金屬糊料及其用于連接部件的用途制造技術

本發明專利技術涉及金屬糊料，其含有(A)75至90重量%的以包含涂層的粒子形式存在的至少一種金屬，所述涂層含有至少一種有機化合物，(B)0至12重量%的至少一種金屬前體，(C)6至20重量%的至少兩種有機溶劑的混合物，和(D)0至10重量%的至少一種燒結助劑，其特征在于溶劑混合物(C)的30至60重量%由至少一種除在倒數第二個C原子上的甲基取代外未被取代的具有16?20個C原子的1?羥基烷烴構成。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及金屬糊料和使用所述金屬糊料連接部件的方法。在電力電子產品和消費電子產品中，具有高的壓敏和溫敏性的部件，如LED或極薄硅片的連接特別具有挑戰性。因此，此類壓敏和溫敏部件通常借助膠粘互相連接。但是，膠粘技術的缺點在于這在部件之間產生只有不足的熱導率和/或電導率的接觸點。為了解決這一問題，通常對要連接的部件施以燒結。燒結技術是用于穩定連接部件的非常簡單的方法。但是，傳統燒結法需要高工藝壓力和/或高工藝溫度。這些條件通常對要連接的部件造成破壞，以致在許多用途中排除傳統燒結法。在電力電子產品領域中已知在燒結法中使用金屬糊料連接部件。WO2011/026623A1公開了一種金屬糊料，其含有75至90重量%（重量百分比）的以包含含有至少一種有機化合物的涂層的粒子形式存在的至少一種金屬、0至12重量%的至少一種金屬前體、6至20重量%的至少一種溶劑和0.1至15重量%的至少一種燒結助劑，以及所述金屬糊料用于通過燒結法連接部件的用途。本專利技術的目的是提供一種可以在例如200至250℃的溫度下甚至在不加壓力下進行的穩定連接部件的燒結方法。通過該方法應當在要連接的部件之間形成具有低孔隙率和高電導率和熱導率的接觸點。本專利技術的另一目的是提供適合用于實施這種類型的燒結方法的金屬糊料。本專利技術涉及用于連接部件的方法，其中(a)提供含有至少(a1)部件1、(a2)部件2和(a3)位于部件1和部件2之間的金屬糊料的夾芯布置（Anordnung），和(b)燒結所述夾芯布置，其中所述金屬糊料包含(A)75至90重量%的以包含含有至少一種有機化合物的涂層的粒子形式存在的至少一種金屬，(B)0至12重量%的至少一種金屬前體，(C)6至20重量%的至少兩種有機溶劑的混合物，和(D)0至10重量%的至少一種燒結助劑，其特征在于溶劑混合物(C)的30至60重量%由至少一種除在倒數第二個C原子上的甲基取代外未被取代的具有16-20個C原子的1-羥基烷烴構成。本專利技術還涉及金屬糊料，其含有(A)75至90重量%的以包含含有至少一種有機化合物的涂層的粒子形式存在的至少一種金屬，(B)0至12重量%的至少一種金屬前體，(C)6至20重量%的至少兩種有機溶劑的混合物，和(D)0至10重量%的至少一種燒結助劑，其特征在于溶劑混合物(C)的30至60重量%由至少一種除在倒數第二個C原子上的甲基取代外未被取代的具有16-20個C原子的1-羥基烷烴構成。本專利技術的金屬糊料含有75至90重量%，優選77至89重量%，更優選78至87重量%，再更優選78至86重量%的以包含含有至少一種有機化合物的涂層的粒子形式存在的至少一種金屬。目前給出的重量數據包括位于粒子上的涂料化合物的重量。術語金屬包括純金屬和金屬合金。在本專利技術的范圍內，術語金屬是指在元素周期表中在與硼相同的周期中但在硼左邊、在與硅相同的周期中但在硅左邊、在與鍺相同的周期中但在鍺左邊和在與銻相同的周期中但在銻左邊的元素以及具有大于55的原子序數的所有元素。在本專利技術的范圍內，純金屬應被理解為是以至少95重量%，優選至少98重量%，更優選至少99重量%，再更優選至少99.9重量%的純度含有金屬的金屬。根據一個優選實施方案，該金屬是銅、銀、金、鎳、鈀、鉑或鋁，特別是銀。金屬合金應被理解為是至少兩種組分的金屬混合物，其中至少一種組分是金屬。根據一個優選實施方案，使用含有銅、鋁、鎳和/或貴金屬的合金作為金屬合金。該金屬合金優選包含至少一種選自銅、銀、金、鎳、鈀、鉑和鋁的金屬。特別優選的金屬合金含有至少兩種選自銅、銀、金、鎳、鈀、鉑和鋁的金屬。此外，選自銅、銀、金、鎳、鈀、鉑和鋁的金屬的含量可以優選占該金屬合金的至少90重量%，優選至少95重量%，更優選至少99重量%，再更優選100重量%。該合金可以例如是含有銅和銀、銅、銀和金、銅和金、銀和金、銀和鈀、鉑和鈀或鎳和鈀的合金。本專利技術的金屬糊料可含有純金屬、多種類型的純金屬、一種類型的金屬合金、多種類型的金屬合金或其混合物作為金屬。該金屬以粒子形式存在于該金屬糊料中。該金屬粒子的形狀可以不同。該金屬粒子可以例如以薄片形式存在或為球體（類球）形狀。根據一個特別優選的實施方案，該金屬粒子呈薄片形狀。但是，這不排除次要含量的所用粒子可具有不同形狀。但是，優選至少70重量%，更優選至少80重量%，再更優選至少90重量%或100重量%的粒子以薄片形式存在。該金屬粒子是經涂覆的。術語粒子的涂層應被理解為是指在粒子表面上的牢固附著層。金屬粒子的涂層含有至少一種類型的涂料化合物。所述涂料化合物是有機化合物。充當涂料化合物的有機化合物是防止金屬粒子附聚的含碳化合物。根據一個優選實施方案，該涂料化合物帶有至少一個官能團。可想到的官能團特別包括羧酸基團、羧酸酯基團、酯基團、酮基團、醛基團、氨基基團、酰胺基團、偶氮基團、酰亞胺基團或腈基團。羧酸基團和羧酸酯基團是優選的官能團。羧酸基團可以是去質子的。具有至少一個官能團的涂料化合物優選是飽和、單不飽和或多不飽和的有機化合物。此外，具有至少一個官能團的所述涂料化合物可以是支化或非支化的。具有至少一個官能團的涂料化合物優選包含1至50，更優選2至24，再更優選6至24，再更優選8至20個碳原子。該涂料化合物可以是離子型或非離子型的。優選使用游離脂肪酸、脂肪酸鹽或脂肪酸酯作為涂料化合物。該游離脂肪酸、脂肪酸鹽和脂肪酸酯優選是非支化的。此外，該游離脂肪酸、脂肪酸鹽和脂肪酸酯優選是飽和的。優選的脂肪酸鹽是銨、單烷基銨、二烷基銨、三烷基銨、鋁、銅、鋰、鈉和鉀的鹽。烷基酯，特別是甲基酯、乙基酯、丙基酯和丁基酯是優選的酯。根據一個優選實施方案，該游離脂肪酸、脂肪酸鹽或脂肪酸酯是具有8至24，更優選10至24，再更優選12至18個碳原子的化合物。優選的涂料化合物包括羊脂酸（辛酸）、羊蠟酸（癸酸）、月桂酸（十二烷酸）、肉豆蔻酸（十四烷酸）、棕櫚酸（十六烷酸）、十七酸（十七烷酸）、硬脂酸（十八烷酸）、花生酸（二十烷酸/二十酸）、山崳酸（二十二烷酸）、木蠟酸（二十四烷酸）以及相應的酯和鹽。特別優選的涂料化合物是十二烷酸、十八烷酸、硬脂酸鋁、硬脂酸銅、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、棕櫚酸鈉和棕櫚酸鉀。可以借助現有技術中已知的傳統方法將該涂料化合物施加到金屬粒子的表面上。可以例如將涂料化合物，特別是上文提到的硬脂酸鹽或棕櫚酸鹽在溶劑中懸浮并在球磨機中與金屬粒子一起研磨該懸浮的涂料化合物。在研磨后，將被該涂料化合物涂覆的金屬粒子干燥，然后除去粉塵。優選地，整個涂層中有機化合物的含量，特別是選自具有8至24，更優選10至24，再更優選12至18個碳原子的游離脂肪酸、脂肪酸鹽和脂肪酸酯的化合物的含量為至少60重量%，更優選至少70重量%，再更優選至少80重量%，再更優選至少90重量%，特別是至少95重量%、至少99重量%或100重量%。通常，涂料化合物，優選選自具有8至24，更優選10至24，再更優選12至18個碳原子的游離脂肪酸、脂肪酸鹽和脂肪酸酯的涂料化合物的含量為該經涂覆的金屬粒子的重量的0.01至2重量%，優選0.3至1.5重量%。涂覆程度——被定義為涂料化合物的質量與金屬粒子的表面積的比率——優選為0.00005至0.03克，更優選0.0001至0.02克涂料本文檔來自技高網...

【技術保護點】
金屬糊料，其含有(A)?75至90重量%的以包含涂層的粒子形式存在的至少一種金屬，所述涂層含有至少一種有機化合物，(B)?0至12重量%的至少一種金屬前體，(C)?6至20重量%的至少兩種有機溶劑的混合物，和(D)?0至10重量%的至少一種燒結助劑，其特征在于溶劑混合物(C)的30至60重量%由至少一種除在倒數第二個C原子上的甲基取代外未被取代的具有16?20個C原子的1?羥基烷烴構成。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.05.05 EP 14167030.71.金屬糊料，其含有(A)75至90重量%的以包含涂層的粒子形式存在的至少一種金屬，所述涂層含有至少一種有機化合物，(B)0至12重量%的至少一種金屬前體，(C)6至20重量%的至少兩種有機溶劑的混合物，和(D)0至10重量%的至少一種燒結助劑，其特征在于溶劑混合物(C)的30至60重量%由至少一種除在倒數第二個C原子上的甲基取代外未被取代的具有16-20個C原子的1-羥基烷烴構成。2.根據權利要求1的金屬糊料，其中所述至少一種金屬選自銅、銀、金、鎳、鈀、鉑和鋁。3.根據權利要求1或2的金屬糊料，其中所述金屬粒子呈薄片形狀。4.根據權利要求1、2或3的金屬糊料，其中所述至少一種有機化合物選自游離脂肪酸、脂肪酸鹽和脂肪酸酯。5.根據前述權利要求任一項的金屬糊料，其中所述至少一種除在倒數第二個C原子上的甲基取代外未被取代的1-羥基-C16-C2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J納赫賴納，
申請(專利權)人：賀利氏德國有限兩合公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE