JPH10231183A - セラミックスと金属との接合用ペースト組成物 - Google Patents
セラミックスと金属との接合用ペースト組成物Info
- Publication number
- JPH10231183A JPH10231183A JP3864997A JP3864997A JPH10231183A JP H10231183 A JPH10231183 A JP H10231183A JP 3864997 A JP3864997 A JP 3864997A JP 3864997 A JP3864997 A JP 3864997A JP H10231183 A JPH10231183 A JP H10231183A
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- metal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属とセラミックスの接合において、活性金
属法によるＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ロウ材での接合が効果的
であったが近年熱衝撃特性を向上させたロウ材の要求が
多くなってきた。本発明は、とくに熱衝撃性を改良した
セラミックスと金属とに接合用ペースト組成物を提供す
るものである。 【解決手段】 本発明は、粒度巾が 0.1μｍ〜10μｍの
範囲にある銀粉末、銅粉末及びジルコニウム粉末を混合
した金属粉末と有機ワニスから成り、その組成が銀粉末
が40重量部以上80重量部以下、銅粉末が25重量部以上50
重量部以下、ジルコニウム粉末が１量部以上10重量部以
下、有機ワニスが８重量部以上25重量部以下であること
を特徴とするセラミックスと金属との接合用ペースト組
成物で、より好ましくは、その金属粉末の粒度巾が 0.5
μｍ〜 5μｍを用いたものである。
属法によるＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ロウ材での接合が効果的
であったが近年熱衝撃特性を向上させたロウ材の要求が
多くなってきた。本発明は、とくに熱衝撃性を改良した
セラミックスと金属とに接合用ペースト組成物を提供す
るものである。 【解決手段】 本発明は、粒度巾が 0.1μｍ〜10μｍの
範囲にある銀粉末、銅粉末及びジルコニウム粉末を混合
した金属粉末と有機ワニスから成り、その組成が銀粉末
が40重量部以上80重量部以下、銅粉末が25重量部以上50
重量部以下、ジルコニウム粉末が１量部以上10重量部以
下、有機ワニスが８重量部以上25重量部以下であること
を特徴とするセラミックスと金属との接合用ペースト組
成物で、より好ましくは、その金属粉末の粒度巾が 0.5
μｍ〜 5μｍを用いたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスと金
属との接合用ペースト組成物に関するものである。
属との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との接合
方法の１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, Zr
などの活性金属を含む合金が用いられていることが特開
昭59-57973号公報, 特開平1-154898号公報等で公知とな
っている。しかし、この様なロウ材は、電子部品用の基
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及び不均一性が問題となり適用さ
れていなかった。又、特公平8-5724号公報で公知となっ
ているロウ材では、近年熱衝撃による接合強度の安定性
が問題となり、改良を必要とされている。
方法の１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, Zr
などの活性金属を含む合金が用いられていることが特開
昭59-57973号公報, 特開平1-154898号公報等で公知とな
っている。しかし、この様なロウ材は、電子部品用の基
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及び不均一性が問題となり適用さ
れていなかった。又、特公平8-5724号公報で公知となっ
ているロウ材では、近年熱衝撃による接合強度の安定性
が問題となり、改良を必要とされている。
【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、15μｍ〜20μｍの均一なロウ付塗膜を形成できるセ
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、15μｍ〜20μｍの均一なロウ付塗膜を形成できるセ
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、粒度巾が 0.1
μｍ〜10μｍの範囲にある銀粉末、銅粉末及びジルコニ
ウム粉末を混合した金属粉末と有機ワニスから成り、そ
の組成が銀粉末が40重量部以上80重量部以下、銅粉末が
25重量部以上50重量部以下、ジルコニウム粉末が１量部
以上10重量部以下、有機ワニスが８重量部以上25重量部
以下であることを特徴とするセラミックスと金属との接
合用ペースト組成物で、より好ましくは、その金属粉末
の粒度巾が 0.5μｍ〜 5μｍを用いたものである。
μｍ〜10μｍの範囲にある銀粉末、銅粉末及びジルコニ
ウム粉末を混合した金属粉末と有機ワニスから成り、そ
の組成が銀粉末が40重量部以上80重量部以下、銅粉末が
25重量部以上50重量部以下、ジルコニウム粉末が１量部
以上10重量部以下、有機ワニスが８重量部以上25重量部
以下であることを特徴とするセラミックスと金属との接
合用ペースト組成物で、より好ましくは、その金属粉末
の粒度巾が 0.5μｍ〜 5μｍを用いたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明で混合粉末を使用したの
は、合金になった場合、10μｍ以下の合金粉末の粒子を
工業的に生産するのが困難なためである。各粉末の粒度
巾を 0.1μｍ〜10μｍとしたのは、接合するロウ材の厚
さを15μｍ〜20μｍの範囲に管理するためであり、より
好ましくは、粒度巾が 0.5μｍ〜 5μｍの粉末を用いる
と好適である。
は、合金になった場合、10μｍ以下の合金粉末の粒子を
工業的に生産するのが困難なためである。各粉末の粒度
巾を 0.1μｍ〜10μｍとしたのは、接合するロウ材の厚
さを15μｍ〜20μｍの範囲に管理するためであり、より
好ましくは、粒度巾が 0.5μｍ〜 5μｍの粉末を用いる
と好適である。
【０００６】更に銀粉末, 銅粉末及びジルコニウム粉末
の組成を、銀粉末が40重量部以上80重量部以下、銅粉末
が25重量部以上50重量部以下、ジルコニウム粉末が１重
量部以上10重量部以下としたのは、ロウ付作業温度を 7
80℃〜 900℃で行えるようにすることと、ジルコニウム
粉末の添加量により、接合強度が変化するためであり、
ジルコニウム粉末が10重量部以上又は１重量部以下では
目的の接合強度より小さくなってしまうためと熱衝撃に
よる接合不良が増加するためである。
の組成を、銀粉末が40重量部以上80重量部以下、銅粉末
が25重量部以上50重量部以下、ジルコニウム粉末が１重
量部以上10重量部以下としたのは、ロウ付作業温度を 7
80℃〜 900℃で行えるようにすることと、ジルコニウム
粉末の添加量により、接合強度が変化するためであり、
ジルコニウム粉末が10重量部以上又は１重量部以下では
目的の接合強度より小さくなってしまうためと熱衝撃に
よる接合不良が増加するためである。
【０００７】更に有機ワニスを８重量部以上25重量部以
下としたのは、８重量部以下にすると均一な塗膜を形成
することができなくて、15μｍ〜20μｍの安定したロウ
付厚さが得られなく接合部の寸法精度が悪くなるためで
あり、25重量部以上にするとロウ付時の寸法変化が大き
くなり均一な塗膜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。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。
下としたのは、８重量部以下にすると均一な塗膜を形成
することができなくて、15μｍ〜20μｍの安定したロウ
付厚さが得られなく接合部の寸法精度が悪くなるためで
あり、25重量部以上にするとロウ付時の寸法変化が大き
くなり均一な塗膜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。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。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。表
１に示す成分組成の実施例１〜７及び比較例１〜６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成形した。その塗膜
の上に２m/m □、厚さ 100μｍの銅板を載せて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。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 5μｍ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厚さが15〜20μｍ
の範囲に入り、気泡のないものを良品とした。熱衝撃特
性はろう付けした試料を -60℃で10分放置→25℃で 5分放置→ 150℃で10分放置→25℃で 5分放置 → -60℃で10分放置→25℃で 5分放置 を１サイクルとし、ハガレが30回以下で発生するものを × 100回以下で発生するものを △ 100回以上でも発生しないものを ○ と表した。 比較例１〜３はいずれも膜厚が０〜30μｍとバラツキ、
しかも不均一な塗膜となっていた。比較例４〜６は、熱
衝撃特性が30回以下であり、熱に対しての強度安定性が
なかった。
１に示す成分組成の実施例１〜７及び比較例１〜６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成形した。その塗膜
の上に２m/m □、厚さ 100μｍの銅板を載せて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。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 5μｍ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厚さが15〜20μｍ
の範囲に入り、気泡のないものを良品とした。熱衝撃特
性はろう付けした試料を -60℃で10分放置→25℃で 5分放置→ 150℃で10分放置→25℃で 5分放置 → -60℃で10分放置→25℃で 5分放置 を１サイクルとし、ハガレが30回以下で発生するものを × 100回以下で発生するものを △ 100回以上でも発生しないものを ○ と表した。 比較例１〜３はいずれも膜厚が０〜30μｍとバラツキ、
しかも不均一な塗膜となっていた。比較例４〜６は、熱
衝撃特性が30回以下であり、熱に対しての強度安定性が
なかった。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】
【発明の効果】以上の通り本発明の接合用ペースト組成
物はスクリーン印刷が可能で安定した塗膜を形成できる
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い安定したセラミック
スと金属との接合ができ、又熱衝撃に強い為、高信頼性
を有した接合ができるため従来のロウ材で不可能であっ
たものにも適用できる画期的なものといえる。
物はスクリーン印刷が可能で安定した塗膜を形成できる
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い安定したセラミック
スと金属との接合ができ、又熱衝撃に強い為、高信頼性
を有した接合ができるため従来のロウ材で不可能であっ
たものにも適用できる画期的なものといえる。
Claims (2)
- 【請求項１】 粒度巾が 0.1μｍ〜10μｍの範囲にある
銀粉末, 銅粉末及びジルコニウム粉末を混合した金属粉
末と有機ワニスから成り、その組成が銀粉末が40重量部
以上80重量部以下、銅粉末が25重量部以上50重量部以
下、ジルコニウム粉末が１量部以上10重量部以下、有機
ワニスが８重量部以上25重量部以下であることを特徴と
するセラミックスと金属との接合用ペースト組成物。 - 【請求項２】 金属粉末の粒度巾が 0.5μｍ〜 5μｍで
ある請求項１に記載のセラミックスと金属との接合用ペ
ースト組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3864997A JPH10231183A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | セラミックスと金属との接合用ペースト組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3864997A JPH10231183A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | セラミックスと金属との接合用ペースト組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10231183A true JPH10231183A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12531111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3864997A Pending JPH10231183A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | セラミックスと金属との接合用ペースト組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10231183A (ja) |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP3864997A patent/JPH10231183A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040107 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060925 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20061003 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20061201 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070116 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |