[发明专利]可固化有机硅组合物、导电有机硅粘合剂、制备及使用它们的方法以及包含它们的电气装置

说明书

本文所述的发明包括可固化有机硅组合物、导电有机硅粘合剂、制备及使用该组合物和粘合剂的方法以及包含该组合物和粘合剂的电气装置。

电互连电气装置的部件的一种方法是使用导电粘合剂(ECA)。ECA将这些部件粘结在一起并有利于在电气装置运行期间经由ECA在它们之间传输电流。多种多样的电气部件可采用ECA。

ECA通常包含以高于其渗流阈值的浓度分散在非导电粘结剂基质中的导电金属颗粒。渗流阈值是通过ECA传导电流所必需的ECA中的金属颗粒的最低浓度。刚好低于渗流阈值时，达到明显的电流中断。该中断发生在金属颗粒不再形成通过粘结剂基质的电流的连续路径时的浓度。例如，基于银的可固化有机硅前体组合物通常具有最低70重量％(wt％)的银以实现令人满意的电气性能。将昂贵的银的浓度降低到该最小值以下过去已导致了无法获得令人满意的体积电阻率。因此，基于实际的配方，可以预计用于在有机硅粘结剂基质中产生低于0.001欧姆·厘米的体积电阻率的银的渗流阈值(即，银的最低浓度)为约70重量％。

此外，ECA应具有可与其应用相容的体积电阻率。体积电阻率(ρ)对材料具有多强的从中通过的电流流动进行定量。

典型的ECA通过使含有广泛分散在可固化粘结剂材料中的金属颗粒的可固化前体组合物固化而制备。多种多样的可固化粘结剂材料和其他成分已用于制备不同的可固化前体和ECA组合物。这样的组合物具有不同的化学、电气、磁、制造、机械、光学、物理、可修复性和/或热性质。例如，含有不同类型的金属颗粒和/或粘结剂基质材料的ECA组合物将具有彼此不同的渗流阈值和不同的体积电阻率。其他组合物性质也将不同。用于增稠可固化前体组合物的成分往往会增大所得ECA中的体积电阻率。

技术人员已经制备了不同的可固化前体组合物和ECA。可固化前体组合物和ECA的例子在授予R.L.Cole等人的US 5,075,038、授予R.L.Cole等人的US 5,227,093、授予S.Miyazaki的JP 2004-027134 A、授予A.Inaba的US 8,044,330 B2和授予Kleine等人的WO 2011/101788 A1有所提及。

我们(本发明人)发现了现有技术可固化前体组合物和所得ECA的问题。例如，现有技术并未教导如何获得以下可固化前体组合物，其中可对组合物的流变性在宽范围内进行调节以适应制备电气装置的不同应用需要，同时可将所得ECA的体积电阻率维持在0.001欧姆·厘米以下，其中在不将组合物中金属颗粒的总浓度增大到相对低的最大浓度以上的情况下进行流变性调节。这样的可调节组合物将可用于开发满足电气装置制造商的相同或不同需求同时保持装置用户所需的ECA电气性质的不同可固化前体配方。

另选地或除此之外，我们发现一些现有技术ECA具有不良的柔性。柔性ECA在需要低应力互连的应用中是有益的并增强暴露于宽温度波动的电子装置的耐久性。我们意识到，需要开发一种具有可调流变性的柔性、可固化前体配方，其满足制造公司的需求同时保持装置用户所需的ECA电气性质。

我们对解决前述流变性和/或耐久性问题所作出的努力已将我们带往改进的可固化有机硅组合物和有机硅ECA以及一种或多种对前述问题的技术解决方案，我们相信它们并未由前面提到的技术教导、提出或公开。我们相信，在没有本发明的或非显而易见的步骤的情况下，仅以现有技术的知识作为一个整体来解决前述技术问题的尝试不能得到本发明。

发明内容

本发明包括可固化有机硅组合物、导电有机硅粘合剂、制备及使用该组合物和粘合剂的方法以及包含该组合物和粘合剂的电气装置。实施例包括：

一种可固化有机硅组合物，其包含可固化有机硅氧烷组合物、银和至少一种非银导电金属，该可固化有机硅组合物的特征在于从50重量％至低于60重量％的总银浓度和可从3至10调节的根据TI测试法测得的触变指数，同时该组合物仍可固化成具有小于0.001欧姆·厘米的根据体积电阻率测试法测得的体积电阻率的导电有机硅粘合剂，而不用将可固化有机硅组合物中导电金属的总浓度增加到72重量％或更高。

一种导电有机硅粘合剂组合物，其为使可固化有机硅组合物固化而得的产物并且其特征在于小于0.0010欧姆·厘米的根据体积电阻率测试法测得的体积电阻率。

一种电气装置，其包含第一和第二电气部件以及导电有机硅粘合剂。

一种制造电气装置的方法。