KR20010040091A

KR20010040091A - 이종 부재 접합용 접착제 조성물, 동 조성물을 이용한접합 방법 및 동 접합 방법에 의해 접합된 복합 부재

Info

Publication number: KR20010040091A
Application number: KR1020000060642A
Authority: KR
Inventors: 신카이마사유키; 기다마사히로
Original assignee: 시바타 마사하루; 니뽄 가이시 가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2001-05-15
Also published as: KR100372796B1; EP1093882B1; TWI239325B; US6817513B2; US6565621B2; US6440578B1; US20030035975A1; US20030168496A1; DE60020322T2; JP4367675B2; EP1093882A1; DE60020322D1; JP2001122673A

Abstract

본 발명은 팽창 계수 감소와 함께 영율의 감소 및 내력값의 감소가 행하여져 피접합체의 파손을 억제하고 내열 특성 등이 우수한 접합체를 얻을 수 있는 2종류 이상의 이종 부재의 접합용 접착제 조성물, 동 접착재를 사용한 2종류 이상의 이종 부재의 접합 방법 및 동 방법에 의해 접합된 2종류 이상의 이종 부재로 구성되는 복합 부재의 제공을 목적으로 한다.

이는 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 2종 이상의 미립자상의 물질을 혼합한 것과 경질땜납으로 구성되는 팽창 계수, 영율 및 내력값이 조절된 접착제 조성물, 동 접착제 조성물을 사용함으로써 이종 부재끼리 끼워 맞춤 구조를 통해 접합한 이종 부재끼리 구성되는 내열 특성 등이 우수한 복합 부재의 접합체의 제조 방법 및 동 방법에 의해 얻어지는 이종 부재끼리 구성되는 내열 특성 등이 우수한 복합 부재의 접합체에 의해 달성된다.

Description

이종 부재 접합용 접착제 조성물, 동 조성물을 이용한 접합 방법 및 동 접합 방법에 의해 접합된 복합 부재 {ADHESIVE COMPOSITION FOR BONDING DIFFERENT MEMBERS, BONDING METHOD USING THE COMPOSITION AND COMPOSITE MEMBERS BONDED BY THE BONDING METHOD}

본 발명은 끼워 맞춤 구조를 통해 접합된 2종류 이상으로 구성되는 이종 부재의 접합용 접착제 조성물, 동 조성물을 이용한 접합 방법 및 동 접합 방법에 의해 접합된 복합 부재에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 다른 2종류 이상의 부재로 구성되는 복합 부재의 접합용 접착제 조성물로서, 이종 부재끼리 끼워 맞춤 구조를 통해 접합하기 위한 팽창 계수 및 잔류 응력이 조절된 접착제 조성물, 동 조성물을 이용한 2종류 이상의 이종 부재끼리 접합하는 방법 및 동 방법에 의해 접합된 복합 부재에 관한 것이다.

이종 부재의 접합, 예컨대, 세라믹제 부재와 금속제 부재의 접합에는 땜납을 이용하는 방법이 있지만, 고온에서의 접합 후의 냉각 조작 중에 이종 부재 사이, 혹은 이들 이종 부재를 접합하기 위해서 사용한 땜납과 부재의 열 팽창율의 차에 기인하는 열 응력이 발생하고, 접합 계면에 박리를 초래하거나, 한쪽 부재가 취약한 경우에는 접합 계면 근방에 크랙이 발생하는 등의 이유로 원하는 접합 강도나 기밀성을 얻을 수 없는 경우가 있다. 제조 과정에서 이러한 이상이 발생한 제품은 불량품이 되어 처분하지 않을 수 없기 때문에 이들 복합 부재의 제품의 비용을 끌어올리는 한가지 원인이 되고 있다. 또한, 사용시 열 싸이클을 받는 경우에는 전술한 이상이 일정 기간 사용 후에 발생하여 제품의 신뢰성을 저하시키는 한가지 원인도 되고 있다.

이종 부재를 땜납을 이용하여 접합하는 경우에는 세라믹제 부재와 땜납의 젖음성을 확보하기 위해서 세라믹제 부재의 접합면의 표면을 금속, 예컨대, Ni 등의 금속으로 도금한 후 양 부재를 적당한 간격을 두고 마주하게 배치시키고, 이 간격에 땜납을 유입시켜 접합시키는 방법이 통상 채용되고 있다. 또한, 금속 도금 처리가 아니더라도 세라믹 표면에 질화물, 산화물 등의 반응층을 형성하는 것으로서 젖음성을 확보할 수 있는 Ti 등의 첨가물을 땜납 중에 가하는 수법도 있다. 그러나, 이들 방법으로는 열 응력을 저하시키는 데에는 충분하지 않고, 열 응력에 대하여 취약한 세라믹제 부재 측에 종종 크랙이 형성되거나 접합부에 박리를 초래하는 등, 결합 강도뿐만 아니라 복합 부재로서 요구되는 기밀성 등의 각종 성능에 영향을 미치므로 바람직하지 못하다. 또한, 열 응력을 완화하는 방법으로는 접합시 열팽창률이 낮은 금속을 중간재로서 사용하는 방법, 세라믹과의 반응성이 풍부하고 소성 변형함으로써 응력을 완화시킬 수 있는 연질 금속을 중간재로서 사용하는 방법이 통상 채용되고 있다. 그러나, 이들 기술도 땜납과 부재 사이의 열팽창 차에 기인하는 문제, 예컨대 열 싸이클 특성이 낮은 것 등이 문제가 되고 있고, 반드시 범용성이 높은 기술이라고는 말할 수 없다. 또한, 현재 개발 중인 기술로서 고압 고상 접합법이 있지만 실용화하는 데에는 미해결의 과제가 있고, 따라서, 이 방법으로는 충분한 결합 강도가 나오고 있지 않는 것이 사실이다.

한편, 복합 땜납으로서는 반도체 칩과 기판의 고착에 사용하는 것으로서, 땜납보다도 융점이 높은 재질로 구성되는 분말체를 혼합한 것이 일본 특허 공개 공보 평 6-126479호에 개시되어 있지만, 이 복합 땜납은 땜납 본체의 중앙부에만 땜납보다도 융점이 높은 재질로 구성되는 분말체를 충전시킴으로써, 종래의 복합 땜납의 표면에 존재하는 분말체에 기인하는 땜납의 젖음성 불량을 해소하는, 바꾸어 말하면, 접합 계면에서의 접합 강도를 증가시키는 것을 목적으로 하는 것이지만, 이 복합 땜납은 열 응력의 저하에는 유효하지는 않으므로, 접합되는 부재 사이 혹은 부재와 땜납 사이의 열 응력에 기인하는 문제를 해결하는 데에는 유효하지 않다.

본 발명자들은 전술한 목적을 달성하기 위해서 여러 가지 검토의 결과, 이종 부재끼리 적절한 결합 강도를 유지하면서 고온에서의 접합 후에 있어서의 냉각 조작 사이의 열 응력에 의한 접합 계면 근방에서의 접합 강도의 저하 현상이나, 열 응력에 대하여 약한 부재에서의 냉각 조작 중에 크랙을 발생시키지 않는 2종류 이상의 이종 부재 사이의 접합용 접착제 조성물을 발견했다. 그 구체적인 내용에 관해서는 1998년 2월 18일에 특허 출원 평 10-52971호로서 출원하였다.

즉, 전술한 바와 같은 현상을 감안하여 여러 가지 검토한 결과, 접합 부재의 종류나 형상 등에 의한 제약이 적고, 접합 형상도 선택의 여지가 많은 경질땜납을 베이스로서 이용하는 것, 이 경질땜납에 열 응력을 저하시키는 미립자상의 물질을 첨가함으로써 이종 부재끼리 적절한 결합 강도를 유지하면서 고온에서의 접합 후 에 있어서의 냉각 조작 사이의 열 응력에 의한 접합 계면 근방에서의 접합 강도의 저하 현상도 일으키지 않고, 또한, 열 응력에 대하여 약한 부재에서의 냉각 조작 중에 크랙을 발생시키지 않으며, 2종류 이상의 이종 부재 사이의 접합을 달성할 수 있는 것을 발견하여 상기 특허 출원에 이른 것이다.

상기 조성물을 사용하여 접합하는 방법으로서, 서로 그 열 응력을 달리하는 2종류 이상의 이종 부재끼리 접합시키기에 충분한 간격을 두어 서로 마주하여 배치시키고, 그 간격에 상기 조성물을 유입시키거나 소정량의 세라믹 또는 서밋(cermit) 미립자를 충전하며, 계속하여 용융 상태의 소정량의 경질땜납을 유입시키고, 이어서 냉각하여 상기 2종류 이상의 이종 부재끼리 접합시켜 복합 부재를 제조하는 방법을 상기 특허 출원에서 게재하고 있지만, 소정량의 경질땜납을 유입시켜 얻는 만큼의 충분한 간격을 가지고 있지 않는 부재끼리의 접합에는 그대로 사용할 수 없다.

끼워 맞춤 구조를 통해 접합해야 하는 2종류 이상으로 구성되는 이종 부재를 접합하는 경우, 특히, 클리어런스를 0.01mm 내지 0.30 mm 정도로 매우 좁게 선택하여, 양 부재를 접합하려고 한 때에는 부재의 측면에도 완전히 전면에 걸쳐 균등하게 땜납을 충전하지 않으면 여러 가지 문제점이 생기는 것이 적지 않다. 한편, 상기 클리어런스가 상기의 상한보다도 큰 경우에는, 땜납의 용융 시에 땜납이 상기 클리어런스에 균등하게 충전되지 않아서 발생하는 내포된 잔류 응력에 의해 크랙이 발생하는 일이 있다. 이것을 보다 구체적으로 설명하면, 예컨대, 원기둥형 오목부를 갖는 부재와 원기둥형 볼록부를 갖는 부재를 끼워 맞출 때에, 양 부재에서 형성되는 원기둥형의 클리어런스에 균등하게 충전되어야 할 땜납이 상기 클리어런스가 어느 정도의 여유가 있기 때문에, 어떤 원인으로 한쪽으로만 치우쳐 버리면, 땜납을 냉각, 응고시키는 과정에서의 열수축 응력의 균형이 무너져 원기둥형의 볼록부를 갖는 부재가 한 방향으로 인장되고, 그 결과 잔류 응력이 생겨 크랙이 발생하는 경우가 있다. 또한, 완성품으로서 이 복합 부재의 치수 정밀도나 미관상의 요청도 있다. 따라서, 이처럼 전술한 바와 같이 클리어런스가 좁은 부재사이에 소정량의 경질땜납을 유입시키는 것은 실질적으로 불가능하기 때문에 상기 방법에 의해서는 상기 이종 부재끼리 접합할 수 없다. 여기에서, 클리어런스란 끼워 맞춤 구조 부분에 있어서의 상기 이종 부재끼리의 벽면 사이에 존재하는 틈새의 폭을 말한다.

여기에서, 본 발명자들은 이러한 과제를 해결하기 위해서, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 오목부를 갖는 부재와, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 볼록부를 갖는 부재로서 오목부를 갖는 부재와는 상이한 종류의 부재를 끼워 맞춰 접합하는데 있어서 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 미립자상의 물질을 균일하게 도포한 뒤에, 상기 미립자상의 물질로 구성되는 층의 적어도 일부를 피복 하도록 판상 혹은 분말상 등의 경질땜납을 배치하고, 또한 볼록부를 갖는 부재를 배치하여 가압 상태에서 소정의 온도로 가열하여 경질땜납을 용융시키며, 이 용융된 경질땜납을 상기 미립자상의 물질로 구성되는 층 안에 침투시켜, 상기 경질땜납과 미립자상의 물질로 구성되는 팽창 계수가 조절된 접착제 조성물에 의한 접합층을 형성하거나, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 오목부를 갖는 부재와, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 볼록부를 갖는 부재로서 오목부를 갖는 부재와는 상이한 종류의 부재를 끼워 맞추어 접합하는 데에 있어서 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 미립자상의 물질을 균일하게 도포하고 상기 미립자상의 물질로 구성되는 층에 밀착하도록 하나 또는 복수의 천공된 구멍에 경질땜납이 삽입된 볼록부를 갖는 부재를 배치하고, 가압 상태에서 소정의 온도로 가열하여 경질땜납을 용융시켜, 이 용융된 경질땜납을 상기 미립자상의 물질로 구성되는 층 안에 침투시키고, 상기 경질땜납과 미립자상의 물질로 구성되는 팽창 계수가 조절된 접착제 조성물에 의한 접합층을 형성하거나, 미리 선단부에 경질땜납과 미립자상의 물질로 구성되는 층을 형성한 볼록부를 갖는 부재를 준비해 두고, 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 경질땜납 만을 배치한 뒤에, 상기 경질땜납과 미립자상의 물질로 구성되는 층이 형성된 볼록부를 갖는 부재를 배치하고, 가압 상태에서 소정의 온도로 가열하여, 상기 볼록부를 갖는 부재의 선단에 형성된 경질땜납과 미립자상의 물질로 구성되는 층과, 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 배치한 경질땜납을 용융시키고, 경질땜납과 미립자상의 물질로 구성되는 팽창 계수가 조절된 접착제 조성물로 구성되는 접합층을 형성함으로써 이종 부재끼리 끼워 맞춤 구조를 통해 접합할 수 있는 것을 발견하고, 그에 기초하여 1999년 6월 25일에 특허 출원 평 11-180902호로서 출원하였다.

또한, 1999년 6월 25일에 출원한 특허 출원 평 11-180902호 명세서에 있어서는 이렇게 하여 끼워 맞춰져 접합된 끼워 맞춤 구조를 구성하는 오목부를 갖는 부재와, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 볼록부를 갖는 부재로서 오목부를 갖는 부재와는 상이한 종류의 부재로 적어도 이루어지고, 상기 이종 부재끼리는 서로 끼워 맞춰지고 미립자상의 물질과 경질땜납로 구성되는 팽창 계수가 조절된 접착제 조성물에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 2종류 이상의 이종 부재로 구성되는 개량된 열 싸이클 특성을 갖는 복합 부재에 관해서도 동시에 제안하였다.

그러나, 경질땜납 안에 분산시는 분산재에는 경질땜납과의 젖음성을 확보하기 위해서 Ni 도금이 실시된다. 이 수법으로 형성되는 복합체인 땜납층은 금속 재료인 경질땜납에 비하여 팽창 계수가 감소되고 피접합체인 세라믹 등의 파손 억제나 접합부의 열 싸이클 특성 개선에 유효하지만, 피접합체인 세라믹의 강도가 낮은 경우, 예컨대, 질화알루미늄 등의 경우, 파손을 완전히 억제하는 것이 곤란하며, 피접합부 면적이 커지면 또한 그 파손 발생의 위험성은 많아지고, 또한 한 제품 내의 접합 부위수가 많은 경우에는 제품의 불량율이 무시하기 어렵다는 문제에 접한다. 피접합체의 파손 억제에는 땜납의 팽창 계수 감소 이외에, 영율의 감소, 내력값의 감소 등이 유효하지만 전술한 수법만으로는 이들의 물리 특성 모두를 적극적으로 유리하게 조작하는 것은 곤란한 것으로 판명되었다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 복합 땜납의 특성 조절, 즉 팽창 계수 감소와 함께, 영율의 감소 및 내력값의 감소가 행하여져 피접합체의 파손을 억제하면서 내열 특성 등이 우수한 접합체를 얻을 수 있는 2종류 이상의 이종 부재의 접합용 접착제 조성물, 동 접착재를 사용한 2종류 이상의 이종 부재의 접합 방법 및 동 방법에 의해 접합된 2종류 이상의 이종 부재로 구성되는 복합 부재를 제공하는 것에 있다.

도 1은 도금 처리를 실시한 미립자상의 물질만을 사용한 접착제의 마이크로 조직을 도시하는 광학 현미경 사진.

도 2는 도금 처리를 실시하지 않은 미립자상의 물질과 도금 처리를 실시한 미립자상의 물질을 1 : 3의 비율로 사용한 접착제의 마이크로 조직을 도시하는 광학 현미경 사진.

도 3은 도금 처리를 실시하지 않은 미립자상의 물질과 도금 처리를 실시한 미립자상의 물질을 1 : 2의 비율로 사용한 접착제의 마이크로 조직을 도시하는 광학 현미경 사진.

도 4는 도금 처리를 실시하지 않은 미립자상의 물질과 도금 처리를 실시한 미립자상의 물질을 1 : 1의 비율로 사용한 접착제의 마이크로 조직을 도시하는 광학 현미경 사진.

본 발명자들은 상기의 과제를 해결하기 위해서 여러 가지 검토의 결과, 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것과 경질땜납로 구성되는 2종류 이상의 이종 부재의 접합용 접착제 조성물이 상기의 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하여 본원 발명을 완성시킨 것이다.

또한, 전술한 수법에 의해 팽창 계수, 영율 및 내력값이 조절된 접착제 조성물을 사용함으로써 파손이 억제되고 내열 특성 등에 있어서 우수한 이종 부재끼리 끼워 맞춤 구조을 통해 접합되어 이종 부재끼리 구성되는 복합 부재의 접합체를 제조할 수 있는 것을 발견하여 본 발명의 제2 태양을 완성시킨 것이다. 또한, 상기의 팽창 계수, 영율 및 내력값이 조절된 접착제 조성물을 사용함으로써 끼워 맞춤 구조를 구성하는 오목부를 갖는 부재와, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 볼록부를 갖는 부재로서 오목부를 갖는 부재에 대하여 이종의 부재로 이루어지고, 상기 이종 부재는 서로 끼워 맞춰지고 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 2종 이상의 미립자상의 물질을 혼합한 것과 경질땜납으로 구성되는 접합층에 의해 접합되어 있는 내열 특성 등이 우수한 복합 부재가 파손을 일으키는 일없이 얻어지는 것을 발견하여 본 발명의 제3 태양을 완성시킨 것이다.

본 발명의 제1 태양은 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 2종 이상의 미립자상의 물질을 혼합한 것과 경질땜납로 구성되는 2종류 이상의 부재를 접합시키기 위한 접착제 조성물에 관한 것이다. 이 접착재 조성물에 있어서는 경질땜납을 구성하는 베이스 금속은 Au, Ag, Cu, Pd, Al 또는 Ni 이며, 또한 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로서는 표면 처리가 실시되지 않은 세라믹 미립자, 서밋 미립자 또는 저팽창 금속 미립자와, 표면 처리가 실시되고 있는 세라믹 미립자, 서밋 미립자 또는 저팽창 금속 미립자와의 혼합물인 것이 바람직하다. 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으서는 표면 처리가 실시되지 않은 미립자상의 물질과, 표면 처리되어 있는 미립자상의 물질의 혼합비가 5 : 95 내지 80 : 20인 것이 바람직하다. 젖음성이 경질땜납과 다른 물질이란 경질땜납과의 상대적인 젖음성에 있어서 보다 우수한 것과, 보다 뒤떨어지고 있는 것의 조합을 말한다.

경질땜납과의 상대적인 젖음성에 있어서, 보다 우수한 것과, 보다 뒤떨어지고 있는 것의 조합의 예로서는 도금 등의 표면 처리를 실시한 세라믹 미립자와 표면 처리가 실시되지 않은 세라믹 미립자, 도금 등의 표면 처리를 실시한, 혹은 실시하지 않은 저팽창 금속 미립자와 표면 처리를 실시하지 않은 세라믹 미립자 등이 있다. 이들에 있어서의 도금 방법은 특별히 제한은 없지만, 무전해 도금이 적합한 것으로 이용된다.

또한, 금속 도금 처리가 아니더라도, Ti 등의 첨가물을 땜납 혹은, 미립자상물질 중에 미립자로서 혼합되는 것으로, 세라믹 표면에 질화물, 산화물, 탄화물 등의 활성재의 반응층을 형성하는 것은 경질납과의 젖음성을 확보할 수 있다. 이 때에 상기 첨가물을 포함하는 경질땜납과의 젖음성에 차이가 있는 것을 조합하면 상기의 효과를 나타내는 것이 가능하다. 예컨대, 분산재의 조합을 질화물과 산화물 혹은 질화물과 탄화물로 하는 것으로 적합한 효과를 얻을 수 있다. 이들 경우에 있어서의 상기 활성재의 첨가량은 경질땜납에 대하여 중량비로 0.5% 내지 5% 정도가 적합하다.

즉, 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것은 원하는 두께로 표면 처리가 된 입자로서 예를 들어 0.5 μm 정도로 Ni 도금되고, 원하는 입도 예를 들어 평균 입경 50 μm인 알루미나 입자와; 표면 처리가 실시되지 않은 입자로서 원하는 입도 예를 들어 평균 입경 50 μm인 알루미나 입자를 혼합함으로써 용이하게 제조할 수 있다. 혹은 첨가재인 Tl 등을 일정량 포함하는 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 미립자상의 물질은 원하는 입도, 예컨대, 평균 입경 50 μm의 질화알루미늄과, 원하는 입도, 예컨대, 평균 입경 50 μm의 알루미나 입자를 혼합함으로써 용이하게 제조할 수 있다.

표면 처리가 실시되어 있지 않은 미립자상의 물질과, 표면 처리되어 있는 미립자상의 물질의 혼합비는, 보다 바람직하게는 1 : 9, 즉 표면 처리가 실시되지 않은 미립자상의 물질이 모든 입자 중에 차지하는 비가 10% 정도에서 3 : 1, 즉, 75% 정도이고, 더욱 바람직하게는 1 : 3에서 1 : 1정도이다. 3 : 1보다 표면 처리가 실시되지 않은 물질의 혼합비를 올리면 접착제로서의 작용 효과가 현저히 저하하기 때문에 바람직하지 않다. 본 발명에 관한 접착제 조성물을 얻는 데에 침투시키는 경질땜납, 침투시키는 방법, 조건 등은 특허 출원 평 11-180902호 명세서의 기재에 따른다. 또한 젖음성을 확보하는 표면 처리가 실시되어 있는 미립자상의 물질과, 젖음성을 확보하는 표면 처리가 실시되지 않은 미립자상의 물질은 반드시 동일 종류의 물질이 아니더라도 좋고, 젖음성을 확보하기 위해서는 표면 처리가 실시되어 있는 미립자상의 물질과 표면 처리가 실시되지 않은 미립자상의 물질의 조합인 것이 좋다. 환원하면, 도금 처리의 유무는 달라야 할 것이나, 동일 종류의 물질을 이용하여야 하는 것은 아니라는 것이다.

본 발명에 관한 접착물 조성물에 사용하는 경질땜납으로서는 Au, Ag, Cu, Pd, A1, Ni 등의 금속을 베이스로 한 땜납을 들 수 있다. 물론, 접합하는 부재와 땜납의 젖음성, 혹은 접합하는 부재 혹은 분산 입자와 땜납의 반응성, 혹은 땜납이 사용되는 온도 조건 등과의 관계를 고려하여 보다 적절한 것을 사용하는 것이 좋다. 접합 부재의 사용 환경 온도가 500℃ 이하인 것으로서는 Al계 땜납, 예컨대, BA4004(Al-10Si-1.5 Mg) 등이 적합한 것으로 사용된다. 접합 부재의 사용 환경 온도가 500℃ 이상인 것으로서는 Au, BAu-4(Au-18 Ni), BAg-8(Ag-28 Cu) 등이 적합한 것으로 사용된다.

본 발명에 관한 접착제 조성물을 사용함으로써, 경질땜납 중에 분산시키는 분산재와 경질땜납과의 계면 접합력을 적극적으로 일부 감소시키거나 혹은 접착제 조성물 중에 적극적으로 미세한 빈 구멍을 형성시킴으로써, 팽창 계수 감소와 함께, 영율의 감소 및 내력값의 감소를 행함으로써 피접합체의 파손을 억제하면서 내열 특성 등이 우수한 접합체를 얻을 수 있는 효과가 발휘된다. 보다 구체적으로는, 경질땜납 중에 분산시키는 분산재를 경질땜납과의 젖음성이 우수한 입자와, 젖음성이 떨어지는 입자를 혼합하여 이용함으로써 이러한 효과가 달성된다. 여기에 경질땜납과의 젖음성이 우수한 입자와 젖음성이 떨어지는 입자의 조합으로서는 경질땜납과의 젖음성을 확보할 수 있는 도금 처리 등의 표면 처리가 된 입자와 도금 처리 등의 젖음성을 확보하는 표면 처리가 실시되지 않은 입자, 혹은 질화물과 산화물, 저팽창 금속 입자와 산화물 등이 적합한 것으로 사용된다. 경질 땜납과의 젖음성이 우수한 입자의 비율이 높은 경우에는, 광학적으로 관찰되는 접착제 조성물의 마이크로 조직의 구조상 표면 처리가 실시된 입자만으로 만들어진 접착제 조성물과 차는 없지만, 젖음성이 우수한 입자만으로 만들어진 접착제 조성물과 동등한 팽창 계수 감소, 영율 감소가 달성될 뿐만 아니라, 내력값의 감소 효과는 표면 처리가 실시된 입자만으로 만들어진 접착제 조성물보다도 높다. 이것은 젖음성이 떨어지는 입자와 경질땜납과의 계면 접합력이 젖음성이 우수한 입자에 비하여 감소되는 것으로 접착제 조성물의 특성이 조절되기 때문인 것으로 생각된다.

또한, 경질땜납과의 젖음성이 떨어는 입자의 비율을 올려 가면 접착제 조성물 중에는 광학적으로 관찰 가능한 보이드가 형성되고, 젖음성이 우수한 입자만으로 만들어진 접착제 조성물과 동등한 팽창 계수 감소와 함께, 경질땜납과 젖음성이 떨어지는 입자의 양이 보다 적은 조성물에 비교하여, 영율과 내력값의 더 큰 감소가 달성된다. 이것은 경질땜납과 젖음성이 떨어지는 입자가 보다 많은 조성물에 있어서는 분산재와 경질땜납과의 계면 접합력의 감소 효과와 함께, 형성된 빈 구멍의 존재에 의해 상기 조성물의 겉보기 단면적이 감소하는 결과 영율이 감소하고, 또한 상기 빈 구멍 부위 근방 등이 부하를 받을 균열 발생점이 되는 것으로 내력이 감소하는 것이라고 이해된다. 본 발명에 관한 접착제 조성물이 발휘하는 효과를 발현시키는 기구를 설명하는 데에 있어서, 도금 처리 등의 젖음성을 확보하는 표면 처리가 실시되지 않은 입자의 많고 적음으로 그 작용 효과를 편의상 나누어 설명했지만, 그 목적, 작성 수법, 작용 효과는 동일하고, 경계를 엄밀히 나눌 필요성은 낮다. 단, 상기 접착제 조성물의 접합부의 시일성을 생각하는 데에 있어서는 필요해 지는 경우가 있다.

열응력을 효율적으로 저하시키기 위해서는 미립자상의 물질의 종류 및 경질땜납에 대한 그 충전 밀도를 조정하는 것이 필요해 지고, 그것을 위해서는 접착제 조성물 층의 열팽창 계수를 조정하는 것이 필요해 진다. 열 응력을 저하시키는 미립자상의 물질은 그 팽창 계수가 작을수록 접착제 조성물 층의 열팽창 계수를 내리는 데에는 유리하다. 미립자상의 물질의 경질땜납에 대한 충전 밀도는 경질땜납과의 젖음성이 우수한 입자만 분산시키는 경우에 체적비로 30%에서 90%, 바람직하게는 40%에서 70%가 되도록 한다. 경질땜납과의 젖음성이 우수한 입자와 경질땜납과의 젖음성이 떨어지는 입자를 분산시키는 경우에 상기 접착제 조성물 중에 보이드가 없는 것으로 하여 산정한 경우의 입자의 체적비가 상기와 마찬가지로 30%에서 90%, 바람직하게는 40%에서 70%가 되도록 한다. 또한 이 때, 미립자상의 물질의 충전 밀도를 올리는 것은 팽창 계수를 내리는 데에는 유리하지만, 충전 밀도를 너무 높게 하는 것은 접합 강도의 열화가 수반될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 낮은 경우는 원하는 팽창 계수에 달하지 않을 수 있기 때문에 유의 해야한다. 즉, 팽창 계수의 조정은 미립자상의 물질의 종류를 원하는 팽창 계수가 달성할 수 있도록 선택하거나 미립자상의 물질의 입도 분포를 적절하게 선택하는 것으로 달성된다.

본 발명의 제2 태양은 끼워 맞춤 구조를 구성하는 오목부를 갖는 부재와, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 볼록부를 갖는 부재로서 오목부를 갖는 부재와는 상이한 종류의 부재를 끼워 맞추어 접합함에 있어서, 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것을 균일하게 도포한 뒤에, 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 층의 적어도 일부를 피복하도록 판상 혹은 분말상 등의 경질땜납을 배치하고, 또한 볼록부를 갖는 부재를 배치하거나 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것을 균일하게 도포한 뒤, 상기 미립자상의 물질로 구성되는 층에 밀착하도록 하나 또는 복수의 천공된 구멍에 경질땜납가 삽입된 볼록부를 갖는 부재를 배치하거나 혹은, 미리 선단부에 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 층을 형성한 볼록부를 갖는 부재를 준비해 두고, 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 경질땜납을 배치한 뒤에 상기 층을 갖는 볼록부를 갖는 부재를 배치하는 공정과, 이렇게 하여 준비한 것을 가압 상태에서 소정의 온도로 가열하여 상기 경질땜납을 용융시키며, 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것에 함침시켜 상기 경질땜납과 상기 미립자상의 물질로 구성되는 접합층을 형성하고, 이종 부재끼리 끼워 맞춤 구조를 통해 접합하는 공정으로 구성되는 이종 부재끼리 구성되는 복합 부재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제2 측면에 관한 접합 방법의 제1 형태는 오목부를 갖는 부재(1) 의 오목부 표면에 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것(4)을 균일하게 도포한 뒤에, 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 층의 적어도 일부를 피복하도록 판상 혹은 분말상 등의 경질땜납(3)를 배치하고, 또한 볼록부를 갖는 부재(2)를 배치하며, 가압 상태에서 소정의 온도로 가열하여 경질땜납을 용융시키고, 용융된 경질땜납을 상기 미립자상의 물질에 침투시켜 상기 경질땜납과 미립자상의 물질로 구성되는 접착 조성물에 의한 접합층을 형성하는 것으로 이종 부재끼리 끼워 맞춤 구조를 통해 접합하는 방법이다. 이 때, 상기 미립자상의 물질과 분말상의 경질땜납을 혼합한 것을 상기 미립자상의 물질로 구성되는 층 및 이 층을 피복하는 판상 혹은 분말상의 경질땜납 대신에 사용해도 좋다. 또한, 제2 형태는 오목부를 갖는 부재(1)의 오목부 표면에 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것(4)을 균일하게 도포하고, 상기 미립자상의 물질로 구성되는 층에 밀착하도록 하나 또는 복수의 천공된 구멍에 경질땜납(3)가 삽입된 볼록부를 갖는 부재(2)를 배치하며, 가압 상태에서 소정의 온도로 가열하여 경질땜납을 용융시키고, 용융된 경질땜납을 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것에 침투시킴에 따라, 상기 경질땜납과 미립자상의 물질로 구성되는 접착 조성물에 의한 접합층을 형성하는 것으로 이종 부재끼리 끼워 맞춤 구조를 통해 접합하는 방법이다. 또한, 제3 형태는 미리 선단부에 경질땜납과 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 층(5)을 형성한 볼록부를 갖는 부재(2)를 준비해 두고, 오목부를 갖는 부재(1)의 오목부 표면에 경질땜납(6)를 배치한 뒤에 상기 층을 갖는 볼록부를 갖는 부재를 배치하여 가압 상태에서 소정의 온도로 가열하며, 상기 볼록부를 갖는 부재의 선단에 형성된 경질땜납과 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 층과, 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 배치한 경질땜납을 용융하고, 경질땜납과 미립자상의 물질로 구성되는 접합층을 형성함으로써 이종 부재끼리 끼워 맞춤 구조를 통해 접합하는 방법이다.

또한, 상기 이외에 접합에서 채용되는 조건, 예컨대, 각종 재료의 배치 방법, 용융 온도 등을 포함하는 용융 조건, 냉각 조건 등은 1998년 2월 18일에 출원한 특허 출원 평 10-52971호 및 1999년 6월 25일에 출원한 특허 출원 평 11-180902호 명세서의 기재에 따른다. 따라서, 1998년 2월 18일의 출원에 관한 특허 출원 평 10-52971호 및 1999년 6월 25일에 출원한 특허 출원 평 11-180902호 명세서의 내용을 참고로 여기에 인용한다.

본 발명에서 사용하는 2종류 이상의 이종 부재의 조합으로서는, 예컨대 질화알루미늄이나 질화규소 등의 세라믹스제 부재와, 몰리브덴이나 코발트, 텅스텐 등의 금속 부재와의 조합, 혹은, 제조 원료를 달리하는 등의 이종 세라믹제 부재끼리의 조합을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 반도체 웨이퍼 제조에서 사용되는 내장하는 금속 전극이나 금속 발열체에 의해서 정전척(electrostatic chuck) 기능이나 히터 기능을 발휘하는 질화알루미늄 부재와, 상기 내장되는 금속 전극재 등으로 급전을 행하는 단자, 예를들어, 금속 몰리브덴 부재를 끼워 맞추어 접합함으로써 구성되는 복합 부재 등을 들 수 있다.

본 발명의 제3 태양인 끼워 맞춤 구조를 구성하는 오목부를 갖는 부재와, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 볼록부를 갖는 부재로서 오목부를 갖는 부재와는 상이한 종류의 부재로 이루어지고, 상기 이종 부재는 서로 끼워 맞추어져 기본적으로는 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 미립자상의 물질과 경질땜납로 구성되는 접착제 조성물로 구성되는 접합층에 의해 접합되어 있는 2종류 이상의 이종 부재로 구성되는 복합 부재는 전술한 방법에 의해 제조가능하다. 오목부를 갖는 부재의 벽면과, 상기 오목부를 갖는 부재는 상이한 종류의 부재로 구성되는 볼록부를 갖는 부재와의 벽면 사이에 형성되는 끼워 맞춤 구조부에서의 이종 부재의 벽면 사이의 클리어런스는 통상, 0.01 내지 0.3 mm정도, 바람직하게는, 0.02 내지 0.07 mm 정도로 한다. 상기 하한을 벗어나면 부재끼리 끼워 맞출 수 없게 될 우려가 있고, 또한, 상기 상한을 벗어나면 전술한 바와 같이 땜납이 편중되게 충전되거나 하는 문제점이 생길 우려가 있어 바람직하지 못하다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 하등 제한되는 것이 아님은 물론이다. 접합 상태 및 내열 사이클 특성의 평가는 내열 사이클 분위기에 노출시킨 전후의 접합부의 인장 강도의 열화가 일어나 있는지 아닌지에 의해서 판정했다. 이 때, 노출 전에 대해서 25% 이상의 강도 열화를 야기한 것은 불량이라고 판단했다. 또한 참고를 위해 접합층 단면 관찰에 의해 접합부에 기재 균열이나 박리가 생겨나는가 여부도 조사하였다.

(실시예 1)

입자 표면에 두께 약 0.3 ㎛의 Ni 도금 처리를 실시한 평균 입경 50 ㎛의 알루미나와, 표면 처리를 실시하지 않은 평균 입경 50 ㎛의 알루미나를 각각, 1 : 0, 3 : 1, 2 : 1, 1.5 : 1, 1 : 1, 1 : 3의 비율로 혼합한 것을 분산 입자로 하여 상기 분산 입자에 일정 가압 상태에서 경질땜납 A5005(Al-0.8 Mg)를 침투시킨 후, 응고시킨 접착제 조성물에서 제조한 샘플로 계측한 기계-물리적 특성을 표 1에 도시한다. 또한 그 중의 대표적인 마이크로 조직의 광학 현미경 사진을 도 2 내지 4에 도시한다. 또한, 도 1은 비교예인 Ni 도금 처리를 실시한 평균 입경 50 ㎛의 알루미나만으로 구성되는 미립자상의 물질을 사용한 마이크로 조직을 도시하는 광학 현미경 사진이다.

접착제 조성물의 기계-물리적 특성

도금두께(μm)	도금 처리 입자의 혼합율	팽창 계수(×10⁶)	영율(GPa)	비례한계(MPa)	비고
0.3	100	13.4	103	70
0.3	75	13.5	101	65
0.3	67	13.2	95	63
0.3	60	13.1	75	52
0.3	50	13.5	57	45
0.3	25	-	-	-	안정된 접합에 어려움

(실시예 2)

입자 표면에 약 1 ㎛의 Ni 도금 처리를 실시한 평균 입경 50 ㎛의 알루미나와, 표면 처리를 실시하지 않은 평균 입경 50 ㎛의 알루미나를 각각, 1 : 0, 3 : 1, 2 : 1, 1.5 : 1, 1 : 1, 1 : 3의 비율로 혼합한 것을 분산 입자로 하여 상기 분산 입자에 일정 가압 상태에서 경질땜납 A5005(Al-0.8 Mg)를 침투시킨 후 응고시킨 접착제 조성물에서 제조한 샘플로 계측한 기계-물리적 특성을 표 2에 도시한다.

접착제 조성물의 기계-물리적 특성

도금두께(μm)	도금 처리 입자의 혼합율	팽창 계수(×10⁶)	영율(GPa)	비례한계(MPa)	비고
1.0	100	13.1	135	103
1.0	75	13.5	129	91
1.0	67	12.8	102	83
1.0	60	13.3	90	62
1.0	50	12.2	70	47
1.0	25	13.0	59	25	안정된 접합이 어려움

(실시예 3)

끼워 맞춤 구조를 구성하는 오목부를 갖는 부재로서, 부재의 두께가 10.0 mm, 부재에 수직으로 천공되어 끼워 맞추기 위한 절개 구조부의 구멍의 직경이 5.07 mm, 깊이가 9.5 mm인 질화알루미늄 부재와, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 볼록부를 갖는 부재로서 오목부를 갖는 부재와는 상이한 종류의 부재로서 직경 5.0 mm, 길이 15.0 mm의 원기둥형 금속 몰리브덴제 부재를 사용하여 이하의 조건으로 접합했다.

오목부를 갖는 부재인 질화알루미늄제 부재의 약 0.5 ㎛의 Ni 도금 처리가 실시된 오목부 표면에 입자 표면에 두께 약 0.3 ㎛인 Ni 도금 처리를 실시한 평균 입경 50 ㎛의 알루미나와, 표면 처리를 실시하지 않은 평균 입경 50 ㎛의 알루미나를 각각, 1 : 0, 2 : 1, 1 : 1의 비율로 혼합한 것을 분산 입자로서 각각 균일하게 도포하였다. 상기 도포된 분산 입자의 층의 두께는 각각 0.8 mm 였다. 상기 분산 입자를 덮도록 배치된 경질땜납 A5005(Al-0.8 Mg)은 가열 중에 용융하고 미립자상의 물질로 구성되는 층 안에 침투하여 복합 접착층을 형성했다. 이렇게 하여, 적어도 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것과 경질땜납로 구성되는 복합 접착층으로 접합된 시료를 2종류와, 비교예로서 Ni 도금 처리를 실시한 평균 입경 50 ㎛의 알루미나만으로 구성되는 미립자상의 물질과 경질땜납로 이루어진 복합 접착층으로 접합된 시료를 1종류 제조했다. 형성된 복합 접착층의 두께는 각각 0.8 mm였다.

이렇게 해서 얻어진 접합 부재에 열 싸이클 시험을 행하였다. 열 싸이클 시험 조건은 동 접합 부재를 2.5 ℃/min의 비율로 온도를 60 ℃에서 180 ℃로 상승시키고, 180 ℃에 도달 후 즉시 -2.5 ℃/min의 비율로 60 ℃로 하강시키며, 60 ℃에 도달 후 즉시 다시 동일한 사이클을 반복한다고 하는 처리를 50회에 걸쳐 반복했다. 열 싸이클 시험 후의 질화알루미늄의 파손 발생 상황을 표 3에 도시한다. 또한 열 싸이클 시험 전후의 몰리브덴 단자와 질화알루미늄의 접합 강도 시험 결과를 표 4에 도시한다.

피접합체의 파손억제효과

도금 처리 입자의 혼합율	팽창 계수(×106)	영율(GPa)	비례한계(MPa)	비고
100	13.1	135	103	4/18
67	12.8	102	83	1/19
50	12.2	70	47	0/35

피접합체의 접합강도

실시예, 비교예	열처리 입자의 혼합율	접합후의 강도(MPa)	열 싸이클 시험 후의 강도(MPa)	열 싸이클 시험 전후의 강도의 비(%)
비교예	100	4723	4969	103
비교예	100	5069	4794	100
비교예	100	4639	4549	95
실시예1-1	67	4768	4490	94
실시예1-2	67	4330	4930	101
실시예1-3	67	4530	4750	100
실시예2-1	50	4930	4380	92
실시예2-2	50	4944	5120	110
실시예2-3	50	4730	4530	97

* 열 싸이클 시험 전후의 강도의 비(%)는 비교예, 실시예 1, 실시예 2 모두

접합 상승 강도(MPa)(n=3)의 평균값에 대한 열 싸이클 시험 후의 강도

(MPa)로 하여 표시했다.

상기의 표 1에 도시한 시험 결과 및 도 2 내지 4로서 첨부한 마이크로 구조의 현미경 사진에서 분명한 바와 같이, 본 발명에 관한 접합용 접착제 조성물은 분산재와 경질땜납과의 접합력이 일부 조절되고 혹은 마이크로 조직 중에 미세한 보이드가 도입되기 때문에, 상기 접합력의 조절된 부위나 혹은, 상기 도입된 보이드가 파괴 기점으로서 작동하는 결과, 열 응력 등 힘이 가해진 때에도 상기 표 3에 도시하는 바와 같이 파손을 효과적으로 회피할 수 있다. 또한, 표 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 관한 접합용 접착제 조성물의 경우에는 영율의 감소, 내력값의 감소은 인정되지만 열팽창률은 도금 처리를 실시한 미립자상의 물질만을 사용한 것과 실질적으로 차이가 없는 것으로, 표 4에 도시한 바와 같이 접합체의 접합 상승의 강도 및 내열성에 차이는 없는 것은 주목해야 할 점이다.

본원 발명에 관한 접합용 접착제 조성물을 사용함으로써 질화알루미늄 등과 같이 피접합체인 세라믹의 강도가 낮은 경우에도 상기의 복합 땜납의 특성 조절 계수 감소와 함께, 영율의 감소, 내력값의 감소를 행함으로써 피접합체의 파손을 억제하면서 내열 특성 등이 우수한 접합체를 얻을 수 있다. 또한, 이와 같은 본원 발명에 관한 접합용 접착제 조성물을 사용한 접합 방법에 따르면, 접착되는 부재 사이에 잔류하는 응력을 감소시키는 것으로 상기 부재에 발생할 수 있는 파손 내지 접합 문제점이 회피되고, 신뢰성이 높은 이종 부재끼리 구성되는 복합 부재를 제조할 수 있다. 이렇게 하여 신뢰성이 높은 이종 부재끼리 구성되는 복합 부재가 제공되는 효과를 발휘하는 것이다.

Claims

경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것과 경질 땜납으로 구성되는 이종 부재의 접합용 접착제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 경질땜납의 베이스 금속이 Au, Ag, Cu, Pd, Al 또는 Ni 인 경질땜납이며, 또한 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것이 표면 처리가 실시되지 않은 세라믹 미립자, 서밋 미립자, 또는 저팽창 금속 미립자와, 표면 처리되어 있는 세라믹 미립자, 서밋 미립자 또는 저팽창 금속 미립자와의 혼합물인 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.
제2항에 있어서, 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로서, 표면 처리가 실시되지 않은 미립자상의 물질과, 표면 처리되어 있는 미립자상의 물질이 80 : 20 내지 5 : 95의 혼합비로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.
끼워 맞춤 구조를 구성하는 오목부를 갖는 부재와, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 볼록부를 갖는 부재로서 오목부를 갖는 부재와는 상이한 종류의 부재를 끼워 맞추어 접합함에 있어서,

오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에, 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것을 균일하게 도포한 뒤에, 상기 미립자상의 물질로 구성되는 층의 적어도 일부를 피복 하도록 판상 혹은 분말상 등의 경질땜납을 배치하고, 또한 볼록부를 갖는 부재를 배치하거나,

오목부를 가지는 부재의 오목부 표면에 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것을 균일하게 도포하고, 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 층에 밀착하도록 하나 또는 복수의 천공된 구멍에 경질땜납이 삽입된 볼록부를 갖는 부재를 배치하거나,

혹은, 미리 선단부에 경질땜납과 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 층을 형성한 볼록부를 갖는 부재를 준비해 두고, 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 경질땜납을 배치한 뒤에 상기 층을 갖는 볼록부를 갖는 부재를 배치하는 공정과,

이렇게 하여 준비한 것을 가압 상태에서 소정의 온도로 가열하고 상기 경질땜납을 용융하며, 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것에 함침시켜 상기 경질땜납과 접합층을 형성하여 이종 부재끼리 끼워 맞춤 구조를 통해 접합하는 공정

으로 이루어지는 이종 부재끼리로 구성된 복합 부재 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 볼록부를 갖는 부재를 배치하는 공정이 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것을 균일하게 도포한 뒤에, 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 층의 적어도 일부를 피복 하도록 판상 혹은 분말상 등의 경질땜납을 배치하고, 또한 볼록부를 갖는 부재를 배치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 부재 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 볼록부를 갖는 부재를 배치하는 공정이 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것을 균일하게 도포하고, 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 층에 밀착하도록 하나 또는 복수의 천공된 구멍에 경질땜납이 삽입된 볼록부를 갖는 부재를 배치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 부재 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 볼록부를 갖는 부재를 배치하는 공정이 미리 선단부에 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 미립자 상의 물질을 2종 이상 혼합한 것으로 구성되는 층을 형성한 볼록부를 갖는 부재를 준비해 두고, 오목부를 갖는 부재의 오목부 표면에 경질땜납을 배치한 뒤에 상기 층을 갖는 볼록부를 갖는 부재를 배치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 부재 제조 방법.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이종 부재의 적어도 한쪽이 세라믹제 부재인 것을 특징으로 하는 복합 부재 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 이종 부재의 한쪽이 세라믹제 부재이고 다른 쪽이 금속제 부재인 것을 특징으로 하는 복합 부재 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 미립자가 열 응력을 저하시키는 미립자상의 물질인 것을 특징으로 하는 복합 부재 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 경질땜납의 베이스 금속이 Au, Ag, Cu, Pd, Al 또는 Ni 인 경질땜납이며, 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 2종 이상의 미립자상의 물질을 혼합물이 표면 처리가 실시되지 않은 세라믹 미립자, 서밋 미립자 또는 저팽창 금속 미립자와 표면 처리가 실시되어 있는 세라믹 미립자, 서밋 미립자 또는 저팽창 금속 미립자와의 혼합물인 것을 특징으로 하는 복합 부재 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 표면 처리가 실시되어 있는 세라믹 미립자, 서밋 미립자 또는 저팽창 금속 미립자가 도금 또는 스퍼터링에 의해 금속으로 피복된 미립자인 것을 특징으로 하는 방법.
끼워 맞춤 구조를 구성하는 오목부를 갖는 부재와, 끼워 맞춤 구조를 구성하는 볼록부를 갖는 부재로서 오목부를 갖는 부재에 대하여 이종의 부재로 이루어지고, 상기 이종 부재는 서로 끼워 맞추어지며, 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 2종 이상의 미립자상의 물질을 혼합한 것과 경질땜납으로 구성되는 접합층에 의해 접합되어 있는 복합 부재.
제13항에 있어서, 상기 2종류 이상의 이종 부재의 적어도 하나가 세라믹제 부재인 것을 특징으로 하는 복합 부재.
제13항에 있어서, 상기 2종류 이상의 이종 부재가 금속제 부재와 세라믹제 부재의 조합인 것을 특징으로 하는 복합 부재.
제15항에 있어서, 상기 미립자가 열 응력을 저하시키는 미립자상의 물질인 것을 특징으로 하는 복합 부재.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경질땜납의 베이스 금속이 Au, Ag, Cu, Pd, Al 또는 Ni 인 경질땜납이며, 상기 경질땜납과의 젖음성에 있어서 다른 2종 이상의 미립자상의 물질을 혼합한 것이 표면 처리가 실시되지 않은 세라믹 미립자, 서밋 미립자 또는 저팽창 금속 미립자와, 표면 처리되어 있는 세라믹 미립자, 서밋 미립자 또는 저팽창 금속 미립자의 혼합물인 것을 특징으로 하는 복합 부재.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 처리되어 있는 세라믹 미립자, 서밋 미립자 또는 저팽창 금속 미립자가 도금 또는 스퍼터링에 의해 금속으로 피복된 미립자인 것을 특징으로 하는 복합 부재.