CN107849426B - 连接材料及连接结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种连接材料，其在将两个连接对象部件连接的连接部中，在负载应力时可以抑制裂缝的产生，进一步抑制上述连接部的厚度偏差而确保散热性能，且可以提高连接强度。本发明的连接材料为用于连接两个连接对象部件的连接部的连接材料，所述连接材料包含粒子及含金属原子的粒子，所述粒子用于形成所述连接部并使连接后的所述连接部的厚度为连接前的所述粒子的平均粒径的2倍以下，或者，所述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径，所述粒子具有超过3000N/mm2且20000N/mm2以下的10％K值，所述粒子具有10％以下的粒径CV值。

Description

连接材料及连接结构体
技术领域
本发明涉及一种形成连接两个连接对象部件的连接部的连接材料。另外，本发明涉及一种使用有上述连接材料的连接结构体。
背景技术
在作为用于反相器等的功率半导体装置之一的非绝缘型半导体装置中，固定半导体元件的部件为半导体装置的电极之一。例如，使用Sn-Pb系带焊锡的材料将功率晶体管搭载于固定部件上的半导体装置中，将两个连接对象部件连接在一起的固定部件(基础材料)为功率晶体管的集电极。
另外，已知有金属粒子的粒径变小至100nm以下的尺寸，构成原子数变少时，相对于粒子的体积的表面积比急剧增大，熔点或烧结温度与堆积状态相比大幅度降低。已知有利用该低温烧成功能，将表面被有机物所包覆的平均粒径100nm以下的金属粒子用作连接材料，通过加热而使有机物分解并使金属粒子彼此烧结而进行连接的方法。在该连接方法中，连接后的金属粒子变化为堆积金属，同时在连接界面可得到基于金属键合的连接，因此，耐热性、连接可靠性和散热性大幅升高。用于进行这种连接的连接材料例如公开于下述的专利文献1。
专利文献1中公开有一种连接材料，其含有选自金属氧化物、金属碳酸盐或羧酸金属盐的粒子中的1种以上的金属粒子前体和作为有机物的还原剂。上述金属粒子前体的平均粒径为1nm以上、50μm以下。在上述连接材料中总质量份中，上述金属粒子前体的含量超过50质量份且为99质量份以下。
下述的专利文献2中公开有一种复合材料，其具有(a)具有熔点的导热性金属、和(b)聚硅氧烷粒子。(b)聚硅氧烷粒子分散于(a)导热性金属中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-178911号公报
专利文献2：日本特开2013-243404号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在连接两个连接对象部件的连接部中，有时在连接时或连接后施加应力。通过该应力，有时在连接对象部件或连接部产生裂缝。以往的连接材料中，难以充分地抑制连接部中的裂缝的产生。
另外，为了有效地发挥散热性能，待由上述连接部连接的两个连接对象部件的间隔优选为均匀。因此，优选上述连接部的厚度的偏差小。就以往的连接材料而言，难以高精度地对两个连接对象部件的间隔进行控制。专利文献2中，聚硅氧烷粒子没有用作间隙控制粒子，作为散热性能而被关注的连接材料的发明没有被公开。
本发明的目的在于，提供一种连接材料，其在连接两个连接对象部件的连接部中，在负载应力时可以抑制裂缝的产生，进一步抑制上述连接部的厚度偏差而确保散热性能，且可以提高连接强度。另外，本发明的目的还在于，提供一种使用有上述连接材料的连接结构体。
用于解决技术问题的技术方案
根据本发明的宽广方面，提供一种连接材料，其用于形成连接两个连接对象部件的连接部，所述连接材料包含粒子及含金属原子的粒子，所述粒子用于形成所述连接部并使连接后的所述连接部的厚度为连接前的所述粒子的平均粒径的2倍以下，或者，所述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径，所述粒子具有超过3000N/mm2且20000N/mm2以下的10％K值，所述粒子具有10％以下的粒径CV值。
在本发明的连接材料的某个特定方面，所述粒子用于形成所述连接部，并使连接后的所述连接部的厚度为连接前的所述粒子的平均粒径的2倍以下。
在本发明的连接材料的某个特定的方面，所述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径。
在本发明的连接材料的某个特定的方面，就所述粒子而言，在每100万个所述粒子中，发生了凝聚的粒子的数量为100个以下。
在本发明的连接材料的某个特定的方面，所述粒子具有200℃以上的热分解温度。
在本发明的连接材料的某个特定方面，所述粒子的材料包含乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸类化合物、α-烯烃化合物、二烯化合物、或聚硅氧烷化合物。
在本发明的连接材料的某个特定方面，所述粒子在外表面部分不具有导电部。
在本发明的连接材料的某个特定方面，所述粒子具有基材粒子、和配置于所述基材粒子表面上的导电部。
在本发明的连接材料的某个特定方面，所述导电部的材料包含镍、金、银、铜、或锡。
在本发明的连接材料的某个特定方面，所述粒子的热分解温度比所述含金属原子的粒子的熔点高。
在本发明的连接材料的某个特定方面，所述连接材料用于通过使所述含金属原子的粒子熔融后进行固化来形成所述连接部。
在本发明的连接材料的某个特定的方面，所述连接材料用于形成所述连接部，并使一个所述粒子与两个所述连接对象部件这二者均相接。
在本发明的连接材料的某个特定的方面，所述连接材料含有树脂。
根据本发明的宽广方面，提供一种连接结构体，其具备：第一连接对象部件、第二连接对象部件、将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部，所述连接部的材料为上述的连接材料。
发明的效果
本发明的连接材料用于形成连接两个连接对象部件的连接部。本发明的连接材料包含粒子及含金属原子的粒子，上述粒子用于形成所述连接部并使连接后的所述连接部的厚度为连接前的上述粒子的平均粒径的2倍以下，或者，上述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径，上述粒子具有超过3000N/mm2且20000N/mm2以下的10％K值，上述粒子具有10％以下的粒径的CV值，因此，在利用上述连接材料形成连接两个连接对象部件的连接部时，在负载应力时可以抑制裂缝的产生，进一步抑制上述连接部的厚度偏差而确保散热性能，且可以提高连接强度。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的连接材料中所含的粒子的剖面图。
图2是表示本发明的第二实施方式的连接材料中所含的粒子的剖面图。
图3是表示本发明的第3实施方式的连接材料中所含的粒子的剖面图。
图4是示意性地表示使用有本发明的第二实施方式的连接材料的连接结构体的正面剖面图。
标记说明
1…粒子
11…粒子(导电性粒子)
12…基材粒子
13…导电部
21…粒子(导电性粒子)
22…导电部
22A…第一导电部
22B…第二导电部
51…连接结构体
52…第一连接对象部件
53…第二连接对象部件
54…连接部
61…应力缓和粒子
62…金属连接部
具体实施方式
以下，说明本发明的详情。
(粒子及连接材料)
本发明的连接材料用于形成连接两个连接对象部件的连接部。本发明的连接材料包含粒子及含金属原子的粒子。
本发明的连接材料中所含的粒子(1)用于形成上述连接部并使连接后的上述连接部的厚度为连接前的上述粒子的平均粒径的2倍以下，或者(2)上述粒子具有1μm以上、300μm以下的平均粒径。在本发明中，可以具备上述技术方案(1)，也可以具备上述技术方案(2)，还可以具备上述技术方案(1)和上述技术方案(2)这两者。
上述粒子具有超过3000N/mm2、且为20000N/mm2以下的10％K值。上述粒子具有10％以下的粒径的CV值。
在本发明中，由于具备上述的技术方案，因此，在连接两个连接对象部件的连接部中，在负载应力时可以抑制裂缝的产生，进一步抑制上述连接部的厚度偏差而确保散热性能，且可以提高连接强度。
在本发明中，上述粒子在连接时或连接后，在上述连接部中，可以作为间隙控制材料(间隙控制粒子)起作用。
上述粒子优选(1)用于形成上述连接部并使连接后的上述连接部的厚度为连接前的上述粒子的平均粒径的2倍以下。
上述10％K值是使粒子压缩了10％时的压缩弹性模量。从发挥间隙控制特性、且抑制负载应力时产生裂缝的观点出发，上述粒子的10％K值超过3000N/mm2，且为20000N/mm2以下。从发挥间隙控制特性、且更进一步抑制负载应力时产生裂缝的观点出发，上述10％K值优选为4000N/mm2以上，更优选为5000N/mm2以上，进一步优选为6000N/mm2以上。从发挥间隙控制特性、且更进一步抑制负载应力时产生裂缝的观点出发，上述粒子的10％K值优选为17000N/mm2以下，更优选为13000N/mm2以下。
上述粒子的10％K值可以如下进行测定。
使用微压缩试验机，在圆柱(直径50μm、金刚石制)的平滑压子端面上，在25℃下用60秒负载最大试验荷重20mN的条件下对粒子进行压缩。对此时的荷重值(N)及压缩变位(mm)进行测定。可以由得到的测定值，利用下述式求出上述10％K值(压缩弹性模量)。作为上述微压缩试验机，例如可使用费歇尔社制造的“Fischerscope H-100”等。
10％K值(N/mm2)＝(3/21/2)·F·S-3/2·R-1/2
F：粒子发生了10％压缩变形时的荷重值(N)
S：粒子发生了10％压缩变形时的压缩位移(mm)
R：粒子的半径(mm)
上述粒子粒径的变异系数(CV值)为10％以下。从更进一步抑制负载应力时产生裂缝的的观点出发，上述粒子的粒径的CV值优选为7％以下，更优选为5％以下。上述粒子粒径的CV值的下限没有特别限定。上述CV值可以为0％以上。
上述变异系数(CV值)用下述式表示。
CV值(％)＝(ρ/Dn)×100
ρ：粒子粒径的标准偏差
Dn：粒子粒径的平均值
上述粒子的平均粒径优选为1μm以上、300μm以下。但是，在具备上述(1)的构成的情况下，上述粒子的平均粒径可以低于1μm，也可以大于300μm。上述粒子的平均粒径可以大于15μm，也可以大于20μm，还可以大于50μm。
从发挥间隙控制特性、且更进一步抑制负载应力时产生裂缝的观点出发，上述粒子的平均粒径优选为1μm以上，优选为300μm以下。从发挥间隙控制特性、且更进一步抑制负载应力时产生裂缝的观点出发，上述粒子的平均粒径优选为5μm以上，更优选为10μm以上，进一步优选为20μm以上。从发挥间隙控制特性、且更进一步抑制负载应力时产生裂缝的观点出发，上述粒子的平均粒径优选为200μm以下，更优选为150μm以下，进一步优选为100μm以下。
上述粒子的平均粒径通过用扫描型电子显微镜观察粒子，并对所观察的图像中任意选择的50个粒子的最大直径进行算术平均而求出。
在本发明中，1个上述粒子优选用于形成上述连接部，并与两个上述连接对象部件均相接。在该情况下，1个上述粒子在一侧与1个连接对象部件相接，在另一侧与1个连接对象部件相接。
以下，一边参照附图，一边具体地说明本发明。在以下的粒子的实施方式中，相互不同的场所可以取代。
图1是表示本发明的第一实施方式的连接材料中所含的粒子的剖面图。
图1所示的粒子1为不具有导电部的粒子。粒子1例如为除金属粒子之外的粒子。粒子1例如为树脂粒子。
如粒子1所示，上述粒子可以不具有导电部。在粒子不具有导电部的情况下，可以使用粒子，而在粒子表面上不形成导电部。如后述的粒子，上述粒子可以具有基材粒子、和配置于该基材粒子表面上的导电部。
图2是表示本发明的第二实施方式的连接材料中所含的粒子的剖面图。
图2所示的粒子11为具有导电部的导电性粒子。粒子11具有基材粒子12和导电部13。导电部13配置于基材粒子12的表面上。导电部13与基材粒子12的表面相接。粒子11是用导电部13对基材粒子12的表面进行了包覆的包覆粒子。粒子11中，导电部13为单层的导电部(导电层)。
图3是表示本发明的第3实施方式的连接材料中所含的粒子的剖面图。
图3所示的粒子21为具有导电部的导电性粒子。粒子21具有基材粒子12和导电部22。导电部22整体上在基材粒子12侧具有第一导电部22A，在与基材粒子12侧相反的一侧具有第二导电部22B。
就粒子11和粒子21而言，仅导电部不同。即，在粒子11中，形成1层结构的导电部13，与此相对，在粒子21中，形成2层结构的第一导电部22A及第二导电部22B。第一导电部22A和第二导电部22B以不同的导电部的形式形成。在粒子21中，导电部22为多层导电部(导电层)。
第一导电部22A配置于基材粒子12的表面上。在基材粒子12和第二导电部22B之间配置有第一导电部22A。第一导电部22A与基材粒子12相接。因此，在基材粒子12的表面上配置有第一导电部22A，在第一导电部22A的表面上配置有第二导电部22B。
粒子1、粒子11、粒子21在外表面不具有突起。粒子1、粒子11、粒子21为球状。
如粒子1、粒子11、粒子21，上述粒子可以在外表面不具有突起，也可以在导电部的外表面具有突起，可以为球状。
就上述粒子而言，在每100万个上述粒子中，发生了凝聚的粒子的数量优选为100个以下。上述发生了凝聚的粒子是1个粒子与至少1个其它粒子相接的粒子。例如，在100万个上述粒子中，含有3个粒子凝聚而成的粒子(3个粒子的凝聚体)3个的情况下，每100万个上述粒子中，发生了凝聚的粒子的数量为9个。作为上述凝聚的粒子的数的测定方法，可举出使用设定了倍率的显微镜对发生了凝聚的粒子进行计数，使得在1个视野中观察到5万个左右的粒子，以20个视野的总计的形式对发生了凝聚的粒子的数量进行测定的方法等。
作为每100万个上述粒子中，发生了凝聚的粒子的数量控制为100个以下的方法，可举出例如：将上述粒子调整为具有上述导电部的导电性粒子的形态的方法；粒子设为在表面具备连续或非连续的包覆部(包覆层)的形态来用于抑制凝聚的方法；及使交联性的化合物对粒子的表面进行修改的方法等。
作为形成连续的上述包覆部的方法，可举出例如用与包覆部形成之前的粒子相比硬度较高的树脂对粒子进行包覆的方法。作为上述包覆部材料的上述树脂，可举出与后述粒子A及基材粒子的材料相同的树脂及亲水性树脂等。作为上述包覆部的材料的上述树脂优选为二乙烯基苯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮或聚丙烯酸。
作为形成非连续的上述包覆部的方法，可举出例如使微粒子附着于包覆部形成之前的粒子的表面上而包覆粒子的方法。作为上述包覆部的材料的上述微粒子，可举出：二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化镁及氧化锌等无机微粒子；树脂微粒子；有机无机混合微粒子等。
作为使交联性的化合物对粒子的表面进行修改的方法，可举出例如使多官能性的硅烷偶联剂或多官能性羧酸与存在于粒子表面的多个羟基进行反应的方法等。
在连接部，优选上述粒子不会进行热分解，因此，上述粒子优选具有200℃以上的热分解温度。上述粒子的热分解温度优选为220℃以上，更优选为250℃以上，进一步优选为300℃以上。需要说明的是，在上述粒子具有基材粒子和导电部的情况下，将上述基材粒子和上述导电部中首先进行热分解的温度设为上述粒子的热分解温度。
以下，对粒子的其它详细进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，“(甲基)丙烯酸”意指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”的一者或两者，“(甲基)丙烯酸酯”意指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”的一者或两者，“(甲基)丙烯酰基”意指“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”的一者或两者。(不)饱和意指饱和及不饱和中的任一者。
[不具有导电部的粒子及基材粒子]
在上述粒子中，将不具有导电部的粒子称为粒子A。上述粒子可以具有基材粒子、和配置于该基材粒子的表面上的导电部。
上述粒子的10％K值可以根据上述粒子A及上述基材粒子的状态进行调整。上述粒子A及上述基材粒子可以不具有孔，也可以具有孔，可以是单孔，也可以是多孔。
作为上述粒子A及上述基材粒子，可举出：树脂粒子、除金属粒子之外的无机粒子、及有机无机混合粒子等。上述粒子A及上述基材粒子可以为具备芯、和配置于该芯表面上的壳的芯壳粒子。上述芯可以为有机芯。上述壳可以为无机壳。优选除金属粒子之外的粒子，更优选树脂粒子、除金属粒子之外的无机粒子或有机无机混合粒子。从本发明的效果更进一步优异方面考虑，特别优选树脂粒子或有机无机混合粒子。
从更进一步抑制应力负载时的裂缝的产生的观点出发，上述粒子A及上述基材粒子优选为树脂粒子。作为上述树脂，可举出例如聚烯烃、多烯、聚(甲基)丙烯酸酯及聚硅氧烷等。
作为上述粒子A及上述基材粒子的材料，可举出：乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、α-烯烃化合物、二烯化合物、聚硅氧烷化合物及环氧化合物等。从更进一步抑制负载应力时产生裂缝的观点出发，上述粒子A及上述基材粒子的材料优选为乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、α-烯烃化合物、二烯化合物、或聚硅氧烷化合物。在上述粒子不具有导电部的情况下，上述粒子的材料优选为乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、α-烯烃化合物、二烯化合物、或聚硅氧烷化合物。在上述粒子具有基材粒子及导电部的情况下，上述基材粒子的材料优选为乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、α-烯烃化合物、二烯化合物、或聚硅氧烷化合物。
作为使用上述材料得到上述粒子A及基材粒子的方法，可举出例如：自由基聚合、离子聚合、配位聚合、开环聚合、异构化聚合、环化聚合、消除聚合、加成聚合、缩聚及加成缩合等方法等。
作为上述粒子A及上述基材粒子的材料，可举出由(不)饱和烃、芳香族烃、(不)饱和脂肪酸、芳香族羧酸、(不)饱和酮、芳香族酮、(不)饱和醇、芳香族醇、(不)饱和胺、芳香族胺、(不)饱和硫醇、芳香族硫醇及有机硅化合物的1种以上得到的缩合物及由这些物质1种以上得到的聚合物。
作为上述缩合物及上述聚合物，可举出例如使聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚异丁烯、聚丁二烯等聚烯烃树脂；聚甲基丙烯酸甲酯及聚丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂；聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚碳酸酯、聚酰胺、苯酚甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、尿素甲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、尿素树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚砜、聚苯醚、聚缩醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、及1种或2种以上的具有烯属不饱和基团的各种聚合性单体进行聚合而得到的聚合物等。由于可以将上述粒子A及上述基材粒子的硬度容易地控制在适合的范围，因此，用于形成上述树脂粒子的树脂优选为使1种或2种以上的具有多个烯属不饱和基团的聚合性单体进行聚合而形成的聚合物。
通过自由基聚合、离子聚合或配位聚合等聚合得到上述粒子A及上述基材粒子时，优选使用具有烯属不饱和基团的聚合性单体。上述具有烯属不饱和基团的聚合性单体只要具有烯属不饱和基团，则其分子量及烯属不饱和基团数等没有特别限定。作为上述具有烯属不饱和基团的聚合性单体，可举出非交联性的单体和交联性的单体。
作为上述非交联性的单体，可举出例如：作为乙烯基化合物的苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯等苯乙烯系单体；甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚等乙烯基醚化合物；乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等酸乙烯酯化合物；氯乙烯、氟乙烯等含卤单体；作为(甲基)丙烯酸酯化合物的(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等(甲基)丙烯酸烷基酯化合物；(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、聚氧乙烯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含氧原子的(甲基)丙烯酸酯化合物；(甲基)丙烯腈等含腈单体；三氟(甲基)丙烯酸甲酯、五氟(甲基)丙烯酸乙酯等含卤(甲基)丙烯酸酯化合物；作为α-烯烃化合物的二异丁烯、异丁烯、Linealene、乙烯、丙烯等烯烃化合物；作为共轭二烯化合物的异戊二烯、丁二烯等。
作为上述交联性的单体，可举出例如：作为乙烯基化合物的二乙烯基苯、1,4-二乙烯氧基丁烷、二乙烯基砜、9,9’-双(4-烯丙氧基苯基)芴等乙烯基类单体；作为(甲基)丙烯酸酯化合物的四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯化合物；作为烯丙基化合物的三烯丙基(异)氰脲酸酯、三烯丙基偏苯三酸酯、二烯丙基邻苯二甲酸酯、二烯丙基丙烯酰胺、二烯丙基醚；作为聚硅氧烷化合物的四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基苯乙烯、γ-(甲基)丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷等硅烷烷氧化合物；乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、二甲氧基乙基乙烯基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、二乙氧基乙基乙烯基硅烷、乙基甲基二乙烯基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、乙基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、乙基乙烯基二乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷等含聚合性双键的硅烷醇盐；十甲基环五硅氧烷等环状硅氧烷；单末端硅油、两末端硅油、侧链型硅油等改性(反应性)硅油；(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐等含羧基的单体等。
