JPS62224646A - Composite material and its production - Google Patents

Composite material and its production

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Publication number
JPS62224646A
JPS62224646A JP5547987A JP5547987A JPS62224646A JP S62224646 A JPS62224646 A JP S62224646A JP 5547987 A JP5547987 A JP 5547987A JP 5547987 A JP5547987 A JP 5547987A JP S62224646 A JPS62224646 A JP S62224646A
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Japan
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glass
particles
ceramic
ceramic particles
selecting
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Application number
JP5547987A
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ディーパック マフリカー
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Olin Corp
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Olin Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本出願は、ニス、エッチ、バット(S、H,Butt 
)による、「低熱膨張性かつ高熱伝導性基材」と題する
米国特許第4,569.692号に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This application describes the application of Varnish, Etch, Butt (S, H, Butt).
), U.S. Pat. No. 4,569.692, entitled "Low Thermal Expansion and High Thermal Conductivity Substrate."

本発明は広い範囲に適用されるが、特にマイクロエレク
トロニクス用の基材としての用途に適している。本発明
は、まず第一に、異なる熱膨張係数と熱伝導率を有する
材料を結合して、剛性と熱的特性を改良した、田着した
複合体を作成することを狙っている。
Although the invention has a wide range of applications, it is particularly suitable for use as a substrate for microelectronics. The present invention is primarily aimed at combining materials with different coefficients of thermal expansion and thermal conductivity to create bonded composites with improved stiffness and thermal properties.

低膨張係数の材料は、広くマイクロエレクトロニクス産
業において、半導体パッケージ(paekage ) 
、マルチデバイスハイブリッド(multi−devi
ce hybrtd )回路パッケージ、チップ支持台
およびプリント配線基板用の基材として利用されている
。後者の用途には、基材の熱膨張係数が重要であるとき
、たとえばシリコンチップ又は低膨張係数の鉛工存在の
チップ支持台を直接基材に取付けるときに、特に有用で
ある。
Low coefficient of expansion materials are widely used in the microelectronics industry for semiconductor packaging.
, multi-device hybrid
ce hybrid) is used as a base material for circuit packages, chip supports, and printed wiring boards. The latter application is particularly useful when the coefficient of thermal expansion of the substrate is important, such as when attaching silicon chips or low coefficient of expansion chip supports directly to the substrate.

多くの場合、当業界では、低膨張係数の、セラミック又
は金属基材は比較的高熱膨張係数金属で代用できる。一
般に、高膨張係数金属材料は、適切に選択した高膨張係
数のガラス又は有機破着剤との組合せで利用する。この
組合せた材料と低熱膨張係数(CTE)のシリコンベー
スのマイクロエレクトロニック部材との、熱膨張係数の
不釣合は、許容できない位い高い熱応力が、典型的に壊
れやすい、もろい半導体部材の中に発生するのを防ぐ接
着剤又は半田の如き系を組付けることにより適合させる
。しかし、高熱膨張係数の金属基材と低熱膨張係数半導
体チップの間の大きな不釣合に起因する潜在的な熱応力
に適応できる部材組り付は系を作ることはできない。本
発明によるすけらしい材料の効果をよりよく理解するた
めに、以下の本文に、在来の基材の制約を列挙する。
In many cases, it is known in the art that low coefficient of expansion ceramic or metal substrates can be substituted with relatively high coefficient of thermal expansion metals. Generally, high coefficient of expansion metallic materials are utilized in combination with appropriately selected high coefficient of expansion glasses or organic bonding agents. The thermal expansion mismatch between this combined material and the low coefficient of thermal expansion (CTE) silicon-based microelectronic components creates unacceptably high thermal stresses in typically fragile and fragile semiconductor components. Compatibility is achieved by installing a system such as an adhesive or solder that prevents this from happening. However, it is not possible to create a component assembly system that can accommodate the potential thermal stresses resulting from the large mismatch between a high coefficient of thermal expansion metal substrate and a low coefficient of thermal expansion semiconductor chip. In order to better understand the effectiveness of the eye-catching materials according to the present invention, the limitations of conventional substrates are listed in the following text.

アルミナセラミックスは、現在最も広く用いられている
基材である。アルミナと半導体との熱膨張係数間に、中
程度の不釣合はある。この不釣合は、一般に、熱サイク
ルをかけたときに、アルミナ基材に組付けたチップに、
許容できないほど高い応力を発生させることはない。不
釣合は、チップ寸法が相当に大きいとき、あるいはチッ
プが基材に堅く接着しであるときでさえ、一般的に許容
できる。アルミナセラミックは、多くの他の低膨張係数
の基材に比較し、より安価なので、特に魅力がある。し
かし、アルミナには、公差管理の困難さ、熱伝導率の悪
さ、すなわち約10〜約20ワツト/メートル・絶対温
度(W/m−’K)の範囲、の如き多くの欠点がある。
Alumina ceramics are currently the most widely used substrate. There is a moderate mismatch between the coefficients of thermal expansion of alumina and semiconductors. This unbalance generally causes a chip assembled on an alumina substrate to undergo thermal cycling.
It does not create unacceptably high stresses. Unbalance is generally tolerable even when the chip size is fairly large or when the chip is tightly adhered to the substrate. Alumina ceramics are particularly attractive because they are less expensive than many other low coefficient of expansion substrates. However, alumina has a number of drawbacks, such as difficulty in tolerance control and poor thermal conductivity, ranging from about 10 to about 20 watts per meter absolute (W/m-'K).

さらに、製造能力上の関係から、アルミナ基材面積は約
50平方インチより小さい範囲に制約される。
Additionally, manufacturing capacity constraints limit the alumina substrate area to less than about 50 square inches.

ベリリアセラミックは、約190W/m−0にの比較的
高い熱伝導率を保有し、特殊な用途ではアルミナセラミ
ックを代用する。ベリリウムの本来的な高価格により、
これらの基材が非常に高価であることになる。ベリリア
基材のさらに不利な点は、有毒で、注意深い取シ扱いと
、非常に細心の塵の管理を必要とすることである。しか
し、高価な材料費、高価な処理費および毒性物質の管理
の問題がありながら、ベリリア基材は、高熱伝導率が必
要な場合には、しばしば利用されてきた。
Beryllia ceramic possesses a relatively high thermal conductivity of approximately 190 W/m-0 and may be substituted for alumina ceramic in special applications. Due to the inherently high price of beryllium,
These substrates would be very expensive. A further disadvantage of beryllia substrates is that they are toxic and require careful handling and very careful dust control. However, despite the problems of high material costs, high processing costs, and toxic substance control, beryllia substrates have often been utilized when high thermal conductivity is required.

モリブデンの薄い金属板は、熱伝導率が約142w/@
−’xであり、基板として、特にハイブリッド回路パッ
ケージには、時々利用する。高価で処理が困難ではある
が、モリブデンは、低い熱膨張係数、すなわち約49X
10−7in / in 10Cs ’k、高熱伝導係
数と合わせ保有する。モリブデン部材の利用上のM要な
欠点は、その酸化に対する抵抗力の弱さのための工程処
理のさいの特有の困難さである。
A thin metal plate of molybdenum has a thermal conductivity of approximately 142w/@
-'x, and is sometimes used as a substrate, especially in hybrid circuit packages. Although expensive and difficult to process, molybdenum has a low coefficient of thermal expansion, approximately 49X.
10-7in/in 10Cs'k, combined with high thermal conductivity coefficient. A major disadvantage in the use of molybdenum parts is the inherent difficulty in processing them due to their poor resistance to oxidation.

低膨張率の基材に対する張9合わせ金属には、一般に、
非常に低い熱膨張率のニッケルー鉄合金(たとえはイン
パール(INVAR) )心材に対する、高伝導率かつ
高熱1彫張係数の銅又は銅合金張9合わせ羽がある。そ
の結果としてできる複合材は、アルミナおよびぺIJ 
リアセラミックの熱膨張係数に匹敵するそれを保有する
。銅あるいは銅合金と張り合わせる目的は、ニッケルー
鉄合金の、比較的悪い熱伝導率全改良することである。
For laminated metals with low expansion coefficient substrates, generally
There are high conductivity and high thermal expansion coefficient copper or copper alloy clad 9 laminates with a very low coefficient of thermal expansion nickel-iron alloy (eg INVAR) core. The resulting composite is made of alumina and PeIJ.
It possesses a coefficient of thermal expansion comparable to that of rear ceramics. The purpose of laminating with copper or copper alloys is to completely improve the relatively poor thermal conductivity of nickel-iron alloys.

しかし、熱伝導率が改良されているのは、主に基板の長
手および巾方向に広がる面においてである。同時に、主
にニッケルー鉄合金の6板からなる、複合材料の厚さ方
向の熱伝導率は、比較的低いままである。
However, the thermal conductivity is improved primarily in the longitudinal and widthwise surfaces of the substrate. At the same time, the through-thickness thermal conductivity of the composite material, consisting mainly of six plates of nickel-iron alloy, remains relatively low.

ニッケルー鉄合金の価格と張り合せ金属を製造するにか
かわる比較的に高価な工程とのため、匹敵するベリリア
又はモリブデン基板より安価ではあるが、これらの基板
拐料は比較的高価である結果いる。術語が示すように、
これは金属とセラミックの混合物である。この材料の、
これと同等の寸法の金属基板に対する有利な点は、剛性
が増し、重さが軽くなっていることである。セラミック
基板と比較すると、それは、非常に高い熱膨張係数およ
び熱伝導率を保有し、かつ電気的な導体である。さらに
、サーメットは、セラミックの焼結に必要な温度、すな
わち約1600’Cより非常に低い温度で作シ、工程処
理価格が典型的により低い。
The cost of nickel-iron alloys and the relatively expensive processes involved in producing the laminate metal result in these substrate substrates being relatively expensive, although cheaper than comparable beryllia or molybdenum substrates. As the terminology indicates,
It is a mixture of metal and ceramic. of this material,
The advantage over metal substrates of comparable dimensions is increased stiffness and reduced weight. Compared to ceramic substrates, it possesses a very high coefficient of thermal expansion and thermal conductivity, and is an electrical conductor. Additionally, cermets are produced at temperatures much lower than those required for sintering ceramics, ie, about 1600'C, and processing costs are typically lower.

また、サーメットの熱膨張係数および熱伝導率は、比較
的に広い範囲の値から選ぶことができる。問題は、現在
にいたるも、これらの材料は、容易には合わせて接合し
て電子工業の用途に必要な剛性体を形成することが容易
にはできずにきていることである。
Further, the thermal expansion coefficient and thermal conductivity of the cermet can be selected from a relatively wide range of values. The problem is that, to this day, these materials cannot easily be joined together to form the rigid bodies required for electronic industry applications.

アルミニウムーアルミナ複合体を製造する方法は、ビー
、エフ、フライグレー等(B、 F、 Quigley
et、 )による、アメリカン ソサイエテイ フォア
メタルスおよびエイアイエムイーのメタラージカル ソ
サイエテイ−(American 5ociety f
orMetals And The Metallur
gical 5ociety ofAIME ) 、 
 メタラージカル トランズアクションA (Meta
llurgical Transactions A 
) 、巻13A、1982年1月号、の「アルミニウム
ーアルミナ複合体の製造方法」と題する論文に述べであ
る。この論文は、アルミナ繊維を、AJ−Mgマトリッ
クス中に結合し、完全な湿潤化と接合形成を成しとける
方法を発表している。この製造方法は、セラミックfJ
2mt−溶融したAI−Mg中に混合する鋳造技術を取
り入れる。約50〜約70%のアルミニウムを混合物か
らセラミックフィルターを通して絞り出す。残る混合物
は、Al−Mgマトリックス中に、最大約23体積−の
アルミナ粒子を含有する。さらに、論文は、実質的な線
維の破損は出発材料の繊維が約10〜20体積チの水準
°にあるとき発生すると述べた。したがって、破損は、
繊維を5〜10体&チの範囲に含有する複合材料を圧縮
することにより、最少に保つことができた。
A method for producing an aluminum-alumina composite is described by B, F, Quigley et al.
et.), the American Society for Metals and the American Society for Metals
orMetals And The Metalur
5ociety of AIME),
Metaradical Transaction A (Meta
Illurgical Transactions A
), Volume 13A, January 1982 issue, in an article entitled "Method for producing aluminum-alumina composites". This article presents a method for bonding alumina fibers into an AJ-Mg matrix to achieve complete wetting and bond formation. This manufacturing method uses ceramic fJ
2mt - Adopt the casting technique of mixing in molten AI-Mg. About 50 to about 70% of the aluminum is squeezed out of the mixture through a ceramic filter. The remaining mixture contains up to about 23 volumes of alumina particles in an Al-Mg matrix. Further, the article stated that substantial fiber breakage occurs when the fibers of the starting material are at a level of about 10-20 vol. Therefore, the corruption is
By compressing the composite material containing fibers in the range of 5 to 10 bodies, it was possible to keep it to a minimum.

この論文は、本発明の製造方法とは全く異なる製造方法
を述べている。まず第一に、本発明は粉末冶金技術を用
いておシ、それにより合金マ) IJソックス中実質的
により高い体禎百分率のセラミック粒子を含有させるこ
とができる。このように高い体積であることは、混合物
の熱膨張係数を調節し、半導体パッケージの用途のリー
ドフレーム(leadframe )の構造に典型的に
用いる銅合金材料のそれと同じとするうえで、非常に′
Jk要である。
This article describes a manufacturing method that is completely different from the manufacturing method of the present invention. First of all, the present invention utilizes powder metallurgy techniques, thereby allowing the inclusion of a substantially higher percentage of ceramic particles in the alloy material IJ socks. This high volume is very useful in controlling the coefficient of thermal expansion of the mixture and making it similar to that of copper alloy materials typically used in leadframe construction for semiconductor packaging applications.
Jk is essential.

アルミニウムに添加する合金粒子の量は所定の範囲内に
制限し、仕上シ複合体の熱伝導率を高くする。セラミッ
ク粒子の寸法は非常に小さく保ち、できあがる複合体が
滑らかな仕上りを有し、電子工業用途に適合させる。
The amount of alloy particles added to the aluminum is limited within a predetermined range to increase the thermal conductivity of the finished composite. The size of the ceramic particles is kept very small so that the resulting composite has a smooth finish and is suitable for electronic industrial applications.

比較的高い熱膨張係数と比較的高い熱伝導率をかね備え
る剛性のサーメットを製造することが、本発明に至る藺
題点である。
The problem leading to the present invention is to produce a rigid cermet that has both a relatively high coefficient of thermal expansion and a relatively high thermal conductivity.

本発明の効果は、上述の従来の方法の、1あるいはそれ
以上の制約および不利な点を除去した複合体を製造する
ことにある。
An advantage of the present invention is to produce composites that eliminate one or more of the limitations and disadvantages of the conventional methods described above.

金属製のリードフレームの熱膨張係数と非常によく一致
した熱膨張係数を保有する複合体と、その複合体全作成
する方法を提供することもまた、本発明のもう一つの目
的である。
It is also another object of the present invention to provide a composite body having a coefficient of thermal expansion that closely matches that of a metal lead frame, and a method for making the entire composite body.

剛体であり、かつ熱的衝撃抵抗に耐え得る基板として適
用できる複合体とその複合体を作成する方法を提供する
こともまたさらに、本発明の効果である。
It is a further advantage of the present invention to provide a composite and a method of making the composite that can be applied as a substrate that is rigid and resistant to thermal shock.

非常に高い熱伝導性の複合体とその複合体を作成する方
法を提供することもまた、本発明のもう一つの効果であ
る。
It is also another advantage of the present invention to provide a highly thermally conductive composite and a method of making the composite.

比較的安イ曲に製造できる複合体とその複合体の作成す
る方法を提供することもまた、本発明の効果である。
Another advantage of the present invention is to provide a composite that can be manufactured relatively cheaply and a method for producing the composite.

かくして、半導体基板としての用途に適合したサーメッ
ト材料を製造した。サーメットは、好ましくは粉末技術
の手順を利用して作成する複合体である。複合体は本質
的に、約25〜約80体槓チ、好ましくは約40〜約6
0体M%の金属又は合金、実効のある量〜約10体8t
%の、金属又は合金とセラミック粒子間の結合を強める
結合剤および残部の本知的にセラミックである粒子の混
合物からなる。複合材料は、結合剤およびセラミック粒
子をその中に分散した金属又は合金からなるマトリック
スを保有する。第2の実施態様では、複合体はガラス被
覆したセラミック粒子をその中に分散した金属あるいは
合金からなるマI−IJックス金保有する。
A cermet material suitable for use as a semiconductor substrate was thus produced. Cermets are composites that are preferably made using powder technology procedures. The complex consists essentially of about 25 to about 80 units, preferably about 40 to about 6 units.
0 body M% metal or alloy, effective amount ~ about 10 bodies 8 tons
% of a binder that strengthens the bond between the metal or alloy and the ceramic particles, and the remainder of the mixture of particles that are essentially ceramic. Composite materials have a matrix of metal or alloy with binder and ceramic particles dispersed therein. In a second embodiment, the composite has glass-coated ceramic particles dispersed therein in a matrix of metals or alloys.

図面は、本発明によるサーメットの底部およびカバーか
らなる半導体パッケージを示す図である。
The drawing shows a semiconductor package consisting of a cermet bottom and a cover according to the invention.

本発明は、特に、比較的高い熱膨張係数および比較的高
い熱伝導率を有するサーメットを、狙いとしている。こ
のサーメットは粉末冶金の技術を用いて、比較的安価な
材料から製造する。でき上がるサーメットは、半導体装
置、ハイブリッドパッケージ又は剛体プリント配線板用
の基板のごとき、数多くの工業的なセラミック用途にお
ける利用に適している。基本概念として、セラミック粒
子を、アルミニウム又はアルミニウム合金の粒子のごと
き金属又は合金の粒子と混合し、混合物全熱処理して、
結果として生ずるサーメットに、アルミニウムマトリッ
クスに分散したセラミック粒子を保有させる。セラミッ
ク材料は、低い熱膨張係数、高い弾性係数を持ち、一般
的に熱伝導率が悪い。対照的に、アルミニウムは高度に
熱伝導性のある、かつ高い熱膨張係数の材料である。こ
のサーメットの製造は、液体状のアルミニウムがセラミ
ック粒子を濡らす能力がないため、非常に制限される。
The present invention is particularly aimed at cermets with a relatively high coefficient of thermal expansion and a relatively high thermal conductivity. This cermet is manufactured from relatively inexpensive materials using powder metallurgy techniques. The resulting cermet is suitable for use in a number of industrial ceramic applications, such as substrates for semiconductor devices, hybrid packages or rigid printed wiring boards. The basic concept is that ceramic particles are mixed with metal or alloy particles, such as aluminum or aluminum alloy particles, and the mixture is thermally treated.
The resulting cermet has ceramic particles dispersed in an aluminum matrix. Ceramic materials have a low coefficient of thermal expansion, a high modulus of elasticity, and generally have poor thermal conductivity. In contrast, aluminum is a highly thermally conductive and high coefficient of thermal expansion material. The production of this cermet is very limited due to the inability of liquid aluminum to wet the ceramic particles.

本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金のマトリ
ックスに結合剤を添加し、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金粒子とセラミック粒子間の結合を強化することを
含む、アルミニウム又はアルミニウム合金セラミック複
合体を製造する方法を、狙っている。この結合剤は、マ
トリックスとセラミック粒子間の境界に、結合剤とセラ
ミックのスぎネルを形成し、アルミニウム合金マトリッ
クス内のセラミック粒子を化学的に結合する。
The present invention is directed to a method of manufacturing an aluminum or aluminum alloy ceramic composite comprising adding a binder to the aluminum or aluminum alloy matrix to strengthen the bond between the aluminum or aluminum alloy particles and the ceramic particles. There is. The binder forms a binder-ceramic link at the interface between the matrix and the ceramic particles, chemically bonding the ceramic particles within the aluminum alloy matrix.

セラミック粒子は、好ましくはアルミニウム酸化物(A
1203)であるが、しかし、たとえばAJN 。
The ceramic particles are preferably aluminum oxide (A
1203), but for example AJN.

Si3N4およびその混合物のごとき、いかなるその他
のセラミック粒子であってもよい。A1203(アルミ
ナ)粒子は、容易に入手できかつ安価であり、そして熱
膨張係数と圧縮弾性数が望ましい範囲にあるので、特に
望ましい。セラミック粒子は約10〜約400ミクロン
、好ましくは約15〜約25ミクロンの粒子寸法を保有
する。セラミック粒子の上限は、仕上シ製品を比較的滑
らかな仕上9とし、電子工業のパッケージの標準に適合
させる必要から、設定しである。もし、複合体t−電子
工業のパッケージ以外の用途に利用する場合、セラミッ
ク粒子寸法は、約10ミクロンより大きべ+′ いかなる寸法であってもよい。セラミック粒子の体8に
%は、アルミニウムと結合剤の体#t%を設定して後、
最終的な複合体に本質的に約10体積チまでの結合剤が
含有するように決める。典型的には、セラミックの1t
を選択して、複合体を、所望する熱膨張係数にするよう
調節する。セラミックの量が減少すると、複合体の熱膨
張係数は上昇する。
Any other ceramic particles may be used, such as Si3N4 and mixtures thereof. A1203 (alumina) particles are particularly desirable because they are readily available, inexpensive, and have coefficients of thermal expansion and compressive modulus numbers in desirable ranges. The ceramic particles have a particle size of about 10 to about 400 microns, preferably about 15 to about 25 microns. The upper limit for ceramic particles is set by the need for finished products to have a relatively smooth finish 9 and to meet electronic industry packaging standards. If used in applications other than composite t-electronic packaging, the ceramic particle size may be any size greater than about 10 microns. After setting the body of ceramic particles 8%, the body of aluminum and binder #t%,
The final composite is determined to contain up to essentially about 10 volumes of binder. Typically 1t of ceramic
is selected to adjust the composite to the desired coefficient of thermal expansion. As the amount of ceramic decreases, the coefficient of thermal expansion of the composite increases.

また、複合材料は、約30〜約65体積饅の、好ましく
は本質的にアルミニウムおよびアルミニウム合金からな
る金属又は合金粒子を含有する。
The composite material also contains about 30 to about 65 volumes of metal or alloy particles, preferably consisting essentially of aluminum and aluminum alloys.

好ましくは、アルミニウム又はアルミニウム合金は、複
合材料の、約40〜約60体枝チヲ占める。
Preferably, the aluminum or aluminum alloy comprises about 40 to about 60 branches of the composite material.

この体積%を選ぶことにより、仕上り複合材料に、約1
4DX10−7〜約170X10−7in/ in/’
Q1好ましくは約150X10−7〜M+5X10−7
in/in/℃の、比較的高い熱膨張係数を保有させる
。このようにアルミニウム又はアルミニウム合金の体積
チが高いことにより、仕上り複合体は電気的に導体とな
る。これは、イーエムアイ(EMI)シールドを構成し
、かつ静電衝撃を防ぐのに効果的である。
By choosing this volume percent, the finished composite will have approximately 1
4DX10-7~about 170X10-7in/in/'
Q1 preferably about 150X10-7 to M+5X10-7
Possesses a relatively high coefficient of thermal expansion of in/in/°C. This high volumetric strength of aluminum or aluminum alloys makes the finished composite electrically conductive. This constitutes an EMI shield and is effective in preventing electrostatic shock.

アルミニウム又はアルミニウム合金粒子は約3〜約25
ミクロンの間の寸法とする。好ましくは、アルミニウム
又はアルミニウム合金粒子は、約5〜約10ミクロンの
寸法である。アルミニウム又はアルミニウム合金粒子の
下限寸法は、酸化物の混入を低水準とするためである。
The aluminum or aluminum alloy particles are about 3 to about 25
The dimensions shall be between microns. Preferably, the aluminum or aluminum alloy particles are about 5 to about 10 microns in size. The lower limit size of the aluminum or aluminum alloy particles is set to keep oxide contamination to a low level.

約5ミクロン以下の如き、非常に小さい粒子は容易に酸
化し、混合物中の酸素含有址が、好ましくないほど高く
なる。同時に、比較的小さいアルミニウム又はアルミニ
ウム合金粒子を用いて、複合体の最終密度を、理論密度
の約96%以上のごとく、比較的高くすることは好まし
い。これは、意味のある気孔の許容できない、密制性の
部材の必要な用途には重要である。アルミニウム自身U
、約230x10−7in/in/℃の熱膨張係数と、
約270 W/m−’にの熱伝導率を持つ。
Very small particles, such as about 5 microns or less, oxidize easily and the oxygen content in the mixture becomes undesirably high. At the same time, it is preferred to use relatively small aluminum or aluminum alloy particles to achieve a relatively high final density of the composite, such as about 96% or more of the theoretical density. This is important for applications requiring tight parts that cannot tolerate significant porosity. Aluminum itself U
, a coefficient of thermal expansion of about 230x10-7 in/in/°C;
It has a thermal conductivity of approximately 270 W/m-'.

アルミニウム又はアルミニウム合金粒子は、セラミック
が比較的変形し難いのに対しアルミニウムは変形し易い
ので、セラミック粒子より小さいものを選ぶ。これは、
次の説明から理解できる。
The aluminum or aluminum alloy particles are selected to be smaller than the ceramic particles because ceramic is relatively difficult to deform, whereas aluminum is easily deformed. this is,
This can be understood from the following explanation.

粉末の混合物を同一寸法の球状粒で成形するのを想定す
ると、隣接する球状粒のすき間あるいは空間を、何ら変
形を生じさせずに、最大で理論詰め込み値の65%とさ
せることができる。もし、二種類の異なる粉末の混合物
を一緒に詰め込み、材料の一つが他方より大きいあるい
は粗い粒子からなる場合、微細な粒子は、大きいほうの
粒子の間のすき間に入り込むことができる。本例の場合
、大きいほうの粒子はセラミックの、変形し難い粒子で
あることが望ましい。小さいほうのアルミニウム又はア
ルミニウム合金粒子は変形性があシ、すき間に詰め込ま
れ、最大の緻密化ができる。
Assuming that a powder mixture is molded into spherical particles of the same size, the gap or space between adjacent spherical particles can be made up to 65% of the theoretical packing value without any deformation. If a mixture of two different powders is packed together and one of the materials consists of larger or coarser particles than the other, the finer particles can get into the spaces between the larger particles. In this example, the larger particles are preferably ceramic, less deformable particles. The smaller aluminum or aluminum alloy particles are more deformable and can be packed into the interstices for maximum densification.

高強度のセラミック粒子を含有する、アルミニウム又は
アルミニウム合金マトリックスの複合体は、暴利の用途
に理想的である。しかし、この複合体の製造は、液体状
のアルミニウムが、セラミック#a維を濡らす能力がな
いために、非常に限られる。この型の系に密着性のない
ことは、次の実験から実証された。5ミクロンの寸法の
アルミニウム粉末を、約30ミクロンの寸法のβ−A1
20゜と完全に混合した。アルミニウム粉末は、混合物
の約40体aチを構成踵残部はβ−A12o3である。
Composites of aluminum or aluminum alloy matrix containing high strength ceramic particles are ideal for profiteering applications. However, the production of this composite is very limited due to the inability of liquid aluminum to wet the ceramic #a fibers. The lack of adhesion in this type of system was demonstrated by the following experiment. Aluminum powder with a size of 5 microns is mixed with β-A1 with a size of about 30 microns.
20° and thoroughly mixed. The aluminum powder makes up about 40 parts of the mixture; the rest of the heel is β-A12o3.

次に、粉末は、約15〜約25トンの圧力を用いて、シ
リンダーに詰め込み成型した。成型体の、未焼成の密度
は約88%であった。成型体を、次に、約400℃で脱
ガスし、約600°Cで24時間焼結した。成型体の焼
結後密度は約92%であった。焼結した成型体の、圧縮
弾性係数は、約7X 10’ psiであった。破面試
験を実施した結果、IUI −AA!203の密着がな
いことが分かった。液体状の金属がアルミナ粒子を濡ら
す能力のないことは、本発明の背景で述べた、フライグ
レー等(Quigley et al、)の論文にある
ように、既述の通りである。
The powder was then compacted into cylinders using about 15 to about 25 tons of pressure. The unfired density of the molded body was about 88%. The compact was then degassed at about 400°C and sintered at about 600°C for 24 hours. The density of the molded body after sintering was about 92%. The compressive modulus of the sintered compact was approximately 7X 10' psi. As a result of the fracture surface test, IUI-AA! It was found that there was no close contact of 203. The inability of liquid metal to wet alumina particles has already been discussed in the article by Quigley et al., discussed in the background of the present invention.

本発明は、約10体部%1での、実効のある量の結合剤
を添加して、アルミニウム合金マトリックスとセラミッ
ク粒子間の結合を強化することである。結合剤は、約3
〜約25ミクロンの間の寸法の粒子状で添加できる。好
ましくは、結合剤粒子は、85〜約10ミクロンの寸法
である。結合剤は、好ましくは、Mg 、 Li 、 
Cr 、 Ca 、 Be 。
The present invention is to add an effective amount of binder, about 10% by weight, to strengthen the bond between the aluminum alloy matrix and the ceramic particles. The binder is approximately 3
It can be added in particulate form with a size between ~25 microns. Preferably, the binder particles are 85 to about 10 microns in size. The binder is preferably Mg, Li,
Cr, Ca, Be.

MgOおよびそれらの混合物からなる群から選択する。selected from the group consisting of MgO and mixtures thereof;

効果的な、体檀チの範囲は、約0.5〜約10休債多の
Mg1好ましくはWJ2〜6俸檀チのMgであると考え
られる。その他の成分の、効果的な範囲は、約1〜約5
体1%のLi 、灼0.05〜約6体1%のCr 、約
0−05〜?fg1体檀うのCa 、約0.05〜約0
.5体積チのBe 、および約1〜約5坏債チのMgO
である。
An effective weight range is believed to be from about 0.5 to about 10 degrees of Mg, preferably from 2 to 6 degrees of Mg. The effective range of other ingredients is about 1 to about 5
Body 1% Li, cauterization 0.05~6 Body 1% Cr, approx. 0-05~? fg1 body Ca, about 0.05 to about 0
.. 5 volumes of Be, and about 1 to about 5 volumes of MgO
It is.

マグネシウムは、アルミニウムと反応せずhlつ比較的
安価なので、アルミニウムに対しての、好ましい添圓物
であると考えられる。マグネシウムはアルミニウム甲に
拡散し、かなりの程度に、その熱伝導率を下げ九〇たと
えは、第1表に示すように、マグネシウム8%添刀りす
ると、アルミニウムにマグネシウム全1チ添1Jaする
場合と比較し、熱伝導率が大巾に低下する。
Magnesium is considered a preferred additive to aluminum because it does not react with aluminum and is relatively inexpensive. Magnesium diffuses into the aluminum shell and significantly reduces its thermal conductivity.For example, as shown in Table 1, when 8% magnesium is added to aluminum, when 1 Ja of total magnesium is added to aluminum, Thermal conductivity is significantly reduced compared to

第  1  表 冴 料        熱伝導率(W/m −0K )
アルミニウム         270セラミツク  
       10〜20fI11         
      380銅合金(CDA 72400)  
    45アルミニウム+1−Mg      22
 Dアルミニウム+8%Mg      140混合物
に添加するMgの量は、好ましくは低く抑えて、サーメ
ット材料の熱伝導率金高くする。
1st material Thermal conductivity (W/m -0K)
Aluminum 270 Ceramic
10~20fI11
380 copper alloy (CDA 72400)
45 Aluminum + 1-Mg 22
The amount of Mg added to the D Aluminum + 8% Mg 140 mixture is preferably kept low to increase the thermal conductivity of the cermet material.

サーメット材料の、最終的な熱伝導率は約40〜120
 W/m−’にの間である。好ましくは、約50〜約1
0 Q W/m−’ Kの範囲であり、最も好ましくは
、約60〜約f3 Q W/m−’ Kの範囲である。
The final thermal conductivity of the cermet material is approximately 40-120
It is between W/m-'. Preferably about 50 to about 1
0 Q W/m-' K, and most preferably from about 60 to about f3 Q W/m-' K.

サーメット材料の、もう一つの重要な特性は、約140
×10−7〜約170X10−7in/ in / ’
Qの範囲にある、好ましくは約140XI D−フ〜1
70X 10= in /in/−Cノ1tXaKJ’
+ ル、最4好tL<は!IJ 1 50x1 0−7
〜1 65X1 0−1 in/in/ ℃の範囲にあ
る、高い熱膨張係数である。この範囲内の値を選択する
ことにより、リードフレーム(Leadframe )
用途に好まれる材料である銅合金材料との大きな熱膨張
係数の手釣合金なくすことができる。たとえば、0DA
72400の熱膨張係数は、約170X10−7in/
in/’Qである。
Another important property of cermet materials is that approximately 140
×10-7~about 170X10-7in/in/'
in the range of Q, preferably about 140XI D-F to 1
70X 10= in /in/-Cノ1tXaKJ'
+ Le, the best 4 likes tL<ha! IJ 1 50x1 0-7
It has a high coefficient of thermal expansion in the range of ~165 x 10-1 in/in/°C. By selecting a value within this range, the Leadframe
Hand-drawn alloys with large coefficients of thermal expansion can be eliminated with copper alloy materials, which are the preferred materials for the application. For example, 0DA
The coefficient of thermal expansion of 72400 is approximately 170X10-7in/
in/'Q.

結合剤は、粒子状セラミックとアルミニウム合金の境界
に、固相又は液相焼結時に、化学的結合を形成する。結
合は、MgO−At2C)3のごときスピネルによる。
The binder forms a chemical bond at the interface between the particulate ceramic and the aluminum alloy during solid or liquid phase sintering. The bond is by a spinel such as MgO-At2C)3.

スピネル結合により形成された、アルミナSよびアルミ
ニウムーマグネシウム合金との強力な結合により、機械
的、熱的いずれの荷重にも耐えることが、複合体は混合
特性の法則全具現する。
Due to the strong bond with alumina S and aluminum-magnesium alloy formed by spinel bonding, the composite material fully embodies the law of mixed properties, being able to withstand both mechanical and thermal loads.

仕上りのサーメット又は複合体は、晶圧縮弾性係数、高
熱伝導率および尚熱転張係数のような、牛導体用塗に%
Vhて特に重要な特性の組合せを示す。サーメットの重
要な特性は高圧縮弾性係数である。最終成型体は、少く
とも約20 X 10’psiのFf:、縮弾性係故を
保有する。この高圧縮弾性係数により、材料を図の例に
示すごときに適用する場合、仕上りサーメットのすぐf
172物理的完全さと、半導体パッケージの剛性が得ら
れる。
The finished cermet or composite has certain characteristics such as crystalline compressive modulus, high thermal conductivity and still thermal tensile modulus, % for coating for conductors.
Vh indicates a combination of particularly important characteristics. An important property of cermets is a high compressive modulus. The final molded body has an Ff: elastic modulus of at least about 20 x 10'psi. This high compressive modulus of elasticity allows the material to be applied directly to the finished cermet as shown in the example shown.
172 physical integrity and rigidity of the semiconductor package.

不発明のサーメット1−作成する方法には、好ましくは
、粉末冶金技術全適用する。粒子寸法が約3〜約100
ミクロンヲ有するアルミニウム又はアルミ、ラム合金粒
子音、約25〜約80体積チ含有する混合物を作る。次
に、約3〜25ミクロンの粒す寸法の粒子状の結合剤全
、約10体積チまでの、効果的な諷添加して、アルミニ
ウム又はアルミニウム合金粒子とセラミック粒子の間の
結合を強化する。結合剤は、Mg 、 Li 、 Cr
 、 Ca。
The method of making the inventive cermet 1 preferably applies all powder metallurgy techniques. Particle size from about 3 to about 100
Prepare a mixture containing about 25 to about 80 microns of aluminum or aluminum alloy particles by volume. Next, up to about 10 volumes of particulate binder with a grain size of about 3 to 25 microns is effectively added to strengthen the bond between the aluminum or aluminum alloy particles and the ceramic particles. . The binder is Mg, Li, Cr
, Ca.

Be 、 MgOおよびこれらの混合物からなる群から
、選択する。混合物の残部全添B口して、全体?100
体積チとする。残部は、約10〜約100ミクロンの寸
法を有するセラミック粒子である。セラミック粒子は、
AIM 、 Si3N4 、 Al2O3Nよびその混
合物からなる群から選択する。混合物は完全に混ぜて、
約15×103〜約100X10”psiの間の、好ま
しくは約40X103〜60X10’psiの間の圧力
を用いて成型する。次に、成型体は、好ましくは、約り
00℃〜約650℃の温度で、約1時間脱ガスする。こ
の工程によって、典型的に、アルミニウム粉末全通常被
覆しているステアリン酸のごとき潤滑剤を、成型体から
気化し除去方法で、熱処理する。焼結は、約660℃以
下の固体状態、および約660℃以上の温度での半固体
状態で行ってよい。いずれの場合も、24時間以内で、
窒素、窒素−4%水素又はアルビンのごとき不活性又は
環元性雰囲気内で行うのが好ましい。半固体状態で焼結
を行う場合、結合剤としてMgOを添加できる。
Selected from the group consisting of Be, MgO and mixtures thereof. Add the rest of the mixture to the whole? 100
The volume is assumed to be 1. The remainder are ceramic particles having dimensions of about 10 to about 100 microns. Ceramic particles are
Selected from the group consisting of AIM, Si3N4, Al2O3N and mixtures thereof. Mix the mixture thoroughly;
The molded body is then molded using a pressure of between about 15 x 10 and about 100 x 10'' psi, preferably between about 40 x 10 and 60 x 10' psi. degassing at a temperature of about 1 hour. This step typically heat-treats the aluminum powder in a manner that vaporizes and removes the lubricant, such as stearic acid, with which it is usually coated from the compact. Sintering It may be carried out in the solid state at temperatures below about 660°C, and in the semi-solid state at temperatures above about 660°C, in each case within 24 hours.
Preferably, it is carried out in an inert or cyclic atmosphere such as nitrogen, nitrogen-4% hydrogen or albino. When sintering is carried out in a semi-solid state, MgO can be added as a binder.

サーメットヲ製造する方法の例として、30〜100ミ
クロンの寸法のβ−At203粉末を、5ミクロン寸法
のマグネシウム粉末と混合する。次に、混合物に6ミク
ロン寸法のアルミニウム粉末を混ぜ合わせた。アルミニ
ウム粉末の体積の割合は、約35チ、マグネシウム粉末
の体積の割合は、約6%であり、残部はAz2o3であ
った。混合物を、F130,000ボンドの圧力で成型
した。次に、成型体を脱ガスし、約600℃で24時間
焼結した。
As an example of a method for making cermets, β-At203 powder with a size of 30-100 microns is mixed with magnesium powder with a size of 5 microns. Next, 6 micron size aluminum powder was mixed into the mixture. The volume ratio of the aluminum powder was about 35%, the volume ratio of the magnesium powder was about 6%, and the remainder was Az2O3. The mixture was molded at a pressure of F130,000 bond. Next, the molded body was degassed and sintered at about 600° C. for 24 hours.

圧縮弾性係数を測定したところ、約24X106〜約2
7 X 10’ psiの間にあった。熱間圧縮成型又
は熱間鍛造のごとき、これ以上の処理をして、緻密化を
進め、特性を改良することができる。
When the compressive elastic modulus was measured, it was approximately 24X106 to approximately 2
It was between 7 X 10' psi. Further treatments, such as hot compression molding or hot forging, can be used to increase densification and improve properties.

図に、半導体ケーシング(casing) 10 ’l
示す。
In the figure, a semiconductor casing (casing) 10'l
show.

カバー12と底部14は、本発明によるサーメットから
作った。くぼみ16Nよび18は、半導体装[20に合
わせて、底部およびカバーに、任意の希望する形状とす
ることができる。リードフレー A (leadfra
me) 22は、好ましくは銅合金で、底部とカバーの
間にだく。高い熱膨張係数を有するガラス24は、好ま
しくは、ケーシング10を密封するシールとして利用す
る。適切なガラスは、フッ化カルシウム又はフッ化バリ
ウム全添加して熱膨張係数を、銅合金リードフレームの
それと同じとしたホウ酸鉛型シールガラスがよい。さら
に、ガラスに少量の銅酸化物を添加して銅合金リードフ
レームとの結合を強化することも好ましい。リードフレ
ームは、ODA 72400のごとき、銅を基とする合
金で作り、シールガラスと強い結合金させ、高温にさら
したとき良好な軟化抵抗金持たせることができる。OD
A 63800のごときガラスによるシールの可能な、
他の合金を用いることもまた、本発明の範囲である。こ
れらの合金およびガラスともに、約160X10=〜約
170×10−’ in /in/’Qの範囲の熱膨張
係数を保有する。これは、本発明の方法により作ったサ
ーメットの熱膨張係数と同等である。
Cover 12 and bottom 14 were made from cermet according to the invention. The recesses 16N and 18 can have any desired shape in the bottom and cover to match the semiconductor device [20]. leadfra A
me) 22 is preferably a copper alloy and is located between the bottom and the cover. Glass 24 having a high coefficient of thermal expansion is preferably utilized as a seal to seal casing 10. A suitable glass is a lead borate type sealing glass which is fully doped with calcium fluoride or barium fluoride so that the coefficient of thermal expansion is the same as that of the copper alloy lead frame. Furthermore, it is also preferable to add a small amount of copper oxide to the glass to strengthen the bond with the copper alloy lead frame. The lead frame can be made of a copper-based alloy, such as ODA 72400, which provides a strong bond with the sealing glass and has good resistance to softening when exposed to high temperatures. O.D.
Can be sealed with glass such as A 63800.
It is also within the scope of this invention to use other alloys. Both these alloys and glasses possess coefficients of thermal expansion in the range of about 160 x 10 = to about 170 x 10 -' in /in/'Q. This is comparable to the coefficient of thermal expansion of cermets made by the method of the invention.

第2の実施態様は、接合ガラス(5old glass
)結合剤を用いて、アルミニウムとセラミック粒子との
間に強固な結合を形成させたサーメットe狙いとしてい
る。この結合剤は、本明細書で既述の金属結合剤とは異
なる。ガラスは、特に、アルミニウムマトリックスと合
金化せず、よってアルミニウムマトリックスの熱伝導率
を減少しないので、効果的である。さらに、ガラスの選
択により、広い範囲の熱膨張係数を有する、仕上り複合
体材料を作ることができる。
The second embodiment is a bonded glass (5old glass).
) The aim is to create a cermet e that uses a binder to form a strong bond between aluminum and ceramic particles. This binder is different from the metal binders previously described herein. Glass is particularly effective because it does not alloy with the aluminum matrix and thus does not reduce the thermal conductivity of the aluminum matrix. Additionally, the choice of glass allows for the creation of finished composite materials with a wide range of coefficients of thermal expansion.

結合剤として用いるガラスは、好ましくは、ケイ#I塩
、ホウ酸鉛、ホウケイfl!塩、リン酸塩、亜鉛ホウケ
イ酸塩、ソーダー石灰−シリカ、ケイ酸鉛、および鉛−
亜鉛−ホウ酸塩ガラスである。好ましくは、選択するガ
ラスは、一般的な組成、MO−B2O3−5io2 (組成中、 MO= At203 、 BaO、CaO
、ZrO2。
The glass used as a binder is preferably silicon #I salt, lead borate, borosilicate fl! salts, phosphates, zinc borosilicate, soda lime - silica, lead silicate, and lead -
It is a zinc-borate glass. Preferably, the selected glass has the general composition MO-B2O3-5io2 (in the composition MO=At203, BaO, CaO
, ZrO2.

Na2O、SrO、K2Oおよびその混合物を意味する
)で示される、ホウケイ酸塩接合ガラスである。ガラス
はこのグループに限定はされず、セラミック粒子および
金属粒子と化学的に反応し得るいずれのガラスでもよい
。ガラスは、ガラス化しても失透してもよく、約り50
℃〜約1200℃好ましくは約350℃〜F1650℃
の間の軟化製置を有してよい。ガラスは、選択して、約
60X10−7〜約170X10″″フ、好ましくは約
100X10−フ〜約150X10−7i n/in 
/ ℃の間の熱膨張係数を、好ましくは保有せしめる。
Na2O, SrO, K2O and mixtures thereof) are borosilicate bonded glasses. The glass is not limited to this group, but can be any glass that can chemically react with ceramic particles and metal particles. Glass may be vitrified or devitrified and has a diameter of about 50
°C to about 1200 °C, preferably about 350 °C to F1650 °C
It may have a softening stage between. The glass is selected to be from about 60X10-7 to about 170X10" inch, preferably from about 100X10-7 to about 150X10" inch
/°C.

典型的に、熱膨張係数が、サーメットのそれより、アル
ミニウム又はアルミニウム合金のそれに近いガラスを選
択する。ガラスは、好ましくは、約3〜約25ミクロン
、好ましくは約5〜約10ミク党ンの間の寸法を保有す
る粒子状に作成する。し力・シ、セラミックとガラス粒
子の結合のさいに、ガラスは加熱して液体状態となるの
で、いかなる寸法のガラス粒子金用いることも、不発明
の範囲である。ガラスは、アルミニウムおよびセラミッ
クと化学的に反応して強固’zlFi合を形成して、機
械的熱的応力下の荷恵に耐え得るものとせしめる。本発
明の結合は、アルミニウムがガラス中の酸化物と反応し
、発熱反応を起こすので、形成される。さらに、ガラス
は、セラミック全溶解し、すぐれた結合を形成する酸化
物を保有する。
Typically, a glass is selected whose coefficient of thermal expansion is closer to that of aluminum or an aluminum alloy than that of a cermet. The glass is preferably made into particles having dimensions between about 3 and about 25 microns, preferably between about 5 and about 10 microns. However, it is within the scope of the invention to use glass particles of any size since the glass is heated to a liquid state during the bonding of the ceramic and glass particles. The glass reacts chemically with aluminum and ceramic to form a strong 'zlFi bond, making it capable of withstanding loads under mechanical and thermal stress. The bonds of the present invention are formed because the aluminum reacts with the oxides in the glass, creating an exothermic reaction. Additionally, the glass possesses oxides that dissolve throughout the ceramic and form excellent bonds.

第2の実施態様のサーメットにおいて用いるアルミニウ
ム又はアルミニウム合金は、粒子状であり、本質的に、
本明細書前段で、第1の実施態様に関して述べたアルミ
ニウム又はアルミニウム合金と同じである。アルミニウ
ム又はアルミニウム合金粒子は、約3〜約100ミクロ
ン、好ましくは約3〜約25ミクロンの寸法である。ア
ルミニウム粒子の体積チは、約25〜約80体積チ、好
ましくは約40〜約60体積チである。アルミニウム又
はアルミニウム合金上、選択したガラスと化学的に反応
し、強固な結合全形成する、いかなる、所望する金属粒
子と代替することもまた、本発明の範囲である。金属粒
子は、At、Cu、 N’i 、 TLCr 、 Fe
 、 Ag 、 Auおよびその合金からなる群から選
択する。本発明はこれらの金属および合金に限定されず
、選択したガラスと化学的に結合する、いかなる金属又
は合金粒子をも包含できる。
The aluminum or aluminum alloy used in the cermet of the second embodiment is particulate and essentially:
It is the same as the aluminum or aluminum alloy described in relation to the first embodiment earlier in this specification. The aluminum or aluminum alloy particles have a size of about 3 to about 100 microns, preferably about 3 to about 25 microns. The volume of the aluminum particles is about 25 to about 80 volume, preferably about 40 to about 60 volume. It is also within the scope of this invention to substitute any desired metal particles on the aluminum or aluminum alloy that will chemically react with the selected glass to form a strong bond. Metal particles include At, Cu, N'i, TLCr, Fe
, Ag, Au and alloys thereof. The present invention is not limited to these metals and alloys, but can include any metal or alloy particles that chemically bond with the selected glass.

セラミック粒子もまた、第1の実施態様と開連して、本
明細書前段で述べたものと同じである。
The ceramic particles are also the same as described earlier herein in connection with the first embodiment.

しかし、不発@は、これらのセラミックに限定されず、
At203 * SiC、BeO、TiO2# ZrO
2、MgO1A/!、N 、 813N4 、 BN−
j+?よびその混合物からなる群から選択できる。さら
に、本発明は、いかなる所望するセラミック又はセラミ
ックの混合物上も、混ぜることができる。好ましくは、
セラミック粒子は、約10〜約100ミクロン、好まし
くは約10〜約40ミクロン、最も好ましくは約15〜
約25ミクロンの寸法である。セラミック粒子は、アル
ミニウム又はアルミニウム合金粒子のごとき金属粒子よ
り大きい寸法となるように選択する。
However, misfires are not limited to these ceramics,
At203 * SiC, BeO, TiO2# ZrO
2. MgO1A/! , N, 813N4, BN-
j+? and mixtures thereof. Additionally, the present invention can be blended onto any desired ceramic or mixture of ceramics. Preferably,
The ceramic particles are about 10 to about 100 microns, preferably about 10 to about 40 microns, most preferably about 15 to about 40 microns.
It measures approximately 25 microns. The ceramic particles are selected to have larger dimensions than the metal particles, such as aluminum or aluminum alloy particles.

複合材料を作る、好ましい方法は、約25〜約80体f
iJ%の、本質的にアルミニウム又はアルミニウム合金
、又はCu、Ni、Ti、Cr、Fe、Ag1Auおよ
びその合金力1らなる詐り)ら選んだ、いずれかの所望
する金属粒子からなる金属粒子、英効のある量〜約10
体積チの、アルミニウム又はアルミニウム合金又は金属
の粒子とセラミック粒子の間の結合を強化する、接合ガ
ラスのごとき、いずれかのガラス粒子の型の結合剤、お
よび残部の、本質的にセラミックである粒子からなる混
合物を、まず作る。さらに好ましくは、ガラス粒子の型
の結合剤は、混合物の約1〜約9体檀%全構成する。
A preferred method of making the composite material is from about 25 to about 80 bodies.
iJ% of any desired metal particles, essentially consisting of aluminum or aluminum alloys, or Cu, Ni, Ti, Cr, Fe, Ag1Au and alloys thereof; Effective amount ~ about 10
a binder in the form of any glass particles, such as a bonded glass, which strengthens the bond between the aluminum or aluminum alloy or metal particles and the ceramic particles, and the remainder particles which are ceramic in nature; First, make a mixture consisting of. More preferably, the binder in the form of glass particles comprises from about 1% to about 9% total of the mixture.

接合ガラス結合剤粒子を、セラミック粒子と混合し、セ
ラミック粒子をガラス粒子で被覆する。次に、ガラスで
被覆されたセラミック粒子を、ガラスが液体となる温度
に加熱する。加熱したガラス被覆されたセラミック粒子
を、次に冷却して、ガラス全セラミック粒子に溶かす。
Bonding glass binder particles are mixed with ceramic particles and the ceramic particles are coated with glass particles. The glass-coated ceramic particles are then heated to a temperature at which the glass becomes a liquid. The heated glass-coated ceramic particles are then cooled to melt the glass into all-ceramic particles.

結果できる混合物は、粉砕して、ガラス被覆セラミック
粒子を作る。次に、このガラス被覆セラミック粒子を、
アルミニウム粒子のごとき金属粒子と完全に混合する。
The resulting mixture is ground to create glass-coated ceramic particles. Next, the glass-coated ceramic particles are
Mixes thoroughly with metal particles such as aluminum particles.

混合@全成型する。最後に成型した混合物を、所定の温
度に加熱して金属粒子を焼結又は溶解して、ガラス被覆
セラミック粒子が分散している、アルミニウム又はアル
ミニウム合金のごとき、合一又は合金からなるマトリッ
クスを形成する。
Mix @ fully molded. Finally, the shaped mixture is heated to a predetermined temperature to sinter or melt the metal particles to form a matrix of coalescence or alloy, such as aluminum or aluminum alloy, in which glass-coated ceramic particles are dispersed. do.

仕上りのサー、メット又は複合体は、半導体用途で特に
重要な高圧縮弾性係数、高熱伝導率および高熱膨張係数
の効果的な組合せを保有する。好ましくは、熱膨張係数
は少くとも約80X10−7in/in/’Q、好1し
くは11g80X10−γ〜〜約190X10″″フi
n/in/’Q、最も好ましくは約1 40X1 0−
1〜約 170X10″″フ in/in/’Qである
。熱伝尋率は少くとも約5 D W/m −’K 。
The finished sir, met, or composite possesses an effective combination of high compressive modulus, high thermal conductivity, and high coefficient of thermal expansion, which is particularly important in semiconductor applications. Preferably, the coefficient of thermal expansion is at least about 80X10-7 in/in/'Q, preferably 11g80X10-γ to about 190X10'''' fi
n/in/'Q, most preferably about 140X10-
1 to about 170X10''''in/in/'Q. The thermal conductivity is at least about 5 D W/m −'K.

好ましくは約50〜約150 W/m−’にの間であム
サーメットの重要な特性は高圧縮弾性係数である。
An important property of Muscermet is a high compressive modulus, preferably between about 50 and about 150 W/m-'.

仕上り成型体は少くとも約20X10’psiの圧縮弾
性係数を保有する。この高圧縮弾性係数によジ、図に示
す例のように材料を用いるとき、仕上りサーメットのす
ぐれた物理的完全さと牛導体パッケージの剛性が得られ
る〇 本発明の第2の実施態様のサーメットを作る模範的な方
法の特徴は、粉末冶金技術を利用することである。約6
〜約100ミクロンの寸法を有するアルミニウム又はア
ルミニウム合金粉が、約25〜約80体檀チである混合
物を作る。好まし添加して、アルミニウム又はアルミニ
ウム合金粒子とセラミック粒子の間の結合を強化する。
The finished molded body has a compressive modulus of at least about 20 x 10' psi. This high compressive modulus of elasticity provides excellent physical integrity of the finished cermet and stiffness of the conductor package when the material is used as in the example shown in the figure. A feature of the exemplary method of making is the use of powder metallurgy techniques. about 6
Aluminum or aluminum alloy powder having a size of ~100 microns forms a mixture of about 25 to about 80 microns. It is preferably added to strengthen the bond between the aluminum or aluminum alloy particles and the ceramic particles.

ガラスは、好ましくはケイ原塩、ホウケイ酸塩、リン酸
塩およびホウケイ酸亜塩接合ガラスからなる群から選択
する。次に、混合物の残部は、約10〜約100ミクロ
ンの寸法のセラミック粒子を添加し、100体積チとす
る。セラミック粒子は、Azgo31 AtN 、 S
iC2* BeO、TiO2、ZrO□、 Mg0゜1
3N 、 Si3N、およびその混合物からなる群から
選択する。
The glass is preferably selected from the group consisting of silicic, borosilicate, phosphate and borosilicate bonded glasses. The remainder of the mixture is then made up to 100 volumes by adding ceramic particles having a size of about 10 to about 100 microns. Ceramic particles are Azgo31 AtN, S
iC2* BeO, TiO2, ZrO□, Mg0゜1
3N, Si3N, and mixtures thereof.

本製造方法の実施において、ガラスとセラミック粒子を
、v型ミキサーのごとき何らかの方法で、まずはじめに
混合して、セラミック粒子孕ガラス粒子で包み込む。次
に、ガラスで包み込んだセラミック粒子全軟化温度、す
なわち約350°〜約650℃に加熱し、ガラスを溶融
し、そしてセラミックと化学的に反応させる。次に、ガ
ラス被覆したセラミック粒子を冷却する。生成したガラ
ス被肴セラミック粒子の塊を、約10〜約100ミクロ
ン好ましくは10〜約40ミクロンの間の寸法に粉砕す
る。次に、ガラス被覆したセラミック粒子をアルミニウ
ム又はアルミニウム合金粒子と混合する。この混合物を
、約15X10′3〜約100XID’psi、好まし
くは約40×103〜約60X103psiの闇の圧力
でもって成型する。
In carrying out the present manufacturing method, glass and ceramic particles are first mixed in some manner, such as in a v-type mixer, to encapsulate the glass particles containing the ceramic particles. The glass-encased ceramic particles are then heated to a total softening temperature, ie, from about 350° to about 650°C, to melt the glass and chemically react with the ceramic. Next, the glass-coated ceramic particles are cooled. The resulting mass of glass-covered ceramic particles is ground to a size between about 10 and about 100 microns, preferably between 10 and about 40 microns. Next, the glass-coated ceramic particles are mixed with aluminum or aluminum alloy particles. This mixture is molded at a dark pressure of about 15 x 10'3 to about 100 x ID' psi, preferably about 40 x 103 to about 60 x 103 psi.

後者の混合工程の前に、アルミニウム粉末を、約り00
℃〜約650℃の温度で約1時間脱ガスしてよい。この
工程は、典型的に、アルミニウム粉末が通常ステアリン
酸のごとき潤滑剤で被覆してあり、その潤滑剤を成形体
から気化し除去しなければならないので、必要となる。
Before the latter mixing step, the aluminum powder was
It may be degassed for about 1 hour at a temperature of 0.degree. C. to about 650.degree. This step is necessary because the aluminum powder is typically coated with a lubricant, usually stearic acid, which must be vaporized and removed from the compact.

しかし、何らの不純物の除去をも必要としないアルミニ
ウム粒子は入手司能であり、この場合に、不質的に純粋
なアルミニウム又はアルミニウム合金は脱ガスを必要と
しないことに留意する。最後に、成型体を、焼結、熱間
圧縮成型又は鍛造のごとき方法で、約6[]0℃〜約7
50℃で約8〜約100時間熱処理する。焼結は固体状
態、すなわち約660℃以下の固体状態焼結、および半
固体状態、すなわち約660”C以上の液体状態焼結、
で行うことができる。いずれO場合も、好ましくは24
時間以内に、窒素、蟹素−4%水素又はアルデンのごと
き不活性あるいは還元性雰囲気内で行う。
However, it is noted that aluminum particles that do not require the removal of any impurities are readily available; in this case, substantially pure aluminum or aluminum alloys do not require degassing. Finally, the molded body is processed by a method such as sintering, hot compression molding, or forging to about 6[]0°C to about 7°C.
Heat treatment at 50° C. for about 8 to about 100 hours. Sintering can be performed in a solid state, i.e., solid state sintering at temperatures below about 660°C, and in a semi-solid state, i.e., liquid state sintering at temperatures above about 660"C.
It can be done with In either case, preferably 24
within an inert or reducing atmosphere such as nitrogen, 4% hydrogen or aldene.

サーメットの製造方法の実例には、約30〜約100ミ
クロンの寸法のβ−人z2o3粉末を、#5ミクロンの
PbOガラス(#化温度約400℃)と、V型ミキサー
で混合する。生成し友ガラス被覆したアルミナ粒子を、
次に6ミクロンのアルミニウム粉末と混合した。最終的
な体積の割合は、約32%のアルミニウム、8チのガラ
スおよび60%のAz2o3であった。混合物を約10
〜約15ksiで成型し、約600℃で約1Qksiで
熱間圧縮成型した。複合体の仕上ジ密度は約94チであ
つt0圧縮弾性係数を測定したら、約25×106〜約
30X10’psiであった。
An example of a method for making cermets is to mix β-human z2o3 powder with dimensions of about 30 to about 100 microns with #5 micron PbO glass (#ing temperature about 400° C.) in a V-type mixer. The generated alumina particles coated with glass are
It was then mixed with 6 micron aluminum powder. The final volume proportions were approximately 32% aluminum, 80% glass, and 60% Az2o3. Mixture about 10
~15 ksi and hot compression molded at about 600° C. and about 1 Q ksi. The finished density of the composite was about 94 inches and the t0 compressive modulus was measured to be about 25 x 106 to about 30 x 10' psi.

第2の実施態様のサーメットの、第2の製造方法は、不
質的に、本明細書に述べた方法と、アルミニウム又はア
ルミニウム合金のごとき金属粒子を、ガラスで包み込ん
だセラミック粒子と、加熱の前に混合することを除いて
、本質的に同じである。この方法では、ガラス結合剤の
粒子t−まずセラミック粒子と混合し、セラミック粒子
をガラス粒子で被覆する。次に、ガラス被覆したセラミ
ック粒子をアルミニウム又はアルミニウム合金粒子のご
とき金属粒子と混合する。この混合物を混和し、前述の
範囲で成型する、最後に、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金を含有する成型体を、約600〜約700℃の温
度で、約8〜100時間熱処理する。熱処理は、約66
0℃以下の固体状態、又は約660 ’0以上の牛固体
状態で行う。いずれの場合も、好ましくは24時間以円
に、窒素。
A second method of manufacturing the cermet of the second embodiment consists essentially of the method described herein, ceramic particles encapsulating metal particles, such as aluminum or aluminum alloy, in glass, and heating. Essentially the same, except mixed before. In this method, particles of glass binder t are first mixed with ceramic particles and the ceramic particles are coated with glass particles. The glass-coated ceramic particles are then mixed with metal particles, such as aluminum or aluminum alloy particles. This mixture is mixed and molded within the above-mentioned range.Finally, the molded body containing aluminum or aluminum alloy is heat treated at a temperature of about 600 to about 700°C for about 8 to 100 hours. Heat treatment is approximately 66
It is carried out in a solid state below 0°C or in a solid state above about 660°C. In either case, preferably for no longer than 24 hours, nitrogen.

蟹素−4%水素又はアルゴンのごとき、不活性又は還元
性ガス内で行う。
Crab - Carry out in an inert or reducing gas such as 4% hydrogen or argon.

前述の、第2の実施態様のいずれの方法から生成するサ
ーメットも、図に示す半導体ケーシング10の、カバー
12および底部14を作るのに用いることができる。リ
ードフレーム22は、底部とカバーの間に&き、熱膨張
係数が好1しくは高<、シかもリードフレーム材料のそ
れに比較的近いガラス24で密封する。シールガラスは
、フッ化カルシウム又はフッ化パリクムのごとさ添刀U
剤ケ含有させて、熱膨張係数を増!+[11,、好まし
くは銅合金材料で作ったリードフレーム22の熱膨張係
数と、釣合わせる。
Cermets produced from any of the methods of the second embodiment described above can be used to make the cover 12 and bottom 14 of the semiconductor casing 10 shown in the figures. The lead frame 22 is placed between the bottom and the cover and sealed with a glass 24 whose coefficient of thermal expansion is preferably high and relatively close to that of the lead frame material. The seal glass is made of calcium fluoride or paricum fluoride.
Contains a chemical agent to increase the coefficient of thermal expansion! + [11, to match the coefficient of thermal expansion of the lead frame 22, preferably made of copper alloy material.

本発明のサーメットはまた、エンジニアリンクセラミッ
ク、)々イオセラミックおよびエレクトロセラミックの
ことさ、いD)なる所望の用途にも用いることができる
The cermets of the present invention can also be used in desired applications such as engineered ceramics, ioceramics and electroceramics.

本発明にしたがい、以上に述べた目的、方法および効果
を満足する、ガラス接着成分を含むサーメットを製造し
てきた。この実施態様と合わせて、本発明を説明してき
たが、数多くの代替案、改修案および変更案が、前述の
説明に照らしてみるとさ、当業界の熟練技術者には、自
明であるだろうことは明らかである。したがって、特許
請求の範囲に記載の精神と範囲円のすべてのかかる代替
案、改修案および変更案を包含すること全意図している
According to the present invention, a cermet containing a glass adhesive component that satisfies the above-mentioned objects, methods, and effects has been produced. Although the invention has been described in conjunction with this embodiment, numerous alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the foregoing description. It is obvious that he is deaf. It is therefore the full intention to embrace all such alternatives, modifications and variations within the spirit and scope of the appended claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は不発明によるサーメットの底部およびカバーから
なる半導体パッケージを示す図である。
The drawing shows a semiconductor package consisting of a cermet bottom and cover according to the invention.

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複合材料を製造する方法において、約25ないし
約80体積%の、粒子状の金属材料、実効のある量ない
し約10体積%の、ガラスの粒子状の結合剤、および本
質的にセラミック粒子である残部からなる混合物を準備
すること、該ガラス粒子を該セラミック粒子と混合して
、セラミック粒子をガラス粒子で被覆すること、ガラス
で被覆したセラミック粒子を金属粒子と混合すること、
該混合物を圧縮成形すること、および成形した混合物を
熱処理して、中にガラスで被覆した該セラミック粒子が
分散している金属材料からなるマトリックスを作ること
、を特徴とする製造方法。
(1) A method of making a composite material comprising: from about 25 to about 80 volume percent of a particulate metallic material; from an effective amount to about 10 volume percent of a glass particulate binder; and an essentially ceramic material. providing a mixture comprising the remainder being particles, mixing the glass particles with the ceramic particles to coat the ceramic particles with glass particles, mixing the glass coated ceramic particles with metal particles;
A method of manufacture, characterized in that the mixture is compression molded and the molded mixture is heat treated to produce a matrix of metallic material in which the ceramic particles coated with glass are dispersed.
(2)約3ないし約100ミクロンの寸法を保有する金
属粒子を選択すること、約3ないし約25ミクロンの寸
法を保有する該ガラス粒子を選択すること、約10ない
し約100ミクロンの寸法を保有する該セラミック粒子
を選定すること、および該セラミック粒子が該金属粒子
より大きい寸法を保有するように選択すること、をさら
に特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の方法。
(2) selecting metal particles having a size of about 3 to about 100 microns; selecting said glass particles having a size of about 3 to about 25 microns; selecting said glass particles having a size of about 10 to about 100 microns; 2. The method of claim 1, further comprising selecting the ceramic particles to have larger dimensions than the metal particles.
(3)該金属粒子を、アルミニウム、銅、ニッケル、チ
タン、クローム、鉄、銀、金およびそれらの合金からな
る群から選択する工程を含むことを特徴とする、特許請
求の範囲第(2)項に記載の方法。
Claim (2) characterized in that it includes a step of selecting the metal particles from the group consisting of aluminum, copper, nickel, titanium, chromium, iron, silver, gold, and alloys thereof. The method described in section.
(4)該セラミック材料を、Al_2O_3、AlN、
SiC、BeO、TiO_2、ZrO_2、MgO、B
N、Si_3N_4およびそれらの混合物からなる群か
ら選択する工程を、さらに特徴とする、特許請求の範囲
第(3)項に記載の方法。
(4) The ceramic material is Al_2O_3, AlN,
SiC, BeO, TiO_2, ZrO_2, MgO, B
A method according to claim 3, further characterized by the step of selecting from the group consisting of N, Si_3N_4 and mixtures thereof.
(5)該ガラスを、ケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラ
ス、ホウ酸鉛ガラス、リン酸塩ガラス、鉛−ケイ酸塩ガ
ラス、ナトリウム−石灰−シリカガラス、鉛−亜鉛−ホ
ウ酸塩ガラス、およびホウケイ酸亜鉛ガラスからなる群
から選択する工程を、さらに特徴とする、特許請求の範
囲第(4)項に記載の方法。
(5) The glass can be used as silicate glass, borosilicate glass, lead borate glass, phosphate glass, lead-silicate glass, sodium-lime-silica glass, lead-zinc-borate glass, 4. The method of claim 4, further characterized by selecting from the group consisting of: and zinc borosilicate glass.
(6)軟化温度が約350℃ないし約1200℃の範囲
内にある該ガラス結合剤を選択する工程を、さらに特徴
とする、特許請求の範囲第(5)項に記載の方法。
6. The method of claim 5, further comprising the step of: (6) selecting the glass bonding agent having a softening temperature within the range of about 350<0>C to about 1200<0>C.
(7)熱膨張係数が約60×10^−^7ないし約17
0×10^−^7in/in/℃である、該ガラスを選
択する工程を、さらに特徴とする、特許請求の範囲第(
6)項に記載の方法。
(7) Thermal expansion coefficient is about 60 x 10^-^7 to about 17
0 x 10^-^7 in/in/°C,
The method described in section 6).
(8)成形した該混合物を、約600℃ないし約750
℃の温度に、約8ないし約100時間の間保持する工程
を、さらに特徴とする、特許請求の範囲第(7)項に記
載の方法。
(8) The molded mixture is heated to about 600°C to about 750°C.
8. The method of claim 7, further comprising the step of holding at a temperature of 0.degree. C. for a period of about 8 to about 100 hours.
(9)複合材料を製造する方法において、約25ないし
約80体積%の、粒子状の金属材料、実効のある量ない
し10体積%の、ガラスの粒子状の結合剤、および本質
的にセラミック粒子である残部からなる混合物を準備す
ること、該ガラス粒子を該セラミック粒子と混合し、セ
ラミック粒子をガラス粒子で被覆すること、ガラス被覆
したセラミック粒子を加熱してガラスを軟化すること、
加熱したガラス被覆したセラミック粒子を冷却してガラ
スをセラミック粒子に溶解すること、溶解したガラス被
覆したセラミックを粉砕して粒子状とすること、ガラス
被覆したセラミック粒子を金属粒子と混合すること、該
混合物を圧縮成形すること、および成形した混合物を熱
処理して、ガラスで被覆した該セラミック粒子が分散し
た金属粒子からなるマトリックスを形成すること、の工
程からなることを特徴とする、製造方法。
(9) A method of making a composite material comprising: from about 25 to about 80 volume percent of a particulate metallic material; from an effective amount to 10 volume percent of a glass particulate binder; and essentially ceramic particles. mixing the glass particles with the ceramic particles, coating the ceramic particles with the glass particles, heating the glass-coated ceramic particles to soften the glass;
melting the glass into ceramic particles by cooling the heated glass-coated ceramic particles; grinding the molten glass-coated ceramic into particles; mixing the glass-coated ceramic particles with metal particles; 1. A method of manufacturing comprising the steps of compression molding a mixture and heat treating the molded mixture to form a matrix of metal particles in which the ceramic particles coated with glass are dispersed.
(10)約3ないし約100ミクロンの寸法の金属粒子
を選択すること、約3ないし約25ミクロンの寸法のガ
ラス粒子を選択すること、約10ないし約100ミクロ
ンの寸法のセラミック粒子を選択すること、該金属粒子
より大きい寸法の該セラミック粒子を選択すること、の
工程を、さらに特徴とする、特許請求の範囲第(9)項
に記載の方法。
(10) selecting metal particles with a size of about 3 to about 100 microns; selecting glass particles with a size of about 3 to about 25 microns; selecting ceramic particles with a size of about 10 to about 100 microns; , selecting the ceramic particles of larger size than the metal particles.
(11)該金属粒子を、アルミニウム、銅、ニッケル、
チタン、クローム、鉄、銀、金およびそれらの合金から
なる群から選択する工程を、さらに特徴とする、特許請
求の範囲第(10)項に記載の方法。
(11) The metal particles include aluminum, copper, nickel,
11. A method according to claim 10, further characterized by the step of selecting from the group consisting of titanium, chromium, iron, silver, gold and alloys thereof.
(12)該セラミック材料を、Al_2O_3、AlN
、SiC、BeO、TiO_2、ZrO_2、MgO、
BN、Si_3N_4およびそれらの混合物からなる群
から選択する工程を、さらに特徴とする、特許請求の範
囲第(11)項に記載の方法。
(12) The ceramic material is Al_2O_3, AlN
, SiC, BeO, TiO_2, ZrO_2, MgO,
A method according to claim 11, further characterized by the step of selecting from the group consisting of BN, Si_3N_4 and mixtures thereof.
(13)該ガラスを、ケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガ
ラス、ホウ酸鉛ガラス、リン酸塩ガラス、ナトリウム−
石灰−シリカガラス、鉛−ケイ酸塩ガラス、鉛−亜鉛−
ホウ酸塩ガラスおよびホウケイ酸亜鉛ガラスからなる群
から選択する工程を、さらに特徴とする、特許請求の範
囲第(12)項に記載の方法。
(13) The glass can be used as silicate glass, borosilicate glass, lead borate glass, phosphate glass, sodium-
Lime - silica glass, lead - silicate glass, lead - zinc -
13. The method of claim 12, further characterized by the step of selecting from the group consisting of borate glasses and zinc borosilicate glasses.
(14)熱膨張係数が約60×10^−^7ないし約1
70×10^−^7in/in/℃の該ガラスを選択す
る工程を、さらに特徴とする、特許請求の範囲第(13
)項に記載の方法。
(14) Thermal expansion coefficient is about 60 x 10^-^7 to about 1
Claim No. (13) further characterized by the step of selecting said glass with a
).
(15)成形した該混合物を、約600℃ないし約75
0℃の温度で、約8ないし約100時間の間、熱処理す
る工程からなることを、さらに特徴とする、特許請求の
範囲第(14)項に記載の方法。
(15) The molded mixture is heated to about 600°C to about 75°C.
15. The method of claim 14, further comprising the step of heat treating at a temperature of 0<0>C for a period of from about 8 to about 100 hours.
(16)約25ないし約80体積%の金属粒子、実効の
ある量ないし約10体積%のガラスおよび本質的にセラ
ミック粒子である残部からなること、および該ガラスが
該金属および該セラミック粒子と結合して、ガラスで被
覆したセラミック粒子が中に分散している該金属材料、
からなるマトリックスを保有すること、を特徴とする複
合材料。
(16) consisting of about 25 to about 80 volume percent metal particles, an effective amount to about 10 volume percent glass, and the remainder being essentially ceramic particles, and the glass is combined with the metal and the ceramic particles; said metal material having glass-coated ceramic particles dispersed therein;
A composite material characterized by having a matrix consisting of.
(17))該セラミック粒子を、Al_2O_3、Al
N_2、SiC、BeO、TiO_2、ZrO_2、M
gO、BN、Si_3N_4およびそれらの混合物から
なる群から選択することを、さらに特徴とする、特許請
求の範囲第(16)項に記載の複合材料。
(17)) The ceramic particles are made of Al_2O_3, Al
N_2, SiC, BeO, TiO_2, ZrO_2, M
Composite material according to claim 16, further characterized in that it is selected from the group consisting of gO, BN, Si_3N_4 and mixtures thereof.
(18)該セラミックが約10ないし約100ミクロン
の寸法であることを特徴とする、特許請求の範囲第(1
7)項に記載の複合材料。
(18) Claim 1, wherein the ceramic has a size of about 10 to about 100 microns.
Composite material described in section 7).
(19)該ガラス被覆を、ケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸
塩ガラス、ホウ酸鉛ガラス、リン酸塩ガラス、ナトリウ
ム−石灰−シリカガラス、鉛−ケイ酸塩ガラス、鉛−亜
鉛−ホウ酸塩ガラスおよびホウケイ酸亜鉛ガラスからな
る群から選択することを、さらに特徴とする、特許請求
の範囲第(18)項に記載の複合材料。
(19) The glass coating may be a silicate glass, a borosilicate glass, a lead borate glass, a phosphate glass, a sodium-lime-silica glass, a lead-silicate glass, a lead-zinc-borate glass. and zinc borosilicate glass.
(20)中にガラスで被覆したセラミック粒子が分散し
ている、該マトリックスが、約140×10^−^7な
いし約170×10^−^7in/in/℃の熱膨張係
数、少くとも約50W/m^−°Kにの熱伝導率、およ
び少くとも約20×10^6psiの圧縮弾性係数、を
保有することを特徴とする、特許請求の範囲第(19)
項に記載の複合材料。
(20) wherein the matrix having glass-coated ceramic particles dispersed therein has a coefficient of thermal expansion of from about 140 x 10^-^7 to about 170 x 10^-^7 in/in/°C, at least about Claim 19, characterized in that it has a thermal conductivity of 50 W/m^-°K and a compressive modulus of elasticity of at least about 20 x 10^6 psi.
Composite materials as described in Section.
(21)該複合材料で製造した基体(14)およびカバ
ー、金属のリードフレーム(22)、および該カバーと
該基体とを、その間に該リードフレームを入れて、結合
するガラス(24)、とにより、ケーシング(10)を
形成して、半導体装置(20)を組み込むこと、に用い
ることを、さらに特徴とする、特許請求の範囲第(20
)項に記載の複合材料。
(21) A base (14) and a cover made of the composite material, a metal lead frame (22), and a glass (24) that connects the cover and the base with the lead frame inserted therebetween. Claim No. (20) further characterized in that the method is used for forming a casing (10) and incorporating a semiconductor device (20) therein.
Composite materials listed in section ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003500834A (en) * 1999-05-19 2003-01-07 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) Carrier for electronic component and method of manufacturing carrier

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JP4758006B2 (en) * 1999-05-19 2011-08-24 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) Carrier for electronic component and method for manufacturing carrier

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