(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）酸化銀粒子、
ｂ）前記酸化銀粒子に対する銀粒子の重量比が１に対して最大６であることを特徴とする銀粒子、
ｃ）混合物の全重量に対して、０．０５重量％以上２．０重量％以下の、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルメチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、またはこれらの混合物からなる群より選択される、酸素原子を有するポリマー、ならびに
ｄ）式Ｉにより表される有機化合物：
Ｒ１−ＣＯＲ２  （Ｉ）、
式中、Ｒ１は、８から３２個の炭素原子を有する脂肪族残基であり、Ｒ２は、−ＯＭであるか、または部分−Ｘ−Ｒ３を含むかのいずれかであり、式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ−Ｒ４からなる群より選択され、式中、Ｒ４は、水素原子または脂肪族残基であり、Ｒ３は、水素原子または脂肪族残基であり、Ｍは陽イオンである、有機化合物
を備え、
前記酸化銀粒子および前記銀粒子が、有機化合物ｂ）で完全にまたは部分的に被覆されており、
前記有機化合物ｂ）で被覆された前記酸化銀粒子の、最も長い伸張部分における２つの端の間の距離に基づいて規定される平均一次粒子径は、０．１から３．０μｍの間である、
混合物。
【請求項２】
前記有機化合物ｂ）が、Ｃ８〜Ｃ３０脂肪酸、Ｃ８〜Ｃ３０脂肪酸の塩、またはＣ８〜Ｃ３０脂肪酸のエステルであることを特徴とする、請求項１に記載の混合物。
【請求項３】
前記銀粒子の割合が、それぞれ前記混合物の全重量に対して、３０重量％未満であることを特徴とする、請求項１または２に記載の混合物。
【請求項４】
前記混合物がペーストであることを特徴とし、さらに分散剤ｃ）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の混合物。
【請求項５】
前記分散剤ｃ）が、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、δ−テルピネオール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、エチレングリコール、ジメチルアセトアミド、１−トリデカノール、２−トリデカノール、３−トリデカノール、４−トリデカノール、５−トリデカノール、６−トリデカノール、イソトリデカノール、二塩基酸エステル、グリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、あるいはこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項４に記載の混合物。
【請求項６】
ガラスの割合が、それぞれ前記混合物の全重量に対して、２重量％未満であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の混合物。
【請求項７】
前記混合物が、それぞれ前記混合物の全重量に対して、６０から９５重量％の酸化銀の量を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の混合物。
【請求項８】
少なくとも１つの第２の表面を有している基板に対して第１の表面を有している構成部材をつなぐための方法であって、
ａ）請求項１〜７のいずれか一項以上に記載の混合物により、前記基板の少なくとも１つの第２の表面を介して、前記構成部材を前記第１の表面を介して接触させる工程であって、前記混合物が前記構成部材の第１の表面と前記基板の第２の表面との間に配置されて１つの構造が得られる工程、および
ｂ）前記構造を加熱する工程を含む、方法。
【請求項９】
前記第１の表面および前記第２の表面のうち少なくとも１つが、銅、ニッケル、金、アルミニウム、および銀からなる群より選択される少なくとも１つの金属を含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の表面および前記第２の表面のうち少なくとも１つの製造により形成された容量の割合および少なくとも１つの金属が占める１μｍの深さの割合が、それぞれ前記容量中の金属の全重量と比較して、少なくとも５０重量％であることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の表面および前記第２の表面のうち少なくとも１つが、ニッケルおよびアルミニウムからなる群より選択される１つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の表面および前記第２の表面のうち少なくとも１つが炭素含有化合物で完全にまたは部分的に被覆されることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
炭素含有化合物がポリマーであることを特徴とする、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記混合物が、６０から９５重量％の酸化銀粒子を含むこと、および前記構造の加熱が、５から２０ＭＰａの処理圧力で進められることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記混合物が、１０から３０重量％の銀粒子を含むこと、および前記構造の加熱が、０ＭＰａから３ＭＰａの処理圧力で進められることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
ｉ）第１の表面を有する電気的構成部材、
ｉｉ）少なくとも１つの第２の表面を有する基板、および
ｉｉｉ）前記第１の表面および前記第２の表面と直接つながっている請求項１〜７のいずれか一項以上に記載の混合物を備える、
モジュール。
【請求項１７】
前記混合物が焼結されたものであることを特徴とする、請求項１６に記載のモジュール。
【請求項１８】
前記第１の表面および前記第２の表面のうち少なくとも１つが、銅、銀、金、ニッケル、およびアルミニウムからなる群より選択されることを特徴とする、請求項１６および１７のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１９】
前記第１の表面および前記第２の表面のうち少なくとも１つが炭素含有化合物で完全にまたは部分的に被覆されていることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項２０】
前記酸化銀粒子が、有機化合物ｂ）と混合されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の混合物を生産するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物で被覆された金属酸化物粒子を含有している混合物、および上記混合物が使用される、構成部材をつなぐための方法に関する。本発明はまた、混合物を使用して製造されるモジュール、および上記混合物を生産するための方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーエレクトロニクスにおいては、高圧高温耐性を含む、ＬＥＤすなわち非常に薄いシリコンチップのような構成部材をつなぐことが特に課題である。この理由から、上記高圧高温耐性の構成部材は、多くの場合、糊付け（ｇｌｕｉｎｇ）により互いにつながれる。しかし、接着（ａｄｈｅｓｉｖｅ）技術には、構成部材間に複数の接触部位が生じ、これが不十分な熱伝導性および／または電気伝導性しか持たないという欠点がある。この課題を解決するために、つなごうとする構成部材は、多くの場合、焼結される。焼結技術は構成部材を安定につなぐための非常に簡単な方法であり、この場合、つなぎには焼結ペーストの使用が含まれる。
