本公開涉及一種接合用糊、接合體以及接合體的制造方法。
背景技術：
1、以往，作為用于將金屬構件彼此、金屬構件與半導體元件、金屬構件與發光二極管(light?emitting?diode，led)元件等加以接著的接合材，一直使用焊料。近年來，在下一代功率電子學的技術領域中，要求能夠高溫運行的sic等的器件。作為用于制造此種器件的接合材，就高溫驅動可靠性的觀點來說，要求焊料的替代材料，例如，如專利文獻1～專利文獻3所示，提出有一種使用了具有燒結性的金屬粒子的接合用糊等接合材。
2、專利文獻1中公開了一種接合材，所述接合材包含：被胺包覆的金屬納米粒子、以及作為直鏈的烷基胺或烷醇胺的胺。專利文獻2中公開了使用包含平均粒徑為20nm～500nm的銀粒子、烷醇胺類、以及溶媒的導電性接著劑作為接合材的技術。專利文獻3中公開了一種接合用組合物，其包含銅粉、液體介質及還原劑，還原劑具有至少一個氨基及多個羥基。
3、現有技術文獻
4、專利文獻
5、專利文獻1：日本專利特開2014-214357號公報
6、專利文獻2：日本專利特開2022-117824號公報
7、專利文獻3：國際公開第2020-032161號
技術實現思路
1、發明所要解決的問題
2、作為使用此種接合材的接合工藝，有在無加壓下進行的方法(以下稱為無加壓接合)、在加壓下進行的方法(以下稱為加壓接合)。加壓接合對減少孔洞有效，抑制以孔洞為起點的裂紋，因此具有接合強度及冷熱循環特性優異的優點。但是，加壓接合需要專用設備，進而要接合的對象必須能夠耐受加壓環境，接合對象或用途被限定。因此，要求在無加壓接合中減少孔洞，提高接合強度及冷熱循環特性。
3、另一方面，近年來，半導體元件的大面積化不斷發展，但已知元件越為大面積，內部的氣體等越難脫離，有容易產生孔洞的傾向。另外，si或sic元件的線膨脹系數與銀粒子及作為基材使用的銅的線膨脹系數之差非常大，在冷熱循環時，在包含銅基材/銀粒子的接合層/si元件的層間產生應變，有產生裂紋、冷熱循環特性容易下降的傾向。進而，sic元件為與si元件相同程度的線膨脹系數，但由于與si元件相比硬度高，因此與si元件相比，在冷熱循環時的應變大，有接合層容易產生裂紋的傾向。即，近年來關于提高sic半導體元件的接合強度及冷熱循環特性的要求等級越來越高。
4、但是，專利文獻1中記載的發明是使用包含銀粒子以及三乙醇胺等烷醇胺的接合材，對面積小的銅元件進行加壓接合，而無法解決無加壓接合且大面積sic元件的接合強度與冷熱循環特性的課題。另外，專利文獻2中記載的發明是使用包含銀粒子以及二甘醇胺等烷醇胺的接合材，對面積小的si元件進行無加壓接合，而無法解決大面積sic元件的接合強度與冷熱循環特性的課題。進而，專利文獻3中記載的發明是使用包含銅粒子以及烷醇胺的接合材，對面積小的銅元件進行加壓接合，但銅粒子與銀粒子相比，容易被氧化，如果被氧化，則無法表現出銅粒子的功能，因此在處理方面存在課題。特別是，在加熱至200℃左右以上的接合用途中，在加熱工序時如果存在微量的氧，則會進行氧化，因此難以抑制氧化，而無法解決無加壓接合且大面積sic元件的接合強度與冷熱循環特性的課題。此外，專利文獻3中并未記載使用銀粒子的情況。
5、因此，本公開所欲解決的課題在于提供一種接合用糊、以及使用所述接合用糊的接合體，所述接合用糊使用銀粒子，接合強度優異，抑制了伴隨冷熱循環的接合強度的下降，即使無加壓也能夠進行接合。
6、解決問題的技術手段
7、本發明人等人為了解決所述課題而反復進行了深入研究，結果完成了本公開。
8、本公開的一方式的接合用糊的特征在于含有：銀粒子(a)，平均粒徑為100nm～500nm；化合物(b)，具有選自由二級氮原子及三級氮原子所組成的群組中的至少一種氮原子，且羥基數為4以上；以及分散介質(c)。
9、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，在將銀粒子(a)的燒結溫度設為t1℃，將化合物(b)的50％重量減少溫度設為t2℃，將分散介質(c)的50％重量減少溫度設為t3℃的情況下，滿足t3＜t1＜(t2+10)。
10、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，所述t2為200℃～300℃。
11、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，所述化合物(b)具有三級氮原子。
12、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，所述化合物(b)中的三級氮原子數為1～3。
13、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，所述化合物(b)中的羥基數為4～6。
14、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，所述化合物(b)在25℃下為液狀。
15、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，以所述銀粒子(a)的質量為基準計，所述化合物(b)的含有率為0.05質量％～1.0質量％。
16、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，所述銀粒子(a)的平均粒徑為150nm～400nm。
17、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，所述分散介質(c)的沸點為250℃以上。
18、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，還含有具有兩個以上的選自由羥基、羧基及氨基所組成的群組中的至少一種官能基的碳數20～80的化合物(d)。
19、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，還含有具有一個羧基的碳數14～20的化合物(e)。
20、本公開的一方式的接合用糊的特征在于，以接合用糊的質量為基準計，所述銀粒子(a)的含有率為80質量％～95質量％。
21、本公開的一方式的接合體的特征在于，通過所述接合用糊將第一被接合部與第二被接合部接合。
22、本公開的一方式的接合體的特征在于，所述第一被接合部為無鍍敷基材。
23、本公開的一方式的接合體的特征在于，所述第二被接合部為sic。
24、本公開的一方式的接合體的制造方法是通過所述接合用糊將第一被接合部與第二被接合部接合的接合體的制造方法，其特征在于包括下述工序。
25、(1)將接合用糊涂布于第一被接合體的工序。
26、(2)在涂布了接合用糊的第一被接合部的涂布部載置第二被接合部的工序。
27、(2a)將進行了載置的層疊體加熱以進行預干燥的工序。
28、(3)將進行了載置的層疊體在無加壓環境下燒結的工序。
29、發明的效果
30、根據本發明，可提供一種接合用糊、以及使用所述接合用糊的接合體，所述接合用糊使用銀粒子，所接合的部位的接合強度高，抑制了伴隨冷熱循環的接合強度的下降，即使無加壓也能夠進行接合。由此，即使在無加壓地接合面積大的sic元件的情況下，也可發揮優異的接合強度與冷熱循環特性。
1.一種接合用糊，含有：
2.根據權利要求1所述的接合用糊，其中在將銀粒子(a)的燒結溫度設為t1℃，將化合物(b)的50％重量減少溫度設為t2℃，將分散介質(c)的50％重量減少溫度設為t3℃的情況下，滿足t3＜t1＜(t2+10)。
3.根據權利要求2所述的接合用糊，其中所述t2為200℃～300℃。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的接合用糊，其中所述化合物(b)具有三級氮原子。
5.根據權利要求4所述的接合用糊，其中所述化合物(b)中的三級氮原子數為2～3。
6.根據權利要求1至3中任一項所述的接合用糊，其中所述化合物(b)中的羥基數為4～6。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的接合用糊，其中所述化合物(b)在25℃下為液狀。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的接合用糊，其中以所述銀粒子(a)的質量為基準計，所述化合物(b)的含有率為0.05質量％～1.0質量％。
9.根據權利要求1至3中任一項所述的接合用糊，其中所述銀粒子(a)的平均粒徑為150nm～400nm。
10.根據權利要求1至3中任一項所述的接合用糊，其中所述分散介質(c)的沸點為250℃以上。
11.根據權利要求1至3中任一項所述的接合用糊，還含有具有兩個以上的選自由羥基、羧基及氨基所組成的群組中的至少一種官能基的碳數20～80的化合物(d)。
12.根據權利要求1至3中任一項所述的接合用糊，還含有具有一個羧基的碳數14～20的化合物(e)。
13.根據權利要求1至3中任一項所述的接合用糊，其中以接合用糊的質量為基準計，所述銀粒子(a)的含有率為80質量％～95質量％。
14.一種接合體，通過如權利要求1至3中任一項所述的接合用糊將第一被接合部與第二被接合部接合而成。
15.根據權利要求14所述的接合體，其中所述第一被接合部為無鍍敷基材。
16.根據權利要求14所述的接合體，其中所述第二被接合部為sic。
17.一種接合體的制造方法，是通過如權利要求1至3中任一項所述的接合用糊將第一被接合部與第二被接合部接合而成的接合體的制造方法，其特征在于包括下述工序：