JP2020175415A - Metallic composition, adhesive, sintered body, joint structure, joint body and method for manufacture thereof, and support member with sintered body and method for manufacture thereof - Google Patents

Abstract

To provide a metallic composition which is excellent in shape holding property when sintering in transitional liquid phase sintering method, an adhesive containing the metallic composition, a sintered body obtained with use of the metallic composition, a joint body, a joint structure and a method for manufacture thereof, a support member with the sintered body and a method for manufacture thereof.SOLUTION: A metallic composition contains a metal component of which transitional liquid phase sintering is possible, and an organic component. The metal component of which transitional liquid phase sintering is possible contains a metal particle A having a melting point higher than 300°C, and a metal particle B having a melting point of 300°C or less. The organic component contains rosin, and an organic compound which is different from rosin and has a melting point of 100°C or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、金属組成物、接着剤、焼結体、接合構造、接合体及びその製造方法、並びに焼結体付き支持部材及びその製造方法に関する。 The present disclosure relates to a metal composition, an adhesive, a sintered body, a bonded structure, a bonded body and a method for producing the same, and a support member with a sintered body and a method for producing the same.

半導体装置を製造する際、半導体素子と支持部材とを接着させる方法としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂にはんだ粉を分散させてペースト状とし、これを導電性接着剤として使用する方法が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
この方法では、ディスペンサ、印刷機、スタンピングマシン等を用いて、ペースト状の導電性接着剤を支持部材のダイパッドに塗布した後、半導体素子をダイボンディングし、導電性接着剤を加熱硬化して半導体装置とする。 When manufacturing a semiconductor device, as a method of adhering a semiconductor element and a support member, a method of dispersing solder powder in a thermosetting resin such as an epoxy resin to form a paste and using this as a conductive adhesive is used. (For example, see Patent Document 1).
In this method, a paste-like conductive adhesive is applied to a die pad of a support member using a dispenser, a printing machine, a stamping machine, or the like, then a semiconductor element is die-bonded, and the conductive adhesive is heat-cured to form a semiconductor. It is a device.

近年、半導体素子の高速化、高集積化等が進むに伴い、半導体装置を高温で作動させるために、導電性接着剤に低温での接合性及び高温での接続信頼性が求められている。 In recent years, as semiconductor elements have become faster and more integrated, conductive adhesives are required to have bondability at low temperatures and connection reliability at high temperatures in order to operate semiconductor devices at high temperatures.

はんだ粉を分散させたはんだペーストの信頼性の向上を図るため、アクリル樹脂に代表される低弾性材料の検討がなされている（例えば、特許文献２参照）。 In order to improve the reliability of the solder paste in which the solder powder is dispersed, a low elasticity material typified by an acrylic resin has been studied (see, for example, Patent Document 2).

また、特殊な表面処理を施したマイクロサイズ以下の銀粒子を用いることで、１００℃〜４００℃での加熱により銀粒子同士が焼結する接着剤組成物が提案されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３で提案されている銀粒子同士が焼結する接着剤組成物では、銀粒子が金属結合を形成するため、高温下での接続信頼性が優れるものと考えられることが記載されている。 Further, an adhesive composition has been proposed in which silver particles are sintered by heating at 100 ° C. to 400 ° C. by using silver particles having a micro size or smaller that have been subjected to a special surface treatment (for example, Patent Documents). 3). In the adhesive composition in which silver particles are sintered together, which is proposed in Patent Document 3, it is described that the silver particles form a metal bond, so that the connection reliability at high temperature is considered to be excellent. ..

一方で、銀以外の金属粒子を用いた例として、遷移的液相焼結型金属接着剤の開発が進められている（例えば、特許文献４参照）。遷移的液相焼結型金属接着剤では、金属成分として接合界面に液相を生じる金属粒子の組み合わせ（例えば銅と錫）が用いられる。接合界面に液相を生じる金属粒子を組み合わせることで、加熱により界面液相が形成される。その後、反応拡散の進行により液相の融点が徐々に上がることで、最終的に接合層の組成の融点が接合温度を上回るようになる。 On the other hand, as an example using metal particles other than silver, the development of a transitional liquid phase sintered metal adhesive is underway (see, for example, Patent Document 4). In the transitional liquid phase sintered metal adhesive, a combination of metal particles (for example, copper and tin) that form a liquid phase at the bonding interface is used as a metal component. By combining metal particles that form a liquid phase at the bonding interface, an interface liquid phase is formed by heating. After that, the melting point of the liquid phase gradually rises as the reaction diffusion progresses, so that the melting point of the composition of the bonding layer finally exceeds the bonding temperature.

特許文献４には、遷移的液相焼結型金属接着剤において、銅と銅錫合金とが接合することにより、電気的及び機械的に安定した接続が形成されることが記載されている。 Patent Document 4 describes that in a transitional liquid phase sintered metal adhesive, an electrically and mechanically stable connection is formed by joining copper and a copper-tin alloy.

特開２００５−９３９９６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-93996 国際公開第２００９／１０４６９３号International Publication No. 2009/104693 特開２０１５−２２４２６３号公報JP 2015-224263 特表２０１３−５１０２４０号公報Special Table 2013-510240

チップ実装に用いる遷移的液相焼結型金属接着剤は、印刷時の塗布厚さを厚くする場合がある。また、遷移的液相焼結型金属接着剤の特徴である焼結後に再溶融しない特徴を活かし、近年、スルーホールビア、半貫通ビア等のビアホールの充填に用いる需要が増えつつある。しかしながら、従来の遷移的液相焼結型金属接着剤では、印刷時の塗布厚さを厚くする場合、ビア接続に用いる場合等に、焼結時の形状保持性を十分満たせないという問題があった。 The transitional liquid-phase sintered metal adhesive used for chip mounting may increase the coating thickness at the time of printing. Further, taking advantage of the characteristic of the transitional liquid-phase sintered metal adhesive that does not remelt after sintering, the demand for using it for filling via holes such as through-hole vias and semi-penetrating vias has been increasing in recent years. However, the conventional transitional liquid-phase sintered metal adhesive has a problem that the shape retention at the time of sintering cannot be sufficiently satisfied when the coating thickness at the time of printing is increased or when it is used for via connection. It was.

遷移的液相焼結型金属接着剤は一般に、金属成分に有機成分を添加してペースト状に調製されている。ペースト状の接合材料は、焼結させる際のプロセスの温度変化等により、焼結前の形状を維持することができないことがある。例えば、ペースト状の接合材料を焼結させる際に、塗布表面に膨れ、凹み等が発生することがある。これにより、例えばチップ実装の際にはチップが浮き上がり高温動作時の信頼性が低下したり、ビア層間接続の際には間隙が発生して接続信頼性が低下する等の問題があった。 Transitional liquid-phase sintered metal adhesives are generally prepared in the form of a paste by adding an organic component to a metal component. The paste-like bonding material may not be able to maintain its shape before sintering due to temperature changes in the process during sintering. For example, when the paste-like bonding material is sintered, swelling, dents, etc. may occur on the coated surface. As a result, for example, there are problems that the chip floats up when the chip is mounted and the reliability at the time of high temperature operation is lowered, and when the via interlayer connection is performed, a gap is generated and the connection reliability is lowered.

上記従来の事情に鑑み、本開示は、遷移的液相焼結法における焼結の際の形状保持性に優れる金属組成物、当該金属組成物を含有する接着剤、並びに当該金属組成物を用いた焼結体、接合体、接合構造及びその製造方法、及び焼結体付き支持部材及びその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned conventional circumstances, the present disclosure uses a metal composition having excellent shape retention during sintering in a transitional liquid-phase sintering method, an adhesive containing the metal composition, and the metal composition. An object of the present invention is to provide a sintered body, a bonded body, a bonded structure and a method for manufacturing the same, and a support member with a sintered body and a method for manufacturing the same.

前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
＜１＞ 遷移的液相焼結が可能な金属成分と、有機成分と、を含有し、
前記遷移的液相焼結が可能な金属成分は、融点が３００℃より高い金属粒子Ａと、融点が３００℃以下である金属粒子Ｂと、を含み、
前記有機成分は、ロジンと、ロジンとは異なる融点が１００℃以上の有機化合物と、を含む、
金属組成物。
＜２＞ 前記金属粒子ＡがＣｕを含む＜１＞に記載の金属組成物。
＜３＞ 前記金属粒子ＢがＳｎを含む＜１＞又は＜２＞に記載の金属組成物。
＜４＞ 前記有機成分が、樹脂成分、チキソ剤、活性剤、及び溶剤からなる群より選択される少なくとも１種と、ロジンと、を含む、＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の金属組成物。
＜５＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の金属組成物を含有する接着剤。
＜６＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の金属組成物の焼結体。
＜７＞ 第１の被接合物と第２の被接合物とが＜６＞に記載の焼結体を介して接合されている接合構造。
＜８＞ 素子と支持部材とが＜６＞に記載の焼結体を介して接合されている接合体。
＜９＞ 支持部材における素子の接合される箇所及び前記素子における前記支持部材と接合される箇所の少なくとも一方に、＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の金属組成物を付与して金属組成物層を形成する工程と、
前記金属組成物層を介して、前記支持部材と前記素子とを接触させる工程と、
前記金属組成物層を加熱して焼結する工程と、
を有する接合体の製造方法。
＜１０＞ ビアホールを有する支持部材と、前記ビアホールに充填された＜６＞に記載の焼結体と、を有する焼結体付き支持部材。
＜１１＞ 支持部材に設けられたビアホールへ＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の金属組成物を充填する工程と、
前記充填された金属組成物を加熱して焼結する工程と、
を有する焼結体付き支持部材の製造方法。 Specific means for achieving the above-mentioned problems are as follows.
<1> Containing a metal component capable of transitional liquid phase sintering and an organic component,
The metal component capable of transitional liquid phase sintering includes metal particles A having a melting point higher than 300 ° C. and metal particles B having a melting point of 300 ° C. or lower.
The organic component contains rosin and an organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher different from that of rosin.
Metal composition.
<2> The metal composition according to <1>, wherein the metal particles A contain Cu.
<3> The metal composition according to <1> or <2>, wherein the metal particles B contain Sn.
<4> In any one of <1> to <3>, wherein the organic component contains at least one selected from the group consisting of a resin component, a thixotropy, an activator, and a solvent, and rosin. The metal composition described.
<5> An adhesive containing the metal composition according to any one of <1> to <4>.
<6> The sintered body of the metal composition according to any one of <1> to <4>.
<7> A bonding structure in which a first object to be bonded and a second object to be bonded are bonded via the sintered body according to <6>.
<8> A bonded body in which an element and a support member are joined via the sintered body according to <6>.
<9> The metal composition according to any one of <1> to <4> is applied to at least one of a portion of the support member to which the element is joined and a portion of the element to which the element is joined. And the process of forming the metal composition layer
A step of bringing the support member into contact with the element via the metal composition layer, and
The step of heating and sintering the metal composition layer and
A method for producing a bonded body having.
<10> A support member with a sintered body having a support member having a via hole and the sintered body according to <6> filled in the via hole.
<11> A step of filling the via hole provided in the support member with the metal composition according to any one of <1> to <4>.
The step of heating and sintering the filled metal composition and
A method for manufacturing a support member with a sintered body.

本開示によれば、遷移的液相焼結法における焼結の際の形状保持性に優れる金属組成物、当該金属組成物を含有する接着剤、並びに当該金属組成物を用いた焼結体、接合体、接合構造及びその製造方法、及び焼結体付き支持部材及びその製造方法が提供される。 According to the present disclosure, a metal composition having excellent shape retention during sintering in a transitional liquid phase sintering method, an adhesive containing the metal composition, and a sintered body using the metal composition. Provided are a bonded body, a bonded structure and a method for manufacturing the same, and a support member with a sintered body and a method for manufacturing the same.

実施例及び比較例の金属組成物の焼結前後の形状変化を示す図である。It is a figure which shows the shape change before and after sintering of the metal composition of an Example and a comparative example.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において各成分に該当する物質は複数種含まれていてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含まれていてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本開示において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本開示において「積層」との語は、層を積み重ねることを示し、二以上の層が結合されていてもよく、二以上の層が着脱可能であってもよい。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the components (including element steps and the like) are not essential unless otherwise specified. The same applies to the numerical values and their ranges, and does not limit the present invention.
The numerical range indicated by using "~" in the present disclosure includes the numerical values before and after "~" as the minimum value and the maximum value, respectively.
In the numerical range described stepwise in the present disclosure, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical range described stepwise. .. Further, in the numerical range described in the present disclosure, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the value shown in the examples.
In the present disclosure, a plurality of types of substances corresponding to each component may be contained. When a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition, the content rate or content of each component is the total content rate or content of the plurality of substances present in the composition unless otherwise specified. Means quantity.
In the present disclosure, a plurality of types of particles corresponding to each component may be contained. When a plurality of particles corresponding to each component are present in the composition, the particle size of each component means a value for a mixture of the plurality of particles present in the composition unless otherwise specified.
In the present disclosure, the term "layer" refers to the case where the layer is formed in the entire region when the region where the layer is present is observed, and also when the layer is formed only in a part of the region. included.
In the present disclosure, the term "laminated" refers to stacking layers, and two or more layers may be bonded or the two or more layers may be removable.

≪金属組成物≫
本開示の一実施形態における金属組成物は、遷移的液相焼結が可能な金属成分と、有機成分と、を含有し、前記遷移的液相焼結が可能な金属成分は、融点が３００℃より高い金属粒子Ａと、融点が３００℃以下である金属粒子Ｂと、を含み、前記有機成分は、ロジンと、ロジンとは異なる融点が１００℃以上の有機化合物と、を含む。 ≪Metal composition≫
The metal composition according to the embodiment of the present disclosure contains a metal component capable of transitional liquid phase sintering and an organic component, and the metal component capable of transitional liquid phase sintering has a melting point of 300. It contains metal particles A having a temperature higher than ° C. and metal particles B having a melting point of 300 ° C. or lower, and the organic component includes rosin and an organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher different from rosin.

上記金属組成物によれば、焼結時の形状変化が抑制される傾向にある。その理由は必ずしも明らかではないが、以下のように考えることができる。 According to the above metal composition, the shape change at the time of sintering tends to be suppressed. The reason is not always clear, but it can be considered as follows.

遷移的液相焼結型金属組成物として使用される金属組成物は、一般に金属成分と有機成分を含有する。前記有機成分の融点が低いと、加熱時に金属組成物が充分に乾燥する前に有機成分が溶融し、焼結直前に金属組成物の粘度が低下して形状が変化しやすいと考えられる。一方、本開示の金属組成物は、有機成分に含まれる有機化合物の融点を１００℃以上とすることによって、焼結前の粘度の低下を抑制し、金属組成物焼結体の形状の変化を抑制できると考えられる。
以下、本開示の金属組成物を構成する各成分について詳細に説明する。 The metal composition used as the transitional liquid phase sintered metal composition generally contains a metal component and an organic component. If the melting point of the organic component is low, it is considered that the organic component melts before the metal composition is sufficiently dried during heating, the viscosity of the metal composition decreases immediately before sintering, and the shape is likely to change. On the other hand, the metal composition of the present disclosure suppresses a decrease in viscosity before sintering by setting the melting point of the organic compound contained in the organic component to 100 ° C. or higher, and changes the shape of the metal composition sintered body. It is thought that it can be suppressed.
Hereinafter, each component constituting the metal composition of the present disclosure will be described in detail.

＜金属成分＞
本開示の金属組成物は、遷移的液相焼結が可能な金属成分を含有する。
本開示における「遷移的液相焼結」とは、Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ（ＴＬＰＳ）とも称され、融点の異なる金属のうち相対的に融点の低い金属（低融点金属と称することがある）の粒子界面における加熱による液相への転移と、相対的に融点の高い金属（高融点金属と称することがある）の前記液相への反応拡散により、両金属による金属間化合物の生成（合金化）が進行する現象をいう。この現象を利用して、低温で焼結可能であり、かつ焼結後の融点が高い焼結体を得ることができる。 <Metal component>
The metal composition of the present disclosure contains a metal component capable of transitional liquid phase sintering.
The term "transitional liquid phase sintering" in the present disclosure is also referred to as Transient Alloy Phase Sintering (TLPS), and is a particle of a metal having a relatively low melting point (sometimes referred to as a low melting point metal) among metals having different melting points. Formation (alloying) of an intermetallic compound by both metals by the transition to the liquid phase by heating at the interface and the reaction diffusion of a metal with a relatively high melting point (sometimes referred to as a refractory metal) into the liquid phase. Refers to the phenomenon of progress. Utilizing this phenomenon, it is possible to obtain a sintered body that can be sintered at a low temperature and has a high melting point after sintering.

遷移的液相焼結が可能な金属成分としては、遷移的液相焼結が可能な融点の異なる金属の組み合わせ（低融点金属と高融点金属の組み合わせ）が挙げられる。遷移的液相焼結が可能な金属の組み合わせは特に限定されるものではなく、例えば、低融点金属と高融点金属がそれぞれＳｎとＣｕである組み合わせ、ＩｎとＡｕである組み合わせ、ＳｎとＣｏである組み合わせ、及びＳｎとＮｉである組み合わせが挙げられる。遷移的液相焼結が可能な金属の組み合わせは２種の金属の組み合わせであっても、３種以上の金属の組み合わせであってもよい。 Examples of the metal component capable of transitional liquid phase sintering include a combination of metals having different melting points (combination of low melting point metal and high melting point metal) capable of transitional liquid phase sintering. The combination of metals capable of transitional liquid phase sintering is not particularly limited. For example, a combination in which the low melting point metal and the high melting point metal are Sn and Cu, In and Au, and Sn and Co are used. Examples include certain combinations and combinations of Sn and Ni. The combination of metals capable of transitional liquid phase sintering may be a combination of two kinds of metals or a combination of three or more kinds of metals.

遷移的液相焼結が可能な金属成分は、融点が３００℃より高い金属粒子Ａと、融点が３００℃以下である金属粒子Ｂと、を含む。
焼結後の接合強度の観点からは、金属粒子Ａの融点は５００℃以上であることが好ましく、８００℃以上であることがより好ましい。
焼結時の液相への転移を促進する観点からは、融点が３００℃以下である金属粒子Ｂの融点は２５０℃以下であることが好ましい。 The metal component capable of transitional liquid phase sintering includes metal particles A having a melting point higher than 300 ° C. and metal particles B having a melting point of 300 ° C. or lower.
From the viewpoint of bonding strength after sintering, the melting point of the metal particles A is preferably 500 ° C. or higher, and more preferably 800 ° C. or higher.
From the viewpoint of promoting the transition to the liquid phase during sintering, the melting point of the metal particles B having a melting point of 300 ° C. or lower is preferably 250 ° C. or lower.

ある実施態様では、遷移的液相焼結が可能な金属成分は、金属粒子ＡとしてＣｕ（融点：１０８５℃）を含んでいてもよく、金属粒子ＢとしてＳｎ（融点：２３１．９℃）を含んでいてもよい。ＣｕとＳｎを含む金属成分は、焼結により銅−錫金属化合物（Ｃｕ_６Ｓｎ_５）を生成する。この生成反応は２５０℃付近で進行するため、リフロー炉等の一般的な設備による焼結が可能である。 In some embodiments, the metal component capable of transitional liquid phase sintering may contain Cu (melting point: 1085 ° C.) as the metal particles A and Sn (melting point: 231.9 ° C.) as the metal particles B. It may be included. The metal component containing Cu and Sn produces a copper-tin metal compound (Cu ₆ Sn ₅ ) by sintering. Since this formation reaction proceeds at around 250 ° C., sintering can be performed by general equipment such as a reflow furnace.

金属成分が金属粒子Ａと金属粒子Ｂとを含む場合の具体的な態様は、特に制限されない。例えば、金属粒子Ａと金属粒子Ｂがそれぞれ金属の単体の状態であっても、金属粒子Ａと金属粒子Ｂの一方又は両方が合金の状態であってもよい。また、金属粒子Ａと金属粒子Ｂに同種の金属元素が含まれていてもよい。 The specific embodiment when the metal component includes the metal particles A and the metal particles B is not particularly limited. For example, the metal particles A and the metal particles B may be in the state of a single metal, or one or both of the metal particles A and the metal particles B may be in the state of an alloy. Further, the metal particles A and the metal particles B may contain the same kind of metal element.

ある実施態様では、金属粒子ＡとしてＣｕと、金属粒子ＢとしてＳｎと、を含む合金とを含んでもよい。Ｓｎが合金の状態である場合の例としては、Ｓｎ、Ａｇ及びＣｕからなる合金（ＳＡＣ）が挙げられる。ＳＡＣの組成は特に制限されず、例えばＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕが挙げられる。本開示において、例えばＳｎ−ＡＸ−ＢＹで表される合金は、Ｓｎを含む合金の中に元素ＸがＡ質量％、元素ＹがＢ質量％含まれていることを示す。Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕで表される合金の融点（液相転移温度）は、約２１７℃である。 In some embodiments, an alloy containing Cu as the metal particles A and Sn as the metal particles B may be included. An example of the case where Sn is in an alloy state is an alloy (SAC) composed of Sn, Ag and Cu. The composition of SAC is not particularly limited, and examples thereof include Sn-3.0Ag-0.5Cu. In the present disclosure, for example, the alloy represented by Sn-AX-BY indicates that the element X is contained in A mass% and the element Y is contained in B mass% in the alloy containing Sn. The melting point (liquid phase transition temperature) of the alloy represented by Sn-3.0Ag-0.5Cu is about 217 ° C.

金属成分における金属粒子Ａと金属粒子Ｂの比率は、特に制限されない。例えば、金属成分に占める金属粒子Ａの割合は高温信頼性の観点から、金属成分全体の５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることがさらに好ましい。 The ratio of the metal particles A and the metal particles B in the metal component is not particularly limited. For example, the ratio of the metal particles A to the metal component is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and 70% by mass or more, from the viewpoint of high temperature reliability. Is even more preferable.

金属組成物中に占める金属粒子Ａの割合は、特に制限されない。例えば、体積抵抗率、熱伝導率等の観点から、金属組成物全体に占める金属粒子Ａの割合は５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましく、６７質量％以上であることがさらに好ましい。 The ratio of the metal particles A to the metal composition is not particularly limited. For example, from the viewpoint of volume resistivity, thermal conductivity, etc., the proportion of the metal particles A in the entire metal composition is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and 67% by mass. The above is more preferable.

金属成分に含まれる金属粒子Ａと金属粒子Ｂは、それぞれ１種の金属のみからなっていても、２種以上の金属を含んでいてもよい。金属粒子Ａ又は金属粒子Ｂが２種以上の金属を含む場合、当該金属粒子は２種以上の金属のそれぞれを含む金属粒子の組み合わせ（すなわち混合物）であっても、２種以上の金属が同じ金属粒子中に含まれていても、これらの組み合わせであってもよい。 The metal particles A and the metal particles B contained in the metal component may each consist of only one kind of metal or may contain two or more kinds of metals. When the metal particle A or the metal particle B contains two or more kinds of metals, the two or more kinds of metals are the same even if the metal particles are a combination (that is, a mixture) of the metal particles containing each of the two or more kinds of metals. It may be contained in metal particles or a combination thereof.

同じ金属粒子中に２種以上の金属を含有する金属粒子の構成は、特に制限されない。例えば、２種以上の金属の合金からなる金属粒子であっても、２種以上の金属の単体から構成される金属粒子であってもよい。２種以上の金属の単体から構成される金属粒子は、例えば、一方の金属を含む金属粒子の表面に、めっき、蒸着等により他方の金属を含む層を形成することで得ることができる。また、一方の金属を含む金属粒子の表面に、高速気流中で衝撃力を主体とした力を用いて乾式で他方の金属を含む粒子を付与して両者を複合化する方法により、同じ金属粒子中に２種以上の金属を含有する金属粒子を得ることもできる。 The composition of the metal particles containing two or more kinds of metals in the same metal particles is not particularly limited. For example, it may be a metal particle composed of an alloy of two or more kinds of metals, or a metal particle composed of a simple substance of two or more kinds of metals. Metal particles composed of simple substances of two or more kinds of metals can be obtained, for example, by forming a layer containing the other metal on the surface of the metal particles containing one metal by plating, vapor deposition, or the like. Further, the same metal particles are formed by applying a dry type particle containing the other metal to the surface of the metal particle containing one metal by using a force mainly composed of an impact force in a high-speed airflow to combine the two. It is also possible to obtain metal particles containing two or more kinds of metals therein.

金属粒子の平均粒径は、特に限定されるものではない。例えば、金属粒子の平均粒径は、０．５μｍ〜８０μｍであることが好ましく、１μｍ〜５０μｍであることがより好ましく、１μｍ〜３０μｍであることがさらに好ましい。 The average particle size of the metal particles is not particularly limited. For example, the average particle size of the metal particles is preferably 0.5 μm to 80 μm, more preferably 1 μm to 50 μm, and even more preferably 1 μm to 30 μm.

金属粒子の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計（例えば、ベックマン・コールター株式会社、ＬＳ １３ ３２０型レーザー散乱回折法粒度分布測定装置）によって測定される体積平均粒径（粒度分布の小径側から体積累積分布曲線を描いた場合に、累積５０％となる粒子径（Ｄ５０））をいう。具体的には、溶剤（テルピネオール）１２５ｇに、金属粒子を０．０１質量％〜０．３質量％の範囲内で添加し、分散液を調製する。この分散液の約１００ｍＬ程度をセルに注入して２５℃で測定する。粒度分布は溶媒の屈折率を１．４８として測定する。 The average particle size of the metal particles is the volume average particle size (smaller diameter side of the particle size distribution) measured by a laser diffraction type particle size distribution meter (for example, Beckman Coulter Co., Ltd., LS 13 320 type laser scattering diffraction method particle size distribution measuring device). This is the particle size (D50)) that is cumulatively 50% when the volume cumulative distribution curve is drawn from. Specifically, metal particles are added to 125 g of a solvent (terpineol) in the range of 0.01% by mass to 0.3% by mass to prepare a dispersion. About 100 mL of this dispersion is injected into the cell and measured at 25 ° C. The particle size distribution is measured with the refractive index of the solvent as 1.48.

金属粒子Ａと金属粒子Ｂの大きさの関係は、特に限定されるものではない。焼結時に金属粒子Ａの間の空隙を溶融した金属粒子Ｂで充填する観点からは、例えば、金属粒子Ａの平均粒径／金属粒子Ｂの平均粒径の値が１より大きいことが好ましく、２より大きいことがより好ましく、５より大きいことがさらに好ましい。金属粒子Ａの平均粒径／金属粒子Ｂの平均粒径の値の上限は特に制限されず、例えば、１０以下であってもよい。 The relationship between the sizes of the metal particles A and the metal particles B is not particularly limited. From the viewpoint of filling the voids between the metal particles A with the molten metal particles B during sintering, for example, the value of the average particle size of the metal particles A / the average particle size of the metal particles B is preferably larger than 1. It is more preferably greater than 2, and even more preferably greater than 5. The upper limit of the value of the average particle size of the metal particles A / the average particle size of the metal particles B is not particularly limited, and may be, for example, 10 or less.

金属組成物中における金属成分の含有率は、特に限定されるものではない。例えば、金属組成物全体に占める金属成分の質量基準の割合は、８０質量％以上であることが好ましく、８５質量％以上であることがより好ましく、８８質量％以上であることがさらに好ましい。また、金属組成物全体に占める金属成分の質量基準の割合は、９８質量％以下であってもよい。金属成分の質量基準の割合が９８質量％以下であると、本開示の金属組成物をペーストとして使用した場合に、印刷性、充填性等が損なわれにくい傾向にある。 The content of the metal component in the metal composition is not particularly limited. For example, the mass-based ratio of the metal component to the entire metal composition is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and further preferably 88% by mass or more. Further, the ratio of the metal component to the entire metal composition based on the mass may be 98% by mass or less. When the mass-based ratio of the metal component is 98% by mass or less, the printability, filling property, and the like tend to be less likely to be impaired when the metal composition of the present disclosure is used as a paste.

＜有機成分＞
本開示の金属組成物は、有機成分を含有する。有機成分は、ロジンと、ロジンとは異なる融点が１００℃以上の有機化合物と、を含む（以下、「ロジンとは異なる融点が１００℃以上の有機化合物」を単に「融点が１００℃以上の有機化合物」ともいう。すなわち、本開示において「融点が１００℃以上の有機化合物」という場合、当該「融点が１００℃以上の有機化合物」にはロジンは含まれないものとする）。金属組成物が有機成分を含有することで、金属組成物をペーストとして使用した場合の印刷性、充填性等の向上等の効果が得られる。有機成分としては、ロジンの他、チキソ剤、樹脂成分、活性剤、溶剤等が挙げられる。 <Organic component>
The metal composition of the present disclosure contains an organic component. The organic component includes rosin and an organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher different from that of rosin (hereinafter, "organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher different from rosin" is simply referred to as "organic having a melting point of 100 ° C. or higher". It is also referred to as a "compound". That is, when the term "organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher" is used in the present disclosure, it is assumed that the "organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher" does not contain rosin). When the metal composition contains an organic component, effects such as improvement in printability and filling property when the metal composition is used as a paste can be obtained. Examples of the organic component include thixotropy, resin component, activator, solvent and the like in addition to rosin.

金属組成物中における有機成分の含有率は、特に限定されるものではない。例えば、金属組成物全体に占める有機成分の質量基準の割合は、２０質量％未満であることが好ましく、１５質量％未満であることがより好ましく、１２質量％未満であることがさらに好ましい。また、金属組成物全体に占める有機成分の質量基準の割合は、２質量％超であってもよい。有機成分の質量基準の割合が２質量％超であると、本開示の金属組成物をペーストとして使用した場合に、印刷性、充填性等が損なわれにくい傾向にある。 The content of the organic component in the metal composition is not particularly limited. For example, the mass-based proportion of the organic component in the total metal composition is preferably less than 20% by mass, more preferably less than 15% by mass, and even more preferably less than 12% by mass. Further, the mass-based ratio of the organic component to the entire metal composition may be more than 2% by mass. When the mass-based ratio of the organic component is more than 2% by mass, the printability, filling property and the like tend to be less likely to be impaired when the metal composition of the present disclosure is used as a paste.

本開示において、有機成分は、融点が１００℃以上の有機化合物を含む。また、有機成分は、融点１００℃以上の有機化合物に加えて、融点１００℃未満の有機化合物を含んでいてもよい。
有機成分の全量に対する融点１００℃以上の有機化合物の合計含有量は特に制限されず、０．１質量％〜５０質量％であってもよく、０．５質量％〜４０質量％であってもよく、１質量％〜３０質量％であってもよく、２質量％〜２０質量％であってもよい。 In the present disclosure, the organic component includes an organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher. Further, the organic component may contain an organic compound having a melting point of less than 100 ° C. in addition to the organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher.
The total content of the organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher with respect to the total amount of the organic component is not particularly limited, and may be 0.1% by mass to 50% by mass or 0.5% by mass to 40% by mass. It may be 1% by mass to 30% by mass, or 2% by mass to 20% by mass.

有機化合物の融点は、例えば、溶剤等を用いて金属組成物に含まれる金属成分と有機化合物を分離し、分離した有機化合物の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことで分析することが可能である。 The melting point of an organic compound can be analyzed by, for example, separating the metal component contained in the metal composition from the organic compound using a solvent or the like and performing differential scanning calorimetry (DSC) of the separated organic compound. is there.

融点１００℃以上の有機化合物の融点は１２０℃以上であることが好ましく、１３５℃以上であることがより好ましい。融点１００℃以上の有機化合物の融点は、金属粒子Ｂの液相転移温度より低いことが好ましく、例えば２２０℃以下であることが好ましく、２００℃以下であってもよく、１８０℃以下であってもよい。また、混合する溶剤の選択の幅の観点からは、１４０℃以下であってもよい。融点１００℃以上の有機化合物の融点が金属粒子Ａの液相転移温度より低いと、融解していない有機化合物が合金化を阻害することが抑制される傾向にある。 The melting point of the organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 135 ° C. or higher. The melting point of the organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher is preferably lower than the liquid phase transition temperature of the metal particles B, for example, preferably 220 ° C. or lower, 200 ° C. or lower, 180 ° C. or lower. May be good. Further, from the viewpoint of the range of selection of the solvent to be mixed, the temperature may be 140 ° C. or lower. When the melting point of the organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher is lower than the liquid phase transition temperature of the metal particles A, the unmelted organic compound tends to suppress the inhibition of alloying.

以下、有機成分として金属組成物に含まれるロジン、及び金属組成物に含まれていてもよいチキソ剤、樹脂成分、活性剤、溶剤等の各成分について詳述する。 Hereinafter, each component such as rosin contained in the metal composition as an organic component and a thixotropic agent, a resin component, an activator, and a solvent which may be contained in the metal composition will be described in detail.

（ロジン）
本開示の金属組成物は、有機成分としてロジンを含有する。ロジンは、フラックス成分として作用する。本開示においてフラックス成分とは、フラックス作用（酸化膜の除去作用）を発揮しうる有機成分を意味し、その種類は特に制限されない。一実施形態においてフラックスは、ロジン、活性剤、及び溶剤を含有する。活性剤及び溶剤については後述する。 (Rosin)
The metal composition of the present disclosure contains rosin as an organic component. Rosin acts as a flux component. In the present disclosure, the flux component means an organic component capable of exerting a flux action (removal action of an oxide film), and the type thereof is not particularly limited. In one embodiment, the flux contains a rosin, an activator, and a solvent. The activator and solvent will be described later.

ロジンとして具体的には、デヒドロアビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸、ネオアビエチン酸、ジヒドロピマル酸、ピマル酸、イソピマル酸、テトラヒドロアビエチン酸、パラストリン酸等が挙げられる。ロジンは、１種類を単独で又は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。 Specific examples of the rosin include dehydroabietic acid, dihydroabietic acid, neoavietic acid, dihydropimaric acid, pimaric acid, isopimaric acid, tetrahydroabietic acid, and palastolic acid. One type of rosin may be used alone or in combination of two or more types.

本開示の金属組成物において、ロジンの含有量は金属組成物に含まれる金属成分全体の表面積１ｍ^２あたり０．０９０ｇ〜０．１７０ｇであることが好ましく、０．１１７ｇ〜０．１５６ｇであることがより好ましい。 In the metal composition of the present disclosure, the content of rosin is preferably 0.090 g to 0.170 g, preferably 0.117 g to 0.156 g, per 1 m ² of the surface area of the entire metal component contained in the metal composition. Is more preferable.

金属組成物に含まれる金属成分全体の表面積は、ＪＩＳ−Ｚ−８８３０：２０１３に準じ、ＢＥＴ法にて窒素吸着能から測定した比表面積（単位質量あたり表面積）に基づいて得ることができる。
金属成分が比表面積の異なる金属粒子を複数種含む場合、金属成分全体の表面積は、当該複数種の金属粒子の表面積を合計した値となる。例えば、比表面積Ｓ１の金属粒子Ｍ１グラム、比表面積Ｓ２の金属粒子Ｍ２グラム、及び比表面積Ｓ３の金属粒子Ｍ３グラムで構成された金属成分全体の表面積Ｘは、下記式で表される。
Ｘ＝（Ｓ１×Ｍ１＋Ｓ２×Ｍ２＋Ｓ３×Ｍ３）
上記式は、金属成分が比表面積の異なる３種類の金属粒子を含む場合の例であるが、金属粒子が２種以下又は４種以上である場合も同様にして計算できる。 The surface area of the entire metal component contained in the metal composition can be obtained based on the specific surface area (surface area per unit mass) measured from the nitrogen adsorption capacity by the BET method according to JIS-Z-8830: 2013.
When the metal component contains a plurality of types of metal particles having different specific surface areas, the surface area of the entire metal component is the sum of the surface areas of the plurality of types of metal particles. For example, the surface area X of the entire metal component composed of the metal particles M1 gram having a specific surface area S1, the metal particles M2 gram having a specific surface area S2, and the metal particles M3 gram having a specific surface area S3 is represented by the following formula.
X = (S1 x M1 + S2 x M2 + S3 x M3)
The above formula is an example when the metal component contains three types of metal particles having different specific surface areas, but the same calculation can be performed when the number of metal particles is two or less or four or more.

有機成分全体に占めるロジンの割合は特に制限されず、例えば１質量％〜５０質量％であってもよく、５質量％〜４０質量％であってもよく、１０質量％〜３０質量％であってもよい。 The ratio of rosin to the total organic component is not particularly limited, and may be, for example, 1% by mass to 50% by mass, 5% by mass to 40% by mass, or 10% by mass to 30% by mass. You may.

（チキソ剤）
金属組成物はチキソ剤を含有してもよい。本開示におけるチキソ剤は、添加することにより組成物にチキソトロピー性を付与する物質である。金属組成物にチキソ剤を添加すると、例えば金属成分とフラックス、樹脂等の有機成分との分離を抑制したり、急激なフラックスの揮発を抑制したりすることができる傾向にある。 (Thixotropic agent)
The metal composition may contain a thixotropic agent. The thixotropy agent in the present disclosure is a substance that imparts thixotropy to the composition by addition. When a thixotropic agent is added to the metal composition, for example, it tends to be possible to suppress the separation of the metal component and the organic component such as flux and resin, and to suppress the rapid volatilization of the flux.

本開示における融点１００℃以上の有機化合物はチキソ剤であってもよい。例えば、金属組成物が融点１００℃以上のチキソ剤と溶剤を含有する場合、チキソ剤は溶剤を内包してゲル化する。ここで、チキソ剤の融点が１００℃以上であると、焼結プロセスにおいてチキソ剤のネットワークが崩れて溶剤が急激に揮発することにより金属組成物が膨張することを抑制することができると考えられる。その結果、焼結体の形状変化を効果的に抑制することができると考えられる。 The organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher in the present disclosure may be a thixotropic agent. For example, when the metal composition contains a thixotropy having a melting point of 100 ° C. or higher and a solvent, the thixotropy encloses the solvent and gels. Here, when the melting point of the thixotropic agent is 100 ° C. or higher, it is considered that the expansion of the metal composition due to the disruption of the thixotropic agent network and the rapid volatilization of the solvent in the sintering process can be suppressed. .. As a result, it is considered that the shape change of the sintered body can be effectively suppressed.

チキソ剤が融点１００℃以上の有機化合物である場合、当該有機化合物の融点は１２０℃以上であることが好ましく、１３５℃以上であることがより好ましい。また当該有機化合物の融点は、金属粒子Ｂの液相転移温度より低いことが好ましく、例えば２２０℃以下であることが好ましく、２００℃以下であってもよく、１８０℃以下であってもよい。また、金属組成物による金属ペーストを作製する際に、溶剤とチキソ剤の混合物をチキソ剤の融点以上に加熱して溶解させる場合、チキソ剤の融点が高いと作製過程で溶剤が揮発するため、溶剤の選択の幅の観点からは、１４０℃以下であってもよい。 When the thixotropy is an organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher, the melting point of the organic compound is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 135 ° C. or higher. The melting point of the organic compound is preferably lower than the liquid phase transition temperature of the metal particles B, for example, preferably 220 ° C. or lower, 200 ° C. or lower, or 180 ° C. or lower. Further, when preparing a metal paste with a metal composition, when a mixture of a solvent and a thixotropic agent is heated to a temperature higher than the melting point of the thixotropic agent to dissolve it, if the melting point of the thixotropic agent is high, the solvent volatilizes during the production process. From the viewpoint of the range of solvent selection, the temperature may be 140 ° C. or lower.

チキソ剤としての有機化合物の融点は、例えば、溶剤等を用いて金属組成物に含まれる金属成分と有機化合物を分離し、分離した有機化合物の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことで分析することが可能である。 The melting point of an organic compound as a thixo agent is analyzed by, for example, separating the metal component contained in the metal composition and the organic compound using a solvent or the like, and performing differential scanning calorimetry (DSC) of the separated organic compound. It is possible.

融点１００℃以上のチキソ剤の種類は特に制限されず、好ましいチキソ剤として、グリセリド及び脂肪酸アミドから選択される少なくとも１つが挙げられる。 The type of thixotropic agent having a melting point of 100 ° C. or higher is not particularly limited, and preferred thixotropic agents include at least one selected from glycerides and fatty acid amides.

グリセリドとしては、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリド等が挙げられ、トリグリセリドが好ましい。
グリセリドの構成成分となる脂肪酸としては、炭素数１６〜２０の脂肪酸が好ましく、炭素数１８〜２０の脂肪酸がより好ましく、炭素数１８の脂肪酸がさらに好ましい。脂肪酸は飽和脂肪酸であっても不飽和脂肪酸であってもよく、高融点の観点からは飽和脂肪酸であることが好ましい。脂肪酸は水酸基等の置換基を有していても有していなくてもよい。金属組成物に含まれる金属成分との親和性の観点からは、脂肪酸は水酸基を有することが好ましい。 Examples of the glyceride include monoglyceride, diglyceride, triglyceride and the like, and triglyceride is preferable.
As the fatty acid as a constituent component of the glyceride, a fatty acid having 16 to 20 carbon atoms is preferable, a fatty acid having 18 to 20 carbon atoms is more preferable, and a fatty acid having 18 carbon atoms is further preferable. The fatty acid may be a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid, and is preferably a saturated fatty acid from the viewpoint of high melting point. The fatty acid may or may not have a substituent such as a hydroxyl group. From the viewpoint of affinity with the metal component contained in the metal composition, the fatty acid preferably has a hydroxyl group.

脂肪酸アミドとしては、モノ脂肪酸アミド、ビス脂肪酸アミド等が挙げられる。
脂肪酸アミドの構成成分となる脂肪酸としては、炭素数１６〜２０の脂肪酸が好ましく、炭素数１８〜２０の脂肪酸がより好ましく、炭素数１８の脂肪酸がさらに好ましい。脂肪酸は飽和脂肪酸であっても不飽和脂肪酸であってもよく、高融点の観点からは飽和脂肪酸であることが好ましい。脂肪酸は水酸基等の置換基を有していても有していなくてもよい。金属組成物に含まれる金属成分との親和性の観点からは、脂肪酸は水酸基を有することが好ましい。 Examples of fatty acid amides include monofatty acid amides and bis fatty acid amides.
As the fatty acid as a constituent component of the fatty acid amide, a fatty acid having 16 to 20 carbon atoms is preferable, a fatty acid having 18 to 20 carbon atoms is more preferable, and a fatty acid having 18 carbon atoms is further preferable. The fatty acid may be a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid, and is preferably a saturated fatty acid from the viewpoint of high melting point. The fatty acid may or may not have a substituent such as a hydroxyl group. From the viewpoint of affinity with the metal component contained in the metal composition, the fatty acid preferably has a hydroxyl group.

融点１００℃以上のチキソ剤の具体例としては、以下の例が挙げられる。チキソ剤は、１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
１２−ヒドロキシステアリン酸アミド（融点１０７℃）、
Ｎ，Ｎ’−エチレンビスステアリン酸アミド（融点１４５℃）、
Ｎ，Ｎ’−エチレンビスオレイン酸アミド（融点１１９℃）、
Ｎ，Ｎ’−ジステアリルアジピン酸アミド（融点１４１℃）、
Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド（融点１１０℃）、
Ｎ−ヒドロキシエチル−１２−ヒドロキシステアリン酸アミド（融点１０５℃）、
Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレン−ビス−１２−ヒドロキシステアリン酸アミド（融点１３５℃）、
Ｎ，Ｎ’−キシリレン−ビス−１２−ヒドロキシステアリン酸アミド（融点１２５℃）。 Specific examples of thixotropic agents having a melting point of 100 ° C. or higher include the following examples. The thixotropy may be used alone or in combination of two or more.
12-Hydroxystearic acid amide (melting point 107 ° C),
N, N'-ethylene bisstearic acid amide (melting point 145 ° C),
N, N'-ethylenebisoleic acid amide (melting point 119 ° C.),
N, N'-distearyl adipic acid amide (melting point 141 ° C.),
N, N'-hexamethylenebisoleic acid amide (melting point 110 ° C.),
N-Hydroxyethyl-12-hydroxystearic acid amide (melting point 105 ° C),
N, N'-hexamethylene-bis-12-hydroxystearic acid amide (melting point 135 ° C.),
N, N'-xylylene-bis-12-hydroxystearic acid amide (melting point 125 ° C.).

チキソ剤は融点１００℃以上のチキソ剤に加えて、融点１００℃未満のチキソ剤をさらに含んでいてもよい。融点１００℃未満のチキソ剤としては、１２−ヒドロキシステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸トリグリセリド、リシノール酸トリグリセリド等が挙げられる。 The thixotropic agent may further contain a thixotropic agent having a melting point of less than 100 ° C. in addition to the thixotropic agent having a melting point of 100 ° C. or higher. Examples of the thixotropy having a melting point of less than 100 ° C. include 12-hydroxystearic acid, 12-hydroxystearic acid triglyceride, and ricinoleic acid triglyceride.

チキソ剤全量に対する融点１００℃以上のチキソ剤の含有量は５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましい。チキソ剤全量に対する融点１００℃以上のチキソ剤の含有量が５０質量％以上であると、焼結したときの形状の変化を良好に抑えやすい。 The content of the thixotropic agent having a melting point of 100 ° C. or higher with respect to the total amount of the thixotropic agent is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. When the content of the thixotropic agent having a melting point of 100 ° C. or higher with respect to the total amount of the thixotropic agent is 50% by mass or more, it is easy to satisfactorily suppress the change in shape when sintered.

本開示の金属組成物において、有機成分に占めるチキソ剤の割合は特に限定されない。例えば、有機成分全体の０．１質量％〜５０質量％であってもよく、１質量％〜４０質量％であってもよく、２質量％〜３０質量％であってもよく、３質量％〜２０質量％であってもよく、４質量％〜１０質量％であってもよい。 In the metal composition of the present disclosure, the ratio of the thixotropic agent to the organic component is not particularly limited. For example, it may be 0.1% by mass to 50% by mass, 1% by mass to 40% by mass, 2% by mass to 30% by mass, or 3% by mass of the total organic component. It may be ~ 20% by mass, or 4% by mass to 10% by mass.

（樹脂成分）
本開示の金属組成物は、有機成分として樹脂成分を含有してもよい。金属組成物が樹脂成分を含むことで、焼結物中の金属成分間の空隙が樹脂成分で充填され、応力緩和性等が向上する傾向にある。 (Resin component)
The metal composition of the present disclosure may contain a resin component as an organic component. When the metal composition contains a resin component, the voids between the metal components in the sintered body are filled with the resin component, and the stress relaxation property tends to be improved.

金属組成物に含まれる樹脂成分は熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であっても、これらの組み合わせであってもよい。また、樹脂成分は加熱により重合反応を生じうる官能基を有するモノマーの状態であってもすでに重合したポリマーの状態であってもよい。樹脂成分は、１種類を単独で又は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。 The resin component contained in the metal composition may be a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a combination thereof. Further, the resin component may be in the state of a monomer having a functional group capable of causing a polymerization reaction by heating or in the state of a polymer already polymerized. As the resin component, one type may be used alone or two or more types may be used in combination.

耐熱性の観点からは、樹脂成分は熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、ヒドロキシ基、ビニル基、カルボキシ基、アミノ基、マレイミド基、酸無水物基、チオール基、チオニル基等の官能基を有する樹脂が挙げられる。 From the viewpoint of heat resistance, the resin component preferably contains a thermosetting resin. Examples of the thermosetting resin include resins having functional groups such as epoxy group, acryloyl group, methacryloyl group, hydroxy group, vinyl group, carboxy group, amino group, maleimide group, acid anhydride group, thiol group and thionyl group. Be done.

熱硬化性樹脂として具体的には、エポキシ樹脂、オキサジン樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらの中でもエポキシ樹脂が好ましい。 Specific examples of the thermosetting resin include epoxy resin, oxazine resin, bismaleimide resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, and silicone resin. Of these, epoxy resin is preferable.

エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂及び環式脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。 Specific examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, and biphenol type epoxy resin. Examples thereof include biphenyl novolac type epoxy resin and cyclic aliphatic epoxy resin.

有機成分が樹脂成分を含む場合、有機成分全体に占める樹脂成分の割合は特に制限されない。例えば、有機成分全体の０．１質量％〜５０質量％であってもよく、１質量％〜４０質量％であってもよく、２質量％〜３０質量％であってもよい。 When the organic component contains a resin component, the ratio of the resin component to the total organic component is not particularly limited. For example, it may be 0.1% by mass to 50% by mass, 1% by mass to 40% by mass, or 2% by mass to 30% by mass of the total organic component.

（活性剤）
本開示の金属組成物は、有機成分として活性剤を含有してもよい。活性剤は金属成分表面又は被接合物表面を洗浄し、濡れ性を向上させる有機成分を意味し、その種類は特に制限されない。活性剤は、１種類を単独で又は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。 (Activator)
The metal composition of the present disclosure may contain an activator as an organic component. The activator means an organic component that cleans the surface of a metal component or the surface of an object to be bonded and improves wettability, and the type thereof is not particularly limited. The activator may be used alone or in combination of two or more.

活性剤として具体的には、アミノデカン酸、ペンタン−１，５−ジカルボン酸、トリエタノールアミン、ジフェニル酢酸、セバシン酸、フタル酸、安息香酸、ジブロモサリチル酸、アニス酸、ヨードサリチル酸、ピコリン酸等が挙げられる。 Specific examples of the activator include aminodecanoic acid, pentane-1,5-dicarboxylic acid, triethanolamine, diphenylacetic acid, sebacic acid, phthalic acid, benzoic acid, dibromosalicylic acid, anisic acid, iodosalicylic acid, picolinic acid and the like. Be done.

有機成分が活性剤を含む場合、有機成分全体に占める活性剤の割合は特に制限されない。例えば、有機成分全体の０．１質量％〜５０質量％であってもよく、５質量％〜４０質量％であってもよく、１０質量％〜３０質量％であってもよい。 When the organic component contains an activator, the ratio of the activator to the total organic component is not particularly limited. For example, it may be 0.1% by mass to 50% by mass, 5% by mass to 40% by mass, or 10% by mass to 30% by mass of the total organic component.

（溶剤）
本開示の金属組成物は、有機成分として溶剤を含有してもよい。樹脂成分を充分に溶解する観点から、溶剤は極性溶媒が好ましく、金属組成物を付与する工程での金属組成物の乾燥を防ぐ観点から、２００℃以上の沸点を有している溶剤であることが好ましく、焼結時のボイドの発生を抑制するために３００℃以下の沸点を有している溶剤であることがより好ましい。 (solvent)
The metal composition of the present disclosure may contain a solvent as an organic component. The solvent is preferably a polar solvent from the viewpoint of sufficiently dissolving the resin component, and is a solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher from the viewpoint of preventing the metal composition from drying in the step of applying the metal composition. Is preferable, and a solvent having a boiling point of 300 ° C. or lower is more preferable in order to suppress the generation of voids during sintering.

このような溶剤の例としては、テルピネオール、ステアリルアルコール、トリプロピレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（２−（２−エトキシエトキシ）エタノール）、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコールフェニルエーテル、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール等のアルコール類；クエン酸トリブチル、４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、γ−ブチロラクトン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、グリセリントリアセテート等のエステル類；イソホロン等のケトン；Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のラクタム；フェニルアセトニトリル等のニトリル類などを挙げることができる。溶剤は、１種類を単独で又は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of such solvents include terpineol, stearyl alcohol, tripropylene glycol methyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether (2- (2-ethoxyethoxy) ethanol), diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol. -N-propyl ether, dipropylene glycol-n-butyl ether, tripropylene glycol-n-butyl ether, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, propylene glycol phenyl ether, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol Alcohols such as: Tributyl citrate, 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, γ-butyrolactone, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, esters such as glycerin triacetate, etc. Kind: Ketones such as isophorone; lactams such as N-methyl-2-pyrrolidone; nitriles such as phenyl acetonitrile. As the solvent, one type may be used alone or two or more types may be used in combination.

有機成分が溶剤を含む場合、有機成分全体に占める溶剤の割合は特に制限されない。例えば、有機成分全体の０．１質量％〜５０質量％であってもよく、１質量％〜４０質量％であってもよい。 When the organic component contains a solvent, the ratio of the solvent to the total organic component is not particularly limited. For example, it may be 0.1% by mass to 50% by mass of the total organic component, or 1% by mass to 40% by mass.

〔金属組成物の調製方法〕
本開示の金属組成物の調製方法は、特に限定されるものではない。例えば、本開示の金属組成物を構成する成分を混合し、さらに撹拌、溶融、分散等の処理をすることにより得ることができる。これらの混合、撹拌、分散等のための装置としては、特に限定されるものではなく、３本ロールミル、プラネタリーミキサ、遊星式ミキサ、自転公転型撹拌装置、らいかい機、二軸混練機、薄層せん断分散機等を使用することができる。また、これらの装置を適宜組み合わせて使用してもよい。上記処理の際、必要に応じて加熱してもよい。
処理後、ろ過により金属組成物の最大粒径を調整してもよい。ろ過は、ろ過装置を用いて行うことができる。ろ過用のフィルタとしては、例えば、金属メッシュ、メタルフィルター及びナイロンメッシュが挙げられる。 [Method for preparing metal composition]
The method for preparing the metal composition of the present disclosure is not particularly limited. For example, it can be obtained by mixing the components constituting the metal composition of the present disclosure and further performing treatments such as stirring, melting, and dispersion. The device for mixing, stirring, dispersing, etc. of these is not particularly limited, and a three-roll mill, a planetary mixer, a planetary mixer, a rotating / revolving stirring device, a shearing machine, a twin-screw kneader, etc. A thin layer shear disperser or the like can be used. Moreover, you may use these devices in combination as appropriate. During the above treatment, it may be heated if necessary.
After the treatment, the maximum particle size of the metal composition may be adjusted by filtration. Filtration can be performed using a filtration device. Examples of the filter for filtration include a metal mesh, a metal filter and a nylon mesh.

〔金属組成物の用途〕
本開示の金属組成物は、例えば、半導体装置、電子部品等を構成する素子と支持部材とを接合するための接合材料；又は積層基板間若しくは積層パッケージ間で導通をとるためのビア層間接続材料として用いることができる。ただし、本開示の金属組成物の用途はこれらに限定されるものではない。 [Use of metal composition]
The metal composition of the present disclosure is, for example, a bonding material for bonding an element constituting a semiconductor device, an electronic component, etc. and a support member; or a via interlayer connecting material for conducting conduction between laminated substrates or between laminated packages. Can be used as. However, the use of the metal composition of the present disclosure is not limited to these.

≪接着剤≫
本開示の一実施形態における接着剤は、本開示の金属組成物を含有する。本開示の組成物は、そのまま接着剤として用いてもよく、必要に応じてその他の成分を含有させて接着剤としてもよい。本開示の接着剤の好ましい態様は、上述の本開示の組成物の場合と同様である。 ≪Adhesive≫
The adhesive in one embodiment of the present disclosure contains the metal composition of the present disclosure. The composition of the present disclosure may be used as it is as an adhesive, or may contain other components as necessary to be used as an adhesive. Preferred embodiments of the adhesives of the present disclosure are similar to those of the compositions of the present disclosure described above.

≪焼結体≫
本開示の一実施形態における焼結体は、本開示の金属組成物を焼結したものである。本開示の金属組成物を焼結する方法は特に限定されない。
焼結体の電気抵抗率は、１×１０^−４Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。 ≪Sintered body≫
The sintered body in one embodiment of the present disclosure is a sintered body of the metal composition of the present disclosure. The method for sintering the metal composition of the present disclosure is not particularly limited.
The electrical resistivity of the sintered body is preferably 1 × 10 ^-4 Ω · cm or less.

≪接合構造≫
本開示の一実施形態における接合構造は、第１の被接合物と第２の被接合物とが本開示の焼結体を介して接合された構造である。
第１の被接合物と第２の被接合物との組み合わせは特に限定されるものではなく、後述する接合体における素子と支持部材との組み合わせ等が挙げられる。
また、本開示の接合構造としては、後述する接合体における接合部の構造が挙げられる。 ≪Joint structure≫
The bonding structure in one embodiment of the present disclosure is a structure in which a first object to be bonded and a second object to be bonded are bonded via a sintered body of the present disclosure.
The combination of the first object to be joined and the second object to be joined is not particularly limited, and examples thereof include a combination of an element and a support member in the joined body described later.
Further, as the joint structure of the present disclosure, a structure of a joint portion in a joint body described later can be mentioned.

≪接合体及びその製造方法≫
本開示の一実施形態における接合体は、素子と支持部材、又は複数の支持部材同士が本開示の焼結体を介して接合されたものである。 ≪Joint and its manufacturing method≫
The bonded body in one embodiment of the present disclosure is one in which an element and a support member, or a plurality of support members are bonded to each other via a sintered body of the present disclosure.

支持部材は特に限定されるものではなく、例えば素子の接合される箇所の材質が金属であるものが用いられる。素子の接合される箇所の材質である金属としては、金、銀、銅、ニッケル等が挙げられる。また、上記のうち複数の金属が基材上にパターニングされて支持部材が構成されていてもよい。
支持部材の具体例としては、リードフレーム、配線済みのテープキャリア、リジッド配線板、フレキシブル配線板、配線済みのガラス基板、配線済みのシリコンウエハ、ウエハーレベルＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）で採用される再配線層等が挙げられる。 The support member is not particularly limited, and for example, one in which the material of the portion where the elements are joined is metal is used. Examples of the metal that is the material of the portion where the elements are joined include gold, silver, copper, nickel and the like. Further, a plurality of the above metals may be patterned on the base material to form a support member.
Specific examples of the support member are adopted in a lead frame, a pre-wired tape carrier, a rigid wiring board, a flexible wiring board, a pre-wired glass substrate, a pre-wired silicon wafer, and a wafer level CSP (Wafer Level Chip Size Package). Rewiring layer and the like.

素子は特に限定されるものではなく、半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、発光ダイオード、サイリスタ等の能動素子、コンデンサ、抵抗体、抵抗アレイ、コイル、スイッチ等の受動素子などが挙げられる。 The element is not particularly limited, and examples thereof include active elements such as semiconductor chips, transistors, diodes, light emitting diodes, and thyristors, and passive elements such as capacitors, resistors, resistance arrays, coils, and switches.

また、接合体としては、半導体装置、電子部品等が挙げられる。半導体装置の具体例としては、ダイオード、整流器、サイリスタ、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ゲートドライバ、パワースイッチ、パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ショットキーダイオード、ファーストリカバリダイオード等を備えるパワーモジュール、発信機、増幅器、ＬＥＤモジュールなどが挙げられる。 Further, examples of the bonded body include a semiconductor device, an electronic component, and the like. Specific examples of semiconductor devices include diodes, rectifiers, psyllistas, MOS (Metal Oxide Semiconductor) gate drivers, power switches, power MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field), IGBT (Insulated Semiconductor), IGBT (Insulated Semiconductor), and IGBT (Insulated Semiconductor). Examples thereof include a power module including a fast recovery diode, a transmitter, an amplifier, and an LED module.

本開示の一実施形態における接合体の製造方法は、支持部材における素子の接合される箇所及び前記素子における前記支持部材と接合される箇所の少なくとも一方に、本開示の金属組成物を付与して金属組成物層を形成する工程と、前記金属組成物層を介して、前記支持部材と前記素子とを接触させる工程と、前記金属組成物層を加熱して焼結する工程と、を有する。
金属組成物を付与して金属組成物層を形成する工程には、付与した金属組成物を乾燥する工程を含んでいてもよい。 In the method for producing a bonded body according to an embodiment of the present disclosure, the metal composition of the present disclosure is applied to at least one of a portion of the support member where the element is bonded and a portion of the element where the element is bonded. It includes a step of forming a metal composition layer, a step of bringing the support member and the element into contact with each other via the metal composition layer, and a step of heating and sintering the metal composition layer.
The step of applying the metal composition to form the metal composition layer may include a step of drying the applied metal composition.

本開示の金属組成物を支持部材における素子の接合される箇所及び素子における支持部材と接合される箇所の少なくとも一方に付与することで金属組成物層が形成される。
金属組成物の付与方法としては、例えば、塗布法及び印刷法が挙げられる。
金属組成物を塗布する塗布方法としては、例えば、ディッピング、スプレーコート、バーコート、ダイコート、コンマコート、スリットコート、及びアプリケータによる塗布を用いることができる。金属組成物を印刷する印刷方法としては、例えば、ディスペンサ法、ステンシル印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、ニードルディスペンサ法、及びジェットディスペンサ法を用いることができる。 The metal composition layer is formed by applying the metal composition of the present disclosure to at least one of a portion of the support member to which the element is joined and a portion of the element to which the element is joined.
Examples of the method for applying the metal composition include a coating method and a printing method.
As a coating method for applying the metal composition, for example, dipping, spray coating, bar coating, die coating, comma coating, slit coating, and application by an applicator can be used. As a printing method for printing the metal composition, for example, a dispenser method, a stencil printing method, an intaglio printing method, a screen printing method, a needle dispenser method, and a jet dispenser method can be used.

金属組成物の付与により形成された金属組成物層は、加熱時における金属組成物の流動及びボイドの発生を抑制する観点から乾燥させることが好ましい。
金属組成物層の乾燥方法は、常温（例えば、２５℃）放置による乾燥、加熱乾燥又は減圧乾燥を用いることができる。加熱乾燥又は減圧乾燥には、ホットプレート、温風乾燥機、温風加熱炉、窒素乾燥機、赤外線乾燥機、赤外線加熱炉、遠赤外線加熱炉、マイクロ波加熱装置、レーザー加熱装置、電磁加熱装置、ヒーター加熱装置、蒸気加熱炉、熱板プレス装置等を用いることができる。
乾燥のための温度及び時間は、使用した溶剤の種類及び量に合わせて適宜調整することができ、例えば、５０℃〜１８０℃で、１分間〜１２０分間乾燥させることが好ましい。
金属組成物層の形成後、素子と支持部材とを接触させることで、素子と支持部材とを金属組成物層を介して貼り合わせる。付与した金属組成物を乾燥する工程は、支持部材と素子とを接触させる工程の前及び後のいずれの段階で行ってもよい。 The metal composition layer formed by applying the metal composition is preferably dried from the viewpoint of suppressing the flow of the metal composition and the generation of voids during heating.
As a method for drying the metal composition layer, drying by leaving at room temperature (for example, 25 ° C.), heat drying or vacuum drying can be used. For heat drying or vacuum drying, hot plate, warm air dryer, hot air heating furnace, nitrogen dryer, infrared dryer, infrared heating furnace, far infrared heating furnace, microwave heating device, laser heating device, electromagnetic heating device , A heater heating device, a steam heating furnace, a hot plate pressing device, or the like can be used.
The temperature and time for drying can be appropriately adjusted according to the type and amount of the solvent used, and for example, it is preferable to dry at 50 ° C. to 180 ° C. for 1 minute to 120 minutes.
After forming the metal composition layer, the element and the support member are brought into contact with each other, so that the element and the support member are bonded to each other via the metal composition layer. The step of drying the applied metal composition may be performed at any stage before and after the step of bringing the support member into contact with the element.

次いで、金属組成物層を加熱することにより焼結体を形成する。金属組成物層の焼結は、加熱処理で行ってもよいし、加熱加圧処理で行ってもよい。
加熱処理には、ホットプレート、温風乾燥機、温風加熱炉、窒素乾燥機、赤外線乾燥機、赤外線加熱炉、遠赤外線加熱炉、マイクロ波加熱装置、レーザー加熱装置、電磁加熱装置、ヒーター加熱装置、蒸気加熱炉等を用いることができる。
また、加熱加圧処理には、熱板プレス装置等を用いてもよいし、加圧しながら上述の加熱処理を行ってもよい。
金属組成物層の焼結における加熱温度は、金属粒子の種類によって適宜調整することができる。例えば、加熱温度は１８０℃以上であることが好ましく、１９０℃以上であることがより好ましく、２２０℃以上であることがさらに好ましい。当該加熱温度の上限は、特に制限されず、例えば３００℃以下である。
金属組成物層の焼結における加熱時間は、金属粒子の種類によって適宜調整することができる。例えば、加熱時間は５秒間〜１０時間であることが好ましく、１分〜３０分であることがより好ましく、３分〜１０分であることがさらに好ましい。
本開示の接合体の製造方法においては、金属組成物層の焼結は、低酸素濃度の雰囲気下で行うことが好ましい。低酸素濃度雰囲気下とは、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下の状態をいい、好ましくは５００ｐｐｍ以下である。 The metal composition layer is then heated to form a sintered body. The metal composition layer may be sintered by heat treatment or heat and pressure treatment.
For heat treatment, hot plate, warm air dryer, hot air heating furnace, nitrogen dryer, infrared dryer, infrared heating furnace, far infrared heating furnace, microwave heating device, laser heating device, electromagnetic heating device, heater heating An apparatus, a steam heating furnace, or the like can be used.
Further, the hot plate pressing device or the like may be used for the heat and pressurization treatment, or the above-mentioned heat treatment may be performed while pressurizing.
The heating temperature in sintering the metal composition layer can be appropriately adjusted depending on the type of metal particles. For example, the heating temperature is preferably 180 ° C. or higher, more preferably 190 ° C. or higher, and even more preferably 220 ° C. or higher. The upper limit of the heating temperature is not particularly limited, and is, for example, 300 ° C. or lower.
The heating time in sintering the metal composition layer can be appropriately adjusted depending on the type of metal particles. For example, the heating time is preferably 5 seconds to 10 hours, more preferably 1 minute to 30 minutes, and even more preferably 3 minutes to 10 minutes.
In the method for producing a bonded body of the present disclosure, it is preferable that the metal composition layer is sintered in an atmosphere having a low oxygen concentration. The low oxygen concentration atmosphere means a state in which the oxygen concentration is 1000 ppm or less, preferably 500 ppm or less.

≪焼結体付き支持部材及びその製造方法≫
本開示の一実施形態における焼結体付き支持部材は、ビアホールを有する支持部材と、前記ビアホールに充填された本開示の焼結体と、を有する。本開示の金属組成物によれば、焼成時の変形が抑制されているため、ビア内充填、又はビア層間接続に用いる場合にも優れた信頼性を達成することができる。
本実施形態に係る焼結体付き支持部材における焼結体及び支持部材の詳細は、前述の焼結体及び支持部材の詳細を適用することができる。 ≪Support member with sintered body and its manufacturing method≫
The support member with a sintered body in one embodiment of the present disclosure includes a support member having a via hole and a sintered body of the present disclosure filled in the via hole. According to the metal composition of the present disclosure, since deformation during firing is suppressed, excellent reliability can be achieved even when used for filling in vias or connecting via layers.
The details of the sintered body and the support member described above can be applied to the details of the sintered body and the support member in the support member with the sintered body according to the present embodiment.

本開示の一実施形態における焼結体付き支持部材の製造方法は、支持部材に設けられたスルーホールビア、半貫通ビア等のビアホールへ本開示の金属組成物を充填する工程と、前記充填された金属組成物を加熱して焼結する工程と、を有する。
金属組成物の充填方法は特に制限されず、印刷法、ディスペンサ法等が挙げられる。
充填された金属組成物の乾燥方法及び焼結方法については、前述した金属組成物層の乾燥方法及び焼結方法を適用することができる。 The method for manufacturing the support member with a sintered body according to the embodiment of the present disclosure includes a step of filling via holes such as through-hole vias and semi-penetrating vias provided in the support member with the metal composition of the present disclosure, and the filling. It has a step of heating and sintering the metal composition.
The filling method of the metal composition is not particularly limited, and examples thereof include a printing method and a dispenser method.
As the method for drying and sintering the filled metal composition, the above-mentioned method for drying and sintering the metal composition layer can be applied.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

〔金属組成物の調製〕
表１に示す各成分を表１に示す量（単位：ｇ）で混合し、金属組成物を調製した。表１に示す成分の詳細は、下記のとおりである。
金属成分１…平均粒径３μｍのＣｕ粒子
金属成分２…平均粒径２５μｍのＣｕ粒子
金属成分３…平均粒径３μｍのＳＡＣ粒子（Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３．０質量％、Ｃｕ０．５質量％）
金属成分４…平均粒径２５μｍのＳＡＣ粒子（Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３．０質量％、Ｃｕ０．５質量％） [Preparation of metal composition]
Each component shown in Table 1 was mixed in an amount (unit: g) shown in Table 1 to prepare a metal composition. The details of the components shown in Table 1 are as follows.
Metal component 1 ... Cu particles with an average particle size of 3 μm Metal component 2 ... Cu particles with an average particle size of 25 μm Metal component 3 ... SAC particles with an average particle size of 3 μm (Sn96.5% by mass, Ag3.0% by mass, Cu0.5 mass) %)
Metal component 4 ... SAC particles having an average particle size of 25 μm (Sn96.5% by mass, Ag3.0% by mass, Cu0.5% by mass)

有機成分１：エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）（ガラス転移温度：−１０℃）
有機成分２：ロジン（デヒドロアビエチン酸）（融点１６２℃）
有機成分３：チキソ剤（Ｎ−ヒドロキシエチル−１２−ヒドロキシステアリン酸アミド）（融点１０５℃）
有機成分３’：チキソ剤（Ｎ，Ｎ’−キシリレン−ビス−１２−ヒドロキシステアリン酸アミド）（融点１２５℃）
有機成分３’’：チキソ剤（Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレン−ビス−１２−ヒドロキシステアリン酸アミド）（融点１３５℃）
有機成分３’’’：チキソ剤（Ｎ，Ｎ’−エチレンビスステアリン酸アミド）（融点１４３℃）
有機成分３’’’’：チキソ剤（１２−ヒドロキシステアリン酸）（融点７５℃）
有機成分４：活性剤（トリエタノールアミン）（融点２０℃）
有機成分５：溶媒（ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル）（融点−３３℃） Organic component 1: Epoxy resin (bisphenol A type epoxy resin) (glass transition temperature: -10 ° C)
Organic component 2: Rosin (dehydroabietic acid) (melting point 162 ° C)
Organic component 3: Thixotropy (N-hydroxyethyl-12-hydroxystearic acid amide) (melting point 105 ° C)
Organic component 3': Thixotropy (N, N'-xylylene-bis-12-hydroxystearic acid amide) (melting point 125 ° C)
Organic component 3'': Thixotropy (N, N'-hexamethylene-bis-12-hydroxystearic acid amide) (melting point 135 ° C)
Organic component 3''': Thixotropy (N, N'-ethylenebisstearic acid amide) (melting point 143 ° C)
Organic component 3'''': Thixotropy (12-hydroxystearic acid) (melting point 75 ° C)
Organic component 4: Activator (triethanolamine) (melting point 20 ° C)
Organic component 5: Solvent (diethylene glycol monohexyl ether) (melting point -33 ° C)

〔焼結前後形状変化率の評価〕
高さ１ｍｍ、直径４ｍｍの円形印刷版を用いて銅板上に金属組成物を印刷した後に、３Ｄ形状測定機（株式会社キーエンス製、ＶＲ−３２００）を使用し、金属組成物焼結前形状として高さＨ（ｍｍ）、直径Ｒ（ｍｍ）を計測した。その後、金属組成物を印刷した銅板をホットプレート上において１２０℃で３０分乾燥した。次いで、リフロー炉内で２５０℃、５分加熱し、組成物の焼結済みサンプルを得た。金属組成物焼結前形状の測定と同様の方法で、金属組成物焼結後形状として高さＨ’（ｍｍ）、直径Ｒ’（ｍｍ）を計測した。焼結後計測値をそれぞれ焼結前計測値で除して、金属組成物焼結後高さ増加率（Ｈ’／Ｈ）及び金属組成物焼結後径増加率（Ｒ’／Ｒ）を求めた。Ｈ’／Ｈが１．３以上又はＲ’／Ｒが１．３以上の場合を形状保持性なしと判断した。結果を表１及び図１に示す。 [Evaluation of shape change rate before and after sintering]
After printing the metal composition on a copper plate using a circular printing plate with a height of 1 mm and a diameter of 4 mm, a 3D shape measuring machine (manufactured by Keyence Co., Ltd., VR-3200) was used to obtain the shape before sintering of the metal composition. The height H (mm) and the diameter R (mm) were measured. Then, the copper plate on which the metal composition was printed was dried on a hot plate at 120 ° C. for 30 minutes. It was then heated in a reflow oven at 250 ° C. for 5 minutes to give a sintered sample of the composition. The height H'(mm) and the diameter R'(mm) were measured as the shape after sintering of the metal composition by the same method as the measurement of the shape before sintering of the metal composition. The measured values after sintering are divided by the measured values before sintering to obtain the height increase rate after sintering of the metal composition (H'/ H) and the diameter increase rate after sintering of the metal composition (R'/ R). I asked. When H'/ H was 1.3 or more or R'/ R was 1.3 or more, it was judged that there was no shape retention. The results are shown in Table 1 and FIG.

表１からわかるように、実施例１〜４の金属組成物の焼結体は金属組成物焼結後高さ増加率（Ｈ’／Ｈ）及び金属組成物焼結後径増加率（Ｒ’／Ｒ）がいずれも１．３未満であり良好に形状を保持していた。一方、比較例１の金属組成物では金属組成物焼結後高さ増加率（Ｈ’／Ｈ）及び金属組成物焼結後径増加率（Ｒ’／Ｒ）がいずれも１．３であり、金属組成物の変形が生じていた。 As can be seen from Table 1, the sintered bodies of the metal compositions of Examples 1 to 4 have a height increase rate (H'/ H) after sintering of the metal composition and a diameter increase rate (R') after sintering of the metal composition. / R) was less than 1.3, and the shape was well maintained. On the other hand, in the metal composition of Comparative Example 1, the height increase rate (H'/ H) after sintering of the metal composition and the diameter increase rate (R' / R) after sintering of the metal composition are both 1.3. , The metal composition was deformed.

Claims (11)

遷移的液相焼結が可能な金属成分と、有機成分と、を含有し、
前記遷移的液相焼結が可能な金属成分は、融点が３００℃より高い金属粒子Ａと、融点が３００℃以下である金属粒子Ｂと、を含み、
前記有機成分は、ロジンと、ロジンとは異なる融点が１００℃以上の有機化合物と、を含む、
金属組成物。 It contains a metal component capable of transitional liquid phase sintering and an organic component,
The metal component capable of transitional liquid phase sintering includes metal particles A having a melting point higher than 300 ° C. and metal particles B having a melting point of 300 ° C. or lower.
The organic component contains rosin and an organic compound having a melting point of 100 ° C. or higher different from that of rosin.
Metal composition. 前記金属粒子ＡがＣｕを含む請求項１に記載の金属組成物。 The metal composition according to claim 1, wherein the metal particles A contain Cu. 前記金属粒子ＢがＳｎを含む請求項１又は請求項２に記載の金属組成物。 The metal composition according to claim 1 or 2, wherein the metal particles B contain Sn. 前記有機成分が、樹脂成分、チキソ剤、活性剤、及び溶剤からなる群より選択される少なくとも１種と、ロジンと、を含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の金属組成物。 The metal according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic component contains at least one selected from the group consisting of a resin component, a thixo agent, an activator, and a solvent, and rosin. Composition. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の金属組成物を含有する接着剤。 An adhesive containing the metal composition according to any one of claims 1 to 4. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の金属組成物の焼結体。 The sintered body of the metal composition according to any one of claims 1 to 4. 第１の被接合物と第２の被接合物とが請求項６に記載の焼結体を介して接合されている接合構造。 A bonding structure in which a first object to be bonded and a second object to be bonded are bonded via the sintered body according to claim 6. 素子と支持部材とが請求項６に記載の焼結体を介して接合されている接合体。 A joined body in which an element and a support member are joined via the sintered body according to claim 6. 支持部材における素子の接合される箇所及び前記素子における前記支持部材と接合される箇所の少なくとも一方に、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の金属組成物を付与して金属組成物層を形成する工程と、
前記金属組成物層を介して、前記支持部材と前記素子とを接触させる工程と、
前記金属組成物層を加熱して焼結する工程と、
を有する接合体の製造方法。 The metal composition according to any one of claims 1 to 4 is applied to at least one of a portion of the support member to which the element is joined and a portion of the element to which the support member is joined to form a metal composition. The process of forming a material layer and
A step of bringing the support member into contact with the element via the metal composition layer, and
The step of heating and sintering the metal composition layer and
A method for producing a bonded body having. ビアホールを有する支持部材と、前記ビアホールに充填された請求項６に記載の焼結体と、を有する焼結体付き支持部材。 A support member with a sintered body having a support member having a via hole and the sintered body according to claim 6 filled in the via hole. 支持部材に設けられたビアホールへ請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の金属組成物を充填する工程と、
前記充填された金属組成物を加熱して焼結する工程と、
を有する焼結体付き支持部材の製造方法。 The step of filling the via hole provided in the support member with the metal composition according to any one of claims 1 to 4.
The step of heating and sintering the filled metal composition and
A method for manufacturing a support member with a sintered body.