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DE112015002007T5 - Binding composition and metal-bound body and their use - Google Patents

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DE112015002007T5
DE112015002007T5 DE112015002007.1T DE112015002007T DE112015002007T5 DE 112015002007 T5 DE112015002007 T5 DE 112015002007T5 DE 112015002007 T DE112015002007 T DE 112015002007T DE 112015002007 T5 DE112015002007 T5 DE 112015002007T5
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DE
Germany
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metal
particles
particle
bonding
binder composition
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE112015002007.1T
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German (de)
Inventor
Tomofumi Watanabe
Kenji Shimoyama
Masafumi Takesue
Shigeki Kubota
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

Vorgesehen werden: eine Zusammensetzung zum Binden, die in der Lage ist, einen Metall-gebundenen Körper mit einer dichten Bindeschicht und hoher Bindezuverlässigkeit zu ergeben, und einen Metall-gebundenen Körper unter deren Verwendung. Die Zusammensetzung zum Binden ist in einem pastösen Zustand und enthält anorganische Teilchen, eine organische Komponente und ein Dispergiermedium und ist gekennzeichnet durch einen durchschnittlichen Durchmesser der anorganischen Teilchen und einen Kristallit-Durchmesser davon von 1 bis 20 μm bzw. 4 bis 40 nm und durch Metallteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1 bis 100 nm, die an zumindest einem Teil der Oberfläche der anorganischen Teilchen haften.The following are provided: a bonding composition capable of giving a metal-bonded body having a dense bonding layer and high bonding reliability, and a metal-bonded body using them. The composition for bonding is in a pasty state and contains inorganic particles, an organic component and a dispersing medium, and is characterized by an average diameter of the inorganic particles and a crystallite diameter thereof of 1 to 20 μm and 4 to 40 nm, respectively, and metal particles having a particle diameter of 1 to 100 nm, which adhere to at least a part of the surface of the inorganic particles.

Description

Technisches GebietTechnical area

Diese Erfindung betrifft eine Bindezusammensetzung, die sich hauptsächlich aus anorganischen Teilchen zusammensetzt, und einen Metall-gebundenen Körper unter Verwendung der Bindezusammensetzung, und betrifft mehr spezifisch eine Bindezusammensetzung, die einen Metall-gebundenen Körper ergeben kann, der eine dichte Bindeschicht und eine hohe Bindezuverlässigkeit bei einer verhältnismäßig niedrigen Bindetemperatur aufweist, und einen Metall-gebundenen Körper unter Verwendung der Bindezusammensetzung.This invention relates to a binder composition composed mainly of inorganic particles and a metal-bonded body using the binder composition, and more particularly relates to a binder composition capable of giving a metal-bonded body which promotes a dense bonding layer and high binding reliability a relatively low bonding temperature, and a metal-bonded body using the binding composition.

Hintergrundbackground

Zum mechanischen und/oder elektrischen und/oder thermischen Binden einer Metallkomponente und einer anderen Metallkomponente, wurden konventionell Lötmittel, ein leitendes Adhäsiv, eine Silberpaste, ein anisotrop leitender Film und dergleichen verwendet. Das leitende Adhäsiv, die Silberpaste und der anisotrop leitende Film werden manchmal zum Binden nicht nur der Metallkomponenten, sondern auch der Keramikkomponenten, Harzkomponenten verwendet. Beispielsweise gibt es ein Binden eines Licht-emittierenden Elementes wie LED an ein Substrat, Binden eines Halbleiter-Typs an ein Substrat und weiteres Binden dieser Substrate an ein Strahlungsteil.For mechanically and / or electrically and / or thermally bonding a metal component and another metal component, conventionally solder, a conductive adhesive, a silver paste, an anisotropically conductive film and the like have been used. The conductive adhesive, the silver paste and the anisotropic conductive film are sometimes used for bonding not only the metal components but also the ceramic components, resin components. For example, there is binding of a light-emitting element such as LED to a substrate, bonding of a semiconductor type to a substrate, and further bonding of these substrates to a radiation part.

Unter diesen werden ein Adhäsiv, eine Paste und Film, die das Lötmittel und einen leitenden Füllstoff aus einem Metall enthalten, zum Binden eines Bereiches verwendet, der eine elektrische Bindung erfordert. Zusätzlich können, weil ein Metall im allgemeinen eine hohe thermische Leitfähigkeit hat, diese Paste und Film, die das Lötmittel und einen leitenden Füllstoff aus einem Metall enthalten, zur Erhöhung der Wärmeableitung verwendet werden.Among them, an adhesive, a paste and a film containing the solder and a conductive filler made of a metal are used for bonding a region requiring electrical bonding. In addition, because a metal generally has a high thermal conductivity, this paste and film containing the solder and a conductive filler made of a metal can be used to increase the heat dissipation.

Im Gegensatz dazu, wenn zum Beispiel eine Beleuchtungsvorrichtung oder eine Licht-emittierende Vorrichtung mit hoher Luminanz erzeugt wird unter Verwendung eines Licht-emittierenden Elementes wie LED oder wenn eine Halbleitervorrichtung erzeugt wird unter Verwendung eines Halbleiterelementes, das als Energievorrichtung bezeichnet wird und eine hohe Effizienz bei hoher Temperatur entfaltet, neigt ein kalonischer Wert zur Erhöhung. Obwohl eine Effizienz einer Vorrichtung oder eines Elementes zur Verminderung der Wärmeerzeugung verbessert werden soll, wurde ein ausreichendes Ergebnis zu diesem Zeitpunkt noch nicht erhalten, und die Betriebstemperatur einer Vorrichtung oder eines Elements wird praktisch erhöht.In contrast, when, for example, a lighting device or a high-luminance light-emitting device is produced by using a light-emitting element such as LED or when a semiconductor device is produced using a semiconductor element called an energy device and high in efficiency high temperature, a calorific value tends to increase. Although an efficiency of a device or element for reducing heat generation is to be improved, a sufficient result at this time has not yet been obtained, and the operating temperature of a device or element is practically increased.

Von einem Gesichtspunkt der Verhinderung einer Schädigung einer Vorrichtung beim Binden ist ein Bindematerial erforderlich, das eine ausreichende Festigkeit bei niedriger Bindetemperatur (zum Beispiel bei 300°C oder weniger) sicherstellen kann. In bezug auf das Bindematerial zum Binden einer Vorrichtung, eines Elementes oder dergleichen ist es daher nicht nur erforderlich, die Bindetemperatur zu erniedrigen, sondern ebenfalls eine genügende thermische Resistenz zu verleihen, die eine Erhöhung der Betriebstemperatur aufgrund der Wirkung der Vorrichtung nach dem Binden toleriert und ausreichende Bindefestigkeit aufrechterhalten kann, aber konventionelle Bindematerialien können häufig nicht ausreichend dieses Erfordernis erfüllen.From a viewpoint of preventing damage to a device in bonding, a binder material capable of ensuring sufficient strength at a low binding temperature (for example, at 300 ° C or less) is required. Therefore, with respect to the bonding material for bonding a device, an element or the like, not only is it necessary to lower the bonding temperature but also to impart sufficient thermal resistance which tolerates an increase in the operating temperature due to the effect of the device after bonding and can maintain sufficient bond strength, but conventional binder materials often can not sufficiently meet this requirement.

Beispielsweise werden die Teile durch Löten über ein Verfahren zum Erwärmen des Metalls auf den Schmelzpunkt oder mehr (Rückflußverfahren) gebunden, aber weil der Schmelzpunkt einzigartig für die Zusammensetzung im allgemeinen ist, wird, wenn versucht wird, die Wärme-resistive Temperatur zu erhöhen, die Wärme(binde)-Temperatur ebenfalls erhöht.For example, the parts are bonded to the melting point or more (refluxing method) by soldering via a method of heating the metal, but because the melting point is unique to the composition in general, when attempting to increase the heat-resistive temperature, the Heat (binding) temperature also increased.

Wenn mehrere Elemente und Substrate überlappend gebunden werden, ist es zusätzlich notwendig, Erwärmungsschritte für die Anzahl der Schichten, die überlappt werden sollen, vorzusehen und um ein Schmelzen bei dem bereits gebundenen Bereich zu verhindern, ist es notwendig, einen Schmelzpunkt (Bindetemperatur) eines Lötmaterials, das für das nächste Binden verwendet wird, zu erniedrigen, und weiterhin ist es notwendig, daß Arten der chemischen Zusammensetzung des Lötmaterials für die Zahl der zu überlappenden Schichten erforderlich sind, und somit wird die Handhabung kompliziert.In addition, when multiple elements and substrates are overlapped, it is necessary to provide heating steps for the number of layers to be overlapped, and to prevent melting at the already bonded portion, it is necessary to have a melting point (bonding temperature) of a solder material Further, it is necessary that kinds of the chemical composition of the soldering material are required for the number of overlapping layers, and thus the handling becomes complicated.

Als Hochtemperatur-Lötmaterial, das bei hoher Temperatur verwendet wird, wird zusätzlich ein Lötmaterial, das Blei enthält, konventionell verwendet. Weil Blei giftig ist, wird ein Lötmaterial drastisch in ein bleifreies Lötmaterial geändert. Weil es jedoch kein anderes gutes Substitut des Hochtemperatur-Lötmaterials gibt, wird das bleihaltige Lötmaterial noch verwendet, aber ein Bindematerial ohne Blei ist aus Umweltschutzgründen gewünscht.In addition, as a high-temperature brazing material used at a high temperature, a brazing material containing lead is conventionally used. Because lead is toxic, a solder is drastically changed into a lead-free solder. However, because there is no other good substitute for the high-temperature brazing material, the lead-containing brazing material is still used, but a lead-free bonding material is desired for environmental reasons.

Im anderen Stand der Technik, beispielsweise Patentliteratur 1 ( japanisches Patent 4928639 ) wird ein gebundenes Material offenbart, das Silber-Nanoteilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 1 bis 200 nm enthält und mit einer organischen Substanz mit 6 Kohlenstoffatomen beschichtet ist, und eine Flux-Komponente, enthaltend zumindest eine von Oxydiessigsäure oder Malonsäure, und ein Dispersionsmedium enthält, und bei dem Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5 bis 3,0 μm zum Bindemittel gegeben sind, wobei die Bindekraft weiter verbessert werden kann. In the other prior art, for example Patent Literature 1 ( Japanese Patent 4928639 ) discloses a bonded material containing silver nanoparticles having an average primary particle size of 1 to 200 nm and coated with an organic substance having 6 carbon atoms, and containing a flux component containing at least one of oxydiacetic acid or malonic acid and a dispersion medium and in which particles having an average particle size of 0.5 to 3.0 μm are added to the binder, whereby the bonding force can be further improved.

In Patentliteratur 2 ( japanisches Patent 5151150 ) wird ein Bindemittel offenbart, das ein Metallteilchen mit einer Teilchengröße von 1 nm bis 5 μm enthält und mit einer organischen Substanz beschichtet ist, enthaltend ein oder mehrere Typen von funktioneller Gruppe, ausgewählt aus den Gruppen von Carbonsäuren, Alkoholen und Aminen, und Silberoxid-Teilchen enthält, wobei ein Gesamtgewichtverhältnis des Metallteilchens und des Silberoxids innerhalb der Zusammensetzung 70 bis 95 % ist, eine Zusammensetzungsrate von Silberoxid zu Metallteilchen, dessen Oberfläche mit der organischen Substanz beschichtet ist, innerhalb eines Gewichtsverhältnisbereiches von mehr als 0 und kleiner als 400 liegt, und wobei ein exothermer Peak zwischen 100°C bis 140°C beobachtet wird, wenn bei einer Temperaturerhöhungsrate von 1°C/min in der Atmosphäre erwärmt wird. In dem Bindematerial kann das Sintern mit den Metallteilchen durch Reduktion des Silberoxids erreicht werden.In Patent Literature 2 ( Japanese Patent 5151150 A binder is disclosed which contains a metal particle with a particle size of 1 nm to 5 μm and is coated with an organic substance containing one or more types of functional group selected from the groups of carboxylic acids, alcohols and amines, and silver oxide. Wherein a total weight ratio of the metal particle and the silver oxide within the composition is 70 to 95%, a composition rate of silver oxide to metal particles whose surface is coated with the organic substance is within a weight ratio range of more than 0 and less than 400, and wherein an exothermic peak between 100 ° C to 140 ° C is observed when heated at a temperature elevation rate of 1 ° C / min in the atmosphere. In the bonding material, sintering with the metal particles can be achieved by reduction of the silver oxide.

Weiterhin wird in Patentliteratur 3 (offengelegte japanische Patentanmeldung 2011-21255 ) eine Composit-Nanometallpaste offenbart, die als metallische Komponenten metallische Verbund-Nanoteilchen enthält, umfassend Metallkerne mit einer durchschnittlichen Teilchengröße X (nm) und einer organischen Beschichtungsschicht, gebildet um die Umgebung herum, metallische Nano-Füllstoffteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von d (nm) und metallische Füllstoffteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von D (nm), wobei die erste Beziehung X < d < D und die zweite Beziehung X < d < 100 (nm) erfüllt sind, und dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn eine Metallschicht durch Verflüchtigen der organischen Beschichtungsschicht durch Sintern gebildet ist, die metallischen Verbundnanoteilchen, die metallischen Nano-Füllstoffteilchen und die metallischen Füllstoffteilchen nicht gesintert sind. In der Verbund-Nanometallpaste kann durch Füllen eines Raumes, gebildet zwischen den Metallteilchen mit einer großen Teilchengröße mit Metallteilchen mit einer kleinen Teilchengröße die dichte gesinterte Schicht erhalten werden.Further, in Patent Literature 3 (Laid Japanese Patent Application 2011-21255 ) discloses a composite nanometal paste containing as metallic components metallic composite nanoparticles comprising metal cores having an average particle size X (nm) and an organic coating layer formed around the environment, metallic nano-filler particles having an average particle size d (nm and metallic filler particles having an average particle size of D (nm) satisfying the first relationship of X <d <D and the second relationship of X <d <100 (nm), and characterized in that when a metal layer is volatilized the organic coating layer is formed by sintering, the composite metal nanoparticles, the metal nano-filler particles and the metallic filler particles are not sintered. In the composite nanometal paste, by filling a space formed between the metal particles having a large particle size and metal particles having a small particle size, the dense sintered layer can be obtained.

Literatur des Standes der TechnikPrior art literature

Patentliteraturpatent literature

  • Patentliteratur 1: japanisches Patent 4928639 Patent Literature 1: Japanese Patent 4928639
  • Patentliteratur 2: japanisches Patent 5151150 Patent Literature 2: Japanese Patent 5151150
  • Patentliteratur 3: japanische Patentveröffentlichung 2011-21255 Patent Literature 3: Japanese Patent Publication 2011-21255

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Durch die Erfindung zu lösendes ProblemProblem to be solved by the invention

Die dichte Struktur der Bindeschicht des gebundenen Teils, beschrieben in obiger Patentliteratur 1, ist nicht ausreichend, die Bindezuverlässigkeit (zum Beispiel die Bindefestigkeit nach Auferlegung von Wärmezyklen) kann nicht sichergestellt werden. Das in der obigen Patentliteratur 2 beschriebene Bindematerial hat eine große Volumenschrumpfung der Silberoxid-Teilchen während des Bindeverfahrens und es ist schwierig, die Dicke der Bindeschicht und den Zwischenraum zwischen den Teilchen, die die Bindeschicht ausmachen, zu steuern, und somit kann eine genügende Bindezuverlässigkeit nicht erhalten werden. In der Verbund-Nanometallpaste, beschrieben in der obigen Patentliteratur 3, ist es notwendig, weil der Teil, bei dem die großen Teilchen miteinander in Kontakt stehen, nicht bei einer niedrigen Temperatur gesintert werden kann, für den Erhalt einer genügenden Bindefähigkeit, bei einer hohen Temperatur von 350°C oder mehr zu sintern.The dense structure of the binding portion of the bonded portion described in the above Patent Literature 1 is not sufficient, the binding reliability (for example, the bonding strength after thermal cycling) can not be ensured. The binder material described in the above Patent Literature 2 has a large volume shrinkage of the silver oxide particles during the bonding process, and it is difficult to control the thickness of the bonding layer and the gap between the particles constituting the bonding layer, and thus a sufficient bonding reliability can not to be obtained. In the composite nanometal paste described in the above Patent Literature 3, it is necessary because the part in which the large particles are in contact with each other can not be sintered at a low temperature for obtaining a sufficient bonding ability at a high temperature Temperature of 350 ° C or more to sinter.

Angesichts der obigen Umstände ist das Ziel dieser Erfindung, eine Bindezusammensetzung, die einen Metall-gebundenen Körper mit einer dichten Bindeschicht und einen Metall-gebundenen Körper mit hoher Zuverlässigkeit bei einer verhältnismäßig niedrigen Bindetemperatur ergeben kann, und einen Metall-gebundenen Körper unter Verwendung der Bindezusammensetzung anzugeben.In view of the above circumstances, the object of this invention is to provide a binder composition which can give a metal-bonded body having a dense bonding layer and a metal-bonded body with high reliability at a relatively low bonding temperature and a metal-bonded body using the binding composition specify.

Mittel zur Lösung der Probleme Means of solving the problems

Um die obigen Ziele zu erreichen, wurde als Ergebnis der intensiven Studie der Erfinder bezüglich der anorganischen Teilchen, etc., die in der Bindezusammensetzung enthalten sind, festgestellt, daß das Ziel effektiv erreicht werden kann, indem anorganische Teilchen mit einem angemessenen Kristallit-Durchmesser etc. verwendet wird, und somit wurde diese Erfindung vollendet.In order to achieve the above objects, as a result of the intensive study of the inventors regarding the inorganic particles, etc. contained in the binder composition, it has been found that the object can be effectively achieved by using inorganic particles having an adequate crystallite diameter, etc ., and thus this invention has been completed.

Denn diese Erfindung kann eine Bindezusammensetzung angeben, enthaltend anorganische Teilchen, eine organische Komponente und ein Dispergiermedium, worinFor this invention can provide a binder composition containing inorganic particles, an organic component and a dispersing medium, wherein

eine durchschnittliche Teilchengröße (PL) und ein Kristallit-Durchmesser (CL) eines anorganischen Teilchen 1 bis 20 μm bzw. 4 bis 40 nm sind, undan average particle size (P L ) and a crystallite diameter (C L ) of an inorganic particle are 1 to 20 μm and 4 to 40 nm, respectively, and

Metallteilchen mit einer Teilchengröße (PS) von 1 bis 100 nm an zumindest einem Teil der Oberfläche der anorganischen Teilchen gebunden sind.Metal particles having a particle size (P s ) of 1 to 100 nm are bonded to at least part of the surface of the inorganic particles.

Wenn die Metallteilchen mit einer Teilchengröße (PS) von 1 bis 100 nm an zumindest einem Teil der Oberfläche des anorganischen Teilchen mit der durchschnittlichen Teilchengröße (PL) und dem Kristallit-Durchmesser (CL) des anorganischen Teilchens von 1 bis 20 μm bzw. 4 bis 40 nm anhaften, ist es möglich, eine dichte Bindeschicht bei einer verhältnismäßig niedrigen Bindetemperatur (zum Beispiel 300°C oder weniger) zu bilden. Die oben genannten anorganischen Teilchen können sich aus einem Metall zusammensetzen und aus der gleichen Art von Metall wie die oben genannten Metallteilchen zusammengesetzt sein.When the metal particles having a particle size (P S ) of 1 to 100 nm on at least a part of the surface of the inorganic particle having the average particle size (P L ) and the crystallite diameter (C L ) of the inorganic particle of 1 to 20 microns or 4 to 40 nm, it is possible to form a dense bonding layer at a relatively low bonding temperature (for example, 300 ° C or less). The above-mentioned inorganic particles may be composed of a metal and composed of the same kind of metal as the above-mentioned metal particles.

Die durchschnittliche Teilchengröße (PL) der anorganischen Teilchen kann durch ein dynamisches Lichtstreuverfahren, ein Klein-Winkel-Röntgenbeugungs-Streuverfahren oder dergleichen gemessen werden. Als anderes Verfahren zum Messen der durchschnittlichen Teilchengröße (PL) gibt es ein Verfahren zum Berechnen von einem aufgenommenen Photo unter Verwendung eines Elektronen-Abtastmikroskops oder Transmissions-Elektronenmikroskops. Die Teilchengröße (PS) des Metallteilchens, das an das anorganische Teilchen haftet, kann von einem beobachteten Bild unter Verwendung der Elektronen-Abtastmikroskopie oder Transmissions-Elektronenmikroskopie erhalten werden.The average particle size (P L ) of the inorganic particles can be measured by a dynamic light scattering method, a small-angle X-ray diffraction method or the like. As another method of measuring the average particle size (P L ), there is a method of calculating a picked-up photo using an electron scanning microscope or a transmission electron microscope. The particle size (P s ) of the metal particle adhering to the inorganic particle can be obtained from an observed image using electron scanning microscopy or transmission electron microscopy.

Wenn das dynamische Licht-Streuverfahren angewandt wird, kann die durchschnittliche Teilchengröße ausgedrückt werden mit einem mittleren Durchmesser (D50), basierend auf dem Volumen, gemessen mit einem dynamischen Lichtstreu-Typ-Teilchengrößen-Verteilungsmeßgerät LB-550, erhältlich von HORIBA Ltd.. Spezifisch werden zunächst mehrere Tropfen der anorganischen Teilchendispersion tropfenweise in 10 ml eines Dispersionsmediums gegeben und die Mischung durch Schütteln mit der Hand oder Ultraschallenergie dispergiert, zur Herstellung einer Meßprobe. Dann werden 3 ml der Meßprobe in eine Zelle von LB-550 gegossen und eine Messung wird unter den unten erwähnten Bedingungen durchgeführt.When the dynamic light scattering method is employed, the average particle size can be expressed as an average diameter (D50) based on the volume measured by a dynamic light scattering type particle size distribution meter LB-550 available from HORIBA Ltd .. Specifically First, several drops of the inorganic particle dispersion are added dropwise in 10 ml of a dispersion medium and the mixture dispersed by shaking by hand or ultrasonic energy, to prepare a test sample. Then, 3 ml of the measuring sample is poured into a cell of LB-550, and measurement is carried out under the conditions mentioned below.

Meßbedingungenmeasurement conditions

  • Zahl der Datenlesezeiten: 100-malNumber of data read times: 100 times
  • Temperatur innerhalb des Zellhalters: 25°CTemperature inside the cell holder: 25 ° C

Anzeigebedingungendisplay conditions

  • Verteilungsmodus: StandardDistribution mode: Standard
  • Zahl der Wiederholungen: 50-malNumber of repetitions: 50 times
  • Teilchengrößenstandard: VolumenstandardParticle size standard: volume standard
  • Refraktionsindex des dispergierten Materials: 0,200 bis 3,900 (bei Silber)Refractive index of the dispersed material: 0.200 to 3.900 (in silver)
  • Refraktionsindex des Dispersionsmediums: 1,36 (wenn Ethanol eine Hauptkomponente ist)Refractive index of the dispersion medium: 1.36 (when ethanol is a major component)

Systemeinstellungsystem settings

  • Intensitätsstandard: dynamischIntensity standard: dynamic
  • Obere Grenze des Streu-Intensitätsbereiches: 10 000,00Upper limit of the litter intensity range: 10 000,00
  • Untere Grenze des Streu-Intensitätsbereiches: 1,00Lower limit of the scattering intensity range: 1.00

Wenn bei diesem Verfahren die Teilchengröße jenseits von 5 μm ist, ist es schwierig, eine exakte Messung zu erzielen. In einem solchen Fall wird ein authentisches Mittel von 50 bis 100 Teilchen vom elektroskopischen Photo berechnet, aufgenommen unter Verwendung eines Laser-Beugungsstreuverfahrens oder Elektronen-Abtastmikroskopie.In this method, when the particle size is beyond 5 μm, it is difficult to obtain an accurate measurement. In such a case, an authentic average of 50 to 100 particles of electroscopic photograph, taken using a laser diffraction scattering method or electron scanning microscopy.

Ein anorganisches Teilchen setzt sich aus einer Vielzahl von Kristalliten (maximale Größe von Einkristall) zusammen und der Kristallit-Durchmesser (CL) des anorganischen Teilchens stellt die Größe des Kristallits dar. Der Kristallit-Durchmesser (CL) kann beispielsweise durch ein Breitwinkel-Röntgenbeugungsverfahren gemessen werden. In dem Breitwinkel-Röntgenbeugungsverfahren kann der Kristallit-Durchmesser innerhalb des Bereiches, bei dem 2θ 30 bis 80° ist, mit dem Beugungsverfahren, beispielsweise unter Verwendung von RINT-Ultima III erhältlich von Rigaku Corporation, gemessen werden. In diesem Fall sollten Proben gemessen werden durch Verdünnen, um so eine flache Oberfläche auf einer Glasplatte mit ungefähr 0,1 bis 1 mm Tiefe von einem konkaven Bereich im Mittelbereich zu haben. Weiterhin sollte der Kristallit-Durchmesser (D), berechnet durch Substituieren einer halben Bandbreite von einem erhaltenen Beugungsspektrum unter Verwendung von JADE, erhältlich von Rigaku Corporation in die Scherrer-Gleichung als durchschnittliche Teilchengröße angesehen werden. D = Kλ/Bcosθ hierin ist K: Scherrer-Konstante (0,9), λ: Wellenlänge der Röntgenstrahlern, B: Bandbreite der Beugungslinie, θ: Bragg-Winkel.An inorganic particle is composed of a plurality of crystallites (maximum size of single crystal) and the crystallite diameter (C L ) of the inorganic particle represents the size of the crystallite. The crystallite diameter (C L ) can be determined, for example, by a wide angle X-ray diffraction methods are measured. In the wide-angle X-ray diffraction method, the crystallite diameter can be measured within the range where 2θ is 30 to 80 ° by the diffraction method, for example, using RINT-Ultima III available from Rigaku Corporation. In this case, samples should be measured by dilution so as to have a flat surface on a glass plate about 0.1 to 1 mm deep from a central region concave area. Furthermore, the crystallite diameter (D) calculated by substituting half a band width of a obtained diffraction spectrum using JADE available from Rigaku Corporation into the Scherrer equation should be regarded as the average particle size. D = Kλ / Bcosθ Herein: K: Scherrer constant (0.9), λ: wavelength of the X-ray source, B: bandwidth of the diffraction line, θ: Bragg angle.

Es ist bevorzugt, daß der Kristallit-Durchmesser (CL) der Metallteilchen, die auf zumindest einem Teil der Oberfläche der anorganischen Teilchen haften, 4 bis 40 nm ist. Wenn der Kristallit-Durchmesser (CL) 4 bis 40 nm ist, kann das Metallteilchen eine gute Niedertemperatur-Sintereigenschaft haben. Der Kristallit-Durchmesser (CL) des Metallteilchens kann beispielsweise durch das obige Breitwinkel-Röntgenbeugungsverfahren erhalten werden.It is preferable that the crystallite diameter (C L ) of the metal particles adhering to at least a part of the surface of the inorganic particles is 4 to 40 nm. When the crystallite diameter (C L ) is 4 to 40 nm, the metal particle may have a good low-temperature sintering property. The crystallite diameter (C L ) of the metal particle can be obtained, for example, by the above wide-angle X-ray diffraction method.

Es ist bevorzugt, daß eine organische Komponente an dem zumindest einen Teil der Oberfläche des Metallteilchens (nämlich zumindest ein Teil der Oberfläche des Metallteilchens ist mit einer organischen Schutzschicht bedeckt, die sich aus der organischen Komponente zusammensetzt) und die organische Komponente (organische Schutzschicht) ein Amin enthält. Zum Aufrechterhalten des Metallteilchens mit einer Nanometergröße, die eine Fähigkeit der Schmelzpunktabsenkung stabil zeigt, ist es notwendig, zumindest einen Teil der Oberfläche des anorganischen Teilchens zu bedecken. Weil die funktionelle Gruppe des Amins auf der Oberfläche des Metallteilchens bei einer angemessenen Festigkeit adsorbieren kann, wird es geeignet als organische Schutzschicht verwendet.It is preferable that an organic component is coated on the at least a part of the surface of the metal particle (namely, at least part of the surface of the metal particle is covered with an organic protective layer composed of the organic component) and the organic component (organic protective layer) Contains amine. In order to maintain the nanometer size metal particle stably exhibiting a melting point lowering ability, it is necessary to cover at least a part of the surface of the inorganic particle. Because the functional group of the amine can adsorb on the surface of the metal particle at an adequate strength, it is suitably used as the organic protective layer.

Das anorganische Teilchen und das Metallteilchen, die in der Bindezusammensetzung dieser Erfindung verwendet werden, sind nicht besonders beschränkt, solange sie innerhalb des Bereiches liegen, so daß die Wirksamkeit dieser Erfindung nicht beeinträchtigt wird, und das Metallteilchen ist bevorzugt ein Silberteilchen und weiterhin ist das anorganische Teilchen mehr bevorzugt ein Silberteilchen. Weil das Silberteilchen verhältnismäßig stabil ist, ist es möglich, es für lange Zeit zu lagern, und kann kostengünstiger im Vergleich zu einem Goldteilchen oder Palladiumteilchen hergestellt werden.The inorganic particle and the metal particle used in the binder composition of this invention are not particularly limited as long as they are within the range so that the effectiveness of this invention is not impaired, and the metal particle is preferably a silver particle, and further, the inorganic one Particles more preferably a silver particle. Because the silver particle is relatively stable, it is possible to store it for a long time, and can be produced more cheaply compared with a gold particle or palladium particle.

Bei Verwendung von Teilchen mit unterschiedlichen Teilchengrößen der Bindezusammensetzung ist es notwendig, auf ein gleichmäßiges Dispergiervermögen zu achten, und wenn die Dispersion nicht gleichmäßig ist, kann die Bindeschicht porös sein (unter Erniedrigung der Bindezuverlässigkeit). Im Gegensatz dazu kann bei der Bindezusammensetzung dieser Erfindung, weil die feinen Metallteilchen auf der Oberfläche des anorganischen Teilchens haften, ein gutes Dispergiervermögen sichergestellt werden. Weil die Fusion und das Sintern der Teilchen miteinander gleichmäßig abläuft, kann als Ergebnis eine dichte Bindeschicht erhalten werden (hohe Bindezuverlässigkeit).When using particles having different particle sizes of the binder composition, it is necessary to pay attention to a uniform dispersibility, and if the dispersion is not uniform, the binder layer may be porous (lowering the binding reliability). In contrast, in the binder composition of this invention, because the fine metal particles adhere to the surface of the inorganic particle, good dispersibility can be ensured. Because fusion and sintering of the particles are uniform with each other, a dense bonding layer can be obtained as a result (high bonding reliability).

In der Bindezusammensetzung dieser Erfindung ist es bevorzugt, wenn das anorganische Teilchen und die organische Komponente durch TG-DTA innerhalb des Bereiches von Raumtemperatur bis 550°C in der Atmosphäre gemessen werden, daß das Gewicht unmittelbar nach dem maximalen exotherme Peak bei 150 bis 300°C ist erhöht wird.In the binder composition of this invention, when the inorganic particle and the organic component are measured by TG-DTA within the range of room temperature to 550 ° C in the atmosphere, it is preferable that the weight immediately after the maximum exothermic peak is 150 to 300 ° C is increased.

Im allgemeinen erfolgt der exotherme Peak von DTS aufgrund einer Oxidationszersetzung der organischen Komponenten und bedeutet das Sintern der Teilchen durch Zersetzung des Dispergiermittels, das auf den Teilchen haftete. Obwohl das Teilchen selbst augenblicklich oxidiert wird, wenn Silber als Teilchen verwendet wird, gibt es, weil das Teilchen durch Selbstreduktion von Silber reduziert wird, nahezu keinen Einfluß auf die Oxidation. Bei Verwendung als Bindemittel wird angenommen, daß das Teilchen mit der Grenzfläche des zu bindenden Körpers beim Sintern des Teilchens in Kontakt steht, die Schrumpfung aufgrund des Sinterns des Teilchen inhibiert werden kann durch die Gewichtserhöhung und die Adhäsion an die Grenzfläche des zu bindenden Körpers sichergestellt werden kann, ohne daß ein Druck beim Binden auferlegt wird, was zu einem Erfolg des Bindens ohne Druck führt.In general, the exothermic peak of DTS is due to oxidation decomposition of the organic components and means sintering of the particles by decomposition of the dispersant adhering to the particles. Although the particle itself is instantaneously oxidized when silver is used as a particle, since the particle is reduced by self-reduction of silver, there is almost no effect on the oxidation. When used as a binder, it is believed that the particle with the interface the body to be bound is in contact during sintering of the particle, the shrinkage due to sintering of the particle can be inhibited by the weight increase and the adhesion to the interface of the body to be bonded can be ensured without a pressure in binding is imposed, what a successful binding without pressure.

Bei der Bindezusammensetzung gemäß dieser Erfindung ist es bevorzugt, daß ein maximales Erhöhungsverhältnis (%) der Gewichtserhöhung weniger als 0,2 % ist.In the binder composition according to this invention, it is preferable that a maximum increase ratio (%) of the weight increase is less than 0.2%.

In bezug auf die Gewichtserhöhung wird, wenn das maximale Erhöhungsverhältnis 0,2 % oder mehr ist, die Deformation der Bindeschicht direkt beeinflußt. Weil allgemein die Wärme von einer Kante eines zu bindenden Körpers geleitet wird, beginnt das Sintern von der Kante. Beispielsweise bei einer großen Bindefläche von 2 mm × 2 mm oder mehr wird, weil die Sintergeschwindigkeit an der Kante und der Mitte verschieden ist, und wenn das Gewichtserhöhungsverhältnis 0,2 % oder mehr ist, die Bindeschicht in deformierter Weise an der Kante und der Mitte gebunden. In einem solchen Fall gibt es nach dem Binden die Möglichkeit, daß die Zuverlässigkeit der Wärmeresistenz nachteilig beeinflußt ist.With respect to the weight increase, when the maximum increase ratio is 0.2% or more, the deformation of the bonding layer is directly influenced. Because heat is generally conducted from one edge of a body to be bonded, sintering from the edge begins. For example, with a large bonding area of 2 mm × 2 mm or more, because the sintering speed at the edge and the center is different, and when the weight increasing ratio is 0.2% or more, the bonding layer becomes deformed at the edge and the center bound. In such a case, after bonding, there is the possibility that the reliability of heat resistance is adversely affected.

Gemäß dem Verfahren zum Binden eines Metallkörpers der Erfindung kann ein Verfahren zum Binden von Oberflächen von zwei Metallkörpern unter Verwendung der Bindezusammensetzung dieser Erfindung angegeben werden, worin eine Bindeatmosphäre die Atmosphäre oder eine gemischte Atmosphäre von Luft und Stickstoff ist, und wenn das anorganische Teilchen und die organische Komponente durch TMA innerhalb des Bereiches von Raumtemperatur bis 500°C unter der Bindeatmosphäre gemessen wird, wird die Bindetemperatur auf eine solche Temperatur eingestellt, daß eine Rate der Dimensionsänderung von Raumtemperatur –1,0 bis 1,0 % ist.According to the method of bonding a metal body of the invention, a method for bonding surfaces of two metal bodies using the binder composition of this invention can be given, wherein a binding atmosphere is the atmosphere or a mixed atmosphere of air and nitrogen, and when the inorganic particle and the When the organic component is measured by TMA within the range of from room temperature to 500 ° C under the binding atmosphere, the bonding temperature is adjusted to a temperature such that a rate of dimensional change from room temperature is -1.0 to 1.0%.

Beim Messen des anorganischen Teilchen und der organischen Komponente durch TMA innerhalb des Bereiches von Raumtemperatur bis 500°C unter einer solchen Bindeatmosphäre kann durch Einstellen der Rate der Dimensionsänderung von Raumtemperatur auf –1,0 % oder mehr die Adhäsion an die Grenzfläche des zu bindenden Körpers sichergestellt werden, selbst wenn das Binden ohne Druck durchgeführt wird, und durch Einstellen auf 1,0 % oder weniger kann die verbleibende Spannung, die durch die Wärmehistorie bei dem gebundenen Körper verursacht wird, vermindert werden.In measuring the inorganic particle and the organic component by TMA within the range of room temperature to 500 ° C under such a binding atmosphere, by setting the rate of dimensional change from room temperature to -1.0% or more, the adhesion to the interface of the body to be bound can be ensured even when the binding is performed without pressure, and by setting to 1.0% or less, the residual stress caused by the heat history in the bonded body can be reduced.

In dem Bindeverfahren des Metallkörpers dieser Erfindung ist es bevorzugt, daß die Bindetemperatur eine Temperatur hat, bei der der maximale exotherme Peak erzeugt wird, oder höher eingestellt wird, wenn das anorganische Teilchen und die organische Komponente durch TG-DTA innerhalb des Bereiches von Raumtemperatur bis 500°C unter der Bindeatmosphäre gemessen wird.In the bonding method of the metal body of this invention, it is preferable that the bonding temperature has a temperature at which the maximum exothermic peak is generated or set higher when the inorganic particle and the organic component are within the range of from room temperature to about 100% by TG-DTA 500 ° C is measured under the binding atmosphere.

Durch Einstellen der Bindetemperatur auf eine Temperatur, bei der der maximale exotherme Peak erzeugt ist, oder höher, kann das Sintern zum Binden ablaufen.By setting the bonding temperature to a temperature at which the maximum exothermic peak is generated or higher, the sintering for bonding can proceed.

Gemäß dem Metall-gebundenen Körper dieser Erfindung kann ein Metall-gebundener Körper angegeben werden, worin Oberflächen von zwei Metallkörpern durch Verwendung der Bindezusammensetzung dieser Erfindung gebunden sind und eine Dicke einer Bindeschicht des Metall-gebundenen Körpers 30 bis 150 μm ist.According to the metal-bonded body of this invention, a metal-bonded body can be given in which surfaces of two metal bodies are bonded by using the binder composition of this invention and a thickness of a bonding layer of the metal-bonded body is 30 to 150 μm.

Weil die Bindeschicht des Metall-gebundenen Körpers dieser Erfindung sich aus den anorganischen Teilchen und den Metallteilchen zusammensetzt, ist der Schmelzpunkt nach dem Sintern gleich wie das Massenmaterial im Gegensatz zu einem Lötmaterial. Im Vergleich zu der Bindeschicht, gebildet durch ein Lötmaterial, kann eine Heiß-Kalt-Schockzuverlässigkeit bei einer höheren Temperatur erhalten werden. Wenn die obere Grenze der Temperatur des Heiß-Kalt-Schocks 200°C oder mehr ist, wird ein Unterschied der thermischen Expansionskoeffizienten des zu bindenden Körpers und der Bindeschicht groß, und wenn die Dicke der Bindeschicht weniger als 30 μm ist, ist es nicht möglich, die thermische Spannung zum Bruch zu schwächen. Wenn auf der anderen Seite die Dicke der Bindeschicht mehr als 150 μm ist, ist es schwierig, weil eine Menge aus der Bindezusammensetzung zur Beschichtung groß wird, das Sintern zu erzielen aufgrund der jeweils erhöhten Menge der organischen Substanz, und somit ist es nicht möglich, eine dichte Bindeschicht zu erhalten.Because the bonding layer of the metal-bonded body of this invention is composed of the inorganic particles and the metal particles, the melting point after sintering is the same as the bulk material as opposed to a solder material. As compared with the bonding layer formed by a brazing material, hot-cold shock reliability can be obtained at a higher temperature. When the upper limit of the hot-cold shock temperature is 200 ° C. or more, a difference in thermal expansion coefficients of the body to be bonded and the bonding layer becomes large, and if the thickness of the bonding layer is less than 30 μm, it is not possible to weaken the thermal stress to break. On the other hand, if the thickness of the bonding layer is more than 150 μm, it is difficult because an amount of the binder composition for coating becomes large to achieve sintering due to the respective increased amount of the organic substance, and thus it is not possible to obtain a dense bonding layer.

Wenn daher die Dicke der Bindeschicht 30 bis 150 μm ist, ist es möglich, die Bindeschicht dicht zu machen und die thermische Spannung aufgrund eines Unterschiedes des thermischen Expansionskoeffizienten von dem zu bindenden Körper zu schwächen. Als Ergebnis hat der Metall-gebundenen Körper gemäß dieser Erfindung eine hohe Bindezuverlässigkeit.Therefore, when the thickness of the bonding layer is 30 to 150 μm, it is possible to make the bonding layer dense and weaken the thermal stress due to a difference in the thermal expansion coefficient of the body to be bonded. As a result, the metal-bonded body according to this invention has a high binding reliability.

Wirkung der Erfindung Effect of the invention

Diese Erfindung kann eine Bindezusammensetzung, die einen Metall-gebundenen Körper ergeben kann, der eine dichte Bindeschicht aufweist, und einen Metall-gebundenen Körper mit hoher Zuverlässigkeit bei verhältnismäßig niedriger Bindetemperatur, und einen Metall-gebundenen Körper unter Verwendung der Bindezusammensetzung angeben.This invention can provide a binder composition capable of yielding a metal-bonded body having a dense bonding layer and a metal-bonded body having high reliability at a relatively low bonding temperature, and a metal-bonded body using the bonding composition.

Mittel zur Lösung der ProblemeMeans of solving the problems

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Bindezusammensetzung und des Metall-gebundenen Körpers unter Verwendung der Zusammensetzung dieser Erfindung wird detailliert beschrieben. Weiterhin zeigt die Beschreibung unten lediglich ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung an, und die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt, und sich wiederholende Beschreibungen können weggelassen werden.A preferred embodiment of the binder composition and the metal-bonded body using the composition of this invention will be described in detail. Furthermore, the description below indicates only one embodiment of this invention, and the invention is not limited thereto, and repetitive descriptions may be omitted.

(1) Bindezusammensetzung(1) binding composition

Die Bindezusammensetzung dieses Ausführungsbeispiel ist eine pastöse Bindezusammensetzung, die ein anorganisches Teilchen und eine organische Komponente enthält. Nachfolgend wird jede Komponente der Bindezusammensetzung erläutertThe binder composition of this embodiment is a pasty binder composition containing an inorganic particle and an organic component. Hereinafter, each component of the binding composition will be explained

(1-1) Anorganische Teilchen(1-1) Inorganic particles

Obwohl die anorganischen Teilchen der Bindezusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels nicht besonders beschränkt sind, ist es bevorzugt, weil die Leitfähigkeit einer Bindeschicht, erhalten durch Verwendung der Bindezusammensetzung gemäß diesem Ausführungsbeispiel verbessert werden kann, daß sie aus Metall sind, wobei die Ionisierungstendenz kleiner (edler) als Zink ist.Although the inorganic particles of the binder composition of this embodiment are not particularly limited, it is preferable that the conductivity of a binder layer obtained by using the binder composition of this embodiment can be improved to be metal, with the ionization tendency being lower than that of zinc is.

Beispiele des Metalls enthalten zumindest eines von Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Wismuth, Zinn, Eisen und Platin-Gruppenelementen wie Ruthen, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin. Als Metall ist zumindest eines von Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Wismuth, Zinn und der Platin-Gruppe bevorzugt, und mehr bevorzugt ist Kupfer oder ein Metall, bei dem die Ionisierungstendenz kleiner (edler) ist als Kupfer, das heißt zumindest eines aus der Gruppe bestehend aus Gold, Silber, Kupfer und Platin.Examples of the metal include at least one of gold, silver, copper, nickel, bismuth, tin, iron and platinum group elements such as ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum. As the metal, at least one of metal selected from the group consisting of gold, silver, copper, nickel, bismuth, tin and the platinum group is preferable, and more preferable is copper or a metal in which the ionization tendency is smaller as copper, that is at least one of the group consisting of gold, silver, copper and platinum.

Die am meisten bevorzugten anorganischen Teilchen sind Silberteilchen, weil Silberteilchen verhältnismäßig stabil für eine Lagerung für lange Zeit sind und weiterhin kann dies kostengünstig im Vergleich zu Gold-Teilchen, Palladium-Teilchen und dergleichen hergestellt werden.The most preferred inorganic particles are silver particles because silver particles are relatively stable for storage for a long time, and further, it can be produced inexpensively in comparison with gold particles, palladium particles and the like.

Diese Metalle können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden, und als Verfahren zur Kombination gibt es einen Fall zur Verwendung von Legierungsteilchen, enthaltend eine Vielzahl von Metallen oder einen Fall unter Verwendung von Metallteilchen mit einer Kern-Hüll-Struktur oder einer vielschichtigen Struktur.These metals may be used alone or in combination of two or more, and as a method of combination, there is a case of using alloy particles containing a plurality of metals or a case using metal particles having a core-shell structure or a multi-layered one Structure.

Wenn beispielsweise Silberteilchen als anorganische Teilchen der Bindezusammensetzung verwendet werden, wird die elektrische Leitfähigkeit der anhaftenden Schicht, gebildet durch Verwendung der Bindezusammensetzung gemäß diesem Ausführungsbeispiel, ausgezeichnet, aber angesichts des Migrationsproblems kann es schwierig werden, daß die Migration auftritt durch Verwendung der Bindezusammensetzung aus Silber und anderen Metallen. Als "andere Metalle" sind Metalle bevorzugt, deren Ionisierungsserie oberhalb von edler als Wasserstoff ist, das heißt Gold, Kupfer, Platin und Palladium.For example, when silver particles are used as the inorganic particles of the binder composition, the electrical conductivity of the adhesive layer formed by using the binder composition according to this embodiment is excellent, but in view of the migration problem, migration may be difficult to occur by using the silver and binder composition other metals. As "other metals", preferred are metals whose ionization series is more noble than hydrogen, that is, gold, copper, platinum and palladium.

Eine durchschnittliche Teilchengröße (PL) des anorganischen Teilchens, das in der Bindezusammensetzung dieser Erfindung verwendet wird, ist 1 bis 20 μm. Bei Verwendung des anorganischen Teilchens mit einer durchschnittlichen Teilchengröße (PL) von 1 bis 20 μm kann die Volumenschrumpfung durch Sintern reduziert werden, unter Erhalt einer homogenen und dichten Bindeschicht.An average particle size (P L ) of the inorganic particle used in the binder composition of this invention is 1 to 20 μm. When using the inorganic particle having an average particle size (P L ) of 1 to 20 μm, the volume shrinkage by sintering can be reduced to obtain a homogeneous and dense bonding layer.

Bei Verwendung eines kleinen Teilchens mit einer durchschnittlichen Teilchengröße (PL) von weniger als 1 μm wird, obwohl das Sintern bei einer niedrigen Temperatur ablaufen kann, wenn das Sintern der Teilchen abläuft, die Volumenschrumpfung groß aufgrund einer Erhöhung der durchschnittlichen Teilchengröße, und der zu bindende Körper kann der Volumenschrumpfung nicht folgen. Als Ergebnis werden Mängel wie Löcher in der Bindeschicht erzeugt, die Bindefestigkeit und Zuverlässigkeit des gebundenen Körpers wird erniedrigt. Bei Verwendung eines Teilchens mit einer durchschnittlichen Teilchengröße (PL) von mehr als 20 μm kann das Sintern nicht bei niedriger Temperatur ablaufen und große Löcher, die zwischen den Teilchen gebildet sind, verbleiben nach dem Sintern.When using a small particle having an average particle size (P L ) of less than 1 μm, although sintering may proceed at a low temperature as the sintering of the particles expires, the volume shrinkage becomes large due to an increase in the average particle size Binding bodies can not follow the volume shrinkage. As a result, defects such as holes in the bonding layer are generated, and the bonding strength and reliability of the bonded body are lowered. When using a particle having an average particle size (P L ) of more than 20 μm, sintering can not proceed at a low temperature, and large holes formed between the particles remain after sintering.

Die durchschnittliche Teilchengröße (PL) des anorganischen Teilchens ist bevorzugt 1 bis 15 μm, mehr bevorzugt 1 bis 10 μm. Der obige Bereich ist bevorzugt angesichts dessen, daß das Sintern bei niedriger Temperatur ablaufen kann und daß die Löcher, die zwischen den Teilchen gebildet werden, möglichst stark vermindert werden können.The average particle size (P L ) of the inorganic particle is preferably 1 to 15 μm, more preferably 1 to 10 μm. The above range is preferable in view of the fact that the sintering can proceed at a low temperature and that the holes formed between the particles can be reduced as much as possible.

Wie oben erwähnt, kann die durchschnittliche Teilchengröße (PL) des anorganischen Teilchens durch ein dynamisches Lichtstreuverfahren, ein Kleinwinkel-Röntgenbeugungs-Streuverfahren oder dergleichen gemessen werden. Als anderes Verfahren zum Messen der durchschnittlichen Teilchengröße (PL) gibt es ein Verfahren, bei dem ein authentisches Mittel von 50 bis 100 Teilchen von dem Photo berechnet wird, das durch Verwendung eines Elektronen-Abtastmikroskops oder Transmissions-Elektronenmikroskop aufgenommen ist.As mentioned above, the average particle size (P L ) of the inorganic particle can be measured by a dynamic light scattering method, a small angle X-ray diffraction scattering method, or the like. As another method for measuring the average particle size (P L ), there is a method in which an authentic average of 50 to 100 particles is calculated from the photograph taken by using an electron scanning microscope or a transmission electron microscope.

Der Kristallit-Durchmesser (CL) des anorganischen Teilchens, das in der Bindezusammensetzung dieser Erfindung verwendet wird, ist 4 bis 40 nm. Wenn der Kristallit-Durchmesser (CL) des anorganischen Teilchens 4 bis 40 nm ist, läuft das Sintern mit Erhöhung des Kristallit-Durchmessers (CL) bei einer verhältnismäßig niedrigen Bindetemperatur (beispielsweise 300°C oder weniger) ab.The crystallite diameter (C L ) of the inorganic particle used in the binder composition of this invention is 4 to 40 nm. When the crystallite diameter (C L ) of the inorganic particle is 4 to 40 nm, the sintering proceeds with increase of the crystallite diameter (C L ) at a relatively low binding temperature (for example, 300 ° C or lower).

Jedoch ist es notwendig, die anorganischen Teilchen miteinander bei hoher Temperatur zu verschmelzen, weil die anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße (PL) von 1 bis 20 μm einen Krümmungsradius in der Größenordnung von Mikrometer aufweist. Im Gegensatz dazu haften bei den anorganischen Teilchen, die in der Bindezusammensetzung dieser Erfindung verwendet werden, Metallteilchen mit einer Teilchengröße (PS) von 1 bis 100 nm an zumindest einem Teil der Oberfläche der anorganischen Teilchen, und somit hat zumindest ein Teil der Teilchen einen Krümmungsradius in der Größenordnung von Nanometer. Als Ergebnis kann das anorganische Teilchen bei niedriger Temperatur verschmolzen werden.However, it is necessary to fuse the inorganic particles together at a high temperature because the inorganic particles having an average particle size (P L ) of 1 to 20 μm have a radius of curvature of the order of microns. In contrast, among the inorganic particles used in the binder composition of this invention, metal particles having a particle size (P s ) of 1 to 100 nm adhere to at least a part of the surface of the inorganic particles, and thus at least a part of the particles has one Radius of curvature on the order of nanometers. As a result, the inorganic particle can be fused at a low temperature.

Der Kristallit-Durchmesser (CL) der anorganischen Teilchens ist bevorzugt 10 bis 40 μm, mehr bevorzugt 15 bis 40 nm. Wenn der Kristallit-Durchmesser zu klein ist, kann das Sintern leicht bei niedriger Temperatur ablaufen, jedoch verbleibt das Teilchen als nicht-gesinterter Teil nach dem Verbinden, weil das Teil ein Punkt ist, bei dem eine Änderung durch Erwärmen erfolgt, und somit ist der oben genannte Bereich angesichts der Zuverlässigkeit der Wärmeresistenz bevorzugt.The crystallite diameter (C L ) of the inorganic particle is preferably 10 to 40 μm, more preferably 15 to 40 nm. If the crystallite diameter is too small, sintering may easily occur at a low temperature, but the particle remains as non-crystalline. Sintered part after bonding, because the part is a point where a change is made by heating, and thus the above-mentioned range is preferable in view of the reliability of the heat resistance.

Das anorganische Teilchen und das Metallteilchen in der Bindezusammensetzung dieser Erfindung enthalten bevorzugt kein Teilchen, das thermisch zersetzt werden kann, unter Erzeugung eines Metalls. Wenn ein Teilchen enthalten ist, das unter Erzeugung eines Metalls thermisch zersetzt werden kann wie Silberoxid oder Silbercarbonat, wird die Volumenschrumpfung groß, weil das Teilchen Gase wie Sauerstoff und Kohlendioxid und ein Metallteilchen bei der Zersetzung ergibt. Weil eine solche Volumenschrumpfung das Binden ohne Druck schwierig macht, wäre es besser, daß das Teilchen, das thermisch zersetzt werden kann, ein Metall ist, das nicht als anorganisches Teilchen in der Bindezusammensetzung verwendet wird.The inorganic particle and the metal particle in the binder composition of this invention preferably contain no particle that can be thermally decomposed to form a metal. When a particle is included which can be thermally decomposed to produce a metal such as silver oxide or silver carbonate, volume shrinkage becomes large because the particle gives gases such as oxygen and carbon dioxide and a metal particle upon decomposition. Because such volume shrinkage makes binding without pressure difficult, it would be better for the particle, which can be thermally decomposed, to be a metal that is not used as an inorganic particle in the binder composition.

Es ist bevorzugt, daß beim Messen des anorganischen Teilchens und der organischen Komponente durch TG-DTA innerhalb des Bereiches von Raumtemperatur bis 550°C in der Atmosphäre das Gewicht unmittelbar nach dem maximalen exothermen Peak bei 150 bis 300°C erhöht wird.It is preferable that when measuring the inorganic particle and the organic component by TG-DTA within the range of room temperature to 550 ° C in the atmosphere, the weight immediately after the maximum exothermic peak at 150 to 300 ° C is increased.

Im allgemeinen tritt der exotherme Peak von DTA durch Oxidationszersetzung von anorganischen Komponenten auf und bedeutet das Sintern der Teilchen durch Zersetzung des Dispergiermittels, das an den Teilchen haftet. Obwohl das Teilchen selbst augenblicklich oxidiert wird, wenn Silber als Teilchen verwendet wird, gibt es nahezu keinen Einfluß der Oxidation, weil das Teilchen selbst durch Reduktion von Silber reduziert wird. Bei Verwendung zum Binden wird angenommen, daß das Teilchen mit der Grenzfläche des zu bindenden Körpers beim Sintern des Teilchen in Kontakt steht, wobei die Schrumpfung durch Sintern des Teilchen durch die Gewichtszunahme inhibiert werden kann, und die Adhäsion an die Grenzfläche des zu bindenden Teilchens kann sichergestellt werden, ohne daß ein Druck beim Binden auferlegt wird, was zu dem Erfolg des Bindens ohne Druck führt.In general, the exothermic peak of DTA occurs by oxidation decomposition of inorganic components and means sintering of the particles by decomposition of the dispersant adhered to the particles. Although the particle itself is instantaneously oxidized when silver is used as a particle, there is almost no influence of oxidation because the particle itself is reduced by reduction of silver. When used for bonding, it is considered that the particle is in contact with the interface of the body to be bonded upon sintering of the particle, whereby the shrinkage can be inhibited by sintering the particle by the increase in weight and the adhesion to the interface of the particle to be bound be ensured without a pressure on binding is imposed, resulting in the success of binding without pressure.

Bei der Bindezusammensetzung dieser Erfindung ist es weiterhin bevorzugt, daß beim Messen des anorganischen Teilchens und der organischen Komponente durch TG-DTA innerhalb des Bereiches von Raumtemperatur bis 550°S in der Atmosphäre das Gewicht unmittelbar nach dem maximalen exothermen Peak bei 150 bis 300°C erhöht wird, und das maximale Erhöhungsverhältnis (%) der Gewichtszunahme ist weniger als 0,2 %.In the binder composition of this invention, it is further preferable that when measuring the inorganic particle and the organic component by TG-DTA within the range of from room temperature to 550 ° S in the atmosphere, the weight immediately after the maximum exothermic peak 150 to 300 ° C is increased, and the maximum increase ratio (%) of the weight increase is less than 0.2%.

In bezug auf die Gewichtserhöhung wird, wenn das maximale Erhöhungsverhältnis 0,2 % oder mehr ist, die Deformation der Bindeschicht direkt beeinflußt. Im allgemeinen beginnt das Sintern von der Kante, weil Wärme von einer Kante eines zu bindenden Körpers geleitet wird. Beispielsweise bei Binden einer großen Fläche von 2 mm × 2 mm oder mehr wird, weil die Sintergeschwindigkeit leicht verschieden ist an der Kante bzw. der Mitte und wenn das Gewichtszunahmeverhältnis 0,2 % oder mehr ist, die Bindeschicht auf deformierte Weise an der Kante und der Mitte gebunden. In einem solchen Fall gibt es nach dem Binden die Möglichkeit, daß die Zuverlässigkeit der Wärmeresistenz nachteilig beeinflußt wird.With respect to the weight increase, when the maximum increase ratio is 0.2% or more, the deformation of the bonding layer is directly influenced. In general, sintering begins from the edge because heat is conducted from an edge of a body to be bonded. For example, when bonding a large area of 2 mm × 2 mm or more, because the sintering speed is slightly different at the edge and when the weight-increasing ratio is 0.2% or more, the bonding layer deforms at the edge and in a deformed manner tied to the middle. In such a case, after bonding, there is a possibility that the reliability of heat resistance is adversely affected.

(1-2) Metallteilchen, das an zumindest einem Teil der Oberfläche des anorganischen Teilchen haftet(1-2) metal particles adhering to at least a part of the surface of the inorganic particle

Als Metallteilchen kann das gleiche Metallteilchen verwendet werden, das als Metallteilchen des anorganischen Teilchens aufgelistet ist. Wenn das obige anorganische Teilchen ein Metallteilchen (Kern-Metallteilchen) ist, kann das Kern-Metallteilchen gleich oder verschieden sein von dem Metallteilchen (Oberflächen-Metallteilchen), das an der Oberfläche haftet.As the metal particles, the same metal particle listed as the metal particle of the inorganic particle can be used. When the above inorganic particle is a metal particle (core metal particle), the core metal particle may be the same or different from the metal particle (surface metal particle) adhering to the surface.

Beispiele des Metalls enthalten zumindest eines von Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Wismuth, Zinn, Eisen und Platin-Gruppenelemente wie Ruthen, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin. Als Metall ist zumindest ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Wismuth, Zinn und der Platin-Gruppe bevorzugt und mehr bevorzugt ist Kupfer oder ein Metall, bei dem die Ionisierungstendenz kleiner (edler) ist als Kupfer, das heißt zumindest eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gold, Platin, Silber und Kupfer.Examples of the metal include at least one of gold, silver, copper, nickel, bismuth, tin, iron and platinum group elements such as ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum. As the metal, at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, copper, nickel, bismuth, tin and the platinum group is preferable, and more preferable is copper or a metal in which the ionization tendency is smaller than copper that is, at least one selected from the group consisting of gold, platinum, silver and copper.

Das am meisten bevorzugte anorganische Teilchen ist Silberteilchen, weil das Silberteilchen bei Lagerung für lange Zeit verhältnismäßig stabil ist und kann weiterhin günstig im Vergleich zum Gold-Teilchen, Palladium-Teilchen und dergleichen hergestellt werden.The most preferable inorganic particle is silver particle, because the silver particle is relatively stable when stored for a long time, and further can be produced favorably in comparison with the gold particle, palladium particle and the like.

Diese Metalle können alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden, und als Verfahren zur Kombination gibt es den Fall zur Verwendung von Legierungsteilchen, enthaltend eine Vielzahl von Metallen, oder einen Fall unter Verwendung von Metallteilchen mit einer Kern-Hüll-Struktur oder einer vielschichtigen Struktur.These metals may be used alone or in combination of two or more, and as the method of combination, there is the case of using alloy particles containing a plurality of metals or a case using metal particles having a core-shell structure or a metal shell complex structure.

Es ist bevorzugt, daß der Kristallit-Durchmesser der Metallteilchen, die an zumindest einem Teil der Oberfläche des anorganischen Teilchens haften, 4 bis 40 nm ist. Wenn der Kristallit-Durchmesser 4 bis 40 nm ist, kann die Fusion und das Sintern leicht bei niedriger Temperatur ablaufen.It is preferable that the crystallite diameter of the metal particles adhering to at least a part of the surface of the inorganic particle is 4 to 40 nm. When the crystallite diameter is 4 to 40 nm, fusion and sintering are easy to occur at low temperature.

Der Kristallit-Durchmesser des Metallteilchen ist mehr bevorzugt 7 bis 37 nm, am meisten bevorzugt 10 bis 35 nm. Innerhalb dieses Bereiches kann die Fusion und das Sintern leicht bei niedriger Temperatur ablaufen.The crystallite diameter of the metal particle is more preferably 7 to 37 nm, most preferably 10 to 35 nm. Within this range, fusion and sintering are easy to proceed at low temperature.

Die durchschnittliche Teilchengröße (PS) des Metallteilchens ist nicht besonders beschränkt, solange sie innerhalb dieses Bereiches liegt, so daß die Wirkung dieser Erfindung nicht beeinträchtigt wird, und es ist bevorzugt, daß das Metallteilchen eine Nanometergröße hat, was eine Fähigkeit der Schmelzpunktdepression zeigt, und mehr bevorzugt ist sie 1 bis 100 nm. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße (PS) des Metallteilchen 1 nm oder mehr ist, kann eine Bindezusammensetzung, die eine gute Bindeschicht ergibt, erhalten werden, und die Produktionskosten des Metallteilchens sind nicht teuer, was praktisch ist. Wenn die Größe 100 nm oder weniger ist, ist es bevorzugt, daß das Dispergiervermögen des Metallteilchens im Verlaufe der Zeit nicht leicht variiert.The average particle size (P s ) of the metal particle is not particularly limited as long as it is within this range, so that the effect of this invention is not impaired, and it is preferable that the metal particle has a nanometer size, showing a capability of melting point depression. and more preferably, it is 1 to 100 nm. When the average particle size (P s ) of the metal particle is 1 nm or more, a binder composition which gives a good bonding layer can be obtained, and the production cost of the metal particle is not expensive, which is practical is. When the size is 100 nm or less, it is preferable that the dispersibility of the metal particle does not vary slightly with the passage of time.

Die durchschnittliche Teilchengröße (PS) des Metallteilchens ist bevorzugt 5 bis 80 nm, mehr bevorzugt 10 bis 70 nm. Innerhalb dieses Bereiches kann das Niedrig-Temperatursintern sichergestellt werden, und das an dem Teilchen haftende Dispergiermittel kann abgelehnt werden in bezug auf die relative Oberfläche und es ist möglich, eine gute Bindeschicht zu bilden.The average particle size (P S ) of the metal particle is preferably 5 to 80 nm, more preferably 10 to 70 nm. Within this range, the low-temperature sintering can be ensured, and the dispersant adhering to the particle can be rejected with respect to the relative surface area and it is possible to form a good bonding layer.

Damit ein Metallteilchen mit einer Nanometergröße stabil existieren kann, ist es notwendig, daß eine organische Substanz an der Oberfläche des Metallteilchens in einer bestimmten Menge existiert. Die organische Substanz ist bevorzugt ein Amin und/oder eine Carbonsäure oder ein hochmolekulares Dispergiermittel. Die funktionelle Gruppe des Amins oder der Carbonsäure adsorbiert an der Oberfläche des Metallteilchens bei einer angemessenen Festigkeit, unter Verhinderung, daß die Metallteilchen einen interaktiven Kontakt miteinander haben, und trägt zur Stabilität der Metallteilchen unter Lagerungsbedingungen bei. Die organische Substanz, die an der Oberfläche des Metallteilchens anhaftet, scheint sich von der Oberfläche des Metallteilchens beim Erwärmen wegzubewegen und/oder sich zu verflüchtigen, unter Beschleunigung der Fusion der Metallteilchen miteinander und der Bindung an das Substrat.For a metal particle of nanometer size to exist stably, it is necessary that an organic substance exists on the surface of the metal particle in a certain amount. The organic substance is preferably an amine and / or a carboxylic acid or a high molecular weight dispersant. The functional group of the amine or carboxylic acid adsorbs to the surface of the metal particle at an adequate strength, preventing the metal particles from interacting with each other, and contributing to the stability of the metal particles under storage conditions. The organic substance adhering to the surface of the metal particle appears to move away from the surface of the metal particle upon heating and / or to volatilize, thereby accelerating the fusion of the metal particles with each other and bonding to the substrate.

Eine organische Komponente haftet an zumindest einen Teil der Oberfläche des Metallteilchens (nämlich zumindest ein Teil der Oberfläche des Metallteilchens ist mit einer organischen Schutzschicht bedeckt, die sich aus einer organischen Komponente zusammensetzt) und die organische Komponente (organische Schutzschicht) enthält bevorzugt ein Amin. Zum Lagern des Metallteilchens mit einer Nanometergröße, das eine Fähigkeit der Schmelzpunktdepression zeigt, ist es notwendig, zumindest einen Teil der Oberfläche des Metallteilchens zu bedecken. Weil die funktionelle Gruppe des Amins an der Oberfläche des Metallteilchens bei einer angemessenen Stärke adsorbieren kann, wird es geeignet als organische Schutzschicht verwendet.An organic component adheres to at least a part of the surface of the metal particle (namely, at least part of the surface of the metal particle is covered with an organic protective layer composed of an organic component), and the organic component (organic protective layer) preferably contains an amine. For storing the nanometer size metal particle showing a melting point depression ability, it is necessary to cover at least a part of the surface of the metal particle. Because the functional group of the amine can adsorb to the surface of the metal particle at an appropriate strength, it is suitably used as the organic protective layer.

Die obige organische Komponente ist eine organische Substanz, die das Agglomerieren der Metallteilchen durch Anhaften an den Metallteilchen verhindert und ist bevorzugt als Alkylamin und ein Polymer-Dispergiermittel konfiguriert. Durch Anhaften des Polymer-Dispergiermittels an zumindest einem Teil der Metallteilchen in einer angemessenen Menge kann das Dispersionsvermögen der Metallteilchen aufrechterhalten werden, ohne daß die Niedrigtemperatur-Sintereigenschaft verlorengeht. Die Morphologie des Anhaftens oder der Beschichtung ist nicht besonders definiert, aber in diesem Ausführungsbeispiel enthält die organische Komponente bevorzugt ein Amin im Hinblick auf das Dispergiervermögen und die Leitfähigkeit. Es wird angenommen, daß das Amin bei einer angemessenen Festigkeit über die funktionelle Gruppe an die Oberflächen der Metallteilchen adsorbiert wird, zur Verhinderung des Kontakts der Metallteilchens miteinander, was zur Stabilität der Metallteilchen während der Lagerung beiträgt, und bei Erwärmen wird durch Bewegen und/oder Verflüchtigen von der Oberfläche der Metallteilchen die Fusion der Metallteilchen miteinander und das Binden der Metallteilchen an das Substrat beschleunigt.The above organic component is an organic substance that prevents agglomeration of the metal particles by adhering to the metal particles, and is preferably configured as an alkylamine and a polymer dispersant. By adhering the polymer dispersant to at least a part of the metal particles in an appropriate amount, the dispersibility of the metal particles can be maintained without losing the low-temperature sintering property. The morphology of the adhesion or the coating is not particularly defined, but in this embodiment, the organic component preferably contains an amine in view of dispersibility and conductivity. It is believed that the amine is adsorbed to the surfaces of the metal particles at an adequate strength via the functional group to prevent contact of the metal particles with each other, contributing to the stability of the metal particles during storage, and by heating and / or Volatilization of the surface of the metal particles accelerates the fusion of the metal particles with each other and the binding of the metal particles to the substrate.

Die hierin verwendeten Amine sind nicht besonders beschränkt und enthalten ein Amin mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, beispielsweise ein primäres Amin wie Alkylamin (lineares Alkylamin oder mit einer Seitenkette) wie Oleylamin, Butylamin, Pentylamin, Hexylamin oder Hexylamin, ein Alkoxyamin wie N-(3-Methoxypropyl)propan-1,3-diamin, 2-Methoxyethylamin, 3-Methoxypropylamin oder 3-Ethoxypropylamin, ein Cycloalkylamin wie Cyclopentylamin oder Cyclohexylamin, ein Allylamin wie Anilin; ein sekundäres Amin wie Dipropylamin, Dibutylamin, Piperidin oder Hexamethylenimin; und tertiäres Amin wie Tripropylamin, Dimethylpropandiamin, Cyclohexyldimethylamin, Pyridin oder Chinolin, Octylamin und dergleichen, und ist bevorzugt ein Amin mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen. Beispiele des Amins mit niedrigem Siedepunkt mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen enthalten Heptylamin, Butylamin, Pentylamin und Hexylamin. Weil das Amin mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen sich bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur bewegen und/oder verflüchtigen kann, ist es möglich, das Niedertemperatursintern des Metallteilchens vollständig anzuwenden. Durch die Niedertemperatur-Sintereigenschaft des Metallteilchen beginnt das Metallteilchen um das anorganische Teilchen (großes Teilchen) oder an das anorganische Teilchen selbst bei einer niedrigen Temperatur zu sintern, und somit wird es möglich, daß die Wirkung entfaltet wird, daß der Zwischenraum zwischen den anorganischen Teilchen gefüllt und die Sinterrate der anorganischen Teilchen beschleunigt wird.The amines used herein are not particularly limited and contain an amine having 2 to 20 carbon atoms, for example, a primary amine such as alkylamine (linear alkylamine or side chain) such as oleylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine or hexylamine, an alkoxyamine such as N- (3 -Methoxypropyl) propane-1,3-diamine, 2-methoxyethylamine, 3-methoxypropylamine or 3-ethoxypropylamine, a cycloalkylamine such as cyclopentylamine or cyclohexylamine, an allylamine such as aniline; a secondary amine such as dipropylamine, dibutylamine, piperidine or hexamethyleneimine; and tertiary amine such as tripropylamine, dimethylpropanediamine, cyclohexyldimethylamine, pyridine or quinoline, octylamine and the like, and is preferably an amine having 4 to 7 carbon atoms. Examples of the low-boiling amine of 4 to 7 carbon atoms include heptylamine, butylamine, pentylamine and hexylamine. Because the amine having 4 to 7 carbon atoms can move and / or volatilize at a relatively low temperature, it is possible to fully apply the low-temperature sintering of the metal particle. By the low-temperature sintering property of the metal particle, the metal particle starts to sinter the inorganic particle (large particle) or the inorganic particle itself at a low temperature, and thus it becomes possible to develop the effect that the gap between the inorganic particles filled and the sintering rate of the inorganic particles is accelerated.

Ein Amin mit kurzer Länge mit 5 oder weniger Kohlenstoffatomen ist nicht besonders beschränkt, wenn ein Distributionskoeffizient Log P –1,0 bis 1,4 ist, und es kann linear oder verzweigt sein und eine Seitenkette haben. Beispiele des kurzkettigen Amins enthalten Ethylamin (–0,3) Propylamin (0,5), Butylamin (1,0), N-(3-Methoxypropyl)propan-1,3-diamin (–0,6), 1,2-Ethandiamin, N-(3-Methoxypropyl)-(–0,9), 2-methoxyethylamin (–0,9), 3-Methoxypropylamin (–0,5), 3-Ethoxypropylamin (–0,1), 1,4-Butandiamin (–0,9), 1,5-Pentandiamin (–0,6), Pentanolamin (–0,3), Aminoisobutanol (–0,8) und dergleichen, und unter diesen ist ein Alkoxyamin bevorzugt.An amine of short length having 5 or less carbon atoms is not particularly limited when a distribution coefficient Log P is -1.0 to 1.4, and it may be linear or branched and have a side chain. Examples of the short chain amine include ethylamine (-0.3) propylamine (0.5), butylamine (1.0), N- (3-methoxypropyl) propane-1,3-diamine (-0.6), 1.2 Ethanediamine, N- (3-methoxypropyl) - (- 0.9), 2-methoxyethylamine (-0.9), 3-methoxypropylamine (-0.5), 3-ethoxypropylamine (-0.1), 1, 4-butanediamine (-0.9), 1,5-pentanediamine (-0.6), pentanolamine (-0.3), aminoisobutanol (-0.8) and the like, and among them, an alkoxyamine is preferable.

Das Amin ist nicht auf einen linearen Typ beschränkt und kann eine Seitenkette haben, um die Verflüchtigungstemperatur zu steuern. Wenn die organische Komponente chemisch oder physikalisch an diesen Metallteilchen gebunden ist, kann die organische Komponente in ein Anion oder Kation umgewandelt werden, und bei diesem Ausführungsbeispiel enthalten die obigen organischen Komponenten ein Ion oder einen Komplex, der von den organischen Komponenten stammt.The amine is not limited to a linear type and may have a side chain to control the volatilization temperature. When the organic component is chemically or physically bound to these metal particles, the organic component may be converted to an anion or cation, and in this embodiment, the above organic components contain an ion or a complex derived from the organic components.

Das obige Amin kann eine Verbindung mit einer anderen funktionellen Gruppe als Amin sein wie einer Hydroxyl-Gruppe, Carboxyl-Gruppe, Alkoxy-Gruppe, Carbonyl-Gruppe, Ester-Gruppe oder Mercapto-Gruppe. Das Amin kann alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Zusätzlich ist ein Siedepunkt bei normalem Druck bevorzugt 300°C oder weniger, weiter bevorzugt 250°C oder weniger.The above amine may be a compound having a functional group other than an amine such as a hydroxyl group, carboxyl group, alkoxy group, carbonyl group, ester group or mercapto group. The amine may be used alone or in combination of two or more. In addition, a boiling point under normal pressure is preferably 300 ° C or less, more preferably 250 ° C or less.

Die organische Substanz, die an dem Metallteilchen haftet, kann eine Carbonsäure zusätzlich zu dem Amin innerhalb des Umfangs enthalten, daß die Wirkung dieser Erfindung nicht beeinträchtigt wird. In der Carbonsäure hat die Carboxyl-Gruppe in einem Molekül eine verhältnismäßig hohe Polarität, unter Erzeugung einer Interaktion aufgrund einer Wasserstoff-Bindung, und der andere verbleibende Teil als die funktionelle Gruppe zeigt eine verhältnismäßig niedrige Polarität. Weiterhin neigt die Carboxyl-Gruppe dazu, eine saure Eigenschaft zu zeigen. Wenn die Carbonsäure an zumindest einem Teil der Oberfläche der Metallteilchen (nämlich zumindest einem Teil der Oberfläche der Metallteilchen, die bedeckt sind mit) der Bindezusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels lokalisiert ist (anhaftet), ist es möglich, die Affinität der organischen Komponente und der Metallteilchen ausreichend zu machen, um eine Koagulation der Metallteilchen zu verhindern (Verstärkung des Dispergiervermögens).The organic substance adhered to the metal particle may contain a carboxylic acid in addition to the amine within the scope that the effect of this invention is not impaired. In the carboxylic acid, the carboxyl group in a molecule has a relatively high polarity to cause interaction due to hydrogen bonding, and the remaining portion other than the functional group shows a relatively low polarity. Furthermore, the carboxyl group tends to show an acidic property. When the carboxylic acid is located on at least part of the surface of the metal particles (namely, at least part of the surface of the metal particles covered with) of the binder composition of this embodiment, it is possible to sufficiently affinity the organic component and the metal particles to prevent coagulation of the metal particles (enhancement of dispersibility).

Als Carbonsäure kann eine Verbindung mit zumindest einer Carboxyl-Gruppe in großem Umfang verwendet werden, und Beispiele enthalten Ameisensäure, Oxalsäure, Essigsäure, Hexansäure, Acrylsäure, Octylsäure, Ölsäure und dergleichen. Eine Carboxyl-Gruppe in einem Teil der Carbonsäure kann ein Salz mit einem metallischen Ion bilden. Bezüglich des Metall-Ions können zwei oder mehrere Metall-Ionen enthalten sein.As the carboxylic acid, a compound having at least one carboxyl group can be widely used, and examples include formic acid, oxalic acid, acetic acid, hexanoic acid, acrylic acid, octylic acid, oleic acid and the like. A carboxyl group in a part of the carboxylic acid may form a salt with a metallic ion. With respect to the metal ion, two or more metal ions may be contained.

Die Carbonsäure kann eine Verbindung sein, die eine andere funktionelle Gruppe als die Carboxyl-Gruppe enthält wie eine Amino-Gruppe, Hydroxyl-Gruppe, Alkoxy-Gruppe, Carbonyl-Gruppe, Ester-Gruppe oder Mercapto-Gruppe. In diesem Fall ist die Zahl der Carboxyl-Gruppen bevorzugt mehr als die Zahl der anderen funktionellen Gruppen als den Carboxyl-Gruppen. Die Carbonsäure kann alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Zusätzlich ist es bevorzugt, daß ein Siedepunkt bei normalem Druck bevorzugt 300°C oder weniger, weiter bevorzugt 250°C oder weniger ist. Weiterhin bilden ein Amin und eine Carbonsäure ein Amid. Weil die Amid-Gruppe angemessen an der Oberfläche des Silberteilchens adsorbiert wird, kann die Amid-Gruppe in der organischen Komponente enthalten sein.The carboxylic acid may be a compound containing a functional group other than the carboxyl group such as an amino group, hydroxyl group, alkoxy group, carbonyl group, ester group or mercapto group. In this case, the number of carboxyl groups is preferably more than the number of functional groups other than the carboxyl groups. The carboxylic acid may be used alone or in combination of two or more. In addition, it is preferable that a boiling point under normal pressure is preferably 300 ° C or less, more preferably 250 ° C or less. Furthermore, an amine and a carboxylic acid form an amide. Because the amide group is adequately adsorbed on the surface of the silver particle, the amide group may be contained in the organic component.

Als obiges Polymer-Dispergiermittel kann irgendein kommerzielles Polymer-Dispergiermittel verwendet werden. Beispiele der kommerziell erhältlichen Polymer-Dispergiermittel enthalten SOLSPERSE 11200, SOLSPERSE 13940, SOLSPERSE 16000, SOLSPERSE 17000, SOLSPERSE 18000, SOLSPERSE 20000, SOLSPERSE 24000, SOLSPERSE 26000, SOLSPERSE 27000 und SOLSPERSE 28000 (erhältlich von Lubrizol Japan Corporation); DISPERBYK 142, DISPERBYK 160, DISPERBYK 161, DISPERBYK 162, DISPERBYK 163, DISPERBYK 166, DISPERBYK 170, DISPERBYK 180, DISPERBYK 182, DISPERBYK 184, DISPERBYK 190 und DISPERBYK 2155 (erhältlich von BYK Japan KK); EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48 und EFKA-49 (erhältlich von EFKA Chemicals); Polymer 100, Polymer 120, Polymer 150, Polymer 400, Polymer 401, Polymer 402, Polymer 403, Polymer 450, Polymer 451, Polymer 452, Polymer 453 (erhältlich von EFKA Chemicals), Ajisper PB711, Ajisper PA111, Ajisper PB811 und Ajisper PW911 (erhältlich von AJINOMOTO Co. Ltd.); Flowlen DOPA-15B, Flowlen DOPA-22, Flowlen DOPA-17, Flowlen TG-730W, Flowlen G-700 und Flowlen TG-720W (erhältlich von KYOEISHA CHEMICAL Co. Ltd.) und dergleichen. Unter diesen sind SOLSPERSE 11200, SOLSPERSE 13940, SOLSPERSE 16000, SOLSPERSE 17000, SOLSPERSE 18000, SOLSPERSE 28000, DISPERBYK 142 oder DISPERBYK 2155 im Hinblick auf das Niedertemperatursintern und die Dispergierstabilität bevorzugt.As the above polymer dispersant, any commercial polymer dispersant can be used. Examples of the commercially available polymer dispersants include SOLSPERSE 11200, SOLSPERSE 13940, SOLSPERSE 16000, SOLSPERSE 17000, SOLSPERSE 18000, SOLSPERSE 20000, SOLSPERSE 24000, SOLSPERSE 26000, SOLSPERSE 27000 and SOLSPERSE 28000 (available from Lubrizol Japan Corporation); DISPERBYK 142, DISPERBYK 160, DISPERBYK 161, DISPERBYK 162, DISPERBYK 163, DISPERBYK 166, DISPERBYK 170, DISPERBYK 180, DISPERBYK 182, DISPERBYK 184, DISPERBYK 190, and DISPERBYK 2155 (available from BYK Japan KK); EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48 and EFKA-49 (available from EFKA Chemicals); Polymer 100, Polymer 120, Polymer 150, Polymer 400, Polymer 401, Polymer 402, Polymer 403, Polymer 450, Polymer 451, Polymer 452, Polymer 453 (available from EFKA Chemicals), Ajisper PB711, Ajisper PA111, Ajisper PB811 and Ajisper PW911 (available from AJINOMOTO Co. Ltd.); Flowlen DOPA-15B, Flowlen DOPA-22, Flowlen DOPA-17, Flowlen TG-730W, Flowlen G-700 and Flowlen TG-720W (available from KYOEISHA CHEMICAL Co. Ltd.) and the like. Among them, preferred are SOLSPERSE 11200, SOLSPERSE 13940, SOLSPERSE 16000, SOLSPERSE 17000, SOLSPERSE 18000, SOLSPERSE 28000, DISPERBYK 142 or DISPERBYK 2155 from the viewpoints of low-temperature sintering and dispersion stability.

Ein Gehalt des Polymer-Dispergiermittels ist bevorzugt 0,1 bis 15 mass%. Wenn der Gehalt des Polymer-Dispergiermittels 0,1 % oder mehr ist, wird das Dispergiervermögen der erhaltenen Zusammensetzung zum Binden besser, aber wenn der Gehalt zu groß ist, wird die Bindeeigenschaft schlecht. Aus diesem Grund ist der Gehalt des Polymer-Dispergiermittels mehr bevorzugt 0,03 bis mass%, weiter bevorzugt 0,05 bis 2 mass%.A content of the polymer dispersant is preferably 0.1 to 15 mass%. When the content of the polymer dispersant is 0.1% or more, the dispersibility of the obtained bonding composition becomes better, but if the content is too large, the binding property becomes poor. For this reason, the content of the polymer dispersant is more preferably 0.03 to mass%, more preferably 0.05 to 2 mass%.

Der Gehalt der organischen Komponente, die an dem Metallteilchen in der Bindezusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels haftet, ist bevorzugt 0,5 bis 50 mass%. Wenn der Gehalt der organischen Komponente 0,5 mass% oder mehr ist, neigt die Lagerungsstabilität der erhaltenen Zusammensetzung zum Metallbinden dazu, besser zu sein, und wenn er 50 mass% oder weniger ist, neigt die Leitfähigkeit der Zusammensetzung zum Metallbinden dazu, besser zu sein.The content of the organic component adhering to the metal particle in the binder composition of this embodiment is preferably 0.5 to 50 mass%. When the content of the organic component is 0.5 mass% or more, the storage stability of the obtained metal-bonding composition tends to be better, and when it is 50 mass% or less, the conductivity of the metal-bonding composition tends to better be.

Der Gehalt der organischen Komponente ist mehr bevorzugt 1 bis 30 mass%, weiter bevorzugt 2 bis 15 mass%.The content of the organic component is more preferably 1 to 30 mass%, more preferably 2 to 15 mass%.

Als Zusammensetzungsverhältnis (Masse) bei Verwendung des Amins und der Carbonsäure in Kombination kann dies wahlweise innerhalb des Bereiches von 1/99 bis 99/1 ausgewählt werden und ist bevorzugt 20/80 bis 98/2, weiter bevorzugt 30/70 bis 97/3. Als Amin oder Carbonsäure können mehrere Arten von Aminen oder Carbonsäuren verwendet werden.As the composition ratio (mass) when using the amine and the carboxylic acid in combination, it may be optionally selected within the range of 1/99 to 99/1, and is preferable 20/80 to 98/2, more preferably 30/70 to 97/3. As the amine or carboxylic acid, several kinds of amines or carboxylic acids can be used.

Die Metallteilchen können beispielsweise durch Mischen einer Quelle aus Metall-Ion eines Dispergiermittels und anschließendes Reduzieren hergestellt werden. Durch Optimieren der Mengen des zugegebenen Dispergiermittels und eines Reduktionsmittels oder dergleichen ist es möglich, die Menge der organische Komponente zu steuern.For example, the metal particles may be prepared by mixing a source of metal ion of a dispersant and then reducing. By optimizing the amounts of the added dispersant and a reducing agent or the like, it is possible to control the amount of the organic component.

Zum Regulieren einer Menge der organischen Komponente, die an dem Metallteilchen haftet, kann eine Wärmebehandlung für die Metallteilchen, ein Waschen durch Säure (Schwefelsäure, Salzsäure und Salpetersäure, etc.), ein Waschen durch ein Fett-lösliches organisches Lösungsmittel wie Aceton oder Methanol und dergleichen verwendet werden. Während des Waschens kann durch Auferlegung einer Ultraschallwelle die organische Komponente effizienter entfernt werden.For controlling an amount of the organic component adhering to the metal particle, a heat treatment for the metal particles, washing by acid (sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid, etc.), washing by a fat-soluble organic solvent such as acetone or methanol and the like can be used. During washing, by applying an ultrasonic wave, the organic component can be removed more efficiently.

(1-3) Andere organische Komponenten und dergleichen(1-3) Other organic components and the like

In der Bindezusammensetzung dieses Ausführungsbeispiel kann ein ungesättigter Kohlenwasserstoff enthalten sein.In the binder composition of this embodiment, an unsaturated hydrocarbon may be contained.

Beispiele des ungesättigten Kohlenwasserstoffes enthalten Ethylen, Acetylen, Benzol, Aceton, 1-Hexen, 1-Octen, 4-Vinylcyclohexen, Cyclohexanon, Alkohol auf Terpen-Basis, Allylalkohol, Oleylalkohol, 2-Paltoleinsäure, Petroselinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Thiocyaninsäure, Ricinolsäure, Linolsäure, Linoekaidinsäure, Linolensäure, Arachidonsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Gallensäure, Salicylsäure und dergleichen.Examples of the unsaturated hydrocarbon include ethylene, acetylene, benzene, acetone, 1-hexene, 1-octene, 4-vinylcyclohexene, cyclohexanone, terpene-based alcohol, allyl alcohol, oleyl alcohol, 2-paltoleic acid, petroselinic acid, oleic acid, elaidic acid, thiocyanic acid, ricinoleic acid , Linoleic acid, linoic acid, linolenic acid, arachidonic acid, acrylic acid, methacrylic acid, bile acid, salicylic acid and the like.

Unter diesen ist ein ungesättigter Kohlenwasserstoff mit Hydroxyl-Gruppe bevorzugt. Die Hydroxyl-Gruppe ist leicht mit der Oberfläche der Metallteilchen zu koordinieren zum Inhibieren der Koagulation der Metallteilchen. Beispiele des ungesättigten Kohlenwasserstoffes mit Hydroxyl-Gruppe enthalten einen Alkohol auf Terpen-Basis, Allylalkohol, Oleylalkohol, Thiocyaninsäure, Ricinolsäure, Gallensäure, Salicylsäure und dergleichen. Bevorzugt ist eine ungesättigte Fettsäure mit einer Hydroxy-Gruppe wie Thiocyaninsäure, Ricinolsäure, Gallensäure, Salicylsäure und dergleichen.Among them, an unsaturated hydrocarbon having a hydroxyl group is preferable. The hydroxyl group is easy to coordinate with the surface of the metal particles to inhibit coagulation of the metal particles. Examples of the unsaturated hydrocarbon having hydroxyl group include a terpene-based alcohol, allyl alcohol, oleyl alcohol, thiocyanic acid, ricinoleic acid, bile acid, salicylic acid and the like. Preferred is an unsaturated fatty acid having a hydroxy group such as thiocyanic acid, ricinoleic acid, bile acid, salicylic acid and the like.

Der obige ungesättigte Kohlenwasserstoff ist bevorzugt Ricinolsäure. Ricinolsäure hat eine Carboxyl-Gruppe und Hydroxyl-Gruppe und adsorbiert an der Oberfläche der Metallteilchen, zum gleichmäßigen Dispergieren der Metallteilchen, und beschleunigt die Fusion der Metallteilchen.The above unsaturated hydrocarbon is preferably ricinoleic acid. Ricinoleic acid has a carboxyl group and hydroxyl group and adsorbed on the surface of the metal particles to uniformly disperse the metal particles, and accelerates the fusion of the metal particles.

In der Bindezusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels können innerhalb des Umfangs, daß die Wirkung dieser Erfindung nicht beeinträchtigt wird, zur weiteren Zugabe von Funktionen wie angemessener Viskosität, Adhäsivität, Trocknungseigenschaften oder Druckfähigkeit gemäß den Verwendungszwecken wahlweise Komponenten wie ein Dispergiermedium, eine Oligomer-Komponente, die beispielsweise die Rolle eines Bindemittels einnimmt, Harzkomponente, organisches Lösungsmittel (ein Teil des Feststoffes kann aufgelöst oder dispergiert sein), Tensid, Verdicker oder Oberflächenspannungs-Einstellmittel zugegeben werden. Solche wahlweisen Komponenten sind nicht besonders beschränkt.In the binding composition of this embodiment, within the scope that the effect of this invention is not impaired, for further addition of functions such as appropriate viscosity, adhesiveness, drying properties or printing ability according to the purposes of use, optional components such as a dispersing medium, an oligomer component, e.g. Role of a binder, resin component, organic solvent (a portion of the solid may be dissolved or dispersed), surfactant, thickener, or surface tension adjustor. Such optional components are not particularly limited.

Als Dispergiermedium unter den wahlweisen Komponenten sind verschiedene Komponenten innerhalb des Umfangs verwendbar, so daß die Wirkungen dieser Erfindung nicht beeinträchtigt sind und Beispiele enthalten einen Kohlenwasserstoff, Alkohol und dergleichen.As the dispersing medium among the optional components, various components within the scope are usable so that the effects of this invention are not impaired, and examples include a hydrocarbon, alcohol and the like.

Beispiele des Kohlenwasserstoffes enthalten einen aliphatischen, alicyclischen, cyclischen Kohlenwasserstoff und dergleichen und sie können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.Examples of the hydrocarbon include an aliphatic, alicyclic, cyclic hydrocarbon and the like, and they may be used alone or in combination of two or more.

Beispiele des aliphatischen Kohlenwasserstoffes enthalten einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff wie Tetradecan, Octadecan, Heptamethylnonan, Tetramethylpentadecan, Hexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, Tridecan, Methylpentan, normales Paraffin oder Isoparaffin und dergleichen.Examples of the aliphatic hydrocarbon include a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon such as tetradecane, octadecane, heptamethylnonane, tetramethylpentadecane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, tridecane, methylpentane, normal paraffin or isoparaffin, and the like.

Beispiele des cyclischen Kohlenwasserstoffes enthalten Toluol, Xylol und dergleichen.Examples of the cyclic hydrocarbon include toluene, xylene and the like.

Weiterhin enthalten Beispiele des alicyclischen Kohlenwasserstoffes Limonen, Dipenten, Terpinen, Terpinen (ebenso auch als Terpinin bezeichnet), Nesol, Cinen, Orangengeschmack, Terpinolen, Terpinolen (ebenso auch als Terpinolin bezeichnet), Phellandren, Menthadien, Tereben, Dihydrocymen, Moslen, Isoterpinen (ebenso auch als Isoterpinin bezeichnet), Crithmen, Kautschin, Cajeputen, Oilimen, Pinen, Terebin, Menthan, Pinan, Terpen, Cyclohexan und dergleichen.Further, examples of the alicyclic hydrocarbon include limonene, dipentene, terpinene, terpinene (also referred to as terpinine), nesol, cinnamon, orange flavor, terpinolene, terpinolene (also referred to as terpinoline), phellandrene, menthadiene, tereben, dihydrocymen, molybdenum, isoterpines (also referred to as isoterpinine), critemes, gums, cajeps, oilimines, pinene, terebin, menthan, pinane, terpene, cyclohexane and the like.

Der Alkohol ist eine Verbindung, die eine oder mehrere OH-Gruppen in der Molekülstruktur enthält und Beispiele enthalten einen aliphatischen, cyclischen oder alicyclischen Alkohol, und sie können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Ein Teil der OH-Gruppen kann in eine Acetoxy-Gruppe oder dergleichen innerhalb eines Umfangs umgewandelt werden, so daß die Wirkung dieser Erfindung nicht beeinträchtigt wird.The alcohol is a compound containing one or more OH groups in the molecular structure, and examples include an aliphatic, cyclic or alicyclic alcohol, and they may be used alone or in combination of two or more. Part of the OH groups may be converted into an acetoxy group or the like within a range such that the effect of this invention is not impaired.

Beispiele des aliphatischen Alkohols enthalten einen gesättigten oder ungesättigten C6-30 aliphatischen Alkohol wie Heptanol, Octanol (wie 1-Octanol, 2-Octanol oder 3-Octanol), Decanol (wie 1-Decanol), Laurylalkohol, Tetradecylalkohol, Cetylalkohol, 2-Ethyl-1-hexanol, Octadecylalkohol, Hexadecanol oder Oleylalkohol.Examples of the aliphatic alcohol include a saturated or unsaturated C 6-30 aliphatic alcohol such as heptanol, octanol (such as 1-octanol, 2-octanol or 3-octanol), decanol (such as 1-decanol), lauryl alcohol, tetradecyl alcohol, cetyl alcohol, 2- Ethyl 1-hexanol, octadecyl alcohol, hexadecanol or oleyl alcohol.

Beispiele des cyclischen Alkohols enthalten Cresol, Eugenol und dergleichen.Examples of the cyclic alcohol include cresol, eugenol and the like.

Beispiele des alicyclischen Alkohols enthalten ein Cycloalkanol wie Cyclohexanol; Terpenalkohol (Monoterpenalkohol oder dergleichen) wie Terpineol (einschließlich α-, β- und γ-Isomeren oder irgendeine Mischung davon) oder Dihydroterpeneol, Dihydroterpineol, Myrtenol, Sobrerol, Menthol, Carveol, Perillylalkohol, Pinocarbeol, Sobrerol, Verbenol und dergleichen.Examples of the alicyclic alcohol include a cycloalkanol such as cyclohexanol; Terpene alcohol (monoterpene alcohol or the like) such as terpineol (including α, β and γ isomers or any mixture thereof) or dihydroterpeneol, dihydroterpineol, myrtenol, sobrerol, menthol, carveol, perillyl alcohol, pinocarbeol, sobrerol, verbenol and the like.

Der Gehalt beim Vorhandensein eines Dispergiermediums in der Bindezusammensetzung dieses Ausführungsbeispiels kann entsprechend den gewünschten Eigenschaften wie Viskosität eingestellt werden, und der Gehalt des Dispersionsmediums in der Zusammensetzung zum Binden ist bevorzugt 1 bis 30 mass%. Wenn der Gehalt des Dispergiermediums 1 bis 30 mass% ist, kann eine Wirkung zum Einstellen der Viskosität innerhalb des Bereiches erzielt werden, daß es leicht ist, daß die Zusammensetzung zum Binden geeignet ist. Der Gehalt des Dispergiermediums ist mehr bevorzugt 1 bis 20 mass%, weiter bevorzugt 1 bis 15 mass%.The content in the presence of a dispersing medium in the binder composition of this embodiment can be adjusted according to the desired properties such as viscosity, and the content of the dispersion medium in the bonding composition is preferably 1 to 30 mass%. When the content of the dispersing medium is 1 to 30 mass%, an effect for adjusting the viscosity within the range can be obtained so that it is easy for the composition to be suitable for binding. The content of the dispersing medium is more preferably 1 to 20 mass%, more preferably 1 to 15 mass%.

Beispiele der Harzkomponente enthalten ein Harz auf Polyester-Basis, Harz auf Polyurethan-Basis wie blockiertes Polyisocyanat, Harz auf Polyacrylat-Basis, Harz auf Polyacrylamid-Basis, Harz auf Polyether-Basis, Harz auf Melamin-Basis, Harz auf Terpen-Basis und dergleichen, und diese können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.Examples of the resin component include a polyester-based resin, polyurethane-based resin such as blocked polyisocyanate, polyacrylate-based resin, polyacrylamide-based resin, polyether-based resin, melamine-based resin, terpene-based resin and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.

Beispiele des organischen Lösungsmittels enthalten ohne die Lösungsmittel, die als Dispersionsmedien veranschaulicht wurden, Methylalkohol, Ethylakohol, n-Propylalkohol, 2-Propylalkohol, 1,3-Propandiol, 1,2-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,2,6-Hexantriol, 1-Ethoxy-2-propanol, 2-Butoxyethanol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht im Gewichtsmittel innerhalb des Bereiches von 200 oder mehr oder 1000 oder weniger, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht im Gewichtsmittel innerhalb des Bereiches von 300 oder mehr oder 1000 oder weniger, N,N-Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, N-Methyl-2-pyrrolidon, N,N-Dimethylacetamid, Glycerin, Aceton und dergleichen, und diese können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.Examples of the organic solvent without the solvents exemplified as dispersion media include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,2,6 Hexanetriol, 1-ethoxy-2-propanol, 2-butoxyethanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol having a weight average molecular weight within the range of 200 or more or 1000 or less, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol having a molecular weight of Weight average within the range of 300 or more or 1000 or less, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, glycerol, acetone and the like, and these may be used alone or in combination of two or more can be used.

Beispiele des Verdickers umfassen ein Lehmmaterial wie Lehm, Bentonit oder Hectorit, eine Emulsion wie ein Emulsionsharz auf Polyester-Basis, ein Emulsionsharz auf Acryl-Basis, ein Emulsionsharz auf Polyurethan-Basis oder ein blockiertes Isocyanat, ein Cellulose-Derivat wie Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, ein Polysaccharid wie Xanthangum oder Guargum und dergleichen, und diese können alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.Examples of the thickener include a clay material such as clay, bentonite or hectorite, an emulsion such as a polyester-based emulsion resin, an acrylic-based emulsion resin, a polyurethane-based emulsion resin or a blocked isocyanate, a cellulose derivative such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, Hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, a polysaccharide such as xanthan gum or guar gum and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.

Weiterhin kann ein Tensid zugegeben werden, das von den obigen organischen Komponenten verschieden ist. In einer Metall-Dispersion aus einem Multikomponenten-Lösungsmittelsystem kann leicht eine Rauhigkeit der Beschichtungsoberfläche aufgrund eines Unterschiedes der flüchtigen Rate beim Trocknen unter Einfluß des Feststoffgehaltes auftreten. Diese Nachteile werden gesteuert durch Zugabe eines Additivs zu der Zusammensetzung zum Binden gemäß diesem Ausführungsbeispiel, und eine Zusammensetzung zum Binden, die einen gleichmäßigen leitenden Beschichtungsfilm bilden kann, kann erhalten werden.Furthermore, a surfactant other than the above organic components may be added. In a metal dispersion of a multicomponent solvent system, roughness of the coating surface due to a difference in volatile rate upon drying under the influence of the solid content may easily occur. These disadvantages are controlled by adding an additive to the bonding composition of this embodiment, and a bonding composition capable of forming a uniform conductive coating film can be obtained.

Das Tensid, das erfindungsgemäß verwendbar ist, ist nicht besonders beschränkt, aber eines von einem anionischen, kationischen oder nicht-ionischen Tensid ist verwendbar, und Beispiele enthalten ein Alkylbenzolsulfonat, quaternäres Ammoniumsalz und dergleichen. Weil eine Wirkung mit einer kleinen Additivmenge erhalten werden kann, ist ein Tensid auf Fluor-Basis bevorzugt.The surfactant usable in the present invention is not particularly limited, but one of an anionic, cationic or nonionic surfactant is usable, and examples include Alkylbenzenesulfonate, quaternary ammonium salt and the like. Because an effect can be obtained with a small amount of additive, a fluorine-based surfactant is preferred.

Als Verfahren zum Einstellen der Menge der organischen Komponente innerhalb eines bestimmten Bereiches ist die Einstellung durch Erwärmen leichter. Die Menge der organischen Komponente, die bei der Erzeugung von Metallteilchen zugegeben wird, kann eingestellt werden. Die Reinigungsbedingungen und die Anzahl nach Metallteilcheneinstellung kann geändert werden. Das Erwärmen kann in einem Ofen oder Verdampfer durchgeführt werden und es kann unter vermindertem Druck durchgeführt werden. Bei Durchführung unter normalem Druck kann das Erwärmen selbst in der Atmosphäre oder in einer Inertatmosphäre durchgeführt werden. Zusätzlich kann für eine genaue Einstellung einer Menge der organischen Komponente das obige Amin (und Carbonsäure) später zugegeben werden.As a method of adjusting the amount of the organic component within a certain range, the adjustment by heating is easier. The amount of the organic component added in the production of metal particles can be adjusted. The cleaning conditions and the number after metal particle adjustment can be changed. The heating may be carried out in an oven or evaporator and it may be carried out under reduced pressure. When carried out under normal pressure, the heating can be carried out even in the atmosphere or in an inert atmosphere. In addition, for an accurate adjustment of an amount of the organic component, the above amine (and carboxylic acid) may later be added.

Die Viskosität der Bindezusammensetzung dieser Erfindung sollte willkürlich innerhalb eines Bereiches eingestellt werden, so daß die Wirkungen dieser Erfindung nicht beeinträchtigt werden, und beispielsweise sollte dies innerhalb des Viskositätsbereiches von 0,01 bis 5000 Pa·S sein, und der Viskositätsbereich von 0,1 bis 1000 Pa·S ist mehr bevorzugt, und der Viskositätsbereich von 1 bis 100 Pa·S ist besonders bevorzugt. Die Einstellung innerhalb des Viskositätsbereiches ermöglicht die Anwendung eines breiten Verfahrens als Verfahren zum Auftragen einer Zusammensetzung zum Binden an das Substrat.The viscosity of the binder composition of this invention should be arbitrarily set within a range such that the effects of this invention are not impaired, and for example, it should be within the viscosity range of 0.01 to 5000 Pa · S, and the viscosity range of 0.1 to 1000 Pa · S is more preferable, and the viscosity range of 1 to 100 Pa · S is particularly preferable. The adjustment within the viscosity range allows the use of a broad process as a method of applying a composition for bonding to the substrate.

Als Verfahren zum Auftragen der Bindezusammensetzung auf das Substrat kann irgendein Verfahren willkürlich ausgewählt und angewandt werden, beispielsweise Tauchen, Siebdruck, Sprühverfahren, Barcode-Verfahren, Spinnbeschichtungsverfahren, Tintenstrahlverfahren, Spenderverfahren, Auftragungsverfahren durch eine Bürste, Gießverfahren, Flexo-Verfahren, Tiefdruckverfahren, Offset-Verfahren, Transferverfahren, hydrophiles/hydrophobes Verfahren und Spritzenverfahren und dergleichen.As a method of applying the binder composition to the substrate, any method may be arbitrarily selected and used, for example, dipping, screen printing, spraying method, bar code method, spin coating method, ink jet method, dispensing method, brush application method, casting method, flexo method, gravure printing method, offset method. Method, transfer method, hydrophilic / hydrophobic method and syringe method and the like.

Die Viskosität kann eingestellt werden durch Einstellen der Teilchengröße der Metallteilchen, Einstellen des Gehaltes einer organischen Substanz, Einstellen der Additivmengen eines Dispergiermediums und anderer Komponenten, Einstellen eines Mischungsverhältnisses einer jeden Komponente, Zugabe eines Verdickers und dergleichen. Die Viskosität der Bindezusammensetzung kann beispielsweise mit einem Kegel-Platten-Viskometer (zum Beispiel Leometer MCR301, hergestellt von Anton Paar) gemessen werden.The viscosity can be adjusted by adjusting the particle size of the metal particles, adjusting the content of an organic substance, adjusting the additive amounts of a dispersing medium and other components, adjusting a mixing ratio of each component, adding a thickener, and the like. The viscosity of the binding composition can be measured, for example, with a cone-plate viscometer (for example Leometer MCR301, manufactured by Anton Paar).

(2) Produktion der Bindezusammensetzung(2) Production of the binding composition

Zur Produktion der Bindezusammensetzung dieser Erfindung ist es notwendig, die anorganischen Teilchen, bei denen die Metallteilchen auf zumindest einem Teil an der Oberfläche davon anhaften, als Hauptkomponente und die anderen Komponenten herzustellen und zu mischen.For producing the binder composition of this invention, it is necessary to prepare and mix the inorganic particles in which the metal particles adhere on at least a part to the surface thereof as a main component and the other components.

Die anorganischen Teilchen, bei denen die Metallteilchen an zumindest einen Teil davon anhaften, können erhalten werden durch Synthetisieren der Metallteilchen in der Gegenwart der anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße (PL) von 1 bis 20 μm. Wenn Silberteilchen als anorganisches Teilchen verwendet werden und feine Silberteilchen an der Oberfläche des Silberteilchens haften, kann das gewünschte anorganische Teilchen geeignet erhalten werden durch Mischen eines kommerziell erhältlichen Silberteilchens in Mikrogröße, Silberoxalat und eines Amins, etc. und Reaktion in einem thermostatischen Behälter.The inorganic particles in which the metal particles adhere to at least a part thereof can be obtained by synthesizing the metal particles in the presence of the inorganic particles having an average particle size (P L ) of 1 to 20 μm. When silver particles are used as the inorganic particle and fine silver particles adhere to the surface of the silver particle, the desired inorganic particle can be suitably obtained by mixing a commercially available micro-sized silver particle, silver oxalate and an amine, etc., and reaction in a thermostatic container.

Ein Verfahren zur Herstellung der Metallteilchen, beschichtet mit der organischen Komponente, ist nicht besonders beschränkt, und beispielsweise wird ein Verfahren angewandt, bei dem eine Dispersion, die die Metallteilchen enthält, hergestellt und anschließend die Dispersion gewaschen wird. Ein Verfahrensschritt zur Herstellung der Dispersion, die die Metallteilchen enthält, ist beispielsweise ein Verfahren, bei dem Metallsalz (oder Metall-Ionen) aufgelöst in einem Lösungsmittel, reduziert werden soll, und als Reduktionsvorgang sollte ein Vorgang auf der Basis eines chemischen Reduktionsverfahrens angewandt werden.A method for producing the metal particles coated with the organic component is not particularly limited, and for example, a method is used in which a dispersion containing the metal particles is prepared and then the dispersion is washed. A process step for preparing the dispersion containing the metal particles is, for example, a process in which metal salt (or metal ions) dissolved in a solvent is to be reduced, and as a reduction process, a process based on a chemical reduction process should be used.

Die Metallteilchen, beschichtet mit der obigen organischen Komponente, können hergestellt werden durch Reduktion einer Ausgangsmateriallösung (ein Teil der Komponente muß nicht aufgelöst sein, sondern kann dispergiert sein), die das Metallsalz aus dem Metall, das die Metallteilchen bildet, eine organische Substanz als Dispergiermittel und ein Lösungsmittel enthält (grundsätzlich ein organisches System wie Toluol, aber Wasser kann enthalten sein). Durch die Reduktion kann das Metallteilchen erhalten werden, bei dem die organische Komponente an zumindest einem Teil des Metallteilchens haftet.The metal particles coated with the above organic component can be prepared by reducing a starting material solution (a part of the component need not be dissolved but may be dispersed) comprising the metal salt of the metal forming the metal particles, an organic substance as a dispersant and a solvent (basically an organic system such as toluene, but water may be included). By the reduction, the metal particle in which the organic component adheres to at least a part of the metal particle can be obtained.

Als Ausgangsmaterial zum Erhalt der Metallteilchen, beschichtet mit der organischen Substanz, können verschiedene bekannte Metallsalze oder deren Hydrate verwendet werden, und Beispiele enthalten ein Silbersalz wie Silbernitrat, Silbersulfat, Silberchlorid, Silberoxid, Silberacetat, Silberoxalat, Silberformiat, Silbernitrit, Silberchlorat oder Silbersulfid; ein Goldsalz wie Chlorogoldsäure oder Goldkaliumchlorid, Goldnatriumchlorid, ein Platinsalz wie Chlorplatinsäure, Platinchlorid, Platinoxid oder Kaliumchlorplatinat; ein Palladiumsalz wie Palladiumnitrat, Palladiumacetat, Palladiumchlorid, Palladiumoxid oder Palladiumsulfat; und dergleichen, sind aber nicht hierauf beschränkt, solange sie in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst und reduziert werden können. Weiterhin können sie alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.As the starting material for obtaining the metal particles coated with the organic substance, various known metal salts or their hydrates can be used, and examples include Silver salt such as silver nitrate, silver sulfate, silver chloride, silver oxide, silver acetate, silver oxalate, silver formate, silver nitrite, silver chlorate or silver sulfide; a gold salt such as chloroauric acid or potassium potassium chloride, gold sodium chloride, a platinum salt such as chloroplatinic acid, platinum chloride, platinum oxide or potassium chloroplatinate; a palladium salt such as palladium nitrate, palladium acetate, palladium chloride, palladium oxide or palladium sulfate; and the like, but are not limited thereto as long as they can be dissolved and reduced in a suitable solvent. Further, they may be used alone or in combination of two or more.

Das Verfahren zur Reduktion der Metallsalze in der Ausgangsmaterial-Lösung ist nicht besonders beschränkt, und Beispiele enthalten ein Verfahren unter Verwendung eines Reduktionsmittels, ein Verfahren durch Bestrahlung eines Lichtes wie Ultraviolettstrahlen, Elektronenstrahlen, Ultraschallwellen, thermische Energie und dergleichen. Unter diesen ist angesichts des leichten Vorgangs ein Verfahren unter Verwendung des Reduktionsmittels bevorzugt.The method for reducing the metal salts in the raw material solution is not particularly limited, and examples include a method using a reducing agent, a method by irradiating a light such as ultraviolet rays, electron beams, ultrasonic waves, thermal energy and the like. Among them, in view of the easy operation, a method using the reducing agent is preferable.

Beispiele des Reduktionsmittels enthalten eine Amin-Verbindung wie Dimethylaminoethanol, Methyldiethanolamin, Triethanolamin, Phenidon oder Hydrazin; eine Wasserstoff-Verbindung wie Natriumborhydrid, Iodwasserstoff oder Wasserstoffgas; ein Oxid wie Kohlenmonoxid, schweflige Säure; ein Metall niedriger Valenz wie Ferrosulfat, Ferrioxid, Ferrifumarat, Ferrolactat, Ferrioxalat, Ferrisulfid, Zinnacetat, Zinnchlorid, Zinndiphosphat, Zinnoxalat, Zinnoxid oder Zinnsulfat; einen Zucker wie Ethylenglykol, Glycerin, Formaldehyd, Hydrochinon, Pyrogallol, Tannin, Tanninsäure, Salicylsäure oder D-Glucose; und dergleichen, sind aber nicht hierauf beschränkt, solange es in einem angemessenen Lösungsmittel aufgelöst und reduziert werden kann. Bei Verwendung des obigen Reduktionsmittels kann die Reduktionsreaktion durch Zugabe von Licht und/oder Wärme beschleunigt werden.Examples of the reducing agent include an amine compound such as dimethylaminoethanol, methyldiethanolamine, triethanolamine, phenidone or hydrazine; a hydrogen compound such as sodium borohydride, hydrogen iodide or hydrogen gas; an oxide such as carbon monoxide, sulphurous acid; a low valence metal such as ferrous sulfate, ferric oxide, ferrifumarate, ferrolactate, ferrioxalate, ferrisulfide, tin acetate, tin chloride, tin diphosphate, tin oxalate, tin oxide or tin sulfate; a sugar such as ethylene glycol, glycerin, formaldehyde, hydroquinone, pyrogallol, tannin, tannic acid, salicylic acid or D-glucose; and the like, but are not limited thereto as long as it can be dissolved and reduced in an appropriate solvent. By using the above reducing agent, the reduction reaction can be accelerated by adding light and / or heat.

Als spezifisches Verfahren zur Herstellung der Metallteilchen, beschichtet mit der organischen Substanz, durch Verwendung des Metallsalzes der organischen Komponente, des Lösungsmittels und des Reduktionsmittels enthalten Beispiele ein Verfahren, bei dem das Metallsalz in einem organischen Lösungsmittel (zum Beispiel Toluol und dergleichen) aufgelöst wird, zur Herstellung einer Lösung aus dem Metallsalz, und eine organische Substanz als Dispergiermittel zu der Lösung des Metallsalzes gegeben wird und anschließend graduell die Lösung zugegeben wird, wobei das Reduktionsmittel aufgelöst wird, und dergleichen.As a specific method for producing the metal particles coated with the organic substance by using the metal salt of the organic component, the solvent and the reducing agent, examples include a method in which the metal salt is dissolved in an organic solvent (for example, toluene and the like). for preparing a solution of the metal salt, and adding an organic substance as a dispersant to the solution of the metal salt, and then gradually adding the solution to dissolve the reducing agent, and the like.

In der Dispersion, die die Metallteilchen, beschichtet mit der organischen Komponente, als Dispergiermittel, erhalten auf oben beschriebene Weise, enthält, neigt eine Elektrolyt-Konzentration der gesamten Dispersion dazu, höher zu sein, weil es Gegen-Ionen von Metallsalz, einen Rest des Reduktionsmittels und des anderen Dispergiermittels als den Metallteilchen gibt. Weil die Dispersion in einem solchen Zustand eine hohe Leitfähigkeit hat, neigen die Metallteilchen zur Koagulation und zum leichten Niederschlag. Selbst wenn die Metallteilchen nicht niedergeschlagen werden, verbleibt alternativ, wenn die Gegen-Ionen des Metallsalzes, einen Rest des Reduktionsmittels oder des Dispergiermittels in einer Menge, die einen Überschuß zu der notwendigen Menge zum Dispergieren darstellt, und es gibt ein Risiko, daß die Leitfähigkeit schlechter gemacht wird. Dann können die Metallteilchen, beschichtet mit der organischen Substanz, sicher erhalten werden durch Waschen der Lösung, die die Metallteilchen enthält, zur Entfernung von überschüssigen Resten.In the dispersion containing the metal particles coated with the organic component as a dispersant obtained in the above-described manner, an electrolyte concentration of the entire dispersion tends to be higher because of being counter ions of metal salt, a remainder of the metal salt Reductant and the other dispersant than the metal particles. Because the dispersion has high conductivity in such a state, the metal particles tend to coagulate and precipitate easily. Alternatively, even if the metal particles are not precipitated, if the counter-ions of the metal salt, a remainder of the reducing agent or the dispersant remains in an amount which is an excess to the amount necessary for dispersing, and there is a risk that the conductivity is made worse. Then, the metal particles coated with the organic substance can be surely obtained by washing the solution containing the metal particles to remove excess residues.

Als Waschverfahren enthalten Beispiele ein Verfahren, bei dem Schritte zum Stehenlassen der Dispersion, enthaltend die Metallteilchen, die mit der organischen Komponente beschichtet sind, für eine bestimmte Zeitperiode und Zugabe eines Alkohols (wie Methanol) zum erneuten Rühren, nachdem der erzeugte Überstand entfernt ist, und weiteres Stehenlassen der Mischung für eine bestimmte Zeitperiode und anschließendes Entfernen des erzeugten Überstandes mehrere Male wiederholt werden; ein Verfahren, bei dem eine Zentrifugaltrennung anstelle des obigen Stehenlassens durchgeführt wird; ein Verfahren, bei dem ein Entsalzen unter Verwendung einer Ultrafiltrationsanlage, Ionenaustauschanlage oder dergleichen durchgeführt wird. Die Metallteilchen, beschichtet mit der organischen Komponente dieser Erfindung, können erhalten werden durch solches Waschen zur Entfernung des organischen Lösungsmittels.As the washing method, examples include a method in which steps of leaving the dispersion containing the metal particles coated with the organic component for a certain period of time and adding an alcohol (such as methanol) to stir again after the generated supernatant is removed, and allowing the mixture to stand for a certain period of time further and then removing the generated supernatant several times; a method in which centrifugal separation is performed instead of the above standing; a method in which desalting is performed using an ultrafiltration unit, ion exchange apparatus or the like. The metal particles coated with the organic component of this invention can be obtained by such washing to remove the organic solvent.

Die Bindezusammensetzung wird erhalten durch Mischen der anorganischen Teilchen, der Metallteilchen, beschichtet mit der organischen Komponente, und den anderen Komponenten. Das Verfahren zum Mischen ist nicht besonders beschränkt und kann entsprechend konventionell bekannten Verfahren unter Verwendung eines Rührers oder Mischers durchgeführt werden. Die Mischung kann unter Verwendung eines Spatels oder dergleichen gerührt werden oder ein Ultraschall-Homogenisator mit angemessenen Ausstoß kann verwendet werden.The binder composition is obtained by mixing the inorganic particles, the metal particles coated with the organic component, and the other components. The method for mixing is not particularly limited and may be performed according to conventionally known methods using a stirrer or mixer. The mixture may be stirred using a spatula or the like, or an ultrasonic homogenizer with appropriate discharge may be used.

Die Einstellung einer Menge der organischen Substanz und die Gewichtsreduktionsrate ist nicht besonders beschränkt, aber einfach durch Erwärmen einzustellen. Dies kann eingestellt werden durch Einstellen einer Menge einer organischen Substanz, die bei der Herstellung der Metallteilchen zugegeben wird. Die Waschbedingungen und die Anzahl der Waschungen nach Einstellung der Metallteilchen kann geändert werden. Erwärmen kann mit einem Ofen, Verdampfer oder dergleichen durchgeführt werden. Die Erwärmungstemperatur sollte innerhalb des Bereiches von 50 bis 300°C sein und die Erwärmungszeit sollte mehrere Minuten bis mehrere Stunden sein. Das Erwärmen kann unter vermindertem Druck durchgeführt werden. Eine Menge einer organischen Substanz kann bei niedriger Temperatur durch Erwärmen unter vermindertem Druck eingestellt werden. Bei Erwärmen unter normalem Druck kann selbst in der Atmosphäre oder in einer Inertatmosphäre erwärmt werden. Für die Feineinstellung der Menge der organischen Substanz können Amin oder Carbonsäure später zugegeben werden.The adjustment of an amount of the organic substance and the weight reduction rate is not particularly limited, but easily adjusted by heating. This can be adjusted by Adjusting an amount of an organic substance added in the production of the metal particles. The washing conditions and the number of washes after adjustment of the metal particles can be changed. Heating may be performed with an oven, evaporator or the like. The heating temperature should be within the range of 50 to 300 ° C, and the heating time should be several minutes to several hours. The heating can be carried out under reduced pressure. An amount of an organic substance may be adjusted at a low temperature by heating under reduced pressure. When heated under normal pressure, it is possible to heat even in the atmosphere or in an inert atmosphere. For the fine adjustment of the amount of the organic substance, amine or carboxylic acid may be added later.

Die organische Komponente, die in der Bindezusammensetzung enthalten ist, und deren Menge können bestätigt werden durch Messung unter Verwendung von beispielsweise TG-DTA/GC-MS, erhältlich von Rigaku Corporation. Die Meßbedingungen können wahlweise eingestellt werden und beispielsweise kann die TG-DTA/GC-MS-Messung durchgeführt werden, wenn eine Probe mit 10 mg von Raumtemperatur bis 550°C in der Atmosphäre (Temperaturerhöhungsrate 10°C/min) gehalten wird.The organic component contained in the binder composition and the amount thereof can be confirmed by measurement using, for example, TG-DTA / GC-MS available from Rigaku Corporation. The measurement conditions can be optionally set, and for example, the TG-DTA / GC-MS measurement can be performed when a sample of 10 mg is kept from room temperature to 550 ° C in the atmosphere (temperature increase rate 10 ° C / min).

Feste Teilchen können erhalten werden durch Waschen der Metallteilchen mit Methanol, Zentrifugieren (zum Beispiel 3300 Upm für 2 Minuten), zum erneuten Ausfällen, Entfernen der überstehenden Flüssigkeit und anschließendes Trocknen unter vermindertem Druck. Durch Durchführen der TG-DTA/GC-MS-Messung mit den erhaltenen festen Teilchen kann die organische Komponente, die an der Oberfläche der Metallteilchen haftet, und ihre Menge bestimmt werden.Solid particles can be obtained by washing the metal particles with methanol, centrifuging (for example, 3300 rpm for 2 minutes), reprecipitating, removing the supernatant liquid, and then drying under reduced pressure. By conducting the TG-DTA / GC-MS measurement with the obtained solid particles, the organic component adhering to the surface of the metal particles and their amount can be determined.

(3) Bindeverfahren(3) Binding method

Bei Verwendung der Bindezusammensetzung dieser Erfindung können die hohe Scherfestigkeit und Zuverlässigkeit bei dem Binden von Teilen unter Erwärmen erhalten werden. Die Bindezuverlässigkeit bedeutet, daß die mechanischen Eigenschaften und dergleichen des gebundenen Körpers für eine lange Zeitperiode aufrechterhalten werden können und beispielsweise bedeutet es, daß selbst nach Auferlegung eines Wärmezyklus für mehrere Male die mechanischen Eigenschaften und dergleichen des gebundenen Körpers nicht leicht erniedrigt werden können.By using the binder composition of this invention, the high shear strength and reliability in bonding parts under heating can be obtained. The bonding reliability means that the mechanical properties and the like of the bonded body can be maintained for a long period of time, and for example, it means that even after a thermal cycle is imposed for several times, the mechanical properties and the like of the bonded body can not be easily lowered.

Gemäß einem Beispiel des Bindeverfahrens durch Verwendung der Bindezusammensetzung dieser Erfindung können ein Metallkörper als erstes Teil, der gebunden wird, und ein Metallkörper als zweites zu bindendes Teil durch einen Schritt zum Auftragen der Bindezusammensetzung, wobei die Bindezusammensetzung zwischen dem ersten und dem zweiten Metallkörper aufgetragen wird, und einen Bindeschritt gebunden werden, bei dem die zwischen dem ersten und dem zweiten Metallkörper aufgetragene Bindezusammensetzung bei einer gewünschten Temperatur (zum Beispiel 300°C oder weniger) zum Binden (Bildung der Bindeschicht) gesintert wird. In diesem Fall kann ein Druck auferlegt werden, aber eine ausreichende Bindefestigkeit kann ohne einen besonderen zusätzlichen Druck erhalten werden, und dies ist einer der Vorteile dieser Erfindung. Beim Sintern kann die Temperatur schrittweise erhöht und vermindert werden. Weiter ist es ebenfalls möglich, vorher ein Tensid, ein Oberflächenaktivierungsmittel oder dergleichen auf Oberflächen der zu bindenden Teile aufzutragen.According to an example of the bonding method by using the bonding composition of this invention, a metal body as a first part to be bonded and a metal body as a second bonding part may be applied by a binder composition applying step, wherein the bonding composition is applied between the first and second metal bodies and a bonding step in which the bonding composition applied between the first and second metal bodies is sintered at a desired temperature (for example, 300 ° C or less) for bonding (formation of the bonding layer). In this case, a pressure may be imposed, but a sufficient bonding strength can be obtained without a particular additional pressure, and this is one of the advantages of this invention. During sintering, the temperature can be gradually increased and decreased. Further, it is also possible to previously apply a surfactant, a surface activating agent or the like on surfaces of the parts to be bonded.

Der Erfinder dieser Erfindung hat als Ergebnis der intensiven Studie festgestellt, daß bei Verwendung der Bindezusammensetzung dieser Erfindung, wie oben erwähnt, als Bindezusammensetzung bei dem Schritt zum Auftragen der Bindezusammensetzung der erste und der zweite Metallkörper (unter Erzeugung einer dichten Bindeschicht) mit einer hohen Bindefestigkeit aneinander gebunden werden können, und der erhaltene gebundene Körper hat eine hohe Bindezuverlässigkeit.The inventor of this invention has found, as a result of the intensive study, that, when using the binder composition of this invention as the binder composition in the binder composition applying step, the first and second metal bodies (forming a dense bonding layer) having a high bonding strength can be bonded to each other, and the obtained bonded body has a high binding reliability.

Die "Auftragung" der Bindezusammensetzung dieser Erfindung ist ein Konzept, umfassend einen Fall zum planaren Auftragen und einen anderen Fall zum linearen Auftragen (Ziehen) der Bindezusammensetzung. Es ist möglich, daß die Konfiguration eines Beschichtungsfilmes aus der Bindezusammensetzung in dem Zustand vor Auftragen und Sintern durch Erwärmen gewünscht ist. Bei dem gebundenen Körper dieser Erfindung nach Sintern durch Erwärmen ist die Bindezusammensetzung ein Konzept, umfassend sowohl eine planare als auch eine lineare Bindeschicht, und die lineare und planare Bindeschichten können kontinuierlich oder diskontinuierlich sein oder einen kontinuierlichen oder einen diskontinuierlichen Bereich haben.The "application" of the binding composition of this invention is a concept comprising a case for planar application and another case for linear application (drawing) of the binding composition. It is possible that the configuration of a coating film of the binder composition in the state before application and sintering by heating is desired. In the bonded body of this invention after sintering by heating, the binder composition is a concept comprising both a planar and a linear bonding layer, and the linear and planar bonding layers may be continuous or discontinuous or have a continuous or discontinuous region.

Der erste und der zweite Metallkörper, die erfindungsgemäß verwendbar sind, sollten solche sein, bei denen die Bindezusammensetzung aufgetragen wird und die durch Erwärmen gesintert und verbunden werden, und es gibt keine besondere Beschränkung, aber Teile mit einer thermischen Resistenz in dem Ausmaß, daß keine Schädigung bei einer Temperatur beim Binden erfolgt, sind bevorzugt.The first and second metal bodies usable in the present invention should be those in which the binder composition is applied and which is sintered and bonded by heating and there is no particular limitation, but parts having a thermal resistance to the extent that no damage occurs at a temperature of bonding are preferred.

Viele Materialien können als Materialien, die einen solchen Metallkörper ausmachen, verwendet werden. Der Grund, warum der Metallkörper bevorzugt ist, ist, daß er ausgezeichnet bezüglich der thermischen Resistenz und der Affinität mit der Bindezusammensetzung dieser Erfindung ist, wenn die anorganischen Teilchen Metall sind. Zu bindende Teile können verschiedene Formen wie Plattenart oder Streifenart haben und können steif oder flexibel sein. Die Dicke des Substrates kann ebenfalls wahlweise ausgewählt werden. Zur Verbesserung der Anhafteigenschaft oder Adhäsivität oder für andere Zwecke kann ein Teil, bei dem eine Oberflächenschicht gebildet wird, oder ein Teil, bei dem eine Oberflächenbehandlung wie hydrophile Behandlung durchgeführt wird, verwendet werden.Many materials can be used as materials that make up such a metal body. The reason why the metal body is preferable is that it is excellent in thermal resistance and affinity with the binder composition of this invention when the inorganic particles are metal. Parts to be bound may have various shapes such as plate type or strip type, and may be rigid or flexible. The thickness of the substrate can also be optionally selected. For the purpose of improving the adhesion property or adhesiveness or other purposes, a part where a surface layer is formed or a part where a surface treatment such as hydrophilic treatment is performed may be used.

Bei dem Verfahren zum Auftragen der Bindezusammensetzung auf die zu bindenden Teile ist es möglich, verschiedene Verfahren anzuwenden, und wie oben beschrieben ist es möglich, wahlweise ein Verfahren anzuwenden, ausgewählt aus Tauchen, Siebdruck, Sprühverfahren, Barcode-Verfahren, Spinnbeschichtungsverfahren, Tintenstrahlverfahren, Abgabeverfahren, Transferverfahren, Auftragungsverfahren mit einer Bürste, Gießverfahren, Flexoverfahren, Tiefdruckverfahren und Spritzenverfahren.In the method of applying the binder composition to the parts to be bonded, it is possible to use various methods, and as described above, it is possible to optionally employ a method selected from dipping, screen printing, spraying, barcode, spin coating, ink jet, dispensing , Transfer method, brush application method, casting method, flexo method, gravure method and syringe method.

Der Beschichtungsfilm nach Auftragen wie oben erwähnt wird durch Erwärmen bei beispielsweise 300°C oder weniger innerhalb des Bereiches gesintert, so daß die zu bindenden Teile nicht beschädigt werden, und der gebundene Körper dieser Erfindung kann erhalten werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann, wie oben erwähnt, weil die Bindezusammensetzung dieser Erfindung verwendet wird, eine Bindeschicht mit ausgezeichneter Adhäsion in bezug auf die zu bindenden Teile erhalten werden, und eine starke Bindefestigkeit kann sicherer erhalten werden. Die Dicke der Bindeschicht kann leicht durch die Dicke des Beschichtungsfilmes gesteuert werden.The coating film after application as mentioned above is sintered by heating at, for example, 300 ° C or less within the range so that the parts to be bonded are not damaged, and the bonded body of this invention can be obtained. In this embodiment, as mentioned above, because the binder composition of this invention is used, a bonding layer having excellent adhesion with respect to the parts to be bonded can be obtained, and strong bonding strength can be obtained more securely. The thickness of the bonding layer can be easily controlled by the thickness of the coating film.

In diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn die Bindezusammensetzung eine Bindekomponente enthält, im Hinblick auf die Verstärkung der Festigkeit der Bindeschicht und Verbesserung der Bindefestigkeit zwischen dem zu bindenden Teilen die Bindekomponente ebenfalls gebacken, aber in Abhängigkeit von den Umständen wird ein Backzustand gesteuert und die Bindekomponente kann durch Einstellen der Viskosität der Bindezusammensetzung für die Anwendung für verschiedene Druckverfahren als Primärzweck der Bindekomponente entfernt werden.In this embodiment, when the binder composition contains a binder component, in view of enhancing the strength of the binder layer and improving the bond strength between the parts to be bonded, the binder component is also baked, but depending on the circumstances, a baking state is controlled and the binder component can pass through Adjusting the viscosity of the binding composition for use for various printing processes as a primary purpose of the binding component are removed.

Das Verfahren zum Sintern ist nicht besonders beschränkt, aber beispielsweise können die zu bindenden Teile durch Sintern gebunden werden, um die Temperatur der auf die zu bindenden Teile aufgetragenen oder aufgezogenen Bindezusammensetzung einzustellen, beispielsweise auf 300°C oder weniger, indem beispielsweise ein konventionell bekannter Ofen oder dergleichen verwendet wird. Die untere Grenze der Temperatur zum Sintern ist nicht notwendigerweise begrenzt, und es ist bevorzugt, daß sie eine Temperatur ist, die das Binden der zu bindenden Teile ermöglicht, und ist eine Temperatur innerhalb des Bereiches, daß die Wirkung dieser Erfindung nicht beeinträchtigt wird. In der Bindezusammensetzung nach dem obigen Sintern ist es für den Erhalt einer möglichst großen Bindestärke besser, daß der Rest der organischen Substanz sehr gering ist, aber ein Anteil der organischen Substanz kann innerhalb des Umfangs verbleiben, daß die Wirkung dieser Erfindung nicht beeinträchtigt wird.The method of sintering is not particularly limited, but for example, the parts to be bonded may be bonded by sintering to adjust the temperature of the binding composition applied or mounted on the parts to be bonded, for example, 300 ° C or less, for example, by a conventionally known furnace or the like is used. The lower limit of the temperature for sintering is not necessarily limited, and it is preferable that it is a temperature that allows the bonding of the parts to be bonded, and is a temperature within the range that the effect of this invention is not impaired. In the binder composition after the above sintering, it is better for the highest possible binder thickness to have the remainder of the organic substance being very small, but a proportion of the organic substance may remain within the scope that the effect of this invention is not impaired.

In dem Bindeverfahren des Metallkörpers dieser Erfindung ist es bevorzugt, daß die Bindeatmosphäre die Atmosphäre oder eine gemischte Atmosphäre aus Luft und Stickstoff ist, und wenn das anorganische Teilchen und die organische Komponente durch TMA innerhalb des Bereiches von Raumtemperatur bis 500°C unter einer solchen Bindeatmosphäre gemessen wird, wird die Bindetemperatur so eingestellt, daß eine Rate der Dimensionsänderung von Raumtemperatur –1,0 bis 1,0 % ist.In the bonding method of the metal body of this invention, it is preferable that the binding atmosphere is the atmosphere or a mixed atmosphere of air and nitrogen, and when the inorganic particle and the organic component are within TMA within the range of room temperature to 500 ° C under such binding atmosphere is measured, the binding temperature is adjusted so that a rate of dimensional change from room temperature is -1.0 to 1.0%.

Beim Messen des anorganischen Teilchens und der organischen Komponente durch TMA innerhalb des Bereiches von Raumtemperatur bis 500°C unter einer solchen Bindeatmosphäre kann durch Einstellen der Rate der Dimensionsänderung von Raumtemperatur auf –1,0 % oder mehr die Adhäsion an die Grenzfläche des zu bindenden Körpers sichergestellt werden, selbst wenn das Binden ohne Druck durchgeführt wird, und durch Einstellen auf 1,0 % oder weniger kann die verbleibende Spannung, die durch die Wärmehistorie bei dem gebundenen Körper verursacht wird, vermindert werden.In measuring the inorganic particle and the organic component by TMA within the range of room temperature to 500 ° C under such a binding atmosphere, by setting the rate of dimensional change from room temperature to -1.0% or more, the adhesion to the interface of the body to be bound can be ensured even when the binding is performed without pressure, and by setting to 1.0% or less, the residual stress caused by the heat history in the bonded body can be reduced.

In dem Bindeverfahren des Metallkörpers dieser Erfindung ist es bevorzugt, daß die Bindetemperatur auf eine Temperatur, bei der der maximale exotherme Peak erzeugt wird, oder auf eine höhere Temperatur eingestellt wird, wenn das anorganische Teilchen und die organische Komponente durch TG-DTA innerhalb des Bereiches von Raumtemperatur bis 500°C unter der Bindeatmosphäre gemessen wird.In the bonding method of the metal body of this invention, it is preferable that the bonding temperature be raised to a temperature at which the maximum exothermic peak is generated or at a higher temperature is set when the inorganic particle and the organic component are measured by TG-DTA within the range of room temperature to 500 ° C below the binding atmosphere.

Durch Einstellen der Bindetemperatur auf eine Temperatur, bei der der maximale exotherme Peak erzeugt wird, oder mehr, kann das Sintern zur Bindung ablaufen.By setting the bonding temperature to a temperature at which the maximum exothermic peak is generated or more, sintering for bonding can proceed.

Weiterhin enthält die Bindezusammensetzung dieser Erfindung die organische Substanz, aber im Gegensatz zu konventionellen, die das Wärmehärten verwenden, wie beispielsweise ein Epoxyharz, wird keine Bindefestigkeit nach Sintern erhalten aufgrund der Wirkung der organischen Substanz, aber es wird eine ausreichende Bindefestigkeit durch Fusion der verschmolzenen Metallteilchen erhalten. Folglich wird nach dem Binden, selbst wenn die Bindezusammensetzung in einer solchen Umgebung zur Verwendung angeordnet wird, daß eine Temperatur höher ist als eine Bindetemperatur, und die restliche organische Substanz zerstört oder zersetzt wird und verschwindet, die Bindefestigkeit niemals vermindert, und daher ist sie ausgezeichnet bezüglich der thermischen Resistenz.Further, the binder composition of this invention contains the organic substance, but unlike conventional ones using the thermosetting such as an epoxy resin, bonding strength after sintering is not obtained due to the action of the organic substance, but sufficient bonding strength is obtained by fusion of the fused metal particles receive. Thus, after bonding, even if the binder composition is placed in such an environment for use that a temperature is higher than a binding temperature and the residual organic substance is destroyed or decomposed and disappears, the bonding strength never deteriorates, and therefore it is excellent in terms of thermal resistance.

Gemäß der Bindezusammensetzung dieser Erfindung kann, weil das Binden mit einer Bindeschicht, die eine hohe Leitfähigkeit entwickelt, realisiert werden kann, selbst durch Sintern durch Erwärmen bei niedriger Temperatur, beispielsweise bei etwa 300°C, das zu bindende Teil mit verhältnismäßig schwacher Wärme gebunden werden. Weiterhin ist eine Sinterzeit nicht besonders beschränkt und sollte eine Sinterzeit sein zum Ermöglichen, daß die Teile bei der Sintertemperatur gebunden werden.According to the binder composition of this invention, because bonding can be realized with a bonding layer which develops high conductivity, even by sintering by heating at a low temperature, for example, about 300 ° C, the bonding part can be bonded with relatively weak heat , Further, a sintering time is not particularly limited and should be a sintering time for allowing the parts to be bonded at the sintering temperature.

In dieser Erfindung kann zur weiteren Verstärkung der Adhäsion mit den zu bindenden Teilen und der Bindeschicht die Oberflächenbehandlung der zu bindenden Teile durchgeführt werden. Beispiele der Oberflächenbehandlung umfassen eine trockene Behandlung wie Koronabehandlung, Plasmabehandlung, UV-Behandlung oder Elektronenstrahlenbehandlung; ein Verfahren, bei dem eine Primärschicht und eine leitende Pasten-Aufnahmeschicht zuvor auf dem Substrat gebildet wird, und dergleichen.In this invention, to further enhance the adhesion with the parts to be bonded and the bonding layer, the surface treatment of the parts to be bonded can be carried out. Examples of the surface treatment include a dry treatment such as corona treatment, plasma treatment, UV treatment or electron beam treatment; a method in which a primary layer and a conductive paste-receiving layer are previously formed on the substrate, and the like.

(4) Metall-gebundener Körper(4) metal-bound body

Der Metall-gebundene Körper dieser Erfindung kann erzeugt werden durch Verwendung der Bindezusammensetzung und des Bindeverfahrens. Der Metall-gebundene Körper dieser Erfindung ist ein Metall-gebundener Körper, bei dem die Oberflächen von zwei Metallkörpern gebunden sind durch Verwendung der Bindezusammensetzung dieser Erfindung und eine der Bindeschicht des Metall-gebundenen Körpers 30 bis 150 μm ist. Weil die Bindeschicht sich aus den anorganischen Teilchen und den Metallteilchen zusammensetzt, ist der Schmelzpunkt nach dem Sintern gleich wie das Massenmaterial im Gegensatz zu einem Lötmaterial. Im Vergleich zu der Bindeschicht, gebildet durch ein Lötmaterial, kann daher eine Heiß-Kalt-Schockzuverlässigkeit bei einer höheren Temperatur erhalten werden.The metal-bonded body of this invention can be produced by using the binding composition and the binding method. The metal-bonded body of this invention is a metal-bonded body in which the surfaces of two metal bodies are bonded by using the binder composition of this invention and one of the bonding layer of the metal-bonded body is 30 to 150 μm. Because the bonding layer is composed of the inorganic particles and the metal particles, the melting point after sintering is the same as the bulk material as opposed to a brazing material. Therefore, as compared with the bonding layer formed by a brazing material, hot-cold shock reliability at a higher temperature can be obtained.

Wenn die Dicke der Bindeschicht 30 bis 150 μm ist, ist es möglich, die Bindeschicht dicht zu machen und die thermische Spannung aufgrund eines Unterschiedes des thermischen Expansionskoeffizienten von dem zu bindenden Körper abzuschwächen, und der Metall-gebundene Körper hat eine hohe Bindezuverlässigkeit.When the thickness of the bonding layer is 30 to 150 μm, it is possible to make the bonding layer dense and to relax the thermal stress due to a difference in thermal expansion coefficient of the body to be bonded, and the metal bonded body has a high binding reliability.

Die repräsentativen Ausführungsbeispiele dieser Erfindung sind erläutert, aber diese Erfindung ist überhaupt nicht auf diese Beispiele beschränkt. Nachfolgend werden in den Beispielen und Vergleichsbeispielen die Bindezusammensetzung und der Metall-gebundene Körper unter Verwendung der Verbindung dieser Erfindung weiter erläutert, aber diese Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt.The representative embodiments of this invention are explained, but this invention is not limited to these examples at all. Hereinafter, in the Examples and Comparative Examples, the binder composition and the metal-bonded body are further explained by using the compound of this invention, but this invention is not limited to the examples.

BeispieleExamples

<<Beispiel 1>><< Example 1 >>

0,05 g SOLSPERSE 16000, das ein Polymer-Dispergiermittel ist, 8,0 g Hexylamin (Chemikalie vom speziellen Klassengrad, erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) und 0,40 g Dodecylamin (Chemikalie vom ersten Klassengrad, erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) wurden gemischt und die Mischung ausreichend mit einem Magnetrührer gerührt. Unter weiterem Rühren wurden 6,0 g Silberoxalat und 10,0 g Silberteilchen (durchschnittliche Teilchengröße gemäß Katalog: 3 μm), erhältlich von Mitsui Kinzoku Co. Ltd., zugegeben und die Mischung verdickt. Die erhaltene verdickte Substanz wurde in ein Bad mit konstanter Temperatur bei 120°C gegeben und ungefähr 15 Minuten reagiert.0.05 g of SOLSPERSE 16000, which is a polymer dispersant, 8.0 g of hexylamine (special class grade chemical, available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.40 g of dodecylamine (first grade chemical, available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed and the mixture was stirred sufficiently with a magnetic stirrer. With further stirring, 6.0 g of silver oxalate and 10.0 g of silver particles (average particle size in the catalog: 3 μm) available from Mitsui Kinzoku Co. Ltd. were added, and the mixture was thickened. The resulting thickened substance was placed in a constant temperature bath at 120 ° C and reacted for about 15 minutes.

Zum Ersatz des Dispersionsmediums einer Suspension wurden nach Zugabe von 10 ml Methanol und Rühren Silberteilchen, deren Oberfläche mit den feinen Silberteilchen beschichtet war, ausgefällt und durch Zentrifugaltrennung getrennt und dann wurde die überstehende Flüssigkeit entfernt. Nach Wiederholen der Substitutionsbehandlung wurde 1 g als Dispersionsmedium zu 15 g Silberteilchen, bei denen die Oberfläche mit den feinen Silberteilchen beschichtet war, zugegeben und gerührt, unter Erhalt der Bindezusammensetzung 1. Die folgenden Auswertungsversuche wurden durchgeführt in bezug auf die Bindezusammensetzung. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. To replace the dispersion medium of a suspension, after adding 10 ml of methanol and stirring, silver particles whose surface was coated with the fine silver particles were precipitated and separated by centrifugal separation, and then the supernatant liquid was removed. After repeating the substitution treatment, 1 g as a dispersion medium was added to 15 g of silver particles in which the surface was coated with the fine silver particles, and stirred to obtain the binder composition 1. The following evaluation experiments were conducted on the binder composition. The results are shown in Table 1.

[Auswertungstest][Evaluation Test]

(1) Messung der durchschnittlichen Teilchengröße (PL) der anorganischen Teilchen und Teilchen (PS) der Metallteilchen(1) Measurement of Average Particle Size (P L ) of Inorganic Particles and Particles (P S ) of Metal Particles

Eine kleine Menge der Bindezusammensetzung 1 wurde mit 10 ml Toluol verdünnt, (PL) wurde gemessen entsprechend dem dynamischen Lichtstreuverfahren (DLS) mit LB-550, erhältlich von HORIBA Ltd. (PS) wurde durch Synthetisieren eines Metallteilchens ohne Zugabe der Silberteilchen gemessen.A small amount of the binding composition 1 was diluted with 10 ml of toluene, (P L ) was measured according to the dynamic light scattering method (DLS) with LB-550 available from HORIBA Ltd. (P S ) was measured by synthesizing a metal particle without adding the silver particles.

(2) Messung des Kristallit-Durchmessers (CL) des anorganischen Teilchens und Kristall-Durchmessers (CS) des Metallteilchens(2) Measurement of the crystallite diameter (C L ) of the inorganic particle and crystal diameter (C s ) of the metal particle

In bezug auf die Bindezusammensetzung 1 wurde der Durchmesser entsprechend dem Weitwinkel-Röntgenbeugungsverfahren mit RINT-Ultima III, erhältlich von Rigaku Corporation, gemessen. Die Messung erfolgte in dem Bereich, bei dem 2θ 30 bis 80° war, und die halbe Bandbreite bei ungefähr 38° (111 Ebene), die die größte Stärke in dem erhaltenen Beugungsspektrum hatte, wurde in die obige Scherrer-Gleichung eingesetzt, zur Berechnung des Kristallit-Durchmessers (CL). (CS) wurde gemessen durch Synthetisieren eine Metallteilchens ohne Zugabe der Silberteilchen.With respect to the binder composition 1, the diameter was measured according to the wide-angle X-ray diffraction method with RINT-Ultima III available from Rigaku Corporation. The measurement was made in the region where 2θ was 30 to 80 °, and half the bandwidth at about 38 ° (111 plane) having the largest magnitude in the obtained diffraction spectrum was used in the above Scherrer equation for calculation of the crystallite diameter (C L ). (C S ) was measured by synthesizing a metal particle without adding the silver particles.

(3) Bindezuverlässigkeits-Test(3) Binding reliability test

Ein Gold-plattiertes Alumina-Substrat (20 mm Quadrat) wurde mit der Bindezusammensetzung 1 durch Verwendung einer Metallmaske (Plattendicke 70 μm) in der Form eines 5 mm-Quadrates verdichtet, und darauf wurde ein Gold-plattierter Silicium-Chip (Bodenfläche 5 mm × 5 mm) laminiert. Der erhaltene laminierte Gegenstand wurde in einen Muffen-Ofen mit normaler Temperatur gegeben und die Sinterbehandlung durch Erwärmen bei 300°C für 30 Minuten durchgeführt. Während der Sinterbehandlung wurde ein Druck von 0,5 MPa auferlegt. Nach natürlichem Kühlen wurde der laminierte Gegenstand (Metall-gebundener Körper) herausgenommen. Der Metall-gebundene Körper wurde in eine Heiß-Kalt-Einfluß-Testmaschine (JTS-615-64A, erhältlich von FUTEC Inc.) gegeben, der Heiß-Kalt-Test wurde unter der Bedingung durchgeführt, daß ein Zyklus konstituiert war durch Halten bei –40°C und 250°C für jeweils 30 Minuten, und wurde dann nach einer wahlweisen Anzahl von Zyklen herausgenommen. Danach wurde die Bindefestigkeit gemessen unter Verwendung eines Bindetestgerätes (Modell: PTR-1101, erhältlich von RHESCA Corporation), und wenn die Bindefestigkeit nach 500 Zyklen erniedrigt war in bezug auf die Bindefestigkeit bei 0 Zyklus, war die Auswertung (x), und wenn sie sich nicht erniedrigte, war die Auswertung (O). Die Dicke der Bindeschicht war 50 μm.A gold-plated alumina substrate (20 mm square) was compacted with the binder composition 1 by using a metal mask (plate thickness 70 μm) in the form of a 5 mm square, and thereon was placed a gold-plated silicon chip (bottom area 5 mm × 5 mm). The obtained laminated article was placed in a normal temperature socket furnace and the sintering treatment was carried out by heating at 300 ° C for 30 minutes. During the sintering treatment, a pressure of 0.5 MPa was imposed. After natural cooling, the laminated article (metal-bonded body) was taken out. The metal-bonded body was put in a hot-cold influence test machine (JTS-615-64A, available from FUTEC Inc.), the hot-cold test was conducted under the condition that one cycle was constituted by holding at -40 ° C and 250 ° C for 30 minutes each, and was then taken out after an optional number of cycles. Thereafter, the bond strength was measured by using a binding tester (Model: PTR-1101, available from RHESCA Corporation), and when the bond strength was lowered after 500 cycles with respect to 0-cycle bond strength, the evaluation was (x), and if not degraded, was the evaluation (O). The thickness of the bonding layer was 50 μm.

(4) Messung des Hohlraumverhältnisses(4) Measurement of the cavity ratio

In bezug auf einen Metall-gebundenen Körper, erzeugt unter den gleichen Sinterbedingungen wie oben unter (3), mit der Ausnahme, daß der Druck bei der Sinterbehandlung nicht auferlegt wurde, wurde ein Hohlraumverhältnis ausgewertet unter Verwendung einer Ultraschalltestanlage (μ-SDS), erhältlich von KJTD Co., Ltd. unter den Bedingungen der Probe: 80 MHz, φ 3 mm, PF = 10 mm. Die Messung wurde durchgeführt durch leichtes Einstellen, so daß der Reflexionspeak an der Bindegrenzfläche der höchste war, bei einer Material-Schallgeschwindigkeit = Cu:4800 mm/s. Das Hohlraumverhältnis wird erhalten durch Einstellen eines Schwellenwertes der Reflexionsfestigkeit auf 55 % und wenn die Reflexionsfestigkeit mehr ist als der Schwellenwert, wird dies als Hohlraum bewertet.With respect to a metal bonded body produced under the same sintering conditions as in (3) above except that the pressure in the sintering treatment was not imposed, a void ratio was evaluated using an ultrasonic test equipment (μ-SDS) available from KJTD Co., Ltd. under the conditions of the sample: 80 MHz, φ 3 mm, PF = 10 mm. The measurement was made by setting lightly so that the reflection peak at the bonding interface was the highest, at a material sound velocity = Cu: 4800 mm / s. The void ratio is obtained by setting a threshold of the reflectance to 55%, and when the reflectance is more than the threshold, it is evaluated as a void.

<<Beispiel 2>><< Example 2 >>

8,0 g 3-Ethoxypropylamin (Chemikalie vom speziellen Klassengrad, erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) und 0,40 g Dodecylamin (Chemikalie vom ersten Klassengrad, erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) wurden vermischt und die Mischung ausreichend mit einem Magnetrührer gerührt. Unter weiterem Rühren wurden 6,0 g Silberoxalat und 10 g Silberteilchen (reduziertes Pulver, D50 = 1,5 μm), erhältlich von Mitsui Kinzoku Co., Ltd. zugegeben und die Mischung verdickt. Die erhaltene verdickte Substanz wurde in ein Bad mit konstanter Temperatur bei 120°C gegeben und ungefähr 15 Minuten reagiert. Zum Ersetzen des Dispergiermediums einer Suspension wurden nach Zugabe von 10 ml Methanol und Rühren Silberteilchen, bei denen die Oberfläche mit den feinen Silberteilchen beschichtet war, ausgefällt und durch Zentrifugaltrennung getrennt und dann wurde die überstehende Flüssigkeit entfernt. Nach erneutem Wiederholen der Vorgänge wurde 1 g Tridecanol-Dispersionsmedium zu den 15 g der Silberteilchen, bei denen die Oberfläche mit den feinen Silberteilchen bedeckt war, gegeben und gerührt, unter Erhalt der Bindezusammensetzung 2. Folgende Auswertungstests wurden in bezug auf die Bindezusammensetzung durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.8.0 g of 3-ethoxypropylamine (special class grade chemical, available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.40 g of dodecylamine (first grade chemical, available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed and the mixture sufficiently stirred with a magnetic stirrer. With further stirring, 6.0 g of silver oxalate and 10 g of silver particles (reduced powder, D50 = 1.5 μm), Available from Mitsui Kinzoku Co., Ltd. added and the mixture thickened. The resulting thickened substance was placed in a constant temperature bath at 120 ° C and reacted for about 15 minutes. To replace the dispersing medium of a suspension, after adding 10 ml of methanol and stirring, silver particles in which the surface was coated with the fine silver particles were precipitated and separated by centrifugal separation, and then the supernatant liquid was removed. After repeating the operations again, 1 g of tridecanol dispersion medium was added to the 15 g of the silver particles in which the surface was covered with the fine silver particles, and stirred to obtain the binder composition 2. The following evaluation tests were conducted on the binder composition. The results are shown in Table 2.

[Auswertungstest][Evaluation Test]

(1) Messung der Bindefestigkeit(1) Measurement of bond strength

Ein Gold-plattiertes Kupfer-Substrat (20 mm Quadrat) wurde mit der Bindezusammensetzung 2 unter Verwendung einer Metallmaske in der Form von 5 mm Quadrat beschichtet und darauf wurde ein Gold-plattierter Si-Chip (Bodenfläche 5 mm × 5 mm) laminiert. Der erhaltene laminierte Gegenstand wurde in einen Rückflußofen (erhältlich von Shinapex Co., Ltd.) gegeben und die Sinterbehandlung unter den Bedingungen durchgeführt, daß eine gesamte Zeitperiode von der Temperaturerhöhung bis zur Herausnahme in der Atmosphäre 60 Minuten war, und die höchste Temperatur war 230°C. Die Sinterbehandlung wurde ohne Druck durchgeführt. Nach Herausnehmen des laminierten Gegenstandes wurde der Bindefestigkeitstest bei normaler Temperatur unter Verwendung eines Bindetestgerätes (RHESCA Corporation) durchgeführt.A gold-plated copper substrate (20 mm square) was coated with the binder composition 2 using a metal mask in the form of 5 mm square, and then a gold-plated Si chip (bottom surface 5 mm x 5 mm) was laminated. The obtained laminated article was placed in a reflow oven (available from Shinapex Co., Ltd.), and the sintering treatment was conducted under the conditions that a total time period from the temperature elevation to the taking out in the atmosphere was 60 minutes, and the highest temperature was 230 ° C ° C. The sintering treatment was carried out without pressure. After taking out the laminated article, the bonding strength test was carried out at normal temperature using a binding tester (RHESCA Corporation).

(2) Messung des Hohlraumverhältnisses(2) Measurement of the Cavity Ratio

In bezug auf einen laminierten Gegenstand, erzeugt mit der Ausnahme, daß der Druck bei der Sinterbehandlung nicht auferlegt wurde, wurde ein Hohlraum bewertet unter Verwendung einer Ultraschall-Testanlage, erhältlich von KJTD Co., Ltd. (Probe von 80 MHz, φ 3 mm, PF = 10 mm). Die Messung wurde durchgeführt durch leichtes Einstellen, so daß der Reflexionspeak an der Bindegrenzfläche der höchste war, bei einer Materialgeschwindigkeit = Cu:4800 mm/s. Das Hohlraumverhältnis wird erhalten durch Einstellen eines Schwellenwertes der Reflexionsfestigkeit als 55 %, und wenn die Reflexionsfestigkeit größer war als der Schwellenwert, wird dies als Hohlraum bewertet.With respect to a laminated article produced except that the pressure in the sintering treatment was not imposed, a cavity was evaluated using an ultrasonic testing machine available from KJTD Co., Ltd. (Sample of 80 MHz, φ 3 mm, PF = 10 mm). The measurement was carried out by lightly adjusting so that the reflection peak at the bonding interface was the highest, at a material velocity = Cu: 4800 mm / s. The void ratio is obtained by setting a threshold of the reflectance as 55%, and when the reflectance is greater than the threshold, it is evaluated as a void.

(3) Hochtemperatur-Zuverlässigkeit(3) high-temperature reliability

Der Metall-gebundene Körper, gesintert im obigen Abschnitt (1), wurde in eine Heiß-Kalt-Einfluß-Testmaschine (erhältlich von FUTEC Inc.) gegeben und der Heiß-Kalt-Test unter der Bedingung durchgeführt, daß ein Zyklus konstituiert war durch Halten bei –40°C und 200°C für jeweils 10 Minuten und dann erfolgte die Herausnahme nach einer wahlweisen Anzahl von Zyklen. Wenn das Hohlraumverhältnis nach 20 Zyklen beachtlich erhöht war in bezug auf die Bindefestigkeit bei Zyklus 0, ist die Auswertung x, wenn sie etwas erhöht war, ist die Auswertung Δ und wenn sich nichts änderte, ist die Auswertung O.The metal-bonded body sintered in the above section (1) was placed in a hot-cold influence test machine (available from FUTEC Inc.), and the hot-cold test was conducted under the condition that one cycle was constituted Hold at -40 ° C and 200 ° C for 10 minutes each and then take out after an optional number of cycles. If the void ratio after 20 cycles was remarkably increased with respect to the bond strength at cycle 0, the evaluation is x, if slightly increased, the evaluation is Δ and if nothing changed, the evaluation is O.

(4) Hoch-Temperatur-Zuverlässigkeit von nicht-plattiertem Cu-Substrat(4) High temperature reliability of non-plated Cu substrate

Ein nicht-plattiertes und ein Sauerstoff-freies Kupfersubstrat (20 mm Quadrat) wurde beschichtet mit der Bindezusammensetzung 1 durch Verwendung einer Metallmaske in der Form von 5 mm Quadrat und darauf wurde ein Gold-plattierter Si-Chip (Bodenfläche 5 mm × 5 mm) laminiert. Der erhaltene laminierte Gegenstand wurde in einen Rückflußofen (erhältlich von Shinapex Co., Ltd.) gegeben und die Sinterbehandlung unter der Bedingung durchgeführt, daß eine gesamte Zeitperiode von der Temperaturerhöhung bis zur Herausnahme, während Stickstoffgas durchfloß, 60 Minuten war, und die höchste Temperatur war 250°C. Eine Sauerstoff-Konzentration nach Sintern war 0,1 %. Die Sinterbehandlung wurde ohne Druck durchgeführt. Nach Herausnehmen des laminierten Gegenstandes wurden der Bindefestigkeitstest und der Heiß-Kalt-Einflußtest bei normaler Temperatur unter Verwendung eines Bindetestgerätes (RHESCA Corporation) durchgeführt. Der Heiß-Kalt-Einflußtest wurde durchgeführt durch Verwendung der Heiß-Kalt-Einflußtestmaschine, erhältlich von FUTEC Inc., unter der Bedingung, daß ein Zyklus konstituiert war durch Halten bei –40°C und 200°C für jeweils 10 Minuten und dann erfolgte die Herausnahme nach der wahlweisen Anzahl von Zyklen. Wenn das Hohlraumverhältnis nach 20 Zyklen beachtlich erhöht war in bezug auf die Bindefestigkeit bei Zyklus 0 ist die Auswertung x, wenn sie sich etwas erhöhte, ist die Auswertung Δ, und wenn sich nichts änderte, ist die Auswertung O.A non-plated and an oxygen-free copper substrate (20 mm square) was coated with the binding composition 1 by using a metal mask in the form of 5 mm square and thereon was placed a gold-plated Si chip (bottom area 5 mm × 5 mm). laminated. The obtained laminated article was placed in a reflow oven (available from Shinapex Co., Ltd.), and the sintering treatment was conducted under the condition that a total period of time from the temperature elevation to the removal while nitrogen gas flowed through was 60 minutes, and the highest temperature was 250 ° C. An oxygen concentration after sintering was 0.1%. The sintering treatment was carried out without pressure. After taking out the laminated article, the bond strength test and the hot-cold hold test were carried out at normal temperature using a binding tester (RHESCA Corporation). The hot-cold hold test was conducted by using the hot-cold hold test machine available from FUTEC Inc. on the condition that one cycle was constituted by holding at -40 ° C and 200 ° C for 10 minutes each, and then the removal after the optional number of cycles. If the void ratio after 20 cycles was remarkably increased with respect to the bond strength at cycle 0, the evaluation is x, if it increased a little, the evaluation is Δ, and if nothing changed, the evaluation is O.

(5) Messung der Rate der Dimensionsänderung (5) Measurement of rate of dimensional change

Eine Probe, die erzeugt war durch Einführen von 1 g Bindezusammensetzung 1, die kein Dispergiermedium enthielt, in eine Düse mit 5 × 20 mm und die bei einem Druck von 20 kN gepreßt war, wurde unter Verwendung von THA (TMA8310, erhältlich von Rigaku Corporation) bewertet. Die Messung wurde in der Atmosphäre bei einer Temperaturerhöhungsrate von 5°C/min von Raumtemperatur bis 500°C durchgeführt, und die Rate der Änderung der Länge der Probe von Raumtemperatur wurde als Rate der Dimensionsänderung verwendet.A sample prepared by introducing 1 g of Binding Composition 1 containing no dispersing medium into a 5 x 20 mm die and pressed at a pressure of 20 kN was measured using THA (TMA8310 available from Rigaku Corporation ) rated. The measurement was conducted in the atmosphere at a temperature elevation rate of 5 ° C / min from room temperature to 500 ° C, and the rate of change of the length of the sample from room temperature was used as a rate of dimensional change.

<<Beispiel 3>><< Example 3 >>

Eine Bindezusammensetzung 3 wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, daß 3-Methoxpropylamin (Chemikalie vom ersten Klassengrad, erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) anstelle von 3-Ethoxypropylamin verwendet wurde, und die verschiedenen Auswertungen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.A binder composition 3 was prepared in the same manner as in Example 2 except that 3-methoxpropylamine (first grade chemical available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used in place of 3-ethoxypropylamine, and the various evaluations became carried out. The results are shown in Table 2.

<<Beispiel 4>><< Example 4 >>

Eine Bindezusammensetzung 4 wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Butylcarbitolacetat anstelle von Tridecanol verwendet wurde, und die verschiedenen Auswertungen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.A binder composition 4 was prepared in the same manner as in Example 3 except that butylcarbitol acetate was used in place of tridecanol, and the various evaluations were carried out. The results are shown in Table 2.

<<Beispiel 5>><< Example 5 >>

Eine Bindezusammensetzung 5 wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Silberteilchen (reduziertes Pulver, D50 = 3,0 μm), erhältlich von Mitsui Konzoku Co., Ltd., anstelle von Silberteilchen mit 1,5 μm verwendet wurde, und die verschiedenen Auswertungen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.A binder composition 5 was prepared in the same manner as in Example 3 except that silver particles (reduced powder, D50 = 3.0 μm) available from Mitsui Konzoku Co., Ltd. were used in place of silver particles of 1.5 μm and the various evaluations were carried out. The results are shown in Table 2.

<<Beispiel 6>><< Example 6 >>

Eine Bindezusammensetzung 6 wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Sauerstoff-Konzentration nach Sintern 1 % war, indem die Fließrate von Stickstoffgas bei dem Binden an das Cu-Substrat reguliert wurde, und die verschiedenen Auswertungen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.A binder composition 6 was prepared in the same manner as in Example 3 except that the oxygen concentration after sintering was 1% by regulating the flow rate of nitrogen gas in the binding to the Cu substrate, and the various evaluations were carried out , The results are shown in Table 2.

<<Beispiel 7>><< Example 7 >>

Eine Bindezusammensetzung 7 wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Sauerstoff-Konzentration nach Sintern 5 % war, indem die Fließrate von Stickstoffgas bei dem Binden an das Cu-Substrat reguliert wurde, und die verschiedenen Auswertungen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.A binder composition 7 was prepared in the same manner as in Example 3 except that the oxygen concentration after sintering was 5% by regulating the flow rate of nitrogen gas in the binding to the Cu substrate, and the various evaluations were carried out , The results are shown in Table 2.

<<Beispiel 8>><< Example 8 >>

Eine Bindezusammensetzung 8 wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die maximale Temperatur bei der Sinterbehandlung 250°C war, und die verschiedenen Auswertungen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.A binder composition 8 was prepared in the same manner as in Example 2 except that the maximum temperature in the sintering treatment was 250 ° C, and the various evaluations were conducted. The results are shown in Table 3.

<<Vergleichsbeispiel 1>><< Comparative Example 1 >>

Eine Vergleichs-Bindezusammensetzung wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Silberteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße gemäß Katalogwert von 0,3 μm anstelle der Silberteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße gemäß Katalogwert von 3 μm verwendet wurden, und die verschiedenen Auswertungen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.A comparative binder composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that silver particles having an average particle size of the catalog value of 0.3 μm were used in place of the silver particles having an average particle size of the catalog value of 3 μm, and the various evaluations have been performed. The results are shown in Table 1.

<<Vergleichsbeispiel 2>><< Comparative Example 2 >>

0,40 g SOLSPERSE 16000, das ein Polymer-Dispergiermittel ist, 2,0 g Hexylamin (Chemikalie vom ersten Klassengrad, erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) und 0,40 g Dodecylamin (Chemikalie vom ersten Klassengrad, erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) wurden gemischt und die Mischung ausreichend mit einem Magnetrührer gerührt. Unter weiterem Rühren wurden 6,0 g Silberoxalat zugegeben und die Mischung verdickt. Die erhaltene verdickte Substanz wurde in ein Bad bei konstanter Temperatur von 100°C gegeben und für ungefähr 15 Minuten reagiert.0.40 g of SOLSPERSE 16000, which is a polymer dispersant, 2.0 g of hexylamine ( First grade chemistry available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.40 g of dodecylamine (first grade chemical available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed and the mixture was sufficiently stirred with a magnetic stirrer. With further stirring, 6.0 g of silver oxalate was added and the mixture was thickened. The resulting thickened substance was placed in a constant temperature bath of 100 ° C and reacted for about 15 minutes.

Zum Ersatz des Dispersionsmediums einer Suspension wurden nach Zugabe von 10 ml Methanol und Rühren Silberteilchen ausgefällt und durch Zentrifugaltrennung getrennt und dann wurde die Überstandlösung entfernt. Zu den erhaltenen feinen Silberteilchen als Dispersionsmedium wurde 1 g Dihydroterpinylacetat gegeben und gerührt, unter Erhalt der Silberkolloid-Dispersion. Zur Entfernung von Verunreinigungen wie organischen und anorganischen Komponenten, die an den Silberteilchen (durchschnittliche Teilchengröße gemäß Katalog: 3 μm) erhältlich von Mitsui Kinzoku Co., Ltd., hafteten, wurden 10 g Silberteilchen gewogen und in eine 50 ml wäßrige Lösung gegossen, die hergestellt war durch Verdünnen von 0,1 ml 35%ige Salpetersäure auf 100 ml durch Ionen-Austauschwasser. Nach Ultraschallbehandlung wurden die Silberteilchen durch Zentrifugalvorgang ausgefällt und dann ein Überstand entfernt. Danach wurde Methanol durch Diphragma-Pumpe entfernt, die somit erhaltenen Silberteilchen und 0,5 g Dihydroterpinylacetat wurden zu der Silberkolloid-Dispersion gegeben, unter Erhalt der Vergleichs-Bindezusammensetzung 2. Die gleichen Auswertungstests wie bei Beispiel 1 wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.To replace the dispersion medium of a suspension, after addition of 10 ml of methanol and stirring, silver particles were precipitated and separated by centrifugal separation, and then the supernatant solution was removed. To the obtained fine silver particles as a dispersion medium, 1 g of dihydroterphenyl acetate was added and stirred to obtain the silver colloid dispersion. For removing impurities such as organic and inorganic components adhering to the silver particles (average particle size in the catalog: 3 μm) available from Mitsui Kinzoku Co., Ltd., 10 g of silver particles were weighed and poured into a 50 ml aqueous solution containing was prepared by diluting 0.1 ml of 35% nitric acid to 100 ml by ion exchange water. After sonication, the silver particles were precipitated by centrifugation and then a supernatant was removed. Thereafter, methanol was removed by Diphragma pump, the silver particles thus obtained and 0.5 g of dihydroterpinyl acetate were added to the silver colloid dispersion to obtain the comparative binder composition 2. The same evaluation tests as in Example 1 were carried out. The results are shown in Table 1.

<<Vergleichsbeispiel 3>><< Comparative Example 3 >>

Eine Vergleichs-Bindezusammensetzung 3 wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Silberteilchen (reduziertes Pulver, D50 = 8,5 μm), erhältlich von Mitsui Kinzoku Co., Ltd., anstelle der Silberteilchen mit 1,5 μm verwendet wurden, und die verschiedenen Auswertungen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. In Tabelle 3 ist der Fall, bei dem die Bindefestigkeit 20 MPa oder mehr ist durch O dargestellt, und der Fall, bei dem weniger als 20 MPa ist, ist durch x dargestellt. [Tabelle 1] Bindezusammensetzung 1 Vergleichs-Bindezusammensetzung 1 Vergleichs-Bindezusammensetzung Durchschnittliche Teilchengröße PL der Silberteilchen in der Bindezusammensetzung (μm) 3,5 0,5 0,05 und 3,2 (zwei Peaks, Verteilung) Durchschnittliche Teilchengröße der Silberteilchen (μm) (Katalogwert) 3,0 0,3 3 Kristallit-Durchmesser CL der Silberteilchen inder Bindezusammensetzung (nm) 29 25 29 Durchschnittliche Teilchengröße PS derfeinen Silberteilchen in der Bindezusammensetzung (nm) 45 45 50 Kristallit-Durchmesser CS der feinen Silberteilchen in der Bindezusammensetzung (nm) 11 11 12 Vorhandensein oder Abwesenheit der feinen Silberteilchen, die an der Oberfläche von Silberteilchen haften Vorhandensein Vorhandensein Abwesenheit Hochtemperatur-Zuverlässigkeit O X X Hohlraumverhältnis (%) 1 50 20 A comparative binder composition 3 was prepared in the same manner as in Example 2 except that silver particles (reduced powder, D50 = 8.5 μm) available from Mitsui Kinzoku Co., Ltd. were used instead of the silver particles of 1.5 μm were used, and the various evaluations were carried out. The results are shown in Table 3. In Table 3, the case where the bonding strength is 20 MPa or more is represented by O, and the case where less than 20 MPa is represented by x. [Table 1] Binding Composition 1 Comparative Binding Composition 1 Comparative binding composition Average particle size PL of the silver particles in the binder composition (μm) 3.5 0.5 0.05 and 3.2 (two peaks, distribution) Average particle size of the silver particles (μm) (catalog value) 3.0 0.3 3 Crystallite diameter C L of the silver particles in the binder composition (nm) 29 25 29 Average particle size PS of the fine silver particles in the binding composition (nm) 45 45 50 Crystallite diameter C S of the fine silver particles in the binder composition (nm) 11 11 12 Presence or absence of the fine silver particles adhering to the surface of silver particles To be available To be available absence High-temperature reliability O X X Void ratio (%) 1 50 20

Bei Verwendung der Bindezusammensetzung 1, die die Teilchen enthielt, bei denen die feinen Silberteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 45 nm an der Oberfläche der Silberteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 3,0 μm hafteten, ist das Hohlraumverhältnis beachtlich klein und ist 1 %, und eine hohe Bindezuverlässigkeit kann erhalten werden. Im Gegensatz dazu ist bei der Vergleichs-Bindezusammensetzung 1, die die Teilchen, bei denen die feinen Silberteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 45 nm an der Oberfläche der kleinen Silberteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,3 μm haften, das Hohlraumverhältnis 50 %, und somit kann eine ausreichende Bindezuverlässigkeit nicht erhalten werden. Bei der Vergleichs-Bindezusammensetzung 2, die die feinen Silberteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 nm und die Silberteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 3,0 μm enthielt, wobei die feinen Silberteilchen nicht an der Oberfläche des Silberteilchen hafteten, ist das Hohlraumverhältnis 20 %, und somit kann eine genügende Bindezuverlässigkeit nicht erhalten werden.When using the binder composition 1 containing the particles in which the fine silver particles have an average Particle size of 45 nm adhered to the surface of the silver particles having an average particle size of 3.0 microns, the void ratio is considerably small and is 1%, and a high binding reliability can be obtained. In contrast, in Comparative Binder Composition 1, which adheres the particles in which the fine silver particles having an average particle size of 45 nm adhere to the surface of the small silver particles having an average particle size of 0.3 μm, the void ratio is 50%, and thus, sufficient binding reliability can not be obtained. In the comparative binder composition 2 containing the fine silver particles having an average particle size of 50 nm and the silver particles having an average particle size of 3.0 μm, the fine silver particles did not adhere to the surface of the silver particle, the void ratio is 20%, and thus a sufficient binding reliability can not be obtained.

Durch Verwendung der Bindezusammensetzung 1 wurden die Metall-gebundenen Körper durch Variation der Dicke der Bindeschicht innerhalb des Bereiches von 10 bis 200 μm hergestellt. Der Binde-Zuverlässigkeitstest wurde in bezug auf die erhaltenen Metall-gebundenen Körper durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt. Die Dicke der Bindeschicht wurde durch die Beschichtungsmenge der Bindezusammensetzung 1 gesteuert.

Figure DE112015002007T5_0001
By using the binding composition 1, the metal-bonded bodies were prepared by varying the thickness of the bonding layer within the range of 10 to 200 μm. The binding reliability test was conducted with respect to the obtained metal-bonded bodies. The results are shown in Table 4. The thickness of the tie layer was controlled by the coating amount of the tie composition 1.
Figure DE112015002007T5_0001

Bei Verwendung der Bindezusammensetzungen 2 bis 7, bei denen die Gewichtszunahme nach dem DTA-Peak beobachtet wurde, ist die Bindefestigkeit 20 MPa, das Hohlraumverhältnis ist niedrig und eine gute Hochtemperaturzuverlässigkeit kann erhalten werden. Solche Eigenschaften können nicht nur dann erhalten werden, wenn das Cu-Substrat mit Gold plattiert war, sondern ebenfalls, wenn das Cu-Substrat nicht mit Gold plattiert war. [Tabelle 3] Beispiel 2 Beispiel 8 Vergleichsbeispiel 3 Sintertemperatur (°C) 230 250 230 Rate der Dimensionsänderung (%) 0,13 0,47 1,96 Anfängliche Bindefestigkeit O O X Anfängliches Hohlraumverhältnis (%) 0 0 20 Hochtemperatur-Zuverlässigkeit O O X When using the binding compositions 2 to 7 in which the weight gain was observed after the DTA peak, the bonding strength is 20 MPa, the void ratio is low, and good high-temperature reliability can be obtained. Such properties can be obtained not only when the Cu substrate was plated with gold, but also when the Cu substrate was not plated with gold. [Table 3] Example 2 Example 8 Comparative Example 3 Sintering temperature (° C) 230 250 230 Rate of dimensional change (%) 0.13 0.47 1.96 Initial bond strength O O X Initial void ratio (%) 0 0 20 High-temperature reliability O O X

Die Bindezusammensetzung 2 und die Bindezusammensetzung 8, die das Dispergiermedium nicht enthielten, zeigen eine extrem kleine Rate der Dimensionsänderung, und die Beispiele 2 und 8, bei denen die Bindezusammensetzungen 2 bzw. 8 verwendet wurden, und das Verfahren zum Binden des Metall-gebundenen Körpers gemäß dieser Erfindung ergab Metall-gebundene Körper mit hoher Bindefestigkeit und Hochtemperaturzuverlässigkeit. Im Gegensatz dazu ist die Rate der Hohlräume bei Vergleichsbeispiel 3 hoch und somit kann eine genügende Bindefestigkeit und Hochtemperatur-Zuverlässigkeit nicht erhalten werden. [Tabelle 4] Dicke der Bindeschicht (μm) 10 20 30 50 100 150 200 Bindezuverlässigkeit X X O O O O X The binder composition 2 and the binder composition 8 which did not contain the dispersing medium show an extremely small rate of dimensional change, and Examples 2 and 8 using the binder compositions 2 and 8, respectively, and the method of bonding the metal-bonded body According to this invention, metal-bonded bodies with high bond strength and high temperature reliability resulted. In contrast, the rate of the voids in Comparative Example 3 is high, and thus a sufficient bonding strength and high-temperature reliability can not be obtained. [Table 4] Thickness of the bonding layer (μm) 10 20 30 50 100 150 200 binding reliability X X O O O O X

Wenn die Dicke der Bindeschicht innerhalb des Bereiches von 30 bis 150 μm liegt, kann eine hohe Bindezuverlässigkeit erhalten werden. Im Gegensatz dazu ist, wenn die Dicke der Bindeschicht weniger als 30 μm (10 oder 20 μm) oder größer als 150 μm (200 μm) ist, die Bindefestigkeit im Hinblick auf den Heiß-Kalt-Einflußtest von 500 Zyklen erniedrigt und somit kann eine ausreichende Bindezuverlässigkeit nicht erhalten werden.When the thickness of the bonding layer is within the range of 30 to 150 μm, high bonding reliability can be obtained. In contrast, when the thickness of the bonding layer is less than 30 μm (10 or 20 μm) or larger than 150 μm (200 μm), the bonding strength is lowered with respect to the hot-cold hold test of 500 cycles, and thus one can sufficient binding reliability can not be obtained.

Claims (5)

Bindezusammensetzung, enthaltend ein anorganisches Teilchen, eine organische Komponente und ein Dispergiermedium, worin eine durchschnittliche Teilchengröße und ein Kristallit-Durchmesser des anorganischen Teilchens 1 bis 20 μm bzw. 4 bis 40 nm sind und Metallteilchen mit einer Teilchengröße von 1 bis 100 nm an zumindest einem Teil der Oberfläche der anorganischen Teilchen haften.A binder composition containing an inorganic particle, an organic component and a dispersing medium, wherein an average particle size and a crystallite diameter of the inorganic particle are 1 to 20 μm and 4 to 40 nm, respectively, and Metal particles having a particle size of 1 to 100 nm adhere to at least a part of the surface of the inorganic particles. Bindezusammensetzung nach Anspruch 1, worin eine Teilchengröße des Metallteilchens 4 bis 400 nm ist.The binder composition of claim 1, wherein a particle size of the metal particle is 4 to 400 nm. Bindezusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin das Metallteilchen ein Silberteilchen ist.The binder composition of claim 1 or 2, wherein the metal particle is a silver particle. Bindezusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin das anorganische Teilchen ein Silberteilchen ist.The binder composition of claim 1 or 2, wherein the inorganic particle is a silver particle. Metall-gebundener Körper, umfassend zwei Metallkörper, die durch die Bindezusammensetzung nach Anspruch 1 gebunden sind, worin eine Dicke einer Bindeschicht des Metall-gebundenen Körpers 30 bis 150 μm ist.A metal-bonded body comprising two metal bodies bonded by the binder composition of claim 1, wherein a thickness of a bonding layer of the metal-bonded body is 30 to 150 μm.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6163616B1 (en) * 2015-11-16 2017-07-12 バンドー化学株式会社 Bonding composition
JP2017155166A (en) * 2016-03-03 2017-09-07 バンドー化学株式会社 Joining composition
JP6968543B2 (en) * 2017-01-26 2021-11-17 株式会社村田製作所 Copper particle structure and copper ink
JP7434786B2 (en) 2019-09-27 2024-02-21 Dic株式会社 Copper/copper oxide fine particle paste
JP7350604B2 (en) * 2019-10-09 2023-09-26 東洋アルミニウム株式会社 Composite particles, method for producing composite particles, and ink containing composite particles
JP7302487B2 (en) * 2020-01-14 2023-07-04 トヨタ自動車株式会社 Composite particles and method for producing composite particles
JP7037837B1 (en) 2020-09-23 2022-03-17 株式会社弘輝 Flux and solder paste

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4624222B2 (en) * 2005-09-13 2011-02-02 戸田工業株式会社 Conductive part forming particles
JP6021816B2 (en) * 2011-10-24 2016-11-09 バンドー化学株式会社 Bonding composition

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