JP5165629B2 - 金属−セラミックス接合基板およびそれに用いるろう材 - Google Patents
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Description
まず、固形分として、92.20質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.8質量%のTi粉とからなる粉体100重量部に、7.2重量部のビヒクル(アクリル系のバインダと溶剤を含むビヒクル)を添加して、3本ロールで混練することによって、(後述する実施例との比較対象となる)ペースト状のろう材を作製した。
固形分として、92.05質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.8質量%のTi粉と、0.15質量%のガラスA(70質量%のBi2O3を含み、残部としてSiO2とAl2O3とB2O3とZnOを含むガラス、軟化点445℃)とからなる粉体を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。
固形分として、92.00質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.8質量%のTi粉と、0.20質量%のガラスAとからなる粉体を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。
固形分として、91.95質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.8質量%のTi粉と、0.25質量%のガラスAとからなる粉体を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。この金属−セラミックス接合基板では、ガラスを含まないろう材を使用した比較例1と比べて、接合ボイドの発生が抑制されていた。
固形分として、91.75質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、2.1質量%のTi粉と、0.15質量%のガラスAとからなる粉体を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。
固形分として、91.70質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、2.1質量%のTi粉と、0.20質量%のガラスAとからなる粉体を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。
固形分として、それぞれ、91.65質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、2.1質量%のTi粉と、0.25質量%のガラスAとからなる粉体(実施例6)、92.40質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.10質量%のガラスAとからなる粉体(実施例7)、92.35質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.15質量%のガラスAとからなる粉体(実施例8)、92.30質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.20質量%のガラスAとからなる粉体(実施例9)、92.25質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.25質量%のガラスAとからなる粉体(実施例10)、92.20質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.30質量%のガラスAとからなる粉体(実施例11)、91.75質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、2.0質量%のTi粉と、0.25質量%のガラスAとからなる粉体(実施例12)を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。これらの金属−セラミックス接合基板では、ガラスを含まないろう材を使用した比較例1と比べて、接合ボイドの発生が抑制されていた。
固形分として、それぞれ、92.10質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.40質量%のガラスAとからなる粉体(比較例2)、92.00質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.50質量%のガラスAとからなる粉体(比較例3)を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。これらの金属−セラミックス接合基板では、ガラスを含まないろう材を使用した比較例1と比べて、接合ボイドの発生が悪化していた。
固形分として、それぞれ、92.40質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.10質量%のガラスB(日本フリット株式会社製のCY0037(B2O3とZnOを含むガラス、軟化点540℃))とからなる粉体(比較例4)、92.20質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.30質量%のガラスBとからなる粉体(比較例5)を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。比較例4の金属−セラミックス接合基板では、ガラスを含まないろう材を使用した比較例1と比べて、接合ボイドの発生が抑制されておらず、比較例5の金属−セラミックス接合基板では、比較例1と比べて、接合ボイドの発生が悪化していた。
固形分として、92.20質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.30質量%のガラスC(日本電子硝子株式会社製のGA−12(B2O3とZnOとNa2Oを含むガラス、軟化点560℃))とからなる粉体を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。この金属−セラミックス接合基板では、ガラスを含まないろう材を使用した比較例1と比べて、接合ボイドの発生が悪化していた。
固形分として、92.20質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.30質量%のガラスD(日本電子硝子株式会社製のGA−4(SiO2とB2O3とNa2Oを含むガラス、軟化点625℃))とからなる粉体を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。この金属−セラミックス接合基板では、ガラスを含まないろう材を使用した比較例1と比べて、接合ボイドの発生が悪化していた。
固形分として、92.20質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.30質量%のガラスE(日本電子硝子株式会社製のGA−59(SiO2とB2O3とZnOを含むガラス、軟化点645℃))とからなる粉体を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。この金属−セラミックス接合基板では、ガラスを含まないろう材を使用した比較例1と比べて、接合ボイドの発生が悪化していた。
固形分として、それぞれ、92.35質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.15質量%のガラスF(日本フリット株式会社製のCK1149(SiO2とAl2O3とZnOとを含むガラス、軟化点480℃))とからなる粉体(比較例9)、92.25質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.25質量%のガラスFとからなる粉体(比較例10)を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。これらの金属−セラミックス接合基板では、ガラスを含まないろう材を使用した比較例1と比べて、接合ボイドの発生が抑制されていなかった。
固形分として、それぞれ、92.30質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.20質量%のB2O3とからなる粉体(比較例11)、92.35質量%のAg粉と、6.0質量%のCu粉と、1.5質量%のTi粉と、0.15質量%のB2O3とからなる粉体(比較例12)を使用した以外は、比較例1と同様の方法により、金属−セラミックス接合基板を得た。比較例11の金属−セラミックス接合基板では、ガラスを含まないろう材を使用した比較例1と比べて、接合ボイドの発生が悪化し、比較例12の金属−セラミックス接合基板では、比較例1と比べて、接合ボイドの発生が抑制されていなかった。
Claims (5)
- ろう材を介して金属板がセラミックス基板に接合された金属−セラミックス接合基板において、金属板をセラミックス基板に接合するためのろう材として、5〜30質量%のCuと、0.5〜3.0質量%の活性金属と、0.05〜0.35質量%のBi系ガラスと、残部としてAgを含む粉体をビヒクルに添加して混練したろう材を使用することを特徴とする、金属−セラミックス接合基板。
- 前記Bi系ガラスが、65質量%以上のBi2O3を含むガラスであることを特徴とする、請求項1に記載の金属−セラミックス接合基板。
- 前記金属板が銅板であり、前記セラミックス基板が窒化アルミニウム基板であることを特徴とする、請求項1または2に記載の金属−セラミックス接合基板。
- 5〜30質量%のCuと、0.5〜3.0質量%の活性金属と、0.05〜0.35質量%のBi系ガラスと、残部としてAgを含む粉体がビヒクルに添加されて混練されていることを特徴とする、ろう材。
- 前記Bi系ガラスが、65質量%以上のBi2O3を含むガラスであることを特徴とする、請求項4に記載のろう材。
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