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CN114540666A - 接合材料以及使用其的安装结构体 - Google Patents

接合材料以及使用其的安装结构体 Download PDF

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CN114540666A
CN114540666A CN202111251324.9A CN202111251324A CN114540666A CN 114540666 A CN114540666 A CN 114540666A CN 202111251324 A CN202111251324 A CN 202111251324A CN 114540666 A CN114540666 A CN 114540666A
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CN
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metal element
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metal particle
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CN202111251324.9A
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日根清裕
古泽彰男
石谷伸治
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Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

接合材料包含：熔点为200℃以下的第1金属粒子、包含能够与第1金属粒子中所包含的第1金属元素生成金属间化合物的第2金属元素的第2金属粒子、TiO2纳米粒子、和助焊剂。第1金属粒子是如下的任意一个：仅为与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素；或者是包含与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素、和不与第2金属元素生成金属间化合物且金属元素单质的熔点为250℃以上的第3金属元素的复合体。第1金属粒子与第2金属粒子的比率是在第1金属元素与第2金属元素的平衡相图中第1金属粒子中所包含的第1金属元素与第2金属粒子中所包含的第2金属元素全部成为金属间化合物的比率。

Description

接合材料以及使用其的安装结构体
技术领域
本发明涉及功率器件等设备中使用的用于将2个部件用金属材料接合的接合材料以及使用该接合材料接合的安装结构体。
背景技术
在功率器件等伴随发热的设备中，以对产生热进行放热为目的，为了从搭载了元件的基板向放热部传热，有具有将基板与放热部的2个部件间接合的安装结构体的设备。
近年来，功率器件等设备中，以节能化为目的的大电流控制的要求提高。因此，具有能够以高效率控制电力的优点的SiC、GaN这样的下一代功率器件元件代替以往的Si元件不断增加。
这些下一代功率器件元件具有在高温下也能工作的优点，比以往的Si元件能够耐受大的发热，因此通过进行大电流的控制而发生来自于元件的发热量的上升、高温化。
其结果是，流过用元件控制的电流的引线框架等电极与元件电极之间的接合部温度Tj上升。例如，以往的Si约为125℃，而SiC、GaN上升到200～250℃。
因此，对于元件电极与引线框架电极之间的接合部，要求将产生的热向引线框架高效疏散的热导率、以及应对高的接合部的温度Tj的耐热性。
另外，下一代功率器件元件中使用的SiC、GaN与Si相比弹性模量高，强度也高。例如，Si的弹性模量为160GPa，与此相对，SiC、GaN为200GPa以上。因此，因两个部件的线膨胀系数差引起的温度变化时的热应力变大。因此，还要求进一步提高接合部的接合强度。
以往，将元件与引线框架电极之间用导电体接合的安装结构体的接合部中使用的接合材料中，从能够在低温下接合出发，广泛使用焊料材料。然而，对于一般使用的以Sn、Pb为主成分的焊料材料而言，200℃～250℃是熔点附近或熔点以上的温度，是非常苛刻的温度，因此使用这些焊料的安装结构体中，难以确保耐热性。
作为应对这样的课题的一个解决手段，提出了将低熔点金属和与其形成金属间化合物的第2金属混合的接合材料，即，接合时低熔点金属熔融，与第2金属反应形成金属间化合物从而形成高熔点的接合部的液相烧结法的接合材料。
作为以往的高耐热的液相烧结法的接合材料，包含至少包含Cu的两种以上的金属粒子、和具有聚二甲基硅氧烷骨架的高分子的接合材料，上述金属粒子能够形成金属间化合物(例如参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2016/031551号公报
发明内容
本发明涉及的接合材料包含：熔点为200℃以下的第1金属粒子、包含能够与第1金属粒子中所包含的第1金属元素形成金属间化合物的第2金属元素的第2金属粒子、TiO2纳米粒子、和助焊剂。
第1金属粒子是如下的任意一个：仅为与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素；或者是包含与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素、和不与第2金属元素生成金属间化合物且金属元素单质的熔点为250℃以上的第3金属元素的复合体。
第1金属粒子与第2金属粒子的比率是在第1金属元素与第2金属元素的平衡相图中第1金属粒子中所包含的第1金属元素、与第2金属粒子中所包含的第2金属元素全部成为金属间化合物的比率。
附图说明
图1为表示本实施方式1涉及的接合材料的构成的示意图。
图2为表示实施例1-1～1-8、比较例1-1～1-12中的接合材料中包含的成分、其重量比率、以及评价结果的表1。
图3为表示实施例2-1～2-6、比较例2-1～2-4中的接合材料中包含的成分、其重量比率、以及评价结果的表2。
图4为表示实施例3-1～3-11中的接合材料中包含的成分、其重量比率、以及评价结果的表3。
附图标记说明
101 接合材料
102 第1金属粒子
103 第2金属粒子
104 TiO2纳米粒子
105 助焊剂
具体实施方式
专利文献1中记载的接合材料中，低熔点金属熔融，与Cu反应形成高熔点的金属间化合物，因而显示高耐热性，但是金属间化合物的晶粒有时变得粗大，而难以提高接合强度。
本发明为了解决以往的课题，目的在于提供一种能够体现更高的接合强度的接合材料。
第1方案涉及的接合材料包含：熔点为200℃以下的第1金属粒子、包含能够与第1金属粒子中所包含的第1金属元素形成金属间化合物的第2金属元素的第2金属粒子、TiO2纳米粒子、和助焊剂。
第1金属粒子是如下的任意一个：仅为与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素；或者是包含与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素、和不与第2金属元素生成金属间化合物且金属元素单质的熔点为250℃以上的第3金属元素的复合体。
第1金属粒子与第2金属粒子的比率是在第1金属元素与第2金属元素的平衡相图中第1金属粒子中所包含的第1金属元素与第2金属粒子中所包含的第2金属元素全部成为金属间化合物的比率。
第2方案涉及的接合材料在上述第1方式中，TiO2纳米粒子的中值粒径可以为20～80nm。
第3方案涉及的接合材料在上述第1或第2方案中，TiO2纳米粒子的含有率在第1金属粒子、第2金属粒子和TiO2纳米粒子的总和之中可以为0.1wt％～1wt％。
第4方案涉及的接合材料在上述第1至第3中的任一方案中，第1金属粒子可以为选自Sn-Bi、Sn-In、Sn-Bi-In、Bi-In和In中的至少一个。
第5方案涉及的接合材料在上述第1至第4中的任一方案中，第2金属粒子可以包含Cu。
第6方案涉及的接合材料在上述第1至第5的中的任一方案中，第1金属粒子可以至少包含中值粒径为3～30μm的粒子。
第7方案涉及的接合材料在上述第1至第6的中的任一方案中，上述第2金属粒子的中值粒径可以为100～2000nm。
第8方案涉及的安装结构体具备SiC或GaN的功率器件元件、和将功率器件元件的电极与外部电极进行接合的上述第1至第7的中的任一方案涉及的接合材料。
根据上述方案涉及的接合材料，能够提供抑制在液相烧结法中金属间化合物生成时的晶粒粗大化，能够形成更高的接合强度的接合部的接合材料。
以下，对于实施方式涉及的接合材料以及安装结构体，参照附图进行详细说明。
(实施方式1)
＜接合材料＞
图1为表示本实施方式1涉及的接合材料的构成的示意图。
本实施方式1涉及的接合材料101包含：熔点为200℃以下的第1金属粒子102、包含能够与第1金属粒子102中所包含的第1金属元素生成金属间化合物的第2金属元素的第2金属粒子103、TiO2纳米粒子104、和助焊剂105。
认为通过包含TiO2纳米粒子，第2金属粒子的第2金属元素向第1金属粒子102扩散，生成金属间化合物时，促进初晶的晶核的生成。另外，认为在所产生的晶核成长时，固体的TiO2阻碍成长。由此，能够使金属间化合物的晶粒微细化。
第1金属粒子是如下的任意一个：仅为与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素；或者是包含与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素、和不与第2金属元素生成金属间化合物且金属元素单质的熔点为250℃以上的第3金属元素的复合体。
第1金属粒子与第2金属粒子的比率是在第1金属元素与第2金属元素的平衡相图中第1金属粒子中所包含的第1金属元素与第2金属粒子中所包含的第2金属元素全部成为金属间化合物的比率。
由此，通过使用了该接合材料的液相烧结法的工艺生成的接合部在250℃以下不发生再熔融。因此，能够体现即使接合后的器件的工作温度为200℃以上也不熔融的高耐热性。
以下，对构成该接合材料的各部件进行说明。
＜第1金属粒子＞
第1金属粒子102在液相烧结法的工艺中成为液相成分，包含用于与第2金属粒子103反应生成高熔点的金属间化合物的第1金属元素。
第1金属粒子102由熔点为200℃以下的合金或单质的金属构成。由此，能够在200℃以下的低温下进行液相烧结。
作为构成第1金属粒子102的合金或单质的金属，是熔点为200℃以下的合金或单质的金属即可，特别优选为选自Sn-Bi、Sn-In、Sn-Bi-In、Bi-In和In中的任一个。
作为第1金属元素，例如为Sn、In。需要说明的是，第1金属元素不限于1种，可以包含Sn和In二者。第1金属元素与第2金属粒子103中包含的第2金属元素形成金属间化合物。
＜第2金属粒子＞
第2金属粒子103包含能够与第1金属粒子102中所包含的第1金属元素生成金属间化合物的第2金属元素。由此，熔解于熔融状态的第1金属粒子，能够与第1金属粒子102中所包含的第1金属元素生成高熔点的金属间化合物。
第2金属粒子103包含能够与第1金属粒子102中所包含的第1金属元素生成至少1种以上的金属间化合物的第2金属元素即可。
作为第2金属元素，例如为Cu。需要说明的是，第2金属元素不限于Cu，但优选包含Cu。
另外，第1金属粒子102是如下的任意一个：仅为与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素；或者是包含与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素、和不与第2金属元素生成金属间化合物且金属元素单质的熔点为250℃以上的第3金属元素的复合体。
第3金属元素例如为Bi。需要说明的是，第3金属元素不限于Bi。
此外，第1金属粒子102与第2金属粒子103的比率是在第1金属元素与第2金属元素的平衡相图中第1金属粒子中所包含的第1金属元素与第2金属粒子中所包含的第2金属元素全部成为金属间化合物的比率。由此，通过液相烧结法的工艺生成的接合部在250℃以下不发生再熔融。因此，能够体现即使接合后的器件的工作温度为200℃以上也不熔融的高耐热性。
＜TiO2纳米粒子＞
TiO2纳米粒子104在第1金属粒子102与第2金属粒子103之间生成金属间化合物时，在其界面以固体的形式存在。由此，认为第2金属粒子的第2金属元素向第1金属粒子102扩散而生成金属间化合物时，促进初晶的晶核的生成。另外，认为在所产生的晶核成长时，固体的TiO2会阻碍成长。由此，TiO2纳米粒子是为了使金属间化合物的晶粒微细化而包含的。
TiO2纳米粒子104在第1金属粒子102、第2金属粒子103和TiO2纳米粒子104的总和之中优选为0.1wt％～1wt％。
＜助焊剂＞
助焊剂105是为了除去存在于第1金属粒子102、第2金属粒子103的表面的氧化膜、和抑制再氧化而包含的。助焊剂105使第1金属粒子102的熔融、和第2金属粒子103表面的第2金属元素向熔融了的第1金属粒子102的扩散变得容易。助焊剂105包含：除去存在于第1金属粒子102、第2金属粒子103的表面的氧化膜的成分、和为了防止液相烧结法的工艺中的再氧化而具有比第1金属粒子102的熔点更高的沸点的溶剂。
(实施例)
为了确认本实施方式1的效果，作为实施例1-1～1-8、比较例1-1～1-12，制作改变了第1金属粒子102和第2金属粒子103的种类的接合材料101。实施例1-1～1-8、比较例1-1～1-12中的接合材料101中包含的成分、其重量比率、以及评价结果示于图2的表1。图2的表1中所示的第1金属粒子102、第2金属粒子103、TiO2纳米粒子104的粒径均为中值粒径。
＜接合材料101＞
作为本实施方式1中的第1金属粒子102，对Sn-58Bi、Sn-51Tn、Sn-55Bi-20In、In、Sn、Sn-3.5Ag、Sn-5Sb进行评价。另外，作为第2金属粒子103，对Cu、Cu-20Sn、Zn进行评价。TiO2纳米粒子使用30nm的粒子。
接合材料101按照以下方式制作。
(1)首先，称量第1金属粒子102和第2金属粒子103、TiO2纳米粒子，机械性混炼而均匀地混合。
(2)其后，称量并添加助焊剂，用双轴行星式混炼机进行混炼，从而得到接合材料101。
＜接合工艺＞
为了确认本实施方式1的效果而制作安装结构体。接合工艺如下。
首先，使用制作的接合材料101进行接合。
(a)在Cu板上使用厚100μm、开口1mm×1mm的金属掩模供给接合材料101。
(b)在所供给的接合材料101上搭载SiC元件。用接合材料101接合的SiC元件的电极从SiC侧开始由Ti/Ni/An的镀层构成。
(c)从所搭载的SiC元件之上施加1MPa的负荷，在N2气氛下以200℃进行10min的加热，制作将SiC元件的电极与Cu板用接合材料101接合的安装结构体。
＜接合评价＞
对于用于确认本实施方式1的效果的评价的结果，也一并示于图2的表1。
进行这一连串的接合工艺后，确认Cu板与SiC元件的电极是否接合。图2的表1中，接合时记为Yes，未接合时记为No。
接着，对于接合的安装结构体评价耐热性。将所制作的安装结构体再次加热到200℃，评价接合材料101是否再熔融。图2的表1中，不发生再熔融而确保接合的情况下(即接合材料101具有耐热性的情况下)记为Yes，发生再熔融的情况下(即接合材料101不具有耐热性的情况下)记为No。
进而，对于不发生再熔融的接合结构体评价接合强度。对所制作的接合结构体的SiC元件施加剪切方向的力，测定破坏强度。大于以往焊料水平的20MPa的情况下判定为B(适宜)，大于30MPa的情况下判定为A(更适宜)，20MPa以下的情况下判定为C(不适宜)。
如图2的表1所示，实施例1-1～1-8之中，实施例1-1～1-6中接合、耐热性为Yes，强度为A、实施例1-7、1-8中接合、耐热性为Yes，强度为B，均超过评价基准。这些实施例中，第2金属粒子103为Cu或Cu-20Sn而包含Cu，第1金属粒子102为Sn-58Bi、Sn-51In、Sn-55Bi-20In、In中的任一种的情况下均与1种以上的金属元素反应形成金属间化合物。不形成金属间化合物的第3金属元素(在此为Bi)熔点为271℃。
此外，第1金属粒子102与第2金属粒子103的比率为40∶60，在任一实施例中，都是第1金属粒子102中的第1金属元素与第2金属元素即Cu成为在平衡相图中全部成为金属间化合物的含有率的比率。
另一方面，比较例1-10、1-11、1-12中，即使实施一连串的接合工艺，也未形成接合。认为这是由于，比较例1-10、1-11、1-12中使用的第1金属粒子102的组成分别为Sn、Sn-3.5Ag、Sn-5Sb，其熔点分别为232℃、221℃、235℃而高于加热温度200℃。即，认为在一连串的接合工艺中，第1金属粒子102不熔融，而不发生液相烧结，因此不能确保充分的接合。
另外，比较例1-9中，耐热评价中发生再熔融。认为这是由于，比较例1-9中使用的第1金属粒子102的In与第2金属粒子103的Zn不形成金属间化合物。认为这是由于，接合工艺中未进行液相烧结，In和Zn残留，通过再加热而In发生再熔融。
比较例1-2、1-4、1-6、1-8也与比较例1-9同样，在耐热评价中发生再熔融。
对此，若着眼于第1金属粒子102中的第1金属元素(比较例1-2中为Sn、比较例1-4和比较例1-6中为Sn和In、比较例1-8中为In)与第2金属元素即Cu的混合比率则能够理解。也就是说，比较例1-2、1-4、1-6、1-8中，第1金属粒子102与第2金属粒子103的混合比率均为70∶30。认为了这是由于，该情况下，第1金属粒子102中的第1金属元素比在平衡相图中全部成为与第2金属元素的金属间化合物的比率过剩地存在。
因此，认为在经过接合工艺后的接合材料101中，比较例1-2中Sn残留、比较例1-4和比较例1-6中Sn和In残留、比较例1-8中In残留，它们的熔点低于200℃，因此在200℃以下发生再熔融。
此外，若着眼于比较例1-1、1-3、1-5、1-7，虽然初期接合和耐热性超过基准值，但接合强度分别为16.8、13.4、14.7、12.2MPa而不是那么大，判定为C。
若对比较例1-1、1-3、1-5、1-7与实施例1-1、1-3、1-5、1-7分别进行比较，则可知通过添加30nm的TiO2纳米粒子104，接合强度提高到2倍以上。
通过本实施方式1的结果确认如下。
为了体现本发明的效果，首先，必须是包含：熔点200℃以下的第1金属粒子、包含能够与第1金属粒子102中所包含的第1金属元素生成金属间化合的第2金属元素的第2金属粒子103、TiO2纳米粒子104、和助焊剂105的接合材料。
进而，第1金属粒子102必须是如下的任意一个：仅为与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素；或者是包含与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素、和不与第2金属元素生成金属间化合物且金属元素单质的熔点为250℃以上的第3金属元素的复合体。
并且，第1金属粒子102与第2金属粒子103的比率必须是在第1金属元素与第2金属元素的平衡相图中第1金属粒子中所包含的第1金属元素与第2金属粒子中所包含的第2金属元素全部成为金属间化合物的比率。
满足这些的接合材料101的情况下，可提供能够形成高接合强度的接合部的接合材料。
(实施方式2)
作为本实施方式2，对TiO2纳米粒子104的粒径和含有率的影响进行评价。本实施方式2的实施例2-1～2-6、比较例2-1～2-4中的接合材料101中包含的成分、其重量比率、以及评价结果示于图3的表2。接合材料101的制作方法、接合工艺、以及评价方法与实施方式1同样。
由图3的表2可知，若着眼于TiO2纳米粒子104的粒径，则粒径分别为20、50、80nm的实施例2-1、2-2、2-3中，接合、耐热性为Yes，强度为A，均超过评价基准。
另一方面，TiO2纳米粒子104的粒径为100nm、300nm而较大的比较例2-1、2-2中，接合强度分别17.1MPa、小于10MPa而不高，因此判定为C。
对此，由于TiO2纳米粒子104的粒径大，因而成为液相烧结时的核生成的起点的部位变少，另外，接合后成为在金属间化合物之间混入大的异物的形态。
因此，认为含有TiO2纳米粒子104的效果变小，并且界面附近结构性变弱，接合强度变小。
接着，若着眼于TiO2纳米粒子104的含有率，TiO2纳米粒子的含有率分别为0.1、0.2、1.0wt％的实施例2-4～2-6中，接合、耐热性为Yes，强度为A，均超过评价基准。
另一方面，TiO2纳米粒子104的含有率为0.05wt％而较小的比较例2-3中，接合强度为18.1MPa而不高。
认为这是由于，TiO2纳米粒子104的含有率小，因此添加的效果小。
另外，TiO2纳米粒子104的含有率为2.0wt.％而较大的比较例2-4中，接合强度为14.3MPa而较小，判定为×。认为这是由于，TiO2纳米粒子104的含有率高，因而使第1金属粒子102与第2金属粒子103之间形成的金属间化合物间的强度降低。
通过本实施方式2的结果确认如下。
TiO2纳米粒子104的粒径的中值粒径优选为20～80nm。
另外，TiO2纳米粒子104的含有率优选为0.1～1wt.％。
满足这些的接合材料101的情况下，可提供能够形成高接合强度的接合部的接合材料。
(实施方式3)
作为本实施方式3，对第1金属粒子102、第2金属粒子103、TiO2纳米粒子104的粒径的影响进行评价。
本实施方式3的实施例3-1～3-11中的接合材料101中包含的成分、其重量比率、以及评价结果示于图4的表3。接合材料101的制作方法、接合工艺、以及评价方法与实施方式1和实施方式2同样。
由图4的表3的结果，若着眼于第1金属粒子102的粒径，第1金属粒子102的粒径分别为3、20、30μm的实施例3-2～3-4的情况下，接合、耐热性的判定为Yes，强度的判定为A，粒径为0.5、45μm的实施例3-1、3-5中接合、耐热性的判定为Yes，强度的判定为B。
第1金属粒子102的粒径小的实施例3-1的情况下，接近第2金属粒子103的粒径，因此与第2金属粒子103接触的部位变多。因此认为，在接合工艺中的加热时，液相烧结的速度非常快，在充分扩散到所接合的两个部件的电极前，金属间化合物的形成结束，因此与其它实施例相比强度变小。
相反，第1金属粒子102的粒径大的实施例3-5的情况下，与第2金属粒子103相比第1金属粒子102的粒径非常大，因此认为制作接合材料101时的均匀性降低，因此与其它实施例相比接合强度也变得较小。
若着眼于第2金属粒子103的粒径，第2金属粒子103的粒径分别为100、400、1200、2000nm的实施例3-7～3-10的情况下，接合、耐热性的判定为Yes，强度的判定为A，第2金属粒子103的粒径分别为50、6000nm的实施例3-6、3-11中接合、耐热性的判定为Yes，强度的判定为B。
对于第2金属粒子103的粒径小的实施例3-6而言，可以认为：由于第2金属粒子103的粒径非常小，在接合材料101的制作中、接合工艺的加热中发生第2金属粒子103的凝聚，均匀性降低，因此与其它实施例相比接合强度也变得较小。
对于第2金属粒子103的粒径大的实施例3-11而言，可以认为：由于第2金属粒子103的粒径大，接合工艺中向熔融的第1金属粒子102的扩散慢，金属间化合物的粒径变大。
通过本实施方式3的结果确认如下。
第1金属粒子102优选至少包含中值粒径为3～30μm的粒子。
第2金属粒子103的中值粒径优选为100～2000nm。满足这些的接合材料101的情况下，可提供能够形成高接合强度的接合部的接合材料。
＜本发明的适宜条件＞
以上，由本实施方式1～3的结果，作为为了体现本发明的接合材料的效果的适宜条件，接合材料是包含熔点为200℃以下的第1金属粒子102、包含能够与第1金属粒子102中包含的第1金属元素生成金属间化合物的第2金属元素的第2金属粒子103、TiO2纳米粒子104、和助焊剂105的接合材料101。
另外，第1金属粒子102是如下的任意一个：仅为与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素，或者是包含与第2金属元素生成金属间化合物的第1金属元素、和不与第2金属元素生成金属间化合物且金属元素单质的熔点为250℃以上的第3金属元素的复合体。
此外，第1金属粒子102与第2金属粒子103的比率是在第1金属元素与第2金属元素的平衡相图中第1金属粒子102中包含的第1金属元素与第2金属粒子103中包含的第2金属元素全部成为金属间化合物的比率。
作为更适宜的条件，TiO2纳米粒子104的中值粒径可以为20～80nm。
作为进一步更适宜的条件，TiO2纳米粒子104的含有率在第1金属粒子102、第2金属粒子103和TiO2纳米粒子104的总和之中可以为0.1wt％～1wt％。
作为进一步更适宜的条件，第1金属粒子102可以为选自Sn-Bi、Sn-In、Sn-Bi-In、Bi-In、和In中的至少一个。
作为进一步更适宜的条件，第2金属粒子103可以包含Cu。
作为进一步更适宜的条件，第1金属粒子102可以至少包含中值粒径为3～30μm的粒子。
作为进一步更适宜的条件，第2金属粒子103的中值粒径可以为100～2000nm。
另外，安装结构体具备SiC或GaN的功率器件元件、和将功率器件元件的电极与外部电极进行接合的上述接合材料101。
需要说明的是，本实施方式中，评价中使用的SiC元件的电极使用了Ti/Ni/Au，但本发明不限于此，若为能够用第1金属粒子102接合的电极则能够体现本发明的效果。
需要说明的是，本发明中，包括将上述的各种的实施方式和/或实施例中的任意的实施方式和/或实施例适当组合的方式，能够起到各个实施方式和/或实施例所具有的效果。
产业上的可利用性
根据本发明涉及的接合材料，能够实现具有使用SiC、GaN这样的高弹性模量的元件且进行高温工作的器件中所要求的耐热性和高强度的安装结构体。

Claims (8)

1.一种接合材料，其包含：
熔点为200℃以下的第1金属粒子、
包含能够与所述第1金属粒子中所包含的第1金属元素生成金属间化合物的第2金属元素的第2金属粒子、
TiO2纳米粒子、和
助焊剂，
所述第1金属粒子是如下的任意一个：
仅为与所述第2金属元素生成金属间化合物的所述第1金属元素；或者
是包含与所述第2金属元素生成金属间化合物的所述第1金属元素、和不与所述第2金属元素生成金属间化合物且金属元素单质的熔点为250℃以上的第3金属元素的复合体，
所述第1金属粒子与所述第2金属粒子的比率是在所述第1金属元素与所述第2金属元素的平衡相图中所述第1金属粒子中所包含的所述第1金属元素与所述第2金属粒子中所包含的所述第2金属元素全部成为金属间化合物的比率。
2.根据权利要求1所述的接合材料，其中，
所述TiO2纳米粒子的中值粒径为20nm～80nm。
3.根据权利要求1或2所述的接合材料，其中，
所述TiO2纳米粒子的含有率在所述第1金属粒子、所述第2金属粒子和所述TiO2纳米粒子的总和之中为0.1wt％～1wt％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的接合材料，其中，
所述第1金属粒子为选自Sn-Bi、Sn-In、Sn-Bi-In、Bi-In和In中的至少一个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的接合材料，其中，
所述第2金属粒子包含Cu。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的接合材料，其中，
所述第1金属粒子至少包含中值粒径为3μm～30μm的粒子。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的接合材料，其中，
所述第2金属粒子的中值粒径为100nm～2000nm。
8.一种安装结构体，其具备：
SiC或GaN的功率器件元件、和
将所述功率器件元件的电极与外部电极进行接合的权利要求1至7中任一项所述的接合材料。
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