导电性粘接剂组合物制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种导热性优异、且在经受反复温度变化的情况下也难以发生被粘接材料的剥离的导电性粘接剂组合物。本发明专利技术涉及这样的导电性粘接剂组合物，其含有：包含平均粒径为0.5μm～10μm的金属粒子(a1)和平均粒径为10nm～200nm的银粒子(a2)的导电性填料(A)、以及在25℃下为固体状的热塑性树脂的粒子(B)。

Conductive adhesive composition

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电性粘接剂组合物
本专利技术涉及导电性粘接剂组合物。
技术介绍
在电子部件中，作为用于将半导体元件粘接/接合至引线框架等支持构件的芯片接合(diebonding)材料，使用了导电性粘接剂组合物。作为导电性粘接剂组合物，由于具有高导电性，因而通常使用银粉或铜粉等金属粉，已经有许多报告涉及包含它们的粘接剂或通过烧结而粘接的浆料状粘接剂。在此，近年对于小型化、高功能化的电子部件(例如功率器件或发光二极管(LED))的需求正在急速扩大，随着电子部件的小型化的进行，半导体元件的发热量具有增大的倾向。然而，若半导体元件长时间暴露在高温环境下，则变得无法发挥原本的功能而且寿命降低。因此，为了使从半导体元件产生的热有效地扩散到支持构件，需要芯片接合材料具有高的导热率，其所需的水平持续上升。关于导电性粘接剂，为了根据上述要求而提高导热性，已经报道了这样的技术，其中，除了常规使用的微米级金属粒子以外，还使用纳米级金属粒子作为导电性填料。例如，在专利文献1中报道了一种导电性浆料，其特征在于，含有：平均粒径为2μm～20μm、振实密度(TD)为2.0g/cm3～7.0g/cm3且含碳化合物的含量比例为0.5质量％以下的薄片状银粉；平均粒径为10nm～500nm的银纳米粒子；以及热固性树脂。另外，在专利文献2中报道了包含银粉、银微粒、脂肪酸银和胺的导电性组合物，其中上述银粉的平均粒径为0.3μm～100μm，上述银微粒的1次粒子的平均粒径为50～150nm，微晶直径为20～50nm，且平均粒径相对于微晶直径的比为1～7.5，此外，该导电性组合物还包含银树脂酸盐。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本特开2015-162392号公报[专利文献2]日本专利第5872545号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题如上所述地将纳米级金属粒子添加到微米级金属粒子中而得的导电性粘接剂组合物的固化产物虽然形成了致密的烧结结构，但是仍在其固化产物中存在空隙。当这样的固化产物反复经受由于上述半导体元件的发热所造成的温度变化时，形成颈缩结构的金属沿着减少与空隙接触的面积以降低表面能的方向移动，结果是，金属有时候会生长。通常，通过将纳米级的金属粒子添加到微米级的金属粒子中而得的导电性粘接剂组合物的固化产物由于其致密的晶体结构而具有低的应力缓和性能，当发生上述的金属生长时，由于随着金属的移动而在粘接界面附近形成大的空隙等，因而应力缓和性能进一步降低。在这种情况下，存在由于被粘接材料彼此的线性热膨胀系数之差所引起的应力而容易发生被粘接材料的剥离的问题。另外，在导电性粘接剂组合物中，为了提高导电性和导热率，提高导电性粘接剂组合物中的金属成分的含量以提高填充密度。专利文献1和2也在实施例中公开了相对于导电性粘接剂组合物的总量而包含合计为80％以上的微米级、纳米级的金属粒子的导电性粘接剂组合物。然而，这种金属含量高的导电性粘接剂组合物的固化产物通常具有低的应力缓和性能，特别容易发生上述剥离。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供导热性优异、并且在经受反复温度变化的情况下也难以发生被粘接材料的剥离的导电性粘接剂组合物。[用于解决课题的手段]本专利技术人进行了深入研究，结果发现，通过含有包含平均粒径为0.5μm～10μm的金属粒子和平均粒径为10nm～200nm的银粒子的导电性填料、以及在25℃下为固体状的热塑性树脂的粒子的导电性粘接剂组合物，从而可以形成导热性优异、并且在经受反复温度变化的情况下也难以发生被粘接材料的剥离的粘接，由此完成了本专利技术。即，本专利技术的导电性粘接剂组合物含有：包含平均粒径为0.5μm～10μm的金属粒子(a1)和平均粒径为10nm～200nm的银粒子(a2)的导电性填料(A)、以及在25℃下为固体状的热塑性树脂的粒子(B)。在根据本专利技术一个方式的导电性粘接剂组合物中，上述金属粒子(a1)的主成分为银。在根据本专利技术一个方式的导电性粘接剂组合物中，相对于导电性粘接剂组合物的总量，含有35质量％～85质量％范围内的上述金属粒子(a1)，以及5质量％～50质量％范围内的上述银粒子(a2)。在根据本专利技术一个方式的导电性粘接剂组合物中，以质量比计，金属粒子(a1)和上述银粒子(a2)的含量比率在95:5～40:60的范围内。在根据本专利技术一个方式的导电性粘接剂组合物中，热塑性树脂的熔点在50℃～300℃的范围内。在根据本专利技术一个方式的导电性粘接剂组合物中，热塑性树脂的粒子(B)的平均粒径为1μm～30μm。在根据本专利技术一个方式的导电性粘接剂组合物中，相对于导电性粘接剂组合物的总量，含有0.1质量％～10质量％范围内的上述热塑性树脂的粒子(B)。另外，本专利技术的导电性粘接剂固化产物是通过使上述任一种导电性粘接剂组合物固化而得的。此外，本专利技术的电子设备中，在部件的粘接中使用了上述任一种导电性粘接剂组合物。[专利技术的效果]本专利技术的导电性粘接剂组合物的特征在于，含有包含平均粒径为0.5μm～10μm的金属粒子(a1)和平均粒径为10nm～200nm的银粒子(a2)的导电性填料(A)，由此提高了导热率。另外，通过含有在25℃下为固体状的热塑性树脂的粒子(B)，从而抑制了由于含有纳米级银粒子因而被粘接材料在经受反复温度变化时发生剥离的可能性的提高。由此，本专利技术的导电性粘接剂的导热性优异，并且即使在经受反复温度变化的情况下也难以发生被粘接材料的剥离。具体实施方式以下将说明用于实施本专利技术的方式，但是本专利技术不限于下述实施方式，在不脱离本专利技术的主旨的范围内可以进行任意的变形。另外，在本说明书中，表示数值范围的“～”用于表示这样的含义：其前后所记载的数值作为下限值和上限值。另外，在本说明书中，金属粒子(a1)以及在25℃下为固体状的热塑性树脂的粒子(B)的平均粒径为使用激光衍射/散射式粒度分析仪而测定的粒径分布的50％平均粒径(D50)。例如，可以使用“日機装株式会社”制的激光衍射/散射式粒度分析仪MT-3000来进行测定。银粒子(a2)的平均粒径为使用动态光散射法测定的粒径分布的50％平均粒径(D50)。例如，可以使用“日機装株式会社”制的纳米径粒子分布测定装置来进行测定。[导电性填料(A)]本专利技术中的导电性填料(A)包含平均粒径为0.5μm～10μm的金属粒子(a1)和平均粒径为10nm～200nm的银粒子(a2)。<金属粒子(a1)>本专利技术中的金属粒子(a1)的平均粒径为0.5μm～10μm，优选为0.6μm～8μm，更优选为0.7μm～7μm，进一步优选为0.8μm～6μm。当金属粒子(a1)的平均粒径小于0.5μm时，导电性粘接剂组合物在固化后的收缩没有得到抑制，因而与被粘接材料的密合性会降低。当金属粒子(a1)的平均粒径超过10μm时，金属粒子(a1)的烧结难以进行，与被粘接材料的密合性会降低。本专利技术中的金属粒子(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电性粘接剂组合物，含有：/n包含平均粒径为0.5μm～10μm的金属粒子(a1)和平均粒径为10nm～200nm的银粒子(a2)的导电性填料(A)、以及/n在25℃下为固体状的热塑性树脂的粒子(B)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170711 JP 2017-1352021.一种导电性粘接剂组合物，含有：
包含平均粒径为0.5μm～10μm的金属粒子(a1)和平均粒径为10nm～200nm的银粒子(a2)的导电性填料(A)、以及
在25℃下为固体状的热塑性树脂的粒子(B)。


2.根据权利要求1所述的导电性粘接剂组合物，其中，所述金属粒子(a1)的主成分为银。


3.根据权利要求1或2所述的导电性粘接剂组合物，其中，相对于所述导电性粘接剂组合物的总量，含有35质量％～85质量％范围内的所述金属粒子(a1)、以及5质量％～50质量％范围内的所述银粒子(a2)。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电性粘接剂组合物，其中，以质量比计，所述金属粒子(a1)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：小堀航洋，今井祥人，阿部真太郎，近藤刚史，
申请(专利权)人：田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP