本發(fā)明涉及金屬粉燒結(jié)漿料、其制造方法、以及導(dǎo)電性材料的制造方法。
背景技術(shù):
以往,已知在以發(fā)光元件作為光源的發(fā)光裝置、功率半導(dǎo)體裝置中,在向安裝構(gòu)件上配置功率半導(dǎo)體元件等時(shí),使用在有機(jī)溶劑等分散介質(zhì)中分散有金屬粒子的金屬粉燒結(jié)漿料。在安裝構(gòu)件與功率半導(dǎo)體元件等之間配置金屬粉燒結(jié)漿料,利用200℃左右的加熱將金屬粉燒結(jié)漿料中的金屬粒子之間燒結(jié),由此進(jìn)行接合。
另外,作為發(fā)光元件與安裝構(gòu)件的接合方法,已知有將含有樹脂的膠粘劑、使用了共晶的無(wú)鉛焊料配置于發(fā)光元件與安裝構(gòu)件之間的方法。
但是,由于無(wú)鉛焊料通常熔點(diǎn)為300℃以上,因此會(huì)因高溫加熱所致的構(gòu)件劣化、接合后冷卻時(shí)的基板與構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)的差所致的應(yīng)力而有可能產(chǎn)生構(gòu)件損傷。由此,使用無(wú)鉛焊料的方法也會(huì)有能夠使用的構(gòu)件的選擇項(xiàng)窄的情況。
在金屬粉燒結(jié)漿料中,例如在作為金屬粉使用銀的情況下,成為理論上的耐熱極限的銀的熔點(diǎn)約為962℃,利用200℃左右的加熱進(jìn)行接合。因而,金屬粉燒結(jié)漿料在所得的發(fā)光裝置的接合溫度及耐熱性的方面,比使用了共晶的無(wú)鉛共晶焊料更優(yōu)異。
另外在金屬粉燒結(jié)漿料中,在作為金屬粉不含有金的情況下,比發(fā)光元件的安裝中經(jīng)常使用的金錫共晶焊料更廉價(jià)。
雖然在金屬粉燒結(jié)漿料中也有含有樹脂的材料,然而從燒結(jié)時(shí)需要更高溫度的方面、以及樹脂成分或樹脂的揮發(fā)成分會(huì)污染周邊構(gòu)件的方面考慮,不含有樹脂而以揮發(fā)性有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的材料更優(yōu)異。
使用金屬粉燒結(jié)漿料的方法與使用含有樹脂的膠粘劑的方法相比,不會(huì)產(chǎn)生樹脂劣化,因此在所得的發(fā)光裝置的耐熱性、散熱性的方面優(yōu)異。
作為金屬粉燒結(jié)漿料,例如為包含加熱燒結(jié)性金屬粒子和助熔劑的漿料狀,已知有借助因加熱而燒結(jié)成為具有與該金屬粒子同等的熔點(diǎn)的多孔燒結(jié)物的金屬制構(gòu)件用接合材料的金屬制構(gòu)件接合體的制造方法(例如專利第5301385號(hào))。具體而言,該方法是如下的金屬制構(gòu)件接合體的制造方法,即,使由(a)平均粒徑(中值粒徑d50)為0.2μm以上且為10μm以下、熔點(diǎn)高于400℃而具有加熱燒結(jié)性的銀粒子或銅粒子、以及(b)包含(b)作為氧化膜除去活性劑的胺類的鹽酸鹽或溴酸鹽、羧酸或有機(jī)鹵化物、(c)觸變劑、和(d)溶劑的液狀物、或者包含(b)作為氧化膜除去活性劑的胺類的鹽酸鹽或溴酸鹽、羧酸或有機(jī)鹵化物和(d)溶劑的液狀物構(gòu)成的漿料狀物夾設(shè)于多個(gè)金屬制構(gòu)件間,在200℃以上且400℃以下進(jìn)行加熱,由此將銀粒子或銅粒子(a)之間燒結(jié)成為具有與銀粒子或銅粒子(a)同等的熔點(diǎn)、剖面中的空隙率為5~50面積%的多孔燒結(jié)物,將多個(gè)金屬制構(gòu)件之間接合。
另外,作為金屬粉燒結(jié)漿料,還已知有如下的金屬微粒分散體,即,是使在表面吸附有分散劑的金屬微粒分散于分散介質(zhì)中而成的金屬微粒分散體,該分散劑在分子內(nèi)具有羧基及羥基的至少一方,該分散介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為12.0以上(日本特開2007-200775號(hào))。
此外,作為金屬粉燒結(jié)漿料,已知有如下的金屬微粒分散液,即,使由脂肪酸和脂肪族胺覆蓋了表面的金屬微粒分散于添加有脂肪酸衍生物的疏水性溶劑中而成,所述脂肪酸衍生物是碳原子數(shù)為12~20的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯(日本專利第5778494號(hào))。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
金屬粉燒結(jié)漿料中所用的揮發(fā)性的有機(jī)溶劑與含有樹脂的膠粘劑相比粘度低,因此經(jīng)常因作為接合對(duì)象的基板側(cè)電極表面的微細(xì)的凹凸,而會(huì)有有機(jī)溶劑成分浸潤(rùn)展開的情況。有機(jī)溶劑成分的浸潤(rùn)展開是由毛細(xì)管現(xiàn)象造成的滲出現(xiàn)象。由此,會(huì)向基板內(nèi)的預(yù)料之外的部分滲出,從而會(huì)在加工過程中使有機(jī)溶劑向基板底面泄漏、或引起由污染造成的引線接合不良。
因而,本發(fā)明提供抑制了滲出發(fā)生的金屬粉燒結(jié)漿料及其制造方法、以及使用了該金屬粉燒結(jié)漿料的導(dǎo)電性材料的制造方法。
本發(fā)明的實(shí)施方式的金屬粉燒結(jié)漿料作為主成分含有平均粒徑(中值粒徑)為0.3μm~5μm的銀粒子,還含有陰離子性的表面活性劑,實(shí)質(zhì)上不含有樹脂。
本發(fā)明的實(shí)施方式的金屬粉燒結(jié)漿料的制造方法包括將陰離子性的表面活性劑與平均粒徑(中值粒徑)為0.3μm~5μm的銀粒子混合,但是實(shí)質(zhì)上不與樹脂混合。
本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)電性材料的制造方法包括將所述金屬粉燒結(jié)漿料燒成的工序。
利用本發(fā)明的金屬粉燒結(jié)漿料,可以在加熱時(shí)抑制滲出發(fā)生。
具體實(shí)施方式
以下,對(duì)本實(shí)施方式的金屬粉燒結(jié)漿料、金屬粉燒結(jié)漿料的制造方法、以及導(dǎo)電性材料及導(dǎo)電性材料的制造方法進(jìn)行說明。
本發(fā)明的金屬粉燒結(jié)漿料作為主成分含有平均粒徑(中值粒徑)為0.3μm~5μm的銀粒子,并含有陰離子性的表面活性劑,實(shí)質(zhì)上不含有樹脂。
另外,本發(fā)明的金屬粉燒結(jié)漿料的制造方法包括將陰離子性的表面活性劑與平均粒徑(中值粒徑)為0.3μm~5μm的銀粒子混合,但是實(shí)質(zhì)上不與樹脂混合。
在本發(fā)明的金屬粉燒結(jié)漿料中,對(duì)于一般具有負(fù)的表面電位的銀或金之類的電極,陰離子性的表面活性劑發(fā)揮由電場(chǎng)造成的耐滲出性,由此改善向基板底面的泄漏或污染所致的引線接合不良,能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定化的半導(dǎo)體裝置等的制造。
[銀粒子]
金屬粉燒結(jié)漿料中所用的金屬粒子的主成分為銀粒子。即意味著,金屬粒子中的銀粒子的含有率例如為70質(zhì)量%以上,優(yōu)選為80質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為90質(zhì)量%以上。該銀粒子可以是平均粒徑(中值粒徑)為1種的粒子,也可以混合使用2種以上的粒子。銀粒子的平均粒徑(中值粒徑)為0.3μm~5μm,優(yōu)選為1.0μm~4μm,更優(yōu)選為1.5μm~3.5μm。由此可以減小電阻值。對(duì)于銀粒子以外的金屬粒子,也可以使用平均粒徑(中值粒徑)為0.1μm~15μm的粒子,優(yōu)選為0.3μm~10μm,更優(yōu)選為0.3μm~5μm。
銀粒子的粒徑小于0.3μm的粒子的含量?jī)?yōu)選為5質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為4質(zhì)量%以下。
銀粒子的粒徑為0.5μm以下的粒子的含量?jī)?yōu)選為15質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為10質(zhì)量%以下。
銀粒子的平均粒徑(中值粒徑)可以利用激光衍射法測(cè)定。而且,所謂平均粒徑(中值粒徑),是指根據(jù)粒度分布求出的累計(jì)堆積頻率為50%的值。以下,平均粒徑只要沒有特別指出,就是指中值粒徑。
另外,銀粒子的比表面積為0.4m2/g~1.5m2/g,優(yōu)選為0.6m2/g~0.9m2/g,更優(yōu)選為0.66m2/g~0.74m2/g。由此可以增大相鄰的銀粒子的接合面積,并且由于由銀粒子的添加造成的粘度升高小,因此可以在漿料中含有大量銀粒子。由此可以抑制空隙的產(chǎn)生,獲得高接合強(qiáng)度。作為金屬粉燒結(jié)漿料的主原料的金屬粒子的比表面積可以利用bet的方法測(cè)定。
銀粒子的形態(tài)不受限定,例如可以舉出球狀、扁平的形狀、薄片狀、多面體等,優(yōu)選薄片狀。這是因?yàn)?,通過設(shè)為薄片狀,與相鄰的銀粒子的接觸面積變大,電阻下降。金屬粒子的形態(tài)優(yōu)選對(duì)于平均粒徑為給定的范圍內(nèi)的金屬粒子是均等的。金屬粒子在混合平均粒徑為2種以上的粒子的情況下,各個(gè)平均粒徑的金屬粒子的形態(tài)可以相同,也可以不同。例如,在將平均粒徑為3μm的金屬粒子與平均粒徑為0.3μm的金屬粒子這2種混合的情況下,平均粒徑為0.3μm的金屬粒子可以為球狀,平均粒徑為3μm的金屬粒子可以為扁平的形狀。
金屬粉燒結(jié)漿料作為主成分含有銀粒子。金屬粉燒結(jié)漿料作為銀粒子以外的金屬粒子,例如可以使用金、銅、鉑、鈀、銠、釕、銥及鋨的金屬粒子的1種以上。
銀粒子的含量?jī)?yōu)選相對(duì)于漿料為70質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為85質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為90質(zhì)量%以上。這是因?yàn)?,如果銀粒子的含量為給定的范圍,則所得的導(dǎo)電性材料的接合強(qiáng)度會(huì)變高。
[表面活性劑]
在金屬粉燒結(jié)漿料中含有陰離子性的表面活性劑。利用陰離子性所致的電場(chǎng),對(duì)通常具有負(fù)的表面電位的銀或金之類的電極,陰離子性的表面活性劑發(fā)揮由電場(chǎng)所致的耐滲出性,由此可以改善向基板底面的泄漏或污染所致的引線接合不良,能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定化的半導(dǎo)體裝置的制造。
表面活性劑優(yōu)選揮發(fā)性高的物質(zhì)。具體而言在tg-dta(差熱·熱重量同時(shí)分析)中從室溫附近以每分鐘2℃升溫時(shí),優(yōu)選350℃時(shí)的殘?jiān)鄬?duì)于初始質(zhì)量為20質(zhì)量%以下的物質(zhì),更優(yōu)選為5質(zhì)量%以下的物質(zhì)。這是因?yàn)?,如果所述殘?jiān)鼮?0質(zhì)量%以下,則燒成時(shí)揮發(fā)殘?jiān)粫?huì)抑制燒結(jié),因此接合強(qiáng)度提高。
陰離子性表面活性劑優(yōu)選為包含羧基、或其鹽的羧酸型,更優(yōu)選為以下式(i)表示的羧酸型。
r1o(ch2ch(r2)o)n1ch2coor3(i)
[式中,r1為碳原子數(shù)7以上的具有直鏈或支鏈的烷基,r2為-h(huán)或-ch3或-ch2ch3、-ch2ch2ch3的任意一種,r3為-h(huán)或堿金屬,n1為2~5的范圍。]
另外,所述陰離子性表面活性劑更優(yōu)選為以下述式(ii)表示的羧酸型。
r11-c(o)n(r12)(ch2)n2coor13(ii)
[式中,r11為碳原子數(shù)7以上的具有直鏈或支鏈的烷基,r12為-h(huán)或-ch3或-ch2ch3、-ch2ch2ch3的任意一種,r13為-h(huán)、nh+(c2h4oh)3或堿金屬,n2為1~5的范圍。]
另外,所述陰離子性表面活性劑優(yōu)選為以下述式(iii)表示的羧酸型。
r21-ch=ch-(ch2)n3coor22(iii)
[式中,r21為碳原子數(shù)7以上的具有直鏈或支鏈的烷基,r22為-h(huán)或堿金屬,n3為1~10的范圍。]
另外,所述陰離子性表面活性劑更優(yōu)選為以下述式(iv)表示的羧酸型。
r31-coor32(iv)
[式中,r31為由oh或coor33(r33為堿金屬)任意取代了的碳原子數(shù)7以上的具有直鏈或支鏈的烷基或烷氧基,r32為-h(huán)或堿金屬。]
另外,所述陰離子性表面活性劑優(yōu)選為包含磺基、或其鹽的磺酸型,更優(yōu)選為以下述式(v)表示的磺酸型。
r41-so3r42(v)
[式中,r41為由oh或coor43(r43為烷基)任意取代了的碳原子數(shù)7以上的具有直鏈或支鏈的烷基、芳烷基或烯基或者芳烷基,r42為-h(huán)或堿金屬。]
另外,陰離子性表面活性劑優(yōu)選為包含羧基、或其鹽和磺基、或其鹽雙方的羧酸-磺酸型,更優(yōu)選為以下述式(vi)表示的羧酸-磺酸型。
[式中,r51為碳原子數(shù)7以上的具有直鏈或支鏈的烷氧基或r54-conh-(r54為碳原子數(shù)7以上的具有直鏈或支鏈的烷基),r52及r53為-h(huán)或堿金屬,n5為1~8的范圍,n6為0~1的范圍,n7為0~1的范圍。]
另外,陰離子性表面活性劑優(yōu)選為磷酸酯結(jié)構(gòu)、或作為其鹽的磷酸酯型,更優(yōu)選為以下述式(vii)表示的硫酸酯型。
r61-o-po(or62)or63(vii)
[式中,r61及r62為具有直鏈或支鏈的烷基,r63為-h(huán)或堿金屬。]
表面活性劑的含量?jī)?yōu)選相對(duì)于漿料以10質(zhì)量%為上限。另外,表面活性劑的含量?jī)?yōu)選相對(duì)于漿料為2質(zhì)量%以下。這是因?yàn)?,可以利用燒成使之完全地?fù)]發(fā)。
表面活性劑優(yōu)選與表面粗糙度ra為0.04μm的金電極的接觸角為10度以上。這是因?yàn)?,任意地包含的分散介質(zhì)的滲出可以得到抑制。金屬粉燒結(jié)漿料中所含的表面活性劑的接觸角可以利用接觸角計(jì)測(cè)定。
表面活性劑優(yōu)選在25℃為液狀。這是因?yàn)椋瑵{料中的固體成分受到抑制,因此可以含有大量銀粉,從而難以產(chǎn)生空隙。
[有機(jī)溶劑]
金屬粉燒結(jié)漿料優(yōu)選作為分散介質(zhì)含有有機(jī)溶劑。這是因?yàn)?,通過將銀粒子均勻地分散于有機(jī)溶劑中,可以利用印刷、點(diǎn)膠之類的方法有效地進(jìn)行高品質(zhì)的涂布。
在金屬粉燒結(jié)漿料中也有含有樹脂的材料,然而從燒結(jié)時(shí)需要更高溫度的方面、以及樹脂成分、或其揮發(fā)成分污染周邊構(gòu)件的方面考慮,不含有樹脂而以揮發(fā)性有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的材料更優(yōu)異。但是,由于金屬粉燒結(jié)漿料中常用的揮發(fā)性的有機(jī)溶劑與含有樹脂的膠粘劑相比粘度低,因此經(jīng)常會(huì)因作為接合對(duì)象的基板側(cè)電極表面的微細(xì)的凹凸而有有機(jī)溶劑成分浸潤(rùn)展開的情況。該情況下,會(huì)因向基板內(nèi)的預(yù)料之外的部分滲出,而在加工過程中使有機(jī)溶劑向基板底面泄漏、或引起由污染造成的引線接合不良。另一方面,在本實(shí)施方式的金屬粉燒結(jié)漿料中,由于含有陰離子性表面活性劑,因此即使在含有有機(jī)溶劑的情況下,也可以抑制其滲出。
分散介質(zhì)可以是1種有機(jī)溶劑,也可以是2種以上的有機(jī)溶劑的混合物,優(yōu)選為二醇與醚的混合物。這是因?yàn)?,利用使用此種分散介質(zhì)的金屬粉燒結(jié)漿料可以在低溫下將元件與安裝構(gòu)件接合。
分散介質(zhì)的沸點(diǎn)優(yōu)選為300℃以下,更優(yōu)選為150℃~250℃。這是因?yàn)?,如果分散介質(zhì)的沸點(diǎn)為150℃~250℃的范圍,則可以抑制由分散介質(zhì)揮發(fā)造成的金屬粉燒結(jié)漿料的室溫時(shí)粘度變化,操作性良好。此外,如果分散介質(zhì)的沸點(diǎn)為該范圍,則可以利用燒成使所述分散介質(zhì)完全揮發(fā)。
作為二醇,例如可以舉出乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、新戊二醇(2,2-二甲基丙烷-1,3-二醇)、1,2-己二醇、2,5-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇等脂肪族二醇類;2,2-雙(4-羥基環(huán)己基)丙烷、2,2-雙(4-羥基環(huán)己基)丙烷的環(huán)氧烷烴加成物;1,4-環(huán)己二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇等脂環(huán)族二醇類。
作為醚,例如可以舉出二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚、二丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、二丙二醇正丁醚、丙二醇苯醚、二丙二醇二甲醚、1,3-二氧戊環(huán)、乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚等。
在分散介質(zhì)為二醇與醚的混合物的情況下,二醇與醚的質(zhì)量比優(yōu)選為二醇:醚=7~9:2。這是因?yàn)椋檬褂么朔N有機(jī)溶劑的混合物的金屬粉燒結(jié)漿料可以在低溫下將元件與安裝構(gòu)件接合。
對(duì)于分散介質(zhì)的含量,由于必需粘度根據(jù)金屬粉燒結(jié)漿料的涂布方法而變化,因此沒有特別限定。為了抑制將金屬粉燒結(jié)漿料燒成而得的燒結(jié)體接合層的空隙率,相對(duì)于金屬粉燒結(jié)漿料而言的分散介質(zhì)的含量?jī)?yōu)選以30質(zhì)量%為上限。
[樹脂]
金屬粉燒結(jié)漿料實(shí)質(zhì)上不含有樹脂。作為樹脂,可以舉出環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等粘結(jié)劑、聚酰胺樹脂等固化劑。
<金屬粉燒結(jié)漿料的制造方法>
另外,提供一種金屬粉燒結(jié)漿料的制造方法,該制造方法包括將陰離子性的表面活性劑與平均粒徑(中值粒徑)為0.3μm~5μm的銀粒子混合,但是實(shí)質(zhì)上不與樹脂混合。
在金屬粉燒結(jié)漿料還含有分散介質(zhì)的情況下,金屬粉燒結(jié)漿料的制造方法包括將陰離子性的表面活性劑、平均粒徑為0.3μm~5μm的銀粒子、和分散介質(zhì)混合,但是實(shí)質(zhì)上不與樹脂混合。
金屬粉燒結(jié)漿料的制造方法中的混合可以在室溫下進(jìn)行,優(yōu)選包括脫泡工序。通過包括脫泡工序,可以防止因氣泡進(jìn)入到芯片下而造成的接合強(qiáng)度的降低。
<金屬粉燒結(jié)漿料>
優(yōu)選可以利用170℃60分鐘的借助大氣烘箱的燒成得到電阻為6μω·cm以下的導(dǎo)電性材料的金屬粉燒結(jié)漿料。
優(yōu)選如下的金屬粉燒結(jié)漿料,即,向表面粗糙度ra為0.04μm的金電極涂布金屬粉燒結(jié)漿料,在20分鐘待機(jī)后分散介質(zhì)浸潤(rùn)展開的直徑/原來(lái)的漿料直徑為1.4以下。這是因?yàn)?,此種金屬粉燒結(jié)漿料可以改善由向基板底面的泄漏或污染造成的引線接合不良,從而能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定化的半導(dǎo)體裝置的制造。
優(yōu)選具有如下特征的所述金屬粉燒結(jié)漿料,即,向表面粗糙度ra為0.48μm的金電極涂布金屬粉燒結(jié)漿料,在20分鐘待機(jī)后分散介質(zhì)浸潤(rùn)展開的直徑/原來(lái)的漿料直徑為3.0以下。這是因?yàn)?,此種金屬粉燒結(jié)漿料可以改善由向基板底面的泄漏或污染造成的引線接合不良,從而能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定化的半導(dǎo)體裝置的制造。
<導(dǎo)電性材料的制造方法>
另外,本發(fā)明提供一種導(dǎo)電性材料的制造方法,該制造方法包括將本發(fā)明的金屬粉燒結(jié)漿料燒成的工序。
[燒成條件]
所述燒成可以在非氧化性氣氛下、大氣下、真空氣氛下、氧氣或混合氣體氣氛下、氣流中等氣氛下等進(jìn)行,優(yōu)選在氧氣、臭氧或大氣氣氛下進(jìn)行。這是因?yàn)?,如果在該氣氛下燒成,則銀的熱擴(kuò)散被加速,可以得到具有更高的燒結(jié)強(qiáng)度的導(dǎo)電性材料。
本發(fā)明中,所述燒成優(yōu)選在150℃~320℃的范圍的溫度下進(jìn)行。這是因?yàn)椋谠摐囟确秶袩傻那闆r下,可以在比安裝有半導(dǎo)體元件等的樹脂封裝件的熔點(diǎn)低的溫度下進(jìn)行金屬接合。另外,燒成更優(yōu)選在160℃~260℃的范圍的溫度下進(jìn)行,進(jìn)一步優(yōu)選在170℃~195℃的范圍的溫度下進(jìn)行。這是因?yàn)?,以往的設(shè)想為含有樹脂的膠粘劑的引線框包含在200℃以上發(fā)生劣化的構(gòu)件。
優(yōu)選如下所示地進(jìn)行所述燒成,即,向表面粗糙度ra為0.04μm的金電極涂布金屬粉燒結(jié)漿料,在20分鐘待機(jī)后,(分散介質(zhì)浸潤(rùn)展開的直徑)/(原來(lái)的漿料直徑)為1.4以下。為了獲得此種物性,只要添加所述陰離子性表面活性劑即可。
優(yōu)選如下所示地進(jìn)行燒成,即,向表面粗糙度ra為0.48μm的金電極涂布金屬粉燒結(jié)漿料,在20分鐘待機(jī)后,(分散介質(zhì)浸潤(rùn)展開的直徑)/(原來(lái)的漿料直徑)為3.0以下。為了獲得此種物性,只要添加所述陰離子性表面活性劑即可。
<導(dǎo)電性材料>
本發(fā)明的導(dǎo)電性材料是將本發(fā)明的金屬粉燒結(jié)漿料燒成而得。所述導(dǎo)電性材料的空隙率優(yōu)選為5體積%~35體積%,更優(yōu)選為5體積%~25體積%,進(jìn)一步優(yōu)選為5體積%~20體積%。導(dǎo)電性材料具有接合強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的導(dǎo)電性材料的電阻值優(yōu)選為50μω·cm以下。這是因?yàn)椋娮柙降?,在作為電極使用時(shí)越能夠抑制電力的損失,另外散熱性越優(yōu)異。電阻值更優(yōu)選為10μω·cm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為6μω·cm以下。
[實(shí)施例]
以下,以實(shí)施例、比較例、參考例為基礎(chǔ),對(duì)本實(shí)施方式的金屬粉燒結(jié)漿料、金屬粉燒結(jié)漿料的制造方法、導(dǎo)電性材料、以及導(dǎo)電性材料的制造方法進(jìn)行說明。
[實(shí)施例1]
