專利名稱：用于接觸電子元件的接觸件和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燒結(jié)預(yù)成型制品和使用該燒結(jié)預(yù)成型制品連接至少兩個元件的方法。
背景技術(shù)：
在電力電子學(xué)領(lǐng)域中，對于至少兩個元件的連接具有特殊要求，例如使基板與電子元件相連接，電子元件諸如為LED或非常薄的硅芯片，這些電子元件具有較高的壓力和溫度敏感度。由于上述原因，基板與這樣的壓力和溫度敏感的元件通常使用粘接方法進行連接。適宜的導(dǎo)電膠中通常含有銀顆粒、熱固性聚合物和反應(yīng)性稀釋劑。然而這種粘接技術(shù)具有以下缺點，即，由此形成基板和元件之間的接觸位置僅具有不充分的導(dǎo)熱性以及導(dǎo)電性。為了解決上述問題，建議使元件與基板通過燒結(jié)處理而連接在一起。在這種燒結(jié)方法中，通常采用膏體，該膏體由待燒結(jié)的金屬粉末和溶劑構(gòu)成。對此，文獻DE 34 14 065C2公開了 (i)在電子元件或基板的連接表面上涂覆上上述膏體；(ii)將元件組裝在基板上，其中，膏體設(shè)置于元件和基板之間；(iii)將溶劑從如此制成的復(fù)合結(jié)構(gòu)中除去；(iv)對該復(fù)合結(jié)構(gòu)進行燒結(jié)處理。采用上述燒結(jié)方法實現(xiàn)了電子元件與基板的可靠連接。然而其缺點在于，先制成由電子元件和基板構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，之后才將溶劑除去。因為在該復(fù)合結(jié)構(gòu)中，含有溶劑的膏體已經(jīng)與電子元件和基板的待連接表面形成接觸，所以不能實現(xiàn)簡單而快速的排氣，從而使復(fù)合結(jié)構(gòu)必須經(jīng)過長時間的干燥處理。為了解決上述問題，根據(jù)EP 0 242公開的方案將膏體涂覆在電子元件或基板的待連接表面上，然后直接進行干燥處理。在干燥之后，再將元件安裝在基板上，其中， 干燥后的膏體設(shè)置于電子元件和基板之間。接下來，再對由此制成的復(fù)合結(jié)構(gòu)進行燒結(jié)處理。DE 10 2004 019 567B3公開了上述方法的一種擴展方案。這里建議將膏體作為涂層涂覆在載體薄膜上，并且進行干燥處理。然后，在由干燥后的膏體構(gòu)成的涂層上安裝一個或多個元件。接下來，對由元件、干燥后的膏體涂層和載體薄膜構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)進行壓力沖擊，從而提高干燥后的膏體和元件之間的粘合力，由此使干燥后的膏體粘合在元件上，并由此能夠從載體薄膜上取下。之后，可以使元件通過干燥后的膏體在基板上定位，對由基板、 元件和置于二者之間的經(jīng)干燥的膏體涂層構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)進行燒結(jié)處理。從經(jīng)濟的角度看，上述方法是具有優(yōu)勢的，因為該方法實現(xiàn)了多個元件的合理的、 至少部分同時進行的操作，以及還實現(xiàn)了燒結(jié)涂層的結(jié)構(gòu)化設(shè)計。然而其缺點在于，這種燒結(jié)方法與其它慣用的燒結(jié)方法一樣，或者需要較高的過程壓力(例如大于30MPa)，或者需要較高的過程溫度(高于250°C )。這些條件通常導(dǎo)致待連接元件的損壞，進而慣用的燒結(jié)方法在許多應(yīng)用情況中都被排除。DE 10 2007 046 901A1公開了一種燒結(jié)技術(shù)，通過該燒結(jié)技術(shù)實現(xiàn)了構(gòu)成用于電力電子學(xué)領(lǐng)域的非常良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱的連接層。在這種燒結(jié)方法中采用金屬膏，除了酒精溶劑之外，該金屬膏還含有銀化合物，該銀化合物在300°C的條件下分解出銀元素。該金屬膏使過程壓力減小到小于3bar，而且過程溫度降低到低于250°C。該燒結(jié)技術(shù)在基板與壓力和溫度敏感的元件的連接過程中實現(xiàn)了較大的質(zhì)量飛躍。當(dāng)然，對于許多的應(yīng)用情況一直期望能夠使過程溫度進一步降低。由此使待連接元件的負(fù)載更小，以及因此使用于電力電子領(lǐng)域的元件的質(zhì)量進一步提高。此外，在進一步降低過程溫度的 同時，還顯著地節(jié)省能源成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于連接至少兩個元件的方法，該方法實現(xiàn)了對于多個元件過程經(jīng)濟而具有優(yōu)勢的、至少部分同時進行的操作，實現(xiàn)了燒結(jié)涂層的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，以及實現(xiàn)了將燒結(jié)溫度降低至低于250°C。上述目的通過用于連接至少兩個元件的方法來實現(xiàn)，該方法中(i)制備燒結(jié)預(yù)成型制品，其包括具有表面的載體，該表面具有至少一個結(jié)構(gòu)部件，該結(jié)構(gòu)部件含有強化的膏體，其中，該強化的膏體含有(a)金屬顆粒，該金屬顆粒具有涂層，該涂層含有至少一種有機化合物；以及(b)至少一種燒結(jié)助劑，該燒結(jié)助劑選自組 (bl)有機過氧化物、(b2)無機過氧化物、(b3)無機酸、(b4)具有1-4個碳原子的有機酸的鹽、(b5)具有1-4個碳原子的有機酸的酯以及(b6)羰基絡(luò)合物；并且前述載體的具有強化膏體的表面與該膏體的成分不發(fā)生反應(yīng)。(ii)至少使第一元件設(shè)有一待連接表面，使第二元件設(shè)有一待連接表面；(iii)使燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的至少一個結(jié)構(gòu)部件與第一元件的待連接表面相接觸，以獲得由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)，該組裝結(jié)構(gòu)與載體相接觸；(iv)使該由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)與載體分離；(ν)使第二元件的待連接表面與所述由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)的至少一個結(jié)構(gòu)部件相接觸，以獲得由第一元件、第二元件以及于二者之間設(shè)置的結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)；并且(vi)對該燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)進行燒結(jié)處理。在前述方法中采用一種燒結(jié)預(yù)成型制品，其包括具有表面的載體，該表面具有至少一個結(jié)構(gòu)部件，該結(jié)構(gòu)部件含有強化的膏體，其特征在于，該強化的膏體含有(a)金屬顆粒，該金屬顆粒具有涂層，該涂層含有至少一種有機化合物；以及(b)至少一種燒結(jié)助劑，該燒結(jié)助劑選自組(bl)有機過氧化物、(b2)無機過氧化物、(b3)無機酸、(b4)具有1-4個碳原子的有機酸的鹽、(b5)具有1-4個碳原子的有機酸的酯以及(b6)羰基絡(luò)合物；并且前述載體的具有強化膏體的表面與該膏體的成分不發(fā)生反應(yīng)。在本發(fā)明的方法中，使至少兩個元件彼此連接。優(yōu)選使多個元件相鄰地、例如于一個平面中固定在另一元件上。對于元件的定義并不受限制。廣義上說，元件可以理解為能夠彼此相互連接的物體。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，一方面待連接的元件指的是電子元件，另一方面待連接的元件指的是基板根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，根據(jù)本發(fā)明，通過采用本發(fā)明燒結(jié)預(yù)成型制品的方法，使多個電子元件相鄰地、例如于一個平面中固定在一塊基板上。一般情況下，電子元件理解為可以是電子組裝結(jié)構(gòu)的一部分。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，電子元件理解為是不可進一步拆分的零件，該零件可以用作是電路的構(gòu)件。電子元件例如可以為主動元件和被動元件。根據(jù)特別的實施方案，電子元件可以用于電力電子學(xué)領(lǐng)域中。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，電子元件選自組二極管(例如LEDs (Light Emitting Diodes，發(fā)光二極管))、晶體管(例如 IGBTs (Insulated-Gate Bipolar Transistors，絕緣柵雙極晶體管))、集成電路、半導(dǎo)體芯片、裸芯片(Dies)、電阻器、感應(yīng)器、電容器、線圈和散熱器。一般情況下，基板理解為可以與電子元件連接的實體。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案， 基板選自組引線框架、DCB基板(直接銅鍵合基板)和陶瓷基板。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，以下由電子元件和基板組成的組對可以彼此連接 LED/引線框架、LED/陶瓷基板、Die/引線框架、Die/陶瓷基板、IGBT/引線框架、IGBT/陶瓷基板、IGBT/DCB基板、集成電路/引線框架、集成電路/陶瓷基板、集成電路/DCB基板、 感應(yīng)器/引線框架、感應(yīng)器/陶瓷基板、散熱器(優(yōu)選銅或鋁散熱器)/DCB、散熱器(優(yōu)選銅或鋁散熱器)/陶瓷基板、散熱器/引線框架、電容器(優(yōu)選鉭電容，優(yōu)選在非儲能狀態(tài) (in ungehaustem Zustand)下)/弓I線框架。待連接元件可以分別包括至少一個金屬化層。金屬化層例如可以具有純金屬或金屬合金。如果金屬化層具有純金屬，那么該純金屬選自組銅、銀、金、鈀和鉬。如果金屬化層具有金屬合金，那么該金屬合金優(yōu)選含有以下至少一種金屬銀、金、鎳、鈀和鉬。金屬化層還可以具有多層結(jié)構(gòu)。根據(jù)另一個優(yōu)選實施方案，金屬化層還含有玻璃。根據(jù)本發(fā)明，至少兩個元件的連接可以理解為第一元件在第二元件上的固定。在本文中，“在……上(auf) ”僅指第一元件的表面與第二元件的表面相連接，其中，并沒有涉及到兩個元件的相對位置、或含有至少兩個元件的組裝結(jié)構(gòu)的相對位置。對于本發(fā)明的方法，首先提供一種燒結(jié)預(yù)成型制品。廣義上說，燒結(jié)預(yù)成型制品可以理解為這樣一種組裝結(jié)構(gòu)，通過其可以以簡單的方式在兩個元件的表面上施加一種膏體，這種膏體應(yīng)用于本發(fā)明的燒結(jié)方法。這種燒結(jié)預(yù)成型制品包括具有表面的載體，該表面具有至少一個結(jié)構(gòu)部件，該結(jié)構(gòu)部件含有強化的膏體。載體的表面由這樣的材料構(gòu)成，該材料相對于膏體的成分以及膏體本身不發(fā)生反應(yīng)，特別具有化學(xué)惰性。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，載體表面的材料是不發(fā)生反應(yīng)的，也就是不具有可燒結(jié)性。若使載體表面的材料不具有可燒結(jié)性，那么這樣構(gòu)成，即，在載體表面的材料和膏體中所含的金屬顆粒之間不發(fā)生擴散過程。相應(yīng)地優(yōu)選，在25°C和1013hPa的條件下，于載體表面材料和膏體成分之間不產(chǎn)生相互作用，由此不需要用于容納膏體的載體以及用于燒結(jié)過程的膏體。此外，載體表面可以由這樣的材料構(gòu)成，該材料使強化的膏體便于從載體處脫落。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，載體表面的材料設(shè)計成在載體表面的材料和膏體中所含的金屬顆粒之間不發(fā)生擴散過程，但是在載體表面的材料和強化的膏體之間產(chǎn)生相互粘附作用。由于載體表面材料相對于膏體的成分以及膏體本身不發(fā)生反應(yīng)，所以確保了，在進行本發(fā)明方法的過程中，由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)便于從載體上脫落。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，載體選自組非金屬材料、金屬陶瓷和在表面具有氧化層的金屬材料。作為非金屬材料，特別可以采用聚合物、玻璃和非金屬陶瓷。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，載體由聚酯、聚酰亞胺或聚醚砜制成。金屬陶瓷可以理解為含有至少一種金屬的陶瓷。例如用于載體的金屬陶瓷可以采用氧化鋁陶瓷。在表面具有氧化層的金屬材料優(yōu)選為能夠在大氣氧氣中鈍化的金屬。對此特別采用鋁、鎳和鐵。根據(jù)本發(fā)明，該載體具有表面，該表面具有至少一個結(jié)構(gòu)部件，該結(jié)構(gòu)部件含有強化的膏體。根據(jù)本發(fā)明，該至少一個結(jié)構(gòu)部件位于載體的表面上。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，該載體具有表面，該表面具有多個結(jié)構(gòu)部件，這些結(jié)構(gòu)部件含有強化的膏體。多個結(jié)構(gòu)部件根據(jù)限定條件而具有一定的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)部件可以具有相同或不同的幾何形狀。此外，各個結(jié)構(gòu)部件還可以均勻或不均勻設(shè)置。優(yōu)選，結(jié)構(gòu)部件在載體上間隔地相鄰設(shè)置，即設(shè)置在一個平面上。結(jié)構(gòu)部件的數(shù)量和幾何形狀以及結(jié)構(gòu)部件在載體上的組裝結(jié)構(gòu)沒有其它限制。然而優(yōu)選，結(jié)構(gòu)部件的數(shù)量和幾何形狀以及結(jié)構(gòu)部件在載體上的組裝結(jié)構(gòu)可以這樣選擇使由結(jié)構(gòu)部件生成的式樣對應(yīng)于這樣的式樣，即，通過該式樣，使例如在一個平面上各個相鄰的元件可以固定在另一個元件上。例如，可以使多個電子元件、例如半導(dǎo)體芯片與一塊基板、例如引線框架相連接。 通常情況下，這種引線框架具有接觸位置，這些接觸位置設(shè)置用于與半導(dǎo)體芯片形成連接。 在這種情況下，燒結(jié)預(yù)成型制品可以這樣設(shè)計，即，使含有強化膏體的結(jié)構(gòu)部件在載體的表面上設(shè)置成一種式樣，該式樣對應(yīng)于引線框架上的接觸位置的式樣。這種結(jié)構(gòu)部件在載體上的組裝結(jié)構(gòu)確保實現(xiàn)了，使接下來與半導(dǎo)體芯片組裝在一起的結(jié)構(gòu)部件能夠轉(zhuǎn)載至引線框架的接觸位置上，并且使半導(dǎo)體芯片位于引線框架上的對應(yīng)于該半導(dǎo)體芯片的接觸位置上。位于載體表面上的結(jié)構(gòu)部件含有強化的膏體。膏體這樣設(shè)計，即，在低于250°C的溫度條件下膏體能夠?qū)崿F(xiàn)元件的穩(wěn)定連接。本發(fā)明所采用的膏體含有金屬顆粒(a)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，金屬顆粒不僅限于純金屬顆粒。而是，金屬顆粒還可以包括所有含金屬成分的顆粒。這樣金屬成分優(yōu)選相對于金屬顆粒的重量占有至少50重量百分比，還更優(yōu)選占有至少70重量百分比，特別優(yōu)選至少90重量百分比，以及尤其特別優(yōu)選至少95重量百分比。特別地，金屬顆粒的概念還指的是由金屬合金構(gòu)成的顆粒，或金屬間相的顆粒。此外，金屬顆粒還包括這樣的顆粒，即，該顆粒含有至少兩層，該至少兩層可以具有不同的金屬、金屬合金或金屬間相。對此，這樣的金屬顆粒還可以指的是相同或不同的金屬顆粒。特別是，在膏體中可以含有不同金屬顆粒的混合物。 在本發(fā)明的范圍內(nèi)，金屬的概念指的是這樣一種元素，該元素在元素周期表中與硼處于相同周期、而且在硼的左邊，與硅處于相同周期、而且在硅的左邊，與鍺處于相同周期、而且在鍺的左邊，以及與銻處于相同周期、而且在銻的左邊；還指的是原子量大于55的所有元素。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，膏體含有金屬顆粒，該金屬顆粒的純度為至少95 重量百分比，還優(yōu)選至少98重量百分比，更優(yōu)選至少99重量百分比，以及尤其優(yōu)選至少 99. 9重量百分比。根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，金屬選自組銅、銀、鎳和鋁。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，金屬為銀或銅。根據(jù)一個更優(yōu)選的實施方案，金屬為銀。如果本發(fā)明采用的膏體含具有金屬合金的金屬顆粒，那么該金屬合金優(yōu)選含有以下至少一種金屬鋁、鎳、銅、銀、金、鈀和鉬。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，金屬合金包括以下至少兩種金屬鋁、鎳、銅、銀、金、鈀和鉬。而且還可以優(yōu)選，選自鋁、鎳、銅、銀、金、鈀和鉬的金屬含量占金屬合金的至少90重量百分比，還優(yōu)選至少95重量百分比，特別優(yōu)選至少 99重量百分比，以及尤其特別優(yōu)選100重量百分比。這種合金例如可以是這樣的合金，該合金含有銅和銀；銅、銀和金；銅和金；銀和金；銀和鈀；鉬和鈀；或，鎳和鈀。如果本發(fā)明的膏體含有包括至少兩層的金屬顆粒，該至少兩層具有不同的金屬、 金屬合金或金屬間相，那么在此優(yōu)選，由金屬、金屬合金或金屬間相構(gòu)成的顆粒含有至少一種以下金屬鋁、鎳、銅、銀、金、鈀和鉬，其中，使顆粒被材料不同的涂層包圍，涂層的材料由金屬、金屬合金或金屬間相構(gòu)成，涂層的材料含有至少一種以下金屬鋁、鎳、銅、銀、金、鈀和鉬。還特別優(yōu)選采用鍍銀的銅顆粒。金屬顆?？梢跃哂胁煌Y(jié)構(gòu)。例如，金屬顆?？梢跃哂衅瑺罨蚯蛐?球狀)結(jié)構(gòu)。 根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，金屬顆粒具有片狀結(jié)構(gòu)。然而并不排除，所采用的金屬顆粒中以其次的比例還可以具有其它形狀。但是優(yōu)選，至少70重量百分比、還優(yōu)選至少80重量百分比、更優(yōu)選至少90重量百分比、或100重量百分比的顆粒具有片狀結(jié)構(gòu)。如果金屬顆粒具有球形結(jié)構(gòu)，那么金屬顆粒的平均粒徑優(yōu)選為0. 1-20 μ m，更優(yōu)選為1-15 μ m,以及尤其優(yōu)選2-10 μ m。根據(jù)本發(fā)明，平均粒徑可以理解為至少百分之90的顆粒具有在給定的范圍內(nèi)的粒徑。例如，平均粒徑為0. 1-20 μ m表示至少百分之90的顆粒的粒徑都在0. 1-20 μ m的范圍內(nèi)，而少于百分之10的顆粒的粒徑小于0. Iym或大于20μπι。根據(jù)本發(fā)明，金屬顆粒具有涂層。根據(jù)本發(fā)明，顆粒的涂層可以理解為在顆粒表面上的粘附層。根據(jù)本發(fā)明，粘附層指的是不會由于引力作用而脫離金屬顆粒的涂層。根據(jù)本發(fā)明，金屬顆粒的涂層含有至少一種涂層化合物。該至少一種涂層化合物是有機化合物。該至少一種涂層化合物優(yōu)選指的是以下化合物中的一種脂肪酸、脂肪酸鹽和脂肪酸酯。該涂層化合物應(yīng)該防止膏體中含有的金屬顆粒的凝聚，并且使膏體穩(wěn)定。本發(fā)明采用的涂層化合物優(yōu)選選自組飽和化合物、單不飽和化合物、多不飽和化合物以及它們的混合物。此外，還優(yōu)選涂層化合物選自組支鏈支鏈型化合物、直線型化合物以及它們的混合物。涂層化合物優(yōu)選具有8-28、還優(yōu)選12-24以及特別優(yōu)選12_18個碳原子。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，涂層化合物指的是單脂肪酸，單脂肪酸鹽，單脂肪酸酯以及它們的混合物。作為脂肪酸鹽優(yōu)選這樣的鹽，該鹽的陰離子成分是去質(zhì)子的脂肪酸，該鹽的陽離子成分選自組銨離子、單烴基銨離子(Monoal kylammoniumionen)、二烴基銨離子 (Dialkylammoniumionen)、三烴基銨離子(Trialkylammoniumionen)、鋰離子、鈉離子、鉀離子、銅離子和鋁離子。優(yōu)選脂肪酸酯從相應(yīng)的脂肪酸中衍生出來，其中，酸單體的羥基被烷基、特別是甲基、乙基、丙基或丁基代替。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，至少一種涂層化合物選自組羊脂酸(辛酸)、羊蠟酸 (癸酸)、月桂酸(十二烷酸)、肉豆蔻酸(十四烷酸)、棕櫚酸(十六烷酸)、硬脂酸(十八烷酸)、它們的混合物、以及對應(yīng)的酯和鹽及其混合物。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，至少一種涂層化合物選自組月桂酸(十二烷酸)、硬脂酸(十八烷酸)、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鋁、硬脂酸銅，棕櫚酸鈉和棕櫚酸鉀。本發(fā)明所采用的金屬顆粒均為市售。本發(fā)明所采用的涂層化合物可以通過慣用的和現(xiàn)有技術(shù)的方法涂覆在金屬顆粒的表面上。例如實現(xiàn)了，該涂層化合物、特別是上述硬脂酸或棕櫚酸酯在溶劑中懸浮，并且使懸浮的涂層化合物在球磨機中通過金屬顆粒進行研磨。研磨之后，對用涂層化合物涂層的金屬顆粒進行干燥，接著進行除塵。優(yōu)選至少一種涂層化合物的成分選自組脂肪酸、脂肪酸鹽和脂肪酸酯，該涂層化合物相對于涂層總重量占有至少80重量百分比，還優(yōu)選至少90重量百分比，特別優(yōu)選至少 95重量百分比，尤其特別優(yōu)選至少99重量百分比以及特別是100重量百分比。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，涂層化合物的含量相對于被涂層的金屬顆粒的重量占有0. 05-3重量百分比，還優(yōu)選0. 07-2. 5重量百分比以及特別優(yōu)選0. 1-2. 2重量百分比?！巴繉佣?Coatinggrad) ”定義為涂層化合物質(zhì)量與金屬顆粒表面積的比值，該涂層度優(yōu)選為每平方米(m2)金屬顆粒表面的涂層化合物的質(zhì)量是0.00005-0. 03g，更優(yōu)選是 0. 0001-0. 02g 以及還更優(yōu)選是 0. 0005-0. 02g。根據(jù)本發(fā)明，膏體含有至少一種燒結(jié)助劑。該燒結(jié)助劑優(yōu)選能夠確保在低于250°C 的條件下進行燒結(jié)的同時還實現(xiàn)涂層化合物的燃盡，從而在低于250°C的條件下實現(xiàn)燒結(jié)。 特別適宜的燒結(jié)助劑確保在低于250°C的條件下或者直接、或者間接地通過中間形成的化合物而實現(xiàn)涂層化合物的燃盡。根據(jù)本發(fā)明，燒結(jié)助劑選自組(bl)有機過氧化物、(b2)無機過氧化物、(b3)無機酸、(b4)具有1-4個碳原子的有機酸的鹽、(b5)具有1-4個碳原子的有機酸的酯以及(b6)
羰基絡(luò)合物。根據(jù)一個實施方案，作為燒結(jié)助劑所采用的有機過氧化物(bl)、無機過氧化物 (b2)和無機酸(b3)均為氧化劑。氧化劑可以理解為這樣的物質(zhì)，S卩，其能夠氧化其它的物質(zhì)并且由此自身還原。氧化劑可以吸收電子，因此氧化劑還是電子受體。優(yōu)選根據(jù)一個實施方案，燒結(jié)助劑還是氧傳遞體。因此指的是一種可以釋放氧氣的物質(zhì)。該化合物可以用作燒結(jié)助劑，這是因為，該化合物含有至少一個氧原子，以及膏體的金屬顆粒上的涂層化合物的燃燒可以在低于250°C 的條件下進行。(bl)有機過氧化物、(b2)無機過氧化物和(b3)無機酸可以用作燒結(jié)助劑的適用性源于這樣的事實，即，如果對膏體中含有的顆粒優(yōu)選用脂肪酸進行涂層，那么對于采用該膏體的元件的燒結(jié)是有利的。如果金屬顆粒沒有涂層，那么金屬顆粒就會在金屬膏體中凝聚，而且在燒結(jié)過程的早期階段會產(chǎn)生金屬顆粒的聚集。由此常導(dǎo)致待連接元件之間的不均勻的接觸位置。令人意想不到的是，涂層的金屬顆粒竟然還可以將燒結(jié)溫度降低到低于250°C。只要在金屬顆粒表面上具有涂層化合物，那么一方面避免了金屬顆粒的凝聚。另一方面還使金屬顆粒的表面不用于燒結(jié)過程，從而使金屬顆粒不會進行燒結(jié)。在傳統(tǒng)的燒結(jié)方法中，在燒結(jié)過程中通常用于燒結(jié)的溫度遠(yuǎn)高于250°C的情況下， 涂層化合物才會燃盡。在涂層化合物燃盡之后才得到用于燒結(jié)過程的金屬顆粒的表面。因此，采用傳統(tǒng)的涂層的金屬顆粒在溫度遠(yuǎn)高于250°C的情況下才能實現(xiàn)燒結(jié)過程。令人意想不到的是，(bl)有機過氧化物、(b2)無機過氧化物和(b3)無機酸確保在溫度低于250°C的條件下實現(xiàn)涂層化合物的燃盡。這些燒結(jié)助劑指的是含氧的氧化劑，該氧化劑確保在溫度低于250°C的條件下除去殘留在金屬顆粒上的涂層化合物。因此，在在溫度低于250°C的條件下得到用于燒結(jié)過程的金屬顆粒的表面。同樣令人意想不到的是，盡管使涂層化合物能夠在低于250°C的條件下燃盡，這并不會導(dǎo)致金屬顆粒的凝聚，而且形成了待連接元件之間的均勻穩(wěn)定的連接位置。此外還令人意想不到的是，位于涂層以下的金屬顆粒表面通常一部分會氧化。這樣的金屬氧化層對于燒結(jié)所需的擴散過程產(chǎn)生影響，并因此而使擴散過程變緩。出于這種原因，在燒結(jié)過程中，表面氧化的金屬顆粒在傳統(tǒng)的方式下必須使用遠(yuǎn)高于250°C的過程溫度條件。根據(jù)本發(fā)明，在涂層化合物燃盡的過程中另外還生成一氧化碳。在燒結(jié)過程中釋放的一氧化碳是一種還原劑，并且作為還原劑能夠使金屬顆粒表面上的金屬氧化物還原。 金屬氧化物的除去確保實現(xiàn)無障礙的擴散，并由此實現(xiàn)擴散速度的提高。此外，在金屬氧化物的還原過程中還就地產(chǎn)生活性金屬，這樣的活性金屬進一步利于燒結(jié)過程。此外，在燒結(jié)過程中還原的金屬能夠填充金屬顆粒的金屬原子之間的空隙，并且使待連接元件之間的接觸位置的孔隙度顯著降低。由此實現(xiàn)非常穩(wěn)定的、并具有導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性的接觸位置。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，(bl)有機過氧化物可以理解為這樣的化合物，該化合物含有過氧化陰離子O22-或過氧化基-0-0-、以及至少一種有機殘基，該有機殘基直接與過氧化基相連。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，只要存在至少一種直接與過氧化基相連的有機殘基，有機過氧化物由此還可以含有無機殘基，該無機殘基直接與過氧化基相連。這種連接優(yōu)選為共價性質(zhì)的連接。有機殘基優(yōu)選可以理解為，其含有至少一個碳原子，其中，該碳原子直接與過氧化基相連，優(yōu)選通過共價鍵與過氧化基相連。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，本發(fā)明采用的有機過氧化物指的是氫過氧化物以及過氧羧酸和過氧羧酸鹽。過氧羧酸從羧酸衍生而來，其中優(yōu)選，羧酸單元的羥基被過氧化羥基代替。氫過氧化物反過來又形式上來自醚和醇，其中，使烷基、烯基或芳基彼此相連的氧橋， 或與氫原子相連的氧橋，被過氧化基代替。本發(fā)明所采用的有機過氧化物具有至少一個過氧化基。由此該有機過氧化物還可以具有兩個或多個過氧化基。
在本發(fā)明采用的有機過氧化物中，有機殘基可以是相同或不同的。有機殘基可以本身攜帶雜原子。在這種情況下，雜原子優(yōu)選為氧原子、氮原子或鹵素原子。如果有機殘基含有鹵素原子，那么優(yōu)選為氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。該雜原子可以是一個功能基團的一部分。作為功能基團優(yōu)選采用羧基基團、酯基、酮基、醛基、羥基、氨基、酰胺基、偶氮基、亞胺基、腈基或氰基基團。有機過氧化物的有機殘基優(yōu)選具有1-20、更優(yōu)選2-15以及還更優(yōu)選2_10個碳原子。有機殘基可以是支鏈支鏈型或直線型。有機殘基還可以指的是脂肪基團或芳香基團。在采用脂肪基的情況下，有機殘基還可以具有環(huán)狀殘基。環(huán)狀殘基的環(huán)優(yōu)選由4-8 個原子構(gòu)成，其中，原子可以優(yōu)選為碳原子。然而，環(huán)狀殘基的環(huán)還可以含有雜原子，優(yōu)選含有一個或多個氮原子或氧原子。在采用芳香基的情況下，有機殘基可以具有芳香基團，該芳香基團優(yōu)選具有5或6 個碳原子。有機殘基可以是飽和或不飽和的。因此，在有機殘基中可以含有多重化合鍵、優(yōu)選含有雙鍵、但也可以是三鍵。有機過氧化物還可以含有至少一個無機殘基，該無機殘基直接與過氧化基團連接。根據(jù)本發(fā)明，無機殘基可以理解為，其與有機過氧化物的過氧化基團連接，其中， 該連接不是通過碳原子來實現(xiàn)。無機殘基與有機過氧化物的過氧化基團的連接原理上可以通過除了碳原子以外的所有原子來實現(xiàn)。該連接優(yōu)選通過氫原子或雜原子來實現(xiàn)。作為雜原子可以優(yōu)選金屬原子或氮原子。如果雜原子直接與過氧化基團連接，那么雜原子可以是這樣的殘基的一部分，該殘基除了含有雜原子還含有其它原子。其它原子可以優(yōu)選指的是碳原子、氫原子或其它雜原子。作為其它雜原子可以優(yōu)選氮原子、氧原子、磷原子和鹵素原子，鹵素原子諸如為氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。作為能夠直接與過氧化基團連接的金屬原子優(yōu)選元素周期表中的第一、第二和第三組金屬。因此根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，使鋰原子、鈉原子、鉀原子、鈹原子、鎂原子、鈣原子、鍶原子、硼原子或鋁原子與過氧化基團連接。通過雜原子與過氧化基團連接的無機殘基可以優(yōu)選是銨基。還可以優(yōu)選，使銨基的一個或多個氫原子被有機或無機殘基替換。優(yōu)選銨基的一個或多個氫原子被烷基基團代替。該烷基基團可以是支鏈型或直線型，但是優(yōu)選為直線型。代替銨基的一個或多個氫原子的烷基優(yōu)選具有1-10、更優(yōu)選1-6以及還更優(yōu)選1-4個碳原子。代替銨基的一個或多個氫原子的烷基基團可以是相同或不同的。
優(yōu)選無機殘基是銨基、單甲基銨基、二甲基銨基、三甲基銨基、單乙基銨基、二乙基銨基、三乙基銨基、單丙基銨基、二丙基銨基、三丙基銨基、單異丙基銨基、二異丙基銨基、三異丙基銨基、單丁基銨基、二丁基銨基和三丁基銨基。本 發(fā)明采用的有機過氧化物可以是環(huán)狀有機過氧化物。特別是有機過氧化物的過氧化基團本身可以是環(huán)狀系統(tǒng)的一部分。本發(fā)明采用的有機過氧化物優(yōu)選具有低于200°C的分解溫度。然而在本文中，令人意想不到的是，分解溫度高于200°C的有機過氧化物由于金屬膏中含有的金屬而實現(xiàn)低于 200°C的分解溫度。這是由于，金屬膏中含有的金屬使有機過氧化物的分解得到催化。同樣可以優(yōu)選，本發(fā)明采用的有機過氧化物在室溫(20°C)和大氣壓(1013hPa)條件下是液體。在特別優(yōu)選的實施方案中，有機過氧化物指的是這樣一種化合物，其選自組二異丁酰基過氧化物、過氧新癸酸枯烯酯、過氧新癸酸1，1，3，3-四甲基丁酯、過氧二碳酸二正丙酯、過氧新癸酸叔戊酯、過氧二碳酸二(2-乙基己)酯、過氧新癸酸叔丁酯、過氧二碳酸二正丁酯、過氧新戊酸1，1，3，3-四甲基丁酯、過氧新庚酸叔丁酯、過氧新戊酸叔戊酯、過氧新戊酸叔丁酯、二(3，5，5_三甲基己?；?過氧化物、過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過氧異丁酸叔丁酯、1，1-二(叔丁基過氧基)-3，3，5_三甲基環(huán)己烷、1，1_ 二(叔丁基過氧基)_環(huán)己烷、過氧化_3，5，5-三甲基己酸叔丁酯、2，2- 二(叔丁基過氧基)-丁烷、過氧化異丙基碳酸叔丁酯、過氧乙酸叔丁酯、2，5_ 二甲基-2，5-二(2-乙基己?；^氧基)_己烷、過氧化-2-乙基己酸1，1，3，3-四甲基丁酯、過氧化-2-乙基己酸叔戊酯、過氧化二乙基醋酸叔丁酯、過氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、過氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、過氧苯甲酸叔丁酯、二叔戊基過氧化物、2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁基過氧基)_己烷、叔丁基枯基過氧化物、2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁基過氧基)-3-己炔、二叔丁基過氧化物、3，6，9-三乙基-3， 6，9-三甲基-1，4，7-三過氧壬烷(triperoxonan)、二異丙基苯單過氧化氫、萜烷過氧化氫、 枯烯過氧化氫、二枯基過氧化物、以及1，1，3，3-四甲基丁基過氧化氫。此外，作為燒結(jié)助劑還可以采用(b2)無機過氧化物。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，無機過氧化物可以理解為這樣的化合物，該化合物含有過氧化陰離子O22-或過氧化基-0-0-、以及純粹的無機殘基。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，無機過氧化物優(yōu)選為所有不是有機過氧化物的過氧化物。根據(jù)本發(fā)明，無機殘基指的是通過除了碳原子以外的原子直接與過氧化基團連接的基團。通過無機過氧化物的過氧化基團連接的兩個無機殘基可以是相同或不同的。通過過氧化基團的連接，優(yōu)選可以采用一個或多個氫原子和/或一個或多個雜原子來實現(xiàn)。雜原子優(yōu)選為金屬原子、硼原子或氮原子。如果雜原子直接與過氧化基團連接，那么雜原子可以是這樣的殘基的一部分，這樣的殘基除了雜原子以外還含有其它原子。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，其它原子指的是碳原子、氫原子或其它雜原子。作為其它雜原子可以優(yōu)選氮原子、氧原子、磷原子和鹵素原子， 鹵素原子特別為氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。優(yōu)選能夠直接與過氧化基團連接的金屬原子是元素周期表中的第一、第二和第三組金屬。因此可以優(yōu)選使鋰原子、鈉原子、鉀原子、鈹原子、鎂原子、鈣原子、鍶原子、硼原子或鋁原子與過氧化基團連接。
