CN1303175C - 导电性粘接剂及使用它的电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导电性粘接剂，在含有导电粒子和树脂的导电性粘接剂中，该导电粒子的30重量%以上实质上由银和锡构成，且该导电粘接剂的金属成分中银∶锡的摩尔比在77.5∶22.5-0∶100的范围。本发明还提供了使用该导电性粘接剂接合的电路。

Description

导电性粘接剂及使用它的电路
技术领域
本发明涉及导电性粘接剂，更加详细地讲，涉及导电性良好且可以将半导体元件、芯片元件或者分立元件在不使其产生迁移(migration)的条件下粘接在印刷电路基板上的导电性粘接剂。另外，本发明涉及使用这种导电性粘接剂而粘接半导体元件等的电路。
背景技术
作为半导体的安装技术之一，有采用倒装方式的接合。其中，可使用通过焊锡镀覆形成凸起的半导体元件，通过焊锡进行该半导体元件的接合。另外，还有使用采用了银等贵金属粉末的导电性粘接剂的接合、和使用在树脂球上镀覆了金等的粉末并使用各向异性导电薄膜的电子元件的接合。
另一方面，在形成使用印刷电路基板的电路中，也可在芯片元件和分立元件的接合中使用焊锡。还可以使用导电性粘接剂代替焊锡来安装这些部件。但是，如果在该粘接剂中使用银作为导电粒子，则虽然可获得具有良好的导电性的导电层，但是如果施加电压，有时会引起迁移。(参考IEEE Transaction on Components，Packaging and Manufacturing Technology，Part B，Vol.17，No.1，p83页)。另外，进行镀锡等时，受到高温的影响，粘接强度会下降。
现在，在电子元件的接合中，目前使用的是铅-锡合金焊锡。用于废弃的电子仪器中的焊锡被酸雨溶解后会溶入地下水，如果在饮料水等中使用地下水，则会产生公共卫生方面的问题。因此，存在使用如锡-银系、锡-锌系之类的熔点较高的焊锡的趋势。但是，在使用焊锡的方法中，有时会使用洗涤剂，因而在操作环境和安全方面不太理想。
镍和镍合金的粉末是不会引起迁移的导电粒子，但是由此形成的导电层由于电阻率大，而且如果暴露于高温下，电阻率将变得更大，所以并不令人满意。
在特开平9-157613号公报中，公开了通过组合使用用聚氧化烯磷酸酯衍生物和聚氧化烯烷基(或者烯基)胺或者其衍生物的混合物对表面为镍和/或镍-硼合金的金属粒子进行表面处理得到的导电粒子与含有反应性稀释剂的环氧树脂，可以得到不会引起迁移，而且即使暴露于高温下也可提供具有稳定的导电性的导电层的导电性粘接剂。但是，最近趋向于要求提供具有更高的导电性，而且即使在粘接高温焊锡的温度条件下进行加工，电阻率的上升也较少的导电性粘接剂。
在特开平11-80647或者Material stage，Vol.1，No.7，51页，2001年中记载了如果在200℃下加热，银的微粒子会发生结合，并提示了向导电粘接剂的扩展。由于主要使用超微粉末的银，所以不能获得膜厚，还会引起迁移。
发明内容
根据如上所述的情况，本发明的目的在于提供即使施加电压也不会引起迁移、具有高的导电性、可以代替焊锡使用的导电性粘接剂和使用该导电性粘接剂的电路。
本发明人们为实现该课题而进行了重复研究，结果发现通过使导电粘接剂的金属结构中存在特定组成范围的银-锡，可以实现上述课题，尤其预想不到的是，如果满足上述银-锡的组成范围，即使将银粉与锡组合使用也不会引起迁移，并通过组合使用微粒子的金属粉末可使金属彼此熔化、连接。
本发明的导电性粘接剂的特征在于，在含有导电粒子和树脂的导电性粘接剂中，该导电粒子的30重量％以上实质上由银和锡构成，且该导电粘接剂的金属成分的银∶锡的摩尔比在77.5∶22.5-0∶100的范围内，相对于所述导电粒子，含有40重量％-2重量％的银粉、锡粉、铜粉、铋粉或者铟粉、或者这些金属的二种以上的合金粉末、共沉淀粉末和/或混合粉末，其粒径为5-60nm，本发明的电路是使用上述导电性粘接剂，将半导体元件、芯片元件、分立元件或者这些的组合接合的电路。
具体实施方式
本发明中被用作导电粒子的实质上由银和锡构成的银-锡是本发明中特征的成分，不会引起迁移，而且可赋予形成的导电层高的导电性。该金属粉末中银和锡的摩尔比为77.5∶22.5-0∶100，优选为75∶25-20∶80。当把两种成分的总数表示为100时，银的摩尔比如果超过77.5，则会发生迁移。
该银-锡粉末如果是在相同粉末粒子的表面上复合存在银和锡的原子的粒子，则无论什么形式都可以使用，可列举合金粉末、由混合盐的水溶液用还原共沉淀法得到的共沉淀粉末、和将被锡覆盖的银粉用捣碎法形成为鳞片状而使银和锡存在于表面的复合粉末等。从获得均质的银-锡粉末，表现出稳定的效果的观点来看，优选合金粉末。而且，即使是仅仅混合银粉和锡粉的混合粉末，也可以获得本发明的效果。
这样的银-锡合金粉末可以用例如下述的方法获得：银和锡混合熔化，并使其达到所希望的摩尔比，然后在氩气氛中由喷嘴喷出形成为合金粉末，从中选取规定粒度以下的粉末的方法；将通过以上操作雾化的粉末再用等离子炉气化，接着通过冷却使其固化而获得合金粉末的方法；另外，用任意的手段加热混合粉末而进行合金化的方法等。
银-锡粉末的形状既可以是球状也可以是鳞片状，也可以使用其它的形状，例如针状和枝状的粉末。
从在粘接剂的状态下可以稳定地保持体系、印刷时不会引起堵塞、而且获得导电性高的导电层的观点来看，球状粉末时，优选平均粒径为0.1-10μm的粉末，鳞片状时，优选其扁平面的平均直径、即长径和短径平均为2-20μm的粉末。形状比通常为10-200，优选为20-50。
在导电粒子中混合95重量％以下、优选90重量％以下、更优选85重量％以下如上组成的银-锡粉末。如果该银和锡的量按照粘接剂中的金属构成比属于77.5∶22.5-0∶100的范围，则不会发生迁移，而且可获得能够形成导电性高的导电层的导电性粘接剂。
本发明中，作为导电粒子，除了上述的银-锡粉末，还可以组合使用其它的金属粉末和/或碳粉末。作为可以组合使用的金属粉末，可列举银粉、锡粉、铋粉或铟粉、或者这些金属的二种以上的合金粉末、共沉淀粉末和/或复合粉末等(以下称为“合金粉末等”。但是，具有上述摩尔比组成的银-锡粉末排除在外。)，作为该合金粉末等，可列举银-锡铋粉末、银-锡铟粉末和具有上述摩尔比以外的组成的银-锡粉末。优选所使用的金属的粒径在5-60nm的范围、优选8-20nm的微粒子导电粉末。
另外，作为碳粉末，可列举炭黑、石墨及其中间相等。
从获得低的连接电阻的观点出发，这些微粒子导电粉末的混合量相对于上述组成的金属粉末优选为40重量％-2重量％。当40重量％以上时，膏的粘度上升，适于印刷性、适于分配性不好。如果为2重量％以下，则金属的结合变少，连接电阻变高。超微粒子导电部分可以用公知的方法生产。可列举利用等离子体、电弧放电的方法。
其中，特别引人注目的金属粉末是微粒子的导电粉末。以往，认为银粉会引起迁移，但是预想不到的是，通过组合使用上述的银-锡粉末和银粉作为导电粒子，可以获得在不会引起迁移的条件下提供导电性良好的导电层的导电性粘接剂。从获得优异的导电性，而且不会迁移的观点来看，这样的银粉更优选相对于上述组成的银-锡粉末混合4-12重量％。
特别引人注目的其它金属粉末是锡粉、铋粉和银-铋粉末。通过将锡粉、铋粉和/或银-铋粉末与上述组成的银-锡粉末组合使用，在粘接剂的固化温度下，通过锡粉、银-锡粉末和铋的反应产生金属接合，获得高的导电性。这样的锡粉、铋粉或者银-铋粉末的混合量更优选相对于上述组成的银-锡粉末为0.1-20重量％。
导电性粘接剂中导电粒子的混合量从适于印刷性和通过固化得到的导电层的导电性的观点来看，相对于该导电粒子和树脂的总量优选为60-98重量％，更优选为70-95重量％。
本发明的导电性粘接剂除了含有上述导电粒子外，还含有作为粘合剂发挥作用的树脂。该树脂既可以是热塑性树脂也可以是热固化性树脂。作为热塑性树脂，可列举丙烯酸树脂、乙基纤维素、聚酯、聚砜、苯氧基树脂、聚酰亚胺等。作为热固化性树脂，优选如尿素树脂、蜜胺树脂、鸟粪胺树脂等氨基树脂；双酚A型、双酚F型、苯酚酚醛清漆型、脂环式等环氧树脂；氧杂环丁烷树脂；如可溶酚醛型、酚醛清漆型的酚醛树脂；如硅酮环氧、硅酮聚酯等硅酮改性有机树脂等。这些树脂既可以单独使用，也可以二种以上组合使用。
其中，从即使混合不损害导电性的量的树脂也能获得良好的粘接性且耐热性也良好的观点来看，还优选环氧树脂和可溶酚醛型酚醛树脂，特别优选双酚A型和双酚F型环氧树脂。
如果作为树脂使用常温下为液状的树脂，则可以不使用有机溶剂而直接作为载体，可以省略干燥工序。作为这样的液状树脂，可列举液状环氧树脂、液状酚醛树脂等。作为液状环氧树脂，可列举双酚A型环氧树脂中的平均分子量为约400以下的环氧树脂；如对环氧丙氧基苯基二甲基甲苯基双酚A二缩水甘油醚等支链状多官能双酚A型环氧树脂；双酚F型环氧树脂；苯酚酚醛清漆型环氧树脂中的平均分子量为约570以下的环氧树脂；把乙烯基(3，4-环己烯)二氧化物、3，4-环氧环己基羧酸(3，4-环氧环己基)甲酯、己二酸双(3，4-环氧-6-甲基环己基甲基)酯、2-(3，4-环氧环己基)5，1-螺(3，4-环氧环己基)-间-二烷中的至少一种作为构成成分而形成的脂环式环氧树脂；把六氢酞酸二缩水甘油酯、3-甲基六氢酞酸二缩水甘油酯、六氢对酞酸二缩水甘油酯中的至少一种作为构成成分而形成的缩水甘油酯型环氧树脂；把二缩水甘油基苯胺、二缩水甘油基甲苯胺、三缩水甘油基-对-氨基苯酚、四缩水甘油基-间-苯二甲基二胺、四缩水甘油基双(氨基甲基)环己烷中的至少一种作为构成成分而形成的缩水甘油胺型环氧树脂；以及把1，3-二缩水甘油基-5-甲基-5-乙基乙内酰脲作为构成成分而形成的乙内酰脲型环氧树脂。
另外，在液状树脂中，也可以在混合体系表现出流动性的范围内，混合使用相溶性且在常温下为固体或呈现出超高粘性的树脂，作为这样的树脂，可列举如高分子量的双酚A型环氧树脂、二缩水甘油基联苯、酚醛清漆型环氧树脂、四溴双酚A型环氧树脂等环氧树脂；酚醛清漆型酚醛树脂等。
在环氧树脂的情况下，作为固化结构，既可以使用自固化型环氧树脂，也可以使用如胺类、咪唑类、酸酐或者鎓盐之类的固化剂和固化促进剂，也可以将氨基树脂或酚醛树脂用作环氧树脂的固化剂。
用于本发明的代表性的环氧树脂是用酚醛树脂固化的树脂。作为酚醛树脂，只要是通常用作环氧树脂的固化剂的酚醛树脂初始缩合物即可，既可以是可溶酚醛型也可以是酚醛清漆型，但是优选其50重量％以上是烷基可溶酚醛型或者烷基酚醛清漆型的酚醛树脂，以便缓和固化时的应力，获得优异的耐热循环性。另外，在烷基酚醛清漆型酚醛树脂的情况下，优选平均分子量为2000以上的树脂，以便获得良好的适于印刷性。在这些烷基可溶酚醛型或者烷基酚醛清漆型的酚醛树脂中，作为烷基，可以使用碳原子数1-18的烷基，优选如乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基、壬基、癸基之类的碳原子数为2-10的烷基。
用作环氧树脂的固化剂的酚醛树脂的量也随环氧树脂和该酚醛树脂种类的不同而不同，但是环氧树脂和酚醛树脂的重量比优选为4∶1-1∶4，更优选为4∶1-1∶1，以便固化后获得在高温下具有良好稳定性的电阻率。
导电性粘接剂中树脂的混合量从适于印刷性、通过固化得到的固化层的导电性的观点来看，相对于该树脂和导电粒子的总量，优选为2-40重量％，更优选为5-30重量％。
本发明的导电膏可以通过选择导电粒子和树脂的种类和量、以及根据需要使用粘接剂，根据在元件、基板等上进行印刷或者涂布的方法，调制为适当的粘度。例如，在用于丝网印刷时，在常温下的导电膏的表观粘度优选为10-500Pa·s，更优选为15-300Pa·s。作为稀释剂，在有机溶剂、以及特别是树脂为环氧树脂的情况下，可以使用反应性稀释剂。
有机溶剂可按照树脂的种类进行选择。作为有机溶剂，可列举如甲苯、二甲苯、均三甲苯、萘满之类的芳香族烃类；如四氢呋喃之类的醚类；如甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮之类的酮类；如2-吡咯烷酮、1-甲基-2-吡咯烷酮之类的内酯类；如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单丁醚、以及与这些相对应的丙二醇衍生物之类的醚醇类；如与这些相对应的醋酸酯之类的酯类；以及如丙二酸、琥珀酸等二羧酸的甲酯、乙酯之类的二酯类。有机溶剂的使用量可根据使用的导电粒子和树脂的种类和量、以及印刷或者涂布导电膏的方法任意选择。
在本发明的导电性粘接剂中，当通过印刷或涂布形成任意的图案，或者为了向细部进行填充赋予适当的流动性，而且需要防止因溶剂挥发产生的壁薄和操作环境的恶化时，优选使用反应性稀释剂作为稀释剂的一部分或者全部。作为反应性稀释剂，可列举如聚乙二醇二缩水甘油醚、聚(2-羟基丙撑)二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、二缩水甘油基苯胺、1，4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、1，3-双(3-环氧丙氧基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷之类的二缩水甘油基化合物；和如三羟甲基丙烷、三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚之类的三缩水甘油基化合物，也可以根据需要组合使用如正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚之类的单缩水甘油醚型反应性稀释剂、如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯之类的单缩水甘油酯型反应性稀释剂。当不使用有机溶剂作为稀释剂而只使用反应性稀释剂时，可以通过在适当的条件下使这些聚合、固化，来代替除去溶剂，并引入到导电层中。
另外，在本发明的导电性粘接剂中，除此之外也可以根据需要使用如二异丙氧基(乙基乙酰乙酸)铝之类的铝螯合物；如异丙基三异硬脂酰钛酸酯之类的钛酸酯；脂肪族多元羧酸酯；不饱和脂肪酸铵盐；如山梨糖醇酐单油酸酯山梨糖醇的表面活性剂；或者如聚酯胺盐、聚酰胺山梨糖醇的高分子化合物等。另外，也可以混合无机和有机颜料、硅烷偶合剂、涂平剂、触变剂、消泡剂等。
本发明的导电性粘接剂可以通过将混合成分用如混砂机、螺旋桨搅拌机、捏合机、碾压机、罐磨机等混合手段均匀混合来调制。对调制温度没有特别的限制，例如可以在常温下进行调制。
本发明的导电性粘接剂可以用丝网印刷、凹版印刷、分配(dispense)等任意的方法印刷或者涂布在基板上。当使用有机溶剂时，在印刷或者涂布之后，在常温下，或者通过加热，使该溶剂挥发。当不混合稀释剂或者只混合反应性稀释剂作为稀释剂而使用本发明的导电性粘接剂时，不需要上述的除去溶剂的工序。接着，可以根据树脂和固化剂及固化催化剂的种类，通常在70-250℃下，例如在把酚醛树脂用作固化剂的环氧树脂的情况下，在150-200℃下将树脂加热2-30分钟使其固化，在基板表面的需要部分形成导电电路。
通过以上，可以使用本发明的导电性粘接剂，在基板表面上形成接合了半导体元件、芯片元件和分立元件中的一种或者二种以上的电路。
通过加热本发明的导电粘接剂，将镀锡、镀焊锡、镀钯、银钯端子电极的芯片元件或者实施了镀锡、镀焊锡、镀钯的半导体元件，和镀铜基板或者在铜上实施了镍、金镀覆的基板或者将银、铜、银钯膏印刷、烧结在陶瓷基板上的陶瓷基板接合。这时5-100nm的导电粒子和球状或者鳞片状的导电粉末发生熔接、结合。此时银与锡进行熔接，生成银锡合金。也可以组合使用铋、铟、含有这些金属的合金粉末，以便降低熔接温度。接合的粘接剂中含有银锡合金，不会引起迁移。
实施例
下面，根据参考例、实施例和比较例，对本发明进行更加详细的说明。本发明并不限于这些实施例。而且，在这些例子中，份表示重量份。
参考例1-银-锡合金粉末的制作
将按照表1中所示的摩尔比混合银粉和锡粉而得到的混合粉末在设有喷嘴的熔化装置内进行熔化，并由喷嘴喷向低于合金熔点温度的氩气氛中，获得微粉末。通过将其进行分级，制作具有表1中所示平均粒径的球状的银-锡合金粉末。
表1
  序号      摩尔比   平均粒径(μm)
  Ag   Sn
  A-1   77.5   22.5   14
  A-2   75.0   25.0   15
  A-3   72.5   27.5   13
  A-4   67.5   32.5   12
除了上述的银-锡合金粉末以外，还使用下述的金属粉末。
银粉：鳞片状，平均粒径10μm；
铋粉：球状，平均粒径15μm；
银-铋粉末：Ag∶Bi的摩尔比为5∶1的合金粉末，球状，平均粒径15μm；
银-铟粉末：Ag∶In的摩尔比为5∶1的合金粉末，球状，平均粒径20μm；
锡粉：球状，平均粒径15μm
实施例1-8、比较例1
使用三根辊，将表2中所示的导电粒子、平均分子量900的双酚A型环氧树脂和可溶酚醛型烷基酚醛树脂混合，直到混合均匀，然后加入2-乙基-4-甲基咪唑进行混合。将混合物移入捏合机，一边进行混合，一边加入二甘醇单丁基醚，以便在25℃下的体系表观粘度达到150Pa·s，继续混合，从而调制导电性粘接剂。导电粒子的总混合量都是85份，树脂的混合量是15份。其中，比较例1的粘接剂中作为导电粒子只使用银粉。
(1)电路试样的调制
将通过以上得到的导电性粘接剂使用厚75μm的金属掩膜，在镀铜玻璃环氧电路基板的铜面上进行孔版印刷。在其上压接经锡镀的2012尺寸的芯片电阻器，在150℃下加热30分钟，使该粘接剂固化，由此使芯片电阻器与电路基板连接，制作电路试样。
(2)连接电阻的测量
测量电路试样的连接电阻。
(3)粘接强度的测量
从侧面用推挽式测量仪(丸菱科学机械制作所制，PGD II型)刮电路试样的粘接部分，通过读取数值测量剥离需要的力，将其规定为粘接强度(初始值)。
将相同的电路试样在把下述操作：
在150℃下放置30分钟，
在85℃、85％RH下放置30分钟，
在-40℃下放置30分钟，
作为一个循环的热循环试验中进行1000个循环，然后同样地测量粘接强度。
(4)迁移试验
将如上所述地调制的粘接性组合物在陶瓷基板上进行丝网印刷，在150℃下加热30分钟使其固化，从而制作线间隙为2mm的对置电极。在电极间施加10V电压，在电极间滴入1滴离子交换水，把电流流动100mA时的时间规定为迁移时间。
把以上的结果归纳起来示于表2中。
表2
                                            实施例   比较例
  1   2   3   4   5   6   7   8   1
  组成(份)
  导电粒子
  A-1   85
  A-2   85
  A-3   85   80   80   80   80
  A-4   80
  银粉末   2.5   5   85
  铋粉末   5   2.5
  银-铟粉末   5
  银-铟粉末   5
  锡粉末
  树脂
  环氧树脂   8   8   8   8   8   8   8   8   8
  酚醛树脂   7   7   7   7   7   7   7   7   7
  2-乙基-4-甲基咪唑   0.5   0.5   0.5   0.5   0.5   0.5   0.5   0.5   0.5
  连接电阻(mΩ)   14   14   14   10   10   10   9   8   2
  连接强度(N)
  初始值   45   44   43   46   44   43   45   44   47
  热循环试验后   40   44   42   25   41   40   36   41   7
  迁移时间   ＞30   ＞30   ＞30   20   ＞30   25   ＞30   25   0.1
如由表2可知，由比较例1的导电性粘接剂得到的试样迁移明显，另外热循环试验后的粘接强度显著下降。与此相反，由本发明的导电性粘接剂得到的试样不仅表现出良好的连接电阻和连接强度，而且迁移少，并且即使在热循环试验后，粘接强度几乎没有下降。
参考例2银-锡合金粉末的制作
将按照表3中所示的摩尔比混合银粉和锡粉得到的混合粉末，在设有喷嘴的熔化装置内进行熔化，由喷嘴喷向低于合金熔点温度的氩气氛中，获得微粉末。通过将其进行分级，制作具有表3中所示平均粒径的球状的银-锡合金粉末。
参考例3-6超微粒子银粉、锡粉、铋粉、铜粉、银锡合金粉末
金属粉末通过在氩气氛下等离子体放电的空间时，进行蒸发，在修补的容器中使其成为超微粒子的粉末。合金粉末预先进行熔化喷雾，准备50μm左右的粉末。使该粉末在氩气氛下进行等离子气化。
除了上述的银-锡合金粉末以外，还可使用下述的金属粉末。
球状银粉、鳞片状银粉、球状锡粉，粒径记载于表3中。
实施例9-19，比较例2-5
使用三根辊，将表3中所示的导电粒子、平均分子量900的双酚A型环氧树脂(平均分子量：380)和可溶酚醛型烷基酚醛树脂(平均分子量：3400)按照环氧树脂∶酚醛树脂＝10∶5(重量比)的比例混合，直到混合均匀，然后加入2-乙基-4-甲基咪唑进行混合。将混合物移入捏合机，一边进行混合，一边加入二甘醇单丁基醚，以便在25℃下的体系表观粘度达到150Pa·s，继续混合，从而调制导电性粘接剂。导电粒子的总混合量都是85份，树脂的混合量是15份。其中，作为导电粒子，比较例2的粘接剂中只使用了银粉，比较例3的粘接剂中将银粉的一部分置换为10nm的微粉。连接电阻下降，但迁移恶化。比较例4虽然是使用银锡合金粉末的例子，但是由于粒径大，没有发生金属的熔接，因此连接电阻高。另外，比较例5中使用了以往的铅锡共晶焊锡。
(1)电路试样的调制
将如上所述地得到的导电性粘接剂与实施例1-8相同地制作电路试样。
(2)连接电阻的测量
测量电路试样的连接电阻。
(3)粘接强度的测量
与实施例1-8相同地测量粘接强度。
(4)迁移试验
与实施例1-8相同地测量迁移时间。
把以上的结果归纳起来示于表3中。
表3
                                              实施例                 比较例
  9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   2   3   4   5
  树脂   15   15   15   15   15   15   15   15   15   15   15   15   15   15
  银锡粉末*1   7μm   75   50   35   30   50   60   60   60   50   65
  银粉末   0.5μm   30   20   50   65   50
  锡粉末   7μm   25   10   20   25   70   15   15   15   25
  鳞片银粉末   15μm   20   25   25   20
  银粉末   10nm   5   5   10
  锡粉末   12nm   10   5   15   15   5   10   5
  银锡粉末*2   9nm   5   5   5   5
  铜粉末   14nm   5
  铋粉末   13nm   5   5
  银铟粉末*3   20nm   5
  银铋粉末*4   14nm   5
  银锡粉末*2   55nm   5
  连接电阻(mΩ)   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   5   12   5   35   2
  连接强度(N)   45   45   45   45   45   45   45   45   45   45   45   45   45   45   45
  迁移时间(min)   ＞30   ＞30   ＞30   ＞30   20   ＞30   ＞30   ＞30   ＞30   ＞30   ＞30   20   0.1   1   ＞30
  稳定性试验后(1000hr)   高温放置   45   45   45   40   25   40   40   35   40   40   40   5   5   30   10
  高温高湿试验   45   45   45   40   25   40   40   35   40   40   40   35   30   35   35
  热循环   45   45   45   40   25   40   40   35   40   40   40   10   5   30   15
*1：Ag/Sn＝75/25，*2：Ag/Sn＝50/50，*3：Ag/In＝80/20，*4：Ag/Bi＝50/50，比例是摩尔比
如由表3可知，由比较例2和比较例3的导电性粘接剂得到的试样迁移明显，另外热循环试验后的粘接强度显著下降。与此相反，由本发明的导电性粘接剂得到的试样不仅表现出良好的连接电阻和连接强度，而且迁移少，并且即使在热循环试验后，粘接强度几乎没有下降。
如果观察加热固化后的粘接剂层，则除了实施例15以外可以观察到银3锡的结晶。可认为生成了稳定的结晶，并由此能够防止迁移。
工业上的可利用性
本发明的导电性粘接剂通过在基体材料上进行印刷或者涂布而使其固化，可以形成不会引起迁移、具有高的导电性、可以代替焊锡使用或者即使与熔化状态的高熔点焊锡接触等暴露于高温下电阻率的变化也少的导电层，特别是电阻率不会因由高温下水分的存在所引起的腐蚀而上升的导电层。
通过有效地利用这样的优点，本发明的导电性粘接剂可以适用于半导体和电子元件的接合和安装，可以有利地使用它形成微电子电路。

Claims (8)

1.一种导电性粘接剂，其中含有导电粒子和树脂，其特征在于，该导电粒子的30重量％以上由银和锡构成，且该导电性粘接剂的金属成分中银∶锡的摩尔比在77.5∶22.5-0∶100的范围，相对于所述导电粒子，含有40重量％-2重量％的银粉、锡粉、铜粉、铋粉或者铟粉、或者这些金属的二种以上的合金粉末、共沉淀粉末和/或混合粉末，其粒径为5-60nm。
2.如权利要求1所述的导电性粘接剂，其中导电粒子为银-锡合金粉末，银粉和锡粉的混合粉末，或者是银锡合金粉末、银粉和锡粉的混合粉末。
3.如权利要求1或2所述的导电性粘接剂，其中导电粒子还包括平均粒径为0.1-10μm的球状粉末和/或扁平面的平均直径为2-20μm的鳞片状粉末。
4.如权利要求1所述的导电性粘接剂，其中粒径为5-60nm的银粉、锡粉、铜粉、铋粉或者铟粉、或者这些金属的二种以上的合金粉末和/或混合粉末，是选自银粉、锡粉、银锡粉、铜粉、铋粉、银铟粉和银铋粉的至少1种。
5.如权利要求1-4中任何一项所述的导电性粘接剂，其中该导电性粘接剂金属成分中银∶锡的摩尔比在75∶25-20∶80的范围。
6.如权利要求1-4中任何一项所述的导电性粘接剂，其中该导电性粘接剂金属成分中银∶锡的摩尔比在62.5∶37.5-77.5∶22.5的范围。
7.如权利要求1所述的导电性粘接剂，其中相对于导电粒子，含有4-12重量％的粒径为5-60nm的银粉。
8.如权利要求1所述的导电性粘接剂，其中相对于导电粒子，含有0.1-20重量％的粒径为5-60nm的铋粉和/或银-铋粉末。
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