將作為有機(jī)溶劑的2-乙基-1,3-己二醇(0.58g)和二乙二醇單丁醚(0.14g)、以及陰離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“beaulightlca-h(huán)”、月桂醇聚醚(ラウレス)-5-羧酸、25℃時(shí)為液狀、0.09g)利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機(jī)(商品名“去泡練太郎ar-250”、株式會(huì)社thinky制)攪拌1分鐘,然后進(jìn)行15秒脫泡,以此作為1個(gè)循環(huán),使用1個(gè)循環(huán)進(jìn)行攪拌,得到溶劑混合物。
量取薄片狀銀粒子(福田金屬箔粉工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“agc-239”、薄片狀、平均粒徑(中值粒徑)為2.7μm、比表面積為0.7m2/g、粒徑小于0.3μm的粒子的含量為1質(zhì)量%、粒徑為0.5μm以下的粒子的含量為3質(zhì)量%、9.19g)后加入所述溶劑混合物中。將所得的混合物利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機(jī)(商品名“去泡練太郎ar-250”、株式會(huì)社thinky制)進(jìn)行1分鐘攪拌及15秒脫泡,以此作為1個(gè)循環(huán),使用1個(gè)循環(huán)進(jìn)行攪拌,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例2]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“beaulightlca-25nh”、月桂醇聚醚-4-羧酸、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例3]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(花王株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“カオーセラ8110”、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例4]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“beaulightlca-30d”、月桂醇聚醚-4羧酸鈉、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例5]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“beaulightlca-25n”、月桂醇聚醚-4羧酸鈉、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例6]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“beaulighteca”、十三烷醇聚醚(トリデセス)-4羧酸鈉、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例7]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“oleioylsarcosine221p”、n-油?;璶-甲基甘氨酸(油酰基肌氨酸)、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例8]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“nonsoulok-1”、油酸鉀(水溶液)、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例9]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“softiltas-l”、n-十二?;璶-甲基-β-丙氨酸鈉鹽、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例10]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“softiltat-l”、n-十二?;璶-甲基-β-丙氨酸三乙醇胺鹽、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例11]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“firetl”、n-月桂?;璶-甲基甘氨酸-鈉鹽、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例12]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“nonsoulok-2”、油酸鉀(水溶液)、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例13]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“nonsoullk-30”、椰子油脂肪酸鉀(水溶液)、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例14]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“beaulightshaa”、月桂基甘醇乙酸na、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例15]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(花王株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“l(fā)atemulask”、烯基琥珀酸二鉀、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例16]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(第一工業(yè)制藥公司制、產(chǎn)品名“neohitenols-70”、聚氧乙烯烷基磺基琥珀酸二鈉、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例17]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“beaulightess”、鏈烷醇聚醚(パレス)磺基琥珀酸(c12-14)酯二鈉、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例18]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“beaulighta-5000”、月桂?;掖及?ラウラミド)peg-5醚磺基琥珀酸酯二鈉、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例19]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“persoftsk”、烷基硫酸酯-鈉鹽、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例20]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“newrexr-25l”、直鏈型烷基苯磺酸鈉、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例21]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“sunbase”、α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例22]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(日油公司制、產(chǎn)品名“nissantruxk-40”、聚氧乙烯-月桂醚-硫酸酯鈉鹽、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例23]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(第一工業(yè)制藥公司制、產(chǎn)品名“neogenao-90”、α-烯烴磺酸鈉、25℃時(shí)為粉末、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例24]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(花王株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“l(fā)atemulps”、烷基磺酸鈉、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[實(shí)施例25]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(第一工業(yè)制藥公司制、產(chǎn)品名“plysurfdbs”、烷基磷酸酯鈉、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[比較例1]
除了作為液狀表面活性劑使用了陽(yáng)離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“rebontm-16”、氯化十六烷基三甲基銨、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[比較例2]
除了作為液狀表面活性劑使用了非離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“emulminenl-70”、月桂醇聚醚-7、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[比較例3]
除了作為液狀表面活性劑使用了非離子性液狀表面活性劑(花王株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“カオーセラ8200”、25℃時(shí)為液狀、0.09g)以外,與實(shí)施例1相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
[比較例4]
將作為有機(jī)溶劑的2-乙基-1,3-己二醇(0.65g)與二乙二醇單丁醚(0.16g)混合,利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機(jī)(商品名“去泡練太郎ar-250”、株式會(huì)社thinky制)進(jìn)行1分鐘攪拌及15秒脫泡,以此作為1個(gè)循環(huán),使用1個(gè)循環(huán)進(jìn)行攪拌,得到溶劑混合物。
量取薄片狀銀粒子(福田金屬箔粉工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“agc-239”、9.19g)后加入溶劑混合物中。將所得的混合物利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機(jī)(商品名“去泡練太郎ar-250”、株式會(huì)社thinky制)進(jìn)行1分鐘攪拌及15秒脫泡,以此作為1個(gè)循環(huán),使用1個(gè)循環(huán)進(jìn)行攪拌,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.9質(zhì)量%)。
表1及2中表示出實(shí)施例1至25及比較例1至4的滲出比、電阻和接合強(qiáng)度的測(cè)定結(jié)果。電阻測(cè)定的結(jié)果是,電阻為10μω·cm以上的樣品在接合性方面無(wú)法期待,因此從接合強(qiáng)度的評(píng)價(jià)中除去一部分。另外表3中表示出對(duì)表1中結(jié)果良好的實(shí)施例1、和未添加表面活性劑的比較例4改變燒成溫度后測(cè)定電阻而得的結(jié)果。滲出比、電阻和接合強(qiáng)度的測(cè)定如下所示地進(jìn)行。
將所得的金屬粉燒結(jié)漿料利用壓印法以達(dá)到170±50μm的直徑的方式涂布于在表面具有表面粗糙度ra0.04μm的金電極的基板上,在20分鐘待機(jī)后測(cè)定滲出的包含分散介質(zhì)的直徑,算出滲出比=滲出后的直徑/原來(lái)的漿料直徑。
將所得的金屬粉燒結(jié)漿料利用絲網(wǎng)印刷法以厚度100μm涂布于玻璃基板(厚1mm)。將涂布有導(dǎo)電性材料用組合物的玻璃基板在表1及2中的170℃、表3中的指定溫度下、在大氣氣氛下加熱60分鐘。對(duì)所得的布線(導(dǎo)電性材料)使用產(chǎn)品名“mcp-t600”(三菱化學(xué)株式會(huì)社制)利用4端子法測(cè)定出電阻。
將所得的金屬粉燒結(jié)漿料利用壓印法涂布于在表面具有銀電極的基板上,安裝上具有在背面具有銀電極、外形500×300μm、厚150μm的藍(lán)寶石基板的半導(dǎo)體元件。將借助金屬粉燒結(jié)漿料安裝有半導(dǎo)體元件的基板用大氣烘箱在170℃加熱60分鐘,其后,進(jìn)行了冷卻。沿從基板剝離半導(dǎo)體元件的方向施加剪切力,測(cè)定出剝離時(shí)的強(qiáng)度,作為接合強(qiáng)度。
另外,對(duì)表1及2中實(shí)施例1至15及比較例1至3中所用的表面活性劑進(jìn)行借助tg-dta的揮發(fā)性評(píng)價(jià),并補(bǔ)寫上350℃時(shí)的殘?jiān)?質(zhì)量%)。tg-dta是使用siinanotechnology公司的tg/dta6300,使用鋁制開放式樣品盤,在樣品質(zhì)量5mg、氣體流量每分鐘200ml氣體、開始溫度30℃、升溫速度每分鐘2℃的條件下實(shí)施,以相對(duì)于初始質(zhì)量的比率算出到達(dá)350℃時(shí)的殘?jiān)|(zhì)量。
表1
表2
表3
如表1及2所示,與未添加表面活性劑的比較例4相比,對(duì)于添加有陰離子性表面活性劑的實(shí)施例1~25,滲出比全都變小,可以觀察到改善。相反在加入了陽(yáng)離子性表面活性劑的比較例1中沒有觀測(cè)到變化,在加入了非離子性表面活性劑的比較例2及3中滲出比反而變大,發(fā)生了惡化。從以上的情況可以清楚地看到,滲出性因陰離子性表面活性劑而得到改善。
另一方面,對(duì)于燒結(jié)性,在作為陰離子性的羧酸型的實(shí)施例1~15中,僅350℃殘?jiān)笥?0質(zhì)量%的揮發(fā)性差的實(shí)施例6和實(shí)施例15與未添加的比較例4相比發(fā)生了惡化。此外僅350℃殘?jiān)鼮?質(zhì)量%以下的、揮發(fā)性良好的實(shí)施例1~3可以得到大于40mpa的高接合強(qiáng)度。
另一方面,在使用了陽(yáng)離子性表面活性劑的比較例1中,雖然350℃殘?jiān)鼮?質(zhì)量%以下,然而接合強(qiáng)度低至5mpa。就使用了非離子性表面活性劑的樣品而言,在揮發(fā)性差的比較例3中接合強(qiáng)度低,在揮發(fā)性好的比較例2中高。但是,如果與陰離子性表面活性劑的實(shí)施例1~3比較,則盡管揮發(fā)性勝出,然而接合強(qiáng)度沒有達(dá)到40mpa。
從以上的結(jié)果可知,通過使用陰離子性表面活性劑,可以改善滲出性,而且通過選擇揮發(fā)性高的表面活性劑,可以維持或提高接合強(qiáng)度。具體而言350℃殘?jiān)鼉?yōu)選為20質(zhì)量%以下,最優(yōu)選為5質(zhì)量%以下。在觀察到改善的實(shí)施例1中如表3所示確認(rèn)在低溫下達(dá)到低電阻,作為燒成溫度在與樹脂膠粘系的材料同等的180℃附近即可認(rèn)為足夠。
[實(shí)施例26]
將作為有機(jī)溶劑的2-乙基-1,3-己二醇(0.38g)和二乙二醇單丁醚(0.09g)、以及陰離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“beaulightlca-h(huán)”、月桂醇聚醚-5-羧酸、25℃時(shí)為液狀、0.05g)利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機(jī)(商品名“去泡練太郎ar-250”、株式會(huì)社thinky制)攪拌1分鐘,然后進(jìn)行15秒的脫泡,以此作為1個(gè)循環(huán),使用1個(gè)循環(huán)進(jìn)行攪拌,得到溶劑混合物。
量取薄片狀銀粒子(福田金屬箔粉工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“agc-239”、薄片狀、平均粒徑(中值粒徑)為2.5μm、比表面積為0.7m2/g、粒徑小于0.3μm的粒子的含量為1質(zhì)量%、粒徑0.5μm以下的粒子的含量為3質(zhì)量%、5.00g)后加入所述溶劑混合物中。將所得的混合物利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機(jī)(商品名“去泡練太郎ar-250”、株式會(huì)社thinky制)攪拌1分鐘并進(jìn)行15秒的脫泡,以此作為1個(gè)循環(huán),使用1個(gè)循環(huán)進(jìn)行攪拌。攪拌后,使用網(wǎng)布(330t網(wǎng)布、線徑40μm)過濾,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為90.6質(zhì)量%)。
