[发明专利]低温烧结性优异的金属浆料及该金属浆料的制造方法

说明书

本发明涉及一种金属浆料，其通过将由银粒子构成的固体成分与溶剂进行捏合而成，在该金属浆料中，固体成分由以粒子数为基准含有30％以上的粒径为100至200nm的银粒子的银粒子所构成，并且，银粒子总体的平均粒径为60至800nm，构成固体成分的银粒子为与作为保护剂的碳原子数总和为4至8的胺化合物结合后的银粒子，此外，该金属浆料包含数均分子量为40000至90000的高分子量乙基纤维素作为添加剂。通过含有高分子量乙基纤维素，可在提高印刷性的同时保持低电阻的烧结体。根据本发明的金属浆料的印刷性良好，并且即使在150℃以下的低温范围中，也可形成低电阻的烧结体。

技术领域

本发明涉及一种银粒子分散于溶剂中的金属浆料。详细而言，涉及这样一种金属浆料，其必须含有粒径为100至200nm的银粒子，印刷性良好且即使在150℃以下的较低温度下也可烧结。另外，本发明提供一种具备上述特性且可生成低电阻的银烧结体的金属浆料。

背景技术

将导电性的金属粒子作为固体成分捏合分散在溶剂中而成的金属浆料被用作为印刷电子设备中的电路形成材料、或用于将各种半导体元件接合到基板的导电性接合材料。将该金属浆料涂布到基板或被接合部件后进行加热烧成以使金属粒子烧结，由此形成电路/电极或接合部/粘接部。

而且，作为对于上述用途特别有用的金属浆料，使用银粒子作为金属粒子的金属浆料受到瞩目。银为比电阻较低的金属，其适当形成的烧结体可作为导电膜有效地发挥作用。另外，银也具有导热性优异的优点，应用银的金属浆料也被认为可有效地作为以下接合材料、导热材料，该接合材料、导热材料用于制造功率设备等的大电流化因而工作温度为高温的半导体器件。

作为应用银粒子的金属浆料，例如，在专利文献1中记载了一种接合材料，其由平均一次粒径为1至200nm的银纳米粒子与沸点为230℃以上的分散介质所构成，并且进一步含有0.5至3.0μm的亚微米银粒子。关于专利文献1中记载的由金属浆料所形成的接合材料，用以烧结银粒子的接合温度(烧结温度)为200℃以上。若与钎焊材料的接合温度相比，该接合温度可说是低温，但是难以说是足够的低温。接合温度的高低为可影响被接合材料即半导体元件的因素，故期望一种可在尽可能低的温度下烧结的材料。

在此，已知可通过控制金属粒子的尺寸(粒径)来调整金属粒子的烧结温度。这被称为所谓的纳米尺寸效应，其为这样一种现象，即如果金属粒子成为数十纳米以下的纳米级的微粒，则其熔点相比于块体材料显著下降。专利文献1所记载的金属浆料因为含有亚微米尺寸的较大粒径的银粒子因而被认为难以在低温下进行烧结，但据认为如果利用该纳米尺寸效应，则可得到能够在更低温下进行烧结的金属浆料。

作为纳米级的银粒子，报告有通过专利文献2等的银配合物的热分解法制造的纳米级银粒子。热分解法为将草酸银(Ag₂C₂O₄)等热分解性的银化合物作为原料，使其与适当的有机物反应而形成作为前驱体的配合物，再将其加热而得到银粒子的方法。根据热分解法，可制造粒径相对均一且平均粒径为数nm至数十nm的微小的纳米级的银粒子。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：国际公开第2011/155615号小册子

专利文献2：日本特开2010-265543号公报

发明内容

[发明要解决的课题]

在上述金属浆料中，当采用各种印刷技术以形成精细的电路图案或电极等时，需要可以将金属浆料按照所设计的图案转印到基板的良好印刷性。例如，在丝网印刷中，需要在金属浆料不会附着于刮板、

或转印形状不发生变形或缺陷等的情况下，能够按照设计进行转印的较高的印刷性。然而，当将上述纳米级的银粒子丝网印刷到基板时，有时会无法得到良好的转印形状。