JP6795362B2 - 接合用の導電性ペースト - Google Patents
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Description
本発明は、接合用の導電性ペーストおよびこれを用いた電子デバイスの製造方法に関する。
電子デバイスは半導体チップのような電子部品を有し、その電子部品は基板の導電層に導電性ペーストで接合されている。電子部品は、導電層の上に塗布された導電性ペーストの上にマウントされた後、導電性ペーストを加熱することで、基板の導電層と物理的にも電気的にも接合する。製造工程において、マウントされた電子部品と導電性ペーストの層との接着が不十分だと、電子部品が剥離して、電子デバイスに欠陥を与える原因になる問題があった。特許文献１は、電子デバイスの製造のための接合材を開示している。接合材は、粒径が１〜２００ｎｍである銀ナノ粒子とオクタンジオールからなる。
本発明の目的の１つは、製造プロセス中に、電子部品と十分に接着する導電性ペースト、およびこれを用いた電子デバイスの製造方法を提供することである。
本発明の課題を解決するための手段の一例は、
導電層を含む基板を準備する工程と、
導電層の上に導電性ペーストを塗布する工程であって、導電性ペーストが、１００重量部の金属粉、５〜２０重量部の溶媒、および、０．０５〜３重量部のポリマーを含む、接合用の導電性ペーストであり、ポリマーが、第１ポリマーおよび第２ポリマーを含み、第１ポリマーの分子量（Ｍｗ）が５，０００〜９５，０００であり、第２ポリマーの分子量（Ｍｗ）が１００，０００〜３００，０００である、工程と、
塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する工程と、
導電性ペーストを加熱して、導電層と電子部品とを接合する工程とを含む、電子デバイスの製造方法、である。
導電層を含む基板を準備する工程と、
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塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する工程と、
導電性ペーストを加熱して、導電層と電子部品とを接合する工程とを含む、電子デバイスの製造方法、である。
ここで、ある実施態様では、金属粉の粒径（Ｄ５０）は、０．０１〜５μｍである。
また、ある実施態様では、第１ポリマーが、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
また、ある実施態様では、第２ポリマーが、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
また、ある実施態様では、第１ポリマーおよび第２ポリマーの重量比（第１ポリマー：第２ポリマー）が、１：０．５〜１：２である。
また、ある実施態様では、第２ポリマーの分子量が、第１ポリマーの分子量よりも１０，０００以上大きい。
ここで、ある実施態様では、電子部品が、半導体チップである。ある実施態様では、電子部品が、ニッケル、金、およびそれらの合金からなる群から選択されるメッキ層を含む。
また、ある実施態様では、導電層の上に導電性ペーストを塗布した後、塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する前に、４０〜１５０℃で乾燥する工程を更に含む。
本発明の課題を解決するための手段の別の例は、１００重量部の金属粉、５〜２０重量部の溶媒、および、０．０５〜３重量部のポリマーを含む、接合用の導電性ペーストであって、ポリマーが、第１ポリマーおよび第２ポリマーを含み、第１ポリマーの分子量（Ｍｗ）が５，０００〜９５，０００であり、第２ポリマーの分子量（Ｍｗ）が１００，０００〜３００，０００である、導電性ペーストである。
ここで、ある実施態様では、金属粉の粒径（Ｄ５０）は、０．０１〜５μｍである。
また、ある実施態様では、第１ポリマーが、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
また、ある実施態様では、第２ポリマーが、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
また、ある実施態様では、第１ポリマーおよび第２ポリマーの重量比（第１ポリマー：第２ポリマー）が、１：０．５〜１：２である。
また、ある実施態様では、第２ポリマーの分子量が、第１ポリマーの分子量よりも１０，０００以上大きい。
本発明の接合用の導電性ペーストおよびこれを用いた電子デバイスの製造方法によれば、製造プロセス中に、電子部品を導電性ペーストの層に十分に接着させることができる。
電子デバイスは、少なくとも導電層を有する基板と電子部品を含んでいる。基板の導電層と電子部品は、導電性ペーストによって接合される。以下、図１を参照して、電子デバイス１００の製造方法の一例を説明する。なお、ある実施態様における数値範囲の下限値および上限値は、それぞれ別の実施態様における数値範囲の上限値および下限値と組み合わせることができる。
まず、導電層１０３を有する基板１０１を準備する。導電層１０３は、良導体および半導体を含む概念である。ある実施態様において、導電層１０３は、電子回路、電極、または電子パットである。ある実施態様において、導電層１０３は、金属層である。別の実施態様では、金属層は、銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、プラチナ、これらの合金を含む。別の実施態様では、導電層１０３は、銅層または銀層である。
導電性ペースト１０５は、接合用の導電性ペーストである。導電性ペースト１０５は、良導体と良導体、良導体と半導体、または半導体と半導体を接合することができる。導電性ペースト１０５は、導電層１０３の上に塗布される。塗布された導電性ペースト１０５は、ある実施態様において５０〜５００μｍの厚さ、別の実施態様において８０〜３００μｍの厚さ、別の実施態様において１００〜２００μｍの厚さ、を有する。ある実施態様において、導電性ペースト１０５は、スクリーン印刷で塗布される。別の実施態様において、スクリーン印刷のためにメタルマスクが用いられる。
塗布された導電性ペースト１０５の層は、任意で、乾燥される。乾燥温度は、ある実施態様において４０〜１５０℃、別の実施態様において５０〜１２０℃、別の実施態様において６０〜１００℃である。乾燥時間は、ある実施態様において１０〜１５０分、別の実施態様において１５〜８０分、別の実施態様において２０〜３０分である。
導電性ペースト１０５の層の上に電子部品１０７を搭載する。電子部品１０７は、電気的に機能するものであれば、特に限定されない。ある実施態様において、電子部品１０７は、半導体チップ、ＩＣチップ、チップ抵抗、チップコンデンサ、チップインダクタ、センサーチップ、およびこれらの組合せからなる群より選択される。別の実施態様では、電子部品１０７は、半導体チップである。別の実施態様では、半導体チップは、ＳｉチップまたはＳｉＣチップである。
ある実施態様において、電子部品１０７は、メタライゼーション層を含んでいる。別の実施態様において、メタライゼーション層は、銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、プラチナ、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群より選択される。別の実施態様において、メタライゼーション層は、金および／またはニッケルを含んでいる。別の実施態様において、メタライゼーション層は、金層およびニッケル層の積層構造を含んでいる。ある実施態様において、電子部品１０７がメタライゼーション層を有する場合、メタライゼーション層は、導電性ペースト１０５の層と接する。別の実施態様において、メタライゼーション層は、メッキである。
導電性ペースト１０５の層は加熱される。加熱の温度は、ある実施態様において１５０〜４００℃、別の実施態様において１８０〜３１０℃、別の実施態様において２２０〜２９０℃である。加熱時間は、ある実施態様において０．１〜３０分、別の実施態様において０．５〜２０分、別の実施態様において３〜１５分、別の実施態様において５〜１０分、ある実施態様において０．１〜５分、ある実施態様において０．５〜３分、ある実施態様において５〜２０分、ある実施態様において１０〜２０分である。導電性ペースト１０５は、比較的低温で接合させることができるため、電子部品１０７の熱によるダメージを抑えられる。
ある実施態様において、加熱雰囲気は、還元雰囲気またはエアー雰囲気である。別の実施態様では、還元雰囲気は、Ｎ2雰囲気である。別の実施態様では、加熱雰囲気は、エアー雰囲気である。
ある実施態様において、任意で、加熱中に電子部品１０７を加圧する。加圧により電子部品１０７は、導電性ペースト１０５の層により強く接合しうる。加圧は、ある実施態様において少なくとも０．１ＭＰａ、別の実施態様において少なくとも１ＭＰａ、別の実施態様において少なくとも５ＭＰａ、別の実施態様において少なくとも７ＭＰａ、別の実施態様において少なくとも１５ＭＰａ、別の実施態様において少なくとも２５ＭＰａ、である。加圧は、ある実施態様において４５ＭＰａ以下、別の実施態様において４０ＭＰａ、別の実施態様において３６ＭＰａ以下、別の実施態様において２５ＭＰａ以下、別の実施態様において１５ＭＰａ以下、である。別の実施態様において、電子部品１０７は、加圧することなく接合される。加熱には、オーブンまたはダイボンダーを用いることが出来る。
以下、導電性ペースト１０５の組成について説明する。導電性ペースト１０５は、金属粉、溶媒、およびポリマーを含む。
金属粉
ある実施態様において、金属粉は、銀、銅、金、パラジウム、プラチナ、ロジウム、ニッケル、アルミニウム、それらの合金、および、それらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀、銅、ニッケル、それらの合金、および、それらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀である。
ある実施態様において、金属粉は、銀、銅、金、パラジウム、プラチナ、ロジウム、ニッケル、アルミニウム、それらの合金、および、それらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀、銅、ニッケル、それらの合金、および、それらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀である。
ある実施態様において、金属粉の形状は、フレーク状、球形、不定形、あるいはそれらの混合粉である。別の実施態様において、金属粉の形状は、フレーク状および球形の混合粉である。
ある実施態様において、金属粉の粒径（Ｄ５０）は少なくとも０．０１μｍ、別の実施態様において、少なくとも０．０５μｍ、別の実施態様において、少なくとも０．０７μｍ、別の実施態様において、少なくとも０．１μｍ、別の実施態様において、少なくとも０．２μｍ、別の実施態様において、少なくとも０．３μｍである。ある実施態様において、金属粉の粒径（Ｄ５０）は５μｍ以下、別の実施態様において３μｍ以下、別の実施態様において２μｍ以下である。このような粒径であると溶媒に良好に分散する。なお、本願における粒径（Ｄ５０）は、マイクロトラックＸ−１００型を用いてレーザー回折法で測定する体積平均粒子径（Ｄ５０）である。
ある実施態様において、金属粉は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、少なくとも６０重量％、別の実施態様では少なくとも７２重量％、別の実施態様では少なくとも８０重量％、別の実施態様では少なくとも８５重量％である。ある実施態様において、金属粉は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、９７重量％以下、別の実施態様では９５重量％以下、別の実施態様では９３重量％以下である。
溶媒
金属粉は、溶媒に分散して導電性ペースト１０５を構成する。溶媒は、導電性ペースト１０５を基板１０１あるいは導電層１０３の上に塗布しやすいように粘度を調節するためにも使える。溶媒の全てもしくは多くは、乾燥工程もしくは加熱工程において、導電性ペースト１０５から蒸発する。
金属粉は、溶媒に分散して導電性ペースト１０５を構成する。溶媒は、導電性ペースト１０５を基板１０１あるいは導電層１０３の上に塗布しやすいように粘度を調節するためにも使える。溶媒の全てもしくは多くは、乾燥工程もしくは加熱工程において、導電性ペースト１０５から蒸発する。
溶媒の分子量は、ある実施態様において６００以下、別の実施態様において５２０以下、別の実施態様において４８０以下、別の実施態様において４００以下である。ある実施態様において、溶媒の分子量は少なくとも１０、別の実施態様において少なくとも１００、別の実施態様において少なくとも１５０、別の実施態様において少なくとも１８０である。
溶媒の沸点は、ある実施態様において１００〜４５０℃、別の実施態様において１５０〜３２０℃、別の実施態様において２００〜２９０℃である。溶媒は、ある実施態様において有機溶媒である。
溶媒は、別の実施態様において、テキサノール、１−フェノキシ−２−プロパノール、ターピネオール、カルビトールアセテート、エチレングリコール、ブチルカルビトール、ジブチルカルビトール、ジブチルアセテートプロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルカルビトールアセテート、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル、および、これらの組合せからなる郡から選択される。
ある実施態様における導電性ペースト１０５の粘度は、チタン製コーンプレートＣ２０／１°を用いたレオメータ（ＨＡＡＫＥTM ＭＡＲＳTMＩＩＩ、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．）で測定したとき、シアレート１０ｓ-1において１０〜３００Ｐａ・ｓ、別の実施態様では１５〜１００Ｐａ・ｓ、別の実施態様では２０〜５０Ｐａ・ｓである。
溶媒は、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において少なくとも５重量部、別の実施態様では少なくとも６．５重量部、別の実施態様では少なくとも７．８重量部、別の実施態様では少なくとも８．８重量部である。溶媒は、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において２０重量部以下、別の実施態様では１５重量部以下、別の実施態様では１３重量部以下である。溶媒は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、少なくとも２重量％、別の実施態様では少なくとも４重量％、別の実施態様では少なくとも６重量％、別の実施態様では少なくとも７．５重量％である。ある実施態様において、溶媒は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、２５重量％以下、別の実施態様では２０重量％以下、別の実施態様では１５重量％以下である。
ポリマー
ポリマーは、溶媒に可溶性である。導電性ペースト１０５は、少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの２種のポリマーを含む。なお、本願における分子量（Ｍｗ）は、重量平均分子量を意味する。分子量は、高速液体クロマトグラフィー（Ａｌｌｉａｎｃｅ ２６９５、日本ウォーターズ株式会社）等で測定されうる。
ポリマーは、溶媒に可溶性である。導電性ペースト１０５は、少なくとも第１ポリマーおよび第２ポリマーの２種のポリマーを含む。なお、本願における分子量（Ｍｗ）は、重量平均分子量を意味する。分子量は、高速液体クロマトグラフィー（Ａｌｌｉａｎｃｅ ２６９５、日本ウォーターズ株式会社）等で測定されうる。
第１ポリマーは、第２ポリマーより分子量が小さい。第１ポリマーの分子量（Ｍｗ）は、５，０００〜９５，０００である。第１ポリマーの分子量は、別の実施態様においては少なくとも８，０００、別の実施態様では少なくとも１０，０００、別の実施態様では少なくとも１８，０００、別の実施態様では少なくとも２５，０００、別の実施態様では少なくとも３２，０００、である。第１ポリマーの分子量は、別の実施態様では８８，０００以下、別の実施態様では７９，０００以下、別の実施態様では６８，０００以下、別の実施態様では６０，０００以下、別の実施態様では５５，０００以下、別の実施態様では４９，０００以下、である。
第１ポリマーは、ある実施態様において、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、および、それらの混合物からなる群から選択される。第１ポリマーは、別の実施態様において、エチルセルロースである。
第１ポリマーのガラス転移点は、ある実施態様において−３０〜２５０℃、別の実施態様において１０〜１８０℃、別の実施態様において８０〜１５０℃、である。
第１ポリマーは、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において少なくとも０．０１重量部、別の実施態様では少なくとも０．０５重量部、別の実施態様では少なくとも０．１重量部、である。第１ポリマーは、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において２重量部以下、別の実施態様では１．４重量部以下、別の実施態様では０．９重量部以下、別の実施態様では０．５重量部以下、である。
第１ポリマーは、導電性ペースト１０５の総重量に対して、ある実施態様において少なくとも０．０５重量％、別の実施態様では少なくとも０．０８重量％、別の実施態様では少なくとも０．１重量％である。第１ポリマーは、導電性ペースト１０５の総重量に対して、ある実施態様において１．５重量％以下、別の実施態様では１．０重量％以下、別の実施態様では０．５重量％以下、である。
第２ポリマーは、第１ポリマーより分子量が大きい。第２ポリマーの分子量（Ｍｗ）は、１００，０００〜９００，０００である。第２ポリマーの分子量は、別の実施態様においては少なくとも１０５，０００、別の実施態様では少なくとも１１５，０００、別の実施態様では少なくとも１５０，０００、である。第２ポリマーの分子量は、別の実施態様においては７８０，０００以下、別の実施態様では６１０，０００以下、別の実施態様では４８０，０００以下、別の実施態様では３５０，０００以下、別の実施態様では２００，０００以下、である。
第２ポリマーは、ある実施態様において、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、および、それらの混合物からなる群から選択される。第２ポリマーは、別の実施態様において、エチルセルロース、アクリル樹脂、またはこれらの混合物である。
第２ポリマーのガラス転移点は、ある実施態様において−３０〜２５０℃、別の実施態様において１０〜１８０℃、別の実施態様において８０〜１５０℃、である。
第２ポリマーは、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において少なくとも０．０１重量部、別の実施態様では少なくとも０．０５重量部、別の実施態様では少なくとも０．１重量部、である。第２ポリマーは、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において２重量部以下、別の実施態様では１．４重量部以下、別の実施態様では０．９重量部以下、別の実施態様では０．５重量部以下、である。
第２ポリマーは、導電性ペースト１０５の総重量に対して、ある実施態様において少なくとも０．０５重量％、別の実施態様では少なくとも０．０８重量％、別の実施態様では少なくとも０．１重量％である。第２ポリマーは、導電性ペースト１０５の総重量に対して、ある実施態様において１．５重量％以下、別の実施態様では１．０重量％以下、別の実施態様では０．５重量％以下である。
第１ポリマーおよび第２ポリマーの混合重量比（第１ポリマー：第２ポリマー）は、ある実施態様において１０：１〜０．１：１、別の実施態様において５：１〜０．５：１、別の実施態様において２：１〜０．８：１である。
第１ポリマーおよび第２ポリマーの総含有量は、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において少なくとも０．０２重量部、別の実施態様では少なくとも０．１重量部、別の実施態様では少なくとも０．２重量部、である。第１ポリマーおよび第２ポリマーの総含有量は、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において４重量部以下、別の実施態様では２．８重量部以下、別の実施態様では１．８重量部以下、別の実施態様では１．１重量部以下、である。第１ポリマーおよび第２ポリマーの総含有量は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、少なくとも０．０１重量％、別の実施態様では少なくとも０．０５重量％、別の実施態様では少なくとも０．１重量％、別の実施態様では少なくとも０．１５重量％である。ある実施態様において、溶媒は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、２重量％以下、別の実施態様では１重量％以下、別の実施態様では０．５重量％以下である。
ある実施態様において、第２ポリマーの分子量は、第１ポリマーの分子量よりも１０，０００以上大きい。別の実施態様では、第２ポリマーの分子量は、第１ポリマーの分子量よりも４０，０００以上大きく、別の実施態様では８０，０００以上大きく、別の実施態様では１００，０００以上大きく、別の実施態様では１３０，０００以上大きい。
なお、ある実施態様において、第１ポリマーおよび第２ポリマーの混合物の分子量分布が２つのピークを持っていてもよい。別の実施態様において、第１ポリマーの分子量分布と第２ポリマーの分子量分布とが互いに異なっていてもよい。別の実施態様において、互いに分子量（Ｍｗ）の異なる第１ポリマーと第２ポリマーとが異なる種類のポリマーであってもよい。
添加剤
導電性ペースト１０５の所望する特性に合わせて、界面活性剤、分散剤、乳化剤、安定剤、可塑剤などの添加剤をさらに含めることができる。ある実施態様において、導電性ペースト１０５は、ガラスフリットを含まない。ある実施態様において、導電性ペースト１０５は、硬化剤または架橋材を含まない。
導電性ペースト１０５の所望する特性に合わせて、界面活性剤、分散剤、乳化剤、安定剤、可塑剤などの添加剤をさらに含めることができる。ある実施態様において、導電性ペースト１０５は、ガラスフリットを含まない。ある実施態様において、導電性ペースト１０５は、硬化剤または架橋材を含まない。
特定の理論に限定されないが、本発明においては、第１ポリマーも第２ポリマーも導電性ペースト中に適度なレオロジーを付与するという機能を果たす一方、特に第２ポリマーは導電性ペースト中の溶媒を保持し塗布後のペースト表面に粘着性を与えるという機能を果たすため、結果として製造プロセス中に、電子部品を導電性ペーストの層に十分に接着させることができるようになると考えられる。あるいは、特定の理論に限定されないが、第１ポリマーは、導電性ペーストに適度なレオロジーを付与した状態で、分子量の大きい第２ポリマーによって溶媒の蒸発が抑えられており、更にこの第２ポリマーが塗布後のペースト表面に粘着性を与えるという機能を果たしているため、結果として製造プロセス中に、電子部品を導電性ペーストの層に十分に接着させることができるようになると考えられる。
本発明は以下の実施例によって説明されるが、それらに限定されない。
導電性ペーストを以下の手順によって調製した。
銀粉を、有機溶媒、第１ポリマーおよび第２ポリマーおよび界面活性剤の混合物に分散させた。分散は、ミキサーで各材料を混ぜた後、三本ロールミルにかけて行った。銀粉は、粒径（Ｄ５０）が０．４μｍである球形銀粉および粒径（Ｄ５０）が１．６μｍであるフレーク状銀粉の混合粉であった。第１ポリマーは、分子量４４，２６５のエチルセルロース（Ｅｔｈｏｃｅｌ（登録商標） Ｎ４、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）であった。第２ポリマーは、分子量１３５，０２１のエチルセルロース（Ｅｔｈｏｃｅｌ（登録商標） ＳＴＤ４５、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）または分子量１８７，８００のエチルセルロース（Ｅｔｈｏｃｅｌ（登録商標） ＳＴＤ２００、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）であった。第１ポリマーおよび第２ポリマーのガラス転移点（Ｔｇ）は、分子量に係らず約１３０℃であった。ポリマーの分子量は、高速液体クロマトグラフィー（Ａｌｌｉａｎｃｅ ２６９５、日本ウォーターズ株式会社）で測定した。各材料の含有量は、第１表に示す。界面活性剤の含有量は、０．０１重量部であった。
銀粉を分散させて得た導電性ペーストの粘度は、２５〜３０Ｐａ・ｓであった。粘度の測定には、レオメータ（ＨＡＡＫＥTM ＭＡＲＳTM ＩＩＩ、チタン製コーンプレート：Ｃ２０／１°、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）を用いた。
次に、導電性ペーストをガラス基板に塗布して、導電性ペーストの層を得た。なお、このガラス基板を、導電層を含むガラス基板としても、同様な結果が得られると考えられる。ガラス基板（５０ｍｍ幅、７５ｍｍ長さ、１ｍｍ厚）に、１５ｍｍ幅の間隔を空けてスコッチテープを貼った。スコッチテープの間にスクレーパーを用いて導電性ペーストを塗布した後、スコッチテープを剥がして、角型パターン（１５ｍｍ幅、４０ｍｍ長さ、１５０μｍ厚）の導電性ペーストの層を形成した。導電性ペーストの層をオーブンにて８０℃１５分乾燥させた。
乾燥後、導電性ペーストの層の上表面の接着性を、引張試験機（ＣＨＡＴＩＬＬＯＮ（登録商標） ＴＣＭ ２０１−ＳＳ、Ｗａｇｎｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）で測定した。装置のヘッドを、１００ｇｆの力で５秒間、導電性ペーストの層の表面にプレスした後、０．１インチ／分のスピードで、引上げた。装置のヘッドが導電性ペーストの層の表面から離れたときの張力を剥離強度とした。
結果を、第１表に示す。剥離強度は、比較例１の結果を１００としたときの相対値で表した。剥離強度は、低分子量の第１ポリマーのみを用いた比較例１を１００としたとき、低分子量の第１ポリマーおよび高分子量の第２ポリマーを混合した実施例１および２では、それぞれ１１８および１４４と向上した。
次に、第２ポリマーのエチルセルロースをアクリル樹脂に置き換えたこと以外、実施例１と同じ材料および手順で導電性ペーストを得て、剥離強度を測定した。アクリル樹脂は、分子量１４２，０００で、ガラス転移点が２０℃であった（Ｅｌｖａｃｉｔｅ（登録商標） ２０４４、Ｌｕｃｉｔｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社製）。結果を第２表に示す。剥離強度は、低分子量の第１ポリマーのみを用いた比較例１を１００としたとき、低分子量の第１ポリマーおよび高分子量の第２ポリマーを混合した実施例３でそれぞれ１３５と向上した。
１００ 電子デバイス
１０１ 基板
１０３ 導電層
１０５ 導電性ペースト
１０７ 電子部品
１０１ 基板
１０３ 導電層
１０５ 導電性ペースト
１０７ 電子部品
Claims (15)
- 導電層を含む基板を準備する工程と、
導電層の上に導電性ペーストを塗布する工程であって、導電性ペーストが、１００重量部の金属粉、５〜２０重量部の溶媒、および、０．０５〜３重量部のポリマーを含む、接合用の導電性ペーストであり、ポリマーが、第１ポリマーおよび第２ポリマーを含み、第１ポリマーの分子量（Ｍｗ）が５，０００〜９５，０００であり、第２ポリマーの分子量（Ｍｗ）が１００，０００〜３００，０００である、工程と、
塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する工程と、
導電性ペーストを加熱して、導電層と電子部品とを接合する工程とを含む、電子デバイスの製造方法。 - 金属粉の粒径（Ｄ５０）は、０．０１〜５μｍである、請求項１に記載の製造方法。
- 第１ポリマーが、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１または２に記載の製造方法。
- 第２ポリマーが、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
- 第１ポリマーおよび第２ポリマーの重量比（第１ポリマー：第２ポリマー）が、１：０．５〜１：２である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
- 第２ポリマーの分子量が、第１ポリマーの分子量よりも１０，０００以上大きい、請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
- 電子部品が、半導体チップである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法。
- 電子部品が、ニッケル、金、およびそれらの合金からなる群から選択されるメッキ層を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
- 導電層の上に導電性ペーストを塗布した後、塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する前に、４０〜１５０℃で乾燥する工程を更に含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法。
- １００重量部の金属粉、５〜２０重量部の溶媒、および、０．０５〜３重量部のポリマーを含む、接合用の導電性ペーストであって、ポリマーが、第１ポリマーおよび第２ポリマーを含み、第１ポリマーの分子量（Ｍｗ）が５，０００〜９５，０００であり、第２ポリマーの分子量（Ｍｗ）が１００，０００〜３００，０００である、導電性ペースト。
- 金属粉の粒径（Ｄ５０）は、０．０１〜５μｍである、請求項１０に記載の導電性ペースト。
- 第１ポリマーが、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１０または１１に記載の導電性ペースト。
- 第２ポリマーが、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
- 第１ポリマーおよび第２ポリマーの重量比（第１ポリマー：第２ポリマー）が、１：０．５〜１：２である、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
- 第２ポリマーの分子量が、第１ポリマーの分子量よりも１０，０００以上大きい、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の導電性ペースト。
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