JP2019153684A - 接合用導電性ペースト - Google Patents
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Abstract
Description
導電層を含む基板を準備する工程と、
前記導電層の上に導電性ペーストを塗布する工程であって、
前記導電性ペーストが、
100重量部の金属粉、
5〜20重量部の溶媒、および、
0.01〜5重量部の分散剤を含み、前記分散剤が、アリルエーテルコポリマー、ポリヒドロキシ脂肪酸、およびこれらの混合物からなる群から選択される、工程と、
塗布された前記導電性ペーストの上に電子部品を搭載する工程と、
前記導電性ペーストを加熱して、前記導電層と前記電子部品とを接合する工程とを含む、電子デバイスの製造方法である。
または
まず、導電層103を含む基板101を準備する。基板101は、特に限定されることはない。一実施態様では、基板101は、シリコン基板、ガラス基板、セラミック基板である。別の実施態様では、基板101は、セラミック基板である。別の実施態様では、セラミック基板は、アルミナ基板、窒化アルミ基板、または窒化珪素基板である。
導電層103は、良導体および半導体を含む概念である。ある実施態様において、導電層103は、電子回路、電極、または電子パットである。ある実施態様において、導電層103は、金属層である。別の実施態様において、金属層は、銀、銅、金、ニッケル、パラジウム、プラチナ、これらの合金を含む。別の実施態様において、導電層103は、銅層または銀層である。
導電性ペースト105は、接合用の導電性ペーストである。導電性ペースト105は、良導体と良導体、良導体と半導体、または半導体と半導体を接合することができる。導電性ペースト105は、導電層103の上に塗布される。塗布された導電性ペースト105は、ある実施態様において50〜500μmの厚さ、別の実施態様において80〜300μmの厚さ、別の実施態様において100〜200μmの厚さ、を有する。ある実施態様において、導電性ペースト105は、スクリーン印刷で塗布される。別の実施態様において、スクリーン印刷のためにメタルマスクが用いられる。
ある実施態様において、金属粉は、銀、銅、金、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウム、アルミニウム、これらの合金、および、これらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀、銅、ニッケル、それらの合金、および、これらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀、銅、それらの合金、および、それらの組合せである。別の実施態様において、金属粉は、銀である。
金属粉は、溶媒に分散して導電性ペースト105を構成する。溶媒は、導電性ペースト105を基板101あるいは導電層103の上に塗布しやすいように粘度を調節するためにも使用し得る。溶媒の全てもしくは多くは、加熱工程もしくは任意の乾燥工程において、導電性ペースト105から蒸発する。
分散剤は、アリルエーテルコポリマー、ポリヒドロキシ脂肪酸、およびこれらの混合物からなる群から選択される。ここで、コポリマーとは2種以上のモノマーを用いて生成される共重合体である。
または
または
なお、分散剤は、アリルエーテルコポリマーおよびポリヒドロキシ脂肪酸以外を更に含んでいてもよい。
任意で、導電性ペースト105は、セルロース、樹脂またはその混合物を含む。樹脂は、アリルエーテルコポリマーおよびポリヒドロキシ脂肪酸を含まない。セルロース、樹脂またはその混合物は、少量添加することで、導電性ペーストの粘度を調整し得る。セルロース、樹脂またはその混合物は、溶媒に可溶性である。セルロース、樹脂またはその混合物は、1,000以上の分子量(Mw)をもつ。セルロース、樹脂またはその混合物の分子量は、ある実施態様において5,000〜900,000、別の実施態様において8,000〜780,000、別の実施態様において10,000〜610,000、別の実施態様において18,000〜480,000、別の実施態様において25,000〜350,000、別の実施態様において32,000〜200,000、である。なお、本願における分子量(Mw)は、重量平均分子量を意味する。分子量は、高速液体クロマトグラフィー(Alliance 2695、日本ウォーターズ株式会社)等で測定され得る。
導電性ペースト105の所望する特性に合わせて、乳化剤、安定剤、可塑剤などの添加剤をさらに含めることができる。ある実施態様において、導電性ペースト105は、ガラスフリットを含まない。ある実施態様において、導電性ペースト105は、硬化剤および架橋材を含まない。ある実施態様において、導電性ペースト105は、熱硬化性樹脂を含まない。
塗布された導電性ペースト105の上に電子部品107を搭載する。電子部品107は、電気的に機能するものであれば、特に限定されない。ある実施態様において、電子部品107は、半導体チップ、ICチップ、チップ抵抗、チップコンデンサ、チップインダクタ、センサーチップ、およびこれらの組合せからなる群より選択される。別の実施態様において、電子部品107は、半導体チップである。別の実施態様において、半導体チップは、LEDチップである。別の実施態様において、半導体チップは、SiチップまたはSiCチップである。
100重量部の銀粉を、10重量部のテキサノール溶液に分散させて導電性ペーストとした。銀粉は、粒径(D50)が0.4μmである球形銀粉および粒径(D50)が1.6μmであるフレーク状銀粉の混合粉であった。テキサノール溶液は、9.59重量部のテキサノール、0.4重量部のエチルセルロース(Ethocel(登録商標)N4、分子量44,265、Dow Chemical Company)および0.01重量部の界面活性剤を含んでいた。分散は、ミキサーで各材料を混ぜた後、三本ロールミルにかけて行った。分散剤は、以下のものを用いた。
実施例1:―Malialim(登録商標)AKM531:アリルエーテルコポリマー(重量平均分子量:15,000、日本油脂株式会社)
実施例2:―Malialim(登録商標)AFB1521:アリルエーテルコポリマー(重量平均分子量:30,000、日本油脂株式会社)
比較例2:―Duomeen(登録商標)TDO:N−tallow alkyltrimethylenedi−,oleates(AkzoNobel社)
比較例3:―Solsperse(登録商標)71000:ポリエーテルを側鎖にもつポリエチレンイミン系化合物(Lubrizol社)
比較例4:―HIPLAAD(登録商標)ED119:脂肪族カルボン酸およびヒドロキシアルキルアミン混合物(楠本化成株式会社)
Claims (20)
- 導電層を含む基板を準備する工程と、
前記導電層の上に導電性ペーストを塗布する工程であって、
前記導電性ペーストが、
100重量部の金属粉、
5〜20重量部の溶媒、および、
0.01〜5重量部の分散剤を含み、前記分散剤が、アリルエーテルコポリマー、ポリヒドロキシ脂肪酸、およびこれらの混合物からなる群から選択される、工程と、
塗布された前記導電性ペーストの上に電子部品を搭載する工程と、
前記導電性ペーストを加熱して、前記導電層と前記電子部品とを接合する工程とを含む、電子デバイスの製造方法。 - 前記金属粉の粒径(D50)が、0.01〜3μmである、請求項1に記載の製造方法。
- 前記金属粉が、銀、銅、金、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウム、アルミニウム、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群から選択された1つを含む、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記アリルエーテルコポリマーが、ポリカルボン酸およびアリルエーテルの共重合体である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記ポリヒドロキシ脂肪酸が、ポリヒドロキシステアリン酸を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記導電性ペーストが、さらに0.01〜1.0重量部のセルロース、樹脂またはその混合物を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記導電層が、金属層である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記電子部品が、半導体チップ、ICチップ、チップ抵抗、チップコンデンサ、チップインダクタ、センサーチップ、およびこれらの組合せからなる群より選択される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記電子部品が、銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、プラチナ、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群より選択されるメタライゼーション層を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記加熱の温度が、140〜400℃である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の製造方法。
- 100重量部の金属粉、5〜20重量部の溶媒、および、0.01〜5重量部の分散剤を含み、前記分散剤が、アリルエーテルコポリマー、ポリヒドロキシ脂肪酸、およびこれらの混合物からなる群から選択される、接合用導電性ペースト。
- 前記金属粉の粒径(D50)が、0.01〜3μmである、請求項13に記載の接合用導電性ペースト。
- 前記金属粉が、銀、銅、金、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウム、アルミニウム、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群から選択された1つを含む、請求項13または14に記載の接合用導電性ペースト。
- 前記アリルエーテルコポリマーが、ポリカルボン酸およびアリルエーテルの共重合体である、請求項13〜15のいずれか1項に記載の接合用導電性ペースト。
- 前記ポリヒドロキシ脂肪酸が、ポリヒドロキシステアリン酸を含む、請求項13〜18のいずれか1項に記載の接合用導電性ペースト。
- 前記接合用導電性ペーストが、さらに0.01〜1.0重量部のセルロース、樹脂またはその混合物を含む、請求項13〜19のいずれか1項に記載の接合用導電性ペースト。
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