JP3496687B2 - 低融点封着用組成物 - Google Patents
低融点封着用組成物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は低融点封着用組成物に関
し、より具体的にはＩＣ又は水晶振動子用のセラミック
パッケージや、表示デバイス等を封着するのに好適な低
融点封着用組成物に関するものである。
し、より具体的にはＩＣ又は水晶振動子用のセラミック
パッケージや、表示デバイス等を封着するのに好適な低
融点封着用組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ又は水晶振動子のパッケージや、表
示テバイス等の封着に使用される封着材料には、ＩＣや
水晶振動子等に悪影響を及ぼさないように低温で封着で
きること、熱膨張係数がセラミックや窓板ガラスのそれ
に適合していること、耐水性等の耐侯性が良いことが要
求される。また特にＩＣパッケージ用の封着材料には、
これらの条件の他に機械的強度が高いこと、信号電流が
リークしないように絶縁特性が良好であること、ＩＣ素
子にα線が照射されるとソフトエラーが発生するため、
α線を放出する物質を極力含まないこと等の条件を満た
す必要がある。
示テバイス等の封着に使用される封着材料には、ＩＣや
水晶振動子等に悪影響を及ぼさないように低温で封着で
きること、熱膨張係数がセラミックや窓板ガラスのそれ
に適合していること、耐水性等の耐侯性が良いことが要
求される。また特にＩＣパッケージ用の封着材料には、
これらの条件の他に機械的強度が高いこと、信号電流が
リークしないように絶縁特性が良好であること、ＩＣ素
子にα線が照射されるとソフトエラーが発生するため、
α線を放出する物質を極力含まないこと等の条件を満た
す必要がある。
【０００３】従来より上記条件を満たすものとして、Ｐ
ｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 系の低融点ガラス粉末や、これらのガラ
ス粉末に耐火性フィラー粉末を添加してなる封着材料が
各種提案されている。例えば本出願人は特開平２−２２
９７３８号において、ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末
に、チタン酸鉛系セラミック粉末と低膨張性セラミック
粉末を添加してなる封着材料を提案している。
ｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 系の低融点ガラス粉末や、これらのガラ
ス粉末に耐火性フィラー粉末を添加してなる封着材料が
各種提案されている。例えば本出願人は特開平２−２２
９７３８号において、ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 系ガラス粉末
に、チタン酸鉛系セラミック粉末と低膨張性セラミック
粉末を添加してなる封着材料を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般にＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ
3 系のガラスでは、Ｂ2 Ｏ3 の含有量が少ないほど、ま
たＰｂＯの含有量が多いほどガラス転移点が下がり、封
着温度を低くできることが知られている。
3 系のガラスでは、Ｂ2 Ｏ3 の含有量が少ないほど、ま
たＰｂＯの含有量が多いほどガラス転移点が下がり、封
着温度を低くできることが知られている。
【０００５】しかしながらＢ2 Ｏ3 はガラスの安定化の
ために一定量以上含有させる必要があるため、これらの
ガラスを使用した封着材料においては低融点化に限界が
あり、封着温度を４００℃以下にすることは困難であ
る。それゆえ熱に非常に敏感な素子、例えば集積度の高
いＩＣや特殊な水晶振動子を搭載したパッケージの封着
には使用できないという問題を有している。
ために一定量以上含有させる必要があるため、これらの
ガラスを使用した封着材料においては低融点化に限界が
あり、封着温度を４００℃以下にすることは困難であ
る。それゆえ熱に非常に敏感な素子、例えば集積度の高
いＩＣや特殊な水晶振動子を搭載したパッケージの封着
には使用できないという問題を有している。
【０００６】また近年、環境上の問題から鉛の使用が制
限される傾向にあり、封着材料においてもガラス中のＰ
ｂＯの含有量を極力低減させることが求められている。
限される傾向にあり、封着材料においてもガラス中のＰ
ｂＯの含有量を極力低減させることが求められている。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
ＰｂＯの含有量を低減しつつ、４００℃以下の温度で封
着することが可能な封着用組成物を提供することを目的
とする。
ＰｂＯの含有量を低減しつつ、４００℃以下の温度で封
着することが可能な封着用組成物を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の研究
を行った結果、ＰｂＯの一部をＢｉ2 Ｏ3 で置換するこ
とにより、封着温度を上昇させることなくＰｂＯの含有
量を低減させられること、及びこのＰｂＯ−Ｂｉ2 Ｏ3
系ガラスにおいてはＦｅ2 Ｏ3 とＣｕＯがガラスの安定
化に非常に効果があり、これらをガラス中に含有させる
ことによってＢ2 Ｏ3 の含有量を低減できることを見い
だし、本発明として提案するものである。
を行った結果、ＰｂＯの一部をＢｉ2 Ｏ3 で置換するこ
とにより、封着温度を上昇させることなくＰｂＯの含有
量を低減させられること、及びこのＰｂＯ−Ｂｉ2 Ｏ3
系ガラスにおいてはＦｅ2 Ｏ3 とＣｕＯがガラスの安定
化に非常に効果があり、これらをガラス中に含有させる
ことによってＢ2 Ｏ3 の含有量を低減できることを見い
だし、本発明として提案するものである。
【０００９】 即ち、本発明の低融点封着用組成物は、
重量百分率でＰｂＯ ４５〜７５％、Ｂｉ2Ｏ3 ２０．
１〜４５％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１１％、Ｆｅ2Ｏ3 ０〜７
％、ＣｕＯ ０〜７％、Ｆｅ2Ｏ3＋ＣｕＯ ０．１〜１
０％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＳｉＯ2 ０〜３％、Ａｌ2
Ｏ3 ０〜３％、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3 ０〜５％、ＢａＯ
０〜７％、ＴｉＯ2 ０〜５％、ＺｒＯ2 ０〜５％、
Ｆ2 ０〜６％の組成を含有し、Ｂｉ 2 Ｏ 3 ／ＰｂＯが、
重量比で０．２７〜０．９７であり、３００℃以下のガ
ラス転移点を有するガラス粉末からなることを特徴とす
る。
重量百分率でＰｂＯ ４５〜７５％、Ｂｉ2Ｏ3 ２０．
１〜４５％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１１％、Ｆｅ2Ｏ3 ０〜７
％、ＣｕＯ ０〜７％、Ｆｅ2Ｏ3＋ＣｕＯ ０．１〜１
０％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＳｉＯ2 ０〜３％、Ａｌ2
Ｏ3 ０〜３％、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3 ０〜５％、ＢａＯ
０〜７％、ＴｉＯ2 ０〜５％、ＺｒＯ2 ０〜５％、
Ｆ2 ０〜６％の組成を含有し、Ｂｉ 2 Ｏ 3 ／ＰｂＯが、
重量比で０．２７〜０．９７であり、３００℃以下のガ
ラス転移点を有するガラス粉末からなることを特徴とす
る。
【００１０】 また本発明の低融点封着用組成物は、重
量百分率でＰｂＯ ４５〜７５％、Ｂｉ2Ｏ3 ２０．１
〜４５％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１１％、Ｆｅ2Ｏ3 ０〜７％、
ＣｕＯ ０〜７％、Ｆｅ2Ｏ3＋ＣｕＯ ０．１〜１０
％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＳｉＯ2 ０〜３％、Ａｌ2Ｏ
3 ０〜３％、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3 ０〜５％、ＢａＯ
０〜７％、ＴｉＯ2 ０〜５％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｆ
2 ０〜６％の組成を含有し、Ｂｉ 2 Ｏ 3 ／ＰｂＯが、重
量比で０．２７〜０．９７であり、３００℃以下のガラ
ス転移点を有するガラス粉末４５〜８５体積％と、耐火
性フィラー粉末１５〜５５体積％とからなることを特徴
とする。
量百分率でＰｂＯ ４５〜７５％、Ｂｉ2Ｏ3 ２０．１
〜４５％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１１％、Ｆｅ2Ｏ3 ０〜７％、
ＣｕＯ ０〜７％、Ｆｅ2Ｏ3＋ＣｕＯ ０．１〜１０
％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＳｉＯ2 ０〜３％、Ａｌ2Ｏ
3 ０〜３％、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3 ０〜５％、ＢａＯ
０〜７％、ＴｉＯ2 ０〜５％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｆ
2 ０〜６％の組成を含有し、Ｂｉ 2 Ｏ 3 ／ＰｂＯが、重
量比で０．２７〜０．９７であり、３００℃以下のガラ
ス転移点を有するガラス粉末４５〜８５体積％と、耐火
性フィラー粉末１５〜５５体積％とからなることを特徴
とする。
【００１１】
【作用】本発明の低融点封着用組成物において、ガラス
粉末の組成を上記のように限定した理由を以下に述べ
る。
粉末の組成を上記のように限定した理由を以下に述べ
る。
【００１２】ＰｂＯの含有量は４５〜７５％、好ましく
は４５〜７４％である。ＰｂＯが４５％より少ないと粘
性が高くなり過ぎて４００℃以下の温度でガラスが十分
に流動せず、７５％より多いと結晶傾向が強くなって低
温封着が困難になる。また環境上好ましくない。
は４５〜７４％である。ＰｂＯが４５％より少ないと粘
性が高くなり過ぎて４００℃以下の温度でガラスが十分
に流動せず、７５％より多いと結晶傾向が強くなって低
温封着が困難になる。また環境上好ましくない。
【００１３】Ｂｉ2 Ｏ3 はガラスの粘性を上げずにガラ
スを安定化させる効果があり、ＰｂＯの置換成分として
２０．１〜４５％、好ましくは２０．１〜４４％含有す
る。Ｂｉ2 Ｏ3 が、２０．１％より少ないと低温封着の
ために相対的にＰｂＯの含有量を高くしなければなら
ず、環境上好ましくない。一方４５％より多いとガラス
の粘性が高くなり過ぎる。
スを安定化させる効果があり、ＰｂＯの置換成分として
２０．１〜４５％、好ましくは２０．１〜４４％含有す
る。Ｂｉ2 Ｏ3 が、２０．１％より少ないと低温封着の
ために相対的にＰｂＯの含有量を高くしなければなら
ず、環境上好ましくない。一方４５％より多いとガラス
の粘性が高くなり過ぎる。
【００１４】またＰｂＯに対するＢｉ2 Ｏ3 の割合は、
重量比で０．２７〜０．９７の範囲にあることが好まし
い。Ｂｉ2 Ｏ3 ／ＰｂＯの比がこの範囲にあると、従来
のガラスに比べてＰｂＯの含有量を効果的に低減しつ
つ、４００℃以下の温度での封着を可能にすることがで
きる。なおこの比が小さくなり過ぎるとＰｂＯを効果的
に低減することが難しくなり、一方大きくなり過ぎると
粘性が高くなり過ぎて４００℃以下での封着が困難にな
る。
重量比で０．２７〜０．９７の範囲にあることが好まし
い。Ｂｉ2 Ｏ3 ／ＰｂＯの比がこの範囲にあると、従来
のガラスに比べてＰｂＯの含有量を効果的に低減しつ
つ、４００℃以下の温度での封着を可能にすることがで
きる。なおこの比が小さくなり過ぎるとＰｂＯを効果的
に低減することが難しくなり、一方大きくなり過ぎると
粘性が高くなり過ぎて４００℃以下での封着が困難にな
る。
【００１５】Ｂ2 Ｏ3 はガラスを安定化させるための成
分であり、その含有量は０〜１１％、好ましくは０．５
〜８％である。Ｂ2 Ｏ3 が１１％より多くなるとガラス
の粘性が高くなり過ぎる。
分であり、その含有量は０〜１１％、好ましくは０．５
〜８％である。Ｂ2 Ｏ3 が１１％より多くなるとガラス
の粘性が高くなり過ぎる。
【００１６】Ｆｅ2 Ｏ3 とＣｕＯは、ＰｂＯ−Ｂｉ2 Ｏ
3 系ガラスにおいてガラスを安定化させる効果が極めて
大きい成分であり、その含有量はそれぞれ０〜７％、好
ましくは０〜５％である。またこれら成分の合量は０．
１〜１０％、好ましくは０．２〜８％である。しかしな
がらこれらの成分の合量が０．１％より少ないとその効
果がなく、封着時に結晶化が著しくなって流動しなくな
る。またＦｅ2 Ｏ3 及びＣｕＯがそれぞれ７％より多い
場合、或は合量で１０％を超える場合はガラスの粘性が
高くなり過ぎる。
3 系ガラスにおいてガラスを安定化させる効果が極めて
大きい成分であり、その含有量はそれぞれ０〜７％、好
ましくは０〜５％である。またこれら成分の合量は０．
１〜１０％、好ましくは０．２〜８％である。しかしな
がらこれらの成分の合量が０．１％より少ないとその効
果がなく、封着時に結晶化が著しくなって流動しなくな
る。またＦｅ2 Ｏ3 及びＣｕＯがそれぞれ７％より多い
場合、或は合量で１０％を超える場合はガラスの粘性が
高くなり過ぎる。
【００１７】ＺｎＯはガラスを安定化させ、且つ、耐水
性を向上させる成分であり、その含有量は０〜１５％、
好ましくは０〜１２％である。ＺｎＯが１５％より多い
とガラスが結晶化して十分に流動しなくなる。
性を向上させる成分であり、その含有量は０〜１５％、
好ましくは０〜１２％である。ＺｎＯが１５％より多い
とガラスが結晶化して十分に流動しなくなる。
【００１８】ＳｉＯ2 とＡｌ2 Ｏ3 は結晶化を防止する
ための成分であり、その含有量はそれぞれ０〜３％であ
る。またこれらの合量は０〜５％、好ましくは０〜３％
である。しかしながらこれらの成分がそれぞれ３％より
多いとガラスの粘性が高くなり過ぎる。またこれらの合
量が５％より多い場合もガラスの粘性が高くなり過ぎて
好ましくない。
ための成分であり、その含有量はそれぞれ０〜３％であ
る。またこれらの合量は０〜５％、好ましくは０〜３％
である。しかしながらこれらの成分がそれぞれ３％より
多いとガラスの粘性が高くなり過ぎる。またこれらの合
量が５％より多い場合もガラスの粘性が高くなり過ぎて
好ましくない。
【００１９】ＢａＯはガラスの結晶化を防止する効果が
あり、その含有量は０〜７％。好ましくは０〜５％であ
る。ＢａＯが７％より多くなるとガラスの粘性が高くな
り過ぎる。
あり、その含有量は０〜７％。好ましくは０〜５％であ
る。ＢａＯが７％より多くなるとガラスの粘性が高くな
り過ぎる。
【００２０】ＴｉＯ2 はガラスを安定化させる効果があ
り、その含有量は０〜５％、好ましくは０〜１％であ
る。ＴｉＯ2 が５％より多くなると結晶化傾向が著しく
なって流動しなくなる。
り、その含有量は０〜５％、好ましくは０〜１％であ
る。ＴｉＯ2 が５％より多くなると結晶化傾向が著しく
なって流動しなくなる。
【００２１】ＺｒＯ2 は結晶化を防止する効果があり、
０〜５％、好ましくは０〜１％含有する。ＺｒＯ2 が５
％より多くなるとガラスの粘性が高くなり過ぎる。
０〜５％、好ましくは０〜１％含有する。ＺｒＯ2 が５
％より多くなるとガラスの粘性が高くなり過ぎる。
【００２２】Ｆ2 はＢｉ2 Ｏ3 の多い組成系でガラスの
固着点を下げて失透を防止する効果があり、０〜６％、
好ましくは０〜３％含有する。Ｆ2 が、６％より多いと
ガラスの安定性が崩れ、結晶化が著しくなって流動しな
くなる。
固着点を下げて失透を防止する効果があり、０〜６％、
好ましくは０〜３％含有する。Ｆ2 が、６％より多いと
ガラスの安定性が崩れ、結晶化が著しくなって流動しな
くなる。
【００２３】また上記成分以外にも、５％以下のＡｇ
Ｏ、ＳｒＯ、Ｐ2 Ｏ5 、Ｃｏ2 Ｏ3 、及びＴｅＯ2 、３
％以下のＭｏ2 Ｏ3 、Ｒｂ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｏ、Ｎｂ2 Ｏ
5 、Ｔａ 2 Ｏ3 、ＣｅＯ2 、ＮｉＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｓｂ
2 Ｏ3 、ＳｎＯ2 及び希土類の酸化物を他成分として含
有させることができる。但しＴｌ2 Ｏ、ＣｄＯ等の非常
に毒性の強い成分の添加は環境上好ましくなく、避ける
べきである。
Ｏ、ＳｒＯ、Ｐ2 Ｏ5 、Ｃｏ2 Ｏ3 、及びＴｅＯ2 、３
％以下のＭｏ2 Ｏ3 、Ｒｂ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｏ、Ｎｂ2 Ｏ
5 、Ｔａ 2 Ｏ3 、ＣｅＯ2 、ＮｉＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｓｂ
2 Ｏ3 、ＳｎＯ2 及び希土類の酸化物を他成分として含
有させることができる。但しＴｌ2 Ｏ、ＣｄＯ等の非常
に毒性の強い成分の添加は環境上好ましくなく、避ける
べきである。
【００２４】以上の組成を有するガラスは非晶質であ
り、封着時に結晶を析出する傾向がないため流動性が良
く、またガラス転移点が３００℃以下と低く、しかもガ
ラスの粘性も低い。また３０〜２５０℃における熱膨張
係数が１１５×１０-7／℃以上であり、これと適合する
高膨張材料を４００℃以下の低温で封着することが可能
である。
り、封着時に結晶を析出する傾向がないため流動性が良
く、またガラス転移点が３００℃以下と低く、しかもガ
ラスの粘性も低い。また３０〜２５０℃における熱膨張
係数が１１５×１０-7／℃以上であり、これと適合する
高膨張材料を４００℃以下の低温で封着することが可能
である。
【００２５】一方アルミナ（７０×１０-7／℃）、窒化
アルミニウム（４５×１０-7／℃）、窓板ガラス（８５
×１０-7／℃）等の熱膨張係数の適合しない材料からな
るＩＣパッケージや表示デバイスの封着を行う場合、被
封着物との熱膨張係数差を是正するために、耐火性フィ
ラー粉末を混合して使用することが可能である。
アルミニウム（４５×１０-7／℃）、窓板ガラス（８５
×１０-7／℃）等の熱膨張係数の適合しない材料からな
るＩＣパッケージや表示デバイスの封着を行う場合、被
封着物との熱膨張係数差を是正するために、耐火性フィ
ラー粉末を混合して使用することが可能である。
【００２６】耐火性フィラー粉末を混合する場合、その
混合割合はガラス粉末４５〜８５体積％と耐火性フィラ
ー粉末１５〜５５体積％であることが好ましい。両者の
割合をこのように限定した理由は、耐火性フィラー粉末
が１５体積％より少ないとその効果がなく、５５体積％
