层叠体及电路基板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具备银层的层叠体、以及在上述层叠体上搭载了电子部件的电路基 板。
[0002] 本申请基于并要求于2013年3月29日在日本提交的专利申请2013-072363号、 2014年3月20日在日本提交的专利申请2014-059150号的优先权的权益，其全部内容结合 于此作为参考。
【背景技术】
[0003] 利用导电性粘合剂等在基材上的配线部接合有外部连接电极等电子部件的电路 基板，被广泛搭载于各种产品中，使用量非常庞大。
[0004] 这种电路基板中存在一个问题，即：通常，在高温高湿条件下，配线部与电子部件 的接合力容易降低。
[0005] 对此，作为提高配线部与电子部件的接合力的方法，已披露如下方法：使用银等 金属包覆电子部件的接合部表面，或使得接合部表面的表面粗糙度为〇.Iym以上且不足 10lim(参照专利文献1)。
[0006] 然而，即使是专利文献1披露的方法，也存在一个问题，即：在高温高湿条件下，无 法得到配线部与电子部件之间的足够的接合力。其中，在由银构成配线部的电路基板中，银 配线（银层）的表面状态究竟对银配线及电子部件的接合力有怎样的影响，尚未进行充分 的研究探讨，技术上希望开发出一种支撑体上具备银层的新层叠体。
[0007] 在先技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :特开2002-076565号公报。
【发明内容】
[0010] 发明要解决的课题
[0011] 本发明的课题在于提供一种即使在高温高湿条件下，也能够保持与电子部件之间 的高接合力的具备银层的层叠体、以及在上述层叠体上搭载了电子部件的电路基板。
[0012] 解决课题的手段
[0013] 本发明提供一种层叠体，其在基材上具备银层，上述银层具有粗糙度曲线的峰度 满足下述条件（i)及（ii)中至少一项的表面。
[0014] (i)在温度85°C及相对湿度85%的条件下经过240小时后，峰度的变化率达到 50%以上。
[0015] (ii)在温度85°C及相对湿度85%的条件下经过480小时后，峰度的变化率达到 200%以上。
[0016] 本发明的层叠体中，上述基材的厚度可以是10~10000ym，上述银层的厚度可以 是 0. 01 ~5ym。
[0017] 本发明的层叠体中，上述银层的金属银的比率可以是99质量％以上99. 9质量％ 以下。
[0018] 本发明的层叠体中，上述银层可以直接形成在基材上。
[0019] 本发明的层叠体中，在上述基材与银层之间，还可以具有厚度是0. 5~10ym，聚 氨酯丙烯酸酯树脂聚合而形成的密合层。
[0020] 本发明的层叠体中，粗糙度曲线的峰度可以是通过下式（1)求得的值。
[0021] [数学式1]
[0022]
[0023] (式中，Rq是均方根值高度，1是通过均方根值高度Rq的四乘方进行无因次化后 的标准长度，Z(X)是粗糙度曲线。）
[0024] 本发明的层叠体中，粗糙度曲线的峰度可以是使用形状测量激光显微镜从相对于 这个表面的上方测量上述层叠体的银层的表面形状而求得的峰度。
[0025] 本发明的层叠体中，粗糙度曲线的峰度可以是使用形状测量激光显微镜从相对于 这个表面的上方测量对上述层叠体的银层进行切断或切削后露出的断面的形状而得到的 峰度。
[0026] 本发明的层叠体中，上述银层由银油墨组合物形成，上述银油墨组合物是由羧酸 银及含氮化合物混合而成，在上述银油墨组合物中，上述含氮化合物的混合量可以是每一 摩尔上述羧酸银的混合量中占〇. 2~15摩尔。
[0027] 而且，本发明提供一种在上述层叠体的上述银层的、粗糙度曲线的峰度满足上述 条件（i)及（ii)中至少任一项的表面上，通过导电性接合部搭载电子部件的电路基板。
[0028] 本发明的电路基板中，上述导电性接合部可以是使导电性粘合剂固化而得的接合 层或焊接层。
[0029] 发明效果
[0030] 本发明的层叠体具备即使在高温高湿条件下也能够保持与电子部件之间的高接 合力的银层，能通过在上述层叠体上搭载电子部件而作为电路基板。
【附图说明】
[0031] 图1是示出本发明涉及的层叠体的一个例子的简要截面图。
[0032] 图2是示出本发明涉及的设置有密合层的层叠体的一个例子的简要截面图。
[0033] 图3A是用于说明本发明涉及的层叠体的制造方法的一个例子的简要截面图。
[0034] 图3B是用于说明本发明涉及的层叠体的制造方法的一个例子的简要截面图。
[0035] 图4A是用于说明本发明涉及的电路基板和该实施例的横向剪切强度试验的示意 图。
[0036] 图4B是用于说明本发明涉及的电路基板和该实施例的横向剪切强度试验的示意 图。
【具体实施方式】
[0037] 以下，对本发明的层叠体以及电路基板的优选例进行说明。但本发明不仅限于这 些例子，例如，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以进行追加、省略、替换及其它变更（数 量、数目、位置、尺寸等）。
[0038] 《层叠体》
[0039] 本发明涉及的层叠体在基材上具有银层，上述银层具有粗糙度曲线的峰度满足下 列条件（i)及（ii)中至少一项的表面。
[0040] (i)在温度85°C及相对湿度85%的条件下经过240小时后，峰度的变化率达到 50%以上。
[0041] (ii)在温度85°C及相对湿度85%的条件下经过480小时后，峰度的变化率达到 200%以上。
[0042] 上述层叠体中，通过使银层具有在上述高温高湿条件下经过规定时间后的粗糙度 曲线的峰度的变化率在规定的范围内的表面，在上述表面上，即使在高温高湿条件下，也能 长期保持通过导电性接合部产生的银层与电子部件之间的高接合力。这里，"接合力"是 指将银层与电子部件接合成一体的力，例如，在使用导电性粘合剂将银层与电子部件粘接 的情况下，导电性粘合剂固化而形成的粘接层就相当于将银层与电子部件粘接的力（粘接 力）。
[0043] 在本说明书中，所谓粗糙度曲线的峰度满足上述条件（i)及（ii)中至少一项的银 层表面，是形成银层的与电子部件接合的导电性接合部的面。
[0044]图1是示出本发明涉及的层叠体的一个例子的简要截面图。
[0045] 这里示出的层叠体1，是在基材11上具备银层12的层叠体，银层12在基材11上 被图案化成规定的形状。银层12的表面（一个主表面）12a是在后述的电路基板上，通过 导电性接合部搭载电子部件的面。此外，银层12的背面（另一个主表面）12b是与基材11 的表面Ila的接触面。
[0046] 另外，在层叠体1中，例如，银层12可以层叠在基材11的表面Ila整个面上。 [0047]本发明涉及的层叠体，不仅限于图1所示，只要在不损害本发明效果的范围内，可 以对部分构成进行适当变更。例如，在基材11上也可以设置除银层12以外的其它的层，作 为上述其它的层，可以例示一个为提高基材11及银层12的密合性而设置在这些层之间的 密合层。
[0048] 图2是示出本发明涉及的设置有密合层的层叠体的一个例子的简要截面图。另 外，在图2所示的构成要素中，对于与图1所示相同的部分，采用与图1相同的符号，并省略 对其的详细说明。这一点，在以后的图中也相同。
[0049] 这里所示的层叠体2是在基材11及银层12之间设置有密合层13的层叠体，除此 之外，其他与上述层叠体1相同。
[0050] 密合层13层叠在基材11的表面Ila的整个面上，银层12层叠在密合层13的表 面13a的一部分上。另外，在这里，示出的是密合层13层叠在基材11的表面Ila整个面上 的例子，但在层叠体2中，优选银层12的背面12b的整个面与密合层13的表面13a接触。 此外，例如密合层13也可以层叠在基材11的表面Ila的一部分上，而非整个面上，这种情 况下，密合层13可以被图案化。
[0051]〈基材〉
[0052] 基材11可以根据目的选择任意的形状，但优选板状、膜状或片状，优选厚度为 10 ~10000ym，更优选为 50 ~5000ym。
[0053] 基材11的材质不受特别限定，可以根据目的选择，但优选在后述利用银油墨组合 物的加热处理形成银层时具有不变质的耐热性的材质。
[0054]作为基材11的材质，具体而言，可以举例如：聚乙烯（PE)、聚丙烯（PP)、聚环烯 (polycycloolefine)、聚氯乙稀（PVC)、乙稀-醋酸乙稀共聚物、聚乙稀醇、维尼给、聚偏二 氯乙烯（PVDC)、聚甲基戊烯（PMP)、聚苯乙烯（PS)、聚乙酸乙烯酯（PVAc)、聚甲基丙烯酸甲 酯（PMM)、聚甲基丙烯酸乙酯（PEM)、聚甲基丙烯酸丁酯（PBM)、聚丙烯酸甲酯（PM)、聚 丙烯酸乙酯（PEA)、聚丙烯酸丁酯（PBA)、AS树脂、ABS树脂、聚酰胺（PA)、聚酰亚胺（PI)、 聚酰胺酰亚胺（PAI)、聚缩醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)、二醇改性聚对苯二甲酸乙二 醇酯（PET-G)、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯（poly(trimethylene terephthalate)、PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯（PBN)、聚苯硫醚 (PPS)、聚砜（PSF)、聚醚砜（PES)、聚醚酮（PEK)、聚醚醚酮（PEEK)、聚碳酸酯（PC)、聚氨基甲 酸酯、聚苯醚（PPE)、改性聚苯醚（m-PPE)、聚芳酯、环氧树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、尿 素树脂等合成树脂。
[0055] 而且，作为基材11的材质，除上述以外，还可以举例如：玻璃、硅等的陶瓷；高级 纸、丝质纸、羊皮纸、硫酸纸等纸类。
[0056] 而且，基材11也可以将玻璃环氧树脂、聚合物合金等两种以上的材质并用。
[0057] 基材11可以是单层，也可以由两层以上的多层构成。基材11由多层构成时，这些 多层可以相同也可以不同。即，所有的层既可以相同，也可以不同，也可以只是一部分的层 不同。而且，当多层彼此不同时，这些多层的组合不受特别限定。这里，所谓多层彼此不同， 是指各个层的材质及厚度中的至少一项彼此不同。
[0058] 另外，当基材11由多层构成时，各个层的合计厚度最好是上述优选基材11的厚 度。
[0059]〈银层〉
[0060] 银层12可以被构成为：在其露出面中至少通过导电性接合部搭载电子部件的部 分（图1及图2中是表面12a的规定部分）上，粗糙度曲线的峰度满足上述条件（i)及（ii) 中至少一项。另外，图1及图2中，作为银层12,举例示出的是具有将表面12a及背面12b 连接的侧面这种板状的银层，但也可以是不具有这种侧面，而是由基板11的表面Ila上或 密合层13的表面13a上通过曲面等具有表面12a的这种形状的银层。
[0061]银层12是由金属银构成或以金属银为主成分构成。这里，"以金属银为主成分"是 指金属银的比率足够高，以至于达到从外观上被认为只由金属银构成的程度，例如，优选金 属银的比率是95质量％以上，更优选为97质量％以上，特别优选为99质量％以上。银层12 的金属银的比率的上限值可以从l〇〇%、99. 9%、99. 8%、99. 7%、99. 6%、99. 5%、99. 4%、 99. 3%、99. 2%、99. 1质量％的任一项中选择。
[0062]银层12优选使用后述的金属银的形成材料来形成。通过使用金属银的形成材料， 而不是采用电镀等方法，可以容易地形成表面12a的粗糙度曲线的峰度满足上述条件（i) 及（ii)中至少一项的银层12。
[0063]所谓粗糙度曲线的峰度（Rku)，是通过均方根高度Rq的四乘方，在无因次化后的 标准长度1上表示粗糙度曲线Z(X)的四乘方平均值。粗糙度曲线的峰度（Rku)具体而言 通过下式（1)求得。峰度（Rku)意味着表面的尖锐尺度即尖度，表示高度分布的尖头（尖 锐处）。即，峰度（尖度）是对凹凸形状的凸状部分的形状进行限定的参数，该值越大，意味 着凹凸形状的凸状部分的形状越会是像针那样尖锐的形状。这里，粗糙度曲线Z(X)，与基于 JISB0601 :2001 (IS04287 :1997)的"表面粗糙度"，即、算术平均粗糙度（Ra)的粗糙度曲线 y=Z(X)相同。
[0064][数学式2]
[0065]
[0066] 所谓银层满足上述条件（i)，意味着在温度85°C及相对湿度85%的条件下进行了 让银层经过240小时的试验后，其表面的粗糙度曲线满足下式（i)-l的关系。
