CN103260797A - 加热接合用材料、加热接合用涂层材料、涂层物以及电子部件的接合方法 - Google Patents

加热接合用材料、加热接合用涂层材料、涂层物以及电子部件的接合方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种将金属部件彼此接合的方法，其利用金属烧结膜通过金属微粒的烧结将金属部件彼此接合，该方法不易产生接合部彼此的短路、且粘结强度高于镀覆或溅射。本发明为一种加热接合用材料，其为选自金属部件、半导体部件以及陶瓷部件中的同种部件间、或者异种部件间的加热接合用材料，该加热接合用材料是金属微粒(P)分散在有机化合物分散介质(A)中而成的，该有机化合物分散介质(A)通过在高于30℃的温度进行加热而发生熔融或软化；该加热接合用材料的特征在于：有机化合物分散介质(A)的60质量%以上含有1种或2种以上的多元醇(A1)，该多元醇(A1)的熔点或软化点为30℃以上、且在分子中具有2个以上的羟基；金属微粒(P)的80质量%以上含有金属微粒(P1)，该金属微粒(P1)具有热烧结性、且其一次颗粒的平均粒径为5nm～200nm。

Description

加热接合用材料、加热接合用涂层材料、涂层物以及电子部件的接合方法
【技术领域】
本发明涉及加热接合用材料、加热接合用涂层材料、由该加热接合用材料形成的涂层物、以及使用它们的电子部件的接合方法，该加热接合材料为用于使选自金属部件、半导体部件以及陶瓷部件的同种部件间、或者异种部件间进行接合的糊料的替代物。
【背景技术】
将电子部件安装在基板上的情况下，一般采用下述方法：在基板上涂布焊锡糊料，将电子部件放置于该部位，利用回焊等焊接，进行安装。在仅将规定量的糊料状焊锡供给·涂布到基板的规定位置的情况下，需要点胶(dispenser)或丝网印刷等工序，多数情况下，在各工序中使用专用的装置。
另外，焊锡糊料含有低沸点的有机溶剂，因而焊锡糊料本身的保存性也存在问题，根据需要进行密闭保存、冷蔵保存等。
例如，在专利文献1中公开了下述方法：将焊锡糊料填充到注射器中，然后安装于点胶装置，利用该点胶装置来涂布焊锡糊料，使用贴片机(マウンター)将LED元件搭载在该焊锡糊料的上面，通过在氮气气氛中进行加热来实施回焊处理，进行电子部件的安装。在专利文献2中公开了下述方法：通过丝网印刷或预涂布等将焊锡糊料涂布在基板上的焊接部位处，在涂布有焊锡糊料的焊接部位安装电子部件，其后进行使熔剂熔融的预备加热，随后将基板加热至焊锡粉发生熔融的温度进行熔融，从而将电子部件等焊接在基板上。在专利文献3中公开了刮墨刀法、旋涂法、喷雾法、清洁打印法(クリーン印刷法)、喷墨法等作为银糊料的涂布方法。
在专利文献1中公开了在被搭载物与金属化层间搭载或涂布接合焊锡糊料之后进行回焊处理来接合，但在该焊锡的图案化中，在实用上例如需要安装于点胶装置，利用该点胶装置进行焊锡糊料的涂布。此外，需要谋求粘结强度的提高、和焊锡糊料所含有的杂质的减少。
在专利文献2中公开了一种焊锡粉，为了防止进行回焊处理时的受热下垂(熱ダレ)，其为大致球形，在整个表面具有2个以上的凹凸，利用扫描型探针显微镜(SPM)测定出的平均面粗糙度Ra为18nm～100nm；但在其图案化中，需要通过丝网印刷或预涂布等进行焊锡糊料的涂布。在专利文献3中具有在导电性糊料的涂布中需要刮墨刀法、旋涂法、喷雾法、清洁打印法、喷墨法等的专用装置的问题。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2010-56399号公报
专利文献2：日本特开2010-36234号公报
专利文献3：日本特开2009-37786号公报
【发明内容】
【发明所要解决的课题】
本发明是鉴于上述现有技术的问题而提出的，其目的在于提供将被接合体与其它被接合体接合的加热接合用材料、加热接合用涂层材料及由该加热接合用材料形成的涂层物、以及使用它们的电子部件的接合方法，所述加热接合用材料在被接合体表面上进行图案化时无需形成掩模，与镀覆相比杂质残渣少，不易产生由迁移而导致的接合部彼此的短路，粘结强度高于镀覆或溅射。
【解决课题的手段】
鉴于上述现有技术，本发明人发现，若不使用使选自金属部件、半导体部件以及陶瓷部件的同种部件间、或者异种部件间接合的焊锡糊料，而使用使金属微粒分散在常温(指的是25℃以上且小于30℃程度的温度。以下相同。)下为固体状态且以多元醇为主成分的有机化合物分散介质中而成的加热接合用材料，则不仅保存容易，而且即使在各工序中不使用专用的装置也容易进行图案化，从而完成了本发明。即，本发明以下述(1)～(13)中记载的发明为要点。
(1)一种加热接合用材料，其为选自金属部件、半导体部件以及陶瓷部件中的同种部件间、或者异种部件间的加热接合用材料，该加热接合用材料是金属微粒(P)分散在有机化合物分散介质(A)中而成的，该有机化合物分散介质(A)在高于30℃的温度进行加热而发生熔融或软化；该加热接合用材料的特征在于：
有机化合物分散介质(A)的60质量%以上含有1种或2种以上的多元醇(A1)，该多元醇(A1)的熔点或软化点为30℃以上、且在分子中具有2个以上的羟基；
金属微粒(P)的80质量%以上含有一次颗粒的平均粒径为5nm～200nm的金属微粒(P1)，所述金属微粒(P1)具有烧结性(下文称为第1方式)。
(2)如上述(1)所述的加热接合用材料，其特征在于，上述金属微粒(P)含有金属微粒(P1)、以及一次颗粒的平均粒径为大于200nm至20μm以下的金属微粒(P2)。
(3)如上述(1)所述的加热接合用材料，其特征在于，上述金属微粒(P)含有金属微粒(P1)、以及一次颗粒的平均粒径为1μm～20μm的金属微粒(P2)。
(4)如上述(1)至(3)的任一项所述的加热接合用材料，其特征在于，上述金属微粒(P)含有80质量%～95质量%的上述金属微粒(P1)、以及20质量%～5质量%的上述金属微粒(P2)(质量%的合计为100质量%)。
(5)如上述(1)至(4)的任一项所述的加热接合用材料，其特征在于，上述有机化合物分散介质(A)中至少含有多元醇(A1)、以及1种或2种以上的多元醇(A2)，该多元醇(A2)的熔点或软化点小于30℃、且在分子中具有2个以上的羟基；相对于多元醇(A1)与多元醇(A2)的总量，多元醇(A2)的含有比例为40质量%以下的范围。
(6)如上述(1)至(5)的任一项所述的加热接合用材料，其特征在于，上述加热接合用材料含有10质量%～70质量%的有机化合物分散介质(A)、以及90质量%～30质量%的金属微粒(P)(质量%的合计为100质量%)。
(7)如上述(1)至(6)的任一项所述的加热接合用材料，其特征在于，上述加热接合用材料为进行了图案化的形状物。
(8)如上述(1)所述的加热接合用涂层材料，其中，上述加热接合用材料是对下述材料进行加热熔融或者软化而得到的、或者是在该材料中添加有机系溶剂或水系溶剂进行溶解或软化而得到的，所述材料是使金属微粒(P)分散在有机化合物分散介质(A)中而成的材料(下文称为第2方式)。
(9)一种涂层物，其中，该涂层物是将上述(1)至(6)的任一项所述的加热接合用材料涂布在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上而得到的(下文称为第3方式)。
(10)一种涂层物，其中，该涂层物是如下得到的：将上述(1)至(6)的任一项所述的加热接合用材料在高于30℃的温度下进行加热，使有机化合物分散介质(A)熔融或软化，涂布在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上，之后冷却至上述熔融或软化温度以下，得到该涂层物(下文称为第4方式)。
(11)一种涂层物，其中，该涂层物是如下得到的：在上述(1)至(6)的任一项所述的加热接合用材料中添加有机系溶剂或水系溶剂从而使其溶解或软化，涂布在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上，之后使上述溶剂蒸发，进行固化，得到该涂层物(下文称为第5方式)。
(12)一种电子部件的接合方法，该方法的特征在于：在有机化合物分散介质(A)发生熔融或软化的温度以上对上述(1)至(6)的任一项所述的加热接合用材料进行加热，在被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上进行图案化之后，冷却至上述熔融或软化温度以下，进行固化，其后在被接合体(M1)与被接合体(M2)隔着上述加热接合用材料接触的状态下进行加热处理，从而利用由上述接合用材料中的金属微粒(P)形成的烧结体使被接合体(M1)与被接合体(M2)接合(下文称为第6方式)。
(13)一种电子部件的接合方法，该方法的特征在于：在上述(1)至(6)的任一项所述的加热接合用材料中添加有机系溶剂或水系溶剂使有机化合物分散介质(A)溶解或软化，在被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上进行图案化之后，使上述溶剂蒸发、进行固化，其后在被接合体(M1)与被接合体(M2)隔着上述加热接合用材料接触的状态下进行加热处理，从而利用由上述接合用材料中的金属微粒(P)形成的烧结体使被接合体(M1)与被接合体(M2)接合(下文称为第7方式)。
(14)一种电子部件的接合方法，该方法的特征在于：将上述(7)所述的由上述加热接合用材料形成的预先进行了图案化的形状物载置在至少表面含有金属部件、半导体部件、或者陶瓷部件的被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上之后，在被接合体(M1)隔着该进行了图案化的形状物与被接合体(M2)接触的状态下进行加热处理，从而利用由上述接合用材料中的金属微粒(P)形成的烧结体将被接合体(M1)与被接合体(M2)接合(下文称为第8方式)。
【发明的效果】
(1)上述第1方式的“加热接合用材料”可以作为电子部件在基板上的安装接合用或基板彼此的接合用来使用，可谋求安装时的接合材料的多样化。该加热接合用材料主要可用作焊锡替代物，由于其在常温下并非为糊料状而为固体，因而无需利用焊锡糊料等时所使用的专用装置(点胶机或印刷机)。此外，若制作预先进行图案化的形状物，则也可利用人手将该形状物置于被接合体上，在以保持原样的形状与其它被接合体接触的状态下进行加热烧结，在安装时无需进行糊料等的图案形成、无需进行前处理加热，因而可简化电子部件接合时所使用的装置的结构。
此外，也可利用进行部件安装的装置(芯片贴片机等)与电子部件同样地进行供给。
(2)上述第2方式的“加热接合用涂层材料”是对使金属微粒(P)分散在有机化合物分散介质(A)中而成的材料进行加热熔融或者软化而得到的、或者是在该材料中添加有机系溶剂或水系溶剂从而使其溶解或软化的状态的材料，因而可以由该加热接合用涂层材料得到形状进行了图案化(熔融或者软化、或者溶解或软化状态)的形状物的前体。通过将该形状物的前体冷却、或者将该形状物的前体中的上述溶剂蒸发后进行固化，可容易地得到进行了图案化的形状物。该形状物可以保持原样的形状置于被接合体上，在与其它被接合体接触的状态进行加热烧结，因而可简化制造工序。
(3)对于上述第3方式的加热接合用的“涂层物”，通过加热、烧结，可得到与由现有的糊料得到的烧结体相比杂质少的烧结体，因而可得到粘结强度高、且导电性高的接合体。
此外，对于上述第4方式的“涂层物”，可在电子部件的接合部将加热接合用材料加热熔融或软化，在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上进行涂覆(或涂布)来容易地得到。另外，对于上述第5方式的“涂层物”，可在电子部件的接合部在加热接合用材料中添加有机系溶剂或水系溶剂从而使其溶解或软化，在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上进行涂覆或涂布来容易地得到。第4方式和第5方式的加热接合用涂层物中，通过与第3方式的“涂层物”同样地进行加热、烧结，可得到与由现有的糊料得到的烧结体相比杂质少的烧结体，因而可得到粘结强度高、且导电性高的接合体。
(4)上述第6方式的“电子部件的接合方法”为下述接合方法：使上述第1方式中所述的加热接合用材料加热熔融或软化，在被接合体(M1)和/或其它被接合体(M2)的表面上进行图案化(或涂布)之后，冷却至熔融或软化温度以下，进行固化，之后能够在较低温度下进行加热、烧制。
此外，上述第7方式的“电子部件的接合方法”为下述接合方法：向上述第1方式中所述的加热接合用材料添加有机系溶剂或水系溶剂从而使其溶解或软化，在被接合体(M1)和/或其它被接合体(M2)的表面上进行图案化(或涂布)之后，使该溶剂蒸发，进行固化，之后能够在较低温度下进行加热、烧制。
在通过第6方式和第7方式的接合方法得到的接合体中，由于在该烧制体上存在细小的空隙，因而即使进行刚性率低、热膨胀率不同的材料的接合，也可缓和应力。此外，作为金属微粒(P)使用例如铜微粒时，为高热传导，可提高电子部件的放热性。
(5)在上述第8方式的“电子部件的接合方法”中，将由上述第1方式中所述的加热接合用材料形成的预先进行了图案化的形状物载置在至少表面含有金属部件、半导体部件、或者陶瓷部件的被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上之后，在被接合体(M1)隔着该进行了图案化的形状物与被接合体(M2)接触的状态下进行加热处理，从而利用由上述接合用材料中的金属微粒(P)形成的烧结体使被接合体(M1)与其它被接合体(M2)之间接合，因而无需进行图案化的特殊装置，能够在较低温度下进行加热、烧制，所得到的接合体中存在细小的空隙，因此即使进行刚性率低、热膨胀率不同的材料的接合，也能够缓和应力。此外，作为金属微粒(P)使用例如铜微粒时，为高热传导，可提高电子部件的放热性。
【具体实施方式】
下面对本发明第1方式至第8方式进行具体说明。
〔I〕第1方式的“加热接合用材料”
本发明第1方式的“加热接合用材料”为选自金属部件、半导体部件以及陶瓷部件中的同种部件间、或者异种部件间的加热接合用材料，该加热接合用材料是金属微粒(P)分散在有机化合物分散介质(A)中而成的，该有机化合物分散介质(A)通过在高于30℃的温度进行加热而发生熔融或软化；该加热接合用材料的特征在于：
有机化合物分散介质(A)的60质量%以上含有1种或2种以上的多元醇(A1)，该多元醇(A1)的熔点或软化点为30℃以上、且在分子中具有2个以上的羟基；
金属微粒(P)的80质量%以上含有一次颗粒的平均粒径为5nm～200nm的金属微粒(P1)，所述金属微粒(P1)具有烧结性。
下面记述了构成本发明加热接合用材料(下面也记载为加热接合用材料(F))的有机化合物分散介质(A)与金属微粒(P)。
有机化合物分散介质(A)通过在高于30℃的温度进行加热而发生熔融或软化，且该有机化合物分散介质(A)的60质量%以上含有1种或2种以上的多元醇(A1)，该多元醇(A1)的熔点或软化点为30℃以上、且在分子中具有2个以上的羟基。
(1)有机化合物分散介质(A)
多元醇(A1)可以仅为多元醇(A1)，也可以在多元醇(A1)中进一步合用其它多元醇(A2)。在有机化合物分散介质(A)中，考虑到金属微粒(P)的加热烧结，除了微量含有的高分子系等分散剂以外，优选树脂的含量少，更优选不含有树脂。
(a)多元醇(A1)
加热接合用材料(F)中使用的多元醇(A1)的熔点为30℃以上，通过加热会发生熔融，其为1种或2种以上的在分子中具有2个以上羟基的多元醇。作为多元醇(A1)，只要具有上述性质就没有特别限定，可示例出例如：苏糖醇(熔点88℃)、木糖醇(熔点92℃)、山梨糖醇(熔点95℃)、赤藓醇(熔点121℃)、麦芽糖醇(熔点145℃)、葡萄糖(熔点148℃)、甘露醇(熔点167℃)、蔗糖(熔点186℃)、卫矛醇(熔点187℃)、肌醇(熔点225℃)、季戊四醇(熔点260℃)、三羟甲基丙烷(熔点56℃)、三羟甲基乙烷(熔点193℃)、连苯三酚(熔点131℃)、1,2,3-己烷三醇(熔点67℃)、1,4-环己二醇(熔点98℃)、邻苯二酚(熔点105℃)等。这些多元醇的熔点为常温以上、在熔融状态下具有还原性，因而会使金属微粒(P)表面还原，通过进一步进行加热处理，多元醇(A1)连续蒸发，若在存在有该液体和蒸气的气氛下进行还原·烧制，则可促进金属微粒(P)的烧结。
多元醇(A1)的熔点优选为30℃以上且280℃以下。这是由于，基于金属微粒(P1)的烧结的接合优选在300℃以下进行。此外，在多元醇(A1)由2种以上的混合物构成的情况下，若该混合物的熔点为30℃以上，则也可作为多元醇(A1)使用。
(b)多元醇(A2)
在有机化合物分散介质(A)中，可以在多元醇(A1)中进一步添加1种或2种以上的熔点小于30℃且具有2个以上羟基的多元醇(A2)来使用，相对于该多元醇(A1)与多元醇(A2)的总量，该多元醇(A2)以40质量%以下的范围来添加。只要能够维持相对于该多元醇(A1)与多元醇(A2)的总量以40质量%以下的范围添加多元醇(A2)而成的混合物在常温下为固体，即可降低加热熔融时的粘度，在加热烧结时可在更低温度下发挥出还原性。作为多元醇(A2)，可以举出：属于三元醇的甘油(熔点17.8℃)；属于二元醇的乙二醇(熔点-12.9℃)、丙二醇(熔点-59.0℃)、二甘醇(熔点-10.45℃)等。多元醇(A2)在金属微粒(P)的烧结时与多元醇(A1)发挥同样的作用。
(2)金属微粒(P)
金属微粒(P)可以仅为具有烧结性的金属微粒(P1)，也可以进一步在金属微粒(P1)中合用金属微粒(P2)。与焊锡糊料的情况不同，加热接合用材料(F)中使用的金属微粒(P)可以直接使用至少一种以上的高纯度金属微粒，因而能够得到粘结强度与导电性优异的接合体。通常在为焊锡糊料的情况下，为了消除作为安装对象的基板的铜焊盘部分的氧化而含有熔剂(有机成分)，进一步地，在多数情况下，作为金属材料所含有的杂质，少量含有Al、Zn、Cd、As等金属。
(a)金属微粒(P1)
金属微粒(P1)只要是一次颗粒的平均粒径为5nm～200nm的金属微粒就没有特别限制，可以举出例如选自金、银、铜、铂、钯、钨、镍、铁、钴、钽、铋、铅、铟、锡、锌、钛以及铝中的1种或者2种以上的颗粒，这些金属微粒中，优选选自银、铜、铂、钯、钨、镍、铁、钴以及钽中的1种或者2种以上的颗粒，更优选铜。
金属微粒(P1)的一次颗粒的平均粒径为5nm以上时，通过烧制能够形成具有均质粒径和空孔的多孔质体；另一方面，为200nm以下时，能够形成精密的导电图案。
(b)金属微粒(P2)
在加热接合用材料(F)中，除了一次颗粒的平均粒径为5nm～200nm的金属微粒(P1)以外，还可以分散金属微粒(P2)进行使用，该金属微粒(P2)的一次颗粒的平均粒径优选为大于200nm至20μm以下、更优选为1μm～20μm。
作为金属微粒(P)，若在平均一次粒径为5nm～200nm的金属微粒(P1)中混合平均一次粒径大于200nm至20μm以下的金属微粒(P2)进行使用，则金属微粒(P1)分散在金属微粒(P2)之间并稳定存在，从而结果在加热烧制下能够形成具有均质粒径与空孔的多孔质体。
进一步地，在使用平均一次粒径为1μm～20μm的金属微粒(P2)时，金属微粒(P1)分散在金属微粒(P2)之间且更为稳定地存在，从而结果在加热烧制下能够形成具有更为均质的粒径与空孔的多孔质体。通过使金属微粒(P2)的平均一次粒径为上述范围，可确保与金属微粒(P1)的平均一次粒径的粒径差，在进行加热处理时可有效抑制金属微粒(P1)的自由移动，可提高上述金属微粒(P1)的分散性与稳定性。作为金属微粒(P2)，可示例出与金属微粒(P1)中的记载相同的颗粒。
此处，一次颗粒的平均粒径意味着构成二次颗粒的各金属微粒的一次颗粒的直径。该一次粒径可以使用电子显微镜进行测定。此外，平均粒径意味着一次颗粒的数均粒径。
作为金属微粒(P)，在合用金属微粒(P1)与金属微粒(P2)的情况下，其优选混合比例以质量比(P1/P2)计为80质量%～95质量%/20质量%～5质量%(质量%的合计为100质量%)。通过为该混合比例，在对加热接合用材料(F)进行加热处理而形成的含有烧结体的金属接合体中，金属微粒(P2)能够均匀地分散。
(3)加热接合用材料(F)
本发明的加热接合用材料(F)是常温下为固体的材料，其是通过将金属微粒(P)分散在常温下为固体的多元醇(A)中而得到的。加热接合用材料(F)例如配置在需要焊接的位置(电子部件的电极与基板的电路导体之间等)，在金属微粒(P)发生烧结的温度范围进行加热时，多元醇(A)熔融，从而将金属微粒(P)表面还原、而使其活化，促进了金属微粒(P)彼此的烧结。其结果，与使用含有纳米尺寸金属微粒的糊料的情况同样地，可将电极与基板电气性、机械性地接合。需要说明的是，在对加热接合用材料(F)进行加热烧结时，多元醇(A)通过分解、蒸发等而被除去。
加热接合用材料(F)中的多元醇(A)/金属微粒(P)的混合比例(质量比)优选为10/90～70/30。通过为该混合比例，可维持作为固体物质的形状，因而能够得到更为稳定的接合力。
对于加热接合用材料(F)的制造方法没有特别限定，只要为可得到将金属微粒(P)分散在常温下为固体的多元醇(A)中的状态的加热接合用材料(F)的方法即可。
本发明的加热接合用材料(F)的外形形状可以结合使用目的而任意进行选择，作为进行了图案化的形状物，可示例出扁平状细片、鳞片状细片、锭剂状、颗粒状、片状或块状等加热接合用细片。进行了图案化的形状物可直接置于基板等表面上进行烧结。此外，对于其尺寸没有特别限制，最大径可从数mm到电子部件等中使用的芯片尺寸水平为止任意选择。
这样的形状物可通过将含有多元醇(A)与金属微粒(P)的糊料状物、粉体混合物等填充到金属模等模具中并进行加热来成型得到。
