含氧供给源的复合纳米金属糊及接合方法技术

本发明专利技术提供含氧供给源的复合纳米金属糊及使用其的接合方法，其目的在于，在进行烧成所致的接合及惰性气体中的烧成等中，将复合纳米金属粒子的有机被覆层更高效地热分解而除去，提高复合纳米金属糊的接合强度及电传导度。本发明专利技术至少含有在亚微米以下的银核的周围形成了有机被覆层的复合纳米金属粒子、和供给在所述有机被覆层进行热分解的热分解温度域有助于所述热分解的氧的氧供给源，所述氧供给源包括含氧金属化合物，所述氧供给源中所含的氧成分的质量相对于所述复合纳米金属粒子100质量％在0.01质量％～2质量％的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供含氧供给源的复合纳米金属糊及使用其的接合方法，其目的在于，在进行烧成所致的接合及惰性气体中的烧成等中，将复合纳米金属粒子的有机被覆层更高效地热分解而除去，提高复合纳米金属糊的接合强度及电传导度。本专利技术至少含有在亚微米以下的银核的周围形成了有机被覆层的复合纳米金属粒子、和供给在所述有机被覆层进行热分解的热分解温度域有助于所述热分解的氧的氧供给源，所述氧供给源包括含氧金属化合物，所述氧供给源中所含的氧成分的质量相对于所述复合纳米金属粒子100质量％在0.01质量％～2质量％的范围。【专利说明】
本专利技术涉及含有纳米金属粒子的纳米金属糊，更详细而言，涉及含有在金属核的周围形成了由有机物构成的有机被覆层的复合纳米金属粒子的复合纳米金属糊。
技术介绍
作为接合用或金属图案形成用的金属糊，正在进行含有在10nm以下的金属核的周围形成了由各种有机物构成的有机被覆层的复合纳米金属粒子的复合纳米金属糊的开发。例如，作为上述复合纳米金属粒子，特开平10-183207号(专利文献I)的实施例1中记载了在金属银的核的周围具有硬脂酸基的有机被覆层的超微粒子。本专利技术人在国际公开第TO2009/090846号公报(专利文献2)中公开有在银核的周围形成了醇分子或醇衍生物等有机被覆层的复合纳米银粒子。另外，在专利文献I及专利文献2中记载了在金属糊上使用上述的复合纳米金属粒子。10nm以下的纳米金属粒子由于表面的比率大且不稳定，所以为了稳定地存在，如上所述需要有机被覆层的保护层。 10nm以下的纳米金属粒子若粒子尺寸小,贝U熔点降低，含有上述复合纳米金属粒子的金属糊由于能够以比较的低温烧结，所以期待更高的接合强度且电传导度好的复合纳米金属糊的开发。 但是，在对含有金属粒子的有机被覆层或溶剂等的金属糊进行加热烧结时，烧成后的接合强度及电传导度依赖于糊中所含的金属成分和有机成分的比率，寻求以烧结温度更高效地将被覆有机成分热分解并放出。 特许第3630920号公报(专利文献3)中记载了:将在有机溶剂中分散有金属微粒子的金属糊在减压下的臭氧气氛中预烧成，将上述有机溶媒分解除去后，再进行烧成的金属糊的烧成方法。即，记载了为将金属糊中所含的有机物热分解而从外部供给经调整为规定量的氧成分。同样地在特许第3630552号公报(专利文献4)中记载了将在有机溶剂中分散有金属微粒子的金属糊在减压下、且在氧自由基存在的状态下进行预烧成，并在还原性气氛中进行烧成的金属糊的烧成方法。 特开平11-169474号公报(专利文献5)的权利要求1中记载了“以包含金微粉末、糊调整用树脂及载体、以及具有放出氧的性质的氧化物为特征的可在氮气氛下进行烧成的厚膜金糊”，同文献的权利要求9及段落 中记载了在氮气氛下以500?1000°C烧成厚膜金糊。另外，专利文献5的段落 中记载了“发现通过少量添加在暴露于氮气氛下的高温下时分解，并放出氧的一类氧化物，放出的氧辅助树脂成分的氧化，产生顺畅的燃烧”。专利文献5的段落 中记载了上述厚膜金糊含有乙基纤维素等糊调整用树脂，“确认了通过暴露于600°C以上的高温中而少量消失”。即，在专利文献5所记载的厚膜金糊中，记载了通过在氮气氛下以600°C以上进行烧成，使用从氧化物放出的氧辅助糊调整用树脂成分的氧化，促进燃烧。 关于形成了有机被覆层的复合纳米金属粒子的有机被覆层脱离、分解过程，本申请专利技术人作为共著者之一的 M.Maruyama 等人，“Silver nanosintering:a lead-freealternative to soldering” Appl.Phys.A93 (2008) 467-470 (非专利文献 I)进行了记载。在非专利文献I中记载了在惰性气体中的烧成中，复合纳米金属粒子中的有机被覆层的消失不是在热分解的氧化过程中，而是热能所致的从结合状态的脱离过程。复合纳米金属粒子中的有机被覆层的脱离过程在惰性气体中烧成，与在大气中烧成相比，缓慢持续至高温区域，有机物完全脱离的温度阈值通常向70°C以上高温侧移动。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:特开平10-183207号公报 专利文献2:国际公开第W02009/090846号公报 专利文献3:特许第3630920号公报 专利文献4:特许第3690552号公报 专利文献5:特开平11-3617号公报 非专利文献 非专利文献1:M.Maruyama 等人，“Silver nanosintering:a lead-freealternative to soldering” Appl.Phys.A93(2008)467-470
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 专利文献I及专利文献2所记载的复合金属纳米粒子由于在金属核的周围形成了由有机物构成的有机被覆层，所以含有复合纳米金属粒子的现有的复合纳米金属糊不仅含有糊结构上的有机成分，而且不可避免地含有被覆的有机成分。另外，要求将有机被覆层更有效地热分解、放出。特别是在接合用金属糊中，涂布于被接合材料间进行烧成的例子中，有机被覆层的高效除去更为重要。 因此，还含有溶剂等的有机物成分，有机被覆层在规定以上的分解温度进行热分解，同时金属核彼此凝集或烧结，因此难以高效除去复合纳米金属糊中的有机物成分，成为接合面积越大，接合强度及电传导度越低的主要因素。 如专利文献3及专利文献4中所记载，在使用复合纳米金属糊的接合中，即使在臭氧或氧自由基的气氛下，因与气体的接触面积小，因此也难以高效地除去有机物成分。另夕卜，将复合纳米金属糊置于臭氧或氧自由基的气氛下，会使复合纳米金属糊的烧结过程的运行成本增大。特别是复合纳米金属粒子的有机被覆层由于形成于金属核的周围，所以即使从外部供给臭氧或氧自由基，也极难以有助于有机被覆层的热分解。特别是专利文献3及专利文献4所记载的方法不能用于半导体元件等的电极形成的有效接合方法。 专利文献5中记载了在氮气氛下以500?1000°C烧成的厚膜金糊含有乙基纤维素等的糊调整用树脂和放出用于该糊调整用树脂的燃烧的氧的氧化物。但是，在专利文献5所记载的实施例中，在氮气氛下的烧成为600°C以上，氧化物放出的氧有助于糊调整用树脂的燃烧。即，并没有公开:由在使用含有具有有机被覆层的复合纳米金属粒子的复合纳米金属糊的接合中，在不能充分供给氧的状态下，且在以较低温度进行烧成的情况下，促进有机被覆层的热分解的手段。复合纳米金属粒子以在不足500°C的较低温度可进行烧成为特征，寻求以低温烧成而使有机被覆层高效地热分解的方法。 另外，非专利文献I中记载了在惰性气体中的烧成中，复合纳米金属粒子中的有机被覆层的消失并非热分解的氧化过程，而是通过热能所致的从结合状态的脱离过程。在含有不期望氧化的铜电极架的半导体接合工序等中，通常在惰性气体中进行接合。如果在惰性气体中使用接合用糊具有有机被覆层的复合纳米金属糊，则不仅需要在比大气中热处理工序高的温度进行处理，还有在有机被覆层的热脱离过程中发生的活性反应基的脱离物在电极材料的表面引起再反应、结合，致使污染电极表面之类的问题。特别是在进行加压接合时，由于在短时间内产生具有大量的活性反应基的脱离物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
含氧供给源的复合纳米金属糊，其特征在于，至少含有在亚微米以下的银核的周围形成了有机被覆层的复合纳米金属粒子、和供给在所述有机被覆层进行热分解的热分解温度域有助于所述热分解的氧的氧供给源，所述氧供给源包括含氧金属化合物，所述氧供给源中所含的氧成分的质量相对于所述复合纳米金属粒子100质量％在0.01质量％～2质量％的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小松晃雄，
申请(专利权)人：株式会社应用纳米粒子研究所，日本斯倍利亚社股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP