金属糊料及其用于连接部件的用途制造技术

本发明专利技术涉及金属糊料，其含有(A)75至90重量%的以包含涂层的粒子形式存在的至少一种金属，所述涂层含有至少一种有机化合物，(B)0至12重量%的至少一种金属前体，(C)6至20重量%的至少两种有机溶剂的混合物，和(D)0至10重量%的至少一种烧结助剂，其特征在于溶剂混合物(C)的30至60重量%由至少一种除在倒数第二个C原子上的甲基取代外未被取代的具有16‑20个C原子的1‑羟基烷烃构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及金属糊料和使用所述金属糊料连接部件的方法。在电力电子产品和消费电子产品中，具有高的压敏和温敏性的部件，如LED或极薄硅片的连接特别具有挑战性。因此，此类压敏和温敏部件通常借助胶粘互相连接。但是，胶粘技术的缺点在于这在部件之间产生只有不足的热导率和/或电导率的接触点。为了解决这一问题，通常对要连接的部件施以烧结。烧结技术是用于稳定连接部件的非常简单的方法。但是，传统烧结法需要高工艺压力和/或高工艺温度。这些条件通常对要连接的部件造成破坏，以致在许多用途中排除传统烧结法。在电力电子产品领域中已知在烧结法中使用金属糊料连接部件。WO2011/026623A1公开了一种金属糊料，其含有75至90重量%（重量百分比）的以包含含有至少一种有机化合物的涂层的粒子形式存在的至少一种金属、0至12重量%的至少一种金属前体、6至20重量%的至少一种溶剂和0.1至15重量%的至少一种烧结助剂，以及所述金属糊料用于通过烧结法连接部件的用途。本专利技术的目的是提供一种可以在例如200至250℃的温度下甚至在不加压力下进行的稳定连接部件的烧结方法。通过该方法应当在要连接的部件之间形成具有低孔隙率和高电导率和热导率的接触点。本专利技术的另一目的是提供适合用于实施这种类型的烧结方法的金属糊料。本专利技术涉及用于连接部件的方法，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之间的金属糊料的夹芯布置（Anordnung），和(b)烧结所述夹芯布置，其中所述金属糊料包含(A)75至90重量%的以包含含有至少一种有机化合物的涂层的粒子形式存在的至少一种金属，(B)0至12重量%的至少一种金属前体，(C)6至20重量%的至少两种有机溶剂的混合物，和(D)0至10重量%的至少一种烧结助剂，其特征在于溶剂混合物(C)的30至60重量%由至少一种除在倒数第二个C原子上的甲基取代外未被取代的具有16-20个C原子的1-羟基烷烃构成。本专利技术还涉及金属糊料，其含有(A)75至90重量%的以包含含有至少一种有机化合物的涂层的粒子形式存在的至少一种金属，(B)0至12重量%的至少一种金属前体，(C)6至20重量%的至少两种有机溶剂的混合物，和(D)0至10重量%的至少一种烧结助剂，其特征在于溶剂混合物(C)的30至60重量%由至少一种除在倒数第二个C原子上的甲基取代外未被取代的具有16-20个C原子的1-羟基烷烃构成。本专利技术的金属糊料含有75至90重量%，优选77至89重量%，更优选78至87重量%，再更优选78至86重量%的以包含含有至少一种有机化合物的涂层的粒子形式存在的至少一种金属。目前给出的重量数据包括位于粒子上的涂料化合物的重量。术语金属包括纯金属和金属合金。在本专利技术的范围内，术语金属是指在元素周期表中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。在本专利技术的范围内，纯金属应被理解为是以至少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%的纯度含有金属的金属。根据一个优选实施方案，该金属是铜、银、金、镍、钯、铂或铝，特别是银。金属合金应被理解为是至少两种组分的金属混合物，其中至少一种组分是金属。根据一个优选实施方案，使用含有铜、铝、镍和/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、镍、钯、铂和铝的金属。特别优选的金属合金含有至少两种选自铜、银、金、镍、钯、铂和铝的金属。此外，选自铜、银、金、镍、钯、铂和铝的金属的含量可以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%。该合金可以例如是含有铜和银、铜、银和金、铜和金、银和金、银和钯、铂和钯或镍和钯的合金。本专利技术的金属糊料可含有纯金属、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。该金属以粒子形式存在于该金属糊料中。该金属粒子的形状可以不同。该金属粒子可以例如以薄片形式存在或为球体（类球）形状。根据一个特别优选的实施方案，该金属粒子呈薄片形状。但是，这不排除次要含量的所用粒子可具有不同形状。但是，优选至少70重量%，更优选至少80重量%，再更优选至少90重量%或100重量%的粒子以薄片形式存在。该金属粒子是经涂覆的。术语粒子的涂层应被理解为是指在粒子表面上的牢固附着层。金属粒子的涂层含有至少一种类型的涂料化合物。所述涂料化合物是有机化合物。充当涂料化合物的有机化合物是防止金属粒子附聚的含碳化合物。根据一个优选实施方案，该涂料化合物带有至少一个官能团。可想到的官能团特别包括羧酸基团、羧酸酯基团、酯基团、酮基团、醛基团、氨基基团、酰胺基团、偶氮基团、酰亚胺基团或腈基团。羧酸基团和羧酸酯基团是优选的官能团。羧酸基团可以是去质子的。具有至少一个官能团的涂料化合物优选是饱和、单不饱和或多不饱和的有机化合物。此外，具有至少一个官能团的所述涂料化合物可以是支化或非支化的。具有至少一个官能团的涂料化合物优选包含1至50，更优选2至24，再更优选6至24，再更优选8至20个碳原子。该涂料化合物可以是离子型或非离子型的。优选使用游离脂肪酸、脂肪酸盐或脂肪酸酯作为涂料化合物。该游离脂肪酸、脂肪酸盐和脂肪酸酯优选是非支化的。此外，该游离脂肪酸、脂肪酸盐和脂肪酸酯优选是饱和的。优选的脂肪酸盐是铵、单烷基铵、二烷基铵、三烷基铵、铝、铜、锂、钠和钾的盐。烷基酯，特别是甲基酯、乙基酯、丙基酯和丁基酯是优选的酯。根据一个优选实施方案，该游离脂肪酸、脂肪酸盐或脂肪酸酯是具有8至24，更优选10至24，再更优选12至18个碳原子的化合物。优选的涂料化合物包括羊脂酸（辛酸）、羊蜡酸（癸酸）、月桂酸（十二烷酸）、肉豆蔻酸（十四烷酸）、棕榈酸（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）、山嵛酸（二十二烷酸）、木蜡酸（二十四烷酸）以及相应的酯和盐。特别优选的涂料化合物是十二烷酸、十八烷酸、硬脂酸铝、硬脂酸铜、硬脂酸钠、硬脂酸钾、棕榈酸钠和棕榈酸钾。可以借助现有技术中已知的传统方法将该涂料化合物施加到金属粒子的表面上。可以例如将涂料化合物，特别是上文提到的硬脂酸盐或棕榈酸盐在溶剂中悬浮并在球磨机中与金属粒子一起研磨该悬浮的涂料化合物。在研磨后，将被该涂料化合物涂覆的金属粒子干燥，然后除去粉尘。优选地，整个涂层中有机化合物的含量，特别是选自具有8至24，更优选10至24，再更优选12至18个碳原子的游离脂肪酸、脂肪酸盐和脂肪酸酯的化合物的含量为至少60重量%，更优选至少70重量%，再更优选至少80重量%，再更优选至少90重量%，特别是至少95重量%、至少99重量%或100重量%。通常，涂料化合物，优选选自具有8至24，更优选10至24，再更优选12至18个碳原子的游离脂肪酸、脂肪酸盐和脂肪酸酯的涂料化合物的含量为该经涂覆的金属粒子的重量的0.01至2重量%，优选0.3至1.5重量%。涂覆程度——被定义为涂料化合物的质量与金属粒子的表面积的比率——优选为0.00005至0.03克，更优选0.0001至0.02克涂料本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属糊料，其含有(A) 75至90重量%的以包含涂层的粒子形式存在的至少一种金属，所述涂层含有至少一种有机化合物，(B) 0至12重量%的至少一种金属前体，(C) 6至20重量%的至少两种有机溶剂的混合物，和(D) 0至10重量%的至少一种烧结助剂，其特征在于溶剂混合物(C)的30至60重量%由至少一种除在倒数第二个C原子上的甲基取代外未被取代的具有16‑20个C原子的1‑羟基烷烃构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.05 EP 14167030.71.金属糊料，其含有(A)75至90重量%的以包含涂层的粒子形式存在的至少一种金属，所述涂层含有至少一种有机化合物，(B)0至12重量%的至少一种金属前体，(C)6至20重量%的至少两种有机溶剂的混合物，和(D)0至10重量%的至少一种烧结助剂，其特征在于溶剂混合物(C)的30至60重量%由至少一种除在倒数第二个C原子上的甲基取代外未被取代的具有16-20个C原子的1-羟基烷烃构成。2.根据权利要求1的金属糊料，其中所述至少一种金属选自铜、银、金、镍、钯、铂和铝。3.根据权利要求1或2的金属糊料，其中所述金属粒子呈薄片形状。4.根据权利要求1、2或3的金属糊料，其中所述至少一种有机化合物选自游离脂肪酸、脂肪酸盐和脂肪酸酯。5.根据前述权利要求任一项的金属糊料，其中所述至少一种除在倒数第二个C原子上的甲基取代外未被取代的1-羟基-C16-C2...

【专利技术属性】
技术研发人员：J纳赫赖纳，
申请(专利权)人：贺利氏德国有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE