[发明专利]接合材料及使用该接合材料制成的接合体

说明书

技术领域

本发明涉及可在低温下使用的接合材料，特别涉及在接合材料中包含金属纳米粒子的糊料。

背景技术

已知如果金属的粒径微小，则显示特有的物理特性。特别是纳米级的粒子的情况下，该倾向变得显著。特别是利用其熔点比块体低的性质，进行了例如使用金属纳米粒子作为异种物质间的接合材料的尝试。

本申请人至今为止开发了使用银纳米粒子的接合用糊料(接合材料)，作为专利文献1或2进行了揭示。此外，还进行了将银纳米粒子作为接合用金属材料使用的尝试，可例举例如专利文献3和专利文献4等技术作为示例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:WO2011/007402号文本

专利文献2:日本专利特开2011-080147号公报

专利文献3:日本专利特开2011-041955号公报

专利文献4:日本专利特开2011-046770号公报

发明的概要

发明所要解决的技术问题

使用银纳米粒子进行接合时，需要将接合材料涂布于接合面。特别是作为使用银纳米粒子进行接合时的优点，可例举减少接合时使用的金属成分的方法，希望在通过印刷法形成涂膜的情况下，也能以尽可能薄的层厚且以良好的尺寸稳定性涂布成所需的形状。

但是，根据本发明人的研究确认，如果添加纳米粒子来形成接合材料，则例如专利文献2所示，存在即使稍稍改变组成也会使粘度大幅偏离的现象。还发现特别是用于印刷法中的丝网印刷的情况下，如果不使糊料具有适当的粘度和触变性，则印刷面产生丝网纱的眼(以下也称“纱眼”)或发生垂挂，所以可能会导致接合缺陷的发生。特别是如果在产生丝网纱的眼的状态下实施接合，则容易在接合界面产生空隙，所以容易对接合强度的稳定性产生不利影响。

为了解决该现象，必须改善糊料的粘度和触变性。为了调整糊料的粘度和触变性，通常通过添加粘合剂或均化剂来进行调整。但是，粘合剂大多为高分子，需要在高温下进行热处理，即使是低分子的粘合剂，也可能会介于金属间而妨碍金属的熔融或使耐候性降低，因此不理想。

此外，均化剂是通过在涂膜表面呈薄膜状扩散来实现表面张力均匀化的、为了在涂膜形成前修复缺陷而添加的成分，所以均化剂很可能残存于接合界面，导致接合强度或接合界面的耐候性的劣化，所以不理想。特别是在以使用纳米粒子的方式设计的领域中，这样的现象可能会产生显著的不利影响。

因此，作为使用银纳米粒子的接合材料，期待在可满足大量印刷的要求的同时，尺寸稳定性良好且印刷面平滑。于是，本发明要解决的课题在于提供可在低温下金属化且在印刷和干燥时确保涂布面的表面平滑性的接合材料及通过使用该接合材料而确保接合强度的稳定性的接合体。

解决技术问题所采用的技术方案

发明人对该课题进行了认真研究，发现通过以下所示的接合材料的构成可解决上述课题，从而完成了本发明。

为了解决上述课题，只要是下述接合材料即可：至少包含平均一次粒径为1nm以上200nm以下且被碳数8以下的有机物质被覆的银纳米粒子、分散介质、由有机物形成的粘度调整剂，以剪切速度15.7[1/s]的条件测定时的粘度在100Pa·s以下，且用以剪切速度3.1[1/s]的条件测定时的值/以剪切速度15.7[1/s]的条件测定时的值表示的触变比在4以下。

另外，较好是还包含作为银成分的平均粒径为0.5～10.0μm的银粒子。

特别是作为粘度调整剂，如果采用结构中具有醚键的成分，则更适合于解决上述课题。此外，该醚键只要是其结构中具有2～3个醚键即可。另外，较好是在该粘度调整剂的结构中具有羧基，特别是如果采用2-甲氧基乙氧基乙酸或2-丁氧基乙氧基乙酸，则可确认显著的效果。

上述的接合材料更好是具有在氮气气氛下进行的TG测定中，以10℃/分钟自40℃升温时的从250℃至350℃的重量减少率在0.1％以下的性质。

对于使用上述接合材料通过丝网印刷法形成的涂布膜，可获得对刚涂布后的涂膜通过激光衍射型表面粗糙度计进行表面测量时的粗糙度值(Ra值)在10μm以下的膜，如果使用该接合材料将被接合体相互接合，则可获得通过以银为主体的接合层形成的接合体。

发明的效果

如果使用基于本发明的接合材料，则不仅可进行涂布时不会产生丝网纱眼的平滑涂膜的形成，而且若对该平滑涂膜设置被接合物并通过加热形成接合体，即使是例如200～300℃的低温下的加热处理，也可获得可靠性高的接合体。

附图的简单说明