银膏及其制造方法以及接合体的制造方法技术

该银膏是为了直接涂布于铜或铜合金部件的表面以形成银膏层而使用，并且包含银粉末、脂肪酸银、脂肪族胺、介电常数为30以上的高介电常数醇及介电常数小于30的溶剂。将银膏设为100质量％时，高介电常数醇的含量优选为0.01质量％～5质量％。质量％～5质量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】银膏及其制造方法以及接合体的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于接合电子部件的银膏、制造该银膏的方法及使用该银膏制造接合体的方法。
[0002]本申请主张基于2019年12月20日于日本申请的专利申请2019
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230645号及2020年12月9日于日本申请的专利申请2020
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204337号的优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0003]以往，为了使用银膏来将如高输出功率LED元件或功率半导体元件等半导体元件、半导体封装件那样的电子部件粘接并固定(芯片接合)于作为DBC基板(覆铜基板)或引线框架等基板的铜或铜合金部件的表面，使用包含银粉末、热固性树脂及溶剂的银膏。
[0004]作为这种银膏，例如公开了包含银粉、银微粒、脂肪酸银、胺及银树脂酸盐的导热性组合物(例如，参考专利文献1)。在该导热性组合物中，银粉的平均粒径为0.3μm～100μm，银微粒的一次粒子的平均粒径为50～150nm，银微粒的微晶粒径为20～50nm，且平均粒径与微晶粒径之比为1～7.5。为了调整粘度等，该导热性组合物进一步含有甲醇、乙二醇、丙二醇等醇类溶剂。专利文献1中记载了利用如此构成的导热性组合物能够获得具有高导热率的导热体。
[0005]作为另一种银膏，公开了导电性膏(例如，参考专利文献2)，该导电性膏包含平均粒径为1～200nm的银微粒、及包含橡皮布(blanket)溶胀率为2.0％以下的低溶胀性有机溶剂的有机溶剂，且低溶胀性有机溶剂的含有率为3.0～30wt％。专利文献2中记载了如下内容：在该导电性膏中，优选在银微粒的表面的至少一部分附着有有机成分，从银微粒的分散性及导电性等的观点考虑，该有机成分优选包含胺及羧酸。并且，专利文献2中记载了作为橡皮布溶胀率为2.0％以下的低溶胀性有机溶剂，优选具有作为官能团的羟基的溶剂，例如能够举出具有多个羟基的多元醇或其他一元醇溶剂等，并且记载了作为具有2～3个羟基的多元醇，能够举出甘油、1,2,4
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丁三醇、1,2,6
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己三醇、乙二醇、二乙二醇、1,2
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丁二醇、丙二醇、2
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甲基戊烷
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2,4
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二醇等。专利文献2中记载了该导电性膏能够形成具有充分的导电性及与基板的良好的密接性的微细导电性图案。
[0006]专利文献1：专利第5872545号公报(参考权利要求1、说明书第[0006]段、第[0051]段)
[0007]专利文献2：专利第6329703号公报(权利要求1、说明书第[0010]段、第[0034]段、第[0035]段、第[0052]段、第[0055]段、第[0056]段)
[0008]在涂布银膏层的DBC基板(覆铜基板)或引线框架等铜或铜合金部件的表面容易形成CuO、CuO2的氧化皮膜。因此，在铜或铜合金部件的表面形成镀银或镀镍等金属化层，在其上涂布银膏，从而接合芯片元件等电子部件。然而，在不形成金属化层，而是使用专利文献1及2所示的银膏来接合芯片元件等电子部件的情况下，难以以高强度将电子部件接合于铜或铜合金部件。因此，需要在铜或铜合金部件的表面不用设置金属化层而直接形成银膏层并能够以高强度接合电子部件的银膏。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于，提供一种在不具有镀银或镀镍等金属化层的铜或铜合金部件的表面直接形成接合层并以高强度接合电子部件的银膏、其制造方法及接合体的制造方法。
[0010]本专利技术的第一观点为一种银膏，包含银粉末、脂肪酸银、脂肪族胺、介电常数为30以上的高介电常数醇及介电常数小于30的溶剂。
[0011]本专利技术的第二观点为一种银膏，其为基于第一观点的专利技术，其中，将银膏设为100质量％时，所述高介电常数醇以0.01质量％～5质量％的比例包含在所述银膏中。
[0012]本专利技术的第三观点为一种银膏，其为基于第一或第二观点的专利技术，其中，所述银粉末在55体积％以上且95体积％以下的范围内包含粒径在100nm以上且小于500nm的第一银粒子，在5体积％以上且40体积％以下的范围内包含粒径在50nm以上且小于100nm的第二银粒子，并且在5体积％以下的范围内包含粒径小于50nm的第三银粒子。
[0013]本专利技术的第四观点为一种银膏的制造方法，其特征在于，包括如下工序：混合脂肪酸银、脂肪族胺及介电常数小于30的溶剂而获得混合物；将所述混合物加热并搅拌之后冷却而获得混合溶液；及将所述混合溶液、银粉末及所述介电常数为30以上的高介电常数醇进行混炼而获得银膏。
[0014]本专利技术的第五观点为一种接合体的制造方法，包括如下工序：在铜或铜合金部件的表面直接涂布第一至第三观点中任一观点的银膏以形成银膏层；在所述银膏层上层叠电子部件来制作层叠体；及通过加热所述层叠体而使所述银膏层中的银粉末烧结以形成接合层，制作所述铜或铜合金部件与所述电子部件经由所述接合层接合的接合体。
[0015]本专利技术的第一观点的银膏包含银粉末、脂肪酸银、脂肪族胺、介电常数为30以上的高介电常数醇及介电常数小于30的溶剂。若将该银膏直接涂布于铜或铜合金部件的表面，则在加热时，介电常数为30以上的高介电常数醇与存在于铜或铜合金部件的表面的氧化膜反应，并通过其还原作用，将CuO等氧化膜从铜或铜合金部件的表面去除。介电常数为30以上的高介电常数醇容易接近银膏中所包含的脂肪酸银与脂肪族胺反应而形成的络合物的银离子。若对通过该银膏形成的银膏层进行加热，则通过该高介电常数醇，络合物的还原反应会更顺利地发生。当络合物的银被还原时，变成银纳米粒子，该银纳米粒子提高银粉末的烧结性。其结果，即使为不具有金属化层的铜或铜合金部件，也能够在该铜或铜合金部件的表面以高强度接合电子部件。“在铜或铜合金部件的表面直接涂布”是指，将银膏涂布于在铜或铜合金部件的表面未形成银、镍、金等金属化层的铜或铜合金部件的表面。
[0016]本专利技术的第二观点的银膏中，高介电常数醇在银膏中的含量为0.01质量％～5质量％的比例。该范围内的高介电常数醇起到在加热银膏层时在银膏层中由银络合物进一步制出银纳米粒子的效果。另一方面，不会使银膏的粘度不必要地增加，不会使银膏的操作性变差，且不会使银膏的使用寿命(可使用时间)变短。
[0017]在本专利技术的第三观点的银膏中，银粉末在55体积％以上且95体积％以下的范围内包含粒径在100nm以上且小于500nm的第一银粒子，在5体积％以上且40体积％以下的范围内包含粒径在50nm以上且小于100nm的第二银粒子，并且在5体积％以下的范围内包含粒径小于50nm的第三银粒子，因此所述银粉末具有比较宽的粒度分布，由此在进行烧结时，通过使第一～第三银粒子彼此的间隙变小且致密，能够制作空隙少的接合层。
Electron Microscope：扫描式显微镜照片)，测定所述银粉末中的第一～第三银粒子的投影面积，由所获得的投影面积计算出圆当量直径(具有与第一～第三银粒子的投影面积相同的面积的圆的直径)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种银膏，包含银粉末、脂肪酸银、脂肪族胺、介电常数为30以上的高介电常数醇及介电常数小于30的溶剂。2.根据权利要求1所述的银膏，其中，将银膏设为100质量％时，所述高介电常数醇以0.01质量％～5质量％的比例包含在所述银膏中。3.根据权利要求1或2所述的银膏，其中，所述银粉末在55体积％以上且95体积％以下的范围内包含粒径在100nm以上且小于500nm的第一银粒子，在5体积％以上且40体积％以下的范围内包含粒径在50nm以上且小于100nm的第二银粒子，并且在5体积％以下的范围内包含粒径小于50nm的第三银粒子。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：八十岛司，増山弘太郎，乙川光平，片濑琢磨，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：