包含复合粒子的可固化组合物的制作方法
【专利说明】包含复合粒子的可固化组合物
[0001] 本发明涉及适合在电子设备、集成电路、半导体设备、无源元件、太阳能电池、太阳 能组件和/或发光二极管制造中用作导电材料的可固化组合物。所述可固化组合物包含a) 一种或多种可固化树脂；b)复合粒子，其包含i)导电核，和ii)导电壳，其包含一种或多种 各自选自由金属碳化物、金属硫化物、金属硼化物、金属硅化物和金属氮化物组成的组的壳 材料；和c)不同于组分b)的导电粒子。本发明进一步涉及一种将第一基材粘合至第二基 材的方法，其中在热和压力下，使用所述可固化组合物粘合所述基材。
[0002] 导电材料出于各种目的用在电子设备、集成电路、半导体设备、无源元件、太阳能 电池、太阳能组件和/或发光二极管的制造和组装中。
[0003] 例如，导电材料如导电粘合剂（ECAs)可用于将金属电极粘合至导电表面以形成 组合件。然而，这些组合件易受环境条件的影响，因为高温和高湿度会导致所述组合件的电 接触电阻随时间显著增大。猜测失效模式是由于湿气存在下形成原电池而引起的电化学腐 蚀，特别是当导电材料含有电化学电位高于周围电极的贵金属如银时。
[0004] 美国专利申请号2002 0193467 A1教导一种改进接触电阻随时间的稳定性的可能 的解决方法。所公开的导电材料包含有效量的腐蚀抑制剂以抑制或降低表面腐蚀。由于腐 蚀抑制剂可能影响导电材料的化学或物理性质，因而期望提供一种获得类似性能而不使用 任何腐蚀抑制剂或仅使用少量这些材料的替代配制物。
[0005] 因此，需要一种适合用作导电材料的新型可固化组合物，其易于处理而且，即使这 些材料被用于在暴露于严酷环境条件的可氧化基材之间形成导电粘合时，也具有稳定且低 的接触电阻。另外，期望在不使用任何腐蚀抑制剂或仅使用少量腐蚀抑制剂的情况下，获得 稳定且低的接触电阻。
[0006] 本发明提供一种能够在不同基材之间形成导电粘合的可固化组合物，其中即使暴 露于严酷环境条件如热和/或湿气下，所述粘合的电接触电阻也是低且比较稳定的。本发 明的可固化组合物的特别优点是，所述组合物可用于在高度氧化的基材如具有氧化铝表层 的铝基材之间形成导电粘合，其中所述粘合长期具有稳定且低的接触电阻。
[0007] 本发明的可固化组合物包含
[0008] a) -种或多种可固化树脂；
[0009] b)复合粒子，其包含
[0010] i)导电核，和
[0011] ii)导电壳，其包含一种或多种各自选自由金属碳化物、金属硫化物、金属硼化物、 金属硅化物和金属氮化物组成的组的壳材料；
[0012] c)不同于组分b)的导电粒子。
[0013] 在这里使用的术语"可固化树脂"是指未完全固化和/或交联的任何前体，例 如，其能够使用例如（自由基）聚合、缩聚和/或加聚反应进一步固化和/或交联。适合在 本发明中使用的可固化树脂包括单体、低聚物或预聚物，其优选在22°C下是液态或可以在 较低温度例如小于l〇〇°C熔融从而形成液体。
[0014] 在这里使用的术语"复合粒子"是指具有核壳结构的粒状材料。
[0015] 在这里使用的术语"导电"表示能够让电流通过材料的材料。
[0016] 用于本发明的可固化组合物的可固化树脂可以选自环氧树脂、苯氧基树脂、苯并 噁嗪树脂、丙烯酸树脂、马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、酚醛树脂、硅酮树脂和/或它们的任 何组合。为了优化所述可固化组合物的性质，有利的是使用两种或更多种不同可固化树脂 的混合物，如不同环氧树脂的混合物、不同丙烯酸树脂的混合物或不同化学性质的树脂的 混合物。
[0017] 各自基于本发明的可固化组合物的总重量，所述可固化树脂可以以约2至约40重 量％的总量、优选约3至约25重量％的总量、更优选约4至约20重量％的总量存在。以上 使用的术语"总量"是指本发明的可固化组合物中存在的所有可固化树脂组分的量的总 和。
[0018] 在本发明的一个实施方式中，所述可固化树脂选自丙烯酸树脂。适合的丙烯酸树 脂包括具有一个、两个、三个或更多可聚合的丙烯酰基的化合物。
[0019] 在这里使用的术语"丙烯酰基"是指具有下述结构的官能团
[0020]
【主权项】
1. 一种可固化组合物，其包含 a) -种或多种可固化树脂； b) 复合粒子，其包含 i) 导电核，和 ii) 导电壳，其包含一种或多种各自选自由金属碳化物、金属硫化物、金属棚化物、金属 娃化物和金属氮化物组成的组的壳材料； C)不同于组分b)的导电粒子。
2. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中所述可固化树脂选自环氧树脂、苯氧基 树脂、苯并曠嗦树脂、丙締酸树脂、马来酷亚胺树脂、氯酸醋树脂、酪醒树脂、娃酬树脂和/ 或它们的组合。
3. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中所述可固化树脂选自丙締酸树脂。
4. 根据权利要求3所述的可固化组合物，其中至少一种可固化树脂选自含磯的丙締酸 树脂。
5. 根据权利要求1所述的可固化组合物，其中所述可固化树脂选自环氧树脂。
6. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中基于所述可固化组合物的总 量，所述可固化组合物包含总量为约2重量％至约40重量％的所述一种或多种可固化树 脂。
7. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中所述导电核包含一种或多种选 自金属、金属氧化物、金属合金或它们的组合的核材料。
8. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中所述导电核包含侣。
9. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中在所述导电核和所述导电壳之 间插入不同于所述核材料和壳材料的贵金属或贵金属合金。
10. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中所述壳材料是选自碳化鹤、碳 化魄、碳化铁、碳化饥、碳化钢、碳化错或碳化棚的金属碳化物。
11. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中基于所述可固化组合物的总 量，所述可固化组合物包含约5重量％至约85重量％的量的所述复合粒子。
12. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中基于所述可固化组合物的总 量，所述可固化组合物包含至少20重量％的量的所述复合粒子。
13. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中所述导电粒子选自金属粒子、 锻金属的粒子或金属合金粒子和/或它们的任何组合。
14. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中所述导电粒子选自银粒子。
15. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中基于所述可固化组合物的总 量，所述可固化组合物包含约5重量％至约85重量％的量的所述导电粒子。
16. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中所述可固化组合物基本上不 含腐蚀抑制剂。
17. 根据前述权利要求任一项所述的可固化组合物，其中所述可固化组合物是导电粘 合剂。
18. 根据权利要求1至17任一项所述的可固化组合物的固化产物。
19. 将第一基材粘合至第二基材的方法，其包含下述步骤： a) 提供根据权利要求1至17任一项所述的可固化组合物； b) 将所述可固化组合物施用至所述第一基材和/或第二基材； C)用所述基材之间的所述可固化组合物将所述基材结合到一起；和 d)在足W使所述可固化组合物固化的温度下，向所述第一基材和/或第二基材施加压 力，从而将所述第一基材粘合至所述第二基材。
20. 权利要求19所述的方法，其中在压力施加步骤d)中，将大于或等于lOOPa的压力 施加至所述第一基材和/或第二基材。
21. 根据权利要求19或20所述的方法，其中所述第一基材和/或第二基材包含侣或基 本上由侣组成。
22. 根据权利要求19至21任一项所述的方法，其中所述第一基材和/或第二基材是具 有侣氧化物表层的侣基材。
23. 根据权利要求1至17任一项所述的可固化组合物的用途，其用于太阳能组件的制 造，优选c-si太阳能组件或背接触太阳能组件的制造。
【专利摘要】本发明涉及适合在电子设备、集成电路、半导体设备、无源元件、太阳能电池、太阳能组件和/或发光二极管制造中用作导电材料的可固化组合物。所述可固化组合物包含a)一种或多种可固化树脂；b)复合粒子，其包含i)导电核，和ii)导电壳，其包含一种或多种各自选自由金属碳化物、金属硫化物、金属硼化物、金属硅化物和金属氮化物组成的组的壳材料；和c)不同于组分b)的导电粒子。本发明进一步涉及一种将第一基材粘合至第二基材的方法，其中在热和压力下，使用所述可固化组合物粘合所述基材。
【IPC分类】C09J9-02, H01R4-04, H05K3-32
【公开号】CN104540913
【申请号】CN201380042619
【发明人】A·亨肯斯, N·伊德里西
【申请人】汉高股份有限及两合公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2013年8月8日
【公告号】US20150159057, WO2014026910A1