WO2020054581A1 - 電子部品及び電子部品の製造方法 - Google Patents

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振一郎 須方
正也 鳥羽
偉夫 中子
祐貴 川名
航介 浦島
元気 米倉
納堂 高明
祥晃 栗原
増田 宏
圭太 曽根
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    • H05K3/3431Leadless components
    • H05K3/3442Leadless components having edge contacts, e.g. leadless chip capacitors, chip carriers

Definitions

  • the present invention relates to an electronic component and a method for manufacturing an electronic component.
  • LDS laser direct structuring
  • the method of forming copper wiring by LDS has a problem in terms of productivity because a polymer containing a catalyst is expensive and laser irradiation and electroless copper plating are required.
  • a method in which metal wiring is easily formed by applying a metal paste on a polymer molded body and firing it sufficient adhesiveness between the polymer molded body and the metal wiring cannot be obtained, and the bonding of electronic components is not performed. Strength tends to decrease.
  • an object of one aspect of the present invention to provide an electronic component having a high adhesive strength and a method of manufacturing an electronic component by easily forming a metal wiring and mounting an electronic element.
  • One aspect of the present invention provides a first step in which a metal paste containing metal particles is applied in a predetermined pattern on a polymer molded body to form a metal paste layer, and the metal particles are sintered by sintering the metal particles.
  • a second step of forming a wiring a third step of applying a solder paste containing solder particles and a resin component on the metal wiring to form a solder paste layer, and disposing an electronic element on the solder paste layer
  • a method for manufacturing an electronic component comprising:
  • the metal paste is applied in a predetermined pattern (a pattern corresponding to the metal wiring), a polymer containing a catalyst is unnecessary, and the steps of laser irradiation and electroless copper plating can be omitted.
  • a solder paste is applied to the metal wiring formed by firing the metal paste, and after the electronic element is arranged, the solder paste is heat-treated, so that the metal wiring and the electronic element are soldered.
  • the metal wiring may have a void.
  • at least a part of the void of the metal wiring may be filled with a resin component.
  • the solder particles may be a component containing tin.
  • the solder particles may be an alloy composed of an In-Sn alloy, an In-Sn-Ag alloy, a Sn-Bi alloy, a Sn-Bi-Ag alloy, a Sn-Ag-Cu alloy, or a Sn-Cu alloy.
  • the metal particles may be composed of at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, palladium, gold, platinum, silver and tin.
  • the metal particles may include first metal particles having a particle size of 2.0 ⁇ m or more and second metal particles having a particle size of 0.8 ⁇ m or less.
  • the polymer molded body may be composed of a liquid crystal polymer or polyphenylene sulfide.
  • the electronic element has an electrode containing at least one selected from the group consisting of copper, nickel, palladium, gold, platinum, silver, and tin on the outermost surface, and in the fourth step, the electrode comes into contact with the solder paste layer.
  • An electronic element may be arranged at the bottom.
  • Another aspect of the present invention is directed to a polymer molded body, a metal wiring provided on the polymer molded body and formed of a sintered body of metal particles, an electronic element arranged on the metal wiring, a metal wiring and an electronic element.
  • An electronic component comprising: a solder layer that joins a solder layer; and a resin layer made of a cured product of a resin component that covers at least a part of the solder layer.
  • formation of a metal wiring and mounting of an electronic element can be easily performed, and good adhesion between the metal wiring and the polymer molded body can be obtained.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an electronic component according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a joint between a metal wiring and a polymer molded body in an electronic component.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an electronic component according to one embodiment.
  • 5 is an SEM image showing an example of a cross section of a metal wiring made of a sintered body of metal particles. It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the electronic component in an Example.
  • FIG. 2 is a cross-sectional observation view of an electronic component manufactured in an example.
  • FIG. 2 is a cross-sectional observation view of an electronic component manufactured in an example.
  • FIG. 2 is a cross-sectional observation view of an electronic component manufactured in an example. It is a schematic diagram for explaining the measuring method of the shear strength in an example. It is a schematic diagram for explaining the measuring method of the shear strength in an example.
  • FIG. 7 is a cross-sectional image diagram of an electronic component manufactured in a comparative example.
  • FIG. 7 is a cross-sectional image diagram of an electronic component manufactured in a comparative example.
  • the method for manufacturing an electronic component includes a first step of applying a metal paste containing metal particles in a predetermined pattern on a polymer molded body to form a metal paste layer, and sintering the metal particles. Accordingly, a second step of forming a metal wiring, a third step of applying a solder paste containing solder particles and a resin component on the metal wiring to form a solder paste layer, and A fourth step of arranging the electronic element, and forming a resin layer covering at least a part of the solder layer by heating the solder paste layer to form a solder layer for joining the metal wiring and the electronic element. 5 steps.
  • the metal particles preferably contain at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, palladium, gold, platinum, silver and tin. Since sintering easily occurs at low temperatures, the metal particles preferably contain copper or silver, and more preferably contain copper from the viewpoint of suppressing migration when miniaturized. In consideration of firing at a low temperature and material costs, it is more preferable to use silver-coated copper particles as the metal particles.
  • One kind of the metal particles may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. Further, the metal particles may include two or more types of metal particles having different particle diameters, for example, a first metal particle having a particle diameter of 2.0 ⁇ m or more and a second metal particle having a particle diameter of 0.8 ⁇ m or less. Metal particles.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating a method for manufacturing an electronic component according to one embodiment. The case where copper particles are used as metal particles for forming metal wiring will be described.
  • a copper paste containing copper particles is applied on a polymer molded body in a predetermined pattern to form a metal (copper) paste layer (first step).
  • first step first, as shown in FIG. 1A, a polymer molded body 1 is prepared (preparation step).
  • the polymer molded body 1 is made of, for example, polyamide (PA), polybutylene terephthalate (PBT), polycarbonate (PC), polyetherimide (PI), polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), liquid crystal polymer (LCP) ) Is a molded article formed by a known method using a polymer such as The shape and size of the polymer molded article are arbitrary.
  • the polymer molded body 1 is preferably made of a liquid crystal polymer (LCP) or polyphenylene sulfide (PPS).
  • a copper paste is applied on the polymer molded body 1 in a predetermined pattern (to a portion where a copper wiring is to be formed), and The layer 2 is formed (forming step).
  • Copper paste is, for example, screen printing, transfer printing, offset printing, jet printing, dispenser, jet dispenser, needle dispenser, comma coater, slit coater, die coater, gravure coater, slit coat, letterpress printing, intaglio printing, gravure printing, stencil It is applied by printing, soft lithography, bar coating, applicator, particle deposition method, spray coater, spin coater, dip coater, electrodeposition coating and the like.
  • the thickness of the copper paste layer may be 1 ⁇ m or more, 2 ⁇ m or more, 3 ⁇ m or more, 5 ⁇ m or more, 10 ⁇ m or more, 15 ⁇ m or more, or 20 ⁇ m or more, 3000 ⁇ m or less, 1000 ⁇ m or less, 500 ⁇ m or less, 300 ⁇ m or less, 250 ⁇ m or less, 200 ⁇ m or less. , 150 ⁇ m or less, or 100 ⁇ m or less.
  • the copper paste layer 2 provided on the polymer molded body 1 may be appropriately dried from the viewpoint of suppressing the flow of the copper particles during sintering and the generation of voids.
  • the gas atmosphere during drying may be the air, an oxygen-free atmosphere such as nitrogen or a rare gas, or a reducing atmosphere such as hydrogen or formic acid.
  • the drying method may be drying at room temperature, drying by heating, or drying under reduced pressure.
  • a hot plate for example, a hot plate, a hot air dryer, a hot air heating furnace, a nitrogen dryer, an infrared dryer, an infrared heating furnace, a far infrared heating furnace, a microwave heating device, a laser heating device, an electromagnetic A heating device, a heater heating device, a steam heating furnace, a hot plate pressing device, or the like can be used.
  • the drying temperature and time may be appropriately adjusted according to the type and amount of the dispersion medium used.
  • the drying temperature may be, for example, 50 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.
  • the drying time may be, for example, 1 minute or more, and may be 120 minutes or less.
  • the copper paste contains, as copper particles, for example, first copper particles having a particle diameter (maximum diameter) of 2.0 ⁇ m or more.
  • the particle diameter (maximum diameter) of the first copper particles is 2.0 ⁇ m or more, and may be, for example, 3.0 ⁇ m or more.
  • the particle size of the first copper particles may be 20 ⁇ m or less, and may be 10 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter (average maximum diameter) of the first copper particles may be not less than 1.0 ⁇ m or not less than 3 ⁇ m, and not more than 20 ⁇ m or not more than 10 ⁇ m from the viewpoint of further suppressing disconnection due to thermal stress of the obtained wiring. May be.
  • the particle size and average particle size of the first copper particles can be determined, for example, from an SEM image of the particles.
  • a method of calculating the particle size (maximum diameter) of the first copper particles from the SEM image will be described.
  • the powder of the first copper particles is placed on a carbon tape for SEM with a spatula to form a sample for SEM. This SEM sample is observed at 5000 times with a SEM device.
  • a rectangle circumscribing the first copper particle in the SEM image is drawn by image processing software, and the long side of the rectangle is defined as the particle size (maximum diameter) of the particle. Using a plurality of SEM images, this measurement is performed on 50 or more first copper particles, and the average value of the particle sizes (average maximum diameter) is calculated.
  • the volume average particle diameter of the first copper particles may be 2.0 ⁇ m or more or 3.0 ⁇ m or more, and may be 50 ⁇ m or less, 20 ⁇ m or less, or 10 ⁇ m or less.
  • a volume average particle diameter means 50% volume average particle diameter.
  • the first copper particles are preferably in the form of flakes.
  • the first copper particles are oriented substantially parallel to the copper paste application surface, volume shrinkage when the copper particles in the copper paste are sintered is suppressed, and the heat stress of the obtained wiring is reduced. Disconnection due to the above is further suppressed. Although the reason is not clear, the adhesiveness between the copper wiring and the polymer molded body is further improved.
  • the aspect ratio of the first copper particles may be 4 or more, and may be 6 or more.
  • the aspect ratio is within the above range, the first copper particles in the copper paste are easily oriented in parallel to the surface to which the copper paste is applied, and the volume of the copper particles in the copper paste when it is sintered Shrinkage can be suppressed. Therefore, disconnection due to thermal stress of the obtained wiring can be further suppressed.
  • the aspect ratio (major axis / thickness) of the copper particles in the copper paste can be determined, for example, by observing an SEM image of the particles and measuring the major axis and the thickness.
  • the copper paste preferably contains first copper particles having a particle size of 2.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less and an aspect ratio of 4 or more.
  • first copper particles having a particle size of 2.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less and an aspect ratio of 4 or more.
  • the copper paste may have copper particles having a particle size of 2.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less and an aspect ratio of less than 2, but have a particle size of 2.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less and an aspect ratio of less than 2.
  • the content of the copper particles is preferably not more than 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the first copper particles having a particle size of 2.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less and an aspect ratio of 4 or more, It is more preferable that the amount be 30 parts by mass or less.
  • the content of copper particles having an average particle size of 2.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less and an aspect ratio of less than 2 is as follows: Yes, it may be 20 parts by mass or less, 10 parts by mass or less, or 0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the first copper particles having an aspect ratio of 4 or more.
  • the content of the first copper particles in the copper paste may be 1% by mass or more, 10% by mass or more, or 20% by mass or more, based on the total mass of the metal particles contained in the copper paste, and may be 90% by mass. % Or less, 70% by weight or less, or 50% by weight or less.
  • the content of the first copper particles is within the above range, it becomes easy to form a wiring having excellent conduction reliability.
  • the first copper particles may be treated with a surface treatment agent from the viewpoint of dispersion stability and oxidation resistance.
  • the surface treatment agent may be removed at the time of forming the wiring (when sintering the copper particles).
  • the surface treating agent include aliphatic carboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid, arachidic acid and oleic acid; aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid, pyromellitic acid and o-phenoxybenzoic acid; cetyl alcohol and stearyl alcohol Aliphatic alcohols such as p-phenylphenol; alkylamines such as octylamine, dodecylamine and stearylamine; aliphatic nitriles such as stearonitrile and decanenitrile Silane coupling agents such as alkylalkoxysilanes; and polymer treatment agents such as polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and silicone oligomers.
  • the treatment amount of the surface treatment agent may be an amount of one or more molecular layers on the particle surface.
  • the treatment amount of such a surface treatment agent varies depending on the specific surface area of the first copper particles, the molecular weight of the surface treatment agent, and the minimum coverage area of the surface treatment agent.
  • the treatment amount of the surface treatment agent is usually 0.001% by mass or more.
  • the treatment amount of the surface treatment agent is determined by the number of molecular layers (n) attached to the surface of the first copper particles, the specific surface area (A p ) (unit m 2 / g) of the first copper particles, the surface treatment agent of molecules (M s) (unit g / mol), the minimum coverage area of the surface treatment agent (S S) (unit m 2 / piece), from Avogadro's number (N a) (6.02 ⁇ 10 23 pieces) Can be calculated.
  • the specific surface area of the first copper particles can be calculated by measuring the dried copper particles by a BET specific surface area measurement method.
  • Minimum coverage of the surface treatment agent if the surface treatment agent is a straight-chain saturated fatty acids, is 2.05 ⁇ 10 -19 m 2/1 molecule.
  • calculation from a molecular model or “Chemistry and Education” Katsuhiro Kameda, Sumio Inafuku, Iwao Mori, 40 (2), 1992, p114-117) It can be measured by the method described. An example of a method for quantifying a surface treatment agent will be described.
  • the surface treating agent can be identified by a thermal desorption gas / gas chromatograph mass spectrometer of the dried powder obtained by removing the dispersion medium from the copper paste, whereby the carbon number and the molecular weight of the surface treating agent can be determined.
  • the carbon content of the surface treatment agent can be analyzed by carbon content analysis. Examples of the carbon content analysis method include a high-frequency induction heating furnace combustion / infrared absorption method. From the carbon number, molecular weight and carbon content of the identified surface treatment agent, the amount of the surface treatment agent can be calculated from the above equation.
  • first copper particles can be used.
  • first copper particles include, for example, MA-C025 (manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., average particle size: 4.1 ⁇ m), 3L3 (Fukuda Metal Foil Powder Co., Ltd., average particle size: 7.3 ⁇ m) ), 1110F (manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., average particle size: 5.8 ⁇ m), and 2L3 (Fukuda Metal Foil Powder Co., Ltd., average particle size: 9 ⁇ m).
  • the first copper particles having a particle size of 2.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less and an aspect ratio of 4 or more are included, and the particle size is 2.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and the aspect ratio is
  • the content of the copper particles that is less than 2 is 50 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass, based on 100 parts by mass of the first copper particles having a particle size of 2.0 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less and an aspect ratio of 4 or more. Copper particles that are not more than parts by mass can be used. A commercial product composed of such copper particles may be selected and used.
  • the copper paste may include first copper particles and second copper particles having a particle diameter (maximum diameter) of 0.8 ⁇ m or less.
  • the second copper particles are interposed between the first copper particles, so that the conductivity of the obtained wiring tends to be improved.
  • the first copper particles are used as the copper particles, it is preferable to use the first copper particles and the second copper particles together. That is, when a copper paste is prepared from only the second copper particles, since the volume shrinkage and sintering shrinkage accompanying the drying of the dispersion medium are large, when the copper particles are sintered, the sintered body (wiring) starts from the adhered surface.
  • the second copper particles act as copper particles for suitably bonding between the first copper particles. Further, the second copper particles are more excellent in sinterability than the first copper particles, and have a function of promoting sintering of the copper particles. For example, it becomes possible to sinter the copper particles at a lower temperature than when the first copper particles are used alone.
  • the particle size of the second copper particles may be 0.5 ⁇ m or less, 0.4 ⁇ m or less, or 0.3 ⁇ m or less.
  • the particle size of the second copper particles may be 0.01 ⁇ m or more, 0.05 ⁇ m or more, 0.1 ⁇ m or more, or 0.2 ⁇ m or more.
  • the average particle size of the second copper particles may be 0.01 ⁇ m or more, 0.05 ⁇ m or more, 0.1 ⁇ m or more, or 0.2 ⁇ m or more, 0.8 ⁇ m or less, 0.5 ⁇ m or less, 0.4 ⁇ m or less or It may be 0.3 ⁇ m or less.
  • the volume average particle diameter of the second copper particles may be 0.01 ⁇ m or more and 0.8 ⁇ m or less.
  • the volume average particle diameter of the second copper particles is 0.01 ⁇ m or more, effects such as suppression of the synthesis cost of the second copper particles, good dispersibility, and suppression of the amount of the surface treatment agent are easily obtained.
  • the volume average particle diameter of the second copper particles is 0.8 ⁇ m or less, the effect that the sinterability of the second copper particles is excellent is easily obtained.
  • the volume average particle diameter of the second copper particles may be 0.05 ⁇ m or more, 0.1 ⁇ m or more, or 0.2 ⁇ m or more, and 0.5 ⁇ m or less, 0.4 ⁇ m or less or It may be 0.3 ⁇ m or less.
  • the second copper particles may contain 10% by mass or more of copper particles having a particle size of 0.01 ⁇ m or more and 0.8 ⁇ m or less.
  • the second copper particles may include copper particles having a particle size of 0.01 ⁇ m or more and 0.8 ⁇ m or less, 20% by mass or more, and 30% by mass or more, It may contain 100% by mass.
  • the content ratio of the copper particles having a particle diameter of 0.01 ⁇ m or more and 0.8 ⁇ m or less in the second copper particles is 20% by mass or more, the dispersibility of the copper particles is further improved, the viscosity is increased, and the paste concentration is decreased. Can be further suppressed.
  • the content of the second copper particles in the copper paste is 20% by mass or more, 30% by mass or more, 35% by mass or more, or 40% by mass or more based on the total mass of the metal particles contained in the copper paste. May be 90% by mass or less, 85% by mass or less, or 80% by mass or less. When the content of the second copper particles is within the above range, disconnection due to thermal stress of the obtained wiring is less likely to occur.
  • the content of the second copper particles in the copper paste may be 20% by mass or more, and 90% by mass or less, based on the total of the mass of the first copper particles and the mass of the second copper particles. Good.
  • the content of the second copper particles is 20% by mass or more, the space between the first copper particles can be sufficiently filled, and the resulting wiring is less likely to be disconnected due to thermal stress.
  • the content of the second copper particles is 90% by mass or less, the volume shrinkage when the copper particles are sintered can be sufficiently suppressed, so that the resulting wiring is less likely to be disconnected due to thermal stress.
  • the content of the second copper particles is at least 30% by mass and at least 35% by mass based on the total mass of the first copper particles and the mass of the second copper particles. Or 40% by mass or more, or 85% by mass or less or 80% by mass or less.
  • the shape of the second copper particles may be, for example, spherical, massive, needle-like, flake-like, substantially spherical, or the like.
  • the second copper particles may be aggregates of copper particles having these shapes. From the viewpoints of dispersibility and filling properties, the shape of the second copper particles may be spherical, substantially spherical, or flake-like, and from the viewpoint of combustibility, and mixing properties with the first copper particles, spherical or spherical. It may be substantially spherical.
  • the aspect ratio of the second copper particles may be 5 or less, or may be 3 or less from the viewpoint of dispersibility, filling properties, and mixing properties with the first copper particles.
  • the second copper particles may be treated with a specific surface treatment agent.
  • Specific surface treatment agents include, for example, organic acids having 8 to 16 carbon atoms. Examples of the organic acid having 8 to 16 carbon atoms include caprylic acid, methylheptanoic acid, ethylhexanoic acid, propylpentanoic acid, pelargonic acid, methyloctanoic acid, ethylheptanoic acid, propylhexanoic acid, capric acid, methylnonanoic acid, ethyl Octanoic acid, propylheptanoic acid, butylhexanoic acid, undecanoic acid, methyldecanoic acid, ethylnonanoic acid, propyloctanoic acid, butylheptanoic acid, lauric acid, methylundecanoic acid, ethyldecanoic acid, propylnonanoic acid, butylocta
  • One type of organic acid may be used alone, or two or more types may be used in combination. By combining such an organic acid with the second copper particles, there is a tendency that both dispersibility of the second copper particles and desorption of the organic acid during sintering can be compatible.
  • the treatment amount of the surface treatment agent may be such that the monolayer to trilayer adhere to the surface of the second copper particles.
  • the treatment amount of the surface treatment agent may be 0.07% by mass or more, 0.10% by mass or more, or 0.2% by mass or more, 2.1% by mass or less, 1.6% by mass or less, or 1% by mass. 0.1 mass% or less.
  • the surface treatment amount of the second copper particles can be calculated by the method described above for the first copper particles. The same applies to the specific surface area, the molecular weight of the surface treatment agent, and the minimum coating area of the surface treatment agent.
  • second copper particles commercially available particles can be used.
  • Commercially available second copper particles include, for example, CH-0200 (manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., volume average particle size 0.36 ⁇ m) and HT-14 (manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., volume average particle size 0) .41 ⁇ m), CT-500 (manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., volume average particle size 0.72 ⁇ m), and Tn-Cu100 (manufactured by Taiyo Nissin Co., Ltd., volume average particle size 0.12 ⁇ m).
  • the total of the content of the first copper particles and the content of the second copper particles in the copper paste may be 80% by mass or more based on the total mass of the metal particles contained in the copper paste. If the total of the content of the first copper particles and the content of the second copper particles is within the above range, disconnection of the obtained wiring due to thermal stress is less likely to occur. From the viewpoint of exhibiting the above effect even more, the total content of the first copper particles and the content of the second copper particles may be 90% by mass or more based on the total mass of the metal particles, It may be 95% by mass or more, or 100% by mass.
  • the copper paste may further include other metal particles other than the copper particles.
  • Other metal particles include, for example, particles of nickel, silver, gold, palladium, platinum and the like.
  • the volume average particle size of the other metal particles may be 0.01 ⁇ m or more or 0.05 ⁇ m or more, and may be 10 ⁇ m or less, 5.0 ⁇ m or less, or 3.0 ⁇ m or less.
  • the content may be less than 20% by mass, based on the total mass of the metal particles contained in the copper paste, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding properties. It may be as follows.
  • Other metal particles may not be included.
  • the shape of other metal particles is not particularly limited.
  • metal particles other than copper particles By including metal particles other than copper particles, it is possible to obtain wiring in which a plurality of types of metals are dissolved or dispersed, so that mechanical properties such as wiring yield stress and fatigue strength are improved and conduction reliability is improved. Easy to improve. Further, by adding a plurality of types of metal particles, the bonding strength of the formed wiring to a specific adherend (for example, LCP) is easily improved, and the conduction reliability is easily improved.
  • a specific adherend for example, LCP
  • the dispersion medium contained in the copper paste is not particularly limited, and may be, for example, a volatile medium.
  • the volatile dispersion medium include monohydric and polyhydric alcohols such as pentanol, hexanol, heptanol, octanol, decanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, ⁇ -terpineol, and isobornylcyclohexanol.
  • Ethylene glycol butyl ether ethylene glycol phenyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol butyl ether, diethylene glycol isobutyl ether, diethylene glycol hexyl ether, triethylene glycol methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether Diethylene glycol butyl methyl ether, diethylene glycol isopropyl methyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether, propylene glycol propyl ether, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol propyl ether, dipropylene glycol Ethers such as butyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol methyl ether, and tripropy
  • Examples of mercaptans having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms include ethyl mercaptan, n-propyl mercaptan, i-propyl mercaptan, n-butyl mercaptan, i-butyl mercaptan, t-butyl mercaptan, pentyl mercaptan, hexyl mercaptan And dodecyl mercaptan.
  • Examples of mercaptans having a cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms include cyclopentyl mercaptan, cyclohexyl mercaptan, and cycloheptyl mercaptan.
  • the content of the dispersion medium may be 5 parts by mass or more, and may be 50 parts by mass or less, with the total mass of the metal particles contained in the copper paste being 100 parts by mass.
  • the content of the dispersion medium is within the above range, the viscosity of the copper paste can be adjusted to a more appropriate one, and sintering of the copper particles is hardly hindered.
  • a wetting improver such as a nonionic surfactant or a fluorine surfactant; an antifoaming agent such as silicone oil; an ion trapping agent such as an inorganic ion exchanger is appropriately added. Is also good.
  • the copper paste described above can be prepared by mixing copper particles and optional components (additives, other metal particles, etc.) in a dispersion medium. After mixing the components, a stirring process may be performed. The maximum diameter of the dispersion may be adjusted by a classification operation.
  • the copper paste is prepared by previously mixing the second copper particles, the surface treating agent, and the dispersion medium, performing a dispersion treatment to prepare a dispersion of the second copper particles, and further mixing the first copper particles and other metal particles. And an optional additive.
  • the dispersibility of the second copper particles is improved, the mixing property with the first copper particles is improved, and the performance of the copper paste is further improved.
  • Aggregates may be removed by subjecting the dispersion of the second copper particles to a classification operation.
  • the copper wiring 3 is formed by sintering the copper particles.
  • the heating treatment includes, for example, a hot plate, a hot air dryer, a hot air heating furnace, a nitrogen dryer, an infrared dryer, an infrared heating furnace, a far infrared heating furnace, a microwave heating device, a laser heating device, an electromagnetic heating device, Heating means such as a heater heating device and a steam heating furnace can be used.
  • the atmosphere during sintering may be an oxygen-free atmosphere from the viewpoint of suppressing oxidation of the sintered body, and may be a reducing atmosphere from the viewpoint of removing surface oxides of copper particles in the copper paste layer 2.
  • the oxygen-free atmosphere includes, for example, introduction of an oxygen-free gas such as nitrogen or a rare gas, or under vacuum.
  • the reducing atmosphere include pure hydrogen gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen represented by a forming gas, nitrogen in formic acid gas, mixed gas of hydrogen and rare gas, and rare gas containing formic acid gas. No.
  • the highest temperature reached during the heat treatment may be 150 ° C. or higher, and may be 350 ° C. or lower, 300 ° C. or lower, or 260 ° C. or lower, from the viewpoint of reducing thermal damage to each member and improving the yield. . If the maximum temperature reached is 150 ° C. or higher, the sintering tends to proceed sufficiently when the maximum temperature holding time is 60 minutes or less.
  • the attained maximum temperature holding time may be 1 minute or more, and may be 60 minutes or less, 40 minutes or less, or 30 minutes or less from the viewpoint of volatilizing all of the dispersion medium and improving the yield.
  • the copper content (volume ratio) in the copper wiring 3 is preferably 65% by volume or more, more preferably 70% by volume or more, even more preferably 80% by volume or more based on the total volume of the copper wiring. By setting the copper content in the copper wiring 3 to 65% by volume or more, good conduction reliability can be obtained.
  • the content (volume ratio) of copper in the copper wiring 3 is preferably 95% by volume or less based on the total volume of the copper wiring. In this case, the copper wiring 3 has a gap. Since the copper wiring 3 has an appropriate gap, when a solder paste containing a resin component is applied to the surface of the copper wiring 3 opposite to the surface in contact with the polymer molded body 1, the resin component is filled in the space inside the copper wiring 3.
  • the resin also reaches and cures in the voids 3a between the copper wiring 3 and the copper molded body 3 in contact with the polymer molded body, thereby further improving the adhesive strength between the polymer molded body 1 and the copper wiring 3.
  • the copper wiring 3 may have a copper element ratio of 95% by mass or more, 97% by mass or more, or 98% by mass or more in the elements other than the light elements among the constituent elements. And may be 100% by mass.
  • the above ratio of the copper element in the copper wiring 3 is within the above range, formation of an intermetallic compound or precipitation of a different element at the metal copper crystal grain boundary can be suppressed, and the properties of the metal copper constituting the copper wiring 3 are reduced. It is easy to be strong and more excellent connection reliability is easily obtained.
  • the ratio of the copper element in the elements other than the light elements in the copper wiring 3 is 100% by mass, the volume ratio of the copper can be regarded as the density (%).
  • the copper wiring 3 may include a structure derived from first copper particles oriented substantially parallel to a bonding interface with the polymer molded body 1 (for example, a bonding surface between the polymer molded body 1 and the copper wiring 3). preferable. In this case, by orienting the first particles substantially parallel to the polymer molded body 1, cracks in the copper wiring 3 formed by sintering can be suppressed. Further, although the reason is not clear, the adhesiveness between the copper wiring 3 formed by sintering and the polymer molded body 1 can be improved.
  • solder paste containing the solder particles 4 and the resin component 5 is applied on the copper wiring 3 in a predetermined pattern to form a solder paste layer 6.
  • Part of the resin component 5 penetrates into the voids 3 a of the copper wiring 3 to form a resin filled portion 7 that fills at least a part of the copper wiring 3.
  • the particle size of the solder particles 4 may be, for example, 0.4 to 30 ⁇ m, 0.5 to 20 ⁇ m, or 0.6 to 15 ⁇ m.
  • the particle size of the solder particles 4 is 0.4 ⁇ m or more, it is hard to be affected by the oxidation of the solder surface, and the conduction reliability is easily improved.
  • the particle size of the solder particles 4 is 30 ⁇ m or less, it is easy to improve insulation reliability.
  • the particle size of the solder particles 4 can be measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). That is, the average particle size of the solder particles can be obtained by measuring the particle size of 300 arbitrary solder particles by observation using an SEM and taking the average value thereof.
  • SEM scanning electron microscope
  • the solder particles 4 contain tin.
  • the solder particles 4 include at least one selected from the group consisting of an In—Sn alloy, an In—Sn—Ag alloy, a Sn—Bi alloy, a Sn—Bi—Ag alloy, a Sn—Ag—Cu alloy, and a Sn—Cu alloy.
  • a tin alloy may be used.
  • tin alloy for example, In—Sn (In 52% by mass, Bi 48% by mass, melting point 118 ° C.), In—Sn—Ag (In 20% by mass, Sn 77.2% by mass, Ag 2.8% by mass, melting point 175 ° C.) , Sn-Bi (Sn 43% by mass, Bi 57% by mass, melting point 138 ° C), Sn-Bi-Ag (Sn 42% by mass, Bi 57% by mass, Ag 1% by mass, melting point 139 ° C) Sn-Ag-Cu (Sn96.5% by mass) %, Ag 3 mass%, Cu 0.5 mass%, melting point 217 ° C.) and Sn—Cu (Sn 99.3 mass%, Cu 0.7 mass%, melting point 227 ° C.).
  • a tin alloy can be selected according to the joining temperature. For example, when a tin alloy having a low melting point, such as an In—Sn alloy or a Sn—Bi alloy, is used, bonding can be performed at 150 ° C. or lower. When a tin alloy having a high melting point, such as Sn—Ag—Cu or Sn—Cu, is used, high reliability tends to be achieved even after being left at a high temperature.
  • the tin alloy constituting the solder particles 4 may include at least one selected from Ag, Cu, Ni, Bi, Zn, Pd, Pb, Au, P and B.
  • Ag or Cu may be contained from the following viewpoints. That is, when the solder particles 4 contain Ag or Cu, the melting point of the solder particles can be reduced to about 220 ° C., and the effect of obtaining good conduction reliability by improving the bonding strength with the electrode can be obtained. Is played.
  • the Cu content of the solder particles 4 may be, for example, 0.05 to 10% by mass, 0.1 to 5% by mass, or 0.2 to 3% by mass.
  • the Cu content is 0.05% by mass or more, good solder connection reliability is easily obtained, and when the Cu content is 10% by mass or less, the melting point of the solder particles becomes low and the solder wettability is improved. As a result, the connection reliability of the joint tends to be good.
  • the Ag content of the solder particles 4 may be, for example, 0.05 to 10% by mass, 0.1 to 5% by mass, or 0.2 to 3% by mass.
  • the Ag content is 0.05% by mass or more, good solder connection reliability is easily obtained.
  • the Ag content is 10% by mass or less, the melting point is lowered and the solder wettability is improved. Is likely to have good connection reliability.
  • the resin component 5 may contain a thermosetting compound.
  • the thermosetting compound include oxetane compounds, epoxy compounds, episulfide compounds, (meth) acryl compounds, phenol compounds, amino compounds, unsaturated polyester compounds, polyurethane compounds, silicone compounds, and polyimide compounds.
  • an epoxy compound is preferable from the viewpoint of further improving the curability and viscosity of the resin component and further enhancing the adhesiveness between the polymer molded body 1 and the copper wiring 3.
  • the resin component 5 may further include a thermosetting agent.
  • the thermal curing agent include an imidazole curing agent, an amine curing agent, a phenol curing agent, a polythiol curing agent, an acid anhydride, a thermal cation initiator, and a thermal radical generator.
  • the thermosetting agent one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • An imidazole curing agent, a polythiol curing agent, or an amine curing agent is preferable because it can be rapidly cured at a low temperature.
  • a latent thermosetting agent may be used as the thermosetting agent in order to enhance the storage stability when the thermosetting compound and the thermosetting agent are mixed.
  • the latent heat curing agent is a latent imidazole curing agent, a latent polythiol curing agent, or a latent amine curing agent.
  • the thermosetting agent may be coated with a polymer such as a polyurethane resin or a polyester resin.
  • imidazole curing agent examples include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, and 2,4-diamino- 6- [2′-Methylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s-triazine and 2,4-diamino-6- [2′-methylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid addition Things.
  • Polythiol curing agents include, for example, trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate, pentaerythritol tetrakis-3-mercaptopropionate and dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate.
  • the solubility parameter of the polythiol curing agent is preferably 9.5 or more, preferably 12 or less. Solubility parameters are calculated by the Fedors method. For example, the solubility parameter of trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate is 9.6 and that of dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate is 11.4.
  • amine curing agent examples include hexamethylenediamine, octamethylenediamine, decamethylenediamine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraspiro [5.5] undecane, bis ( 4-aminocyclohexyl) methane, metaphenylenediamine and diaminodiphenylsulfone.
  • thermal cationic curing agent examples include an iodonium-based cationic curing agent, an oxonium-based cationic curing agent, and a sulfonium-based cationic curing agent.
  • examples of the iodonium-based cationic curing agent include bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate.
  • Examples of the oxonium-based cationic curing agent examples include trimethyloxonium tetrafluoroborate.
  • the sulfonium-based cationic curing agent examples include tri-p-tolylsulfonium hexafluorophosphate.
  • thermal radical generator examples include an azo compound and an organic peroxide.
  • examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile (AIBN).
  • Organic peroxides include, for example, di-tert-butyl peroxide and methyl ethyl ketone peroxide.
  • the resin component 5 may further contain a flux.
  • the flux melts the oxide on the solder surface, fuses the particles, and improves the solder wettability to the copper wiring 3.
  • a flux generally used for soldering or the like can be used.
  • the flux include zinc chloride, a mixture of zinc chloride and an inorganic halide, a mixture of zinc chloride and an inorganic acid, a molten salt, phosphoric acid, a derivative of phosphoric acid, an organic halide, hydrazine, an organic acid, and rosin.
  • One type of flux may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • Examples of the molten salt include ammonium chloride.
  • Organic acids include, for example, lactic acid, citric acid, stearic acid, glutamic acid and glutaric acid.
  • Examples of rosin include activated rosin and non-activated rosin.
  • Pine resin is a rosin containing abietic acid as a main component.
  • the melting point of the flux is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, and further preferably 80 ° C. or higher.
  • the melting point of the flux is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 160 ° C. or lower, further preferably 150 ° C. or lower, and particularly preferably 140 ° C. or lower.
  • the range of the melting point of the flux is preferably from 80 to 190 ° C, and more preferably from 80 to 140 ° C.
  • Examples of the flux having a melting point in the range of 80 to 190 ° C. include succinic acid (melting point 186 ° C.), glutaric acid (melting point 96 ° C.), adipic acid (melting point 152 ° C.), pimelic acid (melting point 104 ° C.), suberic acid (Melting point: 142 ° C.), benzoic acid (melting point: 122 ° C.), and malic acid (melting point: 130 ° C.).
  • the electronic element 8 includes a power module including a diode, a rectifier, a thyristor, a MOS gate driver, a power switch, a power MOSFET, an IGBT, a Schottky diode, a fast recovery diode, a transmitter, an amplifier, an LED module, a capacitor, a gyro sensor, and the like. Is mentioned.
  • Examples of a method for disposing the electronic element 8 on the solder paste layer 6 include a method using a chip mounter, a flip chip bonder, a positioning jig made of carbon or ceramics, or the like.
  • the electrode 9 may be an electrode containing at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, palladium, gold, platinum, silver and tin on its outermost surface. Also, from the viewpoint that an impurity (intermetallic compound) is not formed between the solder layer 11 and the electrode 9 and mounting with high bonding reliability can be performed, preferably, it is selected from the group consisting of copper, nickel and palladium. An electrode containing at least one metal on the outermost surface.
  • the electrode 9 may be composed of a single or multiple metal-containing layers containing these metals.
  • the heating treatment includes, for example, a hot plate, a hot air dryer, a hot air heating furnace, a nitrogen dryer, an infrared dryer, an infrared heating furnace, a far infrared heating furnace, a microwave heating device, a laser heating device, an electromagnetic heating device, Heating means such as a heater heating device and a steam heating furnace can be used.
  • a resin layer is formed by melting the solder particles 4 to form a solder layer 11, joining the copper wiring 3 and the electrode 9 of the electronic element 8, and curing the resin component 5 to cover at least a part of the solder layer 11.
  • 12 is formed. Specifically, taking Sn-Bi (Sn: 43% by mass, Bi: 57% by mass) having a melting point of 138 ° C. as an example, the solder layer is formed by holding at 150 ° C. It is preferable that the resin layer 12 is cured by covering the outer periphery of the resin layer. At this time, the resin component filled in at least a part of the void 3a of the copper wiring 3 is cured to form the resin filled portion 13.
  • the atmosphere at the time of solder joining may be an oxygen-free atmosphere from the viewpoint of suppressing oxidation of the sintered body, and may be a reducing atmosphere from the viewpoint of removing surface oxides of the copper wiring 3.
  • the oxygen-free atmosphere includes, for example, introduction of an oxygen-free gas such as nitrogen or a rare gas, or under vacuum.
  • the reducing atmosphere include pure hydrogen gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen represented by a forming gas, nitrogen in formic acid gas, mixed gas of hydrogen and rare gas, and rare gas containing formic acid gas. No.
  • the highest temperature reached during the heat treatment may be 150 ° C. or higher, and may be 350 ° C. or lower, 300 ° C. or lower, or 260 ° C. or lower, from the viewpoint of reducing thermal damage to each member and improving the yield. . If the ultimate temperature is 150 ° C. or higher, the melting of the solder particles 4 tends to proceed sufficiently when the ultimate temperature holding time is 60 minutes or less.
  • the soldering may be performed while applying pressure to the electronic element 8, or may be performed only by the weight of the electronic element 8 and other members on the solder paste layer 6.
  • the pressure may be 0.01 MPa or less or 0.005 MPa or less. If the pressure applied during sintering is within the above range, no special pressurizing device is required, and the reduction in voids, the joining strength, and the connection reliability can be further improved without impairing the yield.
  • a method of applying pressure to the electronic element 8 for example, a method of placing a weight on the uppermost electronic element 8 and the like can be mentioned.
  • the electronic component 10 obtained by the manufacturing method described above includes a polymer molded body 1, a copper wiring 3 provided on the polymer molded body 1, a solder layer 11 for joining the copper wiring 3 and the electronic element 8, And a resin layer 12 covering at least a part of the layer 11. At least a part of the void 3 a of the copper wiring 3 is filled with a cured product of the same resin component as the resin layer 12.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating details of a joint between the copper wiring 3 and the polymer molded body 1 in the electronic component 10.
  • a void 3a of the copper wiring 3 is formed at the interface with the polymer molded body 1, and the void 3a is filled with a resin component and cured to form a resin-filled part 13, and the adhesiveness between the copper wiring 3 and the polymer molded body 1 Can be improved.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an electronic component according to another embodiment.
  • a polymer molded body 1 is prepared (preparation step).
  • a copper paste is applied on the polymer molded body 1 in a predetermined pattern (to a portion where a copper wiring is to be formed) to form a copper paste.
  • the layer 2 is formed (forming step).
  • the copper wiring 3 is formed by sintering the copper particles. (Second step).
  • a resin layer 14 containing a resin component is formed on a part of the copper wiring 3.
  • the resin component is filled into at least a part of the void 3a of the copper wiring 3 to obtain the resin filled portion 15.
  • the resin component may be the same as the resin component 5 of the solder paste described above.
  • the resin layer 14 may be applied to the entire surface of the copper wiring 3 and the polymer molded body 1.
  • a solder paste containing the solder particles 4 and the resin component 5 may be applied on the upper portion of the resin layer 14 applied on the copper wiring 3.
  • the resin layer 14 may be formed in a portion other than the copper wiring 3 to which the electronic element 8 is joined, and may or may not be cured in advance.
  • the atmosphere at the time of curing the resin layer 14 may be an oxygen-free atmosphere or a reducing atmosphere from the viewpoint of suppressing oxidation of the copper wiring 3.
  • the oxygen-free atmosphere includes, for example, introduction of an oxygen-free gas such as nitrogen or a rare gas, or under vacuum.
  • Examples of the reducing atmosphere include pure hydrogen gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen represented by a forming gas, nitrogen in formic acid gas, mixed gas of hydrogen and rare gas, and rare gas containing formic acid gas. No.
  • a solder paste is applied on a predetermined copper wiring 3 in a predetermined pattern (third step).
  • the resin component 5 penetrates into the voids 3 a of the copper wiring 3 and fills at least a part of the copper wiring 3.
  • the electronic element 8 having the electrode 9 is arranged (mounted) at a predetermined position of the solder paste layer 6 (fourth step).
  • the solder particles 4 are melted to form a solder layer 11, and the copper wiring 3 and the electrode 9 of the electronic element 8 are joined ( Fifth step).
  • the resin layer 14 is cured to form the resin layer 16. Thereby, the electronic component 18 is obtained.
  • the electronic component 18 obtained by the manufacturing method described above includes the polymer molded body 1, the copper wiring 3 provided on the polymer molded body 1, and the solder layer 11 for joining the copper wiring 3 and the electrode 9 of the electronic element 8. And a resin layer 12 covering at least a part of the solder layer 11 and a resin layer 16 covering a part of the copper wiring 3. At least a part of the void 3a of the copper wiring 3 is filled with a cured product of the same resin component as the resin layer 12 or the resin layer 16.
  • the copper paste is applied in a predetermined pattern (a pattern corresponding to the copper wiring 3), a polymer containing a catalyst is not required, and laser irradiation and electroless copper plating are not required. Step can be omitted.
  • the electronic element 8 is arranged and heat-treated, so that the copper wiring 3 and the electronic element 8 are joined to each other by soldering, At least a portion of the solder layer 11 is covered with the resin layer 12, and the resin component filled in at least a portion of the void portion of the copper wiring 3 is cured to form the resin filled portion 13 or the resin filled portion 17.
  • the adhesiveness between the polymer molded body and the copper wiring can be improved.
  • the electronic element 8 and the copper wiring 3 are formed by making the resin layer 14 containing the resin component covering a part of the copper wiring 3 and the resin component 5 in the solder paste the same component. And the formation of the surface protection film of the copper wiring 3 can be performed in the same step, and the conventional steps (the step of forming the solder resist (the formation of the organic film on the front surface of the copper wiring and the polymer molded body) can be performed.
  • the formation of openings for solder bonding by application, exposure, and development), the application of solder paste to the wiring openings, and the soldering process by heat treatment (component mounting) Time can be shortened.
  • FIG. 4 is an SEM image showing an example of a cross section of a copper wiring made of a sintered body of copper particles.
  • the copper wiring 24 shown in FIG. 4 has a structure derived from flake-shaped copper particles oriented substantially parallel to a bonding interface (for example, a bonding surface between the polymer molded body and the wiring).
  • a bonding interface for example, a bonding surface between the polymer molded body and the wiring.
  • the breakage of the wiring can be suppressed by orienting the flake-shaped copper particles substantially parallel to the bonding interface direction.
  • the adhesiveness between the wiring and the polymer molded body can be improved.
  • the wiring having the copper wiring 24 shown in FIG. 4 includes, in addition to the sintered copper 24a derived from the flake-shaped copper particles, the copper particles (for example, spherical copper particles) that join the voids 24b and the flake-shaped copper particles. ) And sintered copper derived from the above.
  • the wiring having the copper wiring 24 is formed, for example, by sintering a copper paste containing flake-shaped copper particles and, in some cases, copper particles (for example, spherical copper particles) that join the flake-shaped copper particles to each other. Can be formed.
  • the flake shape includes a plate-like shape such as a plate-like shape and a scale-like shape.
  • the ratio between the major axis (maximum diameter) and the thickness (major axis / thickness, aspect ratio) may be 5 or more.
  • the number average diameter of the major axis may be 2.0 ⁇ m or more, 3.0 ⁇ m or more, or 4.0 ⁇ m or more.
  • the major axis and the thickness of the sintered copper 24a derived from the flake-shaped copper particles can be determined, for example, from an SEM image of a cross section of the wiring.
  • a method of measuring the major axis and the thickness of the sintered copper derived from the flaky copper particles from the SEM image will be exemplified.
  • the wiring is cut into a rectangular parallelepiped shape to obtain a measurement sample.
  • the sample is placed in a casting cup, and the epoxy casting resin is poured into the cup so that the entire sample is embedded and cured.
  • the cast sample is cut near the cross section to be observed, the cross section is cut by polishing, and the cross section polisher (CP) processing is performed.
  • CP cross section polisher
  • the cross section of the sample is observed at a magnification of 5000 with a SEM device.
  • the length of the longest diameter is 1.0 ⁇ m or more and the ratio of the longest diameter / thickness is 4
  • the above is regarded as sintered copper derived from flake-shaped copper particles, and the major axis and thickness of sintered copper derived from flake-shaped copper particles are measured by image processing software having a length measuring function.
  • the average value can be obtained by calculating a number average at 20 or more points selected at random.
  • the mode using copper particles as the metal particles is described, but the metal particles according to the present embodiment are not limited to copper particles. Particles containing a sinterable metal can be used. Even when metal particles other than copper particles are used, the above-described electronic component manufacturing process can be applied.
  • Copper paste a1 5.2 g of ⁇ -terpineol (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 6.8 g of isobornylcyclohexanol (manufactured by Nippon Terpen Chemical Co., Ltd.) as dispersion media, and “CH-0200” (Mitsui Mitsui) as submicro copper particles Metallic Mining Co., Ltd., 50% volume average particle diameter: 0.36 ⁇ m, content of copper particles having a particle diameter of 0.01 to 0.8 ⁇ m: 95% by mass) and 52.8 g were mixed in a poly bottle.
  • the dispersion was processed at 19.6 kHz and 600 W for 1 minute using a sonic homogenizer (trade name “US-600” manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.) to obtain a dispersion.
  • a sonic homogenizer trade name “US-600” manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.
  • 35.2 g of “MA-C025” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., content of copper particles having a maximum diameter of 1 to 20 ⁇ m: 100% by mass
  • a spatula was used. Stir until dry powder is gone.
  • the poly bottle was sealed, and the mixture was stirred at 2,000 rpm for 2 minutes using a rotation and revolution type stirrer (trade name “Planetary Vacuum Mixer ARV-310” manufactured by Sinky Co., Ltd.), and stirred at 2,000 rpm for 2 minutes under reduced pressure.
  • a copper paste a1 was obtained.
  • solder paste 25 parts by mass of solder particles (“Sn42-Bi58 particles”, average particle diameter: 20 ⁇ m) and 25 parts of bisphenol F type epoxy resin (trade name “YDF-170” manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent: 170). 2 parts by mass, 1.3 parts by mass of an imidazole compound (trade name "2PZ-CN” manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.) and 3.5 parts by mass of 2,2-bishydroxymethylpropionic acid were mixed, and solder paste was used. Was prepared.
  • Example 1 (Production of electronic component 40) A polymer molded article made of a liquid crystal polymer having a size of 40 mm ⁇ 40 mm and a thickness of 3 mm (“Sumica Super LCP E6000HF” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was prepared. Subsequently, as shown in FIG. 5A, a stainless metal mask (thickness: 50 ⁇ m) having two rectangular openings of 1.5 mm ⁇ 1 mm is placed on the polymer molded body 31, and a metal squeegee is placed thereon. The member in which the copper paste a1 was applied by the stencil printing used to form the copper paste layer 32 was obtained.
  • a stainless metal mask thickness: 50 ⁇ m
  • the above-mentioned members were set in a tube furnace (manufactured by ABC), and argon gas was supplied at a flow rate of 1 L / min to replace air with argon gas. Thereafter, the copper paste layer 32 is sintered by performing a sintering process at a temperature rise of 10 minutes and a temperature of 180 ° C. for 60 minutes while flowing hydrogen gas at a flow rate of 300 mL / min. As shown in FIG. Copper wiring 33 was formed.
  • a solder paste is applied on the copper wiring 33 to form a solder paste layer 34, and then, as shown in FIG. A member on which a ceramic capacitor 35 (2 mm ⁇ 1.2 mm ⁇ 0.6 mmt, trade name “GQM series” manufactured by Murata Manufacturing Co., Ltd.) on which the electrode 36 was formed was disposed (mounted) thereon.
  • the electrodes 36 were formed of copper at both ends of the ceramic capacitor 35.
  • FIG. 5E shows a cross-sectional shape of the electronic component 40.
  • FIG. 5E is a cross-sectional view along the line IVc-IVc in FIG. 5D.
  • the electrode 36 of the ceramic capacitor 35 and the copper wiring 33 were joined by a solder layer 37, and the outer periphery of the solder joint was reinforced by a resin layer 38.
  • FIG. 6 shows the result of observing the cross section of the electronic component 40 with an optical microscope.
  • the electrode 36 of the ceramic capacitor 35 and the copper wiring 33 are joined via a solder layer 37, and a resin layer 38 is formed on the outer periphery of the solder layer 37.
  • FIG. 7 shows the observation results of the cross sections of the polymer molded body 31, the copper wiring 33, and the solder layer 37 by an optical microscope.
  • the copper wiring 33 has a gap, and the gap is filled with a resin component to form a resin filled portion 43.
  • connection strength (shear strength) of the electronic component 40 was measured using a bond tester (trade name: Universal Bond Tester Series 4000, manufactured by Dage). More specifically, as shown in FIGS. 10A and 10B, the share tool 45 is arranged at a share height of 50 ⁇ m with respect to the electronic component 40, and the speed is 0.5 mm / min in the direction of the arrow. Was used to measure the shear strength.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line IVc-IVc in FIG. 5D.
  • the adhesiveness between the polymer molded body 31 and the copper wiring 33 was evaluated from the average value of the shear strength at 20 places where the polymer molded body 31 and the copper wiring 33 were joined. Table 1 shows the results.
  • FIG. 8C a solder paste was applied on the copper wiring to form a solder paste layer 34.
  • a copper substrate 39 (1 mm ⁇ 1 mm ⁇ 0.3 mmt) was placed (mounted) on the solder paste layer 34 to obtain a member.
  • the member shown in FIG. 8D was placed on a hot plate heated to 170 ° C. in the air and left for 15 minutes.
  • FIG. 8E shows a cross-sectional shape of the electronic component 44 obtained by leaving it to stand.
  • the copper substrate 39 and the copper wiring 33 were joined by the solder layer 37, and the outer periphery of the solder layer 37 was reinforced by the resin layer 38.
  • FIG. 9 shows the observation result of the cross section of the electronic component 44 by an optical microscope.
  • a copper substrate 39 and a copper wiring 33 are joined via a solder layer 37, and a resin layer 38 is formed on the outer periphery of the solder layer 37.
  • connection strength (shear strength) of the electronic component 44 was measured using a bond tester. Specifically, as shown in FIG. 11, a share tool 45 is arranged at a share height of 50 ⁇ m with respect to the electronic component 44, and the share is performed at a speed of 0.5 mm / min in the direction of the arrow to reduce the share strength. It was measured.
  • the adhesiveness between the polymer molded body 31 and the copper wiring 33 was evaluated from the average value of the shear strength at 20 places where the polymer molded body 31 and the copper wiring 33 were joined. Table 1 shows the results.
  • Example 2 Electronic components 40 and 44 were produced in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature of the copper paste layer 32 was changed from 180 ° C. to 225 ° C., and the adhesiveness was evaluated.
  • Example 3 An electronic component 40 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a copper paste layer 32 was formed using a copper paste a2 instead of the copper paste a1, and the copper paste layer 32 was baked at 180 ° C. for 10 minutes in the air. And the electronic component 44 was produced and adhesiveness was evaluated.

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Abstract

本発明の一側面は、ポリマー成形体上に、金属粒子を含有する金属ペーストを所定のパターンで塗布して金属ペースト層を形成する第1の工程と、金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、金属配線上に、はんだ粒子及び樹脂成分を含有するはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第3の工程と、はんだペースト層上に電子素子を配置する第4の工程と、はんだペースト層を加熱して、金属配線と電子素子とを接合するはんだ層を形成すると共に、はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂層を形成する第5の工程と、を備える電子部品の製造方法である。

Description

電子部品及び電子部品の製造方法
 本発明は、電子部品及び電子部品の製造方法に関する。
 近年、ポリマー成形体の表面上に、機能的及び/又は装飾的な表面加工の目的で、めっきにより金属層を形成する方法が検討されている。例えば、ポリマー成形体に金属配線を形成する場合、金属配線を所定のパターンで形成する必要があるため、選択的に金属めっきする方法として、レーザー・ダイレクト・ストラクチャリング(LDS)が有用である。例えば、LDSにより銅配線を形成する場合、触媒を含むポリマー成形体の銅配線を形成する部分にレーザーを照射して触媒を活性化させることにより、触媒に選択的に(銅配線を形成する部分のみに)無電解銅めっきを施すことができ、その結果、所定のパターンを有する銅配線を形成できる(例えば特許文献1)。一方、ポリマー成形体上に銅を含有するペーストを塗布して、焼成することで銅配線を簡易に形成する方法が提案されている(例えば特許文献2)。
特開2012-149347号公報 特開2017-123254号公報
 LDSによる銅配線の形成方法では、触媒を含むポリマーが高価であること、レーザー照射及び無電解銅めっきの工程が必要になることから、生産性の点で課題がある。一方、ポリマー成形体上に金属ペーストを塗布して焼成することで金属配線を簡易に形成する方法では、ポリマー成形体と金属配線との間の接着性が充分に得られず、電子部品の接着強度が低下し易くなる。
 そこで、本発明の一側面は、金属配線の形成及び電子素子の実装を簡便に行い、接着強度の高い電子部品及び電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の一側面は、ポリマー成形体上に、金属粒子を含有する金属ペーストを所定のパターンで塗布して金属ペースト層を形成する第1の工程と、金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、金属配線上に、はんだ粒子及び樹脂成分を含有するはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第3の工程と、はんだペースト層上に電子素子を配置する第4の工程と、はんだペースト層を加熱して、金属配線と電子素子とを接合するはんだ層を形成すると共に、はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂層を形成する第5の工程と、を備える電子部品の製造方法である。
 この製造方法では、金属ペーストを所定のパターン(金属配線に対応するパターン)で塗布するため、触媒を含むポリマーが不要であり、また、レーザー照射及び無電解銅めっきの工程を省略できる。加えて、この製造方法では、金属ペーストを焼成して形成した金属配線上に、はんだペーストを塗布し、電子素子を配置した後に、はんだペーストを熱処理することで、金属配線と電子素子とがはんだ層を介して接合され、はんだ層の外周に樹脂層が形成されることで、ポリマー成形体と金属配線との接着性を改善することができる。
 第2の工程において、金属配線は、空隙を有してもよい。第3の工程において、金属配線の空隙の少なくとも一部は、樹脂成分により充填されていてもよい。
 はんだ粒子は、スズを含む成分であってもよい。はんだ粒子は、In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金又はSn-Cu合金からなる合金であってよい。
 金属粒子は、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、銀及びスズからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属から構成されていてよい。金属粒子は、粒径が2.0μm以上である第1の金属粒子と、粒径が0.8μm以下である第2の金属粒子とを含んでよい。
 ポリマー成形体は、液晶ポリマー又はポリフェニレンスルフィドからなってよい。
 電子素子は、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、銀及びスズからなる群より選ばれる少なくとも1種を最表面に含む電極を有し、第4の工程において、電極がはんだペースト層と接するように電子素子を配置してよい。
 本発明の他の一側面は、ポリマー成形体と、ポリマー成形体上に設けられ、金属粒子の焼結体からなる金属配線と、金属配線上に配置された電子素子と、金属配線と電子素子とを接合するはんだ層と、はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂成分の硬化物からなる樹脂層と、を備える、電子部品。
 本発明の一側面によれば、金属配線の形成及び電子素子の実装を簡便に行い、金属配線とポリマー成形体との良好な接着性を得ることができる。
一実施形態の電子部品の製造方法を示す模式断面図である。 電子部品における金属配線とポリマー成形体の接合部を説明するための模式断面図である。 一実施形態の電子部品の製造方法を示す模式断面図である。 金属粒子の焼結体からなる金属配線の断面の一例を示すSEM像である。 実施例における電子部品の製造方法を示す模式図である。 実施例で作製した電子部品の断面観察図である。 実施例で作製した電子部品の断面観察図である。 実施例における電子部品の製造方法を示す模式図である。 実施例で作製した電子部品の断面観察図である。 実施例におけるシェア強度の測定方法を説明するための模式図である。 実施例におけるシェア強度の測定方法を説明するための模式図である。 比較例で作製した電子部品の断面イメージ図である。 比較例で作製した電子部品の断面イメージ図である。
 以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
 本実施形態の電子部品の製造方法は、ポリマー成形体上に、金属粒子を含有する金属ペーストを所定のパターンで塗布して金属ペースト層を形成する第1の工程と、金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、金属配線上に、はんだ粒子及び樹脂成分を含有するはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第3の工程と、はんだペースト層上に電子素子を配置する第4の工程と、はんだペースト層を加熱して、金属配線と電子素子とを接合するはんだ層を形成すると共に、はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂層を形成する第5の工程と、を備える。
 金属粒子は、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、銀及びスズからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含むことが好ましい。低温で焼結が起こり易いことから、金属粒子は、銅又は銀を含むことが好ましく、微細配線化したときに、マイグレーションを抑制する観点から、銅を含むことがより好ましい。低温での焼成と材料のコストとを考慮すると、金属粒子として、銀コート銅粒子を用いることがより好ましい。金属粒子は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、金属粒子は、粒径の異なる2種以上の金属粒子を含んでもよく、例えば、粒径が2.0μm以上である第1の金属粒子と、粒径が0.8μm以下である第2の金属粒子とを含んでよい。
 図1は、一実施形態の電子部品の製造方法を示す模式図である。金属配線を形成するための金属粒子として、銅粒子を用いた場合について説明する。この製造方法では、まず、ポリマー成形体上に、銅粒子を含有する銅ペーストを所定のパターンで塗布して金属(銅)ペースト層を形成する(第1の工程)。第1の工程では、まず、図1の(a)に示すように、ポリマー成形体1を準備する(準備工程)。
 ポリマー成形体1は、例えば、ポリアミド(PA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルイミド(PI)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー(LCP)等のポリマーを用いて公知の方法により成形された成形体である。ポリマー成形体の形状及び大きさは、任意である。ポリマー成形体1は、好ましくは、液晶ポリマー(LCP)又はポリフェニレンスルフィド(PPS)からなる。
(第1の工程)
 第1の工程では、準備工程に続いて、図1の(b)に示すように、ポリマー成形体1上に銅ペーストを所定のパターンで(銅配線を形成する部分に)塗布して銅ペースト層2を形成する(形成工程)。銅ペーストは、例えば、スクリーン印刷、転写印刷、オフセット印刷、ジェットプリンティング法、ディスペンサー、ジェットディスペンサ、ニードルディスペンサ、カンマコータ、スリットコータ、ダイコータ、グラビアコータ、スリットコート、凸版印刷、凹版印刷、グラビア印刷、ステンシル印刷、ソフトリソグラフ、バーコート、アプリケータ、粒子堆積法、スプレーコータ、スピンコータ、ディップコータ、電着塗装等によって塗布される。
 銅ペースト層の厚みは、1μm以上、2μm以上、3μm以上、5μm以上、10μm以上、15μm以上、又は20μm以上であってよく、3000μm以下、1000μm以下、500μm以下、300μm以下、250μm以下、200μm以下、150μm以下、又は100μm以下であってよい。
 形成工程では、銅粒子の焼結時の流動及びボイドの発生を抑制する観点から、ポリマー成形体1上に設けられた銅ペースト層2を適宜乾燥させてもよい。乾燥時のガス雰囲気は大気中であってもよく、窒素、希ガス等の無酸素雰囲気中であってもよく、水素、ギ酸等の還元雰囲気中であってもよい。乾燥方法は、常温放置による乾燥であってもよく、加熱乾燥であってもよく、減圧乾燥であってもよい。加熱乾燥又は減圧乾燥には、例えば、ホットプレート、温風乾燥機、温風加熱炉、窒素乾燥機、赤外線乾燥機、赤外線加熱炉、遠赤外線加熱炉、マイクロ波加熱装置、レーザー加熱装置、電磁加熱装置、ヒーター加熱装置、蒸気加熱炉、熱板プレス装置等を用いることができる。乾燥の温度及び時間は、使用した分散媒の種類及び量に合わせて適宜調整してもよい。乾燥の温度は、例えば、50℃以上であってよく、180℃以下であってよい。乾燥の時間は、例えば、1分間以上であってよく、120分間以下であってよい。
 銅ペーストは、銅粒子として、例えば、粒径(最大径)が2.0μm以上である第1の銅粒子を含む。第1の銅粒子の粒径(最大径)は、2.0μm以上であり、例えば、3.0μm以上であってもよい。第1の銅粒子の粒径は、20μm以下であってよく、10μm以下であってもよい。第1の銅粒子の平均粒径(平均最大径)は、得られる配線の熱ストレスによる断線をより抑制する観点から、1.0μm以上又は3μm以上であってよく、20μm以下又は10μm以下であってよい。
 第1の銅粒子の粒径及び平均粒径は、例えば、粒子のSEM像から求めることができる。第1の銅粒子の粒径(最大径)をSEM像から算出する方法を例示する。第1の銅粒子の粉末を、SEM用のカーボンテープ上にスパチュラで載せ、SEM用サンプルとする。このSEM用サンプルをSEM装置により5000倍で観察する。SEM像の第1の銅粒子に外接する長方形を画像処理ソフトにより作図し、長方形の長辺をその粒子の粒径(最大径)とする。複数のSEM像を用いて、この測定を50個以上の第1の銅粒子に対して行い、粒径の平均値(平均最大径)を算出する。
 第1の銅粒子の体積平均粒径は、2.0μm以上又は3.0μm以上であってよく、50μm以下、20μm以下、又は10μm以下であってよい。なお、本明細書において体積平均粒径とは、50%体積平均粒径を意味する。銅粒子の体積平均粒径を求める場合、原料となる銅粒子、又は銅ペーストから揮発成分を除去した乾燥銅粒子を、分散剤を用いて分散媒に分散させたものを光散乱法粒度分布測定装置(例えば、島津ナノ粒子径分布測定装置(株式会社島津製作所の商品名:SALD-7500nano)で測定する方法等により求めることができる。光散乱法粒度分布測定装置を用いる場合、分散媒としては、ヘキサン、トルエン、α-テルピネオール等を用いることができる。
 第1の銅粒子は、好ましくはフレーク状である。この場合、第1の銅粒子が銅ペーストの塗布面に対して略平行に配向することで、銅ペースト中の銅粒子を焼結させたときの体積収縮が抑制され、得られる配線の熱ストレスによる断線がより抑制される。また、理由は定かではないが、銅配線とポリマー成形体の接着性がより向上する。
 第1の銅粒子のアスペクト比は4以上であってよく、6以上であってもよい。アスペクト比が上記範囲内であれば、銅ペースト内の第1の銅粒子が、銅ペーストの塗布面に対して平行に配向し易くなり、銅ペースト中の銅粒子を焼結させたときの体積収縮を抑制できる。そのため得られる配線の熱ストレスによる断線をより一層抑制することができる。銅ペースト中の銅粒子のアスペクト比(長径/厚さ)は、例えば、粒子のSEM像を観察し、長径及び厚さを測定することにより求めることができる。
 銅ペーストは、粒径が2.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が4以上である第1の銅粒子を含むことが好ましい。第1の銅粒子の平均粒径及びアスペクト比が上記範囲内であれば、銅ペースト中の銅粒子を焼結させた際の体積収縮を充分に低減でき、得られる配線の熱ストレスによる断線をより抑制することができる。
 銅ペーストは、粒径が2.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が2未満である銅粒子を含んでいてもよいが、粒径が2.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が2未満である銅粒子の含有量は、粒径が2.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が4以上である第1の銅粒子100質量部に対して、50質量部以下であることが好ましく、30質量部以下であることがより好ましい。平均粒径が2.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が2未満である銅粒子の含有量を制限することにより、銅ペースト内の第1の銅粒子が、銅ペーストの塗布面に対して略平行に配向し易くなり、銅ペースト中の銅粒子を焼結させたときの体積収縮をより有効に抑制することができる。これにより、得られる配線の熱ストレスによる断線をより抑制し易くなる。このような効果が更に得られ易くなる点で、平均粒径が2.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が2未満である銅粒子の含有量は、粒径が2.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が4以上である第1の銅粒子100質量部に対して、20質量部以下であってもよく、10質量部以下であってもよく、0質量部であってもよい。
 銅ペースト中の第1の銅粒子の含有量は、銅ペーストに含まれる金属粒子の全質量を基準として、1質量%以上、10質量%以上、又は20質量%以上であってよく、90質量%以下、70質量%以下、又は50質量%以下であってよい。第1の銅粒子の含有量が、上記範囲内であれば、導通信頼性に優れる配線の形成が容易となる。
 第1の銅粒子は、分散安定性及び耐酸化性の観点から、表面処理剤で処理されていてよい。表面処理剤は、配線形成時(銅粒子の焼結時)に除去されるものであってよい。表面処理剤としては、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、オレイン酸等の脂肪族カルボン酸;テレフタル酸、ピロメリット酸、o-フェノキシ安息香酸等の芳香族カルボン酸;セチルアルコール、ステアリルアルコール、イソボルニルシクロヘキサノール、テトラエチレングリコール等の脂肪族アルコール;p-フェニルフェノール等の芳香族アルコール;オクチルアミン、ドデシルアミン、ステアリルアミン等のアルキルアミン;ステアロニトリル、デカンニトリル等の脂肪族ニトリル;アルキルアルコキシシラン等のシランカップリング剤;ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、シリコーンオリゴマー等の高分子処理剤が挙げられる。表面処理剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 表面処理剤の処理量は、粒子表面に一分子層以上の量であってもよい。このような表面処理剤の処理量は、第1の銅粒子の比表面積、表面処理剤の分子量、及び表面処理剤の最小被覆面積により変化する。表面処理剤の処理量は、通常0.001質量%以上である。
 表面処理剤の処理量は、第1の銅粒子の表面に付着した分子層数(n)と、第1の銅粒子の比表面積(A)(単位m/g)と、表面処理剤の分子量(M)(単位g/mol)と、表面処理剤の最小被覆面積(S)(単位m/個)と、アボガドロ数(N)(6.02×1023個)から算出できる。具体的には、表面処理剤の処理量は、表面処理剤の処理量(質量%)={(n・A・M)/(S・N+n・A・M)}×100%の式に従って算出される。
 第1の銅粒子の比表面積は、乾燥させた銅粒子をBET比表面積測定法で測定することで算出できる。表面処理剤の最小被覆面積は、表面処理剤が直鎖飽和脂肪酸の場合、2.05×10-19/1分子である。それ以外の表面処理剤の場合には、例えば、分子モデルからの計算、又は「化学と教育」(上江田捷博、稲福純夫、森巌、40(2),1992,p114-117)に記載の方法で測定できる。表面処理剤の定量方法の一例を示す。表面処理剤は、銅ペーストから分散媒を除去した乾燥粉の熱脱離ガス・ガスクロマトグラフ質量分析計により同定でき、これにより表面処理剤の炭素数及び分子量を決定できる。表面処理剤の炭素分割合は、炭素分分析により分析できる。炭素分分析法としては、例えば、高周波誘導加熱炉燃焼/赤外線吸収法が挙げられる。同定された表面処理剤の炭素数、分子量及び炭素分割合から上記式により表面処理剤量を算出できる。
 第1の銅粒子としては、市販されているものを用いることができる。市販されている第1の銅粒子としては、例えば、MA-C025(三井金属鉱業株式会社製、平均粒径4.1μm)、3L3(福田金属箔粉工業株式会社製、平均粒径7.3μm)、1110F(三井金属鉱業株式会社製、平均粒径5.8μm)、2L3(福田金属箔粉工業株式会社製、平均粒径9μm)が挙げられる。
 銅ペーストの製造時には、粒径が2.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が4以上である第1の銅粒子を含み、且つ、粒径が2.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が2未満である銅粒子の含有量が、粒径が2.0μm以上50μm以下であり、アスペクト比が4以上である第1の銅粒子100質量部に対して、50質量部以下、好ましくは30質量部以下である銅粒子を用いることができる。このような銅粒子からなる市販品を選定して用いてよい。
 一実施形態において、銅ペーストは、第1の銅粒子と、粒径(最大径)が0.8μm以下である第2の銅粒子とを含んでもよい。この場合、銅粒子が焼結される際に、第1の銅粒子同士の間に第2の銅粒子が介在することで、得られる配線の導通性が向上する傾向がある。特に銅粒子として第1の銅粒子を用いる場合に、第1の銅粒子と第2の銅粒子とを併用することが好ましい。すなわち、第2の銅粒子のみから銅ペーストを調製する場合、分散媒の乾燥に伴う体積収縮及び焼結収縮が大きいため、銅粒子を焼結させる際に被着面から焼結体(配線)が剥離し易くなり、充分な導通信頼性が得られ難いが、第1の第1の銅粒子と第2の銅粒子とを併用することで、銅ペーストを焼結させたときの体積収縮が抑制され、得られる配線と被着体であるポリマー成形体との接着性が向上する。そのため、配線の熱ストレスによる断線がより起こり難くなる。
 第2の銅粒子は、第1の銅粒子間を好適に接合する銅粒子として作用する。また、第2の銅粒子は、第1の銅粒子よりも焼結性に優れ、銅粒子の焼結を促進する機能を有する。例えば、第1の銅粒子を単独で使用した場合と比較して、より低温で、銅粒子を焼結させることが可能になる。
 第2の銅粒子の粒径は、0.5μm以下、0.4μm以下又は0.3μm以下であってもよい。第2の銅粒子の粒径は、0.01μm以上、0.05μm以上、0.1μm以上又は0.2μm以上であってよい。第2の銅粒子の平均粒径は、0.01μm以上、0.05μm以上、0.1μm以上又は0.2μm以上であってよく、0.8μm以下、0.5μm以下、0.4μm以下又は0.3μm以下であってよい。
 第2の銅粒子の体積平均粒径は、0.01μm以上であってよく、0.8μm以下であってよい。第2の銅粒子の体積平均粒径が0.01μm以上であれば、第2の銅粒子の合成コストの抑制、良好な分散性、表面処理剤の使用量の抑制といった効果が得られ易くなる。第2の銅粒子の体積平均粒径が0.8μm以下であれば、第2の銅粒子の焼結性に優れるという効果が得られ易くなる。より一層上記効果を奏する観点から、第2の銅粒子の体積平均粒径は、0.05μm以上、0.1μm以上又は0.2μm以上であってよく、0.5μm以下、0.4μm以下又は0.3μm以下であってよい。
 第2の銅粒子は、粒径が0.01μm以上0.8μm以下の銅粒子を10質量%以上含んでいてよい。銅ペーストの焼結性の観点から、第2の銅粒子は、粒径が0.01μm以上0.8μm以下の銅粒子を20質量%以上含んでいてよく、30質量%以上含んでいてよく、100質量%含んでいてよい。第2の銅粒子における粒径が0.01μm以上0.8μm以下の銅粒子の含有割合が20質量%以上であると、銅粒子の分散性がより向上し、粘度の上昇、ペースト濃度の低下をより抑制することができる。
 銅ペースト中の第2の銅粒子の含有量は、銅ペーストに含まれる金属粒子の全質量を基準として、20質量%以上、30質量%以上、35質量%以上、又は40質量%以上であってよく、90質量%以下、85質量%以下、又は80質量%以下であってよい。第2の銅粒子の含有量が上記範囲内であれば、得られる配線の熱ストレスによる断線がより起こり難くなる。
 銅ペースト中の第2銅粒子の含有量は、第1の銅粒子の質量及び第2の銅粒子の質量の合計を基準として、20質量%以上であってよく、90質量%以下であってよい。第2の銅粒子の上記含有量が20質量%以上であれば、第1の銅粒子の間を充分に充填することができ、得られる配線の熱ストレスによる断線がより起こり難くなる。第2の銅粒子の上記含有量が90質量%以下であれば、銅粒子を焼結させた時の体積収縮を充分に抑制できるため、得られる配線の熱ストレスによる断線がより起こり難くなる。より一層上記効果を奏するという観点から、第2の銅粒子の含有量は、第1の銅粒子の質量及び第2の銅粒子の質量の合計を基準として、30質量%以上、35質量%以上、又は40質量%以上であってもよく、85質量%以下又は80質量%以下であってもよい。
 第2の銅粒子の形状は、例えば、球状、塊状、針状、フレーク状、略球状等であってよい。第2の銅粒子は、これらの形状を有する銅粒子の凝集体であってもよい。分散性及び充填性の観点から、第2の銅粒子の形状は、球状、略球状、フレーク状であってよく、燃焼性、及び第1の銅粒子との混合性等の観点から、球状又は略球状であってよい。
 第2の銅粒子のアスペクト比は、分散性、充填性、及び第1の銅粒子との混合性の観点から、5以下であってよく、3以下であってもよい。
 第2の銅粒子は、特定の表面処理剤で処理されていてもよい。特定の表面処理剤としては、例えば、炭素数8~16の有機酸が挙げられる。炭素数8~16の有機酸としては、例えば、カプリル酸、メチルヘプタン酸、エチルヘキサン酸、プロピルペンタン酸、ペラルゴン酸、メチルオクタン酸、エチルヘプタン酸、プロピルヘキサン酸、カプリン酸、メチルノナン酸、エチルオクタン酸、プロピルヘプタン酸、ブチルヘキサン酸、ウンデカン酸、メチルデカン酸、エチルノナン酸、プロピルオクタン酸、ブチルヘプタン酸、ラウリン酸、メチルウンデカン酸、エチルデカン酸、プロピルノナン酸、ブチルオクタン酸、ペンチルヘプタン酸、トリデカン酸、メチルドデカン酸、エチルウンデカン酸、プロピルデカン酸、ブチルノナン酸、ペンチルオクタン酸、ミリスチン酸、メチルトリデカン酸、エチルドデカン酸、プロピルウンデカン酸、ブチルデカン酸、ペンチルノナン酸、ヘキシルオクタン酸、ペンタデカン酸、メチルテトラデカン酸、エチルトリデカン酸、プロピルドデカン酸、ブチルウンデカン酸、ペンチルデカン酸、ヘキシルノナン酸、パルミチン酸、メチルペンタデカン酸、エチルテトラデカン酸、プロピルトリデカン酸、ブチルドデカン酸、ペンチルウンデカン酸、ヘキシルデカン酸、ヘプチルノナン酸、メチルシクロヘキサンカルボン酸、エチルシクロヘキサンカルボン酸、プロピルシクロヘキサンカルボン酸、ブチルシクロヘキサンカルボン酸、ペンチルシクロヘキサンカルボン酸、ヘキシルシクロヘキサンカルボン酸、ヘプチルシクロヘキサンカルボン酸、オクチルシクロヘキサンカルボン酸、ノニルシクロヘキサンカルボン酸等の飽和脂肪酸;オクテン酸、ノネン酸、メチルノネン酸、デセン酸、ウンデセン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ミリストレイン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、パルミトレイン酸、サビエン酸等の不飽和脂肪酸;テレフタル酸、ピロメリット酸、o-フェノキシ安息香酸、メチル安息香酸、エチル安息香酸、プロピル安息香酸、ブチル安息香酸、ペンチル安息香酸、ヘキシル安息香酸、ヘプチル安息香酸、オクチル安息香酸、ノニル安息香酸等の芳香族カルボン酸が挙げられる。有機酸は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。このような有機酸と上記第2の銅粒子とを組み合わせることで、第2の銅粒子の分散性と焼結時における有機酸の脱離性とを両立できる傾向にある。
 表面処理剤の処理量は、第2の銅粒子の表面に一分子層~三分子層付着する量であってもよい。表面処理剤の処理量は、0.07質量%以上、0.10質量%以上、又は0.2質量%以上であってよく、2.1質量%以下、1.6質量%以下、又は1.1質量%以下であってよい。第2の銅粒子の表面処理量は、第1の銅粒子について上述した方法により算出することができる。比表面積、表面処理剤の分子量、及び表面処理剤の最小被覆面積についても同様である。
 第2の銅粒子としては、市販されているものを用いることができる。市販されている第2の銅粒子としては、例えば、CH-0200(三井金属鉱業株式会社製、体積平均粒径0.36μm)、HT-14(三井金属鉱業株式会社製、体積平均粒径0.41μm)、CT-500(三井金属鉱業株式会社製、体積平均粒径0.72μm)、Tn-Cu100(太陽日酸株式会社製、体積平均粒径0.12μm)が挙げられる。
 銅ペースト中の第1の銅粒子の含有量及び第2の銅粒子の含有量の合計は、銅ペーストに含まれる金属粒子の全質量を基準として、80質量%以上であってよい。第1の銅粒子の含有量及び第2の銅粒子の含有量の合計が上記範囲内であれば、得られる配線の熱ストレスによる断線がより起こり難くなる。より一層上記効果を奏するという観点から、第1の銅粒子の含有量及び第2の銅粒子の含有量の合計は、金属粒子の全質量を基準として、90質量%以上であってもよく、95質量%以上であってもよく、100質量%であってもよい。
 銅ペーストは、銅粒子以外のその他の金属粒子を更に含んでいてもよい。その他の金属粒子としては、例えば、ニッケル、銀、金、パラジウム、白金等の粒子が挙げられる。その他の金属粒子の体積平均粒径は、0.01μm以上又は0.05μm以上であってよく、10μm以下、5.0μm以下、又は3.0μm以下であってよい。その他の金属粒子を含んでいる場合、その含有量は、充分な接合性を得る観点から、銅ペーストに含まれる金属粒子の全質量を基準として、20質量%未満であってよく、10質量%以下であってもよい。その他の金属粒子は、含まれなくてもよい。その他の金属粒子の形状は、特に限定されるものではない。
 銅粒子以外の金属粒子を含むことで、複数種の金属が固溶又は分散した配線を得ることができるため、配線の降伏応力、疲労強度等の機械的な特性が改善され、導通信頼性が向上し易い。また、複数種の金属粒子を添加することで、形成される配線の、特定の被着体(例えばLCP)に対する接合強度が向上し易く、導通信頼性が向上し易い。
 銅ペーストに含まれる分散媒は特に限定されるものではなく、例えば、揮発性のものであってよい。揮発性の分散媒としては、例えば、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、α-テルピネオール、イソボルニルシクロヘキサノール等の一価及び多価アルコール類;エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(DPMA)、乳酸エチル、乳酸ブチル、γ-ブチロラクトン、炭酸プロピレン等のエステル類;N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等の酸アミド;シクロヘキサン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;炭素数1~18のアルキル基を有するメルカプタン類;炭素数5~7のシクロアルキル基を有するメルカプタン類が挙げられる。炭素数1~18のアルキル基を有するメルカプタン類としては、例えば、エチルメルカプタン、n-プロピルメルカプタン、i-プロピルメルカプタン、n-ブチルメルカプタン、i-ブチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、ペンチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン及びドデシルメルカプタンが挙げられる。炭素数5~7のシクロアルキル基を有するメルカプタン類としては、例えば、シクロペンチルメルカプタン、シクロヘキシルメルカプタン及びシクロヘプチルメルカプタンが挙げられる。
 分散媒の含有量は、銅ペーストに含まれる金属粒子の全質量を100質量部として、5質量部以上であってよく、50質量部以下であってよい。分散媒の含有量が上記範囲内であれば、銅ペーストをより適切な粘度に調整でき、また、銅粒子の焼結を阻害し難い。
 銅ペーストには、必要に応じて、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の濡れ向上剤;シリコーン油等の消泡剤;無機イオン交換体等のイオントラップ剤等を適宜添加してもよい。
 上述した銅ペーストは、銅粒子及び任意の成分(添加剤、その他の金属粒子等)を分散媒に混合して調製することができる。各成分の混合後に、撹拌処理を行ってもよい。分級操作により分散液の最大径を調整してもよい。
 銅ペーストは、第2の銅粒子、表面処理剤、分散媒をあらかじめ混合して、分散処理を行って第2の銅粒子の分散液を調製し、更に第1の銅粒子、その他の金属粒子及び任意の添加剤を混合して調製してもよい。このような手順とすることで、第2の銅粒子の分散性が向上して第1の銅粒子との混合性が良くなり、銅ペーストの性能がより向上する。第2の銅粒子の分散液を分級操作に供することによって凝集物を除去してもよい。
(第2の工程)。
 図1の(c)に示すように、銅粒子を焼結させることにより、銅配線3を形成する。
 焼結は、加熱処理により行うことできる。加熱処理には、例えば、ホットプレート、温風乾燥機、温風加熱炉、窒素乾燥機、赤外線乾燥機、赤外線加熱炉、遠赤外線加熱炉、マイクロ波加熱装置、レーザー加熱装置、電磁加熱装置、ヒーター加熱装置、蒸気加熱炉等の加熱手段を用いることができる。
 焼結時の雰囲気は、焼結体の酸化抑制の観点から、無酸素雰囲気であってよく、銅ペースト層2中の銅粒子の表面酸化物を除去するという観点から、還元雰囲気であってもよい。無酸素雰囲気としては、例えば、窒素、希ガス等の無酸素ガスの導入、又は真空下が挙げられる。還元雰囲気としては、例えば、純水素ガス中、フォーミングガスに代表される水素及び窒素の混合ガス中、ギ酸ガスを含む窒素中、水素及び希ガスの混合ガス中、ギ酸ガスを含む希ガス中等が挙げられる。
 加熱処理時の到達最高温度は、各部材への熱ダメージの低減及び歩留まりを向上させるという観点から、150℃以上であってよく、350℃以下、300℃以下、又は260℃以下であってよい。到達最高温度が、150℃以上であれば、到達最高温度保持時間が60分間以下において、焼結が充分に進行する傾向にある。到達最高温度保持時間は、分散媒を全て揮発させ、また、歩留まりを向上させるという観点から、1分間以上であってよく、60分間以下、40分間以下、又は30分間以下であってよい。
 銅配線3における銅の含有量(体積割合)は、銅配線の全体積を基準として、65体積%以上であることが好ましく、70体積%以上がより好ましく、80体積%以上が更に好ましい。銅配線3における銅の含有量を65体積%以上とすることで、良好な導通信頼性が得られる。銅配線3における銅の含有量(体積割合)は、銅配線の全体積を基準として、95体積%以下であることが好ましい。この場合、銅配線3は空隙を有している。銅配線3が適度な空隙を有することで、銅配線3のポリマー成形体1と接する面と反対の面に、樹脂成分を含有するはんだペーストを塗布した場合、銅配線3内部の空隙に樹脂成分が充填され易くなり、ポリマー成形体と接している銅配線3との空隙部3aにも樹脂が到達し硬化することで、ポリマー成形体1と銅配線3との接着強度をより一層向上させることができる。
 なお、銅配線3を構成する材料の組成がわかっている場合には、例えば、以下の手順で銅配線3における銅の含有量を求めることができる。まず、銅配線3を直方体に切り出し、銅配線3の縦、横の長さをノギス又は外形形状測定装置で測定し、厚みを膜厚計で測定することにより銅配線3の体積を計算する。切り出した銅配線3の体積と、精密天秤で測定した銅配線3の重量とから見かけの密度M(g/cm)を求める。求めたMと、銅の密度8.96g/cmとを用いて、下記式(A)から銅配線3における銅の含有量(体積%)が求められる。
銅配線3における銅の含有量(体積%)=[(M)/8.96]×100 (A)
 銅配線3は、構成する元素のうち軽元素を除いた元素中の銅元素の割合が95質量%以上であってもよく、97質量%以上であってもよく、98質量%以上であってもよく、100質量%であってもよい。銅配線3における銅元素の上記割合が、上記範囲内であれば、金属間化合物の形成又は金属銅結晶粒界への異種元素の析出を抑制でき、銅配線3を構成する金属銅の性質が強固になり易く、より一層優れた接続信頼性が得られ易い。また、銅配線3における軽元素を除いた元素中の銅元素の割合が100質量%である場合、上記銅の体積割合は緻密度(%)とみなすことができる。
 銅配線3は、ポリマー成形体1との接合界面(例えば、ポリマー成形体1と銅配線3との接合面)に対して略平行に配向した第1の銅粒子に由来する構造を含むことが好ましい。この場合、ポリマー成形体1と略平行に第1の粒子を配向させることで、焼結により形成した銅配線3の割れを抑制することができる。さらに、理由は定かではないが、焼結により形成した銅配線3とポリマー成形体1との接着性を向上させることができる。
(第3の工程)
 第2の工程に続いて、図1の(d)に示すように、はんだ粒子4及び樹脂成分5を含有するはんだペーストを、銅配線3上に所定のパターンで塗布してはんだペースト層6を形成する。樹脂成分5の一部は、銅配線3の空隙部3aに浸透し、銅配線3の少なくとも一部に充填された樹脂充填部7を形成している。
 はんだ粒子4の粒径は、例えば、0.4~30μm、0.5~20μm又は0.6~15μmであってもよい。はんだ粒子4の粒径が0.4μm以上であると、はんだ表面の酸化の影響を受け難く、導通信頼性を向上し易くなる。一方、はんだ粒子4の粒径が30μm以下であると、絶縁信頼性を向上し易くなる。
 はんだ粒子4の粒径は、走査電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定することができる。すなわち、はんだ粒子の平均粒径は、任意のはんだ粒子300個についてSEMを用いた観察により粒径の測定を行い、それらの平均値をとることにより得られる。
 はんだ粒子4は、スズを含んでいる。はんだ粒子4として、In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金及びSn-Cu合金からなる群より選ばれる少なくとも1種のスズ合金を用いてもよい。スズ合金としては、例えば、In-Sn(In52質量%、Bi48質量%、融点118℃)、In-Sn-Ag(In20質量%、Sn77.2質量%、Ag2.8質量%、融点175℃)、Sn-Bi(Sn43質量%、Bi57質量%、融点138℃)、Sn-Bi-Ag(Sn42質量%、Bi57質量%、Ag1質量%、融点139℃)Sn-Ag-Cu(Sn96.5質量%、Ag3質量%、Cu0.5質量%、融点217℃)及びSn-Cu(Sn99.3質量%、Cu0.7質量%、融点227℃)挙げられる。
 接合する温度に応じて、スズ合金を選択することができる。例えば、In-Sn合金、Sn-Bi合金等の融点の低いスズ合金を用いる場合、150℃以下で接合することができる。Sn-Ag-Cu、Sn-Cu等の融点の高いスズ合金を用いる場合、高温放置後においても、高い信頼性を達成できる傾向にある。
 はんだ粒子4を構成するスズ合金は、Ag、Cu、Ni、Bi、Zn、Pd、Pb、Au、P及びBから選ばれる少なくとも1種を含んでもよい。これらの元素のうち、以下の観点からAg又はCuを含んでもよい。すなわち、はんだ粒子4がAg又はCuを含むことで、はんだ粒子の融点を220℃程度まで低下させることができる、電極との接合強度が向上することによって良好な導通信頼性を得られるという効果が奏される。
 はんだ粒子4のCu含有率は、例えば、0.05~10質量%、0.1~5質量%又は0.2~3質量%であってもよい。Cu含有率が0.05質量%以上であれば、良好なはんだ接続信頼性を得られ易く、Cu含有率が10質量%以下であれば、はんだ粒子の融点が低くなり、はんだ濡れ性が向上し、結果として接合部の接続信頼性が良好となり易い。
 はんだ粒子4のAg含有率は、例えば、0.05~10質量%、0.1~5質量%又は0.2~3質量%であってもよい。Ag含有率が0.05質量%以上であれば、良好なはんだ接続信頼性を得られ易く、他方、10質量%以下であれば融点が低くなり、はんだ濡れ性が向上し、結果として接合部の接続信頼性が良好となり易い。
 樹脂成分5は、熱硬化性化合物を含んでもよい。熱硬化性化合物としては、例えば、オキセタン化合物、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、(メタ)アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物が挙げられる。中でも、樹脂成分の硬化性及び粘度をより一層良好にし、ポリマー成形体1と銅配線3との接着性を一層高める観点から、エポキシ化合物が好ましい。
 樹脂成分5は、熱硬化剤を更に含んでもよい。熱硬化剤としては、例えば、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤、酸無水物、熱カチオン開始剤及び熱ラジカル発生剤が挙げられる。熱硬化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。低温で速やかに硬化可能である点で、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤又はアミン硬化剤が好ましい。また、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを混合したときの保存安定性を高める点で、熱硬化剤として、潜在性の熱硬化剤を用いてもよい。潜在性の熱硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性ポリチオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。なお、上記熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。
 イミダゾール硬化剤としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン及び2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物が挙げられる。
 ポリチオール硬化剤としては、例えば、トリメチロールプロパントリス-3-メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス-3-メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトールヘキサ-3-メルカプトプロピオネートが挙げられる。ポリチオール硬化剤の溶解度パラメーターは、好ましくは9.5以上、好ましくは12以下である。溶解度パラメーターは、Fedors法にて計算される。例えば、トリメチロールプロパントリス-3-メルカプトプロピオネートの溶解度パラメーターは9.6、ジペンタエリスリトールヘキサ-3-メルカプトプロピオネートの溶解度パラメーターは11.4である。
 アミン硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3,9-ビス(3-アミノプロピル)-2,4,8,10-テトラスピロ[5.5]ウンデカン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホンが挙げられる。
 熱カチオン硬化剤としては、例えば、ヨードニウム系カチオン硬化剤、オキソニウム系カチオン硬化剤及びスルホニウム系カチオン硬化剤が挙げられる。ヨードニウム系カチオン硬化剤としては、例えば、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスファートが挙げられる。オキソニウム系カチオン硬化剤としては、例えば、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボラートが挙げられる。スルホニウム系カチオン硬化剤としては、例えば、トリ-p-トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファートが挙げられる。
 熱ラジカル発生剤としては、例えば、アゾ化合物及び有機過酸化物が挙げられる。アゾ化合物としては、例えば、アゾビスイゾブチロニトリル(AIBN)が挙げられる。有機過酸化物としては、例えば、ジ-tert-ブチルペルオキシド及びメチルエチルケトンペルオキシドが挙げられる。
 樹脂成分5は、フラックスを更に含んでもよい。フラックスは、はんだ表面の酸化物を溶融して、粒子同士が融着すると共に、銅配線3へのはんだ濡れ性を向上させる。
 フラックスとして、はんだ接合等に一般的に用いられているものを使用できる。フラックスとしては、例えば、塩化亜鉛、塩化亜鉛と無機ハロゲン化物との混合物、塩化亜鉛と無機酸との混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、有機酸及び松脂が挙げられる。フラックスは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 溶融塩としては、例えば、塩化アンモニウムが挙げられる。有機酸としては、例えば、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸及びグルタル酸が挙げられる。松脂としては、例えば、活性化松脂及び非活性化松脂が挙げられる。松脂は、アビエチン酸を主成分とするロジン類である。フラックスとして、カルボキシル基を2以上有する有機酸又は松脂を使用することにより、電極間の導通信頼性がより一層高くなるという効果が奏される。
 フラックスの融点は、好ましくは50℃以上であり、より好ましくは70℃以上であり、更に好ましくは80℃以上である。フラックスの融点は、好ましくは200℃以下であり、より好ましくは160℃以下であり、更に好ましくは150℃以下であり、特に好ましくは140℃以下である。フラックスの融点が上記範囲にあると、フラックス効果がより一層効果的に発揮され、はんだ粒子が電極上により一層効率的に配置される。フラックスの融点の範囲は、80~190℃であることが好ましく、80~140℃以下であることがより好ましい。
 融点が80~190℃の範囲にあるフラックスとしては、例えば、コハク酸(融点186℃)、グルタル酸(融点96℃)、アジピン酸(融点152℃)、ピメリン酸(融点104℃)、スベリン酸(融点142℃)等のジカルボン酸、安息香酸(融点122℃)及びリンゴ酸(融点130℃)が挙げられる。
(第4の工程)
 第3の工程に続いて、図1の(e)に示すように、はんだペースト層6の所定の位置に電極9を有する電子素子8を配置(マウント)する(第4の工程)。電子素子8としては、ダイオード、整流器、サイリスタ、MOSゲートドライバ、パワースイッチ、パワーMOSFET、IGBT、ショットキーダイオード、ファーストリカバリダイオード等からなるパワーモジュール、発信機、増幅器、LEDモジュール、コンデンサ、ジャイロセンサ等が挙げられる。
 はんだペースト層6上に電子素子8を配置する方法としては、例えば、チップマウンター、フリップチップボンダー、カーボン製又はセラミックス製の位置決め冶具等を用いた方法が挙げられる。
 電極9は、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、銀及びスズからなる群より選択される少なくとも1種の金属を最表面に含む電極であってよく、はんだ層11と接合した後に、高温放置によってもはんだ層11と電極9との間に不純物(金属間化合物)が形成されずに、接合信頼性の高い実装を行える観点から、好ましくは、銅、ニッケル及びパラジウムからなる群より選択される少なくとも1種の金属を最表面に含む電極である。電極9は、これらの金属を含有する単層又は複層の金属含有層からなっていてよい。
(第5の工程)
 第4の工程に続いて、図1の(f)に示すように、はんだ粒子4を溶融することで、はんだ層11を形成し、銅配線3と電子素子8の電極9とを接合する(第5の工程)。これにより、電子部品10が得られる。
 はんだ粒子4を溶融する方法として、加熱処理により行うことできる。加熱処理には、例えば、ホットプレート、温風乾燥機、温風加熱炉、窒素乾燥機、赤外線乾燥機、赤外線加熱炉、遠赤外線加熱炉、マイクロ波加熱装置、レーザー加熱装置、電磁加熱装置、ヒーター加熱装置、蒸気加熱炉等の加熱手段を用いることができる。
 はんだ粒子4を溶融してはんだ層11を形成し、銅配線3と電子素子8の電極9とを接合すると共に、樹脂成分5が硬化して、はんだ層11の少なくとも一部を被覆する樹脂層12を形成する。具体的には、融点が138℃のSn-Bi(Sn43質量%、Bi57質量%)を例に挙げると、150℃で保持することで、はんだ層11が形成され、樹脂成分5がはんだ層11の外周部を覆い、硬化して樹脂層12になることがよい。また、この時、銅配線3の空隙部3aの少なくとも一部に充填された樹脂成分が硬化して樹脂充填部13が形成される。
 はんだ接合時の雰囲気は、焼結体の酸化抑制の観点から、無酸素雰囲気であってよく、銅配線3の表面酸化物を除去するという観点から、還元雰囲気であってもよい。無酸素雰囲気としては、例えば、窒素、希ガス等の無酸素ガスの導入、又は真空下が挙げられる。還元雰囲気としては、例えば、純水素ガス中、フォーミングガスに代表される水素及び窒素の混合ガス中、ギ酸ガスを含む窒素中、水素及び希ガスの混合ガス中、ギ酸ガスを含む希ガス中等が挙げられる。
 加熱処理時の到達最高温度は、各部材への熱ダメージの低減及び歩留まりを向上させるという観点から、150℃以上であってよく、350℃以下、300℃以下、又は260℃以下であってよい。到達最高温度が、150℃以上であれば、到達最高温度保持時間が60分間以下において、はんだ粒子4の溶融が充分に進行する傾向にある。
 はんだ接合は、電子素子8に圧力を加えた状態で行われてよく、はんだペースト層6上の電子素子8及びその他の部材による自重のみで行われてもよい。当該圧力は、0.01MPa以下又は0.005MPa以下であってよい。焼結時に受ける圧力が上記範囲内であれば、特別な加圧装置が不要なため歩留まりを損なうこと無く、ボイドの低減、接合強度及び接続信頼性をより一層向上させることができる。電子素子8に圧力を加える方法としては、例えば、最も上に位置する電子素子8上に重りを載せる方法等が挙げられる。
 以上説明した製造方法により得られる電子部品10は、ポリマー成形体1と、ポリマー成形体1上に設けられた銅配線3と、銅配線3と電子素子8とを接合するはんだ層11と、はんだ層11の少なくとも一部を被覆する樹脂層12とを備えている。銅配線3の空隙部3aの少なくとも一部は、樹脂層12と同じ樹脂成分の硬化物で充填されている。
 図2は、電子部品10において、銅配線3とポリマー成形体1の接合部の詳細を表した図である。銅配線3の空隙部3aがポリマー成形体1との界面に形成され、空隙部3aに樹脂成分が充填され、硬化して樹脂充填部13となり、銅配線3とポリマー成形体1との接着性を向上させることが可能である。
 図3は、他の一実施形態の電子部品の製造方法を示す模式断面図である。以下、本実施形態について説明するが、上述した実施形態と重複する説明は省略する。この製造方法では、第1の工程の準備工程において、図3の(a)に示すように、ポリマー成形体1を準備する(準備工程)。第1の工程では、準備工程に続いて、図3の(b)に示すように、ポリマー成形体1上に銅ペーストを所定のパターンで(銅配線を形成する部分に)塗布して銅ペースト層2を形成する(形成工程)。そして、図3の(c)に示すように、銅粒子同士を焼結させることにより、銅配線3を形成する。(第2の工程)。
 続いて、図3の(d)に示すように、銅配線3の一部に樹脂成分を含む樹脂層14を形成する。樹脂成分は、銅配線3の空隙部3aの少なくとも一部に充填され樹脂充填部15が得られる。樹脂成分は、上述したはんだペーストの樹脂成分5と、同一であってよい。樹脂成分と樹脂成分5が同じ場合、樹脂層14を銅配線3とポリマー成形体1の全面に塗布してもよい。銅配線3上に塗布された樹脂層14の上部に、はんだ粒子4及び樹脂成分5を含有するはんだペーストを塗布してよい。電子素子8を接合する銅配線3以外の箇所に、樹脂層14を形成し、あらかじめ硬化しても、しなくてもよい。樹脂層14の硬化時の雰囲気は、銅配線3の酸化抑制の観点から、無酸素雰囲気であってよく、還元雰囲気であってもよい。無酸素雰囲気としては、例えば、窒素、希ガス等の無酸素ガスの導入、又は真空下が挙げられる。還元雰囲気としては、例えば、純水素ガス中、フォーミングガスに代表される水素及び窒素の混合ガス中、ギ酸ガスを含む窒素中、水素及び希ガスの混合ガス中、ギ酸ガスを含む希ガス中等が挙げられる。
 続いて、図3の(e)に示すように、はんだペーストを所定の銅配線3上に、所定のパターンで塗布する(第3の工程)。樹脂成分5は、銅配線3の空隙部3aに浸透し、銅配線3の少なくとも一部に充填している。第3の工程に続いて、図3の(f)に示すように、はんだペースト層6の所定の位置に電極9を有する電子素子8を配置(マウント)する(第4の工程)。第4の工程に続いて、図3の(g)に示すように、はんだ粒子4を溶融することで、はんだ層11を形成し、銅配線3と電子素子8の電極9とを接合する(第5の工程)。また、樹脂層14は、硬化して樹脂層16となる。これにより、電子部品18が得られる。
 以上説明した製造方法により得られる電子部品18は、ポリマー成形体1と、ポリマー成形体1上に設けられた銅配線3と、銅配線3と電子素子8の電極9とを接合するはんだ層11と、はんだ層11の少なくとも一部を被覆する樹脂層12と、銅配線3の一部を被覆する樹脂層16と、を備えている。銅配線3の空隙部3aの少なくとも一部は、樹脂層12又は樹脂層16と同じ樹脂成分の硬化物で充填されている。
 本実施形態に係る電子部品の製造方法では、銅ペーストを所定のパターン(銅配線3に対応するパターン)で塗布するため、触媒を含むポリマーが不要であり、また、レーザー照射及び無電解銅めっきの工程を省略できる。加えて、これらの製造方法では、銅配線3上にペースト層6を形成した後、電子素子8を配置して熱処理することにより、銅配線3と電子素子8とをはんだにより互いに接合すると共に、はんだ層11の少なくとも一部が樹脂層12により被覆され、銅配線3の空隙部の少なくとも一部に充填された樹脂成分が硬化して樹脂充填部13又は樹脂充填部17が形成されることによって、ポリマー成形体と銅配線との接着性を改善することができる。
 本実施形態に係る製造方法では、銅配線3の一部を被覆する樹脂成分を含む樹脂層14と、はんだペーストにおける樹脂成分5とを、同一成分とすることで、電子素子8と銅配線3とのはんだ接合と、銅配線3の表面保護被膜の作製とを同一工程で行うことが可能で、従来行っていた工程(ソルダーレジストの形成工程(銅配線及びポリマー成形体前面への有機被膜の塗布、露光、現像によるはんだ接合のための開口部の形成)、ソルダーペーストの配線開口部への塗布、熱処理によるはんだ接合工程(部品実装)等)と比較して、大幅に工程及び製造するための時間を短縮することができる。
 図4は、銅粒子の焼結体からなる銅配線の断面の一例を示すSEM像である。図4に示す銅配線24は、接合界面(例えば、ポリマー成形体と配線との接合面)に対して略平行に配向したフレーク状の銅粒子に由来する構造である。配線が上記銅配線24を有する場合、接合界面方向と略平行にフレーク状の銅粒子を配向させることで、配線の割れを抑制することができる。さらに、理由は定かではないが、配線とポリマー成形体との接着性を向上させることができる。
 図4に示す銅配線24を有する配線は、フレーク状の銅粒子に由来する焼結銅24aの他に、空孔24bと、フレーク状の銅粒子同士を接合する銅粒子(例えば球状の銅粒子)に由来する焼結銅と、を更に含んでいてよい。上記銅配線24を有する配線は、例えば、フレーク状の銅粒子と、場合によりフレーク状の銅粒子同士を接合する銅粒子(例えば球状の銅粒子)と、を含む銅ペーストを焼結することより形成することができる。
 ここで、フレーク状とは板状、鱗片状等の平板状の形状を包含する。上記構造に含まれるフレーク状の銅粒子に由来する焼結銅24aにおいて、長径(最大径)と厚さとの比(長径/厚さ、アスペクト比)は5以上であってよい。長径の数平均径は2.0μm以上であってよく、3.0μm以上であってもよく、4.0μm以上であってもよい。フレーク状の銅粒子に由来する焼結銅24aがこのような形状である場合、配線に含まれる上記銅配線24による補強効果が向上し、配線とポリマー成形体との接着性(接合強度)及び配線の導通信頼性により一層優れるものとなる。
 フレーク状の銅粒子に由来する焼結銅24aの長径及び厚さは、例えば、配線の断面のSEM像から求めることができる。以下に、フレーク状の銅粒子に由来する焼結銅の長径と厚さをSEM像から測定する方法を例示する。まず、配線を直方体状に切り出し測定用サンプルとする。サンプルを注形用のカップに配置し、カップ内にエポキシ注形樹脂をサンプル全体が埋まるように注ぎ、硬化させる。注形したサンプルの観察したい断面付近で切断し、研磨で断面を削り、CP(クロスセクションポリッシャ)加工を行う。サンプルの断面をSEM装置により5000倍で観察する。配線の断面画像(例えば5000倍)を取得し、稠密な連続部であり、直線状、直方体状、楕円体状の部分で、この部分の内に内包される直線の中で最大の長さのものを長径、それと直交してこの部分に内包される直線の中で最大の長さのものを厚さとしたときに、長径の長さが1.0μm以上で且つ長径/厚さの比が4以上であるものをフレーク状の銅粒子に由来する焼結銅とみなし、測長機能のある画像処理ソフトによりフレーク状の銅粒子に由来する焼結銅の長径と厚さを測長する。それらの平均値については、無作為に選んだ20点以上で数平均を計算することで得られる。
 上記実施形態では、金属粒子として銅粒子を用いた態様を記載しているが、本実施形態に係る金属粒子としては、銅粒子に限定されず。焼結可能な金属を含む粒子を用いることができる。銅粒子以外の金属粒子を用いた場合にも、上述した電子部品の製造工程を適用することができる。
 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[銅ペーストの調製]
(銅ペーストa1)
 分散媒としてα-テルピネオール(富士フイルム和光純薬株式会社製)5.2g及びイソボルニルシクロヘキサノール(日本テルペン化学株式会社製)6.8gと、サブマイクロ銅粒子として「CH-0200」(三井金属鉱業株式会社製、50%体積平均粒径:0.36μm、粒径が0.01~0.8μmの銅粒子の含有量:95質量%)52.8gとをポリ瓶に混合し、超音波ホモジナイザー(日本精機株式会社製の商品名「US-600」)により19.6kHz、600W、1分間処理し分散液を得た。この分散液に、フレーク状マイクロ銅粒子として「MA-C025」(三井金属鉱業株式会社製、最大径が1~20μmの銅粒子の含有量:100質量%)35.2gを添加し、スパチュラで乾燥粉がなくなるまでかき混ぜた。ポリ瓶を密栓し、自転公転型攪拌装置(株式会社シンキー製の商品名「Planetry Vacuum Mixer ARV-310」)を用いて、2000rpmで2分間撹拌し、減圧下、2000rpmで2分間撹拌して、銅ペーストa1を得た。
(銅ペーストa2)
 サブマイクロ銅粒子の代わりに、銀コート銅粒子「10%AgコートCu-HWQ 5μm」(福田金属箔粉工業株式会社製、50%体積平均粒径:5.89μm)を用い、フレーク状マイクロ銅粒子の代わりに、銀コート銅粒子「10%Agコート2L3」(福田金属箔粉工業株式会社製、50%体積平均粒径:10.86μm)を用いた以外は、銅ペーストa1の調製と同様にして、銅ペーストa2を得た。
[はんだペーストの調製]
 はんだ粒子(「Sn42-Bi58粒子」、平均粒子径:20μm)を70質量部、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製の商品名「YDF-170」、エポキシ当量:170)を25.2質量部、イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社製の商品名「2PZ-CN」)を1.3質量部、2,2-ビスヒドロキシメチルプロピオン酸を3.5質量部混合して、はんだペーストを調製した。
[実施例1]
(電子部品40の作製)
 大きさ40mm×40mm、厚み3mmの液晶ポリマーからなるポリマー成形体(住友化学株式会社製の商品名「スミカスーパーLCP E6000HF」)を準備した。続いて、図5の(a)に示すように、ポリマー成形体31上に、1.5mm×1mmの長方形の開口を2つ有するステンレス製のメタルマスク(厚み:50μm)を載せ、メタルスキージを用いたステンシル印刷により銅ペーストa1を塗布して銅ペースト層32を形成した部材を得た。
 上記部材を、チューブ炉(株式会社エイブイシー製)にセットし、アルゴンガスを1L/分で流して空気をアルゴンガスに置換した。その後、水素ガスを300mL/分で流しながら昇温10分間、180℃で60分間の条件で焼結処理することにより銅ペースト層32を焼結させ、図5の(b)に示すように、銅配線33を形成した。
 続いて、図5の(c)に示すように、銅配線33上に、はんだペーストを塗布してはんだペースト層34を形成した後、図5の(d)に示すように、はんだペースト層34上に、電極36が形成されたセラミックコンデンサ35(2mm×1.2mm×0.6mmt、株式会社村田製作所製の商品名「GQMシリーズ」)を配置(マウント)した部材を得た。なお、電極36は、セラミックコンデンサ35の両端に銅で形成されていた。
 続いて、図5の(d)に示す部材を、170℃に加熱したホットプレートに大気中で15分間載置して、電子部品40を得た。電子部品40の断面の形状を図5の(e)に示す。図5の(e)は、図5の(d)におけるIVc-IVc線に沿った断面図である。セラミックコンデンサ35の電極36と銅配線33とが、はんだ層37により接合され、はんだ接合部の外周が樹脂層38により補強されていた。
 電子部品40を注型樹脂42で包埋して、断面観察用のサンプルを作製した。光学顕微鏡による電子部品40の断面の観察結果を図6に示す。セラミックコンデンサ35の電極36と銅配線33とが、はんだ層37を介して接合され、はんだ層37の外周に樹脂層38が形成されている。ポリマー成形体31、銅配線33及びはんだ層37の断面の光学顕微鏡による観察結果を図7に示す。銅配線33は空隙を有し、空隙部には樹脂成分が充填され、樹脂充填部43が形成されていた。
(接着性の評価)
 電子部品40について、ボンドテスタ(Dage社製の商品名:万能ボンドテスタ シリーズ4000)を用いて、接続強度(シェア強度)を測定した。具体的には、図10の(a)及び(b)に示すように、電子部品40に対し、シェアツール45を、シェア高さ50μmで配置し、矢印の方向に0.5mm/分の速度でシェアを行い、シェア強度を測定した。なお、図10の(b)は、図5の(d)におけるIVc-IVc線に沿った断面図である。ポリマー成形体31と銅配線33とが接合されている20箇所のシェア強度の平均値から、ポリマー成形体31と銅配線33との接着性を評価した。結果を表1に示す。
(電子部品44の作製)
 上記ポリマー成形体を準備し、図8の(a)に示すように、ポリマー成形体31上に、0.9mm×0.9mmの正方形の開口を1つ有するステンレス製のメタルマスク(厚み:50μm)を載せ、メタルスキージを用いたステンシル印刷により銅ペーストa1を塗布して銅ペースト層32を形成した部材を得た。得られた部材を、チューブ炉(株式会社エイブイシー製)にセットし、アルゴンガスを1L/分で流して空気をアルゴンガスに置換した。その後、水素ガスを300mL/分で流しながら昇温10分間、180℃で60分間の条件で焼結処理することにより銅ペースト層を焼結し、図8の(b)に示すように、銅配線33を形成した。
 続いて、図8の(c)に示すように、銅配線上にはんだペーストを塗布してはんだペースト層34を形成した。続いて、図8の(d)に示すように、はんだペースト層34上部に、銅基板39(1mm×1mm×0.3mmt)を配置(マウント)して部材を得た。続いて、大気中で、170℃に加熱したホットプレートに、図8の(d)に示す部材を乗せて、15分間放置した。放置することにより得た、電子部品44の断面の形状を図8の(e)に示す。銅基板39と銅配線33とが、はんだ層37により接合され、はんだ層37の外周部が樹脂層38により補強されていた。
 光学顕微鏡による電子部品44の断面の観察結果を図9に示す。銅基板39と銅配線33とがはんだ層37を介して接合され、はんだ層37の外周に樹脂層38が形成されている。
(接着性の評価)
 電子部品44について、ボンドテスタを用いて、接続強度(シェア強度)を測定した。具体的には、図11に示すように、電子部品44に対し、シェアツール45を、シェア高さ50μmで配置し、矢印の方向に0.5mm/分の速度でシェアを行い、シェア強度を測定した。ポリマー成形体31と銅配線33とが接合されている20箇所のシェア強度の平均値から、ポリマー成形体31と銅配線33との接着性を評価した。結果を表1に示す。
[実施例2]
 銅ペースト層32の焼結温度を180℃から225℃に変更した以外は、実施例1と同様にして電子部品40及び電子部品44を作製して、接着性を評価した。
[実施例3]
 銅ペーストa1に代えて、銅ペーストa2を用いて、銅ペースト層32を形成し、銅ペースト層32を大気中において180℃で10分間焼成した以外は、実施例1と同様にして電子部品40及び電子部品44を作製して、接着性を評価した。
[比較例1]
 はんだペーストに代えて、はんだ粒子「Sn42-Bi58粒子」のみを用いてはんだ層37を形成した以外は実施例1と同様にして、図12に示す電子部品48及び図13に示す電子部品49を作製して、接着性を評価した。
[比較例2]
 はんだペーストに代えて、はんだ粒子「Sn42-Bi58粒子」のみを用いてはんだ層37を形成した以外は実施例2と同様にして、電子部品48及び電子部品49を作製して、接着性を評価した。
[比較例3]
 はんだペーストに代えて、はんだ粒子「Sn42-Bi58粒子」のみを用いてはんだ層37を形成した以外は実施例3と同様にして、電子部品48及び電子部品49を作製して、接着性を評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 1,31…ポリマー成形体、2,32…銅ペースト層、3,24,33…銅配線、3a…空隙部、4…はんだ粒子、5…樹脂成分、6,34…はんだペースト層、7,13,15,17,43…樹脂充填部、8…電子素子、35…セラミックコンデンサ、9,36…電極、10,40,44,48,49…電子部品、11,37…はんだ層、12,14,16,38…樹脂層、39…銅基板、42…注型樹脂、45…シェアツール。

Claims (18)

  1.  ポリマー成形体上に、金属粒子を含有する金属ペーストを所定のパターンで塗布して金属ペースト層を形成する第1の工程と、
     前記金属粒子を焼結させることにより、金属配線を形成する第2の工程と、
     前記金属配線上に、はんだ粒子及び樹脂成分を含有するはんだペーストを塗布してはんだペースト層を形成する第3の工程と、
     前記はんだペースト層上に電子素子を配置する第4の工程と、
     前記はんだペースト層を加熱して、前記金属配線と前記電子素子とを接合するはんだ層を形成すると共に、前記はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂層を形成する第5の工程と、を備える、電子部品の製造方法。
  2.  前記第2の工程において、前記金属配線が空隙を有している、請求項1に記載の電子部品の製造方法。
  3.  前記第3の工程において、前記空隙の少なくとも一部が、前記樹脂成分により充填されている、請求項2に記載の電子部品の製造方法。
  4.  前記はんだ粒子が、スズを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。
  5.  前記はんだ粒子が、In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金及びSn-Cu合金からなる群より選ばれる少なくとも1種のスズ合金からなる、請求項4に記載の電子部品の製造方法。
  6.  前記金属粒子が、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、銀及びスズからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。
  7.  前記ポリマー成形体が、液晶ポリマー又はポリフェニレンスルフィドからなる、請求項1~6のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。
  8.  前記電子素子が、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、銀及びスズからなる群より選ばれる少なくとも1種を最表面に含む電極を有し、
     前記第4の工程において、前記電極が前記はんだペースト層と接するように前記電子素子を配置する、請求項1~7のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。
  9.  前記金属粒子が、粒径が2.0μm以上である第1の金属粒子と、粒径が0.8μm以下である第2の金属粒子とを含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。
  10.  ポリマー成形体と、
     前記ポリマー成形体上に設けられ、金属粒子の焼結体からなる金属配線と、
     前記金属配線上に配置された電子素子と、
     前記金属配線と前記電子素子とを接合するはんだ層と、
     前記はんだ層の少なくとも一部を被覆する樹脂成分の硬化物からなる樹脂層と、
    を備える、電子部品。
  11.  前記金属配線が、空隙を有する、請求項10に記載の電子部品。
  12.  前記空隙の少なくとも一部が、前記樹脂成分の硬化物で充填されている、請求項11に記載の電子部品。
  13.  前記はんだ層が、スズを含む、請求項10~12のいずれか一項に記載の電子部品。
  14.  前記はんだ層が、In-Sn合金、In-Sn-Ag合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金及びSn-Cu合金からなる群より選ばれる少なくとも1種のスズ合金からなる、請求項13に記載の電子部品。
  15.  前記金属粒子が、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、銀及びスズからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む、請求項10~14のいずれか一項に記載の電子部品。
  16.  前記ポリマー成形体が、液晶ポリマー又はポリフェニレンスルフィドからなる、請求項10~15のいずれか一項に記載の電子部品。
  17.  前記電子素子が、銅、ニッケル、パラジウム、金、白金、銀及びスズからなる群より選ばれる少なくとも1種を最表面に含む電極を有し、
     前記電極が、前記はんだ層と接合している、請求項10~16のいずれか一項に記載の電子部品。
  18.  前記金属粒子が、粒径が2.0μm以上である第1の金属粒子と、粒径が0.8μm以下である第2の金属粒子とを含む、請求項10~17のいずれか一項に記載の電子部品。
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