在难烧结的贵金属和非贵金属表面上的含被涂覆的氧化银的烧结膏料的利记博彩app
【专利说明】在难烧结的贵金属和非贵金属表面上的含被涂覆的氧化银 的烧结膏料
[0001] 本发明涉及含有被有机化合物涂布的金属氧化物粒子的混合物和使用所述混合 物连接组件的方法。本发明还涉及使用该混合物制成的模块和制造上述混合物的方法。
[0002] 在电力电子学中，高的压力-和温度敏感的组件，如LED或极薄硅片的连接特别具 有挑战性。因此，所压力-和温度敏感的组件通常借助胶合互相连接。但是，胶粘技术是不 利的，因为其在组件之间产生具有不足的热导率和/或电导率的接触点。为了解决这一问 题，通常对要连接的组件施以烧结。烧结技术是用于稳定连接组件的非常简单的方法，其中 该连接涉及使用烧结膏料。
[0003] US-B-7, 766, 218描述了含有至少部分被脂肪酸或脂肪酸衍生物涂布的银粒子和 挥发性分散剂的烧结膏料用于改进烧结以及电导率和热导率的用途。
[0004] W0-A-2011/026624公开了含有金属粒子、金属前体、溶剂和烧结助剂的烧结膏料。
[0005] 根据EP-A-2425290,将至少一种脂族烃化合物添加到烧结膏料中以确保低烧结温 度。
[0006] 但是，实际应用已表明，尽管使用各种烧结助剂，但常规膏料或混合物的可烧结性 不足，特别是在低工艺压力下。
[0007] 因此本发明的目的是提供甚至能将可能由于高污染度而难烧结的表面稳定地互 相连接并充分粘结的混合物，特别是烧结膏料。
[0008] 根据本发明通过提供含有被有机化合物涂布的金属氧化物粒子的混合物实现该 目的。
[0009] 相应地，本发明的一个主题是一种混合物，其含有 a) 金属氧化物粒子和任选的金属粒子，其中金属粒子与金属氧化物粒子的重量比为 最多3比2,和 b) 式I所示的有机化合物： f-COR2 (I), 其中R1是具有8至32个碳原子的脂族残基，且R2是-0M或具有结构-X-R 3,其中X选 自0、S、N-R4,其中R4是氢原子或脂族残基，R3是氢原子或脂族残基，且M是阳离子。
[0010] 烧结的烧结材料与表面的不良粘合是通过烧结连接金属表面时遇到的常见问题。 因此，例如污垢覆盖的表面或通过电镀覆银的铝表面无法实现烧结材料与该表面的所需粘 合，以致例如由借助烧结膏料连接的多个组件构成的模块无法表现出足够的稳定性。除稳 定性外，不良连接的组件还对它们的电导率和热导率具有有害影响。
[0011] 已经意外地发现，含有含有机化合物b)并特别被有机化合物b)涂布的金属氧化 物粒子的混合物表现出与借助根据现有技术公开的混合物通常无法充分烧结，特别是在所 需低温下无法充分烧结的表面的优异粘合。这包括，如上文提到，例如，被含碳化合物覆盖 的表面，即包含例如由有机聚合物制成的保护层的表面。
[0012] 此外，本发明的一个优选实施方案具有部分或完全被有机化合物b)涂布的金属 氧化物粒子。
[0013] 在本发明的范围内，该粒子的涂层应被理解为是指粒子表面上的牢固附着层。牢 固附着层应被理解为是指不会简单地在重力作用下脱离该粒子的层。
[0014] 该混合物含有金属氧化物粒子。在本发明的范围内，金属氧化物应被理解为是金 属和氧的化合物。由于金属和氧之间的电负性的巨大差异，金属和氧的连接通常是离子型 的或至少强极性的。该金属因此作为阳离子存在并且不再包含金属的典型性质，如高导电 性和金属光泽。在根据本发明的范围的金属氧化物粒子中，氧的存在不仅限于金属表面上， 即不是指被氧化物层覆盖的金属。相反，氧优选均匀分布在该化合物中。就此而言氧与金 属的摩尔比通常为至少1:2。
[0015] 在本发明的一个优选实施方案中，该金属氧化物粒子的金属氧化物选自氧化铜、 氧化银和氧化钯。
[0016] 在一个特别优选的实施方案中，该金属氧化物粒子的金属氧化物是氧化银。
[0017] 本发明的混合物任选地含有金属粒子。在本发明的范围内，金属应被理解为是在 元素周期系统中位于从硼到砹的分隔线左下方的那些化学元素。这包括在与硼相同的周期 中但在硼左边、在与硅相同的周期中但在硅左边、在与锗相同的周期中但在锗左边和在与 锑相同的周期中但在锑左边的元素以及具有大于55的原子序数的所有元素。金属以它们 的高导电性、高导热性、延展性和特殊光泽，即金属光泽为特征。根据本发明的范围的金属 粒子也可以是由多相构成的粒子。相应地，该金属粒子可例如包含由至少一个金属相制成 的核，其被至少另一个金属相涂布。在这方面举例提到银涂布的铜粒子，其包括在根据本发 明的金属粒子的定义内。此外，该金属涂层也可以施加到非金属核上。
[0018] 在另一实施方案中，该金属粒子包含两种或更多种不同的金属。
[0019] 该金属粒子在一个优选实施方案中包含或由选自铜、银和钯的金属构成。
[0020] 在一个优选实施方案中，该金属粒子也完全或部分被有机化合物b)涂布。
[0021] 本发明的混合物含有金属氧化物粒子和任选的金属粒子，其中金属粒子与金属氧 化物粒子的重量比为最多6:1，优选最多4:1或更优选最多3:2,再更优选最多1:1，特别是 最多2:3,尤其是最多1:2,其中金属氧化物粒子和任选的金属粒子优选被有机化合物b)涂 布。
[0022] 金属粒子与金属氧化物粒子的重量比优选为4:1至1:10,更优选2:1至1:4,再更 优选2:1至1:2或再更优选3:2至1:9,再更优选4:3至1:4。
[0023] 金属粒子与金属氧化物粒子的重量比为最多3:2的实施方案特别优选。
[0024] 在一个优选实施方案中，该混合物中金属粒子占据的份数小于30重量％，优选小 于10重量％，更优选小于2重量％，尤其是0. 01重量％至2. 0重量％，各自相对于该混合物 的总重量计。
[0025] 优选适当选择金属氧化物粒子，特别是被有机化合物b)涂布的金属氧化物粒子 与金属粒子，特别是被化合物b)涂布的金属粒子的比率以使该混合物的烧结性质适应所 涉工艺的各自要求。就此而言，该比率取决于烧结工艺的类型。已经意外地发现，尽可能高 的金属氧化物粒子，特别是被有机化合物b)涂布的金属氧化物粒子的含量在升高的压力 下进行的烧结工艺中具有有利作用。相反，在常压烧结工艺中，已经表明，将金属粒子，特别 是被有机化合物b)涂布的金属粒子混入涂布的金属氧化物粒子中对粘合效果具有有益作 用。
[0026] 当金属粒子的金属和金属氧化物粒子的金属是相同化学元素时，可以实现在该混 合物与表面的粘合和该混合物的可烧结性方面的最佳结果。相应地，例如氧化银与银一起 存在或氧化铜与铜一起存在或氧化钯与钯一起存在的混合物是优选的。
[0027] 因此，金属粒子的外层的金属选自铜、银和钯的实施方案是优选的，其中优选地， 银与氧化银一起存在，铜与氧化铜一起存在，或钯与氧化钯一起存在。
[0028] 在另一优选实施方案中，金属粒子和金属氧化物粒子的金属的主要组分选自银、 铜和钯。主要组分是指，所述各个金属占该金属粒子和/或金属氧化物粒子的至少50重 量％，优选至少70重量％，特别是至少90重量％，尤其是至少97重量％，例如100重量％，其 中该重量说明是基于金属粒子的总重量或金属氧化物粒子的金属的总重量。优选地，金属 粒子的金属和金属氧化物的金属是相同材料。
[0029] 混合物中的粒子的粒度对该混合物的性质，如其可加工性或可烧结性具有影响。 在本发明的范围内，粒子的粒度应被理解为是指粒子的平均体积相关直径。
[0030] 在根据本发明的一个实施方案中，被有机化合物b)涂布的金属氧化物粒子的平 均初级粒度为0. 1至3. 0微米，优选0. 3至2. 5微米。在本发明的范围内，平均初级粒度应 被理解为是指粒子的最长跨距，即相距最远的粒子两端之间的距离。为了测定平均初级粒 度，以1:1，000的分辨率获取本发明的金属氧化物粒子的扫描电子显微图并测量粒子。由 1〇〇个测量点计算平均值。被有机化合物b)涂布的金属氧化物粒子也优选以球形存在。但 是，本领域技术人员显而易见的是，由于生产原因，所用粒子的次要比例可以是非球形的。
[0031] 尽管涂布的金属氧化物粒子表现出明显更低的附聚趋势，但由于该混合物的组成 和被有机化合物b)涂布的金属氧化物粒子的性质，仍可能发生造成多个粒子附聚成较大 复合体的粒子附聚。所述附聚体优选具有最多50微米的平均粒度。在本发明的范围内，平 均粒度应被理解为是指附聚体的最大跨距，即