[發明專利]粒子、連接材料及連接結構體

有效

• 申請號: 201680040556.0
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN108138024B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 山上舞;羽根田聰;脅屋武司;山田恭幸;上田沙織;笹平昌男
• 申請（專利權）人: 積水化學工業株式會社
• 主分類號: C09J201/00
• 分類號: C09J201/00;H01B5/00;H01R11/01;B22F7/08;B23K35/24;C08F12/36;C08F16/32;C08F30/08;C08F36/08;C08J3/12;C09J9/02;C09J11/00;C09J11/08;H01B1/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張濤

本發明提供一種粒子，其能夠在將兩個連接對象部件連接的連接部中，抑制負載應力時產生裂紋。本發明的粒子用于得到連接材料，所述連接材料形成將兩個連接對象部件連接在一起的連接部，所述粒子用于形成所述連接部并使得連接后所述連接部的厚度大于連接前所述粒子的平均粒徑的2倍，或者，所述粒子具有0.1μm以上、15μm以下的平均粒徑，所述粒子具有大于3000N/mm²且20000N/mm²以下的10％K值，所述粒子具有50％以下的粒徑CV值。

技術領域

本發明涉及用于得到連接材料的粒子，所述連接材料用于形成將兩個連接對象部件連接在一起的連接部。本發明還涉及使用了上述粒子的連接材料及連接結構體。

背景技術

在變換器(Inverter)等中所使用的功率半導體裝置之一即非絕緣型半導體裝置中，固定半導體元件的部件也是半導體裝置的電極之一。例如，在固定部件上使用Sn-Pb類焊接材料搭載功率晶體管而得到的半導體裝置中，連接兩個連接對象部件的固定部件(基材)成為功率晶體管的集電極。

另外，已知金屬粒子的粒徑小至100nm以下的大小，且構成原子數變少時，相對于粒子體積的表面面積比急劇增大，且熔點或燒結溫度與塊狀狀態相比大幅降低。已知如下方法：利用該低溫燒成功能，將由有機物包覆了表面的平均粒徑100nm以下的金屬粒子用作連接材料，通過加熱使有機物分解而使金屬粒子彼此燒結，由此，進行連接。該連接方法中，連接后的金屬粒子向塊狀金屬變化，同時，在連接界面得到金屬鍵形成的連接，因此，耐熱性、連接可靠性、散熱性非常高。用于進行這種連接的連接材料在例如下述的專利文獻1有公開。

專利文獻1中，公開了一種連接材料，其含有選自金屬氧化物、金屬碳酸鹽或羧酸金屬鹽的粒子的一種以上的金屬粒子前體和作為有機物的還原劑。上述金屬粒子前體的平均粒徑為1nm以上、50μm以下。上述連接材料中的總質量份中，上述金屬粒子前體的含量超過50質量份且99質量份以下。

下述的專利文獻2中公開了一種復合材料，其含有(a)具有熔點的熱傳導性金屬和(b)硅粒子。(b)有機硅粒子分散于(a)熱傳導性金屬中。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-178911號公報

專利文獻2：日本特開2013-243404號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

有時會對將兩個連接對象部件連接起來的連接部在連接時或連接后施加應力。連接對象部件或連接部有時會由于該應力而產生裂紋。以往的連接材料很難充分抑制連接部產生裂紋。

本發明的目的在于，提供一種粒子，其能夠在將兩個連接對象部件連接起來的連接部中，抑制負載應力時產生裂紋。另外，本發明的另一目的在于，提供一種使用了上述粒子的連接材料及連接結構體。

用于解決技術問題的方案

根據本發明的寬泛方面，提供一種粒子，其用于得到連接材料，所述連接材料形成將兩個連接對象部件連接在一起的連接部，所述粒子用于形成所述連接部并使得連接后所述連接部的厚度大于連接前所述粒子的平均粒徑的2倍，或者，所述粒子具有0.1μm以上、15μm以下的平均粒徑，所述粒子具有大于3000N/mm²且20000N/mm²以下的10％K值，所述粒子具有50％以下的粒徑CV值。

在本發明的粒子的某個特定方面中，所述粒子用于形成所述連接部，并使得連接后所述連接部的厚度大于連接前所述粒子的平均粒徑的2倍。

在本發明的粒子的某個特定方面中，所述粒子具有0.1μm以上、15μm以下的平均粒徑。