【０００３】
特許文献１には、焼結ならびに電気伝導性および熱伝導性を改善するために、少なくとも一部が脂肪酸または脂肪酸誘導体および揮発性分散剤で被覆された銀粒子を含有している焼結ペーストの使用が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、金属粒子、金属前駆体、溶媒、および焼結補助剤を含有している焼結ペーストが開示されている。
【０００５】
特許文献３によれば、低い焼結温度を確保するために、少なくとも１つの脂肪族炭化水素化合物が焼結ペーストに付加される。
【０００６】
しかし、実用では、普通のペーストまたは混合物の焼結能力は、様々な焼結補助剤が使用されているにも関わらず、特に低い処理圧力で不十分であることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，７６６，２１８（Ｂ）号
【特許文献２】国際公開第２０１１／０２６６２４（Ａ）号
【特許文献３】欧州特許第２４２５２９０（Ａ）号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は、おそらくは高い程度の混入が原因で焼結が難しい平らな表面を互いに安定に、かつ十分に接合させてつなぐことを可能にする混合物、特に焼結ペーストを提供する目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、有機化合物で被覆された金属酸化物粒子を含有している混合物を提供することにより、本発明によって満たされる。
【００１０】
したがって、本発明の１つの目的は、以下を含有している混合物である：
ａ）金属酸化物粒子、および該当する場合は金属粒子（ここでは、金属粒子対金属酸化物粒子の重量比は最大３対２である）、および
ｂ）式Ｉにより表される有機化合物：
Ｒ１−ＣＯＲ２  （Ｉ）、
式中、Ｒ１は、８〜３２個の炭素原子を有している脂肪族残基であり、Ｒ２は−ＯＭであるかまたは部分−Ｘ−Ｒ３を含むかのいずれかであり、式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ−Ｒ４からなる群より選択され、式中、Ｒ４は水素原子または脂肪族残基であり、Ｒ３は水素原子または脂肪族残基であり、そしてＭは陽イオンである。
【００１１】
表面に対する焼結された焼結材料の十分ではない接合は、焼結により金属表面をつなぐことにおいて遭遇する共通の問題である。したがって、例えばゴミで覆われた表面または電気めっきにより銀で被覆されたアルミニウム表面は、表面への焼結材料の望ましい接合を達成することができない。その結果、例えば、焼結ペーストによりつながれた複数の構成部材からなるモジュールは十分な安定性を示すことができない。安定性は別としても、十分につながれていない構成部材もまた、それらの電気伝導性および熱伝導性にも悪影響を及ぼす。
【００１２】
有機化合物ｂ）を含む金属酸化物粒子、および特に、有機化合物ｂ）で被覆されている金属酸化物粒子を含有している混合物が、先行技術にしたがって開示されている混合物によっては十分な程度に焼結することができない表面、特に、所望される低い温度では十分な程度に焼結することができない表面に対する優れた接合を含むことが明らかになったことは驚くべきことである。これには、上記のように、例えば、炭素含有化合物で被覆された表面、すなわち、例えば、有機ポリマーからなる保護層を含む表面が含まれる。
【００１３】
さらに、本発明の１つの好ましい実施形態は、有機化合物ｂ）で部分的または完全に被覆された金属酸化物粒子を有する。
【００１４】
本発明の範囲では、粒子の被覆は、粒子の表面上にしっかりと付着している層を意味すると理解されるものとする。しっかりと付着している層は、層が重力の効果によっては単純には粒子から離れないことを意味すると理解されるものとする。
【００１５】
上記混合物は金属酸化物粒子を含有する。本発明の範囲では、金属酸化物は、金属と酸素の化合物であると理解されるものとする。金属と酸素の間での電気陰性度の大きな差が原因で、金属と酸素のつなぎは通常イオン型であるか、または少なくとも極性が強い。したがって、金属は陽イオンとして存在し、高い電気伝導性および金属光沢のような金属の典型的な特性をもはや含まない。本発明の範囲にある金属酸化物粒子中では、酸素は金属の表面上に存在するだけではなく、すなわち、これらは酸化物層により被覆される金属ではない。むしろ、酸素が化合物中に均一に分配される。金属に対する酸素の分子比は、通常、この状況では少なくとも１：２である。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態では、金属酸化物粒子の金属酸化物は、酸化銅、酸化銀、および酸化パラジウムからなる群より選択される。
【００１７】
特に好ましい実施形態では、金属酸化物粒子の金属酸化物は酸化銀である。
【００１８】
本発明の混合物は、該当する場合は金属粒子を含む。本発明の範囲においては、金属は、ホウ素からアスタチンまでの系統分離より下に位置決めされる、元素の周期系におけるそのような化学元素であると理解されるものとする。これには、ホウ素と同じ周期の元素（しかし、ホウ素の左の方へ）、ケイ素と同じ周期の元素（しかし、ケイ素の左の方へ）、ゲルマニウムと同じ周期の元素（しかし、ゲルマニウムの左の方へ）、およびアンチモンと同じ周期の元素（しかし、アンチモンの左の方へ）、ならびに５５より大きい原子番号を有している全ての元素が含まれる。金属は、それらの高い電気伝導性、高い熱伝導性、延性、および特定の光沢、すなわち金属光沢を特徴とする。本発明の範囲の金属粒子は、複数の相からなる粒子であることが最も適切であり得る。したがって、金属粒子は例えば、少なくとも１つのさらなる金属相で被覆されている、少なくとも１つの金属相からなるコアを含み得る。銀で被覆された銅粒子は、これらが本発明の金属粒子の定義に含まれるので、この状況における例示的な目的について言及されるものとする。さらに、金属被覆は、非金属コアに対して塗布されるのが最も適切であり得る。
【００１９】
代替えの実施形態では、金属粒子は、２以上の異なる金属を含む。
【００２０】
好ましい実施形態では、金属粒子は、銅、銀、およびパラジウムからなる群より選択される金属を含むか、または銅、銀、およびパラジウムからなる群より選択される金属からなる。
【００２１】
好ましい実施形態では、金属粒子はまた、有機化合物ｂ）で完全に、または部分的に被覆される。
【００２２】
本発明の混合物は金属酸化物粒子、および該当する場合は金属粒子を含み、ここでは、金属酸化物粒子に対する金属粒子の重量比は最大６：１、好ましくは最大４：１、またはより好ましくは最大３：２、なおより好ましくは最大１：１、および具体的には最大２：３、特別には最大１：２であり、ここでは、金属酸化物粒子、および該当する場合は金属粒子は、好ましくは有機化合物ｂ）で被覆される。
【００２３】
好ましくは、金属酸化物粒子に対する金属粒子の重量比は、４：１から１：１０の範囲、より好ましくは２：１から１：４の範囲、なおより好ましくは２：１から１：２の範囲、またはなおより好ましくは３：２から１：９の範囲、なおさらにより好ましくは４：３から１：４の範囲にある。
【００２４】
金属酸化物粒子に対する金属粒子の重量比が最大３：２である実施形態が特に好ましい。
【００２５】
好ましい実施形態では、金属粒子が占める混合物の割合は、それぞれ混合物の全重量に対して、３０重量％未満、好ましくは１０重量％未満、より好ましくは２重量％未満、具体的には０．０１重量％から２．０重量％の間である。
【００２６】
金属酸化物粒子（特に、有機化合物ｂ）で被覆された金属酸化物粒子）の金属粒子（特に、化合物ｂ）で被覆された金属粒子）に対する比は、好ましくは、混合物の焼結特性がすぐに利用できる処理の個々の要件に適合するように適切に選択される。これに関連して、上記比は焼結処理のタイプの関数である。金属酸化物粒子の、特に有機化合物ｂ）で被覆された金属酸化物粒子の可能な限り多い含有量が、高圧で進む焼結処理において有利な効果を有することが明らかになったことは驚くべきことである。対照的に、通常の圧力での焼結処理が、金属粒子、特に有機化合物ｂ）で被覆された金属粒子の、被覆された金属酸化物粒子に対する混合が接合に対して有益な効果を有することが明らかになっている。
【００２７】
表面に対する混合物の接合および混合物の焼結能力に関する最良の結果は、金属粒子の金属と金属酸化物粒子の金属が同じ化学元素である場合に得ることができる。したがって、例えば、酸化銀が銀と一緒に存在するか、または酸化銅が銅と一緒に存在するか、または酸化パラジウムがパラジウムと一緒に存在する混合物が好ましい。
【００２８】
したがって、金属粒子の外側の層の金属が、銅、銀、およびパラジウムからなる群より選択される実施形態が好ましい。ここでは、銀が酸化銀と一緒に存在する、銅が酸化銅と一緒に存在する、またはパラジウムが酸化パラジウムと一緒に存在することが好ましい。
【００２９】
別の好ましい実施形態では、金属粒子および金属酸化物粒子の金属の主成分は、銀、銅、およびパラジウムからなる群より選択される。主成分は、上記金属が、金属粒子および／または金属酸化物粒子の少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％、特に少なくとも９０重量％、具体的には９７重量％、例えば、１００重量％を占めることを意味すると理解されるものとする。ここでは、記載される重量は、金属粒子の全重量または金属酸化物粒子の金属の全重量をいう。好ましくは、金属粒子の金属と金属酸化物の金属は同じ材料である。
【００３０】
混合物中の粒子の大きさは、その加工性または焼結性のような混合物の特性に影響を及ぼす。本発明の範囲では、粒子の大きさは粒子の平均の容積に関する直径を意味すると理解されるものとする。
【００３１】
本発明の１つの実施形態では、有機化合物ｂ）で被覆された金属酸化物粒子の平均一次粒子径は、０．１から３．０μｍの間、好ましくは０．３から２．５μｍの間である。本発明の範囲では、平均一次粒子径は、粒子の最も長い伸張部分、すなわち、互いに最も離れている粒子の２つの端の間の距離を意味すると理解されるものとする。平均一次粒子径の決定には、本発明の金属酸化物粒子の走査電子顕微鏡写真が、１：１，０００の分解能で撮影され、粒子が測定された。平均は１００の測定点から計算された。有機化合物ｂ）で被覆された金属酸化物粒子については、球形で存在することもまた好ましい。しかし、利用される粒子の主要ではない割合が、製造の理由から球形ではない形状で存在し得ることは、当業者に明らかである。
【００３２】
被覆された金属酸化物粒子は明らかにより小さい凝集傾向を示すが、混合物の組成および有機化合物ｂ）で被覆された金属酸化物粒子の性質が原因で、複数の粒子のより大きな複合体への凝集を引き起こす粒子の凝集がなおも起こり得る。好ましくは、上記凝集体は、５０μｍまでの平均の大きさを有する。本発明の範囲では、平均の大きさは、凝集体の最大伸張、すなわち、互いに最も離れている凝集体の２つの端の間の距離を意味すると理解されるものとする。
【００３３】
凝集体の平均の大きさは、１：５００の分解能での光学顕微鏡写真により決定された。これはその後、光学的手法による測定に使用された。平均は１００の測定点から計算された。凝集体の平均の大きさは、特に好ましくは、０．５から４０μｍの間である。
【００３４】
好ましくは、金属酸化物は酸化銀である。有機化合物ｂ）で被覆された酸化銀粒子の高い含有量が、焼結特性および表面に対する接合を有意に改善することが明らかになったことは驚くべきことである。したがって、好ましい実施形態では、混合物は、それぞれ混合物の全重量に対して、２０重量％を上回る量の、好ましくは３０〜９５重量％、特に６０〜９０重量％の量の酸化銀を含む。
【００３５】
混合物は、以下の式（Ｉ）により表される有機化合物ｂ）を含む：
Ｒ１−ＣＯＲ２  （Ｉ）、
式中、Ｒ１は、８〜３２個の炭素原子を有している脂肪族残基であり、Ｒ２は−ＯＭであるかまたは部分−Ｘ−Ｒ３を含むかのいずれかであり、式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ−Ｒ４からなる群より選択され、式中、Ｒ４は、水素原子または脂肪族残基であり、Ｒ３は、水素原子または脂肪族残基であり、そしてＭは陽イオンである。
【００３６】
本発明の１つの実施形態では、Ｒ１は、８〜３２個の炭素原子、好ましくは１０〜２４個の炭素原子、より好ましくは１２〜１８個の炭素原子（これらは分岐していても、また分岐していなくてもよく、加えてヘテロ原子を含んでもよい）を有している脂肪族残基であり、Ｒ２は、−ＯＭであるかまたは部分−Ｘ−Ｒ３を含むかのいずれかであり、式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｎ−Ｒ４からなる群より選択され、式中、Ｒ４は、水素原子または脂肪族残基であり、Ｒ３は、水素原子または脂肪族残基であり、そしてＭは陽イオンである。特に好ましくは、Ｘは酸素（Ｏ）であり、特に、Ｒ３＝Ｈである。
【００３７】
好ましくはＲ３および／またはＲ４は、１〜３２個、より好ましくは１０〜２４個、および特に１２〜１８個の炭素原子を有している脂肪族残基である。ここでは、上記残基は直鎖であっても分岐していてよく、該当する場合は、加えてヘテロ原子を含んでもよい。
【００３８】
有機化合物ｂ）は、好ましくは、脂肪酸（Ｘ＝ＯかつＲ３＝Ｈ）、脂肪酸塩（Ｍ＝陽イオン）、および脂肪酸エステルからなる群より選択される化合物である。
【００３９】
遊離の脂肪酸、脂肪酸塩、および脂肪酸エステルは、好ましくは、分岐していない。
【００４０】
さらに、遊離の脂肪酸、脂肪酸塩、および脂肪酸エステルは、好ましくは飽和である。
【００４１】
好ましい実施形態にしたがうと、有機化合物は、脂肪モノ酸（ｆａｔｔｙ  ｍｏｎｏ−ａｃｉｄ）、脂肪モノ酸の塩、または脂肪モノ酸エステルである。
【００４２】
好ましい実施形態では、有機化合物ｂ）は、Ｃ８〜Ｃ３０脂肪酸、好ましくはＣ８〜Ｃ２４脂肪酸、より好ましくはＣ１２〜Ｃ１８脂肪酸、またはそれらの誘導体である。
【００４３】
考えられる脂肪酸塩は、好ましくは、その陰イオン性構成成分が脱プロトン化された脂肪酸であり、その陽イオン性構成成分Ｍが、アンモニウムイオン、モノアルキルアンモニウムイオン、ジアルキルアンモニウムイオン、トリアルキルアンモニウムイオン、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、銅イオン、およびアルミニウムイオンからなる群より選択される塩である。
【００４４】
好ましい脂肪酸エステルは対応する脂肪酸から誘導され、ここでは、メチル、エチル、プロピル、またはブチルエステルが好ましい。
【００４５】
好ましい実施形態にしたがうと、有機化合物は、カプリル酸（オクタン酸）、カプリン酸（デカン酸）、ラウリン酸（ドデカン酸）、ミリスチン酸（テトラデカン酸）、パルミチン酸（ヘキサデカン酸）、ステアリン酸（オクタデカン酸）、これらの混合物、ならびに対応するエステルおよび塩、ならびにこれらの混合物からなる群より選択される。
【００４６】
特に好ましい実施形態にしたがうと、有機化合物は、ラウリン酸（ドデカン酸）、ステアリン酸（オクタデカン酸）、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸銅、パルミチン酸ナトリウム、およびパルミチン酸カリウム、ならびにこれらの任意の混合物からなる群より選択される。
【００４７】
さらに、有機化合物ｂ）は好ましくは、オクタン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、およびこれらの任意の混合物からなる群より選択される。
【００４８】
例えば、ラウリン酸とステアリン酸の混合物が特に好ましい混合物である。ラウリン酸とステアリン酸が２５対７５の重量比で存在する混合物が好ましい。
【００４９】
好ましくは、金属酸化物粒子は、有機化合物ｂ）完全にまたは部分的に被覆される。被覆された金属酸化物粒子および／または金属粒子（該当する場合は、特に、これらは脂肪酸で被覆されている）があまり強くは凝集しないことが明らかにされており、したがって、これにより、金属酸化物粒子および金属粒子の、該当する場合は、焼結処理の早い段階でのクランピングを大幅に防ぐ可能性がもたらされる。
【００５０】
好ましい実施形態にしたがうと、上記混合物は、それぞれ混合物の全重量に対して、０．３〜６．０重量％、好ましくは０．５〜４．０重量％、特に好ましくは０．８〜２．５重量％の有機化合物ｂ）を含む。
【００５１】
本発明の好ましい実施形態では、上記混合物は、分散剤ｃ）を含むペーストである。
【００５２】
本発明の範囲では、分散剤ｃ）は、物理的処理により他の物質を溶解するまたは分散させることができる物質を意味すると理解されるものとする。
【００５３】
本発明にしたがうと、焼結ペーストに使用される一般的な分散剤は分散剤ｃ）と考えられる。好ましくは、少なくとも１つのヘテロ原子、および６〜２４個の炭素原子、より好ましくは８〜２０個の炭素原子、具体的には８〜１４個の炭素原子を有している有機化合物が分散剤として使用される。
【００５４】
上記有機化合物は分岐しているものであっても、また分岐していないものであってもよい。環状化合物、特に環状の不飽和化合物が、好ましくは分散剤ｃ）の構成成分となる。
【００５５】
さらに、分散剤として使用される有機化合物は、飽和化合物であっても、一不飽和化合物であっても、また多不飽和化合物であってもよい。
【００５６】
分散剤となり得る有機化合物中に含まれる少なくとも１つのヘテロ原子は、好ましくは、酸素原子および窒素原子からなる群より選択される。
【００５７】
少なくとも１つのヘテロ原子は、少なくとも１つの官能基の一部であり得る。
【００５８】
特に好ましい実施形態にしたがうと、使用される分散剤はアルコールである。
【００５９】
例えばテルピネオール、特にα−テルピネオールのような単環モノテルペンアルコールが特に好ましい。
【００６０】
分散剤の沸点がペーストの焼結に使用される温度より低いことが特に好ましい。分散剤の沸点が、２４０℃未満、より好ましくは２３０℃未満、特に２２０℃未満であることが特に好ましい。
【００６１】
好ましい実施形態では、分散剤ｃ）は、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、δ−テルピネオール、上記テルピネオールの混合物、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、エチレングリコール、ジメチルアセトアミド、１−トリデカノール、２−トリデカノール、３−トリデカノール、４−トリデカノール、５−トリデカノール、６−トリデカノール、イソトリデカノール、二塩基酸エステル、好ましくはグルタル酸、アジピン酸、もしくはコハク酸のジメチルエステルまたはそれらの混合物、グリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、あるいはこれらの混合物からなる群より選択される。
【００６２】
好ましい実施形態にしたがうと、脂肪族炭化水素化合物が分散剤として使用されることが好ましい。このような状況では、脂肪族炭化水素は、飽和化合物、一不飽和化合物または多不飽和化合物、およびそれらの混合物からなり得る。好ましくは、脂肪族炭化水素化合物は飽和炭化水素化合物からなり、ここでは、これらは、例えば、ｎ−アルカン、イソアルカン、シクロアルカン、またはこれらの混合物のように、環状であっても、また非環状であってもよい。脂肪族炭化水素化合物は、例えば、式ＣｎＨ２ｎ＋２、ＣｎＨ２ｎ、およびＣｎＨ２ｎ−２（式中、ｎは５〜３２の間の整数である）により表され得る。特に好ましい実施形態では、分散剤として使用され得る脂肪族炭化水素化合物は、ヘキサデカン、オクダデカン、イソヘキサデカン、イソオクタデカン、シクロヘキサデカン、およびシクロオクダデカンからなる群より選択される。
【００６３】
分散剤ｃ）は有機化合物ｂ）とは異なり、特に、分散剤ｃ）は、有機化合物ｂ）の定義に含まれる有機化合物ではない。
【００６４】
分散剤は通常、それぞれ本発明の混合物の全重量に対して、６〜４０重量％、好ましくは８〜２５重量％、具体的には１０〜２０重量％の量で存在する。
【００６５】
分散剤のタイプおよび量は、焼結ペーストのフロー特性を調整するために使用することができる。焼結ペーストは好ましくは、印刷方法により焼結された構成部材に塗布される。
【００６６】
本発明の混合物を印刷方法において特に均一に塗布できること、したがって、滑らかな表面が得られることが明らかになったことは驚くべきことである。本発明の混合物を使用することにより、従来の焼結ペーストの使用の際に共通する側面の隆起を含まない特に均一な層を生産することが可能となる。
【００６７】
酸素原子を含有している有機ポリマーの付加により焼結性がさらに高まることが明らかになったこともまた驚くべきことである。
【００６８】
したがって、本発明の混合物は好ましい実施形態において、酸素原子を含有しているポリマーを含む。存在する酸素がエーテルおよび／または水酸化物として結合しているポリマーが特に好ましい。アルコキシレート化基、特にエトキシレート化および／またはメトキシレート基を含むポリマーもまた好ましい。
【００６９】
例えば、セルロースのような多糖類（好ましくは化学修飾されている、例えば、アルコキシル化されているかまたはアルキルカルボキシル化されている）が適切なポリマーである。
【００７０】
セルロース誘導体、例えば、エーテル化セルロースが特によく適してるポリマーであることが証明されている。セルロース誘導体は、好ましくは、２．０〜２．９、より好ましくは２．２〜２．８の間の置換度を含む。置換度は、グルコース単位あたりの化学修飾された、特にエーテル化されたヒドロキシル基の平均数を示す。エチルセルロースが特に好ましい。これは、好ましくは、それぞれヒドロキシル基の数に対して、４３．０％〜５３．０％の、特に好ましくは４７．５％〜５０％の、具体的には４８．０％〜４９．５％のエトキシ含有量を有する。ここでは、完全に置換された誘導体のエトキシ含有量は５４．８８％である。好ましくは、セルロース誘導体の粘性は６０〜１２０ｃｐｓ、より好ましくは９０〜１１５ｃｐｓ、特に好ましくは８５〜１１０ｃｐｓである。このような状況では、粘性は、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  Ｖｉｓｃｏｓｉｍｅｔｅｒを２５℃で使用して、８０重量％のトルエンと２０重量％のエタノールからなる混合物についてＡＳＴＭ  Ｄ９１４にしたがって決定された。
【００７１】
好ましくは、ポリマーは、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルメチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、またはこれらの混合物からなる群より選択される。
【００７２】
おそらく、エチルセルロースは、有機化合物の一酸化炭素への最適化された変換により、なおさらにペーストの焼結性を改善する。
【００７３】
好ましくは、本発明の混合物は、酸素含有ポリマーの、特にセルロース誘導体の、０．０５〜２．０重量％、より好ましくは０．１〜０．８重量％、および特に好ましくは０．２〜０．５重量％を含有する。ここでは、記載される重量はそれぞれの場合において混合物の全重量に関する。
【００７４】
さらに、本発明の混合物は、従来の界面活性剤、消泡剤、結着剤、または粘性制御剤のようなさらなる成分を含有し得る。好ましくは、混合物は湿潤剤を含有し得る。
【００７５】
さらなる成分は通常、それぞれ本発明の混合物の全重量に対して、０．０１重量％までの量、好ましくは０．００１から０．０１重量％までの量で添加される。
【００７６】
好ましくは、本発明の混合物は原則としてガラスを含まず、特に、ガラスフリットを含まない。酸化鉛、酸化ビスマス、アルカリ酸化物およびアルカリ土類酸化物、酸化テルルなどがガラスフリットの典型的な成分である。
【００７７】
このような状況では、用語「原則として」は、混合物中のガラスの割合が、好ましくは２重量％未満、より好ましくは１重量％、具体的には０．１重量％未満、例えば０重量％であることを意味する。ここでは、重量は、それぞれの場合において混合物の全重量に関連して記載される。
【００７８】
したがって、混合物中のガラスの割合が、それぞれ混合物の全重量に対して、２重量％未満、好ましくは０．５重量％未満、特に０．０〜０．３重量％である本発明の混合物の実施形態が好ましい。
【００７９】
本発明の混合物の使用により基板に対して構成部材またはモジュールをつなぐための方法もまた本発明の主題である。
【００８０】
本発明にしたがうと、少なくとも１つの第２の表面を有している基板に対して第１の表面を有している構成部材をつなぐための方法には以下の工程が含まれる：
ａ）本発明の混合物による、少なくとも１つの第２の表面を介して基板に対して第１の表面を介して構成部材を収縮させる工程であって、ここでは、混合物が、構成部材の第１の表面と基板の第２の表面との間に配置されて、１つの構造が得られる工程、および
ｂ）上記構造を加熱する工程。
【００８１】
好ましくは、工程ａ）およびｂ）は、所望される構造が得られるまで複数回繰り返される。したがって、モジュールが、複数の同じ構成部材または異なる構成部材の連続するおよび／または同時に行われるつなぎにより製造され得る。
【００８２】
本発明にしたがうと、基板上への少なくとも１つの構成部材のつなぎは、基板の表面に対する構成部材の固定を意味すると理解されるものとする。このような状況では、「対して（ｔｏ）」は、単純に、第１の構成部材の１つの表面が、２つの表面の相対的な配置とは無関係に、また、つながれる表面を含む配置とも無関係に、基板の表面につながれることを意味する。
【００８３】
本発明の範囲にある構成部材は、それ以上分解され得ない１つの部品であり得るか、または２以上の部品を含み得るかのいずれかである。ここでは、部品は好ましくはそれ以上分解され得ない。本発明の範囲では、用語「構成部材」はまた、互いにつながれ得るモジュールも含む。
【００８４】
本発明に記載の方法の好ましい実施形態では、構成部材は、基板の表面に対してその表面の１つによって接触する。ここでは、接触に本発明の混合物が含まれる。このような状況では、基板と構成部材はいずれも、２以上の表面を含み得る。本発明の混合物が構成部材の表面と基板の表面との間に位置する配置が提供されることが好ましい。
【００８５】
本発明の方法によれば、複数の構成部材と基板が互いにつながれ得ることが最も適切であり得る。例えば、１つの基板と２つの構成部材（構成部材１および構成部材２）が、基板と構成部材１、さらには、構成部材１と構成部材２がつながれるように互いに適切につながれ得る。このような状況では、本発明の混合物は好ましくは、基板と構成部材１との間、ならびに構成部材１と構成部材２との間に配置される。本発明は、サンドイッチ型構造の基板と個々の構成部材を提供し、本発明は互いにつながれるこれらを提供する。
【００８６】
本発明の範囲では、サンドイッチ型の配置は、２つの構成部材の表面または１つの構成部材の表面と１つの基板の表面が、１つが他方の上に配置され、そして互いに原則として並行して配置される配置を意味すると理解されるものとする。
【００８７】
少なくとも１つの構成部材、１つの基板、および１つの混合物の配置の配置（ここでは、混合物は上記配置の１つの構成部材と１つの基板との間に配置される）が、先行技術から公知の任意の方法にしたがって製造され得る。
【００８８】
好ましくは、基板の少なくとも１つの表面は、最初に、本発明の混合物を伴った状態で提供される。その後、１つの構成部材が、基板の表面に塗布されている混合物上のその表面の１つのそばに配置される。
【００８９】
混合物の基板または構成部材の表面への塗布は、任意の従来の方法により行われ得る。
【００９０】
好ましくは、混合物は印刷方法により、例えば、スクリーン印刷または孔版印刷により塗布される。しかし、混合物は、ディスペンシング技術により、噴霧技術により、ジェット技術により、転写ピンにより、または浸漬により塗布され得ることが最も適切であり得る。
【００９１】
混合物の塗布後、混合物を伴って提供されている上記構成部材または基板の表面を、それに対してつなごうとする構成部材の表面に対して、上記混合物によって接触させることが好ましい。したがって、混合物の層は、つなごうとする構成部材の間に配置される。
【００９２】
本発明の範囲では、基板は、支持体または土台を意味すると理解されるものとする。構成部材は例えば、上記支持体に固定され得る。本発明の範囲にしたがうと、基板は例えば、半導体チップがそれらのコネクターの接触のためにそれに対してつながれる支持体、例えば、印刷回路基板であり得る。さらに、本発明の範囲にしたがうと、基板は、さらなる構成部材の支持体となる複数の構成部材から構成される１つの構造を意味すると理解されるものとする。
【００９３】
本発明に記載の方法の好ましい実施形態では、少なくとも１つの表面は、銅、ニッケル、金、アルミニウム、および銀からなる群より選択される少なくとも１つの金属を含む。
【００９４】
特に好ましい実施形態では、少なくとも１つの表面の金属は銀である。
【００９５】
少なくとも１つの表面が、ニッケルおよびアルミニウムからなる群より選択される少なくとも１つの金属を含むか、またはそれらからなる１つの実施形態が特に好ましい。
【００９６】
上記方法の好ましい実施形態では、少なくとも１つの表面の製造により形成された容量の割合、および少なくとも１つの金属が占める１μｍの深さは、それぞれ上記容量中の金属の全重量に対して、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも９０重量％、特に１００重量％である。
【００９７】
さらに好ましい実施形態では、接触に影響を及ぼす少なくとも１つの表面が、炭素含有化合物によって完全にまたは部分的に覆われる。炭素含有化合物がポリマーであることが特に好ましい。これは、最も最初の工程の間に表面に堆積し得る炭素を含有している混入物質に関係し得る。本発明の混合物の使用により、炭素を含有している混入物質を含む上記表面でさえも、良好な接合でつなぐことが可能となることが明らかになったことは驚くべきことである。先行技術の混合物を使用しても、上記表面上に接合を達成することはできなかった。これらが互いにつながれ得る前に、炭素を含有している混入物質を含まないように表面が最初に洗浄されることが必要であった。上記洗浄工程は、本発明の混合物が使用される場合は必要ではない。本発明の混合物は処理を加速させるだけではなく、経済的にもまた有利である。
【００９８】
好ましい実施形態では、乾燥工程が、表面への混合物の塗布後に続いて行われる。
【００９９】
好ましくは、乾燥は、混合物中の分散剤の割合の減少を意味すると理解される。
【０１００】
乾燥は、配置のつくられた後、すなわち、つながれる複数の構成部材または構成部材と基板との接触のいずれかの後に進められ得る。あるいは、乾燥は、構成部材または基板の少なくとも１つの表面に対する混合物の塗布の直後、かつ、つながれる要素に対する接触前に進められ得る。
【０１０１】
好ましくは、乾燥温度は５０〜１６０℃の範囲である。
【０１０２】
明らかに、乾燥時間は、混合物の具体的な組成および焼結される配置の大きさに依存する。一般的な乾燥時間は５〜４５分の範囲である。
【０１０３】
好ましくは、乾燥は窒素雰囲気下で進められる。窒素雰囲気については、５０ｐｐｍ未満の、好ましくは２０ｐｐｍ未満の、より好ましくは５ｐｐｍ未満の酸素含有量を有することが特に好ましい。ここでは、ｐｐｍ値は重量部に関する。
【０１０４】
本発明に記載の方法によると、工程ａ）で得られた構造が加熱される。好ましくは、加熱は焼結である。
【０１０５】
本発明の混合物は焼結され得る。焼結は、好ましくは、液相をバイパスさせながら加熱することにより、１つ以上の構成部材と基板をつなぐこと、または２以上の構成部材をつなぐことを意味すると理解されるものとする。したがって、焼結は拡散処理として進められる。
【０１０６】
好ましくは、焼結は、構成部材の表面と基板の表面が混合物により接触させられた後に進められる。焼結後、構成部材または基板がさらなる構成部材につながれ得る。好ましい実施形態では、焼結は、最終的な構造が製造された後に進められる。好ましくは、２以上の接触部位が同時に焼結される。
【０１０７】
構造の加熱は好ましくは、電気伝導性かつ熱伝導性のつなぎが、構成部材の表面と基板の表面との間に、ならびに複数の構成部材の表面の間に生じるように適切に進められる。さらに、機械的に安定なつなぎが生じるように適切に加熱されることが好ましい。
【０１０８】
好ましくは、加熱は、１５０℃から３００℃の間の温度、より好ましくは２００℃から２５０℃の間の温度で進められる。本発明の混合物の使用により、先行技術により一般的に必要とされるよりも低い温度で加熱を進めることが可能となることが明らかになったことは驚くべきことである。
【０１０９】
このような状況では、処理圧力は好ましくは、３０ＭＰａ以下かつ０ＭＰａ以上の範囲、より好ましくは５ＭＰａ以上かつ２５ＭＰａ以下の範囲である。
【０１１０】
本発明の範囲では、処理圧力は、大気圧に加えて試料に対して加えられる圧力であると理解されるものとする。したがって、０ＭＰａの処理圧力での加熱は、加熱がいかなるさらなる圧力もかけられずに、すなわち大気圧で進められることを意味する。
【０１１１】
しかし、加熱はまた、処理圧力を全く加えることなく、すなわち、０ＭＰａの処理圧力で進めることができる。時間は処理圧力の関数であり、好ましくは２〜６０分の範囲である。
【０１１２】
加熱は、いかなる制限もない大気中で進めることができる。しかし好ましくは、加熱は、酸素を含む大気中で行われる。
【０１１３】
加熱は、好ましくは、その中で上記処理パラメーターを設定することができる。従来の適切な設備で行われる。
【０１１４】
さらなる圧力での焼結の処理について、混合物中にさらに多い割合の金属酸化物を有することがより優れた接合をもたらすことが見いだされたことは驚くべきことである。したがって、本発明に記載の方法の好ましい実施形態では、混合物は、６０〜９５重量％の金属酸化物粒子（特に、好ましくは有機化合物ｂ）で被覆されている酸化銀粒子）を含み、構造の加熱（好ましくは焼結）は５〜２０ＭＰａ、好ましくは７〜１５ＭＰａの処理圧力で進められる。このような状況では、記載される金属酸化物粒子の量は、混合物の全重量に関連する。
【０１１５】
さらに、大気圧、すなわち、およそ１０１３２５Ｐａでの処理の進行については、接合効果が金属粒子、主に、有機化合物ｂ）で被覆された金属粒子を混合することにより積極的に増大し得ることが明らかになったことは驚くべきことである。したがって、混合物が１０〜３０重量％の金属粒子（特に、好ましくは有機化合物ｂ）で被覆された銀粒子）を含み、構造の加熱（好ましくは焼結）が０ＭＰａ〜３ＭＰａの範囲、好ましくは、１ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲）の処理圧力で進められる、本発明に記載の方法の１つの実施形態が好ましい。記載される金属粒子の量は、混合物の全重量に関連する。
【０１１６】
本発明に記載の方法が、少なくとも１つの表面が非貴金属（好ましくは、銅、アルミニウム、およびニッケルからなる群より選択される）を含む表面のつなぎに特によく適していることが明らかになったことは驚くべきことである。したがって、少なくとも１つの接触表面、すなわち、第１の表面および／または第２の表面のいずれかが非金属（特に、銅またはアルミニウムまたはニッケル）であり、本発明の混合物が、０〜６：１、好ましくは、１：８〜４：１の、金属酸化物粒子に対する金属粒子の重量比を含む、本発明に記載の方法の１つの実施形態が好ましい。
【０１１７】
あるいは、両方の接触表面（すなわち、第１の表面と第２の表面）が貴金属（特に、銀、金、パラジウム、および白金からなる群より選択される貴金属）であり、本発明の混合物が、１：８から４：１、好ましくは１：４から２：１の、金属酸化物粒子に対する金属粒子の重量比を含む本発明に記載される方法の１つの実施形態が好ましい。
【０１１８】
特別な実施形態では、第１の表面および／または第２の表面は銀表面であり、本発明の混合物は、１：７から５：３の、酸化銀粒子に対する銀粒子の重量比を含む。
【０１１９】
また、本発明の主題は以下を備えるモジュールである：
ｉ）第１の表面を有している電気的構成部材
ｉｉ）少なくとも１つの第２の表面を有している基板、および
ｉｉｉ）上記第１の表面と上記第２の表面を直接接触させる本発明の混合物。
【０１２０】
好ましい実施形態では、本発明の混合物は焼結される。
【０１２１】
少なくとも１つの表面が銅、銀、金、ニッケル、およびアルミニウムからなる群より選択される１つの実施形態もまた好ましい。少なくとも１つの表面がニッケルおよびアルミニウムからなる群より選択される実施形態が特に好ましい。
【０１２２】
少なくとも１つの表面が炭素含有化合物で完全にまたは部分的に被覆されている実施形態もまた好ましい。ここでは、炭素含有化合物は表面の一部であるとみなされ、したがって、本発明の混合物と接触する。例えば、炭素含有化合物は、例えばポリマーでの表面の被覆であり得る。さらに、炭素含有化合物は、処理の特性が原因で表面に蓄積する混入物質から生じ得る。
【０１２３】
本発明によると、モジュールは基板および１つ以上の構成部材を含む。好ましくは、用語「構成部材」は高性能エレクトロニクスにおいて使用される部品を記載するために使用される。好ましくは、モジュールは電子部品および／または受動部品を含む。
【０１２４】
構成部材は、例えば、ダイオード、ＬＥＤ（発光ダイオード、ｌｉｃｈｔｅｍｉｔｔｉｅｒｅｎｄｅ  Ｄｉｏｄｅｎ）、ＤＣＢ（直接銅が結合した）基板、リードフレーム、ダイス型、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型トランジスターチップ、Ｂｉｐｏｌａｒｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｅｎ  ｍｉｔ  ｉｓｏｌｉｅｒｔｅｒ  Ｇａｔｅ−Ｅｌｅｋｔｒｏｄｅ）、ＩＣ（集積回路、ｉｎｔｅｇｒｉｅｒｔｅ  Ｓｃｈａｌｔｕｎｇｅｎ）、センサー、ヒートシンク素子（好ましくは、アルミニウムヒートシンク素子もしくは銅ヒートシンク素子）、または他の受動部品（抵抗器、蓄電器、またはコイル等）であり得る。好ましくは、構成部材が非金属構成部材であることが最も適切であり得る。
【０１２５】
つながれる構成部材は、同じ構成部材であっても、また異なる構成部材であってもよい。
【０１２６】
本発明の好ましい実施形態は、リードフレームに対するＬＥＤの、セラミック基板に対するＬＥＤの、リードフレーム、セラミック基板、もしくはＤＣＢ基板に対するダイス型、ダイオード、ＩＧＢＴ、もしくはＩＣの、リードフレームもしくはセラミック基板に対するセンサーの、銅もしくはアルミニウムヒートシンク素子に対するＤＣＢもしくはセラミック基板の、ヒートシンク素子に対するリードフレームの、あるいは、好ましくは非収容状態での、リードフレームに対するタンタル蓄電器のつなぎに関する。
【０１２７】
３以上の構成部材を互いにつなぐこともまた好ましい。例えば、（ｉ）ＬＥＤまたはチップは、（ｉｉ）リードフレームおよび（ｉｉｉ）ヒートシンク素子につなぐことができ、これにより、リードフレームが、好ましくは、（ｉ）ＬＥＤまたはチップと（ｉｉｉ）ヒートシンク素子との間に配置される。
【０１２８】
２つのヒートシンク素子に対してダイオードをつなぐことが最も適切であり、これにより、ダイオードは、好ましくは、２つのヒートシンク素子の間に配置される。
【０１２９】
金属酸化物粒子、および該当する場合は金属粒子が有機化合物ｂ）と混合される、本発明の混合物を生産するための方法もまた本発明の主題である。
【０１３０】
混合は、好ましくは、金属酸化物粒子、および該当する場合は金属粒子が可能な限り最大限に有機化合物ｂ）で被覆されるように進められる。好ましくは、金属酸化物粒子、および該当する場合は金属粒子の有機化合物ｂ）との混合は、有機化合物ｂ）が溶媒中でスラリー状にされ、金属酸化物粒子、および該当する場合は金属粒子とともに粉砕装置の中、特にビーズミルの中で粉砕されるように進められる。続いて、被覆された金属酸化物粒子、および該当する場合は被覆された金属粒子が乾燥させられ得、ゴミが、該当する場合はさらなる工程において、取り除かれ得る。
【０１３１】
好ましい実施形態では、混合は、ジェットミルにより進められる。このような状況では、金属酸化物粒子、金属粒子、および該当する場合は有機化合物ｂ）は、ノズルによって互いに衝突させられる。衝撃により、あり得る凝集体が崩壊し、金属酸化物粒子、および該当する場合は金属粒子の特に有利な被覆が達成される。
【０１３２】
本発明の混合物は、当業者によく知られている混合器および撹拌器の中で生産され得る。本発明に記載される生産方法の好ましい精製においては、金属酸化物粒子、および該当する場合は金属粒子が最初の工程で有機化合物ｂ）で被覆される。
【０１３３】
続く工程で、該当する場合は焼結可能なペーストを形成させるために、被覆された粒子が分散剤ｃ）と混合される。
【０１３４】
代替えの実施形態では、金属酸化物粒子、および該当する場合は金属粒子を分散剤ｃ）で分散させることが最も適切であり得、その後、有機化合物ｂ）が添加される。
【０１３５】
本発明は、以下に提供される実施例によってさらに詳細に説明されるが、これらの実施例は本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】図１は剪断試験の結果を示す。
【図２】図２は、圧力をかけない焼結により、ＤＣＢ基板の表面に対して２×２ｍｍの大きさの銀表面および４×４ｍｍの大きさの銀表面をつなぐために使用した表１に記載する混合物の剪断試験の結果を示す。
【図３】図３は、様々な量の被覆されていない酸化銀粒子（参照例）を本発明の混合物に添加した剪断試験（実施例１）の結果を示す。
【図４】図４は、漸増量の被覆されていない酸化銀粒子（参照例）を本発明の混合物に対して添加した剪断試験（実施例１）の試験結果を示す。
【図５ａ】図５ａは、表２に示す混合物の剪断試験の結果を示す（実施例３〜７、実施例９、および参照例１０）。
【図５ｂ】図５ｂは、表２に示した混合物の剪断試験の結果を示す（実施例１、実施例４〜７、実施例９、および参照例１０）。
【図６ａ】図６は、被覆されていない酸化銀粒子（図６ｃおよび６ｄ）に対して、有機化合物ｂ）で被覆された酸化銀粒子（図６ａおよび６ｂ）の表面の画像を示す。
【図６ｂ】図６は、被覆されていない酸化銀粒子（図６ｃおよび６ｄ）に対して、有機化合物ｂ）で被覆された酸化銀粒子（図６ａおよび６ｂ）の表面の画像を示す。
【図６ｃ】図６は、被覆されていない酸化銀粒子（図６ｃおよび６ｄ）に対して、有機化合物ｂ）で被覆された酸化銀粒子（図６ａおよび６ｂ）の表面の画像を示す。
【図６ｄ】図６は、被覆されていない酸化銀粒子（図６ｃおよび６ｄ）に対して、有機化合物ｂ）で被覆された酸化銀粒子（図６ａおよび６ｂ）の表面の画像を示す。
【実施例】
【０１３７】
混合物の生産
最初に、本発明の混合物を表１に示す量比で成分を混合することにより生産した。
【０１３８】
被覆された酸化銀粒子の被覆は、被覆された酸化銀粒子の全重量の０．８重量％を占めた。
【０１３９】
ステアリン酸とラウリン酸との７５：２５（ステアリン酸：ラウリン酸）の質量比の混合物を被覆として使用した。
【０１４０】
走査電子顕微鏡法により決定した場合に１μｍの一次粒子径を有している酸化銀粒子を、金属酸化物粒子として使用した。
【０１４１】
α−テルピネオールを分散剤として使用した。
【０１４２】
【表１】
0006423416.tif 000002
【０１４３】
上記混合物を孔版印刷によりそれぞれの表面に塗布した。ステンレス鋼孔版を孔版として使用した。ドクターブレードの角度は６０°であり、印字率は５０ｍｍ／ｓであった。銀ＤＣＢおよび銅ＤＣＢを表面として使用した。
【０１４４】
焼結は、圧力をかけた状態で、または圧力をかけない状態のいずれかで進めた。
【０１４５】
ａ）加圧焼結
加圧焼結には、ＤＣＢ基板の表面への混合物の塗布を含めた。続いて、本発明の混合物を銀表面または銅表面を備えている構成部材に接触させ、１０ＭＰａおよび２３０℃で３分間焼結した。
【０１４６】
ｂ）圧力をかけない焼結（さらなる処理圧力を用いない）
圧力をかけない焼結には、ＤＣＢ基板の表面への混合物の塗布を含めた。続いて、混合物を銀表面または銅表面を備えている構成部材に接触させた。
【０１４７】
以下の加熱プロフィールを圧力をかけない焼結において使用した：
接触部位を３０分間かけて１６５℃まで徐々に加熱し、その後２０分間１６５℃で維持した。続いて、温度を５分間かけて２３０℃まで徐々に上昇させ、その後６０分間この温度で維持した。その後、これを５０分間かけて３０℃まで徐々に冷ました。
【０１４８】
さらに、被覆された酸化銀粒子だけではなく、被覆された銀粒子もまた含む混合物を調製した。このような状況では、銀粒子を、酸化銀粒子を真似て、７５％のステアリン酸と２５％のラウリン酸の混合物で被覆した。酸化銀粒子と同様に、被覆は、被覆された銀粒子の重量と比較して０．８重量％を占めた。Ｄ５０値が異なる２種類の等級の粒子を使用した。一方の粒子のタイプは４μｍのＤ５０値を有し、他方の粒子は５．４μｍのＤ５０値を有していた。ここでは、Ｄ５０値は、ＤＩＮ  ＩＳＯ  １３３２０にしたがってレーザー光回折により決定した。粒子はいずれの場合もフレークとして存在していた。混合物の生産は上記処理と同様に進めた。組成を表２に示す。表２中の数字は重量である。
【０１４９】
【表２】
0006423416.tif 000003
【０１５０】
混合物を金属表面に塗布し、焼結した。銀表面および銅表面を金属表面として使用した。焼結後、接合を剪断強度を試験することにより決定した。このような状況では、構成部材を２０℃で０．３ｍｍ／ｓの速度で剪断用のみで剪断した。力を、ロードセル（ＤＡＧＥ，Ｇｅｒｍａｎｙ製のＤＡＧＥ  ２０００機器）で測定した。
【０１５１】
図１は剪断試験の結果を示す。ここでは、表１に記載した混合物について測定を行った。焼結は上記条件にしたがい圧力をかけて進行させた。本発明の混合物をＤＣＢ基板の表面上に塗布した２×２ｍｍおよび４×４ｍｍの大きさの銀表面を金属表面として使用した。図から明らかであるように、酸化銀粒子をステアリン酸およびラウリン酸の混合物のジェットミル処理により被覆した試料が、最良の接合を示した（実施例１）。脂肪酸のアルコール溶液中の粒子をスラリー化し、続いて粒子を乾燥させることにより被覆した酸化銀粒子（実施例２）は、幾分低い接合を示したが、被覆されていない酸化銀粒子を使用した参照よりもなお高かった（参照例）。
【０１５２】
図２は、圧力をかけない焼結により、ＤＣＢ基板の表面に対して２×２ｍｍの大きさの銀表面および４×４ｍｍの大きさの銀表面をつなぐために使用した表１に記載する混合物の剪断試験の結果を示す。上記プロフィールを圧力をかけない焼結において使用した。先と同様に、酸化銀粒子をジェットミル処理により有機化合物ｂ）で被覆した本発明の混合物が最良の接合を示した（実施例１）。ジェットミル処理によって被覆されていないものによっては、幾分落ちるが被覆されていない酸化銀粒子を用いた場合よりもなお優れた接合が示された（実施例２）。
【０１５３】
図３は、様々な量の被覆されていない酸化銀粒子（参照例）を本発明の混合物に添加した剪断試験（実施例１）の結果を示す。被覆されていない酸化銀粒子に対する被覆された酸化銀粒子の比を重量比で記載する。上記混合物を、２×２ｍｍおよび４×４ｍｍの大きさの銀表面とＤＣＢ基板の表面との間のつなぎとして使用した。ここでは、焼結は圧力をかけない焼結として進めた。図から明らかであるように、混合物の接合は、被覆されていない酸化銀粒子の割合が増大するに伴い低下する。
【０１５４】
図４は、漸増量の被覆されていない酸化銀粒子（参照例）を本発明の混合物に対して添加した剪断試験（実施例１）の試験結果を示す。被覆されていない酸化銀粒子に対する被覆した酸化銀粒子の比を重量比として記載する。上記混合物を、４×４の大きさの銅表面をＤＣＢ基板の表面につなぐために使用した。焼結は圧力をかけない焼結として進めた。先と同様に、本発明の混合物は表面に対する最良の接合を示した。被覆された酸化銀粒子を非常に優れた接合効果を得るために使用できることが明らかになったのは驚くべきことであるが、銅表面の強い酸化のリスクが予想されている。
【０１５５】
図５ａは、表２に示す混合物の剪断試験の結果を示す（実施例３〜７、実施例９、および参照例１０）。ここでは、被覆された銀粒子に対する被覆された酸化銀粒子の様々な比を持つ混合物を使用した。被覆した銀粒子に対する被覆した酸化銀粒子の比は重量比として記載する。酸化銀粒子および銀粒子はいずれも、７５対２５の質量比のステアリン酸とラウリン酸の混合物で被覆した（被覆された粒子に対して０．８重量％）。焼結は圧力をかけない焼結として進めた。上記混合物を、２×２ｍｍの大きさの銀表面とＤＣＢ基板の表面との間のつなぎとして使用した。図５ａから明らかであるように、圧力をかけない焼結における接合効果は、５０重量％までの被覆された銀粒子を被覆された酸化銀粒子に対して添加した場合に最大である。被覆された銀粒子の割合がそれ以上増大すれば、接合は低下する（参照例１０）。
【０１５６】
図５ｂは、表２に示した混合物の剪断試験の結果を示す（実施例１、実施例４〜７、実施例９、および参照例１０）。ここでは、上記混合物を、２×２ｍｍの大きさの銅表面とＤＣＢ表面との間のつなぎとして使用した。被覆された銀粒子に対する被覆された酸化銀粒子の比を重量比として記載する。酸化銀粒子および銀粒子はいずれも、７５対２５の質量比のステアリン酸とラウリン酸の混合物で被覆した（被覆された粒子に対して０．８重量％）。焼結は圧力をかけない焼結として進めた。図から明らかであるように、本発明の混合物に対する被覆された銀粒子の付加により、圧力をかけない焼結における銅表面に対する接合が改善された。しかし、被覆されていない銀粒子の割合が一定のレベルを超えると、接合が再び低下する。被覆された銀粒子の割合が混合物の７６％であった参照例１０に記載した混合物を使用した場合には、満足できる接合は得られなかった。
【０１５７】
図６は、被覆されていない酸化銀粒子（図６ｃおよび６ｄ）に対して、有機化合物ｂ）で被覆された酸化銀粒子（図６ａおよび６ｂ）の表面の画像を示す。有機化合物ｂ）で被覆された酸化銀粒子は凝集する傾向が小さいことが明白である。図６ａおよび６ｃの画像は光学顕微鏡で記録し、一方、図６ｂおよび６ｄの画像は走査電子顕微鏡で記録した。光学顕微鏡写真の分解能は１：５００であり、一方、走査電子顕微鏡の分解能は１：１，０００である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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