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可固化有机硅组合物、导电有机硅粘合剂、制备及使用它们的方法以及包含它们的电气装置制造方法及图纸

技术编号:12266705 阅读:100 留言:0更新日期:2015-10-31 13:38
本发明专利技术涉及一种可固化有机硅组合物,包含可固化有机硅氧烷组合物、铜-银(Cu-Ag)核-壳粒子和烃媒介物;所述可固化有机硅组合物的特征可在于:从70重量%至89重量%的所述Cu-Ag核-壳粒子的浓度和从7.0重量%至14重量%的银的总浓度,所有的都按所述可固化有机硅组合物的重量计;其中所述组合物仍可固化成具有小于0.020欧姆·厘米的根据体积电阻率测试法测得的体积电阻率的导电有机硅粘合剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】可固化有机硅组合物、导电有机硅粘合剂、制备及使用它们 的方法以及包含它们的电气装置 本文所述的专利技术包括可固化有机硅组合物、导电有机硅粘合剂、制备及使用该组 合物和粘合剂的方法以及包含该组合物和粘合剂的电气装置。 电互连电气装置的部件的一种方法是使用导电粘合剂(ECA)。ECA将这些部件粘 结在一起并有利于在电气装置运行期间经由ECA在它们之间传输电流。多种多样的电气部 件可采用ECA。 ECA通常包含以高于其渗流阈值的浓度分散在非导电粘结剂基质中的导电金属粒 子。渗流阈值是通过ECA传导电流所必需的ECA中的金属粒子的最低浓度。刚好低于渗流 阈值时,达到明显的电流截止值。该截止值是金属粒子不再形成通过粘结剂基质的电流的 连续路径时的浓度。 此外,ECA应具有可与其应用相容的体积电阻率。体积电阻率(P)对材料阻碍从 中通过的电流流动的强度进行定量。 为实现可接受的电气性能,大多数ECA中的导电金属粒子为高导电粒子,尤其是 银的细分固体。金和有时低导电性铝可用于一些应用中。铜由于其易于在空气中自发氧化 而不被选择,这使得铜不适用于涉及空气和热的应用中。 基于银的可固化有机硅前体组合物通常具有最低70重量% (wt% )的银以实现令 人满意的电气性能。将昂贵的银的浓度降低到该最小值以下过去已导致了无法获得令人满 意的体积电阻率。 技术人员已经制备了不同的可固化前体组合物和ECA。可固化前体组合物和ECA 的例子在授予R.L.Cole等人的US5, 075, 038、授予R.L.Cole等人的US5, 227, 093、授予 S.Miyazaki的JP2004-027134A、授予A.Inaba的US8,044,330B2 和授予KleineJagcr 等人的WO2011/101788A1有所提及。 Cu_Ag核-壳粒子的制备由如下文献提及:Hai,H.T.etal.,0xidativeBehavior ofCu-AgCore-ShellParticlesforSolarCellApplications,2013,doi:http:// dx.doi.org/lO. 1016/i.iallcom. 2013. 02. 048 (JournalofAlloysandCompounds) (Hai, H.T.等人,"用于太阳能电池应用的Cu-Ag核-壳粒子的氧化行为",2013年,doi:http: //(^;.(1〇;\等 人在如下文献中提及了烧结的Cu-Ag核-壳纳米粒子:Fabricationofconductive interconnectsbyAgmigrationinCu-Agcore-shellnanoparticles,Applied PhysicalLetters,2010;96:144101_lto144101_3("通过Cu-Ag核-壳纳米粒子中的Ag 迀移来制造导电互连线",《应用物理学快报》,第2010年,第96卷,第144101-1至144101-3 页)。这些参考文献未公开任何包含Cu-Ag核-壳粒子的ECA或包含未烧结Cu-Ag核-壳 粒子的聚合物组合物。 我们(本专利技术人)发现了现有技术可固化前体组合物和所得ECA的问题。例如, 现有技术并未教导如何实现以下可固化前体组合物,其中组合物中银的总浓度极低,例如 低于15wt%并且所得的ECA的体积电阻率保持在低于0. 020欧姆?厘米。现有技术并未教 导当将粒子暴露于受热空气和/或潮湿条件(例如,相对湿度> 50% )诸如在光伏电池模 块的制造和/或使用期间常用的条件下时,如何采用Cu-Ag核-壳粒子同时避免所报道的 Cu-Ag核-壳粒子的铜(0)的氧化。 另外,我们发现金属粒子作为唯一固体填料的可固化前体组合物可能具有太低的 粘度并且在其丝网印刷过程中表现出过多的塌落、渗出、滴落和/或填料沉降。 我们对解决前述浓度和/或氧化问题所作出的努力已将我们带往改进的可固化 有机硅组合物和有机硅ECA以及一种或多种对前述问题的技术解决方案,我们相信它们并 未由前面提到的技术公开、教导或提出。我们相信,在没有本专利技术的或非显而易见的步骤的 情况下,仅以现有技术的知识作为一个整体来解决前述技术问题的尝试不能得到本专利技术。
技术实现思路
本专利技术包括可固化有机硅组合物、导电有机硅粘合剂、制备及使用该组合物和粘 合剂的方法以及包含该组合物和粘合剂的电气装置。实施例包括: -种可固化有机硅组合物,包含可固化有机硅氧烷组合物、铜-银(Cu-Ag)核-壳 粒子和烃媒介物;可固化有机硅组合物的特征可在于:从70重量%至89重量%的Cu-Ag 核-壳粒子的浓度和从7重量%至14重量%的银的总浓度,所有的都按可固化有机硅组合 物的重量计;并且其中组合物仍可固化成具有小于0. 020欧姆?厘米的根据体积电阻率测 试法测得的体积电阻率的导电有机硅粘合剂。 -种导电有机硅粘合剂(ECSA)组合物,其为使可固化有机硅组合物固化而得的 产物并且其特征可在于小于0. 0010欧姆?厘米的根据体积电阻率测试法测得的体积电阻 率。 -种电气装置,其包含第一和第二电气部件以及导电有机硅粘合剂。 -种制造电气装置的方法。 本专利技术可用于电气部件、最终用户装置及其制造方法。【具体实施方式】 以引用的方式将
技术实现思路
和说明书摘要并入本文。本专利技术提供可固化前体组合 物、导电有机硅粘合剂(ECSA)、电气装置和制造电气装置的方法。 "可"提供一个选择,而不是必要的。"任选"意指是不存在的,或者是存在的。"接 触"包括有效触及,例如,就有利于反应而论。接触可以是直接触及。本文对一个元素族或 多个元素族或元素周期表的提及意指由IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)发布的2011 版元素周期表的那些。除非通过具体的陈述或上下文(例如,盐或螯合物)另外指明,本文 对金属、金属合金或金属共混物的任何提及是指相关元素的金属(非离子,形式氧化态〇) 形式。所有"wt%"(重量%),除非另有说明,均按所用成分的总重量计。每种组合物、混合 物或其他材料的成分加起来最多为l〇〇wt%。在其中包括属和亚属的任何马库什群组包括 属中的亚属,例如,在马库什群组"R为烃基或烯基"中,R可以为烯基,或者R可以为烃基, 其除了别的亚属外包括烯基。 如本文所用,体积电阻率(p)和电导率(K)是指本体体积电阻率和本体电导率。 如果体积电阻率值和电导率值不经意间发生冲突,则以体积电阻率值为准。除非本文另外 指明,所有体积电阻率值均根据随后描述的体积电阻率测试法测量。 可固化有机硅组合物可包含可固化有机硅氧烷组合物、铜-银(Cu-Ag)核-壳粒 子和烃媒介物。由于在可固化有机硅组合物和/或ECSA的制备和/或使用期间Ag壳的碎 块从Cu-Ag核-壳粒子脱落,微量的游离Ag粒子可存在于可固化有机硅组合物和/或ECSA 中。可固化有机硅组合物包含低于2wt%、或者<lwt%、或者< 0? 5wt%、或者< 0?lwt%、 或者0.Owt%游离银粒子。类似地,可固化有机硅组合物包含低于2wt%、或者<lwt%、或 者< 0. 5wt%、或者< 0.lwt%、或者0.Owt%本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种可固化有机硅组合物,包含可固化有机硅氧烷组合物、铜‑银(Cu‑Ag)核‑壳粒子和烃媒介物;所述可固化有机硅组合物的特征可在于:从70重量%至89重量%的所述Cu‑Ag核‑壳粒子的浓度和从7重量%至14重量%的银的总浓度,所有的都按所述可固化有机硅组合物的重量计;其中所述组合物仍可固化成具有小于0.020欧姆·厘米的根据体积电阻率测试法测得的体积电阻率的导电有机硅粘合剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·阿尔鲍布莱恩·奇斯利亚阿德里安娜·赞姆博娃
申请(专利权)人:道康宁公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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