导电性组合物、导电性烧结部及具备导电性烧结部的构件制造技术

本发明专利技术涉及导电性组合物，以及具备有使用了导电性组合物的烧结部或接合部的构件，该构件优选为电子零件，更优选为车载用或通信机器用的电子零件。本发明专利技术提供一种含有导电性填充材及树脂粒子的导电性组合物，其中，在烧结前述导电性组合物前后时的前述树脂粒子的最大费雷特直径(Feret's Diameter)的变化率未达1.20。前述导电性组合物可含有(A)平均粒径为10至300nm的银微粒子、(B)平均粒径为0.5至10μm的金属粒子作为前述导电性填充材，也可含有(C)平均粒径为2至15μm的树脂粒子作为前述树脂粒子。树脂粒子。树脂粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电性组合物、导电性烧结部及具备导电性烧结部的构件


[0001]本专利技术涉及导电性组合物、导电性烧结部、具备有使用了导电性组合物的烧结部或接合部的构件、接合构件的方法及导电性烧结部的制造方法，尤其涉及适用在电子零件，例如车载用或通信机器用的电子零件的导电性组合物，以及具备烧结前述导电性组合物所得到的烧结部的电子零件。

技术介绍

[0002]于电子领域中，使用例如含有有机树脂与金属微粒子等导电性填充材的导电性组合物，作为用以形成电子零件，例如半导体元件中的接合部的胶粘剂，或是用以形成电路基板的电路的导电膏。此导电性组合物在被涂布于构件后，经过烧结或加热硬化而形成烧结部或接合部。
[0003]关于使用作为导电性填充材的金属微粒子，从专利文献1中可得知通过组合使用微米大小的粒子与纳米大小的粒子，会提升烧结后的导电性组合物的导电性及热传导性。
[0004]于专利文献2、3中，记载有在导电性的热硬化性树脂组合物中，通过使用中心粒径为0.3至15μm、厚度为10至200nm的平板型银微粒子，可得到热传导性、低应力性、粘接特性及耐回焊剥离性优异的组合物。
[0005]于专利文献4中，揭示一种导电性组合物，含有：(A)一次粒子的个数平均粒径为40nm至400nm的银微粒子、(B)溶剂、以及(C)通过使用差示扫描量热仪的测定所得到的DSC图中的吸热峰值的极大值位于80℃至170℃的范围的热塑性树脂粒子的烧结用导电性组合物；其中，(C)热塑性树脂粒子的一次粒子的个数平均粒径为1至50μm。于此导电性组合物中，导电性组合物中的热塑性树脂粒子于导电性组合物的烧结时熔融而变形，据此抑制在导电性组合物的硬化时可能肇因于该组合物的收缩而产生的空隙的形成，而能够抑制被粘构件的龟裂、接合部的龟裂、接合界面的剥离等。
[0006]于专利文献5中，揭示一种导电性胶粘剂组合物，含有：平均粒径0.5至10μm的导电性填充材(B)、以及于25℃时为固体状的热塑性树脂的粒子(A)。此外，于专利文献6中，揭示一种导电性胶粘剂组合物，含有：包含平均粒径0.5至10μm的金属粒子(a1)与平均粒径10至200nm的银粒子(a2)的导电性填充材(A)、以及于25℃时为固体状的热塑性树脂的粒子(B)。于专利文献6所记载的导电性胶粘剂组合物中，记载有通过组合使用微米大小的金属粒子与纳米大小的银粒子以提升热传导率。于这些专利文献中，记载有通过使导电性胶粘剂组合物含有于25℃时为固体状的热塑性树脂粒子，于烧结或热硬化时，热塑性树脂粒子熔融而填充存在于导电性胶粘剂硬化物与被粘材料的粘接界面的空隙，据此可提升粘接强度及应力缓和性能，并抑制肇因于温度变化的剥离的产生。于专利文献7中，也同样揭示一种导电性胶粘剂组合物，含有微米大小的金属粒子与纳米大小的银粒子作为导电性填充材，并且含有平均粒径为2至14μm且熔点为130至250℃的热塑性树脂的粒子。在此也记载有通过加热使热塑性树脂的粒子熔融而填充导电性胶粘剂硬化物内的空隙，据此可防止被粘材料的剥离。
[0007][现有技术文献][0008][专利文献][0009]专利文献1：日本特开2015
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162392号公报
[0010]专利文献2：日本特开2016
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65146号公报
[0011]专利文献3：日本特开2014
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194013号公报
[0012]专利文献4：国际公开第2016/063931号
[0013]专利文献5：国际公开第2019/013230号
[0014]专利文献6：国际公开第2019/013231号
[0015]专利文献7：国际公开第2020/145170号。

技术实现思路

[0016][专利技术所欲解决的课题][0017]现有技术的导电性组合物由于使用含有可在低温下烧结的银粒子的导电性填充材，烧结前述导电性组合物后所得到的烧结部或接合部显示出优异的接合强度及良好的导电性。然而，另一方面在使用有纳米大小的银粒子的烧结部或接合部中，由于伴随着纳米大小的银粒子的烧结使收缩变大，于接合部内部容易产生空隙。此外，由于烧结部或接合部与被粘构件之间的应变增大，对于接合硅芯片(chip)与引线架或基板的异种材料的接合部的长期可靠度而言，纳米大小的银粒子的使用较为不利。另一方面，已知有通过使用具有特定吸热峰值的极大值的热塑性树脂粒子，于导电性组合物的烧结时，热塑性树脂熔融而变形并填充烧结部的空隙，据此可抑制接合部中的空隙形成，抑制接合部的剥离并提升接合强度(参考图1及图2)。然而，即使在使用此导电性组合物时，于大小相对较大的电子零件，例如约5
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5mm至8
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8mm大小的芯片(chip)中，仍然存在着在冷热循环重复进行时容易产生剥离的问题。
[0018]尤其在车载用的电子零件中，由于其使用温度在约
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50℃至150℃的范围中激烈地变动，因而期待一种即使在此严苛条件下，于面积较大的电子零件中也可得到可靠度高的接合部的导电性组合物。
[0019]因此，本专利技术的课题在于提供一种于导电性组合物的烧结后，可得到导电性及热传导性高，且即使是面积较大的构件，也不易产生因冷热循环的重复进行所造成的前述构件从接合对象的剥离的烧结部或接合部的导电性组合物，以及使用前述导电性组合物来接合构件的方法或制造导电性烧结部或接合部的方法。
[0020][用以解决课题的技术手段][0021]本专利技术人等在含有纳米大小的银微粒子与微米大小的金属粒子作为导电性填充材的导电性组合物的烧结体基质中，意外发现到由树脂等所构成的微米大小的粒子不会因由加热所导致的熔融而显著地变形，且在几乎维持烧结前的形状的状态下均一地分散于烧结部中，据此，这些树脂粒子不仅缓和应力，也可分散应力，并且在使用导电性组合物所接合的异种材料的接合部中，尤其在用以接合面积相对较大的芯片(chip)的接合部中，可同时达到高导电性与历经长期的接合可靠度，因而完成本专利技术。
[0022]本专利技术的构成如下列所述：
[0023][1]一种导电性组合物，其为含有导电性填充材及树脂粒子的导电性组合物，其
中，在烧结前述导电性组合物前后时的前述树脂粒子的最大费雷特直径的变化率未达1.20。
[0024][2]如[1]所述的导电性组合物，其中，前述最大费雷特直径的变化率为在0.9至1.1的范围。
[0025][3]如[1]或[2]所述的导电性组合物，其中，烧结前述导电性组合物的温度为在80℃至300℃的范围。
[0026][4]如[1]至[3]中任一项所述的导电性组合物，含有(A)平均粒径为10至300nm的银微粒子作为前述导电性填充材。
[0027][5]如[4]所述的导电性组合物，含有(B)平均粒径为0.5至10μm的金属粒子作为前述导电性填充材。
[0028][6]如[5]所述的导电性组合物，含有(C)平均粒径为2至15μm的树脂粒子作为前述树脂粒子。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种导电性组合物，含有导电性填充材及树脂粒子，其中，在烧结所述导电性组合物前后时的所述树脂粒子的最大费雷特直径(Feret's Diameter)的变化率未达1.20。2.根据权利要求1所述的导电性组合物，其中，所述最大费雷特直径的变化率为在0.9至1.1的范围。3.根据权利要求1或2所述的导电性组合物，其中，烧结所述导电性组合物的温度为在80℃至300℃的范围。4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电性组合物，含有(A)平均粒径为10至300nm的银微粒子作为所述导电性填充材。5.根据权利要求4所述的导电性组合物，含有(B)平均粒径为0.5至10μm的金属粒子作为所述导电性填充材。6.根据权利要求5所述的导电性组合物，含有(C)平均粒径为2至15μm的树脂粒子作为所述树脂粒子。7.根据权利要求6所述的导电性组合物，其中，构成所述树脂粒子(C)的树脂是选自热塑性树脂、热硬化性树脂及硅酮树脂的群组。8.根据权利要求7所述的导电性组合物，其中，所述热塑性树脂是选自聚烯烃及聚酰胺的群组。9.根据权利要求6至8中任一项所述的导电性组合物，其中，所述树脂粒子(C)的平均粒径相当于烧结所述导电性组合物后所得到的烧结部或接合部的厚度的1至85％。10.根据权利要求6至9中任一项所述的导电性组合物，其中，所述导电性组合物含有：相对于所述导电性组合物的质量为5至50质量％的所述银微粒子(A)、35至85质量％的所述金属粒子(B)、以及0.1至10质量％的所述树脂粒子(C)。11.根据权利要求1至10中任一项所述的导电性组合物，其中，所述导电性组合物更含有相对于所述导电性组合物的质量为0.5至10质量％的(D)粘合剂树脂。12.根据权利要求5至11中任一项所述的导电性组合物，其中，所述导电性组合物中的所述银微粒子...

【专利技术属性】
技术研发人员：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：