優(yōu)選地，通過雜原子與無機過氧化物的過氧化基團連接的至少一個無機殘基是銨基。如果在無機過氧化物中通過一個過氧化基團連接兩個銨基，那么這兩個銨基可以是相同或不同的?？梢詢?yōu)選，銨基殘基的一個或數(shù)個氫原子通過有機或無機基團取代。在這種情況下，優(yōu)選銨基殘基的一個或多個氫原子通過烷基代替。烷基基團可以支鏈的或直線的，但是優(yōu)選是直線型的。取代了銨基殘基的一個或多個氫原子的烷基基團具有優(yōu)選1-10個，還優(yōu)選1-6個，更優(yōu)選1-4個碳原子。取代銨基殘基的一個或多個氫原子的烷基基團可以是相同或不同的。優(yōu)選無機殘基是銨基、單甲基銨基、二甲基銨基、三甲基銨基、單乙基銨基、二乙基銨基、三乙基銨基、單丙基銨基、二丙基銨基、三丙基銨基、單異丙基銨基、二異丙基銨基、三異丙基銨基、單丁基銨基、二丁基銨基和三丁基銨基。無機過氧化物還可以是一種過硼酸鹽(Peroxoborat)。根據(jù)本發(fā)明，過硼酸鹽可以理解為至少一個氧原子被過氧化基團代替的硼酸鹽。根據(jù)本發(fā)明，硼酸鹽/酯是硼酸的鹽或酯。過硼酸鹽還可以優(yōu)選作為水合物存在。此外，過硼酸鹽還可以指的是具有環(huán)形陰離子的過氧化鹽。優(yōu)選的過硼酸鹽為過硼酸銨、過硼酸烷銨和過硼酸堿金屬鹽。根據(jù)本發(fā)明，過硼酸烷銨理解為，在該分子中，銨基單元的一個或多個氫原子被一個或多個烷基基團代替。烷基基團可以是支鏈型或直線形。優(yōu)選烷基基團具有1-10個碳原子、更優(yōu)選1-6個碳原子以及還更優(yōu)選1-4個碳原子。優(yōu)選過硼酸堿金屬鹽為過硼酸鋰、過硼酸鉀和過硼酸鈉。本發(fā)明采用的無機過氧化物優(yōu)選具有不高于200°C的分解溫度。此外，還可以優(yōu)選本發(fā)明采用的無機過氧化物在室溫(20°C )和大氣壓(1013hPa) 條件下是液體。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，作為無機過氧化物可以采用氫過氧化物、過氧化銨(Ammoniumperoxid)、單甲基過氧化銨、二甲基過氧化銨、三甲基過氧化銨、單乙基過氧化銨、二乙基過氧化銨、三乙基過氧化銨、單丙基過氧化銨、二丙基過氧化銨、三丙基過氧化銨、單異丙基過氧化銨、二異丙基過氧化銨、三異丙基過氧化銨、單丁基過氧化銨、二丁基過氧化銨和三丁基過氧化銨、過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化鎂、過氧化鈣、過氧化鋇、 過硼酸銨、過硼酸鋰、過硼酸鉀或過硼酸鈉。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，無機過氧化物指的是過氧化氫、過氧化銨、過氧化鈉和過硼酸銨。此外，作為本發(fā)明采用的膏體中含有的燒結(jié)助劑可以使用(b3)無機酸。優(yōu)選無機酸指的是含氧的無機酸。根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，作為無機酸可以采用磷酸。磷酸通常理解為是具有至少一個磷原子的無機酸。優(yōu)選，本發(fā)明作為燒結(jié)助劑所采用的磷酸可以是鄰磷酸、二磷酸、偏磷酸和多聚磷酸。根據(jù)又一個優(yōu)選的實施方案，至少一種燒結(jié)助劑 還指的是(b4)具有1-4個碳原子的有機酸的鹽、(b5)具有1-4個碳原子的有機酸的酯或(b6)羰基絡(luò)合物。這些燒結(jié)助劑顯然確保使干擾燒結(jié)過程的金屬氧化物還原，該金屬氧化物可以存在于膏體中含有的金屬顆粒的表面上。出于這樣的原因，作為燒結(jié)助劑還可以采用這樣的化合物，這些化合物在燒結(jié)過程中釋放出還原劑。還原劑優(yōu)選為一氧化碳。具有1-4個碳原子的有機酸的鹽、具有1-4個碳原子的有機酸的酯和羰基絡(luò)合物可以用作燒結(jié)助劑，因為它們顯然可以在燒結(jié)過程中釋放出一氧化碳，并由于金屬氧 化物的還原實現(xiàn)了在溫度低于250°C的條件下形成對應(yīng)的金屬，其中，金屬氧化物包含在膏體中含有的金屬顆粒的表面上。(b4)具有1-4個碳原子的有機酸的鹽、(b5)具有1-4個碳原子的有機酸的酯和 (b6)羰基絡(luò)合物能夠用作燒結(jié)助劑的適用性同理可以追溯到前述說明內(nèi)容中，對于采用膏體的元件燒結(jié)一方面優(yōu)勢在于，在膏體中含有的顆粒優(yōu)選用脂肪酸涂層，以避免顆粒的凝聚，而另一方面該涂層還導(dǎo)致，使不低于250°C的燒結(jié)溫度降低。根據(jù)該實施例采用的、可以用作燒結(jié)助劑的化合物的適用性也同理可以追溯到前述說明內(nèi)容中，位于涂層下方的金屬顆粒表面通常至少部分氧化，而這一點會對燒結(jié)所需的擴散過程產(chǎn)生影響。根據(jù)本發(fā)明，具有1-4個碳原子的有機酸的鹽、具有1-4個碳原子的有機酸的酯和羰基絡(luò)合物能夠用作燒結(jié)助劑，這是因為它們在燒結(jié)過程中能夠釋放出一氧化碳，或在它們的燃燒過程中產(chǎn)生一氧化碳。在燒結(jié)過程中釋放的一氧化碳是還原劑，并且作為還原劑能夠使位于金屬顆粒表面上的金屬氧化物還原。金屬氧化物的去除實現(xiàn)了不受妨礙的擴散，以及由此使擴散速度隨之提高。另外，在金屬氧化物的還原過程中，還就地生成活性金屬，這樣的活性金屬又進一步利于燒結(jié)過程。此外，在燒結(jié)過程中，該活性金屬可以填充位于金屬顆粒的金屬原子之間的空隙，并且由此使待連接元件之間的接觸位置的孔隙度顯著降低。由此實現(xiàn)非常穩(wěn)定的、并具有導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性的接觸位置。由于至今尚未明確的原因，具有1-4個碳原子的有機酸的鹽、具有1-4個碳原子的有機酸的酯和羰基絡(luò)合物還顯示出這樣的優(yōu)勢在銀顆粒上含有的涂層化合物的燃盡能夠在溫度低于250°C的條件下進行。由此實現(xiàn)了，在溫度低于250°C的條件下金屬顆粒的表面能夠同于燒結(jié)過程。根據(jù)本發(fā)明，作為燒結(jié)助劑可以采用(b4)具有1-4個碳原子的有機酸的鹽。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，采用這樣的有機酸鹽，其中的有機酸含有1-3個碳原子。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，有機酸是具有至少一個羧酸基團的有機化合物。該有機酸能夠用以下化學(xué)式表示R-COOH 化學(xué)式(I)其中，R表示一個有機殘基。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明，有機酸鹽是這樣的化合物，該化合物含有至少一種陰離子成分，該陰離子成分具有至少一個具有羧酸基團的單元，以一個質(zhì)子分裂出去的形式，并且該化合物具有作為陽離子成分的與質(zhì)子不同的陽離子類型。因此，有機化合物的鹽用以下化學(xué)式表示R-COOX 化學(xué)式(II)其中，X表示任一陽離子成分。根據(jù)本發(fā)明，R表示一個有機殘基，其具有1-3個碳原子。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以優(yōu)選，鹽在金屬膏中不以游離形式存在。相應(yīng)地，在本發(fā)明的一個實施方案中，作為燒結(jié)助劑采用具有1-4個碳原子的有機酸鹽，作為在本發(fā)明膏體中含有的溶劑優(yōu)選采用非質(zhì)子溶劑。具有1-4個碳原子的有機酸可以優(yōu)選為單酸或二元酸。有機酸可以是單質(zhì)子酸或多質(zhì)子酸、特別是二質(zhì)子酸。有機酸除了至少一個羧酸基團以外還可以具有至少一個其它功能的基團。這樣的功能基團例如可以是另一個羧基基團、酯基、酮基、醛基、羥基、氨基、酰胺基、亞胺基、腈基、 氰基基團或鹵素原子，鹵素原子特別為氟原子、氯原子或溴原子。有機酸除了形式上在至少一個羧酸單元的C = O-基團中存在的雙鍵以外，還含有其它的雙鍵。優(yōu)選作為燒結(jié)助劑采用由酸衍生的鹽，該酸選自組醋酸、碳酸、甲酸、乳酸和草 酸。本發(fā)明采用的鹽的陽離子成分可以優(yōu)選采用金屬陽離子。金屬陽離子優(yōu)選為對氧親和力高的金屬的陽離子。假設(shè)，在燒結(jié)過程中這樣的金屬能夠與氧鍵合，并由此這樣實現(xiàn)反應(yīng)平衡通過由燒結(jié)助劑釋放出的一氧化碳與位于金屬顆粒表面上的金屬氧化物的反應(yīng)而在產(chǎn)物一側(cè)生成二氧化碳和金屬。優(yōu)選金屬陽離子為鎂、鋁、銅(I)、銅(II)、銀(I)、銀(II)、錳(III)、鐵(II)、鐵 (III)、鈷(II)和錫(II)。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，作為燒結(jié)助劑采用的、有機酸具有1-4個碳原子的至少一種有機酸鹽選自組乙酸銅(II)、乙酸鐵(II)、乙酸錫(II)、碳酸鐵(II)、碳酸銅 (II)、甲酸鎂、甲酸鋁、甲酸鐵(II)、甲酸錫(II)、甲酸銅(II)、甲酸銀(II)、甲酸錳(III)、 乳酸銅(II)、乳酸銀(I)、草酸鐵(II)、草酸鐵(III)和草酸鈷(II)。當(dāng)然還可以根據(jù)本發(fā)明的實施方案，金屬膏作為具有1-4個碳原子的有機酸的鹽含有銅、銀、金、鎳、鈀或鉬的碳酸鹽、乳酸鹽或甲酸鹽，特別含有碳酸銀、乳酸銀、甲酸銀或乳酸銅。根據(jù)本發(fā)明，作為燒結(jié)助劑還可以采用(b5)具有1-4個碳原子的有機酸的酯。本發(fā)明采用的酯從具有1-4個碳原子的有機酸衍生而來，這種有機酸優(yōu)選是與上文所述有機酸鹽類似的、具有1-4個碳原子的有機酸。因此，本發(fā)明采用的酯優(yōu)選為單酯或多酯、特別是二酯。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，酯代表這樣一種化合物，在該化合物中，具有1-4個碳原子的有機酸的至少一個羧酸單元的氫根據(jù)化學(xué)式由一個有機基團來代替。因此，酯是這樣的化合物，該化合物用上述化學(xué)式(II)來表示，然而其中，基X表示一個有機基團。如果作為酯采用具有1-4個碳原子的有機酸二酯，那么根據(jù)化學(xué)式兩個羧酸單元的氫原子或一個二質(zhì)子酸的一個羧酸單元的氫原子被有機基團代替。這些有機基團可以是相同或不同的。根據(jù)本發(fā)明，至少一個有機基團在具有1-4個碳原子的有機酸的至少一個羧酸單元中代替至少一個氫原子，優(yōu)選每個基團具有1-10個、更優(yōu)選1-7以及還更優(yōu)選1-4個碳原子。這種有機酸可以是支鏈型或直線型，但是優(yōu)選為直線型。
有機基團可以攜帶雜原子。雜原子特別為氧、氮和鹵素，鹵素諸如為氟、氯、溴或碘。然而還可以優(yōu)選，有機基團不攜帶雜原子。如果有機基團中具有雜原子，那么該雜原子可以是一個功能基團的一部分。這些功能基團例如為羧基基團、酯基、酮基、醛基、氨基、酰胺基、偶氮基、亞胺基、腈基或氰基基團。有機基團可以是脂肪基團或芳香基團。優(yōu)選有機基團為脂肪基團。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，脂肪基團是一個烷基基團。該烷基基團優(yōu)選具有 1-10、更優(yōu)選1-7以及還更優(yōu)選1-4個碳原子。根據(jù)一個實施方案，烷基基團是直線型的。 優(yōu)選烷基基團不含雜原 子。特別優(yōu)選烷基基團為甲基、乙基、丙基和丁基基團。因此，本發(fā)明采用的具有1-4個碳原子的有機酸的酯優(yōu)選選自組甲基酯、乙基酯、丙基酯和丁基酯。根據(jù)該實施例，本發(fā)明的具有1-4個碳原子的有機酸的酯指的是這樣的化合物， 該化合物可以用化學(xué)式(II)來表示，其中，基X表示一個烷基基團，優(yōu)選為甲基、乙基、丙基和丁基基團。因此特別優(yōu)選，具有1-4個碳原子的有機酸的酯為乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲丁酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙丁酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乳酸甲酯、乳乙酸酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二丙酯、草酸二丁酯。根據(jù)本發(fā)明，作為燒結(jié)助劑還可以采用(b6)羰基絡(luò)合物。根據(jù)本發(fā)明，羰基絡(luò)合物理解為含有羰基基團的金屬絡(luò)合物，其中，至少有一個 CO-分子并列連接在至少一個金屬原子上。除了至少一個CO-分子以外，羰基絡(luò)合物還可以具有其它的配合基。其它的配合基可以是元素配合基或分子配合基。配合基可以是單齒或多齒的。優(yōu)選元素配合基是氫和鹵素。鹵素優(yōu)選為氟、氯、溴和碘。優(yōu)選分子配合基是氧化氮、氰化物和有機配合基。有機配合基優(yōu)選指的是離子或不飽和配合基。有機配合基是具有至少一個碳原子的有機配合基。優(yōu)選具有至少一個碳原子的有機配合基指的是具有2-20、特別優(yōu)選2-16以及還尤其優(yōu)選2-12個碳原子的有機配合基。有機配合基可以是支鏈型或直線型。 有機配合基還可以是飽和、或單不飽和、或多不飽和的。有機配合基還可以具有環(huán)形結(jié)構(gòu)。在該環(huán)形結(jié)構(gòu)中還可以含有至少一個雜原子。 該至少一個雜原子可以優(yōu)選為氮或氧。有機配合基還可以指的是芳香配合基。作為離子配合基可以優(yōu)選采用烷基配合基，優(yōu)選為直線型烷基配合基、例如甲基配合基，或環(huán)戊二烯基。作為不飽和有機配合基可以優(yōu)選為烯烴、共軛或非共軛的二烯和烯丙基。根據(jù)本發(fā)明，有機基團還可以設(shè)為η“烯丙基和芳香烴_過渡金屬絡(luò)合物。本發(fā)明采用的羰基絡(luò)合物可以含有一個或多個金屬原子。如果羰基絡(luò)合物具有多個金屬原子，那么這些金屬原子可以是相同或不同的。 羰基絡(luò)合物的金屬優(yōu)選采用這樣的金屬，該金屬對氧具有較高的親和力。優(yōu)選羰基絡(luò)合物具有至少一種過渡金屬元素，也就是指元素周期表中的3-11組元素。根據(jù)本發(fā)明還可以優(yōu)選，本發(fā)明采用的金屬羰基的至少一種金屬是選自組釩、 鉬、鎢、錳、鐵、釕、鋨(Osram)、鈷和鎳。根據(jù)優(yōu)選的實施方式，羰基絡(luò)合物涉及羰基金屬。在本發(fā)明的范圍，羰基金屬是這樣的化合物，該化合物為單核或多核配位化合物， 在該化合物中，一氧化碳分子配位地與金屬原子相連。根據(jù)本發(fā)明，羰基金屬可以包括一個或多個金屬原子。羰基金屬中所包含的金屬原子可以是相同或不同的。羰基金屬原子優(yōu)選涉及過渡金屬元素，即元素周期表中的3-11組元素。根據(jù)優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明所采用的羰基金屬的至少一種金屬涉及這樣的金屬，其選自組釩、鉬、鎢、錳、鐵、釕、鋨(Osram)、鈷和鎳。羰基金屬可以電荷中性或作為鹽而存在。這里的鹽可以是單價或多價鹽。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，本發(fā)明作為燒結(jié)助劑采用的金屬絡(luò)合物選自組 六羰基釩(V(CO)6)、六羰基鉬(Mo (CO)6)、六羰基鎢(W(CO)6)、十羰基二錳(Mn2(CO)10), ￥ 基環(huán)戊二烯基三羰基錳((CH3C5H4) Mn (CO) 3)、五羰基鐵(Fe (CO) 5)、九羰基二鐵(Fe2 (CO) 9)、 十二羰基三鐵(Fe3(C0)12)、四羰基高鐵酸二氫(II) (H2[Fe(C0)4])、二羰基二碘鐵 (Fe (CO)2I2)、羰基五氰基高鐵酸三鉀(K3[Fe(CN)5C0])、l，2-雙(六甲基苯)_四羰基二鐵 (0) (C12H18Fe(CO)4FeC12H18K 十五羰基碳化五鐵(Fe5C (CO) 15)、五羰基釕(Ru (CO) 5)、九羰基二釕(Ru2 (CO) 9)、十二羰基三釕(Ru3 (CO) 12)、十六羰基六釕(Ru6 (CO) 16)、五羰基鋨(Os (CO) 5)、 十二羰基三鋨(Os3 (CO)12)、十六羰基五鋨(Os5(CO)16)、十八羰基六鋨(Os6 (CO)18)、八羰基二鋨(Os2 (CO)8)、十二羰基四鋨(Os4(CO)12)、十六羰基六鋨(Co6 (CO)16)、四羰基鎳(Ni (CO)4), 四羰基高鐵酸二鈉(Na2 [Fe (CO) 4])。因此，通過采用上述的燒結(jié)助劑可以明顯降低進行燒結(jié)時的過程溫度。在此令人意想不到的是，即使涂層化合物的燃燒在溫度低于250°C的條件下進行，也不會造成金屬顆粒的凝聚，而且在待連接的元件之間形成均勻穩(wěn)定的接觸位置。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，燒結(jié)助劑與金屬顆粒涂層中含有的有機化合物 (涂層化合物)的摩爾比在1 1至150 1的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在3 1至100 1的范圍內(nèi)，還更優(yōu)選在5 1至80 1的范圍內(nèi)，以及特別在10 1至80 1的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，燒結(jié)助劑與涂層化合物的摩爾比表示的是(i)膏體中含有燒結(jié)助劑的物質(zhì)總量與 ( )金屬顆粒涂層中含有的涂層化合物的物質(zhì)總量的商。如果膏體例如含有作為燒結(jié)助劑的甲酸鋁0. 025mol和甲酸銅0. 015mol，而作為唯一的涂層化合物含硬脂酸鉀0. 0008mol, 那么燒結(jié)助劑與涂層化合物的摩爾比就為50 1。在本發(fā)明的優(yōu)選范圍內(nèi)，燒結(jié)助劑與涂層化合物的比還具有其它有利的影響。由此一方面確保實現(xiàn)在燒結(jié)過程中，作為涂層化合物燃燒的產(chǎn)物生成足夠的一氧化碳，用于金屬氧化物的還原。另一方面，燒結(jié)助劑的含量還不會高到使燒結(jié)過程受到損害。如前文所述，根據(jù)本發(fā)明還可以優(yōu)選，涂層中金屬顆粒所含有的有機化合物指的是游離的脂肪酸、脂肪酸鹽或脂肪酸酯，這種化合物優(yōu)選具有10-24個碳原子，更優(yōu)選具有12-18個碳原子。上述影響能夠?qū)е峦ㄟ^所采用的燒結(jié)助劑可以實現(xiàn)，使燒結(jié)溫度降低到低于 250°C，并且此外還在通過燒結(jié)處理待連接的元件之間實現(xiàn)穩(wěn)定、導(dǎo)熱以及導(dǎo)電良好的接觸位置。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，膏體含有至少一種金屬前體。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)，金屬前體可以理解為這樣的化合物，該化合物在溫度低于 250°C、存在有含在膏體中的金屬顆粒的條件下而分解成金屬前體的金屬。優(yōu)選然后，在使用金屬前體的情況下，可以在燒結(jié)過程中就地生成金屬?？梢砸院唵蔚姆绞搅私獾?，一種化合物是否指的是優(yōu)選實施例中金屬前體。那么例如可以使含有待測試化合物的膏體在具有銀表面的基板上析出，在250°C的條件下加熱，并且在該溫度條件下保持20分鐘。然后檢測，在該條件下待測試的化合物是否分解出金屬。對此例如可以在測試之前，先對含有金屬的膏體組分的含量進行調(diào)節(jié)，并由此計算出金屬的理論值。在測試之后，在基板上析出的材料的量可以進行重量測定。該在基板上析出的材料的量對應(yīng)于金屬的理論值，其中，要考慮到其它測量誤差，根據(jù)該優(yōu)選實施方案，經(jīng)測試的化合物指的是金屬前體。根據(jù)另一個優(yōu)選的實施方案，金屬前體具有金屬，該金屬還含在金屬顆粒中。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，金屬前體在此具有金屬銀或銅?？梢詢?yōu)選，作為金屬前體采用金屬碳酸鹽、金屬乳酸鹽、金屬甲酸鹽、金屬檸檬酸鹽、金屬氧化物或金屬脂肪酸鹽，優(yōu)選該脂肪酸鹽具有6-24個碳原子。在特別的實施方案中，作為金屬前體采用碳酸銀、乳酸銀(I)、甲酸銀(II)、檸檬酸銀、氧化銀(例如AgO或Ag2O)、乳酸銅(II)、硬脂酸銅、氧化銅(例如Cu2O或CuO)或氧化金(例如Au2O或AuO)。根據(jù)一個特別優(yōu)選的實施方案，金屬前體選自組碳酸銀和氧化銀。如果可以，金屬前體在膏體中優(yōu)選以顆粒形式存在，特別優(yōu)選呈片狀結(jié)構(gòu)。采用在燒結(jié)過程中就地生成金屬的金屬前體可以實現(xiàn)，就地生成的金屬在燒結(jié)過程中能夠封住膏體中含有的金屬顆粒之間的空隙。以這種方式能夠使待連接元件之間的接觸位置的孔隙度降低。至少在強化狀態(tài)下，膏體還含有至少一種化合物，該化合物可以用作溶劑。對此考慮傳統(tǒng)的用于金屬膏的溶劑。例如作為溶劑可以采用α-松油醇((R)-(+)-a-松油醇、 (幻-(_)-(1-松油醇或外消旋物)、β-松油醇、Y-松油醇、δ-松油醇、前述松油醇混合物、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙二醇、二甲基乙酰胺、1-十三醇、2-十三醇、3-十三醇、4-十三醇、5-十三醇、6-十三醇、異十三醇、二元酯(優(yōu)選戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯或琥珀酸二甲酯、或它們的混合物)、甘油、二甘醇、三甘醇或它們的混合物。此外，膏體還可以含有至少一種聚合物，以滿足對膏體特征的需求。而且另一方面，優(yōu)勢還在于膏體不含有聚合物或聚合物含量很少，這是因為，聚合物、特別是熱固性塑料通常在高于250°C的條件下才能燃盡，并因此對于膏體的燒結(jié)能力產(chǎn)生不利影響。這一點同樣特別適用于熱固性塑料或它的原料。熱固性塑料的原料可以理解為這樣的化合物，該化合物在具有其它膏體成分的情況下可以硬化成熱固性塑料。由此，這種熱固性塑料或它的原料的平均重量的分子量通常小于700。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，平均重量的分子量小于700的聚合物含量相對于膏體的總重量不超過6重量百分比。
此外，在金屬膏中可以含有其它成分，例如慣用的分散劑、表面活性劑、消泡劑、粘合劑或粘度控制劑。本發(fā)明采用的膏體優(yōu)選涂覆在載體的表面上，以形成至少一個結(jié)構(gòu)部件。在此，位于載體表面上的該結(jié)構(gòu)部件首先不含有強化的膏體，接下來再對膏體進行強化。在此，膏體在載體表面上的涂覆這樣實現(xiàn)在載體表面上提供所希望的樣式，這種樣式由含有膏體的結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成。

在此，膏體在載體表面上的涂覆可以通過慣用的方法來實現(xiàn)。優(yōu)選膏體通過印刷方式、例如篩網(wǎng)印刷或打字蠟紙印刷進行涂覆。優(yōu)選由膏體構(gòu)成的各個結(jié)構(gòu)部件之間的距離這樣選擇形成一種樣式，該樣式適合于使隨后在燒結(jié)預(yù)成型制品上相鄰設(shè)置的元件在燒結(jié)過程之后設(shè)置于待連接的元件上。涂覆的膏體的幾何形狀優(yōu)選這樣選擇在膏體強化后得到這樣的結(jié)構(gòu)部件，該結(jié)構(gòu)部件能夠與一個元件這樣組裝在一起，即，使該元件表面的所希望的區(qū)域與膏體形成接觸。由此實現(xiàn)了，與結(jié)構(gòu)部件組裝在一起的元件的僅一部分表面或整個表面與該結(jié)構(gòu)部件形成接觸。所涂覆的膏體的厚度優(yōu)選與待連接元件的尺寸相適應(yīng)。例如要將第一半導(dǎo)體芯片與引線框架的處于凹陷部(Aussparimg)的第一接觸面連接，并且將第二半導(dǎo)體芯片與引線框架的不處于凹陷部的第二接觸面連接，那么可以使第一半導(dǎo)體芯片與引線框架的第一接觸面連接的結(jié)構(gòu)部件通過將膏體以較大的厚度進行涂覆而形成，該涂覆厚度大于使第二半導(dǎo)體芯片與引線框架的第二接觸面連接的結(jié)構(gòu)部件的涂覆厚度。由此提供了這樣一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)根據(jù)待連接元件的距離而具有不同高度的結(jié)構(gòu)部件。膏體的涂覆厚度沒有其它限制。通常的涂覆厚度在10-300 μ m的范圍內(nèi)，優(yōu)選在 10-200 μ m的范圍內(nèi)以及特別優(yōu)選在20-50 μ m的范圍內(nèi)。對本發(fā)明采用的膏體進行強化處理，從而在載體表面上形成至少一個結(jié)構(gòu)部件。 在本發(fā)明的范圍內(nèi)，使膏體這樣強化，即，使膏體具有堅硬結(jié)構(gòu)，由此在重力條件下使膏體不受變形影響。膏體的強化優(yōu)選通過除去室溫條件下膏體的液體成分來實現(xiàn)，特別是除去溶劑。 為了除去室溫條件下的液體成分，優(yōu)選對膏體進行干燥處理。相應(yīng)地，干燥處理可以理解為除去含在膏體中的至少一種溶劑。溶劑的除去可以量化實現(xiàn)。另一方面也有可能，溶劑殘留物保留在膏體中。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，在干燥處理中，相對于膏體中原始的溶劑重量，至少 99. 5重量百分比、更優(yōu)選至少99. 7重量百分比以及還更優(yōu)選至少99. 9重量百分比的溶劑被除去。優(yōu)選，強化的膏體相對于干燥后的膏體重量含有不多于0.5重量百分比的溶劑， 更優(yōu)選不多于0. 4重量百分比，還更優(yōu)選不多于0. 3重量百分比，特別優(yōu)選不多于0. 2重量百分比以及尤其特別優(yōu)選不多于0. 1重量百分比。特別優(yōu)選，強化的膏體相對于干燥后的膏體重量含有不多于0. 5重量百分比的下述化合物，更優(yōu)選不多于0. 4重量百分比，還更優(yōu)選不多于0. 3重量百分比，特別優(yōu)選不多于0. 2重量百分比以及尤其特別優(yōu)選不多于0. 1重量百分比；其中，該化合物在25°C和氣壓1013hPa的條件下是液體。
根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，強化的膏體相對于強化膏體的重量含有75-95重量百分比的金屬顆粒、0. 1-15重量百分比的燒結(jié)助劑、0-0. 5重量百分比的溶劑、0-12重量百分比的金屬前體以及0-10重量百分比的其它成分。根據(jù)一個特 別優(yōu)選的實施方案，強化的膏體相對于強化膏體的重量含有80-95重量百分比的金屬顆粒、2-15重量百分比的燒結(jié)助劑、0-0. 3重量百分比的溶劑、0-12重量百分比的金屬前體以及0-10重量百分比的其它成分。根據(jù)一個更特別優(yōu)選的實施方案，強化的膏體相對于強化膏體的重量含有80-95 重量百分比的金屬顆粒、3-15重量百分比的燒結(jié)助劑、0-0. 1重量百分比的溶劑、0-12重量百分比的金屬前體以及0-10重量百分比的其它成分。在一定條件下對膏體進行強化，特別是對膏體進行干燥，該條件確保使膏體不會完全燒結(jié)。因此要求，強化的膏體具有至少一個殘留活性，用于隨后進行的燒結(jié)處理。然而由此還可以具有優(yōu)勢的是用于干燥的條件選擇還能夠使膏體部分燒結(jié)。這樣例如可以實現(xiàn)，使膏體的穩(wěn)定性以及膏體在基板上的粘附性得到提高。膏體的穩(wěn)定性以及膏體在基板上的粘附性通過至少一種有機化合物明顯得到提高，該有機化合物作為涂層位于金屬顆粒上。由此可以得到，在溫度升高時，少量的涂層化合物脫落并用作膏體的金屬顆粒之間、或膏體的金屬顆粒與載體之間的粘合劑。膏體的干燥處理優(yōu)選在一定的溫度、氣壓、空氣濕度和時間條件下進行，這些條件適合于將溶劑從膏體中盡可能地除去，而不需要在干燥處理之后在膏體內(nèi)部完全進行燒結(jié)處理。優(yōu)選，干燥處理在溫度低于200°C以及更優(yōu)選低于150°C、例如約為120°C的條件下優(yōu)選進行3-60分鐘。為進行干燥處理可以采用慣用的干燥設(shè)備。在膏體的強化過程中通常導(dǎo)致膏體的孔隙度升高。令人意想不到的是，當(dāng)強化的膏體的孔隙度升高時，能夠以特別簡單的方式實現(xiàn)由膏體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)部件在待組裝元件上的連接。孔隙度在此理解為相對于強化膏體的體積的孔隙體積份額。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，強化膏體的孔隙度優(yōu)選為至少20體積百分比，更優(yōu)選至少40體積百分比，還更優(yōu)選至少60體積百分比，特別優(yōu)選至少80體積百分比以及尤其特別優(yōu)選至少90體積百分比。 強化膏體的孔隙度能夠以簡單的方式通過膏體中含有溶劑的量和種類、干燥時間和干燥溫度得到調(diào)節(jié)。此外還可以在含有強化膏體的至少一個結(jié)構(gòu)部件上覆蓋上薄膜。該薄膜可以特別用于防止結(jié)構(gòu)部件受損，例如由于機械應(yīng)力造成的損壞。優(yōu)選該薄膜覆蓋住燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的、整個的、由各個結(jié)構(gòu)部件形成的結(jié)構(gòu)。薄膜例如可以是由聚合物構(gòu)成的薄膜或是一張紙。如果薄膜覆蓋在至少一個結(jié)構(gòu)部件上，那么在進行本發(fā)明方法的同時除去該薄膜。首先將薄膜除去，之后再使燒結(jié)預(yù)成型制品表面上的含有強化膏體的至少一個結(jié)構(gòu)部件與第一元件的待連接表面形成接觸。根據(jù)本發(fā)明，使至少兩個元件相互連接。這些元件各自具有至少一個待連接的表面。元件的待連接表面在此理解為該元件的、要與另一元件的表面通過燒結(jié)相連接的表面。至少兩個待連接元件在此表示為第一元件和第二元件。“第一”和“第二”在此用于在概念上區(qū)分待連接的元件。特別是由此對于元件的類型和形狀沒有特別要求。為實現(xiàn)連接，使燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的至少一個結(jié)構(gòu)部件與第一元件的待連接表面形成接觸。因此，通過在燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的至少一個結(jié)構(gòu)部件與第一元件的待連接表面的接觸，實現(xiàn)了該第一元件與至少一個結(jié)構(gòu)部件的組裝結(jié)構(gòu)，該組裝結(jié)構(gòu)與載體形成接觸。該組裝結(jié)構(gòu)與載體經(jīng)由至少一個結(jié)構(gòu)部件相接觸，其中，通常由于粘附力確保該組裝結(jié)構(gòu)粘合在載體上。優(yōu)選在燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上設(shè)有多個結(jié)構(gòu)部件。在這種情況下優(yōu)選燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的多個結(jié)構(gòu)部件、特別優(yōu)選燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的所有結(jié)構(gòu)部件都配設(shè)有元件，其中包括第一元件。優(yōu)選在每個結(jié)構(gòu)部件上都設(shè)有另一個元件。相應(yīng)地，優(yōu)選燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的多個結(jié)構(gòu)部件、特別優(yōu)選燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的所有結(jié)構(gòu)部件相互獨立地設(shè)有元件。這些元件優(yōu)選相鄰地設(shè)置在一個平面上。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，第一元件與設(shè)置在燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的至少一個結(jié)構(gòu)部件這樣形成接觸，即，使在第一元件上當(dāng)前存在的金屬化層與結(jié)構(gòu)部件形成接觸。如果多個結(jié)構(gòu)部件相鄰地與多個結(jié)構(gòu)部件形成接觸，那么同理接觸優(yōu)選這樣來實現(xiàn)， 艮口，可以使在單個元件上的金屬化層與結(jié)構(gòu)部件形成接觸。 根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，至少一個結(jié)構(gòu)部件與第一元件的待連接表面的接觸、 優(yōu)選多個結(jié)構(gòu)部件與單個元件的待連接表面的相互獨立的接觸通過壓制來實現(xiàn)。一方面， 由此可以使具有結(jié)構(gòu)部件的燒結(jié)預(yù)成型制品壓制在第一元件的待連接表面上，從而使該結(jié)構(gòu)部件和第一元件的待連接表面相互連接。另一方面，還可以使第一元件的待連接表面壓制在燒結(jié)預(yù)成型制品的至少一個結(jié)構(gòu)部件上。這種壓制方法不需要特別的措施。優(yōu)選該壓制方法在低于燒結(jié)溫度的條件下、并且更優(yōu)選在低于200°C的條件下進行，例如在100-200°C的溫度范圍內(nèi)進行。在此可以優(yōu)選，使至少設(shè)有第一元件的燒結(jié)預(yù)成型制品加熱到所需要的壓制溫度。壓制處理可以在適度的壓力條件下進行，優(yōu)選壓力至少為0. lN/mm2，更優(yōu)選壓力至少為0. 5N/mm2，還更優(yōu)選壓力至少為1. ON/mm2,以及特別優(yōu)選壓力至少為2N/mm2。為實現(xiàn)壓制處理，可以采用慣用的沖壓裝置或壓制裝置。優(yōu)選壓制處理這樣實現(xiàn)，在至少一個結(jié)構(gòu)部件和第一元件之間實現(xiàn)粘合設(shè)置，這種粘合設(shè)置實現(xiàn)了 將由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)從燒結(jié)預(yù)成型制品的載體上簡單拆除。至少一個結(jié)構(gòu)部件和第一元件的待連接表面形成接觸之后，由此形成與載體形成接觸的、優(yōu)選粘合在載體上的組裝結(jié)構(gòu)，該組裝結(jié)構(gòu)具有至少一個結(jié)構(gòu)部件和至少第一元件，其中，可能在第一元件表面上含有的金屬化層與結(jié)構(gòu)部件形成接觸。然后，使由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)從載體上除去。對此一方面，可以使載體從燒結(jié)預(yù)成型制品的至少一個結(jié)構(gòu)部件上拆去，該載體覆蓋住位于至少第一元件上的至少一個結(jié)構(gòu)部件。接下來優(yōu)選使載體從燒結(jié)預(yù)成型制品的所有結(jié)構(gòu)部件上除去。另一方面，還可以使由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)從載體上拆除。 該方案可以實現(xiàn)，是因為第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件之間的粘合力大于組裝結(jié)構(gòu)和載體之間的粘合力。在將由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)從載體上除去之后，與第一元件連接的結(jié)構(gòu)部件用于與第二元件形成接觸。如果在燒結(jié)預(yù)成型制品上具有多個結(jié)構(gòu)部件，那么在將組裝結(jié)構(gòu)從載體上拆去之后，相應(yīng)地，多個帶有元件的結(jié)構(gòu)部件用于與第二元件形成接觸。接下來，根據(jù)本發(fā)明，第二元件的待連接表面與由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)的至少一個結(jié)構(gòu)部件形成接觸，從而提供這樣的燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)，其由第一元件、第二元件和位于二者之間的結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成。根據(jù)一個優(yōu)選的結(jié)構(gòu)方案，第二元件的待連接表面與至少一個結(jié)構(gòu)部件這樣形成接觸，即，使可能存在于第二元件的表面上的金屬化層與至少一個結(jié)構(gòu)部件形成接觸。因此，優(yōu)選實現(xiàn)了這樣的燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)，其具有第一元件、第二元件和位于二者之間的結(jié)構(gòu)部件，第一元件具有金屬化層，第二元件也具有金屬化層，其中，第一元件的金屬化層和第二元件的金屬化層經(jīng)由結(jié)構(gòu)部件彼此相連。根據(jù)另一個優(yōu)選的結(jié)構(gòu)方案，還可以使第二元件的待連接表面具有至少一個結(jié)構(gòu)部件。該結(jié)構(gòu)部件例如可以這樣形成在此制備所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，使燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的至少一個結(jié)構(gòu)部件與第二元件的待連接表面相接觸，然后使由第二元件和結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)從燒結(jié)預(yù)成型制品的載體上除去。根據(jù)該實施例，第一元件和第二元件都具有至少一個結(jié)構(gòu)部件。第一元件和第二元件的結(jié)構(gòu)部件能夠最終相接觸，從而形成這樣的燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)，其由第一元件、第二元件和位于二者之間的結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成。在這種情況下，一部分結(jié)構(gòu)部件來自燒結(jié)預(yù)成型制品與第一元件的接觸構(gòu)造，而另一部結(jié)構(gòu)部件來自燒結(jié)預(yù)成型制品與第二元件的接觸構(gòu)造。接下來，如果從第二元件的表面來說，由此還包括這樣的情況根據(jù)前述實施方案，該第二元件已經(jīng)具有一個結(jié)構(gòu)部件。 因此在本發(fā)明的方法中，第二元件的待連接表面能夠與由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)的至少一個結(jié)構(gòu)部件、又通過另一個結(jié)構(gòu)部件而形成接觸，該另一個結(jié)構(gòu)部件是由第二元件和該結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)的一部分。第二元件的待連接表面與至少一個結(jié)構(gòu)部件的接觸優(yōu)選通過壓制來實現(xiàn)。一方面由此實現(xiàn)了，將具有第一元件和結(jié)構(gòu)部件的組裝結(jié)構(gòu)壓制在第二元件的待連接表面上，從而使第一元件經(jīng)由結(jié)構(gòu)部件與第二元件的待連接表面相連接。另一方面還可以，將第二元件的待連接表面壓制在與第一元件相連接的結(jié)構(gòu)部件上。對于壓制方法不需要特別的措施。優(yōu)選該壓制方法在低于燒結(jié)溫度的條件下、 并且更優(yōu)選在低于200°C的條件下進行，例如在100-200°C的溫度范圍內(nèi)進行。在此可以優(yōu)選，在形成接觸之前，首先將由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)加熱到 100-200°C的溫度范圍。同樣可以優(yōu)選，在形成接觸之前，首先將第二元件加熱到100-200°C 的溫度范圍。特別可以優(yōu)選，在形成接觸之前，將由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)以及第二元件都加熱到100-200°C的溫度范圍。壓制處理可以在適度的壓力條件下進行，優(yōu)選壓力至少為0. lN/mm2，更優(yōu)選壓力至少為0. 5N/mm2，還更優(yōu)選壓力至少為1. ON/ mm2,以及特別優(yōu)選壓力至少為2N/mm2。為實現(xiàn)壓制處理，可以采用慣用的沖壓裝置或壓制
直ο最后對由第一元件、第二元件和位于二者之間的結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)進行燒結(jié)處理。燒結(jié)處理指的是低溫?zé)Y(jié)處理。根據(jù)本發(fā)明，低溫?zé)Y(jié)處理可以理解為這樣的燒結(jié)處理，即，優(yōu)選燒結(jié)溫度低于250°C，更優(yōu)選溫度低于220°C，還更優(yōu)選溫度低于200°C，以及特別優(yōu)選溫度低于180°C。
燒結(jié)中的過程壓力優(yōu)選低于30MPa，更優(yōu)選低于5MPa，以及還更優(yōu)選低于IMPa。由于采用本發(fā)明的膏體實現(xiàn)了，燒結(jié)處理甚至可以不需要過程壓力就能進行，也就是過程壓力為OMPa燒結(jié)時間取決于過程壓力，并且優(yōu)選位于2-45分鐘范圍。根據(jù)本發(fā)明，燒結(jié)處理可以在一定氣氛中進行，并沒有其它限制。然而優(yōu)選燒結(jié)處理在含氧的氣氛中進行。燒結(jié)處理在慣用的適于燒結(jié)的裝置中進行，其中，優(yōu)選可以對前述的過程參數(shù)進行調(diào)節(jié)。前述用于連接至少兩個元件的方法實現(xiàn)了 對于多個元件的過程經(jīng)濟的、具有優(yōu)勢的且至少部分同時進行的操作；燒結(jié)層的結(jié)構(gòu)化設(shè)置；以及使燒結(jié)溫度降低到低于 250 "C。從過程經(jīng)濟的角度上看，本發(fā)明的方法特別具有優(yōu)勢，因為連接的建立是通過使用已經(jīng)強化的膏體來實現(xiàn)的。因此根據(jù)本發(fā)明，直接在燒結(jié)之前，不需要對膏體進行干燥。 由此能夠顯著縮短了過程時間。此外，在用戶端不需要應(yīng)用膏體。用戶端膏體的應(yīng)用，通常需要特別的應(yīng)用裝置，其中，常會生成含貴金屬的廢物。根據(jù)本發(fā)明，在用戶端，既避免了廢物清除和廢物處理的問題，又避免了對應(yīng)用設(shè)備的耗費工本的清洗問題。根據(jù)本發(fā)明，因為在元件的接觸之前，首先對膏體進行強化，所以在元件經(jīng)由結(jié)構(gòu)部件的接觸過程中形成非常均質(zhì)化的無孔洞的涂層。由此能夠顯著改善所形成連接的可靠性。使各個結(jié)構(gòu)部件在燒結(jié)預(yù)成型制品的載體上預(yù)先確定尺寸，以及可以制成不同的幾何形狀和厚度，由此實現(xiàn)了，元件的接觸面的連接，即使是這些接觸面不在一個平面上也能實現(xiàn)。因此特別還可以使彎曲的引線框架或槽型的引線框架與對應(yīng)的元件相連接。通過對厚度、幾何形狀、成分和結(jié)構(gòu)部件或結(jié)構(gòu)的體積進行整體設(shè)計，可以實現(xiàn)待連接元件之間的接觸層的可重復(fù)的性能，這些元件用于本發(fā)明方法的應(yīng)用中，在這些應(yīng)用中對精度要求很高。本發(fā)明的顯著優(yōu)勢在于，對于燒結(jié)處理所需的溫度可以通過采用含在強化膏體中的燒結(jié)助劑大幅度降低。
具體實施例方式實施例1 通過攪拌由以下組分構(gòu)成的混合物而制成均相的金屬膏，這些金屬膏用膏體1-4
表不膏體1膏體2膏體3膏體4
銀83重量％83重量％83重量％80重量％
甲酸鋁 --5重量％5重量％
碳酸銀 ---5重量％
松油醇 17重量％9重量％12重量％10重量％
十三醇 -8重量％ --膏體1-4在単獨的試驗中各自作為限定的結(jié)構(gòu)部件分別覆蓋有50 ^m厚的聚酷薄 膜，然后在100°c的溫度條件下干燥10分鐘，以獲得燒結(jié)預(yù)成型制品1-4，該燒結(jié)預(yù)成型制 品各自包括具有結(jié)構(gòu)部件的載體(聚酯薄膜)，這些結(jié)構(gòu)部件由所制備的膏體1-4構(gòu)成。接下來，將芯片以2MPa的壓カ壓裝在各個燒結(jié)預(yù)成型制品1_4的結(jié)構(gòu)部件上，這 些芯片具有鎳銀金屬合金和25mm2的表面積。由此實現(xiàn)芯片和結(jié)構(gòu)部件的組裝結(jié)構(gòu)，該組裝 結(jié)構(gòu)與載體形成接觸。隨后，將由芯片和結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)從載體上取走，而后安裝 在直接銅鍵合(Direct Copper Bonded, DCB)基板的鎳金金屬合金上。然后，由DCB基板、 芯片和位于其間的結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的三明治式組裝結(jié)構(gòu)在200°C的溫度、IOMp的壓カ條件下 燒結(jié)2分鐘。實施例1的結(jié)論在實施例1中獲得的位于DCB基板和芯片之間的接觸層的剪切強度由傳統(tǒng)的剪切 測試來測定。在下表中對剪切測試的結(jié)果進行匯總
燒結(jié)預(yù)成型 1234
H^J ロロ剪切強度 非常低非常低高非常高
說明在芯片和基在芯片和基在芯片和基在芯片和基
板之間未形板之間未形板之間形成板之間形成 成塑性連接成塑性連接；穩(wěn)定的塑性非常穩(wěn)定的 剪切強度略連接；剪切強塑性連接；剪 高于度明顯高于切強度明顯 #1和#2高于#1 和
#2;剪切強度 略高于#3由此得出，甲酸鋁的添加導(dǎo)致采用燒結(jié)預(yù)成型制品獲得的、芯片和基板之間的接 觸層的剪切強度的明顯提高。通過共同添加甲酸鋁和碳酸銀實現(xiàn)仍然穩(wěn)定的連接。實施例2 通過攪拌由以下組分構(gòu)成的混合物而制成均相的金屬膏，這些金屬膏用膏體5和 6表不膏體5膏體6
銀80重量％80重量％
二枯基過氧化 -5重量％ 物
碳酸銀5重量％5重量％
松油醇15重量％ 10重量％膏體5和6用于制成燒結(jié)預(yù)成型制品(燒結(jié)預(yù)成型制品5和6)，這些燒結(jié)預(yù)成型制品又用于將芯片和基板固定在一起。在此，進行類似前述實施例1的步驟，但是其中，所采用的芯片的表面積為100mm2。實施例2的結(jié)論在實施例2中獲得的位于DCB基板和芯片之間的接觸層的剪切強度由傳統(tǒng)的剪切測試來測定。由此得出，采用燒結(jié)預(yù)成型制品6制成的接觸層的剪切強度明顯高于采用燒結(jié)預(yù)成型制品5獲得的接觸層的剪切強度。因而，在此添加本發(fā)明的燒結(jié)助劑還能夠?qū)π酒突逯g所形成的接觸層的穩(wěn)定性產(chǎn)生積極影響。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)預(yù)成型制品，其包括具有表面的載體，該表面具有至少一個結(jié)構(gòu)部件，所述結(jié)構(gòu)部件含有強化的膏體，其特征在于，所述強化的膏體含有(a)金屬顆粒，所述金屬顆粒具有涂層，所述涂層含有至少一種有機化合物；以及(b)至少一種燒結(jié)助劑，所述燒結(jié)助劑選自組(bl)有機過氧化物、(b2)無機過氧化物、(b!3)無機酸、(b4)具有1-4個碳原子的有機酸的鹽、( )具有1-4個碳原子的有機酸的酯以及(b6)羰基絡(luò)合物；并且所述載體的具有強化膏體的表面與該膏體的成分不發(fā)生反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述金屬顆粒為銀顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述涂層的至少一種有機化合物選自組脂肪酸、脂肪酸鹽、脂肪酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述燒結(jié)助劑與涂層中所含的有機化合物的摩爾比在1 1至150 1的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述有機過氧化物選自組二異丁酰基過氧化物、過氧新癸酸枯烯酯、過氧新癸酸1，1，3，3_四甲基丁酯、 過氧二碳酸二正丙酯、過氧新癸酸叔戊酯、過氧二碳酸二乙基己)酯、過氧新癸酸叔丁酯、過氧二碳酸二正丁酯、過氧新戊酸1，1，3，3-四甲基丁酯、過氧新庚酸叔丁酯、過氧新戊酸叔戊酯、過氧新戊酸叔丁酯、二(3，5，5-三甲基己?；?過氧化物、過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過氧異丁酸叔丁酯、1，1-二(叔丁基過氧基)-3，3，5_三甲基環(huán)己烷、1，1_ 二(叔丁基過氧基)-環(huán)己烷、過氧化_3，5，5-三甲基己酸叔丁酯、2，2- 二(叔丁基過氧基)-丁烷、過氧化異丙基碳酸叔丁酯、過氧乙酸叔丁酯、2，5_ 二甲基-2，5-二乙基己?；^氧基)_己烷、過氧化-2-乙基己酸1，1，3，3-四甲基丁酯、過氧化-2-乙基己酸叔戊酯、過氧化二乙基醋酸叔丁酯、過氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、過氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、 過氧苯甲酸叔丁酯、二叔戊基過氧化物、2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁基過氧基)-己烷、叔丁基枯基過氧化物、2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁基過氧基)-3-己炔、二叔丁基過氧化物、3，6， 9-三乙基-3，6，9-三甲基-1，4，7-三過氧壬烷(triperoxonan)、二異丙基苯單過氧化氫、 萜烷過氧化氫、枯烯過氧化氫、二枯基過氧化物、以及1，1，3，3-四甲基丁基過氧化氫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述無機過氧化物選自組過氧化氫、過氧化銨、過氧化鋰、過氧化鈉、過氧化鉀、過氧化鎂、過氧化鈣、過氧化鋇和過硼酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述無機酸為磷酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述鹽選自組醋酸鹽、碳酸鹽、甲酸鹽、乳酸鹽和草酸鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述鹽選自組甲酸鎂、甲酸鋁、甲酸鐵(II)、甲酸鋅(II)、甲酸銅(II)、甲酸銀(II)和甲酸錳(III)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述鹽選自組乳酸銅(II)和乳酸銀(II)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述酯選自組甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯和甲酸丁酯。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，所述羰基絡(luò)合物選自組羰基金屬。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品，其特征在于，在至少一種含有強化膏體的結(jié)構(gòu)部件上覆蓋有薄膜。
14.用于連接至少兩個元件的方法，其中，(i)制備根據(jù)權(quán)利要求1-13中任意一項所述的燒結(jié)預(yù)成型制品；( )至少使第一元件設(shè)有一待連接表面，使第二元件設(shè)有一待連接表面；(iii)使燒結(jié)預(yù)成型制品的載體表面上的至少一個結(jié)構(gòu)部件與第一元件的待連接表面相接觸，以獲得由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)，該組裝結(jié)構(gòu)與載體相接觸；(iv)使該組裝結(jié)構(gòu)與載體分離；(ν)使第二元件的待連接表面與所述由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)的至少一個結(jié)構(gòu)部件相接觸，以獲得由第一元件、第二元件以及于二者之間設(shè)置的結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)；并且(vi)對該燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)進行燒結(jié)處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在第五步(ν)中，使第二元件的待連接表面與所述由第一元件和至少一個結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)的至少一個結(jié)構(gòu)部件經(jīng)由另一結(jié)構(gòu)部件而形成接觸，該另一結(jié)構(gòu)部件是由第二元件和該結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成的組裝結(jié)構(gòu)的一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于連接至少兩個元件的方法，其中采用一種燒結(jié)預(yù)成型制品。該燒結(jié)預(yù)成型制品包括具有表面的載體，該表面具有至少一個結(jié)構(gòu)部件，結(jié)構(gòu)部件含有強化的膏體，其中，強化的膏體含有(a)金屬顆粒，金屬顆粒具有涂層，涂層含有至少一種有機化合物；以及(b)至少一種燒結(jié)助劑，燒結(jié)助劑選自組(b1)有機過氧化物、(b2)無機過氧化物、(b3)無機酸、(b4)具有1-4個碳原子的有機酸的鹽、(b5)具有1-4個碳原子的有機酸的酯以及(b6)羰基絡(luò)合物；并且載體的具有強化膏體的表面與該膏體的成分不發(fā)生反應(yīng)。
文檔編號H01L21/60GK102386149SQ20111026454
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者M·舍費爾, W·施米特 申請人:賀利氏材料工藝有限及兩合公司