JPS6224855A - 接合方法 - Google Patents
接合方法Info
- Publication number
- JPS6224855A JPS6224855A JP16285785A JP16285785A JPS6224855A JP S6224855 A JPS6224855 A JP S6224855A JP 16285785 A JP16285785 A JP 16285785A JP 16285785 A JP16285785 A JP 16285785A JP S6224855 A JPS6224855 A JP S6224855A
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- Japan
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- gold
- conductors
- ultrafine
- joined
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- Pending
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は多層配線基板等の被接合導体間を接合する接合
方法とくに耐熱性の低い複数個の被接合導体に熱ストレ
スを与えることなく低抵抗にて導通するのに好適な接合
方法に関するものである。
方法とくに耐熱性の低い複数個の被接合導体に熱ストレ
スを与えることなく低抵抗にて導通するのに好適な接合
方法に関するものである。
従来、比較的低温度で、導体材料を接合する接合方法と
しては、たとえば、Ａｕ−３ｉ 、 Ａｕ−３ｎ 、
Ｐｂ−５ｎなどの合金の共晶反応を利用し、上記共晶点
を考慮して２５０〜４００℃の温度で接合する方法が実
施されている。然るに、上記の方法では、共晶を利用す
る接合材料と被接合導体との間の熱膨張率２強度、およ
び熱伝導率などの物理的定数が相異し、同時に共晶のう
ちに局部的に組織の異なった結晶が存在することが多い
ため、熱ストレスによる残留内部応力により、クラック
、歪および材料強度の劣化などが発生している。また必
然的にある程度の加熱処理温度（２５０°〜４００°Ｃ
）が必要であるから、最近多く使用されている化合物半
導体、光素子、アモルファス材料、高分子材料などのよ
うに耐熱性が低く、熱ストレスを極端に嫌う素材の接合
方法に実施した場合には、素材の劣化要因となり、信頼
性の悪い接合形成方法である。さらに従来の共晶を利用
する低融点接合は、共晶を形成する温度以上の後工程が
ある場合には使用できない。
しては、たとえば、Ａｕ−３ｉ 、 Ａｕ−３ｎ 、
Ｐｂ−５ｎなどの合金の共晶反応を利用し、上記共晶点
を考慮して２５０〜４００℃の温度で接合する方法が実
施されている。然るに、上記の方法では、共晶を利用す
る接合材料と被接合導体との間の熱膨張率２強度、およ
び熱伝導率などの物理的定数が相異し、同時に共晶のう
ちに局部的に組織の異なった結晶が存在することが多い
ため、熱ストレスによる残留内部応力により、クラック
、歪および材料強度の劣化などが発生している。また必
然的にある程度の加熱処理温度（２５０°〜４００°Ｃ
）が必要であるから、最近多く使用されている化合物半
導体、光素子、アモルファス材料、高分子材料などのよ
うに耐熱性が低く、熱ストレスを極端に嫌う素材の接合
方法に実施した場合には、素材の劣化要因となり、信頼
性の悪い接合形成方法である。さらに従来の共晶を利用
する低融点接合は、共晶を形成する温度以上の後工程が
ある場合には使用できない。
本発明は前記従来の問題点を解決し、被接合導体と接合
材との熱膨張率２強度、熱伝導率などの物理的定数を合
せて室温で高信頼性の接合が可能で、化合物半導体、光
素子、アモルファス材料。
材との熱膨張率２強度、熱伝導率などの物理的定数を合
せて室温で高信頼性の接合が可能で、化合物半導体、光
素子、アモルファス材料。
高分子材料などの耐熱性が低く熱ストレスを嫌う素材に
も適合可能な接合方法を提供することにある。
も適合可能な接合方法を提供することにある。
本発明は前記の目的を達成するため、超微粒子特有の融
合現象を利用して被接合導体と同種の接合材料により低
温下で上記被接合導体を接合するものである。すなわち
、従来よりたとえば、ジャパニーズ・ジャーナル・オフ
・アプライド・フィジックス、肥（６） （１９８０）
１０３９〜１０４４ ”シンタリング・オフ・ウルトラ
ファイン・メタル・パウダーズ・ワン・コアレッセンス
・グロース・ステージ・オフ・ニーニー・アンド轡エー
ジ−”（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ １９（６）（１９８０）
１０３９〜１０４４“Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｕｌ
ｔｒａｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｐｏｗｄｅｒｓ、 Ｉ。
合現象を利用して被接合導体と同種の接合材料により低
温下で上記被接合導体を接合するものである。すなわち
、従来よりたとえば、ジャパニーズ・ジャーナル・オフ
・アプライド・フィジックス、肥（６） （１９８０）
１０３９〜１０４４ ”シンタリング・オフ・ウルトラ
ファイン・メタル・パウダーズ・ワン・コアレッセンス
・グロース・ステージ・オフ・ニーニー・アンド轡エー
ジ−”（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ Ａｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ １９（６）（１９８０）
１０３９〜１０４４“Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｕｌ
ｔｒａｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｐｏｗｄｅｒｓ、 Ｉ。
Ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ Ｇｒｏｗｔｈ Ｓｔａｇｅ
ｏｆｌＡｕ ａｎｄ Ａｇ”〕に記載されている如く、
粒径が数＋ｎｍ以下の超微粒子の場合には、表面層の原
子の割合が大きくかつ表面の原子は内部の原子に比較し
て束縛が少ないため、ある程度の温度まで昇温すると、
表面層の原子が活溌に運動し、その結果、表面がバルク
の結晶の融点以下で溶けはじめて表面拡散により容易に
融合しやすくなる。また一体となって表面を少なくする
方が少ない自由エネルギーとなるので。
ｏｆｌＡｕ ａｎｄ Ａｇ”〕に記載されている如く、
粒径が数＋ｎｍ以下の超微粒子の場合には、表面層の原
子の割合が大きくかつ表面の原子は内部の原子に比較し
て束縛が少ないため、ある程度の温度まで昇温すると、
表面層の原子が活溌に運動し、その結果、表面がバルク
の結晶の融点以下で溶けはじめて表面拡散により容易に
融合しやすくなる。また一体となって表面を少なくする
方が少ない自由エネルギーとなるので。
超微粒子を加圧による適度の条件下で接触させたとき、
全体が一挙に表面を解消させる方向に動いて一体の融合
体を形成することが可能である。このように超微粒子に
おいては、特有の表面効果によって低温融合現象を発生
する。そこで本発明は、この超微粒子の現象を被接合導
体材料の接合に利用するため、減圧不活性ガス中蒸発法
による結晶性が良好で、かつ粒径、晶癖を制御した粒径
数十ｎｕｔ以下の金属超微粒子を使用して加圧のみで被
接合導体と接合材とを接合するものである。
全体が一挙に表面を解消させる方向に動いて一体の融合
体を形成することが可能である。このように超微粒子に
おいては、特有の表面効果によって低温融合現象を発生
する。そこで本発明は、この超微粒子の現象を被接合導
体材料の接合に利用するため、減圧不活性ガス中蒸発法
による結晶性が良好で、かつ粒径、晶癖を制御した粒径
数十ｎｕｔ以下の金属超微粒子を使用して加圧のみで被
接合導体と接合材とを接合するものである。
以下、本発明の実施例を示す図面について説明する。同
図において、１はアルミナ基板、２は金めつきパット、
３は金めっきり−ドピン、４は全超微粒子にて形成され
た融合体である。この融合体４は前記の如く、超微粒子
特有の表面効果を活用した表面拡散現象を利用するため
、使用する超微粒子は、可能な限り結晶性が良好で、表
面活性を有する粒径が数十ｎｍの金の単結晶超微粒子を
生成して補集したものが望ましい。そこで、本実施例に
おいては、ヘリウム６．７ Ｘ １０”Ｐａ中で金をモ
リブデンボートにより１６００℃で蒸発させ、これによ
って発生する全蒸気から高温状態で自由空間にて結晶成
長させるため、結晶の表面活性の良い粒径数十ｎｍ程度
の金の単結晶超微粒子を生成して補集したものを使用し
ている。上記の構成であるから、アルミナ基板１上の金
めつきパット２と、金めつきリードピン３との間に金の
超微粒子を介挿したのち、金めつきリードピン３をｌＸ
１０’Ｐａで加圧すると、上記金の超微粒子が加圧融合
して融合体４となって金めつきパット２と、金めっきり
−ドピン３とを接合する。なお、上記金めっきパット２
もしくは金めっきり−ドピン３の何れか一方もしくは両
方の金の超微粒子の接融部分に予じめ金の超微粒子を付
着しておくことにより作業性を向上することができる。
図において、１はアルミナ基板、２は金めつきパット、
３は金めっきり−ドピン、４は全超微粒子にて形成され
た融合体である。この融合体４は前記の如く、超微粒子
特有の表面効果を活用した表面拡散現象を利用するため
、使用する超微粒子は、可能な限り結晶性が良好で、表
面活性を有する粒径が数十ｎｍの金の単結晶超微粒子を
生成して補集したものが望ましい。そこで、本実施例に
おいては、ヘリウム６．７ Ｘ １０”Ｐａ中で金をモ
リブデンボートにより１６００℃で蒸発させ、これによ
って発生する全蒸気から高温状態で自由空間にて結晶成
長させるため、結晶の表面活性の良い粒径数十ｎｍ程度
の金の単結晶超微粒子を生成して補集したものを使用し
ている。上記の構成であるから、アルミナ基板１上の金
めつきパット２と、金めつきリードピン３との間に金の
超微粒子を介挿したのち、金めつきリードピン３をｌＸ
１０’Ｐａで加圧すると、上記金の超微粒子が加圧融合
して融合体４となって金めつきパット２と、金めっきり
−ドピン３とを接合する。なお、上記金めっきパット２
もしくは金めっきり−ドピン３の何れか一方もしくは両
方の金の超微粒子の接融部分に予じめ金の超微粒子を付
着しておくことにより作業性を向上することができる。
また上記実施例においては。
金めつきリードピン３の駆動機構について記載されてい
ないが、上記めっきり−ドピン３は前記のように単に下
方に移動して金の超微粒子を押圧するものであるから、
たとえば一般に使用されているプレスの主軸に保持させ
ることにより実施することができ、かつ必要に応じて上
記金の超微粒子の加熱融合を促進するため、該金の超微
粒子を室温＋１００℃位に加熱する加熱装置を設置する
ことも考えられる。さらに上記実施例においては、金を
使用した場合について述べたが、これに限定されるもの
でなく、たとえば銀、銅などを使用することも可能であ
る。
ないが、上記めっきり−ドピン３は前記のように単に下
方に移動して金の超微粒子を押圧するものであるから、
たとえば一般に使用されているプレスの主軸に保持させ
ることにより実施することができ、かつ必要に応じて上
記金の超微粒子の加熱融合を促進するため、該金の超微
粒子を室温＋１００℃位に加熱する加熱装置を設置する
ことも考えられる。さらに上記実施例においては、金を
使用した場合について述べたが、これに限定されるもの
でなく、たとえば銀、銅などを使用することも可能であ
る。
以上述べたる如く、本発明は複数個の被接合導体間に導
電性超微粒子を介挿し、上記複数個の被接合導体を加圧
して上記導電性超微粒子による接合体にて接合するもの
であるから、複数個の被接合導体を低温状態で接合する
ことができ、とくに導電性超微粒子を複数個の被接合導
体と同種のものを使用することにより、被接合導体と、
超微粒子の接合材との熱膨張率９強度、熱伝導率などの
物理的定数を一致させることができるので、信頼性を向
上しうる低温接合を行なうことができ、これによって化
合物半導体、光素子、アモルファス材料、高分子材料な
どの耐熱性の低い熱ストレスを嫌う素材にも適用するこ
とができ適用範囲の拡大をはかることができる効果を有
する。
電性超微粒子を介挿し、上記複数個の被接合導体を加圧
して上記導電性超微粒子による接合体にて接合するもの
であるから、複数個の被接合導体を低温状態で接合する
ことができ、とくに導電性超微粒子を複数個の被接合導
体と同種のものを使用することにより、被接合導体と、
超微粒子の接合材との熱膨張率９強度、熱伝導率などの
物理的定数を一致させることができるので、信頼性を向
上しうる低温接合を行なうことができ、これによって化
合物半導体、光素子、アモルファス材料、高分子材料な
どの耐熱性の低い熱ストレスを嫌う素材にも適用するこ
とができ適用範囲の拡大をはかることができる効果を有
する。
図面は本発明の実施例を示す接合装置の要部説明図であ
る。 １・・・アルミナ基板、２・・・めっきバット、３・・
・めっきり−ドピン、４・・・融合体。
る。 １・・・アルミナ基板、２・・・めっきバット、３・・
・めっきり−ドピン、４・・・融合体。
Claims (1)
- 対向する被接合導体間に超微粒子を介挿し、上記複数
個の被接合導体を加圧して上記超微粒子による接合材で
接合することを特徴とする接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16285785A JPS6224855A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16285785A JPS6224855A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6224855A true JPS6224855A (ja) | 1987-02-02 |
Family
ID=15762566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16285785A Pending JPS6224855A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6224855A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04118940U (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-23 | 三菱自動車工業株式会社 | ランプの自動組付け装置におけるランプ把持装置 |
| US5980636A (en) * | 1991-01-09 | 1999-11-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrical connection device for forming metal bump electrical connection |
| JP2005197334A (ja) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Seiko Epson Corp | 部材の接合構造及び接合方法 |
| JP2005203468A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Seiko Epson Corp | 電子装置及びその製造方法 |
| JP2007330980A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Nissan Motor Co Ltd | 接合方法 |
| JP2011181659A (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | セラミックパッケージ |
| WO2015145554A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | 本田技研工業株式会社 | 金属接合品 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5944956A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 小形直流モ−タ |
-
1985
- 1985-07-25 JP JP16285785A patent/JPS6224855A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5944956A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 小形直流モ−タ |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5980636A (en) * | 1991-01-09 | 1999-11-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrical connection device for forming metal bump electrical connection |
| JPH04118940U (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-23 | 三菱自動車工業株式会社 | ランプの自動組付け装置におけるランプ把持装置 |
| JP2005197334A (ja) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Seiko Epson Corp | 部材の接合構造及び接合方法 |
| JP2005203468A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Seiko Epson Corp | 電子装置及びその製造方法 |
| US7342179B2 (en) | 2004-01-14 | 2008-03-11 | Seiko Epson Corporation | Electronic device and method for producing the same |
| JP2007330980A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Nissan Motor Co Ltd | 接合方法 |
| JP2011181659A (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | セラミックパッケージ |
| WO2015145554A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | 本田技研工業株式会社 | 金属接合品 |
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