KR100281991B1 - Low Melting Point Glass Composition Using Composite Filler - Google Patents

Low Melting Point Glass Composition Using Composite Filler Download PDF

Info

Publication number
KR100281991B1
KR100281991B1 KR1019930026921A KR930026921A KR100281991B1 KR 100281991 B1 KR100281991 B1 KR 100281991B1 KR 1019930026921 A KR1019930026921 A KR 1019930026921A KR 930026921 A KR930026921 A KR 930026921A KR 100281991 B1 KR100281991 B1 KR 100281991B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
low
composite
weight
glass composition
melting
Prior art date
Application number
KR1019930026921A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR950017786A (en
Inventor
임병철
홍유식
이기연
Original Assignee
박영구
삼성코닝주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박영구, 삼성코닝주식회사 filed Critical 박영구
Priority to KR1019930026921A priority Critical patent/KR100281991B1/en
Publication of KR950017786A publication Critical patent/KR950017786A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100281991B1 publication Critical patent/KR100281991B1/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은 저융점 접착 유리조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PbO-B2O3계의 저융점 유리분말 60 ∼ 75 중량%와 필러로서 저팽창성 세라믹 복합체인 아연 지르코늄 실리케이트 복합체 또는 마그네슘 알루미늄 지르코늄 실리케이트 복합체를 분말 25 ∼ 40중량%로 이루어진 것으로서, 기계적강도, 내화학성 등 제반물성이 우수하여 IC용 알루미나의 패키지의 기밀 접착에 유용하게 사용할 수 있는 저융점 접착 유리조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a low-melting-point adhesive glass composition, and more particularly, to a zinc zirconium silicate composite or magnesium aluminum zirconium silicate, which is a low-expansion ceramic composite as a filler with 60 to 75 wt% of a low melting glass powder of PbO-B 2 O 3 system. The composite is composed of 25 to 40% by weight of powder, and relates to a low-melting-point adhesive glass composition that is excellent in mechanical properties such as mechanical strength and chemical resistance and can be usefully used for hermetic adhesion of a package of alumina for IC.

Description

복합체 필러를 사용한 저융점 접착 유리조성물Low Melting Point Glass Composition Using Composite Filler

본 발명은 전자부품의 접착용으로 사용되는 저융점 분말접착 유리조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PbO-B2O3계의 저융점 유리분말과 필러로서 저 팽창성 세라믹 복합체인 아연 지르코늄 실리케이트 복합체 또는 마그네슘 알루미늄 지르코늄 실리케이트 복합체로 이루어져 있어 반도체용의 알루미나의 패키지에 있어서 캡과 베이스의 기밀 접착에 이용되는 저융점 접착 유리조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a low-melting-point powder-bonded glass composition used for bonding electronic components, and more particularly, to a zinc zirconium silicate composite, which is a low-expansion ceramic composite as a low melting point glass powder and a filler of PbO-B 2 O 3 system, or The present invention relates to a low melting adhesive glass composition composed of a magnesium aluminum zirconium silicate composite and used for hermetic bonding of a cap and a base in a package of alumina for semiconductors.

최근에 들어와 반도체는 그 용량이 커져 고집적화하고 이에따라 IC 칩의 크기가 커지는 추세이나, 이에반해 면적은 작아지고 있는 경향이다. 또한 알루미나 등을 소재로 한 세라믹 기판을 이용한 반도체 패키지의 용융분야는 플라스틱 패키지와는 달리 다이나믹한 분야에 응용되기 때문에 작은 면적에서 높은 강도를 이룰 수 있는 접착상태가 유지되어야 한다.In recent years, semiconductors have become more integrated due to their larger capacities and larger IC chips. However, the area has become smaller. In addition, since the melting field of a semiconductor package using a ceramic substrate made of alumina or the like is applied to a dynamic field unlike a plastic package, an adhesive state capable of achieving high strength in a small area must be maintained.

따라서 이러한 용도로 사용되는 접착용 조성물은 세라믹(보통의 경우 알루미나)기판을 이용한 IC 패키지의 접착에 요구되는 특성인 전기적특성, 화학적 내구성 등의 기본특성을 충분히 만족시키면서 특히 높은 접착강도를 지녀야 한다.Therefore, the adhesive composition used for this purpose should have a particularly high adhesive strength while sufficiently satisfying the basic characteristics such as electrical properties, chemical durability, etc. required for the adhesion of the IC package using a ceramic (usually alumina) substrate.

지금까지 알려진 알루미나 세라믹 패키지의 접착물로는 PbO-B2O3계의 비정질 저융점 유리분말에 베타-유크립타이트(β-eucryptite), 코디어라이트(cordierite), 윌레마이트(willemite), 지르콘(zircon)등의 저팽창성 세라믹 분말을 필러(filler)로 첨가한 것들이 있다. 이들중 열팽창계수가 아주 낮은 베타-유크립타이트, 코디어라이트, 윌레마이트 등은 각각 단독으로 필러로 첨가되어 접착온도에서 적절한 유동성을 지니면서 알루미나 패키지에 부합되는 열팽창계수를 얻을 수 있으나, 각 필러가 지닌 낮은 기계적 강도와 저팽창성 비정질 유리분말과의 커다란 열팽창계수의 차이로 인하여 미세균열이 야기되어 높은 접착강도를 유지할 수 없다.Known adhesives for alumina ceramic packages include beta-eucryptite, cordierite, willemite and zircon in amorphous low melting glass powder of PbO-B 2 O 3 Low-expansion ceramic powders, such as (zircon), are added as a filler. Among these, beta-eucryptite, cordierite, and willemite, each of which has a very low coefficient of thermal expansion, can be added as a filler alone to obtain a coefficient of thermal expansion that matches the alumina package while having proper fluidity at the bonding temperature. Due to the difference of low mechanical strength and large coefficient of thermal expansion between low-expansion amorphous glass powder, micro-cracks are caused and high adhesive strength cannot be maintained.

이들 필러와 비정질 유리와의 계면에 형성되는 미세균열을 줄이려면 필러의 입자가 작아져야 하는데, 그럴 경우에는 유동성이 저하되며 늘어나는 필러의 표면적으로 인하여 내산성이 급격히 떨어진다. 이러한 문제점의 보완을 위하여 위의 필러들과 함께 지르콘 또는 산화주석 고용체 등이 첨가된 두가지 필러를 사용하는 분말 유리조성물이 개발되어 있으나, 기계적강도와 내산성에 대해서는 여전히 보완이 요구되고 있다. 따라서 높은 기계적 강도와 적절한 열팽창계수를 지니면서 화학적으로 안정한 새로운 필러의 개발이 절실히 요구되고 있다.In order to reduce the microcracks formed at the interface between these fillers and the amorphous glass, the particles of the fillers must be small, in which case the fluidity decreases and the acid resistance rapidly decreases due to the increased surface area of the fillers. In order to compensate for this problem, a powder glass composition using two fillers with zircon or tin oxide solid solution added together with the above fillers has been developed, but mechanical strength and acid resistance are still required to be supplemented. Therefore, there is an urgent need for the development of chemically stable new fillers with high mechanical strength and adequate coefficient of thermal expansion.

이에 본 발명자들은 새로운 필러로서 아연 지르코늄 실리케이트 복합체(zinc zirconium silicate composite, 이하 “ZZS 복합체”라 함)와 마그네슘 알루미늄 지르코늄 실리케이트 복합체(magnesium aluminum zirconium silicate composite, 이하 “MAZS 복합체”라 함)를 개발하였는 바, 이들 필러들은 복합체(composite)로서 각각의 필러를 단독으로 혹은 두개 이상의 필러를 혼합하여 사용하였을 경우에 비하여 화학적으로 안정하면서도 월등히 높은 기계적 강도를 나타낼 수 있는 사실을 알게 되었다. 따라서, 본 발명의 목적은 ZZS 복합체 또는 MAZS 복합체 등 저팽창성 세라믹 복합체를 필러로서 사용함으로써, 알루미나 세라믹 패키지를 450℃ 이하에서 단시간내 밀봉이 가능하면서 전기적, 화학적특성을 잘 만족하고 특히 높은 접착강도를 지닌 저융점 접착 유리조성물을 제공하는데 있다.Therefore, the inventors have developed a zinc zirconium silicate composite (hereinafter referred to as "ZZS composite") and a magnesium aluminum zirconium silicate composite (hereinafter referred to as "MAZS composite") as a new filler. These fillers have been found to be chemically stable and exhibit significantly higher mechanical strength than when each filler is used alone or as a mixture of two or more fillers as a composite. Accordingly, an object of the present invention is to use a low-expansion ceramic composite, such as ZZS composite or MAZS composite as a filler, it is possible to seal the alumina ceramic package at 450 ℃ or less in a short time, while satisfying the electrical and chemical properties, particularly high adhesive strength To provide a low melting adhesive glass composition having a.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 PbO-B2O3계 저융점 유리분말과 필러로 구성된 유리조성물에 있어서, PbO-B2O3계의 저융점 유리분말 60 ∼ 75 중량%와 필러로서 저팽창성 세라믹 복합체인 ZZS 복합체 또는 MAZS 복합체 25 ∼ 40 중량%로 이루어진 저융점 접착 유리조성물을 그 특징으로 한다.The present invention relates to a glass composition composed of a PbO-B 2 O 3 based low melting glass powder and a filler, wherein the low melting point glass powder of a PbO-B 2 O 3 based powder and a ZZS composite which is a low expansion ceramic composite as a filler Or a low melting adhesive glass composition composed of 25 to 40% by weight of a MAZS composite.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.

