制造具有氧化银表面的银烧结件的方法及其在通过加压烧结将元件接合的方法中的用途技术

制造具有氧化银表面的层状银烧结体形式的银烧结件的方法及其用途。

Method of manufacturing sintered parts with silver and silver surface by pressure sintering method in use in the joint element

Manufacture of silver oxide on the surface of layered silver sintered body in the form of silver sintered parts and use thereof.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及制造具有氧化银表面的银烧结件的方法及其在通过加压烧结将元件接合的方法中的用途。其中提及的金属氧化物-和氧化银表面或金属氧化物-和氧化银层分别是外部或朝外的金属氧化物-和氧化银表面或金属氧化物-和氧化银层。关于银烧结件，也可以特别是覆盖其整个外表面和因此朝外的氧化银表面或氧化银层。US2010/0195292A1公开了具有银电极的电子元件，其配备有外部的氧化银层。该氧化银层可用于电子元件在待与其接合的表面上的直接烧结接合，其中将氧化银还原成银。US2008/160183A1公开了一种烧结接合方法，其中能够烧结成导电层且包含经有机涂覆的银颗粒和氧化银颗粒的组合物用于在待接合的表面之间制造烧结接合。该还能烧结的组合物可具有油墨、糊料或层状压制品形式的烧结预成型体（Vorform）的使用形式。EP0579911A2公开了制造浆料浇铸（schlickergegossen）且各向同性的铜基复合材料的方法。在此，将混合浆料浇铸到合适的基材上、烧灼、烧结并通过冷轧-和回火步骤加工成实心带。该复合材料可用于制造电子元件。在电子工业中，已知将金属-和/或银烧结糊料或由其通过施加和干燥所制成的还能够烧结（可烧结）的烧结预成型体（所谓的烧结预成型体）用于固定和电接触电子元件例如半导体芯片并从中散热。例如，此类金属-和/或银烧结糊料和烧结预成型体例如于2014年1月17日描述在在线出版物“AreSinteredSilverJointsReadyforUseasInterconnectMaterialinMicroelectronicPackaging”，作者KIMS.SIOW，JournalofELECTRONICMATERIALS（DOI:10.1007/s11664-013-2967-3）。关于金属-和/或银烧结糊料的专利文献的实例是WO2011/026623A1、EP2425920A1、EP2428293A1和EP2572814A1。通常，此类金属-和/或银烧结糊料通过印刷例如丝网印刷或模板印刷施加到载体基材上，任选地干燥，配备有电子元件并然后经受烧结操作。不经过液体状态，该金属-和/或银粒子在烧结过程中通过扩散而接合并在载体和电子元件之间形成固体的导电和导热的金属和/或银接合。然而，如由申请人所发现的，元件之间的通过形成烧结接合的固定也可以在不使用或不直接使用金属-和/或银烧结糊料的情况下实现。代替金属-和/或银烧结糊料，令人惊奇地可以使用根据下面更详细阐述的本专利技术方法制成的具有氧化银表面的层状银烧结体形式的银烧结件。根据本专利技术方法制成的银烧结件是具有氧化银表面，即整个表面或多个不连续表面各自以氧化银层形式的层状银烧结体。所述银烧结件还是不连续的，即独立和/或作为单个分开的零件存在的层状银烧结体，即具有所述氧化银表面的不连续和/或独立烧结的银层。该层状银烧结体的厚度或层厚度例如为10至300µm。所述银烧结件的银可为纯银或银合金。该合金例如具有>50重量%的银含量。如已所述，根据本专利技术方法制成的银烧结件是层状银烧结体，即层形式的烧结的银结构，换句话说，是本身不再能烧结的银结构。此类烧结的银结构除了已提及的外部氧化银表面外特别地不包含氧化银，即在本体中没有氧化银。此类层状银烧结体不能与一开始提及的还能烧结的烧结预成型体混淆。具有氧化银表面的层状银烧结体形式的银烧结件（以下也简称为“银烧结件”或“层状银烧结件”）可根据本专利技术的方法通过如下方式制造：(1)例如借助丝网印刷、模板印刷或喷涂由银烧结制剂施加到具有不能形成烧结接合的表面的载体基材上，(2)随后使用或优选不使用机械压力烧结所施加的银烧结制剂，然后(3)将如此形成的层状银烧结体从该载体基材的表面上脱离。如果在该制造顺序之后，在所述层状银烧结体的表面上例如通过空气氧化不形成或仅形成不够的氧化银层，可以接着进行(4)随后的氧化步骤以制造或增强在该层状银烧结体的整个或部分外表面上的氧化银层。在此，可使用如以下还将阐述的氧化方法。据此，根据本专利技术制造具有氧化银表面的层状银烧结体形式的银烧结件的方法包括下列步骤：(1)将银烧结制剂施加到具有不能形成烧结接合的表面的载体基材上，(2)烧结如此施加的银烧结制剂，(3)将在步骤(2)中形成的层状银烧结体从该载体基材的表面脱离，以及(4)任选地在步骤(3)之后的氧化步骤过程中制造或增强所述层状银烧结体的整个或部分外表面上的氧化银层。可在制造此类层状银烧结体中使用的银烧结制剂的实例是一开始已提及的银烧结糊料。作为可在制造该层状银烧结体中使用的具有不能形成烧结接合的表面的载体基材，例如合适的是氧化铝陶瓷、镍片、聚酰亚胺薄膜、聚四氟乙烯薄膜和硅酮薄膜。对于本领域技术人员而言在此理所当然的是，不依赖于材料的选择，选择具有非多孔且足够光滑的表面的平整载体基材。银烧结制剂的施加例如丝网印刷、模板印刷或喷涂，以及烧结的实施是本领域技术人员已知的，不存在方法特别点，因此可以免除详细描述并例如参阅一开始已提及的文献。具有不能形成烧结接合的表面的载体基材的脱离也不困难，因为在烧结操作过程中实际上导致所形成的层状银烧结体的脱落。可以将所述银烧结件以使用者例如通过加压烧结接合元件的方法的操作者所希望的形式制造，以使得对于使用者不产生边角料形式的废物。同样，可能适宜的是，将所述银烧结件作为连续产品（Endlosware）制造，并且例如以还存在于载体基材上或已经从其脱离的形式提供给使用者。在连续产品的情况中，其本身可配备有预定断裂点例如穿孔，以对于使用者而言可以容易且如规定那样使用。在连续产品的情况中，卷材产品是优选的供货形式。在每种情况中，银烧结件具有所述的氧化银表面，其可以与元件的金属接触表面各自形成共同的接触面。在此，能够与元件的金属接触表面形成共同的接触面的氧化银表面可以以不连续的，即彼此隔开的氧化银表面存在。但是，它们也可以以覆盖所述银烧结件的部分或整个表面的连续氧化银层的形式存在。该银烧结件的氧化银表面优选存在于其前侧和后侧上，以使得在用于通过加压烧结接合元件的方法中所制造的组合件（Anordnung）具有夹层结构，即由元件与设置在其之间的银烧结件构成的组合件的元件此时存在于所述银烧结件的彼此对立侧上。所述银烧结件的外部或朝外的氧化银层牢固地与位于其下的银接合。该氧化银层例如可为0.02至6µm厚。其可通过在空气接触下的氧化形成、或通过化学方式借助氧化剂、或通过不、尚未、少许或者或多或少程度氧化的银表面的阳极氧化来制造或增强。如在上句中已表明，已存在的氧化银薄层可例如借助阳极氧化产生或增强。例如，不、部分或开始氧化的银表面可阳极氧化直至形成例如0.03至5µm的氧化银层厚度。在银表面的情况中，具有例如0.05至1µm层厚度的氧化银层可通过阳极氧化形成。所述阳极氧化可例如通过将作为阳极接通且在表面处或上待氧化的银烧结件浸入合适的电解质水溶液中来进行。作为电解质水溶液，合适的例如是5至10重量%的碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾或氢氧化钠水溶液。该阳极氧化可例如在5至20伏的直流电压下进行5至30秒。本专利技术还涉及根据本专利技术的方法制造的银烧结件在接合元件的方法中的用途，在该方法中提供由至少两个各自具有金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造具有氧化银表面的层状银烧结体形式的银烧结件的方法，其包括下列步骤：(1) 将银烧结制剂施加到具有不能形成烧结接合的表面的载体基材上，(2) 烧结如此施加的银烧结制剂，(3) 将在步骤(2)中形成的层状银烧结体从所述载体基材的表面脱离，以及(4) 任选地在步骤(3)之后的氧化步骤过程中制造或增强所述层状银烧结体的整个或部分外表面上的氧化银层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.28 EP 14178758.01.制造具有氧化银表面的层状银烧结体形式的银烧结件的方法，其包括下列步骤：(1)将银烧结制剂施加到具有不能形成烧结接合的表面的载体基材上，(2)烧结如此施加的银烧结制剂，(3)将在步骤(2)中形成的层状银烧结体从所述载体基材的表面脱离，以及(4)任选地在步骤(3)之后的氧化步骤过程中制造或增强所述层状银烧结体的整个或部分外表面上的氧化银层。2.根据权利要求1的方法，其中所述层状银烧结体的层厚度为10至300µm。3.根据权利要求1或2的方法，其中所述具有不能形成烧结接合的表面的载体基材选自氧化铝陶瓷、镍片、聚酰亚胺薄膜、聚四氟乙烯薄膜和硅酮薄膜。4.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述银烧结件作为连续产品存在。5.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述银烧结件具有前侧和后侧，它们分别具有氧化银表面。6.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述氧化银层或氧化银表面通过空气接触形成或通过化学方式借助氧化剂或通过阳极氧化制造或增强。7.根据前述权利要求任一项的方法制成的银烧结件在用于接合元件的方法中的用途，在所述方法中提供由至少两个各自具有金属接触表面的元件和设置在这些元件之间的银烧结件制成的组合件并将该组合件进行加压烧结，其中所述银烧结件的氧化银表面与所述元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M舍费尔，W施密特，
申请(专利权)人：贺利氏德国有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE