粘结材料及使用其的粘结方法技术

一种包括银浆的粘结材料，其通过下述来获得:混合溶剂和银微颗粒，所述银微颗粒具有1‑200nm的平均初级粒径且用具有小于或等于8个碳原子的有机化合物例如山梨酸涂覆，其中将二醇例如辛二醇用作溶剂，且其中添加三醇作为添加剂，所述三醇具有一个或多个甲基、200‑300℃的沸点以及20℃下2,000‑10,000mPa的粘度,例如2‑甲基丁烷‑2,3,4‑三醇或2‑甲基丁烷‑1,2,4‑三醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及粘结材料和使用所述粘结材料的粘结方法。具体来说,本专利技术涉及包含细银颗粒的银浆的粘结材料,且涉及用于使用粘结材料在金属基材例如铜基材上粘结电子零件例如Si芯片的方法。
技术介绍
近年来，提出将包含细银颗粒的银浆用作粘结材料，以设置在待加热预定时间段的制品之间，同时在制品之间施加压力，以烧结粘结材料中的银来使制品彼此粘结(参加例如,日本专利公开号2011-80147)。当将这种粘结材料用于在金属基材例如铜基材上固定电子零件例如Si芯片时，在基材上施加分散于溶剂中的包含细银颗粒的银浆之后，加热银浆以除去溶剂来在基材上形成预干燥的膜，从而在其上设置电子零件，然后，加热预干燥的膜同时在电子零件上施加压力,从而可通过银粘结层将电子零件粘结到基材。然而,在日本专利公开号2011-80147所披露的方法中,因为银浆的分散失效、印刷失效等，预干燥的膜表面的流平(leveling)不总是良好的。因此,为了令人满意地将电子零件粘结到基材,需要通过下述来使预干燥的膜表面为平坦的：增加施加到电子零件的压力。为此，当将较大和薄的电子零件例如最近的Si芯片粘结到基材时,通过增加在将电子零件粘结到基材过程中施加的负载，存在电子零件表面可能发生翘曲或破碎的一些可能。为了消除这种问题，提出用于通过下述来形成平坦涂膜的方法：将具有醚键结构的粘度改性剂例如2-丁氧基乙氧基乙酸或2-甲氧基乙氧基乙酸添加到包含细银颗粒的银浆(参加,例如,W02012/169076)。然而,在W02012/169076所述的方法中,将2-丁氧基乙氧基乙酸,2-甲氧基乙氧基乙酸等的粘度改性剂添加到包含细银颗粒的银浆作为分散剂来形成平坦涂膜。为此，当通过银浆将电子零件粘结到铜基材时,分散剂与铜基材表面反应来在铜基材表面上产生斑驳的聚集体突起，以在预干燥的膜中形成裂纹,从而形成裂纹的部分作为腔体(空穴)存在，这容易劣化电子零件和铜基材的粘结强度。具体来说，希望增加预干燥的膜的厚度，从而获得其应力松弛。然而,如果预干燥的膜厚度增加,在形成预干燥的膜来收缩预干燥的膜时,预干燥的膜中的溶剂一举蒸发，从而容易在预干燥的膜中形成裂纹。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是消除上述问题并提供粘结材料,所述粘结材料可在即使预干燥的膜厚度增加时，防止在预干燥的膜中形成裂纹以防止其粘结强度的劣化,和使用所述粘结材料的粘结方法。为了实现上述和其它目的，专利技术人经过勤奋的研究发现，如果银浆的粘结材料包含:溶剂，所述溶剂是二醇；与溶剂混合的细银颗粒；和添加剂，所述添加剂是具有至少一个甲基的三醇,添加剂与溶剂混合，则能提供一种粘结材料，所述粘结材料可在即使预干燥的膜厚度增加时，防止在预干燥的膜中形成裂纹以防止其粘结强度的劣化,和提供使用所述粘结材料的粘结方法。藉此，本专利技术人完成了本专利技术。根据本专利技术,提供一种银浆的粘结材料，其包含:溶剂，所述溶剂是二醇；与溶剂混合的细银颗粒；和添加剂，所述添加剂是具有至少一个甲基的三醇,添加剂与溶剂混合。在这种粘结材料中,添加剂优选地具有200-300℃的沸点和20℃下2,000-10,000mPa的粘度。添加剂优选地是2-甲基丁烷-2,3,4-三醇或2-甲基丁烷-1,2,4-三醇,溶剂优选地是辛二醇。添加剂的量优选地是相对于银浆的0.1-10重量％,溶剂的量优选地是相对于银浆的5-25重量％。银浆可包含分散剂。在这种情况下，分散剂优选地是2-丁氧基乙氧基乙酸,且分散剂的量优选地是相对于银浆的1.0重量％或更小。细银颗粒优选地具有1-200nm的平均初级粒径,且每一细银颗粒优选地用具有不大于8碳数目的有机化合物涂覆。在这种情况下,有机化合物优选地是山梨酸。根据本专利技术,提供一种粘结方法，所述方法包括下述步骤：在制品之间设置如上所述的粘结材料；和加热粘结材料以烧结粘结材料中的银以形成银粘结层，从而使用银粘结层使制品彼此粘结。在本说明书全文中，词语“细银颗粒的平均初级粒径”指基于扫描电子显微镜(SEM)或透视电子显微图谱(TEM图像)的细银颗粒的初级粒径的平均值。根据本专利技术，能提供粘结材料,所述粘结材料可在即使预干燥的膜厚度增加时，防止在预干燥的膜中形成裂纹以防止其粘结强度的劣化,和提供使用所述粘结材料的粘结方法。本专利技术最佳实施方式在根据本专利技术的粘结材料的优选的实施方式中，所述粘结材料包括银浆，所述银浆包含:溶剂，所述溶剂是二醇；与溶剂混合的细银颗粒；和添加剂，所述添加剂是具有至少一个甲基的三醇,添加剂与溶剂混合。如果添加剂具有类似于溶剂的结构并这样与溶剂混合,即使没有向粘结材料添加分散剂时，亦能防止粘结材料的分散能力劣化。溶剂的沸点优选地是200-300℃，且更优选地是210-290℃。作为这种溶剂,优选地使用辛二醇(ODO)，例如2-乙基-1,3,己二醇(沸点＝244.2℃,20℃下粘度＝271mPa),3-甲基-1,3-丁二醇(沸点203℃,20℃下粘度＝250mPa)等。相对于银浆，溶剂的量优选地是5-25重量％和更优选地5-20重量％。添加剂的沸点优选地是200-300℃,更优选地是210-290℃，且最优选地是220-285℃。如果添加剂沸点过低，且是全部添加剂挥发同时溶剂挥发的温度,那么当预干燥的膜厚度增加时，不能防止在预干燥的膜中形成裂纹。添加剂的粘度(20℃下)优选地是2,000-10,000mPa,更优选地4,000-10,000mPa和最优选地5,000-10,000mPa。如果添加剂粘度高到一些程度，则在形成预干燥的膜过程中具有使预干燥的膜收缩率下降的效果。作为这种添加剂,优选地使用2-甲基丁烷-2,3,4-三醇(IPTL-A)(沸点＝255.5℃:,粘度＝9,155mPa(20℃下)),2-甲基丁烷-1,2,4-三醇(IPTL-B)(沸点＝278–282℃,粘度＝5,500mPa(20℃下))等。相对于银浆，添加剂的量优选地是0.1-10重量％,更优选地0.2-7重量％和最优选地0.5-5重量％。银浆可包含分散剂。在这种情况下,分散剂优选地是2-丁氧基乙氧基乙酸。相对于银浆，分散剂的量优选地是1.5重量％或更少，更优选地0.2-1.0重量％。细银颗粒优选地具有1-200nm的平均初级粒径,和更优选地具有1-100nm的平均初级粒径。相对于银浆，细银颗粒的量优选地是70-95重量％，更优选地75-93重量％。每一细银颗粒优选地用具有不大于8碳数目的有机化合物例如己酸或山梨酸进行涂覆,更优选地用山梨酸进行涂覆。当在25℃和5rpm(1.57s-1)下通过流变仪测量粘度时，粘结材料优选地具有不大于100Pa·s的粘度。在根据本专利技术的粘结方法的优选的实施方式中,在制品之间设置如上所述的粘结材料以进行加热来烧结所述粘结材料中的银以形成银粘结层，从而使用银粘结层使制品彼此粘结。例如,在铜基材上施加如上所述的粘结材料以在其上设置待加热的电子零件，同时在电子零件上施加压力。因此,银浆中的银进行烧结来形成银粘结层，从而通过银粘结层将电子零件粘结到铜基材。此外，细银颗粒的平均初级粒径可例如从下述来计算：通过在预定放大倍数下用扫描电子显微镜(SEM)(S-4700，由日立高科技公司(HitachiHi-TechnologiesCorpor本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银浆的粘结材料，其包括溶剂，所述溶剂是二醇；与所述溶剂混合的细银颗粒；以及添加剂，所述添加剂是具有至少一个甲基的三醇,所述添加剂与溶剂混合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.25 JP 2014-1303111.一种银浆的粘结材料，其包括溶剂，所述溶剂是二醇；与所述溶剂混合的细银颗粒；以及添加剂，所述添加剂是具有至少一个甲基的三醇,所述添加剂与溶剂混合。2.如权利要求1所述的粘结材料，其特征在于，所述添加剂具有200℃-300℃的沸点。3.如权利要求1所述的粘结材料，其特征在于，20℃下所述添加剂具有2,000-10,000mPa的粘度。4.如权利要求1所述的粘结材料，其特征在于，所述添加剂是2-甲基丁烷-2,3,4-三醇或2-甲基丁烷-1,2,4-三醇。5.如权利要求1所述的粘结材料，其特征在于，所述溶剂是辛二醇。6.如权利要求1所述的粘结材料，其特征在于，相对于所述银浆，所述添加剂的量是0.1-10重量％。7.如权利要求1所述的粘结材料，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗田哲，樋之津崇，远藤圭一，三好宏昌，
申请(专利权)人：同和电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP