具有部分氧化的金属颗粒的改进的烧结糊料的利记博彩app
【专利说明】具有部分氧化的金属颗粒的改进的烧结糊料
[0001] 本发明设及可烧结混合物和使用该混合物W接合部件的方法。此外，本发明设及 制造该可烧结混合物的方法。
[0002] 在功率电子学中，对压力和溫度高度敏感的部件如LE化或极薄娃片的接合特别 具有挑战性。因此，此类压敏和热敏部件通常借助胶粘互相接合。但是，胶粘技术的缺点在 于用其在运些部件之间产生只有不足的热导率和/或电导率的接触位置。为了解决运一问 题，通常烧结待接合的部件。烧结技术是用于稳定接合部件的非常简单的方法，其中使用烧 结糊料。
[0003] 例如，US-B-7, 766, 218公开了含有至少部分用脂肪酸或脂肪酸衍生物涂覆的银颗 粒和挥发性分散剂的烧结糊料W改进烧结W及电导率和热导率的用途。
[0004] W0-A-2011/026624公开了含有金属颗粒、金属前体、溶剂和烧结助剂的烧结糊料。
[0005] 根据EP-A-2425290,将至少一种脂族控化合物添加到烧结糊料中W确保低的烧结 溫度。
[0006] 但是已经证明，尽管使用各种烧结助剂，但仍然需要进一步改进常规糊料或混合 物的可烧结性，运特别是在低的工艺压力下。
[0007] 在本发明的范围内，可烧结性包括含金属颗粒的混合物的扩散能力W及使用该混 合物接合的接触位的粘合。
[0008] 此外，需要可W在比迄今可行的更宽的溫度和压力范围内使用的可烧结混合物。 同样希望的是与迄今常规的糊料相比具有改进的扩散能力并且在可比较的条件下使用其 时导致烧结接触位的粘合改进的可烧结混合物。
[0009] 因此本发明的目的是提供特别在施加到铜表面上时具有改进的可烧结性的可烧 结混合物，特别是烧结糊料。本发明的另一目的是提供能使该烧结在比现有技术中常规的 更溫和的条件下，尤其在更低的溫度和更小的压力下进行的可烧结混合物。因此，所述混合 物的使用带来用于接合接触位的节能方法。
[0010] 通过本发明的独立权利要求的主题实现该目的。
[0011] 相应地，本发明的主题是混合物，其含有 (a)金属颗粒和 化）式I所示的有机化合物：Ri-COR2 (I)， 其中Ri是具有8至32个碳原子的脂族基团，且R2具有-0M结构或-X-R3结构，其中Μ是阳离子且其中X选自0、S、N-R4,且其中R3是氨原子或脂族基团，且R4是氨原子或脂族基 团， 其中有机化合物化）中所含的碳与金属颗粒（a)中所含的氧的摩尔比 (Stoffmengenverhaltnis)为 3 至 50。
[0012] 此外，本发明设及用于接合至少两个部件的方法，其包括提供具有至少一个第一 部件、第二部件和本发明混合物的夹层组件（Sandwichanor化ung)，其中该混合物位于第一 和第二部件之间；和烧结该夹层组件。
[0013] 本发明的混合物可烧结并优选作为烧结糊料，特别是作为可印刷的烧结糊料存 在。
[0014] 本发明基于令人惊讶的发现，即有机化合物b)中的碳与金属颗粒a)中的氧的摩 尔比对由它们制成的混合物的可烧结性具有显著影响。已经令人惊讶地发现，只有相对窄 的比率范围带来改进的烧结性能。
[0015] 金属颗粒（a) 本发明的混合物含有金属颗粒。
[0016] 在本发明的范围内，术语"金属"是指在元素周期表中在与棚相同的周期中但在棚 左边、在与娃相同的周期中但在娃左边、在与错相同的周期中但在错左边和在与錬相同的 周期中但在錬左边的元素W及具有大于55的原子序数的所有元素。根据本发明，术语"金 属"还包括合金和金属间相。
[0017] 所述金属的纯度优选为至少95重量％，优选至少98重量％，更优选至少99重量％， 再更优选至少99. 9重量％。
[0018] 在本发明的范围内，金属颗粒还是部分氧化，例如表面氧化的金属颗粒。
[0019] 根据一个优选实施方案，该金属选自铜、银、儀和侣W及它们的合金和混合物。根 据一个特别优选的实施方案，该金属是银。
[0020] 在一个优选实施方案中，金属颗粒（a)的至少一种金属选自银、铜及其混合物。
[0021] 金属颗粒（a)的金属优选基本由银或铜或者铜和银的混合物构成。
[0022] 就此而言，"基本"是指至少95重量％，尤其是至少97. 5重量％的金属颗粒（a)由 相应的金属或金属混合物构成。
[0023] 根据本发明，金属合金被理解为是至少两种组分的金属混合物，其中至少一种是 金属。
[0024] 根据一个优选实施方案，根据本发明使用含有铜、侣、儀和/或贵金属的合金作为 金属合金。该金属合金优选包含至少一种选自铜、银、金、儀、钮、销和侣的金属。特别优选的 金属合金含有至少两种选自铜、银、金、儀、钮、销和侣的金属。此外，选自铜、银、金、儀、钮、 销和侣的金属的含量可W优选占该金属合金的至少90重量％，优选至少95重量％，更优选 至少99重量％，再更优选100重量％。该合金可W例如是含有铜和银、铜、银和金、铜和金、 银和金、银和钮、销和钮或儀和钮的合金。
[0025] 根据本发明的范围的金属颗粒也可W是由多相构成的颗粒。因此，该金属颗粒可 W例如包含由至少一个金属相制成的核，其用至少另一个金属相涂覆。在此举例提到用银 涂覆的铜颗粒，其包括在根据本发明的金属颗粒定义内。此外，该金属涂层也可W施加到非 金属核上。
[00%] 在一个替代的实施方案中，该金属颗粒具有两种或更多种不同的金属。
[0027] 包含由非贵金属制成的金属核和由贵金属制成的涂层的金属颗粒，例如用银涂覆 的铜颗粒也是优选的。
[0028] 在本发明的混合物中，可W含有纯金属、多种类型的纯金属、一种类型的金属合 金、多种类型的金属合金或其混合物作为金属。该金属W颗粒形式存在于该混合物中。
[0029] 该金属颗粒的形状可W不同。该金属颗粒可W例如W薄片形式或球体形状(球形） 存在。根据一个特别优选的实施方案，该金属颗粒呈薄片形式。但是，运不排除少数含量的 所用颗粒可具有其它形状。但是优选是至少70重量％，更优选至少80重量％，再更优选至 少90重量％或100重量％的该颗粒W薄片形式存在。
[0030] 本发明的混合物中所含的金属颗粒在其组成上可W均匀或不均匀。特别地，在该 混合物中可含有由不同金属制成的颗粒。
[0031] 本发明的混合物优选含有该混合物总重量的60 - 99. 7重量％，更优选77 - 89重 量％，再更优选80 - 88重量％的金属颗粒。对于本发明的可烧结混合物，金属颗粒a)的量 可W为96 - 99. 7重量％，优选96. 5 - 99. 5重量％，更优选97 - 99. 3重量％，特别是97. 5 -99.0重量％，各自相对于金属颗粒a)和有机化合物b)的总重量计。
[0032] 该金属颗粒优选部分氧化。但替代地，也可存在金属颗粒的混合物，其中一部分颗 粒未氧化，一部分颗粒部分或完全氧化。
[0033] 本发明的混合物中的金属颗粒（a)的氧含量优选为金属颗粒总重量的0. 01至 0. 15重量％，特别是0. 05至0. 10重量％。
[0034] 可W例如根据本领域技术人员已知的分析方法通过采用Leco扣SA)公司的TC 436分析仪上的载气热萃取来进行金属颗粒氧含量的测定，其中通过转化成C〇2间接测定氧 含量，其中由C〇2红外测量单元检测C〇2气体。氧含量的测定可W基于ASTME1019-03标 准。通过用已知量的C〇2气体进行气体校准和通过检测Leco公司的认证的钢标准(其氧含 量大致为待测试的样品的预期氧含量的量级)，调理仪器W确保可重复的测量。为了制备 样品，将100至150毫克金属粉末称入Leco公司的锡胶囊。然后将样品和锡胶囊置于在 2000°C下的Leco公司的石墨相蜗中，该相蜗已预先在2500°C下排气（ausgegast)两次，每 次大约30秒。该样品的氧与石墨的碳反应形成一氧化碳（C0)。其又在Leco公司的氧化铜 柱（化(11)0)上氧化形成二氧化碳（C〇2)，其中该柱具有大约60(TC的设备特定的溫度。借 助红外计（In化atorzelle)检测由此生成的C〇2并因此测定该样品的氧含量。在对该样品 进行实际测量之前应在相同条件下测定未填充的锡胶囊的空白值。在实际测量过程中，在 该设备内部从测量值(锡胶囊和样品）中减去该空白值。 W对有机化合物化) 此外，本发明的烧结糊料含有式I:R1C0R2 (I)所示的有机化合物，其中Ri是具有8至 32,优选10-24,特别优选12至18个碳原子的脂族基团并可W是支化或非支化的。此外，Ri 可含有杂原子。R2具有-0M结构或-X-R3结构，其中Μ是阳离子且其中X选自0、S和N-R4， 其中R3是氨原子或脂族基团，且R4是氨原子或脂族基团。在此，X优选是0、N或S，特别优 选0。
[0036] R呀日/或R4优选是具有1至32,优选10至24,特别是12至18个碳原子的脂族 基团，其中该基团可W是直链或支化的。此外，该基团还可包含一个或多个杂原子。该脂族 基团可W是饱和或不饱和的。
[0037] 该有机化合物优选是选自脂肪酸（X= 0且R3 =H)、脂肪酸盐（M=阳离子）和脂 肪酸醋的化合物。
[0038] 该游离脂肪酸、脂肪酸盐和脂肪酸醋优选是非支化的。
[0039] 此外，该游离脂肪酸、脂肪酸盐和脂肪酸醋优选是饱和的。
[0040] 根据一个优选实施方案，该有机化合物是单脂肪酸（Monofettsjiure)、单脂肪酸的 盐或单脂肪酸醋。
[0041] 在一个优选实施方案中，有机化合物化）是Cs-Cw脂肪酸，更优选Cs-C24脂