東北大學與三井礦業株式會社通過聯合研究,開發出在極低環境負荷條件下合成具有低溫燒結性的銅納米粒子的新工藝。
以銀納米粒子為接合材料的低溫燒結銀納米漿料的研究正在開發中。近年來,使用比銀便宜的銅納米粒子的研究和開發一直很活躍,但由於銅納米粒子的製備方法使用聚合物來抑制生成的銅納米粒子的聚集和抗氧化,因此在高溫下分解的有機物質在銅顆粒表面殘留並阻礙低溫燒結。
在研究中,我們在水、大氣、室溫等極低環境負荷條件下,通過水溶性銅絡合物的還原處理(水溶性銅絡合物室溫還原法),成功合成了低溫可燒結銅納米粒子。通過對得到的銅納米粒子進行加熱燒成,可知有機成分在低溫(約140℃)下分解,開始了銅納米粒子的燒結。
將本次開發的銅納米粒子製成糊狀時,通過180℃左右的低溫燒成(氮氣氛中的無壓燒成)將銅納米粒子燒結在聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜或聚酰亞胺(PI)薄膜上。 ). 可以獲得良好的粗銅佈線(厚度 14 μm)。因此,印刷電子產品有望取代银浆和焊料作為物聯網傳感器的電路形成材料。
此外,作為使用銅基板與銅膏接合的模擬接合結構的金屬對金屬接合材料,通過200℃左右的低溫燒成(無壓燒成)實現高剪切強度(>30MPa)氮氣氛中),有望作為下一代功率器件(SiC、GaN)的接合材料投入實用。