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▶ イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-11
(45)【発行日】2023-05-19
(54)【発明の名称】接合用の導電性ペースト
(51)【国際特許分類】
H05K 3/32 20060101AFI20230512BHJP
C09J 9/02 20060101ALI20230512BHJP
C09J 11/04 20060101ALI20230512BHJP
C09J 193/00 20060101ALI20230512BHJP
H01B 1/22 20060101ALI20230512BHJP
H01L 21/52 20060101ALI20230512BHJP
【ＦＩ】
H05K3/32 B
C09J9/02
C09J11/04
C09J193/00
H01B1/22 A
H01L21/52 E
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2016184511
(22)【出願日】2016-09-21
(65)【公開番号】P2018049940
(43)【公開日】2018-03-29
【審査請求日】2019-09-24
【審判番号】
【審判請求日】2022-02-04
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２７年度国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「戦略的省エネルギー技術革新プログラム／実用化開発／高熱伝導性高耐熱接合材の開発（インキュベーション研究開発＋実用化開発）」産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】390023674
【氏名又は名称】イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】松浦 有美
【合議体】
【審判長】井上 信一
【審判官】山田 正文
【審判官】畑中 博幸
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－２９８３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５１０２２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１２８５７７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
H05K3/32
C09J9/02
C09J11/04
C09J193/00
H01B1/22
H01L21/52
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電層を含む基板を準備する工程と、導電層の上に導電性ペーストを塗布する工程であって、導電性ペーストが、
１００重量部の金属粉であって、銀、銅、ニッケル、これらの合金、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される金属粉、
５～２０重量部の溶媒、
０．０１～３重量部の接着剤、および
任意選択的に、ポリマー
からなる、接合用の導電性ペーストであり、接着剤は、天然樹脂、天然樹脂誘導体、およびこれらの混合物からなる群から選択される、工程と、
塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する工程と、
導電性ペーストを、８０～４００℃の温度範囲で加熱して、導電層と電子部品とを接合する工程とを含む、電子デバイスの製造方法。
【請求項2】
接着剤は天然樹脂であり、天然樹脂が、ロジン、ダンマルガム、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の製造方法。
【請求項3】
接着剤は天然樹脂誘導体であり、天然樹脂誘導体が、水素化ロジン、酸変性ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、ロジンエステル、ロジン含有ジオール、およびこれらの混合物からなる群から選択されたロジン誘導体である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項4】
溶媒は、テキサノール、１－フェノキシ－２－プロパノール、ターピネオール、カルビトールアセテート、エチレングリコール、ブチルカルビトール、ジブチルカルビトール、ジブチルアセテートプロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルカルビトールアセテート、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル、ソルベントナフサ、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１～３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項5】
金属粉の粒径（Ｄ５０）は、０．０１～５μｍである、請求項１～４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項6】
導電性ペーストは、０．０１～３重量部の前記ポリマーを含み、前記ポリマーはエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１～５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項7】
電子部品が、半導体チップである、請求項１～６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項8】
電子部品が、ニッケル、金、およびこれらの合金からなる群から選択されるメッキ層を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項9】
導電層の上に導電性ペーストを塗布した後、塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する前に、４０～１５０℃で乾燥する工程を更に含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、接合用の導電性ペーストおよびこれを用いた電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子デバイスは半導体チップのような電子部品を有し、その電子部品は基板の導電層に導電性ペーストで接合されている。電子部品は、導電層の上に塗布された導電性ペーストの上にマウントされた後、導電性ペーストを加熱することで、基板の導電層と物理的にも電気的にも接合する。加熱後の電子部品および基板の接合が良好な電子デバイスが求められている。特許文献１は、電子デバイスの製造のための接合材を開示している。接合材は、粒径が１～２００ｎｍである銀ナノ粒子とオクタンジオールからなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－０６９７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的の１つは、電子部品を基板に十分に接合させるための導電性ペースト、およびこれを用いた電子デバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の課題を解決するための手段の一例は、導電層を含む基板を準備する工程と、
導電層の上に導電性ペーストを塗布する工程であって、導電性ペーストが、１００重量部の金属粉、５～２０重量部の溶媒、および、０．０１～３重量部の接着剤を含む、接合用の導電性ペーストであり、接着剤は、天然樹脂、天然樹脂誘導体、およびこれらの混合物からなる群から選択される、工程と、
塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する工程と、
導電性ペーストを加熱して、導電層と電子部品とを接合する工程とを含む、電子デバイスの製造方法である。
導電層の上に導電性ペーストを塗布する工程であって、導電性ペーストが、１００重量部の金属粉、５～２０重量部の溶媒、および、０．０１～３重量部の接着剤を含む、接合用の導電性ペーストであり、接着剤は、天然樹脂、天然樹脂誘導体、およびこれらの混合物からなる群から選択される、工程と、
塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する工程と、
導電性ペーストを加熱して、導電層と電子部品とを接合する工程とを含む、電子デバイスの製造方法である。
【0006】
ここで、ある実施態様では、接着剤は天然樹脂であり、天然樹脂が、ロジン、ダンマルガム、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【0007】
また、ある実施態様では、接着剤は天然樹脂誘導体であり、天然樹脂誘導体が、水素化ロジン、酸変性ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、ロジンエステル、ロジン含有ジオール、およびこれらの混合物からなる群から選択されたロジン誘導体である。
【0008】
また、ある実施態様では、溶媒は、テキサノール、１－フェノキシ－２－プロパノール、ターピネオール、カルビトールアセテート、エチレングリコール、ブチルカルビトール、ジブチルカルビトール、ジブチルアセテートプロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルカルビトールアセテート、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル、ソルベントナフサ、およびこれらの組合せからなる群から選択される。
【0009】
また、ある実施態様では、金属粉の粒径（Ｄ５０）は、０．０１～５μｍである。
【0010】
また、ある実施態様では、導電性ペーストは、さらに０．０１～３重量部のポリマーを含み、ポリマーはエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【0011】
また、ある実施態様では、電子部品が、半導体チップである。また、ある実施態様では、電子部品が、ニッケル、金、およびこれらの合金からなる群から選択されるメッキ層を含む。
【0012】
ここで、ある実施態様では、導電層の上に導電性ペーストを塗布した後、塗布された導電性ペーストの上に電子部品を搭載する前に、４０～１５０℃で乾燥する工程を更に含む。
【0013】
本発明の課題を解決するための手段の別の例は、１００重量部の金属粉、５～２０重量部の溶媒、および、０．０１～３重量部の接着剤を含む、接合用の導電性ペーストであって、接着剤は、天然樹脂、天然樹脂誘導体、およびこれらの混合物からなる群から選択される、導電性ペーストである。
【0014】
ここで、ある実施態様では、接着剤は天然樹脂であり、天然樹脂が、ロジン、ダンマルガム、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【0015】
また、ある実施態様では、接着剤は天然樹脂誘導体であり、天然樹脂誘導体が、水素化ロジン、酸変性ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、ロジンエステル、ロジン含有ジオール、およびこれらの混合物からなる群から選択されたロジン誘導体である。
【0016】
また、ある実施態様では、溶媒は、テキサノール、１－フェノキシ－２－プロパノール、ターピネオール、カルビトールアセテート、エチレングリコール、ブチルカルビトール、ジブチルカルビトール、ジブチルアセテートプロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルカルビトールアセテート、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル、ソルベントナフサ、およびこれらの組合せからなる群から選択される。
【0017】
また、ある実施態様では、金属粉の粒径（Ｄ５０）は、０．０１～５μｍである。
【0018】
また、ある実施態様では、導電性ペーストは、さらに０．０１～３重量部のポリマーを含み、ポリマーはエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【発明の効果】
【0019】
本発明の接合用の導電性ペーストおよびこれを用いた電子デバイスの製造方法によれば、電子部品を基板に十分に接合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】電子デバイスの断面の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
電子デバイスは、少なくとも導電層を有する基板と電子部品を含んでいる。基板の導電層と電子部品は、導電性ペーストによって接合される。以下、図１を参照して、電子デバイス１００の製造方法の一例を説明する。なお、ある実施態様における数値範囲の下限値および上限値は、それぞれ別の実施態様における数値範囲の上限値および下限値と組み合わせることができる。
【0022】
まず、導電層１０３を有する基板１０１を準備する。導電層１０３は、良導体および半導体を含む概念である。ある実施態様において、導電層１０３は、電子回路、電極、または電子パットである。ある実施態様において、導電層１０３は、金属層である。別の実施態様では、金属層は、銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、プラチナ、これらの合金を含む。別の実施態様では、導電層１０３は、銅層または銀層である。なお、図１において導電層１０３と基板１０１とが分離して描かれているが、本発明は、基板の上面が導電層として構成される場合を含み、基板と導電層とが一体的に構成される場合を含む。
【0023】
導電性ペースト１０５は、接合用の導電性ペーストである。導電性ペースト１０５は、良導体と良導体、良導体と半導体、または半導体と半導体を接合することができる。導電性ペースト１０５は、導電層１０３の上に塗布される。塗布された導電性ペースト１０５は、ある実施態様において５０～５００μｍの厚さ、別の実施態様において８０～３００μｍの厚さ、別の実施態様において１００～２００μｍの厚さ、を有する。ある実施態様において、導電性ペースト１０５は、スクリーン印刷で塗布される。別の実施態様において、スクリーン印刷のためにメタルマスクが用いられる。
【0024】
塗布された導電性ペースト１０５の層は、任意で、乾燥される。乾燥温度は、ある実施態様において４０～１５０℃、別の実施態様において５０～１２０℃、別の実施態様において６０～１００℃である。乾燥時間は、ある実施態様において１０～１５０分、別の実施態様において１５～８０分、別の実施態様において２０～３０分である。
【0025】
導電性ペースト１０５の層の上に電子部品１０７を搭載する。電子部品１０７は、電気的に機能するものであれば、特に限定されない。ある実施態様において、電子部品１０７は、半導体チップ、ＩＣチップ、チップ抵抗、チップコンデンサ、チップインダクタ、センサーチップ、およびこれらの組合せからなる群より選択される。別の実施態様では、電子部品１０７は、半導体チップである。別の実施態様では、半導体チップは、ＳｉチップまたはＳｉＣチップである。
【0026】
ある実施態様において、電子部品１０７は、メタライゼーション層を含んでいる。別の実施態様において、メタライゼーション層は、銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、プラチナ、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群より選択される。別の実施態様において、メタライゼーション層は、金および／またはニッケルを含んでいる。別の実施態様において、メタライゼーション層は、金層およびニッケル層の積層構造を含んでいる。ある実施態様において、電子部品１０７がメタライゼーション層を有する場合、メタライゼーション層は、導電性ペースト１０５の層と接する。別の実施態様において、メタライゼーション層は、メッキである。
【0027】
導電性ペースト１０５の層は加熱される。加熱の温度は、ある実施態様において８０～４００℃、別の実施態様において１００～３１０℃、別の実施態様において１２０～２９０℃である。加熱時間は、ある実施態様において１秒～３０分、別の実施態様において３秒～２０分、別の実施態様において３～１５分、別の実施態様において５～１０分、ある実施態様において０．１～５分、ある実施態様において０．５～３分、ある実施態様において５～２０分、ある実施態様において１０～２０分である。導電性ペースト１０５は、比較的低温で接合させることができるため、電子部品１０７の熱によるダメージを抑えられる。
【0028】
ある実施態様では、加熱する工程は、第１加熱工程および第２加熱工程を含む。本発明による導電性ペーストは、電子部品を低温（例えば１００～２００℃）で基板に接合させることができるので、第１加熱工程において低温にてある程度電子部品を基板に接合させて、第２加熱工程において電子部品を基板に強く接合させることができる。加熱する工程を２つに分けることで、電子部品が、より確実に、あるいは、より強く基板に接合しうる。第１加熱工程の加熱温度は、ある実施態様では８０～１９５℃、別の実施態様では９０～１８０℃、別の実施態様では１００～１６５℃、である。第１加熱工程の加熱時間は、ある実施態様では１～１００秒、別の実施態様では３～６０秒、である。第２加熱工程の加熱温度は、ある実施態様では２００～４００℃、別の実施態様では２１０～３５０℃、別の実施態様では２３０～３００℃、である。第２加熱工程の加熱時間は、ある実施態様において０．１～３０分、別の実施態様において１～２０分、である。
【0029】
ある実施態様において、加熱雰囲気は、還元雰囲気またはエアー雰囲気である。別の実施態様では、還元雰囲気は、Ｎ2雰囲気である。別の実施態様では、加熱雰囲気は、エアー雰囲気である。
【0030】
ある実施態様において、任意で、加熱中に電子部品１０７を加圧する。加圧により電子部品１０７は、導電性ペースト１０５の層により強く接合しうる。加圧は、ある実施態様において少なくとも０．１ＭＰａ、別の実施態様において少なくとも１ＭＰａ、別の実施態様において少なくとも３ＭＰａ、別の実施態様において少なくとも７ＭＰａ、別の実施態様において少なくとも１５ＭＰａ、別の実施態様において少なくとも２５ＭＰａ、である。加圧は、ある実施態様において４５ＭＰａ以下、別の実施態様において４０ＭＰａ、別の実施態様において３６ＭＰａ以下、別の実施態様において２５ＭＰａ以下、別の実施態様において１５ＭＰａ以下、である。別の実施態様において、電子部品１０７は、加圧することなく接合される。加熱には、オーブンまたはダイボンダーを用いることが出来る。
【0031】
以下、導電性ペースト１０５の組成について説明する。導電性ペースト１０５は、金属粉、溶媒、および接着剤を含む。
【0032】
金属粉
ある実施態様において、金属粉は、銀、銅、金、パラジウム、プラチナ、ロジウム、ニッケル、アルミニウム、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀、銅、ニッケル、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀である。
ある実施態様において、金属粉は、銀、銅、金、パラジウム、プラチナ、ロジウム、ニッケル、アルミニウム、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀、銅、ニッケル、これらの合金、およびこれらの組合せからなる群から選択される。別の実施態様において、金属粉は、銀である。
【0033】
ある実施態様において、金属粉の形状は、フレーク状、球形、不定形、あるいはこれらの混合粉である。別の実施態様において、金属粉の形状は、フレーク状および球形の混合粉である。
【0034】
ある実施態様において、金属粉の粒径（Ｄ５０）は少なくとも０．０１μｍ、別の実施態様において、少なくとも０．０５μｍ、別の実施態様において、少なくとも０．０７μｍ、別の実施態様において、少なくとも０．１μｍ、別の実施態様において、少なくとも０．２μｍ、別の実施態様において、少なくとも０．３μｍである。ある実施態様において、金属粉の粒径（Ｄ５０）は５μｍ以下、別の実施態様において３μｍ以下、別の実施態様において２μｍ以下である。このような粒径であると溶媒に良好に分散する。なお、本願における粒径（Ｄ５０）は、マイクロトラックＸ－１００型を用いてレーザー回折法で測定する体積平均粒子径（Ｄ５０）である。
【0035】
ある実施態様において、金属粉は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、少なくとも６０重量％、別の実施態様では少なくとも７２重量％、別の実施態様では少なくとも８０重量％、別の実施態様では少なくとも８５重量％である。ある実施態様において、金属粉は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、９７重量％以下、別の実施態様では９５重量％以下、別の実施態様では９３重量％以下である。
【0036】
溶媒
金属粉は、溶媒に分散して導電性ペースト１０５を構成する。溶媒は、導電性ペースト１０５を基板１０１あるいは導電層１０３の上に塗布しやすいように粘度を調節するためにも使える。溶媒の全てもしくは多くは、乾燥工程もしくは加熱工程において、導電性ペースト１０５から蒸発する。
金属粉は、溶媒に分散して導電性ペースト１０５を構成する。溶媒は、導電性ペースト１０５を基板１０１あるいは導電層１０３の上に塗布しやすいように粘度を調節するためにも使える。溶媒の全てもしくは多くは、乾燥工程もしくは加熱工程において、導電性ペースト１０５から蒸発する。
【0037】
溶媒の分子量は、ある実施態様において６００以下、別の実施態様において５２０以下、別の実施態様において４８０以下、別の実施態様において４００以下である。ある実施態様において、溶媒の分子量は少なくとも１０、別の実施態様において少なくとも１００、別の実施態様において少なくとも１５０、別の実施態様において少なくとも１８０である。
【0038】
溶媒の沸点は、ある実施態様において１００～４５０℃、別の実施態様において１５０～３２０℃、別の実施態様において２００～２９０℃である。溶媒は、ある実施態様において有機溶媒である。
【0039】
溶媒は、ある実施態様において、テキサノール、１－フェノキシ－２－プロパノール、ターピネオール、カルビトールアセテート、エチレングリコール、ブチルカルビトール、ジブチルカルビトール、ジブチルアセテートプロピレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルカルビトールアセテート、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル、ソルベントナフサ、およびこれらの組合せからなる群から選択される。
【0040】
ある実施態様における導電性ペースト１０５の粘度は、チタン製コーンプレートＣ２０／１°を用いたレオメータ（ＨＡＡＫＥTM ＭＡＲＳTMIII、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．）で測定したとき、シアレート１０ｓ-1において１０～３００Ｐａ・ｓである。導電性ペースト１０５の粘度は、別の実施態様において１１～１００Ｐａ・ｓ、別の実施態様において１２～５０Ｐａ・ｓ、である。
【0041】
溶媒は、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において少なくとも５重量部、別の実施態様では少なくとも６．５重量部、別の実施態様では少なくとも７．８重量部、別の実施態様では少なくとも８．８重量部である。溶媒は、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において２０重量部以下、別の実施態様では１５重量部以下、別の実施態様では１３重量部以下である。溶媒は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、少なくとも２重量％、別の実施態様では少なくとも４重量％、別の実施態様では少なくとも６重量％、別の実施態様では少なくとも７．５重量％である。ある実施態様において、溶媒は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、２５重量％以下、別の実施態様では２０重量％以下、別の実施態様では１５重量％以下である。
【0042】
接着剤
接着剤は、天然樹脂、天然樹脂誘導体、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
接着剤は、天然樹脂、天然樹脂誘導体、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【0043】
ある実施態様では、接着剤は天然樹脂であり、天然樹脂が、ロジン、ダンマルガム、およびこれらの混合物からなる群から選択される。ある実施態様では、天然樹脂はロジンである。ロジンは、アビエチン酸、レボピマール酸、パルストリン酸、ネオアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、或いはジヒドロアビエチン酸などの樹脂酸を主成分とする天然樹脂の１種である。ロジンは、ある実施態様では、トール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジン、およびこれらの混合物からなる群から選択される。別の実施態様では、天然樹脂はダンマルガムである。ダンマルガム（ＣＡＳ．Ｎｏ．９０００－１６－２）は、天然樹脂の１種である。
【0044】
別の実施態様では、接着剤は天然樹脂誘導体であり、天然樹脂誘導体が、水素化ロジン、酸変性ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、ロジンエステル、ロジン含有ジオール、およびこれらの混合物からなる群から選択されたロジン誘導体である。ロジン誘導体は、ロジンを変性、重合、精製等の処理をした化合物である。ロジン誘導体は、別の実施態様では、水素化ロジン、不均化ロジン、ロジンエステル、およびこれらの混合物からなる群から選択される。酸変性ロジンは、マレイン酸、フマル酸やアクリル酸などの不飽和酸を付加した不飽和酸変性ロジンである。
【0045】
別の実施態様では、ロジン誘導体は、水素化ロジンである。水素化ロジンは、ロジンを水素化したものをいう。水素化ロジンは、ある実施態様では、テトラヒドロアビエチン酸を含む。テトラヒドロアビエチン酸は、ある実施態様では、水素化ロジンの重量に対して、少なくとも５０質量％である。
【0046】
別の実施態様では、ロジン誘導体は、ロジンエステルである。ロジンエステルは、ロジンをエステル化反応させて得られる化合物である。ロジンエステルは、ある実施態様では、アルキルエステル、グリセリンエステル、ペンタエリスリトールエステル、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【0047】
接着剤の軟化点は、ある実施態様では５０～１５０℃、別の実施態様では６０～１４０℃、別の実施態様では６５～１２８℃、別の実施態様では７０～１２０℃、別の実施態様では９５～１１５℃、である。
【0048】
接着剤の酸価は、ある実施態様では１～２５０ｍｇＫＯＨ/ｇ、別の実施態様では５～２２０ｍｇＫＯＨ/ｇ、別の実施態様では６～２１０ｍｇＫＯＨ/ｇ、別の実施態様では１０～１９５ｍｇＫＯＨ/ｇ、別の実施態様では１１～２５ｍｇＫＯＨ/ｇ、である。酸価は化学構造式から算出することができる。また、適当な溶剤、例えばＭＥＫに溶解して、滴定する方法でも求めることができる。
【0049】
接着剤は、市販のものを使用することができる。市販品としては、たとえば、荒川化学工業（株）製のロンヂス（登録商標）シリーズ、パインクリスタル（登録商標）シリーズ、タマノル（登録商標）シリーズ、サイズパイン（登録商標）シリーズ、マルキード（登録商標）シリーズ、トラフィックス（登録商標）シリーズ、エステルガム（登録商標）シリーズ、ペンセル（登録商標）シリーズ、アラダイム（登録商標）シリーズ、ハイペール（登録商標）シリーズ、ビームセット１０１；Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製のＦｏｒａｌｙｎ（登録商標）シリーズ、ＳＴＡＹＢＥＬＩＴＥ－Ｅ（登録商標）、Ｆｏｒａｌ（登録商標）が挙げられる。
【0050】
接着剤は、金属粉を１００重量部としたとき、少なくとも０．０１重量部、別の実施態様では少なくとも０．０５重量部、別の実施態様では少なくとも０．１重量部、別の実施態様では少なくとも０．３重量部、である。接着剤は、金属粉を１００重量部としたとき、３重量部以下、別の実施態様では２．８重量部以下、別の実施態様では２．２重量部以下、別の実施態様では１．５重量部以下、別の実施態様では１．０重量部以下、別の実施態様では０．７重量部以下、別の実施態様では０．５重量部以下、である。
【0051】
接着剤は、導電性ペースト１０５の総重量に対して、ある実施態様において少なくとも０．０１重量％、別の実施態様では少なくとも０．０５重量％、別の実施態様では少なくとも０．１重量％、別の実施態様では少なくとも０．３重量％、である。接着剤は、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において３重量％以下、別の実施態様では２．８重量％以下、別の実施態様では２．２重量％以下、別の実施態様では１．５重量％以下、別の実施態様では１．０重量％以下、別の実施態様では０．７重量％以下、別の実施態様では０．５重量％以下、である。
【0052】
ポリマー
任意で、導電性ペースト１０５は、ポリマーを含む。ポリマーは、溶媒に可溶性である。ポリマーは、１，０００以上の分子量（Ｍｗ）をもつ。ポリマーの分子量は、ある実施態様においては５，０００～９００，０００、別の実施態様においては８，０００～７８０，０００、別の実施態様では１０，０００～６１０，０００、別の実施態様では１８，０００～４８０，０００、別の実施態様では２５，０００～３５０，０００、別の実施態様では３２，０００～２００，０００、である。なお、本願における分子量（Ｍｗ）は、重量平均分子量を意味する。分子量は、高速液体クロマトグラフィー（Ａｌｌｉａｎｃｅ ２６９５、日本ウォーターズ株式会社）等で測定されうる。
任意で、導電性ペースト１０５は、ポリマーを含む。ポリマーは、溶媒に可溶性である。ポリマーは、１，０００以上の分子量（Ｍｗ）をもつ。ポリマーの分子量は、ある実施態様においては５，０００～９００，０００、別の実施態様においては８，０００～７８０，０００、別の実施態様では１０，０００～６１０，０００、別の実施態様では１８，０００～４８０，０００、別の実施態様では２５，０００～３５０，０００、別の実施態様では３２，０００～２００，０００、である。なお、本願における分子量（Ｍｗ）は、重量平均分子量を意味する。分子量は、高速液体クロマトグラフィー（Ａｌｌｉａｎｃｅ ２６９５、日本ウォーターズ株式会社）等で測定されうる。
【0053】
ポリマーは、ある実施態様において、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される。ポリマーは、別の実施態様において、エチルセルロースである。
【0054】
ポリマーのガラス転移点は、ある実施態様において－３０～２５０℃、別の実施態様において１０～１８０℃、別の実施態様において８０～１５０℃、である。
【0055】
ポリマーは、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において少なくとも０．０１重量部、別の実施態様では少なくとも０．１重量部、別の実施態様では少なくとも０．２重量部、である。ポリマーは、金属粉を１００重量部としたとき、ある実施態様において３重量部以下、別の実施態様では２．８重量部以下、別の実施態様では１．８重量部以下、別の実施態様では１．０重量部以下、別の実施態様では０．７重量部以下、である。
【0056】
ポリマーは、導電性ペースト１０５の総重量に対して、少なくとも０．０１重量％、別の実施態様では少なくとも０．０５重量％、別の実施態様では少なくとも０．１重量％、別の実施態様では少なくとも０．１５重量％である。ある実施態様において、ポリマーは、導電性ペースト１０５の総重量に対して、２重量％以下、別の実施態様では１重量％以下、別の実施態様では０．５重量％以下、である。
【0057】
導電性ペースト１０５の所望する特性に合わせて、界面活性剤、分散剤、乳化剤、安定剤、可塑剤などの添加剤をさらに含めることができる。ある実施態様において、導電性ペースト１０５は、ガラスフリットを含まない。ある実施態様において、導電性ペースト１０５は、硬化剤または架橋材を含まない。
【実施例】
【0058】
本発明は以下の実施例によって説明されるが、それらに限定されない。
導電性ペーストを以下の手順によって調製した。
導電性ペーストを以下の手順によって調製した。
【0059】
［実施例１］
１００重量部の銀粉を、１０重量部のテキサノール溶液に分散させて導電性ペーストとした。銀粉は、粒径（Ｄ５０）が０．４μｍである球形銀粉および粒径（Ｄ５０）が１．６μｍであるフレーク状銀粉の混合粉であった。テキサノール溶液は、０．４重量部の水素化ロジン（パインクリスタル（登録商標）ＰＲ５８０、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点７５℃、荒川化学工業株式会社）および０．０１重量部の界面活性剤を含んでいた。分散は、ミキサーで各材料を混ぜた後、三本ロールミルにかけて行った。
１００重量部の銀粉を、１０重量部のテキサノール溶液に分散させて導電性ペーストとした。銀粉は、粒径（Ｄ５０）が０．４μｍである球形銀粉および粒径（Ｄ５０）が１．６μｍであるフレーク状銀粉の混合粉であった。テキサノール溶液は、０．４重量部の水素化ロジン（パインクリスタル（登録商標）ＰＲ５８０、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点７５℃、荒川化学工業株式会社）および０．０１重量部の界面活性剤を含んでいた。分散は、ミキサーで各材料を混ぜた後、三本ロールミルにかけて行った。
【0060】
導電性ペーストの粘度は、１５～３０Ｐａ・ｓであった。粘度の測定には、レオメータ（ＨＡＡＫＥTM ＭＡＲＳTM ＩＩＩ、チタン製コーンプレート：Ｃ２０／１°、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）を用いた。
【0061】
次に、導電性ペーストを銅基板に塗布して、導電性ペースト層を得た。銅プレート（２５ｍｍ幅、３４ｍｍ長さ、１ｍｍ厚）に、１０ｍｍ幅の間隔を空けてスコッチテープを貼った。スコッチテープの間にスクレーパーを用いて導電性ペーストを塗布した後、スコッチテープを剥がして、角型パターン（１０ｍｍ幅、１０ｍｍ長さ、１５０μｍ厚）の導電性ペースト層を形成した。導電性ペーストの層をオーブンにて８０℃３０分乾燥させた。
【0062】
乾燥後、導電性ペーストの層の上面に、銅チップ（３ｍｍ幅、３ｍｍ長さ、１ｍｍ厚）を載せた。ダイボンダー（Ｔ－３００２Ｍ、Ｔｒｅｓｋｙ社製）を用いて、５ＭＰａ加圧／１５０℃５秒間加熱の条件の下、銅チップを銅プレート上に接合した。接合後、銅チップの接合をデジタルフォースゲージ（ＲＺ－１０、アイコーエンジニアリング株式会社）で測定した。接合強度は、２．２Ｎだった。加圧／加熱条件を高加圧または高温とすることで、または、より高加圧もしくはより高温で再度加熱処理することで、接合強度はより向上すると考えられる。
【0063】
［実施例２］
１００重量部の銀粉を、９重量部のテキサノール溶液に分散させてベースとなるペーストＡを準備した。銀粉は、実施例１と同じであった。テキサノール溶液は、０．２重量部のエチルセルロース（Ｅｔｈｏｃｅｌ（登録商標）Ｎ４、分子量４４，２６５、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）、０．０１重量部の界面活性剤および残部のテキサノールを含んでいた。分散は、ミキサーで各材料を混ぜた、三本ロールミルにかけて行った。
１００重量部の銀粉を、９重量部のテキサノール溶液に分散させてベースとなるペーストＡを準備した。銀粉は、実施例１と同じであった。テキサノール溶液は、０．２重量部のエチルセルロース（Ｅｔｈｏｃｅｌ（登録商標）Ｎ４、分子量４４，２６５、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）、０．０１重量部の界面活性剤および残部のテキサノールを含んでいた。分散は、ミキサーで各材料を混ぜた、三本ロールミルにかけて行った。
【0064】
０．２重量部の水素化ロジン（パインクリスタル（登録商標）ＰＲ５８０、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点７５℃、荒川化学工業株式会社）を、０．８重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液Ｂを作った。１重量部のテキサノール溶液Ｂを、上記準備したベースとなるペーストＡに添加し、ミキサーにてよく混合し導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、１．５Ｎだった。
【0065】
［実施例３］
０．３重量部の水素化ロジン（パインクリスタル（登録商標）ＫＲ８５、酸価１６５～１７５ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点８０～８７℃、荒川化学工業株式会社）を０．７重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、２．３Ｎだった。
０．３重量部の水素化ロジン（パインクリスタル（登録商標）ＫＲ８５、酸価１６５～１７５ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点８０～８７℃、荒川化学工業株式会社）を０．７重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、２．３Ｎだった。
【0066】
［実施例４］
０．１重量部のロジンエステル（Ｆｏｒａｌｙｎ（登録商標）１１０、酸価１４ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点１０９℃、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）を０．９重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、０．５Ｎだった。
０．１重量部のロジンエステル（Ｆｏｒａｌｙｎ（登録商標）１１０、酸価１４ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点１０９℃、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）を０．９重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、０．５Ｎだった。
【0067】
［実施例５］
０．５重量部のロジンエステル（Ｆｏｒａｌｙｎ（登録商標）１１０、酸価１４ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点１０９℃、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）を０．５重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、３．６Ｎだった。
０．５重量部のロジンエステル（Ｆｏｒａｌｙｎ（登録商標）１１０、酸価１４ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点１０９℃、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）を０．５重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、３．６Ｎだった。
【0068】
［実施例６］
０．８重量部のダンマルガム（ＣＡＳ．Ｎｏ．９０００－１６－２）を０．２重量部のソルベントナフサＣＡＳ．Ｎｏ．６４７４２－９４－５）に添加したソルベントナフサ溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。ダンマルガムは、テキサノールよりも、ソルベントナフサに溶けやすい。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、１．１Ｎだった。
０．８重量部のダンマルガム（ＣＡＳ．Ｎｏ．９０００－１６－２）を０．２重量部のソルベントナフサＣＡＳ．Ｎｏ．６４７４２－９４－５）に添加したソルベントナフサ溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。ダンマルガムは、テキサノールよりも、ソルベントナフサに溶けやすい。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、１．１Ｎだった。
【0069】
［比較例１］
０．１重量部のエチレンー酢酸ビニル共重合樹脂（エバフレックス（登録商標）ＥＶ４０Ｗ、三井・デュポン ポリケミカル株式会社）を０．９重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、０Ｎだった。
０．１重量部のエチレンー酢酸ビニル共重合樹脂（エバフレックス（登録商標）ＥＶ４０Ｗ、三井・デュポン ポリケミカル株式会社）を０．９重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、０Ｎだった。
【0070】
［比較例２］
０．１重量部のn‐ブチルメタクリレート（Ｅｌｖａｃｉｔｅ（登録商標）２０４４、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｌｕｃｉｔｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．）を０．９重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、０Ｎだった。
０．１重量部のn‐ブチルメタクリレート（Ｅｌｖａｃｉｔｅ（登録商標）２０４４、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｌｕｃｉｔｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．）を０．９重量部のテキサノールに添加したテキサノール溶液を実施例２のテキサノール溶液Ｂとして用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、０Ｎだった。
【0071】
［比較例３］
０．１重量部のエチレンアクリルエラストマー（Ｖａｍａｃ（登録商標）Ｇ、Ｅ． Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）を０．９重量部のブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）に添加したＢＣＡ溶液をテキサノール溶液の代わりに用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。エチレンアクリルエラストマーは、テキサノールよりも、ＢＣＡに溶けやすい。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、０Ｎだった。
０．１重量部のエチレンアクリルエラストマー（Ｖａｍａｃ（登録商標）Ｇ、Ｅ． Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）を０．９重量部のブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）に添加したＢＣＡ溶液をテキサノール溶液の代わりに用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。エチレンアクリルエラストマーは、テキサノールよりも、ＢＣＡに溶けやすい。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、０Ｎだった。
【0072】
［比較例４］
１重量部のアルキルアミン（Ｄｕｏｍｅｅｎ（登録商標）ＴＤＯ、ＣＡＳ．Ｎｏ．６１７９１－５３－５）をテキサノール溶液の代わりに用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、０Ｎだった。
１重量部のアルキルアミン（Ｄｕｏｍｅｅｎ（登録商標）ＴＤＯ、ＣＡＳ．Ｎｏ．６１７９１－５３－５）をテキサノール溶液の代わりに用いたこと以外は実施例２と同様に、導電性ペーストを得た。実施例１と同様に、この導電性ペーストを用いて、銅プレートおよび銅チップの接合強度を測定した。接合強度は、０Ｎだった。
【符号の説明】
【0073】
１００ 電子デバイス
１０１ 基板
１０３ 導電層
１０５ 導電性ペースト
１０７ 電子部品
１０１ 基板
１０３ 導電層
１０５ 導電性ペースト
１０７ 電子部品
【図1】