作为具体例，使多元醇(A)溶解在有机系溶剂或水系溶剂中，在所得到的溶液中混合金属微粒(P)，得到糊料状物，将该糊料状物填充到通过2个以上的分隔件(区切り)而具有扁平状细片、鳞片状细片等形状的金属模中，之后缓慢加热，使这些溶剂蒸发，如此可得到加热接合用材料(F)。例如，在溶解在有机系溶剂或水系溶剂中的多元醇(A)为25质量%～60质量%左右的溶液中混合金属微粒(P)，得到糊料状物，使该糊料状物流入到被分隔为可拆卸的2个以上的模具的金属模中，进行加热，使这些溶剂蒸发，其后从模具中取出，由此可得到在常温下为固体的加热接合用材料(F)。
此外，可将金属微粒(P)在多元醇(A)粉末中均匀混合，将所得到的粉体装入到具有2个以上可拆卸的分隔件的金属模中，进行加热，得到加热接合用材料(F)。
作为本发明的加热接合用材料(F)，若使用进行了图案化的形状物，则不仅其保存、输送变得容易，而且还可通过手工作业将该形状物配置在被接合体上，在根据使用目的配置在基板等上时，无需特别的供给装置，可进行简化。
〔II〕第2方式的“加热接合用涂层材料”
本发明第2方式的“加热接合用涂层材料”中，所述加热接合用涂层材料(F)为如下得到的涂层材料：使金属微粒(P)分散在有机化合物分散介质(A)中，对所得到的材料进行加热熔融或者软化、或者是在该材料中添加有机系溶剂或水系溶剂从而使其溶解或软化，由此得到所述的涂层材料。
只要将该熔融或软化状态、或者溶解或者软化状态的涂布材料图案化，其后进行冷却固化、或使上述溶剂蒸发来进行固化，则可得到图案化的形状物。该形状物不仅保存、输送容易，而且能够在置于被接合体上后以保持原样的形状与其它被接合体接触的状态下进行加热烧结，从而可使工序简化。
〔III〕第3方式的“涂层物”
第3方式的“涂层物”的特征在于，其是将上述第1方式中所述的加热接合用材料(F)涂布在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上而得到的涂层物。
对于第3方式的“涂层物”，只要为将上述第1方式中所述的加热接合用材料(F)涂布在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上而得到的涂层物即可，例如可采用后述的第4方式、第5方式所述的涂层物的形成方法等，但并不限定于这些方法。
对于上述第3方式的加热接合用的“涂层物”，通过加热、烧结，可得到与由现有的糊料得到的烧结体相比杂质少的烧结体，因而可得到粘结强度高、且导电性高的接合体。
〔IV〕第4方式的“涂层物”
本发明第4方式的“涂层物”的特征在于，其是如下得到的涂层物：将上述第1方式中所述的加热接合用材料(F)在高于30℃的温度下进行加热，使有机化合物分散介质(A)熔融或软化，将其涂布在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上，之后冷却至上述熔融或软化温度以下，得到该涂层物。
将上述第1方式中所述的加热接合用材料(F)涂覆(或涂布)在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上时，若使加热接合用材料(F)加热熔融或软化然后涂覆(或涂布)在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上，则操作变得极为容易。若在涂覆(或涂布)前将加热接合用材料(F)预先加热熔融或软化然后涂覆(或涂布)于被接合体，则容易得到加热接合用涂层物。作为具体例，可将加热接合用材料(F)在加热熔融或软化的状态下在硅芯片等被接合体面进行涂布或进行图案化然后冷却固化，从而可得到加热接合用涂层物。作为上述涂布或图案化法没有特别限制，可以举出粘合剂用喷枪、浸渍、丝网等印刷；金属掩模涂布、喷雾、刷涂、基于点胶的涂布等。
〔V〕第5方式的“涂层物”
本发明第5方式的“涂层物”的特征在于，其是如下得到的涂层物：在上述第1方式中所述的加热接合用材料(F)中添加有机系溶剂或水系溶剂从而使其溶解或软化，涂布在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上，之后使上述溶剂蒸发，进行固化，得到该涂层物。
与上述第4方式中所述同样，将上述第1方式中所述的加热接合用材料(F)涂覆(或涂布)在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上时，若在加热接合用材料(F)中添加有机系溶剂或水系溶剂从而使其溶解或软化然后涂覆(或涂布)在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上，则操作变得极为容易。若在涂覆(或涂布)前预先将加热接合用材料(F)溶解在有机系溶剂或水系溶剂中然后涂覆(或涂布)于被接合体，之后将该溶剂蒸发、进行固化，则容易得到加热接合用涂层物。
作为上述有机系溶剂可以举出低级醇(甲醇、乙醇)，作为水系溶剂可以举出水，但并不限于这些溶剂。
作为第5方式的“涂层物”形成的具体例，将加热用接合用材料(F)分散在溶解有多元醇(A)的有机系溶剂或水性溶剂中制成糊料状物，将该糊料状物在硅芯片等被接合体面进行涂布或进行图案化并干燥，从而可得到加热接合用涂层物。作为上述涂布或图案化法并无特别限制，可以与上述第4方式中所述同样地举出粘合剂用喷枪、浸渍、丝网等印刷；金属掩模涂布、喷雾、刷涂、基于点胶的涂布等。
〔VI〕第6方式的“电子部件的接合方法”
本发明第6方式的“电子部件的接合方法”的特征在于，在有机化合物分散介质(A)发生熔融或软化的温度以上对上述第1方式所述的加热接合用材料(F)进行加热，在被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上进行图案化之后，冷却至上述熔融或软化温度以下，进行固化，其后在被接合体(M1)与被接合体(M2)隔着上述加热接合用材料接触的状态下进行加热处理，从而利用由上述接合用材料中的金属微粒(P)形成的烧结体使被接合体(M1)与被接合体(M2)接合。
将上述加热接合用材料(F)图案化后进行冷却固化，其后在被接合体(M1)与被接合体(M2)隔着上述加热接合用材料(F)接触之前、或者接触之后，为了使该接触状态稳定化、防止位置偏移等，优选在该固化物的接触面涂布具有粘性的液态有机化合物(T)。
作为上述液态有机化合物(T)的涂布方法，可以采用刷涂、基于点胶机的供给等手段，这样的涂布不必在固化后的加热接合用材料(F)的整个面进行，只要可得到防止偏移的效果，也可为在部分表面上的涂布。通过采用这样的固定化手段，可使被接合体(M1)与被接合体(M2)之间的接合更为可靠地进行。
作为上述具有粘性的液态有机化合物(T)，为下述有机化合物：其与加热接合用材料(F)以及被接合体(M1)和被接合体(M2)均可良好润湿、在25℃为液态，且优选沸点为300℃左右以下、不会产生烧结障碍；作为具体例，可以举出：乙二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-丁烯-1,4-二醇、1,2,6-己烷三醇、甘油以及2-甲基-2,4-戊二醇等。
下面示例出第6方式中优选的电子部件的接合方法的具体例，但第6方式的接合方法并不限于下述具体例。
在将尺寸为4×4×0.5(厚度)mm的被接合体与位于安装用基板上的其它被接合体的接合焊盘(尺寸为6×6mm的铜箔图案)接合的情况下，将第1方式所记载的加热接合用材料(F)加热至有机化合物分散介质(A)熔融或软化的温度以上，在尺寸为4×4×0.5(厚度)mm的接合面、或安装基板的接合焊盘(尺寸为6×6mm的铜箔图案)上、或者二者的表面上进行图案化之后冷却进行固化，其后在被接合体(M1)与被接合体(M2)隔着上述加热接合用材料(F)接触的状态下进行加热处理，利用由上述材料(F)中的金属微粒(P)形成的烧结体可将被接合体(M1)与被接合体(M2)之间接合。加热烧制条件根据图案化的厚度也会有所不同，例如优选在190℃～250℃下进行20分钟～40分钟左右。
在第6方式的“电子部件的接合方法”中，由于可在较低温度下进行加热、烧制，在金属微粒(P)烧结而形成的接合体中存在细小的空隙，因而即使进行刚性率低、热膨胀率不同的材料之间的接合，也可缓和应力。此外，作为金属微粒(P)使用例如铜微粒时，为高热传导，可提高电子部件的放热性。
在使用焊锡进行图案化的情况下，以往需要安装于点胶装置等装置，利用该装置进行焊锡糊料的涂布。但是，在第6方式的“电子部件的接合方法”中，被接合体(M1)上的图案化无需使用特殊的装置。此外，由于能够使用不含有焊锡糊料所含有的杂质的、高纯度的金属微粒(P)，因而能够提高粘结强度与电导率。
〔7〕第7方式的“电子部件的接合方法”
本发明第7方式的“电子部件的接合方法”的特征在于：在第1方式所述的加热接合用材料(F)中添加有机系溶剂或水系溶剂从而使有机化合物分散介质(A)溶解或软化，在被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上进行图案化之后，使上述溶剂蒸发、进行固化，其后在被接合体(M1)与被接合体(M2)隔着上述加热接合用材料接触的状态下进行加热处理，从而利用由上述接合用材料中的金属微粒(P)形成的烧结体使被接合体(M1)与被接合体(M2)接合。
作为该有机系溶剂与水系溶剂，可以使用与第5方式中所述相同的“有机系溶剂与水系溶剂”。
在第7方式的情况下，与上述第6方式的情况同样，将上述加热接合用材料(F)图案化后进行冷却或蒸发固化，其后在被接合体(M1)与被接合体(M2)隔着上述加热接合用材料(F)接触之前、或者接触之后，为了使该接触状态稳定化、防止位置偏移等，也优选在该固化物的接触面涂布具有粘性的液态有机化合物(T)。
上述液态有机化合物(T)的涂布方法与第6方式中所述的方法相同，不必在固化后的加热接合用材料(F)的整个面进行涂布，只要可得到防止偏移的效果，也可为在部分表面上的涂布。通过采用这样的固定化手段，可使被接合体(M1)与被接合体(M2)之间的接合更为可靠地进行。可使用的具有粘性的液态有机化合物(T)可以使用第6方式中示例出的有机化合物。
下面示例出第7方式中优选的电子部件的接合方法的具体例，但第7方式的接合方法并不限于下述具体例。
在将尺寸为4×4×0.5(厚度)mm的被接合体与位于安装用基板上的其它被接合体的接合焊盘(尺寸为6×6mm的铜箔图案)接合的情况下，将第1方式所记载的加热接合用材料(F)与有机化合物分散介质(A)分散在溶剂中制成糊料状物，在尺寸为4×4×0.5(厚度)mm的接合面、或安装基板的接合焊盘(尺寸为6×6mm的铜箔图案)上、或者二者的表面上进行图案化之后，将溶剂蒸发，进行干燥，其后在被接合体(M1)与被接合体(M2)隔着上述加热接合用材料(F)接触的状态下进行加热处理，利用由上述材料(F)中的金属微粒(P)形成的烧结体可将被接合体(M1)与被接合体(M2)之间接合。加热烧制条件根据图案化的厚度也会有所不同，例如优选在190℃～250℃下进行20分钟～40分钟左右。
在第7方式的“电子部件的接合方法”中，与第6方式的情况同样，由于可在较低温度下进行加热、烧制，在金属微粒(P)烧结而形成的接合体中存在细小的空隙，因而即使进行刚性率低、热膨胀率不同的材料之间的接合，也可缓和应力。此外，作为金属微粒(P)例如使用铜微粒时，为高热传导，可提高电子部件的放热性。
此外，第7方式的“电子部件的接合方法”的图案化与第6方式中所述相同，并且由于能够使用不含有焊锡糊料所含有的杂质的、高纯度的金属微粒(P)，因而能够提高粘结强度与电导率。
〔8〕第8方式的“电子部件的接合方法”
本发明第8方式的“电子部件的接合方法”的特征在于：将第1方式所述的由加热接合用材料(F)形成的预先进行了图案化的形状物载置在至少表面含有金属部件、半导体部件、或者陶瓷部件的被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上之后，在被接合体(M1)隔着该进行了图案化的形状物与被接合体(M2)接触的状态下进行加热处理，从而利用由上述接合用材料中的金属微粒(P)形成的烧结体使被接合体(M1)与被接合体(M2)接合。
在第8方式的电子部件的接合方法中，在将预先进行了图案化的形状物置于被接合体(M1)等的情况下，也可进一步将本发明第4方式、第5方式等所述的涂层物配置在被接合体(M1)等的单面或以夹在双面的方式进行配置。
在第8方式的情况下，在将由上述加热接合用材料(F)形成的预先进行了图案化的形状物载置在被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上之前、或者载置之后，为了使被接合体(M1)隔着该图案化的形状物与被接合体(M2)的接触状态稳定化、防止位置偏移等，优选在该固化物的接触面涂布具有粘性的液态有机化合物(T)。
上述液态有机化合物(T)的涂布方法与第6方式中所述的方法相同，不必在固化后的加热接合用材料(F)的整个面进行涂布，只要可得到防止偏移的效果，也可为在部分表面上的涂布。通过采用这样的固定化手段，可使被接合体(M1)与被接合体(M2)之间的接合更为可靠地进行。
可使用的具有粘性的液态有机化合物(T)可以使用第6方式中示例出的有机化合物。
下面示例出第8方式中优选的电子部件的接合方法的具体例，但第8方式的接合方法并不限于下述具体例。
在将尺寸为4×4×0.5(厚度)mm的被接合体与位于安装用基板上的其它被接合体的接合焊盘(尺寸为6×6mm的铜箔图案)接合的情况下，准备以尺寸为5×5×0.15(厚)mm进行了图案化的加热接合用材料(F)。将加热接合用材料(F)配置在接合焊盘上，在加热接合用材料(F)上配置被接合体，按不会产生位置偏移的方式设置夹具(冶具，特氟龙树脂框)。可以根据需要在例如200℃左右的较低温度下在处于非氧化性气体气氛下的炉内等将上述进行了图案化的加热接合用材料(F)加热烧制，形成接合体。加热烧制条件根据图案化的厚度也会有所不同，例如优选在190℃～250℃下进行20分钟～40分钟左右。
如此得到的接合体具有良好的导电性，其电阻值可达到1.0Ωcm以下，例如可达到1.0×10-5Ωcm～1×10-3Ωcm的程度。进一步，上述接合体的接合性也极为优异。
若将本发明的加热接合用材料(F)以预先进行了图案化的形状物进行使用，则不仅保存、输送变得容易，而且还可通过手工作业将其配置在基板上，在根据使用目的配置在基板等上时，无需特别的供给装置，可进行简化。
在第8方式的“电子部件的接合方法”中，与第6方式的情况同样，由于可在较低温度下进行加热、烧制，在金属微粒(P)烧结而形成的接合体中存在细小的空隙，因而即使进行刚性率低、热膨胀率不同的材料之间的接合，也可缓和应力。此外，作为金属微粒(P)例如使用铜微粒时，为高热传导，可提高电子部件的放热性。
此外，第8方式的“电子部件的接合方法”中使用的加热接合用材料(F)中，由于能够使用不含有焊锡糊料所含有的杂质的、高纯度的金属微粒(P)，因而能够提高粘结强度与电导率。
【实施例】
接下来，通过实施例进一步具体说明本发明。需要说明的是，本发明并不限于以下实施例。
[实施例1]
制作含有铜微粒的加热接合用材料，将该加热接合用材料配置在铝基板与硅芯片之间，进行加热使该加热接合用材料中所含有的铜微粒的烧结，将上述铝基板与硅芯片接合，进行粘结强度的评价。
(1)加热接合用材料的制作
将赤藓醇溶解在水中，在所得到的赤藓醇30质量%水溶液50g中混合平均一次粒径为50nm的铜微粒50g，使所得到的糊料状物流入到具有2个以上可拆卸的分隔件的金属模(1个分隔件的尺寸为：纵×横×深度=5×5×0.5mm)中，在80℃下使水分缓慢蒸发，之后从该模具中取出，得到5×5×0.15mm的进行了图案化的形状物。
(2)电子部件的接合
使用铝基板(电气化学工业株式会社制造，商品名：Hit Plate K-1；在1.5mm厚的铝板上形成厚度为0.075mm的绝缘层，进一步在该绝缘层上层积厚度为0.038mm的电路用铜箔)，通过对上述铜箔进行蚀刻，以6×6mm进行图案化，形成焊盘。在该焊盘上配置上述(1)中得到的进行了图案化的形状物(5×5×0.15mm)，进一步在其上按照溅射处理面与加热接合用细片相接的方式配设4×4×0.35(厚)mm的硅芯片(溅射处理Ti/Au=35/150nm)。
利用倒装芯片焊接(フリップチップボンダー)由硅芯片的上面施加0.3MPa的压力，同时在300℃加热10分钟，从而将硅芯片安装在铝基板上。
(3)粘结强度的评价
对于所制作的硅芯片安装样品，利用模剪切试验(ダイシェア試験)测定粘结强度，结果确认到具有25MPa以上的强度。
[实施例2]
与实施例1同样地使用加热接合用材料将铝基板与硅芯片接合，进行粘结强度的评价。
(1)加热接合用材料的制备
将赤藓醇溶解在水中，在所得到的赤藓醇30质量%水溶液50g中混合平均一次粒径为50nm的铜微粒45g、以及平均粒径为10μm的铜微粒5g，使所得到的糊料状物流入到具有2个以上可拆卸的分隔件的金属模(1个分隔件的尺寸为：纵×横×深度=5×5×0.5mm)中，在80℃下使水分缓慢蒸发，得到5×5×0.15mm的进行了图案化的形状物。
(2)电子部件的接合
使用与实施例1相同的铝基板来形成焊盘。在该焊盘上配置上述(1)中得到的进行了图案化的形状物(5×5×0.15mm)，进一步在其上按照溅射处理面与加热接合用细片相接的方式配设4×4×0.35(厚)mm的硅芯片(溅射处理Ti/Au=35/150nm)。
利用倒装芯片焊接在与实施例1中所述相同的条件下由硅芯片的上面进行加压加热，使图案化的形状物中的赤藓醇蒸发、同时使铜微粒烧结，从而将硅芯片安装在铝基板上。
(3)粘结强度的评价
对于所制作的硅芯片安装样品，利用模剪切试验测定粘结强度，结果确认到具有25MPa以上的强度。
[实施例3]
与实施例1同样地使用加热接合用材料将铝基板与硅芯片接合，进行粘结强度的评价。
(1)加热接合用材料的制备
在赤藓醇粉末15g中均匀混合平均一次粒径为50nm的铜微粒50g，将所得到的粉体填充到具有2个以上可拆卸的分隔件的金属模(1个分隔件的尺寸为：纵×横×深度=5×5×0.3mm)中，在135℃、0.2MPa下进行加压加热，得到5×5×0.15mm的进行了图案化的形状物。
(2)电子部件的接合
使用与实施例1相同的铝基板来形成焊盘。在该焊盘上配置(1)中得到的进行了图案化的形状物(5×5×0.15mm)，进一步在其上按照溅射处理面与图案化的形状物相接的方式配设4×4×0.35(厚)mm的硅芯片(溅射处理Ti/Au=35/150nm)。
利用倒装芯片焊接在与实施例1中所述相同的条件下由硅芯片的上面进行加压加热，使图案化的形状物中的赤藓醇蒸发、同时使铜微粒烧结，从而将硅芯片安装在铝基板上。
(3)粘结强度的评价
对于所得到的硅芯片安装样品，利用模剪切试验确认到具有25MPa以上的强度。
[实施例4]
使用由加热接合用材料得到的加热接合用涂层物将铝基板与硅芯片接合，进行粘结强度的评价。
(1)加热接合用材料的制备
将赤藓醇溶解在水中，在所得到的赤藓醇30质量%水溶液50g中混合平均一次粒径为50nm的铜微粒50g，使所得到的糊料状物流入到具有2个以上可拆卸的分隔件的金属模(1个分隔件的尺寸为：纵×横×深度=5×5×0.5mm)中，在80℃使水分缓慢蒸发，得到5×5×0.15mm的加热用接合用细片。
(2)电子部件的接合
使所得到的加热用接合用细片分散在水中，制成糊料状物，将该糊料状物以厚度0.5mm涂布至4×4×0.35(厚)mm的硅芯片(溅射处理Ti/Au=35/150nm)的溅射面，在80℃进行干燥。
使用与实施例1相同的铝基板，同样地形成焊盘。按照该焊盘与涂布在溅射处理面的加热接合用涂层物相对的方式配设硅芯片。
利用倒装芯片焊接由硅芯片的上面进行与实施例1中所述相同的加压加热，使加热接合用材料中的赤藓醇蒸发、同时使铜微粒烧结，从而将硅芯片安装在铝基板上。
(3)粘结强度的评价
对于所得到的硅芯片安装样品，利用模剪切试验确认到具有25MPa以上的强度。
[实施例5]
制作含有铜微粒的加热接合用材料，将该加热接合用材料配置在铝基板与硅芯片之间，进行加热，对于该加热接合用材料中含有的铜微粒进行烧结，从而将上述铝基板与硅芯片接合，进行粘结强度的评价。
(1)加热接合用材料的制作
在95℃以上将木糖醇10.5g、二甘醇4.5g、以及平均一次粒径为50nm的铜微粒50g混合，将所得到的糊料状物冷却，得到固体状的加热接合用材料。
(2)电子部件的接合
使用铝基板(电气化学工业株式会社制造，商品名：Hit Plate K-1；在1.5mm厚的铝板上形成厚度为0.075mm的绝缘层，进一步在该绝缘层上层积厚度为0.038mm的电路用铜箔)，通过对上述铜箔进行蚀刻，以6×6mm进行图案化，形成焊盘。在该焊盘上将加热接合用材料加热至95℃，利用毛刷来涂布为熔融状态的加热接合用材料(厚度为0.3mm左右)，之后冷却至室温，从而将加热接合用材料固化，进一步在其上按照溅射处理面与加热接合用材料相接的方式配设4×4×0.35(厚)mm的硅芯片(溅射处理Ti/Au=35/150nm)。
利用倒装芯片焊接由硅芯片的上面施加0.1MPa的压力，同时在300℃进行10分钟加热，从而将硅芯片安装在铝基板上。
(3)粘结强度的评价
对于所制作的硅芯片安装样品，利用模剪切试验测定粘结强度，结果确认到具有25MPa以上的强度。
[实施例6]
与实施例1同样地使用加热接合用涂层材料将铝基板与硅芯片接合，进行粘结强度的评价。
(1)加热接合用涂层材料
在赤藓醇30wt%水溶液50g中混合平均一次粒径为50nm的铜微粒50g，得到软化状态的加热接合用涂层材料。
(2)电子部件的接合
在4×4×0.35(厚)mm的硅芯片(溅射处理Ti/Au=35/150nm)的溅射面以厚度0.15mm进行涂布，在80℃进行水分蒸发，进行干燥、固化。使用与实施例1相同的铝基板，同样地形成焊盘。按照该焊盘与涂布在溅射处理面的涂层物相对的方式配设硅芯片。
利用倒装芯片焊接在与实施例1中所述相同的条件下由硅芯片的上面进行加压加热，从而将硅芯片安装在铝基板上。
(3)粘结强度的评价
对于所得到的硅芯片安装样品，利用模剪切试验确认到具有25MPa以上的强度。

Claims (14)

1.一种加热接合用材料，其为选自金属部件、半导体部件以及陶瓷部件中的同种部件间、或者异种部件间的加热接合用材料，该加热接合用材料是金属微粒(P)分散在有机化合物分散介质(A)中而成的，该有机化合物分散介质(A)在高于30℃的温度进行加热而发生熔融或软化；该加热接合用材料的特征在于：
有机化合物分散介质(A)的60质量%以上含有1种或2种以上的多元醇(A1)，该多元醇(A1)的熔点或软化点为30℃以上、且在分子中具有2个以上的羟基；
金属微粒(P)的80质量%以上含有一次颗粒的平均粒径为5nm～200nm的金属微粒(P1)，所述金属微粒(P1)具有烧结性。
2.如权利要求1所述的加热接合用材料，其特征在于，所述金属微粒(P)含有金属微粒(P1)、以及一次颗粒的平均粒径为大于200nm至20μm以下的金属微粒(P2)。
3.如权利要求1所述的加热接合用材料，其特征在于，所述金属微粒(P)含有金属微粒(P1)、以及一次颗粒的平均粒径为1μm～20μm的金属微粒(P2)。
4.如权利要求1～3的任一项所述的加热接合用材料，其特征在于，所述金属微粒(P)含有80质量%～95质量%的所述金属微粒(P1)、以及20质量%～5质量%的所述金属微粒(P2)，所述质量%的合计为100质量%。
5.如权利要求1～4的任一项所述的加热接合用材料，其特征在于，所述有机化合物分散介质(A)中至少含有多元醇(A1)、以及1种或2种以上的多元醇(A2)，该多元醇(A2)的熔点或软化点小于30℃、且在分子中具有2个以上的羟基；相对于多元醇(A1)与多元醇(A2)的总量，多元醇(A2)的含有比例为40质量%以下的范围。
6.如权利要求1～5的任一项所述的加热接合用材料，其特征在于，所述加热接合用材料含有10质量%～70质量%的有机化合物分散介质(A)、以及90质量%～30质量%的金属微粒(P)，所述质量%的合计为100质量%。
7.如权利要求1～6的任一项所述的加热接合用材料，其中，所述加热接合用材料为进行了图案化的形状物。
8.如权利要求1所述的加热接合用涂层材料，其中，所述加热接合用材料是对下述材料进行加热熔融或者软化而得到的、或者是在该材料中添加有机系溶剂或水系溶剂进行溶解或软化而得到的，所述材料是使金属微粒(P)分散在有机化合物分散介质(A)中而成的。
9.一种涂层物，其中，该涂层物是将所述权利要求1～6的任一项所述的加热接合用材料涂布在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上而得到的。
10.一种涂层物，其中，该涂层物是如下得到的：将所述权利要求1～6的任一项所述的加热接合用材料在高于30℃的温度下进行加热，从而使有机化合物分散介质(A)熔融或软化，涂布在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上，之后冷却至所述熔融或软化温度以下，由此得到该涂层物。
11.一种涂层物，其中，该涂层物是如下得到的：在所述权利要求1～6的任一项所述的加热接合用材料中添加有机系溶剂或水系溶剂从而使其溶解或软化，涂布在电子部件的端子或者电极表面上、或者基板的电路表面上，之后使所述溶剂蒸发，进行固化，由此得到该涂层物。
12.一种电子部件的接合方法，该方法的特征在于：在有机化合物分散介质(A)发生熔融或软化的温度以上对所述权利要求1～6的任一项所述的加热接合用材料进行加热，在被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上进行图案化之后，冷却至所述熔融或软化温度以下，进行固化，其后在被接合体(M1)与被接合体(M2)隔着所述加热接合用材料接触的状态下进行加热处理，从而利用由所述接合用材料中的金属微粒(P)形成的烧结体使被接合体(M1)与被接合体(M2)接合。
13.一种电子部件的接合方法，该方法的特征在于：在所述权利要求1～6的任一项所述的加热接合用材料中添加有机系溶剂或水系溶剂而使有机化合物分散介质(A)溶解或软化，在被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上进行图案化之后，使所述溶剂蒸发、进行固化，其后在被接合体(M1)与被接合体(M2)隔着所述加热接合用材料接触的状态下进行加热处理，从而利用由所述接合用材料中的金属微粒(P)形成的烧结体使被接合体(M1)与被接合体(M2)接合。
14.一种电子部件的接合方法，该方法的特征在于：将所述权利要求7所述的由所述加热接合用材料形成的预先进行了图案化的形状物载置在至少表面含有金属部件、半导体部件、或者陶瓷部件的被接合体(M1)与其它被接合体(M2)的任意一方或者两者的表面上之后，在被接合体(M1)隔着该进行了图案化的形状物与被接合体(M2)接触的状态下进行加热处理，从而利用由所述接合用材料中的金属微粒(P)形成的烧结体使被接合体(M1)与被接合体(M2)接合。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106413945A (zh) * 2014-05-05 2017-02-15 贺利氏德国有限两合公司 金属糊料及其用于连接部件的用途
CN106457402A (zh) * 2014-06-25 2017-02-22 同和电子科技有限公司 粘结材料及使用其的粘结方法
TWI583264B (zh) * 2014-08-29 2017-05-11 三井金屬鑛業股份有限公司 Conductive structure and manufacturing method, conductive composition, and electronic component module
CN111283206A (zh) * 2015-09-07 2020-06-16 日立化成株式会社 接合用铜糊料、接合体的制造方法及半导体装置的制造方法
TWI717502B (zh) * 2016-04-28 2021-02-01 日商同和電子科技有限公司 接合材及使用其之接合方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5830302B2 (ja) * 2011-08-11 2015-12-09 古河電気工業株式会社 加熱接合用材料、加熱接合用シート体、及び加熱接合用成形体
JP5887086B2 (ja) * 2011-08-11 2016-03-16 株式会社タムラ製作所 導電性材料
DE102012222416A1 (de) * 2012-12-06 2014-06-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei Komponenten unter Verwendung eines Sinterprozesses
JP6199048B2 (ja) * 2013-02-28 2017-09-20 国立大学法人大阪大学 接合材
WO2015053193A1 (ja) * 2013-10-07 2015-04-16 古河電気工業株式会社 接合構造および電子部材接合構造体
JP6622971B2 (ja) * 2015-02-24 2019-12-18 古河電気工業株式会社 加熱接合材料、接合構造体、並びに加熱接合材料の製造方法及び該加熱接合材料を用いた接合方法
CN107849356B (zh) 2015-08-03 2021-05-07 纳美仕有限公司 高性能、导热表面安装粘结剂及使用其的制品和方法
JP6893593B2 (ja) * 2016-03-25 2021-06-23 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 Ｎｉナノ粒子を用いた接合材料及び接合構造体
JP2017179428A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 導電性材料、導電膜の形成方法、回路基板、半導体装置及び半導体装置の製造方法
WO2020166186A1 (ja) * 2019-02-14 2020-08-20 Ａｇｃ株式会社 発光素子用基板およびその製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005205696A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Ebara Corp 接合用品
WO2008065728A1 (fr) * 2006-11-29 2008-06-05 Nihon Handa Co., Ltd. Composition de particules métalliques de frittage ayant une plasticité, procédé de production de celle-ci, agent de liaison et procédé de liaison
CN101432095A (zh) * 2006-04-28 2009-05-13 株式会社电装 泡沫焊锡和电子器件
CN101506906A (zh) * 2006-08-28 2009-08-12 株式会社村田制作所 导电性接合材料及电子装置
JP2010202943A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Mitsuboshi Belting Ltd 金属コロイド粒子凝集体及びその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5655209A (en) * 1995-03-28 1997-08-05 International Business Machines Corporation Multilayer ceramic substrates having internal capacitor, and process for producing same
JP3858902B2 (ja) * 2004-03-03 2006-12-20 住友電気工業株式会社 導電性銀ペーストおよびその製造方法
JP4821396B2 (ja) * 2006-03-27 2011-11-24 住友金属鉱山株式会社 導電性組成物及び導電膜形成方法
JP5082057B2 (ja) 2007-07-31 2012-11-28 国立大学法人 香川大学 導電性ペーストとその製造方法、配線とその製造方法、並びにそれらを用いた電子部品及び電子機器
JP4911004B2 (ja) 2007-12-10 2012-04-04 セイコーエプソン株式会社 導体パターン形成用インク、導体パターンおよび配線基板
JP2010056399A (ja) 2008-08-29 2010-03-11 Mitsubishi Materials Corp 位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法
CA2727611A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Nanomas Technologies, Inc. Conductive inks and pastes
JP5118574B2 (ja) 2008-08-07 2013-01-16 三井金属鉱業株式会社 はんだ粉及びはんだペースト
WO2011114747A1 (ja) * 2010-03-18 2011-09-22 古河電気工業株式会社 導電性ペースト、及び該ペーストから得られる導電接続部材

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005205696A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Ebara Corp 接合用品
CN101432095A (zh) * 2006-04-28 2009-05-13 株式会社电装 泡沫焊锡和电子器件
CN101506906A (zh) * 2006-08-28 2009-08-12 株式会社村田制作所 导电性接合材料及电子装置
WO2008065728A1 (fr) * 2006-11-29 2008-06-05 Nihon Handa Co., Ltd. Composition de particules métalliques de frittage ayant une plasticité, procédé de production de celle-ci, agent de liaison et procédé de liaison
JP2010202943A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Mitsuboshi Belting Ltd 金属コロイド粒子凝集体及びその製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106413945A (zh) * 2014-05-05 2017-02-15 贺利氏德国有限两合公司 金属糊料及其用于连接部件的用途
CN106457402A (zh) * 2014-06-25 2017-02-22 同和电子科技有限公司 粘结材料及使用其的粘结方法
TWI670730B (zh) * 2014-06-25 2019-09-01 日商同和電子科技有限公司 接合材及使用其之接合方法
TWI583264B (zh) * 2014-08-29 2017-05-11 三井金屬鑛業股份有限公司 Conductive structure and manufacturing method, conductive composition, and electronic component module
TWI634818B (zh) * 2014-08-29 2018-09-01 三井金屬鑛業股份有限公司 Conductor connection structure, conductive composition and electronic component module
CN111283206A (zh) * 2015-09-07 2020-06-16 日立化成株式会社 接合用铜糊料、接合体的制造方法及半导体装置的制造方法
TWI717502B (zh) * 2016-04-28 2021-02-01 日商同和電子科技有限公司 接合材及使用其之接合方法

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