KR20170012437A - 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법 - Google Patents

접합재 및 그것을 사용한 접합 방법

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KR20170012437A
KR20170012437A KR1020167036512A KR20167036512A KR20170012437A KR 20170012437 A KR20170012437 A KR 20170012437A KR 1020167036512 A KR1020167036512 A KR 1020167036512A KR 20167036512 A KR20167036512 A KR 20167036512A KR 20170012437 A KR20170012437 A KR 20170012437A
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케이이치 엔도
고이치 유자키
미나미 나가오카
히로마사 미요시
사토루 구리타
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도와 일렉트로닉스 가부시키가이샤
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Abstract

헥산산 등의 탄소수 8 이하의 유기 화합물로 피복되고 평균 1차 입자 직경 1 내지 50㎚의 은 미립자와, 올레산 등의 유기 화합물로 피복된 평균 1차 입자 직경 0.5 내지 4㎛의 은 입자와, 1급 알코올계 용제와 테르펜계 알코올 용제를 포함하는 용제와, 인산에스테르계 분산제(또는 인산에스테르계 분산제와 아크릴 수지계 분산제)가 포함된 분산제를 포함하는 은 페이스트를 포함하는 접합재에 있어서, 은 미립자의 함유량이 5 내지 30질량%, 은 입자의 함유량이 60 내지 90질량%, 은 미립자와 상기 은 입자의 합계의 함유량이 90질량% 이상이고, 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제가 첨가되어 있다.

Description

접합재 및 그것을 사용한 접합 방법 {BONDING MATERIAL AND BONDING METHOD IN WHICH SAME IS USED}
본 발명은 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법에 관한 것으로, 특히, 은 미립자가 포함된 은 페이스트를 포함하는 접합재 및 그것을 사용하여 피접합물끼리를 접합하는 방법에 관한 것이다.
최근, 은 미립자를 포함하는 은 페이스트를 접합재로서 사용하여, 피접합물 사이에 접합재를 개재시켜, 피접합물 사이에 압력을 가하면서 소정 시간 가열하고, 접합재 중의 은을 소결시키고, 피접합물끼리를 접합하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2011-80147호 공보 참조).
이와 같은 접합재를 땜납 대신에 사용하여 피접합물끼리 접합시키기 위해서는, 땜납에 의해 피접합물끼리를 접합하는 경우와 마찬가지로, 피접합물 사이에 압력을 가하지 않고 접합(무가압 접합)할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 피접합물 사이의 접합부에 산화은이 형성되어 접합력이 저하되는 것을 방지하기 위해, 질소 분위기 등의 불활성 분위기 중에서도 피접합물끼리를 접합할 수 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 피접합물 사이에 압력을 가하지 않아도 불활성 분위기 중에서 피접합물끼리를 접합할 수 있는 접합재로서, 은 미립자를 포함하는 은 페이스트에 옥시디아세트산(디글리콜산) 등의 플럭스 성분을 첨가한 접합재가 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2011-240406호 공보 참조).
또한, 메탈 마스크를 사용하여 스크린 인쇄에 의해 접합재를 양호하게 도포하기 위해서는, 접합재의 점도를 내릴 필요가 있다. 그러나, 접합재의 점도를 내리면 접합재 중의 은의 함유량이 저하되고, 한편, 접합재 중의 은의 함유량을 높게 하면 접합재의 점도가 높아져, 접합재의 점도와 접합재 중의 은의 함유량은 상반된 관계에 있다.
일반적으로, 은 미립자를 포함하는 은 페이스트를 포함하는 접합재의 점도를 내리기 위해서는, 접합재에 분산제를 첨가하는 것이 알려져 있고, 은의 함유량이 높고(용제의 첨가량이 낮고), 또한 인쇄에 적합한 점도로 내릴 수 있는 접합재로서, 은 미립자를 포함하는 은 페이스트에 인산에스테르계 분산제 등의 인산계 분산제를 첨가한 접합재가 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2013-4309호 공보 참조).
그러나, 일본 특허 공개 제2011-240406호 공보와 같이 은 페이스트에 옥시디아세트산(디글리콜산) 등의 플럭스 성분을 첨가한 접합재나, 일본 특허 공개 제2013-4309호 공보와 같이 인산에스테르계 분산제 등의 인산계 분산제를 첨가한 접합재에 의해 피접합물 사이를 접합하면, 접합부(은 접합층)에 미소결부가 발생하여 양호하게 접합할 수 없는 경우가 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 감안하여, 피접합물에 인쇄하기 쉽고, 또한 피접합물끼리의 접합부에 미소결부가 발생하는 것을 억제할 수 있는, 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 평균 1차 입자 직경 1 내지 50㎚의 은 미립자와 평균 1차 입자 직경 0.5 내지 4㎛의 은 입자와 용제와 분산제가 포함된 은 페이스트를 포함하는 접합재에, 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제를 첨가함으로써, 피접합물에 인쇄하기 쉽고 또한 피접합물끼리의 접합부에 미소결부가 발생하는 것을 억제할 수 있는, 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법을 제공할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하는 데 이르렀다.
즉, 본 발명에 의한 접합재는 평균 1차 입자 직경 1 내지 50㎚의 은 미립자와 평균 1차 입자 직경 0.5 내지 4㎛의 은 입자와 용제와 분산제를 포함하는 은 페이스트를 포함하는 접합재에 있어서, 은 미립자의 함유량이 5 내지 30질량%, 은 입자의 함유량이 60 내지 90질량%, 은 미립자와 은 입자의 합계의 함유량이 90질량% 이상이고, 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제가 첨가되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 접합재에 있어서, 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제가 부톡시에톡시아세트산인 것이 바람직하고, 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제의 양이 은 페이스트에 대해 0.2 내지 1.5질량%인 것이 바람직하다. 또한, 분산제가 인산에스테르계 분산제인 것이 바람직하고, 인산에스테르계 분산제의 양이 은 페이스트에 대해 0.01 내지 0.2질량%인 것이 바람직하다. 또한, 분산제가 아크릴 수지계 분산제를 포함해도 된다. 이 경우, 아크릴 수지계 분산제의 양이 은 페이스트에 대해 2질량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 용제가 1급 알코올계 용제와 테르펜계 알코올 용제를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 은 미립자가 헥산산 등의 탄소수 8 이하의 유기 화합물로 피복되어 있는 것이 바람직하고, 은 입자가 올레산 등의 유기 화합물로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기의 접합재 점도를 레오미터에 의해 25℃에서 6.4rpm으로 측정했을 때의 점도가 100㎩ㆍs 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 접합 방법은 상기의 접합재를 피접합물 사이에 개재시켜 가열함으로써, 접합재 중의 은을 소결시켜 은 접합층을 형성하고, 이 은 접합층에 의해 피접합물끼리를 접합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서 중에 있어서, 「은 미립자의 평균 1차 입자 직경」이란, 투과형 전자 현미경 사진(TEM상)에 의한 은 미립자의 1차 입자 직경의 평균값을 말하고, 「은 입자의 평균 1차 입자 직경」이란, 레이저 회절법에 의해 측정한 은 입자의 50% 입경(D50 직경)(누적 50질량% 입경)을 말한다.
본 발명에 의하면, 피접합물에 인쇄하기 쉽고, 또한 피접합물끼리의 접합부에 미소결부가 발생하는 것을 억제할 수 있는, 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 의한 접합재의 실시 형태는 평균 1차 입자 직경 1 내지 50㎚의 은 미립자와 평균 1차 입자 직경 0.5 내지 4㎛의 은 입자와 용제와 분산제를 포함하는 은 페이스트를 포함하는 접합재에 있어서, 은 미립자의 함유량은 5 내지 30질량%, 은 입자의 함유량은 60 내지 90질량%, 은 미립자와 은 입자의 합계의 함유량은 90질량% 이상이고, 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제가 첨가되어 있다.
은 미립자(은 나노 입자)의 평균 1차 입자 직경은 1 내지 50㎚이고, 5 내지 40㎚인 것이 바람직하고, 10 내지 30㎚인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 은 미립자가 헥산산이나 소르브산 등의 탄소수 8 이하의 유기 화합물로 피복되어 있는 것이 바람직하고, 헥산산으로 피복되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
은 입자(은 마이크로미터 입자)의 평균 1차 입자 직경은 0.5 내지 4㎛이고, 0.7 내지 3.5㎛인 것이 바람직하고, 0.8 내지 3㎛인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 은 입자가 올레산이나 스테아르산 등의 유기 화합물로 피복되어 있는 것이 바람직하고, 올레산으로 피복되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제는 부톡시에톡시아세트산인 것이 바람직하다. 이 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제의 양은 은 페이스트에 대해 0.2 내지 1.5질량%인 것이 바람직하고, 0.25 내지 1.2질량%인 것이 더욱 바람직하다.
분산제는 인산에스테르를 포함하는 분산제 등의 인산에스테르계 분산제인 것이 바람직하다. 이 인산에스테르계 분산제의 양은 은 페이스트에 대해 0.01 내지 0.2질량%인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.15질량%인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 분산제는 아크릴 수지계 분산제를 포함해도 된다. 이 경우, 아크릴 수지계 분산제의 양은 은 페이스트에 대해 2질량% 이하인 것이 바람직하고, 1.5질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
용제는 1급 알코올계 용제와 테르펜계 알코올 용제를 포함하는 것이 바람직하다. 1급 알코올계 용제로서, 1-옥탄올이나 1-데칸올 등을 사용할 수 있고, 테르펜계 알코올 용제로서, 시판의 테르펜 함유 알코올 용제(닛폰 테르펜 가가쿠 가부시키가이샤제의 테르소르브 TOE-100이나 테르소르브 MTPH 등)를 사용할 수 있다. 용제의 양은 은 페이스트에 대해 3 내지 8질량%인 것이 바람직하고, 4 내지 7질량%인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 이 접합재의 점도를 레오미터(점탄성 측정 장치)에 의해 25℃에서 6.4rpm으로 측정했을 때의 점도가 100㎩ㆍs 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 접합 방법의 실시 형태에서는 상기의 접합재를 피접합물 사이에 개재시켜 가열함으로써, 접합재 중의 은을 소결시켜 은 접합층을 형성하고, 이 은 접합층에 의해 피접합물끼리를 접합한다.
구체적으로는, 상기의 접합재를 2개의 피접합물 중 적어도 한쪽에 도포하고, 접합재가 피접합물 사이에 개재하도록 배치시켜, 60 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 170℃에서 가열함으로써 접합재를 건조시켜 예비 건조막을 형성한 후, 210 내지 400℃, 바람직하게는 230 내지 300℃에서 가열함으로써, 은 페이스트 중의 은을 소결시켜 은 접합층을 형성하고, 이 은 접합층에 의해 피접합물끼리를 접합한다. 또한, 가열 시에, 피접합물 사이에 압력을 가할 필요는 없지만, 압력을 가해도 된다. 또한, 질소 분위기 등의 불활성 분위기 중에서 가열해도, 피접합물끼리를 접합할 수 있지만, 대기 중에서 가압해도 피접합물끼리를 접합할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 접합재 및 그것을 사용한 접합 방법의 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
실시예 1
헥산산으로 피복된 평균 1차 입자 직경 20㎚의 은 미립자(DOWA 일렉트로닉스 가부시키가이샤제의 DP-1) 19.785질량%와, 올레산으로 피복된 평균 1차 입자 직경 0.8㎛의 은 입자(DOWA 하이테크 가부시키가이샤제의 AG2-1C) 72.215질량%와, 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제로서의 부톡시에톡시아세트산(BEA)(도쿄 가세이 고교 가부시키가이샤제) 1.0질량%와, 인산에스테르계 분산제(Lubrizol사제의 SOLPLUS D540) 0.14질량%를 포함하고, 용제로서, 1-데칸올(알코올) 3.64질량%와 테르펜계 알코올 용제(닛폰 테르펜 가가쿠 가부시키가이샤제의 테르소르브 MTPH) 3.22질량%를 포함하는 은 페이스트를 포함하는 접합재를 준비했다. 또한, 이 접합재 중의 은 농도는 91.32질량%였다.
이 접합재(은 페이스트)의 점도를 레오미터(점탄성 측정 장치)(Thermo사제의 HAAKE Rheostress 600, 사용 콘: C35/2°)에 의해 구한바, 25℃에서 0.6rpm(2.1s-1)에서 211.8(㎩ㆍs), 6.4rpm(20.1s-1)에서 18.09(㎩ㆍs), 25℃에서 측정한 20s-1의 점도에 대한 2s-1의 점도의 비(2s-1의 점도/20.1s-1의 점도)(틱소비(比))는 11.7이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄적성)은 양호했다.
또한, 에탄올로 탈지한 후에 10% 황산으로 처리한 10㎜×10㎜×1㎜의 크기의 동판과, Ag 도금을 실시한 3㎜×3㎜×0.3㎜의 크기의 Si 칩을 준비했다.
이어서, 동판 위에 두께 50㎛의 메탈 마스크를 배치하고, 상기의 접합재(은 페이스트)를 3.5㎜×3.5㎜의 크기이고 두께 50㎛가 되도록 동판 위에 도포했다.
이어서, 동판 위에 도포된 접합재 위에 Si 칩을 배치하고, 접합재와 Si 칩 사이에 0.1㎫의 하중을 10초간 가한 후, 램프로에 의해 질소 분위기 중에 있어서 25℃부터 승온 속도 0.1℃/s로 150℃까지 승온시켜, 150℃에서 30분간 유지하는 예비 소성을 행하여 은 페이스트를 건조시키고, 그 후, 승온 속도 0.1℃/s로 250℃까지 승온시켜, 250℃에서 60분간 유지하는 본 소성을 행하여, 은 페이스트 중의 은을 소결시켜 은 접합층을 형성하고, 이 은 접합층에 의해 Si 칩을 동판에 접합했다.
이와 같이 하여 얻어진 접합체에 대해, 접합부(은 접합층)의 단면을 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 3만배의 배율로 관찰한바, 미소결부는 인정되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.
실시예 2
부톡시에톡시아세트산(BEA)의 양을 0.5질량%로 하고, 1-데칸올(알코올)의 양을 4.14질량%로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 은 페이스트를 포함하는 접합재를 준비했다. 또한, 이 접합재 중의 은 농도는 91.36질량%였다.
이 접합재(은 페이스트)의 점도를 실시예 1과 동일한 방법에 의해 구한바, 25℃에서 0.6rpm(2.1s-1)에서 203.2(㎩ㆍs), 6.4rpm(20.1s-1)에서 15.55(㎩ㆍs), 25℃에서 측정한 20s-1의 점도에 대한 2s-1의 점도의 비(틱소비)는 13.1이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄적성)은 양호했다.
이 접합재(은 페이스트)를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 접합체를 얻었다. 이 접합체에 대해, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 은 접합층을 관찰한바, 미소결부는 인정되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.
실시예 3
부톡시에톡시아세트산(BEA)의 양을 0.3질량%로 하고, 1-데칸올(알코올)의 양을 4.34질량%로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 은 페이스트를 포함하는 접합재를 준비했다. 또한, 이 접합재 중의 은 농도는 91.36질량%였다.
이 접합재(은 페이스트)의 점도를 실시예 1과 동일한 방법에 의해 구한바, 25℃에서 0.6rpm(2.1s-1)에서 125.7(㎩ㆍs), 6.4rpm(20.1s-1)에서 16.69(㎩ㆍs), 25℃에서 측정한 20s-1의 점도에 대한 2s-1의 점도의 비(틱소비)는 7.5이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄적성)은 양호했다.
이 접합재(은 페이스트)를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 접합체를 얻었다. 이 접합체에 대해, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 은 접합층을 관찰한바, 미소결부는 인정되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.
실시예 4
인산에스테르계 분산제에 더하여, 아크릴 수지계 분산제(구스모토 가세이 가부시키가이샤제의 V0340) 1.0질량%를 첨가하고, 1-데칸올(알코올)의 양을 2.64질량%로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 은 페이스트를 포함하는 접합재를 준비했다. 또한, 이 접합재 중의 은 농도는 91.32질량%였다.
이 접합재(은 페이스트)의 점도를 실시예 1과 동일한 방법에 의해 구한바, 25℃에서 0.6rpm(2.1s-1)에서 497.5(㎩ㆍs), 6.4rpm(20.1s-1)에서 39.46(㎩ㆍs), 25℃에서 측정한 20s-1의 점도에 대한 2s-1의 점도의 비(틱소비)는 12.6이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄적성)은 양호했다.
이 접합재(은 페이스트)를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 접합체를 얻었다. 이 접합체에 대해, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 은 접합층을 관찰한바, 미소결부는 인정되지 않고, 양호하게 접합되어 있었다.
비교예 1
부톡시에톡시아세트산(BEA) 대신에, 에테르 결합을 갖는 디카르복실산계 소결 보조제인 디글리콜산(DGA)(미도리 가가쿠 가부시키가이샤제) 0.067질량%를 사용하고, 1-데칸올(알코올)의 양을 3.58질량%로 한 것 이외는, 실시예 4와 동일한 은 페이스트를 포함하는 접합재를 준비했다. 또한, 이 접합재 중의 은 농도는 91.33질량%였다.
이 접합재(은 페이스트)의 점도를 실시예 1과 동일한 방법에 의해 구한바, 25℃에서 0.6rpm(2.1s-1)에서 494.0(㎩ㆍs), 6.4rpm(20.1s-1)에서 48.65(㎩ㆍs), 25℃에서 측정한 20s-1의 점도에 대한 2s-1의 점도의 비(틱소비)는 10.2이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄적성)은 양호했다.
이 접합재(은 페이스트)를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 접합체를 얻었다. 이 접합체에 대해, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 은 접합층을 관찰한바, 미소결부가 용이하게 관찰되고, 양호하게 접합되어 있지 않았다.
비교예 2
디글리콜산(DGA)(디카르복실산)의 양을 0.201질량%로 하고, 1-데칸올(알코올)의 양을 3.44질량%로 한 것 이외는, 비교예 1과 동일한 은 페이스트를 포함하는 접합재를 준비했다. 또한, 이 접합재 중의 은 농도는 91.48질량%였다.
이 접합재(은 페이스트)의 점도를 실시예 1과 동일한 방법에 의해 구한바, 점도가 지나치게 높아 측정할 수 없고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄적성)은 양호하지 않았다.
이 접합재(은 페이스트)를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 접합체를 얻었다. 이 접합체에 대해, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 은 접합층을 관찰한바, 미소결부가 약간 관찰되고, 양호하게 접합되어 있지 않았다.
비교예 3
부톡시에톡시아세트산(BEA)의 양을 0.1질량%로 하고, 1-데칸올(알코올)의 양을 4.54질량%로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 은 페이스트를 포함하는 접합재를 준비했다. 또한, 이 접합재 중의 은 농도는 89.46질량%였다.
이 접합재(은 페이스트)의 점도를 실시예 1과 동일한 방법에 의해 구한바, 25℃에서 0.6rpm(2.1s-1)에서 137.4(㎩ㆍs), 6.4rpm(20.1s-1)에서 19.0(㎩ㆍs), 25℃에서 측정한 20s-1의 점도에 대한 2s-1의 점도의 비(틱소비)는 7.2이고, 접합재(은 페이스트)의 인쇄성(인쇄적성)은 양호했다.
이 접합재(은 페이스트)를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 접합체를 얻었다. 이 접합체에 대해, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 은 접합층을 관찰한바, 미소결부가 약간 관찰되고, 양호하게 접합되어 있지 않았다.
이들 실시예 및 비교예의 접합재의 제조 조건 및 특성을 표 1 내지 표 2에 나타낸다. 또한, 표 2에 있어서, 접합재의 점도, 인쇄성 및 소결성이 양호한 경우를 「○」, 양호하지 않은 경우를 「×」로 나타내고 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002

Claims (14)

  1. 평균 1차 입자 직경 1 내지 50㎚의 은 미립자와 평균 1차 입자 직경 0.5 내지 4㎛의 은 입자와 용제와 분산제를 포함하는 은 페이스트를 포함하는 접합재에 있어서, 은 미립자의 함유량이 5 내지 30질량%, 은 입자의 함유량이 60 내지 90질량%, 은 미립자와 상기 은 입자의 합계의 함유량이 90질량% 이상이고, 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제가 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는, 접합재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제가 부톡시에톡시아세트산인 것을 특징으로 하는, 접합재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에테르 결합을 갖는 모노카르복실산계 소결 보조제의 양이 상기 은 페이스트에 대해 0.2 내지 1.5질량%인 것을 특징으로 하는, 접합재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 분산제가 인산에스테르계 분산제인 것을 특징으로 하는, 접합재.
  5. 제4항에 있어서, 상기 인산에스테르계 분산제의 양이 상기 은 페이스트에 대해 0.01 내지 0.2질량%인 것을 특징으로 하는, 접합재.
  6. 제4항에 있어서, 상기 분산제가 아크릴 수지계 분산제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 접합재.
  7. 제6항에 있어서, 상기 아크릴 수지계 분산제의 양이 상기 은 페이스트에 대해 2질량% 이하인 것을 특징으로 하는, 접합재.
  8. 제1항에 있어서, 상기 용제가 1급 알코올계 용제와 테르펜계 알코올 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 접합재.
  9. 제1항에 있어서, 상기 은 미립자가 탄소수 8 이하의 유기 화합물로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는, 접합재.
  10. 제9항에 있어서, 상기 은 미립자를 피복하는 유기 화합물이 헥산산인 것을 특징으로 하는, 접합재.
  11. 제1항에 있어서, 상기 은 입자가 유기 화합물로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는, 접합재.
  12. 제11항에 있어서, 상기 은 입자를 피복하는 유기 화합물이 올레산인 것을 특징으로 하는, 접합재.
  13. 제1항에 있어서, 상기 접합재의 점도를 레오미터에 의해 25℃에서 6.4rpm으로 측정했을 때의 점도가 100㎩ㆍs 이하인 것을 특징으로 하는, 접합재.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 접합재를 피접합물 사이에 개재시켜 가열함으로써, 접합재 중의 은을 소결시켜 은 접합층을 형성하고, 이 은 접합층에 의해 피접합물끼리를 접합하는 것을 특징으로 하는, 접합 방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10544334B2 (en) * 2015-02-04 2020-01-28 Namics Corporation Heat conductive paste and method for producing the same
JP6795307B2 (ja) 2016-02-12 2020-12-02 国立大学法人大阪大学 接合材、接合材の製造方法、接合構造体の作製方法
JP6920029B2 (ja) 2016-04-04 2021-08-18 日亜化学工業株式会社 金属粉焼結ペースト及びその製造方法、導電性材料の製造方法
CN106158068A (zh) * 2016-07-05 2016-11-23 湖南省国银新材料有限公司 导电银浆及其制备方法
US11462502B2 (en) * 2017-03-15 2022-10-04 Showa Denko Materials Co., Ltd. Metal paste for joints, assembly, production method for assembly, semiconductor device, and production method for semiconductor device
JP6859799B2 (ja) * 2017-03-29 2021-04-14 三菱マテリアル株式会社 ペースト状銀粉組成物、接合体の製造方法および銀膜の製造方法
WO2019092959A1 (ja) * 2017-11-13 2019-05-16 日東電工株式会社 焼結接合用組成物、焼結接合用シート、および焼結接合用シート付きダイシングテープ
JP6831416B2 (ja) * 2019-03-28 2021-02-17 Dowaエレクトロニクス株式会社 接合材及び接合方法
JP7388069B2 (ja) * 2019-09-11 2023-11-29 Toppanホールディングス株式会社 メタリック塗液及び被塗工物
JP6845444B1 (ja) * 2019-10-15 2021-03-17 千住金属工業株式会社 接合材、接合材の製造方法及び接合体
EP4029627A4 (en) * 2019-12-19 2023-11-08 Mitsubishi Materials Corporation SILVER PASTE, METHOD FOR PRODUCING SAME AND METHOD FOR PRODUCING AN ARTICULATE ARTICLE
JP6930578B2 (ja) * 2019-12-20 2021-09-01 三菱マテリアル株式会社 銀ペースト、及び、接合体の製造方法
FR3113773B1 (fr) * 2020-09-03 2023-04-21 Commissariat Energie Atomique Procédé d’interconnexion de composants d’un système électronique par frittage
FR3113774B1 (fr) 2020-09-03 2023-04-21 Commissariat Energie Atomique Procédé d’interconnexion de composants d’un système électronique par frittage
CN116325096A (zh) 2020-09-30 2023-06-23 同和电子科技有限公司 接合用金属糊剂和接合方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013108408A1 (ja) * 2012-01-20 2013-07-25 Dowaエレクトロニクス株式会社 接合材およびそれを用いた接合方法
EP2645408A1 (en) * 2010-11-22 2013-10-02 DOWA Electronics Materials Co., Ltd. Binding material, binding body, and binding method
JP2014055332A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Nippon Handa Kk 加熱焼結性金属微粒子の製造方法、ペースト状金属微粒子組成物、固形状金属または固形状金属合金の製造方法、金属製部材の接合方法、プリント配線板の製造方法および電気回路接続用バンプの製造方法
EP2719486A1 (en) * 2011-06-10 2014-04-16 DOWA Electronics Materials Co., Ltd. Bonding material and bonded object produced using same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101234233B1 (ko) * 2006-05-18 2013-02-18 삼성에스디아이 주식회사 포스페이트를 포함하는 반도체 전극 및 이를 채용한태양전지
WO2009116136A1 (ja) * 2008-03-18 2009-09-24 株式会社応用ナノ粒子研究所 複合銀ナノペースト、その製法及びナノペースト接合方法
WO2009090748A1 (ja) * 2008-01-17 2009-07-23 Applied Nanoparticle Laboratory Corporation 複合銀ナノ粒子、その製法及び製造装置
JP5824201B2 (ja) 2009-09-11 2015-11-25 Dowaエレクトロニクス株式会社 接合材およびそれを用いた接合方法
KR101664991B1 (ko) * 2010-03-15 2016-10-11 도와 일렉트로닉스 가부시키가이샤 접합재 및 이것을 이용한 접합방법
JP4928639B2 (ja) 2010-03-15 2012-05-09 Dowaエレクトロニクス株式会社 接合材およびそれを用いた接合方法
WO2011155055A1 (ja) * 2010-06-11 2011-12-15 Dowaエレクトロニクス株式会社 低温焼結性接合材および該接合材を用いた接合方法
JP5811314B2 (ja) * 2010-06-16 2015-11-11 国立研究開発法人物質・材料研究機構 金属ナノ粒子ペースト、並びに金属ナノ粒子ペーストを用いた電子部品接合体、ledモジュール及びプリント配線板の回路形成方法
JP6121804B2 (ja) 2013-06-04 2017-04-26 Dowaエレクトロニクス株式会社 接合材およびその接合材を用いて電子部品を接合する方法
JP6118192B2 (ja) * 2013-06-21 2017-04-19 Dowaエレクトロニクス株式会社 接合材およびそれを用いた接合方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2645408A1 (en) * 2010-11-22 2013-10-02 DOWA Electronics Materials Co., Ltd. Binding material, binding body, and binding method
EP2719486A1 (en) * 2011-06-10 2014-04-16 DOWA Electronics Materials Co., Ltd. Bonding material and bonded object produced using same
WO2013108408A1 (ja) * 2012-01-20 2013-07-25 Dowaエレクトロニクス株式会社 接合材およびそれを用いた接合方法
JP2014055332A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Nippon Handa Kk 加熱焼結性金属微粒子の製造方法、ペースト状金属微粒子組成物、固形状金属または固形状金属合金の製造方法、金属製部材の接合方法、プリント配線板の製造方法および電気回路接続用バンプの製造方法

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