JPS6348704A - 導電被膜形成用組成物 - Google Patents
導電被膜形成用組成物Info
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- JPS6348704A JPS6348704A JP19197986A JP19197986A JPS6348704A JP S6348704 A JPS6348704 A JP S6348704A JP 19197986 A JP19197986 A JP 19197986A JP 19197986 A JP19197986 A JP 19197986A JP S6348704 A JPS6348704 A JP S6348704A
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Die Bonding (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はアルミナ基板との接合力が1′■nたSiチッ
プ接合用の導電被膜を形成するためのペースト組成物に
関する。
プ接合用の導電被膜を形成するためのペースト組成物に
関する。
〔従来の技術:
シリコン半可体素子(以下Siチップという)をアルミ
ナ基板に固着する場合、該アルミナ基板上の所望の個所
に予めメタライズ層が形成されている必要がある。この
メタライズ層の形成用に従来、金、銀、白金、パラジウ
ム等を少なくとも1種、金属粉又は合金粉で80〜95
重t%と、軟化点430〜600℃、熱膨張係数40〜
100XIO−’/℃程度の硼珪酸鉛系ガラス粉末5〜
20重n%とを有機質ビヒクルと共に混練したペースト
m酸物が用いられてきた。この組成物をアルミナ基板に
塗布し、750〜950°Cで焼成すれば、上記ガラス
粉末が熔融して一体化すると共にその一部がアルミナ基
板の表面の凹凸に入り込み(これをアンカー効果と称す
る)、一方貴金属粒子同志は焼結し、これを冷却すれば
導電被膜がガラス層を介してアルミナ基板に固着した状
Cのメタライズ層が形成される。
ナ基板に固着する場合、該アルミナ基板上の所望の個所
に予めメタライズ層が形成されている必要がある。この
メタライズ層の形成用に従来、金、銀、白金、パラジウ
ム等を少なくとも1種、金属粉又は合金粉で80〜95
重t%と、軟化点430〜600℃、熱膨張係数40〜
100XIO−’/℃程度の硼珪酸鉛系ガラス粉末5〜
20重n%とを有機質ビヒクルと共に混練したペースト
m酸物が用いられてきた。この組成物をアルミナ基板に
塗布し、750〜950°Cで焼成すれば、上記ガラス
粉末が熔融して一体化すると共にその一部がアルミナ基
板の表面の凹凸に入り込み(これをアンカー効果と称す
る)、一方貴金属粒子同志は焼結し、これを冷却すれば
導電被膜がガラス層を介してアルミナ基板に固着した状
Cのメタライズ層が形成される。
この導電被膜上にSiチップがろう材を介して(該被膜
が金である場合はろう材を用いないこともある〉接合さ
れるのであるが、従来の組成物による被膜についてSi
チップの剥離試験を行なうと、アルミナ基板とガラス層
の間で剥離することがあった。このような剥離はSiチ
ップ接合の信頼性の点から好ましくなく、アルミナ基板
とガラス層の接合力を更に改善することが要請されてい
た。
が金である場合はろう材を用いないこともある〉接合さ
れるのであるが、従来の組成物による被膜についてSi
チップの剥離試験を行なうと、アルミナ基板とガラス層
の間で剥離することがあった。このような剥離はSiチ
ップ接合の信頼性の点から好ましくなく、アルミナ基板
とガラス層の接合力を更に改善することが要請されてい
た。
本発明の目的は、アルミナ基板に対する接合力が優れた
Siチップ接合用の導電被膜を形成するための組成物を
提供することにある。
Siチップ接合用の導電被膜を形成するための組成物を
提供することにある。
この目的を達成するため本発明の組成物は、ガラス粉末
として、PbOを61〜64重量%、ZnOを5〜22
重世%、B20.を10〜17重量%含有し、5iOz
をPbOZnOz重量比で7〜17、ZnO/SiO2
重量比で2.5〜4.5となるように含有するものを用
いた点に特徴がある。
として、PbOを61〜64重量%、ZnOを5〜22
重世%、B20.を10〜17重量%含有し、5iOz
をPbOZnOz重量比で7〜17、ZnO/SiO2
重量比で2.5〜4.5となるように含有するものを用
いた点に特徴がある。
ZnOはガラスに溶解し得ると共に、アルミナ(A12
03)と反応してスピネル構造のZnA e zOaを
生成するので、ガラス層とアルミナ基板との接合力を改
善できると考えられている。しかしながらZnOは貴金
属、ガラスに比べて比重が小さく、単独でペースト中に
添加すると焼成の過程で被膜の上方に集り易<、基板と
ガラス層との接合力の改善に有効に作用しないだけでな
く、s+チップの接合を妨げる原因になる。このためZ
nOはガラス中に溶解含有せしめることとした。このガ
ラス組成はPbOZnOB2O25iOzを主成分とす
る。pb。
03)と反応してスピネル構造のZnA e zOaを
生成するので、ガラス層とアルミナ基板との接合力を改
善できると考えられている。しかしながらZnOは貴金
属、ガラスに比べて比重が小さく、単独でペースト中に
添加すると焼成の過程で被膜の上方に集り易<、基板と
ガラス層との接合力の改善に有効に作用しないだけでな
く、s+チップの接合を妨げる原因になる。このためZ
nOはガラス中に溶解含有せしめることとした。このガ
ラス組成はPbOZnOB2O25iOzを主成分とす
る。pb。
はガラスの比重をある程度大きくするため、B2O3は
ガラス化を容易にするために用いられるが、PbO及び
B2O3があまり多いとガラスの軟化点が低下し過ぎて
流動性が高くなり過ぎ、又、少な過ぎると軟化点が高く
なって流動性が不足する。このためPbO,BzO:+
をそれぞれ61〜64重量%、10〜17重量%の範囲
にする必要がある。ZnOは5重量%未満ではアルミナ
基板との接合や改善の効果があまり無く、22重量ン6
を超えると安定したガラスにならないので5〜22重四
%とする必要がある。
ガラス化を容易にするために用いられるが、PbO及び
B2O3があまり多いとガラスの軟化点が低下し過ぎて
流動性が高くなり過ぎ、又、少な過ぎると軟化点が高く
なって流動性が不足する。このためPbO,BzO:+
をそれぞれ61〜64重量%、10〜17重量%の範囲
にする必要がある。ZnOは5重量%未満ではアルミナ
基板との接合や改善の効果があまり無く、22重量ン6
を超えると安定したガラスにならないので5〜22重四
%とする必要がある。
5iOzはガラスを安定化するために必要であるが、P
bO,B2o、に対する比が大きくなると軟化点が間く
なり、流動性が低下してアルミナ基板に対する固着力が
低下する。又、5iOzはZnOと結合し易いので、S
iO□の含有率が少ない場合ガラス形成成分として有効
に機能せず、PbO,B2O3に対する比が実質上極め
て小さいものとなって流動性が高くなり過ぎ、導電被膜
上にシミ出してチップ付性を悪化する。このため5iO
z含有率を一驚範囲にする必要があり、実験の結果Pb
O/5iOz重量比で7〜17、ZnO/SiO2重量
比で2.5〜4.5とすれば良いことが判明した。
bO,B2o、に対する比が大きくなると軟化点が間く
なり、流動性が低下してアルミナ基板に対する固着力が
低下する。又、5iOzはZnOと結合し易いので、S
iO□の含有率が少ない場合ガラス形成成分として有効
に機能せず、PbO,B2O3に対する比が実質上極め
て小さいものとなって流動性が高くなり過ぎ、導電被膜
上にシミ出してチップ付性を悪化する。このため5iO
z含有率を一驚範囲にする必要があり、実験の結果Pb
O/5iOz重量比で7〜17、ZnO/SiO2重量
比で2.5〜4.5とすれば良いことが判明した。
本発明に用いるガラス粉末は上記のようにPbOZnO
Bz03SiOzを主成分とするが、このガラス中にF
ezO:1. Ti0z、 Zr0z、 A l zO
s等の酸化物を1種以上合計で10重量%以内の範囲で
添加しても差し支えない。
Bz03SiOzを主成分とするが、このガラス中にF
ezO:1. Ti0z、 Zr0z、 A l zO
s等の酸化物を1種以上合計で10重量%以内の範囲で
添加しても差し支えない。
〔実施例」
ガラス形成成分を第1表に示す割合で調合し、熔融汲水
中に投入して破砕し、次いでボールミルで200メツシ
ユ以下に粉砕し、ペーストに使用した。ペーストは、貴
金属粉又はその合金粉と上記ガラス粉末を所定の81合
で調合し、エチルセルローズのターピネオール溶液と共
に混練して調製した。該ペーストを1インチ角のアルミ
ナ基板の中央部に5 mm角のパターンでスクリーン印
刷し、乾燥後ピーク温度900℃、ピーク時間8分、全
焼成サイクル60分のベルト式焼成炉を用いて焼成し、
焼成導電被膜にSiチップを接合し、接合後Q1離試験
を行ない適否を判定した。ペースト中の固形分の調合割
合、焼成膜の特性、判定結果を第2表にまとめて示す。
中に投入して破砕し、次いでボールミルで200メツシ
ユ以下に粉砕し、ペーストに使用した。ペーストは、貴
金属粉又はその合金粉と上記ガラス粉末を所定の81合
で調合し、エチルセルローズのターピネオール溶液と共
に混練して調製した。該ペーストを1インチ角のアルミ
ナ基板の中央部に5 mm角のパターンでスクリーン印
刷し、乾燥後ピーク温度900℃、ピーク時間8分、全
焼成サイクル60分のベルト式焼成炉を用いて焼成し、
焼成導電被膜にSiチップを接合し、接合後Q1離試験
を行ない適否を判定した。ペースト中の固形分の調合割
合、焼成膜の特性、判定結果を第2表にまとめて示す。
試験方法、判定基準は以下の通りである。
21鹿角、厚さ0.3 xmのSiチップをダイボンダ
ーにより厚さ0.03 重量のAu Si共共合台金
う材を介して焼成膜上に一定条件で接合した後、NIL
5TD883B 、試験方法1011、試験条件Aに
従って熱衝撃試験を行なった。次いでSiチップの1辺
に横方向から治具で力を加え、Siチップを剥離乃至破
壊せしめる剥離試験を行なった。剥離乃至破壊後、剥離
面を観察し、試供品50個についてアルミナ基板が露出
している数を調べ、この露出の数が1個以上あれば否と
判定した。
ーにより厚さ0.03 重量のAu Si共共合台金
う材を介して焼成膜上に一定条件で接合した後、NIL
5TD883B 、試験方法1011、試験条件Aに
従って熱衝撃試験を行なった。次いでSiチップの1辺
に横方向から治具で力を加え、Siチップを剥離乃至破
壊せしめる剥離試験を行なった。剥離乃至破壊後、剥離
面を観察し、試供品50個についてアルミナ基板が露出
している数を調べ、この露出の数が1個以上あれば否と
判定した。
第2表かちペースト嵐1〜3は何れもアルミナ基板に強
固に接合するが、寛9はSiO□が多過ぎてガラスの流
動性が低く、アンカー効果が充分発揮されないために接
合力が弱く、潤10は流動性は充分であるがZnOが幾
分少ないために接合力が未だ充分でないことが分る。又
、障11はSiチップが焼成膜面から剥離したことから
見て、SiO□が少な過き゛てガラスの流動性が増し、
焼成股上にガラスがかなりシミ出したためと准ff1l
Jされる。
固に接合するが、寛9はSiO□が多過ぎてガラスの流
動性が低く、アンカー効果が充分発揮されないために接
合力が弱く、潤10は流動性は充分であるがZnOが幾
分少ないために接合力が未だ充分でないことが分る。又
、障11はSiチップが焼成膜面から剥離したことから
見て、SiO□が少な過き゛てガラスの流動性が増し、
焼成股上にガラスがかなりシミ出したためと准ff1l
Jされる。
本発明の組成物によればアルミナ基板に強固に固着した
導電被膜が得られ、Siチップの接合の信転性向上に寄
与することができる。
導電被膜が得られ、Siチップの接合の信転性向上に寄
与することができる。
Claims (1)
- 金、銀、白金、パラジウム等の貴金属を少なくとも1種
、単体粉末又は合金粉末として含有し、ガラス粉末と共
に有機質ビヒクルに分散せしめた導電被膜形成用組成物
において、前記ガラス粉末はPbOを61〜64重量%
、ZnOを5〜22重量%、B_2O_3を10〜17
重量%含有し、SiO_2をPbO/SiO_2重量比
で7〜17、ZnO/SiO_2重量比で2.5〜4.
5となるように含有することを特徴とする導電被膜形成
用組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19197986A JPS6348704A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 導電被膜形成用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19197986A JPS6348704A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 導電被膜形成用組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6348704A true JPS6348704A (ja) | 1988-03-01 |
Family
ID=16283616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19197986A Withdrawn JPS6348704A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 導電被膜形成用組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6348704A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0322306A (ja) * | 1989-06-19 | 1991-01-30 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 接着性良好な金属ペースト |
US5673809A (en) * | 1994-02-23 | 1997-10-07 | Japan Crown Cork Co., Ltd. | Container closure with a plastic liner having projections extending into depressions in the plastic shell |
-
1986
- 1986-08-19 JP JP19197986A patent/JPS6348704A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0322306A (ja) * | 1989-06-19 | 1991-01-30 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 接着性良好な金属ペースト |
US5673809A (en) * | 1994-02-23 | 1997-10-07 | Japan Crown Cork Co., Ltd. | Container closure with a plastic liner having projections extending into depressions in the plastic shell |
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