一种对用于无压力低温烧结处理的金属膏体的孔隙的控制。本发明专利技术能够实现，在元器件的接触面之间产生非常紧固的层，该层有足够的弹性，以至于能够持续地经受机械及热的应变载荷。这由此而实现，即控制相应触点的孔隙。为此而提出一种金属膏体，其包含重量百分比７０－９０％的金属粉末、重量百分比１－２０％的可吸热分解的金属化合物以及重量百分比５－２０％的沸点２２０℃以上的溶剂，其中，金属膏体可放热地凝结成金属连接部。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种针对压力-及温度敏感的元器件(例如LED或非常薄的硅片)的焊接技术。背景纟支术在粘结压力-及温度敏感的部件时，触点会不利于导热性及导电性。传统的低温烧结由于其中所使用的较高的200Bar以上的压力而被淘汰。另外，因为在此会根据压力大小要确定出生产的功率模块的性能以及在实际烧结之前必须进行干燥步骤，所以需要很高的运作成本。根据未公开的文献DE 10 2007 046 901能够实现用于功率电子领域的导电性及导热性良好的连接层。其中，在较低的处理压力中形成多孔的层。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，要在接触面之间形成多个非常坚固的层，这些层要有足够的弹性，以使得能够经受持续的机械载荷及热应变载荷，并且在凝结的时候可以保持较低的温度和处理压力。这样因此而实现，可控制相应的触点的孔隙。利用特别是基于银或铜构成的絮片或粉末可以填充大约83%的体积，也就是说会保留大约17%的孔隙。对于最佳的最高连接稳固性的孔隙则关系到待连接的元器件的材料和应用环境。根据本专利技术，触点的孔隙可以提高或降低。然而，优选的是降低触点的孔隙。通过根据本专利技术的方法，不仅能够实现触点孔隙的降低，而且还可以确保孔隙均匀地被降低。为了控制触点的孔隙，接触面之间的金属膏体(尤其是银或铜膏体)放热地凝结。这种金属膏体的凝结优选在低温烧结处理的范围 内通过现场形成的金属实现，该金属促成了在所使用的金属膏体的金 属颗粒之间空隙的封闭。在此，现场金属的形成通过包含在金属膏体 中的金属化合物的分解来实现。为了实现金属膏体尽可能高效的凝结，将延长放热的凝结过程。这种延长通过一种沸点22(TC以上的有机溶剂来促成。通过这种延长效应为现场形成的金属保留了很多的时 间，以使得金属颗粒之间的空隙得到填充。通过这种方式能够在非常 低的处理压力下制造非常稠密的连接层(触点)，该连接层对于孔隙来看与由吸热凝结系统构成的在200Bar下制造的银层非常相似。 根据本专利技术的目的通过独立权利要求所述的特征部分来实现。从属权利要求描述了优选的实施方式。相应地，通过本专利技术提出了一种金属膏体，相对于该金属膏体的重量其包含重量百分比70-90%的金属粉末、重量百分比1-20%的可吸热分解的金属化合物以及重量百分比5-20%的沸点22(TC以上的溶剂，其中，金属膏体可放热地凝结成金属连接部。优选地，相对于该金属膏体的重量，在金属膏体中所包含的金属粉末的重量百分比为72-88%，优选为75-85%，更为优选的为77-85%。相对于该金属膏体的重量，可吸热分解的金属化合物的成分， 其重量百分比为3-18%，优选为4-15%，更为优选的为5-10%。在根据本专利技术的金属膏体中，相对于该金属膏体的重量，沸点 220。C以上的溶剂的重量百分比为9-20%，优选为10-20%，更为优选 的为11-20%，例如可以是12-20%，或也可以是14-20%。除了金属粉末、可吸热分解的金属化合物以及沸点22(TC以上的 溶剂，在金属膏体中也可以存在其他的组分。例如优选可以在金属膏 体中存在其他的溶剂，例如该溶剂的沸点在22(TC以下。在此合适的 溶剂是松油醇、N-甲基-2-吡咯垸酮、乙二醇、二甲乙酰胺或者无支 链或有支链的C5 - C9乙醇。这些另外的组分在金属膏体中相对于该 金属膏体的重量可以例如是0-25%的重量百分比。当然也可以不考 虑，即除了金属粉末、可吸热分解的金属化合物以及沸点22(TC以上的溶剂，在金属膏体中包含其他的组分。尤其可以不考虑，即除了金属粉末、可吸热分解的金属化合物以及沸点220。C以上的溶剂，在金属膏体中包含其他的溶剂。在本专利技术的范畴内，对于金属粉末基本上可以使用任何金属粉末。作为金属膏体组分进行描述的概念金属粉末，根据本专利技术也可以理解为不同金属粉末的混合物，例如不同组合物金属粉末的混合物。根据本专利技术所使用的金属粉末优选包含颗粒，该颗粒具有至少一种金属(例如基础形态)，禾口/或至少一种合金。在金属和/或金属化合物上可以优选的是，金属粉末的颗粒重量百分比至少为80%，优选为90%，更为优选的是95%，以至于例如是至少99%或100%。所使用的金属粉末的颗粒可以例如具有至少一种金属，该金属可以从以下一组金属中选出，这组金属分别是铜、银、金、镍、钯、铂、铝。所使用的金属粉末的颗粒为代替或添加多种金属可以具有至少一种金属合金。合金可以例如是一种铜-或贵金属化合物。合金优选可以是一种通常使用在硬钎料中的合金。该合金优选包含至少两种金属，这些金属可以从以下一组金属中选出，这组金属分别是铜、银、金、镍、钯、铂、铝。元素组(铜、银、金、镍、钯、铂、铝)中元素成分在合金中的重量百分比为至少90%，优选为至少95%，以至于例如为100%。该合金可以例如是一种由Cu/Ag、 Cu/Ag/Au、 Cu/Au、Ag/Au、 Ag/Pd、 Pt/Pd或Ni/Pd构成的合金。在本专利技术的范畴内，大小范围为0.1-10陶，优选为0. 3-3陶的粒子金属粉末或絮片金属粉末被证明尤其适用。基本上每种可吸热分解的金属化合物都能够作为可在本专利技术中使用的可吸热分解的金属化合物。作为金属膏体组分进行描述的概念可吸热分解的金属化合物，根据本专利技术也可以理解为不同的可吸热分解的金属化合物的混合物，例如不同组合物的可吸热分解的金属化合物的混合物。根据本专利技术，可吸热分解的金属化合物应当理解成一种金属化合物，其热分解优选是在惰性气体蒸汽下的一种吸热过程。在这种热分解中，从金属化合物中可以释放出金属。根据优选的实施例，可吸热分解的金属化合物具有一种也包含在金属粉末中的金 属。优选地，可吸热分解的金属化合物具有作为金属的铜、银、金、 镍、钯或铂。作为可吸热分解的金属化合物优选地可以是用于上述金属的碳酸、乳酸、甲酸、柠檬酸、氧化物或脂肪酸盐(C6至C24-脂肪酸)。根据本专利技术的可吸热分解的金属化合物例如是碳酸银、乳酸银、甲酸银、柠檬酸银、氧化银(例如Ag20)、乳酸铜、硬脂酸铜、 氧化铜(例如Cu20或CuO)或氧化金(例如Au20或AuO)。包含在金 属粉末中的可吸热分解的金属化合物具有一个优选40(TC以下，更优 选35(TC以下并且更为优选30(TC以下的分解温度。大小范围为 0. l-10Wn，优选为0. 3-3陶的粒子构成的粉末或絮片被证明尤其适 用。根据本专利技术，在金属膏体中包含一种沸点为22(TC以上的溶剂。 优选地，该溶剂的沸点为25(TC以上。根据一个优选实施例，包含在 金属膏体中的沸点为22(TC以上的溶剂是一种沸点为22(TC以上的可 吸热分解的溶剂。根据本专利技术，可吸热分解的溶剂应优选理解成一种 溶剂，该溶剂从金属膏体中剔除是一种吸热的过程。优选的一种情况 是，该溶剂可以在通过在此描述的金属膏体进行烧结处理时而未完全 化解地，也就是未进行反应地从金属膏体中排除。在本专利技术的范畴内， 概念沸点220。C以上的溶剂也可以认定为沸点22(TC以上的多种 不同溶剂的混合物。沸点22(TC以上的溶剂中可以是1-十三醇、2-十三醇、3-十三醇、4-十三醇、5-十三醇、6-十三醇、异十三烷醇、 二元酯(例如戊二酸、醋酸或琥珀酸的二甲酸或者以上混合物)、甘 油、二甘醇、三甘醇、或者以上混合物。根据本专利技术，金属膏体可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属膏体，其包含重量百分比７０－９０％的金属粉末、重量百分比１－２０％的可吸热分解的金属化合物以及重量百分比５－２０％的沸点２２０℃以上的溶剂，其中，所述金属膏体可放热地凝结成金属连接部。
【技术特征摘要】
DE 2008-8-27 102008039828.41.一种金属膏体，其包含重量百分比70-90％的金属粉末、重量百分比1-20％的可吸热分解的金属化合物以及重量百分比5-20％的沸点220℃以上的溶剂，其中，所述金属膏体可放热地凝结成金属连接部。2. 根据权利要求l所述的金属膏体，其特征在于，所述金属膏体包含重量百分比为11-20%的沸点22(TC以上的溶剂。3. 根据权利要求1或2所述的金属膏体，其特征在于，所述可吸热分解的金属化合物是一种铜-或贵金属化合物。'4. 根据权利要求1-3中任一项所述的金属膏体，其特征在于，所述金属粉末大多数具有银或铜或金或钯或铂。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的金属膏...
【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈施密特，米夏埃尔舍费尔，汉斯维尔纳哈格多恩，
申请(专利权)人：WC贺利氏有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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