[0067] (Rku240-Rku0)/Rku0X100 50......(i) -1
[0068](式中，Rku。是试验前的粗糙度曲线的峰度；Rku24。是试验后（240小时经过后）的 粗糙度曲线的峰度。）
[0069]同样地，所谓银层满足上述条件（ii)，意味着在温度85°C及相对湿度85%的条件 下进行了让银层经过480小时的试验后，其表面的粗糙度曲线满足下式（ii)-l的关系。
[0070] (Rku480-Rku0)/Rku0X100 ^ 200......(ii)-l
[0071] (式中，Rku。是试验前的粗糙度曲线的峰度；Rku48。是试验后（480小时经过后）的 粗糙度曲线的峰度。）
[0072] 在本发明中，所谓满足上述条件⑴及（ii)中至少一项，意味着在温度85°C及相 对湿度85%这种高温高湿条件下，将银层放置240小时或480小时后，表面的粗糙度曲线 的峰度会比规定的值变化更大。这也意味着银层的表面状态将大大地变化。为了使银层 12成为即使在高温高湿条件下也能保持与电子部件的高接合力的银层，例如，如果只是使 银层12的表面粗糙度在规定的范围内，或使银层12的表面粗糙度的变化率在规定的范围 内，则都不够充分，还需要满足上述条件（i)及（ii)的任一项。这里，所谓"表面粗糙度"， 是基于JISB0601 :2001 (IS04287 :1997)的值，意味着算术平均粗糙度（Ra)，当从粗糙度曲 线沿其平均线的方向只提取标准长度1，将该提取部分的平均线的方向作为X轴，将纵倍率 的方向作为Y轴，并以y=Z(x)表示粗糙度曲线时，是以纳米（nm)单位表示通过以下的式 子（11)求得的值。
[0073][数学式3]
[0074]
[0075] 银层12表面的粗糙度曲线的峰度只要满足上述条件（i)及（ii)中的至少一项即 可，但优选同时满足上述条件（i)及（ii)。
[0076]在使银层12在规定条件下进行经时试验前的初始阶段（即经过时间为0小时） 时，优选银层12表面的粗糙度曲线的峰度为1.8以上，更优选为2以上，优选为6以下。
[0077] 在银层12在温度85°C及相对湿度85%的条件下经过240小时后的阶段时，优选 银层12表面的粗糙度曲线的峰度为3. 8以上，更优选为4. 2以上，优选为45以下。
[0078] 在银层12在温度85°C及相对湿度85%的条件下经过480小时后的阶段时，优选 银层12表面的粗糙度曲线的峰度为5以上，更优选为6以上，优选为430以下。
[0079] 银层12表面的粗糙度曲线的峰度，可以通过从该表面的上方对银层12的表面形 状进行测量而求得。这时的测量对象的表面，可以是上述银层12的表面12a(后述的电路 基板中，通过导电性接合部搭载电子部件的面），也可以是对银层12切断或切削而新露出 的断面。在切断银层12的情况下，上述断面露出于不同的两个面之间（例如，银层12的表 面12a与背面12b之间）。当对银层12进行切削后，上述断面露出于从表面至深度方向的 一部分区域（例如，从银层12的表面12a沿银层12的厚度方向的一部分区域）。对银层 12进行切断或切削的方向不受特别限定。作为银层12的断面，例如，图1所示那样，可以是 对银层12的表面12a或基材11的表面Ila垂直的方向的断面、与银层12的表面12a或基 材11的表面Ila平行的方向的断面、与银层12的表面12a或基材11的表面Ila形成0° 及90°以外角度的方向的银层12的断面中的任一种。而且，断面的外形不受特别限定，例 如，可以如图1所示那样，是四角形，也可以是切断长方体的角部时可见的三角形。测量银 层12的形状的表面，只要是在温度85°C及相对湿度85%的条件下保存层叠体1或2时，露 出的银层12的面即可。
[0080] 银层12的表面形状，可以通过公知的方法进行测量，例如使用形状测量激光显微 镜等显微镜的方法等。
[0081] 对于在与基材11的表面Ila垂直的方向上的银层12的断面，可以通过例如使用 液体氮等冷媒，在将银层12冷却至极低温度的状态下进行切断，或使用超薄切片机等切出 试验片的装置将银层12切断，从而使银层12的断面露出。如果使用超薄切片机，也可以通 过切削，使