JP3222514B2 - セラミックスと金属の接合用ペースト組成物 - Google Patents
セラミックスと金属の接合用ペースト組成物Info
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスと金属の
接合用ペースト組成物に関するものである。
接合用ペースト組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりセラミックスと金属の接合方法
の一つとして、活性金属法が採用されている。この活性
金属法は、ロウ材をセラミックスと金属との間に介在さ
せ、加熱溶融させることにより、セラミックスと金属と
を接合するものである。このロウ材としては、Ｔｉ，Ｚ
ｒなどの活性金属を含む合金が用いられることが特開昭
59-57973号, 特開平01-154898 号等で公知となってい
る。しかし、従来公知のロウ材は、電子部品の基板には
寸法精度の問題、特にロウ付後のロウ付部のロウの付着
量のバラツキによる、ロウ付強度の低下が問題となり適
用されていない。また、ロウ付温度が 800℃以上のもの
は、基板のセラミックス中に金属成分が侵入することに
より、基板の機械的強度の低下や、絶縁抵抗が低くな
り、電気的な基板破壊を生じる等の問題があった。
の一つとして、活性金属法が採用されている。この活性
金属法は、ロウ材をセラミックスと金属との間に介在さ
せ、加熱溶融させることにより、セラミックスと金属と
を接合するものである。このロウ材としては、Ｔｉ，Ｚ
ｒなどの活性金属を含む合金が用いられることが特開昭
59-57973号, 特開平01-154898 号等で公知となってい
る。しかし、従来公知のロウ材は、電子部品の基板には
寸法精度の問題、特にロウ付後のロウ付部のロウの付着
量のバラツキによる、ロウ付強度の低下が問題となり適
用されていない。また、ロウ付温度が 800℃以上のもの
は、基板のセラミックス中に金属成分が侵入することに
より、基板の機械的強度の低下や、絶縁抵抗が低くな
り、電気的な基板破壊を生じる等の問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、電子部品用の基板に適用すべくなされたもの
であり、高接合強度を安定して得るために20〜25μm の
均一なロウ付塗膜が 700〜750 ℃で形成できるセラミッ
クスと金属との接合用ペースト組成物を提供することを
目的とするものである。
を解決し、電子部品用の基板に適用すべくなされたもの
であり、高接合強度を安定して得るために20〜25μm の
均一なロウ付塗膜が 700〜750 ℃で形成できるセラミッ
クスと金属との接合用ペースト組成物を提供することを
目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 本発明は、700〜750℃
でセラミックスと金属との接合を可能にしたペースト組
成物として、銀 30〜70wt%、銅 15〜40wt%、錫5〜10wt
%、チタニウム 1〜15wt%の粉末であり、粒度幅が 0.1〜
20μmの範囲の金属粉末 100wt部と、有機ワニス 8〜25w
t部より成るもので、粉末は合金粉末でも混合粉末でも
よい。また、より好ましくは粒度幅が0.5〜10μmの粉末
を用いたセラミックスと金属との接合用ペースト組成物
である。
でセラミックスと金属との接合を可能にしたペースト組
成物として、銀 30〜70wt%、銅 15〜40wt%、錫5〜10wt
%、チタニウム 1〜15wt%の粉末であり、粒度幅が 0.1〜
20μmの範囲の金属粉末 100wt部と、有機ワニス 8〜25w
t部より成るもので、粉末は合金粉末でも混合粉末でも
よい。また、より好ましくは粒度幅が0.5〜10μmの粉末
を用いたセラミックスと金属との接合用ペースト組成物
である。
【０００５】
【作用】本発明で各粉末の粒度幅を 0.1μm 〜20μm と
したのは、接合するロウ材の厚さを20〜25μm の範囲に
管理するためであり、より好ましくは、 0.5μm 〜10μ
m の粉末を用いると好適である。
したのは、接合するロウ材の厚さを20〜25μm の範囲に
管理するためであり、より好ましくは、 0.5μm 〜10μ
m の粉末を用いると好適である。
【０００６】 更に、銀が30重量部以下、70重量部以
上、銅が15重量部以下、40重量部以上ではロウ付性が悪
く、ロウ付強度が低くなるためであり、特に錫が5重量
部以下では、750℃でロウが溶けないため接合ができ
ず、10重量部以上では700℃以下でロウが溶け接合部以
外にろうが流れだし、電気特性を悪くするためであり、
チタニウムが1重量部以下では、少なすぎて接合強度が
弱くなり、15重量部以上では逆に多すぎて、接合強度を
弱くするためである。
上、銅が15重量部以下、40重量部以上ではロウ付性が悪
く、ロウ付強度が低くなるためであり、特に錫が5重量
部以下では、750℃でロウが溶けないため接合ができ
ず、10重量部以上では700℃以下でロウが溶け接合部以
外にろうが流れだし、電気特性を悪くするためであり、
チタニウムが1重量部以下では、少なすぎて接合強度が
弱くなり、15重量部以上では逆に多すぎて、接合強度を
弱くするためである。
【０００７】更に、有機ワニスが８重量部以下では、均
一な塗膜を形成するペーストを作るのが困難となり、20
〜25μm の安定したロウ付厚さを得られず、接合強度に
バラツキを生じる。25重量部以上にすると、ロウ付時の
寸法変化が大きくなり均一な膜厚のロウ付ができなくな
り接合強度にバラツキを生じるためである。
一な塗膜を形成するペーストを作るのが困難となり、20
〜25μm の安定したロウ付厚さを得られず、接合強度に
バラツキを生じる。25重量部以上にすると、ロウ付時の
寸法変化が大きくなり均一な膜厚のロウ付ができなくな
り接合強度にバラツキを生じるためである。
【０００８】本発明で用いる有機ワニスはセルロース、
ブチラール及びアクリル系の樹脂をカルビトール、セロ
ソルブ及びアルコール系の溶剤に溶解したもの等が使用
できる。
ブチラール及びアクリル系の樹脂をカルビトール、セロ
ソルブ及びアルコール系の溶剤に溶解したもの等が使用
できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について比較例ととも
に説明する。表１に示す本発明の成分組成の実施例１〜
７及び金属粉末の本発明の組成範囲を外れたもの及び従
来公知の金属粉末を用いた比較例のそれぞれのペースト
組成物を粘度が500ポイズになるように作成した。各ペ
ースト組成物をスクリーン印刷(200メッシュスクリー
ン) にてセラミックスに塗膜形成した。その塗膜の上に
２mm□、厚さ100 μm の銅板をのせて10-5Torrの真空中
で加熱しセラミックスと銅板を接合した。得られたペー
スト組成物の印刷性、真空中での加熱温度、ロウ付強度
及び塗膜の均一性等の物性を表２に示す。
に説明する。表１に示す本発明の成分組成の実施例１〜
７及び金属粉末の本発明の組成範囲を外れたもの及び従
来公知の金属粉末を用いた比較例のそれぞれのペースト
組成物を粘度が500ポイズになるように作成した。各ペ
ースト組成物をスクリーン印刷(200メッシュスクリー
ン) にてセラミックスに塗膜形成した。その塗膜の上に
２mm□、厚さ100 μm の銅板をのせて10-5Torrの真空中
で加熱しセラミックスと銅板を接合した。得られたペー
スト組成物の印刷性、真空中での加熱温度、ロウ付強度
及び塗膜の均一性等の物性を表２に示す。
【００１０】ここで印刷性とは、スクリーン印刷により
得られた塗膜の表面粗さを測定し、そのザラツキが５μ
m 以下のものを可とし、10μm 以上のものを不可とし
た。ロウ付強度は、銅板とセラミックスを引張強度試験
機にてセン断引張強度を測定した。塗膜の均一性はロウ
付後のセラミックスとロウ材部の断面を実体顕微鏡で観
察して塗膜の厚さが２０〜２５μm の範囲に入り気泡の
全くないものを◎、気泡が１〜２点あるが実用上問題に
ならないものを○、塗膜の厚さが部分的に20〜25μm を
外れるか、若しくは気泡が多数発生したものを×した。
得られた塗膜の表面粗さを測定し、そのザラツキが５μ
m 以下のものを可とし、10μm 以上のものを不可とし
た。ロウ付強度は、銅板とセラミックスを引張強度試験
機にてセン断引張強度を測定した。塗膜の均一性はロウ
付後のセラミックスとロウ材部の断面を実体顕微鏡で観
察して塗膜の厚さが２０〜２５μm の範囲に入り気泡の
全くないものを◎、気泡が１〜２点あるが実用上問題に
ならないものを○、塗膜の厚さが部分的に20〜25μm を
外れるか、若しくは気泡が多数発生したものを×した。
【００１１】表２の結果から明らかなように、本発明の
実施例は、印刷性、ロウ付温度、ロウ付強度、塗膜の均
一性とも全て良好なのに対し、比較例１〜６はいずれも
塗膜の均一性に欠けており、それが原因でロウ付強度も
バラツキが大きく全体的に低くなっていた。
実施例は、印刷性、ロウ付温度、ロウ付強度、塗膜の均
一性とも全て良好なのに対し、比較例１〜６はいずれも
塗膜の均一性に欠けており、それが原因でロウ付強度も
バラツキが大きく全体的に低くなっていた。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【発明の効果】以上のように、本発明の接合用ペースト
組成物は、ロウ付温度が低くでき、スクリーン印刷が可
能で安定した膜厚を形成できるため、不規則なパターン
形状の接合に適している。また、接合部分のロウ材の厚
さを均一にできるため、接合強度が高く、しかもバラツ
キの小さく安定したセラミックスと金属との接合ができ
るため、従来のロウ材で不可能であったものに適用でき
る画期的なものと言える。
組成物は、ロウ付温度が低くでき、スクリーン印刷が可
能で安定した膜厚を形成できるため、不規則なパターン
形状の接合に適している。また、接合部分のロウ材の厚
さを均一にできるため、接合強度が高く、しかもバラツ
キの小さく安定したセラミックスと金属との接合ができ
るため、従来のロウ材で不可能であったものに適用でき
る画期的なものと言える。
Claims (5)
- 【請求項１】 銀 30〜70wt%、銅 15〜40wt%、錫 5〜10
wt%、チタニウム 1〜15wt%で、粒度幅が 0.1〜20μmの
範囲の金属粉末 100wt部と、有機ワニス 8〜25wt部より
成る、セラミックスと金属の接合用ペースト組成物。 - 【請求項２】 金属粉末が銀、銅、錫、チタニウムの合
金粉末であることを特徴とする請求項１記載のセラミッ
クスと金属の接合用ペースト組成物。 - 【請求項３】 金属粉末が銀、銅、錫、チタニウムの各
粉末を混合した混合粉末であることを特徴とする請求項
１記載のセラミックスと金属の接合用ペースト組成物。 - 【請求項４】 金属粉末が銀、銅、錫、チタニウムより
選択される一種以上の単独粉末と、二種以上の合金粉末
の混合粉末であることを特徴とする請求項１記載のセラ
ミックスと金属の接合用ペースト組成物。 - 【請求項５】 金属粉末の粒度幅が 0.5〜10μmである
請求項２、請求項３または請求項４のいずれかに記載の
セラミックスと金属の接合用ペースト組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30319891A JP3222514B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | セラミックスと金属の接合用ペースト組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30319891A JP3222514B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | セラミックスと金属の接合用ペースト組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05139856A JPH05139856A (ja) | 1993-06-08 |
| JP3222514B2 true JP3222514B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=17918063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30319891A Expired - Fee Related JP3222514B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | セラミックスと金属の接合用ペースト組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3222514B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015079844A1 (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-04 | 株式会社村田製作所 | 金属間化合物の生成方法および金属間化合物を用いた接続対象物の接続方法 |
| CN106255674B (zh) * | 2014-04-30 | 2019-11-01 | 日本碍子株式会社 | 陶瓷部件与金属部件的接合体及其制法 |
| CN108340094B (zh) * | 2017-01-23 | 2020-11-17 | 北京有色金属与稀土应用研究所 | 一种Ag-Cu-In-Sn-Ti合金钎料及其制备方法和应用 |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP30319891A patent/JP3222514B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05139856A (ja) | 1993-06-08 |
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