしすぎず、かつ粒子表面を被覆する有機化合物の分解温度以下の温度で長時間乾燥処理を行うのがよい。具体的な乾燥条件の一例としては、温度60℃の大気中で、乾燥時間は12時間以上などが挙げられる。
<Drying process>
The solid (cake form) obtained in this way is powdered through a drying process. In this way, the nanoparticles can be stored in a stable form for a long time. For the drying at this time, a method using freeze drying or vacuum drying or a known drying method can be employed. However, if the drying temperature is too high, the organic compound that coats the metal surface may scatter and the nanoparticles may not be able to maintain the primary particles. Therefore, it is preferable that the drying process is carried out for a long time at a temperature not higher than the decomposition temperature of the organic compound covering the particle surface. As an example of specific drying conditions, the drying time is 12 hours or more in the atmosphere at a temperature of 60 ° C.

また、サブミクロンオーダーの金属粒子は市販の金属粒子を採用することが可能である。たとえば、本出願人にかかる特許第4025839号公報に記載の方法などを使用して、作製したサブミクロンオーダーの金属粒子を利用することができる。   Commercially available metal particles can be used as the submicron order metal particles. For example, the submicron-order metal particles produced using the method described in Japanese Patent No. 4025839 concerning the present applicant can be used.

<ペースト化>
金属サブミクロン粒子と、上述のような方法を用いて得られた金属ナノ粒子塊を極性溶媒(分散媒)へ添加してペースト(分散液)を作製する。極性溶媒としての分散媒は、具体的には、水、アルコール、ポリオール、グリコールエーテル、1−メチルピロリジノン、ピリジン、ターピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テキサノール、フェノキシプロパノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、γ―ブチロラクトン、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、メトキシプロピルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、1−オクタノール等が挙げられる。
<Paste>
The metal submicron particles and the metal nanoparticle mass obtained by using the method as described above are added to a polar solvent (dispersion medium) to prepare a paste (dispersion). Specifically, the dispersion medium as the polar solvent is water, alcohol, polyol, glycol ether, 1-methylpyrrolidinone, pyridine, terpineol, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, texanol, phenoxypropanol, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol. Examples thereof include monobutyl ether acetate, γ-butyrolactone, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, methoxybutyl acetate, methoxypropyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, 1-octanol and the like.

上記の分散液に対しては、焼結温度の低下や密着を促進する補助物質を添加することもできる。補助物質は、粘度調整機能を有していてもよい。このときに添加される補助物質は、水溶化樹脂や水性樹脂であってもよい。具体的にはアクリル樹脂、マレイン酸樹脂、フマル酸樹脂、スチレン・マレイン酸共重合樹脂の高酸価樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂あるいは酢酸ビニル系エマルション、アクリルエマルション、合成ゴムラテックス、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、DAP樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エチルセルロースおよびポリビニルアルコール等を添加することができ、無機バインダーとしては、シリカゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾルといったものが例示できる。ただし、このような補助物質である樹脂の過度な添加は、分散液全体に対する金属の含有量を下げる結果になるので好ましくない。総金属量に対して数質量部程度とすることが好ましい。   An auxiliary substance that promotes lowering of the sintering temperature and adhesion can be added to the dispersion. The auxiliary substance may have a viscosity adjusting function. The auxiliary substance added at this time may be a water-soluble resin or an aqueous resin. Specifically, acrylic resin, maleic acid resin, fumaric acid resin, high acid value resin of styrene / maleic acid copolymer resin, polyester resin, polyolefin resin phenoxy resin, polyimide resin, polyamide resin or vinyl acetate emulsion, acrylic emulsion, Synthetic rubber latex, epoxy resin, phenol resin, DAP resin, urethane resin, fluorine resin, silicone resin, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, etc. can be added, and inorganic binders include silica sol, alumina sol, zirconia sol, titania sol It can be illustrated. However, excessive addition of the resin as an auxiliary substance is not preferable because it results in lowering the metal content relative to the entire dispersion. The amount is preferably about several parts by mass with respect to the total amount of metal.

補助物質として利用できる製品は、次のようなものが知られている。ただし、上述の性質を有する場合には、本欄に記載のもの以外のものの使用を排除するものではない。アクリル樹脂としては、三菱レイヨン株式会社製のBR−102樹脂など、東亞合成株式会社製のアルフロンUC−3000樹脂などが例示できる。また、ポリエステル樹脂としては、東洋紡績株式会社製のバイロン220など、荒川化学工業株式会社製のマルキードNo1などが例示できる。また、エポキシ樹脂としては、株式会社ADEKA製のアデカレジンEP−4088Sなど、ジャパンエポキシレジン株式会社製の871などが例示できる。また、フェノール樹脂としては、群栄化学工業株式会社製のレヂトップPL−4348などが例示できる。また、フェノキシ樹脂としては、ジャパンエポキシレジン株式会社製の1256など、荒川化学工業株式会社製のタマノル340などが例示できる。また、DAP樹脂としては、ダイソー株式会社製のダップAなどが例示できる。また、ウレタン樹脂としては、日本ポリウレタン工業株式会社製のミリオネートMS−50などが例示できる。また、エチルセルロースとしては、日進化成株式会社製のエトセルSTANDARD4などが例示できる。また、ポリビニルアルコールとしては、株式会社クラレ製のRS−1713などが例示できる。   The following products are known that can be used as auxiliary substances. However, in the case of having the above-described properties, the use of anything other than those described in this column is not excluded. Examples of the acrylic resin include BR-102 resin manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. and Alflon UC-3000 resin manufactured by Toagosei Co., Ltd. Examples of the polyester resin include Byron 220 manufactured by Toyobo Co., Ltd. and Marquide No. 1 manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd. Examples of the epoxy resin include Adeka Resin EP-4088S manufactured by ADEKA Corporation and 871 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Moreover, as a phenol resin, Gunei Chemical Industry Co., Ltd. resin top PL-4348 etc. can be illustrated. Examples of the phenoxy resin include 1256 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. and Tamanol 340 manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd. Examples of the DAP resin include Dapp A manufactured by Daiso Corporation. Examples of the urethane resin include Millionate MS-50 manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. Examples of ethyl cellulose include Etocel STANDARD4 manufactured by Nihon Kasei Co., Ltd. Examples of polyvinyl alcohol include Kuraray Co., Ltd. RS-1713.

また、本発明の金属ナノ粒子は微小であるため、粒子同士が凝集しやすい。そのため、粒子を分散させるため分散剤を添加することも好ましい。その性質としては、粒子表面と親和性を有するとともに分散媒に対しても親和性を有するものであれば、市販汎用のものであっても足りる。また、単独の種類のみならず、複数種類の分散剤を併用使用しても構わない。   Moreover, since the metal nanoparticle of this invention is micro, it is easy to aggregate particles. Therefore, it is also preferable to add a dispersant to disperse the particles. Any commercially available general-purpose material may be used as long as it has an affinity for the particle surface and also has an affinity for the dispersion medium. In addition to a single type, a plurality of types of dispersants may be used in combination.

こうした性質を有する分散剤としては、脂肪酸塩(石けん)、α−スルホ脂肪酸エステル塩(MES)、アルキルベンゼンスルホン酸塩(ABS)、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩(LAS)、アルキル硫酸塩(AS)、アルキルエーテル硫酸エステル塩(AES)、アルキル硫酸トリエタノールといった低分子陰イオン性(アニオン性)化合物、脂肪酸エタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(AE)、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(APE)、ソルビトール、ソルビタンといった低分子非イオン系化合物、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウムクロリド、アルキルピリジニウムクロリド、といった低分子陽イオン性(カチオン性)化合物、アルキルカルボキシルベタイン、スルホベタイン、レシチンといった低分子両性系化合物や、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ビニル化合物とカルボン酸系単量体の共重合体塩、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールなどに代表される高分子水系分散剤、ポリアクリル酸部分アルキルエステル、ポリアルキレンポリアミンといった高分子非水系分散剤、ポリエチレンイミン、アミノアルキルメタクリレート共重合体といった高分子カチオン系分散剤が代表的なものである。しかし、本発明の粒子に好適に適用されるものであれば、ここに例示したような形態のもの以外の構造を有するものを排除しない。   Dispersants having such properties include fatty acid salts (soap), α-sulfo fatty acid ester salts (MES), alkylbenzene sulfonates (ABS), linear alkylbenzene sulfonates (LAS), alkyl sulfates (AS), Low molecular weight anionic (anionic) compounds such as alkyl ether sulfate (AES) and alkyl sulfate triethanol, fatty acid ethanolamide, polyoxyethylene alkyl ether (AE), polyoxyethylene alkyl phenyl ether (APE), sorbitol, Low molecular weight nonionic compounds such as sorbitan, low molecular weight cationic (cationic) compounds such as alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium chloride, alkylpyridinium chloride, Low molecular amphoteric compounds such as in, sulfobetaine, lecithin, formalin condensate of naphthalene sulfonate, polystyrene sulfonate, polyacrylate, copolymer salt of vinyl compound and carboxylic acid monomer, carboxymethyl cellulose Typical examples are polymer aqueous dispersants such as polyvinyl alcohol, polymer non-aqueous dispersants such as polyacrylic acid partial alkyl esters and polyalkylene polyamines, and polymer cationic dispersants such as polyethyleneimine and aminoalkyl methacrylate copolymers. It is a typical one. However, as long as it is suitably applied to the particles of the present invention, those having a structure other than the ones exemplified here are not excluded.

分散剤として、具体的名称を挙げると次のようなものが知られているが、上述の性質を有する場合には、本欄に記載のもの以外のものの使用を排除するものではない。たとえば、三洋化成株式会社製のビューライトLCA−H,LCA−25NHなど、共栄社化学株式会社製のフローレンDOPA−15Bなど、日本ルーブリゾール株式会社製のソルプラスAX5、ソルスパース9000、ソルシックス250など、エフカアディディブズ社製のEFKA4008など、味の素ファインテクノ株式会社製のアジスパーPA111など、コグニクスジャパン株式会社製のTEXAPHOR−UV21など、ビックケミー・ジャパン株式会社製のDisperBYK2020やBYK220Sなど、楠本化成株式会社製のディスパロン1751N、ヒップラードED−152など、株式会社ネオス製のFTX−207S、フタージェント212Pなど、東亞合成株式会社製のAS−1100など、花王株式会社製のカオーセラ2000、KDH−154、MX−2045L、ホモゲノールL−18、レオドールSP−010Vなど、第一工業製薬株式会社製のエパンU103、シアノールDC902B、ノイゲンEA−167、プライサーフA219Bなど、DIC株式会社製のメガファックF−477など、日信化学工業株式会社製のシルフェイスSAG503A、ダイノール604など、サンノプコ株式会社製のSNスパーズ2180、SNレベラーS−906など、AGCセイミケミカル社製のS−386などが例示できる。   Specific examples of the dispersants are as follows. However, in the case where the dispersant has the above-mentioned properties, the use of a dispersant other than those described in this section is not excluded. For example, Sanyo Chemical Co., Ltd., Viewlight LCA-H, LCA-25NH, etc., Kyoeisha Chemical Co., Ltd., Floren DOPA-15B, etc., Nippon Lubrizol Corporation Solplus AX5, Solsperse 9000, Sol Six 250, etc. EFKA4008 manufactured by Kaadi Dives, Ajispar PA111 manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd., TEXAPHOR-UV21 manufactured by Cognix Japan Co., Ltd. Disparon 1751N, Hiprad ED-152, etc. Neos FTX-207S, Footage 212P, etc. Toagosei Co., Ltd. AS-1100, etc., Kao Corporation Causera 2000, KDH-154, MX-2045L, Homogenol L-18, Rheodor SP-010V, etc., Epan U103, Cyanol DC902B, Neugen EA-167, Prisurf A219B, etc. made by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Megaface F-477, Sylface SAG503A manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., Dinol 604, SN Spurs 2180 manufactured by San Nopco Co., Ltd., SN Leveler S-906, etc. S-386 manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd. Can be illustrated.

補助物質や分散剤といった添加剤を添加する場合には、ペーストに含まれる全金属量に対して10質量%以下、好ましくは5質量%以下、一層好ましくは3質量%以下とすればよい。添加量が0.1質量%未満であると添加効果がなく、溶液中でナノ粒子同士が凝集してしまうので好ましくない。なお、10質量%以上加えても、もはや添加効果は向上しないので、上限は10質量%程度が適当である。   When an additive such as an auxiliary substance or a dispersing agent is added, the amount may be 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less, based on the total amount of metal contained in the paste. If the addition amount is less than 0.1% by mass, the addition effect is not obtained, and the nanoparticles aggregate in the solution, which is not preferable. In addition, since the addition effect is no longer improved by adding 10% by mass or more, the upper limit is appropriately about 10% by mass.

また、分散液の調製時には適切な機械的分散処理を用いることもできる。機械的分散処理には粒子の著しい改質を伴わないという条件下において、公知のいずれの方法も採用することが可能である。具体的には、超音波分散、ディスパー、三本ロールミル、ボールミル、ビーズミル、二軸ニーダー、自公転式攪拌機などが例示でき、これらは単独あるいは複数を併用して使用することもできる。   In addition, an appropriate mechanical dispersion treatment can be used when preparing the dispersion. Any known method can be employed under the condition that the mechanical dispersion treatment does not involve significant modification of particles. Specific examples include ultrasonic dispersion, a disper, a three-roll mill, a ball mill, a bead mill, a twin-screw kneader, and a self-revolving stirrer, and these can be used alone or in combination.

次に、本発明の接合材を用いた接合方法について概説する。接合部には各種印刷法、例えばメタルマスク、ディスペンサーもしくはスクリーン印刷法により、厚みとして20〜200μm程度で接合材を塗布する。通常の接着剤やはんだと異なり、本発明の接合材は、焼結後はバルクと同じ融点を持つ金属となるので、接合界面を薄くする必要性はあまりない。接合層はバルクの金属と同等若しくはそれ以上の硬さを有するからである。   Next, the joining method using the joining material of the present invention will be outlined. A bonding material is applied to the bonding portion with a thickness of about 20 to 200 μm by various printing methods such as a metal mask, a dispenser, or a screen printing method. Unlike ordinary adhesives and solders, the bonding material of the present invention becomes a metal having the same melting point as that of the bulk after sintering, so that it is not necessary to make the bonding interface thin. This is because the bonding layer has a hardness equal to or higher than that of the bulk metal.

しかし、本発明の接合材には金属ナノ粒子の表面に有機化合物により被覆、あるいは結合しているので、これらの有機化合物が脱離や分解する際にガスが発生する。図1には、本発明の接合材を用いた場合の接合過程を模式的に示す。図1(a)では、接合対象物1および2の間に接合材3が塗布されている状態を示した。なお、接合対象物の表面には本接合材との濡れ性を高めるための薄膜層が形成されていてもよい。薄膜層は例えばめっきや蒸着、若しくはスパッタ等で形成させることもできる。   However, since the bonding material of the present invention is coated or bonded to the surface of the metal nanoparticles with an organic compound, gas is generated when these organic compounds are desorbed or decomposed. In FIG. 1, the joining process at the time of using the joining material of this invention is shown typically. FIG. 1A shows a state in which the bonding material 3 is applied between the bonding objects 1 and 2. In addition, the thin film layer for improving the wettability with this joining material may be formed in the surface of a joining target object. The thin film layer can also be formed by, for example, plating, vapor deposition, or sputtering.

これに熱を加えると、接合材3中の有機化合物の分解によって発生したガスが気泡4となって発生する。(図1(b)参照)。この気泡を残したまま接合対象物1、2の間に接合層を形成してしまっては、接合層の強度が低下する。また、こうした気泡が金属相に残存することで、残存する炭素が多くなることも懸念される。そこで、接合対象物を加圧5しながら加熱することで、これらのガスを追い出し(図1(c)参照)、接合対象物の間にバルク状態の接合層6を形成する(図1(d)参照)。このバルク状態の接合層6が高い密着性と接合強度を発揮する。   When heat is applied thereto, gas generated by decomposition of the organic compound in the bonding material 3 is generated as bubbles 4. (See FIG. 1 (b)). If a bonding layer is formed between the bonding objects 1 and 2 while leaving the bubbles, the strength of the bonding layer is lowered. In addition, there is a concern that such bubbles remain in the metal phase to increase the amount of remaining carbon. Therefore, by heating the object to be joined while applying pressure 5, these gases are expelled (see FIG. 1 (c)), and a joining layer 6 in a bulk state is formed between the objects to be joined (FIG. 1 (d). )reference). This bulk bonding layer 6 exhibits high adhesion and bonding strength.

このときの加圧方法は単純に上下から加重をかけることでも十分であるが、回転させながら上下から圧力を加えると、気泡が逃げやすく密着性が向上する。この場合、加圧面の端部のいずれかにガスの逃げ道を作製してもよい。   In this case, it is sufficient to simply apply a load from above and below, but if pressure is applied from above and below while rotating, bubbles easily escape and adhesion is improved. In this case, a gas escape path may be formed at one of the end portions of the pressing surface.

また、このときの圧力は、通常高いほど好ましいが、本発明の場合には、必要以上に加圧する必要はない。これは本発明のような粒子の構成にしたことにより容易に表面を被覆する有機化合物が分解し、金属に変化しやすいからである。接合対象物が金属の場合、5MPa程度で十分に高い接合強度が発現される。   Further, the higher the pressure at this time, the better. However, in the present invention, it is not necessary to pressurize more than necessary. This is because the organic compound covering the surface is easily decomposed and converted into a metal by adopting the particle structure as in the present invention. When the joining object is a metal, sufficiently high joining strength is exhibited at about 5 MPa.

次に予備焼成工程を行う。これは、ペースト状の接合材の溶媒を蒸発させるのが目的である。しかし、金属ナノ粒子表面の有機化合物も分解され焼結するおそれがあるため、分解温度以下とすることが好適である。なお、有機化合物の分解温度そのものは、TG(Thermogravimetry)測定により容易に確認できるため、予め分解温度を測定しておくことが望ましい。金属ナノ粒子の予備焼成工程は、被接合材同士に圧力をかけたまま粒子の焼結温度以下で加熱する。具体的には、150℃以下、より好ましくは100℃以下であることが好ましい。保持時間は接合部分の面積にもよるが、10分程度でもよく、さらには30秒程度でもよい。なお、加圧しながら行う予備焼成は第一の加熱工程である。ここでは「加圧」と称しているが、印加する圧力は被接合物体が移動しないように固定する程度の圧力で足りる、そのため、移動しないように固定されていれば十分であり、場合によってはこの「加圧」そのものも必要ではない場合がある。   Next, a preliminary firing step is performed. The purpose of this is to evaporate the solvent of the paste-like bonding material. However, since the organic compound on the surface of the metal nanoparticles may be decomposed and sintered, it is preferable to set the decomposition temperature or lower. In addition, since the decomposition temperature itself of an organic compound can be easily confirmed by TG (Thermogravimetry) measurement, it is desirable to measure the decomposition temperature in advance. In the pre-baking step of the metal nanoparticles, heating is performed at a temperature equal to or lower than the sintering temperature of the particles while applying pressure to the materials to be bonded. Specifically, it is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower. Although the holding time depends on the area of the bonded portion, it may be about 10 minutes, or may be about 30 seconds. Note that the pre-baking performed while applying pressure is the first heating step. Although it is referred to as “pressurization” here, the pressure to be applied is sufficient to fix the object to be joined so that it does not move. Therefore, it is sufficient that it is fixed so that it does not move. This “pressurization” itself may not be necessary.

予備焼成工程から、本焼成工程に至る間に昇温工程を備えてもよい。この時の昇温速度は0.01〜5℃/sの範囲とすることが好ましい。   A temperature raising step may be provided between the preliminary firing step and the main firing step. At this time, the temperature rising rate is preferably in the range of 0.01 to 5 ° C./s.

次に本焼成工程を行う。本焼成工程は200℃以上400℃以下の温度で、場合により圧力をかけつつ、10分程度保持する。このように予備焼成工程と本焼成工程を分けることで、本焼成の時間を短縮することができる。本焼成の時間は、60分以下、接合部分の面積によっては5分から10分以下、さらには30秒といった短時間であっても十分な接合強度が得られるようになる。なお、本焼成工程は第二の加熱工程に該当する。   Next, a main baking process is performed. The main baking step is held at a temperature of 200 ° C. or higher and 400 ° C. or lower for about 10 minutes while applying pressure in some cases. Thus, the time for the main baking can be shortened by separating the preliminary baking step and the main baking step. The firing time is 60 minutes or less, depending on the area of the joined portion, 5 to 10 minutes or less, and even a short time such as 30 seconds, sufficient joining strength can be obtained. In addition, this baking process corresponds to a 2nd heating process.

次に本発明の接合材に対する評価方法について説明する。   Next, an evaluation method for the bonding material of the present invention will be described.

<平均一次粒子径の評価>
洗浄後の金属ナノ粒子2質量部をシクロヘキサン96質量部とオレイン酸2質量部との混合溶液に添加し、超音波によって分散させた。分散溶液を支持膜付きCuマイクログリッドに滴下し、乾燥させることでTEM試料とした。作成したマイクログリッドを透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製JEM−100CXMark−II型)を使用し、100kVの加速電圧で、明視野で粒子を観察した像を、倍率300,000倍で撮影した。
<Evaluation of average primary particle size>
2 parts by mass of the washed metal nanoparticles were added to a mixed solution of 96 parts by mass of cyclohexane and 2 parts by mass of oleic acid and dispersed by ultrasonic waves. The dispersion solution was dropped on a Cu microgrid with a support film and dried to obtain a TEM sample. Using the transmission microscopic microscope (JEOL Co., Ltd. JEM-100CXMark-II type | mold), the image which observed the particle | grains in the bright field with the acceleration voltage of 100 kV was image | photographed by the magnification of 300,000 times. .

平均一次粒子径の算出には、画像解析ソフト(旭化成エンジニアリング株式会社製A像くん(登録商標))を用いた。この画像解析ソフトは色の濃淡で個々の粒子を識別するものであり、300,000倍のTEM像に対して「粒子の明度」を「暗」、「雑音除去フィルタ」を「有」、「円形しきい値」を「20」、「重なり度」を「50」とした条件で円形粒子解析を行って200個以上の粒子について一次粒子を測定してその数平均径を測定した。なお、TEM像中に凝結粒子や異形粒子が多数ある場合は、測定不能であるとした。   For the calculation of the average primary particle size, image analysis software (A Image-kun (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.) was used. This image analysis software identifies individual particles based on color shading. For a 300,000-fold TEM image, the “particle brightness” is “dark”, the “noise removal filter” is “present”, “ The circular particle analysis was performed under the condition that the “circular threshold” was “20” and the “overlap degree” was “50”, primary particles were measured for 200 or more particles, and the number average diameter was measured. In addition, when there were many condensed particles and irregular shaped particles in the TEM image, it was determined that measurement was impossible.

<接合強度の評価>
接合の強度は、JISZ−03918−5:2003の「鉛フリーはんだ試験方法 第5部はんだ継ぎ手の引張およびせん断試験方法」に記載のある方法に準じて行った。すなわち、ダイボンディングされた被接合体を水平方向に押し、押される力に耐えかねて接合面が破断するときの力を算出する方法である。試験片は2mm□の銅チップを用いて行った。本実施例ではDAGE社製ボンドテスタを使用して試験を行った。シェア高さは200μm、試験速度は5mm/min、測定は室温で行った。
<Evaluation of bonding strength>
The strength of joining was performed in accordance with the method described in “Lead-free solder test method, Part 5: Tensile and shear test methods of solder joints” of JISZ-03918-5: 2003. In other words, this is a method of calculating the force when the bonded surface breaks while pressing the die-bonded object in the horizontal direction and resisting the pressed force. The test piece was performed using a 2 mm square copper chip. In this example, the test was performed using a bond tester manufactured by DAGE. The share height was 200 μm, the test speed was 5 mm / min, and the measurement was performed at room temperature.

また、同じ接合材と接合対象物を用いて接合サンプルを作製した。そして、その接合強度を上記方法で測定し、平均接合強度とその標準偏差(接合強度標準偏差)を算出した。また、接合強度のばらつきを平均接合強度の高低の影響を受けないように、CV値(%)を求めた。具体的には、接合強度標準偏差/平均接合強度×100という計算で算出した。   Moreover, the joining sample was produced using the same joining material and joining object. And the joining strength was measured by the said method, and average joining strength and its standard deviation (joining strength standard deviation) were computed. Moreover, CV value (%) was calculated | required so that the dispersion | variation in joining strength might not be influenced by the level of average joining strength. Specifically, it was calculated by the calculation of bonding strength standard deviation / average bonding strength × 100.

以下、本発明の接合材の性能を実施例の結果を用いて説明する。以降は金属種として銀を使用した場合について示す。   Hereinafter, the performance of the bonding material of the present invention will be described using the results of the examples. Hereinafter, the case where silver is used as the metal species will be described.

<銀ナノ粒子の作製>
本実施例に共通して利用する銀ナノ粒子を次のようにして作製した。反応槽に5L反応槽を使用した。また、攪拌のために羽根のついた攪拌棒を反応槽中心に設置した。反応槽には温度をモニターするための温度計を設置し、また溶液に下部より窒素を供給できるようにノズルを配設した。
<Preparation of silver nanoparticles>
Silver nanoparticles commonly used in this example were produced as follows. A 5 L reaction vessel was used as the reaction vessel. In addition, a stirring bar with a blade was installed at the center of the reaction tank for stirring. A thermometer for monitoring the temperature was installed in the reaction tank, and a nozzle was provided so that nitrogen could be supplied to the solution from the bottom.

まず、反応槽に水を3400g入れ、残存酸素を除くため反応槽下部から窒素を3000mL/分の流量で600秒間流した。その後、反応槽上部から3000mL/分の流量で供給し、反応槽中を窒素雰囲気とした。そして、反応槽内の溶液温度が60℃になるように攪拌しながら温度調整を行った。そして、アンモニアとして28質量%含有するアンモニア水7gを反応槽に投入した後、液を均一にするために1分間攪拌した。   First, 3400 g of water was placed in the reaction tank, and nitrogen was passed from the lower part of the reaction tank at a flow rate of 3000 mL / min for 600 seconds in order to remove residual oxygen. Then, it supplied at the flow volume of 3000 mL / min from the reaction tank upper part, and made the nitrogen atmosphere in the reaction tank. And temperature adjustment was performed, stirring so that the solution temperature in a reaction tank might be 60 degreeC. Then, 7 g of ammonia water containing 28% by mass as ammonia was added to the reaction vessel, and then stirred for 1 minute in order to make the solution uniform.

次に保護剤としてヘキサン酸(和光純薬工業株式会社製)45.5g(銀に対してモル比で1.98にあたる)を添加し、保護剤を溶解するため4分間攪拌した。その後、還元剤として50質量%のヒドラジン水和物(大塚化学株式会社製)水溶液を23.9g(銀に対して4.82当量にあたる)添加し、これを還元剤溶液とした。   Next, 45.5 g of hexanoic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (a molar ratio of 1.98 with respect to silver) was added as a protective agent, and the mixture was stirred for 4 minutes to dissolve the protective agent. Thereafter, 23.9 g (corresponding to 4.82 equivalents of silver) of a 50% by mass hydrazine hydrate (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) aqueous solution as a reducing agent was added to obtain a reducing agent solution.

別の容器に硝酸銀結晶(和光純薬工業株式会社製)33.8gを水180gに溶解した硝酸銀水溶液を用意し、これを銀塩水溶液とした。この銀塩水溶液中に更に硝酸銅三水和物(和光純薬工業株式会社製)0.00008g(銅換算で銀に対して1ppmにあたる)となる量を添加した。なお、この添加量は一般に販売されている秤量天秤では測り取れない量であるため、この硝酸銅三水和物の添加は、ある程度高濃度の硝酸銅三水和物水溶液を作製し、それを希釈した液を銅が狙い添加量分だけ入るように添加した。また、銀塩水溶液は反応槽内の還元剤溶液と同じ60℃に温度調整を行った。   A silver nitrate aqueous solution prepared by dissolving 33.8 g of silver nitrate crystals (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 180 g of water was prepared in another container, and this was used as a silver salt aqueous solution. An amount of 0.00008 g of copper nitrate trihydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (corresponding to 1 ppm with respect to silver in terms of copper) was further added to the aqueous silver salt solution. In addition, since this addition amount is an amount that cannot be measured with a general-purpose weighing balance, the addition of this copper nitrate trihydrate produces a copper nitrate trihydrate aqueous solution with a high concentration to some extent. The diluted solution was added so that copper would enter the target addition amount. Further, the temperature of the silver salt aqueous solution was adjusted to 60 ° C., the same as the reducing agent solution in the reaction vessel.

その後、銀塩水溶液を還元剤溶液に一挙添加することにより混合し、還元反応を開始させた。この際、スラリーの色は還元反応開始から約10秒で変化終了していた。攪拌は連続して行い、その状態のまま10分間熟成させた。その後、攪拌を止め、吸引濾過による固液分離、純水による洗浄、及び40℃で12時間の乾燥を経て、微小銀粒子粉末を得た。このときの粉末中における銀割合は加熱による残存量の確認試験から97質量%と算出された。残部はヘキサン酸、あるいはその誘導体からなっていると考えられる。   Thereafter, the aqueous silver salt solution was added to the reducing agent solution and mixed to start a reduction reaction. At this time, the color of the slurry finished changing in about 10 seconds from the start of the reduction reaction. Stirring was performed continuously and aged for 10 minutes in that state. Thereafter, the stirring was stopped, solid-liquid separation by suction filtration, washing with pure water, and drying at 40 ° C. for 12 hours to obtain fine silver particle powder. The silver ratio in the powder at this time was calculated as 97% by mass from the confirmation test of the remaining amount by heating. The balance is considered to consist of hexanoic acid or its derivative.

本実施例では、保護剤を飽和脂肪酸であるヘキサン酸だけでなく、不飽和脂肪酸であるソルビン酸を用いた実施例も用意した。具体的には、上記の銀ナノ粒子を作製する際に、保護剤をヘキサン酸に変えて、ソルビン酸(和光純薬工業株式会社製)を44.78gとし、銅の添加を行わなかった以外はヘキサン酸の場合と同様にして、微小銀粒子粉末を得た。この時の粉末の銀割合は99質量%と算出された。残部はソルビン酸、あるいはその誘導体からなっていると考えられる。   In this example, not only hexanoic acid, which is a saturated fatty acid, but also sorbic acid, which is an unsaturated fatty acid, was used as a protective agent. Specifically, when producing the silver nanoparticles described above, the protective agent was changed to hexanoic acid to make 44.78 g of sorbic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and copper was not added. Obtained fine silver particle powder in the same manner as in the case of hexanoic acid. The silver ratio of the powder at this time was calculated as 99% by mass. The balance is thought to consist of sorbic acid or its derivatives.

(実施例1)
金属ナノ粒子として、上記で得られたヘキサン酸被覆銀粒子粉末(平均一次粒子径:13.9nm)45gと金属サブミクロン粒子として、球状銀粒子粉末(平均粒子径(D50)600nm、なお粒子をSEMで確認したところ、視野中の粒子はおのおの独立した粒子として確認された)45gと、テルピネオール(構造異性体混合/和光純薬工業株式会社製)8.57gと、湿潤分散剤としてDisperBYK(登録商標)−2020(ビックケミー・ジャパン株式会社製)1.43gを混合し、接合材を作製した。得られた接合材を印刷法により銅無垢材上に塗布した。このときの条件はメタルマスク(マスク厚50μmt)とし、メタルスキージは手動にて実施した。
Example 1
As metal nanoparticles, 45 g of hexanoic acid-coated silver particle powder (average primary particle size: 13.9 nm) obtained above and spherical silver particle powder (average particle size (D 50 ) 600 nm, as metal submicron particles, particles Was confirmed by SEM, and the particles in the field of view were confirmed as independent particles 45 g, terpineol (mixed structural isomers / manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 8.57 g, and DispersBYK (wetting dispersant) (Registered Trademark) -2020 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) 1.43 g was mixed to prepare a bonding material. The obtained bonding material was applied onto a solid copper material by a printing method. The condition at this time was a metal mask (mask thickness 50 μmt), and the metal squeegee was manually performed.

その後、予備焼成工程として大気雰囲気中で100℃、10分間の加熱を行った。100℃から本焼成の温度(350℃)までは3.0℃/sの昇温速度で昇温し、350℃に達した時点から、5分間の本焼成工程を行った。本実施例では、接合層には、焼きムラのない金属光沢を呈したものが得られた。   Thereafter, heating was performed at 100 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere as a preliminary baking step. From 100 ° C. to the main baking temperature (350 ° C.), the temperature was increased at a rate of 3.0 ° C./s, and when the temperature reached 350 ° C., the main baking step was performed for 5 minutes. In this example, a bonding layer having a metallic luster with no uneven baking was obtained.

本実施例の接合材で無酸素銅基板と銅チップとの接合試験を行った。金属片の下部に本発明の接合材を塗布し、銅基板上に配置した。その後、無酸素銅基板と銅チップを2.5MPaの圧力で加圧しながら、大気雰囲気中100℃で10分間の予備焼成工程と350℃で5分間の本焼成工程を行い、接合体を形成した。なお、予備焼成工程と本焼成工程の間は、3.0℃/sの昇温温度で昇温した。ペースト粘度、銀含有量、得られた接合強度の値などを表1に示す。   A joining test between an oxygen-free copper substrate and a copper chip was performed with the joining material of this example. The joining material of this invention was apply | coated to the lower part of a metal piece, and it has arrange | positioned on the copper substrate. Then, while pressurizing the oxygen-free copper substrate and the copper chip at a pressure of 2.5 MPa, a pre-baking step at 100 ° C. for 10 minutes in air and a main baking step at 350 ° C. for 5 minutes were performed to form a joined body. . In addition, it heated up with the temperature increase temperature of 3.0 degreeC / s between the preliminary baking process and this baking process. Table 1 shows the paste viscosity, the silver content, the value of the obtained bonding strength, and the like.

(実施例2〜4)
金属ナノ粒子をソルビン酸(平均一次粒子径:58.8nm)被覆銀粒子に変更し、表1に示す条件にて配合した以外は実施例1と同様にして作製した。得られた結果を表1に併せて示す。
(Examples 2 to 4)
The metal nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1 except that they were changed to sorbic acid (average primary particle size: 58.8 nm) -coated silver particles and blended under the conditions shown in Table 1. The obtained results are also shown in Table 1.

(実施例5)
被接合物質を銅無垢材から銀めっきされた銅材に変更した以外は同様にして、実施例3と同じに作製した。
(Example 5)
The same procedure as in Example 3 was performed except that the material to be joined was changed from a solid copper material to a silver-plated copper material.

(実施例6〜7)
分散剤としてビューライトLCA−H(実施例6)、LCA−25NH(実施例7)にそれぞれ変更して、実施例5を繰り返した。得られた結果について表1に示す。
(Examples 6 to 7)
Example 5 was repeated except that the dispersants were changed to Beaulite LCA-H (Example 6) and LCA-25NH (Example 7), respectively. The results obtained are shown in Table 1.

(比較例1〜2)
ヘキサン酸(比較例2ではソルビン酸)被覆銀粒子粉末、テルピネオール、分散剤量を質量割合で90:8.57:1.43にした他は実施例1と同じに作製した。得られた結果を表1にあわせて示す。
(Comparative Examples 1-2)
It was produced in the same manner as in Example 1 except that the hexanoic acid (sorbic acid in Comparative Example 2) -coated silver particle powder, terpineol, and the amount of the dispersant were 90: 8.57: 1.43 by mass ratio. The obtained results are also shown in Table 1.

(比較例3)
平均粒子径(D50)600nmの球状銀粒子粉末、テルピネオール、分散剤量を質量割合で90:8.57:1.43にした他は実施例1と同じに作製した。得られた結果を表1にあわせて示す。
(Comparative Example 3)
It was produced in the same manner as in Example 1 except that spherical silver particle powder having an average particle size (D 50 ) of 600 nm, terpineol, and the amount of the dispersant were changed to 90: 8.57: 1.43 by mass ratio. The obtained results are also shown in Table 1.

なお、本実施例では、接合対象物の接合面に接合材を塗布して、加圧しながら加熱したが、有機化合物などの分解によってできる泡は、焼成の金属ナノ粒子が溶融する際に追い出せればよいので、接合対象物の接合面に接合材を塗布しておき、加圧せずに予備焼成を行い、接合面が乾燥してから、接合面同士を突き合わせて加熱してもよい。   In this example, a bonding material was applied to the bonding surfaces of the objects to be bonded and heated while being pressurized. However, bubbles formed by decomposition of organic compounds and the like can be driven out when the sintered metal nanoparticles are melted. Therefore, a bonding material may be applied to the bonding surfaces of the objects to be bonded, pre-baked without applying pressure, and after the bonding surfaces have dried, the bonding surfaces may be butted together and heated.

銅無垢材に対して、本発明に従うペーストを適用させた、実施例1〜4は接合強度39.43〜78.40MPa、ばらつきを表すCV値が3.47〜17.24%と良好な接合特性を示し、さらに銅無垢材に対して銀めっきを施した部材に対して、接合させた実施例5〜7は、接合強度が70.40〜105.80MPaで、CV値が6.01〜12.10%と極めて良好な接合体の形成が可能であることを示した。   Examples 1 to 4 in which the paste according to the present invention was applied to a solid copper material, the bonding strength was 39.43 to 78.40 MPa, and the CV value representing variation was 3.47 to 17.24%. In Examples 5 to 7 in which the members were bonded to a member obtained by silver-plating a solid copper material, the bonding strength was 70.40 to 105.80 MPa, and the CV value was 6.01 to It was shown that it was possible to form a very good joined body of 12.10%.

比較例3は金属ナノ粒子が含有されていないので、本焼成程度の温度では粒子同士が溶融せず接合強度は低く、接合対象物同士を接合しているとは言えなかった。比較例1および2は、平均接合強度は実施例1に近い値を示したが、サンプル間の接合強度のばらつき(CV値)が大きかった。比較例1および2は金属サブミクロン粒子が含有されておらず、予備焼成時の加圧で、接合間のガスが抜けきらないことが原因であると考えられた。   Since the comparative example 3 does not contain metal nanoparticles, the particles are not melted at a temperature of about the main firing, the bonding strength is low, and it cannot be said that the objects to be bonded are bonded. In Comparative Examples 1 and 2, the average bonding strength showed a value close to that of Example 1, but the variation in bonding strength between samples (CV value) was large. In Comparative Examples 1 and 2, the metal submicron particles were not contained, and it was considered that the cause was that the gas between the junctions could not be released due to the pressurization during the pre-firing.

実施例1と実施例3は金属ナノ粒子と金属サブミクロン粒子の含有比率は同じであるが、金属ナノ粒子を被覆する有機化合物がヘキサン酸とソルビン酸と異なるものである。接合強度は実施例3の方が高く、また接合強度のばらつき(CV値)も実施例3の方が小さかった。   In Example 1 and Example 3, the content ratio of metal nanoparticles and metal submicron particles is the same, but the organic compound covering the metal nanoparticles is different from hexanoic acid and sorbic acid. The bonding strength was higher in Example 3, and the variation in bonding strength (CV value) was smaller in Example 3.

また実施例2と実施例4は、金属ナノ粒子を被覆する有機化合物がソルビン酸である点は同じであるが、金属ナノ粒子と金属サブミクロン粒子の含有比率が異なる。金属サブミクロン粒子の含有比率の高い実施例4の方が接合強度が高く、ばらつき(CV値)も低かった。   Further, Example 2 and Example 4 are the same in that the organic compound that coats the metal nanoparticles is sorbic acid, but the content ratio of the metal nanoparticles and the metal submicron particles is different. Example 4 having a higher content ratio of metal submicron particles had higher bonding strength and lower variation (CV value).

これら4つのサンプルの傾向をみると、ペースト粘度が低いほど、平均接合強度が高く、ばらつき(CV値)が小さかった。すなわち、より強固で安定した接合が可能になっていた。接合強度のばらつきは、接合層中に発生するガスの抜ける程度に依存していると考えられるので、ペースト粘度が低い方がよりガス抜きが確実にできると判断できる。   Looking at the trends of these four samples, the lower the paste viscosity, the higher the average bonding strength and the smaller the variation (CV value). That is, stronger and more stable bonding was possible. The variation in bonding strength is considered to depend on the degree to which the gas generated in the bonding layer escapes, so it can be determined that the lower the paste viscosity, the more reliable the degassing.

もちろん、実施例1と比較例2を比較すると、ペースト粘度の低い比較例2の平均接合強度は実施例1より小さく、CV値は大きかった。このことから、平均接合強度の強さとばらつき(CV値)の低さは、単に粘度にだけ依存するものでもない。すなわち、ペーストの粘度に影響を与える、金属ナノ粒子を被覆する有機化合物と、金属ナノ粒子および金属サブミクロン粒子の含有比の相乗効果によって、本発明の接合材である実施例1〜7は、高い平均接合強度と低いCV値を有すると考えられる。   Of course, when Example 1 and Comparative Example 2 were compared, the average joint strength of Comparative Example 2 having a low paste viscosity was smaller than that of Example 1, and the CV value was large. From this, the strength of the average bonding strength and the low variation (CV value) do not depend solely on the viscosity. That is, Examples 1 to 7 which are the bonding materials of the present invention, due to the synergistic effect of the content ratio of the organic compound covering the metal nanoparticles and the metal nanoparticles and the metal submicron particles, which affects the viscosity of the paste, It is believed to have a high average bond strength and a low CV value.

図2に粘度と平均接合強度の関係を示す。縦軸は平均接合強度(MPa)、横軸はペースト粘度である。白四角は比較例2、3である。比較例1はペースト粘度の測定ができないほど粘度が高かったので、プロットしていない。黒菱形は実施例1〜4であり、黒丸は実施例5〜7である。実施例5および実施例3は同じペーストである(従ってペースト粘度が同じ)が、被接合物の処理面が銀めっきか銅無垢かの違いである。実施例5(黒丸)と実施例3を参照すると、被処理面に銀めっきを施すと接合強度が高くなった。また、実施例6(黒丸)、7(黒丸)はいずれも被接合面の処理面に銀めっきが施されているサンプルであるが、ペースト粘度が高くなっても、高い接合強度を示した。   FIG. 2 shows the relationship between viscosity and average bonding strength. The vertical axis represents average bonding strength (MPa), and the horizontal axis represents paste viscosity. White squares are Comparative Examples 2 and 3. Since the viscosity of Comparative Example 1 was so high that the paste viscosity could not be measured, it was not plotted. Black diamonds are Examples 1 to 4, and black circles are Examples 5 to 7. Example 5 and Example 3 are the same paste (thus the paste viscosity is the same), but the difference is whether the treated surface of the object to be joined is silver-plated or pure copper. Referring to Example 5 (black circle) and Example 3, when the surface to be treated was plated with silver, the bonding strength was increased. Moreover, although both Example 6 (black circle) and 7 (black circle) are samples in which the treated surface of the bonded surface is subjected to silver plating, high bonding strength was exhibited even when the paste viscosity increased.

実施例1〜4では上述したようにペースト粘度が下がるに従って、平均接合強度が高くなる傾向がグラフでも確認された。実施例および比較例は、分散媒および銀含有量の量はほぼ同じであるので、粘度の違いは溶剤の含有量の違いによるものではない。そこで、ナノ粒子とサブミクロン粒子の構成割合を比較すると、実施例2〜4では、サブミクロン粒子の構成割合が多いほど、ペースト粘度が低下した。具体的には、ナノ粒子/サブミクロン粒子が9.00、1.00、0.25となると、ペースト粘度は112.1、34.4、11.5(単位はPa・s)と低下した。なお、実施例1ナノ粒子とサブミクロン粒子の構成比率が同じであるが、ナノ粒子にヘキサン酸を被覆しているため、ペースト粘度が上昇したと考えられる。   In Examples 1 to 4, as described above, the tendency of the average bonding strength to increase as the paste viscosity decreased was also confirmed in the graph. In Examples and Comparative Examples, the amounts of the dispersion medium and the silver content are almost the same, so the difference in viscosity is not due to the difference in the solvent content. Therefore, when the constituent ratio of the nanoparticles and the submicron particles was compared, in Examples 2 to 4, the paste viscosity decreased as the constituent ratio of the submicron particles increased. Specifically, when the nanoparticles / submicron particles became 9.00, 1.00, and 0.25, the paste viscosity decreased to 112.1, 34.4, and 11.5 (unit: Pa · s). . In addition, although the composition ratio of Example 1 nanoparticle and submicron particle is the same, since the nanoparticle coat | covers hexanoic acid, it is thought that the paste viscosity rose.

また、比較例3はナノ粒子が含有されていない場合であった。ペースト粘度は22.8Pa・sと比較的低いが、平均接合強度は2.73MPaと非常に低い。すなわち、ナノ粒子が全く含有されていない場合は、焼結温度が高くなり、350℃程度の温度では接合材として使えないと考えられる。   Comparative Example 3 was a case where no nanoparticles were contained. The paste viscosity is relatively low at 22.8 Pa · s, but the average joint strength is very low at 2.73 MPa. That is, when no nanoparticles are contained at all, the sintering temperature becomes high, and it is considered that a temperature of about 350 ° C. cannot be used as a bonding material.

本願発明に従う接合材は、非絶縁型半導体装置、ベアチップ実装組み立て技術への応用、パワーデバイス(整流ダイオード、パワートランジスタ、パワーMOSFET、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、サイリスタ、ゲートターンオフサイリス、トライアックの製造時の接合工程への応用も可能である。また、表面をクロム処理したガラス上への接合材としても可能であり、LEDを使った照明装置の電極やフレームの接合材としても利用可能である。   The bonding material according to the present invention is a non-insulated semiconductor device, application to bare chip mounting assembly technology, power device (rectifier diode, power transistor, power MOSFET, insulated gate bipolar transistor, thyristor, gate turn-off thyrist, triac bonding) It can also be applied to processes, and can also be used as a bonding material on glass whose surface is chrome-treated, and can also be used as a bonding material for electrodes and frames of lighting devices using LEDs.

1、2 接合対象物
3 接合材
4 気泡
5 加圧
6 接合層
1, 2 Bonding object 3 Bonding material 4 Bubble 5 Pressure 6 Bonding layer

Claims (8)

マイクロトラック粒度分布測定装置で測定される、平均一次粒径(D50径)0.5〜3.0μmである金属サブミクロン粒子と、平均一次粒子径が1〜200nmであって、炭素数6の脂肪酸で被覆された金属ナノ粒子と、これらを分散させる分散媒を含む接合材。 Metal submicron particles having an average primary particle diameter (D50 diameter) of 0.5 to 3.0 μm, an average primary particle diameter of 1 to 200 nm, and a carbon number of 6 A bonding material comprising metal nanoparticles coated with a fatty acid and a dispersion medium for dispersing them. 前記金属ナノ粒子の金属成分と前記金属サブミクロン粒子の質量比率(金属ナノ粒子/金属サブミクロン粒子)は、0.1〜10.0である請求項1に記載の接合材。   2. The bonding material according to claim 1, wherein a mass ratio of the metal component of the metal nanoparticles and the metal submicron particles (metal nanoparticle / metal submicron particle) is 0.1 to 10.0. 前記脂肪酸が少なくとも一つの不飽和結合を有する、請求項1または2のいずれかに記載の接合材。 The bonding material according to claim 1, wherein the fatty acid has at least one unsaturated bond. 分散剤が、前記金属ナノ粒子の金属成分と前記金属サブミクロン粒子の金属成分の総量に対して質量割合で0.5%〜2.5%含有される請求項1から3のいずれか一項に記載の接合材。   The dispersant is contained in an amount of 0.5% to 2.5% by mass with respect to the total amount of the metal component of the metal nanoparticles and the metal component of the metal submicron particles. The bonding material described in 1. 前記金属サブミクロン粒子および前記金属ナノ粒子の金属は銀である、請求項1から4のいずれか一項に記載の接合材。   The bonding material according to any one of claims 1 to 4, wherein a metal of the metal submicron particles and the metal nanoparticles is silver. 前記接合材は、常温で10〜250Pa・s(25℃、5rpm、C(コーン):35/2での値)の粘度であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の接合材。   6. The bonding material according to claim 1, wherein the bonding material has a viscosity of 10 to 250 Pa · s (25 ° C., 5 rpm, C (cone): value at 35/2) at room temperature. The bonding material described. 請求項1から6のいずれかの請求項に記載された接合材を接合面に塗布する工程と、接合対象物を前記接合面に接合しながら、金属ナノ粒子の焼結温度以下で加熱する第1の加熱工程と、前記接合対象物を200〜400℃の加熱温度で加熱する第2の加熱工程を有する接合方法。   A step of applying the bonding material according to any one of claims 1 to 6 to the bonding surface, and heating at a temperature equal to or lower than a sintering temperature of the metal nanoparticles while bonding an object to be bonded to the bonding surface. The joining method which has 1st heating process and the 2nd heating process of heating the said joining target object at the heating temperature of 200-400 degreeC. 前記第1および第2の加熱工程において加熱する時間が30秒以上60分以下である、請求項7に記載の接合方法。   The bonding method according to claim 7, wherein the heating time in the first and second heating steps is not less than 30 seconds and not more than 60 minutes.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5824201B2 (en) * 2009-09-11 2015-11-25 Dowaエレクトロニクス株式会社 Bonding material and bonding method using the same
TWI530964B (en) * 2011-04-28 2016-04-21 Dowa Electronics Materials Co Sheet-like silver microparticles and methods for producing the same, and a paste using the same and a paste
WO2012169076A1 (en) 2011-06-10 2012-12-13 Dowaエレクトロニクス株式会社 Bonding material and bonded object produced using same
US9533380B2 (en) 2012-01-20 2017-01-03 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Bonding material and bonding method in which said bonding material is used
KR20220130266A (en) * 2012-10-29 2022-09-26 알파 어셈블리 솔루션스 인크. Sintering powder
JP5856038B2 (en) 2012-10-31 2016-02-09 三ツ星ベルト株式会社 Conductive adhesive for screen printing, joined body of inorganic material, and manufacturing method thereof
JP6099453B2 (en) 2012-11-28 2017-03-22 Dowaメタルテック株式会社 Electronic component mounting substrate and manufacturing method thereof
JP6118192B2 (en) * 2013-06-21 2017-04-19 Dowaエレクトロニクス株式会社 Bonding material and bonding method using the same
JP6262968B2 (en) * 2013-09-09 2018-01-17 Dowaメタルテック株式会社 Electronic component mounting substrate and manufacturing method thereof
TW201611198A (en) 2014-04-11 2016-03-16 阿爾發金屬公司 Low pressure sintering powder
JP6373066B2 (en) 2014-05-30 2018-08-15 Dowaエレクトロニクス株式会社 Bonding material and bonding method using the same
JP5992961B2 (en) 2014-06-25 2016-09-14 Dowaエレクトロニクス株式会社 Bonding material and bonding method using the same
TWI652353B (en) 2014-06-30 2019-03-01 日商日鐵化學材料股份有限公司 Nickel particle composition, joint material, and joining method using same
JP5941588B2 (en) * 2014-09-01 2016-06-29 Dowaエレクトロニクス株式会社 Bonding material and bonding method using the same
WO2016035314A1 (en) 2014-09-01 2016-03-10 Dowaエレクトロニクス株式会社 Bonding material and bonding method using same
JP2017052668A (en) * 2015-09-09 2017-03-16 三菱マテリアル株式会社 Composition, and method for manufacturing joined body
JP6796937B2 (en) 2016-03-16 2020-12-09 日東電工株式会社 Manufacturing method of joint
JP6920029B2 (en) 2016-04-04 2021-08-18 日亜化学工業株式会社 Metal powder sintered paste and its manufacturing method, conductive material manufacturing method
JP6887293B2 (en) 2016-04-28 2021-06-16 Dowaエレクトロニクス株式会社 Joining material and joining method using it
MY193333A (en) 2016-09-30 2022-10-05 Dowa Electronics Materials Co Bonding material and bonding method using same
JP2018165387A (en) 2017-03-28 2018-10-25 Dowaエレクトロニクス株式会社 Bonding material and bonding body comprising the same
JP6853437B2 (en) * 2017-03-30 2021-03-31 三菱マテリアル株式会社 Silver powder, method for producing silver powder, paste-like composition, method for producing conjugate, and method for producing silver film
KR20230066662A (en) 2017-06-09 2023-05-16 덴카 주식회사 Ceramic circuit substrate
WO2019026799A1 (en) * 2017-07-31 2019-02-07 バンドー化学株式会社 Composition for metal bonding, metal bonded laminate and electric control device
JP7057183B2 (en) * 2018-03-27 2022-04-19 バンドー化学株式会社 Method for manufacturing silver fine particle dispersion
JP7155654B2 (en) * 2018-06-22 2022-10-19 三菱マテリアル株式会社 Method for manufacturing conjugate
KR102243472B1 (en) * 2018-12-17 2021-04-26 주식회사 경동원 Sintering paste composition for bonding power semiconductor
JP6831417B2 (en) * 2019-03-29 2021-02-17 Dowaエレクトロニクス株式会社 Metal paste for joining and joining method using it
WO2021039874A1 (en) * 2019-08-31 2021-03-04 株式会社ダイセル Low temperature sinterable bonding paste and bonded structure
JP7391678B2 (en) * 2020-01-24 2023-12-05 大陽日酸株式会社 Bonding material

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3638486B2 (en) * 1999-12-10 2005-04-13 株式会社荏原製作所 Semiconductor element mounting method and metal paste
JP2004130371A (en) * 2002-10-11 2004-04-30 Ebara Corp Joined body
JP2004107728A (en) * 2002-09-18 2004-04-08 Ebara Corp Joining material and joining method
JP2005205696A (en) * 2004-01-21 2005-08-04 Ebara Corp Joining article
CN101421050B (en) * 2006-02-08 2012-05-30 金伯利-克拉克环球公司 Methods and compositions for metal nanoparticle treated surfaces
JP4963393B2 (en) * 2006-10-03 2012-06-27 三ツ星ベルト株式会社 Low temperature firing type silver paste
WO2008081758A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-10 Tokuyama Corporation Process for producing metallized aluminum nitride substrate
JP4872663B2 (en) * 2006-12-28 2012-02-08 株式会社日立製作所 Joining material and joining method
JP5085372B2 (en) * 2007-03-13 2012-11-28 東海ゴム工業株式会社 Paste material
WO2009116136A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 株式会社応用ナノ粒子研究所 Composite silver nanopaste, process for producing the composite silver nanopaste, and method for bonding the nanopaste
JP5824201B2 (en) * 2009-09-11 2015-11-25 Dowaエレクトロニクス株式会社 Bonding material and bonding method using the same

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