KR102354209B1 - Bonding material and bonding method using the same - Google Patents

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Abstract

구리 기판 등의 금속 기판에 인쇄하기 쉽고 또한 Si칩을 금속 기판에 접합할 때 예비 소성을 행하지 않아도 금속 접합층 내나 금속 접합층과 Si칩이나 구리 기판과의 계면에 보이드가 생기는 것을 방지하여 양호하게 접합할 수 있는, 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법을 제공한다. 금속 입자와 용제와 분산제를 포함하는 금속 페이스트를 포함하는 접합재에 있어서, 금속 입자가, 평균 1차 입자 직경 1 내지 40㎚인 제1 금속 입자(소입자)와, 평균 1차 입자 직경 41 내지 110㎚인 제2 금속 입자(중입자)와, 평균 1차 입자 직경 120㎚ 내지 10㎛인 제3 금속 입자(대입자)를 포함하고, 금속 입자의 합계 100질량%에 대하여, 제1 금속 입자를 1.4 내지 49질량%, 제2 금속 입자를 36질량% 이하, 제3 금속 입자를 50 내지 95질량%의 비율로 하고, 제2 금속 입자의 질량에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비를 14/36 이상으로 한다.It is easy to print on a metal substrate such as a copper substrate, and it prevents voids from forming in the metal bonding layer or at the interface between the metal bonding layer and the Si chip or copper substrate without performing preliminary firing when bonding the Si chip to the metal substrate. A bonding material capable of bonding and a bonding method using the bonding material are provided. A bonding material comprising metal particles, a metal paste containing a solvent and a dispersant, wherein the metal particles include first metal particles (small particles) having an average primary particle diameter of 1 to 40 nm, and an average primary particle diameter of 41 to 110 It contains the 2nd metal particle (heavy particle) of nanometer, and the 3rd metal particle (large particle) with an average primary particle diameter of 120 nm - 10 micrometers, The 1st metal particle is 1.4 with respect to a total of 100 mass % of metal particles. to 49 mass %, the second metal particle is 36 mass % or less, the third metal particle is 50 to 95 mass %, and the ratio of the mass of the first metal particle to the mass of the second metal particle is 14/36 do more than

Figure 112019043003958-pct00003
Figure 112019043003958-pct00003

Description

접합재 및 그것을 사용한 접합 방법Bonding material and bonding method using the same

본 발명은, 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법에 관한 것으로, 특히 은 미립자 등의 금속 입자를 포함하는 금속 페이스트를 포함하는 접합재 및 그 접합재를 사용해서 구리 기판 등의 금속 기판 상에 Si칩 등의 전자 부품을 접합하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bonding material and a bonding method using the same, particularly a bonding material containing a metal paste containing metal particles such as silver fine particles, and electronic components such as Si chips on a metal substrate such as a copper substrate using the bonding material It relates to a method of joining.

근년, 은 미립자 등의 금속 입자를 포함하는 금속 페이스트를 접합재로서 사용하여, 피접합물간에 접합재를 개재시켜서 가열함으로써, 접합재 중의 은 등의 금속을 소결시켜서, 피접합물끼리를 접합하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 내지 3 참조).In recent years, it has been proposed to use a metal paste containing metal particles such as silver fine particles as a bonding material, and to sinter a metal such as silver in the bonding material by heating with the bonding material interposed between the materials to be joined, thereby joining the objects to be joined. There is (for example, refer patent documents 1 - 3).

이러한 접합재를 사용해서 구리 기판 등의 금속 기판 상에 Si칩 등의 전자 부품을 고정하는 경우, 은 미립자 등의 금속 입자가 용매에 분산된 금속 페이스트를 기판 상에 도포한 후, 가열해서 용매를 제거함으로써, 기판 상에 예비 건조막을 형성하고, 이 예비 건조막 상에 전자 부품을 배치한 후, 전자 부품에 압력을 가하면서 가열함으로써, 금속 접합층을 개재하여 전자 부품을 기판에 접합할 수 있다.When using such a bonding material to fix an electronic component such as a Si chip on a metal substrate such as a copper substrate, a metal paste in which metal particles such as silver fine particles are dispersed in a solvent is applied on the substrate and then heated to remove the solvent By doing so, a pre-dried film is formed on the substrate, the electronic component is placed on the pre-dried film, and then the electronic component is heated while applying pressure, whereby the electronic component can be bonded to the substrate through the metal bonding layer.

일본특허공개 제2011-80147호 공보(단락번호 0014-0020)Japanese Patent Laid-Open No. 2011-80147 (paragraph 0014-0020) 일본특허공개 제2011-21255호 공보(단락번호 0032-0042)Japanese Patent Laid-Open No. 2011-21255 (paragraph 0032-0042) 일본특허 제5976684호 공보(단락번호 0014-0022)Japanese Patent Publication No. 5976684 (paragraph 0014-0022)

그러나, 특허문헌 1 및 2의 접합재는, 구리 기판끼리나 구리 기판과 구리 칩을 접합할 때 사용하는 경우에는, 양호하게 접합할 수 있지만, Si칩을 구리 기판 등의 금속 기판에 접합할 때 사용하면, 금속 접합층 내나, 금속 접합층과 Si칩이나 구리 기판과의 계면에 보이드가 발생해서 양호하게 접합할 수 없는 경우가 있다. 또한, 특허문헌 1 및 2의 접합재는, 점도가 너무 높아서, 잉크젯 인쇄 등에 의해 기판에 인쇄하는 경우와 같이, 소정의 인쇄 방식으로 양호하게 인쇄할 수 없는 경우가 있다. 또한, 특허문헌 3의 접합재는, Si칩을 구리 기판 등의 금속 기판에 접합할 때, 금속 기판 상에 도포한 후에 예비 소성을 행하여 어느 정도의 용제를 휘발시켜서 예비 건조막을 형성하고, 이 예비 소성막 상에 Si칩을 배치해서 본 소성을 행하지 않으면, 금속 접합층 내 등에 보이드가 발생해서 양호하게 접합할 수 없는 경우가 있다.However, the bonding materials of Patent Documents 1 and 2 can be satisfactorily bonded when used for bonding copper substrates or a copper substrate and a copper chip, but are used when bonding a Si chip to a metal substrate such as a copper substrate. On the other hand, voids may occur in the metal bonding layer or at the interface between the metal bonding layer and the Si chip or the copper substrate, and bonding may not be performed satisfactorily. In addition, the bonding material of Patent Documents 1 and 2 has too high a viscosity, so that it may not be able to be printed satisfactorily by a predetermined printing method as in the case of printing on a substrate by inkjet printing or the like. In addition, the bonding material of Patent Document 3, when bonding the Si chip to a metal substrate such as a copper substrate, is applied on the metal substrate and then subjected to preliminary firing to volatilize a certain amount of solvent to form a preliminary drying film, and this preliminary firing If the Si chip is not placed on the film formation and main firing is not performed, voids may be generated in the metal bonding layer or the like, and bonding may not be performed satisfactorily.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래의 문제점을 감안하여, 구리 기판 등의 금속 기판에 인쇄하기 쉽고 또한 Si칩을 금속 기판에 접합할 때 예비 소성을 행하지 않아도 금속 접합층 내나 금속 접합층과 Si칩이나 구리 기판과의 계면에 보이드가 생기는 것을 방지하여 양호하게 접합할 수 있는, 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in view of these conventional problems, the present invention is easy to print on a metal substrate such as a copper substrate, and when bonding a Si chip to a metal substrate, even if preliminary firing is not performed, in the metal bonding layer or between the metal bonding layer and the Si chip. An object of the present invention is to provide a bonding material and a bonding method using the same, which can prevent voids from forming at the interface with a copper substrate and can be bonded well.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구한 결과, 금속 입자와 용제와 분산제를 포함하는 금속 페이스트를 포함하는 접합재에 있어서, 금속 입자로서, 평균 1차 입자 직경 1 내지 40㎚인 제1 금속 입자와, 평균 1차 입자 직경 41 내지 110㎚인 제2 금속 입자와, 평균 1차 입자 직경 120㎚ 내지 10㎛인 제3 금속 입자를 사용하여, 금속 입자의 합계 100질량%에 대하여, 제1 금속 입자를 1.4 내지 49질량%, 제2 금속 입자를 36질량% 이하, 제3 금속 입자를 50 내지 95질량%의 비율로 하고, 제2 금속 입자의 질량에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비를 14/36 이상으로 함으로써, 구리 기판 등의 금속 기판에 인쇄하기 쉽고 또한 Si칩을 금속 기판에 양호하게 접합할 수 있는, 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법을 제공할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have found that, in a bonding material comprising metal particles and a metal paste containing a solvent and a dispersant, as the metal particles, the first metal having an average primary particle diameter of 1 to 40 nm Using the particles, the second metal particles having an average primary particle diameter of 41 to 110 nm, and the third metal particles having an average primary particle diameter of 120 nm to 10 μm, the first 1.4 to 49 mass % of the metal particles, 36 mass % or less of the second metal particles, and 50 to 95 mass % of the third metal particles, the ratio of the mass of the first metal particles to the mass of the second metal particles It has been found that, by making is 14/36 or more, it is possible to provide a bonding material capable of easily printing on a metal substrate such as a copper substrate and satisfactorily bonding a Si chip to a metal substrate, and a bonding method using the same, and the present invention came to completion.

즉, 본 발명에 의한 접합재는, 금속 입자와 용제와 분산제를 포함하는 금속 페이스트를 포함하는 접합재에 있어서, 금속 입자가, 평균 1차 입자 직경 1 내지 40㎚인 제1 금속 입자와, 평균 1차 입자 직경 41 내지 110㎚인 제2 금속 입자와, 평균 1차 입자 직경 120㎚ 내지 10㎛인 제3 금속 입자를 포함하고, 금속 입자의 합계 100질량%에 대하여, 제1 금속 입자를 1.4 내지 49질량%, 제2 금속 입자를 36질량% 이하, 제3 금속 입자를 50 내지 95질량%의 비율로 포함하고, 제2 금속 입자의 질량에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비가 14/36 이상인 것을 특징으로 한다.That is, the bonding material according to the present invention is a bonding material comprising metal particles, a metal paste containing a solvent and a dispersant, wherein the metal particles include first metal particles having an average primary particle diameter of 1 to 40 nm, and an average primary The second metal particles having a particle diameter of 41 to 110 nm and the third metal particles having an average primary particle diameter of 120 nm to 10 μm are included, and the first metal particles are contained in an amount of 1.4 to 49 with respect to a total of 100% by mass of the metal particles. mass%, the second metal particle is 36% by mass or less, the third metal particle is contained in a ratio of 50 to 95% by mass, and the ratio of the mass of the first metal particle to the mass of the second metal particle is 14/36 or more characterized.

이 접합재에 있어서, 제1 금속 입자가 탄소수 8 이하인 유기 화합물로 피복되어 있는 것이 바람직하고, 제2 금속 입자가 탄소수 8 이하인 유기 화합물로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 제2 금속 입자가 탄소수 8 이하인 유기 화합물로 피복되고, 제3 금속 입자가 탄소수 9 이상인 유기 화합물로 피복되고, 금속 입자의 합계 100질량%에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비율이 1.4 내지 25질량%인 것이 바람직하다. 이들의 경우, 탄소수 8 이하의 유기 화합물이, 탄소수 1 내지 6의 포화 지방산 또는 불포화 지방산인 것이 바람직하고, 헥산산 또는 소르브산인 것이 바람직하다. 또한, 금속 입자의 합계 100질량%에 대한 제2 금속 입자의 질량의 비율이 2 내지 17질량%인 것이 바람직하다. 또한, 용제가 극성 용매인 것이 바람직하고, 극성 용매가 1-데칸올, 1-도데칸올, 2-에틸1,3-헥산디올 및 2-메틸-부탄-1,3,4-트리올의 적어도 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 분산제가 카르복실산계 분산제 및 인산에스테르계 분산제의 적어도 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 접합재 중의 금속 입자의 합계의 함유량이 87 내지 97질량%인 것이 바람직하다. 또한, 금속 입자가, 금 입자, 은 입자, 구리 입자 또는 니켈 입자인 것이 바람직하고, 은 입자 또는 구리 입자인 것이 더욱 바람직하고, 은 입자인 것이 가장 바람직하다.In this bonding material, it is preferable that the first metal particles are coated with an organic compound having 8 or less carbon atoms, and it is preferable that the second metal particles are coated with an organic compound having 8 or less carbon atoms. Further, the second metal particles are coated with an organic compound having 8 or less carbon atoms, the third metal particles are coated with an organic compound having 9 or more carbon atoms, and the ratio of the mass of the first metal particles to 100% by mass of the total of the metal particles is 1.4 to It is preferable that it is 25 mass %. In these cases, it is preferable that a C8 or less organic compound is a C1-C6 saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid, and it is preferable that it is hexanoic acid or sorbic acid. Moreover, it is preferable that the ratio of the mass of the 2nd metal particle with respect to a total of 100 mass % of a metal particle is 2-17 mass %. Further, it is preferable that the solvent is a polar solvent, and the polar solvent is at least one of 1-decanol, 1-dodecanol, 2-ethyl 1,3-hexanediol and 2-methyl-butane-1,3,4-triol. It is preferable that it is 1 or more types. Moreover, it is preferable that a dispersing agent is at least 1 or more types of a carboxylic acid type dispersing agent and a phosphoric acid ester type dispersing agent. Moreover, it is preferable that content of the total of the metal particles in a bonding material is 87-97 mass %. Moreover, it is preferable that a metal particle is a gold particle, a silver particle, a copper particle, or a nickel particle, It is more preferable that it is a silver particle or a copper particle, It is most preferable that it is a silver particle.

또한, 본 발명에 의한 접합 방법은, 상기 접합재를 피접합물간에 개재시켜서 가열함으로써, 접합재 중의 금속을 소결시켜서 금속 접합층을 형성하고, 이 금속 접합층에 의해 피접합물끼리를 접합하는 것을 특징으로 한다.Further, the bonding method according to the present invention is characterized in that the bonding material is interposed between the objects to be joined and heated to sinter the metal in the bonding material to form a metal bonding layer, and the objects to be joined are joined by the metal bonding layer. do it with

또한, 본 발명에 의한 접합재의 제조 방법은, 금속 입자와 용제와 분산제를 포함하는 금속 페이스트를 포함하는 접합재의 제조 방법에 있어서, 평균 1차 입자 직경 1 내지 40㎚인 제1 금속 입자와, 평균 1차 입자 직경 41 내지 110㎚인 제2 금속 입자와, 평균 1차 입자 직경 120㎚ 내지 10㎛인 제3 금속 입자를 포함하는 금속 입자를 준비하고, 이 금속 입자의 합계 100질량%에 대하여, 제1 금속 입자를 1.4 내지 49질량%, 제2 금속 입자를 36질량% 이하, 제3 금속 입자를 50 내지 95질량%의 비율로 하고 또한 제2 금속 입자의 질량에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비를 14/36 이상으로 하여, 이 금속 입자와 용제와 분산제를 혼련하는 것을 특징으로 한다.Further, in the method for manufacturing a bonding material according to the present invention, in the method for manufacturing a bonding material comprising metal particles, a metal paste containing a solvent and a dispersing agent, the first metal particles having an average primary particle diameter of 1 to 40 nm and an average To prepare metal particles comprising a second metal particle having a primary particle diameter of 41 to 110 nm and a third metal particle having an average primary particle diameter of 120 nm to 10 μm, with respect to a total of 100% by mass of the metal particles, The first metal particles are 1.4 to 49 mass %, the second metal particles are 36 mass % or less, and the third metal particles are 50 to 95 mass %, and the mass of the first metal particles with respect to the mass of the second metal particles. It is characterized by kneading this metal particle, a solvent, and a dispersing agent with the ratio of 14/36 or more.

이 접합재의 제조 방법에 있어서, 제2 금속 입자가 탄소수 8 이하인 유기 화합물로 피복되고, 제3 금속 입자가 탄소수 9 이상인 유기 화합물로 피복되고, 금속 입자의 합계 100질량%에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비율을 1.4 내지 25질량%로 하는 것이 바람직하다. 또한, 금속 입자의 합계 100질량%에 대한 제2 금속 입자의 질량의 비율을 2 내지 17질량%로 하는 것이 바람직하다. 또한, 용제가 극성 용매인 것이 바람직하다.In this bonding material manufacturing method, the second metal particles are coated with an organic compound having 8 or less carbon atoms, the third metal particles are coated with an organic compound having 9 or more carbon atoms, and the amount of the first metal particles with respect to a total of 100% by mass of the metal particles It is preferable to make the ratio of mass into 1.4-25 mass %. Moreover, it is preferable that the ratio of the mass of the 2nd metal particle with respect to a total of 100 mass % of a metal particle shall be 2-17 mass %. Moreover, it is preferable that the solvent is a polar solvent.

또한, 본 명세서 중에 있어서, 「금속 입자의 평균 1차 입자 직경」이란, 금속 입자의 투과형 전자 현미경 사진(TEM상) 또는 주사형 전자 현미경 사진(SEM상)으로부터 구해지는 1차 입자 직경의 평균값을 의미한다.In addition, in this specification, "average primary particle diameter of metal particles" means the average value of primary particle diameters obtained from transmission electron micrograph (TEM image) or scanning electron micrograph (SEM image) of metal particles. it means.

본 발명에 따르면, 구리 기판 등의 금속 기판에 인쇄하기 쉽고 또한 Si칩을 금속 기판에 접합할 때 예비 소성을 행하지 않아도 금속 접합층 내나 금속 접합층과 Si칩이나 구리 기판과의 계면에 보이드가 생기는 것을 방지하여 양호하게 접합할 수 있는, 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is easy to print on a metal substrate such as a copper substrate, and when the Si chip is bonded to the metal substrate, voids are generated in the metal bonding layer or at the interface between the metal bonding layer and the Si chip or copper substrate without performing preliminary firing. It is possible to provide a bonding material and a bonding method using the same, which can be prevented from occurring and can be bonded satisfactorily.

도 1은 본 발명에 의한 접합재의 실시 형태에 있어서의 제1 금속 입자(소입자 A)와 제2 금속 입자(중입자 B)와 제3 금속 입자(대입자 C)의 질량의 비율(질량%)의 범위를 삼각 좌표로 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The ratio (mass %) of the mass of a 1st metal particle (small particle A), a 2nd metal particle (heavy particle B), and a 3rd metal particle (large particle C) in embodiment of the bonding material by this invention. It is a diagram showing the range in triangular coordinates.

본 발명에 의한 접합재의 실시 형태에서는, 금속 입자와 용제와 분산제를 포함하는 금속 페이스트를 포함하는 접합재에 있어서, 금속 입자가, 평균 1차 입자 직경 1 내지 40㎚인 제1 금속 입자와, 평균 1차 입자 직경 41 내지 110㎚인 제2 금속 입자와, 평균 1차 입자 직경 120㎚ 내지 10㎛인 제3 금속 입자를 포함하고, 금속 입자의 합계 100질량%에 대하여, 제1 금속 입자를 1.4 내지 49질량%, 제2 금속 입자를 36질량% 이하, 제3 금속 입자를 50 내지 95질량%의 비율로 하고, 제2 금속 입자의 질량에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비(제1 금속 입자의 질량/제2 금속 입자의 질량)를 14/36 이상으로 한다.In an embodiment of the bonding material according to the present invention, in the bonding material comprising metal particles and a metal paste containing a solvent and a dispersing agent, the metal particles include first metal particles having an average primary particle diameter of 1 to 40 nm and an average of 1 Second metal particles having a primary particle diameter of 41 to 110 nm and third metal particles having an average primary particle diameter of 120 nm to 10 μm are included, and the first metal particles are contained in an amount of 1.4 to 100% by mass of the total of the metal particles. 49 mass %, the second metal particle is 36 mass % or less, and the third metal particle is 50 to 95 mass %, and the ratio of the mass of the first metal particle to the mass of the second metal particle (the first metal particle) The mass/mass of the second metal particle) of 14/36 or more.

즉, 본 발명에 의한 접합재의 실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 금속 입자(소입자 A)와 제2 금속 입자(중입자 B)와 제3 금속 입자(대입자 C)의 질량 비율(질량%)은, 각각 100질량%, 0질량%, 0질량%인 점 A(100, 0, 0)와, 0질량%, 100질량%, 0질량%인 점 B(0, 100, 0)와, 0질량%, 0질량%, 100질량%인 점 C(0, 0, 100)를 정점으로 하는 삼각형 ABC의 좌표(삼각 좌표) 상의 점 a(49, 1, 50), 점 b(14, 36, 50), 점 c(1.4, 3.6, 95), 점 d(5, 0, 95) 및 점 e(49, 0, 51)를 이 순서로 직선으로 연결해서 얻어진 오각형의 영역 내(오각형의 선 상을 포함한다)에 있다. 또한, 도 1의 삼각 좌표에 있어서, 직선 bC는 (점 C를 제외하고)제2 금속 입자(중입자 B)의 질량에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비(제1 금속 입자의 질량/제2 금속 입자의 질량)가 14/36인 경우를 나타내고 있다.That is, in the embodiment of the bonding material according to the present invention, as shown in FIG. 1 , the mass of the first metal particle (small particle A), the second metal particle (heavy particle B), and the third metal particle (large particle C) The ratio (mass %) is the point A (100, 0, 0) which is 100 mass %, 0 mass %, and 0 mass %, respectively, and the point B (0, 100, 0 mass %) which is 0 mass %, 100 mass %, and 0 mass %. 0) and point a(49, 1, 50), point b on the coordinates (triangular coordinates) of triangle ABC with vertices C(0, 0, 100) which are 0 mass%, 0 mass%, 100 mass% (14, 36, 50), point c(1.4, 3.6, 95), point d(5, 0, 95), and point e(49, 0, 51) within the region of the pentagon obtained by connecting straight lines in this order. (including the pentagonal line). In addition, in the triangular coordinates of FIG. 1 , the straight line bC is the ratio of the mass of the first metal particle to the mass of the second metal particle (heavy particle B) (except for the point C) (the mass of the first metal particle / the second The case where the metal particle mass) is 14/36 is shown.

또한, 제1 금속 입자(소입자 A)와 제2 금속 입자(중입자 B)와 제3 금속 입자(대입자 C)의 질량의 비율(질량%)은, 금속 입자의 합계 100질량%에 대하여, 제1 금속 입자를 2 내지 40질량%, 제2 금속 입자를 32질량% 이하, 제3 금속 입자를 50 내지 95질량%의 비율로 하는 것이 바람직하고, 제1 금속 입자를 2.5 내지 30질량%, 제2 금속 입자를 29질량% 이하, 제3 금속 입자를 50 내지 95질량%의 비율로 하는 것이 더욱 바람직하다. 특히, 접합재를 Si칩과 금속 기판의 접합에 사용하는 경우에는, 접합재의 점도를 낮게 해서 금속 기판에 인쇄하기 쉽게 하기 위해서, 금속 입자의 합계 100질량%에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비율을 1.4 내지 25질량%로 하는 것이 바람직하다. 또한, 접합재를 Si칩과 금속 기판의 접합에 사용하는 경우에는, Si칩을 양호하게 접합하기 위해서, 금속 입자의 합계 100질량%에 대한 제2 금속 입자의 질량의 비율을 17질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 접합재의 점도를 낮게 해서 금속 기판에 인쇄하기 쉽게 하기 위해서, 금속 입자의 합계 100질량%에 대한 제2 금속 입자의 질량의 비율을 2 내지 17질량%로 하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the ratio (mass %) of the mass of the 1st metal particle (small particle A), the 2nd metal particle (heavy particle B), and the 3rd metal particle (large particle C) is 100 mass % of a total of metal particles, It is preferable that the ratio of the first metal particles is 2 to 40 mass%, the second metal particles are 32 mass% or less, and the third metal particles are 50 to 95 mass%, the first metal particles are 2.5 to 30 mass%, It is more preferable to make the 2nd metal particle into 29 mass % or less, and to make the 3rd metal particle into the ratio of 50-95 mass %. In particular, when the bonding material is used for bonding the Si chip and the metal substrate, the ratio of the mass of the first metal particles to the total of 100% by mass of the metal particles in order to reduce the viscosity of the bonding material to facilitate printing on the metal substrate. It is preferable to set it as 1.4-25 mass %. In addition, when the bonding material is used for bonding the Si chip and the metal substrate, in order to properly bond the Si chip, the ratio of the mass of the second metal particles to the total of 100% by mass of the metal particles is 17% by mass or less. Preferably, in order to reduce the viscosity of the bonding material to facilitate printing on the metal substrate, it is more preferable that the ratio of the mass of the second metal particles to the total of 100% by mass of the metal particles is 2 to 17% by mass.

