粒子、连接材料及连接结构体制造技术

本发明专利技术提供一种粒子，在将两个连接对象部件连接的连接部中，能够抑制冷热循环下产生裂纹或剥离，而且能够抑制上述连接部的厚度不均，且提高连接强度。本发明专利技术的粒子用于得到形成将两个连接对象部件连接的连接部的连接材料，上述粒子用于以连接后的上述连接部的厚度成为连接前的上述粒子的平均粒径的2倍以下的方式形成上述连接部，或者，上述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径，上述粒子具有30N/mm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粒子、连接材料及连接结构体
本专利技术涉及用于得到连接材料的粒子，所述连接材料用于形成将两个连接对象部件连接在一起的连接部。本专利技术还涉及使用了上述粒子的连接材料及连接结构体。
技术介绍
在变换器(Inverter)等中所使用的功率半导体装置之一即非绝缘型半导体装置中，固定半导体元件的部件也是半导体装置的电极之一。例如，在固定部件上使用Sn-Pb类焊接材料搭载功率晶体管而得到的半导体装置中，连接两个连接对象部件的固定部件(基材)成为功率晶体管的集电极。另外，已知金属粒子的粒径小至100nm以下的大小，且构成原子数变少时，相对于粒子体积的表面面积比急剧增大，且熔点或烧结温度与块状状态相比大幅降低。已知如下方法：利用该低温烧成功能，将由有机物包覆了表面的平均粒径100nm以下的金属粒子用作连接材料，通过加热使有机物分解而使金属粒子彼此烧结，由此，进行连接。该连接方法中，连接后的金属粒子向块状金属变化，同时，在连接界面得到金属键形成的连接，因此，耐热性、连接可靠性、散热性非常高。用于进行这种连接的连接材料在例如下述的专利文献1有公开。专利文献1中，公开了一种连接材料，其含有选自金属氧化物、金属碳酸盐或羧酸金属盐的粒子的一种以上的金属粒子前体和作为有机物的还原剂。上述金属粒子前体的平均粒径为1nm以上、50μm以下。上述连接材料中的总质量份中，上述金属粒子前体的含量超过50质量份且99质量份以下。下述的专利文献2中公开了一种复合材料，其含有(a)具有熔点的热传导性金属和(b)硅粒子。(b)有机硅粒子分散于(a)热传导性金属中。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-178911号公报专利文献2：日本特开2013-243404号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题上述集电极中，在半导体装置工作时流过几安培以上的电流，晶体管芯片会发热。这样，连接两个连接对象部件的连接部暴露在冷热循环条件下。由于冷热循环，半导体晶片及半导体芯片等连接对象部件容易翘曲，结果，连接对象部件或连接部中容易产生裂纹，且连接对象部件容易产生剥离。在现有的连接材料中，难以充分抑制裂纹及剥离的产生。另外，优选利用上述连接部连接的两个连接对象部件的间隔均匀。因此，优选上述连接部的厚度的不均较小。现有的连接材料中，难以高精度地控制两个连接对象部件的间隔。专利文献2中，有机硅粒子没有作为间隙控制粒子使用。本专利技术的目的在于，提供一种粒子，其能够在将两个连接对象部件连接起来的连接部中，抑制冷热循环下产生裂纹或剥离，并且能够抑制上述连接部的厚度不均，且提高连接强度。另外，本专利技术的另一目的在于，提供一种使用了上述粒子的连接材料及连接结构体。用于解决技术问题的方案根据本专利技术的宽泛方面，提供一种粒子，其用于得到连接材料，所述连接材料用于形成将两个连接对象部件连接在一起的连接部，所述粒子用于形成所述连接部并使得连接后所述连接部的厚度为连接前所述粒子的平均粒径的2倍以下，或者，所述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径，所述粒子具有30N/mm2以上、3000N/mm2以下的10％K值，所述粒子具有10％以下的粒径CV值。在本专利技术的粒子的某个特定方面中，所述粒子用于形成所述连接部，并使得连接后所述连接部的厚度为连接前所述粒子的平均粒径的2倍以下。在本专利技术的粒子的某个特定方面中，所述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径。在本专利技术的粒子的某个特定方面中，每100万个所述粒子中，发生了凝聚的粒子的数目为100个以下。在本专利技术的粒子的某个特定方面中，所述粒子具有200℃以上的热分解温度。在本专利技术的粒子的某个特定方面中，所述粒子的材料包含乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸类化合物、α-烯烃化合物、二烯化合物、或有机硅化合物。在本专利技术的粒子的某个特定方面中，所述粒子的外表面部分不具有导电部。在本专利技术的粒子的某个特定方面中，所述粒子具有基材粒子、和配置于所述基材粒子的表面上的导电部。在本专利技术的粒子的某个特定方面中，所述导电部的材料含有镍、金、银、铜或锡。在本专利技术的粒子的某个特定方面中，所述粒子用于形成所述连接部，并使得一个所述粒子与两个所述连接对象部件双方都相接。根据本专利技术的宽泛方面，提供一种连接材料，其用于形成将两个连接对象部件连接在一起的连接部，所述连接材料含有：所述粒子、以及含金属原子的粒子或树脂。在本专利技术的连接材料的某个特定方面中，所述连接材料含有所述含金属原子的粒子，所述粒子的热分解温度比所述含金属原子的粒子的熔点高。在本专利技术的连接材料的某个特定方面中，所述连接材料含有所述含金属原子的粒子，所述连接材料用于通过使所述含金属原子的粒子在熔融后固化而形成所述连接部。根据本专利技术的宽泛方面，提供一种连接结构体，其包括：第一连接对象部件、第二连接对象部件以及将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部，所述连接部的材料为所述连接材料。专利技术效果本专利技术的粒子是用于得到连接材料的粒子，所述连接材料用于形成将两个连接对象部件连接在一起的连接部。本专利技术的粒子中，所述粒子用于形成所述连接部并使得连接后所述连接部的厚度为连接前所述粒子的平均粒径的2倍以下，或者，所述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径，所述粒子具有30N/mm2以上、3000N/mm2以下的10％K值，所述粒子具有10％以下的粒径的CV值，因此，利用含有所述粒子的连接材料形成将两个连接对象部件连接在一起的连接部时，能够抑制冷热循环下产生裂纹或剥离，并且能够抑制所述连接部的厚度不均，且提高连接强度。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的粒子的剖面图；图2是表示本专利技术第二实施方式的粒子的剖面图；图3是表示本专利技术第三实施方式的粒子的剖面图；图4是示意性地表示使用了本专利技术第二实施方式的粒子的连接结构体的正面剖面图。符号说明1…粒子11…粒子(导电性粒子)12…基材粒子13…导电部21…粒子(导电性粒子)22…导电部22A…第一导电部22B…第二导电部51…连接结构体52…第一连接对象部件53…第二连接对象部件54…连接部61…应力缓和粒子62…金属连接部具体实施方式以下，说明本专利技术的详细。(粒子)本专利技术的粒子是用于得到连接材料的粒子，所述连接材料用于形成将两个连接对象部件连接在一起的连接部。本专利技术的粒子：(1)用于形成所述连接部并使得连接后所述连接部的厚度为连接前所述粒子的平均粒径的2倍以下，或者，(2)上述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径。本专利技术中，可以具有上述(1)的技术方案，也可以具有上述(2)的技术方案，还可以具有上述(1)的技术方案和上述(2)的技术方案二者。本专利技术的粒子具有30N/mm2以上、3000N/mm2以下的10％K值。本专利技术的粒子具有10％以下的粒径的CV值。本专利技术具有上述技术方案，因此，就将两个连接对象部件连接在一起的连接部而言，能够抑制冷热循环下连接对象部件产生裂纹或剥离，而且能够抑制上述连接部的厚度不均，且提高连接强度。本专利技术中，上述粒子能够在上述连接部作为间隙控制材料(间隙控制粒子)发挥作用，特别是能够在冷热循环时作为间隙控制材料(间隙控制粒子)发挥作用。本专利技术的粒子优选(1)用于形成所述连接部并使得连接后所述连接部的厚度为连接前所述粒子的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒子，其用于得到连接材料，所述连接材料形成将两个连接对象部件连接在一起的连接部，所述粒子用于形成所述连接部并使得连接后所述连接部的厚度为连接前所述粒子的平均粒径的2倍以下，或者，所述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径，所述粒子具有30N/mm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.20 JP 2015-227436;2015.11.20 JP 2015-227431.一种粒子，其用于得到连接材料，所述连接材料形成将两个连接对象部件连接在一起的连接部，所述粒子用于形成所述连接部并使得连接后所述连接部的厚度为连接前所述粒子的平均粒径的2倍以下，或者，所述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径，所述粒子具有30N/mm2以上、3000N/mm2以下的10％K值，所述粒子具有10％以下的粒径CV值。2.如权利要求1所述的粒子，其中，所述粒子用于形成所述连接部，并使得连接后所述连接部的厚度为连接前所述粒子的平均粒径的2倍以下。3.如权利要求1或2所述的粒子，其中，所述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径。4.如权利要求1～3中任一项所述的粒子，其中，每100万个所述粒子中，发生了凝聚的粒子的数目为100个以下。5.如权利要求1～4中任一项所述的粒子，其中，所述粒子具有200℃以上的热分解温度。6.如权利要求1～5中任一项所述的粒子，其中，所述粒子的材料含有乙烯基化合物、(甲基)丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：山上舞，羽根田聪，胁屋武司，山田恭幸，上田沙织，笹平昌男，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP