JP7082231B2 - A conductive composition, a conductive sintered portion, and a member provided with the conductive sintered portion. - Google Patents

A conductive composition, a conductive sintered portion, and a member provided with the conductive sintered portion. Download PDF

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Description

本発明は、導電性組成物、導電性焼結部、導電性組成物が用いられている焼結部もしくは接合部を備えている部材、部材を接合する方法および導電性焼結部の製造方法に関し、特に、電子部品、たとえば車載用または通信機器用の電子部品に適用する導電性組成物、ならびに前記導電性組成物を焼結することによって得られた焼結部を備えた電子部品に関する。 The present invention relates to a conductive composition, a conductive sintered portion, a member having a sintered portion or a bonded portion in which the conductive composition is used, a method for joining members, and a method for manufacturing a conductive sintered portion. In particular, the present invention relates to a conductive composition applied to an electronic component, for example, an electronic component for an automobile or a communication device, and an electronic component having a sintered portion obtained by sintering the conductive composition.

エレクトロニクスの分野では、電子部品、たとえば半導体素子における接合部を形成するための接着剤として、また回路基板の回路を形成するための導電ペーストとして、たとえば有機樹脂と、金属微粒子等の導電性フィラーと、を含有する導電性組成物が使用される。このような導電性組成物は、部材に塗布された後、焼結もしくは加熱硬化されて、焼結部もしくは接合部を形成する。 In the field of electronics, as an adhesive for forming a junction in an electronic component, for example, a semiconductor element, and as a conductive paste for forming a circuit of a circuit board, for example, an organic resin and a conductive filler such as metal fine particles. , A conductive composition containing, is used. Such a conductive composition is applied to a member and then sintered or heat-cured to form a sintered portion or a joint portion.

導電性フィラーとして用いられる金属微粒子については、特許文献1から、マイクロメートルサイズの粒子と、ナノメートルサイズの粒子とを組み合わせて用いることにより、焼結後の導電性組成物における導電性および熱伝導性が向上することが知られている。 Regarding the metal fine particles used as the conductive filler, from Patent Document 1, by using a combination of micrometer-sized particles and nanometer-sized particles, the conductivity and thermal conductivity in the sintered conductive composition can be obtained. It is known to improve sex.

特許文献2、3には、導電性の熱硬化性樹脂組成物中で、中心粒子径が0.3~15μm、厚さが10~200nmのプレート型銀微粒子を使用することにより、熱伝導性、低応力性、接着特性およびリフロー剥離耐性に優れた組成物が得られることが記載されている。 Patent Documents 2 and 3 describe thermal conductivity by using plate-type silver fine particles having a central particle diameter of 0.3 to 15 μm and a thickness of 10 to 200 nm in a conductive thermosetting resin composition. , It is described that a composition having excellent low stress property, adhesive property and reflow peeling resistance can be obtained.

特許文献4には、(A)一次粒子の個数平均粒子径が40nm~400nmの銀微粒子と、(B)溶剤と、(C)示差走査熱量計を用いた測定で得られるDSCチャートにおける吸熱ピークの極大値が80℃~170℃の範囲にある熱可塑性樹脂粒子とを含む、焼結用導電性組成物であって、(C)熱可塑性樹脂粒子の一次粒子の個数平均粒子径が1~50μmである、導電性組成物が開示されている。この導電性組成物では、導電性組成物中の熱可塑性樹脂粒子が、導電性組成物の焼結の際に溶融して変形することで、導電性組成物の硬化時に該組成物の収縮に起因して生じうるボイドの発生を抑制し、被接着部材のクラック、接合部のクラック、接合界面の剥離等が抑制できることが記載されている。 Patent Document 4 describes (A) silver fine particles having an average particle size of 40 nm to 400 nm, (B) a solvent, and (C) a heat absorption peak in a DSC chart obtained by measurement using a differential scanning calorimeter. It is a conductive composition for sintering containing thermoplastic resin particles having a maximum value in the range of 80 ° C. to 170 ° C., and (C) the number of primary particles of the thermoplastic resin particles has an average particle diameter of 1 to 1. A conductive composition having a size of 50 μm is disclosed. In this conductive composition, the thermoplastic resin particles in the conductive composition are melted and deformed during sintering of the conductive composition, so that the composition shrinks when the conductive composition is cured. It is described that the generation of voids that may occur due to this can be suppressed, and cracks in the bonded member, cracks in the joint portion, peeling of the joint interface, and the like can be suppressed.

特許文献5には、平均粒子径0.5~10μmの導電性フィラー(B)と、25℃において固体状の熱可塑性樹脂の粒子(A)とを含有する導電性接着剤組成物が開示されている。また、特許文献6には、平均粒子径0.5~10μmの金属粒子(a1)と平均粒子径10~200nmの銀粒子(a2)とを含む導電性フィラー(A)と、25℃において固体状の熱可塑性樹脂の粒子(B)とを含有する導電性接着剤組成物が開示されている。特許文献6に記載の導電性接着剤組成物では、マイクロメートルサイズの金属粒子と、ナノメートルサイズの銀粒子とを組み合わせて用いることによって熱伝導率が向上されることが記載されている。これらの特許文献には、導電性接着剤組成物が、25℃で固体状の熱可塑性樹脂粒子を含有することにより、焼結もしくは熱硬化の際に熱可塑性樹脂粒子が溶融して、導電性接着剤硬化物と被接着材料の接着界面に存在する空隙を充填することにより、接着強度および応力緩和性能が向上され、温度変化に起因する剥離の発生を抑制できることが記載されている。特許文献7にも同様に、マイクロメートルサイズの金属粒子と、ナノメートルサイズの銀粒子とを導電性フィラーとして含有し、かつ平均粒子径2~14μmで、融点が130~250℃の熱可塑性樹脂の粒子を含有する導電性接着剤組成物が開示されている。ここにも、加熱により熱可塑性樹脂の粒子が溶融し、導電性接着剤硬化物内の空隙を充填することにより、被接着材料の剥離を防止できることが記載されている。 Patent Document 5 discloses a conductive adhesive composition containing a conductive filler (B) having an average particle diameter of 0.5 to 10 μm and particles (A) of a solid thermoplastic resin at 25 ° C. ing. Further, Patent Document 6 describes a conductive filler (A) containing metal particles (a1) having an average particle diameter of 0.5 to 10 μm and silver particles (a2) having an average particle diameter of 10 to 200 nm, and a solid at 25 ° C. A conductive adhesive composition containing particles (B) of a thermoplastic resin in the form is disclosed. In the conductive adhesive composition described in Patent Document 6, it is described that the thermal conductivity is improved by using a combination of micrometer-sized metal particles and nanometer-sized silver particles. In these patent documents, the conductive adhesive composition contains solid thermoplastic resin particles at 25 ° C., so that the thermoplastic resin particles are melted during sintering or thermal curing to be conductive. It is described that by filling the voids existing at the adhesive interface between the cured adhesive and the material to be adhered, the adhesive strength and stress relaxation performance can be improved, and the occurrence of peeling due to a temperature change can be suppressed. Similarly in Patent Document 7, a thermoplastic resin containing micrometer-sized metal particles and nanometer-sized silver particles as a conductive filler, having an average particle diameter of 2 to 14 μm, and a melting point of 130 to 250 ° C. A conductive adhesive composition containing the particles of the above is disclosed. It is also described here that the particles of the thermoplastic resin are melted by heating and the voids in the cured conductive adhesive can be filled to prevent the material to be adhered from peeling off.

特開2015-162392号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-162392 特開2016-65146号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-65146 特開2014-194013号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-194013 国際公開第2016/063931号International Publication No. 2016/063931 国際公開第2019/013230号International Publication No. 2019/013230 国際公開第2019/013231号International Publication No. 2019/013231 国際公開第2020/145170号International Publication No. 2020/145170

従来技術による導電性組成物は、低温で焼結可能な銀粒子を含有する導電性フィラーを用いることで、前記導電性組成物を焼結した後に得られる焼結部もしくは接合部が、優れた接合強度および良好な導電性を示す。しかしその一方で、ナノメートルサイズの銀粒子が用いられている焼結部もしくは接合部では、ナノメートルサイズの銀粒子の焼結に伴う収縮が大きくなるため、接合部内部にボイドが生じやすくなる。また、焼結部もしくは接合部と、被接着部材との間のひずみが大きくなるため、シリコンチップとリードフレームや基板といった異種材料を接合する接合部における長期的な信頼性にとっては、ナノメートルサイズの銀粒子の使用は不利である。他方、特定の吸熱ピークの極大値を有する熱可塑性樹脂粒子を使用することにより、導電性組成物の焼結の際に熱可塑性樹脂が溶融して変形し、焼結部の空隙を充填することで、接合部におけるボイド形成が抑制され、接合部の剥離を抑制し、接合強度を向上できることが知られている(図1および図2参照)。しかし、このような導電性組成物を使用した場合であっても、比較的サイズの大きい電子部品、たとえば5×5mm~8×8mm程度の大きさのチップでは、依然として、冷熱サイクルが繰り返されると、剥離が生じやすいという問題が存在する。 The conductive composition according to the prior art has an excellent sintered portion or joint portion obtained after sintering the conductive composition by using a conductive filler containing silver particles that can be sintered at a low temperature. Shows bond strength and good conductivity. However, on the other hand, in the sintered part or the joint where the nanometer-sized silver particles are used, the shrinkage due to the sintering of the nanometer-sized silver particles becomes large, so that voids are likely to occur inside the joint. .. In addition, since the strain between the sintered part or the joint part and the bonded member becomes large, the nanometer size is required for the long-term reliability of the joint part for joining dissimilar materials such as a silicon chip and a lead frame or a substrate. The use of silver particles is disadvantageous. On the other hand, by using the thermoplastic resin particles having the maximum value of the specific heat absorption peak, the thermoplastic resin is melted and deformed at the time of sintering the conductive composition, and the voids in the sintered portion are filled. It is known that the formation of voids in the joint portion is suppressed, the peeling of the joint portion is suppressed, and the joint strength can be improved (see FIGS. 1 and 2). However, even when such a conductive composition is used, a relatively large electronic component, for example, a chip having a size of about 5 × 5 mm to 8 × 8 mm, is still subject to repeated cooling and heating cycles. , There is a problem that peeling is likely to occur.

特に車載用の電子部品では、その使用温度が-50℃~150℃程度の範囲で激しく変動するため、このような過酷な条件下でも、面積の大きい電子部品において信頼性の高い接合部が得られる導電性組成物が望まれている。 Especially for in-vehicle electronic components, the operating temperature fluctuates sharply in the range of -50 ° C to 150 ° C, so even under such harsh conditions, highly reliable joints can be obtained for electronic components with a large area. The conductive composition to be obtained is desired.

従って、本発明の課題は、導電性組成物の焼結後に、導電性および熱伝導性が高く、かつ面積の大きい部材であっても、冷熱サイクルの繰り返しによる接合対象からの前記部材の剥離が生じにくい焼結部もしくは接合部が得られる導電性組成物、ならびに前記導電性組成物を用いて部材を接合する方法もしくは導電性焼結部もしくは接合部を製造する方法を提供することである。 Therefore, the subject of the present invention is that after sintering of the conductive composition, even if the member has high conductivity and thermal conductivity and has a large area, the member is peeled off from the joining target by repeating the thermal cycle. It is an object of the present invention to provide a conductive composition for obtaining a sintered portion or a joint portion that is unlikely to occur, and a method for joining members using the conductive composition, or a method for manufacturing a conductive sintered portion or a joint portion.

本発明者らは、導電性フィラーとして、ナノメートルサイズの銀微粒子と、マイクロメートルサイズの金属粒子とを含有する導電性組成物の焼結体マトリックス中で、意外にも、樹脂等から構成されるマイクロメートルサイズの粒子が、加熱による溶融によって著しく変形することなく、焼結前の形状をほぼ維持した状態で焼結部中に均一に分散していることにより、これらの樹脂粒子が応力を緩和するのみでなく、応力を分散させることができ、ひいては導電性組成物を用いて接合した異種材料の接合部において、特に比較的面積の大きいチップを接合するための接合部において、高い導電性と長期にわたる接合信頼性とを両立できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors are surprisingly composed of a resin or the like in a sintered matrix of a conductive composition containing nanometer-sized silver fine particles and micrometer-sized metal particles as a conductive filler. These resin particles exert stress because the micrometer-sized particles are uniformly dispersed in the sintered portion while maintaining the shape before sintering without being significantly deformed by melting due to heating. Not only can it be relaxed, but it can also disperse stress, which in turn has high conductivity in the joints of dissimilar materials joined using a conductive composition, especially in the joints for joining relatively large particles. We have found that both the above and the long-term joining reliability can be achieved at the same time, and have completed the present invention.

本発明の構成は、以下のとおりである:
[1]導電性フィラーおよび樹脂粒子を含有する導電性組成物であって、前記導電性組成物を焼結する前後における前記樹脂粒子の最大フェレー径の変化率が、1.20未満である、前記導電性組成物。
[2]前記最大フェレー径の変化率が、0.9~1.1の範囲である、[1]に記載の導電性組成物。
[3]前記導電性組成物を焼結する温度が、80℃~300℃の範囲である、[1]または[2]に記載の導電性組成物。
[4]前記導電性フィラーとして、(A)平均粒子径が10~300nmの銀微粒子を含有する、[1]から[3]までのいずれか1つに記載の導電性組成物。
[5]前記導電性フィラーとして、(B)平均粒子径が0.5~10μmの金属粒子を含有する、[4]に記載の導電性組成物。
[6]前記樹脂粒子として、(C)平均粒子径が2~15μmである樹脂粒子を含有する、[5]に記載の導電性組成物。
[7]前記樹脂粒子(C)を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂およびシリコーン樹脂の群から選択される、[6]に記載の導電性組成物。
[8]前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィンおよびポリアミドの群から選択される、[7]に記載の導電性組成物。
[9]前記樹脂粒子(C)の平均粒子径は、前記導電性組成物を焼結した後に得られる焼結部もしくは接合部の厚さの1~85%に相当する、[6]から[8]までのいずれか1つに記載の導電性組成物。
[10]前記導電性組成物が、前記導電性組成物の質量に対して、前記銀微粒子(A)を5~50質量%、前記金属粒子(B)を35~85質量%、および前記樹脂粒子(C)を0.1~10質量%含有する、[6)から[9]までのいずれか1つに記載の導電性組成物。
[11]前記導電性組成物がさらに、(D)バインダー樹脂を、前記導電性組成物の質量に対して、0.5~10質量%含有する、[1]から[10]までのいずれか1つに記載の導電性組成物。
[12]前記導電性組成物中の前記銀微粒子(A):前記金属粒子(B)の比率は、質量比で、5:95~60:40の範囲である、[5]から[11]までのいずれか1つに記載の導電性組成物。
[13]さらに、硬化剤、硬化促進剤、溶剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、粘着付与剤、粘性調整剤、分散剤、カップリング剤、強靭性付与剤、エラストマーからなる群から選択される少なくとも1種の成分を含有する、[1]から[12]までのいずれか1つに記載の導電性組成物。
[14][1]から[13]までのいずれか1つに記載の導電性組成物を用いて部材を接合する方法であって、焼結前の樹脂粒子の最大フェレー径に対する焼結後の樹脂粒子の最大フェレー径の変化率が1.20未満となるように前記導電性組成物を焼結するステップを含む、前記接合方法。
[15][1]から[13]までのいずれか1つに記載の導電性組成物を用いて導電性焼結部もしくは接合部を製造する方法であって、焼結前の樹脂粒子の最大フェレー径に対する焼結後の樹脂粒子の最大フェレー径の変化率が1.20未満となるように前記導電性組成物を焼結するステップを含む、前記製造方法。
[16]前記導電性組成物を焼結する温度が、80℃~300℃の範囲である、[14]または[15]に記載の方法。
[17]前記導電性組成物を焼結する際の昇温速度が、1~10℃/分である、[14]から[16]までのいずれか1つに記載の方法。
[18]部材の接合部、導電層または回路を形成するための、請求項1から13までのいずれか1つに記載の導電性組成物の使用。
[19]導電性フィラーおよび樹脂粒子を含有する焼結部もしくは接合部であって、前記焼結部もしくは接合部は、[1]から[13]までのいずれか1つに記載の導電性組成物を焼結して得られるものであり、前記焼結部もしくは接合部の断面積に対して、前記導電性フィラーの占める割合が60~95面積%であり、前記樹脂粒子の占める割合が1~35面積%であり、前記樹脂粒子および前記導電性フィラー以外の成分と空隙との占める割合が4~25面積%であり、かつ前記樹脂粒子の平均粒子径が2~15μmである、焼結部もしくは接合部。
[20][19]に記載の焼結部もしくは接合部を備えている部材。
The configuration of the present invention is as follows:
[1] A conductive composition containing a conductive filler and resin particles, wherein the rate of change in the maximum ferret diameter of the resin particles before and after sintering the conductive composition is less than 1.20. The conductive composition.
[2] The conductive composition according to [1], wherein the rate of change in the maximum ferret diameter is in the range of 0.9 to 1.1.
[3] The conductive composition according to [1] or [2], wherein the temperature at which the conductive composition is sintered is in the range of 80 ° C to 300 ° C.
[4] The conductive composition according to any one of [1] to [3], which contains (A) silver fine particles having an average particle diameter of 10 to 300 nm as the conductive filler.
[5] The conductive composition according to [4], which contains (B) metal particles having an average particle diameter of 0.5 to 10 μm as the conductive filler.
[6] The conductive composition according to [5], which contains (C) resin particles having an average particle diameter of 2 to 15 μm as the resin particles.
[7] The conductive composition according to [6], wherein the resin constituting the resin particles (C) is selected from the group of thermoplastic resin, thermosetting resin and silicone resin.
[8] The conductive composition according to [7], wherein the thermoplastic resin is selected from the group of polyolefins and polyamides.
[9] The average particle size of the resin particles (C) corresponds to 1 to 85% of the thickness of the sintered portion or the bonded portion obtained after sintering the conductive composition, from [6] to [6]. 8] The conductive composition according to any one of up to.
[10] The conductive composition contains 5 to 50% by mass of the silver fine particles (A), 35 to 85% by mass of the metal particles (B), and the resin, based on the mass of the conductive composition. The conductive composition according to any one of [6] to [9], which contains 0.1 to 10% by mass of particles (C).
[11] Any of [1] to [10], wherein the conductive composition further contains (D) a binder resin in an amount of 0.5 to 10% by mass based on the mass of the conductive composition. The conductive composition according to one.
[12] The ratio of the silver fine particles (A) to the metal particles (B) in the conductive composition is in the range of 5:95 to 60:40 in terms of mass ratio, from [5] to [11]. The conductive composition according to any one of the above.
[13] Further, it is selected from the group consisting of a curing agent, a curing accelerator, a solvent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a tackifier, a viscosity modifier, a dispersant, a coupling agent, a toughness-imparting agent, and an elastomer. The conductive composition according to any one of [1] to [12], which contains at least one component.
[14] A method of joining members using the conductive composition according to any one of [1] to [13], after sintering with respect to the maximum ferret diameter of the resin particles before sintering. The joining method comprising the step of sintering the conductive composition so that the rate of change of the maximum ferret diameter of the resin particles is less than 1.20.
[15] A method for producing a conductive sintered portion or a bonded portion using the conductive composition according to any one of [1] to [13], wherein the maximum amount of resin particles before sintering is obtained. The production method comprising the step of sintering the conductive composition so that the rate of change of the maximum ferret diameter of the resin particles after sintering with respect to the ferret diameter is less than 1.20.
[16] The method according to [14] or [15], wherein the temperature at which the conductive composition is sintered is in the range of 80 ° C to 300 ° C.
[17] The method according to any one of [14] to [16], wherein the rate of temperature rise when sintering the conductive composition is 1 to 10 ° C./min.
[18] Use of the conductive composition according to any one of claims 1 to 13 for forming a joint, a conductive layer or a circuit of a member.
[19] A sintered portion or a bonded portion containing a conductive filler and resin particles, wherein the sintered portion or the bonded portion has the conductive composition according to any one of [1] to [13]. It is obtained by sintering an object, and the ratio of the conductive filler to the cross-sectional area of the sintered portion or the joint portion is 60 to 95 area%, and the ratio of the resin particles is 1. Sintering in which the ratio of the components other than the resin particles and the conductive filler to the voids is 4 to 25 area%, and the average particle size of the resin particles is 2 to 15 μm. Part or joint.
[20] A member having the sintered portion or the joint portion according to [19].

本発明によれば、導電性組成物を、部材、好ましくは電子部品、より好ましくは車載用電子部品または通信機器用電子部品に塗布し、焼結前の導電性組成物中に含有されている樹脂粒子の最大フェレー径が一定の変化率以下になるように前記導電性組成物を焼結することで、導電性組成物の焼結もしくは加熱硬化後に、高い導電性および熱伝導性を有しており、かつ面積の大きい部材、たとえばシリコンチップであっても、接合対象からの剥離が生じにくい焼結部もしくは接合部が得られる。 According to the present invention, the conductive composition is applied to a member, preferably an electronic component, more preferably an in-vehicle electronic component or an electronic component for communication equipment, and is contained in the conductive composition before sintering. By sintering the conductive composition so that the maximum ferret diameter of the resin particles is equal to or less than a certain rate of change, the conductive composition has high conductivity and thermal conductivity after sintering or heat curing. Even if the member has a large area, for example, a silicon chip, it is possible to obtain a sintered portion or a bonded portion in which peeling from the bonding target is unlikely to occur.

従来技術による導電性組成物が用いられている接合部を備えている部材を示す図である。It is a figure which shows the member provided with the joint part which uses the conductive composition by the prior art. 従来技術による導電性組成物が用いられている接合部を備えている部材を示す図である。It is a figure which shows the member provided with the joint part which uses the conductive composition by the prior art. 本発明による導電性組成物が用いられている接合部を備えている部材を示す図である。It is a figure which shows the member provided with the joint part which uses the conductive composition by this invention. 各種形状の粒子におけるフェレー径の測定を示す図である。It is a figure which shows the measurement of the ferret diameter in the particle of various shapes. 樹脂粒子のDSC測定結果を示す図である。It is a figure which shows the DSC measurement result of a resin particle. 樹脂粒子のDSC測定結果を示す図である。It is a figure which shows the DSC measurement result of a resin particle. 樹脂粒子のDSC測定結果を示す図である。It is a figure which shows the DSC measurement result of a resin particle. 樹脂粒子のDSC測定結果を示す図である。It is a figure which shows the DSC measurement result of a resin particle. 従来技術による樹脂粒子の加熱前および加熱後の電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the electron micrograph before and after heating of a resin particle by a prior art. 本発明による樹脂粒子の加熱前および加熱後の電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the electron micrograph before and after heating of a resin particle by this invention. 焼結後の本発明による導電性組成物および比較例の断面の電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the electron micrograph of the cross section of the conductive composition by this invention and the comparative example after sintering. 焼結後の本発明による導電性組成物の細孔分布とクラックを示す図である。It is a figure which shows the pore distribution and the crack of the conductive composition by this invention after sintering.

本発明による導電性組成物は、導電性フィラーおよび樹脂等から構成されるマイクロメートルサイズの粒子を含有しており、前記粒子は、導電性組成物を加熱もしくは焼結する前後において、最大フェレー径の変化率が、1.20未満である。本発明によれば、焼結の前後における樹脂粒子の最大フェレー径の変化率は、耐剥離性の観点から、1.10未満であることが好ましく、0.9~1.0の範囲であることが特に好ましい。つまり、本発明による導電性組成物において使用する、樹脂等から構成される粒子は、導電性組成物を焼結もしくは加熱硬化する温度で、粒子が溶融して変形することなく、当初の形状をほぼ維持できるものである。 The conductive composition according to the present invention contains micrometer-sized particles composed of a conductive filler, a resin, or the like, and the particles have a maximum ferret diameter before and after heating or sintering the conductive composition. The rate of change of is less than 1.20. According to the present invention, the rate of change in the maximum ferret diameter of the resin particles before and after sintering is preferably less than 1.10 and in the range of 0.9 to 1.0 from the viewpoint of peeling resistance. Is particularly preferred. That is, the particles composed of a resin or the like used in the conductive composition according to the present invention have an initial shape without being melted and deformed at a temperature at which the conductive composition is sintered or heat-cured. It is almost sustainable.

一般に、粒子の大きさを特定するためには様々な記載法が存在する。粒子形状が球形の場合、粒子径とは直径を指すが、多角形の粒子もしくは形がいびつな粒子の場合は、球状の粒子と同様に粒子径を定義することができるとは限らない。多角形の粒子の粒子径を定義するための1つの基準として、定方向径が存在する。定方向径は、粒子の投影像を顕微鏡で観察することによって解析できる粒子径であり、その1つとしてフェレー径(Feret’s Diameter)が存在する。フェレー径は、選択した粒子の輪郭にある任意の2点を結ぶ直線によって、言い換えれば、一定方向の2本の平行線で挟まれた垂線の長さによって表され、それらの直線もしくは垂線のうち、もっとも長いものを最大フェレー径といい、最も短いものを最小フェレー径という。最大フェレー径は、最大キャリパー長(maximum caliper)ともいわれる。本発明による樹脂粒子のフェレー径の測定は、導電性組成物が塗布された部材の断面を、たとえば走査型電子顕微鏡(SEM)または高倍率の光学顕微鏡(デジタルマイクロスコープ)を使って観察し、取得した画像から、画像解析ソフトImage-Jを用いて粒子の輪郭を特定して、粒子の形状を明らかに確認することができる粒子100~200個を選んで行うことができる。 In general, there are various notations for specifying the size of particles. When the particle shape is spherical, the particle diameter refers to the diameter, but in the case of polygonal particles or particles with a distorted shape, it is not always possible to define the particle diameter in the same way as spherical particles. A directional diameter exists as one criterion for defining the particle size of polygonal particles. The directional diameter is a particle diameter that can be analyzed by observing a projected image of the particles with a microscope, and one of them is the Feret's Diameter. Ferret diameter is represented by a straight line connecting any two points on the contour of the selected particle, in other words, the length of a perpendicular line sandwiched between two parallel lines in a certain direction, of which the straight line or the perpendicular line. The longest one is called the maximum ferret diameter, and the shortest one is called the minimum ferret diameter. The maximum ferret diameter is also referred to as the maximum caliper length. In the measurement of the ferret diameter of the resin particles according to the present invention, the cross section of the member coated with the conductive composition is observed using, for example, a scanning electron microscope (SEM) or a high-magnification optical microscope (digital microscope). From the acquired image, the contour of the particles can be specified using the image analysis software Image-J, and 100 to 200 particles capable of clearly confirming the shape of the particles can be selected.

本発明によれば、粒子の最大フェレー径の変化率は、導電性組成物を焼結する前の粒子の最大フェレー径の平均値と、導電性組成物を焼結した後の粒子の最大フェレー径の平均値とを求め、以下の式に従って算出することができる:
最大フェレー径の変化率=加熱もしくは焼結後の最大フェレー径の平均値/加熱もしくは焼結前の最大フェレー径の平均値
図4では、実線で囲まれている粒子は、多角形の粒子であり、点線で囲まれている粒子は、円形もしくは楕円形の粒子である。実線で囲まれている粒子と、点線で囲まれている粒子の円相当径は同一である。図4には、長径15、短径11、最大フェレー径14、最小フェレー径10の例が示されている。図4の記載から明らかであるように、粒子の最大フェレー径は、同一の円相当径を有する他の粒子と比較した場合、必ずしもそのような粒子の長径(長軸)と一致するわけではなく、また粒子の最小フェレー径は、必ずしも粒子の短径(短軸)と一致するわけではない。
According to the present invention, the rate of change of the maximum ferret diameter of the particles is the average value of the maximum ferret diameter of the particles before sintering the conductive composition and the maximum ferret of the particles after sintering the conductive composition. The average value of the diameter can be calculated and calculated according to the following formula:
Rate of change in maximum ferret diameter = average value of maximum ferret diameter after heating or sintering / average value of maximum ferret diameter before heating or sintering In Fig. 4, the particles surrounded by the solid line are polygonal particles. Yes, the particles surrounded by the dotted line are circular or elliptical particles. The particles surrounded by the solid line and the particles surrounded by the dotted line have the same equivalent circle diameter. FIG. 4 shows an example of a major axis 15, a minor axis 11, a maximum ferret diameter 14, and a minimum ferret diameter 10. As is clear from the description in FIG. 4, the maximum ferret diameter of a particle does not necessarily coincide with the major axis (major axis) of such a particle when compared with other particles having the same equivalent circle diameter. Also, the minimum ferret diameter of a particle does not always coincide with the minor axis (minor axis) of the particle.

本発明により使用する、樹脂等から構成されるマイクロメートルサイズの粒子は、導電性組成物を焼結する前後において、粒子の最大フェレー径の変化率が、1.20未満、好ましくは0.9~1.1、さらに好ましくは1.0である、つまり粒子の最大フェレー径がほぼ変化しないという要件を満たすことができる限り、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂から構成されていてもよいし、応力を吸収できる他の材料、たとえばスズ、金、スズと金との合金といった無機材料から構成されていてもよい。当業者であれば、導電性組成物の用途、塗布方法、望ましい物性、たとえば熱伝導性、導電性等を考慮して、適宜、適切な材料を選択することができる。 The micrometer-sized particles made of a resin or the like used in the present invention have a rate of change in the maximum ferret diameter of the particles of less than 1.20, preferably 0.9, before and after sintering the conductive composition. It is composed of a resin such as a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a silicone resin as long as it can satisfy the requirement that the maximum ferret diameter of the particles is substantially unchanged from 1.1 to 1.0, more preferably 1.0. It may be composed of other materials capable of absorbing stress, for example, tin, gold, or an inorganic material such as an alloy of tin and gold. A person skilled in the art can appropriately select an appropriate material in consideration of the use of the conductive composition, the coating method, desirable physical characteristics, for example, thermal conductivity, conductivity and the like.

前記粒子は、耐剥離性の観点から、樹脂粒子であることが好ましい。樹脂粒子を使用する場合には、導電性組成物の焼結温度と、樹脂の融点とを考慮して、導電性組成物が焼結される条件で、粒子の最大フェレー径の変化率が、1.20、好ましくは0.9~1.1、さらに好ましくは1.0を超えない樹脂を選択すべきである。 The particles are preferably resin particles from the viewpoint of peel resistance. When resin particles are used, the rate of change in the maximum ferret diameter of the particles is determined under the condition that the conductive composition is sintered in consideration of the sintering temperature of the conductive composition and the melting point of the resin. A resin should be selected that does not exceed 1.20, preferably 0.9 to 1.1, more preferably 1.0.

なお、導電性組成物を焼結する温度は、使用される導電性フィラーや、樹脂粒子の種類、粒子径等に依存するが、通常、80℃~300℃の範囲である。焼結温度が80℃前後の温度より低いと、導電性組成物が硬化せず、焼結温度が約300℃を超えると、樹脂粒子が溶融して変形したり、溶融した樹脂がボイドや細孔に流れたりするため、本願発明による効果が得られない。導電性組成物の焼結は、異なった温度で2段階にわけて行うこともできる。樹脂粒子を使用する場合には、たとえば第1段階(予備焼成)で、80~200℃程度、有利には130~200℃程度、さらに有利には140~180℃程度で導電性組成物を一定時間加熱保持し、次いで第2段階(焼結)で、上記温度よりも高い温度、たとえば150℃以上、有利には180℃以上、さらに有利には200℃以上で焼結を行うこともできる。予備焼成および焼結における昇温速度は通常、1~10℃/分、好ましくは3~7℃/分、さらに好ましくは5℃/分である。また、第1段階(予備焼成)までの昇温速度と、第1段階(予備焼成)から第2段階(焼結)までの昇温速度は同じ速度でなくともよい。焼結は、大気雰囲気下または不活性ガス雰囲気下、たとえば窒素雰囲気下で行うことができる。接合すべき部材の表面が、酸化膜を形成しやすい材質、たとえば銅である場合、酸化膜の形成または変色を回避するために、不活性ガス雰囲気下、たとえば窒素パージ下で焼結を行うことが好ましい。この場合、窒素雰囲気中の酸素濃度は、接合すべき部材表面の酸化または変色を防止する観点から、500ppm以下、好ましくは80ppm以下、さらに好ましくは50ppm以下である。前記の酸素濃度であれば、銅の酸化や変色はほぼ生じないが、酸素が0.1%(1000ppm)程度の濃度で存在する場合は、銅の変色が観察される。また、焼結雰囲気中に0.1%程度の酸素が存在する場合、導電性組成物中に含有されている添加剤等の有機物の燃焼にも影響が及ぶ。焼結雰囲気中の酸素濃度が0.1%を超えると、大気雰囲気下での焼結と同等の焼結結果となる。この場合、銅は完全に変色する。導電性組成物を焼結する時間は、通常、15分~180分である。導電性組成物を焼結する時間は、導電性組成物が熱硬化して接合部もしくは焼結部が得られる限り、特に制限されることはない。たとえば、予備焼成の後に焼結を行う場合、プロセス制御の観点から、それぞれの焼結時間を15~120分、好ましくは30~90分、さらに好ましくは60分としてもよい。また、予備焼成に加えて、または予備焼成に代えて、一定の昇温速度、たとえば1~10℃/分、好ましくは3~7℃/分に加熱を制御し、焼結温度に達した後に、一定時間にわたって焼結温度を維持することで焼結を行うこともできる。この場合、焼結の時間は、たとえば30分~180分、好ましくは60分~120分程度である。焼結の際の温度、加熱もしくは昇温速度、焼結雰囲気は、当業者であれば、導電性組成物中で使用される導電性フィラーや樹脂粒子の種類、粒子径、溶剤や他の樹脂等の添加剤、接合すべき部材の材質等に応じて、上記の記載に基づいて適宜選択できる。
The temperature at which the conductive composition is sintered depends on the conductive filler used, the type of resin particles, the particle size, and the like, but is usually in the range of 80 ° C to 300 ° C. If the sintering temperature is lower than about 80 ° C, the conductive composition does not cure, and if the sintering temperature exceeds about 300 ° C, the resin particles melt and deform, or the melted resin becomes voids or fine particles. Since it flows into the holes, the effect of the present invention cannot be obtained. Sintering of the conductive composition can also be performed in two steps at different temperatures. When resin particles are used, for example, in the first stage (preliminary firing), the conductive composition is kept constant at about 80 to 200 ° C, preferably about 130 to 200 ° C, and more preferably about 140 to 180 ° C. It is also possible to heat and hold for a period of time, and then in the second step (sintering), sintering is performed at a temperature higher than the above temperature, for example, 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, and more preferably 200 ° C. or higher. The rate of temperature rise in pre-baking and sintering is usually 1 to 10 ° C./min, preferably 3 to 7 ° C./min, and more preferably 5 ° C./min. Further, the heating rate from the first stage (preliminary firing) to the second stage (sintering) does not have to be the same. Sintering can be performed in an air atmosphere or an inert gas atmosphere, for example a nitrogen atmosphere. If the surface of the member to be joined is a material that easily forms an oxide film, such as copper, sintering should be performed under an inert gas atmosphere, for example, under a nitrogen purge, in order to avoid the formation or discoloration of the oxide film. Is preferable. In this case, the oxygen concentration in the nitrogen atmosphere is 500 ppm or less, preferably 80 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, from the viewpoint of preventing oxidation or discoloration of the surface of the member to be joined. At the above oxygen concentration, oxidation or discoloration of copper hardly occurs, but when oxygen is present at a concentration of about 0.1% (1000 ppm), discoloration of copper is observed. Further, when about 0.1% of oxygen is present in the sintered atmosphere, it also affects the combustion of organic substances such as additives contained in the conductive composition. When the oxygen concentration in the sintering atmosphere exceeds 0.1%, the sintering result is equivalent to that of sintering in the atmospheric atmosphere. In this case, the copper is completely discolored. The time for sintering the conductive composition is usually 15 to 180 minutes. The time for sintering the conductive composition is not particularly limited as long as the conductive composition is thermally cured to obtain a bonded portion or a sintered portion. For example, when sintering is performed after pre-baking, the respective sintering times may be 15 to 120 minutes, preferably 30 to 90 minutes, and more preferably 60 minutes from the viewpoint of process control. Further, in addition to or instead of pre-baking, heating is controlled to a constant heating rate, for example, 1 to 10 ° C./min, preferably 3 to 7 ° C./min, and after reaching the sintering temperature. Sintering can also be performed by maintaining the sintering temperature for a certain period of time. In this case, the sintering time is, for example, about 30 minutes to 180 minutes, preferably about 60 minutes to 120 minutes. The temperature at the time of sintering, the heating or heating rate, and the sintering atmosphere can be determined by those skilled in the art regarding the types of conductive fillers and resin particles used in the conductive composition, particle size, solvent and other resins. Etc., can be appropriately selected based on the above description, depending on the additive such as, the material of the member to be joined, and the like.

[導電性フィラー(A)銀微粒子]
本発明による導電性組成物は、前記導電性フィラーとして、(A)ナノメートルサイズの銀微粒子、有利には平均粒子径が10~300nmの銀微粒子を含有する。
本発明による銀微粒子(A)の平均粒子径は、焼結性の観点から好ましくは20~180nm、より好ましくは30~170nm、さらに好ましくは40~160nmである。銀微粒子(A)の平均粒子径が10nm未満であると、銀微粒子(A)が表面に被覆を有する場合に、当該被覆の除去が難しくなり、焼結が妨げられる場合がある。銀微粒子(A)の平均粒子径が、300nmを超えると、相応して比表面積が小さくなることにより、焼結が妨げられる場合がある。
[Conductive filler (A) silver fine particles]
The conductive composition according to the present invention contains (A) nanometer-sized silver fine particles, preferably silver fine particles having an average particle diameter of 10 to 300 nm, as the conductive filler.
The average particle size of the silver fine particles (A) according to the present invention is preferably 20 to 180 nm, more preferably 30 to 170 nm, still more preferably 40 to 160 nm from the viewpoint of sinterability. If the average particle size of the silver fine particles (A) is less than 10 nm, it may be difficult to remove the coating when the silver fine particles (A) have a coating on the surface, and sintering may be hindered. When the average particle size of the silver fine particles (A) exceeds 300 nm, the specific surface area is correspondingly reduced, which may hinder sintering.

銀微粒子(A)のタップ密度は、特に限定されないが、導電性組成物の焼結性の観点から、4g/cm以上であることが好ましく、5g/cm以上であることがより好ましく、5.5g/cm以上であることがさらに好ましい。また、導電性組成物を長期にわたって保管する際に銀微粒子(A)の沈殿を回避する観点から、タップ密度は、8g/cm以下であることが好ましく、7.5g/cm以下であることがより好ましく、7g/cm以下であることがさらに好ましい。銀微粒子(A)のタップ密度は、たとえば、JIS規格Z2512:2012の金属粉-タップ密度測定方法により測定して算出することができる。 The tap density of the silver fine particles (A) is not particularly limited, but is preferably 4 g / cm 3 or more, more preferably 5 g / cm 3 or more, from the viewpoint of the sinterability of the conductive composition. It is more preferably 5.5 g / cm 3 or more. Further, from the viewpoint of avoiding precipitation of silver fine particles (A) when the conductive composition is stored for a long period of time, the tap density is preferably 8 g / cm 3 or less, preferably 7.5 g / cm 3 or less. More preferably, it is more preferably 7 g / cm 3 or less. The tap density of the silver fine particles (A) can be measured and calculated by, for example, a metal powder-tap density measuring method of JIS standard Z2512: 2012.

銀微粒子(A)の形状は、特に限定されず、たとえばフレーク状、プレート状、球状、キュービック状、ロッド状等の形状が可能である。銀微粒子(A)の形状として、フレーク状もしくはプレート状を採用した場合には、導電性組成物を焼結した後に、導電性および/または熱伝導性の優れた焼結部が得られる。また、フレーク状もしくはプレート状の銀微粒子は、主として短径方向に焼結するため、球状の銀微粒子を使用した場合よりも内部応力が小さく、銀微粒子が高配向することによって、反射率に優れた焼結部もしくは接合部が得られる。さらに、フレーク状もしくはプレート状の銀微粒子は、酸素の有無による影響を受けにくいため、大気雰囲気下または窒素等の不活性ガス雰囲気下のいずれにおいても行うことができる。焼結雰囲気中の酸素濃度を制御する場合は、接合部の材質や導電性組成物の焼結性を考慮して、たとえば1000ppm、好ましくは500ppm、さらに好ましくは80ppm、最も好ましくは50ppm程度の酸素濃度で焼結を行う。焼結に先立って予備焼成を行う場合も大気雰囲気下または不活性ガス雰囲気下で、あるいは前記と同様の酸素濃度を有する不活性ガス雰囲気下で行うことができる。 The shape of the silver fine particles (A) is not particularly limited, and can be, for example, a flake shape, a plate shape, a spherical shape, a cubic shape, a rod shape, or the like. When a flake shape or a plate shape is adopted as the shape of the silver fine particles (A), a sintered portion having excellent conductivity and / or thermal conductivity can be obtained after sintering the conductive composition. In addition, since flake-shaped or plate-shaped silver fine particles are sintered mainly in the minor axis direction, the internal stress is smaller than when spherical silver fine particles are used, and the silver fine particles are highly oriented, resulting in excellent reflectance. A sintered or joined portion is obtained. Further, since the flake-shaped or plate-shaped silver fine particles are not easily affected by the presence or absence of oxygen, they can be carried out in either an atmospheric atmosphere or an atmosphere of an inert gas such as nitrogen. When controlling the oxygen concentration in the sintering atmosphere, considering the material of the joint and the sinterability of the conductive composition, for example, 1000 ppm, preferably 500 ppm, more preferably 80 ppm, and most preferably about 50 ppm of oxygen. Sinter at a concentration. The pre-baking prior to sintering can also be carried out under an atmospheric atmosphere or an inert gas atmosphere, or under an inert gas atmosphere having the same oxygen concentration as described above.

銀微粒子(A)は、表面が被覆されていてもよい。このような被覆のためのコーティング剤は、当業者に公知であるが、たとえば、アミン、カルボン酸等が挙げられる。カルボン酸のコーティング剤は、焼結の際に除去されやすいため、焼結後の導電性組成物の硬化を容易にし、かつ焼結部の放熱性を向上させる観点から好ましい。カルボン酸としては、たとえばモノカルボン酸、ポリカルボン酸、オキシカルボン酸等が挙げられる。また、カルボン酸としては、樹脂または溶剤への分散性の観点から炭素数12~24の飽和脂肪酸および/または不飽和脂肪酸が好ましい。 The surface of the silver fine particles (A) may be coated. Coating agents for such coatings are known to those of skill in the art, and examples thereof include amines, carboxylic acids and the like. Since the carboxylic acid coating agent is easily removed during sintering, it is preferable from the viewpoint of facilitating the curing of the conductive composition after sintering and improving the heat dissipation of the sintered portion. Examples of the carboxylic acid include monocarboxylic acid, polycarboxylic acid, oxycarboxylic acid and the like. Further, as the carboxylic acid, a saturated fatty acid having 12 to 24 carbon atoms and / or an unsaturated fatty acid is preferable from the viewpoint of dispersibility in a resin or a solvent.

コーティング剤は、1種類でもよく、2種類以上のコーティング剤を併用してもよい。コーティング剤により銀微粒子(A)を被覆する方法は、当業者に公知であるが、たとえば銀微粒子(A)とコーティング剤とをミキサー中で撹拌・混合する、銀微粒子(A)をコーティング剤の溶液中に含浸する等の方法が挙げられる。 The coating agent may be one kind or two or more kinds of coating agents may be used in combination. A method of coating the silver fine particles (A) with the coating agent is known to those skilled in the art. For example, the silver fine particles (A) are mixed with the silver fine particles (A) in a mixer, and the silver fine particles (A) are used as the coating agent. Examples thereof include impregnation into a solution.

本発明による導電性組成物中の銀微粒子(A)の含有量は、特に限定されないが、焼結に伴う収縮抑制の観点から、導電性組成物の総質量100%に対して5~50質量%が好ましく、導電性および/または熱伝導性を向上する観点から、より好ましくは10~40質量%、特に好ましくは15~35質量%である。 The content of the silver fine particles (A) in the conductive composition according to the present invention is not particularly limited, but is 5 to 50 mass with respect to 100% of the total mass of the conductive composition from the viewpoint of suppressing shrinkage due to sintering. % Is preferable, and from the viewpoint of improving conductivity and / or thermal conductivity, it is more preferably 10 to 40% by mass, and particularly preferably 15 to 35% by mass.

[導電性フィラー(B)金属粒子]
本発明による導電性組成物は、前記導電性フィラーとしてさらに、(B)マイクロメートルサイズの金属粒子、有利には平均粒子径が0.5~10μmの金属粒子を含有する。
本発明による金属粒子(B)の平均粒子径は、導電性組成物のレオロジーの観点から好ましくは0.6~8μmであり、より好ましくは0.7~7μm、さらに好ましくは0.8~6μmである。金属粒子(B)の平均粒子径が、0.5μm未満であると、導電性組成物を焼結する際の収縮抑制効果が低下し、被接着部材と焼結部との密着性が低下する。金属粒子(B)の平均粒子径が、10μmを超えると、導電性組成物の焼結性が損なわれることにより、被接着部材と焼結部との密着性が低下する。
[Conductive filler (B) metal particles]
The conductive composition according to the present invention further contains (B) micrometer-sized metal particles, preferably metal particles having an average particle diameter of 0.5 to 10 μm, as the conductive filler.
The average particle size of the metal particles (B) according to the present invention is preferably 0.6 to 8 μm, more preferably 0.7 to 7 μm, still more preferably 0.8 to 6 μm from the viewpoint of rheology of the conductive composition. Is. When the average particle size of the metal particles (B) is less than 0.5 μm, the shrinkage suppressing effect when sintering the conductive composition is lowered, and the adhesion between the bonded member and the sintered portion is lowered. .. If the average particle size of the metal particles (B) exceeds 10 μm, the sinterability of the conductive composition is impaired, and the adhesion between the bonded member and the sintered portion is lowered.

金属粒子(B)の平均粒子径の分布は、単一のピークを有していてもよいし、複数のピークを有していてもよい。 The distribution of the average particle size of the metal particles (B) may have a single peak or may have a plurality of peaks.

金属粒子(B)のBET比表面積は、特に限定されないが、0.1~3m/gであることが好ましく、0.2~2m/gであることがより好ましく、0.3~1m/gであることがさらに好ましい。被接着部材に接する表面積を確保する観点から、金属粒子(B)のBET比表面積は、0.1m/g以上であることが好ましい。また、後述する(D)バインダー樹脂および/または溶剤の使用量を低減する観点から、金属粒子(B)のBET比表面積は、3m/g以下であることが好ましい。金属粒子(B)のBET比表面積は、BET1点法に従い、BET比表面積測定装置を用いて測定することができる。 The BET specific surface area of the metal particles (B) is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 3 m 2 / g, more preferably 0.2 to 2 m 2 / g, and 0.3 to 1 m. It is more preferably 2 / g. From the viewpoint of ensuring the surface area in contact with the member to be adhered, the BET specific surface area of the metal particles (B) is preferably 0.1 m 2 / g or more. Further, from the viewpoint of reducing the amount of the binder resin (D) binder resin and / or solvent described later, the BET specific surface area of the metal particles (B) is preferably 3 m 2 / g or less. The BET specific surface area of the metal particles (B) can be measured using a BET specific surface area measuring device according to the BET one-point method.

金属粒子(B)のタップ密度は、特に限定されないが、被接着部材への導電性組成物の接着強度の観点から、4g/cm以上であることが好ましく、5g/cm以上であることがより好ましく、5.5g/cm以上であることがさらに好ましい。また、導電性組成物を長期にわたって保管する際に銀微粒子(A)の沈殿を回避する観点から、タップ密度は、8g/cm以下であることが好ましく、7.5g/cm以下であることがより好ましく、7g/cm以下であることがさらに好ましい。金属粒子(B)のタップ密度は、たとえば、JIS規格Z2512:2012の金属粉-タップ密度測定方法により測定して算出することができる。 The tap density of the metal particles (B) is not particularly limited, but is preferably 4 g / cm 3 or more, preferably 5 g / cm 3 or more, from the viewpoint of the adhesive strength of the conductive composition to the bonded member. Is more preferable, and 5.5 g / cm 3 or more is further preferable. Further, from the viewpoint of avoiding precipitation of silver fine particles (A) when the conductive composition is stored for a long period of time, the tap density is preferably 8 g / cm 3 or less, preferably 7.5 g / cm 3 or less. More preferably, it is more preferably 7 g / cm 3 or less. The tap density of the metal particles (B) can be measured and calculated by, for example, the metal powder-tap density measuring method of JIS standard Z2512: 2012.

金属粒子(B)の形状は、特に限定されない。たとえばフレーク状、プレート状、球状、キュービック状、ロッド状等の当業者に公知の形状とすることが可能である。金属粒子(B)の形状として、フレーク状もしくはプレート状を採用した場合には、導電性組成物を焼結した後に、導電性および/または熱伝導性の優れた焼結部が得られる。また、フレーク状もしくはプレート状の銀微粒子は、主として短径方向に焼結するため、球状の銀微粒子を使用した場合よりも内部応力が小さく、銀微粒子が高配向することによって、反射率に優れた焼結部もしくは接合部が得られる。さらに、フレーク状もしくはプレート状の銀微粒子は、酸素の有無による影響を受けにくいため、窒素等の不活性ガス雰囲気下での焼結が可能となる。 The shape of the metal particles (B) is not particularly limited. For example, a shape known to those skilled in the art such as a flake shape, a plate shape, a spherical shape, a cubic shape, and a rod shape can be used. When a flake shape or a plate shape is adopted as the shape of the metal particles (B), after sintering the conductive composition, a sintered portion having excellent conductivity and / or thermal conductivity can be obtained. In addition, since flake-shaped or plate-shaped silver fine particles are sintered mainly in the minor axis direction, the internal stress is smaller than when spherical silver fine particles are used, and the silver fine particles are highly oriented, resulting in excellent reflectance. A sintered or joined portion is obtained. Further, since the flake-shaped or plate-shaped silver fine particles are not easily affected by the presence or absence of oxygen, sintering is possible in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen.

本発明による金属粒子(B)を構成する金属は、焼結部の導電性に貢献できる限り、特に限定されない。導電性に貢献できる金属として、当業者に公知の金属、たとえば銀、銅、ニッケル、アルミニウム、クロム、金、白金、パラジウム、タングステン、モリブデン等の金属を、単体として、混合物として、合金として、および/または酸化物として使用することができる。前記金属の合金は、2元系合金であっても、3元系合金であってもよく、合金中には、前記金属以外の元素が含まれていてもよい。また、金属粒子(B)を構成する材料として、カーボンナノチューブを使用することも可能である。また、金属粒子(B)は、2種類以上の混合物であってもよい。 The metal constituting the metal particles (B) according to the present invention is not particularly limited as long as it can contribute to the conductivity of the sintered portion. Metals known to those skilled in the art, such as silver, copper, nickel, aluminum, chromium, gold, platinum, palladium, tungsten, molybdenum, etc., can be used as simple substances, as mixtures, as alloys, and as metals that can contribute to conductivity. / Or can be used as an oxide. The alloy of the metal may be a binary alloy or a ternary alloy, and the alloy may contain an element other than the metal. It is also possible to use carbon nanotubes as the material constituting the metal particles (B). Further, the metal particles (B) may be a mixture of two or more kinds.

なお、本発明による導電性組成物中の銀微粒子(A)および金属粒子(B)の比率は、特に限定されないが、熱伝導率と接合性のバランスの観点から、質量比で、5:95~60:40の範囲が好ましく、より好ましくは10:90~50:50の範囲、特に好ましくは15:85~40:60の範囲である。 The ratio of the silver fine particles (A) and the metal particles (B) in the conductive composition according to the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of the balance between thermal conductivity and bondability, the mass ratio is 5:95. The range is preferably from 60:40, more preferably from 10:90 to 50:50, and particularly preferably from 15:85 to 40:60.

[(C)樹脂粒子]
本発明によれば、前記最大フェレー径の変化率を有する粒子として、(C)平均粒子径が2~15μmである樹脂粒子を使用する。
導電性組成物を焼結した後の焼結部における応力緩和および亀裂進展抑制効果の観点から、樹脂粒子(C)の平均粒子径は、3μm以上であることが好ましく、4μm以上であることがさらに好ましい。導電性組成物を焼結した後の焼結部における応力分散および焼結部の厚さの観点から、樹脂粒子(C)の平均粒子径は、13μm以下であることが好ましく、12μm以下であることがさらに好ましい。樹脂粒子(C)の平均粒子径が大きすぎると、導電性樹脂組成物の体積あたりの樹脂粒子(C)の数が少なくなり、樹脂粒子(C)の均一な分散が難しくなることにより、応力を分散する効果が低下する。また、樹脂粒子(C)の平均粒子径が大きいと、相応して焼結部の厚さを薄くすることができないため、被接着部材から発生した熱を効率よく逃がすことができなくなる。
[(C) Resin particles]
According to the present invention, as the particles having the rate of change in the maximum ferret diameter, (C) resin particles having an average particle diameter of 2 to 15 μm are used.
From the viewpoint of stress relaxation and crack growth suppressing effect in the sintered portion after sintering the conductive composition, the average particle size of the resin particles (C) is preferably 3 μm or more, and preferably 4 μm or more. More preferred. From the viewpoint of stress dispersion in the sintered portion after sintering the conductive composition and the thickness of the sintered portion, the average particle diameter of the resin particles (C) is preferably 13 μm or less, preferably 12 μm or less. Is even more preferable. If the average particle size of the resin particles (C) is too large, the number of the resin particles (C) per volume of the conductive resin composition becomes small, and it becomes difficult to uniformly disperse the resin particles (C). The effect of dispersing the particles is reduced. Further, if the average particle size of the resin particles (C) is large, the thickness of the sintered portion cannot be reduced accordingly, so that the heat generated from the bonded member cannot be efficiently dissipated.

また、部材を接合する場合には、接合部の厚みは、用途によっては、最大で約200μm程度となることもあるが、通常は10μm~50μmである。従って、導電性組成物を加熱硬化させる際に生じる15%程度の収縮率も考慮して、樹脂粒子(C)の平均粒子径は、樹脂粒子(C)の均一な分散、ならびに接合部における均一な応力の緩和および分散、ひいては剥離の抑制という観点から、加熱硬化後の接合部の厚みの85%以下程度の範囲とすることが好ましい。 When joining members, the thickness of the joined portion may be about 200 μm at the maximum depending on the application, but is usually 10 μm to 50 μm. Therefore, considering the shrinkage rate of about 15% generated when the conductive composition is heat-cured, the average particle size of the resin particles (C) is uniform in the dispersion of the resin particles (C) and uniform in the joint portion. From the viewpoint of alleviating and dispersing stress and suppressing peeling, it is preferable that the thickness is about 85% or less of the thickness of the joint after heat curing.

樹脂粒子(C)の形状は、球状もしくは略球状が好ましいが、立方体状、円柱状、角柱状、円錐状、角錐状、フレーク状等の形状であってもよい。 The shape of the resin particles (C) is preferably spherical or substantially spherical, but may be cubic, cylindrical, prismatic, conical, pyramidal, flake or the like.

樹脂粒子(C)の融点は、最大フェレー径の変化率の観点から、導電性組成物もしくは導電性フィラーの焼結温度より高いことが好ましく、140~250℃、好ましくは170℃~250℃である。本発明によれば意外にも、導電性フィラーおよび樹脂粒子を含有する導電性組成物を接着剤として被接着部材、たとえば基板とチップとを接合する際に、導電性組成物中の樹脂粒子の最大フェレー径の変化率が1.20未満、好ましくは0.9~1.1、さらに好ましくは1.0となるように、焼結条件を制御することにより、従来技術による接合部もしくは接合方法よりも信頼性の高い焼結部もしくは接合部が得られることが判明した。従って、本発明は、導電性組成物を焼結することによって被接着部材、たとえば電子部品用の基板とチップとを接合する方法、導電性焼結部もしくは接合部を製造する方法、ならびに導電性組成物を焼結もしくは加熱硬化することにより得られる導電性の焼結部もしくは接合部、前記焼結部もしくは接合部を備えている部材、特に、電子部品、たとえば車載用または通信機器用の電子部品を提供するものである。 The melting point of the resin particles (C) is preferably higher than the sintering temperature of the conductive composition or the conductive filler, preferably 140 to 250 ° C, preferably 170 ° C to 250 ° C, from the viewpoint of the rate of change in the maximum ferret diameter. be. According to the present invention, surprisingly, when a conductive composition containing a conductive filler and resin particles is used as an adhesive to bond a member to be bonded, for example, a substrate and a chip, the resin particles in the conductive composition By controlling the sintering conditions so that the rate of change of the maximum ferret diameter is less than 1.20, preferably 0.9 to 1.1, and more preferably 1.0, the bonding portion or the bonding method according to the prior art. It has been found that a more reliable sintered or joined portion can be obtained. Therefore, the present invention relates to a method of joining a member to be bonded, for example, a substrate for an electronic component and a chip by sintering a conductive composition, a method of manufacturing a conductive sintered portion or a bonded portion, and a conductive portion. Conductive sintered parts or joints obtained by sintering or heat-curing the composition, members having the sintered parts or joints, particularly electronic components, such as electrons for in-vehicle or communication equipment. It provides parts.

樹脂粒子(C)を構成する樹脂として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂およびシリコーン樹脂からなる群から選択される樹脂を使用することができる。前記樹脂として、当業者に公知の樹脂を使用することができる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、たとえばナイロン11、ナイロン12、ナイロン6等のナイロン樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルエーテル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリビニルブチラール、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、エチルセルロース、酢酸セルロース、各種のフッ素樹脂、ポリオレフィンエラストマー、飽和ポリエステル樹脂等の粒子が挙げられる。 As the resin constituting the resin particles (C), a resin selected from the group consisting of a thermoplastic resin, a thermosetting resin and a silicone resin can be used. As the resin, a resin known to those skilled in the art can be used. Examples of the thermoplastic resin include polyamides, nylon resins such as nylon 11, nylon 12, nylon 6, AS resin, ABS resin, AES resin, vinyl acetate resin, polystyrene, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl chloride, and acrylic. Resins, methacrylic resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl ethers, polyacetals, polycarbonates, polyethylene terephthalates, polybutylene terephthalates, polyvinyl butyral, polysulfones, polyetherimides, ethyl celluloses, cellulose acetates, various fluororesins, polyolefin elastomers, saturated polyester resins, etc. Particles are mentioned.

熱硬化性樹脂としては、たとえばポリウレタン樹脂等の尿素樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエスエル樹脂、アルキド樹脂が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include urea resin such as polyurethane resin, polyimide resin, phenol resin, epoxy resin, melamine resin, unsaturated polysell resin, and alkyd resin.

シリコーン樹脂は、ケイ素樹脂ともよばれ、オルガノポリシロキサンを主鎖とする一連の樹脂である。 Silicone resin, also called silicon resin, is a series of resins having organopolysiloxane as the main chain.

樹脂粒子(C)を構成する上記の樹脂は、単独で使用してもよく、前記樹脂の2種類以上の併用であってもよい。また、前記樹脂を構成するモノマー1種類からなる単独重合体であっても、モノマー2種類以上からなる共重合体であってもよい。 The above-mentioned resin constituting the resin particles (C) may be used alone or may be used in combination of two or more kinds of the above-mentioned resins. Further, it may be a homopolymer composed of one kind of monomers constituting the resin, or a copolymer composed of two or more kinds of monomers.

被接着部材からの焼結部もしくは接合部の剥離を効果的に防止する観点から、融点もしくはDSCピークが140~250℃、好ましくは170℃~250℃の範囲の樹脂の粒子が好ましい。融点が140~250℃の範囲の樹脂としては、たとえばナイロン12、ナイロン11、ナイロン6、ポリエチレン、ポリプロピレン、酢酸ビニル樹脂、飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。中でも、ナイロン12、ナイロン11、ナイロン6、ポリエチレンが好ましく用いられ、ナイロン12、ナイロン11、ナイロン6がより好ましく用いられ、ナイロン12、ナイロン11が更に好ましく用いられる。 From the viewpoint of effectively preventing peeling of the sintered portion or the joint portion from the member to be adhered, resin particles having a melting point or DSC peak in the range of 140 to 250 ° C., preferably 170 ° C. to 250 ° C. are preferable. Examples of the resin having a melting point in the range of 140 to 250 ° C. include nylon 12, nylon 11, nylon 6, polyethylene, polypropylene, vinyl acetate resin, saturated polyester resin and the like. Among them, nylon 12, nylon 11, nylon 6, and polyethylene are preferably used, nylon 12, nylon 11, and nylon 6 are more preferably used, and nylon 12 and nylon 11 are more preferably used.

本発明によれば、導電性組成物を焼結する際の条件を制御することにより、樹脂粒子(C)は、導電性組成物が焼結する温度である80℃以上300℃以下、好ましくは140℃以上250℃以下、さらに好ましくは165℃以上の温度でも、焼結前の粒子の形状をほぼ維持することができる。従って、導電性組成物を焼結する前の樹脂粒子の最大フェレー径に対する、焼結後の樹脂粒子の最大フェレー径の変化率は、1.20未満、好ましくは0.9~1.1、さらに好ましくは1.0である。導電性組成物を焼結する際の条件として、焼結温度、焼結時間、焼結雰囲気が挙げられる。焼結を予備焼成と焼結とに分けて行う場合、本発明による導電性組成物を塗布した部材を、一定の昇温速度で所定の予備焼成温度まで加熱し、予備焼成温度に達したら一定の時間、たとえば15分~90分、好ましくは30分~60分にわたって所定の予備焼成温度で加熱する。予備焼成後、引き続き、導電性組成物が塗布された部材を一定の昇温速度で焼結温度まで加熱し、焼結温度に達したら一定の時間、たとえば15分~90分、好ましくは30分~60分にわたって所定の焼結温度で加熱する。あるいは、予備焼成を行うことなく、一定の昇温速度で所定の焼結温度に加熱して導電性組成物を焼結してもよい。ここで予備焼成とは、一定の温度を加熱保持することをいい、必ずしも焼結まで行うものではない。予備焼成および焼結は、1000ppm以下、好ましくは500ppm以下、さらに好ましくは80ppm以下、最も好ましくは50ppm以下の酸素濃度を有する不活性ガス雰囲気下、たとえば窒素雰囲気下で行うことができる。前記の条件で導電性組成物を焼結することにより、導電性組成物中に含有されている樹脂粒子は、従来技術による方法による場合のように、焼結の際に溶融して焼結部の空隙を充填することなく、焼結前の当初の形状をほぼ維持しており、かつ加熱もしくは焼結の前後において導電性樹脂組成物中で均一に分散されているため、焼結後に得られる焼結部もしくは接合部における応力が緩和および分散される。また、従来技術による方法では、導電性組成物を焼結した後の焼結部もしくは接合部では、樹脂粒子が焼結の際に溶融して焼結部の空隙に入り込んでいるため、もはや焼結前の樹脂粒子の粒子径を有していない一方で、本願発明による方法によれば、焼結後の樹脂粒子(C)の平均粒子径は、当初の2~15μmをほぼ維持している。このため、従来技術による導電性組成物によって得られていた接合部に比べて、面積の大きい部材であっても、接合部内での亀裂の進行が抑制され、ひいては被接着部材と接合部、たとえばシリコンチップと接合部、接合部とリードフレームもしくは基板との剥離が大幅に抑制される。これにより、接合信頼性の高い部材、好ましくは接合相手との接合信頼性に優れた電子部品、より具体的には接合相手との接合信頼性に優れた車載用または通信機器用の電子部品が得られる。 According to the present invention, by controlling the conditions for sintering the conductive composition, the resin particles (C) are preferably 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, which is the temperature at which the conductive composition is sintered. Even at a temperature of 140 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, more preferably 165 ° C. or higher, the shape of the particles before sintering can be substantially maintained. Therefore, the rate of change of the maximum ferret diameter of the resin particles after sintering with respect to the maximum ferret diameter of the resin particles before sintering the conductive composition is less than 1.20, preferably 0.9 to 1.1. More preferably, it is 1.0. Conditions for sintering the conductive composition include sintering temperature, sintering time, and sintering atmosphere. When sintering is performed separately for pre-baking and sintering, the member coated with the conductive composition according to the present invention is heated to a predetermined pre-baking temperature at a constant temperature rise rate, and is constant when the pre-baking temperature is reached. For a period of time, for example, 15 to 90 minutes, preferably 30 to 60 minutes, the heating is performed at a predetermined pre-baking temperature. After the pre-baking, the member coated with the conductive composition is continuously heated to the sintering temperature at a constant heating rate, and when the sintering temperature is reached, a certain time, for example, 15 to 90 minutes, preferably 30 minutes. Heat at a predetermined sintering temperature for ~ 60 minutes. Alternatively, the conductive composition may be sintered by heating to a predetermined sintering temperature at a constant heating rate without performing pre-baking. Here, the pre-baking means to heat and hold a constant temperature, and does not necessarily perform up to sintering. Pre-calcination and sintering can be performed under an inert gas atmosphere having an oxygen concentration of 1000 ppm or less, preferably 500 ppm or less, more preferably 80 ppm or less, and most preferably 50 ppm or less, for example, a nitrogen atmosphere. By sintering the conductive composition under the above conditions, the resin particles contained in the conductive composition are melted at the time of sintering and the sintered portion is as in the case of the conventional method. The original shape before sintering is almost maintained without filling the voids in the above, and is uniformly dispersed in the conductive resin composition before and after heating or sintering, so that it is obtained after sintering. Stress at the sinter or junction is relaxed and dispersed. Further, in the method according to the prior art, in the sintered portion or the joint portion after sintering the conductive composition, the resin particles are melted at the time of sintering and enter the voids of the sintered portion, so that they are no longer baked. While it does not have the particle size of the resin particles before forming, according to the method according to the present invention, the average particle size of the resin particles (C) after sintering is almost maintained at the initial 2 to 15 μm. .. Therefore, even if the member has a large area as compared with the joint portion obtained by the conductive composition according to the prior art, the progress of cracks in the joint portion is suppressed, and eventually the bonded member and the joint portion, for example, Peeling between the silicon chip and the joint, and between the joint and the lead frame or substrate is significantly suppressed. As a result, a member having high joining reliability, preferably an electronic component having excellent joining reliability with the joining partner, and more specifically, an electronic component for an in-vehicle or communication device having excellent joining reliability with the joining partner can be obtained. can get.

導電性組成物中での樹脂粒子(C)の含有量は、冷熱サイクル後の被接着部材からの焼結部もしくは接合部の剥離を効果的に防止する観点から、導電性組成物の質量に対して、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることがさらに好ましく、2質量%以上であることが特に好ましい。導電性組成物が硬化した後の焼結部もしくは接合部の熱伝導率の低下を防止する観点から、樹脂粒子(C)の含有量は、導電性組成物の質量に対して、10質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。 The content of the resin particles (C) in the conductive composition is the mass of the conductive composition from the viewpoint of effectively preventing peeling of the sintered portion or the joint portion from the bonded member after the thermal cycle. On the other hand, it is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 2% by mass or more. From the viewpoint of preventing a decrease in thermal conductivity of the sintered portion or the joint portion after the conductive composition is cured, the content of the resin particles (C) is 10% by mass with respect to the mass of the conductive composition. It is preferably less than or equal to, more preferably 7% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less.

なお、本明細書において、金属粒子(B)および樹脂粒子(C)の平均粒子径は、レーザー回折・散乱式粒度分析計を用いて測定された累積体積百分率が50体積%の粒子径(粒子径分布の50%平均粒子径)(D50)とする。このような測定のためには、たとえば日機装社製のレーザー回折・散乱式粒度分析計MT-3000を用いることができる。銀微粒子(A)の平均粒子径は、動的光散乱法を用いて測定された粒子径分布の50%平均粒子径(D50)とする。このような粒子径は、たとえば、日機装社製のナノトラック粒子分布測定装置を用いて測定することができる。 In the present specification, the average particle size of the metal particles (B) and the resin particles (C) is a particle size (particles) having a cumulative volume percentage of 50% by volume measured using a laser diffraction / scattering type particle size analyzer. 50% average particle size of the diameter distribution) (D50). For such a measurement, for example, a laser diffraction / scattering particle size analyzer MT-3000 manufactured by Nikkiso Co., Ltd. can be used. The average particle size of the silver fine particles (A) is 50% average particle size (D50) of the particle size distribution measured by the dynamic light scattering method. Such a particle size can be measured using, for example, a nanotrack particle distribution measuring device manufactured by Nikkiso Co., Ltd.

樹脂粒子(C)の融点は、樹脂の種類に応じて決定されるものであり、当業者には周知である。樹脂の融点を測定するためには、たとえば示差走査熱量測定装置(DSC)を使用することができる。図5~図8には、例示としてそれぞれ、以下の表1に記載の樹脂粒子(c1)、(c3)、(c4)および(c11)のDSCピークが示されている。 The melting point of the resin particles (C) is determined according to the type of resin and is well known to those skilled in the art. For measuring the melting point of the resin, for example, a differential scanning calorimetry device (DSC) can be used. 5 to 8 show DSC peaks of the resin particles (c1), (c3), (c4) and (c11) shown in Table 1 below, respectively, as an example.

本発明による導電性組成物は、銀微粒子(A)、金属粒子(B)、樹脂粒子(C)以外にさらに、以下に記載する各成分が配合されていてもよい。
[(D)バインダー樹脂]
本発明の導電性組成物では、必要に応じて、さらに、バインダー樹脂(D)を含有してもよい。バインダー樹脂(D)を含有することで、導電性組成物に、さらに、流動性および接着性を付与することができる。バインダー樹脂(D)は、作業性の観点から、単独で、または溶剤に溶解した後に液状である限り、特に限定されないが、たとえばポリオレフィン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、またはシリコーン樹脂を用いることができる。これらの樹脂は単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、焼結時に高温になるため耐熱性の観点から、バインダー樹脂(D)は、熱硬化性樹脂であることが好ましく、エポキシ樹脂であることが特に好ましい。
In addition to the silver fine particles (A), metal particles (B), and resin particles (C), the conductive composition according to the present invention may further contain each of the components described below.
[(D) Binder resin]
The conductive composition of the present invention may further contain a binder resin (D), if necessary. By containing the binder resin (D), the conductive composition can be further imparted with fluidity and adhesiveness. The binder resin (D) is not particularly limited as long as it is liquid alone or after being dissolved in a solvent from the viewpoint of workability, but for example, polyolefin, polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, ethyl cellulose, saturated polyester resin, acrylic resin and the like. Thermoplastic resin, thermosetting resin such as epoxy resin, phenol resin, urethane resin, polyimide resin, etc., or silicone resin can be used. These resins may be used alone or in combination of two or more. Further, the binder resin (D) is preferably a thermosetting resin, and particularly preferably an epoxy resin, from the viewpoint of heat resistance because the temperature becomes high during sintering.

バインダー樹脂(D)の含有量は、導電性組成物の質量に対して、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることがさらに好ましい。バインダー樹脂(D)の含有量が、導電性組成物の質量に対して10質量%以下であると、銀微粒子(A)および/または金属粒子(B)のネッキングによるネットワークが形成されやすくなり、安定した導電性および熱伝導性が得られる。またバインダー樹脂は、導電性組成物の質量に対して、流動性や接着性の観点から0.5質量%以上の量で用いることが好ましい。 The content of the binder resin (D) is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and further preferably 6% by mass or less, based on the mass of the conductive composition. preferable. When the content of the binder resin (D) is 10% by mass or less with respect to the mass of the conductive composition, a network due to necking of the silver fine particles (A) and / or the metal particles (B) is likely to be formed. Stable conductivity and thermal conductivity can be obtained. Further, the binder resin is preferably used in an amount of 0.5% by mass or more with respect to the mass of the conductive composition from the viewpoint of fluidity and adhesiveness.

<硬化剤>
本発明による導電性組成物は、上記成分以外に、硬化剤を含有していてもよい。硬化剤としては、たとえば第三級アミン、アルキル尿素、イミダゾール等のアミン系硬化剤や、フェノール系硬化剤等が挙げられる。
硬化剤の含有量は、導電性組成物の質量に対して、2質量%以下であることが好ましい。そうすることで未硬化の硬化剤が残りにくくなり、被接着部材との密着性が良好となる。
<硬化促進剤>
本発明の導電性組成物にはさらに硬化促進剤を含有していてもよい。硬化促進剤としては、たとえば2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4―メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2―メチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノ-2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール類、第三級アミン類、トリフェニルフォスフィン類、尿素系化合物、フェノール類、アルコール類、カルボン酸類等が挙げられる。硬化促進剤は、2種類以上を併用してもよい。
硬化促進剤を使用する場合には、その含有量は、導電性組成物の質量に対して、通常は0.5質量%以下である。
<Curing agent>
The conductive composition according to the present invention may contain a curing agent in addition to the above components. Examples of the curing agent include amine-based curing agents such as tertiary amines, alkyl ureas, and imidazoles, and phenol-based curing agents.
The content of the curing agent is preferably 2% by mass or less with respect to the mass of the conductive composition. By doing so, the uncured curing agent is less likely to remain, and the adhesion to the bonded member is improved.
<Curing accelerator>
The conductive composition of the present invention may further contain a curing accelerator. Examples of the curing accelerator include 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-methyl-4-methylimidazole, and 1-cyano-2-ethyl-. Examples thereof include imidazoles such as 4-methylimidazole, tertiary amines, triphenylphosphine, urea compounds, phenols, alcohols, carboxylic acids and the like. Two or more kinds of curing accelerators may be used in combination.
When a curing accelerator is used, its content is usually 0.5% by mass or less with respect to the mass of the conductive composition.

<溶剤/希釈剤>
本発明による導電性組成物にはさらに、導電性組成物をペースト状にして、塗布を容易にするために溶剤もしくは希釈剤を含有していてもよい。溶剤もしくは希釈剤を使用する場合には、ペースト中の樹脂粒子の形状を維持することができるよう、樹脂粒子を溶解しない溶剤もしくは希釈剤を用いる。その他の点で、使用する溶剤もしくは希釈剤は特に限定されないが、焼結の際の揮発性の観点から、沸点が350℃以下の溶剤もしくは希釈剤が好ましく、沸点が300℃以下の溶剤もしくは希釈剤がより好ましい。溶剤もしくは希釈剤として、当業者に公知のもの、たとえばアセテート、エーテル、炭化水素等、より具体的には、ジブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート等を使用することができる。
溶剤もしくは希釈剤の含有率は、導電性組成物の質量に対して、通常は15質量%以下であり、作業性の観点から、好ましくは10質量%以下である。
<Solvent / Diluent>
The conductive composition according to the present invention may further be made into a paste and contain a solvent or a diluent for facilitating application. When a solvent or a diluent is used, a solvent or a diluent that does not dissolve the resin particles is used so that the shape of the resin particles in the paste can be maintained. In other respects, the solvent or diluent used is not particularly limited, but from the viewpoint of volatility during sintering, a solvent or diluent having a boiling point of 350 ° C. or lower is preferable, and a solvent or diluent having a boiling point of 300 ° C. or lower is preferable. The agent is more preferred. As the solvent or diluent, those known to those skilled in the art, such as acetate, ether, hydrocarbon, and more specifically, dibutyl carbitol, butyl carbitol acetate, and the like can be used.
The content of the solvent or the diluent is usually 15% by mass or less with respect to the mass of the conductive composition, and is preferably 10% by mass or less from the viewpoint of workability.

<添加剤>
本発明による導電性組成物は、上記の成分以外にさらに、当業者に公知の添加剤、たとえば酸化防止剤、紫外線吸収剤、粘着付与剤、粘性調整剤、分散剤、カップリング剤、強靭性付与剤、エラストマー等を、本発明による効果を損なわない範囲で含有していてもよい。
<Additives>
In addition to the above components, the conductive composition according to the present invention further comprises additives known to those skilled in the art, such as antioxidants, ultraviolet absorbers, tackifiers, viscosity modifiers, dispersants, coupling agents, and toughness. The additive, elastomer and the like may be contained within a range that does not impair the effects of the present invention.

本発明による導電性組成物は、上記の銀微粒子(A)、金属粒子(B)、樹脂粒子(C)、および必要に応じてバインダー樹脂(D)、ならびに必要に応じて上記のその他の成分を任意の順序で混合、撹拌することにより製造することができる。その方法としては、たとえば、二本ロールミル、三本ロールミル、サンドミル、ロールミル、ボールミル、コロイドミル、ジェットミル、ビーズミル、ニーダー、ホモジナイザー、およびプロペラレスミキサー等の、当業者に公知の方式を採用することができる。 The conductive composition according to the present invention comprises the above-mentioned silver fine particles (A), metal particles (B), resin particles (C), and optionally a binder resin (D), and if necessary, the above-mentioned other components. Can be produced by mixing and stirring in any order. As the method, for example, a method known to those skilled in the art such as a two-roll mill, a three-roll mill, a sand mill, a roll mill, a ball mill, a colloid mill, a jet mill, a bead mill, a kneader, a homogenizer, and a propellerless mixer is adopted. Can be done.

本発明によれば、本発明による導電性組成物を部材に塗布し、焼結もしくは熱処理することにより、導電性および熱伝導性が高く、かつ被接着部材の剥離が生じにくい焼結部もしくは接合部が得られる。本発明による導電性組成物は、少なくとも導電性フィラーと樹脂粒子とを含有しており、前記導電性組成物を部材に塗布し、焼結する際に、焼結前の前記樹脂粒子の最大フェレー径に対する焼結後の前記樹脂粒子の最大フェレー径の変化率が1.20未満、好ましくは0.9~1.1の範囲、さらに好ましくは1.0となる条件で前記導電性組成物を焼結することにより、意外にも、特に面積の大きいチップ、たとえば7×7mmもしくは8×8mmといった、サイズの大きいチップの剥離を効果的に防止できることが判明した。本願発明により得られる焼結部もしくは接合部では、その断面積に対して、導電性フィラーの占める割合(金属面積)は、60~95面積%であり、樹脂粒子の占める割合(樹脂粒子面積)は、1~35面積%である。残部(その他面積)の4~25面積%は、空隙およびバインダー樹脂等の残分である。「バインダー樹脂等の残分」とは、導電性組成物の組成に依存し、たとえば加熱・焼結によって部分的に溶融した樹脂粒子(C)、硬化剤、硬化促進剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、粘着付与剤、粘性調整剤、分散剤、カップリング剤、強靱性付与剤、エラストマー等の添加剤や溶剤の残分が含まれうる。上記のとおり、本発明によれば、焼結後の導電性組成物中の樹脂粒子は、最大フェレー径の変化率が1.20未満であり、焼結の際にほぼ変形しないため、焼結前の平均粒子径が維持される。なお、前記金属面積、樹脂粒子面積、およびその他面積は、焼結部の断面をSEMによって観察することによって得られるものである。 According to the present invention, by applying the conductive composition according to the present invention to a member and sintering or heat-treating it, a sintered portion or a bonded portion having high conductivity and thermal conductivity and in which peeling of the bonded member is unlikely to occur. Part is obtained. The conductive composition according to the present invention contains at least a conductive filler and resin particles, and when the conductive composition is applied to a member and sintered, the maximum ferret of the resin particles before sintering is performed. The conductive composition is prepared under the condition that the rate of change of the maximum ferret diameter of the resin particles after sintering with respect to the diameter is less than 1.20, preferably in the range of 0.9 to 1.1, and more preferably 1.0. Surprisingly, it was found that sintering can effectively prevent peeling of chips having a particularly large area, for example, chips having a large size such as 7 × 7 mm or 8 × 8 mm. In the sintered portion or the bonded portion obtained by the present invention, the ratio of the conductive filler to the cross-sectional area (metal area) is 60 to 95 area%, and the ratio of the resin particles (resin particle area). Is 1 to 35 area%. 4 to 25 area% of the balance (other area) is the residue of voids and binder resin and the like. The "residue of the binder resin, etc." depends on the composition of the conductive composition, for example, resin particles (C) partially melted by heating and sintering, a curing agent, a curing accelerator, an antioxidant, and ultraviolet rays. Additives such as inhibitors, tackifiers, viscosity modifiers, dispersants, coupling agents, toughness-imparting agents, elastomers, and solvent residues can be included. As described above, according to the present invention, the resin particles in the conductive composition after sintering have a rate of change of the maximum ferret diameter of less than 1.20 and are hardly deformed during sintering, so that they are sintered. The previous average particle size is maintained. The metal area, resin particle area, and other areas are obtained by observing the cross section of the sintered portion by SEM.

従って、本発明の対象は、本発明による方法により導電性組成物を焼結して得られた焼結部もしくは接合部、および前記焼結部もしくは接合部を備えた部材、好ましくは前記焼結部もしくは接合部を備えた電子部品、より好ましくは前記焼結部もしくは接合部を備えた車載用または通信機器用の電子部品でもある。 Therefore, the object of the present invention is a sintered portion or a joint portion obtained by sintering a conductive composition by the method according to the present invention, and a member having the sintered portion or the joint portion, preferably the sintered portion. It is also an electronic component having a portion or a joint, more preferably an electronic component for an in-vehicle or communication device having the sintered portion or the joint.

次に、本発明の導電性組成物の使用方法の例について説明する。 Next, an example of how to use the conductive composition of the present invention will be described.

本発明による導電性組成物を、部材、たとえばシリコンチップ、車載用電子部品等の部材に、ディスペンサー、メタルマスク、スクリーン印刷、スピンコート等の当業者に公知の方法により塗布して導電性組成物層を形成した後、導電性組成物を部材の接着用に使用する場合には、前記部材の接合相手(たとえばリードフレーム)に導電性組成物層が接するように部材を載置し、次いで焼結前の樹脂粒子の最大フェレー径に対する焼結後の樹脂粒子の最大フェレー径の変化率が、1.20未満となる条件で導電性組成物を熱処理(焼結)することにより、本発明の導電性組成物から、導電性および熱伝導率が高く、かつ面積の大きい部材であっても、冷熱サイクルの繰り返しによる剥離が生じにくい焼結部もしくは接合部を備えた部材を得ることができる。 The conductive composition according to the present invention is applied to a member such as a silicon chip or an in-vehicle electronic component by a method known to those skilled in the art such as a dispenser, a metal mask, screen printing, and a spin coat to obtain the conductive composition. After forming the layer, when the conductive composition is used for bonding the member, the member is placed so that the conductive composition layer is in contact with the joining partner (for example, a lead frame) of the member, and then the member is fired. The present invention is obtained by heat-treating (sintering) the conductive composition under the condition that the rate of change of the maximum ferret diameter of the resin particles after sintering is less than 1.20 with respect to the maximum ferret diameter of the resin particles before forming. From the conductive composition, it is possible to obtain a member having a sintered portion or a joint portion, which has high conductivity and thermal conductivity and has a large area but is unlikely to be peeled off due to repeated cold and thermal cycles.

本発明による導電性組成物を焼結する温度は、導電性組成物が加熱硬化する、つまり焼結する限り、特に限定されないが、80℃~300℃の範囲の温度が有利である。昇温速度は通常1~10℃/分、好ましくは3~7℃/分、さらに好ましくは5℃/分である。導電性組成物の焼結は、2段階に分けて行うこともできる。たとえば第1段階(予備焼成)では、比較的低い温度、たとえば80~200℃、有利には130~200℃、さらに有利には140~180℃の温度で焼結を行い、次いで第2段階(焼結)では、焼結部もしくは接合部としての形状を安定させるために、第1段階よりも高い温度、たとえば150℃以上、有利には180℃以上、さらに有利には200℃以上の温度で焼結を行うこともできる。 The temperature at which the conductive composition according to the present invention is sintered is not particularly limited as long as the conductive composition is heat-cured, that is, it is sintered, but a temperature in the range of 80 ° C. to 300 ° C. is advantageous. The heating rate is usually 1 to 10 ° C./min, preferably 3 to 7 ° C./min, and more preferably 5 ° C./min. Sintering of the conductive composition can also be performed in two steps. For example, in the first step (pre-baking), sintering is performed at a relatively low temperature, for example, 80 to 200 ° C, preferably 130 to 200 ° C, and more preferably 140 to 180 ° C, and then the second step (preliminary firing). In (sintering), in order to stabilize the shape of the sintered portion or the joint portion, the temperature is higher than that of the first stage, for example, 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, and more preferably 200 ° C. or higher. Sintering can also be performed.

また、銀微粒子(A)および/または金属粒子(B)の結合が過度に進行することにより焼結部もしくは接合部が収縮して硬すぎる状態となることを回避するためには、焼結温度は300℃以下であることが好ましく、275℃以下であることがより好ましく、250℃以下であることがさらに好ましい。 Further, in order to prevent the sintered portion or the joint portion from shrinking and becoming too hard due to excessive progress of bonding of the silver fine particles (A) and / or the metal particles (B), the sintering temperature Is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 275 ° C. or lower, and even more preferably 250 ° C. or lower.

なお、導電性組成物を加熱する時間は、導電性組成物が焼結し、焼結部もしくは接合部が得られる限り、特に限定されないが、通常は15分~180分である。 The time for heating the conductive composition is not particularly limited as long as the conductive composition is sintered and a sintered portion or a joint portion is obtained, but it is usually 15 minutes to 180 minutes.

上記加熱は、空気中で行ってもよく、アルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。空気中で加熱すると、銀微粒子(A)の表面のコーティング剤の除去が進みやすいため、焼結を行いやすいが、他方、銀微粒子(A)および/または金属粒子(B)が酸化されやすく、酸化膜が形成されることにより、得られる導電性接着剤硬化物の導電性や熱伝導率が損なわれるおそれがある。たとえば、空気中で加熱すると、酸化しやすい被接着部材(たとえばCu基板など)を用いた場合に被接着部材が酸化して接合が阻害されたり変色することがあり、他にも酸化されやすい周辺部材が酸化されて劣化したりするおそれもある。 The heating may be performed in air or in an atmosphere of an inert gas such as argon or nitrogen. When heated in air, the coating agent on the surface of the silver fine particles (A) is easily removed, so that sintering is easy, but on the other hand, the silver fine particles (A) and / or the metal particles (B) are easily oxidized. The formation of the oxide film may impair the conductivity and thermal conductivity of the obtained cured conductive adhesive. For example, when heated in air, when a member to be bonded that is easily oxidized (for example, a Cu substrate) is used, the member to be bonded may be oxidized and the bonding may be hindered or discolored. There is also a risk that the member will be oxidized and deteriorated.

したがって、上記のような問題の発生を回避するためには、不活性ガス雰囲気中、たとえば窒素雰囲気中で加熱を行うことが好ましい。焼結を窒素雰囲気で行う場合、窒素雰囲気中の酸素濃度は、1000ppm以下、好ましくは500ppm以下、さらに好ましくは80ppm以下、最も好ましくは50ppm以下である。焼結の際の窒素雰囲気中の酸素濃度は、0ppmであってもよい。 Therefore, in order to avoid the above-mentioned problems, it is preferable to perform heating in an inert gas atmosphere, for example, in a nitrogen atmosphere. When the sintering is performed in a nitrogen atmosphere, the oxygen concentration in the nitrogen atmosphere is 1000 ppm or less, preferably 500 ppm or less, more preferably 80 ppm or less, and most preferably 50 ppm or less. The oxygen concentration in the nitrogen atmosphere at the time of sintering may be 0 ppm.

半導体素子等の被接着部材から発生する熱を効率よく逃がすためには、導電性組成物層は薄いことが好ましい。たとえば、焼結後の導電性組成物の厚みは50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、30μm以下がさらに好ましい。 In order to efficiently dissipate heat generated from a member to be adhered such as a semiconductor element, it is preferable that the conductive composition layer is thin. For example, the thickness of the conductive composition after sintering is preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, still more preferably 30 μm or less.

他方、基板等の被接着部材と、焼結部との間の熱膨張率の差に起因する内部応力を、焼結部の厚み方向で緩和するためには、導電性組成物層は厚い方が望ましい。具体的には、焼結後の導電性組成物の厚みは5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、20μm以上が更に好ましい。 On the other hand, in order to alleviate the internal stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the bonded member such as a substrate and the sintered portion in the thickness direction of the sintered portion, the conductive composition layer should be thicker. Is desirable. Specifically, the thickness of the conductive composition after sintering is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, still more preferably 20 μm or more.

なお、本発明によれば、樹脂粒子(C)は焼結後にもその形状もしくは粒子径が一定の変化率で維持されているため、樹脂粒子(C)の平均粒子径は、部材に塗布する導電性組成物層の厚さに応じて選択すべきである。導電性組成物層の厚みが大きい場合には、平均粒子径が比較的大きい樹脂粒子(C)を使用することができる一方で、厚みの小さい導電性組成物層が望ましい場合には、樹脂粒子(C)の平均粒子径も相応して小さいことが好ましい。樹脂粒子(C)の適切な平均粒子径は、当業者であれば、導電性組成物の用途、組成、層厚等に基づいて、適宜選択できる。 According to the present invention, since the shape or particle size of the resin particles (C) is maintained at a constant rate of change even after sintering, the average particle size of the resin particles (C) is applied to the member. It should be selected according to the thickness of the conductive composition layer. When the thickness of the conductive composition layer is large, the resin particles (C) having a relatively large average particle diameter can be used, while when the thickness of the conductive composition layer is small, the resin particles can be used. It is preferable that the average particle size of (C) is also correspondingly small. Appropriate average particle diameters of the resin particles (C) can be appropriately selected by those skilled in the art based on the use, composition, layer thickness and the like of the conductive composition.

本発明による導電性組成物を焼結して得られた焼結部もしくは接合部の熱伝導率は、被接着部材の放熱性を確保するために、20W/m・K以上であることが好ましく、35W/m・K以上であることがより好ましく、50W/m・K以上であることがさらに好ましい。なお、熱伝導率の算出方法としては、以下の実施例に記載する方法を使用することができる。 The thermal conductivity of the sintered portion or the joint portion obtained by sintering the conductive composition according to the present invention is preferably 20 W / m · K or more in order to ensure the heat dissipation of the bonded member. , 35 W / m · K or more, more preferably 50 W / m · K or more. As a method for calculating the thermal conductivity, the method described in the following examples can be used.

本発明による導電性組成物を用いて電子部品等の被接着部材を接着した場合に、冷熱サイクル、つまり繰り返して高温および低温の温度変化を経た場合でも剥離が生じにくくなっていることを評価する方法としては、種々の方法が挙げられる。たとえば、以下の実施例記載する方法で冷熱サイクル試験を行い、試験後の剥離面積の割合を測定する方法を用いることができる。当該方法で測定した場合の剥離面積の割合は、熱抵抗の観点から、20%以下であることが好ましく、15%以下であることがさらに好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることが極めて好ましい。 It is evaluated that when an adhered member such as an electronic component is adhered using the conductive composition according to the present invention, peeling is less likely to occur even when undergoing a thermal cycle, that is, repeated high and low temperature changes. Examples of the method include various methods. For example, a method of performing a thermal cycle test by the method described in the following examples and measuring the ratio of the peeled area after the test can be used. From the viewpoint of thermal resistance, the ratio of the peeled area measured by this method is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, still more preferably 10% or less, and 5%. The following is extremely preferable.

以下の実施例により本発明を詳説するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
A.導電性組成物の調製
以下に記載する材料をそれぞれ、表2に記載の量(質量%)で使用して、三本ロールミルを用いて混練することにより、導電性組成物(サンプル番号1~28)を製造した。
[(A)銀微粒子]
a1.球状粒子、平均粒子径d50=90nm、田中貴金属工業社製
a2.球状粒子、平均粒子径d50=150nm、田中貴金属工業社製
a3.球状粒子、平均粒子径d50=250nm、田中貴金属工業社製
[(B)金属粒子]
b1.フレーク状銀粒子、平均粒子径d50=5.5μm、タップ密度 7.0g/cm、田中貴金属工業社製
b2.フレーク状銀粒子、平均粒子径d50=4μm、タップ密度 6.7g/cm、田中貴金属工業社製
b3.球状銀粒子、平均粒子径d50=0.8μm、タップ密度 5.5g/cm、田中貴金属工業社製
b4.球状銅粒子、平均粒子径d50=5μm、タップ密度 5.0g/cm、三井金属鉱業社製
[(C)樹脂粒子]
c1.シリコーン樹脂「KMP-600」、信越シリコーン社製、165℃における最大フェレー径の変化率:0.9
c2.熱可塑性樹脂「TR-1」(ポリアミド)、東レ社製、140℃における最大フェレー径の変化率:1.01
c3.熱可塑性樹脂「PPW-5」(ポリプロピレン)、セイシン企業社製、140℃における最大フェレー径の変化率:1.02、165℃における最大フェレー径の変化率:1.22
c4.熱可塑性樹脂粒子「SP-500」(ポリアミド)、東レ社製、150℃における最大フェレー径の変化率:1.02、165℃における最大フェレー径の変化率:0.96
c5.熱可塑性樹脂粒子「SP-10」(ポリアミド)、東レ社製
c6.熱可塑性樹脂「SP500」(ポリアミド)、分級品、東レ社製
c7.熱可塑性樹脂粒子「SP-10」(ポリアミド)、分級品、東レ社製
c9.熱可塑性樹脂粒子(比較例)「PM-200」(ポリエチレン)、三井化学社製
c10.熱可塑性樹脂(比較例)「Oragasol 3501EXD」(ポリアミド)、ARKEMA社製
c11.熱可塑性樹脂(比較例)「PWパウダー」(ポリエステル)、田中貴金属工業社製
なお、上記の樹脂粒子の各種特性は、以下の表1に記載のとおりである:

Figure 0007082231000001
The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
A. Preparation of Conductive Composition The materials listed below are used in the amounts (% by mass) shown in Table 2 and kneaded using a three-roll mill to obtain a conductive composition (sample numbers 1 to 28). ) Was manufactured.
[(A) Silver fine particles]
a1. Spherical particles, average particle diameter d50 = 90 nm, manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd. a2. Spherical particles, average particle diameter d50 = 150 nm, manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd. a3. Spherical particles, average particle diameter d50 = 250 nm, manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd. [(B) Metal particles]
b1. Flake-shaped silver particles, average particle diameter d50 = 5.5 μm, tap density 7.0 g / cm 3 , manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd. b2. Flake-shaped silver particles, average particle diameter d50 = 4 μm, tap density 6.7 g / cm 3 , manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd. b3. Spherical silver particles, average particle diameter d50 = 0.8 μm, tap density 5.5 g / cm 3 , manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd. b4. Spherical copper particles, average particle diameter d50 = 5 μm, tap density 5.0 g / cm 3 , manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. [(C) resin particles]
c1. Silicone resin "KMP-600", manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd., rate of change in maximum ferret diameter at 165 ° C: 0.9
c2. Thermoplastic resin "TR-1" (polyamide), manufactured by Toray Industries, Inc., rate of change in maximum ferret diameter at 140 ° C: 1.01
c3. Thermoplastic resin "PPW-5" (polypropylene), manufactured by Seishin Corporation, rate of change in maximum ferret diameter at 140 ° C: 1.02, rate of change in maximum ferret diameter at 165 ° C: 1.22
c4. Thermoplastic resin particles "SP-500" (polyamide), manufactured by Toray Industries, Inc., rate of change in maximum ferret diameter at 150 ° C: 1.02, rate of change in maximum ferret diameter at 165 ° C: 0.96
c5. Thermoplastic resin particles "SP-10" (polyamide), manufactured by Toray Industries, Inc. c6. Thermoplastic resin "SP500" (polyamide), graded product, manufactured by Toray Industries, Inc. c7. Thermoplastic resin particles "SP-10" (polyamide), graded product, manufactured by Toray Industries, Inc. c9. Thermoplastic resin particles (comparative example) "PM-200" (polyethylene), manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. c10. Thermoplastic resin (comparative example) "Oragasol 3501EXD" (polyamide), c11 manufactured by ARKEMA. Thermoplastic resin (comparative example) "PW powder" (polyester), manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd. Various characteristics of the above resin particles are as shown in Table 1 below:
Figure 0007082231000001

表1の「焼結温度での最大フェレー径の変化率」において、「○」は、焼結前の粒子の最大フェレー径と比較して、導電性組成物を所定の条件で加熱した後の最大フェレー径の変化率が、1.20未満であったことを示しており、「×」は、1.20以上であったことを示している。 In the “rate of change in maximum ferret diameter at sintering temperature” in Table 1, “◯” indicates that the conductive composition has been heated under predetermined conditions as compared with the maximum ferret diameter of the particles before sintering. The rate of change in the maximum ferret diameter was less than 1.20, and "x" indicates that it was 1.20 or more.

また、図9には従来技術による樹脂粒子(c3)と、図10には本発明による樹脂粒子(c1)の加熱前および加熱後の電子顕微鏡写真が示されている。各図において、上段が加熱前(室温)、下段が165℃で30分の加熱後を示す。図9から、c3の樹脂粒子PPW-5は、加熱後に粒子の形状が大きく変化していることが明らかであり、この場合、c3の樹脂粒子の最大フェレー径の変化率は1.20である。他方、図10から、本発明により使用されたc1の樹脂粒子KMP-600は、加熱の後でも、その当初の形状をほぼ維持していることが明らかであり、この場合、c1の樹脂粒子の最大フェレー径の変化率は0.99である。
[(D)バインダー樹脂]
d1.「EPICLON 830-S」(室温で液状のエポキシ樹脂)、大日本インキ化学工業社製、エポキシ当量 169g/eq
d2.「ERISYS GE-21」(室温で液状のエポキシ樹脂)、CVC社製、エポキシ当量 125g/eq
上記の(A)~(D)に加えて、フェノール系硬化剤(MEH8000H、明和化成社製)、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール(2PHZ、四国化成社製の硬化促進剤)、および溶剤として、ジブチルカルビトール(東京化成工業社製、溶剤1)またはブチルカルビトールアセテート(東京化成工業社製、溶剤2)を使用した。
B.物性評価
Aで得られた導電性組成物(サンプル番号1~28)をそれぞれ、銀メッキを施した10×10mmの銅リードフレームに塗布し、この塗布面に、銀スパッタリングを施した5×5mmまたは7×7mmのシリコンチップを載置した。窒素雰囲気下に、室温から、3~7℃/分の昇温速度で250℃まで昇温し、この温度で60分間加熱することで、前記銅リードフレームと前記シリコンチップとが、焼結硬化した前記導電性組成物によって接合された金属接合体が得られた(実施例1~21および比較例1~8)。得られた金属接合体の熱伝導率λを、表2に示す。
Further, FIG. 9 shows the resin particles (c3) according to the prior art, and FIG. 10 shows electron micrographs of the resin particles (c1) according to the present invention before and after heating. In each figure, the upper row shows before heating (room temperature), and the lower row shows after heating at 165 ° C. for 30 minutes. From FIG. 9, it is clear that the shape of the resin particles PPW-5 of c3 has changed significantly after heating, and in this case, the rate of change of the maximum ferret diameter of the resin particles of c3 is 1.20. .. On the other hand, from FIG. 10, it is clear that the resin particles KMP-600 of c1 used according to the present invention almost maintain their original shape even after heating, and in this case, the resin particles of c1 The rate of change in the maximum ferret diameter is 0.99.
[(D) Binder resin]
d1. "EPICLON 830-S" (epoxy resin liquid at room temperature), manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd., epoxy equivalent 169 g / eq
d2. "ERISYS GE-21" (epoxy resin liquid at room temperature), manufactured by CVC, epoxy equivalent 125 g / eq
In addition to the above (A) to (D), a phenolic curing agent (MEH8000H, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.), 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (2PHZ, curing accelerator manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.), And as the solvent, dibutyl carbitol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., solvent 1) or butyl carbitol acetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., solvent 2) was used.
B. Physical property evaluation The conductive compositions (sample numbers 1 to 28) obtained in A were each applied to a silver-plated 10 × 10 mm copper lead frame, and the coated surface was subjected to silver sputtering of 5 × 5 mm. Alternatively, a 7 × 7 mm silicon chip was placed. The copper lead frame and the silicon chip are sintered and cured by raising the temperature from room temperature to 250 ° C. at a heating rate of 3 to 7 ° C./min under a nitrogen atmosphere and heating at this temperature for 60 minutes. A metal bonded body bonded by the above conductive composition was obtained (Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 8). The thermal conductivity λ of the obtained metal joint is shown in Table 2.

なお、熱伝導率λ(W/m・K)は、レーザーフラッシュ法熱定数測定装置TC-7000(ULVAC-RIKO社製)を用いて、ASTM-E1461に準拠して熱拡散aを測定し、ピクノメーター法により室温における比重dを算出し、かつ示差走査熱量測定装置DSC-7020(セイコー電子工業社製)を用いて、JIS-K7123 2012に準拠して、室温における比熱Cpを測定し、関係式λ=a×d×Cpにより算出した。 For the thermal conductivity λ (W / m · K), the thermal diffusion a was measured in accordance with ASTM-E1461 using a laser flash method thermal constant measuring device TC-7000 (manufactured by ULVAC-RIKO). The specific gravity d at room temperature is calculated by the pycnometer method, and the specific heat Cp at room temperature is measured using the differential scanning calorimetry device DSC-7020 (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) in accordance with JIS-K7123 2012. It was calculated by the formula λ = a × d × Cp.

また、得られた金属接合体を用いて冷熱サイクル試験を行い、剥離面積を測定した。冷熱サイクル試験では、金属接合体を-50℃で30分間保持した後に、150℃で30分間保持する操作を1サイクルとし、これを2000サイクル繰り返した。次いで、この冷熱サイクル試験後に生じたシリコンチップの剥離面積の割合を測定した。剥離面積の割合は、冷熱サイクル試験後の金属接合体における剥離状態の画像を、超音波映像・検査装置Fine SAT(日立パワーソリューションズ社製)を用いて取得し、これらの画像の濃淡を二値化ソフトImage-Jを用いて白色と黒色との二階調に画像変換し、以下の関係式により求めた:
剥離面積の割合(%)=剥離面積(黒色画素数)÷シリコンチップ面積(黒色画素数+白色画素数)×100
得られた結果を表2に示す。

Figure 0007082231000002
In addition, a thermal cycle test was performed using the obtained metal joint, and the peeling area was measured. In the thermal cycle test, the operation of holding the metal joint at −50 ° C. for 30 minutes and then holding it at 150 ° C. for 30 minutes was defined as one cycle, and this was repeated 2000 cycles. Then, the ratio of the peeled area of the silicon chip generated after this thermal cycle test was measured. For the ratio of the peeled area, images of the peeled state of the metal joint after the thermal cycle test were obtained using an ultrasonic image / inspection device Fine SAT (manufactured by Hitachi Power Solutions), and the shades of these images were binarized. The image was converted into two gradations of white and black using the image software Image-J, and obtained by the following relational expression:
Percentage of peeling area (%) = peeling area (number of black pixels) ÷ silicon chip area (number of black pixels + number of white pixels) x 100
The results obtained are shown in Table 2.
Figure 0007082231000002

表2では、熱抵抗の観点から、冷熱サイクル試験後の剥離面積の割合が20%未満のものを「○」と評価し、20%を上回るものを「×」と評価した。なお、剥離試験1では、5×5mmのSiチップを使用し、剥離試験2では、7×7mmのSiチップを使用した。いずれのチップも、裏面にはスパッタリングによる銀コーティングが設けられている。 In Table 2, from the viewpoint of thermal resistance, those having a peeling area ratio of less than 20% after the thermal cycle test were evaluated as “◯”, and those exceeding 20% were evaluated as “x”. In the peeling test 1, a 5 × 5 mm Si chip was used, and in the peeling test 2, a 7 × 7 mm Si chip was used. Both chips are provided with a silver coating by sputtering on the back surface.

表2の結果から、5×5mmのシリコンチップを使用した場合には、比較例の場合でも、剥離面積は小さく、良好な結果が得られている一方で、より大きい7×7mmのシリコンチップを使用した場合には、5×5mmのシリコンチップを使用した場合に良好な結果を示していた比較例1~3、5および8のいずれも、耐剥離性が不十分となることが明らかである。これに対して本発明により得られた焼結部(実施例1~21)については、7×7mmのシリコンチップを使用した場合であっても、2000サイクルの冷熱サイクル試験後の剥離面積が小さく、信頼性の高い接合部が得られていることが明らかである。 From the results in Table 2, when a 5 × 5 mm silicon chip was used, even in the case of the comparative example, the peeling area was small and good results were obtained, while a larger 7 × 7 mm silicon chip was used. When used, it is clear that the peel resistance is insufficient in all of Comparative Examples 1 to 3, 5 and 8 which showed good results when a 5 × 5 mm silicon chip was used. .. On the other hand, for the sintered portions (Examples 1 to 21) obtained by the present invention, the peeling area after the 2000 cycle cold cycle test is small even when a 7 × 7 mm silicon chip is used. It is clear that a highly reliable joint is obtained.

次に、表面を貴金属、たとえばAu、Pd、Agにより被覆した銅基板、および表面を被覆していない銅基板に、導電性組成物を塗布し、この塗布面に、接合面を貴金属で被覆したチップ(2×2mmまたは7×7mm)を載置して焼結した。なお、貴金属による基板およびチップの被覆は、当業者に周知の手段、たとえばめっき、スパッタ、メタライズ等により行ったものである。実施例22~26で載置したチップの大きさは2×2mmであり、実施例27~40(表3)および比較例9~12(表4)で載置したチップの大さは7×7mmである。参考例1~5では、チップを載置しないで焼結を行った。焼結の際の昇温速度は3~7℃/分である。実施例22および27では、予備焼成を行わずに上記の昇温速度で250℃まで昇温して焼結部を作成した。得られた焼結部の断面をSEMで観察し、焼結部の断面全体に対する導電性フィラーの占める割合(表3および表4中の金属面積)、樹脂粒子の占める割合(表3および表4中の樹脂粒子面積)を算出した。使用した導電性組成物、チップサイズ、焼結条件、焼結部の断面積に対する金属割合と樹脂粒子割合、接合強度、ならびに信頼性試験(冷熱サイクル試験)の結果は、以下に記載の表3および表4にまとめられている。

Figure 0007082231000003
Figure 0007082231000004
Next, the conductive composition was applied to a copper substrate whose surface was coated with a noble metal such as Au, Pd, Ag, and a copper substrate whose surface was not coated, and the bonded surface was coated with a noble metal on this coated surface. Chips (2 x 2 mm or 7 x 7 mm) were placed and sintered. The coating of the substrate and the chip with the noble metal is performed by means well known to those skilled in the art, such as plating, spattering, and metallizing. The size of the chips placed in Examples 22 to 26 is 2 × 2 mm, and the size of the chips placed in Examples 27 to 40 (Table 3) and Comparative Examples 9 to 12 (Table 4) is 7 ×. It is 7 mm. In Reference Examples 1 to 5, sintering was performed without placing a chip. The rate of temperature rise during sintering is 3 to 7 ° C./min. In Examples 22 and 27, the temperature was raised to 250 ° C. at the above heating rate without pre-baking to prepare a sintered portion. The cross section of the obtained sintered portion was observed by SEM, and the ratio of the conductive filler to the entire cross section of the sintered portion (metal area in Tables 3 and 4) and the ratio of the resin particles (Tables 3 and 4). The area of the resin particles inside) was calculated. The conductive composition used, chip size, sintering conditions, metal ratio and resin particle ratio to the cross section of the sintered part, bonding strength, and the results of the reliability test (cold heat cycle test) are shown in Table 3 below. And are summarized in Table 4.
Figure 0007082231000003
Figure 0007082231000004

表3には、表2に記載のサンプル番号4、7、8および15の導電性組成物を使用して、本発明により基板とチップとを接合した実施例が記載されている。また、表中には、本発明による方法により得られた焼結部断面の左端部と中央部とにおける金属面積(導電性フィラー)、樹脂粒子面積(樹脂粒子(C))、その他面積(空隙およびバインダー樹脂等の残分)の分布割合が記載されている。左端部および中央部における差が小さいほど、導電性フィラーおよび樹脂粒子が焼結部中に均一に分散していることを示している。チップサイズが2×2mmである場合(実施例22~26)、左端部および中央部における差は小さく、信頼性試験における剥離面積も非常に小さい一方で、7×7mmのチップを載置して焼結した場合(実施例27~40)、左端部および中央部における差は若干大きくなるものの、信頼性試験における剥離面積は小さく、依然として信頼性の高い接合部が得られていることがわかる。他方、表4には、表2に記載の比較例3および8の場合と同じ導電性組成物(サンプル番号24および28)を用いて得られた焼結部、本発明による組成を有する導電性組成物(サンプル番号8)を用いた一方で本発明によらない焼結条件で焼結された焼結部、ならびにチップを載置しないで焼結した参考例1~5が記載されている。樹脂粒子(C)を含有していない導電性組成物(サンプル番号24)を用いて得られた比較例9では、冷熱サイクル後の剥離面積が95%となっており、樹脂粒子(C)の含有量が10%超のサンプル番号28を用いて得られた比較例9では、同剥離面積が45%となっている一方で、本願発明により得られた焼結部の剥離面積はいずれも10%以下である。また、本発明による導電性組成物を用いても、昇温速度が一定の範囲以上であるか、または昇温速度を制御しないで焼結を行った比較例11および12でも、冷熱サイクル後の剥離面積が非常に大きい。これらの結果からも、本発明によれば、チップの面積が大きい場合であっても、信頼性の高い接合部が得られることが明らかである。なお、参考例1~5は、基板に本発明による導電性組成物を塗布した後、チップを載置しないで焼結したものである。これらの参考例では、焼結部の断面左端部と中央部とにおける樹脂粒子(C)分布の偏り(左端の面積%と中央の面積%との差)が小さいことから、樹脂粒子(C)が焼結部全体にわたって均一に分散していることがわかる。焼結部もしくは接合部における応力の緩和および分散の観点から、樹脂粒子(C)が均一に分散していることが好ましい。比較例に比べて、本発明による実施例22~40においても参考例と同様に樹脂粒子(C)の分布の偏りが小さく、信頼性の高い接合部が得られていることが明らかである。 Table 3 describes examples in which the substrate and the chip are bonded according to the present invention using the conductive compositions of sample numbers 4, 7, 8 and 15 shown in Table 2. Further, in the table, the metal area (conductive filler), the resin particle area (resin particles (C)), and other areas (voids) in the left end portion and the central portion of the cross section of the sintered portion obtained by the method according to the present invention are shown. And the distribution ratio of the residue of the binder resin, etc.) is described. The smaller the difference between the left end portion and the center portion, the more the conductive filler and the resin particles are uniformly dispersed in the sintered portion. When the chip size is 2 × 2 mm (Examples 22 to 26), the difference between the left end and the center is small, and the peeling area in the reliability test is also very small, while a 7 × 7 mm chip is placed. In the case of sintering (Examples 27 to 40), although the difference between the left end portion and the central portion is slightly large, the peeling area in the reliability test is small, and it can be seen that a highly reliable joint portion is still obtained. On the other hand, in Table 4, the sintered portion obtained by using the same conductive composition (sample numbers 24 and 28) as in the cases of Comparative Examples 3 and 8 shown in Table 2, and the conductivity having the composition according to the present invention. Reference Examples 1 to 5 in which the composition (Sample No. 8) is used but the sintered portion is sintered under the sintering conditions not according to the present invention and the chips are not placed are described. In Comparative Example 9 obtained by using the conductive composition (Sample No. 24) containing no resin particles (C), the peeled area after the thermal cycle was 95%, and the resin particles (C) had a peeled area of 95%. In Comparative Example 9 obtained by using the sample number 28 having a content of more than 10%, the peeled area is 45%, while the peeled area of the sintered portion obtained by the present invention is 10 in each case. % Or less. Further, even when the conductive composition according to the present invention is used, even in Comparative Examples 11 and 12 in which the temperature rise rate is above a certain range or sintering is performed without controlling the temperature rise rate, after the thermal cycle, The peeling area is very large. From these results, it is clear that according to the present invention, a highly reliable joint can be obtained even when the area of the chip is large. In Reference Examples 1 to 5, the conductive composition according to the present invention is applied to a substrate and then sintered without placing a chip. In these reference examples, since the deviation of the distribution of the resin particles (C) between the left end portion and the center portion of the cross section of the sintered portion (the difference between the area% at the left end and the area% at the center) is small, the resin particles (C) Can be seen to be uniformly dispersed over the entire sintered portion. From the viewpoint of stress relaxation and dispersion in the sintered portion or the joint portion, it is preferable that the resin particles (C) are uniformly dispersed. It is clear that in Examples 22 to 40 according to the present invention, the bias of the distribution of the resin particles (C) is small as in the reference example, and a highly reliable joint is obtained as compared with the comparative example.

図11は、7×7mmの部材(Siチップ)に塗布し、焼結した後の導電性組成物の断面を示す電子顕微鏡写真である。実施例3および実施例8の断面図から、本発明による電性組成物では、図3に示されているように、樹脂粒子が焼結後の導電性組成物中で、当初の形状をほぼ維持したまま、均一に分散していることが明らかである。このように、樹脂粒子が焼結後の導電性組成物中に均一に分散していることにより、本発明によれば、応力が緩和および分散され、信頼性の高い接合部が得られる。他方、比較例6では、図2に示されているように、樹脂粒子が溶融して変形し、不均一な形状で分布していることが明らかである。 FIG. 11 is an electron micrograph showing a cross section of the conductive composition after being applied to a member (Si chip) having a size of 7 × 7 mm and sintered. From the cross-sectional views of Examples 3 and 8, in the electric composition according to the present invention, as shown in FIG. 3, the resin particles have almost the same initial shape in the sintered conductive composition. It is clear that they are evenly dispersed while being maintained. As described above, the resin particles are uniformly dispersed in the sintered conductive composition, so that the stress is relaxed and dispersed according to the present invention, and a highly reliable joint can be obtained. On the other hand, in Comparative Example 6, as shown in FIG. 2, it is clear that the resin particles are melted and deformed and distributed in a non-uniform shape.

図12は、本発明による導電性組成物によって得られた接合部におけるクラックの進行の例を示す。本発明による導電性組成物を使用し、焼結の前後における樹脂粒子の最大フェレー径の変化率が1.20未満となる条件で焼結を行うことにより、樹脂粒子は焼結後にも当初の形状をほぼ維持することができる。このため、冷熱サイクルにおいて生じるクラックは、接合部の界面に生じるのではなく、接合部内に存在する樹脂粒子をたどって生じる微細なクラックとなる。これにより応力が分散され、冷熱サイクルによるクラックは最小限に留まり、結果として、部材と接合部との界面における大きな剥離が防止される。 FIG. 12 shows an example of the progress of cracks in the junction obtained by the conductive composition according to the present invention. By using the conductive composition according to the present invention and performing sintering under the condition that the rate of change of the maximum ferret diameter of the resin particles before and after sintering is less than 1.20, the resin particles can be initially obtained even after sintering. The shape can be almost maintained. Therefore, the cracks generated in the thermal cycle do not occur at the interface of the joint portion, but become fine cracks generated by tracing the resin particles existing in the joint portion. This disperses the stress and minimizes cracks due to the thermal cycle, resulting in prevention of large delamination at the interface between the member and the joint.

以上のとおり、本発明を特定の態様に基づいて詳細に説明したが、本発明の技術思想および範囲を離れることなく、様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。 As described above, the present invention has been described in detail based on a specific aspect, but it is clear to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the technical idea and scope of the present invention.

本発明によれば、部材、特にエレクトロニクスの分野で使用される部材、たとえば電子部品、さらに具体的には車載用または通信機器用の電子部品に適用することができる、導電性フィラーを含有する導電性組成物であって、その焼結後に、良好な熱伝導性を示すと共に、著しい温度変化が繰り返された後でも、比較的大きな部材や接合部の剥離、クラック等が生じにくく、信頼性の高い接合部を形成することができる導電性組成物、ならびに前記導電性組成物を使用して部材を接合する方法、および導電性焼結部もしくは接合部を製造する方法が提供される。 According to the present invention, a conductive material containing a conductive filler can be applied to a member, particularly a member used in the field of electronics, for example, an electronic component, and more specifically, an electronic component for an in-vehicle or communication device. It is a sexual composition that exhibits good thermal conductivity after sintering, and is reliable because relatively large members and joints are less likely to peel off or crack even after repeated significant temperature changes. Provided are a conductive composition capable of forming a high joint portion, a method of joining members using the conductive composition, and a method of manufacturing a conductive sintered portion or a joint portion.

1 部材
2 導電性組成物
3 樹脂粒子
4 ボイド
10 最小フェレー径
11 短径
14 最大フェレー径
15 長径
1 Member 2 Conductive composition 3 Resin particles 4 Voids 10 Minimum Ferret diameter 11 Minor diameter 14 Maximum Ferret diameter 15 Major diameter

Claims (14)

導電性フィラーおよび樹脂粒子を含有する導電性組成物を用いて部材を接合する方法であって、前記導電性組成物は、前記樹脂粒子として、粒子径分布の50%平均粒子径(D50)が2~15μmである樹脂粒子(C)を、前記導電性組成物の質量に対して0.1~10質量%含有し、焼結前の前記樹脂粒子(C)の最大フェレー径に対する焼結後の前記樹脂粒子(C)の最大フェレー径の変化率が0.9以上1.20未満となるように前記導電性組成物を焼結するステップを含み、前記焼結の際の温度が80℃以上300℃以下であり、前記導電性組成物は、金属を被覆した金属被覆樹脂粒子を含まない、前記接合方法。 A method of joining members using a conductive composition containing a conductive filler and resin particles, wherein the conductive composition has 50% average particle diameter (D50) of particle size distribution as the resin particles. After sintering, the resin particles (C) having a size of 2 to 15 μm are contained in an amount of 0.1 to 10% by mass based on the mass of the conductive composition, and the maximum ferret diameter of the resin particles (C) before sintering is increased. Including the step of sintering the conductive composition so that the rate of change of the maximum ferret diameter of the resin particles (C) is 0.9 or more and less than 1.20, the temperature at the time of the sintering is 80 ° C. The bonding method, wherein the temperature is 300 ° C. or lower, and the conductive composition does not contain metal-coated resin particles coated with metal. 前記導電性フィラーとして、(A)粒子径分布の50%平均粒子径(D50)が10~300nmの銀微粒子と、(B)粒子径分布の50%平均粒子径(D50)が0.5~10μmの金属粒子を含有する、請求項1に記載の接合方法。 As the conductive filler, (A) silver fine particles having a 50% average particle size (D50) of a particle size distribution of 10 to 300 nm and (B) a 50% average particle size (D50) of a particle size distribution of 0.5 to 300 nm. The joining method according to claim 1, which contains 10 μm of metal particles. 前記樹脂粒子(C)を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂およびシリコーン樹脂の群から選択される、請求項1または2に記載の接合方法。 The bonding method according to claim 1 or 2, wherein the resin constituting the resin particles (C) is selected from the group of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a silicone resin. 前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィンおよびポリアミドの群から選択される、請求項3に記載の接合方法。 The joining method according to claim 3, wherein the thermoplastic resin is selected from the group of polyolefins and polyamides. 前記導電性組成物が、前記導電性組成物の質量に対して、前記銀微粒子(A)を5~50質量%、前記金属粒子(B)を35~85質量%、および(D)バインダー樹脂を0.5~10質量%含有する、請求項2から4までのいずれか1項に記載の接合方法。 The conductive composition contains 5 to 50% by mass of the silver fine particles (A), 35 to 85% by mass of the metal particles (B), and (D) a binder resin with respect to the mass of the conductive composition. The joining method according to any one of claims 2 to 4, which contains 0.5 to 10% by mass. 前記導電性組成物を焼結する際の昇温速度が、1~10℃/分である、請求項1から5までのいずれか1項に記載の接合方法。 The joining method according to any one of claims 1 to 5, wherein the rate of temperature rise when sintering the conductive composition is 1 to 10 ° C./min. 導電性フィラーおよび樹脂粒子を含有する導電性組成物を用いて導電性焼結部もしくは接合部を製造する方法であって、前記導電性組成物は、前記樹脂粒子として、粒子径分布の50%平均粒子径(D50)が2~15μmである樹脂粒子(C)を、前記導電性組成物の質量に対して0.1~10質量%含有し、焼結前の前記樹脂粒子(C)の最大フェレー径に対する焼結後の前記樹脂粒子(C)の最大フェレー径の変化率が0.9以上1.20未満となるように前記導電性組成物を焼結するステップを含み、前記焼結の際の温度が80℃以上300℃以下であり、前記導電性組成物は、金属を被覆した金属被覆樹脂粒子を含まない、前記製造方法。 A method for producing a conductive sintered portion or a joint portion using a conductive composition containing a conductive filler and resin particles, wherein the conductive composition is 50% of the particle size distribution as the resin particles. The resin particles (C) having an average particle diameter (D50) of 2 to 15 μm are contained in an amount of 0.1 to 10% by mass based on the mass of the conductive composition, and the resin particles (C) before sintering are contained. The sintering includes a step of sintering the conductive composition so that the rate of change of the maximum ferret diameter of the resin particles (C) after sintering with respect to the maximum ferret diameter is 0.9 or more and less than 1.20. The production method, wherein the temperature is 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and the conductive composition does not contain metal-coated resin particles coated with metal. 前記導電性フィラーとして、(A)粒子径分布の50%平均粒子径(D50)が10~300nmの銀微粒子と、(B)粒子径分布の50%平均粒子径(D50)が0.5~10μmの金属粒子を含有する、請求項7に記載の製造方法。 As the conductive filler, (A) silver fine particles having a 50% average particle size (D50) of a particle size distribution of 10 to 300 nm and (B) a 50% average particle size (D50) of a particle size distribution of 0.5 to 300 nm. The production method according to claim 7, which contains 10 μm of metal particles. 前記樹脂粒子(C)を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂およびシリコーン樹脂の群から選択される、請求項7または8に記載の製造方法。 The production method according to claim 7 or 8, wherein the resin constituting the resin particles (C) is selected from the group of thermoplastic resin, thermosetting resin and silicone resin. 前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィンおよびポリアミドの群から選択される、請求項9に記載の製造方法。 The production method according to claim 9, wherein the thermoplastic resin is selected from the group of polyolefins and polyamides. 前記導電性組成物が、前記導電性組成物の質量に対して、前記銀微粒子(A)を5~50質量%、前記金属粒子(B)を35~85質量%、および(D)バインダー樹脂を0.5~10質量%含有する、請求項8から10までのいずれか1項に記載の製造方法。 The conductive composition contains 5 to 50% by mass of the silver fine particles (A), 35 to 85% by mass of the metal particles (B), and (D) a binder resin with respect to the mass of the conductive composition. The production method according to any one of claims 8 to 10, which contains 0.5 to 10% by mass. 前記導電性組成物を焼結する際の昇温速度が、1~10℃/分である、請求項7から11までのいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 7 to 11, wherein the rate of temperature rise when sintering the conductive composition is 1 to 10 ° C./min. 導電性フィラーおよび樹脂粒子を含有する焼結部もしくは接合部であって、前記焼結部もしくは接合部は、請求項1から6までのいずれか1項に記載の接合方法または請求項7から12までのいずれか1項に記載の製造方法によって得られるものであり、前記焼結部もしくは接合部の断面積に対して、前記導電性フィラーの占める割合が60~95面積%であり、前記樹脂粒子の占める割合が1~35面積%であり、前記樹脂粒子および前記導電性フィラー以外の成分と空隙との占める割合が4~25面積%であり、かつ前記樹脂粒子の平均粒子径が2~15μmである、焼結部もしくは接合部。 A sintered portion or a bonded portion containing a conductive filler and resin particles, wherein the sintered portion or the bonded portion is the bonding method according to any one of claims 1 to 6 or claims 7 to 12. The resin is obtained by the production method according to any one of the above items, and the ratio of the conductive filler to the cross-sectional area of the sintered portion or the joint portion is 60 to 95 area%. The proportion of the particles is 1 to 35 area%, the proportion of the resin particles and the components other than the conductive filler and the voids is 4 to 25 area%, and the average particle size of the resin particles is 2 to 2. Sintered or joined portion of 15 μm. 請求項13に記載の焼結部もしくは接合部を備えている部材。 A member provided with the sintered portion or the joint portion according to claim 13.
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