본 발명에서 필러의 성분으로 사용된 ZZS 복합체는 ZnO 15 ∼ 60 중량%, ZrO215∼60 중량% 및 SiO225 ∼ 35 중량%의 조성이 되도록 산화물 분말을 혼합하여 열처리하여 합성한 지르콘과 윌레마이트 결정상을 지닌 저팽창성 세라믹 복합체로서, 반응촉진제를 전혀 함유하지 않으면서 치밀하게 기계적 강도가 높은 것을 특징으로 하고 있다. 또한 MAZS 복합체는 MgO 2 ∼ 10중량%, Al2O35 ∼ 25중량%, ZrO330 ∼ 60 중량% 및 SiO230∼45 중량%의 조성이 되도록 산화물 분말을 혼합하여 열처리하여 합성한 지르콘과 코디어라이트 결정상을 지닌 저팽창성 세라믹 복합체로서 반응 촉진제를 전혀 함유하지 않으면서 치밀하고 기계적 강도가 큰 것을 그 특징으로 하고 있다. 위의 두 복합체를 각각 3성분계 또는 4성분계로서 지르콘, 윌레마이트 또는 코디어라이트를 각각 합성하는 것에 비하여 비교적 낮은 온도에서 짧은 시간에 합성할 수 있다.In the present invention, the ZZS composite used as a component of the filler is composed of zircon and willle synthesized by heat treatment by mixing oxide powder to have a composition of 15 to 60 wt% of ZnO, 15 to 60 wt% of ZrO 2 and 25 to 35 wt% of SiO 2 A low-expansion ceramic composite having a mite crystal phase, which is characterized by high mechanical strength without containing any reaction accelerator. The MAZS composites were zircon synthesized by heat treatment by mixing oxide powders so as to have a composition of MgO 2-10 wt%, Al 2 O 3 5-25 wt%, ZrO 3 30-60 wt%, and SiO 2 30-45 wt%. It is a low-expansion ceramic composite having a cordierite crystal phase and is characterized by high density and high mechanical strength without containing any reaction accelerator. The two complexes can be synthesized in a short time at a relatively low temperature as compared to the synthesis of zircon, willemite or cordierite as a three-component or four-component system, respectively.

상기 저융점 유리분말의 조성은 PbO 75∼87 중량%, B2O36 ∼ 15 중량%, ZnO 0.5∼12중량%, SiO20.5∼3중량%와 Al2O30.5 ∼ 3 중량%의 범위를 가지며, 이때 유리의 전이점은 290 ∼ 310℃ 사이로 저온에서 열처리시 충분히 유동하며 비정질 유리상태에서 기밀 접착이 가능하다.The composition of the low melting glass powder is 75 to 87% by weight of PbO, 6 to 15% by weight of B 2 O 3 , 0.5 to 12% by weight of ZnO, 0.5 to 3% by weight of SiO 2 and 0.5 to 3% by weight of Al 2 O 3 . In this case, the transition point of the glass is sufficiently flowed during the heat treatment at low temperature between 290 ~ 310 ℃ and can be airtight adhesion in the amorphous glass state.

그러나 이 유리의 열팽창계수는 110 ∼ 120 × 10-7/ ℃로 알루미나 패키지의 열팽창계수 65 ∼ 70 × 10-7/ ℃ 보다 높기 때문에 이 유리만으로 접착시 웅력이 발생하여 균열이 생기기 쉽다. 따라서 이 저융점 유리분말에 저팽창성 세라믹 필러인 ZZS 복합체 또는 MAZS 복합체를 25 ∼ 40 중량% 첨가하여 알루미나 패키지의 열팽창계수에 맞추었다. 여기에서 ZZS 복합체가 25 중량% 미만이면 열팽창계수가 알루미나 패키지와 맞지 않고 기계적강도가 낮아 접착 후 크랙이 발생되기 쉽고, ZZS 복합체가 40 중량%를 초과하면 유동성이 저하되어 저온에서 접착이 어려워진다. MAZS 복합체를 필러로 사용한 경우에도 ZZS 복합체의 경우와 동일하다.However, the coefficient of thermal expansion of this glass is 110-120 × 10 −7 / ° C., which is higher than the coefficient of thermal expansion of the alumina package, 65-70 × 10 −7 / ° C., so that the glass tends to generate stresses and cracks. Therefore, 25-40 wt% of the ZZS composite or MAZS composite, which is a low-expansion ceramic filler, was added to the low-melting-point glass powder to match the thermal expansion coefficient of the alumina package. If the ZZS composite is less than 25% by weight, the coefficient of thermal expansion does not match the alumina package, and the mechanical strength is low, so that cracks are easily generated after adhesion. When the ZZS composite exceeds 40% by weight, fluidity is lowered, making it difficult to bond at low temperatures. The same applies to the ZZS composite when the MAZS composite is used as the filler.

한편 ZZS 복합체의 합성에 사용되는 SiO2, ZnO, ZrO2의 함량을 상기와 같이 제한한 이유는 어느 한 성분이라도 상기의 조성을 벗어나게 되면 미반응물이 생기거나 지르콘 또는 윌레마이트이외의 결정상이 생성되며, 이들은 접착시 유리의 결정화를 유도하여 유동성을 저하시키기 때문에 기밀 접착의 특성을 만족시키지 못한다. MAZS 복합체의 경우에도 MgO, Al2O3, SiO2, ZrO2의 함량이 상기의 범위를 벗어나면 미반응물이 생기거나, 코디어라이트 혹은 지르콘 이외의 결정상이 생성되며, 이들은 접착시 유리의 결정화를 유도하여 유동성을 저하시켜 기밀접착의 특성을 만족시키지 못한다.On the other hand, the reason for limiting the content of SiO 2 , ZnO, ZrO 2 used in the synthesis of the ZZS composite as described above is that any component deviates from the composition of the unreacted substance or crystal phase other than zircon or willemite, They do not satisfy the properties of hermetic adhesion because they induce crystallization of the glass upon adhesion and lower fluidity. Even in the case of the MAZS composite, when the content of MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 is out of the above range, an unreacted substance is formed, or crystal phases other than cordierite or zircon are formed. It does not satisfies the characteristics of the gas tight adhesion by deriving the fluidity.

상기와 같이 본 발명에 의해 제조된 저융점 접착 유리조성물은 알루미나 세라믹 패키지를 450℃ 이하에서 단시간내 밀봉이 가능하고 전기적특성, 내산성 등 화학적 내구성이 우수할 뿐 아니라 접착강도도 우수하여 반도체 집적회로 등의 접착에 유용하게 사용할 수 있다.As described above, the low-melting-point adhesive glass composition manufactured by the present invention can seal the alumina ceramic package at a temperature of 450 ° C. or less within a short time, and is excellent in chemical durability such as electrical characteristics and acid resistance, and also excellent in adhesive strength, such as semiconductor integrated circuits. It can be usefully used for adhesion.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the Examples.

[실시예 1]Example 1

[저융점 유리분말의 제조][Preparation of Low Melting Glass Powder]

PbO-B2O3계 비정질 유리분말을 제조하기 위해 산화납, 무수붕산, 산화아연, 실리카 및 알루미나를 다음 표 1의 조성비가 되도록 혼합하고, 백금도가니에 넣어 전기로내에서 1000℃로 1시간 가열 균질 용융한 후, 스테인레스 롤러사이로 유리물을 부어 박판을 형성하고, 알루미나 볼밀로 분쇄하였다. 분쇄된 분말은 다시 250 메쉬 스테인레스체를 통과시킨 후 접착 조성물의 제조에 사용하였다.To prepare PbO-B 2 O 3 -based amorphous glass powder, lead oxide, boric anhydride, zinc oxide, silica, and alumina are mixed to the composition ratio of the following Table 1, put into a platinum crucible, and heated at 1000 ° C. in an electric furnace for 1 hour. After homogeneous melting, the glass was poured between stainless rollers to form a thin plate, which was ground with an alumina ball mill. The pulverized powder was again passed through a 250 mesh stainless sieve and used for the preparation of the adhesive composition.

[표 1]TABLE 1

[실시예 2]Example 2

[ZZS 복합체의 제조][Manufacture of ZZS Composite]

저팽창성 세라믹 필러의 하나인 ZZS 복합체는 다음 표 2의 조성과 같이 합성하였다.One of the low-expansion ceramic fillers ZZS composite was synthesized as shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

ZZS 복합체는 산화아연, 실리카 미분말과 지르코니아를 습식으로 혼합하여 건조한 후 전기로내에서 1400℃에서 4시간 열처리하여 합성하였다. 합성된 ZZS 복합체는 분말 엑스선 회절분석법에 의하여 결정상을 규명하고, 주사전자 현미경으로 미세구조를 관찰하였다. ZZS 복합체는 지르콘과 윌레마이트의 결정상이 각각 5㎛ 이하의 입자 크기를 가지면서 균질하게 분포하고 있으며, 지르콘과 윌레마이트를 제외한 다른 결정상이 형성되거나 미반응물은 검출되지 않았다The ZZS composite was synthesized by wet mixing zinc oxide, fine silica powder and zirconia, and then heat-treated at 1400 ° C. for 4 hours in an electric furnace. The synthesized ZZS composite was characterized by crystal X-ray diffraction analysis and observed the microstructure by scanning electron microscopy. In the ZZS complex, the zircon and willemite crystal phases were homogeneously distributed, each having a particle size of 5 μm or less, and no other crystal phases were formed except for the zircon and willemite.

합성된 ZZS 복합체는 알루미나 볼밀로 분쇄하였으며, 250 메쉬 스테인레스 체를 통과한 미분말을 접착 조성물의 제조에 사용하였다.The synthesized ZZS composite was ground with an alumina ball mill, and fine powder passed through a 250 mesh stainless sieve was used for the preparation of the adhesive composition.

[실시예 3]Example 3

[MAZS 복합체의 제조]Preparation of MAZS Complex

저팽창성 세라믹 필러인 MAZS 복합체는 다음 표 3의 조성과 같이 합성하였다.The low-expansion ceramic filler MAZS composite was synthesized as shown in Table 3 below.

[표 3]TABLE 3

ZZS 복합체는 마그네시아, 알루미나, 실리카 미분말과 지르코니아를 습식으로 혼합하여 건조한 후 전기로내에서 1400℃에서 4시간 열처리하여 합성하였다. 합성된 ZZS 복합체는 분말 엑스선 회절분석법에 의하여 결정상을 규명하고, 주사전자 현미경으로 미세구조를 관찰하였다. MAZS 복합체는 지르콘과 코디어라이트의 결정상이 각각 5㎛ 이하의 입자 크기를 가지면서 균질하게 분포하고 있으며, 지르콘과 윌레마이트를 제외한 다른 결정상이 형성되거나 미반응물은 검출되지 않았다. 합성된 ZZS 복합체는 알루미나 볼밀로 분쇄하였으며, 250 메쉬 스테인레스 체를 통과한 미분말을 접착 조성물의 제조에 사용하였다.The ZZS composite was synthesized by wet mixing magnesia, alumina, fine silica powder and zirconia in a wet state and then heat-treating at 1400 ° C. for 4 hours in an electric furnace. The synthesized ZZS composite was characterized by crystal X-ray diffraction analysis and observed the microstructure by scanning electron microscopy. In the MAZS complex, zircon and cordierite crystal phases were homogeneously distributed, each having a particle size of 5 μm or less, and no other crystal phases were formed except for zircon and willemite. The synthesized ZZS composite was ground with an alumina ball mill, and fine powder passed through a 250 mesh stainless sieve was used for preparing the adhesive composition.

[실시예 4]Example 4

[저융점 접착 유리조성물의 제조][Production of Low Melting Point Glass Composition]

상기 실시예 1에서 제조한 저융점 유리분말 65 중량%에 실시예 2와 3에서 제조한 각각 35중량%의 ZZS 복합체 또는 MAZS 복합체를 첨가하여 다음 표 4에서와 같이 저융점 유리조성물을 제조하였다.To the low melting glass powder prepared in Example 1 65% by weight of the ZZS composite or MAZS composite of 35% by weight, respectively, prepared in Examples 2 and 3 was added to prepare a low melting glass composition as shown in Table 4 below.

[표 4]TABLE 4

상기 표 4에서와 같이 본 발명에서 구현한 저융점 접착용 조성물은 IC 패키지용 알루미나 기판을 저온에서 기밀 접착할 수 있는 열팽창계수를 지니며, 유전 상수와 내화학적 특성도 잘 만족시키고 있다. 또한 위의 조성물에 비이클(vehicle)를 넣어 적절한 점성을 지니는 페이스트를 형성하고 이를 알루미나 패키지의 베이스와 캡에 인쇄한 후, 430℃에서 10분간 열처리하고, 리드프레임을 장착하여 435℃에서 10분간 열처리하여 기밀 접착을 행하였다. 접착된 패키지를 MIL-STD-883B : METHOD 1011.2 : CONDITION C의 방법, 즉 -65℃에서 150℃ 사이를 15회 반복하여 열충격을 준 후 패키지의 기밀 접착성을 조사하였으며, 상기 표 4에서와 같이 모든 시료에 대하여 열충격 결함이 발견되지 않았다. 앞의 결과는 저팽창성 세라믹 복합체를 필러로 사용한 저융점 접착용 조성물이 알루미나 패키지의 기밀 접착에 적합하다는 것을 말해준다.As shown in Table 4, the low melting point bonding composition embodied in the present invention has a thermal expansion coefficient capable of hermetically bonding the alumina substrate for IC package at low temperature, and satisfies the dielectric constant and chemical resistance as well. In addition, a vehicle (vehicle) is added to the above composition to form a paste having appropriate viscosity, and then printed on the base and cap of the alumina package, followed by heat treatment at 430 ° C. for 10 minutes, and a heat treatment at 435 ° C. for 10 minutes. Airtight bonding was performed. MIL-STD-883B: METHOD 1011.2: the method of the CONDITION C, that is, the bonded package was subjected to thermal shock 15 times between -65 ℃ to 150 ℃ 15 times, and the airtight adhesiveness of the package was investigated, as shown in Table 4 above. No thermal shock defects were found for all samples. The above results indicate that the low melting point adhesive composition using the low-expansion ceramic composite as a filler is suitable for hermetic adhesion of an alumina package.

또한 저팽창성 세라믹 복합체 필러의 효과를 알아보기 위하여, 비교예로서 저팽창성 유리 65 중량%와 지르콘 24 중량% 및 윌레마이트 11 중량%를 사용한 접착용 조성물(시료번호 6)과 저팽창성 유리 65 중량%와 지르콘 21 중량% 및 코디어라이트 14중량%를 사용한 접착용 조성물(시료번호 7)의 특성을 측정하였다.In addition, in order to examine the effect of the low-expansion ceramic composite filler, as a comparative example, the adhesive composition (Sample No. 6) and 65% by weight of low-expansion glass using 65% by weight of low-expansion glass, 24% by weight of zircon, and 11% by weight of Willemite. Properties of the adhesive composition (Sample No. 7) using 21% by weight of zircon and 14% by weight of cordierite were measured.

여기에서 사용된 지르콘과 윌레마이트 및 코디어라이트는 각각 대한민국특허 공고 제91-1103호의 방법에 따랐다. 먼저 비슷한 조성을 가지는 실시예 4-1(시료번호 1)과 비교예 1(시료번호 6)을 비교하면, 저융점 접착 유리조성물의 주요특성인 열팽창계수 값이 실시예 4-1의 경우가 비교예 1에 비하여 1.4×10-7/℃ 낮은 값을 나타내며, 이는 비교예 1의 지르콘 소성시 첨가되는 소결조제가 입계에 남아 소성 지르콘의 열팽창계수를 높이기 때문이다. 곡강도는 비교예 1의 경우 630kg/㎠으로 비슷한 화학조성을 가지는 실시예 4-1의 720kg/㎠에 비하여 15% 정도 낮은 값을 나타내었다. 이는 복합체를 형성시 기계적 강도가 우수해진다는 세라믹의 일반특성과 잘 일치하고 있다. 내화학성(10% H2SO4, 25℃, 10분) 의 경우에는 상기 표 4에서와 같이 비교예 1은 0.75 mg/㎠로서 실시예 4-1의 0.42mg/㎤에 비하여 현격히 떨어짐을 볼 수 있다. 질산이나 염산을 사용하여 테스트한 경우에도 실시예 4-1의 경우가 비교예 1에 비하여 우수한 내화학성을 나타내었다. 뿐만 아니라 유전율에서는 비교예 1과 본 발명의 실시예4-1이 비슷한 값을 가지나 유전손실의 경우 실시예 4-1의 경우가 62로 비교예 1의 160에 비하여 월등히 좋은 특성을 보이고 있다. 이는 비교예 1의 구현을 위하여 사용된 지르콘의 합성을 위한 소결조제로 첨가한 Fe2O3의 영향이다.Zircon, Willemite, and Cordierite used herein were in accordance with the method of Korean Patent Publication No. 91-1103, respectively. First, when comparing Example 4-1 (Sample No. 1) and Comparative Example 1 (Sample No. 6) having a similar composition, the thermal expansion coefficient value, which is the main characteristic of the low-melting-point adhesive glass composition, is the case of Example 4-1 The value of 1.4 × 10 −7 / ° C. was lower than that of 1. This is because the sintering aid added during the zircon firing of Comparative Example 1 remained at the grain boundaries to increase the thermal expansion coefficient of the fired zircon. The bending strength was 630 kg / cm 2 in Comparative Example 1, which was about 15% lower than that of 720 kg / cm 2 of Example 4-1 having similar chemical composition. This is in good agreement with the general characteristics of ceramics that the mechanical strength is excellent when forming composites. In case of chemical resistance (10% H 2 SO 4 , 25 ° C., 10 minutes), as shown in Table 4, Comparative Example 1 was 0.75 mg / cm 2, which shows a sharp drop compared to 0.42 mg / cm 3 of Example 4-1. Can be. Even in the case of testing using nitric acid or hydrochloric acid, Example 4-1 showed excellent chemical resistance compared to Comparative Example 1. In addition, in the dielectric constant, Comparative Example 1 and Example 4-1 of the present invention have similar values, but in the case of dielectric loss, Example 4-1 shows 62, which is much better than that of 160 of Comparative Example 1. This is the effect of Fe 2 O 3 added as a sintering aid for the synthesis of zircon used for the implementation of Comparative Example 1.

한편, MAZS 복합체 필러를 사용한 실시예 4-5(시료번호 5)와 같은 조성을 가지는 비교예 2(시료번호 7)을 비교하였으며, 이 결과도 아래와 같이 ZZS 복합체를 필러로 사용하여 비교예와 비교한 경우와 유사하다. 곡강도는 비교예 2의 경우 570kg/㎠으로 실시예 4-5의 650kg/㎠에 비하여 15% 정도 낮은 값을 나타내었다. 내화학성(10% H2SO4, 25℃, 10분)의 경우에는 상기 표 4에서와 같이 비교예 2는 0.61mg/㎠로서 실시예 4-5의 0/45mg/㎤에 비하여 떨어짐을 볼 수 있다. 질산이나 염산을 사용하여 테스트한 경우에도 실시예 4-5의 경우가 비교예 2에 비하여 우수한 내화학성을 나타내었다. 뿐만 아니라 유전율에서는 비교예 2와 본 발명의 실시예 4-5이 비슷한 값을 가지나 유전손실의 경우 실시예 4-5의 경우가 64로 비교예 2의 130에 비하여 우수한 특성을 보이고 있다. 이 또한 비교예 2의 구현을 위하여 사용된 지르콘의 합성을 위한 소결조제로 첨가한 Fe2O3의 영향이다.On the other hand, Comparative Example 2 (Sample No. 7) having the same composition as Example 4-5 (Sample No. 5) using the MAZS composite filler was compared, and this result was also compared with the Comparative Example using the ZZS composite as a filler as follows. Similar to the case. The bending strength was 570 kg / cm 2 in Comparative Example 2, which was about 15% lower than that of 650 kg / cm 2 of Example 4-5. In case of chemical resistance (10% H 2 SO 4 , 25 ° C., 10 minutes), as shown in Table 4, Comparative Example 2 is 0.61 mg / cm 2, which is lower than 0/45 mg / cm 3 of Example 4-5. Can be. Even in the case of testing using nitric acid or hydrochloric acid, Example 4-5 showed excellent chemical resistance compared to Comparative Example 2. In addition, in the dielectric constant, Comparative Example 2 and Example 4-5 of the present invention have similar values, but in the case of dielectric loss, Example 4-5 shows 64, which is superior to 130 of Comparative Example 2. This is also the effect of Fe 2 O 3 added as a sintering aid for the synthesis of zircon used for the implementation of Comparative Example 2.

상기에서 보듯이 저팽창성 세라믹 복합체를 필러로 사용한 저온 접착용 조성물은 IC용 알루미나 패키지의 기밀 접착에 적합한 특성을 나타내고 있으며, 특히 기계적이나 화학적으로 고신뢰성을 나타내며, 전기적 특성도 우수하다.As described above, the low-temperature adhesive composition using the low-expansion ceramic composite as a filler exhibits properties suitable for hermetic adhesion of the alumina package for IC, and particularly exhibits high reliability mechanically and chemically, and also has excellent electrical properties.

Claims (3)

PbO-B2O3계 저융점 유리분말과 필러로 구성된 유리조성물에 있어서, PbO-B2O3계의 저융점 유리분말 60 ∼ 75 중량%와 필러로서 저팽창성 세라믹 복합체인 아연 지르코늄 실리케이트 복합체 또는 마그네슘 알루미늄 지르코늄 실리케이트 복합체 25 ∼ 40 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 저융점 접착 유리조성물.PbO-B 2 O 3 based low-melting the glass composition consisting of a glass powder and the filler, PbO-B 2 O as the low-melting glass powder, 60 to 75% by weight of filler of three-based low-expansion ceramic composite zinc zirconium silicate complexes or Low-melting-point adhesive glass composition, characterized in that consisting of 25 to 40% by weight of magnesium aluminum zirconium silicate composite. 제1항에 있어서, 상기 아연 지르코늄 실리케이트 복합체는 ZnO 15∼60중량%, ZrO215∼60 중량% 및 SiO2, 25 ∼ 35 중량%로 이루어지고 지르콘과 윌레마이트를 결정상으로 하는 것임을 특징으로 하는 접착 유리조성물.The method of claim 1, wherein the zinc zirconium silicate composite is composed of ZnO 15 to 60% by weight, ZrO 2 15 to 60% by weight and SiO 2 , 25 to 35% by weight, characterized in that the zircon and willemite as crystal phase Adhesive glass composition. 제1항에 있어서, 상기 마그네슘 알루미늄 지르코늄 실리케이트 복합체는 MgO 2 ∼ 10중량%, Al2O35∼25중량%, ZrO230∼60중량% 및 SiO230∼45중량%로 이루어지고 지르콘과 코디어라이트를 결정상으로 하는 것임을 특징으로 하는 저융점 접착 유리조성물.The method of claim 1, wherein the magnesium aluminum zirconium silicate composite is composed of MgO 2 to 10% by weight, Al 2 O 3 5 to 25% by weight, ZrO 2 30 to 60% by weight and SiO 2 30 to 45% by weight A low melting point adhesive glass composition comprising cordierite as a crystalline phase.
KR1019930026921A 1993-12-08 1993-12-08 Low Melting Point Glass Composition Using Composite Filler KR100281991B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019930026921A KR100281991B1 (en) 1993-12-08 1993-12-08 Low Melting Point Glass Composition Using Composite Filler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019930026921A KR100281991B1 (en) 1993-12-08 1993-12-08 Low Melting Point Glass Composition Using Composite Filler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR950017786A KR950017786A (en) 1995-07-20
KR100281991B1 true KR100281991B1 (en) 2001-04-02

Family

ID=66825785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019930026921A KR100281991B1 (en) 1993-12-08 1993-12-08 Low Melting Point Glass Composition Using Composite Filler

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100281991B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR950017786A (en) 1995-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3240271B2 (en) Ceramic substrate
JP2004250276A (en) Lead-free low melting point glass for sealing
JPS5843355B2 (en) Sealing structure of ceramic and low expansion metal parts
JP2642253B2 (en) Glass-ceramic composite
US4710479A (en) Sealing glass composition with lead calcium titanate filler
JP2767276B2 (en) Sealing material
US4537863A (en) Low temperature sealing composition
JP2512474B2 (en) Colored mullite ceramic composition
JPH0222023B2 (en)
JPH07102982B2 (en) Frit for low temperature sealing
US5510300A (en) Sealing glass compositions using ceramic composite filler
JPH0127982B2 (en)
JPH10251042A (en) Silica filler powder and glass-ceramic composition
JP2598872B2 (en) Glass ceramic multilayer substrate
KR100281991B1 (en) Low Melting Point Glass Composition Using Composite Filler
JP2743332B2 (en) Sealing material
JP2002187768A (en) Low temperature sintering dielectric material for high frequency and sintered body of the same
CN112262112B (en) Sealing material
JPS62292654A (en) Composition for glass ceramics substrate
JPH10167822A (en) Ceramic material calcined at low temperature and wiring board consisting of the ceramic material
JP3519121B2 (en) Sealing composition
JP3180299B2 (en) Low melting point sealing composition
JPH06199541A (en) Glass-ceramic composition
JP4573204B2 (en) Glass for sealing and sealing material using the same
KR100281992B1 (en) Low Expandable Magnesium Aluminum Zirconium Silicate Composites

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20071002

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee