KR20150041185A - 도전성 밀착 재료 - Google Patents

Abstract

유리나 세라믹스 등의 무기 비금속과의 접착 강도가 높고, 고온에 노출되어도 박리가 일어나지 않는 신뢰성이 우수한 도전성 밀착 재료는, 질량％로, Zn:0.1∼15％, In:2∼16％, Sb:0％ 초과 2％ 이하, 또한 경우에 따라 Ag:2％ 이하와 Cu:1％ 이하의 한쪽 또는 양쪽, Ba, Ti 및 Ca로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 합계로 0.01∼0.15％ 함유하고, 잔량부 Sn이라고 하는 합금 조성을 갖는다. 이 도전성 밀착 재료는, 융점 이상으로 가열함으로써 박리하여 재이용 가능하다.

Description

도전성 밀착 재료 {ELECTROCONDUCTIVE BONDING MATERIAL}

본 발명은 Sn-Zn-In-Sb계 도전성 밀착 재료에 관한 것으로, 특히 유리나 세라믹 등의 무기 비금속에 직접 접착할 수 있는 Sn-Zn-In-Sb계 도전성 밀착 재료에 관한 것이다. 본 발명에 있어서, 「밀착 재료」라 함은, 기체의 표면에 밀착시킨 후에는 그 접착력을 유지하지만, 가열 등의 어떠한 처리를 실시함으로써, 접합 계면을 오염시키는 일 없이 인위적으로 박리할 수 있는 특성을 갖는 재료를 의미한다. 본 발명의 도전성 밀착 재료는 합금이므로, 땜납과 마찬가지로, 용융됨으로써 기체의 표면에 밀착한다.

최근 실용화되어 있는 납 프리 땜납 합금으로서, Sn-Ag-Cu 땜납 합금이 널리 사용되고 있다. Sn-Ag-Cu 땜납 합금은, 땜납 합금 중의 Sn과 전극의 Cu가 상호 확산되어 금속간 화합물을 형성함으로써 전극과 접합한다. 이러한 종래의 납 프리 땜납 합금은, Cu 전극과 금속간 화합물을 통해 접합되므로, 높은 접합 강도를 나타낸다.

그런데, 최근 전자 기기의 소형화가 요구되고 있고, 이들에 사용하는 전자 부품도 소형화가 강요되고 있다. 전자 부품의 소형화에 의해 땜납 조인트의 소형화도 필요해진다. 이로 인해, 땜납 조인트에 사용하는 땜납 합금의 사용량이 저감되고, 땜납 조인트의 접합 강도가 저하된다. 따라서, 땜납 조인트의 접합 강도의 향상이 요망되고 있다. 또한, 전자 기기에 따라서는, 땜납 조인트의 피접합부의 재질이, Cu나 Ni 등의 금속이 아니라, 유리나 세라믹과 같은 무기 비금속인 경우도 있다. 무기 비금속에 납땜을 행하는 경우에도, 높은 접합 강도가 요구되는 것은 당연하다.

종래의 Sn-Ag-Cu 땜납 합금은, 피접합부의 재질이 유리나 세라믹 등의 무기 비금속인 경우에는, 무기 비금속을 구성하는 원소와 땜납 합금을 구성하는 원소가 상호 확산되지 않으므로, 금속간 화합물을 실질적으로 형성하지 않는다. 이로 인해, Sn-Ag-Cu 땜납 합금은 무기 비금속과 접합시키는 것이 곤란하다. 초음파를 인가하면서 Sn-Ag-Cu 땜납 합금과 무기 비금속을 접합하려고 해도, Sn-Ag-Cu 땜납 합금은 피접합부로부터 용이하게 박리되어 떨어져 버린다.

따라서, 무기 비금속과 접합하기 위한 납 프리 땜납으로서, Sn-Zn 땜납 합금이 사용되는 경우가 있다. Sn-Zn 땜납 합금은, Sn-Ag-Cu 땜납 합금과 비교하여, 무기 비금속에 대한 습윤성이 비교적 양호하다. 그러나, Sn과 Zn은 거의 고용되지 않으므로, 각각이 땜납 합금 중에 단체로 상을 형성한다. 그로 인해, 외부로부터의 응력이 가해지면, Sn 단체상에 응력이 집중하기 쉽고, 땜납 합금의 강도가 저하되어, 접합 강도가 열화된다.

이러한 접합 강도의 열화에 대해, 예를 들어 특허문헌 1에서는, 초음파를 인가하는 땜납 인두를 사용하고, Sn-Zn 땜납 합금에 In이나 Sb 등을 함유시킴으로써, 무기 비금속과의 접합 강도를 개선하는 검토가 행해지고 있다.

일본 특허 출원 공개 제2004-082199호 공보

그러나, 특허문헌 1의 실시예에서 검토되고 있는 땜납 합금 중, Sn, Zn, In 및 Sb의 전부를 함유하는 땜납 합금은, In의 함유량이 18％ 이상이므로, 접합 강도가 열화된다. In은, 어느 정도의 양을 땜납 합금에 첨가하면 γ-In상이나 γ-SnIn상을 형성한다. 외부로부터 응력이 가해지면, 이들 상에 응력이 집중하고, 땜납 합금 자체의 강도가 열화된다. 이와 같이, In을 18％ 이상 함유하는 땜납 합금에서는, 신뢰성에 문제가 발생한다. 이것은, 통상의 사용 환경에서 접합 계면의 파단 등 중대한 문제에 연결될 우려가 있는 것을 의미한다.

또한, 일반적으로, 전극이 형성된 기판 등은, 다음 공정에서 몰드 등을 위해 다시 150℃ 정도의 고온에 폭로되고, 여러 가지 몰드 수지가 동시에 공급된다. 몰드 수지나 용제 성분이 땜납 표면에 부착되면, 특허문헌 1에 기재된 땜납 합금에서는, 무기 비금속과 땜납 합금의 접합 강도가 현저하게 저하되고, 박리 시험에 있어서의 신뢰성을 만족할 수 없는 경우가 있다.

이와 같이, 특허문헌 1에는, Sn-Zn-In-Sb계 땜납 합금이 구체적으로 개시되어 있지만, In의 함유량이 적정하지는 않다. 이로 인해, 특허문헌 1에 개시된 땜납 합금은, 특허문헌 1에 개시된 시험에 있어서는 충분한 접합 강도를 갖는 결과가 얻어졌다고 해도, 현재 요구되고 있는 전자 부품의 소형화에 의해 땜납 조인트도 소형화되는 상황하에 있어서, 소형화에 의해 땜납 합금의 사용량이 저감된 경우에, 충분한 접합 강도를 갖고 있다고는 생각하기 어렵다. 또한, 고온에 노출된 것만으로 피막의 접합 계면의 신뢰성이 저하된다.

본 발명의 과제는, 무기 비금속과의 접착 강도가 높고, 고온에 노출되어도 내박리성 등의 신뢰성이 우수하고, 유리와 같은 열충격에 약한 무기 비금속과의 접착에도 사용할 수 있는 Sn-Zn-In-Sb계 도전성 밀착 재료를 제공하는 것이다.

종래의 금속 표면과의 땜납 접합에서는, 금속간 화합물을 형성할 필요가 있다고 생각되어 왔다. 이에 반해, 본 발명자들은, 무기 비금속과의 도전성 접합에 사용하는 도전성 밀착 재료에 대해서는, 그 습윤성을 개선하여, 도전성 밀착 재료와 무기 비금속 사이에서 주로 반데발스 힘의 작용에 의해 도전성 밀착 재료와 무기 비금속을 밀착시킨다고 하는 착상하에 예의 검토를 행하였다. 이것은, 이하의 이유에 의한다.

무기 비금속 중에서도, 특히 유리나 산화물형 세라믹에서는, 주로 공유 결합에 의해 산소와 다양한 원소가 결합하고 있다. 이로 인해, Cu 등의 금속과 접합하는 경우와 같이, 도전성 밀착 재료의 성분과 Cu의 금속 결합에 의해 접합이 일어나는 일은 없다. 또한, 유리나 세라믹은 융점(또는 연화점)이 높고, 일반적으로 납땜을 행하는 온도인 200℃ 정도에서 용융 또는 연화되는 일은 없다. 예를 들어, 석영 유리의 연화점은 1600℃ 정도이며, 도전성 밀착 재료의 융점보다 훨씬 높다. 환언하면, 도전성 밀착 재료의 용융 온도 부근의 온도에서는 유리가 연화되는 일은 없다. 그로 인해, 도전성 밀착 재료와 무기 비금속이 가령 화학 결합하고 있었다고 해도, 화학 결합에 의해 접합되어 있는 영역은 접합 계면의 전역에 미치는 것이 아니라, 일부의 영역에 한정된다고 생각된다. 그러면, 접착 강도는 부분적으로 매우 낮아져, 접합 계면의 전체에 있어서 균일한 접착 강도를 얻을 수 없다.

따라서, 본 발명자들은, Sn-Zn-In-Sb계 땜납 합금의 In의 함유량을 검토한 바, 도전성 밀착 재료의 무기 비금속에 대한 습윤성을 개선함과 함께, 도전성 밀착 재료 그 자체의 강도를 높이도록 In 함유량을 최적화함으로써, 접착 강도가 비약적으로 향상되는 것을 알았다. 또한, 이 In의 함유량을 최적화에 의해, 고온에 노출되어도 도전성 밀착 재료의 박리가 일어나기 어려워져, 접합부의 신뢰성이 향상되는 것을 알고, 본 발명을 완성하였다.

여기에, 본 발명은 다음과 같다.

(1) 질량％로, Zn:0.1∼15％, In:2∼16％, Sb:0％ 초과 2％ 이하, Ag:0∼2％, Cu:0∼1％, Ba, Ti 및 Ca로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 합계로 0∼0.15％, 및 잔량부 Sn의 합금 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 밀착 재료.

(2) 질량％로 Ag:0.1∼2％ 및 Cu:0.1∼1％ 중 적어도 한쪽을 함유하는 상기 (1)에 기재된 도전성 밀착 재료.

(3) 질량％로 Y, Ba, Ti 및 Ca로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 합계로 0.01∼0.15％ 함유하는, 상기 (1) 또는 상기 (2)에 기재된 도전성 밀착 재료.

(4) 상기 (1)∼상기 (3) 중 어느 하나에 기재된 도전성 밀착 재료의 무기 비금속과의 접속에의 사용.

(5) 상기 (1)∼상기 (3) 중 어느 하나에 기재된 도전성 밀착 재료로 이루어지는 피막.

(6) 무기 비금속의 표면에 밀착하고 있는 상기 (5)에 기재된 피막.

(7) 상기 (1)∼상기 (3) 중 어느 하나에 기재된 도전성 밀착 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 접착 방법.

(8) 피접착물이 무기 비금속 재료인, 상기 (7)에 기재된 방법.

(9) 접착을, 상기 도전성 밀착 재료를 용융시키는 동시에 초음파를 인가하면서 행하는, 상기 (7) 또는 상기 (8)에 기재된 방법.

본 발명에 있어서, 「도전성 밀착 재료」라 함은, 용융에 의해 금속 재료를 기재에 접착시킨 후, 접착 계면에 가열 등의 특정한 처리를 실시함으로써, 접착 계면을 오염시키는 일 없이 기재로부터 박리할 수 있는 특성을 갖는 도전성 재료를 의미한다. 또한, 「오염시키는 일 없이」라 함은, 박리 후에 도전성 밀착 재료의 금속막이 접착 계면에 잔존하지 않는 것을 의미한다.

본 발명에 관한 도전성 밀착 재료는, 무기 비금속과의 접착 강도가 우수하고, 고온 폭로 후의 접착 강도의 저하가 작으므로, 무기 비금속 표면과의 신뢰성이 높은 접합을 가능하게 한다. 이 도전성 밀착 재료와 무기 비금속의 접합은 주로 반데발스 힘에 의한 것이므로, 도전성 밀착 재료의 융점 이상의 온도로 가열함으로써, 접착 계면을 오염시키지 않고 박리할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료는, 불필요해졌을 때에는 박리 가능하므로, 리사이클성이 우수하고, 친환경적인 재료라고 할 수 있다.

도 1은 크로스 컷 시험 결과 및 박리 시험 결과를 In 함유량과의 관계로서 나타내는 그래프이다.

본 발명을 이하에 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 있어서, 도전성 밀착 재료의 합금 조성에 관한 「％」는, 특별히 지정하지 않는 한 「질량％」이다.

본 발명에 관한 도전성 밀착 재료에서는, 무기 비금속에 대한 습윤성이 높은 것과, 도전성 밀착 재료 그 자체의 강도가 높은 것이 맞물려, 무기 비금속에 대한 접착 강도가 비약적으로 향상된다.

습윤성이 향상되면, 도전성 밀착 재료와 무기 비금속의 접촉 면적이 증가한다. 접촉 면적이 증가하면, 도전성 밀착 재료와 무기 비금속 사이에서 주로 작용하는 반데발스 힘이 커진다. 이로 인해, 도전성 밀착 재료와 무기 비금속의 접착 강도가 향상된다.

도전성 밀착 재료 그 자체의 강도가 낮으면, 도전성 밀착 재료가 외부의 응력으로 용이하게 변형된다. 그 결과, 크로스 컷 시험에 있어서 제작된 도전성 밀착 재료의 격자 무늬를 박리할 때에, 격자 무늬의 변형에 의해 변형된 개소에 응력이 집중하고, 도전성 밀착 재료가 용이하게 박리된다. 도전성 밀착 재료의 강도가 높으면, 크로스 컷 시험에 있어서 격자 무늬를 박리할 때에 격자 무늬에 가해지는 응력이 분산되므로, 높은 접착 강도를 나타낸다.

본 발명에 관한 도전성 밀착 재료는, Zn:0.1∼15％, In:2∼16％, Sb:0％ 초과 2％ 이하, 또한 경우에 따라 Ag:2％ 이하와 Cu:1％ 이하의 한쪽 또는 양쪽, Ba, Ti 및 Ca로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 합계로 0.01∼0.15％ 함유하고, 잔량부 Sn이라고 하는 합금 조성을 갖는다.

Zn의 함유량은 0.1∼15％이다. Zn은, 도전성 밀착 재료의 강도를 높이고, 또한 도전성 밀착 재료의 응집을 억제하여, 무기 비금속에 대한 습윤성을 향상시킨다. Zn이 0.1％보다 적으면 도전성 밀착 재료의 강도가 열화되고, 무기 비금속으로부터 박리되기 쉬워진다. Zn이 15％보다 많으면 액상선 온도가 높아지고, 도전성 밀착 재료가 용융되는 높은 온도에서 접착을 행할 때에, 특히 피접착부가 유리 등의 열손상에 비교적 약한 재료인 경우에는, 열적 손상을 미칠 우려가 있다. Zn의 함유량은, 바람직하게는 0.1∼14％이며, 보다 바람직하게는 0.2∼11％이다.

In의 함유량은 2∼16％이다. In은 도전성 밀착 재료의 융점을 낮추고, 또한 도전성 밀착 재료 중의 Sn의 조직을 균질화하여 도전성 밀착 재료의 강도를 높인다. In의 함유량이 2％보다 적으면, 도전성 밀착 재료의 강도가 열화되고, 액상선 온도가 내려가지 않는다. In의 함유량이 16％보다 많으면, γ-In상이나 γ-SnIn상을 형성하고, 각 상의 기계적 특성이 극단적으로 다른 것에 더하여, 고온하에서는, 그 입계에서 원자의 확산이 활발화되고, 용이하게 상변태가 발생한다. 그로 인해, 도전성 밀착 재료와 무기 비금속 사이에 공극이 발생하고, 극단적으로 밀착력이 저하되고, 고온 환경에서의 접착의 신뢰성이 손상된다. In의 함유량은, 바람직하게는 2∼15％이며, 보다 바람직하게는 3∼9％이다.

