(57)【要約】  導電性金属層（例えば銅金属の層）を仕上げるための方法は、導電性金属層上に分子銀インクをコーティングする工程と、銀インクを分解して導電性金属層上に銀金属のはんだ付け可能なコーティングを形成する工程とを含む。この分子銀インクは、カルボン酸銀、担体及び高分子バインダーを含む。この方法は付加的であり、導電性金属層上に銀金属仕上げを費用効果的に形成することを可能にし、これは導電性金属層を酸化及びさらなる腐食から保護すると共に鉛及び無鉛はんだでのはんだ付けを可能にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性金属層を仕上げるための方法であって、
前記導電性金属層上に分子銀インクをコーティングする工程であり、前記分子銀インクが、カルボン酸銀、担体及び高分子バインダーを含む工程；並びに、
前記銀インクを分解して、前記導電性金属層上に銀金属のはんだ付け可能なコーティングを形成する工程、
含む方法。
【請求項２】
導電性金属層上にはんだ付けするための方法であって、
導電性金属層上に分子銀インクをコーティングする工程であり、前記分子銀インクが、カルボン酸銀、担体及び高分子バインダーを含む工程；
前記銀インクを分解して、前記導電性金属層上に銀金属のはんだ付け可能なコーティングを形成する工程；並びに、
前記導電性金属層上にコーティングされたはんだ付け可能な銀金属にはんだを塗布して、前記銀金属とのはんだ接合部を形成する工程、
を含む方法。
【請求項３】
前記導電性金属層が、銅、金、スズ、パラジウム、アルミニウム又はそれらの合金を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記高分子バインダーが、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテル又はそれらの任意の混合物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記高分子バインダーが、前記高分子バインダーを前記担体と相溶性にする官能基を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記高分子バインダーが、ヒドロキシル末端及び／又はカルボキシル末端ポリエステルを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記カルボン酸銀が、前記インクの総重量を基準として約１９重量％以上の前記インク中の銀充填量をもたらす量で前記インク中に存在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記カルボン酸銀が、前記インクの総重量を基準として約２４重量％以上の前記インク中の銀充填量をもたらす量で前記インク中に存在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記カルボン酸銀が、ネオデカン酸銀を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ネオデカン酸銀が、前記インクの総重量を基準として約６０重量％以上の量で前記インク中に存在する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ネオデカン酸銀が、前記インクの総重量を基準として約８０重量％以上の量で前記インク中に存在する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記高分子バインダーが、前記インクの総重量を基準として約０．１重量％〜約５重量％の量で前記インク中に存在する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記担体が、有機溶媒を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記溶媒が、α−テルピネオールを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記担体が、前記インクの総重量を基準として約１重量％〜約５０重量％の範囲内の量で前記インク中に存在する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記担体が、前記インクの総重量を基準として約１０重量％〜約４０重量％の範囲内の量で前記インク中に存在する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記導電性金属層が、基板上に堆積される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記基板が、ポリエチレンテレフタラート、ポリオレフィン、ポリジメチルシロキサン、ポリスチレン、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、熱可塑性ポリウレタン、シリコーン膜、ウール、シルク、綿、亜麻、ジュート、モーダル、竹、ナイロン、ポリエステル、アクリル、アラミド、スパンデックス、ポリラクチド、紙、ガラス、金属又は誘電体コーティングを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記導電性金属層上に前記分子銀インクをコーティングする工程が、印刷を含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記印刷が、スクリーン印刷又はステンシル印刷を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記分子銀インクの前記分解が、前記分子銀インクの焼結を含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
基板の表面の少なくとも一部に堆積された導電性金属層を備える層状材料であって、
前記導電性金属層は、カルボン酸銀、担体、及び高分子バインダーを含む分子インクで少なくとも部分的にコーティングされており、
前記高分子バインダーは、前記高分子バインダーを前記担体と相溶性にする官能基を有するポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド又はそれらの任意の混合物を含む、層状材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、金属導電層の仕上げ、特に印刷回路に使用するためのはんだ付け可能な金属を含む金属導電層の仕上げ方法、及び特に印刷回路の製造における金属導電層上へのはんだ付けの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板（ＰＣＢ）の上側及び下側に位置する銅層は急速に酸化し、表面上に生成されたＣｕＯ／ＣｕＯ２酸化物は、銅パッド上のはんだの湿潤作用を抑制する。この現象により、銅はんだ層は、許容可能で信頼性のあるはんだ接合部を生成することができないため、電子部品の組立てには不適当となる。したがって、銅は、ＰＣＢを使用可能にするために表面仕上げを必要とする。表面仕上げには２つの重要な機能がある。第一に、露出した銅を酸化から保護すること、第二に、部品をプリント回路基板に組み立てる（はんだ付けする）際にはんだ付け可能な表面を提供することである。いくつかのＰＣＢ表面仕上げが存在し、価格、入手可能性、保存寿命、信頼性及び組立加工は様々である。それぞれの仕上げにはそれぞれ利点と制限があるが、ほとんどの場合、プリント回路基板の設計、応用分野（医療、軍事、航空宇宙、工業用等）、環境曝露、及び組立プロセスによって、用途に最適な表面仕上げが決定付けられる。
【０００３】
例えば、ＰＣＢの銅の上下のはんだ層は、液浸スズ又は液浸銀プロセスを使用して酸化から保護することができる。特に銀浸漬は、優れた性能及び優れた表面仕上げを提供するプロセスである。銀浸漬プロセスでは、はんだ付けして酸化及び腐食から保護する必要がある銅表面上に銀金属が選択的に堆積される。銀浸漬により、銅上に厚さ約８〜１５μｍの滑らかで均一な堆積物が得られる。平坦なトポグラフィを有する表面仕上げは、ファインピッチＩＣ、高Ｉ／Ｏ  ＢＧＡ、及び非常に小さい電子部品等の高密度回路をはんだ付けするために絶対に必要とされる。また、液浸銀表面仕上げは、ＰＣＢの保管条件に応じて、６ヶ月〜１２ヶ月という許容可能なＰＣＢ保存寿命を提供する。
【０００４】
実際の銀液浸表面仕上げは、銀イオン又は銀塩溶液を使用して露出した銅表面に電着又は無電解メッキされる。製造の観点から、このプロセス（方法）は銀塩濃度、溶液ＰＨに非常に敏感であり、堆積速度及び表面仕上げ品質を維持するために、自動化されたプロセス制御及び測定を必要とする。液浸銀プロセスステップ（工程）は、攪拌された酸性溶液の槽内で板をメッキし、続いて超音波処理して、得られたＰＣＢを洗浄することである。これらのステップ（工程）中、良好なはんだ接合部の形成に有害な硫黄汚染が発生する可能性がある。実際のプロセスに伴う別の問題は、それが大量の水を使用し、有毒廃棄物を発生し、プロセス廃水を処理するために水汚染除去施設を必要とすることである。最後に、これらの施設で働く従業員は安全のために保護具を着用しなければならない。
【０００５】
上記の全てを考慮して、導電性金属層を保護すると共に鉛及び無鉛はんだを使用してはんだ付けすることを可能にする銀表面仕上げの形成を可能にする、付加的な方法が必要とされている。そのような付加的な方法は、はんだ付け可能な金属を銀で仕上げるための費用効果的な方法であろう。
【発明の概要】
【０００６】
一態様において、導電性金属層を仕上げるための方法が提供され、この方法は、導電性金属層上に分子銀インクをコーティングする工程であって、分子銀インクが、カルボン酸銀、担体及び高分子バインダーを含む工程と、銀インクを分解して、導電性金属層上に銀金属のはんだ付け可能なコーティングを形成する工程とを含む。
【０００７】
別の態様において、導電性金属層上にはんだ付けするための方法が提供され、この方法は、導電性金属層上に分子銀インクをコーティングする工程であって、分子銀インクが、カルボン酸銀、担体及び高分子バインダーを含む工程と、銀インクを分解して、導電性金属層上に銀金属のはんだ付け可能なコーティングを形成する工程と、導電性金属層上にコーティングされたはんだ付け可能な銀金属にはんだを塗布して、銀金属とのはんだ接合部を形成する工程とを含む。
【０００８】
別の態様において、基板の表面の少なくとも一部に堆積された導電性金属層を備える層状材料が提供され、導電性金属層は、カルボン酸銀、担体、及び高分子バインダーを含む分子インクで少なくとも部分的にコーティングされており、高分子バインダーは、高分子バインダーを担体と相溶性にする官能基を有するポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド又はそれらの任意の混合物を含む。
【０００９】
別の態様において、分子インク中の結合剤としてのヒドロキシル末端及び／又はカルボキシル末端ポリエステルの使用が提供される。
【００１０】
これらのプロセス（方法）は相加的であり、導電性金属層上に銀金属仕上げを形成することを可能にし、これは、導電性金属層を保護すると共に鉛及び無鉛はんだでのはんだ付けを可能にする。このプロセスは費用効果的である。
【００１１】
さらなる特徴は、以下の詳細な説明の過程で説明される、又は明らかになるであろう。本明細書に記載の各特徴は、記載された他の特徴のうちの１つ又は複数との任意の組み合わせで利用され得ること、各特徴は、当業者に明らかな場合を除いて別の特徴の存在に必ずしも依存しないことを理解されたい。
【００１２】
より明確に理解するために、添付の図面を参照しながら、好ましい実施形態を例として詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】はんだが塗布された銀コーティング銅表面の概略図（左）及び光学画像（右）を示す図である。銀コーティングは、銅表面に分子銀インクを印刷し、続いて焼結することによって形成された。銀コーティングは、安定した強いはんだ接合部の形成を可能にする。
【図１Ｂ】はんだが塗布された裸の銅表面の概略図（左）及び光学画像（右）を示す図である。はんだが銅表面を適切に濡らさないため、ＩＰＣ  Ａ−６１０によると、はんだ接合部が許容できない結果となる。
【図２Ａ】はんだと銀仕上げはんだを有する銅箔との間の金属間層を示す断面ＳＥＭ画像を示す図である。
【図２Ｂ】はんだ層、金属間化合物層及び銅箔に沿った原子組成のＥＤＳ分析を伴う断面ＳＥＭ画像を示す図である。
【図２Ｃ】はんだ層、金属間化合物層及び銅箔に沿った原子組成のＥＤＳ分析を伴う断面ＳＥＭ画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
仕上げられる、又は仕上げ及びはんだ付けされるべき導電性金属層は、任意の物理的形態、例えばシート（例えば箔、プレート）、ワイヤ、球（例えばボールベアリング）等の自立構造であってもよく、又は、基板上に堆積された構造、例えば基板の少なくとも一部に堆積された薄いシート、トレース、ピラー等であってもよい。プリント回路基板（ＰＣＢ）又は他の電子構造の製造では、導電性金属層は、適切な基板上にしばしばトレースの形態で堆積され得る。導電性金属層は、はんだ付け可能な金属、例えば銅、金、スズ、パラジウム、アルミニウム又はそれらの合金を含み得る。この方法は、銅又は銅合金に特に有用である。
【００１５】
適切な基板は、中でも例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）（例えばＭｅｌｉｎｅｘ（商標））、ポリオレフィン（例えばシリカ充填ポリオレフィン（Ｔｅｓｌｉｎ（商標））、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリスチレン、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン、ポリカーボネート、ポリイミド（例えばＫａｐｔｏｎ（商標））、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、シリコーン膜、ウール、シルク、綿、亜麻、ジュート、モーダル、竹、ナイロン、ポリエステル、アクリル、アラミド、スパンデックス、ポリラクチド、紙、ガラス、金属、誘電体コーティングを含み得る。
【００１６】
基板上への導電性金属層の堆積は、任意の適切な方法、例えば電着（例えば電気メッキ）、堆積及び分子インクの焼結によって達成することができる。リジッド回路及びフレックス回路は、主に、接着剤及び熱を使用して表面にラミネートされた純金属箔を使用し、続いて必要なトレース及びパターンを生成するようにエッチングすることによって製造される。
【００１７】
導電性金属層がリジッド又はフレキシブル基板上に堆積又はラミネートされると、基板の表面の少なくとも一部にはんだ付け可能な金属の層を含む層状材料が製造され得る。ＩＰＣ  Ａ−６１０規格は、腐食を防ぐためにリジッド回路又はフレックス回路上に露出した銅を必要としないため、導電性金属層は、好ましくは、分子銀インクで完全にコーティングされる。
【００１８】
インクは、任意の適切な方法、例えば印刷によって導電性金属層上にコーティングすることができる。印刷方法は、例えば、スクリーン印刷、ステンシル印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、スタンプ印刷、エアブラシ、エアロゾル印刷、植字、又は任意の他の方法を含み得る。スクリーン印刷又はステンシル印刷等付加的な方法が特に有用であることがこの方法の利点である。付加的なコーティング方法は、例えばプリント回路基板上での積層造形技術の使用を可能にする。
【００１９】
導電性金属層を分子銀インクでコーティングした後、導電性金属層上のインクを乾燥及び分解させ、導電性金属層上に銀金属コーティングを形成して導電性金属層を仕上げることができる。導電性金属層上のカルボン酸銀を乾燥及び分解させると、導電性金属層上に導電性のはんだ付け可能な銀金属コーティングが形成される。乾燥及び分解は、任意の適切な技術によって達成することができ、その技術及び条件は、基板の種類及びカルボン酸銀の種類によって導かれる。例えば、インクの乾燥及びカルボン酸銀の分解は、加熱及び／又はフォトニック焼結によって達成することができる。
【００２０】
一技術では、基板を加熱することにより、カルボン酸銀コーティングを乾燥及び焼結させて金属銀を形成する。比較的高い温度範囲で長時間にわたり加熱を行うことができることは利点である。加熱は、良好な機械的特性を有する比較的高導電性の銀コーティングを製造する一方で、約１５０℃以上、又は１６５℃以上、又は１７５℃以上、又は１８０℃以上、又は１８５℃以上、又は２００℃以上、又は２２０℃以上、又は２３０℃以上、又は２４０℃以上の温度で行うことができる。一実施形態において、温度は、約２００℃〜約２５０℃の範囲内である。加熱は、好ましくは、約１〜１８０分、例えば５〜１２０分、又は５〜６０分の範囲内の時間行われる。加熱は、はんだ付け可能な導電性銀コーティングを形成するためにインクを焼結するのに十分な温度と時間の間のバランスで行われる。インクの改善された熱安定性は、より長い期間、例えば最長１時間、又はそれ以上の加熱を可能にする。加熱装置の種類も、焼結に必要な温度及び時間に影響する。焼結は、酸化性雰囲気（例えば空気）又は不活性雰囲気（例えば窒素及び／又はアルゴンガス）下で基板を用いて行うことができる。
【００２１】
別の技術では、フォトニック焼結システムは、広帯域スペクトルの光を送達する高輝度ランプ（例えばパルスキセノンランプ）を特徴とし得る。ランプは、トレースに約５〜３０Ｊ／ｃｍ２のエネルギーを供給することができる。パルス幅は、好ましくは約０．５８〜１．５ｍｓの範囲内である。フォトニック焼結は、周囲条件下で（例えば空気中で）行うことができる。フォトニック焼結は、ポリエチレンテレフタラート又はポリイミド基板が使用される場合特に適している。
【００２２】
導電性金属トレースが電気的に切断されている基板上、又は他の構成要素が追加される基板上では、トレースと電子部品との間の相互接続は、はんだ付け可能な表面仕上げ及びはんだを使用することによって行うことができる。銀インクを銀フィルムに焼結した後、はんだ付けを行う。分子銀インクが、導電性金属層に対する優れた接着性を有し、はんだが塗布されるより高い温度に耐えることができる高分子バインダーと配合されることは利点である。その結果、分子銀インクは、滑らかな導電性銀トレースを生成することができ、これははんだ接合部を適切に形成するのに望ましい。強いはんだ接合部を生成する能力は、プリント回路基板上で積層造形技術を使用する場合特に有用である。分子銀インクは、強いはんだ相互接続を生成する銀仕上げを提供する。はんだ付けされた部品は許容され得る剪断強度を示し、印刷されたトレース及び特徴の接着力は、はんだ付けプロセスによって影響されない。無鉛はんだ付けプロセスを使用して製造された相互接続、及び導電性金属表面上に印刷された分子インクの導電率は、剪断力装置を使用して測定され、後者は、導電性エポキシを使用して作製された相互接続よりはるかに良好な剪断力の結果を示した。分子インク及び無鉛はんだを使用して作製された相互接続の導電率は、電着、又はメッキ、及び同じはんだ付けプロセスによって生成された表面仕上げを使用して作製された相互接続の導電率に匹敵する。
【００２３】
部品をプリント回路基板に取り付けるためのはんだ付け技術は当技術分野において一般的に知られており、はんだ、はんだごて、フラックス、はんだウィック及びフラックスリムーバー等のツールを利用する。鉛系はんだ（例えばスズ／鉛はんだ（例えば６０Ｓｎ／４０Ｐｂ又は６３Ｓｎ／３７Ｐｂ））が使用され得るが、無鉛はんだ（例えばＳＡＣ３０５（９６、５Ｓｎ／３Ａｇ／０．５Ｃｕ））が一般に好ましい。無鉛はんだは、スズ、銅、銀、ビスマス、インジウム、亜鉛、アンチモン、及びその他の微量の金属を含有し得る。はんだは、典型的には、約９０℃〜４５０℃、例えば約２００℃〜約３００℃の範囲で溶融する。電子はんだ付けでは、酸コアはんだの代わりにロジンはんだが使用される。使用されるはんだ付けプロセスの温度は、好ましくは２６０℃を超えないが、これは、その温度が、電子機器相互接続産業が従うＩＰＣ規格における無鉛プリント回路基板及び部品に推奨される最高温度であるためである。
【００２４】
仕上げられた基板、又は仕上げ及びはんだ付けされた基板は、電子デバイス、例えば電気回路（例えばプリント回路基板（ＰＣＢ））、導電性バスバー（例えば太陽電池用）、センサ（例えばタッチセンサ、ウェアラブルセンサ）、アンテナ（例えばＲＦＩＤアンテナ）、薄膜トランジスタ、ダイオード、スマートパッケージング（例えばスマートドラッグパッケージング）、機器及び／又は車両における適合性インサート、並びに高温に耐えることができる適合性表面上のローパスフィルタ、周波数選択表面、トランジスタ及びアンテナを含む多層回路及びＭＩＭデバイスに組み込むことができる。
【００２５】
分子銀インクは、カルボン酸銀、溶媒、及び高分子バインダーを含む。
【００２６】
カルボン酸銀は、銀イオンと、カルボン酸部分を含む有機基とを含む。カルボン酸塩は、好ましくは１〜２０個の炭素原子、より好ましくは６〜１５個の炭素原子、さらにより好ましくは８〜１２個の炭素原子、例えば１０個の炭素原子を含む。カルボン酸塩は、好ましくはアルカノアートである。カルボン酸銀は、好ましくはアルカン酸の銀塩である。好ましいカルボン酸銀のいくつかの非限定的な例は、エチルヘキサン酸銀、ネオデカン酸銀、安息香酸銀、フェニル酢酸銀、イソブチル酢酸銀、ベンゾイル酢酸銀、シュウ酸銀、ピバル酸銀及びそれらの誘導体、並びにそれらの任意の混合物である。ネオデカン酸銀が特に好ましい。１種又は２種以上のカルボン酸銀がインク中に存在してもよい。カルボン酸銀は、好ましくはインク中に分散している。好ましくは、インクは、他の金属銀材料のフレーク又は粒子を含まない。
【００２７】
カルボン酸銀は、好ましくは、インクの総重量を基準として、インク中に約１９重量％以上の銀充填量をもたらす量でインク中に存在する。より好ましくは、カルボン酸銀は、約２３重量％以上、又は約２４重量％以上、又は約２５重量％以上、又は約２７重量％以上、又は約３１重量％以上、又は約３２重量％以上の銀充填量を提供する。カルボン酸銀がネオデカン酸銀である場合、ネオデカン酸銀は、好ましくは、インクの総重量を基準として約５０重量％以上、又は約６０重量％以上、又は約６５重量％以上、又は約７０重量％以上、又は約８０重量％以上の量でインク中に存在してもよい。
【００２８】
担体は、好ましくは、銀塩又は高分子バインダーの一方又は両方と相溶性である。担体は、好ましくは、銀塩及び高分子バインダーの両方と相溶性である。銀塩及び／又は高分子バインダーは、好ましくは、担体中に分散可能、例えば可溶性である。担体は、好ましくは溶媒である。溶媒は、好ましくは有機溶媒、より好ましくは非芳香族有機溶媒である。非芳香族有機溶媒は、例えば、テルペン（例えばテルペンアルコール）、グリコールエーテル（例えばジプロピレングリコールメチルエーテル）、アルコール（例えばメチルシクロヘキサノール、オクタノール、ヘプタノール）、カルビトール（例えば２−（２−エトキシエトキシ）エタノール）又はそれらの任意の混合物を含む。溶媒は、好ましくは、テルペン、より好ましくはテルペンアルコールを含む。テルペンアルコールは、モノテルペンアルコール、セスキテルペンアルコール等を含み得る。モノテルペンアルコール、例えば、テルピネオール、ゲラニオール等が好ましい。テルピネオール、例えばα−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、及びテルピネン−４−オールが特に好ましい。特に好ましいのは、α−テルピネオールである。
【００２９】
担体は、インクの総重量を基準として、任意の適切な量、好ましくは約１重量％〜約５０重量％の範囲でインク中に存在してもよい。より好ましくは、その量は、約５重量％〜約５０重量％、又は約１０重量％〜約４０重量％の範囲である。
【００３０】
高分子バインダーは、好ましくは、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテル（例えばエチルセルロース等）又はそれらの任意の混合物を含む。一実施形態において、高分子バインダーは、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド又はそれらの任意の混合物を含む。高分子バインダーは、高分子バインダーを担体と相溶性にする官能基を有してもよい。好ましくは、高分子バインダーは、担体中に分散可能、例えば可溶性である。したがって、担体中の高分子バインダーの混合物は、著しい相分離をもたらさない。高分子バインダーを担体と相溶性にする官能基は、好ましくは、水素結合に関与することができる極性基、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基及びスルホニル基のうちの１つ又は複数である。好ましくは、高分子バインダーは、末端ヒドロキシル基及び／又はカルボキシル基を含む。一実施形態において、高分子バインダーは、好ましくは、ポリエステルを担体と相溶性にする官能基を有するポリエステルを含む。より好ましくは、高分子バインダーは、ヒドロキシル末端及び／又はカルボキシル末端ポリエステルを含む。
【００３１】
高分子バインダーは、任意の適切な量で、好ましくはインクの総重量を基準として約０．１重量％〜約５重量％の範囲内でインク中に存在してもよい。より好ましくは、その量は、約０．５重量％〜約３重量％、又は約１重量％〜約２重量％の範囲である。
【００３２】
一実施形態において、分子インクは、カルボン酸銀、担体、並びにヒドロキシル末端及び／又はカルボキシル末端ポリエステルを含む高分子バインダーからなる。
【実施例】
【００３３】
［例１］ポリエステル結合剤を有するネオデカン酸銀インク
ネオデカン酸銀（ＡｇＮＤ）系インク（Ｉ１）を、表１に記載のように配合した。インクは、全ての成分を合わせ、溶液が均一になるまでプレナリーミキサー（ｐｌｅｎａｒｙ  ｍｉｘｅｒ）で混合することによって調製した。
【００３４】
【表１】
2020509609.tif 000003
【００３５】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、銀インクの層が、Ｋａｐｔｏｎ（商標）ＨＰＰ−ＳＴのシート１上に堆積された厚さ３５μｍの銅箔３の第１の部分上にステンシル印刷された。表２に記載の加熱プログラムを使用して、ステンシルトレースを窒素下で２３０℃から変化するリフロー温度（Ｔ）で１５分間熱焼結し（試料温度）、銅箔３上に銀の層４を生成した。記載されている温度は、Ｋａｐｔｏｎ（商標）基板に取り付けられた熱電対によって測定されたものである。
【００３６】
【表２】
2020509609.tif 000004
【００３７】
はんだペースト５を層４（図１Ａ）に塗付し、銅箔３（図１Ｂ）に直接塗布した。厚さ５ミルのステンシルを使用して、無鉛、無洗浄及びハロゲン不含のはんだペースト（Ｌｏｃｔｉｔｅ（商標）ＧＣ１０  ＳＡＣ３０５Ｔ４  ８８５Ｖ  ５２Ｕ）を銅コーティングフィルムに塗布した。表３に記載の温度プログラムを使用してはんだをリフローさせた。記載されている温度は、Ｋａｐｔｏｎ（商標）基板に取り付けられた熱電対によって測定されたものである。
【００３８】
【表３】
2020509609.tif 000005
【００３９】
図１Ａの光学画像（右）に見られるように、銀コーティングは、安定した強いはんだ接合部の形成を可能にする。対照的に、図１Ｂの右の光学画像に見られるように、はんだは銅表面を適切に濡らさず、ＩＰＣ  Ａ−６１０規格により許容され得ないはんだ接合部をもたらす。表面仕上げとして銀分子インクを使用するこの利点は、銀仕上げを含有する銅箔と比較した銅箔におけるはんだ接触角の違いにも反映されている。表４で強調されているように、銅箔上に銀仕上げが存在する場合、はんだ接触角は著しく低い（１３°対２４°）。さらに、銅箔上に銀仕上げが存在する場合、はんだの形状保持もまた向上する（表４）。
【００４０】
【表４】
2020509609.tif 000006
【００４１】
［例２］銀仕上げ銅箔上のはんだ接合部の特性決定
銀分子インクの４μｍの表面仕上げを、Ｋａｐｔｏｎ上の３５μｍの銅箔層上に印刷した。その後、得られた銀仕上げの表面上にはんだ（ＳＡＣ３０５）を堆積させ、上述のようにリフロー炉内で処理した。リフロー後に銅箔及びはんだの間に金属間化合物が形成されるという有力な視覚的証拠がある（図２Ａ）。ＳＡＣ３０５の元素組成は、９６．５％のＳｎ（スズ）、３．０％のＡｇ（銀）及び０．５％のＣｕ（銅）であり、得られたはんだ接合の部分は、ＳＡＣ３０５（ｉ、ｉｉ、ｉｉｉ及びｉｖ）の元素組成と同様の元素組成を有する。また、図２Ｂ）及び２Ｃ）で強調されるように、金属間層が形成されるという証拠があり、ＥＤＳ分析後銅箔中のスズの存在によって証明されるように、ＳＡＣ３０５はんだからのスズが銅箔（ｖ、ｖｉ及びｖｉｉ）中に拡散している。さらに、はんだ層中の銅（ｖｉｉｉ、ｉｘ、ｘ）及び銀（ｘｉ及びｘｉｉ）の相対的割合は、ＳＡＣ３０５自体のそれよりも高く、これもまた金属間化合物が形成されることを示唆している。銅層中へのＳｎ及びはんだ中へのＣｕ／Ａｇの拡散は、はんだと銅箔との間の強力な結合、ひいては回路と取り付けられる電子部品との間の強力な結合の形成を容易にするのを助ける。
【００４２】
［例３］エチルセルロース結合剤を有するネオデカン酸銀インク
テープ上にラミネートされた感圧接着剤でコーティングされた銅箔を、ポリイミドフィルム（ＤｕＰｏｎｔ、Ｋａｐｔｏｎ（商標））上に置いた。次いで、銅箔をイソプロパノールで洗浄した。５２．１重量％（ｇ／ｇ）のネオデカン酸銀、４．２重量％（ｇ／ｇ）のエチルセルロース、１２重量％（ｇ／ｇ）のオクタノール及び３５．９重量％（ｇ／ｇ）のジエチルベンゼンを含むインクを、銅の上に印刷した。試料を２５０℃で１５分間焼結した。無鉛Ｍｕｌｔｉｃｏｒｅ  Ｌｏｃｔｉｔｅ（商標）粘着性フラックスペーストを銀コーティング銅に塗布した。発光ダイオード（ＬＥＤ）を銀コーティング銅上に配置し、無鉛はんだチップを４００〜４２５℃に加熱し、はんだワイヤを２３０℃の最低はんだ温度まで還流させることによって、ＳＡＣ３０５コアはんだワイヤを使用して３秒間はんだ付けした。この工程中の基板及び部品の最高温度は、それぞれ２６０℃及び２５０℃であった。その領域を、イソプロピルアルコールで洗浄した。ＬＥＤは、３Ｖを印加することにより試験した。相互接続は、剪断試験（ＩＥＣ  ６２１３７−２）で試験し、ＩＰＣ−Ａ−６１０  Ｃｌａｓｓ  ２を使用して検査した。剪断接着試験は、１０ポンドの接着強度を示した。
【００４３】
新規な特徴は、説明を検討すれば当業者に明らかとなるであろう。しかしながら、特許請求の範囲は実施形態によって限定されるべきではなく、特許請求の範囲の文言及び明細書全体と一致する最も広い解釈が与えられるべきであることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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