利用公知的方法使上述具有烯属不饱和基团的聚合性单体进行聚合，由此可以得到上述树脂粒子。作为该方法，可举出例如：在自由基聚合引发剂的存在下进行悬浮聚合的方法、以及使用非交联的种粒子与自由基聚合引发剂一起使单体溶胀而进行聚合的方法等。
作为上述粒子A及上述基材粒子的材料，优选使用聚硅氧烷。聚硅氧烷为硅烷化合物的聚合物，通过硅烷化合物的聚合而得到。
作为上述硅烷化合物，可举出：四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基苯乙烯、γ-(甲基)丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷等硅烷醇氯化合物；十甲基环五硅氧烷等环状硅氧烷等。
从对上述粒子A及上述基材粒子的材料赋予耐热性的观点出发，可以使用含烯属不饱和基团的聚硅氧烷。作为含上述烯属不饱和基团的聚硅氧烷的市售品，可举出例如：JNC社制的Silaplane FM-0711、Silaplane FM-0721、Silaplane FM-0725；信越化学工业社制的X-22-174DX、X-22-2426、X-22-2475、X-22-164、X-22-164AS、X-22-164A、X-22-164B、X-22-164C、X-22-164E；Gelest社制的MCS-M11、RTT-1011；东亚合成社制的AK-5、AK-30、AK-32、HK-20等。
在上述粒子A及上述基材粒子为除金属之外的无机粒子或有机无机混合粒子的情况下，作为上述粒子A及上述基材粒子的材料的无机物，可举出二氧化硅及炭黑等。上述无机物优选不是金属。作为由上述二氧化硅形成的粒子，没有特别限定，可举出例如通过将具有两个以上水解性的烷氧基甲硅烷基的硅化合物进行水解而形成交联聚合物粒子之后、根据需要进行烧成而得到的粒子。作为上述有机无机混合粒子，可举出例如由交联的烷氧基甲硅烷基聚合物和丙烯酸树脂形成的有机无机混合粒子等。
[导电部]
上述导电部的材料没有特别限定。上述导电部的材料优选含有金属。作为该金属，可举出例如：金、银、钯、铜、铂、锌、铁、锡、铅、钌、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅及它们的合金等。另外，作为上述金属，可举出锡掺杂氧化铟(ITO)及焊料等。由于可以更进一步降低连接电阻，因此，上述导电部的材料优选含有镍、金、银、铜、或锡。
上述导电部也可以由1个层形成。导电部也可以由多层形成。
在上述基材粒子的表面上形成导电部的方法没有特别限定。作为形成导电部的方法，可举出例如：利用无电解电镀的方法、利用电镀的方法、利用物理性蒸镀的方法、以及将含有金属粉末或金属粉末和粘合剂的糊剂涂敷在基材粒子的表面的方法等。由于导电部的形成简单，因此，优选利用无电解电镀的方法。作为上述利用物理性蒸镀的方法，可举出真空蒸镀、离子喷镀及离子溅射等方法。
上述导电部的厚度(导电部整体的厚度)优选为0.5nm以上，更优选为10nm以上，优选为10μm以下，更优选为1μm以下，进一步优选为500nm以下，特别优选为300nm以下。在导电部为多层的情况下，上述导电部的厚度为导电层整体的厚度。导电部的厚度为上述下限以上及上述上限以下时，可得到充分的导电性，且粒子不会过硬。
[其它]
在制作后述的连接结构体的情况等下，以提高与后述的含金属原子的粒子的密合性为目的，可以采用在粒子的表面配置含金属原子的粒子容易进行金属扩散的金属微粒子作为烧结促进剂的方法、及在粒子的表面配置助熔剂作为烧结促进剂的方法。上述粒子可以具有金属微粒子，也可以具有助熔剂。
作为与烧结促进剂作用的金属微粒子，可举出：金、银、锡、铜、锗、铟、钯及锌等金属微粒子。上述金属微粒子可以使用仅1种，也可以并用2种以上。另外，金属微粒子可以为2种以上的金属的合金。该情况下，由配置有金属微粒子的粒子和含金属原子的粒子构成的烧结体变得更容易接触，密合性提高。
作为在粒子的表面配置金属微粒子作为烧结促进剂的方法，可举出例如：在粒子的分散液中添加金属微粒子，利用范德华力使金属微粒子集积并附着于粒子的表面的方法；以及在放入有粒子的容器中添加金属微粒子，通过利用容器的旋转等的机械作用使金属微粒子附着于粒子的表面的方法；以及在粒子的分散液中添加金属纳米胶体，利用化学键使金属纳米胶体集积于粒子的表面，利用还原剂将金属纳米胶体进行还原，使其金属化而使金属微粒子附着于粒子的表面的方法等。从容易控制所附着的金属微粒子的量的观点出发，优选使金属微粒子集积并附着于分散液中的粒子的表面的方法。
作为烧结促进剂起作用助熔剂，可举出树脂系助熔剂、有机系助熔剂、及无机系助熔剂等。作为树脂系助熔剂，可举出以松香酸、长叶松酸、去氢松香酸、异海松酸、新松香酸、及海松酸为主成分的松香。作为有机系助熔剂，可举出脂肪族羧酸及芳香族羧酸。作为无机系助熔剂，可举出溴化铵或氯化铵等卤化物。助熔剂可以使用仅1种，也可以并用2种以上。利用配置于粒子的表面上的助熔剂成分除去含金属原子的粒子的表面上的氧化被膜，在粒子的表面促进烧结反应，粒子和烧结体变得更容易接触，密合性提高。
作为在粒子的表面配置助熔剂作为烧结促进剂的方法，可举出在上述的包覆部中含有助熔剂的方法等。
(连接材料的其它详细)
本发明的连接材料用于形成将两个连接对象部件连接的连接部。本发明的连接材料含有上述的粒子和含金属原子的粒子。本发明的连接材料优选用于通过使含金属原子的粒子熔融后固化，形成上述连接部。在上述含金属原子的粒子中不含有上述粒子。
上述粒子的热分解温度优选比上述含金属原子的粒子的熔点高。上述粒子的热分解温度优选比上述含金属原子的粒子的熔点高10℃以上，更优选高30℃以上，最优选高50℃以上。
作为上述含金属原子的粒子，可举出金属粒子及金属化合物粒子等。上述金属化合物粒子含有金属原子和该金属原子以外的原子。作为上述金属化合物粒子的具体例，可举出金属氧化物粒子、金属的碳酸盐粒子、金属的羧酸盐粒子及金属的錯体粒子等。上述金属化合物粒子优选为金属氧化物粒子。例如，上述金属氧化物粒子在还原剂的存在下通过连接时的加热而成为金属粒子后进行烧结。上述金属氧化物粒子为金属粒子的前体。作为上述金属的羧酸盐粒子，可举出金属的醋酸盐粒子等。
作为构成上述金属粒子及上述金属氧化物粒子的金属，可举出银、铜及金等。优选银或铜，特别优选银。因此，上述金属粒子优选为银粒子或铜粒子，更优选为银粒子。上述金属氧化物粒子优选为氧化银粒子或氧化铜粒子，更优选为氧化银粒子。在使用银粒子及氧化银粒子的情况下，在连接后残渣少，体积减少率也非常小。作为该氧化银粒子中的氧化银，可举出Ag2O及AgO。
上述含金属原子的粒子的平均粒径优选为10nm以上、10μm以下。另外，从提高连接对象部件的连接强度的观点出发，优选具有平均粒径的不同的2种以上的含金属原子的粒子。具有平均粒径不同的2种以上的含金属原子的粒子时，平均粒径小的含金属原子的粒子的平均粒径优选为10nm以上，优选为100nm以下。平均粒径大的含金属原子的粒子的平均粒径优选为1μm以上，优选为10μm以下。平均粒径小的含金属原子的粒子相对于平均粒径大的含金属原子的粒子的配合量之比优选为1/9以上、9以下。需要说明的是，上述含金属原子的粒子的平均粒径通过用扫描型电子显微镜观察含金属原子的粒子、将所观察的图像中的任意选择的50个各粒子的最大径进行算术平均而求出。
上述含金属原子的粒子优选通过低于400℃的加热而进行烧结。上述含金属原子的粒子进行烧结的温度(烧结温度)更优选为350℃以下，优选为300℃以上。上述含金属原子的粒子进行烧结的温度低于上述上限以下或上述上限时，可以有效地进行烧结，可以进一步降低烧结中需要的能量，且缩小环境负载。
在上述含金属原子的粒子为金属氧化物粒子的情况下，优选使用还原剂。作为上述还原剂，可举出：醇化合物(具有醇性羟基的化合物)、羧氧化合物(具有羧基的化合物)及胺化合物(具有氨基的化合物)等。上述还原剂可以使用仅1种，也可以并用2种以上。
作为上述醇化合物，可举出烷基醇。作为上述醇化合物的具体例，可举出例如：乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷基醇、十二烷基醇、十三烷基醇、十四烷基醇、十五烷基醇、十六烷基醇、十七烷基醇、十八烷基醇、十九烷基醇及二十烷基醇等。另外，作为上述醇化合物，并不限于伯醇型化合物，也可以使用仲醇型化合物、叔醇型化合物、链烷二醇及具有环状结构的醇化合物。进而，作为上述醇化合物，可以使用乙二醇及三乙二醇等具有许多醇基的化合物。另外，作为上述醇化合物，可以使用柠檬酸、抗坏血酸及葡萄糖等化合物。
作为上述羧氧化合物，可举出烷基羧酸等。作为上述羧氧化合物的具体例，可举出：丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸及二十烷酸等。另外，上述羧氧化合物并不限于伯羧酸型化合物，也可以使用仲羧酸型化合物、叔羧酸型化合物、二羧酸及具有环状结构的羧基化合物。
作为上述胺化合物，可举出烷基胺等。作为上述胺化合物的具体例，可举出：丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、十九烷基胺及二十烷基胺等。另外，上述胺化合物可以具有支链结构。作为具有支链结构的胺化合物，可举出2-乙基己基胺及1,5-二甲基己基胺等。上述胺化合物并不限于伯胺型化合物，也可以使用仲胺型化合物、叔胺型化合物及具有环状结构的胺化合物。
上述还原剂可以为具有醛基、酯基、磺酰基或酮基等的有机物，也可以为羧酸金属盐等有机物。羧酸金属盐也作为金属粒子的前体使用，另一方面，由于含有有机物，因此，也作为金属氧化物粒子的还原剂使用。
相对于上述金属氧化物粒子100重量份，上述还原剂的含量优选为1重量份以上，更优选为10重量份以上，优选为1000重量份以下，更优选为500重量份以下，进一步优选为100重量份以下。上述还原剂的含量为上述下限以上时，可以使上述含金属原子的粒子更进一步致密地烧结。该结果，连接部中的散热性及耐热性也升高。
使用具有比上述含金属原子的粒子的烧结温度(连接温度)低的熔点的还原剂时，有在连接时进行凝聚、在连接部中容易产生空隙的倾向。通过羧酸金属盐的使用，该羧酸金属盐通过连接时的加热而不熔化，因此，可以抑制空隙产生。需要说明的是，除羧酸金属盐以外，也可以使用含有有机物的金属化合物作为还原剂。
从更进一步抑制应力负载时的裂缝的产生的观点出发，本发明的连接材料优选含有树脂。上述树脂没有特别限定。上述树脂优选含有热塑性树脂或固化性树脂，更优选含有固化性树脂。作为上述固化性树脂，可举出光固化性树脂及热固化性树脂。上述光固化性树脂优选含有光固化性树脂及光聚合引发剂。上述热固化性树脂优选含有热固化性树脂及热固化剂。作为上述树脂，可举出例如：乙烯基树脂、热塑性树脂、固化性树脂、热塑性嵌段共聚物及弹性体等。上述树脂可以使用仅1种，也可以并用2种以上。
作为上述乙烯基树脂，可举出例如：醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂及苯乙烯树脂等。作为上述热塑性树脂，可举出例如：聚烯烃树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及聚酰胺树脂等。作为上述固化性树脂，可举出例如：环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂及不饱和聚酯树脂等。需要说明的是，上述固化性树脂可以为常温固化型树脂、热固化型树脂、光固化型树脂或湿气固化型树脂。作为上述热塑性嵌段共聚物，可举出例如：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢添加物、及苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢添加物等。作为上述弹性体，可举出例如：苯乙烯-丁二烯共聚橡胶、及丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚橡胶等。
从更进一步抑制应力负载时的裂缝的产生的观点出发，优选本发明的连接材料含有环氧树脂。
由于有效地发挥本发明的粒子产生的效果，因此，在上述连接材料含有上述含金属原子的粒子的情况下，在上述连接材料中，上述含金属原子的粒子的含量优选比上述粒子的含量多，更优选多10重量％以上，进一步优选多20重量％以上。
除上述连接材料的分散剂之外的成分100重量％中，上述粒子的含量优选为0.1重量％以上，更优选为1重量％以上，优选为20重量％以下，更优选为10重量％以下。上述粒子的含量为上述下限以上及上述上限以下时，更进一步抑制应力负载时的裂缝的产生。上述分散剂通过挥发而被除去。
在上述连接材料含有上述含金属原子的粒子的情况下，除上述连接材料的分散剂之外的成分100重量％中，上述含金属原子的粒子的含量优选为70重量％以上，更优选为80重量％以上，优选为98重量％以下，更优选为95重量％以下。上述含金属原子的粒子的含量为上述下限以上及上述上限以下时，连接电阻更进一步变低。
在上述连接材料含有上述树脂的情况下，除上述连接材料的分散剂之外的成分100重量％中，上述树脂的含量优选为1重量％以上，更优选为5重量％以上，优选为20重量％以下，更优选为15重量％以下。上述树脂的含量为上述下限以上及上述上限以下时，更进一步抑制应力负载时的裂缝的产生。
(连接结构体)
本发明的连接结构体具备：第一连接对象部件、第二连接对象部件、将第1、第二连接对象部件连接的连接部。在本发明的连接结构体中，上述连接部由上述连接材料形成。上述连接部的材料为上述连接材料。
图4是示意性地表示使用有本发明的第二实施方式的连接材料的连接结构体的正面剖面图。
图4所示的连接结构体51具备：第一连接对象部件52、第二连接对象部件53、将第1、第二连接对象部件52、53进行连接的连接部54。在连接结构体51中，可使用图2所示的粒子11。
在连接部54中，1个粒子11与两个第1、第二连接对象部件52、53的双方相接。全部的粒子11可以不与两个第1、第二连接对象部件52、53的双方相接。
连接部54含有粒子11、应力缓和粒子61和金属连接部62。1个应力缓和粒子61不与两个第1、第二连接对象部件52、53的双方相接。金属连接部62通过在使含金属原子的粒子熔融后固化而形成。金属连接部62为含金属原子的粒子的熔融固化物。应力缓和粒子61可以不使用。
上述连接结构体的制造方法没有特别限定。作为上述连接结构体的制造方法的一例，可举出在上述第一连接对象部件和上述第二连接对象部件之间配置上述连接材料，得到叠层体之后，将该叠层体进行加热及加压的方法等。
作为上述连接对象部件，具体而言，可举出：半导体芯片、电容器及二极管等电子零件、以及印刷基板、挠性印刷基板、玻璃环氧基板及玻璃基板等回路基板等电子零件等。上述连接对象部件优选为电子零件。
上述第一连接对象部件及上述第二连接对象部件中的至少一方优选为半导体晶片或半导体芯片。上述连接结构体优选为半导体装置。
上述第一连接对象部件可以在表面具有第一电极。上述第二连接对象部件可以在表面具有第二电极。作为设置于上述连接对象部件的电极，可举出：金电极、镍电极、锡电极、铝电极、铜电极、银电极、钛电极、钼电极及钨电极等金属电极。在上述连接对象部件为挠性印刷基板的情况下，上述电极优选为金电极、镍电极、钛电极、锡电极或铜电极。在上述连接对象部件为玻璃基板的情况下，上述电极优选为铝电极、钛电极、铜电极、钼电极或钨电极。需要说明的是，在上述电极为铝电极的情况下，可以为仅由铝形成的电极，也可以为在金属氧化物层的表面叠层有铝层的电极。作为上述金属氧化物层的材料，可举出掺杂有3价的金属元素的氧化铟及掺杂有3价的金属元素的氧化锌等。作为上述3价的金属元素，可举出Sn、Al及Ga等。
以下，列举实施例及比较例，具体地说明本发明。本发明并不仅限定于以下的实施例。
(粒子(基材粒子)的材料)
1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷(东京化成工业社制)
二甲基二甲氧基硅烷(信越化学工业社制“KBM-22”)
甲基乙烯基二甲氧基硅烷(东京化成工业社制)
甲基苯基二甲氧基硅烷(东京化成工业社制)
甲基三甲氧基硅烷(信越化学工业社制“KBM-13”)
四乙氧基硅烷(东京化成工业社制)
异戊二烯(和光纯药工业社制)
二乙烯基苯(新日铁住金化学社制“DVB960”)
聚丁二醇二丙烯酸酯(共荣社化学社制“LIGHT ACRYLATE PTMGA-250”)
1,4-丁二醇乙烯醚(日本碳化物工业社制“BDVE”)
二异丁烯(和光纯药工业社制)
二氧化硅(积水化学工业社制“Micro Pearl SI”)
(连接材料的粒子X以外的材料)
银粒子(平均粒径50nm、平均粒径5μm)
氧化银粒子(平均粒径50nm、平均粒径5μm)
铜粒子(平均粒径50nm、平均粒径5μm)
(实施例1)
(1)聚硅氧烷低聚物的制作
在设置于温浴槽内的100ml的可拆式烧瓶中放入1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷1重量份(成为表的重量％的量)和0.5重量％对甲苯磺酸水溶液20重量份。在40℃下搅拌1小时后，添加碳酸氢钠0.05重量份。其后，添加甲基乙烯基二甲氧基硅烷40重量份(成为表的重量％的量)、甲基苯基二甲氧基硅烷10重量份(成为表的重量％的量)、甲基三甲氧基硅烷10重量份(成为表的重量％的量)，进行1小时搅拌。其后，添加10重量％氢氧化钾水溶液1.9重量份，一边升温至85℃而用吸引器进行减压，一边搅拌10小时并进行反应。反应结束后，返回到常压，冷却至40℃，添加醋酸0.2重量份，在分液漏斗内静置12小时以上。取出两层分离后的下层，通过用蒸发器进行精制而得到聚硅氧烷低聚物。
(2)聚硅氧烷粒子(含有有机聚合物)的制作
在得到的聚硅氧烷低聚物30重量份中，准备溶解有叔丁基-2-乙基过氧化己酸酯(聚合引发剂、日油社制“Perbutyl O”)0.5重量份的溶解液A。另外，在离子交换水150重量份中，将聚氧乙烯烷基苯基醚(乳化剂)0.8重量份和聚乙烯醇(聚合度：约2000、皂化度：86.5～89摩尔％、日本合成化学社制“Gohsenol GH-20”)的5重量％水溶液80重量份进行混合，准备水溶液B。
在设置于温浴槽内的可拆式烧瓶中放入上述溶解液A之后，添加上述水溶液B。其后，通过使用Shirasu Porous Glass(SPG)膜(细孔平均径(SPG孔径)20μm)而进行乳化。其后，升温至85℃并进行9小时聚合。将聚合后的粒子的总量通过离心分离进行水清洗之后，使粒子再次分散于离子交换水100重量份，得到分散液C。接着，通过在分散液C中添加胶态二氧化硅(日产化学工业社制“MP-2040”)0.7重量份后进行冻结干燥，得到基材粒子。通过将得到的基材粒子进行分级操作，得到粒子X。
(3)连接材料的制备
将作为平均粒径50nm的银粒子49.5重量份、作为平均粒径5μm的银粒子49.5重量份(成为表的重量％的量)、上述粒子X1重量份(成为表的重量％的量)、和作为溶剂的甲苯40重量份进行配合并混合，得到连接材料。
(4)连接结构体的制作
作为第一连接对象部件，准备功率半导体元件。作为第二连接对象部件，准备氮化铝基板。
在第二连接对象部件上以成为约30μm的厚度的方式涂布连接材料，形成连接材料层。其后，在连接材料层上叠层上述第一连接对象部件，得到叠层体。通过将得到的叠层体施加3MPa的压力并在300℃下加热10分钟，使连接材料中所含的上述含金属原子的粒子烧结，形成含有烧结物和粒子X的连接部，利用该烧结物将上述第1、第二连接对象部件接合，得到连接结构体。
(实施例2～7、13～18及比较例2～3)
如表1、2所示那样变更用于聚硅氧烷低聚物的制作的聚硅氧烷单体，如下述的表1、2所示那样变更SPG孔径，以及如表1、2所示那样变更粒子及连接材料的构成，除此之外，与实施例1同样地操作，制作粒子X、连接材料及连接结构体。
需要说明的是，在实施例17、18中，制作具有表2所示的导电部的粒子。
(实施例19)
准备实施例1的分散液C。
相对于分散液C中的粒子100重量份，添加甲基三甲氧基硅烷(信越化学工业社制“KBM-13”)1重量份、和添加后的氨的浓度成为1重量％的量的氨水溶液，在室温下搅拌24小时，其后进行水清洗，得到基材粒子。通过将得到的基材粒子进行分级操作，得到粒子X。
除使用得到的粒子X之外，与实施例1同样地操作，制作连接材料及连接结构体。
(实施例8)
异戊二烯粒子的制作：
准备溶解有作为单体的异戊二烯25重量份、DVB96075重量份、及作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰(日油社制“ナイパーBW”)1重量份的溶解液A。
另外，在离子交换水800重量份中，将聚乙烯醇(聚合度：约2000、皂化度：86.5～89摩尔％、日本合成化学社制“Gohsenol GL-03”)的5重量％水溶液200重量份进行混合，准备水溶液B。
在设置于温浴槽内的可拆式烧瓶中放入上述溶解液A之后，添加上述水溶液B。其后，通过使用ShirasuPorousGlass(SPG)膜(细孔平均径约20μm)并进行乳化。其后，升温至90℃，进行10小时聚合。将聚合后的粒子的总量通过离心分离用水及丙酮清洗后，将得到的基材粒子进行分级操作，由此得到粒子X。
除使用得到的粒子X之外，与实施例1同样地操作，制作连接材料及连接结构体。
(实施例9～12)
如表1、2所示那样变更粒子X及连接材料的构成，除此之外，与实施例1同样地操作，制作粒子X、连接材料及连接结构体。
(实施例20)
准备实施例1的粒子X。
在含有聚乙烯基吡咯烷酮5重量％的溶液100重量份中添加粒子X10重量份，利用超声波分散器进行分散，得到悬浮液A。
接着，将金属银微粒子(干庄贵金属化工社制、平均粒径50nm)1重量份用3分钟添加于悬浮液A，得到含有附着有金属银微粒子的粒子的悬浮液B。其后，通过将悬浮液B进行过滤而取出粒子并进行水洗、干燥，由此得到在表面配置有金属银微粒子的粒子(设为实施例20的粒子X)。
除使用得到的粒子X之外，与实施例1同样地操作，制作连接材料及连接结构体。
(实施例21)
准备实施例1的粒子X。
在含有银纳米胶体溶液5重量％的水溶液100重量份中添加粒子X10重量份，利用超声波分散器进行分散之后，缓慢地添加二甲基胺硼烷1重量％溶液100重量份，使吸附于粒子的表面的银纳米胶体还原析出。其后，通过进行过滤而取出粒子并进行水洗、干燥，由此得到在表面配置有金属银微粒子的粒子(设为实施例21的粒子X)。
除使用得到的粒子X之外，与实施例1同样地操作，制作连接材料及连接结构体。
(比较例1)
作为粒子X，使用二氧化硅(积水化学工业社制“Micro Pearl SI”)，除此之外，与实施例1同样地操作，制作连接材料及连接结构体。
(评价)
(1)10％K值
使用费歇尔社制“费歇尔镜H-100”，测定粒子的10％K值。关于导电性粒子，测定具有导电部的粒子的10％K值。
(2)平均粒径
用扫描型电子显微镜观察粒子，将所观察的图像中的任意选择的50个各粒子的最大径进行算术平均，由此求出粒子的平均粒径。关于导电性粒子，测定具有导电部的粒子的平均粒径。
(3)导电部的厚度
关于具有导电部的粒子，通过观察任意50个粒子的剖面，求出粒子的导电部的厚度。
(4)CV值
用扫描型电子显微镜观察粒子，求出所观察的图像中的任意选择的50个各粒子的粒径的标准偏差，利用上述的式求出粒子的粒径的CV值。关于导电性粒子，测定具有导电部的粒子的粒径的CV值。
(5)热分解温度
使用日立高科技社制差示热热重量同时测定装置“TG-DTA6300”，在大气气氛下中将粒子10mg在30℃～800℃(升温速度5℃/min)下进行加热时，将粒子的重量降低了5％的温度设为热分解温度。
(6)凝聚状态
使用光学显微镜(Nikon ECLIPSE社制“ME600”)评价粒子的凝聚状态。按照以下的基准判定粒子的凝聚状态。
[粒子的凝聚状态的判定基准]
A：每粒子100万个，凝聚的粒子的数为100个以下
B：每粒子100万个，凝聚的粒子的数超过100个
(7)厚度偏差
用SEM观察得到的连接结构体的端部，评价接合部的最小厚度和最大厚度。按照以下的基准判定厚度偏差。
[厚度偏差的判定基准]
○○：最大厚度低于最小厚度的1.2倍
○：最大厚度为最小厚度的1.2倍以上、且低于1.5倍
×：最大厚度为最小厚度的1.5倍以上
(8)应力负载时的裂缝及剥离
在得到的连接结构体中的上层的半导体芯片的表面上超声波连接铝带。接合条件为80kHz的频率、压坏幅度成为带幅的1.1倍的荷重及超声波条件。通过超声波连接而赋予应力。评价是否在半导体芯片及连接部产生裂缝及剥离。按照以下的基准判定应力负载时的裂缝及剥离。
[应力负载时的裂缝及剥离的判定基准]
○○：有裂缝及剥离的数在5样品中为0个
○：有裂缝及剥离的数在5样品中为1～两个
×：有裂缝及剥离的数在5样品中为3～5个
(9)连接强度
使用半导体用树脂糊剂将4mm×4mm的硅芯片及在接合面上设置有金蒸镀层的背面金芯片安装于无垢的铜框架及PPF(进行了Ni-Pd/Au电镀的铜框架)，在200℃下固化60分钟。固化及吸湿处理(85℃、相对湿度85％、72小时)后，使用抗剪强度测定装置，测定260℃下的连接强度(抗切强度)。
[连接强度的判定基准]
○○：抗切强度为150N/cm2以上
○：抗切强度为100N/cm2以上、且低于150N/cm2
×：抗切强度低于100N/cm2
(10)散热性
通过测定利用热电阻测定装置得到的接合结构体的热电阻，评价散热性。按照下述的基准判定散热性。
[散热性的判定基准]
○○：低于0.10℃/W
○：0.10℃/W以上、且低于0.30℃/W
×：0.30℃/W以上
将组成及结果示于表1～3。
Figure BDA0001542740850000251
Figure BDA0001542740850000261
[表3]
Figure BDA0001542740850000271

Claims (12)

1.一种连接材料，其用于形成连接两个连接对象部件的连接部，
所述连接材料包含：含金属原子的粒子以及除了含金属原子的粒子以外的粒子X，
所述粒子X具有1μm以上、300μm以下的平均粒径，
所述粒子X具有超过3000N/mm2且20000N/mm2以下的10％K值，
所述粒子X具有10％以下的粒径CV值，
所述粒子X具有300℃以上的热分解温度，
所述连接材料除分散剂以外的成分100重量％中，所述粒子X的含量为1重量％以上、20重量％以下，所述含金属原子的粒子的含量为70重量％以上。
2.如权利要求1所述的连接材料，其中，
就所述粒子X而言，在每100万个所述粒子X中，发生了凝聚的粒子X的数量为100个以下。
3.如权利要求1所述的连接材料，其中，
所述粒子X的材料包含乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸类化合物、二烯化合物、或聚硅氧烷化合物。
4.如权利要求1所述的连接材料，其中，所述粒子X的材料包含α-烯烃化合物。
5.如权利要求1所述的连接材料，其中，
所述粒子X在外表面部分不具有导电部。
6.如权利要求1所述的连接材料，其中，
所述粒子X具有基材粒子、和配置于所述基材粒子表面上的导电部。
7.如权利要求6所述的连接材料，其中，
所述导电部的材料包含镍、金、银、铜、或锡。
8.如权利要求1所述的连接材料，其中，
所述粒子X的热分解温度比所述含金属原子的粒子的熔点高。
9.如权利要求1所述的连接材料，其用于通过使所述含金属原子的粒子熔融后进行固化来形成所述连接部。
10.如权利要求1所述的连接材料，其中，
所述连接材料用于形成所述连接部，并使一个所述粒子X与两个所述连接对象部件这二者均相接。
11.如权利要求1所述的连接材料，其含有树脂。
12.一种连接结构体，其具备：
第一连接对象部件、
第二连接对象部件、
将所述第一连接对象部件和所述第二连接对象部件连接在一起的连接部，
所述连接部的材料为权利要求1～11中任一项所述的连接材料。
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Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4174088B2 (ja) * 1997-07-14 2008-10-29 住友ベークライト株式会社 導電性樹脂ペースト及びこれを用いて製造された半導体装置
JPH11126516A (ja) * 1997-10-21 1999-05-11 Sekisui Finechem Co Ltd 異方性導電接着剤及び導電接続構造体
JPH11158448A (ja) * 1997-11-28 1999-06-15 Sony Corp 導電性接着剤およびこれを用いた電子部品
TW557237B (en) * 2001-09-14 2003-10-11 Sekisui Chemical Co Ltd Coated conductive particle, coated conductive particle manufacturing method, anisotropic conductive material, and conductive connection structure
JP4299685B2 (ja) 2004-01-27 2009-07-22 積水化学工業株式会社 半導体装置
DE102004006133B4 (de) 2004-02-07 2006-11-23 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung eines Kraftfahrzeugs
KR100667374B1 (ko) * 2004-12-16 2007-01-10 제일모직주식회사 이방전도성 접속부재용 고분자 수지 미립자, 전도성 미립자 및 이를 포함한 이방 전도성 접속재료
KR100667376B1 (ko) 2004-12-16 2007-01-10 제일모직주식회사 이방전도성 접속부재용 고분자 수지 미립자, 전도성 미립자 및 이를 포함한 이방 전도성 접속재료
KR100719802B1 (ko) 2005-12-28 2007-05-18 제일모직주식회사 이방 전도 접속용 고신뢰성 전도성 미립자
KR101081163B1 (ko) 2006-10-10 2011-11-07 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 접속 구조 및 그의 제조 방법
JP4895994B2 (ja) 2006-12-28 2012-03-14 株式会社日立製作所 金属粒子を用いた接合方法及び接合材料
KR20100075894A (ko) 2007-09-11 2010-07-05 다우 코닝 코포레이션 복합재, 복합재를 포함하는 열계면재료, 그리고 이들의 제조방법 및 용도
TWI522409B (zh) 2008-03-27 2016-02-21 Sekisui Chemical Co Ltd Conductive particles, anisotropic conductive materials and connecting structures
US20110127068A1 (en) 2008-07-31 2011-06-02 Takuya Wada Polymer particle, conductive particle, anisotropic conductive material and connection structure
JP5539887B2 (ja) 2008-09-19 2014-07-02 株式会社日本触媒 導電性微粒子およびこれを用いた異方性導電材料
KR101025620B1 (ko) * 2009-07-13 2011-03-30 한국과학기술원 초음파 접합용 이방성 전도성 접착제 및 이를 이용한 전자부품 간 접속방법
TW201213347A (en) 2010-08-11 2012-04-01 Nippon Catalytic Chem Ind Polymeric microparticles, conductive microparticles, and anisotropic conductive material
JP5619675B2 (ja) 2010-08-16 2014-11-05 株式会社日本触媒 導電性微粒子および異方性導電材料
JP2012209097A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Sekisui Chem Co Ltd 異方性導電材料及び接続構造体
JP5583712B2 (ja) 2011-03-30 2014-09-03 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP5583647B2 (ja) 2011-05-02 2014-09-03 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP2013054851A (ja) 2011-09-01 2013-03-21 Sekisui Chem Co Ltd 導電性粒子、導電性粒子の製造方法、異方性導電材料及び接続構造体
JP5245021B1 (ja) 2011-09-22 2013-07-24 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを含む異方性導電材料
JP5583654B2 (ja) 2011-11-30 2014-09-03 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP5902456B2 (ja) 2011-12-07 2016-04-13 株式会社日本触媒 重合体粒子、導電性粒子及び異方性導電材料
WO2013085039A1 (ja) 2011-12-08 2013-06-13 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを含む異方性導電材料
JP6097162B2 (ja) 2012-07-02 2017-03-15 積水化学工業株式会社 導電性粒子及びはんだ接合材料
JP6114671B2 (ja) 2012-09-25 2017-04-12 積水化学工業株式会社 タッチパネル用導電性粒子、タッチパネル用導電材料及びタッチパネル用接続構造体
JP5956906B2 (ja) 2012-10-29 2016-07-27 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP5998032B2 (ja) 2012-12-06 2016-09-28 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP6002026B2 (ja) 2012-12-20 2016-10-05 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP5998048B2 (ja) 2012-12-27 2016-09-28 株式会社日本触媒 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
KR102172942B1 (ko) 2013-01-24 2020-11-02 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 기재 입자, 도전성 입자, 도전 재료 및 접속 구조체
JP2014192051A (ja) 2013-03-27 2014-10-06 Nippon Shokubai Co Ltd 導電性微粒子及びそれを用いた異方性導電材料
JP2015176824A (ja) 2014-03-17 2015-10-05 株式会社日本触媒 導電性微粒子
JP6378905B2 (ja) 2014-03-17 2018-08-22 株式会社日本触媒 導電性微粒子
KR20160135197A (ko) 2014-03-20 2016-11-25 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 이방성 도전 필름 및 그의 제조 방법
JP6360157B2 (ja) * 2014-04-04 2018-07-18 京セラ株式会社 熱硬化性樹脂組成物、半導体装置及び電気・電子部品
JP6346807B2 (ja) 2014-07-02 2018-06-20 積水化学工業株式会社 導電性粒子、接合用組成物、接合構造体及び接合構造体の製造方法
EP3375808B1 (en) 2015-11-11 2022-12-21 Sekisui Chemical Co., Ltd. Particles, particle material, connecting material, and connection structure

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