제1 금속 입자(소입자)의 평균 1차 입자 직경은, 1 내지 40㎚이고, 접합재를 Si칩과 금속 기판의 접합에 사용하는 경우에 보이드가 생기는 것을 방지하여 양호하게 접합하기 위해서, 5 내지 30㎚인 것이 바람직하고, 10 내지 20㎚인 것이 더욱 바람직하다. 제2 금속 입자(중입자)의 평균 1차 입자 직경은, 41 내지 110㎚이고, 접합재를 Si칩과 금속 기판의 접합에 사용하는 경우에 금속 기판에 인쇄하기 쉽고 또한 Si칩을 양호하게 접합하기 위해서, 50 내지 105㎚인 것이 바람직하고, 55 내지 100㎚인 것이 더욱 바람직하다. 이들 제1 금속 입자(소입자) 및 제2 금속 입자(중입자)는, 입자 직경이 작아서 응집하기 쉽기 때문에, 각각 탄소수 8 이하인 유기 화합물(바람직하게는 서로 다른 유기 화합물)로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 유기 화합물은, 탄소수 1 내지 6인 포화 지방산 또는 불포화 지방산인 것이 바람직하고, 헥산산 또는 소르브산인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 제3 금속 입자(대입자)의 평균 1차 입자 직경은, 120㎚ 내지 10㎛이고, 접합재를 Si칩과 금속 기판의 접합에 사용하는 경우에 금속 기판에 인쇄하기 쉽게 하기 위해서, 0.2 내지 5㎛인 것이 바람직하고, 0.3 내지 3㎛인 것이 더욱 바람직하다. 이 제3 금속 입자(대입자)를 (지방산이나 아민 등의)유기 화합물로 피복해도 된다. 특히, 접합재를 Si칩과 금속 기판의 접합에 사용하는 경우에는, 접합재의 점도를 낮게 해서 금속 기판에 인쇄하기 쉽게 하기 위해서, 금속 입자의 합계 100질량%에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비율을 1.4 내지 25질량%로 하고, 제2 금속 입자를 탄소수 8 이하의 유기 화합물로 피복함과 함께, 제3 금속 입자를 탄소수 9 이상의 유기 화합물로 피복하는 것이 바람직하다. 이와 같이 제3 금속 입자를 피복하는 유기 화합물의 탄소수를 제2 금속 입자를 피복하는 유기 화합물의 탄소수보다 많게(유기 화합물의 분자 중 주쇄를 길게) 함으로써, 제2 금속 입자를 첨가하지 않고 제1 금속 입자와 제3 금속 입자를 첨가한 경우에 비하여, 접합재의 점도를 낮출 수 있다. 이러한 탄소수 9 이상의 유기 화합물로서, 라우르산, 스테아르산, 팔미트산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 라우릴아민, 운데실아민, 도데실아민 등의 탄소수 9 내지 20의 (카르복실산 등의)지방산이나 아민 등을 사용할 수 있지만, 접합재의 점도를 낮추기 위해서, 탄소수 12 내지 20인 아민 또는 카르복실산을 사용하는 것이 바람직하고, 탄소수 14 내지 18인 아민 또는 카르복실산을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 금속 입자는, (접합재를 Si칩과 금속 기판의 접합에 사용하는 경우에 Si칩을 양호하게 접합하기 위해서)금 입자, 은 입자, 구리 입자 또는 니켈 입자인 것이 바람직하고, (접합재의 도전성을 양호하게 하기 위해서)은 입자 또는 구리 입자인 것이 더욱 바람직하고, (접합재의 내산화성을 향상시키기 위해서)은 입자인 것이 가장 바람직하다. 접합재 중 금속 입자의 합계의 함유량은, (접합재를 Si칩과 금속 기판과의 접합에 사용하는 경우에 Si칩을 양호하게 접합하기 위해서) 87 내지 97질량%인 것이 바람직하고, 90 내지 95질량%인 것이 더욱 바람직하다.The average primary particle diameter of the first metal particles (small particles) is 1 to 40 nm, and in order to prevent voids from forming when the bonding material is used for bonding the Si chip and the metal substrate, and for good bonding, 5 to It is preferable that it is 30 nm, and it is more preferable that it is 10-20 nm. The average primary particle diameter of the second metal particles (heavy particles) is 41 to 110 nm, and when the bonding material is used for bonding the Si chip and the metal substrate, it is easy to print on the metal substrate and in order to bond the Si chip well. , It is preferable that it is 50-105 nm, and it is more preferable that it is 55-100 nm. Since these first metal particles (small particles) and second metal particles (heavy particles) have a small particle diameter and are easy to aggregate, it is preferable that they are each coated with an organic compound having 8 or less carbon atoms (preferably different organic compounds). . The organic compound is preferably a saturated fatty acid or unsaturated fatty acid having 1 to 6 carbon atoms, more preferably hexanoic acid or sorbic acid. In addition, the average primary particle diameter of the third metal particles (large particles) is 120 nm to 10 μm, and when the bonding material is used for bonding the Si chip and the metal substrate, in order to facilitate printing on the metal substrate, 0.2 to It is preferable that it is 5 micrometers, and it is more preferable that it is 0.3-3 micrometers. The third metal particles (large particles) may be coated with an organic compound (such as a fatty acid or an amine). In particular, when the bonding material is used for bonding the Si chip and the metal substrate, the ratio of the mass of the first metal particles to the total of 100% by mass of the metal particles in order to reduce the viscosity of the bonding material to facilitate printing on the metal substrate. It is preferable to be 1.4-25 mass % and to coat|cover the 3rd metal particle with a C9 or more organic compound while coat|covering a 2nd metal particle with a C8 or less organic compound. In this way, by making the carbon number of the organic compound covering the third metal particles greater than the carbon number of the organic compound covering the second metal particles (the main chain in the molecule of the organic compound is lengthened), the first metal without adding the second metal particles Compared to the case where the particles and the third metal particles are added, the viscosity of the bonding material can be lowered. Examples of such organic compounds having 9 or more carbon atoms include lauric acid, stearic acid, palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, laurylamine, undecylamine, and dodecylamine having 9 to 20 carbon atoms (such as carboxylic acid) Fatty acids, amines, etc. can be used, but in order to lower the viscosity of the bonding material, it is preferable to use an amine or carboxylic acid having 12 to 20 carbon atoms, more preferably an amine or carboxylic acid having 14 to 18 carbon atoms. . Further, the metal particles are preferably gold particles, silver particles, copper particles or nickel particles (in order to properly bond the Si chip when the bonding material is used for bonding the Si chip and the metal substrate), and (conductivity of the bonding material) It is more preferable that they are silver particles or copper particles (to improve the oxidation resistance of the bonding material), and silver particles are most preferable (to improve the oxidation resistance of the bonding material). The total content of the metal particles in the bonding material is preferably 87 to 97% by mass, and 90 to 95% by mass (for satisfactory bonding of the Si chip when the bonding material is used for bonding between the Si chip and the metal substrate). It is more preferable that

또한, 금속 입자의 평균 1차 입자 직경은, 예를 들어, 투과형 전자 현미경(TEM)(니혼 덴시 가부시키가이샤제의 JEM-1011) 또는 금속 입자를 주사형 전자 현미경(SEM)(히타치 하이테크놀러지즈 가부시키가이샤제의 S-4700)에 의해 소정의 배율로 관찰한 상(SEM상 또는 TEM상) 상의 100개 이상의 임의의 금속 입자의 1차 입자 직경(면적이 동일한 원에 상당하는 원의 직경)으로부터 산출할 수 있다. 이 금속 입자의 평균 1차 입자 직경(개수 평균)의 산출은, 예를 들어, 화상 해석 소프트웨어(아사히 가세이 엔지니어링 가부시키가이샤제의 A상군(등록상표))에 의해 행할 수 있다.The average primary particle diameter of the metal particles is, for example, a transmission electron microscope (TEM) (JEM-1011 manufactured by Nippon Electronics Co., Ltd.) or a scanning electron microscope (SEM) (Hitachi High Technologies) of the metal particles. Primary particle diameter (diameter of a circle corresponding to a circle with the same area) of 100 or more arbitrary metal particles on an image (SEM image or TEM image) observed at a predetermined magnification with S-4700 manufactured by Corporation can be calculated from Calculation of the average primary particle diameter (number average) of this metal particle can be performed, for example by image analysis software (A phase group (trademark) manufactured by Asahi Chemical Engineering Co., Ltd.).

금속 페이스트 중 용제의 함유량은, (금속 입자가 소결해서 금속 접합층을 형성할 수 있고 또한 금속 기판에 인쇄하기 쉬운 점도를 갖는 금속 페이스트를 얻기 위해서)1 내지 10질량%인 것이 바람직하고, 2 내지 8질량%인 것이 더욱 바람직하다. 이 용제로서, 여러가지 극성 용매(분산매)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 극성 용매로서, 물, 알코올, 폴리올, 글리콜에테르, 1-메틸피롤리디논, 피리딘, 테르피네올, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트, 텍사놀, 페녹시프로판올, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시프로필아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 락트산에틸, 1-옥탄올 등을 사용할 수 있다. 이러한 극성 용매로서, 1-데칸올, 1-도데칸올, 1-테트라데칸올, 3-메틸-1,3-부탄디올3-히드록시-3-메틸부틸아세테이트, 2-에틸-1,3-헥산디올, 헥실디글리콜, 2-에틸헥실글리콜, 디부틸디글리콜, 글리세린, 디히드록시테르피네올, 디히드로테르피닐아세테이트, 2-메틸-부탄-2,3,4-트리올(이소프렌트리올 A(IPTL-A, 니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제), 2-메틸-부탄-1,3,4-트리올(이소프렌트리올 B(IPTL-B, 니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제), 테르솔브 IPG-2Ac(니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제), 테르솔브 MTPH(니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제), 테르솔브 DTO-210(니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제), 테르솔브 THA-90(니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제), 테르솔브 THA-70(니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제), 테르솔브 TOE-100(니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제), 디히드로테르피닐옥시에탄올(니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제), 테르피닐메틸에테르(니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제), 디히드로테르피닐메틸에테르(니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제) 등을 사용하는 것이 바람직하고, 1-데칸올, 1-도데칸올, 2-에틸1,3-헥산디올 및 2-메틸-부탄-1,3,4-트리올(이소프렌트리올 B(IPTL-B))의 적어도 1종 이상을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.The content of the solvent in the metal paste is preferably 1 to 10% by mass (in order to obtain a metal paste having a viscosity in which metal particles can form a metal bonding layer by sintering and easy to print on a metal substrate), and 2 to It is more preferable that it is 8 mass %. As this solvent, various polar solvents (dispersion medium) can be used. For example, as a polar solvent, water, alcohol, polyol, glycol ether, 1-methylpyrrolidinone, pyridine, terpineol, butylcarbitol, butylcarbitol acetate, texanol, phenoxypropanol, diethylene glycol mono Butyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, γ-butyrolactone, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, methoxybutyl acetate, methoxypropyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, lactic acid Ethyl, 1-octanol, and the like can be used. As such a polar solvent, 1-decanol, 1-dodecanol, 1-tetradecanol, 3-methyl-1,3-butanediol 3-hydroxy-3-methylbutyl acetate, 2-ethyl-1,3-hexane Diol, hexyldiglycol, 2-ethylhexylglycol, dibutyldiglycol, glycerin, dihydroxyterpineol, dihydroterpinylacetate, 2-methyl-butane-2,3,4-triol (isopretriol A (IPTL-A, manufactured by Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.), 2-methyl-butane-1,3,4-triol (isopretriol B (IPTL-B, manufactured by Nippon Terpene Chemical), Tersolve IPG-2Ac (manufactured by Nippon Terpene Chemicals), Tersolve MTPH (manufactured by Nippon Terpene Chemicals), Tersolve DTO-210 (manufactured by Nippon Terpene Chemicals), Tersolve THA- 90 (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.) Tersolv THA-70 (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.) Tersolv TOE-100 (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.), dihydroterpinyloxyethanol (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.), terpinyl methyl ether (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.), dihydroterpinyl methyl ether (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.), etc. are preferably used; At least one of 1-decanol, 1-dodecanol, 2-ethyl 1,3-hexanediol and 2-methyl-butane-1,3,4-triol (isopretriol B (IPTL-B)) It is more preferable to use

금속 페이스트 중 분산제의 함유량은, 0.01 내지 2질량%인 것이 바람직하고, 0.03 내지 0.7질량%인 것이 더욱 바람직하다. 이 분산제로서, 다양한 시판되는 분산제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 산요 가세이 가부시키가이샤제의 뷰라이트 LCA-H, LCA-25NH, 교에샤 가가꾸 가부시키가이샤제의 플로렌 DOPA-15B, 니혼 루브리졸 가부시키가이샤제의 솔 플러스 AX5, 솔 스파스 9000, 솔식스 250, 에프카 애디티브즈사제의 EFKA4008, 아지노모또 파인테크노 가부시키가이샤제의 아지스퍼 PA111, 코그니스 재팬 가부시키가이샤제의 TEXAPHOR-UV21, 빅 케미·재팬 가부시키가이샤제의 DisperBYK2020, BYK220S, 구스모또 가세이 가부시키가이샤제의 디스팔론 1751N, 힙라드 ED-152, 가부시키가이샤 네오스제의 FTX-207S, 프터젠트 212P, 도아 고세 가부시키가이샤제의 AS-1100, 가오 가부시키가이샤제의 가오세라 2000, KDH-154, MX-2045L, 호모게놀 L-18, 레오돌 SP-010V, 다이이찌 고교 세이야꾸 가부시키가이샤제의 에판 U103, 시아놀 DC902B, 노이겐 EA-167, 플라이서프 A219B, DIC 가부시키가이샤제의 메가팩 F-477, 닛신 가가꾸 고교 가부시키가이샤제의 실페이스 SAG503A, 다이놀 604, 산노프코 가부시키가이샤제의 SN 스파즈 2180, SN 레벨러 S-906, AGC 세이미 케미칼사제의 S-386, 니혼 루브리졸 가부시키가이샤제의 솔 플러스 D540, 솔 스파스 44000, 솔 스파스 43000, 솔 스파스 20000, 솔 스파스 27000, CRODA사제의 Cirrasol G-265, Hypermer KD1, Hypermer KD2, Hypermer KD3, Hypermer KD4, Hypermer KD9, Hypermer KD11, Hypermer KD12, Hypermer KD16, Hypermer KD57, Armer163, CRODA사제의 Synperoic T701, Zephrym PD2246SF, Zephrym 3300B, 산요 가세이 가부시키가이샤제의 산스펄 PS-2, 캐리본 L400, 빅 케미·재팬 가부시키가이샤제의 DisperBYK2055, DisperBYK2155, DisperBYK2055, DisperBYK193, BYKP105, BYKPR606, DisperBYK2013, DisperBYK108, DisperBYK109, DisperBYK145, DisperBYK2008, DisperBYK2096, DisperBYK2152, BYK-LPC22145, BYK-LPC22124, BYK-LPC22126, BYK-LPC22125 등을 사용할 수 있지만, 부톡시에톡시아세트산 등의 카르복실산계 분산제 및 인산에스테르계 분산제의 적어도 1종 이상인 것이 바람직하다.It is preferable that it is 0.01-2 mass %, and, as for content of the dispersing agent in a metal paste, it is more preferable that it is 0.03-0.7 mass %. As this dispersing agent, various commercially available dispersing agents can be used. For example, Sanyo Chemical Co., Ltd. Beurite LCA-H, LCA-25NH, Kyoesha Chemical Co., Ltd. Floren DOPA-15B, Nippon Lubrizol Co., Ltd. Brush Plus AX5, Sol Sparse 9000, Sol Six 250, EFKA 4008 by EFKA Additives, Ajisper PA111 by Ajinomoto Fine Techno, Co., Ltd. TEXAPHOR-UV21 by Cognis Japan, Big Chemi Japan Co., Ltd. DisperBYK2020, BYK220S made by Kaisha, Dispalon 1751N made by Kusumoto Chemicals, Hip Rad ED-152, FTX-207S made by Neos, Ftergent 212P, AS-1100 made by Toagosei Co., Ltd. , Gao Cera 2000, KDH-154, MX-2045L, made by Kao Corporation, Homogenol L-18, Leodol SP-010V, Epan U103, Cyanol DC902B, Neugen manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. EA-167, Flysurf A219B, Megapack F-477 manufactured by DIC Corporation, Silface SAG503A manufactured by Nisshin Chemical Co., Ltd., Dinol 604, SN Spaz 2180 manufactured by Sannofco Corporation, SN Leveler S-906, AGC Seimi Chemical S-386, Nippon Lubrizol Corporation Sol Plus D540, Sol Sparse 44000, Sol Sparse 43000, Sol Sparse 20000, Sol Sparse 27000, CRODA Cirrasol G-265, Hypermer KD1, Hypermer KD2, Hypermer KD3, Hypermer KD4, Hypermer KD9, Hypermer KD11, Hypermer KD12, Hypermer KD16, Hypermer KD57, Armer163, CRODA Synperoic T701, Zephrym PD2246SF, Zephrym 3300B manufactured by CRODA. Sunspearl PS-2 made by Corporation, Carribon L400, DisperBYK made by Big Chemie Japan Corporation 2055, DisperBYK2155, DisperBYK2055, DisperBYK193, BYKP105, BYKPR606, DisperBYK2013, DisperBYK108, DisperBYK109, DisperBYK145, DisperBYK2008, DisperBYK2096, DisperBYK2152, BYK-LPC22145, BYK-LPC22125, etc. It is preferable that it is at least 1 sort(s) or more of a carboxylic acid type dispersing agent, such as oxyacetic acid, and a phosphoric acid ester type dispersing agent.

금속 페이스트의 점도는, 25℃에 있어서 2s-1에서 측정한 점도가, 바람직하게는 5 내지 2500㎩·s, 더욱 바람직하게는 5 내지 1000㎩·s, 가장 바람직하게는 10 내지 500㎩이고, 20s-1에서 측정한 점도가, 바람직하게는 1 내지 150㎩·s, 더욱 바람직하게는 1 내지 100㎩·s, 가장 바람직하게는 2 내지 35㎩·s이다.The viscosity of the metal paste is preferably 5 to 2500 Pa·s, more preferably 5 to 1000 Pa·s, and most preferably 10 to 500 Pa·s, measured at 2s −1 at 25° C., The viscosity measured at 20s -1 is preferably 1 to 150 Pa·s, more preferably 1 to 100 Pa·s, and most preferably 2 to 35 Pa·s.

본 발명에 의한 접합재의 제조 방법의 실시 형태에서는, 금속 입자와 용제와 분산제를 포함하는 금속 페이스트를 포함하는 접합재의 제조 방법에 있어서, 평균 1차 입자 직경 1 내지 40㎚인 제1 금속 입자와, 평균 1차 입자 직경 41 내지 110㎚인 제2 금속 입자와, 평균 1차 입자 직경 120㎚ 내지 10㎛인 제3 금속 입자를 포함하는 금속 입자를 준비하고, 이 금속 입자의 합계 100질량%에 대하여, 제1 금속 입자를 1.4 내지 49질량%, 제2 금속 입자를 36질량% 이하, 제3 금속 입자를 50 내지 95질량%의 비율로 하고 또한 제2 금속 입자의 질량에 대한 제1 금속 입자의 질량의 비를 14/36 이상으로 하여, 이 금속 입자와 용제와 분산제를 혼련한다.In an embodiment of the method for manufacturing a bonding material according to the present invention, in the method for manufacturing a bonding material comprising metal particles, a metal paste containing a solvent and a dispersant, the first metal particles having an average primary particle diameter of 1 to 40 nm; Metal particles containing second metal particles having an average primary particle diameter of 41 to 110 nm and third metal particles having an average primary particle diameter of 120 nm to 10 μm are prepared, and the total amount of the metal particles is 100% by mass. , 1.4 to 49 mass % of the first metal particle, 36 mass % or less of the second metal particle, and 50 to 95 mass % of the third metal particle, and the amount of the first metal particle with respect to the mass of the second metal particle The mass ratio is set to 14/36 or more, and this metal particle, a solvent, and a dispersing agent are knead|mixed.

본 발명에 의한 접합 방법의 실시 형태에서는, 상기 접합재를 피접합물간, 예를 들어 (금속 기판의 접합면이 은 도금 또는 금도금된)Si칩과 (이 Si칩과의 접합면이 은 도금 또는 금도금된 구리 기판 또는 무구의 구리 기판 등의)금속 기판과의 사이에 개재시켜서 가열함으로써, 접합재 중의 은 등의 금속을 소결시켜서 금속 접합층을 형성하고, 이 금속 접합층에 의해 피접합물끼리(예를 들어, Si칩과 금속 기판)를 접합한다.In an embodiment of the bonding method according to the present invention, the bonding material is applied between the objects to be joined, for example, a Si chip (where the bonding surface of the metal substrate is silver-plated or gold-plated) and (the bonding surface of the Si chip is silver-plated or gold-plated) A metal bonding layer is formed by sintering a metal such as silver in a bonding material by interposing it with a metal substrate (such as a copper substrate or a copper substrate without copper substrate) and heating, and the metal bonding layer allows the objects to be joined (e.g. For example, a Si chip and a metal substrate) are bonded.

구체적으로는, 상기 접합재를 2개의 피접합물의 적어도 한쪽에 (인쇄 등에 의해)도포하고, 접합재가 피접합물간에 개재하도록 배치시켜서, 210 내지 400℃, 바람직하게는 210 내지 300℃에서 가열함으로써, 금속 페이스트 중 금속을 소결시켜서 금속 접합층을 형성하고, 이 금속 접합층에 의해 피접합물끼리를 접합할 수 있다. 또한, 접합재를 2개의 피접합물의 한쪽에 도포하고, 60 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 170℃에서 가열함으로써 접합재를 건조시켜서 예비 건조막을 형성하고, 이 예비 건조막 상에 다른 쪽 피접합물을 얹은 후, 210 내지 400℃, 바람직하게는 210 내지 300℃에서 가열함으로써, 금속 페이스트 중 금속을 소결시켜서 금속 접합층을 형성하고, 이 금속 접합층에 의해 피접합물끼리를 접합해도 된다. 또한, 가열 시에, 피접합물간에 압력을 가할 필요는 없지만, 압력을 가해도 된다. 또한, 질소 분위기 등의 불활성 분위기 중에서 가열해도, 피접합물끼리를 접합할 수 있지만, 대기 중에서 가열해도, 피접합물끼리를 접합할 수 있다.Specifically, the bonding material is applied (by printing, etc.) to at least one of the two to-be-joined objects, and the bonding material is arrange|positioned so that it may interpose between the to-be-joined objects, By heating at 210-400 degreeC, preferably 210-300 degreeC, The metal in the metal paste is sintered to form a metal bonding layer, and the to-be-joined objects can be joined by this metal bonding layer. Further, a bonding material is applied to one side of the two to-be-joined objects, and the bonding material is dried by heating at 60-200 degreeC, preferably 80-170 degreeC, and a pre-drying film is formed, and the other to-be-joined material is formed on this pre-dried film|membrane. After mounting, by heating at 210 to 400° C., preferably 210 to 300° C., the metal in the metal paste is sintered to form a metal bonding layer, and the to-be-joined objects may be joined by this metal bonding layer. In addition, at the time of heating, although it is not necessary to apply pressure between to-be-joined objects, you may apply pressure. Moreover, even if it heats in inert atmosphere, such as nitrogen atmosphere, although to-be-joined objects can be joined, even if it heats in air, to-be-joined objects can be joined.

상술한 접합재의 실시 형태를 Si칩과 구리 기판 등의 금속 기판의 접합에 사용하면, 금속 기판에 인쇄하기 쉽고 또한 예비 소성을 행하지 않아도 금속 접합층 내나 금속 접합층과 Si칩이나 구리 기판과의 계면에 보이드가 생기는 것을 방지하여 양호하게 접합할 수 있다. 특히, Si칩과 금속 기판과의 접합면의 면적이 커도 (접합면의 면적이 바람직하게는 25㎟ 이하, 더욱 바람직하게는 1 내지 25㎟, 가장 바람직하게는 4 내지 25㎟의 경우에) 양호하게 접합할 수 있다.When the embodiment of the bonding material described above is used for bonding a Si chip and a metal substrate such as a copper substrate, printing on the metal substrate is easy, and even without preliminary firing, the inside of the metal bonding layer or the interface between the metal bonding layer and the Si chip or copper substrate It is possible to prevent voids from forming on the surface and to ensure good bonding. In particular, good even if the area of the bonding surface between the Si chip and the metal substrate is large (in the case where the area of the bonding surface is preferably 25 mm 2 or less, more preferably 1 to 25 mm 2 , and most preferably 4 to 25 mm 2 ) can be tightly joined.

실시예Example

이하, 본 발명에 의한 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법의 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the bonding material by this invention and the Example of the bonding method using the same are demonstrated in detail.

[실시예 1][Example 1]

5L의 반응조에 물 3400g을 넣고, 이 반응조의 하부에 설치한 노즐로부터 3000mL/분의 유량으로 질소를 반응조 내의 수중에 600초간 흘려서 용존 산소를 제거한 후, 반응조의 상부로부터 3000mL/분의 유량으로 질소를 반응조 안에 공급해서 반응조 내를 질소 분위기로 함과 함께, 반응조 내에 설치한 교반 블레이드를 갖는 교반 막대에 의해 교반하면서, 반응조 내의 물의 온도가 60℃가 되도록 조정했다. 이 반응조 내의 물에 28질량%의 암모니아를 포함하는 암모니아수 7g을 첨가한 후, 1분간 교반해서 균일한 용액으로 했다. 이 반응조 내의 용액에 유기 화합물로서 포화 지방산인 헥산산(와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제) 45.5g(은에 대한 몰비는 1.98)을 첨가해서 4분간 교반해서 용해한 후, 환원제로서 50질량%의 히드라진 수화물(오츠카 가가꾸 가부시키가이샤제) 23.9g(은에 대하여 4.82당량)을 첨가하여, 환원제 용액으로 했다.3400 g of water was put into a 5 L reactor, and dissolved oxygen was removed by flowing nitrogen at a flow rate of 3000 mL/min from a nozzle installed at the bottom of the reactor for 600 seconds into the water in the reactor, and then nitrogen at a flow rate of 3000 mL/min from the top of the reactor. was supplied into the reaction tank to make the inside of the reaction tank a nitrogen atmosphere, and while stirring with a stirring bar having a stirring blade installed in the reaction tank, the temperature of the water in the reaction tank was adjusted to 60°C. After adding 7 g of ammonia water containing 28 mass % ammonia to the water in this reaction tank, it stirred for 1 minute and set it as the uniform solution. 45.5 g (molar ratio to silver 1.98) of hexanoic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which is a saturated fatty acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), was added to the solution in this reaction tank as an organic compound, stirred for 4 minutes to dissolve, and then 50% by mass of hydrazine as a reducing agent 23.9 g (4.82 equivalents with respect to silver) of a hydrate (made by Otsuka Chemical Co., Ltd.) was added, and it was set as the reducing agent solution.

또한, 질산 은의 결정(와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제) 33.8g을 물 180g에 용해한 질산 은 수용액을 은염 수용액으로 해서 준비하고, 이 은염 수용액의 온도가 60℃가 되도록 조정하고, 이 은염 수용액에 질산구리3수화물(와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제) 0.00008g(은에 대하여 구리 환산으로 1ppm)을 첨가했다. 또한, 질산구리3수화물의 첨가는, 어느 정도 고농도의 질산구리3수화물의 수용액을 희석한 수용액을 목적의 구리의 첨가량이 되도록 첨가함으로써 행하였다.Further, an aqueous silver nitrate solution obtained by dissolving 33.8 g of silver nitrate crystals (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 180 g of water was prepared as a silver salt aqueous solution, the temperature of the silver salt aqueous solution was adjusted to 60° C. Copper nitrate trihydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.00008 g (1 ppm in terms of copper with respect to silver) was added. In addition, addition of copper nitrate trihydrate was performed by adding the aqueous solution which diluted the aqueous solution of copper nitrate trihydrate of high concentration to some extent so that it might become the addition amount of copper of the objective.

이어서, 상기 은염 수용액을 상기 환원제 용액에 단번에 첨가해서 혼합하고, 교반하면서 환원 반응을 개시시켰다. 이 환원 반응의 개시로부터 약 10초에서 반응액인 슬러리의 색 변화가 종료되고, 교반하면서 10분간 숙성시킨 후, 교반을 종료하고, 흡인 여과에 의한 고액 분리를 행하여, 얻어진 고형물을 순수로 세정하고, 40℃에서 12시간 진공 건조하여, (헥산산으로 피복된)은 미립자(은 나노 입자)의 건조 분말을 얻었다. 또한, 이 은 미립자 중의 은의 비율은, 가열에 의해 헥산산을 제거한 후의 중량으로부터, 97질량%인 것이 산출되었다. 또한, 이 은 미립자의 평균 1차 입자 직경을 투과형 전자 현미경(TEM)에 의해 구한바, 17㎚였다.Then, the silver salt aqueous solution was added to the reducing agent solution at once, mixed, and the reduction reaction was started while stirring. In about 10 seconds from the start of the reduction reaction, the color change of the slurry as the reaction solution is completed, and after aging for 10 minutes while stirring, the stirring is terminated, the solid-liquid separation is performed by suction filtration, and the obtained solid is washed with pure water, , and vacuum-dried at 40°C for 12 hours to obtain a dry powder of silver fine particles (silver nanoparticles) (coated with hexanoic acid). In addition, as for the ratio of silver in this silver microparticles|fine-particles, it computed that it was 97 mass % from the weight after removing hexanoic acid by heating. Moreover, when the average primary particle diameter of this silver fine particle was calculated|required with the transmission electron microscope (TEM), it was 17 nm.

또한, 300mL 비이커에 순수 180.0g을 넣고, 질산 은(도요 가가꾸 가부시키가이샤제) 33.6g을 첨가해서 용해시킴으로써, 원료액으로서 질산 은 수용액을 제조했다.Furthermore, 180.0 g of pure water was put into a 300 mL beaker, and silver nitrate aqueous solution was manufactured as a raw material liquid by adding and dissolving 33.6 g of silver nitrate (made by Toyo Chemical Corporation).

또한, 5L 비이커에 3322.0g의 순수를 넣고, 이 순수 내에 질소를 30분간 통기시켜서 용존 산소를 제거하면서, 40℃까지 승온시켰다. 이 순수에 (은 미립자 피복용)유기 화합물로서 소르브산(와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제) 44.8g을 첨가한 후, 안정화제로서 28%의 암모니아수(와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제) 7.1g을 첨가했다.Furthermore, 3322.0 g of pure water was put into a 5 L beaker, and nitrogen was vented in this pure water for 30 minutes to remove dissolved oxygen, and the temperature was raised to 40°C. To this pure water (for coating silver fine particles), 44.8 g of sorbic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an organic compound was added, followed by 7.1 g of 28% aqueous ammonia as a stabilizer (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added

이 암모니아수를 첨가한 후의 수용액을 교반하면서, 암모니아수의 첨가 시점(반응 개시 시)부터 5분 경과 후에, 환원제로서 순도 80%의 함수 히드라진(오츠카 가가꾸 가부시키가이샤제) 14.91g을 첨가하여, 환원액으로서 환원제 함유 수용액을 제조했다. 반응 개시 시부터 9분 경과 후에, 액온을 40℃로 조정한 원료액(질산 은 수용액)을 환원액(환원제 함유 수용액)에 단번에 첨가해서 반응시켜서, 80분간 더 교반하고, 그 후, 승온 속도 1℃/분으로 액온을 40℃부터 60℃까지 승온시켜서 교반을 종료했다.While stirring the aqueous solution after adding this aqueous ammonia, after 5 minutes from the time of addition of the aqueous ammonia (at the start of the reaction), 14.91 g of 80% pure hydrous hydrazine (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) as a reducing agent is added and reduced A reducing agent-containing aqueous solution was prepared as a liquid. After 9 minutes from the start of the reaction, the raw material solution (silver nitrate aqueous solution) whose liquid temperature is adjusted to 40°C is added to the reducing solution (reducing agent-containing aqueous solution) at once and reacted, stirred for another 80 minutes, and then the temperature rise rate is 1 The liquid temperature was raised from 40°C to 60°C at a rate of °C/min to complete stirring.

이와 같이 해서 소르브산으로 피복된 은 미립자(은 나노 입자)의 응집체를 형성시킨 후, 이 은 미립자의 응집체를 포함하는 액을 No.5C의 여과지로 여과하고, 이 여과에 의한 회수물을 순수로 세정하여, 은 미립자의 응집체를 얻었다. 이 은 미립자의 응집체를, 진공 건조기 중에 있어서 80℃에서 12시간 건조시켜서, 은 미립자의 응집체의 건조 분말을 얻었다. 이와 같이 해서 얻어진 은 미립자의 응집체의 건조 분말을 해쇄하여, 2차 응집체의 크기를 조정했다. 또한, 이 은 미립자의 평균 1차 입자 직경을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 구한바, 85㎚였다.After forming the aggregates of silver fine particles (silver nanoparticles) coated with sorbic acid in this way, the liquid containing the aggregates of the silver fine particles is filtered with No. 5C filter paper, and the recovered product by this filtration is purified water It wash|cleaned and obtained the aggregate of silver microparticles|fine-particles. The aggregate of this silver microparticles|fine-particles was dried at 80 degreeC in a vacuum dryer for 12 hours, and the dry powder of the aggregate of silver microparticles|fine-particles was obtained. Thus, the dry powder of the aggregate of the obtained silver fine particles was pulverized, and the magnitude|size of the secondary aggregate was adjusted. Moreover, it was 85 nm when the average primary particle diameter of this silver fine particle was calculated|required with the scanning electron microscope (SEM).

이어서, 상기 평균 1차 입자 직경 17㎚의 (헥산산으로 피복된)은 미립자의 건조 분말(제1 은 입자(소입자)) 14.5g과, 상기 평균 1차 입자 직경 85㎚의 (소르브산으로 피복된)은 미립자의 건조 분말(제2 은 입자(중입자)) 7.5g과, 제3 은 입자(대입자)로서 (SEM상에 의해 구해지는 평균 1차 입자 직경이 0.3㎛인)마이크로미터 사이즈의 (올레산으로 피복된)은 입자(DOWA 일렉트로닉스사제의 AG2-1C) 70g과, 제1 분산제(카르복실산계 분산제)로서의 부톡시에톡시아세트산(BEA)(도꾜 가세이 고교 가부시키가이샤제) 0.5g과, 제2 분산제로서의 인산에스테르계 분산제(Lubrizol사제의 SOLPLUS D540) 0.05g과, 제1 용제로서의 1-데칸올(와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤제) 2.45g과, 제2 용제로서의 옥탄디올(교와 학꼬 케미컬 가부시키가이샤제의 2-에틸-1,3-헥산디올) 1.5g과, 제3 용제로서의 2-메틸-부탄-1,3,4-트리올(이소프렌트리올 B(IPTL-B))(니폰 테르펜 가가꾸 가부시끼가이샤제) 3.5g을 혼련하고, 얻어진 혼련물을 3축 롤에 통과시켜서, 은 페이스트를 포함하는 접합재를 얻었다. 또한, 이 접합재(은 페이스트) 중 제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 합계의 함유량은 92질량%이고, 제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)는 16:8:76이다.Next, 14.5 g of dry powder (first silver particles (small particles)) of silver fine particles (coated with hexanoic acid) having an average primary particle diameter of 17 nm and an average primary particle diameter of 85 nm (with sorbic acid) 7.5 g of dry powder (second silver particles (heavy particles)) of silver particles (coated) and micrometer size (with an average primary particle diameter of 0.3 μm as determined by SEM image) as third silver particles (large particles) of (coated with oleic acid) silver particles (AG2-1C manufactured by DOWA Electronics Co., Ltd.) 70 g and butoxyethoxyacetic acid (BEA) (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) as a first dispersant (carboxylic acid dispersant) 0.5 g and 0.05 g of a phosphate ester-based dispersant (SOLPLUS D540 manufactured by Lubrizol) as a second dispersing agent, 2.45 g of 1-decanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a first solvent, and octanediol ( 1.5 g of 2-ethyl-1,3-hexanediol manufactured by Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.) and 2-methyl-butane-1,3,4-triol (isoprenetriol B (IPTL-) as a third solvent B)) (manufactured by Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.) 3.5 g was kneaded, and the resulting kneaded product was passed through a triaxial roll to obtain a bonding material containing silver paste. In addition, in this bonding material (silver paste), the total content of the first silver particles, the second silver particles, and the third silver particles is 92 mass %, and the mass ratio of the first silver particles, the second silver particles, and the third silver particles ( first silver particle:second silver particle:third silver particle) is 16:8:76.

이 접합재(은 페이스트)의 점도를 레오미터(점탄성 측정 장치)(Thermo사제의 HAAKE RheoStress 600, 콘 직경 35㎜, 콘 각도 2°의 콘을 사용)에 의해 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 309(㎩·s), 20s-1에서 26(㎩·s), 25℃에서 측정한 20s-1의 점도에 대한 2s-1의 점도의 비(2s-1의 점도/20s-1의 점도)(틱소비) Ti는 11.7이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다.The viscosity of this bonding material (silver paste) was determined with a rheometer (viscoelasticity measuring device) (using a HAAKE RheoStress 600 manufactured by Thermo Corporation, a cone having a cone diameter of 35 mm and a cone angle of 2°), and was found to be 2s -1 at 25°C. 309 (Pa s) at 309 (Pa s), 20s -1 to 26 (Pa s), and the ratio of the viscosity of 2s -1 to the viscosity of 20s -1 measured at 25°C (the viscosity of 2s -1 / the viscosity of 20s -1 ) ) (thix ratio) Ti was 11.7, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good.

또한, 무구의 구리 기판과, 이 구리 기판의 한쪽 면(접합면이 되는 면)에 은 도금을 실시한 기판을 준비함과 함께, (면적이 약 18㎟인)이면(접합면이 되는 면)에 은 도금을 실시한 2개의 Si칩을 준비하고, 각각의 기판 상에 두께 50㎛의 메탈 마스크를 배치하고, 메탈 스퀴지에 의해 상기 접합재(은 페이스트)를 Si칩의 이면의 면적과 동일한 크기로 두께 50㎛가 되도록 각각의 기판 상에 도포하고, 접합재 위에 Si칩을 배치한 후, 이너트 오븐에 의해 질소 분위기 중에 있어서 25℃로부터 승온 속도 0.05℃/s로 250℃까지 승온시켜서, 250℃에서 60분간 유지하는 소성을 행하여, 은 페이스트 중의 은을 소결시켜서 은 접합층을 형성하고, 이 은 접합층에 의해 Si칩을 각각의 기판에 접합했다.In addition, while preparing a copper substrate and a substrate plated with silver on one side (surface to become a bonding surface) of this copper substrate, (the surface to become a bonding surface) with silver Prepare two plated Si chips, place a 50 µm thick metal mask on each substrate, and apply the bonding material (silver paste) with a metal squeegee to the same size as the area of the back surface of the Si chip and 50 µm thick After coating on each substrate so as to become sintering was performed to sinter the silver in the silver paste to form a silver bonding layer, and the Si chip was bonded to each substrate by the silver bonding layer.

이와 같이 해서 얻어진 2개의 접합체에 대해서, 초음파 현미경(C-SAM)(SONOSCAN사제의 D9500)에 의해 얻어진 화상(C-SAM상)으로부터, 은 접합층(의 내부와 은 접합층과 기판 및 Si칩과의 각각의 계면)의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다. 또한, C-SAM상의 전체면이 검은 경우에는, 보이드가 없고, 양호하게 접합되어 있다고 판단하고, C-SAM상의 중앙 부분이 흰 경우에는, 중앙 부분에 보이드가 있고, 중앙부의 접합 상태가 양호하지 않다고 판단하고, C-SAM상의 전체면이 흰 경우에는, 전체면에 보이드가 있고, 접합 상태가 양호하지 않다(또는 박리한 상태이다)고 판단했다.From the image (C-SAM image) obtained by the ultrasonic microscope (C-SAM) (D9500 manufactured by SONOSCAN) about the two bonded bodies obtained in this way, the silver bonding layer (the inside of the silver bonding layer, a board|substrate, and a Si chip) When the presence or absence of a void in each interface) was observed, a void was not observed in any joined body, and it was joined well. In addition, when the entire surface of the C-SAM phase is black, it is judged that there is no void and good bonding is achieved. It was judged that it was not, and when the whole surface of a C-SAM image was white, there was a void in the whole surface, and it was judged that the bonding state is not favorable (or it is a peeled state).

[실시예 2][Example 2]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 14.5g, 0g 및 77.5g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 16:0:84)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 712(㎩·s), 20s-1에서 49(㎩·s), 틱소비 Ti는 14.6이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 14.5 g, 0 g, and 77.5 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver)) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the particle:third silver particle) was 16:0:84), and the viscosity was determined at 2s −1 to 712 (Pa) at 25°C. ·s), 20s −1 to 49 (Pa·s), the thix ratio Ti was 14.6, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. there was.

[실시예 3][Example 3]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 19.78g, 0g 및 72.22g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 22:0:78)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 1034(㎩·s), 20s-1에서 47(㎩·s), 틱소비 Ti는 22.0이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 19.78 g, 0 g, and 72.22 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver)) particles: a third silver particles) to 22: 0: 78) as would be the exception of example 1 and by the method similar to, produce a bonding material, and in the 2s -1 in the bar, 25 ℃ determined its viscosity 1034 (㎩ ·s), 20s −1 to 47 (Pa·s), the thixotropic Ti was 22.0, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced by the same method as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. there was.

[실시예 4][Example 4]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 14.5g, 12.5g 및 65.0g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 16:14:70)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 357(㎩·s), 20s-1에서 22(㎩·s), 틱소비 Ti는 16.0이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 14.5 g, 12.5 g, and 65.0 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particle: the third silver particle) was 16:14:70), and the viscosity was determined at 25° C. at 2s −1 to 357 ( Pa·s), 20s −1 to 22 (Pa·s), the thixotropic Ti was 16.0, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced by the same method as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. there was.

[실시예 5][Example 5]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 14.75g, 14.75g 및 62.5g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 16:16:68)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 287(㎩·s), 20s-1에서 25(㎩·s), 틱소비 Ti는 11.6이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 14.75 g, 14.75 g, and 62.5 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particles: the third silver particles) were 16:16:68), and the viscosity was determined at 2s −1 to 287 ( Pa·s), 20s −1 to 25 (Pa·s), the thixotropic Ti was 11.6, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced by the same method as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. there was.

[실시예 6][Example 6]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 12.5g, 7.5g 및 72.0g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 14:8:78)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 211(㎩·s), 20s-1에서 17(㎩·s), 틱소비 Ti는 12.4이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 12.5 g, 7.5 g, and 72.0 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) are particles of claim 3 particles) of 14: 8: 78) as would be the exception of example 1 and by the same method to prepare a bonding material, at 2s -1 211 in the bar, 25 ℃ determined its viscosity ( Pa·s), 20 s −1 to 17 (Pa·s), the thixotropy Ti was 12.4, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced by the same method as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. there was.

[실시예 7][Example 7]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 7.25g, 7.25g 및 77.5g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 8:8:84)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 118(㎩·s), 20s-1에서 15(㎩·s), 틱소비 Ti는 8.1이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 7.25 g, 7.25 g, and 77.5 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particles: the third silver particles) were set to 8:8:84), and the viscosity was determined at 2s −1 to 118 ( Pa·s), 20s −1 to 15 (Pa·s), the thixotropic Ti was 8.1, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced by the same method as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. there was.

[실시예 8][Example 8]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 14.5g, 26.8g 및 50.7g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 16:29:55)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 28(㎩·s), 20s-1에서 9(㎩·s), 틱소비 Ti는 3.0이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 은 도금을 실시한 구리 기판의 접합체에서는, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었지만, 은 도금을 실시하지 않는 구리 기판의 접합체에서는, 보이드가 관찰되어, 양호하게 접합되지 않았다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 14.5 g, 26.8 g, and 50.7 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particle: the third silver particle) was 16:29:55), and the viscosity was determined at 2s −1 to 28 ( Pa·s), 20s −1 to 9 (Pa·s), the thixotropy Ti was 3.0, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. In the bonded body of the silver-plated copper substrate, voids were not observed , but were bonded favorably, in the bonded body of the copper substrate not subjected to silver plating, voids were observed and bonding was not satisfactory.

[실시예 9][Example 9]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 14.5g, 17.5g 및 60.0g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 16:19:65)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 96(㎩·s), 20s-1에서 20(㎩·s), 틱소비 Ti는 4.8이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 은 도금을 실시한 구리 기판의 접합체에서는, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었지만, 은 도금을 실시하지 않는 구리 기판의 접합체에서는, 보이드가 관찰되어, 양호하게 접합되지 않았다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 14.5 g, 17.5 g, and 60.0 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particle: the third silver particle) was 16:19:65), and the viscosity was determined at 2s −1 to 96 ( Pa·s), 20 s −1 to 20 (Pa·s), the thixotropic Ti was 4.8, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. In the bonded body of the silver-plated copper substrate, voids were not observed , but were bonded favorably, in the bonded body of the copper substrate not subjected to silver plating, voids were observed and bonding was not satisfactory.

[실시예 10][Example 10]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 7.5g, 9.75g 및 74.75g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 8:11:81)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 86(㎩·s), 20s-1에서 13(㎩·s), 틱소비 Ti는 6.6이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 7.5 g, 9.75 g, and 74.75 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particle: the third silver particle) was set to 8:11:81), and the viscosity was determined at 2s −1 to 86 ( Pa.s), 20s -1 to 13 (Pa·s), the thixotropic Ti was 6.6, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced by the same method as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. there was.

[실시예 11][Example 11]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 4.5g, 7.5g 및 80.0g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 5:8:87)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 62(㎩·s), 20s-1에서 13(㎩·s), 틱소비 Ti는 4.7이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 4.5 g, 7.5 g, and 80.0 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particle: the third silver particle) was set to 5:8:87), and the viscosity was determined at 2s −1 to 62 ( Pa·s), 20s −1 to 13 (Pa·s), the thixotropic Ti was 4.7, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. there was.

[실시예 12][Example 12]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 27.6g, 0g 및 64.4g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 30:0:70)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 2135(㎩·s), 20s-1에서 127(㎩·s), 틱소비 Ti는 16.9이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 27.6 g, 0 g, and 64.4 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver)) particles: a third silver particles) to 30: 0: 70) as would be the exception of example 1 and by the method similar to, produce a bonding material, and in the 2s -1 was determined according to its viscosity, to 25 ℃ 2135 (㎩ ·s), 20s −1 to 127 (Pa·s), the thixotropic Ti was 16.9, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced by the same method as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. there was.

[실시예 13][Example 13]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 27.6g, 18.4g 및 46.0g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 30:20:50)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 2186(㎩·s), 20s-1에서 96(㎩·s), 틱소비 Ti는 22.8이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 은 도금을 실시한 구리 기판의 접합체에서는, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었지만, 은 도금을 실시하지 않는 구리 기판의 접합체에서는, 보이드가 관찰되어, 양호하게 접합되지 않았다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 27.6 g, 18.4 g, and 46.0 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particles: the third silver particles) were set to 30:20:50), and the viscosity thereof was determined at 2s -1 to 2186 ( Pa·s), 20s −1 to 96 (Pa·s), the thixotropic Ti was 22.8, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. In the bonded body of the silver-plated copper substrate, voids were not observed , but were bonded favorably, in the bonded body of the copper substrate not subjected to silver plating, voids were observed and bonding was not satisfactory.

[실시예 14][Example 14]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 2.3g, 2.3g 및 87.4g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 2.5:2.5:95)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 37(㎩·s), 20s-1에서 11(㎩·s), 틱소비 Ti는 3.4이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 2.3 g, 2.3 g, and 87.4 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particle: the third silver particle) was set to 2.5:2.5:95), and the viscosity was determined at 2s −1 to 37 ( Pa·s), 20s −1 to 11 (Pa·s), the thixotropic Ti was 3.4, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced by the same method as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. there was.

[실시예 15][Example 15]

제3 은 입자(대입자)로서, (SEM상에 의해 구해지는 평균 1차 입자 직경이 0.3㎛인)마이크로미터 사이즈의 (올레산으로 피복된)은 입자(DOWA 일렉트로닉스사제의 AG2-1C) 대신에, (SEM상에 의해 구해지는 평균 1차 입자 직경이 0.3㎛인)마이크로미터 사이즈의 (소르브산으로 피복된)은 입자(DOWA 일렉트로닉스사제의 슈퍼 파인 은 분말-2)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 826(㎩·s), 20s-1에서 69(㎩·s), 틱소비 Ti는 12.0이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다.As the third silver particles (large particles), instead of the micrometer-sized (coated with oleic acid) silver particles (AG2-1C manufactured by DOWA Electronics) (having an average primary particle diameter of 0.3 µm as determined by SEM image) , except that micrometer-sized (coated with sorbic acid) silver particles (super-fine silver powder-2 manufactured by DOWA Electronics Co., Ltd.) (with an average primary particle diameter determined by SEM image of 0.3 µm) were used. A bonding material was prepared in the same manner as in 1, and the viscosity was determined. At 25°C, 2s −1 to 826 (Pa·s), 20s −1 to 69 (Pa·s), and the thixotropic Ti was 12.0. , the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good.

[비교예 1][Comparative Example 1]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 4.5g, 17.5g 및 70.0g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 5:19:76)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 20(㎩·s), 20s-1에서 8(㎩·s), 틱소비 Ti는 2.4이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도, 보이드가 관찰되어, 양호하게 접합되지 않았다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 4.5 g, 17.5 g, and 70.0 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particle: the third silver particle) was set to 5:19:76), and the viscosity was determined at 2s −1 to 20 ( Pa·s), 20s −1 to 8 (Pa·s), the thixotropic Ti was 2.4, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. In any of the bonded bodies, voids were observed, and the bonding was not satisfactory. .

[비교예 2][Comparative Example 2]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 9.2g, 27.6g 및 55.2g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 10:30:60)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구한바, 25℃에 있어서 2s-1에서 13(㎩·s), 20s-1에서 7(㎩·s), 틱소비 Ti는 1.7이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호했다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 어느 것의 접합체도 보이드가 관찰되어, 양호하게 접합되지 않았다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 9.2 g, 27.6 g, and 55.2 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particle: the third silver particle) was 10:30:60), and the viscosity was determined at 2s −1 to 13 ( Pa·s), 20s −1 to 7 (Pa·s), the thixotropic Ti was 1.7, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was good. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. Voids were observed in any of the bonded bodies, and bonding was not satisfactory.

[비교예 3][Comparative Example 3]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 27.6g, 27.6g 및 36.8g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 30:30:40)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구하려고 시도했지만, 점도의 측정 상한을 초과해서 측정할 수 없어, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호하지 않았다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 은 도금을 실시한 구리 기판의 접합체에서는, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었지만, 은 도금을 실시하지 않는 구리 기판의 접합체에서는, 보이드가 관찰되어, 양호하게 접합되지 않았다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 27.6 g, 27.6 g, and 36.8 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particle: the third silver particle) was set to 30:30:40), and an attempt was made to obtain the viscosity, but the measurement exceeded the measurement upper limit of the viscosity. It could not be done, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was not favorable. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. In the bonded body of the silver-plated copper substrate, voids were not observed , but were bonded favorably, in the bonded body of the copper substrate not subjected to silver plating, voids were observed and bonding was not satisfactory.

[비교예 4][Comparative Example 4]

접합재 중(은 페이스트) 제1 내지 제3 은 입자의 양을 각각 46.0g, 9.2g 및 36.8g(제1 은 입자와 제2 은 입자와 제3 은 입자의 질량비(제1 은 입자:제2 은 입자:제3 은 입자)를 50:10:40)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 접합재를 제작하고, 그 점도를 구하려고 시도했지만, 점도의 측정 상한을 초과해서 측정할 수 없어, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄 적성)은 양호하지 않았다. 또한, 얻어진 접합재를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해, 2개의 접합체를 제작하고, 은 접합층의 보이드의 유무를 관찰한바, 은 도금을 실시한 구리 기판의 접합체에서는, 보이드는 관찰되지 않고, 양호하게 접합되어 있었지만, 은 도금을 실시하지 않는 구리 기판의 접합체에서는, 보이드가 관찰되어, 양호하게 접합되지 않았다.The amounts of the first to third silver particles in the bonding material (silver paste) were respectively 46.0 g, 9.2 g, and 36.8 g (mass ratio of the first silver particle, the second silver particle, and the third silver particle (the first silver particle: the second silver particle) A bonding material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the silver particle: the third silver particle) was set to 50:10:40), and an attempt was made to obtain the viscosity, but it was measured exceeding the measurement upper limit of the viscosity. It could not be done, and the printability (printability) of the bonding material (silver paste) was not favorable. In addition, using the obtained bonding material, two bonded bodies were produced in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of voids in the silver bonding layer was observed. In the bonded body of the silver-plated copper substrate, voids were not observed , but were bonded favorably, in the bonded body of the copper substrate not subjected to silver plating, voids were observed and bonding was not satisfactory.

이들 실시예 및 비교예의 접합재의 제조 조건 및 특성을 표 1 내지 표 2에 나타낸다. 또한, 표 1에 있어서, 어느 것의 접합체이든 보이드가 관찰되지 않는 경우를 ○, 어느 것의 접합체이든 보이드가 관찰된 경우를 ×, 은 도금을 실시한 구리 기판의 접합체에서는 보이드가 관찰되지 않았지만 은 도금을 실시하지 않는 구리 기판의 접합체에서는 보이드가 관찰된 경우를 △로 나타내고 있다.Tables 1 to 2 show the manufacturing conditions and characteristics of the bonding materials of these Examples and Comparative Examples. In addition, in Table 1, the case where voids were not observed in any bonded body was ○, the case in which voids were observed in any bonded body was x, and no voids were observed in the silver-plated copper substrate bonded body, but silver plating was performed. The case where a void was observed in the joined body of the copper substrate which is not made is shown by (triangle|delta).

Figure 112019043003958-pct00001
Figure 112019043003958-pct00001

Figure 112019043003958-pct00002
Figure 112019043003958-pct00002

이들 결과로부터 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 15의 접합재에서는 모두, 은 입자의 합계 100질량%에 대하여, 제1 은 입자(소입자)가 1.4 내지 49질량%, 제2 은 입자(중입자)가 36질량% 이하, 제3 은 입자(대입자)가 50 내지 95질량%이고 또한 제2 은 입자(중입자)의 질량에 대한 제1 은 입자(소입자)의 질량의 비가 14/36 이상의 범위 내이지만, 비교예 1 내지 4의 접합재에서는 모두, 이러한 범위 내는 아니다. 즉, 실시예 1 내지 15의 접합재에서는 모두, 제1 은 입자(소입자)와 제2 은 입자(중입자)와 제3 은 입자(대입자)의 질량의 비율(질량%)이, 도 1에 도시하는 삼각 좌표 상의 점 a(49, 1, 50), 점 b(14, 36, 50), 점 c(1.4, 3.6, 95), 점 d(5, 0, 95) 및 점 e(49, 0, 51)를 이 순서로 직선으로 연결해서 얻어진 오각형의 영역 내(오각형의 선 상을 포함한다)에 있지만, 비교예 1 내지 4의 접합재에서는 모두, 소입자와 중입자와 대입자의 질량 비율(질량%)이 오각형의 범위 밖에 있다.As can be seen from these results, in all of the bonding materials of Examples 1 to 15, 1.4 to 49 mass% of the first silver particles (small particles) and 1.4 to 49 mass% of the second silver particles (heavy particles) with respect to a total of 100 mass% of the silver particles 36 mass % or less, the 3rd silver particle (large particle) is 50-95 mass %, and the ratio of the mass of the 1st silver particle (small particle) to the mass of the 2nd silver particle (heavy particle) is 14/36 or more. However, none of the bonding materials of Comparative Examples 1 to 4 were within this range. That is, in all of the bonding materials of Examples 1 to 15, the ratio (mass %) of the mass of the first silver particle (small particle), the second silver particle (heavy particle), and the third silver particle (large particle) is shown in FIG. 1 . Point a(49, 1, 50), point b(14, 36, 50), point c(1.4, 3.6, 95), point d(5, 0, 95) and point e(49, 0, 51) are in the pentagonal region (including the pentagonal line) obtained by linearly connecting them in this order, but in the bonding materials of Comparative Examples 1 to 4, the mass ratio of small particles, heavy particles, and large particles (mass %) is outside the range of the pentagon.

또한, 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 접합재의 은 입자 중 제2 은 입자(중입자)의 질량 비율이 19질량% 이상인 실시예 8, 9 및 13의 경우, 은 도금을 실시한 구리 기판의 접합체에서는 보이드가 관찰되지 않았지만, 은 도금을 실시하지 않는 구리 기판의 접합체에서는 보이드가 관찰되어 있는 점에서, 접합재의 은 입자 중 제2 은 입자(중입자)의 질량 비율은 19질량%보다 적은 쪽이 좋은 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 2와 실시예 1, 4, 5, 8 및 9와의 비교로부터, 접합재 중에 제2 은 입자(중입자)를 첨가하면, 제3 은 입자(대입자)의 질량 비율이 적어져서, 접합재의 점도가 저하되는 것을 알 수 있다. 이러한 접합재의 점도의 저하에 의해, 접합재의 인쇄성이 양호해져서, 접합재의 취급도 양호해진다. 그 때문에, 접합재 중에 제2 은 입자(중입자)를 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 실시예 12와 실시예 13의 비교로부터, 접합재의 은 입자 중 제1 은 입자(소입자)의 질량 비율이 30질량%로 커지면, 접합재 중에 제2 은 입자(중입자)를 첨가해도, 접합재의 점도가 저하되지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1과 실시예 15의 비교로부터, 실시예 15와 같이 제2 은 입자(중입자)와 제3 은 입자(대입자)를 동일한 탄소수의 유기 화합물(탄소수 6의 소르브산)로 피복하면, 접합재의 점도가 높아지는 것을 알 수 있다. 그 때문에, 제3 은 입자(대입자)를 피복하는 유기 화합물의 탄소수를, 제2 은 입자(중입자)를 피복하는 유기 화합물의 탄소수보다 많이(유기 화합물의 분자 중의 주쇄를 길게) 하는 것이 바람직하다.Further, as shown in Tables 1 and 2, in the case of Examples 8, 9, and 13 in which the mass ratio of the second silver particles (heavy particles) among the silver particles of the bonding material was 19% by mass or more, the silver-plated copper substrate bonded body Although voids were not observed in the case of voids, the mass ratio of the second silver particles (heavy particles) among the silver particles of the bonding material should be less than 19% by mass because voids were observed in the bonded body of the copper substrate not subjected to silver plating. it can be seen that Further, from the comparison between Example 2 and Examples 1, 4, 5, 8 and 9, when the second silver particles (heavy particles) were added to the bonding material, the mass ratio of the third silver particles (large particles) decreased, and the bonding material It can be seen that the viscosity of By such a decrease in the viscosity of the bonding material, the printability of the bonding material is improved, and the handling of the bonding material is also improved. Therefore, it is preferable to add a 2nd silver particle (heavy particle) in a bonding material. Further, from the comparison between Example 12 and Example 13, when the mass ratio of the first silver particles (small particles) among the silver particles of the bonding material becomes 30% by mass, even if the second silver particles (heavy particles) are added to the bonding material, the bonding material It can be seen that the viscosity does not decrease. Further, from the comparison between Example 1 and Example 15, as in Example 15, when the second silver particles (heavy particles) and the third silver particles (large particles) were coated with an organic compound (sorbic acid having 6 carbon atoms) having the same carbon number, , it can be seen that the viscosity of the bonding material increases. Therefore, it is preferable to make the carbon number of the organic compound which coat|covers 3rd silver particle (large particle) more than carbon number of the organic compound which coat|covers 2nd silver particle (heavy particle) (lengthens the main chain in a molecule|numerator of an organic compound) .

Claims (19)

은 입자와 극성 용매와 분산제를 포함하는 은 페이스트를 포함하는 접합재에 있어서, 은 입자가, 탄소수 8 이하의 유기 화합물로 피복된 평균 1차 입자 직경 1 내지 40㎚인 제1 은 입자와, 탄소수 8 이하의 유기 화합물로 피복된 평균 1차 입자 직경 41 내지 110㎚인 제2 은 입자와, 평균 1차 입자 직경 120㎚ 내지 10㎛인 제3 은 입자를 포함하고, 은 입자의 합계 100질량%에 대하여, 제1 은 입자를 1.4 내지 49질량%, 제2 은 입자를 36질량% 이하, 제3 은 입자를 50 내지 95질량%의 비율로 포함하고, 제2 은 입자의 질량에 대한 제1 은 입자의 질량의 비가 14/36 이상이고, 은 입자의 평균 1차 입자 직경이, 은 미립자를 투과형 전자 현미경(TEM) 또는 금속 입자를 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 소정의 배율로 관찰한 상(SEM상 또는 TEM상)의 100개 이상의 임의의 은 입자의 1차 입자 직경(면적이 동일한 원에 상당하는 원의 직경)으로부터 산출되는 것을 특징으로 하는, 접합재.A bonding material comprising silver particles, a silver paste comprising a polar solvent and a dispersant, wherein the silver particles include first silver particles having an average primary particle diameter of 1 to 40 nm coated with an organic compound having 8 or less carbon atoms, and 8 carbon atoms Second silver particles having an average primary particle diameter of 41 to 110 nm coated with the following organic compound, and third silver particles having an average primary particle diameter of 120 nm to 10 μm, in 100% by mass of the silver particles in total In contrast, the first silver particles are contained in a proportion of 1.4 to 49 mass %, the second silver particles 36 mass % or less, and the third silver particles 50 to 95 mass %, and the first silver particles with respect to the mass of the second silver particles. The mass ratio of the particles is 14/36 or more, and the average primary particle diameter of the silver particles is an image obtained by observing silver fine particles with a transmission electron microscope (TEM) or metal particles with a scanning electron microscope (SEM) at a predetermined magnification. It is calculated from the primary particle diameter (diameter of a circle corresponding to a circle with the same area) of 100 or more arbitrary silver particles of (SEM image or TEM image), The bonding material characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 제3 은 입자가 탄소수 9 이상인 유기 화합물로 피복되고, 상기 은 입자의 합계 100질량%에 대한 상기 제1 은 입자의 질량의 비율이 1.4 내지 25질량%인 것을 특징으로 하는, 접합재.The method according to claim 1, wherein the third silver particles are coated with an organic compound having 9 or more carbon atoms, and the ratio of the mass of the first silver particles to 100% by mass of the total of the silver particles is 1.4 to 25% by mass. which is a bonding material. 제1항에 있어서, 상기 탄소수 8 이하의 유기 화합물이 탄소수 1 내지 6의 포화 지방산 또는 불포화 지방산인 것을 특징으로 하는, 접합재.The bonding material according to claim 1, wherein the organic compound having 8 or less carbon atoms is a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid having 1 to 6 carbon atoms. 제1항에 있어서, 상기 탄소수 8 이하의 유기 화합물이 헥산산 또는 소르브산인 것을 특징으로 하는, 접합재.The bonding material according to claim 1, wherein the organic compound having 8 or less carbon atoms is hexanoic acid or sorbic acid. 제1항에 있어서, 상기 은 입자의 합계 100질량%에 대한 상기 제1 은 입자가 2 내지 40질량%이고, 상기 제2 은 입자의 질량의 비율이 2 내지 17질량%인 것을 특징으로 하는, 접합재.According to claim 1, 2 to 40 mass % of the first silver particles with respect to a total of 100 mass % of the silver particles, and a ratio of the mass of the second silver particles is 2 to 17 mass %, binder. 제1항에 있어서, 상기 극성 용매가 1-데칸올, 1-도데칸올, 2-에틸1,3-헥산디올 및 2-메틸-부탄-1,3,4-트리올의 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 접합재.The method according to claim 1, wherein the polar solvent is at least one or more of 1-decanol, 1-dodecanol, 2-ethyl 1,3-hexanediol and 2-methyl-butane-1,3,4-triol. Characterized by the bonding material. 제1항에 있어서, 상기 분산제가 카르복실산계 분산제 및 인산에스테르계 분산제의 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 접합재.The bonding material according to claim 1, wherein the dispersant is at least one or more of a carboxylic acid-based dispersant and a phosphoric acid ester-based dispersant. 제1항에 있어서, 상기 접합재 중 상기 은 입자의 합계의 함유량이 87 내지 97질량%인 것을 특징으로 하는, 접합재.The bonding material according to claim 1, wherein the total content of the silver particles in the bonding material is 87 to 97 mass%. 제1항에 기재된 접합재를 피접합물간에 개재시켜서 가열함으로써, 접합재 중의 은을 소결시켜서 은 접합층을 형성하고, 이 은 접합층에 의해 피접합물끼리를 접합하는 것을 특징으로 하는, 접합 방법.A bonding method characterized in that the bonding material according to claim 1 is interposed between the objects to be joined and heated to sinter the silver in the bonding material to form a silver bonding layer, and the to-be-joined objects are joined to each other by the silver bonding layer. 은 입자와 극성 용매와 분산제를 포함하는 은 페이스트를 포함하는 접합재의 제조 방법에 있어서, 탄소수 8 이하의 유기 화합물로 피복된 평균 1차 입자 직경 1 내지 40㎚인 제1 은 입자와, 탄소수 8 이하의 유기 화합물로 피복된 평균 1차 입자 직경 41 내지 110㎚인 제2 은 입자와, 평균 1차 입자 직경 120㎚ 내지 10㎛인 제3 은 입자를 포함하는 은 입자를 준비하고, 이 은 입자의 합계 100질량%에 대하여, 제1 은 입자를 1.4 내지 49질량%, 제2 은 입자를 36질량% 이하, 제3 은 입자를 50 내지 95질량%의 비율로 하고 또한 제2 은 입자의 질량에 대한 제1 은 입자의 질량의 비를 14/36 이상으로 하여, 이 은 입자와 극성 용매와 분산제를 혼련하고, 은 입자의 평균 1차 입자 직경이, 은 미립자를 투과형 전자 현미경(TEM) 또는 금속 입자를 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 소정의 배율로 관찰한 상(SEM상 또는 TEM상)의 100개 이상의 임의의 은 입자의 1차 입자 직경(면적이 동일한 원에 상당하는 원의 직경)으로부터 산출되는 것을 특징으로 하는, 접합재의 제조 방법.A method for producing a bonding material comprising silver particles, a silver paste comprising a polar solvent and a dispersing agent, the method comprising: first silver particles having an average primary particle diameter of 1 to 40 nm coated with an organic compound having 8 or less carbon atoms; and 8 or less carbon atoms; silver particles comprising second silver particles having an average primary particle diameter of 41 to 110 nm and third silver particles having an average primary particle diameter of 120 nm to 10 μm coated with an organic compound of With respect to a total of 100 mass %, 1.4-49 mass % of 1st silver particle, 36 mass % or less of 2nd silver particle, and 50-95 mass % of 3rd silver particle, In the mass of 2nd silver particle The ratio of the mass of the first silver particles to the silver particles is 14/36 or more, the silver particles, the polar solvent, and the dispersing agent are kneaded, and the average primary particle diameter of the silver particles is determined using a transmission electron microscope (TEM) or a metal Primary particle diameter (diameter of a circle corresponding to a circle having the same area) of 100 or more arbitrary silver particles of an image (SEM image or TEM image) in which the particles were observed with a scanning electron microscope (SEM) at a predetermined magnification A method for manufacturing a bonding material, characterized in that calculated from 제10항에 있어서, 상기 제3 은 입자가 탄소수 9 이상인 유기 화합물로 피복되고, 상기 은 입자의 합계 100질량%에 대한 상기 제1 은 입자의 질량의 비율을 1.4 내지 25질량%로 하는 것을 특징으로 하는, 접합재의 제조 방법.11. The method according to claim 10, wherein the third silver particles are coated with an organic compound having 9 or more carbon atoms, and the ratio of the mass of the first silver particles to 100% by mass of the total of the silver particles is 1.4 to 25% by mass. A method for manufacturing a bonding material. 제10항에 있어서, 상기 은 입자의 합계 100질량%에 대한 상기 제1 은 입자가 2 내지 40질량%이고, 상기 제2 은 입자의 질량의 비율을 2 내지 17질량%로 하는 것을 특징으로 하는, 접합재의 제조 방법.11. The method according to claim 10, wherein the amount of the first silver particles is 2 to 40% by mass, and the ratio of the mass of the second silver particles to 100% by mass of the total of the silver particles is 2 to 17% by mass. , a method of manufacturing a bonding material. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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