TW200819544A - Conductive filler - Google Patents
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Description
200819544 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明«㈣於電氣·電子設備之接合材料 填枓，尤其係關於無鉛焊料及導電性接 t 【先前技術】 焊：通常用於金屬材料之接合，使用炫融溫度 固相線溫度至液相線溫度之範圍)為45吖以下的人八好 ^先前，於將電子零件安裝於印刷基板上之情形 用熔點為183t:之Sn_37Pb共 、 2〇〇r 5 ^ ^ 作為回流熱處理， 30C左右之溫度範圍為主流。通常，回 條件設定為焊料合全之位 級…、處理 、巧于十十口孟之熔點加10〜5(rc之範圍的溫度。 、、而近年來’如EU之環境管理（RoHS指令）中所指 出’ Pb之有害性被視為問題 旧 點考慮，正急速推進焊料之”二：：體巧染之觀 "、、釔化。於如此之狀況下，規 ’。作為上述Sn_37pb共晶焊料之代替，使用有炼點為 Γ〇 C，左右之含有Sn-3.〇A".5Cu之無鉛焊料(參照專利文 默1)’作為回熱流虛 度範圍。“趨向24(rc至戰左右之溫 但上述炼點為220。〇左右之以為主成分的無錯焊料， /、 37pb共阳知料相比，熔點較高，因此當然使用時所 必需之回流熱處理條件亦變為更高溫度。最近，為抑制電 乳二：子設備之熱損，期望盡可能低溫下之焊接，業者正 :九種不僅無鉛，而且於與先前之Sn-37Pb共晶焊料相 田之回机熱處理條件下亦具有耐熱性能的接合村料。 122269.doc 200819544 =為降低無料料合金之炫點的成分，已確認則、^、 η.之效果，但存在因量比而使㈣降低不充分之情形。 析’二善焊料合金對基材之濕潤性，但凝固時易於偏 析，…曰組織跪弱，延性較差，因此若添加一定量以 ^則顯著損害機械強度（參照專利文獻2、3)。h為稀少 貝源’為非常高價的材料，因此若於桿料合金中大量添 加《大幅增加成本(參照專利文獻4、5)。ζ
:右機械性質亦良好，因此其實用化得以期待。然而… 性非常肖，易於反應，易於氧化之特性，因此含有 Ζη之烊料合金f，f之穩定性較差，耐純較低。又，以 ::CU之:妾合中’於界面不是形成CU_Sn系之金屬間化合 曰’而是形成Cu-Zn系之金屬間化合物層。該a·。系之 王屬間化σ物層’存在於高溫或高濕環境下強度 之問題（參照專利文獻6)。 ，，'、貝者 本叙明者們’以前提案有一種可於低於％_37外丘曰俨 料之熱處理溫度下進行連接的無錯導電性㈣H 文獻7、8、9、/。)。然而，該等導電性材料具有於= 熱處理之連接後最低；^點±升而表現連接穩定性的特徵， 並非如通常之焊料於連接前㈣點不發生變化之具有修 性者。 " 專利文獻1:曰本專利特開平05-050286號公報 專利文獻2 ··曰本專利特開平〇5·228685號公報 專利文獻3·曰本專利特開平〇8_2〇6874號公報 專利文獻4.曰本專利特開平〇8_187591號公報 122269.doc 200819544 專利文獻5:國際公開第2006/080247號小冊 專利文獻6:日本專利特開平〇6-238479號公報 專利文獻7 :曰本專利特開2〇〇4_223559號公報 專利文獻8 :日本專利特開2⑽4_363〇52號公報 專利文獻9:日本專利特開2005-005054號公報 專利文獻ίο ··國際公開第2006/109573號小冊 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 本發明係鑒於上述狀況而完成者，其目的在於提供一種 如下導電性填料：該導電性材料可於與Sn-37Pb共晶焊料 之回流熱處理條件相比之低溫條件，即峰值溫度181。〇下 進行熔融接合，可用於與Sn_37Pb共晶焊料相同之耐熱用 途，即於160°C不熔融而用作接合材料，不會因連接時之 熱處理而使熔點實質上升。又，本發明之目的亦在於提供 一種使用有上述導電性填料之焊膏。 [解決問題之技術手段] 本叙明者專人為解決上述課題進行專心研究，結果完成 本發明。 即，本叙明之第一為導電性填料，其特徵在於：其係第 1至屬粒子與弟2金屬粒子之混合體，該第1金屬粒子包含 具有Ag25〜40質量％、Bi2〜8質量％、Cu5〜15質量％、In2〜8 貝i /〇及Sn29〜66質量％之組成之合金，該第2金屬粒子包 含具有Ag5〜20質量°/〇、BilO〜20質量。/。、Cul〜15質量％、及 Sn5〇〜80質量％之組成之合金；其混合比為，相對於第工金 122269.doc 200819544 屬粒子100質量份，第2金屬粒子為2〇〜1〇〇〇〇質量份。 該混合體較佳者係，於示差掃描熱分析（DSC)中於 165〜200 C與320〜3 80 C兩處各具有至少一個觀測為吸熱峰 值之熔點，第2金屬粒子包含具有Ag5〜15質量％、扪 10〜20質量％、Cu5〜15質量％、及Sn5〇〜8〇質量％之組成的 合金，其混合比為，相對於第i金屬粒子i 〇〇質量份，第2 金屬粒子為20〜1〇〇〇質量份。 又，該混合體較佳者係，於示差掃描熱分析（DSC)中於 110〜130°c處具有至少一個觀測為發熱峰值之亞穩合金相 發熱峰值，於165〜200°C與320〜380°C兩處各具有至少一個 觀測為吸熱峰值之熔點，第2金屬粒子包含具有A0〜^質 量％、BiH)〜20質量％、Cu5〜15f量％、及Sn 5〇〜8〇質量％ 之組成的合金；其混合比為，相對於第1金屬粒子1〇〇質量 伤’弟2金屬粒子為2〇〜2〇〇質量份。 又°亥σ體杈佳者係，於示差掃描熱分析（DSC)中於 3 1 1 5 0 C處具有至少一個觀測為發熱峰值之亞穩合金相 發熱峰值，於165〜20(TC處具有至少一個觀测為吸熱峰值 之熔點’第2金屬粒子包含具有Agl〇〜2〇質量％、〜⑽ 質篁％、Cul〜5質量％、及Sn55〜79f4%之組成的合金； 其混合比為，相對於第2金屬粒子1〇〇質量份，第i金屬粒 子為1〜420質量份。 ▲本發明之第二係含有如本發明之第一之導電性填料的焊 膏。 [發明之效果] I22269.doc 200819544 本舍明之導電性填料，可於與Sn_37Pb共晶焊料之回流 熱處理條件相比之低溫條件，即峰值溫度⑻。C下進行溶 田接口可用於與Sn-37Pb共晶焊料相同之耐熱用途，即 於160t不炫融而用作接合材料，不會因連接時之熱處理 而使熔點貫質上升。因& ’使用有本發明之導電性填料的 接合材料具有如下優點··可減小對安裝時之零件或基材、 周邊叹備的熱損’並且具有修復性，可降低製造成本、環 境負荷。 ' 【實施方式】 本發明之導電性填料係具有如下特徵者：其係第1金屬 粒子與第2金屬粒子之混合體，該第〗金屬粒子包含具有 Ag25〜40質量％、Bi2〜8質量％、Cu5〜15質量％、^2〜8質量 %&Sn 29〜66質量％之組成之合金，該第2金屬粒子包含具 有Ag5〜20質量％、Bil〇〜2〇質量％、Cul〜i5質量％及 Sn50〜80質量％之組成之合金；其混合比為，相對於第1金 屬粒子100質量份，第2金屬粒子為2〇〜1〇〇〇〇質量份。再 者，該混合比更好的是，相對於第！金屬粒子1〇〇質量份， 第2金屬粒子為20〜1〇〇〇質量份。 若例示作為本發明之導電性填料較好的第丨金屬粒子與 第2金屬粒子之混合體，可列舉：於示差掃描熱分析⑴ 中於110〜13(TC處具有至少一個觀測為發熱峰值之亞穩合 金相發熱峰值，於165〜200°C與320〜38(TC兩處各具有至少 一個觀測為吸熱峰值之熔點的第〗金屬粒子，與不具有上 述發熱峰值，於165。(：〜20(TC處具有至少一個觀測為吸熱 122269.doc •10- 200819544 峰值之熔點的第2金屬粒子的混合體。 又，可列舉·於示差掃描熱分析（DSC)中於11〇〜13〇它處 具有至少一個觀測為發熱峰值之亞穩合金相發熱峰值，於 165〜200 C與320〜3 80°C兩處各具有至少一個觀測作為吸熱 峰值之熔點的第1金屬粒子，與於131〜15〇它處具有至少一 個觀測為發熱峰值之亞穩合金相發熱峰值，於165〜 處具有至少一個觀測為吸熱峰值之熔點的第2金屬粒子的 混合體。
再者，本發明之示差掃描熱分析（DSC)之測定溫度範圍 ㈣〜600。(：，對發熱量或吸熱量為士15 j/g以上者進行定 量作為來自測定對象物的峰值，未滿其之峰值，自分析精 度之觀點考慮，將其除外。 再者’本發明中之「熔點」係指熔解開始溫度，於示差 掃描熱分析（DSC)中係指固相線溫度。 藉由熱處理’金屬粒子被賦予其最低熔點以上之埶歷 程’於是金屬粒子炼融、接合。藉此，金屬粒子間之熱擴 散反應加速進行，亞穩合金相消失，形成新的穩定合金 相。即，於DSC中觀測為發熱峰值之亞穩合金相之存在， 具有促進該熱擴散反應的效果。 。第1金屬粒子係包含具有Ag25〜4〇質量％、Bi2〜8質量 %、Cu5〜15質量％、In2〜8質量0/芬 、及Sn29〜66質量％之組成 〇之的金屬粒子。更好的是，包含具有MOW質量 /〇、Βι2〜8 質量 ％、Cu8〜12 質 I 〇/ τ 0 ς ^ 貝里/0、Ιη2〜8質量％、剩餘部分 S η之、、且成之合金的金屬粒子。 ‘ 122269.doc 200819544 第2金屬粒子係包含具有Ag5〜20質量％、Bil〇〜2〇質量 %、Cul〜15質量％、及Sn5〇〜8〇質量％之組成之合金的金屬 粒子。 第1金屬粒子與第2金屬粒子之混合體的第丨金屬粒子與 第2金屬粒子之混合比較佳者係，相對於第}金屬粒子 質量份’第2金屬粒子為2〇〜loooo質量份。 作為第2金屬粒子之更好之組成之一例（以下稱為「態樣 1」），可例示包含具有Ag5〜15質量％、Bil0〜20f量％、 Cu5〜15質量％、及Sn50〜80質量％之組成之合金的金屬粒 子。更好的是，包含具有Ag8〜12質量％、Bi12〜is質量％、 C u 8 12負里/〇、剩餘部分§ n之組成之合金的金屬粒子。 於苐2金屬粒子之組成為態樣1之情形時，第1金屬粒子 與第2金屬粒子之混合體的第丨金屬粒子與第2金屬粒子之 混合比較佳者係，相對於第i金屬粒子1⑽質量份，第2金 屬粒子為20〜1〇〇〇質量份，更好的是，相對於第1金屬粒子 100質量份，第2金屬粒子為20〜200質量份，又更好的是， 相對於第1金屬粒子1〇〇質量份，第2金屬粒子為4〇〜1〇〇質 量份。 作為第2金屬粒子之更好之組成之其他例（以下稱為「態 樣2」），可例示包含具有Agio〜20質量％、Bi 1〇〜2〇質量 %、Cul〜5質量％、及SnS5〜79質量％之組成之合金的金屬 粒子。更好的是，包含具有Agi2〜18質量％、Bil2〜18質量 %、Cul〜5質量％、剩餘部分Sn之組成之合金的金屬粒 子0 122269.doc -12- 200819544 於第2金屬粒子之έ且忠A能4装， 成為怨樣2之情形時，第I全屬朽； 與第2金屬粒子之混人， 弟】孟屬粒子 〜…金屬粒子與第2金屬粒子之 屬粒子為W份，更好=粒子轉量份，第1金 100t^.卜 更子的疋，相對於第2金屬粒子 0質里伤，第1金屬粒子為1〜U0質量份。 上述金屬粒子之粒子大小盥 如，於焊客H舌可根據用途決定。例 Λ2 4〇 奴佺者係使用平均粒徑 為2〜40 μπι之球度較高之粒子， 2〜H) 之粒子。又，作…的疋使用平均粒徑為 二二=埋孔性’較佳者係使用球度較高之粒子，於 女裝中’為增加接觸面積，較佳者係使用異 促：常’微細之金屬粒子常被表面氧化。因此，為 =途中之藉由熱處理之熔融、熱擴散，較佳者係 ^仃如下處理之至少一猶·、、夭^ π人丄t 添加除去氧化膜之活性劑，或 進仃加壓，更好的是兩者均進行。 J為構成本發明之導電性填料之第1金屬粒子及第2金屬 定^製造方法，為於該金屬粒子内形成亞穩合金相或穩 化^相，較理想的是採用作為急冷凝固法之惰性氣體霧 性氣雕於氣體霧化法中’通常使用氮氣、氬氣、氨氣等情 卻速度較佳者係500〜5_H &之乱乳，冷 、，二發明之焊膏由本發明之導電性填料，以及包含松香、 】活性劑、及搖變劑等成分之助焊劑構成。焊膏中之 122269.doc 200819544 該導電性填料之含有率較佳者 〜貝里％。助炫刻磊 適於含有金屬粒子之導電性填料之表面處理，可促 屬粒子之㈣及熱擴散。作為助焊劑，可使以所周知之 材料’若進而添加有機胺作為氧化膜除去劑則更有效。 又’視需要，可於眾所周知之站押w丄、 焊別中添加溶劑，調整黏 度後使用。 [實施例]
以下，基於實施例對本發明加以說明。 再者，示差掃描熱分析，使用島津製作所股份有限公司 製化之DSC-50」，於氮環境下，升溫速度分鐘之 條件下，於30〜600°C之範圍内進行。 (1)第1金屬粒子之製造 將Cu粒子U kg (純度99質量％以上）、&粒子4·8 _屯 度99貝里％以上）、Ag粒子3 ·2 kg(純度99質量％以上）、則 =子〇.54(純度99質量％以上）、111粒子〇5]^(純度99質量 %以上）裝入石墨掛塌，於99體積％以上之氦環境下，藉由 尚頻感應加熱裝置加熱至14〇〇。〇，進行熔解。繼而，將該 熔融金屬自坩堝之前端，導入氦氣環境之喷霧槽内後，自 設置於坩堝前端附近之氣體噴嘴，噴出氦氣（純度99體積％ 以上，氧氣濃度未滿0.1體積％，壓力2 5 MPa)進行霧化， 製作第1金屬粒子。此時之冷卻速度為26〇〇。(〕/秒。以掃描 電子顯微鏡（日立製作所股份有限公司製造·· S — 2700)觀察 所得第1金屬粒子，為球狀。 使用氣流式分級機（日清工程（Nisshin engineering)股份 122269.doc 14 200819544 有限公司製造：TC-15N)，以5 um之执宝斟兮入荷 )Λ 3 ^^之δ又疋對该金屬粒子進 行分級後，以】5㈣之設定對其上切粉再—次進行分級， 獲得下切粉，將該下切粉回收。該回收之第i金屬粒子⑷ 之體積平均粒徑為4.9 μηι。
將如此獲件之第1金屬粒子⑷作為試料，進行示差掃描 熱分析。其結果可確認，所得第1金屬粒子（a)存在196它、 359。(：、415t：之吸熱峰值，具有複數個溶點。又可確認， 存在120°C之發熱峰值，具有亞穩合金相。 繼而’使用氣流式分級機（日清工程股份有限公司製 造· TC-15N)，以1 ·ό μηι之設定，豐+卜、十、茲山尸 X ^ 對上述稭由氣體霧化製 其上切粉再一次進行分級，獲得下切粉，回收該下切粉 該回收之第丨金屬粒子（ai)之體積平均粒徑為2·8 μηι。 作之分級前之第1金屬粒子進行分級冑，以20陣之設定對 將如此獲得之第丨金屬粒子（a，）作為試料，進行示差掃描 熱分析。其結果可確認，所得第丨金屬粒子（a,)存在 1961、360。(3、409°C之吸熱峰值，具有複數個㈣。又 可確認，存在121。(：之發熱峰值，具有亞穩合金相。 (2)第2金屬粒子之製造 將Cu粒子i.O kg (純度99質量％以上）、Sn粒子kg(純 度99質量。/。以上）、Ag粒子1.0 kg (純度99質量％以上卜Bi 粒子V，5kg (純度99質量％以上）裝入石墨坩堝，於99體積％ 以上之氦環境下，藉由高頻感應加熱裝置加熱至14〇〇<t， 進行熔解。繼而，將該熔融金屬自坩堝之前端，導入氦氣 環境之噴霧槽内後，自設置於坩堝前端附近之氣體噴嘴， 122269.doc -15· 200819544 喷出氣氣（純度99體積％以上，氧氣濃度未滿(Μ體積％，壓 力2.5 MPa)進行霧化’藉此製作第2金屬粒子。此時之冷 卻速度為職/秒。以掃描電子顯微鏡(曰立製作所股份 有限公司製造：S-2700)觀察所得第2金屬粒子，為球狀。 使用氣流式分級機（日渣工链H；w八^ 、❻工^月又份有限公司製造：TC_ ⑽），以5 _之設定對該金屬粒子進行分級後，以Η _ 之設定對其上切粉再-次進行分級，獲得下切粉，將該下 切粉回收。該回收之第2今屬4vr三/、 1 罘孟屬拉子（a)之體積平均粒徑為4.9 μπι 〇 將如此獲得之第2金屬粒子⑷作為試料，進行示差掃描 熱分析。其結果可確認，所得第2金屬粒子（a)存在Me、 35CTC之吸熱峰值，具有複數㈣點。又，並不存 性發熱峰值。 " +同樣地’使用氣流式分級機，以16㈣之設定，對上述 糟由氣體霧化製作之分級前之第2金屬粒子進行分級後， 以20 之設定對其上切粉再一次進行分級，獲得下切 粉，回收該下切粉。言亥回收之第2金屬粒子⑻之體積平均 粒徑為3.0 μιη。 、 將如此獲得之第2金屬粒子（a，）作為試料，進行示差掃描 熱分析。其結果可確認，所得第2金屬粒子以）存在 193。。、348。。之吸熱峰值，具有複數個熔點。又，並不疒 在特徵性發熱峰值。 + 繼而，將CU粒子0·25 4 (純度99質量％以上）、如粒子 6.75 kB(^^99f*〇/〇ai).A^^15kg(i^99^% 122269.doc -16- 200819544 以上)、Bl粒子1,5 kg (純度99質量％以上)裝入石墨坩堝， 於"體積％以上之氦環境下，藉由高頻感應加熱裝置加敎 至剛I進行溶解。繼而，將㈣融金屬自㈣^ 端，導入氛氣環境之噴霧槽内後，自設置於㈣前端附近 之氣體嘴嘴，噴出氦氣(純度99體積％以上，氧氣濃度未滿 (M體積％’壓力2.5 MPa)進行霧化，製作第2金屬粒子。 此時之冷卻速度為26_/#、。以掃描冑子顯微鏡（日立製
作所股份有限公司製造：s_27〇〇)觀察所得第2金屬粒子為 球狀。
使用氣流式分級機（日清工程股份有限公司製造：I 15N)’以5陶之設㈣該金屬粒子進行分級後以μ陶 之設定對其上切粉再-次進行分級，獲得下㈣，將該下 切粉回收。該回收之第2金屬粒子（b)之體積平均粒徑為5〇 μιη 〇 將如此獲得之第2金屬粒子（b)作為試料，進行示差掃描 熱分析。其結果可確認，所得第2金屬粒子（b)存在199。〇、 34〇t之吸熱峰值，具有複數個熔點。又可確認，存在 143°C之發熱峰值，具有亞穩合金相。 [實施例3] (3)金屬粒子混合體、焊膏之製造 製作以重置比100 . 95混合上述第1金屬粒子（a)與第2金 屬粒子(a)的金屬粒子混合體(平均粒徑49μιη)，作為實施 例3之導電性填料。將該導電性填料之藉由示差掃描熱分 析獲得之DSC圖示於圖！。如該圖！所示，確認於193。〇、 122269,doc 200819544 356°C處存在吸熱峰值。19yc吸熱峰值’熔點為丨74。〇(熔 解開始溫度：固相線溫度）。又，於12代存在特徵性發熱 學值。 f而’混合該導電性填料则f量％、松香系助焊劑I# 質量❶/〇、三乙醇胺（氧化膜除去劑）16質量％、硬脂酸（活性 劑）0.4¾ Ϊ%、及乙二醇單己醚（溶劑）16質量％，依序放入 知料攪拌機（Solder Softener)(Male〇rr^|有限公司製造：
SPS-1)、消泡混煉機（松尾產業股份有限公司製造··漏_ 350)中製作焊膏。 (4)熔點、接合強度之確認 將上述焊膏放在氧㈣餘±境下，以峰值溫 度18邝進行回流熱處理。&處理裝置使用κ〇γ〇 THERMO SYSTEM股份有限公司製造之網帶式連續熱處理 裝置。溫度分布採用如下條件：整個步驟為5分鐘，自埶 處理開始至！分30秒時到達刚。c，其後緩慢升溫，於 U秒時到達峰值溫度18rc，其後緩慢降温，熱處理結束 時，成為i46t (以下亦稱為「峰值18代熱處理」）。 將該熱處理後之焊膏作為試料，進行示差掃描熱分析。 將藉由該測定獲得之DSC圖示於圖2。如該圖所示，確認 於叫、349。(：、38rC處存在吸熱峰值。193。^吸_ 值，熔點為170。(：。 又，將上述焊膏以2 _x3.5 mm印刷至&基板上，裝載 晶元後’ W氮環境下’以上述熱處理方法，進行峰值 1⑽熱處理製作樣品。印案形成使用mi_tek股份有 122269.doc -18· 200819544 限公司製造之印刷機「MT_320TV」，掩模使用金屬掩 模，刮板使用胺曱酸乙酯製造者。掩模之開孔為2 mmx3 5 mm，厚度為1〇0 μιΏ。印刷條件為：印刷速度i〇 秒、 印刷壓力0.1 MPa、刮板壓力〇.2MPa、背壓〇」Mpa、攻角 2〇。、間距0 mm、印刷次數^欠。又，晶元使用2随巧 mm，厚度為〇·5 mm之晶元。 進而，於吊溫（25 C )下，藉由拉壓力計，以推壓速度1〇
測定上述製作之樣品之剪切方向之晶元接合強 度’以單位面算換算，為15.6MPa。 繼而將上述焊膏放在氧㈣基板上，於氮環境下，以峰 值皿度2G4 C進行回流熱處理。熱處理裝置與上述相同， 溫度分布採用如下條件：整個步驟為5分鐘，自熱處理開 始至秒❹miirc，其後緩慢升溫，於3分15秒時 到達峰值温度2G4t：後，缓慢降溫，於熱處理結束時，成 為⑽(以下亦稱為「峰值20代熱處理」）。該溫度分布 設想為通常之Sn_37Pb共晶焊料之接合中使用的回流條 將該熱處理後之„作為試料，進行^掃描熱分析。 其結果’確認於！^、349t ' 38n：處存在吸熱峰值。 193C吸熱峰值，熔點為17〇〇c。 又，以與上述相同之方法以2 _χ3·5匪將上述焊膏印 刷至u基板上’裝載晶兀後，於氮環境下，以上述熱處理 方法，進打峰值2〇4°C熱處理製作樣品。 進而，於吊溫（25。〇下，藉由拉麼力計，以推塵速度1〇 122269.doc -19- 200819544 mm/min測定上述製作之樣品 ^ 〇〇 万向之晶元接合強 度，以单位面積換算，為21.2MPa。 [實施例1〜2、實施例4〜9] I作於上述實施例3之 • 又衣1所記卷，拎 變第1金屬粒子⑷與第2金屬粒子⑷或第2金屬粒子⑻之混 合比的金屬粒子混合體，作為實施例1〜2、實施例4〜9之導 電性填料。藉由與實施例3相
化，進行熱處理後，敎日元接人電性填料膏 傻j疋日日凡接合強度，將測定結果干协 二。：Ο!對實施例5之導電性填料進行示差掃描熱分析 什㈣示於圖3 ’對藉由該導電性填料彭作之广 膏進行峰㈣rc熱處理後，進行示差掃描熱 ， 得之DSC圖示於圖4。 竹獲 [比較例1〜4] 入，衣1〒 卜 ㈣示對第1金屬粒子⑷單獨之情形(比較 例1)及第2金屬粒子⑷單獨之情形（比較例2) 1及先前之 焊料測定的結果。比較例…㈣㈣晶烊料，比較心 為Sn-3.GAg_().5Cu無錯焊料，該等均為先前之焊科。 自表1之結果可明瞭，實施例2、3、5、6，於峰值溫度 2〇4C熱處理中，肖顯示高於共晶焊料之接合強 度。又，實施例卜4、7〜9,亦為充分達到實用水準的接 合強度。 關於:、、處理後之最低熔點’各實施例均成為1 7〇。。 左右，可涊為可無問題地適用於如使用Sn_37外共晶焊料 之耐熱要求1601之表面安裝用途中。 122269.doc •20- 200819544 [實施例10〜12] 繼而，藉由與實施例3相同之方法 心万去’將改變第1金屬粒子 ⑻與第2金屬粒子（a，)之混合比的導電性填料膏化，進行 熱處理後，測定晶元接合強度，將測定結果作為實施例 10〜12示於表2。 J表2之結果可明瞭，實施例u、l2，於峰值溫度⑽ :處理中，顯示高於Sn-37Pb共晶桿料之接合強度。又， 貫施例10亦具有10 MPa&上接人 ,σ強度，為充分達到實用 水準的接合強度。 又 關於熱處理後之最低炫1 ^1；，々 、 、 伋心取低烙點，各實施例均成為〗60〇c '广推測可無問題地適用於如使用Sn-37Pb共晶焊料之 耐熱要求160°C之表面安裝用途中。 如以上所說明，藉由使用本發明之導電性填料，可提供 士下接“才料.該接合材料可於與共晶焊料之回 流熱處理條件相比之低温條件，即峰值溫度181。。下熔融 接口可用於與Sn_37Pb共晶焊料相同之财熱用途，即耐 熱要求160°c之耐熱用途中。 122269.doc 200819544 [表l] 組成(重量比） 峰值181°c熱處理 峰值204°C熱處理 第1金屬 粒子⑻ 第2金屬 粒子⑻ 第2金屬 粒子(b) 最低熔點 CC) 接合強度 (MPa) 最低熔點 CC) 接合強度 (MPa) 比較例1 100 0 .- 176 6.9 174 14.1 實施例1 100 24 - 172 11.2 172 17.3 實施例2 100 47 - 171 12.3 170 19.8 實施例3 100 95 170 15.6 170 21.2 實施例4 100 189 - 168 15.1 168 16.2 比較例2 0 100 - 159 15.0 158 15.2 實施例5 26 - 100 176 18.7 174 20.3 實施例6 53 - 100 173 16.9 173 20.3 實施例7 105 - 100 174 16.5 174 18.4 貫施例8 210 - 100 172 13.3 171 18.1 實施例9 420 - 100 173 12.9 170 15.1 比較例3 Sn-37Pb共晶焊料 183 1.1 183 19.0 比較例4 Sn-3.0Ag-0.5Cu 無鉛焊料 220 0.9 220 3.0
[表2] 組成(1 t量比) 峰值181°C熱處理 峰值204°C熱處理 第1金屬粒子 (a，) 第2金屬粒子 ⑻ 最低熔點 CC) 接合強度 (MPa) 最低炫點 (°C) 接合強度 (MPa) 實施例10 100 95 166 12.9 173 16.1 實施例11 100 189 165 13.2 168 19/7 實施例12 100 700 163 13.5 166 21.8 [產業上之可利用性] 本發明之導電性填料，可於與Sn-37Pb共晶焊料之回流 熱處理條件相比之低溫條件（峰值溫度1 8 1°C )下熔融接合， 期待於相同之耐熱用途（耐熱要求16(TC )中活用作接合材 【圖式簡單說明】 圖1係將實施例3中製作之以重量比100 ·· 95混合第1金屬 -22- 122269.doc 200819544 掃描熱分析而圖之广電性填料作為試料藉由示差 圖2係將對實施例3中製作之 _ 15nv % f β於虱裱境下，於峰值溫 度me錢㈣減理者作相料藉 而獲得之DSC圖。 田…刀析 圖3係將實施例5中製作之以重量 士〜 置里比26 · 1〇〇混合第1金屬 粒子（a)與第2金屬粒子（b)之導電忡埴 冤L真枓作為試料藉由示差
抑^田熱分析而獲得之DSC圖。 作之烊I於氮環境下，於峰值溫 者作為試料藉由示差掃描熱分析 圖4係將對貫施例5中製 度1 8 1°C進行回流熱處理 而獲得之DSC圖。
122269.doc 23-
Claims (1)
- 200819544 申請專利範圍： 1. 一種導電性填料，其特徵在於：其係第!金屬粒子與第2 金屬粒子之混合體，該第i金屬粒子包含具有Ag25〜仞質 量。/。、m2〜8質量％、Cu5〜15f 量％、In2〜8f 、及 Sn29〜66質量％之組成之合金’該第2金屬粒子包含具有 Ag5〜20 質量 ％、BilO〜20 質 | %、w 貝里/〇 Cul〜15質量％及 sn50〜80質量％之組成之合金；其混合比為，相對於第^ 金屬粒子100質量份，第2金屬粒子為2〇〜1〇〇〇〇質量份。 2.如請求項1之導電性填料’其中混合體於示差掃描熱分 析（DSC)中，於16S〜2〇0。〇與32〇〜38(rc兩處各具有至少 一個觀測作為吸熱峰值之熔點，第2金屬粒子包含具有 Ag5〜15質量％、Bil0〜20質量％、Cu5〜15質量％及 Sn50〜80質量％之組成的合金；其混合比為，相對於第i 金屬粒子100質量份，第2金屬粒子為20〜1〇〇〇質量份。 3·如請求項1之導電性填料，其中混合體於示差掃描熱分 析（DSC)中，於110~130充處具有至少一個觀測為發熱峰 值之亞穩合金相發熱峰值，於165〜200。〇與320〜3 80°C兩 處各具有至少一個觀測為吸熱峰值之熔點；第2金屬粒 子包含具有Ag5〜15質量％、Bil〇〜20質量％、Cll5〜15質量 %及8115〇〜80質量％之組成的合金；其混合比為，相對於 弟1金屬粒子1 〇〇質量份’第2金屬粒子為2〇〜2〇〇質量 4.如請求項1之導電性填料，其中混合體於示差掃描熱分 析（DSC)中，於131〜15(TC處具有至少一個觀測為發熱峰 122269.doc 200819544 值之亞穩合金相發熱峰值，於165〜200°C處具有至少一 個觀測為吸熱峰值之熔點；第2金屬粒子包含具有Ag 10〜20質量％、Bi 10〜2〇f量％、Cu丨〜5質量％、及％ 55〜79質量％之組成的合金；其混合比為，相對於第2金 屬粒子100質量份，第1金屬粒子為“々⑽質量份。 5· —種焊膏，其包含如請求項！至4中 料。 ^壬項之導電性填 122269.doc
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