JP6923063B2 - Silver paste and its manufacturing method and joint manufacturing method - Google Patents

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本発明は、電子部品を接合する銀ペーストと、この銀ペーストを製造する方法と、この銀ペースト用いて接合体を製造する方法に関する。 The present invention relates to a silver paste for joining electronic parts, a method for producing the silver paste, and a method for producing a bonded body using the silver paste.

従来より、銀ペーストを用いて高出力LED素子やパワー半導体素子等の半導体素子、半導体パッケージのような電子部品をDBC基板(銅張り基板)やリードフレーム等の基板である銅又は銅合金部材の表面に接着・固定(ダイボンディング)するために、銀粉末、熱硬化性樹脂、及び溶媒を含む銀ペーストが用いられている。 Conventionally, silver paste has been used to convert semiconductor elements such as high-power LED elements and power semiconductor elements, and electronic components such as semiconductor packages into copper or copper alloy members that are substrates such as DBC substrates (copper-clad substrates) and lead frames. A silver paste containing silver powder, a thermosetting resin, and a solvent is used for adhering and fixing (die bonding) to the surface.

この種の銀ペーストとして、例えば、銀粉、銀微粒子、脂肪酸銀、アミン及び銀レジネートを含む熱伝導性組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この熱伝導性組成物において、銀粉は平均粒径が0.3μm〜100μmであり、銀微粒子は1次粒子の平均粒子径が50〜150nmであり、銀微粒子の結晶子径が20〜50nmであり、かつ結晶子径に対する平均粒子径の比が1〜7.5である。この熱伝導性組成物は、粘度調整等のために、更にメタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール系溶媒を含有する。特許文献1には、このように構成された熱伝導性組成物では、高い熱伝導率を有する熱伝導体を得ることができることが記載されている。 As this type of silver paste, for example, a thermally conductive composition containing silver powder, silver fine particles, fatty acid silver, amine and silver resinate is disclosed (see, for example, Patent Document 1). In this thermally conductive composition, the silver powder has an average particle size of 0.3 μm to 100 μm, the silver fine particles have an average particle size of 50 to 150 nm, and the silver fine particles have an average particle size of 20 to 50 nm. Yes, and the ratio of the average particle size to the crystallite size is 1 to 7.5. This thermally conductive composition further contains an alcohol solvent such as methanol, ethylene glycol, and propylene glycol for adjusting the viscosity and the like. Patent Document 1 describes that a heat conductive composition having a high thermal conductivity can be obtained with the heat conductive composition configured as described above.

別の銀ペーストとして、平均粒径が1〜200nmである銀微粒子と、ブランケット膨潤率が2.0%以下となる低膨潤性有機溶媒を含む有機溶媒とを含み、低膨潤性有機溶媒の含有率が3.0〜30wt%である導電性ペーストが開示されている(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2には、この導電性ペーストにおいて、銀微粒子の表面の少なくとも一部に有機成分が付着していることが好ましく、この有機成分は銀微粒子の分散性及び導電性等の観点から、アミン及びカルボン酸を含むことが好ましいことが記載されている。また特許文献2には、ブランケット膨潤率が2.0%以下となる低膨潤性有機溶媒としては、官能基としてヒドロキシル基を有する溶媒が好ましく、例えば、ヒドロキシル基を複数有する多価アルコールや、その他1価のアルコール溶媒等を挙げることができること、及びヒドロキシル基を2〜3有している多価アルコールとしては、グリセリン、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−ブタンジオール、プロピレングリコール、2−メチルペンタン−2,4−ジオール等を挙げることができることが記載されている。特許文献2には、この導電性ペーストは、十分な導電性及び基板との良好な密着性を有する微細導電性パターンを形成することができることが記載されている。 As another silver paste, it contains silver fine particles having an average particle size of 1 to 200 nm and an organic solvent containing a low swelling organic solvent having a blanket swelling rate of 2.0% or less, and contains a low swelling organic solvent. A conductive paste having a ratio of 3.0 to 30 wt% is disclosed (see, for example, Patent Document 2). In Patent Document 2, in this conductive paste, it is preferable that an organic component is attached to at least a part of the surface of the silver fine particles, and this organic component is an amine from the viewpoint of dispersibility and conductivity of the silver fine particles. And it is stated that it is preferable to contain a carboxylic acid. Further, in Patent Document 2, as the low swelling organic solvent having a blanket swelling rate of 2.0% or less, a solvent having a hydroxyl group as a functional group is preferable, for example, a polyhydric alcohol having a plurality of hydroxyl groups, and others. Examples of the polyhydric alcohol having a monohydric alcohol solvent and 2 to 3 hydroxyl groups include glycerin, 1,2,4-butanetriol, 1,2,6-hexanetriol, and ethylene. It is described that glycol, diethylene glycol, 1,2-butanediol, propylene glycol, 2-methylpentane-2,4-diol and the like can be mentioned. Patent Document 2 describes that this conductive paste can form a fine conductive pattern having sufficient conductivity and good adhesion to a substrate.

特許第5872545号公報(請求項1、段落[0006]、段落[0051])Japanese Patent No. 5872545 (Claim 1, paragraph [0006], paragraph [0051]) 特許第6329703号公報(請求項1、段落[0010]、段落[0034]、段落[0035]、段落[0052]、段落[0055]、段落[0056])Japanese Patent No. 6329703 (claim 1, paragraph [0010], paragraph [0034], paragraph [0035], paragraph [0052], paragraph [0055], paragraph [0056])

銀ペースト層が塗布されるDBC基板(銅張り基板)やリードフレーム等の銅又は銅合金部材の表面は、CuO、CuO2の酸化皮膜が形成され易い。このため、銅又は銅合金部材の表面に銀めっきやニッケルめっき等のメタライズ層を形成し、その上に銀ペーストを塗布し、チップ素子等の電子部品を接合している。しかしながら、メタライズ層を形成せずに、特許文献1及び2に示される銀ペーストをチップ素子等の電子部品を接合した場合、高い強度で電子部品を銅又は銅合金部材に接合することが困難であった。このため、銅又は銅合金部材の表面に、メタライズ層を設けることなく、直接銀ペースト層を形成して高い強度で電子部品を接合し得る銀ペーストが求められていた。 An oxide film of CuO or CuO 2 is likely to be formed on the surface of a copper or copper alloy member such as a DBC substrate (copper-clad substrate) or a lead frame to which a silver paste layer is applied. Therefore, a metallized layer such as silver plating or nickel plating is formed on the surface of a copper or copper alloy member, a silver paste is applied on the metallized layer, and electronic parts such as a chip element are bonded. However, when the silver paste shown in Patent Documents 1 and 2 is bonded to an electronic component such as a chip element without forming a metallized layer, it is difficult to bond the electronic component to a copper or a copper alloy member with high strength. there were. Therefore, there has been a demand for a silver paste capable of directly forming a silver paste layer and joining electronic components with high strength without providing a metallized layer on the surface of a copper or copper alloy member.

本発明の目的は、銀めっきやニッケルめっき等のメタライズ層を有しない銅又は銅合金部材の表面に、直接接合層を形成して高い強度で電子部品を接合する銀ペースト、その製造方法及び接合体の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is a silver paste that directly forms a bonding layer on the surface of a copper or copper alloy member that does not have a metallized layer such as silver plating or nickel plating to bond electronic parts with high strength, a method for producing the same, and bonding. To provide a method of manufacturing the body.

本発明の第1の観点は、銀粉末と、脂肪酸銀と、脂肪族アミンと、誘電率が30以上の高誘電率アルコールと、誘電率が30未満の溶媒とを含む銀ペーストである。 A first aspect of the present invention is a silver paste containing silver powder, fatty acid silver, an aliphatic amine, a high dielectric constant alcohol having a dielectric constant of 30 or more, and a solvent having a dielectric constant of less than 30.

本発明の第2の観点は、第1の観点に基づく発明であって、前記高誘電率アルコールは、銀ペーストを100質量%とするとき、0.01質量%〜5質量%の割合で前記銀ペーストに含まれる銀ペーストである。 The second aspect of the present invention is an invention based on the first aspect, and the high dielectric constant alcohol is said to be in a proportion of 0.01% by mass to 5% by mass when the silver paste is 100% by mass. It is a silver paste contained in the silver paste.

本発明の第3の観点は、第1又は第2の観点に基づく発明であって、前記銀粉末は、粒径が100nm以上500nm未満である第1銀粒子を55体積%以上95体積%以下の範囲で含み、粒径が50nm以上100nm未満である第2銀粒子を5体積%以上40体積%以下の範囲で含み、粒径が50nm未満である第3銀粒子を5体積%以下の範囲で含む銀ペーストである。 The third aspect of the present invention is an invention based on the first or second aspect, and the silver powder contains 55% by volume or more and 95% by volume or less of the first silver particles having a particle size of 100 nm or more and less than 500 nm. The second silver particles having a particle size of 50 nm or more and less than 100 nm are contained in the range of 5% by volume or more and 40% by volume or less, and the third silver particles having a particle size of less than 50 nm are contained in the range of 5% by volume or less. It is a silver paste contained in.

本発明の第4の観点は、脂肪酸銀と脂肪族アミンと誘電率が30未満の溶媒とを混合して混合物を得る工程と、前記混合物を加熱して撹拌した後に冷却して混合溶液を得る工程と、前記混合溶液と銀粉末と前記誘電率が30以上の高誘電率アルコールとを混練して銀ペーストを得る工程とを含むことを特徴とする銀ペーストの製造方法である。 A fourth aspect of the present invention is a step of mixing a silver fatty acid, an aliphatic amine and a solvent having a dielectric constant of less than 30 to obtain a mixture, and heating and stirring the mixture and then cooling it to obtain a mixed solution. A method for producing a silver paste, which comprises a step of kneading the mixed solution, silver powder, and a high dielectric constant alcohol having a dielectric constant of 30 or more to obtain a silver paste.

本発明の第5の観点は、銅又は銅合金部材の表面に、第1ないし第3のいずれかの観点の銀ペーストを直接塗布して銀ペースト層を形成する工程と、前記銀ペースト層上に電子部品を積層して積層体を作製する工程と、前記積層体を加熱することにより前記銀ペースト層中の銀粉末を焼結させて接合層を形成させ、前記銅又は銅合金部材と前記電子部品とが前記接合層を介して接合された接合体を作製する工程とを含む接合体の製造方法である。 A fifth aspect of the present invention is a step of directly applying the silver paste of any of the first to third aspects to the surface of a copper or copper alloy member to form a silver paste layer, and on the silver paste layer. In the step of laminating electronic parts on the surface to prepare a laminate, and by heating the laminate, the silver powder in the silver paste layer is sintered to form a bonding layer, and the copper or copper alloy member and the copper alloy member are described. It is a method of manufacturing a bonded body including a step of producing a bonded body in which electronic parts are bonded via the bonding layer.

本発明の第1の観点の銀ペーストは、銀粉末と脂肪酸銀と脂肪族アミンと誘電率が30以上の高誘電率アルコールと誘電率が30未満の溶媒とを含む。この銀ペーストを銅又は銅合金部材の表面に直接塗布すると、加熱した際に、誘電率が30以上の高誘電率アルコールが銅又は銅合金部材の表面に存在する酸化膜と反応し、その還元作用によりCuO等の酸化膜を銅又は銅合金部材の表面から取り除く。また、誘電率が30以上の高誘電率アルコールは、銀ペーストに含まれる脂肪酸銀と脂肪族アミンが反応して形成される錯体の銀イオンに接近し易い。この銀ペーストにより形成される銀ペースト層が加熱されると、この高誘電率アルコールにより、錯体の還元反応がより円滑に起こる。錯体の銀が還元されると、銀ナノ粒子になり、この銀ナノ粒子は銀粉末の焼結性を向上させる。その結果、メタライズ層を有しない銅又は銅合金部材であっても、この銅又は銅合金部材の表面に電子部品を高い強度で接合することが可能となる。「銅又は銅合金部材の表面に直接塗布する」とは、銅又は銅合金部材の表面に銀、ニッケル、金等のメタライズ層が形成されていない銅又は銅合金部材の表面に銀ペーストを塗布することを意味する。 The silver paste of the first aspect of the present invention contains silver powder, fatty acid silver, an aliphatic amine, a high dielectric constant alcohol having a dielectric constant of 30 or more, and a solvent having a dielectric constant of less than 30. When this silver paste is applied directly to the surface of a copper or copper alloy member, when heated, a high dielectric constant alcohol having a dielectric constant of 30 or more reacts with an oxide film existing on the surface of the copper or copper alloy member, and the reduction thereof occurs. The action removes an oxide film such as CuO from the surface of the copper or copper alloy member. Further, a high dielectric constant alcohol having a dielectric constant of 30 or more easily approaches the silver ion of the complex formed by the reaction of the fatty acid silver contained in the silver paste and the aliphatic amine. When the silver paste layer formed by the silver paste is heated, the high dielectric constant alcohol causes the reduction reaction of the complex to occur more smoothly. When the silver in the complex is reduced, it becomes silver nanoparticles, which improve the sinterability of the silver powder. As a result, even if the copper or copper alloy member does not have the metallized layer, the electronic component can be bonded to the surface of the copper or copper alloy member with high strength. "Applying directly to the surface of a copper or copper alloy member" means applying a silver paste to the surface of a copper or copper alloy member in which a metallized layer such as silver, nickel, or gold is not formed on the surface of the copper or copper alloy member. Means to do.

本発明の第2の観点の銀ペーストは、高誘電率アルコールの銀ペースト中の含有量が0.01質量%〜5質量%の割合である。この範囲内の高誘電率アルコールは、銀ペースト層を加熱したときに銀ペースト層中に銀錯体から銀ナノ粒子をより一層作り出す効果を奏する。一方、銀ペーストの粘度を必要以上に高めず、銀ペーストのハンドリング性を悪化させず、かつ銀ペーストのポットライフ(使用可能時間)を短くすることがない。 The silver paste according to the second aspect of the present invention contains a high dielectric constant alcohol in the silver paste in a proportion of 0.01% by mass to 5% by mass. High dielectric constant alcohols within this range have the effect of further producing silver nanoparticles from the silver complex in the silver paste layer when the silver paste layer is heated. On the other hand, the viscosity of the silver paste is not increased more than necessary, the handleability of the silver paste is not deteriorated, and the pot life (usable time) of the silver paste is not shortened.

本発明の第3の観点の銀ペーストでは、銀粉末が、粒径が100nm以上500nm未満である第1銀粒子を55体積%以上95体積%以下の範囲で含み、粒径が50nm以上100nm未満である第2銀粒子を5体積%以上40体積%以下の範囲で含み、粒径が50nm未満である第3銀粒子を5体積%以下の範囲で含むので、前記銀粉末が比較的広い粒度分布を有することによって、焼結の際に、第1〜第3銀粒子同士の隙間が小さく緻密になることで、ボイドの少ない接合層を作製できる。 In the silver paste according to the third aspect of the present invention, the silver powder contains the first silver particles having a particle size of 100 nm or more and less than 500 nm in the range of 55% by volume or more and 95% by volume or less, and the particle size is 50 nm or more and less than 100 nm. Since the second silver particles are contained in the range of 5% by volume or more and 40% by volume or less and the third silver particles having a particle size of less than 50 nm are contained in the range of 5% by volume or less, the silver powder has a relatively wide particle size. By having a distribution, the gaps between the first to third silver particles become small and dense at the time of sintering, so that a bonding layer having few voids can be produced.

本発明の第4の観点の銀ペーストの製造方法では、誘電率が30以上の高誘電率アルコールを、混合溶液を調製した後で、混合溶液とともに銀粉末に混合するため、銀ペーストのハンドリング性を悪化させず、かつ銀ペーストのポットライフ(使用可能時間)を短くすることがない。混合液体中で、脂肪酸銀の少なくとも一部と脂肪族アミンの少なくとも一部とが反応して錯体を形成する。銀ペーストが銅又は銅合金部材に塗布された銀ペースト層が加熱されるときに、高誘電率アルコールが錯体の銀を還元して銀ナノ粒子を作り出し、この銀ナノ粒子が銀粉末の焼結性を向上させる。 In the method for producing a silver paste according to the fourth aspect of the present invention, a high dielectric constant alcohol having a dielectric constant of 30 or more is mixed with the silver powder together with the mixed solution after preparing the mixed solution. Does not worsen and does not shorten the pot life (usable time) of silver paste. In the mixed liquid, at least a part of silver fatty acid reacts with at least part of an aliphatic amine to form a complex. When the silver paste layer in which the silver paste is applied to the copper or copper alloy member is heated, the high dielectric constant alcohol reduces the silver in the complex to produce silver nanoparticles, which are the sintered silver powder. Improve sex.

本発明の第5の観点の接合体の製造方法では、先ず、銅又は銅合金部材の表面に、第1ないし第3のいずれかの観点の銀ペーストを直接塗布して銀ペースト層を形成する。次いで銀ペースト層を介して銅又は銅合金部材上に電子部品を積層して積層体を作製し、この積層体を加熱する。銀ペーストが加熱されると、銀ペーストに含まれる高誘電率アルコールの還元作用により銅又は銅合金部材表面のCuO等の酸化膜が除去される。また、この加熱により、銀ペースト中の脂肪酸銀と脂肪族アミンが反応して形成される錯体の銀が、高誘電率アルコールにより、還元されて銀ナノ粒子になる。この銀ナノ粒子が銀粉末の焼結を促進して接合層を形成し、銅又は銅合金部材に電子部品がこの接合層を介して高い強度で接合される。 In the method for producing a bonded body according to the fifth aspect of the present invention, first, a silver paste from any of the first to third aspects is directly applied to the surface of a copper or copper alloy member to form a silver paste layer. .. Next, electronic components are laminated on a copper or copper alloy member via a silver paste layer to prepare a laminate, and the laminate is heated. When the silver paste is heated, the oxide film such as CuO on the surface of the copper or copper alloy member is removed by the reducing action of the high dielectric constant alcohol contained in the silver paste. Further, by this heating, the silver of the complex formed by the reaction of the fatty acid silver and the aliphatic amine in the silver paste is reduced by the high dielectric constant alcohol to become silver nanoparticles. The silver nanoparticles promote the sintering of the silver powder to form a bonding layer, and the electronic component is bonded to the copper or copper alloy member with high strength via the bonding layer.

次に本発明を実施するための形態を説明する。銀ペーストは、銀粉末と脂肪酸銀と脂肪族アミンと誘電率が30以上の高誘電率アルコールと誘電率が30未満の溶媒とを含む。以下、各成分について、詳述する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described. The silver paste contains silver powder, fatty acid silver, an aliphatic amine, a high dielectric constant alcohol having a dielectric constant of 30 or more, and a solvent having a dielectric constant of less than 30. Hereinafter, each component will be described in detail.

〔銀粉末〕
本実施形態の銀粉末は、特に限定されず、市販の銀粉末を使用することができる。好ましくは、互いに粒径が異なる第1銀粒子(第1群の銀粒子)、第2銀粒子(第2群の銀粒子)、及び第3銀粒子(第3群の銀粒子)を含むことが好ましい。これら第1〜第3銀粒子はいずれも一次粒子として互いに凝集し、凝集体(銀粉末)を形成している。第1銀粒子は、粒径が100nm以上500nm未満であることが好ましく、第1〜第3銀粒子の合計量を100体積%とするとき、55体積%以上95体積%以下の範囲で含むことが好ましい。第2銀粒子は、粒径が50nm以上100nm未満であることが好ましく、第1〜第3銀粒子の合計量を100体積%とするとき、5体積%以上40体積%以下の範囲で含むことが好ましい。第3銀粒子は、粒径が50nm未満であることが好ましく、第1〜第3銀粒子の合計量を100体積%とするとき、5体積%以下の範囲で含むことが好ましい。ここでの「体積」は銀粒子そのものの体積を示す。第1〜第3銀粒子の含有割合をそれぞれ前記範囲に限定したのは、比較的広い粒度分布を有することによって、焼結の際に、第1〜第3銀粒子同士の隙間が小さく緻密な凝集体になることにより、ボイドの少ない接合層を作り易くなるからである。第1〜第3銀粒子中の銀の純度は、90質量%以上であることが好ましく、99質量%以上であることがより好ましい。これは、第1〜第3銀粒子の純度が高い方が溶融し易くなるので、第1〜第3銀粒子を比較的低温で焼結させることができるからである。第1〜第3銀粒子中の銀以外の元素としては、Au、Cu、Pdなどを含んでもよい。
[Silver powder]
The silver powder of the present embodiment is not particularly limited, and a commercially available silver powder can be used. Preferably, it contains first silver particles (first group of silver particles), second silver particles (second group of silver particles), and third silver particles (third group of silver particles) having different particle sizes. Is preferable. All of these first to third silver particles aggregate with each other as primary particles to form an agglomerate (silver powder). The particle size of the first silver particles is preferably 100 nm or more and less than 500 nm, and when the total amount of the first to third silver particles is 100% by volume, it is contained in the range of 55% by volume or more and 95% by volume or less. Is preferable. The particle size of the second silver particles is preferably 50 nm or more and less than 100 nm, and when the total amount of the first to third silver particles is 100% by volume, it is contained in the range of 5% by volume or more and 40% by volume or less. Is preferable. The particle size of the third silver particles is preferably less than 50 nm, and when the total amount of the first to third silver particles is 100% by volume, it is preferably contained in the range of 5% by volume or less. The "volume" here indicates the volume of the silver particles themselves. The content ratio of the first to third silver particles is limited to the above range because the particle size distribution is relatively wide, so that the gaps between the first to third silver particles are small and dense during sintering. This is because the agglomerates make it easier to form a bonding layer with few voids. The purity of silver in the first to third silver particles is preferably 90% by mass or more, and more preferably 99% by mass or more. This is because the higher the purity of the first to third silver particles, the easier it is to melt, so that the first to third silver particles can be sintered at a relatively low temperature. The elements other than silver in the first to third silver particles may include Au, Cu, Pd and the like.

粒径が100nm以上500nm未満である第1銀粒子は70体積%以上90体積%以下の範囲で含むことが好ましく、粒径が50nm以上100nm未満である第2銀粒子は10体積%以上30体積%以下の範囲で含むことが好ましく、粒径が50nm未満である第3銀粒子は1体積%以下の範囲で含むことが好ましい。第1〜第3銀粒子の粒度分布が前記範囲内にあることによって、焼結の際に、第1〜第3銀粒子同士の隙間の小さい緻密な銀粉末の凝集体を形成できる効果が高くなり、更にボイドの少ない接合層を作製し易くなる。第1〜第3銀粒子の粒径は、例えばSEM(Scanning Electron Microscope:走査型顕微鏡写真)を用いて、前記銀粉末中の第1〜第3銀粒子の投影面積を測定し、得られた投影面積から円相当径(第1〜第3銀粒子の投影面積と同じ面積を持つ円の直径)を算出し、この算出した粒径を体積基準の粒径に換算することによって得ることができる。具体的な測定方法の例は、後述する実施例中で説明する。第1銀粒子、第2銀粒子及び第3銀粒子に該当しない銀粒子は、銀粉末の全体を100体積%として、5体積%以下に制限することが好ましい。 The first silver particles having a particle size of 100 nm or more and less than 500 nm are preferably contained in the range of 70% by volume or more and 90% by volume or less, and the second silver particles having a particle size of 50 nm or more and less than 100 nm are 10% by volume or more and 30 volumes by volume. The content is preferably in the range of% or less, and the third silver particles having a particle size of less than 50 nm are preferably contained in the range of 1% by volume or less. When the particle size distribution of the first to third silver particles is within the above range, the effect of forming a dense silver powder agglomerate with a small gap between the first to third silver particles is high at the time of sintering. Therefore, it becomes easier to produce a bonding layer having few voids. The particle size of the first to third silver particles was obtained by measuring the projected area of the first to third silver particles in the silver powder using, for example, SEM (Scanning Electron Microscope). It can be obtained by calculating the equivalent circle diameter (the diameter of a circle having the same area as the projected area of the first to third silver particles) from the projected area and converting the calculated particle size into a volume-based particle size. .. An example of a specific measurement method will be described in Examples described later. The silver particles that do not correspond to the first silver particles, the second silver particles, and the third silver particles are preferably limited to 5% by volume or less, with the total amount of the silver powder being 100% by volume.

前記銀粉末は、有機還元剤或いはその分解物からなる有機物を含むことが好ましく、この有機物は、150℃の温度で分解若しくは揮発することが好ましい。有機還元剤の例としては、アスコルビン酸、ギ酸、酒石酸等が挙げられる。有機還元剤或いはその分解物からなる有機物は、第1〜第3銀粒子が凝集した二次粒子(即ち銀ペーストを作製する前の銀粉末)の状態で保存されているときに、第1〜第3銀粒子の表面の酸化を抑制し、第1〜第3銀粒子の相互拡散、即ち保存時における拡散接合を抑制し易くなる。前記有機物は、銀粒子の凝集体を含む銀ペーストを接合対象部材の被接合面に印刷して加熱したときに、容易に分解若しくは揮発して、第1〜第3銀粒子の高活性な表面を露出させることにより、第1〜第3銀粒子同士の焼結反応を進行し易くする効果がある。前記有機物の分解物若しくは揮発物は、接合対象部材の被接合面の酸化膜を還元させる還元能力を有する。銀粉末に含まれる有機物が接合層に残留すると、時間の経過とともに分解して、接合層にボイドを発生させるおそれがある。このため、有機物の含有割合は、第1〜第3銀粒子の合計量を100質量%とするとき、2質量%以下とすることが好ましい。但し、有機物による前記効果を得るためには、有機物の含有割合は第1〜第3銀粒子の合計量を100質量%とするとき、0.05質量%以上であることが好ましい。有機物の含有割合は、より好ましくは第1〜第3銀粒子の合計量を100質量%とするとき、0.1質量%〜1.5質量%である。 The silver powder preferably contains an organic substance composed of an organic reducing agent or a decomposition product thereof, and the organic substance is preferably decomposed or volatilized at a temperature of 150 ° C. Examples of organic reducing agents include ascorbic acid, formic acid, tartaric acid and the like. An organic substance composed of an organic reducing agent or a decomposition product thereof is stored in the state of secondary particles in which the first to third silver particles are aggregated (that is, silver powder before making a silver paste), and the first to third silver particles are stored. It suppresses the oxidation of the surface of the third silver particles, and makes it easier to suppress the mutual diffusion of the first to third silver particles, that is, the diffusion bonding during storage. The organic substance is easily decomposed or volatilized when a silver paste containing an aggregate of silver particles is printed on the surface to be bonded of the member to be bonded and heated, and the highly active surface of the first to third silver particles is formed. By exposing the above, there is an effect that the sintering reaction between the first to third silver particles is facilitated. The decomposition product or volatile substance of the organic substance has a reducing ability to reduce the oxide film on the surface to be bonded of the member to be bonded. If the organic matter contained in the silver powder remains in the bonding layer, it may be decomposed with the passage of time to generate voids in the bonding layer. Therefore, the content ratio of the organic substance is preferably 2% by mass or less when the total amount of the first to third silver particles is 100% by mass. However, in order to obtain the effect of the organic substance, the content ratio of the organic substance is preferably 0.05% by mass or more when the total amount of the first to third silver particles is 100% by mass. The content ratio of the organic substance is more preferably 0.1% by mass to 1.5% by mass when the total amount of the first to third silver particles is 100% by mass.

〔脂肪酸銀〕
本実施形態の脂肪酸銀としては、酢酸銀、シュウ酸銀、プロピオン酸銀、ミリスチン酸銀、酪酸銀等が挙げられる。
[Fatty acid silver]
Examples of the fatty acid silver of the present embodiment include silver acetate, silver oxalate, silver propionate, silver myristate, silver butyrate and the like.

〔脂肪族アミン〕
本実施形態の脂肪族アミンとしては、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン等が挙げられる。脂肪族アミンの炭素数は好ましくは8〜12とすることが望ましい。上記炭素数が小さすぎると脂肪族アミンの沸点が低い傾向があるので、銀ペーストの印刷性が低下するおそれがある。上記炭素数が大きすぎると銀ペースト中の銀粒子の焼結を妨げ、十分な強度を有する接合体が得られないおそれがある。具体的な例として、第1級アミンには、エチルヘキシルアミン、アミノデカン、ドデシルアミン、ノニルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン等があり、第2級アミンには、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジオクチルアミン等があり、第3級アミンには、トリメチルアミン、トリエチルアミン等がある。
[Alphatic amine]
Examples of the aliphatic amine of the present embodiment include primary amines, secondary amines, and tertiary amines. The number of carbon atoms of the aliphatic amine is preferably 8 to 12. If the number of carbon atoms is too small, the boiling point of the aliphatic amine tends to be low, which may reduce the printability of the silver paste. If the number of carbon atoms is too large, the sintering of silver particles in the silver paste may be hindered, and a bonded body having sufficient strength may not be obtained. Specific examples include ethylhexylamine, aminodecane, dodecylamine, nonylamine, hexylamine, octylamine and the like as primary amines, and dimethylamine, diethylamine, dioctylamine and the like as secondary amines. Tertiary amines include trimethylamine, triethylamine and the like.

銀ペーストにおいて、脂肪酸銀に対する脂肪族アミンのモル比、即ち、脂肪族アミンのモル量/脂肪酸銀のモル量は、1.5〜3の範囲内にあることが好ましい。脂肪族アミンの割合が少ないと、固体である脂肪酸銀の割合が相対的に高くなり易くなるため、銀ペースト中に均一に分散しにくくなり、加熱して得た接合層内部にボイドが生じやすくなるおそれがある。脂肪族アミンの割合が多すぎると、過剰量の脂肪族アミンが銀ペースト中の銀粉末の粒成長を招き易く、ペースト粘度が低下し易くなるので印刷性が悪化するおそれがある。脂肪族アミンのモル量/脂肪酸銀のモル量は、1.7〜2.8の範囲内にあることが更に好ましく、2.0〜2.5の範囲内がより一層好ましい。 In the silver paste, the molar ratio of the aliphatic amine to the fatty acid silver, that is, the molar amount of the aliphatic amine / the molar amount of the fatty acid silver is preferably in the range of 1.5 to 3. When the proportion of aliphatic amines is small, the proportion of solid fatty acid silver tends to be relatively high, so that it is difficult to disperse uniformly in the silver paste, and voids are likely to occur inside the bonding layer obtained by heating. There is a risk of becoming. If the proportion of the aliphatic amine is too large, the excessive amount of the aliphatic amine tends to cause the grain growth of the silver powder in the silver paste, and the paste viscosity tends to decrease, which may deteriorate the printability. The molar amount of the aliphatic amine / the molar amount of the silver fatty acid is more preferably in the range of 1.7 to 2.8, and even more preferably in the range of 2.0 to 2.5.

銀ペーストは、脂肪酸銀と脂肪族アミンを含むため、この脂肪酸銀の少なくとも一部と脂肪族アミンの少なくとも一部とが反応して錯体が形成される。この錯体は、銀アミン錯体であると推定される。 Since the silver paste contains silver fatty acid and an aliphatic amine, at least a part of the silver fatty acid and at least a part of the aliphatic amine react to form a complex. This complex is presumed to be a silver amine complex.

(誘電率が30以上の高誘電率アルコール)
誘電率が30以上の高誘電率アルコール(以下、単に高誘電率アルコールという。)としては、ジエチレングリコール(誘電率:34)、プロピレングリコール(誘電率:32)、1,3−プロパンジオール(誘電率:36)、1,2,4−ブタントリオール(誘電率:38)、ポリエチレングリコール(誘電率:30以上)、グリセリン(誘電率:44)等が挙げられる。これらの高誘電率アルコールは1種類で用いても、2種類以上混合して用いてもよい。上記誘電率は、液体用誘電率計(日本ルフト(株)製液体誘電率計Model−871)を用いて22℃で測定した値である。高誘電率アルコールの誘電率は、例えば、82以下である。高誘電率アルコールの誘電率としては、34以上44以下としてもよい。
(High dielectric constant alcohol with a dielectric constant of 30 or more)
Examples of high dielectric constant alcohols having a dielectric constant of 30 or more (hereinafter, simply referred to as high dielectric constant alcohols) include diethylene glycol (dielectric constant: 34), propylene glycol (dielectric constant: 32), and 1,3-propanediol (dielectric constant). : 36), 1,2,4-butanetriol (dielectric constant: 38), polyethylene glycol (dielectric constant: 30 or more), glycerin (dielectric constant: 44) and the like. These high dielectric constant alcohols may be used alone or in admixture of two or more. The above-mentioned dielectric constant is a value measured at 22 ° C. using a liquid dielectric constant meter (a liquid dielectric constant meter Model-871 manufactured by Nippon Luft Co., Ltd.). The dielectric constant of high dielectric constant alcohol is, for example, 82 or less. The dielectric constant of the high dielectric constant alcohol may be 34 or more and 44 or less.

〔溶媒〕
本実施形態の溶媒は、誘電率が30未満の溶媒である。この溶媒としては、例えば、1価アルコール、2価アルコール、アセテート系溶媒、炭化水素系溶媒などが用いられる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせても用いてもよい。
1価アルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール等の他に、脂肪族飽和1価アルコール、脂肪族不飽和アルコール、脂環式アルコール及び芳香族アルコールが挙げられる。
脂肪族飽和1価アルコールには、例えば天然アルコール及び合成アルコール(例えばチーグラーアルコールもしくはオキソアルコール)などの直鎖及び分岐アルコールが含まれ、具体的には2−エチルブタノール、2−メチルペンタノール、4−メチルペンタノール、1−ヘキサノール、2−エチルペンタノール、2−メチルヘキサノール、1−ヘプタノール、、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、2−エチルヘキサノール、1−オクタノール、2−オクタノール、1−ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール及びトリデカノールが挙げられる。
脂肪族不飽和アルコールには、例えばアルケノール及びアルカジエノールが含まれ、具体的には2−プロピルアリルアルコール、2−メチル−4−ペンテノール、1−ヘキセノール、2−エチル−4−ペンテノール、2−メチル−5−ヘキセノール、1−ヘプテノール、2−エチル−5−ヘキセノール、1−オクテノール、1−ノネノール、ウンデセノール、ドデセノール及びゲラニオール等が挙げられる。
脂環式アルコールには、例えばシクロアルカノール及びシクロアルケノールが含まれ、具体的にはメチルシクロヘキサノール及びα−テルピネオール等が挙げられる。
芳香族アルコールとしては、フェネチルアルコール及びサリチルアルコールなどが挙げられる。
2価アルコールとしては、トリエチレングリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールなどがある。
アセテート系溶媒には、ブチルカルビトールアセテート等があり、炭化水素系溶媒としては、デカン、ドデカン、テトラデカン、及びそれらの混合物等がある。
〔solvent〕
The solvent of this embodiment is a solvent having a dielectric constant of less than 30. As the solvent, for example, a monohydric alcohol, a dihydric alcohol, an acetate solvent, a hydrocarbon solvent and the like are used. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the monohydric alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-2-propanol and the like, as well as aliphatic saturated 1 Valuable alcohols, aliphatic unsaturated alcohols, alicyclic alcohols and aromatic alcohols can be mentioned.
The aliphatic saturated monohydric alcohol includes linear and branched alcohols such as natural alcohols and synthetic alcohols (eg, Cheegler alcohols or oxo alcohols), specifically 2-ethylbutanol, 2-methylpentanol, 4 -Methylpentanol, 1-hexanol, 2-ethylpentanol, 2-methylhexanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 2-ethylhexanol, 1-octanol, 2-octanol, 1-nonanol, Examples thereof include decanol, undecanol, dodecanol and tridecanol.
Aliper unsaturated alcohols include, for example, alkenol and alkadienol, specifically 2-propylallyl alcohol, 2-methyl-4-pentenol, 1-hexenol, 2-ethyl-4-pentenol, Examples thereof include 2-methyl-5-hexenol, 1-heptenol, 2-ethyl-5-hexenol, 1-octenol, 1-nonenor, undecenol, dodecenol and geraniol.
The alicyclic alcohol includes, for example, cycloalkanol and cycloalkenol, and specific examples thereof include methylcyclohexanol and α-terpineol.
Examples of aromatic alcohols include phenethyl alcohol and salicyl alcohol.
Examples of the dihydric alcohol include triethylene glycol and 2-ethyl-1,3-hexanediol.
Examples of the acetate solvent include butyl carbitol acetate and the like, and examples of the hydrocarbon solvent include decane, dodecane, tetradecane, and a mixture thereof.

〔樹脂〕
銀ペーストは、更に樹脂を含んでもよい。樹脂としては、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、及びそれらの混合物等が挙げられる。エポキシ系樹脂には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、及びそれらの混合物等があり、シリコーン系樹脂には、メチルシリコーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、ポリエステル変性シリコーン樹脂、及びそれらの混合物等があり、アクリル系樹脂には、アクリレート系モノマー樹脂等がある。これらの樹脂は、銀ペーストの加熱によって硬化し、その硬化体が、銀粉末の焼結体の空隙に充填される。熱硬化性樹脂組成物の硬化体が、銀粉末の焼結体の空隙に充填されることによって、接合層の機械的強度が向上し、更に冷熱サイクル負荷時における接合強度の低下が抑えられる。前記樹脂の含有量は銀ペースト全体を100質量%とするときに0.1質量%〜3質量%の範囲内にあることが好ましい。前記樹脂の含有量が0.1質量%未満であると接合層の機械的強度が向上しないおそれがあり、3質量%を超えると銀粉末の焼結が妨げられ接合層の機械的強度が低下するおそれがある。前記樹脂の更に好ましい含有量は、0.2質量%〜2.5質量%の範囲内であり、より一層好ましい含有量は、0.3質量%〜2.0質量%の範囲内である。
〔resin〕
The silver paste may further contain a resin. Examples of the resin include epoxy-based resins, silicone-based resins, acrylic-based resins, and mixtures thereof. Epoxy-based resins include bisphenol A-type epoxy resins, novolac-type epoxy resins, cyclic aliphatic epoxy resins, and mixtures thereof. Silicone-based resins include methyl silicone resins, epoxy-modified silicone resins, and polyester-modified silicones. There are resins and mixtures thereof, and acrylic resins include acrylate-based monomer resins and the like. These resins are cured by heating the silver paste, and the cured product is filled in the voids of the sintered body of the silver powder. By filling the voids of the sintered body of silver powder with the cured product of the thermosetting resin composition, the mechanical strength of the bonding layer is improved, and the decrease in bonding strength under a cold cycle load is suppressed. The content of the resin is preferably in the range of 0.1% by mass to 3% by mass when the total amount of the silver paste is 100% by mass. If the content of the resin is less than 0.1% by mass, the mechanical strength of the bonding layer may not be improved, and if it exceeds 3% by mass, sintering of silver powder is hindered and the mechanical strength of the bonding layer is lowered. There is a risk of A more preferable content of the resin is in the range of 0.2% by mass to 2.5% by mass, and a further preferable content is in the range of 0.3% by mass to 2.0% by mass.

〔銀ペーストの製造方法〕
このように構成された銀ペーストの製造方法を説明する。先ず、脂肪酸銀と脂肪族アミンと誘電率が30未満の溶媒とを用意し、脂肪酸銀と脂肪族アミンと誘電率が30未満の溶媒とを混合し、混合物を調製する。この混合物の合計量を100質量%とするときに、脂肪酸銀が0.1質量%〜40質量%、脂肪族アミンが0.1質量%〜60質量%、誘電率が30未満の溶媒が80質量%以下の割合で混合することが好ましい。脂肪酸銀、脂肪族アミン及び誘電率が30未満の溶媒の混合割合を前記範囲内に限定したのは、混合液に沈殿等を生じにくいからである。より好ましい混合割合は、脂肪酸銀と脂肪族アミンと誘電率が30未満の溶媒との合計量を100質量%とするときに、脂肪酸銀が20質量%〜30質量%、脂肪族アミンが20質量%〜40質量%、誘電率が30未満の溶媒が40質量%〜60質量%である。
[Manufacturing method of silver paste]
A method for producing the silver paste thus constructed will be described. First, a fatty acid silver, an aliphatic amine and a solvent having a dielectric constant of less than 30 are prepared, and a mixture of fatty acid silver, an aliphatic amine and a solvent having a dielectric constant of less than 30 is prepared. When the total amount of this mixture is 100% by mass, 80% by mass of the solvent having a fatty acid silver of 0.1% by mass to 40% by mass, an aliphatic amine of 0.1% by mass to 60% by mass, and a dielectric constant of less than 30 It is preferable to mix in a proportion of mass% or less. The mixing ratio of the fatty acid silver, the aliphatic amine and the solvent having a dielectric constant of less than 30 is limited to the above range because precipitation and the like are unlikely to occur in the mixed solution. A more preferable mixing ratio is 20% by mass to 30% by mass of silver fatty acid and 20% by mass of aliphatic amine when the total amount of silver fatty acid, aliphatic amine and solvent having a dielectric constant of less than 30 is 100% by mass. 40% by mass to 40% by mass and 40% by mass to 60% by mass of a solvent having a dielectric constant of less than 30.

次に、前記混合物を30℃〜100℃に加熱して5分間〜10時間撹拌して混合液を調製することが好ましい。調製した後に、この混合液を室温(25℃)まで下げて冷却する。これにより脂肪酸銀と脂肪族アミンと誘電率が30未満の溶媒の混合溶液(以下、単に混合溶液という。)が調製される。前記混合物の加熱温度及び加熱時間を前記範囲内とするのは、脂肪酸銀と脂肪族アミンと誘電率が30未満の溶媒とを均一に混合し易くするためである。混合物の加熱温度は、40℃以上80℃以下であることが好ましい。混合物の加熱時間は、10分間以上5時間以下であることが好ましい。 Next, it is preferable to heat the mixture to 30 ° C. to 100 ° C. and stir for 5 minutes to 10 hours to prepare a mixture. After preparation, the mixture is cooled to room temperature (25 ° C.). As a result, a mixed solution of fatty acid silver, an aliphatic amine and a solvent having a dielectric constant of less than 30 (hereinafter, simply referred to as a mixed solution) is prepared. The heating temperature and heating time of the mixture are within the above ranges in order to facilitate uniform mixing of the fatty acid silver, the aliphatic amine, and the solvent having a dielectric constant of less than 30. The heating temperature of the mixture is preferably 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. The heating time of the mixture is preferably 10 minutes or more and 5 hours or less.

次に、前記混合溶液と前記銀粉末と前記高誘電率アルコールとを混合した後、プラネタリー遊星撹拌機等にて撹拌し、更に3本ロールミル等にて混練することにより、銀ペーストを得る。前記銀ペーストを100質量%とするとき、前記銀粉末の含有量は50質量%〜95質量%の範囲内にすることが好ましく、前記高誘電率アルコールの含有量は0.01質量%〜5質量%の範囲内にすることが好ましい。残部が前記混合溶液である。前記銀粉末の含有量を80質量%〜90質量%の範囲内にし、高誘電率アルコールの含有量を0.05質量%〜3質量%の範囲内にすることが更に好ましい。銀ペーストにおいて、前記銀粉末の含有量が少ないと銀ペーストの粘度が低下してダレ等の塗布不良が生じ易くなるおそれがあり、高すぎると粘度が増大してハンドリング性が悪化するおそれがある。高誘電率アルコールを銀粉末及び混合溶液と一緒に混合するのは、高誘電率アルコールを脂肪酸銀と脂肪族アミンと他の溶媒と一緒に混合すると、混合物の粘度が上昇し、銀粉末が混ざりにくくなり、調製した銀ペーストの銀ペーストのハンドリング性を悪化させ、かつポットライフ(使用可能時間)を短くするからである。高誘電率アルコールを混合することにより、上述したように銀ペースト層を加熱したときに銀ペースト層中に銀錯体から銀ナノ粒子を作り出す効果を奏する。以上の理由から、高誘電率アルコールの含有量は上述した範囲であることが好ましい。銀ペーストは前記樹脂を含んでもよい。この場合、冷熱サイクル特性が向上する。樹脂は、混合溶液と銀粉末と高誘電率アルコールとを混合する際に添加してもよい。混合溶液と高誘電率アルコールを混合した後で、銀粉末を添加して混合し、銀ペーストを得てもよい。 Next, the mixed solution, the silver powder, and the high dielectric constant alcohol are mixed, stirred with a planetary planetary stirrer or the like, and further kneaded with a three-roll mill or the like to obtain a silver paste. When the silver paste is 100% by mass, the content of the silver powder is preferably in the range of 50% by mass to 95% by mass, and the content of the high dielectric constant alcohol is 0.01% by mass to 5%. It is preferably in the range of mass%. The rest is the mixed solution. It is more preferable that the content of the silver powder is in the range of 80% by mass to 90% by mass and the content of the high dielectric constant alcohol is in the range of 0.05% by mass to 3% by mass. In the silver paste, if the content of the silver powder is small, the viscosity of the silver paste may decrease and coating defects such as sagging may easily occur, and if it is too high, the viscosity may increase and the handleability may deteriorate. .. Mixing high dielectric constant alcohols with silver powder and mixed solutions is because mixing high dielectric constant alcohols with fatty acid silver, aliphatic amines and other solvents increases the viscosity of the mixture and mixes the silver powder. This is because it becomes difficult, the handleability of the prepared silver paste of the silver paste is deteriorated, and the pot life (usable time) is shortened. By mixing the high dielectric constant alcohol, when the silver paste layer is heated as described above, the effect of producing silver nanoparticles from the silver complex in the silver paste layer is obtained. For the above reasons, the content of the high dielectric constant alcohol is preferably in the above range. The silver paste may contain the resin. In this case, the cold cycle characteristics are improved. The resin may be added when mixing the mixed solution, the silver powder and the high dielectric constant alcohol. After mixing the mixed solution and the high dielectric constant alcohol, silver powder may be added and mixed to obtain a silver paste.

この混合溶液において、脂肪酸銀に対する脂肪族アミンのモル比、即ち、脂肪族アミンのモル量/脂肪酸銀のモル量は、1.5〜3の範囲内とすることが好ましく、1.7〜2.8の範囲内とすることが更に好ましい。このような混合溶液を用いて、銀ペーストを作製すると、混合溶液における脂肪酸銀に対する脂肪族アミンのモル比が、銀ペーストにおける脂肪酸銀に対する脂肪族アミンのモル比となる。 In this mixed solution, the molar ratio of the aliphatic amine to the silver fatty acid, that is, the molar amount of the aliphatic amine / the molar amount of the silver fatty acid is preferably in the range of 1.5 to 3, 1.7 to 2. It is more preferably within the range of 8.8. When a silver paste is prepared using such a mixed solution, the molar ratio of the aliphatic amine to the fatty acid silver in the mixed solution becomes the molar ratio of the aliphatic amine to the fatty acid silver in the silver paste.

〔接合体の製造方法〕
前記銀ペーストを用いて接合体を製造する方法について説明する。
本実施形態の製造方法では、銅又は銅合金部材と電子部品を用意する。この銅又は銅合金部材の表面にはメタライズ層は形成されていない。電子部品としては、半導体チップ、高出力LED素子、パワー半導体素子等の半導体素子、半導体パッケージ等が挙げられる。銅又は銅合金部材には、例えばDBC基板(銅張り基板)や銅合金製のリードフレームが挙げられる。但し、銅又は銅合金部材はDBC基板やリードフレームに限定されない。次いで、銅又は銅合金部材の表面に、前記銀ペーストを、例えば、メタルマスク法等により直接塗布して、所望の平面形状を有する銀ペースト層を形成する。銀ペーストが加熱されると、銀ペーストに含まれる高誘電率アルコールの還元作用により銅又は銅合金部材表面のCuO等の酸化膜が除去される。次に、銀ペースト層を介して銅又は銅合金部材上に電子部品を積層し、積層体を作製する。そして、この積層体を加熱する。例えば、積層体を120℃〜280℃の温度(加熱温度)に10分間〜240分間(加熱時間)加熱保持する。この時の雰囲気として、好ましくは酸素濃度500ppm(体積基準)以下の窒素雰囲気、更に好ましくは酸素濃度100ppm(体積基準)以下の窒素雰囲気にする。銅又は銅合金部材の表面を酸化させないためである。加熱時に、脂肪酸銀と脂肪族アミンとが反応して形成される錯体の銀が、高誘電率アルコールにより、還元されて銀ナノ粒子になる。銀ペースト層中の銀粉末(第1銀粒子と第2銀粒子と第3銀粒子)をこの銀ナノ粒子とともに、焼結させて接合層を形成させ、銅又は銅合金部材に電子部品がこの接合層を介して直接接合された接合体を作製する。前記積層体の加熱温度及び加熱時間を前記範囲内に限定したのは、10分未満では焼結が進みにくくなるおそれがあり、240分を超えても接合特性に変化がなくコスト増となるという理由に基づく。加熱時において、前記積層体に対して、その積層方向への加圧は行わなくてもよい。加圧工程を省いてコストを低減するという理由に基づく。
[Manufacturing method of bonded body]
A method for producing a bonded body using the silver paste will be described.
In the manufacturing method of this embodiment, a copper or copper alloy member and an electronic component are prepared. No metallized layer is formed on the surface of this copper or copper alloy member. Examples of electronic components include semiconductor chips, high-power LED elements, semiconductor elements such as power semiconductor elements, semiconductor packages, and the like. Examples of the copper or copper alloy member include a DBC substrate (copper-clad substrate) and a lead frame made of a copper alloy. However, the copper or copper alloy member is not limited to the DBC substrate and the lead frame. Next, the silver paste is directly applied to the surface of the copper or copper alloy member by, for example, a metal mask method or the like to form a silver paste layer having a desired planar shape. When the silver paste is heated, the oxide film such as CuO on the surface of the copper or copper alloy member is removed by the reducing action of the high dielectric constant alcohol contained in the silver paste. Next, electronic components are laminated on a copper or copper alloy member via a silver paste layer to prepare a laminated body. Then, this laminate is heated. For example, the laminate is heated and held at a temperature of 120 ° C. to 280 ° C. (heating temperature) for 10 minutes to 240 minutes (heating time). The atmosphere at this time is preferably a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 500 ppm (volume basis) or less, and more preferably a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 100 ppm (volume basis) or less. This is because the surface of the copper or copper alloy member is not oxidized. Upon heating, the complex silver formed by the reaction of fatty acid silver and aliphatic amines is reduced by high dielectric constant alcohol to form silver nanoparticles. The silver powder (first silver particles, second silver particles, and third silver particles) in the silver paste layer is sintered together with the silver nanoparticles to form a bonding layer, and the electronic component is formed on the copper or copper alloy member. A bonded body directly bonded via a bonding layer is produced. The reason why the heating temperature and heating time of the laminate are limited to the above ranges is that if less than 10 minutes, sintering may be difficult to proceed, and even if it exceeds 240 minutes, the bonding characteristics do not change and the cost increases. Based on the reason. At the time of heating, it is not necessary to pressurize the laminated body in the laminating direction. It is based on the reason that the pressurization process is omitted to reduce the cost.

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。はじめに、銀粉末を含まない銀ペースト前駆体である混合溶液1〜15及び混合溶液20〜22を説明し、次いで、これらの混合溶液を用いた実施例1〜21及び比較例1〜10を説明する。 Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples. First, mixed solutions 1 to 15 and mixed solutions 20 to 22, which are silver paste precursors containing no silver powder, will be described, and then Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 10 using these mixed solutions will be described. do.

〔銀ペースト前駆体(混合溶液)の製造例〕
<混合溶液1>
先ず、酢酸銀(脂肪酸銀)、アミノデカン(脂肪族アミン)及びブチルカルビトールアセテート(溶媒)を用意し、脂肪酸銀、脂肪族アミン及び溶媒の合計量を100質量%とするとき、酢酸銀(脂肪酸銀)22質量%、アミノデカン(脂肪族アミン)41.3質量%、ブチルカルビトールアセテート(溶媒)36.7質量%の割合で量り取り、これらをスターラーの撹拌子とともにガラス製の容器に入れた。そして、50℃に加熱したホットプレートに前記容器を載せ、スターラーの撹拌子を300rpmで回転させながら、1時間撹拌して混合液を調製した。次いで、この混合液が貯留された容器をホットプレートから降ろしてこの混合液の温度を室温まで下げた。これにより銀ペースト前駆体である脂肪酸銀・脂肪族アミン混合溶液(以下、単に混合溶液という。)である混合溶液1を調製した。
[Production example of silver paste precursor (mixed solution)]
<Mixed solution 1>
First, silver acetate (fatty acid silver), aminodecane (aliphatic amine) and butyl carbitol acetate (solvent) are prepared, and when the total amount of fatty acid silver, aliphatic amine and solvent is 100% by mass, silver acetate (fatty acid) Weighed 22% by mass of silver), 41.3% by mass of aminodecane (aliphatic amine), and 36.7% by mass of butyl carbitol acetate (solvent), and placed them in a glass container together with a stirrer of Stirrer. .. Then, the container was placed on a hot plate heated to 50 ° C., and the mixture was prepared by stirring for 1 hour while rotating the stirrer of the stirrer at 300 rpm. Then, the container in which the mixed solution was stored was removed from the hot plate to lower the temperature of the mixed solution to room temperature. As a result, a mixed solution 1 which is a fatty acid silver / aliphatic amine mixed solution (hereinafter, simply referred to as a mixed solution) which is a silver paste precursor was prepared.

<混合溶液2〜15及び混合溶液20〜22>
混合溶液2〜15及び混合溶液20〜22は、脂肪酸銀、脂肪族アミン及び溶媒として、表1に示す種類のものを用いるとともに、脂肪酸銀、脂肪族アミン及び溶媒を、表1に示すような割合でそれぞれ配合した。混合溶液20は脂肪酸銀を含まず、混合溶液21は脂肪族アミンを含まないため、混合溶液ではないけれども、本明細書では、便宜上、混合溶液20、21も混合溶液と呼ぶ。表1及び表2中の脂肪酸銀の種類の欄において、『A1』は酢酸銀であり、『A2』はシュウ酸銀であり、『A3』はミリスチン酸銀である。表1及び表2中の脂肪族アミンの種類の欄において、『B1』はアミノデカンを示し、『B2』はヘキシルアミンを示し、『B3』はオクチルアミンであり、『B4』はドデシルアミンであり、『B5』はジオクチルアミンである。表1及び表2中の溶媒の種類の欄において、『C1』はブチルカルビトールアセテート(誘電率:7)であり、『C2』はテルピネオール(誘電率:4)であり、『C3』は2−エチル1,3−ヘキサンジオール(誘電率:19)であり、『C4』は1−オクタノール(誘電率:11)であり、『C5』は1,2,4-ブタントリオール(誘電率:38)である。
<Mixed solution 2 to 15 and mixed solution 20 to 22>
As the mixed solutions 2 to 15 and the mixed solutions 20 to 22, the types shown in Table 1 are used as the fatty acid silver, the aliphatic amine and the solvent, and the fatty acid silver, the aliphatic amine and the solvent are as shown in Table 1. Each was mixed in proportion. Although the mixed solution 20 is not a mixed solution because it does not contain silver fatty acid and the mixed solution 21 does not contain an aliphatic amine, the mixed solutions 20 and 21 are also referred to as mixed solutions in the present specification for convenience. In the column of the type of fatty acid silver in Tables 1 and 2, "A1" is silver acetate, "A2" is silver oxalate, and "A3" is silver myristate. In the column of aliphatic amine types in Tables 1 and 2, "B1" indicates aminodecane, "B2" indicates hexylamine, "B3" is octylamine, and "B4" is dodecylamine. , "B5" is a dioctylamine. In the column of solvent types in Tables 1 and 2, "C1" is butyl carbitol acetate (dielectric constant: 7), "C2" is terpineol (dielectric constant: 4), and "C3" is 2. -Ethyl 1,3-hexanediol (dielectric constant: 19), "C4" is 1-octanol (dielectric constant: 11), and "C5" is 1,2,4-butanetriol (dielectric constant: 38). ).

Figure 0006923063
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<比較試験1及び評価>
混合溶液1〜15及び混合溶液20〜22をそれぞれ別々に撹拌しながら130℃に10分間加熱した後、それぞれの混合溶液1gをシリコンウェーハ上に滴下し、25℃の温度で減圧乾燥することにより、乾燥物が表面に付着したウェーハを作製した。そして、このウェーハの表面をSEM(走査電子顕微鏡)観察し、表面に付着した粒子を1000個計数し、画像処理ソフト(Image−J(アメリカ国立衛生研究所:開発))を用いて、抽出した粒子(一次粒子)の投影面積を測定し、得られた投影面積から円相当径を算出し、これを一次粒子径とした。輪郭が視認できない箇所がある粒子については、円相当径を測定しなかった。得られた一次粒子径を、体積基準の粒径に変換し、その体積基準の粒径の平均値を乾燥物の平均粒径とした。前記乾燥物から銀粉末が生じたものを『可』とし、乾燥物から銀粉末が生じなかったもの或いは銀粉末を測定できなかったものを『不可』と判定した。前記乾燥物の平均粒径と、判定結果を表2に示す。表2には、脂肪酸銀の種類と脂肪族アミンの種類と溶媒の種類も示した。
<Comparative test 1 and evaluation>
After heating the mixed solutions 1 to 15 and the mixed solutions 20 to 22 separately at 130 ° C. for 10 minutes, 1 g of each mixed solution is dropped onto a silicon wafer and dried under reduced pressure at a temperature of 25 ° C. , A wafer in which a dried product adhered to the surface was produced. Then, the surface of this wafer was observed by SEM (scanning electron microscope), 1000 particles adhering to the surface were counted, and extracted using image processing software (Image-J (National Institute of Public Health: Development)). The projected area of the particles (primary particles) was measured, and the equivalent circle diameter was calculated from the obtained projected area, which was used as the primary particle diameter. The equivalent circle diameter was not measured for particles with invisible contours. The obtained primary particle size was converted into a volume-based particle size, and the average value of the volume-based particle size was taken as the average particle size of the dried product. The product in which silver powder was produced from the dried product was determined to be "possible", and the product in which silver powder was not produced from the dried product or the silver powder could not be measured was determined to be "impossible". Table 2 shows the average particle size of the dried product and the determination results. Table 2 also shows the types of silver fatty acids, the types of aliphatic amines, and the types of solvents.

Figure 0006923063
Figure 0006923063

表2から明らかなように、混合溶液20は、脂肪酸銀を含まないため、即ち接合層の緻密化に寄与すると期待される銀を含まないため、SEM(走査電子顕微鏡)観察時に銀粉末の発生は見られず、判定結果は不可であった。 As is clear from Table 2, since the mixed solution 20 does not contain the fatty acid silver, that is, it does not contain silver which is expected to contribute to the densification of the bonding layer, silver powder is generated during SEM (scanning electron microscope) observation. Was not seen, and the judgment result was impossible.

混合溶液21は、脂肪族アミンを含まないので、均一な混合溶液が得られず、シリコンウェーハ上での乾燥物が塊となったため、SEM(走査電子顕微鏡)観察で銀粉末を測定することができず、判定結果は不可であった。これは、混合溶液21は、脂肪族アミンを含まないため、脂肪酸銀の分解が十分に進行せずに銀粉末が生成しなかったためであると考えられる。 Since the mixed solution 21 does not contain an aliphatic amine, a uniform mixed solution cannot be obtained, and the dried product on the silicon wafer becomes a lump. Therefore, the silver powder can be measured by SEM (scanning electron microscope) observation. The judgment result was not possible. It is considered that this is because the mixed solution 21 does not contain an aliphatic amine, so that the decomposition of the fatty acid silver did not proceed sufficiently and the silver powder was not produced.

混合溶液22は、溶媒として誘電率が30以上の1,2,4-ブタントリオール(誘電率:38)を用いたため、混合溶液22の加熱撹拌時点で銀粉末が過剰析出してしまい、更に減圧乾燥することで巨大凝集物となったため、SEM(走査電子顕微鏡)観察時に銀粉末の粒径を測定できず、判定結果は不可であった。 Since 1,2,4-butanetriol (dielectric constant: 38) having a dielectric constant of 30 or more was used as the solvent for the mixed solution 22, silver powder was excessively precipitated at the time of heating and stirring the mixed solution 22, and the pressure was further reduced. Since it became a huge agglomerate by drying, the particle size of the silver powder could not be measured during SEM (scanning electron microscope) observation, and the determination result was impossible.

これらに対し、混合溶液1〜15の混合溶液は、脂肪酸銀と脂肪族アミンと誘電率が30未満の溶媒とを含むので、SEM(走査電子顕微鏡)観察時に平均粒径50nm〜100nmの銀粉末の発生が見られ、判定結果は可であった。これは、混合溶液1〜15が脂肪酸銀及び脂肪族アミンを含むので、加熱により有機物が速やかに分解され、高活性な表面を露出させた銀ナノ粒子が容易に形成されたからであると推定される。 On the other hand, since the mixed solution of the mixed solutions 1 to 15 contains fatty acid silver, an aliphatic amine, and a solvent having a dielectric constant of less than 30, silver powder having an average particle size of 50 nm to 100 nm when observed by SEM (scanning electron microscope). Was observed, and the judgment result was acceptable. It is presumed that this is because the mixed solutions 1 to 15 contain silver fatty acid and an aliphatic amine, so that the organic matter is rapidly decomposed by heating and silver nanoparticles having a highly active surface exposed are easily formed. NS.

〔銀ペーストの製造例〕
先ず、実施例1〜21及び比較例1〜10で調製される銀ペーストの原料として用いられる銀粉末の調製方法について述べる。これらの10種類の銀粉末を以下の表3において、『No.1〜No.10』で示す。表3には、10種類の銀粉末中の有機物含有量も示す。
[Production example of silver paste]
First, a method for preparing silver powder used as a raw material for the silver paste prepared in Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 10 will be described. These 10 types of silver powder are shown in "No. 1 to No. 10" in Table 3 below. Table 3 also shows the organic matter content in the 10 types of silver powder.

Figure 0006923063
Figure 0006923063

表3に示すNo.1の銀粉末(第1〜第3銀粒子の混合物/凝集体)は次のようにして調製した。先ず、D10、D50及びD90がそれぞれ20nm、50nm及び100nmである銀微粒子(原料粉A)と、D10、D50及びD90がそれぞれ150nm、300nm及び500nmである銀微粒子(原料粉B)とを用意した。銀微粒子(原料粉A)と銀微粒子(原料粉B)の調製方法は後述する。各銀微粒子のD10、D50及びD90は、銀微粒子の粒度分布曲線から求めた。銀微粒子の粒度分布曲線は、後述する動的光散乱法により測定した。No.1の銀粉末は、原料粉Aと、原料粉Bとを、質量比で1:3の割合にて混合し、銀微粒子混合物を得た。 The No. 1 silver powder (mixture / aggregate of first to third silver particles) shown in Table 3 was prepared as follows. First, silver fine particles (raw material powder A) in which D10, D50 and D90 are 20 nm, 50 nm and 100 nm, respectively, and silver fine particles (raw material powder B) in which D10, D50 and D90 are 150 nm, 300 nm and 500 nm, respectively, were prepared. .. The method for preparing the silver fine particles (raw material powder A) and the silver fine particles (raw material powder B) will be described later. D10, D50 and D90 of each silver fine particle were obtained from the particle size distribution curve of the silver fine particle. The particle size distribution curve of the silver fine particles was measured by the dynamic light scattering method described later. For the No. 1 silver powder, the raw material powder A and the raw material powder B were mixed at a mass ratio of 1: 3 to obtain a silver fine particle mixture.

次いで、この銀微粒子混合物とアスコルビン酸ナトリウム(有機還元剤)と水とを、質量比で10:1:89となる割合にて混合し、銀微粒子スラリーを調製した。この銀微粒子スラリーを、90℃の温度で3時間加熱して、銀微粒子を還元処理した。次に、銀微粒子スラリーを室温まで放冷した後、遠心分離器を用いて、固形物を分離して回収した。この回収した固形物(含水銀微粒子凝集体)を数回水洗し、乾燥して、表3に示すNo.1の銀粉末(第1〜第3銀粒子の混合物/凝集体)を得た。 Next, this silver fine particle mixture, sodium ascorbate (organic reducing agent), and water were mixed at a mass ratio of 10: 1: 89 to prepare a silver fine particle slurry. The silver fine particle slurry was heated at a temperature of 90 ° C. for 3 hours to reduce the silver fine particles. Next, the silver fine particle slurry was allowed to cool to room temperature, and then the solid matter was separated and recovered using a centrifuge. The recovered solid (mercury-containing fine particle agglomerates) was washed with water several times and dried to obtain No. 1 silver powder (mixture / agglomerates of first to third silver particles) shown in Table 3.

No.2の銀粉末は、銀微粒子(原料粉A)と銀微粒子(原料粉B)との混合割合を、質量比で1:1としたこと以外は、上述したNo.1の銀粉末の調製方法と同様にして、得た。 The No. 2 silver powder is the same as the No. 1 silver powder described above, except that the mixing ratio of the silver fine particles (raw material powder A) and the silver fine particles (raw material powder B) is 1: 1 by mass ratio. Obtained in the same manner as the preparation method.

No.3の銀粉末は、銀微粒子(原料粉A)と銀微粒子(原料粉B)との混合割合を、質量比で1:5としたこと以外は、上述したNo.1の銀粉末の調製方法と同様にして、得た。 The No. 3 silver powder is the same as the No. 1 silver powder described above, except that the mixing ratio of the silver fine particles (raw material powder A) and the silver fine particles (raw material powder B) is 1: 5 by mass ratio. Obtained in the same manner as the preparation method.

No.4の銀粉末は、以下の方法で得た。50℃に保持した1200gのイオン交換水に、50℃に保持した900gの硝酸銀水溶液と、50℃に保持した600gのクエン酸ナトリウム水溶液とを、5分かけて同時に滴下し、クエン酸銀スラリーを調製した。イオン交換水中に硝酸銀水溶液とクエン酸ナトリウム水溶液を同時に滴下している間、イオン交換水を撹拌し続けた。硝酸銀水溶液中の硝酸銀の濃度は66質量%であり、クエン酸ナトリウム水溶液中のクエン酸の濃度は56質量%であった。次いで、50℃に保持したクエン酸銀スラリーに、50℃に保持した300gのギ酸ナトリウム水溶液を30分かけて滴下して混合スラリーを得た。このギ酸ナトリウム水溶液中のギ酸の濃度は58質量%であった。次に、前記混合スラリーに所定の熱処理を行った。具体的には、前記混合スラリーを昇温速度10℃/時間で最高温度60℃まで昇温し、60℃(最高温度)で30分保持した後に、60分間かけて20℃まで温度を下げた。これにより銀粉末スラリーを得た。前記銀粉末スラリーを遠心分離機に入れて1000rpmの回転速度で10分間回転させた。これにより銀粉末スラリー中の液層が除去され、脱水及び脱塩された銀粉末スラリーを得た。この脱水及び脱塩された銀粉末スラリーを凍結乾燥法により30時間乾燥することで、表3に示す体積基準の粒径の粒度分布を有するNo.4の銀粉末を得た。 No. 4 silver powder was obtained by the following method. A 900 g silver nitrate aqueous solution kept at 50 ° C. and a 600 g sodium citrate aqueous solution kept at 50 ° C. were simultaneously added dropwise to 1200 g of ion-exchanged water held at 50 ° C. over 5 minutes to prepare a silver citrate slurry. Prepared. The ion-exchanged water was continuously stirred while the silver nitrate aqueous solution and the sodium citrate aqueous solution were simultaneously added dropwise to the ion-exchanged water. The concentration of silver nitrate in the silver nitrate aqueous solution was 66% by mass, and the concentration of citric acid in the sodium citrate aqueous solution was 56% by mass. Then, 300 g of an aqueous sodium formate solution kept at 50 ° C. was added dropwise to the silver citrate slurry held at 50 ° C. over 30 minutes to obtain a mixed slurry. The concentration of formic acid in this sodium formate aqueous solution was 58% by mass. Next, the mixed slurry was subjected to a predetermined heat treatment. Specifically, the mixed slurry was raised to a maximum temperature of 60 ° C. at a heating rate of 10 ° C./hour, held at 60 ° C. (maximum temperature) for 30 minutes, and then lowered to 20 ° C. over 60 minutes. .. As a result, a silver powder slurry was obtained. The silver powder slurry was placed in a centrifuge and rotated at a rotation speed of 1000 rpm for 10 minutes. As a result, the liquid layer in the silver powder slurry was removed to obtain a dehydrated and desalted silver powder slurry. The dehydrated and desalted silver powder slurry was dried by a freeze-drying method for 30 hours to obtain No. 4 silver powder having a volume-based particle size distribution shown in Table 3.

No.5の銀粉末は、銀微粒子(原料粉A)と銀微粒子(原料粉B)との混合割合を、質量比で2:1としたこと以外は、上述したNo.1の銀粉末の調製方法と同様にして、得た。 The No. 5 silver powder is the same as the No. 1 silver powder described above, except that the mixing ratio of the silver fine particles (raw material powder A) and the silver fine particles (raw material powder B) is 2: 1 by mass ratio. Obtained in the same manner as the preparation method.

No.6の銀粉末は、銀微粒子(原料粉A)と銀微粒子(原料粉B)との混合割合を、質量比で1:6としたこと以外は、上述したNo.1の銀粉末の調製方法と同様にして、得た。 The No. 6 silver powder is the same as the No. 1 silver powder described above, except that the mixing ratio of the silver fine particles (raw material powder A) and the silver fine particles (raw material powder B) is 1: 6 by mass ratio. Obtained in the same manner as the preparation method.

No.7の銀粉末は、銀微粒子(原料粉A)と銀微粒子(原料粉B)との混合割合を、質量比で2:9としたこと以外は、上述したNo.1の銀粉末の調製方法と同様にして、得た。 The No. 7 silver powder is the same as the No. 1 silver powder described above, except that the mixing ratio of the silver fine particles (raw material powder A) and the silver fine particles (raw material powder B) is 2: 9 by mass ratio. Obtained in the same manner as the preparation method.

No.8の銀粉末は、銀微粒子(原料粉A)と銀微粒子(原料粉B)とを混合することなく、銀微粒子(原料粉A)のみを用いたこと以外は、上述したNo.1の銀粉末の調製方法と同様にして、得た。 The silver powder of No. 8 was No. 1 described above except that only the silver fine particles (raw material powder A) were used without mixing the silver fine particles (raw material powder A) and the silver fine particles (raw material powder B). It was obtained in the same manner as in the preparation method of the silver powder of.

No.9の銀粉末は、銀微粒子(原料粉A)と銀微粒子(原料粉B)との混合割合を、質量比で4:3としたこと以外は、上述したNo.1の銀粉末の調製方法と同様にして、得た。 The No. 9 silver powder is the same as the No. 1 silver powder described above, except that the mixing ratio of the silver fine particles (raw material powder A) and the silver fine particles (raw material powder B) is 4: 3 in mass ratio. Obtained in the same manner as the preparation method.

No.10の銀粉末は、銀微粒子(原料粉A)と銀微粒子(原料粉B)との混合割合を、質量比で1:9としたこと以外は、上述したNo.1の銀粉末の調製方法と同様にして、得た。 The No. 10 silver powder is the same as the No. 1 silver powder described above, except that the mixing ratio of the silver fine particles (raw material powder A) and the silver fine particles (raw material powder B) is 1: 9 by mass ratio. Obtained in the same manner as the preparation method.

上記銀粉末(原料粉A)は、硝酸銀とクエン酸と水酸化カリウムとを、硝酸銀中の銀イオンに対して等モル比(1:1:1)となるよう蒸留水中で混合して懸濁液を作製した。この懸濁液に、銀イオン1に対して2のモル比で酢酸ヒドラジンを加える。酢酸ヒドラジンを加えた懸濁液を40℃の液温で反応させ、得られた反応液スラリーから洗浄、回収、乾燥することで得られた。 The silver powder (raw material powder A) is suspended by mixing silver nitrate, citric acid, and potassium hydroxide in distilled water so as to have an equimolar ratio (1: 1: 1) with respect to silver ions in silver nitrate. A liquid was prepared. Hydrazine acetate is added to this suspension in a molar ratio of 2 to 1 silver ion. The suspension to which hydrazine acetate was added was reacted at a liquid temperature of 40 ° C., and was washed, recovered and dried from the obtained reaction liquid slurry.

銀微粒子(原料粉B)は、硝酸銀水溶液とアンモニア水と蒸留水とを混合し銀濃度が22g/Lである銀アンミン水溶液を調製し、この銀アンミン水溶液に、還元液を加え、生じた銀粒子スラリーを洗浄、回収、乾燥することで得られた。還元液は、ヒドロキノン水溶液と水酸化ナトリウム水溶液との混合液であり、酸化還元電位がAg/AgCl基準で−380mVとなるように調製された液である。 For the silver fine particles (raw material powder B), a silver nitrate aqueous solution, ammonia water, and distilled water were mixed to prepare a silver ammine aqueous solution having a silver concentration of 22 g / L, and a reducing solution was added to the silver ammine aqueous solution to generate silver. It was obtained by washing, recovering, and drying the particle slurry. The reducing solution is a mixed solution of an aqueous solution of hydroquinone and an aqueous solution of sodium hydroxide, and is a solution prepared so that the redox potential is -380 mV based on Ag / AgCl.

<銀粒子の粒度分布の測定方法>
SEMを用いて、第1〜第3銀粒子が凝集した凝集体(二次粒子)500個の画像を取得し、各銀粒子凝集体に含まれている銀粒子(一次粒子)の粒径を測定した。このときSEMの装置倍率は100000倍とした。500個の銀粒子凝集体のSEM画像から、銀粒子(一次粒子)の全体の輪郭が視認できる銀粒子を抽出した。次いで、画像処理ソフト(Image−J)を用いて、抽出した銀粒子の投影面積を測定し、得られた投影面積から円相当径を算出し、これを銀粒子の粒径とした。輪郭が視認できない箇所がある銀粒子については、円相当径を測定しなかった。得られた銀粒子の粒径を、体積基準の粒径に変換し、その体積基準の粒径の粒度分布を求めた。その結果を表3に示す。
<Measurement method of particle size distribution of silver particles>
Using SEM, 500 images of aggregates (secondary particles) in which the first to third silver particles are aggregated are acquired, and the particle size of the silver particles (primary particles) contained in each silver particle aggregate is determined. It was measured. At this time, the device magnification of the SEM was set to 100,000 times. From the SEM image of 500 silver particle aggregates, silver particles in which the entire outline of the silver particles (primary particles) can be visually recognized were extracted. Next, the projected area of the extracted silver particles was measured using image processing software (Image-J), and the equivalent circle diameter was calculated from the obtained projected area, which was used as the particle size of the silver particles. The diameter equivalent to the circle was not measured for silver particles whose contours could not be visually recognized. The particle size of the obtained silver particles was converted into a volume-based particle size, and the particle size distribution of the volume-based particle size was obtained. The results are shown in Table 3.

<有機物の含有量の測定方法>
No.1〜No.10の銀粉末中の有機物の含有量は次の方法で算出した。混合溶液と混合する前の銀粉末を量り取り、大気中にて150℃の温度で30分間加熱した。加熱後、室温まで放冷し、銀粉末の質量を測定した。次の式(1)より、有機物の含有量を算出した。この結果、No.1の銀粉末における有機物の含有量は0.2質量%であった。
有機物の含有量(質量%)={(A−B)/A}×100 ……(1)
但し、式(1)中のAは加熱前の銀粉末の質量であり、Bは加熱後の銀粉末の質量である。得られた結果を表3に示す。
<Measuring method of organic matter content>
The content of organic matter in the silver powders No. 1 to No. 10 was calculated by the following method. The silver powder before mixing with the mixed solution was weighed and heated in the air at a temperature of 150 ° C. for 30 minutes. After heating, the mixture was allowed to cool to room temperature, and the mass of the silver powder was measured. The content of organic matter was calculated from the following formula (1). As a result, the content of organic matter in the No. 1 silver powder was 0.2% by mass.
Organic matter content (mass%) = {(AB) / A} × 100 …… (1)
However, A in the formula (1) is the mass of the silver powder before heating, and B is the mass of the silver powder after heating. The results obtained are shown in Table 3.

次に、銀ペーストを調製する実施例1〜26及び比較例1〜10について述べる。 Next, Examples 1 to 26 and Comparative Examples 1 to 10 for preparing a silver paste will be described.

<実施例1>
銀ペーストを100質量%とするために、混合溶液1(24.00質量%)とNo.1の銀粉末(75.00質量%)と高誘電率アルコールとしての1,2,4−ブタントリオール(D1)(1.00質量%)とを混合した後、プラネタリー遊星撹拌機にて撹拌し、更に3本ロールミルにて混練した。これにより銀ペーストを得た。この銀ペーストを実施例1とした。
<Example 1>
In order to make the silver paste 100% by mass, the mixed solution 1 (24.00% by mass), the No. 1 silver powder (75.00% by mass), and 1,2,4-butanetriol as a high dielectric constant alcohol After mixing with (D1) (1.00% by mass), the mixture was stirred with a planetary planetary stirrer and further kneaded with a three-roll mill. This gave a silver paste. This silver paste was designated as Example 1.

<実施例2〜21及び比較例1〜10>
実施例2〜21及び比較例1〜10の31種類の銀ペーストは、それぞれの混合溶液が、表1及び表2に示される脂肪酸銀、脂肪族アミン及び溶媒を用いて調製されるとともに、銀粉末と混合溶液と高誘電率アルコールとを、表4及び表5に示すような割合でそれぞれ配合した。表4及び表5に示した銀粉末と混合溶液と高誘電率アルコールとの配合以外は、実施例1と同様にして、銀ペーストを調製した。しかし、比較例2と4は後述する理由でペーストにならなかった。実施例5、6、11、12、18及び19では、高誘電率アルコールを2種類用いた。
実施例1〜21及び比較例1〜10で用いた混合溶液は、表4及び表5中の混合溶液の種類の欄において、『混合溶液1〜15』又は『混合溶液20〜22』のいずれかで示した。実施例1〜21及び比較例1〜10では、表3に示す粒度分布の異なる10種類(No.1〜No.10)の銀粉末のいずれかを配合している。実施例1〜21及び比較例1〜10で用いた銀粉末を、表4及び表5中の銀粉末の種類の欄において、『No.1〜No.10』のいずれかで示した。表4及び表5中の高誘電率アルコールの種類の欄において、『D1』は1,2,4−ブタントリオール(誘電率:38)であり、『D2』は1,3−プロパンジオール(誘電率:36)であり、『D3』はグリセリン(誘電率:44)であり、『D4』はジエチレングリコール(誘電率:34)であり、『D5』は2−メトキシエタノール(誘電率:18)である。
<Examples 2 to 21 and Comparative Examples 1 to 10>
The 31 types of silver pastes of Examples 2 to 21 and Comparative Examples 1 to 10 are prepared by preparing their mixed solutions using the fatty acid silver, aliphatic amines and solvents shown in Tables 1 and 2, and silver. The powder, the mixed solution and the high dielectric constant alcohol were blended in the ratios shown in Tables 4 and 5, respectively. A silver paste was prepared in the same manner as in Example 1 except for the blending of the silver powder, the mixed solution and the high dielectric constant alcohol shown in Tables 4 and 5. However, Comparative Examples 2 and 4 did not become a paste for the reason described later. In Examples 5, 6, 11, 12, 18 and 19, two kinds of high dielectric constant alcohols were used.
The mixed solution used in Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 10 is either "mixed solution 1 to 15" or "mixed solution 20 to 22" in the column of the type of mixed solution in Tables 4 and 5. Shown in. In Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 10, any one of 10 types (No. 1 to No. 10) of silver powder having different particle size distributions shown in Table 3 is blended. The silver powder used in Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 10 is shown by any of "No. 1 to No. 10" in the column of the type of silver powder in Tables 4 and 5. In the column of types of high dielectric constant alcohols in Tables 4 and 5, "D1" is 1,2,4-butanetriol (dielectric constant: 38) and "D2" is 1,3-propanediol (dielectric). Rate: 36), "D3" is glycerin (dielectric constant: 44), "D4" is diethylene glycol (dielectric constant: 34), and "D5" is 2-methoxyethanol (dielectric constant: 18). be.

<比較試験2及び評価>
(1) 実施例1〜21及び比較例1、3、5〜10の銀ペーストを用いて接合体をそれぞれ作製した。具体的には、先ず、電子部品に模した表面に金めっきを施した10mm角のSiウェーハ(厚さ:200μm)を用意した。銅又は銅合金部材として、20mm角の無酸素銅板(厚さ:1mm)を用意した。この銅板の表面にはメタライズ層は形成されていない。次いで、無酸素銅板の表面に、前記銀ペーストを、メタルマスク法により塗布して銀ペースト層を形成した。次に、銀ペースト層上にSiウェーハを載せて、積層体を作製した。この積層体を酸素濃度100ppm(体積基準)の窒素雰囲気下で250℃の温度に60分間保持することにより加熱して、無酸素銅板にSiウェーハとを接合層を介して接合した。これらの接合体を実施例1〜21及び比較例1、3、5〜10の接合体とした。前記積層体は、その積層方向に加圧しなかった。これらの接合体の接合強度を次のように測定した。
<Comparative test 2 and evaluation>
(1) Bonds were prepared using the silver pastes of Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1, 3, 5 to 10, respectively. Specifically, first, a 10 mm square Si wafer (thickness: 200 μm) having a gold-plated surface imitating an electronic component was prepared. A 20 mm square oxygen-free copper plate (thickness: 1 mm) was prepared as a copper or copper alloy member. No metallized layer is formed on the surface of this copper plate. Next, the silver paste was applied to the surface of the oxygen-free copper plate by the metal mask method to form a silver paste layer. Next, a Si wafer was placed on the silver paste layer to prepare a laminate. This laminate was heated by holding it at a temperature of 250 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 100 ppm (volume basis), and a Si wafer was bonded to an oxygen-free copper plate via a bonding layer. These joints were used as the joints of Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1, 3, 5 and 10. The laminated body was not pressurized in the laminated direction. The joint strength of these joints was measured as follows.

(接合体の接合強度の測定方法)
実施例1〜21及び比較例1、3、5〜10の29種類の接合体の接合強度は、せん断強度評価試験機を用いて測定した。具体的には、接合強度の測定は、接合体の無酸素銅板を水平に固定し、接合層の表面(上面)から50μm上方の位置でシェアツールにより、接合体のSiウェーハを横から水平方向に押して、Siウェーハが破断されたときの強度を測定することによって行った。シェアツールの移動速度は0.1mm/秒とした。1条件に付き3回強度試験を行い、それらの算術平均値を接合強度の測定値とした。
(Measurement method of joint strength of joint body)
The joint strength of 29 types of joints of Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1, 3, 5 to 10 was measured using a shear strength evaluation tester. Specifically, the joint strength is measured by fixing the oxygen-free copper plate of the joint horizontally and using a share tool at a position 50 μm above the surface (upper surface) of the joint layer to horizontally move the Si wafer of the joint from the side. This was done by measuring the strength of the Si wafer when it was broken. The moving speed of the share tool was 0.1 mm / sec. The strength test was performed three times under one condition, and the arithmetic mean value thereof was used as the measured value of the joint strength.

(2) 実施例1〜21及び比較例1、3、5〜10の29種類の銀ペーストを用いて銀焼成膜をそれぞれ作製した。具体的には、先ず、29種類の銀ペーストをそれぞれ透明ガラス板上にメタルマスク版(孔サイズ:縦10mm×横10mm、厚さ:50μm)により塗布して銀ペースト層をそれぞれ形成した。次に、透明ガラス基板上に形成された銀ペースト層を酸素濃度100ppm(体積基準)の窒素雰囲気下において250℃の温度(加熱温度)に60分間(加熱時間)保持して、銀焼成膜を作製した。これらの銀焼成膜を実施例1〜21及び比較例1、3、5〜10の銀焼成膜とした。これらの銀焼成膜の熱拡散率を次のように測定した。 (2) A silver fired film was prepared using 29 kinds of silver pastes of Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1, 3, 5 to 10, respectively. Specifically, first, 29 kinds of silver pastes were each applied on a transparent glass plate with a metal mask plate (hole size: length 10 mm × width 10 mm, thickness: 50 μm) to form silver paste layers. Next, the silver paste layer formed on the transparent glass substrate was held at a temperature of 250 ° C. (heating temperature) for 60 minutes (heating time) in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 100 ppm (volume basis) to form a silver fired film. Made. These silver fired films were used as the silver fired films of Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1, 3, 5 to 10. The thermal diffusivity of these fired silver films was measured as follows.

(銀焼成膜の熱拡散率の測定方法)
実施例1〜21及び比較例1、3、5〜10の29種類の銀焼成膜についてレーザフラッシュ法により熱拡散率を測定した。具体的には、先ず、銀焼成膜の表面にパルスレーザを均一に照射して瞬間的に加熱したときの銀焼成膜の裏面の温度変化T(t)を測定した。次に、銀焼成膜の裏面の温度変化T(t)は1次元の熱伝導方程式で表されるので、銀焼成膜の裏面の温度変化T(t)を縦軸にとりかつ経過時間tを横軸にとることにより(T(t)−t)曲線が得られ、この曲線から最大上昇温度TMAXの半分の温度に達するのに要した時間t0.5を求めた。そして、銀焼成膜の熱拡散率αを次の式(2)により求めた。
α = 1.370×L2/(π2×t0.5) ……(2)
前記式(2)中のLは銀焼成膜の厚さである。これらの銀焼成膜の熱拡散率の結果を表4及び表5に示す。
(Measurement method of thermal diffusivity of silver fired film)
The thermal diffusivity of 29 types of silver fired films of Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1, 3, 5 to 10 was measured by a laser flash method. Specifically, first, the temperature change T (t) on the back surface of the silver fired film when the surface of the silver fired film was uniformly irradiated with a pulse laser and instantaneously heated was measured. Next, since the temperature change T (t) on the back surface of the silver fired film is expressed by a one-dimensional heat conduction equation, the temperature change T (t) on the back surface of the silver fired film is taken on the vertical axis and the elapsed time t is horizontal. By taking the axis, a (T (t) -t) curve was obtained, and the time t 0.5 required to reach half the maximum temperature rise temperature T MAX was calculated from this curve. Then, the thermal diffusivity α of the silver fired film was obtained by the following equation (2).
α = 1.370 x L 2 / (π 2 x t 0.5 ) …… (2)
L in the formula (2) is the thickness of the silver fired film. The results of the thermal diffusivity of these silver fired films are shown in Tables 4 and 5.

Figure 0006923063
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Figure 0006923063
Figure 0006923063

表5から明らかなように、比較例1では、脂肪酸銀を添加しなかった混合溶液20(15.00質量%)を含む一方、高誘電率アルコールを含まない銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製したので、高誘電率アルコールを含まないことに加えて、混合溶液20が脂肪酸銀を含まないことから、接合体の接合強度は10MPaと小さく、銀焼成膜の熱拡散率は39W/mKと小さかった。 As is clear from Table 5, in Comparative Example 1, the conjugate and silver were used using a silver paste containing 20 (15.00% by mass) of a mixed solution to which no fatty acid silver was added, while containing no high dielectric constant alcohol. Since the calcined film was prepared, in addition to not containing the high dielectric constant alcohol, the mixed solution 20 did not contain the fatty acid silver, so that the bonding strength of the bonded body was as small as 10 MPa, and the thermal diffusivity of the silver calcined film was 39 W. It was as small as / mK.

比較例2では、脂肪族アミンを添加しなかった混合溶液21(15.00質量%)を含む一方、高誘電率アルコールを含まない銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製しようとしたが、混合溶液が脂肪族アミンを含まないことに起因して、銀ペーストにならなかったため、接合体及び銀焼成膜を作製できなかった。 In Comparative Example 2, an attempt was made to prepare a bonded body and a silver-fired film using a silver paste containing a mixed solution 21 (15.00% by mass) to which an aliphatic amine was not added, but not containing a high dielectric constant alcohol. However, because the mixed solution did not contain an aliphatic amine, it did not become a silver paste, so that a conjugate and a silver-fired film could not be prepared.

比較例3では、脂肪酸銀を添加しなかった混合溶液20(14.00質量%)と、1,2,4−ブタントリオール(1.00質量%)を含む銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製したので、混合溶液20が脂肪酸銀を含まないことから、誘電率が38の1,2,4−ブタントリオール(D1)(高誘電率アルコール)を用いても、接合体の接合強度は9MPaと小さく、銀焼成膜の熱拡散率は38W/mKと小さかった。 In Comparative Example 3, the conjugate and silver were used with a mixed solution 20 (14.00% by mass) to which no fatty acid silver was added and a silver paste containing 1,2,4-butantriol (1.00% by mass). Since the calcined film was prepared, since the mixed solution 20 does not contain silver fatty acid, even if 1,2,4-butanetriol (D1) (high dielectric constant alcohol) having a dielectric constant of 38 is used, the bonded body is bonded. The strength was as small as 9 MPa, and the thermal diffusivity of the silver-fired film was as small as 38 W / mK.

比較例4では、脂肪族アミンを添加しなかった混合溶液21(14.00質量%)と、高誘電率アルコールとして1,2,4−ブタントリオール(D1)(1.00質量%)を含む銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製しようとしたが、混合溶液21が脂肪族アミンを含まないことに起因して、銀ペーストにならなかったため、接合体及び銀焼成膜を作製できなかった。 In Comparative Example 4, a mixed solution 21 (14.00% by mass) to which no aliphatic amine was added and 1,2,4-butanetriol (D1) (1.00% by mass) as a high dielectric constant alcohol were contained. An attempt was made to prepare a bonded body and a silver-fired film using a silver paste, but the mixed solution 21 did not become a silver paste due to the fact that the mixed solution 21 did not contain an aliphatic amine, so that the bonded body and the silver-fired film could be prepared. There wasn't.

比較例5では、脂肪酸銀及び脂肪族アミンを添加した混合溶液1(15.00質量%)とを含む一方、高誘電率アルコールを含まない銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製したので、高誘電率アルコールを含まないことから、接合体の接合強度は10MPaと小さく、銀焼成膜の熱拡散率は58W/mKと小さかった。 In Comparative Example 5, a bonded body and a silver-fired film were prepared using a silver paste containing a mixed solution 1 (15.00% by mass) containing silver fatty acid and an aliphatic amine, while not containing a high dielectric constant alcohol. Therefore, since it does not contain high dielectric constant alcohol, the bonding strength of the bonded body was as small as 10 MPa, and the thermal diffusion rate of the silver fired film was as small as 58 W / mK.

比較例6では、脂肪酸銀及び脂肪族アミンを添加した混合溶液1(15.00質量%)と、No.8の銀粉末(85.00質量%)を含む一方、高誘電率アルコールを含まない銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製したので、誘電率アルコールを含まないことから、接合体の接合強度は5MPaと小さく、銀焼成膜の熱拡散率は40W/mKと小さかった。 In Comparative Example 6, the mixed solution 1 (15.00% by mass) to which the fatty acid silver and the aliphatic amine were added and the No. 8 silver powder (85.00% by mass) were contained, but the high dielectric constant alcohol was not contained. Since the bonded body and the silver-fired film were prepared using the silver paste, the bonding strength of the bonded body was as small as 5 MPa and the thermal diffusivity of the silver-fired film was as small as 40 W / mK because the dielectric alcohol was not contained.

比較例7では、脂肪酸銀及び脂肪族アミンを添加した混合溶液1(15.00質量%)と、No.9の銀粉末(85.00質量%)を含む一方、高誘電率アルコールを含まない銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製したので、誘電率アルコールを含まないことから、接合体の接合強度は5MPaと小さく、銀焼成膜の熱拡散率は45W/mKと小さかった。 In Comparative Example 7, the mixed solution 1 (15.00% by mass) to which the fatty acid silver and the aliphatic amine were added and the silver powder of No. 9 (85.00% by mass) were contained, but the high dielectric constant alcohol was not contained. Since the bonded body and the silver-fired film were prepared using the silver paste, the bonding strength of the bonded body was as small as 5 MPa and the thermal diffusivity of the silver-fired film was as small as 45 W / mK because the dielectric alcohol was not contained.

比較例8では、脂肪酸銀及び脂肪族アミンを添加した混合溶液1(15.00質量%)と、No.10の銀粉末(85.00質量%)を含む一方、高誘電率アルコールを含まない銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製したので、誘電率アルコールを含まないことから、接合体の接合強度は6MPaと小さく、銀焼成膜の熱拡散率は70W/mKと小さかった。 In Comparative Example 8, the mixed solution 1 (15.00% by mass) to which the fatty acid silver and the aliphatic amine were added and the No. 10 silver powder (85.00% by mass) were contained, but the high dielectric constant alcohol was not contained. Since the bonded body and the silver-fired film were prepared using the silver paste, the bonding strength of the bonded body was as small as 6 MPa and the thermal diffusivity of the silver-fired film was as small as 70 W / mK because the dielectric alcohol was not contained.

比較例9では、脂肪酸銀及び脂肪族アミンを添加した混合溶液1(15.00質量%)を含む一方、高誘電率アルコールを含まない銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製したので、誘電率アルコールを含まないことから、接合体の接合強度は25MPaと小さく、銀焼成膜の熱拡散率は75W/mKと小さかった。 In Comparative Example 9, a bonded body and a silver-fired film were prepared using a silver paste containing 1 (15.00% by mass) of a mixed solution containing silver fatty acid and an aliphatic amine, while not containing a high dielectric constant alcohol. Since it does not contain dielectric alcohol, the bonding strength of the bonded body was as small as 25 MPa, and the thermal diffusivity of the silver-fired film was as small as 75 W / mK.

比較例10では、脂肪酸銀及び脂肪族アミンを添加した混合溶液1(12.00質量%)と、2−メトキシエタノール(D5)(3.00質量%)を含む銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製したので、2−メトキシエタノールは誘電率が18と低いことから、接合体の接合強度は27MPaと小さく、銀焼成膜の熱拡散率は77W/mKと小さかった。 In Comparative Example 10, a silver paste containing 2-methoxyethanol (D5) (3.00% by mass) and a mixed solution 1 (12.00% by mass) to which silver fatty acid and an aliphatic amine were added were used to prepare the conjugate and the mixture. Since a silver-fired film was prepared, 2-methoxyethanol had a low dielectric constant of 18, so the bonding strength of the bonded body was as small as 27 MPa, and the thermal diffusivity of the silver-fired film was as small as 77 W / mK.

これらの比較例1、3、5〜10に対して、実施例1〜21では、脂肪酸銀、脂肪族アミン及び溶媒(但し、誘電率は30未満である。)を含んだ混合溶液1〜15と、誘電率が30以上の高誘電率アルコールとを混練して調製して銀ペーストを用いて接合体及び銀焼成膜を作製した。このため、実施例1〜21では、接合体の接合強度は35MPa〜54MPaと大きくなり、銀焼成膜の熱拡散率は100W/mK〜158W/mKと大きくなった。 In contrast to Comparative Examples 1, 3, 5 and 10, in Examples 1 to 21, mixed solutions 1 to 15 containing silver fatty acid, an aliphatic amine and a solvent (however, the dielectric constant is less than 30). And a high dielectric constant alcohol having a dielectric constant of 30 or more were kneaded and prepared, and a bonded body and a silver fired film were prepared using a silver paste. Therefore, in Examples 1 to 21, the bonding strength of the bonded body was as large as 35 MPa to 54 MPa, and the thermal diffusivity of the silver fired film was as large as 100 W / mK to 158 W / mK.

本発明の銀ペーストは、高出力LED素子やパワー半導体素子等の半導体素子、半導体パッケージのような電子部品をDBC基板(銅張り基板)やリードフレーム等の基板である銅又は銅合金部材に接合する接合層等に利用することができる。 The silver paste of the present invention joins semiconductor elements such as high-power LED elements and power semiconductor elements, and electronic components such as semiconductor packages to copper or copper alloy members which are substrates such as DBC substrates (copper-clad substrates) and lead frames. It can be used as a bonding layer or the like.

Claims (5)

銀粉末と、脂肪酸銀と、脂肪族アミンと、誘電率が30以上の高誘電率アルコールと、誘電率が30未満の溶媒とを含む銀ペースト。 A silver paste containing silver powder, fatty acid silver, an aliphatic amine, a high dielectric constant alcohol having a dielectric constant of 30 or more, and a solvent having a dielectric constant of less than 30. 前記高誘電率アルコールは、銀ペーストを100質量%とするとき、0.01質量%〜5質量%の割合で前記銀ペーストに含まれる請求項1記載の銀ペースト。 The silver paste according to claim 1, wherein the high dielectric constant alcohol is contained in the silver paste at a ratio of 0.01% by mass to 5% by mass when the silver paste is 100% by mass. 前記銀粉末は、粒径が100nm以上500nm未満である第1銀粒子を55体積%以上95体積%以下の範囲で含み、粒径が50nm以上100nm未満である第2銀粒子を5体積%以上40体積%以下の範囲で含み、粒径が50nm未満である第3銀粒子を5体積%以下の範囲で含む請求項1又は2記載の銀ペースト。 The silver powder contains first silver particles having a particle size of 100 nm or more and less than 500 nm in a range of 55% by volume or more and 95% by volume or less, and 5% by volume or more of second silver particles having a particle size of 50 nm or more and less than 100 nm. The silver paste according to claim 1 or 2, which contains a third silver particle having a particle size of less than 50 nm in a range of 40% by volume or less and a particle size of less than 50 nm in a range of 5% by volume or less. 脂肪酸銀と脂肪族アミンと誘電率が30未満の溶媒とを混合して混合物を得る工程と、
前記混合物を加熱して撹拌した後に冷却して混合溶液を得る工程と、
前記混合溶液と銀粉末と前記誘電率が30以上の高誘電率アルコールとを混練して銀ペーストを得る工程と
を含むことを特徴とする銀ペーストの製造方法。
A step of mixing fatty acid silver, an aliphatic amine, and a solvent having a dielectric constant of less than 30 to obtain a mixture, and
A step of heating the mixture, stirring it, and then cooling it to obtain a mixed solution.
A method for producing a silver paste, which comprises a step of kneading the mixed solution, silver powder, and a high dielectric constant alcohol having a dielectric constant of 30 or more to obtain a silver paste.
銅又は銅合金部材の表面に、請求項1ないし3いずれか1項に記載の銀ペーストを直接塗布して銀ペースト層を形成する工程と、
前記銀ペースト層上に電子部品を積層して積層体を作製する工程と、
前記積層体を加熱することにより前記銀ペースト層中の銀粉末を焼結させて接合層を形成させ、前記銅又は銅合金部材と前記電子部品とが前記接合層を介して接合された接合体を作製する工程と
を含む接合体の製造方法。
A step of directly applying the silver paste according to any one of claims 1 to 3 to the surface of a copper or copper alloy member to form a silver paste layer.
A step of laminating electronic components on the silver paste layer to prepare a laminate, and
By heating the laminate, the silver powder in the silver paste layer is sintered to form a bonding layer, and the copper or copper alloy member and the electronic component are bonded via the bonding layer. A method for manufacturing a bonded body, which includes a step of manufacturing.
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