銀ペーストの変色について

Question

お世話になります。銀ペーストの変色で困っています。

変色発生までの工程は、以下のようになっています。

?セラミック基板の金メッキ上に銀ペーストでLEDチップを実装し、175℃45分でオーブン硬化
?Arプラズマ洗浄後、ワイヤーボンディング
?シリコン樹脂でLEDを封止し、150℃1時間でオーブン硬化
?その上にシリコンレンズをシリコン樹脂で貼り付け
　※シリコン樹脂は?と同じもので、硬化条件も同じ
　※固定用のSUSジグにシリコン系離型剤を塗布

?でオーブンから取り出した後、外観で銀ペーストが黒く変色している場合があり、問題となっています。変色はペーストのブリードアウト部で主に発生していますが、ひどい場合はその外側の元々金が露出していた部分まで広がって変色します。

WDS分析で変色部から硫黄が検出され、硫黄による変色と思われますが、硫黄の発生源の見当がつかず、効果的な対策を打ち出せていません。

アドバイス頂ければ幸いです。宜しくお願い致します。

Accepted Answer

硫黄ですか？いわゆるサルファーですね!!(長島茂雄　流に…)

難しいですね、黒く変色している場合がありなので、常にではないんですね。

さて、半導体のWET洗浄装置を製造して、立上げまでしておりましたが、
シリコン樹脂やテフロン樹脂等は、硫酸で洗浄してリンスと乾燥をしても、樹脂の内部に
サルファーが蓄積し易く、その後に樹脂の温度を上げると、そのサルファーがアウトガスと
して放出されます。
そして、そのアウトガスの放出方向や量は区々なので、変色が波を打ったりします。

小生の経験では、そのようなことで、アウトガスが微量なシミ ≒ パーティクルとなり、
随分苦労をしたことがありました。

Answer

黒変も化学反応なので温度で加速されるから、やはり怪しいのはオーブン中、または取出し直後の冷めるまで。

SOxの測定は結構難しいようです。
　　ポータブル　燃焼排ガス計
　　http://www.testo.jp/products/01/testo350.html
　　SO2　　分解能 1ppm
　　H2S　　　〃　　0.1ppm
敏感な鼻なら嗅ぎつける程度ではないか？　市中の大気汚染監視機器はもっと精度がよい。

＞黒く変色している場合があり
時々なら判った時点で混入させたモノが無いかなど仔細に観察し再現実験。
判らなければレンタル機器ででも測定することを検討されては。

ゴムと思い付いたら、、、回答（１）にありました、、、
加硫というぐらい高濃度に含んでおり、可能性高いと思います。

Answer

こんにちは。
内容的にブリードアウト自体が根本原因であると推測します。
ブリードアウトの主な原因

・塗布領域の表面粗さ（凹凸）による毛細管現象。
・ペースト剤の溶剤起因（特に反応性希釈剤含有量が多い場合）

大半は「後者」によるものです。

この分野はペーストメーカーが多くの知見を有していますから、
事象の報告と材料主成分の確認を行い、改善に繋げてください。

※WDS分析でSが検出されたとのことですが、どれくらいの量（占有率）
　かにもよります。Ｓ,C,Oは大半検出されます。（マッピングされていますか）詳細に調査するのであればオージェ分析が得策と想います。

調査対応ご苦労様です。
WDSデータありがとうございます。高濃度ですね。
黒色反応と、この測定結果から貴殿ご推察の通り「硫化」と想われます。
他の回答にもございました様に、オーブン中におけるアウトガスが
起因していると思われますので、
・チップ実装単体
・各部品組み付け単位
・投入数量増減
・関連備品有無
でオーブンキュアに投入して事象の確認をされてはと思います。

又、オーブン起因である可能性もありますから
・ダンパ開閉
・排気ダクト流量確認
も行うべきかと思います。

Answer

硫黄は、身近なところにあります。
参考URLは、段ボールに含まれる硫黄による問題を指摘したものです。

このほかにも、ゴムには加硫剤として、相当量の硫黄が含まれています。

食品でも、タマゴ、ネギ、ダイコンなど色々なものに含まれています。

銀ペーストの変色について