KR102521531B1 - Paste composite for electronic device comprising silver nanoparticle and copper nanoparticle, method for manufacturing the same, electronic device thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자소자 접착용 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 높은 열전도율, 높은 전기전도율 및 낮은 열팽창률을 갖는 금속환원성 유기물로 각각 코팅된 은 및 구리 나노입자를 포함하는 전자소자 접착용 조성물에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 금속환원성 유기물로 각각 코팅된 은 및 구리 나노입자를 포함으로써, 보다 높은 열전도율 및 전기전도율을 가지며, 보다 낮은 열팽창률 및 낮은 소결 온도를 가지는 전자소자 접착용 조성물을 제공하는 효과가 있다.The present invention relates to a composition for bonding electronic elements, and more particularly, to a composition for bonding electronic elements comprising silver and copper nanoparticles each coated with a metal reducing organic material having high thermal conductivity, high electrical conductivity and low thermal expansion coefficient. will be.
According to the present invention as described above, by including silver and copper nanoparticles each coated with a metal-reducing organic material, a composition for bonding electronic devices having higher thermal conductivity and electrical conductivity, lower thermal expansion coefficient and lower sintering temperature is provided has the effect of

Description

금속환원성 유기물로 코팅된 은 및 구리 나노입자를 포함하는 전자소자 접착용 조성물 및 이의 제조방법, 이를 적용한 전자기기{PASTE COMPOSITE FOR ELECTRONIC DEVICE COMPRISING SILVER NANOPARTICLE AND COPPER NANOPARTICLE, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, ELECTRONIC DEVICE THEREOF}Composition for bonding electronic devices containing silver and copper nanoparticles coated with metal-reducing organic materials and method for manufacturing the same, and electronic devices using the same }

본 발명은 전자소자 접착용 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 높은 열전도율, 높은 전기전도율 및 낮은 열팽창률을 갖는 금속환원성 유기물로 각각 코팅된 은 및 구리 나노입자를 포함하는 전자소자 접착용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for bonding electronic elements, and more particularly, to a composition for bonding electronic elements comprising silver and copper nanoparticles each coated with a metal reducing organic material having high thermal conductivity, high electrical conductivity and low thermal expansion coefficient. will be.

열이 많이 발생하는 고출력 전자소자를 전기전자 회로 기판에 붙일 때 사용하는 전자소자 접착용 조성물은 주로 수지경화형(resin cure) 전기전도성 접착제, 금속소결형(metal sintering) 전기전도성 접착제, 금속용융형(metal melting) 전기전도성 접착제(솔더; solder) 등이 있다.Compositions for bonding electronic devices used when attaching high-power electronic devices that generate a lot of heat to electric and electronic circuit boards are mainly resin curing type electrically conductive adhesives, metal sintering type electrically conductive adhesives, and metal melting type ( metal melting) and electrically conductive adhesives (solder).

수지경화형 전기전도성 접착체의 경우, 일반적으로 열전도성이 높지 않고(50 W/mK 이하), 내열성이 약하다(200 ℃ 이하). 금속소결형 전기전도성 접착제는 대부분 은(Ag)으로만 제조되어 공정온도(소결온도)가 높아서(200 ℃ 이상) 적용할 기판에 내열성 제약을 주어 불편하고, 열팽창률이 높아서(16 ppm/℃ 이상) 기판과 접합 후 이용 시 크랙(crack), 박리현상 등이 발생할 위험성이 존재한다. 금속용융형 전기전도성 접착제(솔더)는 플럭싱제(fluxing agent) 잔류에 따른 세정이 필요하고 내열성이 낮아서(200 ℃ 이하) 온도가 높은 조건에서는 사용이 제한된다.In the case of resin-curable electrically conductive adhesives, thermal conductivity is generally not high (50 W/mK or less) and heat resistance is low (200 °C or less). Metal sintering type electrically conductive adhesives are mostly made of only silver (Ag), and the process temperature (sintering temperature) is high (200 ℃ or more), which limits the heat resistance of the substrate to be applied, which is inconvenient, and the thermal expansion rate is high (16 ppm / ℃ or more ) There is a risk of cracks and peeling when used after bonding with a substrate. Metal melting type electrically conductive adhesives (solders) require cleaning due to residual fluxing agents and have low heat resistance (200 ° C or less), so their use is limited under high temperature conditions.

금속소결형 전기전도성 접착제는 유기 바인더(binder)와 금속 나노 입자의 혼합상태로서 소결온도 이하에서 바인더 열분해 후 소결온도에서 입자간의 소결현상을 통하여 피접착부 표면과 접착물 표면과의 계면을 연결시키는 접착제로, 특히, 은 나노입자를 주성분으로 하는 접착제가 높은 열전도성과 전기전도성 때문에 많이 적용되고 있으나, 은 함량에 따른 비용문제, 원활하지 않은 소결 촉진 반응으로 인한 높은 공정온도의 문제, 은으로만 구성되어 있어 높은 열팽창율의 문제가 있다.Metal sintering type electrically conductive adhesive is a mixed state of organic binder and metal nanoparticles. It is an adhesive that connects the interface between the surface of the adhered part and the surface of the adhered material through the sintering phenomenon between the particles at the sintering temperature after thermal decomposition of the binder at a temperature lower than the sintering temperature. In particular, adhesives containing silver nanoparticles as a main component are widely applied because of their high thermal conductivity and electrical conductivity, but cost problems due to silver content, high process temperature problems due to poor sintering promotion reaction, and There is a problem of high thermal expansion rate.

소결은 입자 간의 물리적 연결 상태에서 물질의 용융점보다 낮은 온도에서 입자 간의 표면을 녹여서 입자 간의 연결 거리를 짧게 하고, 입자 간의 공극을 줄이는 것이다. 금속 소결의 경우, 금속의 용융점보다 낮은 온도에서 금속의 입자들 간의 거리를 좁히면서 서로 용융, 결합하는 것이다. 소결 구동력은 표면적 및 표면 자유 에너지의 감소 경향에 의한 자유 에너지의 변화이다. 소결 과정에서 금속의 확산 과정은 목(neck)을 형성시켜서 접촉점이 생성되고 성장을 유발하여 금속 입자 간의 결속이 발생하므로 우수한 열적, 기계적, 전기적 특성이 발현된다.Sintering is to melt the surface between particles at a temperature lower than the melting point of a material in a physical connection state between particles to shorten the connection distance between particles and reduce the gap between particles. In the case of metal sintering, metal particles are melted and bonded to each other while narrowing the distance between the metal particles at a temperature lower than the melting point of the metal. The driving force for sintering is the change in free energy due to the decreasing trend of surface area and surface free energy. During the sintering process, the diffusion process of the metal forms a neck to create a contact point and induces growth to bond between metal particles, resulting in excellent thermal, mechanical, and electrical properties.

금속 입자의 소결은 대부분 소결 구동력과 관련된 표면에너지가 큰 나노 입자 상태를 적용하는데, 이는 소결온도를 낮추기 위함이다.Most of the sintering of metal particles applies a nanoparticle state with a large surface energy related to the sintering driving force, which is to lower the sintering temperature.

금속 입자의 소결 시, 소결 촉진제로서 금속 환원제를 적용할 경우, 보다 빠르게 금속을 확산시키므로 소결 온도를 낮출 수 있으면서 잔류 유기물의 분해를 촉진할 수 있다. 금속 환원제의 종류, 양 등에 따라 소결 온도의 차이가 발생한다. 또한, 금속 소결 온도를 낮추기 위해서 금속 입자의 크기를 두 가지 이상으로 달리하여 혼합 상태에서 소결하는 방법이 있다.When metal particles are sintered, when a metal reducing agent is applied as a sintering accelerator, the metal diffuses more rapidly, thereby lowering the sintering temperature and promoting decomposition of residual organic matter. A difference in sintering temperature occurs depending on the type and amount of the metal reducing agent. In addition, in order to lower the metal sintering temperature, there is a method of sintering in a mixed state by varying the size of two or more metal particles.

은(Ag)은 구리(Cu)보다 열전도율, 전기전도율, 열팽창률이 높다. 구리는 은에 비해 산화되려는 성질이 강하여 쉽게 산화되는 단점이 있으므로, 보완하기 위해 최근 구리 입자 표면에 은을 코팅하는 기술이 개발되었다. 은의 열전도율, 전기전도율, 내산화성과 구리의 저비용, 저열팽창률을 고려한 은-구리 합금 형태가 고려되고 있다.Silver (Ag) has higher thermal conductivity, electrical conductivity, and thermal expansion coefficient than copper (Cu). Since copper tends to be oxidized more strongly than silver and thus has the disadvantage of being easily oxidized, a technology for coating the surface of copper particles with silver has recently been developed to compensate. A form of silver-copper alloy considering the thermal conductivity, electrical conductivity, and oxidation resistance of silver and the low cost and low thermal expansion rate of copper is being considered.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0007850호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0007850 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0064054호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0064054

본 발명의 목적은, 금속환원성 유기물로 코팅된 은 및 구리 나노입자를 포함하는 접착용 조성물을 제공함으로써, 열이 많이 발생하는 고출력 전자소자의 기판으로 접착을 함에 있어, 접착 공정 온도를 낮추면서 열전도성과 전기전도성이 높고 열팽창률이 낮으며 내열성이 우수한 전자소자 접착용 조성물을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an adhesive composition comprising silver and copper nanoparticles coated with a metal reducing organic material, thereby reducing the temperature of the bonding process and conducting heat in bonding to a substrate of a high-power electronic device that generates a lot of heat. An object of the present invention is to provide a composition for bonding electronic devices having high performance and electrical conductivity, low thermal expansion coefficient and excellent heat resistance.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 은(Ag) 나노입자; 상기 제1 은 나노입자보다 입경이 작은 제2 은(Ag) 나노입자; 및 상기 제2 은 나노입자의 입경보다 입경이 작거나 같은 구리(Cu) 나노입자를 포함하고, 상기 제 은 나노입자, 상기 제2 은 나노입자와 상기 구리 나노입자는 각각 금속환원성 유기물로 코팅된 것을 특징으로 하는 전자소자 접착용 조성물을 제공하는 것을 본 발명의 일 측면으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a first silver (Ag) nanoparticles; second silver (Ag) nanoparticles having a particle size smaller than that of the first silver nanoparticles; and copper (Cu) nanoparticles having a particle diameter smaller than or equal to that of the second silver nanoparticles, wherein the silver nanoparticles, the second silver nanoparticles, and the copper nanoparticles are each coated with a metal-reducing organic material. It is an aspect of the present invention to provide a composition for bonding electronic devices, characterized in that.

상기 제2 은 나노입자는 전체 100 wt% 대비 50 wt% 이상일 수 있으며, 상기 구리 나노입자는 전제 100 wt% 대비 3 내지 20 wt%일 수 있다.The amount of the second silver nanoparticles may be 50 wt% or more relative to the total amount of 100 wt%, and the amount of the copper nanoparticles may be 3 to 20 wt% based on the total amount of 100 wt%.

상기 제1 은 나노입자와 상기 제2 은 나노입자의 입경 비율은 5 내지 50 : 1이며, 상기 제1 은 나노입자와 상기 구리 나노입자의 입경 비율은 5 내지 50 : 1 일 수 있다.The particle size ratio of the first silver nanoparticles and the second silver nanoparticles may be 5 to 50:1, and the particle size ratio of the first silver nanoparticles to the copper nanoparticles may be 5 to 50:1.

상기 전자소자 접착용 조성물은 분산매를 더 포함하고, 상기 분산매는 물, 알코올 또는 에테르일 수 있다.The electronic device adhesive composition further includes a dispersion medium, and the dispersion medium may be water, alcohol, or ether.

상기 전자소자 접착용 조성물은 에폭시(epoxy)계 수지 또는 실록산(siloxane)계 수지를 더 포함할 수 있다.The electronic device adhesive composition may further include an epoxy-based resin or a siloxane-based resin.

또한, 본 발명은 상기의 전자소자 접착용 조성물을 소결하여 제조된 전자소자를 제공하는 것을 본 발명의 다른 측면으로 한다.In addition, another aspect of the present invention is to provide an electronic device manufactured by sintering the composition for bonding an electronic device.

또한, 본 발명은 (1) 은(Ag)염 용액에 금속환원성 유기물 전구체와 환원제를 혼합하여 제1 은 나노입자를 제조하는 단계; (2) 은(Ag)염 용액을 금속환원성 유기물 전구체와 환원제를 혼합하여 상기 제1 은 나노입자보다 작은 입경을 갖는 제2 은 나노입자는 제조하는 단계; (3) 구리(Cu)염 용액에 금속환원성 유기물 전구체와 환원제를 혼합하여 상기 제2 은 나노입자의 입경보다 입경이 작거나 같은 구리 나노입자를 제조하는 단계; 및 (4) 상기 제1 은 나노입자, 상기 제2 은 나노입자 및 상기 구리 나노입자를 혼합하는 단계를 포함하는 전자소자 접착용 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 측면으로 한다.In addition, the present invention includes (1) preparing first silver nanoparticles by mixing a metal reducing organic precursor and a reducing agent in a silver (Ag) salt solution; (2) preparing second silver nanoparticles having a particle diameter smaller than that of the first silver nanoparticles by mixing a silver (Ag) salt solution with a metal reducing organic precursor and a reducing agent; (3) mixing a metal reducing organic precursor and a reducing agent in a copper (Cu) salt solution to prepare copper nanoparticles having a particle diameter smaller than or equal to that of the second silver nanoparticles; and (4) mixing the first silver nanoparticles, the second silver nanoparticles, and the copper nanoparticles.

상기 (1) 단계 및 상기 (2) 단계의 은(Ag)염은 질산은(AgNO3), 초산은(CH3COOAg) 또는 황산은(Ag2SO4)일 수 있다.The silver (Ag) salt in steps (1) and (2) may be silver nitrate (AgNO 3 ), silver acetate (CH 3 COOAg), or silver sulfate (Ag 2 SO 4 ).

상기 (3) 단계의 구리(Cu)염은 질산구리(CuNO3), 초산구리(Cu(OAc)2) 또는 황산구리(CuSO4)일 수 있다.The copper (Cu) salt in step (3) may be copper nitrate (CuNO 3 ), copper acetate (Cu(OAc) 2 ) or copper sulfate (CuSO 4 ).

상기 (1) 내지 (3) 단계의 금속환원성 유기물 전구체는 각각 독립적으로, 소듐시트레이트(C6H5O7Na3), 3-메톡시프로필아민(CH3O(CH2)3NH2), 3-아미노프로판올(HO(CH2)3NH2), 소듐옥살레이트(Na2C2O4), 소듐아스코베이트(NaC6H7O6), 소듐글루코네이트(NaC6H11O7), 포도당(glucose), 에틸렌글리콜(ethylene glycol)으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상일 수 있다.The metal-reducing organic precursors in steps (1) to (3) are each independently sodium citrate (C 6 H 5 O 7 Na 3 ), 3-methoxypropylamine (CH 3 O(CH 2 ) 3 NH 2 ), 3-aminopropanol (HO(CH 2 ) 3 NH 2 ), sodium oxalate (Na 2 C 2 O 4 ), sodium ascorbate (NaC 6 H 7 O 6 ), sodium gluconate (NaC 6 H 11 O 7 ), glucose, and ethylene glycol.

상기 (1) 내지 (3) 단계의 환원제는 각각 독립적으로, 황산철(FeSO4), 포름산(HCOOH), 소듐보로하이드라이드(NaBH4), 히드라진(N2H4), 초산(CH3COOH)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.The reducing agents in steps (1) to (3) are each independently iron sulfate (FeSO 4 ), formic acid (HCOOH), sodium borohydride (NaBH 4 ), hydrazine (N 2 H 4 ), acetic acid (CH 3 COOH) may be one or more selected from the group consisting of.

상기 (4) 단계는 분산제를 더 첨가하며, 상기 분산제는 PVP(poly vinyl pyrrolidone), CTAB(cetyltrimethyl ammonium bromide) 또는 PEG(polyethylene glycol)일 수 있다.In step (4), a dispersant is further added, and the dispersant may be poly vinyl pyrrolidone (PVP), cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB), or polyethylene glycol (PEG).

상기 (4) 단계에서 총 100 wt% 대비 상기 제2 은 나노입자는 50 wt% 이상이고, 상기 구리 나노입자는 3 내지 20 wt%일 수 있다.In the step (4), the second silver nanoparticles may be 50 wt% or more, and the copper nanoparticles may be 3 to 20 wt%, based on a total of 100 wt%.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 금속환원성 유기물로 각각 코팅된 은 및 구리 나노입자를 포함으로써, 보다 높은 열전도율 및 전기전도율을 가지며, 보다 낮은 열팽창률 및 낮은 소결 온도를 가지는 전자소자 접착용 조성물을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by including silver and copper nanoparticles each coated with a metal-reducing organic material, a composition for bonding electronic devices having higher thermal conductivity and electrical conductivity, lower thermal expansion coefficient and lower sintering temperature is provided has the effect of

도 1은 본 발명의 전자소자 접착용 조성물의 소결과정에서의 모식도를 도시한 것이다.1 shows a schematic diagram in the sintering process of the composition for bonding electronic devices of the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 전자소자 접착용 조성물은 제1 은(Ag) 나노입자; 상기 제1 은 나노입자보다 입경이 작은 제2 은(Ag) 나노입자; 및 상기 제2 은 나노입자의 입경보다 입경이 작거나 같은 구리(Cu) 나노입자를 포함하며, 상기 제1 은 나노입자, 상기 제2 은 나노입자와 상기 구리 나노입자는 각각 금속환원성 유기물로 코팅된 것이다.The composition for bonding electronic devices of the present invention includes first silver (Ag) nanoparticles; second silver (Ag) nanoparticles having a particle diameter smaller than that of the first silver nanoparticles; and copper (Cu) nanoparticles having a particle size smaller than or equal to that of the second silver nanoparticles, wherein the first silver nanoparticles, the second silver nanoparticles, and the copper nanoparticles are each coated with a metal-reducing organic material. It became.

금속환원성 유기물로 코팅된 금속 나노 입자(제1 은 나노입자, 제2 은 나노입자, 구리 나노입자)는 열전도율이 높으면서(>100 W/mK)), 순수한 은, 구리보다는 열팽창률이 낮은 상태(13 ppm/℃ 이하)로 전자소자를 기판에 접착할 수 있다.Metal nanoparticles (first silver nanoparticles, second silver nanoparticles, copper nanoparticles) coated with a metal reducing organic material have high thermal conductivity (>100 W/mK)) and a lower thermal expansion rate than pure silver and copper ( 13 ppm/° C. or less), it is possible to attach an electronic device to a substrate.

금속환원성 유기물로 코팅된 금속 나노 입자 간의 소결 온도는 순수한 금속 나노 입자 간의 소결 온도보다 낮으므로 저온 금속 입자 소결형 접착제 (150 내지 250 ℃(접착공정온도))의 원료로 적합하다. 금속환원성 유기물은 금속 나노 입자 간의 소결 과정에서 금속환원성을 증대시켜 소결과정을 촉진시키고 소결온도를 낮출 수 있다. 또한, 소결되어 접착된 부위는 약 600 ℃ 범위에서 사용하여도 다시 녹지 않는 내열성을 유지한다. 금속환원성 유기물의 낮은 분해 온도로 인하여, 소결과정에서 금속환원성 유기물은 분해 후 휘발되어 최종 소결 완료 상태에서 접착제 부위에 잔류하는 유기물을 최소화시킨다. 이로 인하여, 자외선 발광 소자와 같은 전자소자의 접착제로 적용할 경우, 접착 부위의 유기물이 최소화되어 변색을 방지할 수 있다. 한편, 수지경화형 전자소자형 접착제(ex. Ag paste)를 사용할 경우, 수지경화에 의해 액상 페이스트가 고화되어서 접착제 역할을 수행한다. 이때, 수지가 경화된 상태로 상당부분 남아있으므로 자외선 발광 소자를 적용할 경우, 처음에는 은빛으로 반짝이던 접착부위가 시간이 지남에 따라서 수지 성분의 변성에 의해서 검게 변색되어서 미관상 좋지 않을 뿐 만 아니라 특히, 자외선 발광 소자와 같은 광소자의 경우 광특성의 감축으로 이어져서 성능 발휘 면에서 문제가 발생한다.Since the sintering temperature between metal nanoparticles coated with a metal-reducing organic material is lower than that between pure metal nanoparticles, it is suitable as a raw material for low-temperature metal particle sintering type adhesive (150 to 250 ° C. (adhesion process temperature)). The metal-reducing organic material may increase metal reducibility during the sintering process between metal nanoparticles, thereby accelerating the sintering process and lowering the sintering temperature. In addition, the sintered and adhered portion maintains heat resistance that does not melt again even when used in the range of about 600 ° C. Due to the low decomposition temperature of the metal-reducing organic material, in the sintering process, the metal-reducing organic material is decomposed and then volatilized, thereby minimizing the organic matter remaining on the adhesive portion in the final sintered state. Due to this, when applied as an adhesive for an electronic device such as an ultraviolet light emitting device, organic matter at the bonding site is minimized and discoloration can be prevented. On the other hand, in the case of using a resin curing electronic device type adhesive (eg Ag paste), the liquid paste is solidified by resin curing to serve as an adhesive. At this time, since the resin remains in a cured state to a considerable extent, when the UV light emitting device is applied, the adhesive area that was initially shiny is discolored black over time due to the denaturation of the resin component, which is not only aesthetically pleasing, but also particularly , In the case of an optical device such as an ultraviolet light emitting device, it leads to a reduction in optical characteristics, resulting in a problem in terms of performance.

상기 금속환원성 유기물은 금속 환원을 촉진하는 유기물로서, 시트레이트(citrate), 1차 아민(amine), 아세테이트(acetate), 옥살레이트(oxalate), 아스코베이트(ascorbate), 글루코네이트(gluconate) 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol)일 수 있으며, 화학적으로 금속환원성 유기물 전구체에서 금속 이온과 분리된 상태(이온 상태)의 유기물 상태일 수 있다.The metal-reducing organic material is an organic material that promotes metal reduction, and includes citrate, primary amine, acetate, oxalate, ascorbate, gluconate, or ethylene. It may be glycol (ethylene glycol), and may be in an organic state in a state (ionic state) chemically separated from the metal ion in the metal reducing organic precursor.

상기 제2 은 나노입자는 전자소자 접착용 조성물의 전제 중량 100 wt% 대비 50 wt% 이상인 것이 바람직하다.Preferably, the amount of the second silver nanoparticles is 50 wt% or more based on 100 wt% of the total weight of the composition for bonding electronic devices.

상기 구리 나노입자는 전자소자 접착용 조성물의 전제 100 wt% 대비 3 내지 20 wt%인 것이 바람직하다. 이는 높은 열전도율과 전기전도율을 가질 뿐만 아니라 이종 물질의 결합에 의하여, 열팽창률을 순수한 은이나 구리 대비 낮출 수 있다.The copper nanoparticles are preferably 3 to 20 wt% relative to 100 wt% of the composition for bonding electronic devices. It not only has high thermal conductivity and electrical conductivity, but also can lower the coefficient of thermal expansion compared to pure silver or copper due to the combination of different materials.

상기 제1 은 나노입자와 상기 제2 은 나노입자의 입경 비율은 5 내지 50 : 1이며, 상기 제1 은 나노입자와 상기 구리 나노입자의 입경 비율은 5 내지 50 : 1 인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 상기 제1 은 나노입자의 입경(D50)은 50 내지 100 nm이며, 상기 제2 은 나노입자와 상기 구리 나노입자의 입경(D50) 10 nm 이하인 것이 바람직하다. 이는 보다 낮은 온도에서 입경이 보다 작은 나노 입자 간의 소결이 우선 진행되고, 온도가 증가함에 따라 입경이 큰 나노 입자와의 소결 과정이 진행되므로 소결 온도를 낮추는 효과가 있다.Preferably, the particle size ratio of the first silver nanoparticles and the second silver nanoparticles is 5 to 50:1, and the particle size ratio of the first silver nanoparticles to the copper nanoparticles is 5 to 50:1. More specifically, the particle diameter (D 50 ) of the first silver nanoparticles is 50 to 100 nm, and the particle diameters (D 50 ) of the second silver nanoparticles and the copper nanoparticles are preferably 10 nm or less. This has an effect of lowering the sintering temperature because sintering between nanoparticles having a smaller particle diameter first proceeds at a lower temperature, and sintering between nanoparticles having a larger particle diameter proceeds as the temperature increases.

상기 전자소자 접착용 조성물은 분산매를 더 포함하며, 상기 분산매는 금속 분말 상태를 페이스트(paste) 상태로 제공하기 위한 것으로, 상기 분산매는 극성 양자성(protic) 용매일 수 있으며, 바람직하게는 물, 알코올 또는 에테르일 수 있다.The electronic device adhesive composition further includes a dispersion medium, the dispersion medium is to provide a metal powder state in a paste state, the dispersion medium may be a polar protic solvent, preferably water, It can be alcohol or ether.

상기 전자소자 접착용 조성물은 에폭시(epoxy)계 수지 또는 실록산(siloxane)계 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 에폭시계 수지는 diglycidyl hexahydrophthalate일 수 있으며, 상기 실록산계 수지는 PDMS(polydimethylsiloxane)일 수 있다. 상기 수지 물질은 전체 중량 대비 5 wt%이하인 것이 바람직하다. 상기 수지 물질을 전자소자 접착용 조성물에 추가함으로써, 최종 소결 물질 내부의 공극을 충진하여 부착력, 전단강도 등의 기계적 물성과 열전도율, 열팽창률 등의 열적 물성을 증진시킬 수 있다.The electronic device adhesive composition may further include an epoxy-based resin or a siloxane-based resin. The epoxy-based resin may be diglycidyl hexahydrophthalate, and the siloxane-based resin may be PDMS (polydimethylsiloxane). The resin material is preferably 5 wt% or less based on the total weight. By adding the resin material to the electronic device adhesive composition, mechanical properties such as adhesion and shear strength and thermal properties such as thermal conductivity and thermal expansion coefficient can be improved by filling the voids in the final sintered material.

한편, 상기 구리 나노입자는 필요에 따라 구리의 산화를 방지하기 위해 구리 나노입자 표면을 은(Ag)으로 코팅하여 적용할 수 있다. 구리 나노입자 표면에 은을 코팅하는 방법은, 제조된 구리 나노 입자를 수중에 분산 시킨 후, 에틸렌디아민4초산, 구연산 등의 착화물을 첨가하고, 추가로 질산은을 첨가하고, 교반하여 구리 나노입자 표면에 은 이온을 부착시킨 후, 추가로 질산은 수용액과 은 환원제로서 유기산인 L-아스코르빈산, 포름산, 옥살산 등을 첨가하여 구리 나노 입자 표면에 은을 코팅할 수 있다.Meanwhile, the copper nanoparticles may be applied by coating the surfaces of the copper nanoparticles with silver (Ag) to prevent oxidation of copper, if necessary. The method of coating silver on the surface of copper nanoparticles is to disperse the prepared copper nanoparticles in water, add complexes such as ethylenediaminetetraacetic acid and citric acid, further add silver nitrate, and stir to form copper nanoparticles After attaching silver ions to the surface, silver nitrate aqueous solution and organic acid L-ascorbic acid, formic acid, oxalic acid, etc. as a silver reducing agent may be further added to coat the surface of the copper nanoparticles with silver.

상기 전자소자 접착용 조성물은 금, 은 등의 금속으로 표면 처리된 기판 상에 도포하고, 전자소자를 상기 기판 표면에 배치시키고 난 후, 상기 조성물을 80 내지 100 ℃ 범위 온도에서 30 분 이상 건조 후, 150 내지 300 ℃ 범위 온도에서 30분 정도 소결(sintering)하여 상기 조성물의 소결 상태가 기판과 전자소자 간을 물리적, 전기적, 열적으로 연결되게 한다. 상기 소결 과정에서 압력은 5 MPa 이상일 수 있으며, 소결 온도를 보다 낮추어 전기전도성, 열전도성 등을 향상시킬 수 있다. 상기 조성물의 소결 부위는 유기물이 거의 존재하지 않으므로 자외선을 발광하는 전자소자를 접착할 경우, 소결 부위에서 변색이 거의 발생하지 않아 상기 전자소자용 조성물은 UV-LED 접착제로서 유용할 수 있다.The electronic device adhesive composition is applied on a substrate surface-treated with metal such as gold and silver, and after placing an electronic device on the surface of the substrate, the composition is dried at a temperature in the range of 80 to 100 ° C. for 30 minutes or more. , and sintering at a temperature in the range of 150 to 300 ° C. for about 30 minutes so that the sintered state of the composition makes a physical, electrical, and thermal connection between the substrate and the electronic device. In the sintering process, the pressure may be 5 MPa or more, and electrical conductivity and thermal conductivity may be improved by lowering the sintering temperature. Since the sintered portion of the composition contains almost no organic materials, discoloration hardly occurs at the sintered portion when an electronic device emitting ultraviolet light is attached, and thus the composition for electronic devices can be useful as a UV-LED adhesive.

본 발명의 전자소자 접착용 조성물의 제조방법 (1) 은(Ag)염 용액에 금속환원성 유기물 전구체와 환원제를 혼합하여 제1 은 나노입자를 제조하는 단계; (2) 은(Ag)염 용액을 금속환원성 유기물 전구체와 환원제를 혼합하여 상기 제1 은 나노입자보다 작은 입경을 갖는 제2 은 나노입자는 제조하는 단계; (3) 구리(Cu)염 용액에 금속환원성 유기물 전구체와 환원제를 혼합하여 상기 제2 은 나노입자의 입경보다 입경이 작거나 같은 구리 나노입자를 제조하는 단계; 및 (4) 상기 제1 은 나노입자, 상기 제2 은 나노입자 및 상기 구리 나노입자를 혼합하는 단계를 포함한다.Method for preparing the composition for bonding electronic devices of the present invention (1) preparing first silver nanoparticles by mixing a metal reducing organic precursor and a reducing agent in a silver (Ag) salt solution; (2) preparing second silver nanoparticles having a particle diameter smaller than that of the first silver nanoparticles by mixing a silver (Ag) salt solution with a metal reducing organic precursor and a reducing agent; (3) mixing a metal reducing organic precursor and a reducing agent in a copper (Cu) salt solution to prepare copper nanoparticles having a particle diameter smaller than or equal to that of the second silver nanoparticles; and (4) mixing the first silver nanoparticles, the second silver nanoparticles, and the copper nanoparticles.

상기 금속환원성 유기물 전구체에서, 금속환원성 유기물은 금속 환원을 촉진하는 유기물로서, 시트레이트(citrate), 1차 아민(amine), 아세테이트(acetate), 옥살레이트(oxalate), 아스코베이트(ascorbate), 글루코네이트(gluconate) 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol)일 수 있으며, 화학적으로 금속환원성 유기물 전구체에서 금속 이온과 분리된 상태(이온 상태)의 유기물 상태일 수 있다.In the metal-reducing organic precursor, the metal-reducing organic material is an organic material that promotes metal reduction, and includes citrate, primary amine, acetate, oxalate, ascorbate, gluco It may be gluconate or ethylene glycol, and may be in an organic state chemically separated from the metal ion in the metal reducing organic precursor (ionic state).

상기 (1) 단계에서 은(Ag)염 용액은 40 내지 150 ℃에서 가열된 용액일 수 있다. 이는 상기 제1 은 나노입자를 성장시켜 보다 큰 입경을 가지도록 하기 위함이다.In step (1), the silver (Ag) salt solution may be a solution heated at 40 to 150 °C. This is to grow the first silver nanoparticles to have a larger particle diameter.

상기 (1) 단계 및 상기 (2) 단계의 은(Ag)염은 질산은(AgNO3), 초산은(CH3COOAg) 또는 황산은(Ag2SO4)일 수 있다.The silver (Ag) salt in steps (1) and (2) may be silver nitrate (AgNO 3 ), silver acetate (CH 3 COOAg), or silver sulfate (Ag 2 SO 4 ).

상기 (3) 단계의 구리(Cu)염은 질산구리(CuNO3), 초산구리(Cu(OAc)2) 또는 황산구리(CuSO4)일 수 있다.The copper (Cu) salt in step (3) may be copper nitrate (CuNO 3 ), copper acetate (Cu(OAc) 2 ) or copper sulfate (CuSO 4 ).

상기 (1) 내지 (3) 단계의 금속환원성 유기물 전구체는 각각 독립적으로, 소듐시트레이트(C6H5O7Na3), 3-메톡시프로필아민(CH3O(CH2)3NH2), 3-아미노프로판올(HO(CH2)3NH2), 소듐옥살레이트(Na2C2O4), 소듐아스코베이트(NaC6H7O6), 소듐글루코네이트(NaC6H11O7), 포도당(glucose), 에틸렌글리콜(ethylene glycol)으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상일 수 있다.The metal-reducing organic precursors in steps (1) to (3) are each independently sodium citrate (C 6 H 5 O 7 Na 3 ), 3-methoxypropylamine (CH 3 O(CH 2 ) 3 NH 2 ), 3-aminopropanol (HO(CH 2 ) 3 NH 2 ), sodium oxalate (Na 2 C 2 O 4 ), sodium ascorbate (NaC 6 H 7 O 6 ), sodium gluconate (NaC 6 H 11 O 7 ), glucose, and ethylene glycol.

상기 (1) 내지 (3) 단계의 환원제는 각각 독립적으로, 황산철(FeSO4), 포름산(HCOOH), 소듐보로하이드라이드(NaBH4), 히드라진(N2H4), 초산(CH3COOH)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.The reducing agents in steps (1) to (3) are each independently iron sulfate (FeSO 4 ), formic acid (HCOOH), sodium borohydride (NaBH 4 ), hydrazine (N 2 H 4 ), acetic acid (CH 3 COOH) may be one or more selected from the group consisting of.

상기 (4)단계는 분산매에서 혼합되는 것을 특징으로 하며, 상기 분산매는 금속 분말 상태를 페이스트(paste) 상태로 제공하기 위한 것으로, 상기 분산매는 극성 양자성(protic) 용매일 수 있으며, 바람직하게는 물, 알코올 또는 에테르일 수 있다. The step (4) is characterized by mixing in a dispersion medium, the dispersion medium is to provide a metal powder state in a paste state, the dispersion medium may be a polar protic solvent, preferably It can be water, alcohol or ether.

상기 (4)단계에서 분산제를 더 첨가하며, 상기 분산제는 PVP, CTAB 또는 PEG일 수 있다.In step (4), a dispersing agent is further added, and the dispersing agent may be PVP, CTAB or PEG.

상기 (4)단계에서 총 100 wt% 대비 상기 제2 은 나노입자는 50 wt% 이상이고, 상기 구리 나노입자는 3 내지 20 wt%이고, 잔량은 상기 제1 은 나노입자인, 상기 분산매, 상기 수지 물질의 총 합량인 것이 바람직하다.In the step (4), the second silver nanoparticles are 50 wt% or more, the copper nanoparticles are 3 to 20 wt%, and the balance is the first silver nanoparticles, relative to the total 100 wt%. It is preferably the total sum of resin materials.

또한, 본 발명의 전자소자는 본 발명의 전자소자 접착용 조성물을 소결하는 단계를 포함하는 전기전도성, 열전도성 접합물의 제조방법에 의하여 제조될 수 있다. 상기 전자소자는 자외선 발광 전기전자기기일 수 있다. In addition, the electronic device of the present invention can be manufactured by a method for manufacturing an electrically conductive and thermally conductive joint comprising the step of sintering the electronic device adhesive composition of the present invention. The electronic device may be an ultraviolet light emitting electric/electronic device.

보다 구체적으로, 상기의 전자소자는 본 발명의 전자소자 접착용 조성물을 은, 금 등의 전기전도성 표면으로 가공된 기판에 도포하고, 전자소자를 상기 조성물 위에 배치한 후, 150 내지 300 ℃의 소결 온도 범위까지 승온하여 휘발성 물질을 휘발시키면서 금속환원성 유기물에 의한 소결반응을 유도하여 기판과 전자소자간의 물리적인 결합을 형성시킨다. 기판과 전자소자 간의 접착에 의해, 전자소자에 발생한 열이 쉽게 기판으로 배출되고 전자소자와 기판 간의 열팽창률 차이에 의한 접착부위 손상 등을 방지할 수 있으며, 소결 후 유기물이 거의 존재하지 않아 UV-LED와 같은 전자소자에서 발생하는 자외선에 의한 변색을 방지할 수 있다. More specifically, for the electronic device, the electronic device adhesive composition of the present invention is applied to a substrate processed with an electrically conductive surface such as silver or gold, and the electronic device is placed on the composition, followed by sintering at 150 to 300 ° C. The temperature is raised to a temperature range to volatilize volatile substances, while inducing a sintering reaction by the metal-reducing organic material to form a physical bond between the substrate and the electronic device. Due to the adhesion between the substrate and the electronic device, the heat generated in the electronic device is easily discharged to the board, and damage to the bonding area due to the difference in thermal expansion rate between the electronic device and the substrate can be prevented. It is possible to prevent discoloration by ultraviolet rays generated from electronic devices such as LEDs.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for exemplifying the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예 1. 금속환원성 유기물로 코팅된 제1 은 나노입자 제조Example 1. Preparation of first silver nanoparticles coated with metal-reducing organic material

499.88 mL의 순수 물에 0.27 g 질산은을 넣고 용해한 은염 수용액을 150 ℃에서 가열하여 끓인 상태에서 금속원환원성 유기물 전구체 용액(29.84 mL의 순수 물에 0.3 g의 소듐시트레이트 수화물(Sodium Citrate dihydrate, C6H5Na3O7·2H2O)을 넣고 용해)을 천천히 넣은 후 1 시간 동안 더 끓인 후 상온까지 식힌다. 이후, 3.92 mL의 순수 물에 2 g의 소듐시트레이트 수화물(Sodium Citrate dihydrate, C6H5Na3O7·2H2O)을 넣고 용해한 금속환원성 유기물 전구체 용액을 천천히 넣고 교반한 후 12 시간 방치하여 침전시킨 후 상등액을 폐기하고 침전물을 회수하여 원심분리로 응축시켜 회수한다.A metal reduction organic precursor solution (Sodium Citrate dihydrate, C 6 After adding H 5 Na 3 O 7 2H 2 O) and slowly adding dissolved), boil for another hour and cool to room temperature. Thereafter, 2 g of sodium citrate dihydrate (C 6 H 5 Na 3 O 7 2H 2 O) was added to 3.92 mL of pure water, and the metal-reducing organic precursor solution dissolved therein was slowly added, stirred, and allowed to stand for 12 hours. After precipitating, the supernatant is discarded, and the precipitate is collected and condensed by centrifugation to recover.

실시예 2. 금속환원성 유기물로 코팅된 제2 은 나노입자 제조Example 2. Preparation of second silver nanoparticles coated with metal-reducing organic material

23.89 mL의 순수 물에 2.5 g 질산은을 넣고 용해한 은염 수용액과, 27.46 mL의 순수 물에 14 g의 소듐시트레이트 수화물(Sodium Citrate dihydrate, C6H5Na3O7·2H2O)을 넣고 용해한 금속환원성 유기물 전구체 용액과, 21.05 mL의 순수 물에 7.5 g의 황산철 수화물(FeSO4·7H2O)을 넣고 용해한 환원제 용액을 준비한다.A silver salt solution in which 2.5 g silver nitrate was dissolved in 23.89 mL of pure water, and 14 g of sodium citrate dihydrate (C 6 H 5 Na 3 O 7 2H 2 O) in 27.46 mL of pure water were added and dissolved. Prepare a reducing agent solution by adding 7.5 g of iron sulfate hydrate (FeSO 4 ·7H 2 O) to 21.05 mL of pure water and a metal-reducing organic precursor solution.

상기의 은염 수용액에 대하여 상기의 금속환원성 유기물 전구체 용액과, 환원제 용액의 혼합용액을 서서히 첨가하고 교반한 후, 상등액을 폐기하고 침전물을 회수하여 원심분리로 응축시켜 회수한다.A mixed solution of the metal-reducing organic precursor solution and the reducing agent solution is gradually added to the silver salt aqueous solution and stirred.

실시예 3. 금속환원성 유기물로 코팅된 구리 나노입자 제조Example 3. Preparation of copper nanoparticles coated with metal-reducing organic material

28.46 mL의 순수 물에 3.56 g 질산구리3수화물(Cu(NO3)2·3H2O)을 넣고 용해한 구리염 수용액과, 27.46 mL의 순수 물에 14 g의 소듐시트레이트 수화물(Sodium Citrate dihydrate, C6H5Na3O7·2H2O)을 넣고 용해한 금속환원성 유기물 전구체 용액과, 21.05 mL의 순수 물에 7.5 g의 황산철 수화물(FeSO4ㅇ7H2O)을 넣고 용해한 환원제 용액을 준비한다.3.56 g of copper nitrate trihydrate (Cu(NO 3 ) 2 3H 2 O) was dissolved in 28.46 mL of pure water, and an aqueous solution of copper salt was dissolved, and 14 g of sodium citrate dihydrate was added to 27.46 mL of pure water. C 6 H 5 Na 3 O 7 2H 2 O) and a metal-reducing organic precursor solution dissolved in it, and a reducing agent solution dissolved in 7.5 g of iron sulfate hydrate (FeSO 4 ㅇ7H 2 O) in 21.05 mL of pure water. do.

상기의 구리염 수용액에 대하여 상기의 금속환원성 유기물 전구체 용액과, 환원제 용액의 혼합용액을 서서히 첨가하고 교반한 후, 상등액을 폐기하고 침전물을 회수하여 원심분리로 응축시켜 회수한다.A mixed solution of the metal-reducing organic precursor solution and the reducing agent solution is gradually added to the copper salt aqueous solution and stirred.

실시예 4. 전자소자 접착용 조성물의 제조Example 4. Preparation of composition for bonding electronic devices

상기 실시예 1에서 제조한 제1 은 나노입자 0.3 g, 상기 실시예 2에서 제조한 제2 은 나노입자 0.6 g, 상기 실시예 3에서 제조한 구리 나노입자 0.1 g을 50 mL 순수 물에 넣고 30분 간 초음파 분산을 한 후, 49.02 mL 순수 물에 4.25 g 질산나트륨을 용해한 응집제 수용액을 넣어 금속 입자를 침전시키고 원심분리로 응축시켜 회수하고, 다시 순수 물에 넣은 후 분산, 응집제 투여, 침전, 원심분리 회수 과정을 2회 더 반복하여 금속 입자를 회수한다. 다만, 마지막 과정의 분산과정에서 분산제로서 0.02g PVP(Poly Vinyl Pirrolidone)를 순수 물에 첨가한다.0.3 g of the first silver nanoparticles prepared in Example 1, 0.6 g of the second silver nanoparticles prepared in Example 2, and 0.1 g of the copper nanoparticles prepared in Example 3 were put into 50 mL pure water and 30 After ultrasonic dispersion for 10 minutes, an aqueous coagulant solution in which 4.25 g sodium nitrate was dissolved in 49.02 mL pure water was added to precipitate the metal particles and condensed and collected by centrifugation. The separation and recovery process is repeated twice more to recover the metal particles. However, in the final dispersing process, 0.02g PVP (Poly Vinyl Pirrolidone) is added to pure water as a dispersing agent.

실시예 5. 전자소자 접착용 조성물을 이용한 UV-LED 칩의 금속기판으로의 부착Example 5. Attachment of UV-LED chip to metal substrate using electronic device adhesive composition

상기 실시예 4에서 제조한 전자소자 접착용 조성물을 금으로 도금된 구리 기반 금속 기판 위에 가로, 세로 3 mm 크기로 얇게 스크린 프린팅 한 후, 가로, 세로 2.8 mm 크기의 UV-LED 칩을 배치하고, 80 ℃에서 30분 간 건조하고 200 ℃에서 30분 간 소결하여 금속기판에 UV-LED 칩을 부착하여 UV-LED 칩을 부착하여 UV-LED 에미터(emitter)를 제조한다.After screen-printing the composition for bonding electronic devices prepared in Example 4 to a thin thickness of 3 mm in width and length on a copper-based metal substrate plated with gold, a UV-LED chip having a size of 2.8 mm in width and length was placed, After drying at 80 ° C for 30 minutes and sintering at 200 ° C for 30 minutes, a UV-LED chip is attached to a metal substrate to manufacture a UV-LED emitter.

이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다. In the above, specific parts of the present invention have been described in detail, and for those skilled in the art, it is clear that these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (14)

제1 은(Ag) 나노입자;
상기 제1 은 나노입자보다 입경이 작은 제2 은(Ag) 나노입자; 및
상기 제2 은 나노입자의 입경보다 입경이 작거나 같은 구리(Cu) 나노입자를 포함하고,
상기 제1 은 나노입자, 상기 제2 은 나노입자와 상기 구리 나노입자는 각각 금속환원성 유기물로 코팅되며,
상기 제1 은 나노입자와 상기 제2 은 나노입자의 입경 비율은 5 내지 50 : 1이며, 상기 제1 은 나노입자와 상기 구리 나노입자의 입경 비율은 5 내지 50 : 1 이고,
상기 제1 은 나노입자의 입경(D50)은 50 내지 100 nm이며, 상기 제2 은 나노입자와 상기 구리 나노입자의 입경(D50) 10 nm 이하인 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물.
a first silver (Ag) nanoparticle;
second silver (Ag) nanoparticles having a particle diameter smaller than that of the first silver nanoparticles; and
Including copper (Cu) nanoparticles having a particle diameter smaller than or equal to the particle diameter of the second silver nanoparticles,
The first silver nanoparticle, the second silver nanoparticle, and the copper nanoparticle are each coated with a metal reducing organic material;
The particle size ratio of the first silver nanoparticles and the second silver nanoparticles is 5 to 50:1, and the particle size ratio of the first silver nanoparticles to the copper nanoparticles is 5 to 50:1;
The particle diameter (D 50 ) of the first silver nanoparticles is 50 to 100 nm, and the particle diameters (D 50 ) of the second silver nanoparticles and the copper nanoparticles are 10 nm or less. composition.
 제 1 항에 있어서,
상기 제2 은 나노입자는 전체 100 wt% 대비 50 wt% 이상인 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물.
According to claim 1,
The composition for bonding a metal sintered electronic device, characterized in that the second silver nanoparticles are 50 wt% or more relative to 100 wt% of the total.
 제 1 항에 있어서,
상기 구리 나노입자는 전제 100 wt% 대비 3 내지 20 wt%인 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물.
According to claim 1,
The copper nanoparticles are a metal sintered electronic device adhesive composition, characterized in that 3 to 20 wt% compared to the total 100 wt%.
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 금속소결형 전자소자 접착용 조성물은 분산매를 더 포함하고, 상기 분산매는 물, 알코올 또는 에테르인 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물.
According to claim 1,
The composition for bonding a sintered metal electronic element further comprises a dispersion medium, wherein the dispersion medium is water, alcohol or ether.
 제 1항에 있어서,
상기 금속소결형 전자소자 접착용 조성물은 에폭시(epoxy)계 수지 또는 실록산(siloxane)계 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물.
According to claim 1,
The composition for bonding a sintered metal electronic element further comprises an epoxy-based resin or a siloxane-based resin.
 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항의 금속소결형 전자소자 접착용 조성물을 소결하여 제조된 전자소자.
An electronic device manufactured by sintering the composition for bonding a metal sintered electronic device according to any one of claims 1 to 3, 5 and 6.
 (1) 은(Ag)염 용액에 금속환원성 유기물 전구체와 환원제를 혼합하여 제1 은 나노입자를 제조하는 단계;
(2) 은(Ag)염 용액을 금속환원성 유기물 전구체와 환원제를 혼합하여 상기 제1 은 나노입자보다 작은 입경을 갖는 제2 은 나노입자는 제조하는 단계;
(3) 구리(Cu)염 용액에 금속환원성 유기물 전구체와 환원제를 혼합하여 상기 제2 은 나노입자의 입경보다 입경이 작거나 같은 구리 나노입자를 제조하는 단계; 및
(4) 상기 제1 은 나노입자, 상기 제2 은 나노입자 및 상기 구리 나노입자를 혼합하는 단계를 포함하며,
상기 제1 은 나노입자와 상기 제2 은 나노입자의 입경 비율은 5 내지 50 : 1이며, 상기 제1 은 나노입자와 상기 구리 나노입자의 입경 비율은 5 내지 50 : 1 이고,
상기 제1 은 나노입자의 입경(D50)은 50 내지 100 nm이며, 상기 제2 은 나노입자와 상기 구리 나노입자의 입경(D50) 10 nm 이하인 금속소결형 전자소자 접착용 조성물의 제조방법.
(1) preparing first silver nanoparticles by mixing a metal reducing organic precursor and a reducing agent in a silver (Ag) salt solution;
(2) preparing second silver nanoparticles having a particle diameter smaller than that of the first silver nanoparticles by mixing a silver (Ag) salt solution with a metal reducing organic precursor and a reducing agent;
(3) mixing a metal reducing organic precursor and a reducing agent in a copper (Cu) salt solution to prepare copper nanoparticles having a particle diameter smaller than or equal to that of the second silver nanoparticles; and
(4) mixing the first silver nanoparticles, the second silver nanoparticles, and the copper nanoparticles;
The particle size ratio of the first silver nanoparticles and the second silver nanoparticles is 5 to 50:1, and the particle size ratio of the first silver nanoparticles to the copper nanoparticles is 5 to 50:1;
The first silver nanoparticles have a particle diameter (D 50 ) of 50 to 100 nm, and the second silver nanoparticles and the copper nanoparticles have a particle diameter (D 50 ) of 10 nm or less. .
 제 8 항에 있어서,
상기 (1) 단계 및 상기 (2) 단계의 은(Ag)염은 질산은(AgNO3), 초산은(CH3COOAg) 또는 황산은(Ag2SO4)인 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물의 제조방법.
According to claim 8,
The silver (Ag) salt in steps (1) and (2) is silver nitrate (AgNO 3 ), silver acetate (CH 3 COOAg) or silver sulfate (Ag 2 SO 4 ) Adhesion to a metal sintered electronic device, characterized in that A method for preparing a composition for use.
 제 8 항에 있어서,
상기 (3) 단계의 구리(Cu)염은 질산구리(CuNO3), 초산구리(Cu(OAc)2) 또는 황산구리(CuSO4)인 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물의 제조방법.
According to claim 8,
The copper (Cu) salt in step (3) is copper nitrate (CuNO 3 ), copper acetate (Cu(OAc) 2 ) or copper sulfate (CuSO 4 ) Method for producing a composition for bonding a sintered metal electronic device, characterized in that .
 제 8 항에 있어서,
상기 (1) 내지 (3) 단계의 금속환원성 유기물 전구체는 각각 독립적으로, 소듐시트레이트(C6H5O7Na3), 3-메톡시프로필아민(CH3O(CH2)3NH2), 3-아미노프로판올(HO(CH2)3NH2), 소듐옥살레이트(Na2C2O4), 소듐아스코베이트(NaC6H7O6), 소듐글루코네이트(NaC6H11O7), 포도당(glucose), 에틸렌글리콜(ethylene glycol)으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물의 제조방법.
According to claim 8,
The metal-reducing organic precursors in steps (1) to (3) are each independently sodium citrate (C 6 H 5 O 7 Na 3 ), 3-methoxypropylamine (CH 3 O(CH 2 ) 3 NH 2 ), 3-aminopropanol (HO(CH 2 ) 3 NH 2 ), sodium oxalate (Na 2 C 2 O 4 ), sodium ascorbate (NaC 6 H 7 O 6 ), sodium gluconate (NaC 6 H 11 O 7 ), glucose (glucose), ethylene glycol (ethylene glycol) a method for producing a composition for bonding a metal sintered electronic device, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
 제 8 항에 있어서,
상기 (1) 내지 (3) 단계의 환원제는 각각 독립적으로, 황산철(FeSO4), 포름산(HCOOH), 소듐보로하이드라이드(NaBH4), 히드라진(N2H4), 초산(CH3COOH)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물의 제조방법.
According to claim 8,
The reducing agents in steps (1) to (3) are each independently iron sulfate (FeSO 4 ), formic acid (HCOOH), sodium borohydride (NaBH 4 ), hydrazine (N 2 H 4 ), acetic acid (CH 3 COOH) method for producing a composition for bonding a metal sintered electronic device, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
 제 8 항에 있어서,
상기 (4) 단계는 분산제를 더 첨가하며,
상기 분산제는 PVP(poly vinyl pyrrolidone), CTAB(cetyltrimethyl ammonium bromide) 또는 PEG(polyethylene glycol)인 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물의 제조방법.
According to claim 8,
Step (4) further adds a dispersant,
The dispersant is a method for producing a metal sintered electronic device adhesive composition, characterized in that PVP (poly vinyl pyrrolidone), CTAB (cetyltrimethyl ammonium bromide) or PEG (polyethylene glycol).
 제 8 항에 있어서,
상기 (4)단계에서 총 100 wt% 대비 상기 제2 은 나노입자는 50 wt% 이상이고, 상기 구리 나노입자는 3 내지 20 wt% 인 것을 특징으로 하는 금속소결형 전자소자 접착용 조성물의 제조방법.According to claim 8,
Method for producing a composition for bonding a metal sintered electronic device, characterized in that in step (4), the second silver nanoparticles are 50 wt% or more and the copper nanoparticles are 3 to 20 wt% relative to the total 100 wt% .
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