より多くなると流動性が悪くなって封着が困難になるこ
とによる。
混合割合はガラス粉末４５〜８５体積％と耐火性フィラ
ー粉末１５〜５５体積％であることが好ましい。両者の
割合をこのように限定した理由は、耐火性フィラー粉末
が１５体積％より少ないとその効果がなく、５５体積％
より多くなると流動性が悪くなって封着が困難になるこ
とによる。
【００２７】耐火性フィラーとしては、チタン酸鉛系セ
ラミックス、ウイレマイト系セラミックス、コーディエ
ライト、ジルコン系セラミックス及び酸化錫系セラミッ
クスが特に適しており、これらを単独、或は組み合わせ
て使用することが好ましい。またこれら以外に酸化チタ
ン、五酸化ニオブ、β−ユークリプタイト、ムライト、
β−クォーツ等を使用することもできる。
ラミックス、ウイレマイト系セラミックス、コーディエ
ライト、ジルコン系セラミックス及び酸化錫系セラミッ
クスが特に適しており、これらを単独、或は組み合わせ
て使用することが好ましい。またこれら以外に酸化チタ
ン、五酸化ニオブ、β−ユークリプタイト、ムライト、
β−クォーツ等を使用することもできる。
【００２８】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明の低融点封着
用組成物を説明する。
用組成物を説明する。
【００２９】（実施例１）表１は、ＰｂＯ−Ｂｉ2 Ｏ3
系ガラスにおけるＦｅ2 Ｏ3 及びＣｕＯの効果を説明す
るものであり、試料ａはＰｂＯ−Ｂｉ2 Ｏ3 系ガラスの
一例であり、試料ｂは試料ａの組成からＢ2 Ｏ3 の含有
量を３．７％を少なくしたＰｂＯ−Ｂｉ2Ｏ3 系ガラ
ス、試料ｃは試料ｂに２．０％のＦｅ2 Ｏ3 を添加した
本発明の低融点封着用組成物、試料ｄは試料ｂに２．０
％のＣｕＯを添加した本発明の低融点封着用組成物をそ
れぞれ示している。
系ガラスにおけるＦｅ2 Ｏ3 及びＣｕＯの効果を説明す
るものであり、試料ａはＰｂＯ−Ｂｉ2 Ｏ3 系ガラスの
一例であり、試料ｂは試料ａの組成からＢ2 Ｏ3 の含有
量を３．７％を少なくしたＰｂＯ−Ｂｉ2Ｏ3 系ガラ
ス、試料ｃは試料ｂに２．０％のＦｅ2 Ｏ3 を添加した
本発明の低融点封着用組成物、試料ｄは試料ｂに２．０
％のＣｕＯを添加した本発明の低融点封着用組成物をそ
れぞれ示している。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１の試料は次のようにして調製した。
【００３２】表中の組成になるように原料粉末を調合、
混合し、白金坩堝に入れて９００℃で１時間溶融し、薄
板状に成形した後、粉砕し、２５０メッシュのステンレ
ス製篩を通過させて平均粒径が４μｍの試料を得た。
混合し、白金坩堝に入れて９００℃で１時間溶融し、薄
板状に成形した後、粉砕し、２５０メッシュのステンレ
ス製篩を通過させて平均粒径が４μｍの試料を得た。
【００３３】表１から明らかなように、Ｂ2 Ｏ3 の含有
量を少なくした試料ｂはガラス転移点が２８３℃であ
り、試料ａに比べて２５℃低下したものの、流動性及び
安定性が悪かった。一方、Ｆｅ2 Ｏ3 を添加した試料ｃ
は、ガラス転移点が２８８℃と低い値を示し、しかも流
動性が試料ａより優れており、安定性も良好であった。
またＣｕＯを添加した試料ｄは、ガラス転移点が２８６
℃であり、しかも試料ｃと同様に流動性が試料ａより優
れており、安定性も良好であった。
量を少なくした試料ｂはガラス転移点が２８３℃であ
り、試料ａに比べて２５℃低下したものの、流動性及び
安定性が悪かった。一方、Ｆｅ2 Ｏ3 を添加した試料ｃ
は、ガラス転移点が２８８℃と低い値を示し、しかも流
動性が試料ａより優れており、安定性も良好であった。
またＣｕＯを添加した試料ｄは、ガラス転移点が２８６
℃であり、しかも試料ｃと同様に流動性が試料ａより優
れており、安定性も良好であった。
【００３４】これらの事実は、ガラス転移点を低くする
ためにＢ2 Ｏ3 の含有量を少なくしても、Ｆｅ2 Ｏ3 や
ＣｕＯを添加することによって良好な流動性及び安定性
が得られ、低温での封着が可能な封着用組成物が得られ
ることを示している。
ためにＢ2 Ｏ3 の含有量を少なくしても、Ｆｅ2 Ｏ3 や
ＣｕＯを添加することによって良好な流動性及び安定性
が得られ、低温での封着が可能な封着用組成物が得られ
ることを示している。
【００３５】なお、ガラス転移点は示差熱分析計（ＤＴ
Ａ）により求めた。また流動性は、試料から外径２０ｍ
ｍ、高さ５ｍｍのボタンを作製した後、３８０℃、１０
分の条件で加熱し、このときのボタンの直径が２３ｍｍ
を超えるものを良、２０〜２３ｍｍのものを可、２０ｍ
ｍ未満のものを不可とした。安定性は、流動性試験後の
試料表面を目視で観察し、結晶が全く認められなかった
ものを良、認められたものを不可とした。
Ａ）により求めた。また流動性は、試料から外径２０ｍ
ｍ、高さ５ｍｍのボタンを作製した後、３８０℃、１０
分の条件で加熱し、このときのボタンの直径が２３ｍｍ
を超えるものを良、２０〜２３ｍｍのものを可、２０ｍ
ｍ未満のものを不可とした。安定性は、流動性試験後の
試料表面を目視で観察し、結晶が全く認められなかった
ものを良、認められたものを不可とした。
【００３６】（実施例２）表２及び表３は、本発明にお
けるガラスからなる低融点封着用組成物の実施例を示す
ものである。
けるガラスからなる低融点封着用組成物の実施例を示す
ものである。
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】表２及び表３から明らかなように、試料Ａ
〜Ｉはガラス転移点が２３１〜２９２℃、熱膨張係数が
１１５〜１３６×１０-7／℃であり、すべて良好な流動
性を示した。
〜Ｉはガラス転移点が２３１〜２９２℃、熱膨張係数が
１１５〜１３６×１０-7／℃であり、すべて良好な流動
性を示した。
【００４０】なお、表中の各試料は、実施例１と同様に
して調製した。
して調製した。
【００４１】表４乃至表６は、表２及び表３の各試料に
耐火性フィラー粉末を混合して作製したＩＣパッケージ
用の低融点封着用組成物の実施例（試料Ｎｏ．１〜１
３）を示すものである。
耐火性フィラー粉末を混合して作製したＩＣパッケージ
用の低融点封着用組成物の実施例（試料Ｎｏ．１〜１
３）を示すものである。
【００４２】
【表４】
【００４３】
【表５】
【００４４】
【表６】
【００４５】表４乃至表６から明らかなように、試料Ｎ
ｏ．１〜１３は、封着温度が３６０〜４００℃、抗折強
度が５６０〜６５０ｋｇ／ｃｍ2 、絶縁抵抗が１２．５
〜１３．８Ω・ｃｍ、α線放出量が０．０９〜０．２１
ｃｏｕｎｔ／ｃｍ2 ・ｈｒと良好な値を示した。また熱
膨張係数は、試料Ｎｏ．１〜９が６４〜７２×１０-7／
℃、試料Ｎｏ．１０〜１３が５１〜５５×１０-7／℃で
あり、それぞれアルミナ（７０×１０-7／℃）、窒化ア
ルミニウム（４５×１０-7／℃）に近似した値を示し
た。
ｏ．１〜１３は、封着温度が３６０〜４００℃、抗折強
度が５６０〜６５０ｋｇ／ｃｍ2 、絶縁抵抗が１２．５
〜１３．８Ω・ｃｍ、α線放出量が０．０９〜０．２１
ｃｏｕｎｔ／ｃｍ2 ・ｈｒと良好な値を示した。また熱
膨張係数は、試料Ｎｏ．１〜９が６４〜７２×１０-7／
℃、試料Ｎｏ．１０〜１３が５１〜５５×１０-7／℃で
あり、それぞれアルミナ（７０×１０-7／℃）、窒化ア
ルミニウム（４５×１０-7／℃）に近似した値を示し
た。
【００４６】表７は、表２の試料に耐火性フィラー粉末
を混合して作製した表示デバイス用の低融点封着用組成
物の実施例（試料Ｎｏ．１４〜１６）を示すものであ
る。
を混合して作製した表示デバイス用の低融点封着用組成
物の実施例（試料Ｎｏ．１４〜１６）を示すものであ
る。
【００４７】
【表７】
【００４８】表７から明らかなように、試料Ｎｏ．１４
〜１６は、封着温度が３７０〜３８０℃、絶縁抵抗１
３．２〜１３．９Ω・ｃｍと良好な値を示した。また熱
膨張係数は７５〜７６×１０-7／℃であり、窓板ガラス
のそれ（８５×１０-7／℃）に近似した値を示した。
〜１６は、封着温度が３７０〜３８０℃、絶縁抵抗１
３．２〜１３．９Ω・ｃｍと良好な値を示した。また熱
膨張係数は７５〜７６×１０-7／℃であり、窓板ガラス
のそれ（８５×１０-7／℃）に近似した値を示した。
【００４９】これらの事実は、本発明の低融点封着用組
成物がＩＣパッケージや表示デバイスの封着材料に求め
られる諸条件を満足し、特に４００℃以下の低い温度で
封着できること、また耐火性フィラー粉末を適当量含有
することにより、熱膨張係数をアルミナ、窒化アルミニ
ウム、窓板ガラス等に適合するように調節できることを
示している。
成物がＩＣパッケージや表示デバイスの封着材料に求め
られる諸条件を満足し、特に４００℃以下の低い温度で
封着できること、また耐火性フィラー粉末を適当量含有
することにより、熱膨張係数をアルミナ、窒化アルミニ
ウム、窓板ガラス等に適合するように調節できることを
示している。
【００５０】なお、熱膨張係数は、押棒式熱膨張測定装
置を用いて測定した。また封着温度は、各試料から作製
した外径２０ｍｍ、高さ５ｍｍのボタンを加熱して流動
させ、その外径が２１ｍｍ以上となった時の温度とし
た。抗折強度は試料を焼結した後、１０×１０×５０ｍ
ｍの角柱に成形し、３点荷重測定法によって求めた。絶
縁抵抗はメガオームメーターを用いて１５０℃における
値を測定し、α線放出量はＺｎＳシンチレーションカウ
ンターを用いて測定した。
置を用いて測定した。また封着温度は、各試料から作製
した外径２０ｍｍ、高さ５ｍｍのボタンを加熱して流動
させ、その外径が２１ｍｍ以上となった時の温度とし
た。抗折強度は試料を焼結した後、１０×１０×５０ｍ
ｍの角柱に成形し、３点荷重測定法によって求めた。絶
縁抵抗はメガオームメーターを用いて１５０℃における
値を測定し、α線放出量はＺｎＳシンチレーションカウ
ンターを用いて測定した。
【００５１】また表４乃至表７に示した耐火性フィラー
粉末は次のようにして作製した。
粉末は次のようにして作製した。
【００５２】チタン酸鉛系セラミック粉末は、リサー
ジ、酸化チタン、炭酸カルシウムを重量％でＰｂＯ ６
５％、ＴｉＯ2 ３０％、ＣａＯ ５％の組成になるよう
に調合し、混合後、１１００℃で５時間焼成し、次いで
この焼成物をアルミナボールにて粉砕し、３５０メッシ
ュのステンレス製篩を通過させ、平均粒径が５μｍの粉
末状とした。
ジ、酸化チタン、炭酸カルシウムを重量％でＰｂＯ ６
５％、ＴｉＯ2 ３０％、ＣａＯ ５％の組成になるよう
に調合し、混合後、１１００℃で５時間焼成し、次いで
この焼成物をアルミナボールにて粉砕し、３５０メッシ
ュのステンレス製篩を通過させ、平均粒径が５μｍの粉
末状とした。
【００５３】ウイレマイト系セラミック粉末は、亜鉛
華、光学石粉、酸化アルミニウムを重量％でＺｎＯ ７
０％、ＳｉＯ2 ２５％、Ａｌ2 Ｏ3 ５％の組成になるよ
うに調合し、混合後、１４４０℃で１５時間焼成し、次
いでこの焼成物を粉砕し、２５０メッシュのステンレス
製篩を通過したものを使用した。
華、光学石粉、酸化アルミニウムを重量％でＺｎＯ ７
０％、ＳｉＯ2 ２５％、Ａｌ2 Ｏ3 ５％の組成になるよ
うに調合し、混合後、１４４０℃で１５時間焼成し、次
いでこの焼成物を粉砕し、２５０メッシュのステンレス
製篩を通過したものを使用した。
【００５４】コーディエライト粉末は、酸化マグネシウ
ム、酸化アルミニウム、光学石粉を２ＭｇＯ・２Ａｌ2
Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 の割合になるように調合し、混合後、
１４００℃で１０時間焼成し、次いでこの焼成物を粉砕
し、２５０メッシュのステンレス製篩を通過したものを
使用した。
ム、酸化アルミニウム、光学石粉を２ＭｇＯ・２Ａｌ2
Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 の割合になるように調合し、混合後、
１４００℃で１０時間焼成し、次いでこの焼成物を粉砕
し、２５０メッシュのステンレス製篩を通過したものを
使用した。
【００５５】ジルコン系セラミック粉末は次のようにし
て作製した。まず、天然ジルコンサンドを一旦ソーダ分
解し、塩酸に溶解した後、濃縮結晶化を繰り返すことに
よって、α線放出物質であるＵ、Ｔｈの極めて少ないオ
キシ塩化ジルコニウムにし、アルカリ中和後、加熱して
精製ＺｒＯ2 を得た。さらにこの精製ＺｒＯ2 に高純度
珪石粉、酸化第二鉄を重量％でＺｒＯ2 ６６％、ＳｉＯ
2 ３２％、Ｆｅ2 Ｏ3２％の組成になるように調合し、
混合後、１４００℃で１６時間焼成し、次いでこの焼成
物を粉砕し、２５０メッシュのステンレス製篩を通過し
たものを使用した。
て作製した。まず、天然ジルコンサンドを一旦ソーダ分
解し、塩酸に溶解した後、濃縮結晶化を繰り返すことに
よって、α線放出物質であるＵ、Ｔｈの極めて少ないオ
キシ塩化ジルコニウムにし、アルカリ中和後、加熱して
精製ＺｒＯ2 を得た。さらにこの精製ＺｒＯ2 に高純度
珪石粉、酸化第二鉄を重量％でＺｒＯ2 ６６％、ＳｉＯ
2 ３２％、Ｆｅ2 Ｏ3２％の組成になるように調合し、
混合後、１４００℃で１６時間焼成し、次いでこの焼成
物を粉砕し、２５０メッシュのステンレス製篩を通過し
たものを使用した。
【００５６】酸化錫系セラミック粉末は、重量％でＳｎ
Ｏ2 ９３％、ＴｉＯ2 ２％、ＭｎＯ2 ５％の組成になる
ように調合し、混合後、１４００℃で１６時間焼成し、
次いでこの焼成物を粉砕し、２５０メッシュのステンレ
ス篩を通過したものを使用した。
Ｏ2 ９３％、ＴｉＯ2 ２％、ＭｎＯ2 ５％の組成になる
ように調合し、混合後、１４００℃で１６時間焼成し、
次いでこの焼成物を粉砕し、２５０メッシュのステンレ
ス篩を通過したものを使用した。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の低融点封
着用組成物は、ＩＣ又は水晶振動子用のパッケージや、
表示デバイス等の封着材料に要求される諸特性を満足
し、特にＰｂＯの使用量を低減しつつ、４００℃以下の
低い温度で封着することが可能であるため、封着材料と
して好適なものである。
着用組成物は、ＩＣ又は水晶振動子用のパッケージや、
表示デバイス等の封着材料に要求される諸特性を満足
し、特にＰｂＯの使用量を低減しつつ、４００℃以下の
低い温度で封着することが可能であるため、封着材料と
して好適なものである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C03C 1/00 - 14/00
Claims (2)
- 【請求項１】 重量百分率でＰｂＯ ４５〜７５％、Ｂ
ｉ2Ｏ3 ２０．１〜４５％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１１％、Ｆｅ
2Ｏ3 ０〜７％、ＣｕＯ ０〜７％、Ｆｅ2Ｏ3＋ＣｕＯ
０．１〜１０％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＳｉＯ2 ０
〜３％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜３％、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3 ０
〜５％、ＢａＯ ０〜７％、ＴｉＯ2 ０〜５％、Ｚｒ
Ｏ2 ０〜５％、Ｆ2 ０〜６％の組成を含有し、Ｂｉ 2
Ｏ 3 ／ＰｂＯが、重量比で０．２７〜０．９７であり、
３００℃以下のガラス転移点を有するガラス粉末からな
ることを特徴とする低融点封着用組成物。 - 【請求項２】 重量百分率でＰｂＯ ４５〜７５％、Ｂ
ｉ2Ｏ3 ２０．１〜４５％、Ｂ2Ｏ3 ０〜１１％、Ｆｅ
2Ｏ3 ０〜７％、ＣｕＯ ０〜７％、Ｆｅ2Ｏ3＋ＣｕＯ
０．１〜１０％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＳｉＯ2 ０
〜３％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜３％、ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3 ０
〜５％、ＢａＯ ０〜７％、ＴｉＯ2 ０〜５％、Ｚｒ
Ｏ2 ０〜５％、Ｆ2 ０〜６％の組成を含有し、Ｂｉ 2
Ｏ 3 ／ＰｂＯが、重量比で０．２７〜０．９７であり、
３００℃以下のガラス転移点を有するガラス粉末４５〜
８５体積％と、耐火性フィラー粉末１５〜５５体積％と
からなることを特徴とする低融点封着用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34172293A JP3496687B2 (ja) | 1992-12-11 | 1993-12-09 | 低融点封着用組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35312492 | 1992-12-11 | ||
| JP4-353124 | 1992-12-11 | ||
| JP34172293A JP3496687B2 (ja) | 1992-12-11 | 1993-12-09 | 低融点封着用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06227840A JPH06227840A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3496687B2 true JP3496687B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=26577037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34172293A Expired - Fee Related JP3496687B2 (ja) | 1992-12-11 | 1993-12-09 | 低融点封着用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3496687B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6163106A (en) * | 1997-09-09 | 2000-12-19 | Asahi Glass Company Ltd. | Color cathode ray tube and water resistant glass frit |
-
1993
- 1993-12-09 JP JP34172293A patent/JP3496687B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06227840A (ja) | 1994-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |