[发明专利]含金属微粒的组合物

说明书

本发明提供在较低温下实现电子部件等的金属间的接合，在接合后有机物残量少，并且实现高强度的接合的含金属微粒的组合物。含金属微粒的组合物，具有：由被覆物(C)被覆表面的至少一部分或者全部、且一次粒子的粒径为1～500nm的、含有体熔点超过420℃的金属元素(M)的金属微粒(P1)；含有体熔点为420℃以下的金属或合金的低熔点金属粉(P2)；和从金属微粒(P1)表面上使被覆物(C)分解除去的活化剂(A)。

技术领域

本发明涉及能够用于电子部件等的金属间的接合的含金属微粒的组合物。具体而言，涉及通过包含多种金属粒子进行加热而实现电子部件等的金属间的接合的含金属微粒的组合物。

背景技术

一直以来，作为将电子部件之间物理以及电接合的手段，已知有硬焊或者软钎焊。硬焊或者软钎焊均是将熔点低于所接合的母材的填充金属(焊料或者钎料)进行熔融而作为一种胶粘剂使用。由此，硬焊或者软钎焊可以不使母材自身熔融而将多种部件进行接合。可以认为焊料或者钎料中的具有亲和性的原子不仅容易接近所接合的母材表面的原子，而且也引起熔融焊料或者熔融钎料中的元素进入母材的扩散现象。

需要说明的是，硬焊以及软钎焊通过所使用的填充金属的熔点方便地进行区别。具体而言，将液相线温度为450℃以上的情况称为“硬焊(brazing)”，将该情况下使用的填充金属称为“焊料”。另外，将液相线温度低于450℃的情况称为“软钎焊(soldering)”，该情况下使用的填充金属称为“钎料”。将这些液相线温度450°作为边界的分类划分目前在日本工业标准(JIS)的用语上也统一使用。

在软钎焊接合中Sn-Pb共晶合金作为钎料被广泛利用。Sn-Pb共晶合金的熔融温度低，另外在接合时的高温条件下扩散性也优良。但是，将Sn-Pb共晶合金作为钎料加以熔融时，不可避免地产生Sn-Pb共晶合金中含有的铅或氧化铅的蒸散或者飞散。因此正在进行不含有铅成分的钎料的开发。另外，软钎焊中，在钎料中配合以除去母材中含有的氧化被膜、促进钎料的濡湿现象等作为目的的焊剂成分。但是，也存在该焊剂成分在软钎焊作业后需要清洗的工序的问题。

另一方面，在硬焊接合中，作为典型例，铜焊料、金焊料、钯焊料、银焊料作为焊料而已知。硬焊温度在上述顺序中分别高达1090℃、1040℃、900℃、750℃程度。另外，在铜管接合用中使用磷铜系的硬焊糊料等，但在该情况下需要约600℃以上的高温加热。因此要求作业者的高技术水平，成为难以自动化的工艺。焊料以线状、带状、粒状或粉末状等形状使用。

下述专利文献1中公开了以将2个金属体通过金属超微粒的熔合层进行接合作为目的的金属的接合方法。专利文献1中，在两金属体的接合面间配置由用有机系的物质被覆的粒径为1～100nm的金属超微粒构成的层，在150～500℃的温度下进行加热等处理。由此，从上述层上形成与上述金属超微粒之间以及上述2个金属体的接合面熔合的金属超微粒的熔合层，将上述2个金属体通过该金属超微粒的熔合层进行接合。

下述专利文献2中公开了利用不含铅的钎料原材料的、大块金属间的硬焊接合方法。专利文献2中，在硬焊材料中使用表面由胺化合物被覆的平均粒径1～100nm的金属超微粒在有机溶剂中均匀地分散而成的金属胶体分散液。另外，在要接合的大块金属的相对向的面间的间隙中涂布/填充上述金属胶体分散液，并进行加热，进行在要接合的上述大块金属表面与上述超微粒的接触界面上的相互扩散热粘、以及在上述间隙间填充的超微粒间的热粘，从而形成接合层。

下述专利文献3公开了提供与Sn-Ag系合金钎料同等的油墨状的钎料组合物的技术。专利文献3是包含平均粒径为纳米尺寸的锡纳米粒子、银纳米粒子、以及焊剂成分，在高沸点的非极性溶剂中将该锡纳米粒子和银纳米粒子均匀地分散而成的、油墨状的钎料组合物。该组合物在95:5～99.5:0.5的范围内选择锡纳米粒子与银纳米粒子的混合比率。另外，在4:1～10:1的范围内选择锡纳米粒子的平均粒径d1与银纳米粒子的平均粒径d2的比率d1:d2。另外，是在0.5质量份～2质量份的范围内选择每10质量份锡纳米粒子中的焊剂成分的添加量的同时、选择沸点为200℃～320℃的范围的烃系溶剂的、油墨状的钎料组合物。