Sb의 함유량은 0％ 초과 2％ 이하이다. Sb는, 도전성 밀착 재료의 습윤성을 향상시키고, 도전성 밀착 재료 자체의 강도를 향상시킨다. Sb의 함유량이 2％보다 많으면, ZnSb 화합물을 형성하여 액상선 온도가 현저하게 올라가고, 습윤성이 악화되므로, 무기 비금속과 접착할 수 없게 된다. Sb의 함유량은, 바람직하게는 1.5％ 이하이며, 보다 바람직하게는 1％ 이하이며, 보다 더 바람직하게는 0.5％ 이하이다. 또한, Sb는 Sn에 0.5％ 정도 고용되어 과포화 고용체로부터 Sn-Sb 금속간 화합물을 석출시킨다. 이 석출물에 의한 석출 강화에 의해, 도전성 밀착 재료의 강도를 향상시킬 수 있다. 이로 인해, Sb의 함유량은, 0.1％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2％ 이상이다.

본 발명에 관한 도전성 밀착 재료의 합금 조성은, Sn, Zn, In 및 Sb만으로 이루어지는 것이어도 되지만, 이하에 설명하는 임의 원소의 1종 또는 2종 이상을 더 함유하고 있어도 된다.

Ag는, 도전성 밀착 재료의 강도를 향상시키기 위해 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료에 함유시켜도 된다. 이 효과를 얻기 위한 Ag의 함유량은 2％ 이하인 것이 바람직하다. Ag 함유량의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 전술한 효과를 확실하게 얻기 위해서는 0.1％ 이상의 Ag를 함유시키는 것이 바람직하다. Ag 함유량의 상한은 바람직하게는 1％이다.

Cu는, Ag와 마찬가지로, 도전성 밀착 재료의 강도를 향상시키기 위해 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료에 함유시켜도 된다. 이 효과를 얻기 위한 Cu의 함유량은 1％ 이하인 것이 바람직하다. Cu의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 전술한 효과를 확실하게 얻는 0.1％ 이상의 Cu를 함유시키는 것이 바람직하다. Cu 함유량의 상한은 바람직하게는 0.8％이다. 보다 바람직한 Cu 함유량은 0.1∼0.5％이다.

Y, Ba, Ti 및 Ca는, 모두 도전성 밀착 재료의 응집을 억제하여 습윤성을 향상시키기 위해 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료에 함유시켜도 된다. 이 효과를 얻기 위한 Y, Ba, Ti 및 Ca의 함유량은 합계로 0.01∼0.15％인 것이 바람직하고, 0.03∼0.12％인 것이 보다 바람직하고, 0.03∼0.1％인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 관한 도전성 밀착 재료의 형태는 특별히 제한되지 않는다. 선(와이어), 볼, 분말, 펠릿, 프리폼, 봉 형상물, 덩어리 형상물 등, 사용에 편리한 임의의 형태로 할 수 있다.

본 발명에 관한 도전성 밀착 재료는, 무기 비금속 접속용의 도전성 밀착 재료로서 사용되는 것이 바람직하다. 무기 비금속으로서는, 바람직하게는 유리, 세라믹이며, 보다 바람직하게는 유리이다. 세라믹은, 일반적으로 도자기 전반을 나타내는 경우가 있지만, 본 발명에서는, 주성분이 금속 산화물인 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 유리는, 일반적으로 조직이 아몰퍼스 단상인 것을 나타내는 경우가 있지만, 본 발명에서는, 예를 들어 결정화 유리 등, 조직이 아몰퍼스 단상이 아닌 것도 포함한다. 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료는, 주로 실리콘 기판 등의 반도체 소자 상에 형성된 산화물계 투명 전극, 디스플레이의 대전 방지재나 전자파 차폐재의 접지를 위한 접착 등에 사용된다.

본 발명에 관한 도전성 밀착 재료를 사용한 접착 방법은, 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료를, 초음파 진동을 인가하는 땜납 인두에 의해 무기 비금속에 문지르고, 도전성 밀착 재료에 부착되어 있었던 산화물이나 오염물 등을 제거하고, 나아가서는, 도전성 밀착 재료와 무기 비금속 사이에 개재하는 기포를 제거하여 접착한다고 하는 것이다. 땜납 인두의 온도, 초음파 진동의 주파수 등의 접착 조건은, 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료를 사용함으로써 특별한 조건을 부과하는 것이 아니라, 일반적인 조건에서 행할 수 있다.

본 발명에 관한 피막은, 무기 비금속과 접착함으로써 상기 금속을 피복한, 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료로 이루어지는 피막이다. 본 발명에 관한 피막은, 막 두께가 10∼100㎛ 정도이며, 전술한 바와 같이 주로 반데발스 힘에 의해 무기 비금속과 접착하고 있고, 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료를 사용한 접착 방법에 의해 제조할 수 있다.

실시예

표 1에 나타내는 합금 조성을 갖는 도전성 밀착 재료를 용제에 의해 제작하였다. 이 도전성 밀착 재료를 사용하여 크로스 컷 시험용의 피막을 제작하였다. 우선, 땜납 인두에 약 0.5g∼1.2g의 도전성 밀착 재료를 붙이고, 별도로 검사용 유리[마 쯔나미 가라스 고교 가부시끼가이샤(末浪硝子工業株式會社)제 「백연마 No.2」, 제품 번호:S1112] 상에 1g의 도전성 밀착 재료를 배치하였다. 초음파 진동을 인가하는 초음파 땜납 인두(가부시끼가이샤 재팬 유닉스제 「UNISONIK-M」)에 의해 60㎑의 초음파를 인가하면서, 땜납 인두의 선단 온도를 350℃로 설정하여, 도전성 밀착 재료를 검사용 유리에 문질렀다. 검사용 유리 상에, 도전성 밀착 재료의 면적이 1㎠ 이상이며, 그 두께가 50㎛인 피막을 제작하였다.

크로스 컷 시험은, JISK5600에 준거하여 행하였다. 전술한 바와 같이 하여 검사용 유리에 피막을 제작하고, 실온까지 냉각하여 2시간이 경과한 후에, 크로스 컷 가이드(코텍 가부시끼가이샤제 CCI-3)를 사용하고, 3㎜ 간격으로 6×6개의 크로스 컷을 넣었다(5×5＝25개의 격자 무늬). 박리 시에 사용한 점착 테이프는, 스미또모(住友) 쓰리엠 가부시끼가이샤제 「폴리에스테르 테이프 No.56:점착력;5.5N/㎝」이다. 그 밖의 조건에 대해서는, JISK5600-5-6에 따랐다. 점착 테이프를 박리한 후의 격자 무늬의 박리 상황을 육안으로 관찰하였다. 박리한 격자 무늬의 개수를 표 1에 나타낸다. 이 시험에 있어서, 박리한 격자 무늬의 개수가 10개 미만이면, 실용상 충분한 접착 강도를 갖는다고 생각된다.

고온에서의 접착 강도를 평가하기 위한 박리 시험은, 전술한 바와 같이 하여 도전성 밀착 재료의 피막이 피복된 유리 기판에, 로진 25％를 함유하는 IPA(이소프로필알코올) 용액을 스포이트로 한 방울(약 50㎣) 적하하고 나서, 유리 기판을 150℃의 핫 플레이트 상에 설치하고, 2분간 유지함으로써 행하였다. 실온까지 냉각 후, 2시간 이내에 IPA 중에서 초음파 세정을 5분 행하고, 박리 상태를 이하와 같이 구분하여 평가하였다. 본 발명에서는, A 평가의 경우, 실용상 충분한 고온 폭로 후의 신뢰성을 갖는 것으로 한다.

A:박리되어 있지 않았다;

B:도전성 밀착 재료를 피막한 면적의 0％ 초과 50％ 미만의 면적이 박리되어 있었다;

C:도전성 밀착 재료를 피막한 면적의 50％ 이상의 면적이 박리되어 있었다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼18에서는, 모두 박리된 격자 무늬의 개수가 10개 미만이고, 박리 시험이 A 평가였다. 실용상 문제없는 고온 폭로 후의 접착 강도 등의 신뢰성을 갖는 것이 밝혀졌다.

In 및 Sb를 함유하고 있지 않은 비교예 1, Sb를 함유하고 있지 않은 비교예 2, In을 함유하고 있지 않은 비교예 3 및 4, In의 함유량이 본 발명의 범위로부터 벗어나 적은 비교예 6은, 모두 크로스 컷 시험에서 10개 이상의 격자 무늬가 박리되었다. In의 함유량이 본 발명의 범위로부터 벗어나 많은 비교예 5(특허문헌 1의 실시예 No.3) 및 비교예 7은, 박리된 격자 무늬가 10개 미만이었지만, 고온 폭로 후의 신뢰성이 C 평가이며, 신뢰성이 떨어져 있었다. 평가 후의 도전성 밀착 재료는, 표면 장력에 의해 둥글게 되고, 무부하에서 박리되었다. 또한, Sb의 함유량이 본 발명의 범위로부터 벗어나 많은 비교예 8은, 액상선 온도가 높고, 유리에의 습윤이 나쁘므로, 검사용 유리에 피막을 제작할 수 없었다. 이로 인해, 크로스 컷 시험 및 박리 시험 중 어느 시험도 행할 수 없었다.

이와 같이, 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료는, 유리나 세라믹스 등의 무기 비금속에 대해, 종래 기술에서는 도저히 도달할 수 없는 고온 폭로 후에서의 접착 강도 등의 신뢰성을 갖는 것이 밝혀졌다.

도 1은 In의 함유량과 크로스 컷 시험의 결과 및 박리 시험의 결과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 1에서는, Sn-11Zn-xIn-1Sb(실시예 6, 9, 10, 비교예 6 및 7)의 결과를 플롯하였다. 도 1로부터, In의 함유량이 2.0∼18％인 범위에서 크로스 컷 시험의 결과가 양호한 것이 밝혀졌다. 특히, In의 함유량이 9∼15％인 범위에서는, 이 효과가 현저하게 나타났다. 또한, In의 함유량이 1∼16％인 범위에서 박리 시험이 A 평가를 나타냈다. 따라서, In의 함유량이 2.0∼16％인 범위에서, 상온 및 고온 폭로 후의 접착 강도의 신뢰성을 양립할 수 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명에 관한 도전성 밀착 재료는, 특히 고온 폭로 후의 무기 비금속에 대한 박리 강도가 인용 문헌 1에 기재된 것과 비교하여 비약적으로 향상되어 있다. 이로 인해, 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료는, 전자 부품 등이 소형화되고, ITO 등의 전극도 소형화되는 상황하에 있어서, 도전성 밀착 재료의 사용량이 저감해도, 실용상 문제없는 정도의 고온 폭로 후의 접착 강도, 따라서 신뢰성을 얻을 수 있다. 또한, 도전성 밀착 재료의 습윤성이 높으므로, 무기 비금속에 용이하게 접착할 수 있고, 작업 효율의 대폭적인 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료는, 무기 비금속에 대해 주로 반데발스 힘에 의해 접착된다. 그로 인해, 도전성 밀착 재료의 융점 이상의 고온하에서 접착 계면이 오염되는 일 없이 박리될 수 있다. 이것은, 실시예 1∼18에 대해 실제로 확인하였다. 따라서, 본 발명에 관한 도전성 밀착 재료는, 리사이클성이 우수하고, 극히 친환경적인 재료이다.

Claims (9)

1. 질량％로, Zn:0.1∼15％, In:2∼16％, Sb:0％ 초과 2％ 이하, Ag:0∼2％, Cu:0∼1％, Ba, Ti 및 Ca로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 합계로 0∼0.15％, 및 잔량부 Sn의 합금 조성을 갖는 것을 특징으로 하는, 도전성 밀착 재료.
2. 제1항에 있어서, 질량％로 Ag:0.1∼2％ 및 Cu:0.1∼1％ 중 적어도 한쪽을 함유하는, 도전성 밀착 재료.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 질량％로 Y, Ba, Ti 및 Ca로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 합계로 0.01∼0.15％ 함유하는, 도전성 밀착 재료.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 밀착 재료의 무기 비금속과의 접속에의 사용.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 밀착 재료로 이루어지는, 피막.
6. 제5항에 있어서, 무기 비금속의 표면에 밀착하고 있는, 피막.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 밀착 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는, 접착 방법.
8. 제7항에 있어서, 피접착물이 무기 비금속 재료인, 접착 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 접착을, 상기 도전성 밀착 재료를 용융시키는 동시에 초음파를 인가하면서 행하는, 접착 방법.

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