JPS63315536A - 低温封着用フリット - Google Patents
低温封着用フリットInfo
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- JPS63315536A JPS63315536A JP14958987A JP14958987A JPS63315536A JP S63315536 A JPS63315536 A JP S63315536A JP 14958987 A JP14958987 A JP 14958987A JP 14958987 A JP14958987 A JP 14958987A JP S63315536 A JPS63315536 A JP S63315536A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は低温封着用フリットに係り、特にアルミナを使
用したＩＣセラミックパッケージの気密封着用フリット
に関するものである。
用したＩＣセラミックパッケージの気密封着用フリット
に関するものである。
［従来技術とその問題点」
従来より半導体チップを外気から遮断し、機械的に保護
するためのＩＣセラミックバ・ンケージを封着する場合
、ガラスを用いる方法が透湿性がなく、気密性に優れ、
機械的強度が高いため広く採用されており、この用途の
封着用ガラスとしてはＰｂＯ−８２０３系の結晶性粉末
ガラスあるいは非晶質粉末ガラスが用いられている。
するためのＩＣセラミックバ・ンケージを封着する場合
、ガラスを用いる方法が透湿性がなく、気密性に優れ、
機械的強度が高いため広く採用されており、この用途の
封着用ガラスとしてはＰｂＯ−８２０３系の結晶性粉末
ガラスあるいは非晶質粉末ガラスが用いられている。
近年半導体技術の発達に伴って半導体集積回路の集積度
は著しく高くなり、回路パターンは著しく微細化してい
る。これらの微細な回路パターンを有する半導体素子を
ＩＣセラミックパッケージに実装する際に封着を高温下
で行うと半導体素子の特性劣化を招きやすく、歩留まり
が悪くなる等の問題があり、できるだけ低い温度、具体
的には３８０℃以下の温度で短時間に封着できるガラス
が望まれている。
は著しく高くなり、回路パターンは著しく微細化してい
る。これらの微細な回路パターンを有する半導体素子を
ＩＣセラミックパッケージに実装する際に封着を高温下
で行うと半導体素子の特性劣化を招きやすく、歩留まり
が悪くなる等の問題があり、できるだけ低い温度、具体
的には３８０℃以下の温度で短時間に封着できるガラス
が望まれている。
しかしながら売足した封着用ガラスの中でｐｂｏ−８２
０３系の結晶性粉末ガラスは、封着する際に結晶化工程
を必要とし、通常４８０〜５３０℃で約ｌθ分問直いて
封着するため上記要求を全く満足しない。
０３系の結晶性粉末ガラスは、封着する際に結晶化工程
を必要とし、通常４８０〜５３０℃で約ｌθ分問直いて
封着するため上記要求を全く満足しない。
またＰｂＯ−８２０３系の非晶質粉末ガラスは、結晶性
粉末ガラスに比べて低温で短時間に封着可能であリ、３
８０℃以下の温度で封着可能なガラスも一部存在し、例
えば特開昭４０−１４３０１号公報にはガラスの低融化
をはかるためｐｂｏ−ｅ２ｏ３系ガラスにＴ１□０３を
添加したガラスが開示されている。このガラスはＴ１□
０．の含有量を多くするほど融点が下がり、封着温度も
低くなるが、熱膨張係数が約１４０〜１７０ＸＩＯ−”
／℃であり、アルミナセラミックのそれ（約７０Ｘ １
０−７／℃）と大幅に相違するため、実際ＩＣセラミッ
クパッケージの封着に使用すると熱膨張差に起因する応
力によってガラスに亀裂が生じる。
粉末ガラスに比べて低温で短時間に封着可能であリ、３
８０℃以下の温度で封着可能なガラスも一部存在し、例
えば特開昭４０−１４３０１号公報にはガラスの低融化
をはかるためｐｂｏ−ｅ２ｏ３系ガラスにＴ１□０３を
添加したガラスが開示されている。このガラスはＴ１□
０．の含有量を多くするほど融点が下がり、封着温度も
低くなるが、熱膨張係数が約１４０〜１７０ＸＩＯ−”
／℃であり、アルミナセラミックのそれ（約７０Ｘ １
０−７／℃）と大幅に相違するため、実際ＩＣセラミッ
クパッケージの封着に使用すると熱膨張差に起因する応
力によってガラスに亀裂が生じる。
［発明の目的］
本発明は、３８０℃以下の温度で短時間にＩＣセラミッ
クパッケージを気密封着することができ、熱膨張係数が
アルミナのそれに近似している低温封着用フリットを提
供することを目的とするものである。
クパッケージを気密封着することができ、熱膨張係数が
アルミナのそれに近似している低温封着用フリットを提
供することを目的とするものである。
［発明の構成］
本発明の低温封着用フリットは体積％で低融点ガラス粉
末５０〜７０、Ｃａ置換チタン酸鉛粉末ｌＯ〜４８、低
膨張セラミック粉末２〜３５からなり、ト記低融点ガラ
ス粉末が重量％でＰｂ０３５〜６０、Ｔ１□０２０〜５
５、Ｂ２０，５〜１５、ＺｎＯ＋Ｂｉ２Ｏ３＋ Ｃｕ０
０．５〜１２、ＳｉＯ□十Ａ１□０３’ ０．５〜・
５からなることを特徴とする。
末５０〜７０、Ｃａ置換チタン酸鉛粉末ｌＯ〜４８、低
膨張セラミック粉末２〜３５からなり、ト記低融点ガラ
ス粉末が重量％でＰｂ０３５〜６０、Ｔ１□０２０〜５
５、Ｂ２０，５〜１５、ＺｎＯ＋Ｂｉ２Ｏ３＋ Ｃｕ０
０．５〜１２、ＳｉＯ□十Ａ１□０３’ ０．５〜・
５からなることを特徴とする。
すなわち本発明は封着温度が低く熱膨張係数が高いＰｂ
Ｏ−Ｂ２０３−ＴＩ□Ｏ系ガラス５０〜７０体積％にＣ
ａ置換チタン酸鉛粉末１０〜４８体績％、低１ｔ５ｊ張
セラミック粉末２〜３５体積％を混合することによって
フリ・・１１・の熱膨張係数を下げてアルミナのそれに
近づけたことを特徴とする。
Ｏ−Ｂ２０３−ＴＩ□Ｏ系ガラス５０〜７０体積％にＣ
ａ置換チタン酸鉛粉末１０〜４８体績％、低１ｔ５ｊ張
セラミック粉末２〜３５体積％を混合することによって
フリ・・１１・の熱膨張係数を下げてアルミナのそれに
近づけたことを特徴とする。
本発明におけるＣａ置換チタン酸鉛粉末は、本発明者が
先に特願昭６１−１１７５４２号にて提案のＰｂＴｉＯ
ｓのｐｂを４０モル％以下Ｃａで置換したフィラーであ
り、その置換量によって熱膨張係数を最低約−８０Ｘ
１０−７／℃にすることができ、このフィラーを」二足
系のガラスと混合した場合ガラスの熱膨張係数を大幅に
下げることができる。しかしなからこのような熱膨張係
数が大きく相違するガラスとフィラーとを混きするとガ
ラスに微細なりラックが生じやすくフリットの機械的強
度や気密性を低下させるという問題が生じるため本発明
では熱膨張係数がθ〜４０ＸＩＯ−７／’Ｃの低膨張セ
ラミック粉末を添加させてクラックの発生を抑える。
先に特願昭６１−１１７５４２号にて提案のＰｂＴｉＯ
ｓのｐｂを４０モル％以下Ｃａで置換したフィラーであ
り、その置換量によって熱膨張係数を最低約−８０Ｘ
１０−７／℃にすることができ、このフィラーを」二足
系のガラスと混合した場合ガラスの熱膨張係数を大幅に
下げることができる。しかしなからこのような熱膨張係
数が大きく相違するガラスとフィラーとを混きするとガ
ラスに微細なりラックが生じやすくフリットの機械的強
度や気密性を低下させるという問題が生じるため本発明
では熱膨張係数がθ〜４０ＸＩＯ−７／’Ｃの低膨張セ
ラミック粉末を添加させてクラックの発生を抑える。
本発明において低融点ガラス粉末、Ｃａ置換チタン酸鉛
粉末、低膨張セラミック粉末の割合を上記のように限定
したのは次のとおりである。
粉末、低膨張セラミック粉末の割合を上記のように限定
したのは次のとおりである。
低融点ガラス粉末が５０体積％以下の場合はフリ・・ｌ
トの流動性が悪くなり、７０体積％以上の場合はフリッ
トの熱膨張係数をアルミナのそれに近づけることができ
ない。
トの流動性が悪くなり、７０体積％以上の場合はフリッ
トの熱膨張係数をアルミナのそれに近づけることができ
ない。
Ｃａ置換チタン酸鉛粉末が１０体積％以下の場合はフリ
ットの熱膨張係数をアルミナのそれに近づけることがで
きず、４８体積％以上の場合はフリットの流動性が悪く
なる。
ットの熱膨張係数をアルミナのそれに近づけることがで
きず、４８体積％以上の場合はフリットの流動性が悪く
なる。
低膨張セラミック粉末はガラスとＣａ置換チタン酸鉛粉
末との熱膨張係数の大きな相違によってガラスにクラッ
クが生じるのを防ぐものでフリットの機械的強度や気密
性を改善する効果を有する物質を用いることが必要であ
り、具体的にはジルコン粉末、ベータユークリプタイト
粉末、ウイレマイト粉末、コーディエライト粉末、チタ
ン酸鉛粉末、酸化スズ粉末などの熱膨張係数が０〜４０
Ｘ １０−’７／℃の物質を用いる。しかしながら低膨
張セラミック粉末が２体積％以下の場合は上記の効果が
得られず、３５体積％以上の場合はフリットの流動性が
悪くなる。
末との熱膨張係数の大きな相違によってガラスにクラッ
クが生じるのを防ぐものでフリットの機械的強度や気密
性を改善する効果を有する物質を用いることが必要であ
り、具体的にはジルコン粉末、ベータユークリプタイト
粉末、ウイレマイト粉末、コーディエライト粉末、チタ
ン酸鉛粉末、酸化スズ粉末などの熱膨張係数が０〜４０
Ｘ １０−’７／℃の物質を用いる。しかしながら低膨
張セラミック粉末が２体積％以下の場合は上記の効果が
得られず、３５体積％以上の場合はフリットの流動性が
悪くなる。
また本発明における低融点ガラス粉末の各成分を上記の
ように限定した理由は次のとおりである。
ように限定した理由は次のとおりである。
ＰｂＯが６０％以上、Ｔｌ２Ｏが２０％以下の場合はガ
ラスの粘性が高くなるため流動性が悪くなり、ｐｂ。
ラスの粘性が高くなるため流動性が悪くなり、ｐｂ。
が３５％以下、Ｔｌ２Ｏが５５％以上の場合はガラスの
化学的耐久性が悪くなる。
化学的耐久性が悪くなる。
Ｂ２Ｏ３が５％以下の場合はガラスが結晶性になるため
流動性が悪くなり、１５％以上の場きはガラスの粘性が
高くなるため流動性が悪くなる。
流動性が悪くなり、１５％以上の場きはガラスの粘性が
高くなるため流動性が悪くなる。
Ｚ［ｌＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＣｕＯはガラスの粘性を高くす
ることなく熱膨張係数を下げる効果を有する成分である
が、ＺｎＯ＋ Ｂｉ２Ｏ３＋ＣｕＯが０．５％以下の場
合はガラスの粘性が高くなるため流動性が悪くなり、１
２％以上の場合はガラスが結晶性になるため流動性が悪
くなる。
ることなく熱膨張係数を下げる効果を有する成分である
が、ＺｎＯ＋ Ｂｉ２Ｏ３＋ＣｕＯが０．５％以下の場
合はガラスの粘性が高くなるため流動性が悪くなり、１
２％以上の場合はガラスが結晶性になるため流動性が悪
くなる。
５ｉ０２４＾１□０３が０．５％以下の場合はガラスが
結晶性になるため流動性が悪くなり、５％以上の場合は
ガラスの粘性が高くなるため流動性が悪くなる。
結晶性になるため流動性が悪くなり、５％以上の場合は
ガラスの粘性が高くなるため流動性が悪くなる。
本発明においては上記成分以外にもｖ２０１、ＴｉＯ２
、Ｎｂ２０ｑ 、ＴｅＯ２、ＣｅＯ２、ＢａＯ、ＳｒＯ
、ＣａＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２を合計で３％まで含有さ
せることにより結晶化傾向を抑制し、また化学的耐久性
を改善することができる。
、Ｎｂ２０ｑ 、ＴｅＯ２、ＣｅＯ２、ＢａＯ、ＳｒＯ
、ＣａＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２を合計で３％まで含有さ
せることにより結晶化傾向を抑制し、また化学的耐久性
を改善することができる。
「実施例］
以下に本発明の実施例について説明する。
第１表は本発明における低融点ガラス粉末の実施例を示
すものである。
すものである。
以 下 余 白
第１表に示した低融点ガラス粉末は、鉛丹、炭酸タリウ
ム、硼酸、亜鉛華、酸化ビスマス、酸化第二銅、光学ガ
ラス用珪石粉、アルミナ、五酸化バナジウム、五酸化ニ
オブ、酸化チタン、炭酸バリウムを原料として使用し、
第１表に示す組成になるように調合したバッチを白金ル
ツボに入れて電気炉中で７００℃、１時間溶融した後、
薄板状に成形してアルミナボールミルで粉砕し、２００
メツシユのふるいを通過させた。
ム、硼酸、亜鉛華、酸化ビスマス、酸化第二銅、光学ガ
ラス用珪石粉、アルミナ、五酸化バナジウム、五酸化ニ
オブ、酸化チタン、炭酸バリウムを原料として使用し、
第１表に示す組成になるように調合したバッチを白金ル
ツボに入れて電気炉中で７００℃、１時間溶融した後、
薄板状に成形してアルミナボールミルで粉砕し、２００
メツシユのふるいを通過させた。
第２表は第１表の低融点ガラス粉末にＣａ置換型チタン
酸鉛粉末及び低膨張セラミック粉末を混合したフリット
の実施例である。
酸鉛粉末及び低膨張セラミック粉末を混合したフリット
の実施例である。
以 下 余 白
第２表のＣａ置換型チタン酸鉛粉末は、リサージ、炭酸
カルシウム及び酸化チタンをＰｂＯ１７０ＣａＯ−３゜
ＴｉＯ３’の組成になるように調合、混合した後、１２
５０℃で４時間焼成し、粉砕後３５０メツシュのステン
レスふるいを通過させたものを用いた。
カルシウム及び酸化チタンをＰｂＯ１７０ＣａＯ−３゜
ＴｉＯ３’の組成になるように調合、混合した後、１２
５０℃で４時間焼成し、粉砕後３５０メツシュのステン
レスふるいを通過させたものを用いた。
ジルコン粉末は、Ｕ 、 Ｔｈを除去し、α線放出量を
非常に少なくしたジルコニア、光学ガラス用珪石粉及び
酸化第二鉄を重量％でＺｒＯ□６６．９ 、ＳｉＯ□３
１．２、Ｆｅ２Ｏ３１，９になるように調合混合した後
１４００℃で１６時間焼成した。焼成物は粉砕し、３５
０メツシユのステンレスふるいを通過させた。
非常に少なくしたジルコニア、光学ガラス用珪石粉及び
酸化第二鉄を重量％でＺｒＯ□６６．９ 、ＳｉＯ□３
１．２、Ｆｅ２Ｏ３１，９になるように調合混合した後
１４００℃で１６時間焼成した。焼成物は粉砕し、３５
０メツシユのステンレスふるいを通過させた。
ベータユークリプタイト粉末は炭酸リチウム、アルミナ
、光学ガラス用珪石粉をＬｉ２Ｏ３・＾１□０３・２Ｓ
ｉ０２の組成にるように調合、混合し１２５０℃で５時
間焼成したものを粉砕して ３５０メツシユのステンレ
スふるいを通過させたものを用いた。
、光学ガラス用珪石粉をＬｉ２Ｏ３・＾１□０３・２Ｓ
ｉ０２の組成にるように調合、混合し１２５０℃で５時
間焼成したものを粉砕して ３５０メツシユのステンレ
スふるいを通過させたものを用いた。
ウイレマイト粉末は亜鉛華、光学ガラス用珪石粉、アル
ミナを重量％でＺｎ０７０．６．５ｉ０２２４．７、＾
１２０３４．７になるように調合、混合し、１４００℃
で１５時間焼成した後、粉砕して ３５０メツシユのス
テンレスふるいを通過させたものを用いた。
ミナを重量％でＺｎ０７０．６．５ｉ０２２４．７、＾
１２０３４．７になるように調合、混合し、１４００℃
で１５時間焼成した後、粉砕して ３５０メツシユのス
テンレスふるいを通過させたものを用いた。
第２表のフリッＩ〜は低融点ガラス粉末、Ｃａ置換チタ
ン酸鉛粉末、低膨張セラミック粉末を第２表に示す割合
に混合し、ビークルを使用してベース１〜を作製した後
、アルミナセラミックにスクリーン印刷し、乾燥後電気
炉中で１０分間加熱することによって封着した。
ン酸鉛粉末、低膨張セラミック粉末を第２表に示す割合
に混合し、ビークルを使用してベース１〜を作製した後
、アルミナセラミックにスクリーン印刷し、乾燥後電気
炉中で１０分間加熱することによって封着した。
また第２表の各試料の流動性を評価するために、粉末試
料をその比重に相当するグラム数採取し、直径２ｈ＋＊
の円柱状に加圧成形した後、表に示した封着温度で１０
分間加熱し、流動したフリッ１〜の直径を測定した。Ｉ
Ｃセラミックパッケージの封着に用いるためには流動径
は２４〜２５ｍｍあるのが望ましいが各試料ともこの条
件を満足するものであった。
料をその比重に相当するグラム数採取し、直径２ｈ＋＊
の円柱状に加圧成形した後、表に示した封着温度で１０
分間加熱し、流動したフリッ１〜の直径を測定した。Ｉ
Ｃセラミックパッケージの封着に用いるためには流動径
は２４〜２５ｍｍあるのが望ましいが各試料ともこの条
件を満足するものであった。
「発明の効果］
本発明の低温封着用フリットは、３８０℃以下の低い温
度でＩＣセラミックパッケージを気密封着でき、しかも
熱膨張係数がアルミナのそれに近似しているので特に封
着工程を低温で行う必要のあるＬＳＩ用パッケージの封
着に好適であるが、それ以外にも電子工業分野における
各種の封着材料として用いることが可能である。
度でＩＣセラミックパッケージを気密封着でき、しかも
熱膨張係数がアルミナのそれに近似しているので特に封
着工程を低温で行う必要のあるＬＳＩ用パッケージの封
着に好適であるが、それ以外にも電子工業分野における
各種の封着材料として用いることが可能である。
特許出願人 日本電気硝子株式会社
代表者 岸 １）清 作
Claims (1)
- 体積％で低融点ガラス粉末５０〜７０、Ｃａ置換チタン
酸鉛粉末１０〜４８低膨張セラミック粉末２〜３５から
なり、上記低融点ガラス粉末が重量％でＰｂＯ３５〜６
０、Ｔｌ＿２Ｏ２０〜５５、Ｂ＿２Ｏ３５〜１５、Ｚｎ
Ｏ＋Ｂｉ＿２Ｏ＿３＋ＣｕＯ０．５〜１２、ＳｉＯ＿２
＋Ａｌ＿２Ｏ＿３０．５〜５からなることを特徴とする
低温封着用フリット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14958987A JPH07102982B2 (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 低温封着用フリット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14958987A JPH07102982B2 (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 低温封着用フリット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63315536A true JPS63315536A (ja) | 1988-12-23 |
| JPH07102982B2 JPH07102982B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=15478507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14958987A Expired - Lifetime JPH07102982B2 (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 低温封着用フリット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07102982B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02229738A (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 低融点封着用組成物 |
| US4976765A (en) * | 1989-05-15 | 1990-12-11 | Corning Incorporated | Method of making glass-ceramic laser gyroscope frame |
| JPH05147974A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-15 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 封着材料 |
| JP2008214176A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | グリーンシート用セラミック粉末及び多層セラミック基板 |
| JP2011173735A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ビスマス系ガラス |
| JP2011236076A (ja) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 結晶性封着材料 |
| US8685506B2 (en) | 2009-08-14 | 2014-04-01 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Tablet and exhaust pipe integrated with tablet |
| US8853111B2 (en) | 2010-04-22 | 2014-10-07 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Refractory filler powder, sealing material, and method for producing refractory filler powder |
| US8871664B2 (en) | 2010-05-10 | 2014-10-28 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Refractory filler, sealing material using same, and manufacturing method for refractory filler |
| JP2017186181A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 日本電気硝子株式会社 | セラミック粉末及びその製造方法 |
| KR20180136934A (ko) | 2016-04-21 | 2018-12-26 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 세라믹 분말, 복합 분말 재료 및 시일링 재료 |
| KR20190025914A (ko) | 2016-07-06 | 2019-03-12 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 복합 세라믹 분말, 시일링 재료 및 복합 세라믹 분말의 제조방법 |
-
1987
- 1987-06-16 JP JP14958987A patent/JPH07102982B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8871664B2 (en) | 2010-05-10 | 2014-10-28 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Refractory filler, sealing material using same, and manufacturing method for refractory filler |
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| KR20180129762A (ko) | 2016-04-01 | 2018-12-05 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 세라믹 분말 및 그 제조방법 |
| US10865135B2 (en) | 2016-04-01 | 2020-12-15 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Ceramic powder and method for producing same |
| KR20180136934A (ko) | 2016-04-21 | 2018-12-26 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 세라믹 분말, 복합 분말 재료 및 시일링 재료 |
| US10807905B2 (en) | 2016-04-21 | 2020-10-20 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Ceramic powder, composite powder material, and sealing material |
| KR20190025914A (ko) | 2016-07-06 | 2019-03-12 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 복합 세라믹 분말, 시일링 재료 및 복합 세라믹 분말의 제조방법 |
| US10913686B2 (en) | 2016-07-06 | 2021-02-09 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Composite ceramic powder, sealing material, and composite ceramic powder production method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07102982B2 (ja) | 1995-11-08 |
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