[實(shí)施例27]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(三洋化成工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“beaulightlca-25nh”、月桂醇聚醚-4-羧酸、25℃時(shí)為液狀、0.05g)以外,與實(shí)施例26相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為90.6質(zhì)量%)。
[實(shí)施例28]
除了作為液狀表面活性劑使用了陰離子性液狀表面活性劑(花王株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“カオーセラ8110”、25℃時(shí)為液狀、0.05g)以外,與實(shí)施例26相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為90.6質(zhì)量%)。
[比較例5]
除了作為液狀表面活性劑使用了非離子性液狀表面活性劑(花王株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“カオーセラ8200”、25℃時(shí)為液狀、0.05g)以外,與實(shí)施例26相同地進(jìn)行,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為90.6質(zhì)量%)。
[比較例6]
將作為有機(jī)溶劑的2-乙基-1,3-己二醇(3.01g)與二乙二醇單丁醚(0.75g)混合,利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機(jī)(商品名“去泡練太郎ar-250”、株式會(huì)社thinky制)攪拌1分鐘并進(jìn)行15秒的脫泡,以此為1個(gè)循環(huán),使用1個(gè)循環(huán)進(jìn)行攪拌,得到溶劑混合物。
量取薄片狀銀粒子(福田金屬箔粉工業(yè)株式會(huì)社制、產(chǎn)品名“agc-239”、40.00g)后加入溶劑混合物中。將所得的混合物利用自轉(zhuǎn)/公轉(zhuǎn)攪拌機(jī)(商品名“去泡練太郎ar-250”、株式會(huì)社thinky制)攪拌1分鐘并進(jìn)行15秒的脫泡,以此作為1個(gè)循環(huán),使用1個(gè)循環(huán)進(jìn)行攪拌。攪拌后,使用網(wǎng)布(330t網(wǎng)布、線徑40μm)過濾,得到金屬粉燒結(jié)漿料(銀粒子的含量為91.4質(zhì)量%)。
表4中表示出實(shí)施例26至28及比較例5及6的原料表面活性劑與金電極的接觸角、漿料自身的滲出比、以及接合強(qiáng)度的測(cè)定結(jié)果。原料表面活性劑與金電極的接觸角和滲出比、以及接合強(qiáng)度的測(cè)定如下所示地進(jìn)行。
使用接觸角計(jì)ca-x150,對(duì)于實(shí)施例26至28及比較例5中所用的表面活性劑本身,測(cè)定出其與具有ra為0.04μm的表面粗糙度的金電極的接觸角。
將所得的金屬粉燒結(jié)漿料利用壓印法涂布于在表面具有金電極的基板上,安裝上具有在背面具有銀電極、外形500×300μm、厚150μm的藍(lán)寶石基板的半導(dǎo)體元件。將借助金屬粉燒結(jié)漿料安裝有半導(dǎo)體元件的基板用大氣烘箱在170℃加熱90分鐘,其后,進(jìn)行了冷卻。沿從基板剝離半導(dǎo)體元件的方向施加剪切力,測(cè)定出剝離時(shí)的強(qiáng)度,作為接合強(qiáng)度。
將所得的金屬粉燒結(jié)漿料利用壓印法以達(dá)到170±50μm的直徑的方式涂布于在表面具有金電極、且表面粗糙度不同的2種基板上,在20分鐘待機(jī)后測(cè)定滲出的包含分散介質(zhì)的直徑,算出滲出比=滲出后的直徑/原來(lái)的漿料直徑。
表4
如表4所示,在使用了與ra為0.04μm的金電極的接觸角大于10度的陰離子性表面活性劑的實(shí)施例26~28中,與沒有使用表面活性劑的比較例6相比,在ra為0.04μm的金電極和ra為0.48μm的金電極雙方中滲出比都變小,可以確認(rèn)難以滲出。另外在所有的條件下,金電極的ra越大,則滲出比越大。在使用了與ra為0.04μm的金電極的接觸角小于10度的非離子性表面活性劑的比較例5中,得到滲出比變大、惡化的結(jié)果。根據(jù)這些結(jié)果可知,通過添加與電極的接觸角大的表面活性劑,可以抑制滲出。
此外對(duì)于接合強(qiáng)度,如果與沒有添加表面活性劑的比較例6比較,則實(shí)施例26~28可以確保大于20mpa的充分的接合強(qiáng)度。
本實(shí)施方式的金屬粉燒結(jié)漿料例如可以適用于耐熱功率布線、部件電極、芯片粘貼、微細(xì)凸點(diǎn)、平板、太陽(yáng)能電池布線等的制造用途及晶片連接等用途、以及組合這些而制造的電子部件的制造。另外,本實(shí)施方式的導(dǎo)電性材料的制造方法例如也可以適用于制造使用了led、ld等發(fā)光元件的發(fā)光裝置時(shí)。
本發(fā)明可以不脫離其精神或基本特征地以其他方式來(lái)體現(xiàn)。本發(fā)明中給出的實(shí)施方式從所有方面考慮都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是示例性的,而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由所附的技術(shù)方案給出,而不是上述的說明,并且意圖將所有與技術(shù)方案的意思和范圍等價(jià)的變更包含在內(nèi)。