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金糊和金糊的制造方法與流程

文檔序號:42299066發(fā)布日期:2025-06-27 18:39閱讀:6來源:國知局

本發(fā)明涉及適合于半導體器件、半導體元件等電子領域中的電極/布線形成、接合、密封等用途的金糊。特別是涉及涂布后的干燥狀態(tài)下的加工性優(yōu)良、并且通過之后的燒成能夠發(fā)揮適當?shù)碾娞匦缘慕鸷捌渲圃旆椒ā?/p>


背景技術:

1、在電氣/電子部件、半導體器件、半導體元件、功率器件、mems等各種用途的電極(凸點)、布線的形成、接合、密封中,以往廣泛使用釬料/焊料,但近年來金屬糊(金屬漿料)的利用正在擴大。本技術人提出了:將由高純度(99.9質量%以上)的金(au)構成且亞微米級(1μm以下)的金粉末混合在有機溶劑中而成的金糊作為適合用于上述各種用途的金屬糊(例如專利文獻1、2)。

2、在利用金屬糊的電極/布線的形成、接合材料的形成中,需要將金屬糊涂布于基板等被涂布構件上并在進行干燥后使金屬粉末以外的成分揮發(fā)。由本技術人得到的上述金糊基本上僅由金粉末和有機溶劑構成,因此能夠比較容易地揮發(fā)除去有機溶劑等。另外,該金糊的金粉末是高純度且微細的金粒子,能夠通過在低溫(350℃以下)下燒結而形成致密的燒結體。在推薦低溫工藝的半導體元件、器件制造中,這樣的低溫燒結性是有利的。

3、現(xiàn)有技術文獻

4、專利文獻

5、專利文獻1:日本專利第5613253號說明書

6、專利文獻2:日本特開2021-025091號公報


技術實現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的問題

2、在利用金糊形成期望圖案的電極/布線、期望形狀的接合材料時,將基材用金屬掩模、抗蝕劑等進行遮蔽后涂布金糊。然后,在干燥工序中將金糊的有機溶劑揮發(fā)除去后,用刮刀等除去遮蔽物上的剩余的金粉末。在干燥后進行剩余部分的除去是因為,若在剛涂布后在涂布有具有粘性/流動性的糊的狀態(tài)下進行刮除,則會在填充于掩模圖案孔的糊的表面產生粗糙。

3、但是,根據(jù)本發(fā)明人的研究,以往的金糊的干燥工序后的金粉末的干燥體的強度過高,有時難以除去剩余的金粉末。具體而言,有時產生干燥粉末在遮蔽表面上或基材表面上的殘留、有時掩模圖案孔內的金粉末被挖掉。關于這一點,針對如上所述的金糊,關于干燥后的金粉末干燥體的加工性的研究例少。以往的金糊主要以低溫加熱下的燒結性、糊狀態(tài)下的金粉末的分散性/穩(wěn)定性為課題,沒有考慮過在作為中間工序的干燥工序中的作業(yè)性。

4、當然,以往的金糊的開發(fā)的方向性沒有任何問題。低溫燒結性是利用金糊的電子/半導體器件的制造工藝中重要的特性。另外,金糊的分散性/穩(wěn)定性也是精密的圖案形成所需的特性。因此,即使提高干燥體的金糊的加工性,損害低溫燒結性等現(xiàn)有技術所具有的優(yōu)點也是不優(yōu)選的。

5、本發(fā)明是基于如上所述的背景而完成的,提供以上述由本技術人得到的金糊為基礎、并且在維持它們所具有的低溫燒結性等優(yōu)點的同時提高了涂布后的干燥狀態(tài)下的加工性的金糊和該金糊的制造方法。

6、用于解決問題的方法

7、如上述現(xiàn)有技術所明確的那樣,金糊的低溫燒結性依賴于金粉末的粒徑的微細化。而且,低溫燒結性良好且燒結溫度低的金糊在干燥工序中也成為強度高的干燥體。由本發(fā)明人的研究結果也確認到,要抑制干燥體的強度而制成加工性良好的金糊,增大金粉末的平均粒徑即可。即,金糊的低溫燒結性與干燥后的干燥體的加工性的關系具有此消彼長的關系。除此以外,在本發(fā)明人的研究中,在金粉末的平均粒徑大的情況下,燒結后的燒結體具有體積電阻變高的傾向。

8、因此,在解決上述問題時,必須以金粉末的平均粒徑在現(xiàn)有技術的范圍內作為前提事項,而且需要在此基礎上研究僅在干燥狀態(tài)下金粉末的結合力變低的金糊的構成?;谠摲结?,本發(fā)明人進行了深入研究,結果發(fā)現(xiàn)了如下方法:用氯等元素/離子或規(guī)定的官能團包覆金粉末,將它們作為干燥階段中的金粉末結合的屏障,從而調節(jié)干燥體的強度。

9、但是,關于金糊中的氯等的存在,其本身是公知的事項。如專利文獻2及其現(xiàn)有技術所明確的那樣,在以往的金糊中,含有來源于通過濕式還原法制造的金粉末的氯。濕式還原法是在金鹽(金化合物)的溶液中添加還原劑而使金粒子析出的方法,作為成為其原料的金鹽,大多使用氯化物(氯金酸鹽等)。而且,來源于該原料的氯與伴隨金粉末一起被包含在金糊中。在以專利文獻2為代表的現(xiàn)有技術中,若金糊中的氯在燒成后也殘留在燒結體中,則生成具有腐蝕性的酸性溶液,在金粉末制造的階段進行徹底的清洗來實現(xiàn)氯的除去。

10、本發(fā)明人并不認為應該忽略現(xiàn)有技術所提出的上述氯的問題。但是,認為通過一邊調整為即使不完全除去氯在燒結工序后也不殘留的程度的量、一邊使燒結的條件適當,能夠應對氯殘留的問題。另外,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),作為為了確保干燥后的干燥體的加工性而包覆金粉末的元素,氯以外的元素以及包含其的官能團也具有同樣的作用,通過用它們取代氯的全部或一部分,也能夠解決本發(fā)明的問題。

11、解決上述問題的本發(fā)明是一種金糊,其是包含金粉末和有機溶劑的金糊,其特征在于,上述金粉末的純度為99.9質量%以上,平均粒徑為0.1μm以上且0.4μm以下,上述金粉末的至少一部分被包覆劑包覆,所述包覆劑具有cl、br、i、s中的任意一種元素或含有上述元素中的任意一種的離子、或者含有上述元素中的任意一種的官能團中的至少任意一種,以基于上述金糊1g中的上述包覆劑來源的上述元素的濃度計算出的上述元素的總截面積sc與上述金粉末的比表面積sau之比(sc/sau)確定的包覆率為33%以上且100%以下。以下,對本發(fā)明更詳細地進行說明,但作為必須的構成,本發(fā)明的金糊由金粉末和有機溶劑構成。在以下的說明中,對各構成進行說明。

12、(1)金粉末

13、本發(fā)明的金糊的金粉末是純度(金濃度)為99.9質量%以上、平均粒徑為0.1μm以上且0.4μm以下的金粉末。與現(xiàn)有技術同樣,本發(fā)明的金糊在作為電極、接合材料使用時,也大多在涂布后形成燒結體。而且,在將金粉末燒結體用作接合材料等時,需要進一步加壓壓縮而致密化。限定金糊的金粉末的純度和平均粒徑是為了明確在考慮了這些金粉末燒結體的形成/使用時適當?shù)臈l件。將金粉末的純度設為99.9質量%以上是因為,純度低的金的硬度變高,對燒結體進行加壓而致密化時的塑性變形變得難以進行。

14、將金粉末的平均粒徑設為0.1μm以上且0.4μm以下是因為,對于粒徑超過0.4μm的金粉末而言,燒結溫度變高,無法發(fā)揮低溫燒結性這樣的本技術金糊作為前提的特性。另外,將0.1μm設為下限是因為,為小于該粒徑的粒徑時,制成糊時容易聚集。

15、在本發(fā)明中,金粉末的平均粒徑采用體積表面積平均直徑(ma:以下有時稱為dau)。金糊中的金粉末的平均粒徑的測定通過采集金糊并使有機溶劑揮發(fā)而能夠測定。而且,在金粉末的平均粒徑的測定中,利用電子顯微鏡(sem、tem等)觀察和拍攝金粉末,任意地選擇多個(n個:優(yōu)選1000個以上)該照片/圖像中的金粉末來測定粒徑。此時,可以適當?shù)厥褂脠D像分析軟件等計算機軟件。粒徑可以采用基于由圖像中的粒子的長軸和短軸進行計算的雙軸法的粒徑、基于與圖像中的粒子外接的長方形的邊的長度的卡尺直徑(費雷特直徑)等。關于卡尺直徑,優(yōu)選求出最小卡尺直徑、最大卡尺直徑、平均卡尺直徑中的至少任意一個。而且,金粉末的體積表面積平均直徑dau基于測定的n個金粉末的粒徑d通過“dau=(σnd3)/(σnd2)”公式計算出。該金粉末的體積表面積平均直徑dau在后述的包覆劑的包覆率的計算中也被用于金粉末的比表面積的計算。

16、需要說明的是,在本發(fā)明的金糊中,金粉末的粒徑分布沒有特別限制,平均粒徑在上述范圍內即可。因此,即使含有粒徑小于0.1μm的金粉末、粒徑超過0.4μm的金粉末,只要平均粒徑在上述范圍內即可。特別是對于粒徑超過0.4μm的金粉末,允許以一定程度的比例含有。具體而言,可以含有以體積基準計40%以下的粒徑超過0.4μm的金粉末。粒徑超過0.4μm的比較粗大的金粒子具有減緩干燥時的金粉末的結合的作用,有時有助于提高干燥體的加工性。不過,粗大的金粒子有時妨礙燒結而對燒結體的電特性造成影響,因此應避免過量含有。另外,提高干燥體的加工性的作用可以利用包覆劑充分地確保,因此,粒徑超過0.4μm的金粒子的存在不是必須的,其比例可以為0%。

17、另外,如上所述,金粉末由高純度的金構成,但含有允許不可避免的雜質。不可避免的雜質元素可以列舉na、al、fe、cu、se、sn、ta、pt、bi、pd、ag、si。不可避免的雜質元素的合計量優(yōu)選為500ppm以下、進一步優(yōu)選為300ppm以下。需要說明的是,這些不可避免的雜質除了以吸附/附著于金粉末表面的狀態(tài)存在的情況以外,還可以以與金粉末固溶的狀態(tài)存在。

18、需要說明的是,關于金糊中的金粉末的純度的測定,也可以基于采集金糊并使有機溶劑揮發(fā)而得到的金粉末進行測定。金粉末的純度除了可以利用基于電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析(icp)的分析以外,也可以利用能量色散型x射線光譜分析(edx)、熒光x射線分析(xrf)等進行測定。

19、而且,本發(fā)明的金糊的金粉末的至少一部分被包覆劑包覆,所述包覆劑具有cl、br、i、s中的任意一種元素或含有上述元素中的任意一種的離子、或者含有上述元素中的任意一種的官能團中的至少任意一種。cl、br、i、s元素或含有這些元素的離子是指原子狀態(tài)的cl、br、i、s或者作為這些元素的離子的cl-、br-、i-、s2-、以及作為含有這些元素的離子的so3-、so42-等。另外,作為含有cl、br、i、s的官能團,可以列舉硫醇基、鹵素基團(氯基、溴基、碘基)。

20、包覆劑具有在干燥工序中抑制金粉末彼此牢固地結合、對干燥體賦予加工性的作用。選擇上述cl、br、i、s的原子或離子或者含有這些元素的官能團作為包覆劑是因為,在干燥工序中殘留于金粉末而對干燥體賦予加工性,另一方面,通過燒結工序的加熱而揮發(fā)和/或分解,不容易殘留在燒結體中。

21、關于上述中優(yōu)選的包覆劑,作為元素或離子,為cl、cl-,作為官能團,為硫醇基。cl可以通過在金粉末的制造工序(濕式還原工序)中在金鹽或還原劑中使用氯化物來形成包覆劑的一部分。另外,硫醇基的s與金具有適當?shù)慕Y合力,在室溫和干燥溫度下不容易脫附,能夠維持作為包覆劑的作用。另外,硫醇化合物能夠在金粉末表面形成單分子的包覆,包覆率的控制也容易。而且,cl和硫醇基在燒結溫度下發(fā)生脫離,殘留的可能性小。需要說明的是,包覆劑由上述cl等元素或離子以及硫醇基等官能團中的至少任意一種構成??梢詢H用cl等元素或離子包覆金粉末,也可以用cl等元素或離子與硫醇基等官能團一起包覆金粉末。

22、而且,在本發(fā)明中,需要使上述包覆劑對金粉末的包覆率為33%以上。包覆率以基于金糊1g中的包覆劑來源的元素的濃度計算出的總截面積sc與金粉末的比表面積sc之比(sc/sau)來確定。包覆劑來源的元素的濃度是指作為包覆劑中所含的元素的cl、br、i、s的濃度。

23、包覆劑來源的元素的總截面積sc具體而言如下計算。將金糊1g中的包覆劑的構成元素的濃度設為cc(ppm)時,金糊中包覆劑來源的元素的原子數(shù)nc為“nc=(cc×10-6)/mc×(6.02×1023)”。在此,mc是該元素的原子量。而且,如果將該元素的離子半徑設為rc,則該元素的總截面積sc通過“sc=nc×πrc2”求出。作為包覆劑來源的元素的離子半徑,以cl(cl-:1.81?)、br(br-:1.96?)、i(i-:2.20?)、s(s2-:1.84?)來計算。

24、另一方面,關于金粉末的比表面積sau(m2/g),可以由金粉末的平均粒徑(0.1μm以上且0.4μm以下)來計算。如果將金粉末的平均粒徑設為dau、將金的密度(19.32×106g/m3)設為ρau,則金粉末的比表面積sau(m2/g)可以通過“sau=6/(ρau×dau)”計算出。

25、而且,如上計算出的總截面積sc與金粉末的比表面積sau之比即sc/sau為包覆率。以上的包覆率的計算方法以假設金糊中的元素(cl、br、i、s)全部有助于金粉末的包覆以及各元素/官能團以單原子/單分子包覆的模擬為基礎。在本發(fā)明中,基于金糊中的cl、br、i、s的濃度和金粉末的平均粒徑,簡便地確定包覆率。

26、另外,在金糊中含有多種包覆劑來源的元素的情況下,通過上述手段計算出各元素的總截面積,將它們的合計作為包覆劑的總截面積sc,將與金粉末的比表面積sau之比(sc/sau)作為包覆率。例如,在cl和硫醇基為包覆劑的情況下,測定金糊1g中的cl濃度和s濃度,計算出各個元素的總截面積,將它們的合計作為包覆劑的總截面積sc。需要說明的是,關于金糊1g中的各元素的濃度,可以分析1g金糊,也可以分析1g以上的金糊并用分析值除以分析質量。

27、另外,作為金糊中的包覆劑所具有的元素(cl、br、i、s)的分析方法,優(yōu)選從金糊中除去有機溶劑并對金粉末進行高溫加熱而使cl等脫附后進行分析的加熱脫附法。加熱脫附法有燃燒-電量滴定、燃燒-離子色譜等,可以根據(jù)進行分析的元素適當選擇。

28、關于本發(fā)明的金糊,將上述包覆率設定為33%以上。在金粉末的包覆率低的情況下,干燥中金粉末間的結合變高,干燥體的加工性降低。另外,金糊中的包覆劑除了確保干燥體的加工性以外,還具有在金糊的狀態(tài)下作為金粉末的穩(wěn)定劑發(fā)揮作用而抑制聚集的作用。進而,包覆劑使將金糊涂布/干燥后的干燥體的狀態(tài)穩(wěn)定。即使從干燥體的形成到加工之間的時間為長時間,只要金粉末的包覆率適當就能夠維持干燥體的加工性。本發(fā)明人根據(jù)基于包覆劑的包覆率的研究結果,將本發(fā)明的金糊的包覆率設定為33%以上。而且,從提高干燥后的金糊的加工性的觀點出發(fā),可以將包覆率的上限設定為100%。

29、需要說明的是,在本發(fā)明的金糊中,可以通過上述計算方法以基于包覆劑來源的元素(cl、br、i、s)的包覆率超過100%的量含有。但是,包覆率超過100%的量的各元素有時不作為包覆劑發(fā)揮作用,而且過量存在時會影響金糊的燒結性并且在燒結工序中也難以除去。因此,包覆劑來源的元素優(yōu)選設定為金糊中的濃度為1000ppm以下。

30、另外,在本發(fā)明的金糊中,需要以使金粉末的包覆率達到33%以上的方式含有包覆劑。包覆率由金糊中的包覆劑的構成元素(cl、br、i、s)的濃度、以及種類(離子半徑)和金粉末的平均粒徑來計算,因此不需要一概而論地設定上述元素濃度的下限。但是,考慮到本發(fā)明中的金粉末的平均粒徑的范圍(0.1μm以上且0.4μm以下),金糊中的上述元素優(yōu)選含有150ppm以上。

31、(2)有機溶劑

32、使金粉末分散的溶劑為有機溶劑。有機溶劑通過加熱而容易地揮發(fā)/消失,因此能夠使接合部處于清潔的狀態(tài)。作為有機溶劑優(yōu)選的是沸點200~400℃(大氣壓下)的有機溶劑。有機溶劑的沸點低于200℃時,蒸發(fā)速度過快,金粒子有可能發(fā)生聚集,另外,有可能從糊涂布的階段開始揮發(fā),處理變得困難。另一方面,沸點超過400℃的有機溶劑即使在加熱后也有可能殘留于接合部。

33、作為本發(fā)明中可以利用的有機溶劑的具體例,優(yōu)選支鏈狀飽和脂肪族二元醇類、單萜烯醇類。更具體而言,作為支鏈狀飽和脂肪族二元醇,可以使用薄荷腦(menthanol)、丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,3-戊二醇、2,4-戊二醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、以及2,4-二乙基-1,5-戊二醇這樣的它們的衍生物等。另外,作為單萜烯醇,可以使用香茅醇、香葉醇、橙花醇、薄荷醇(menthol)、松油醇(α、β)、香芹醇、側柏醇、松蒎醇、β-苯乙醇、二甲基辛醇、羥基香茅醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、三甲基戊二醇單異丁酸酯、以及它們的衍生物等。另外,通過一元羧酸與多元醇的縮合反應得到的化合物也有效,例如有三乙二醇/二-2-乙基己酸酯、三乙二醇/二-2-乙基丁酸酯。需要說明的是,有機溶劑的沸點具有依賴于其碳原子數(shù)的傾向,因此,所應用的溶劑優(yōu)選分別為碳原子數(shù)5~20的溶劑。從該觀點出發(fā),可以為芳香族烴,例如,烷基苯在功能上也沒有問題。

34、有機溶劑可以應用一種有機溶劑,也可以應用沸點不同的兩種以上有機溶劑的混合物。這是因為,通過利用低沸點和高沸點的溶劑來構成有機溶劑,能夠在金粉末的含有率調整的處理中使低沸點側的有機溶劑揮發(fā)除去,能夠使調整變得容易。

35、(3)金糊的其他構成

36、另外,本發(fā)明的金糊包含金粉末和有機溶劑這兩個構成要素作為基本構成,但也可以適當含有添加劑。作為添加劑,有時含有選自丙烯酸類樹脂、纖維素類樹脂、醇酸樹脂中的一種以上。進一步添加這些樹脂等時,可以防止糊中的金粉末的聚集,能夠形成更均質的接合部。需要說明的是,分別地,作為丙烯酸類樹脂,可以列舉甲基丙烯酸甲酯聚合物;作為纖維素類樹脂,可以列舉乙基纖維素;作為醇酸樹脂,可以列舉鄰苯二甲酸酐樹脂。另外,這些中,特別優(yōu)選乙基纖維素。

37、(4)金糊中的金粉末的含量

38、金糊中的金粉末的含量以質量基準計(以糊整體的質量作為基準)優(yōu)選為80質量%以上且98質量%以下。小于80質量%時,升溫中產生空隙而難以得到適當?shù)慕Y合狀態(tài)的接合部。另外,超過98質量%時,有時發(fā)生金粉末的聚集。金粉末的含量更優(yōu)選為82~96質量%。

39、(5)金糊的制造方法

40、關于本發(fā)明的金糊的制造方法,可以通過將上述金粉末與有機溶劑混合來制造。關于金粉末的制造方法,沒有特別限定,優(yōu)選濕式還原法。作為應用濕式還原法制造上述平均粒徑的金粉末的方法,向分散有金的膠體粒子作為核粒子的溶液中供給還原劑和金鹽,使粒子生長而形成金粉末(造粒)。另外,關于用于上述造粒的各粒子的金膠體粒子的合成,也基本上基于濕式還原法,將作為原料的金鹽在溶劑中與還原劑混合,使金還原析出而制成金膠體粒子。通過基于濕式還原法的這兩個階段的工序,能夠制造目標平均粒徑的金粉末。

41、作為上述金膠體粒子的合成工序和金粉末的造粒工序中使用的金鹽,優(yōu)選金的氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽等。具體而言,可以列舉氯金酸鹽、亞硫酸金、氰化金等。另外,作為用于由金鹽(金離子)生成金膠體粒子、使金膠體粒子生長的還原劑,可以應用羥基氯化銨、硼氫化鈉、二甲胺硼、檸檬酸三鈉二水合物等。

42、而且,金膠體粒子的合成工序和金粉末的造粒工序均是在溶劑中進行各自的反應。該溶劑優(yōu)選能夠溶解上述金鹽和還原劑的水系溶劑。水系溶劑為水或者水與有機溶劑的混合溶劑,更優(yōu)選水。經過上述金膠體粒子的合成工序和金粉末的造粒工序,能夠得到金粉末。通過調整各工序的制造條件,能夠使制造的金粉末的平均粒徑在本發(fā)明的范圍內。

43、而且,關于本發(fā)明的金糊的金粉末,金粉末被含有規(guī)定的元素/離子、官能團的包覆劑包覆。關于這一點,在應用cl(cl-)等元素(離子)作為包覆劑的情況下,通過使用氯化物等含有與包覆劑相同元素的化合物作為在上述各工序中用作原料等的金鹽,金鹽來源的氯等元素吸附于金粉末而作為包覆劑發(fā)揮作用。但是,即使在金粉末的制造工序中使用氯化物等,也難以以本發(fā)明要求的包覆率(33%以上)使金糊含有包覆劑。

44、因此,在本發(fā)明的金糊的制造中,制造金粉末后,需要使作為包覆劑的元素(離子)/官能團吸附于金粉末的包覆處理。作為該包覆處理的具體方法,進行如下處理:從含有上述通過濕式還原制造的金粉末的溶劑中分離回收金粉末,使含有具有cl、br、i、s中的任意一種元素或含有上述元素中的任意一種的離子、或者含有上述元素中的任意一種的官能團的化合物的有機系溶液作為包覆處理液而與回收的金粉末接觸。在上述金粉末的制造工序(濕式還原法)中,通常,使用水系溶液,在回收的金粉末上吸附有水。用有機系溶液進行包覆處理是為了將吸附于金粉末的水與有機系溶液進行溶劑置換,使包覆劑有效地吸附。含有具有cl、br、i、s中的任意一種元素或含有上述元素中的任意一種的離子、或者含有上述元素中的任意一種的官能團的化合物的有機系溶液是指僅由在分子結構中具有這些元素或離子或者官能團的有機溶劑構成的溶液或使該有機溶劑溶解于適當?shù)挠袡C溶劑中而得到的溶液、或者使含有這些元素/離子/官能團的無機化合物溶解于適當?shù)挠袡C溶劑中而得到的溶液。作為使有機溶劑溶解于有機溶劑時的有機溶劑,使用醇、甲苯、己烷等。

45、作為包覆處理液的具體例,在cl(cl-)的包覆中,使用四氯乙烯(全氯乙烯)、三氯甲烷(氯仿)、次氯酸鈉水溶液等。在br(br-)的包覆中,使用芐基溴、四溴甲烷、四溴乙烯(tetrabromoethene)等。在i(i-)的包覆中,使用四碘乙烯(tetraiodoethene)、碘化鉀溶液等。在s(so42-)的包覆中,使用氯化鐵水溶液、二硫化碳硫化氫鈉的溶液等。另外,在作為含有s的官能團的硫醇基的包覆中,使用辛硫醇、己硫醇、戊硫醇、丁硫醇等有機系溶液。

46、包覆劑對金粉末的包覆率可以通過調整在包覆處理中使用的包覆處理溶液的濃度(上述有機溶劑或無機化合物的濃度)和處理時間來控制。需要說明的是,包覆處理可以在室溫下進行。另外,包覆處理可以進行多次,可以用兩種以上包覆劑包覆金粉末。例如,可以用硫醇基對已被cl包覆的金粉末進行包覆處理。硫醇基的s對金粉末(特別是金粉末)的結合性高,對于已被cl等其他包覆劑包覆的金粉末,可以取代該其他包覆劑而與金粉末結合。由此,能夠用cl和硫醇基這兩者包覆金粉末。

47、對于如上所述用包覆處理液進行了處理的金粉末,進行過濾、傾析等而回收金粉末,根據(jù)需要進行清洗后與有機溶劑混合,由此能夠制成金糊。

48、(6)利用本發(fā)明的金糊的電極/接合材料等的制造方法

49、本發(fā)明的金糊在電器/電子領域等中的接合、密封、電極/布線形成的各種用途中是有效的。供于這些用途時,將本發(fā)明的金糊涂布于基板、被接合材料等對象物。然后,將金糊干燥而制成干燥體,接合時對金糊進行加熱而形成作為接合部的金粉末燒結體。

50、作為金糊的涂布方法,沒有特別限制,可以使用例如旋涂法、絲網印刷法、噴墨法、滴加法、浸涂等,與涂布對象物的尺寸、形狀等對應地使用各種方法。另外,在布線圖案、密封圖案等圖案化的涂膜形成中,可以利用金屬掩模、抗蝕劑等對基材進行遮蔽后涂布金糊。

51、涂布金糊后的干燥是對金糊進行加熱而使有機溶劑揮發(fā)的工序。另外,干燥工序也是將金糊制成具有一定程度的強度的干燥體而成為適合于之后的剩余糊除去、燒結處理等中的操作的狀態(tài)的處理。作為干燥工序,利用有機溶劑的揮發(fā)性而將金糊置于減壓氣氛中的真空干燥是有用的。真空干燥時的氣氛壓力優(yōu)選設定為0.01kpa~70kpa,保持時間優(yōu)選設定為30~60分鐘。

52、如上所述,根據(jù)本發(fā)明的金糊,能夠確保上述干燥處理后的干燥體的加工性。作為金糊的干燥體的加工的例子,可以列舉用于除去在被遮蔽的基材上涂布金糊并干燥后的掩模上的剩余糊的刮除加工。在本發(fā)明中,在該加工時能夠高效地除去剩余糊。另外,也不會在基材上殘留干燥粉末或挖掉掩模圖案孔內的金粉末。

53、金糊干燥后,使金粉末燒結而制成金粉末燒結體。該工序中的加熱溫度優(yōu)選設定為150℃以上且350℃。在本發(fā)明中,金粉末被包覆劑包覆,為了有效地除去包覆劑,優(yōu)選在150℃以上進行燒結。另外是因為,如果將燒結溫度設為超過350℃的溫度,則金粒子彼此的結合過度進行,產生金粉末間的頸縮而牢固地結合,成為過硬的狀態(tài)。此外,超過350℃的加熱有可能產生基材、基板等的變形、熱影響。燒結工序中的加熱時間優(yōu)選設定為30分鐘以上且120分鐘以下。需要說明的是,燒結工序中的氣氛可以為大氣中,也可以為真空氣氛、非活性氣體氣氛。另外,該燒結工序在無加壓下進行。低于150℃時,金粒子彼此的點接觸/結合變弱。

54、需要說明的是,在上述燒結工序之前,可以在比燒結工序低的溫度下對金糊的干燥體進行預燒。通過預燒,干燥體的強度升高,供于燒結工序時的操作性提高。在進行預燒的情況下,優(yōu)選將干燥體加熱至80℃以上且130℃以下。

55、另外,本發(fā)明的金糊提高了干燥后的干燥體的加工性,但也可以用于不需要干燥工序的用途。作為不需要干燥工序的用途,有時在不需要將金糊制成圖案的情況下作為接合材料使用。在這樣的用途中,涂布金糊后,可以直接供于燒結工序。

56、發(fā)明效果

57、如以上說明的那樣,本發(fā)明的金糊通過使金粉末具備適當?shù)陌矂﹣韺υ谕坎己蟮母稍锕ば蛑行纬傻母稍矬w賦予適度的加工性。包覆劑僅在干燥階段使金粉末的結合力降低,但在燒結溫度下被除去。另外,包覆劑也具有作為金粉末的穩(wěn)定劑的作用,還能夠抑制制成干燥體后的金粉末的狀態(tài)變化。本發(fā)明的金糊在低溫下的燒結性與現(xiàn)有技術相同,能夠形成在電極、接合、密封的各種用途中有用的金粉末燒結體。

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