TW486452B - Joining body of crystalized glass and nitrogen oxide sintering body, and the preparation thereof - Google Patents

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486452 A7 B7 五、發明說明（1 ) 技術領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於結晶化玻璃及氮化鋁燒結體之接合體及 其製法。 技術背景 近年來，在行動電話等之無線通信或光學通信等領域 中，經高容量化之使用頻率在1 GHz以上之高波段，或者是 微波段•準微波段，業已被擴大使用了。 在這種高波段範圍動作之半導體，係可使用高出力· 高耗電之GaAs系FET、Si-Ge系HBT、CMOS或GaN系雷 射二極管等來做成。這種實際裝有電路基板之半導體，係 由具1)電路圖樣之電阻小者，2)小型化且可形成多層電 路，3)基板絕緣材料之熱傳導高者，而且4)電路基板材料 污染環境少等條件者而做成的。 然而，並不存在有完全滿足此等條件之單一的絕緣性 基板材料。雖然存在有使用高熱傳導性氮化鋁燒結體之多 層電路基板，但是該電氣電路導體係具有高電阻之鎢、鉬 系材料，而形成不適合的高頻電路。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了解決上述之問題，依據現實來考量，則可使用接 合氮化鋁燒結體與玻璃之複合電路基板。也就是說，以氮 化鋁燒結體上之半導體來擔任放熱角色，更在一部分的氮 化鋁燒結體上形成電氣電路，進而形成單一層或多層化之 塗裝印刷技術等用之玻璃層，在該表面上或內部中形成Au 系、Ag系或Cu系等低電阻材料之電氣電路之基板。 實現此種目的之電路基板之材料，係由具1)電氣絕緣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 486452 A7 B7 五、發明說明（2 ) 性高且具良好的誘導特性，2)接近於氮化鋁燒結體之熱膨脹 係數，3)可透過氧化物膜而直接與氮化鋁燒結體結合，4)含 有可重覆燒成之結晶層，5)氮化鋁燒結體與上述玻璃接合溫 度之條件，係在Au系、Ag系或Cu系等噴鍍金屬成分之熔 點以下，具體而言係在ll〇〇°C以下或更低；換言之，必需 具有可在1100°C以下之作業溫度下，使得經軟化的玻璃與 氮化鋁燒結體可完全地接緊密合之特性。 此外，以含有氧化鉛之物來製作，係可比較容易地得 到低軟化點之玻璃。但是，含鉛玻璃雖然是易於使軟化點 達到低溫度化，然而其原有之毒性，會大大地影響地球環 境。更且，含鉛玻璃之熱膨脹係數，會容易地變高。再 者，在高溫時與氮化鋁燒結體反應，會有容易因反應氣體 殘存於玻璃中而引起發泡現象之缺點。 在做爲上述電路基板用之玻璃材料中，已知係可使用 特開平6-340443號、特公平7-68065號所記載之物。依據 特開平6-340443號之玻璃，由於含有多量的鈦、锆，更含 有鉛之故，使得其熱膨脹係數較氮化鋁燒結體之4.5 X 10-6/ 1大，因而其並未能解決所謂的熱膨脹係數比較大的缺 點。再者，該玻璃與氮化鋁燒結體之接合強度也是弱的。 於特公平7-68065號中之玻璃，雖然其熱膨脹係數或電氣絕 緣性等特點均良好，但是爲了得到與氮化鋁燒結體之良好 的接合性，則必需要以1000〜1500°C之高熱來處理。因此， 則必需要以2階段以上之工程來組合電氣電路。 本發明即是可以解決上述所示之課題者。本發明者， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------^--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 _B7_ 五、發明說明（3 ) 係具有「美國陶瓷協會期刊，1971年，第50卷，第6號， 第555〜557頁，作者爲R · A · GDULA」等所記之鈣長石結 晶（CaO · A1203 · Si02)燒結體之高電氣絕緣性（28 X 1015 Ω ·公分：25°C )、小介電係數（6.2 : 1MHz，25°C )以及接近 於氮化鋁燒結體之熱膨脹係數（48 X 10-7/°C : 150°C〜700 °C);更且，著眼於對以H2等之還原氛圍氣體中之加熱安 定物性，刻意的加重硏究。 結果’爲了加熱而析出齡長石結晶而含有Ca、Si和A1 成分之非晶質玻璃，不含有多量的Pb成分之熔融溫度會較 低，在以1100°C以下之比較低的溫度時，會顯示出與氮化 鋁燒結體之良好的接合性；而且可以見到因加熱而析出利 用CuKa射線之粉末X射線繞射而在20=27.6°〜28.2°時 具最強的射線之結晶；更且，該所析出的結晶化玻璃之結 晶成分，不但具有上述鈣長石結晶燒結體而來之特質，而 且在形成多層的高熱安定性玻璃層時，反覆地加熱也可以 見到具安定性。（又且，如上記所述，具有因加熱而析出利 用CuKa射線之粉末X射線繞射而在20=27.6°〜28.2°時 具最強的射線組成之結晶，在以下之場合係稱爲原料玻 璃。） 而且，再者，可使用含有Zn成分、以CuK a射線之粉 末X射線繞射而在20=27.6°〜28.2°時具特有最強的射線 之結晶，其析出溫度更可是低到25〜100°C以上者來做爲原 料玻璃，而且可以見到該結晶之尖銳的析出圖樣。而且， 因此可以較低溫來製造出結晶化之玻璃與氮化鋁接合體； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7 五、發明說明（） 而且該所製造出之結晶化玻璃，係可能比較難發生腫脹或 殘留碳素。 又且，如上述組成之玻璃，含有多量的Ti、zr成分之 結晶化核劑，而使得可能充分地析出結晶；因此’可以看 出大體上與氮化鋁燒結體燒結體相等之熱膨脹係數。 發明揭示 意即，本發明係提供一種接合體，其係將由結晶質部 分和非結晶質部分所成之結晶化玻璃，與氮化鋁燒結體予 以燒結而成，該結晶質部分係以利用CuKa射線之粉末X 射線繞射而在20=27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶爲 主而成；在該結晶化玻璃組成分中，係含有換算成氧化物 計係爲0.5~30重量％之Zn成分；而且其中Ti成分和Zr成 分，換算成氧化物計係在10重量％以下；而Pb成分換算成 氧化物計係在5重量％以下。 其次，本發明係提供一種結晶化玻璃與氮化鋁繞結體 之接合體之製造方法，其特徵在於：在氮化鋁燒結體上形 成玻璃層，藉由在該非結晶質玻璃之軟化點以上加熱，來 接合玻璃層和氮化鋁燒結體；而且藉由加熱將玻璃中利用 CuKa射線之粉末X射線繞射，在20 =27.6°〜28.2°時具最 強的射線之結晶予以析出；其中該玻璃層係含有換算成氧 化物計係爲0.5〜30重量％之Zn成分；而且Ti成分和Zr成 分，換算成氧化物計係在10重量％以下；而Pb成分換算成 氧化物計係在5重量％以下的組成之實質上非結晶質之玻 璃。又且，本發明之型態，係關於一種接合體之製造方 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7 五、發明說明（） 法，該接合體係在結晶化玻璃附加氮化鋁燒結體上，藉由 加熱來接合電氣電路層而成。 更且，本發明上述之接合體等，其最好是使用具有由 結晶質部分和非結晶質部分所成之結晶化玻璃，該結晶質 部分係以利用CuKa射，線之粉末X射線繞射而在20=27.6 ° ~28.2°時具最強的射線之結晶爲主，該結晶化玻璃係 Ca〇：8〜25重量％ 、A1203 : 15〜35重量％、Si〇2 : 33〜55重 量％、B203 : 0.05〜18重量％及Zn〇：0.5〜25重量％所成。 構成本發明接合體之結晶化玻璃，係由結晶質部分和 非結晶質部分所成。 因爲只有從結晶質部分所變成之化合物，其軟化溫度 會變高，因此藉由加熱來接合氮化鋁燒結體係極爲困難 的。其次，如果含有非結晶質部分之結晶化玻璃，雖然是 可以比較低的溫度來接合氮化鋁燒結體，但是使該非結晶 質部分成爲100%結晶化之非結晶質部分，係極其困難的。 另一方面，由非結晶質部分所成之玻璃，係具高的熱膨脹 係數，而且具低劣的電氣特性•耐藥品性。 該結晶質部分，係含有利用CuKa射線之粉末X射線 繞射而在20=27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶（以下， 稱爲A結晶）爲主之結晶相。依照第1圖所示這種結晶成分 之代表例，其係爲；ICPDS(粉末繞射標準聯合會）之粉末繞射 檔案編號爲20-20所示之鈣長石結晶（CaO · A1203 · Si〇2 ; CaA12Si〇8)。 當所析出之主要結晶係爲利用CuKa射線之粉末X射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7 五、發明說明（6 ) 線繞射而在20=27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶（A結 晶）’係可以得到如下之效果。意即，具有如前述A結晶之 代表例之鈣長石結晶，其係會因具高電氣絕緣性、小介電 係數，而變成極爲優異性質之電氣電路基板。此外，由於 熱膨膜係數係接近於氮化錦燒結體’則全體結晶化玻璃之 熱膨脹係數，也幾乎等於氮化鋁燒結體，並且由於在還原 氛圍氣體中之加熱下，而也可以反覆地加熱形成多層的安 定性玻璃層。則，其耐:藥品性，也會比非結晶質玻璃更向 上增加。 該A結晶，雖然也可以藉由加熱預定組成之非結晶質 玻璃而在玻璃上析出，但是此時利用含有Zn成分之非結晶 質玻璃，與未含有者相較之下，該A結晶之析出溫度係可 以低到25〜100°C之程度。再者，在含有Zn成分之場合中， 由於A結晶之析出圖樣係會變得尖銳，而使得氣泡或碳素 成分變得容易脫離，而可得到物性極爲良好之最終所得到 的結晶化玻璃之效果。此一效果，在氮化鋁和結晶化玻璃 之接合工程’與由非結晶質玻璃而來之結晶之析出工程同 時進行加熱之際，會變得更顯著。因爲玻璃與氮化鋁之接 合，通常，必需要在氮氛圍氣體之非氧化性氛圍氣體中來 進行。

因此，在摻混有Zn成分之原料玻璃中，依加熱條件係 會使得在玻璃中除了 A結晶以外之結晶質部分，進一步析 出利用CuKa射線之粉末X射線繞射，在20 =27.6°〜2 8.2 。時具最強的射線之結晶（以下，稱爲B結晶）之場合。該B 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公Μ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --象 訂-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7 五、發明說明（7 ) 結晶之之代表例，其係與：TCPDS之粉末繞射檔案編號爲5-669 所示之鋅尖長石結晶（ΖηΟ · A1203 · 2Si02 ; ZnA1204)。 如上所述，本發明之結晶化玻璃之結晶質部分，其係 會析出利用CuKa射線之粉末X射線繞射，在20 =27.6° ~28.2°時具最強的射線之A結晶；而且雖然會析出利用 CuKa射線之粉末X射線繞射，在20 =36.6°〜37.0°時具最 強的射線之B結晶；但是本發明之結晶不得不以A結晶爲 主。因爲，在A結晶之代表例，鈣長石結晶係具有與氮化 鋁燒結體相近的4.8 X 10-6/°C之線膨脹係數，而相對的B結 晶之代表例，鋅尖長石結晶之線膨脹係數爲較大的7.7 X 10-6/°C，則結晶化玻璃之線膨脹係數必定極難與氮化鋁燒 結體相同。又且，在以此爲主之結晶中，其應顯示出可以 後述之結晶析出量決定方法所求得A結晶之量，至少需佔 結晶質部分之50重量％以上，而較宜是在60重量％以上， 最好是在70重量％以上。 一方面，雖然是不含有B結晶也可以，但是最好是 有，以佔晶質部分之10〜40重量％較宜，而最好是在10〜30 重量％左右。雖然是傾向於希望析出多量的B結晶，同時A 結晶之析出量也多，但是一方面如前述，B結晶之熱膨脹係 數係比A結晶來得高，而不宜是多量的。 本發明結晶化玻璃之全結晶量，雖然是可利用CuK α 射線之粉末X射線繞射，來完全確認其程度，基於熱膨脹 係數、電氣特性、耐久性及軟化溫度等觀點來看，以後述 之結晶析出量決定方法所求得Α結晶及Β結晶之總量，宜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------^--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8 ) 是1〜90重量％，較佳係3~85重量％，更好是30〜80重量％ ’ 而最好是40~70重量％。以高溫製造結晶量多之玻璃，係可 得到與氮化鋁燒結體完全接合之強度。另一方面，結晶量 少時，則熱膨脹係數會變大，而電氣特性、耐藥品性、耐 久性等則會有變差之傾向。 在結晶質部分之量爲30〜80重量％時，其中以具有 60~90重量％之A結晶和10〜40重量％之B結晶爲宜；而在 結晶質部分之量爲40〜70重量％時，其中以具有70〜90重量 %之A結晶和10〜30重量％之B結晶爲宜。 再者，在不損及本發明之效果時，也可以析出利用 CuKa射線之粉末X射線繞射而在20=27.6°〜28.2°時具最 強的射線之結晶，以及在20 =36.6° ~37.0°時具最強的射 線之結晶以外的結晶。 在本發明之結晶化玻璃中之A結晶量及B結晶量，依 次以下述之方法來求出。此外，以下，茲以具A結晶之代 表例之鈣長石，以及具B結晶之代表例之鋅尖長石爲例來 說明之。 首先’藉由粉末X射線繞射法與示差熱分析，將可看 出結晶化之終點。加熱非結晶質狀態之玻璃所析出之結 晶’而不進一步在以上高溫或長時間加熱來結晶化之狀 態’並不是含有最大量的鈣長石及鋅尖長石結晶之狀態。 此時含有鈣長石和鋅尖長石所顯示之粉末χ射線繞射線之 最強線（利用CuKa射線時，鈣長石係顯現在2 0=27.6。 〜28.2。時；而鋅尖長石則在20=36.6。〜37 〇。時表現出）之 -1 0 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線一 486452 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（9 ) 強度比’係爲辞尖長石結晶與錦長石結晶之莫耳比（以下， 鋅尖長石/鈣長石之莫耳比稱爲R)。如此，在本發明結晶化 玻璃中所含有的鈣長石結晶與鋅尖長石結晶兩者構成分之 A1203，則可依照前記R來分配兩者之分量。在玻璃不析出 鋅尖長石結晶之情況下，則不必要將A1203分開而全部做 爲鈣長石結晶成分來計算。 接著，求出結晶化玻璃中之結晶之最大析出量。關於 鈣長石結晶之最大析出量，其被認爲是在構成鈣長石之 CaO · A1203 · Si02中，當以所含有成分之莫耳比最小者來 做爲基準時，則所生成的鈣長石結晶，係會消耗掉該成爲 鈣長石結晶析出之全部的最小含有成分，其餘之2成分則 依Ca〇：A1203 : Si〇2 = l : 1 : 2之莫耳比而被消耗掉。於 是，此時之CaO、A1203、Si02量之總合，即是本發明中所 析出鈣長石結晶之最大量。而且，依照本發明，A1成分係 以A1203爲單位來計算。又且，此算法中所使用的A1203 之含有量，係依照前述R所分配而求出之鈣長石計算量。 另一方面，鋅尖長石結晶之最大析出量之算法，其被 認爲是：當以構成鋅尖長石之ZnO、A1203中所至少含有成 分之莫耳比來做爲基準時，則所生成的鋅尖長石結晶，係 會消耗掉該成爲鋅尖長石結晶析出之全部的最小含有成 分，其餘之成分則依Zn〇：A1203 = l : 1之莫耳比而被消耗 掉。於是，此時之CaO、A1203量之總合，即是本發明中所 析出鋅尖長石結晶之最大量。而且此算法中所使用的A1203 之含有量，係依照前述R所分配而求出之鋅尖長石計算 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I · I---I--訂------丨丨· *5^· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 486452 A7 B7 ~--------- 五、發明說明（％ ) 量° 例如，在玻璃爲CaO : 15重量％ (2·68毫莫耳/克）、 Α1203 : 24 重量％ (2_35 毫莫耳 /克）、Sl〇2 : 42 重量 ％ (7〇〇 毫莫耳/克）、B203 : 8重量％ (1.14毫莫耳/克）、Zn〇 ·· 15重 量％ (2.68毫莫耳/克）之場合下，自非結晶狀態起以9〇〇。〇加 熱到結晶化τη成’並觀察之。該經9 0 0 °C加熱後之結晶化玻 璃中，鈣長石與鋅尖長石之比（R)爲0.3769。 從而，依照R = 0.3769來分配A1203 ·· 24重量％ (2.35 毫莫耳/克），則在鈣長石結晶中爲17.43重量％ (1.71毫莫耳 /克）；在鈴尖長石結晶中爲6.57重量％ (0.64毫莫耳/克）。 因爲’所得到的CaO : 15重量％ (2.68毫莫耳/克）、 A1203 : 17.43 重量 ％ (1.71 毫莫耳/克）、Si02 : 42 重量 ％ (7.00毫莫耳/克）之具鈣長石構成之玻璃組成，則依照具最 小含有成分之A1203含有量，而求得鈣長石結晶之最大析 出量，即 CaO : 9.58 重量 ％、A1203 : 17.43 重量 ％、Si〇2 : 20.54重量％之總量：47.55重量％。 同理，由Zn〇：11重量％ (1.36毫莫耳/克）、A1203 : 6.57重量％ (0.64毫莫耳/克），則Zn〇：5.24重量％ (0.64毫 莫耳/克）及A1203 : 6.57重量％ (0.64毫莫耳/克）之總合1.81 重量％，即是鋅尖長石結晶之最大析出量。 從而，此結晶化玻璃中，合倂鈣長石結晶和鋅尖長石 結晶之最大結晶析出量爲59.36重量％。 又，殘留的Ca〇：5.42重量％、Si〇2 ·· 21.46重量％、 ZnO : 5.76重量％及B2〇3 : 8重量％即當做是求出來之形成 -1 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21ϋ χ 297公髮） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 ___B7 五、發明說明（11 ) 非結晶質之玻璃基材量。 經由上記方法所算出來結晶之最大析出量與X射線繞 射強度、以及實際的結晶化玻璃之X射線繞射強度，可算 出結晶化玻璃中之結晶析出量。 例如，自上開成分之非結晶質狀態之原料玻璃開始， 以高溫來進行加熱，不久即達到鈣長石結晶和鋅尖長石結 晶之最大含有狀態，顯示鈣長石結晶特有的最強射線之粉 末X射線繞射強度（讀數）爲1170;而顯示鋅尖長石結晶特 有的最強射線之粉末X射線繞射強度（讀數）爲441。 具有在該原料玻璃加熱途中祇析出鈣長石結晶狀態之 物中，其X射線繞射（讀數）爲55之場合下，則可求出該加 熱途中之鈣長石結晶含有量係爲2.24重量％(47.55 X 55 / 1170 = 2.24)。 更且，具有在該原料玻璃加熱途中也析出鋅尖長石結 晶狀態之物中，其X射線繞射（讀數）爲90之場合下，則可 求出該加熱途中之鋅尖長石結晶含有量係爲2.41重量 %(11·81 X 90 / 441 = 2.41)。又，於加熱途中之鋅尖長石結 晶含有量爲2.41重量％之玻璃中，在顯不釣長石結晶之X 射線繞射強度（讀數）爲1116之場合下；則可求出該結晶化 玻璃中之鈣長石結晶量係爲45.36重量％;合計鈣長石結晶 和鋅尖長石結晶之結晶含有量，即變成47.77重量％。 上記之在加熱途中所析出的鈣長石結晶含有量係爲 2.24重量％之玻璃中，其結晶部分爲CaO : 0.45重量％、 A1203 ·· 0.82重量％、Si〇2 : 0.97重量％ ;而非結晶部分爲 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) " ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7 $、發明說明（12)

Ca〇：14.55 重量 ％、A1203 : 23.18 重量 ％、Si〇2 ·· 14.04 重 量％、B203 : 8重量％及ZnO : 11重量％。 再者’所析出的鈣長石結晶含有量爲45.36重量％，而 所析出的鋅尖長石結晶含有量爲2.41重量％之玻璃中，其 鈣長石結晶部分係Ca〇：9.14重量％、A1203 ·· 16.62重量 %、Si02 : 19.59重量％ ;鋅尖長石結晶部分爲A1203 ·· 1.34 重量％、ZnO : 1·〇7重量％ ;而非結晶部分爲CaO : 5·86重 量％、Α1203 : 6.04 重量％、Si〇2 : 22.41 重量％、Β203 : 8 重量％及ZnO : 9.93重量％。 此外’在A結晶和B結晶爲各種鈣長石結晶和鋅尖長 石結晶以外之場合下，也可以上記同樣的方法來決定其組 成。 本發明所用的含有鈣長石結晶之結晶化玻璃，其通常 會含有Ca、A12和Si。做爲鈣長石結晶析出之該成分，可 預料得到，其利用CuK α射線之粉末X射線繞射，係在2 0 = 27.6°〜28.2°時具最強的射線。而且，該成分也存在有非 結晶質部分。 在結晶化玻璃中之Ca成分，換算成CaO計，以含有 5〜25重量％較佳，而更宜是8~25重量％。當CaO成分含量 過少時，可推測到在結晶化玻璃中，係難以析出鈣長石結 晶之結晶。相反的過多時，與氮化鋁燒結體接合時，會生 成裂縫而具有接合性變差之傾向。 A1成分以換算成A1203計，以含有15〜40重量％較 佳，而更宜是15〜35重量％。當A1成分含量過少時，則鈣 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .1»衣 訂---------線： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7 五、發明說明（13) 長石結晶之析出會不良。相反的過多時，與氮化鋁燒結體 接合，則有必需要以更高的溫度之傾向。 再者，Si成分也是如此，當Si成分含量過少時，則鈣 長石結晶之析出會不良，相反的過多時，與氮化鋁燒結體 接合，則有必需要以更高的溫度之傾向。較佳之Si成分以 換算成Si02計，係含有25〜60重量％，而更宜是33〜55重 量％ 〇 本發明結晶化玻璃中，含有Zn成分係相當重要的。藉 由摻混有Zn成分，利用CuK α射線之粉末X射線繞射而在 2 0 =27.6°〜28.2°時具最強的射線之Α結晶，其析出的溫度 可比不摻混時低25~100°C。再者，由於該結晶之析出圖樣 銳利之故，而可以防止在結晶化玻璃中殘留碳素或發生腫 脹。 在Zn成分之場合下，會析出B結晶（例如）鋅尖長石結 晶。因此，在Zn成分多時，析出A結晶之方法，較宜是析 出大部分是A1成分之B結晶，（例如）析出鋅尖長石結晶。 從而，Zn成分之含有量，以換算成ZnO計係宜爲0.5〜30重 量％ ;而較宜是0.5〜25重量％。再者，Zn〇也可存在於非結 晶質部分中。 本發明之結晶化玻璃係具低軟化點，爲了使與氮化鋁 燒結體之接合性良好，較宜是摻混有硼（B)。但是，含有多 量的硼（B)成分時，由於會增加吸溼性而使得耐葯品性低 下，較宜是不會影響，因而，以換算成B 203計宜含有 0.05〜20重量％，更宜是0.05〜18重量％。B203係存在於結 •15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 _B7___ 五、發明說明（14 ) 晶化玻璃之非結晶質部分中。 一般來說，爲了析出結晶化玻璃中之結晶成分，應摻 混有作爲結晶化核劑之Ti及/或Zr成分。但是，由於Ti及/ 或Zr成分會使得結晶化玻璃之熱膨脹係數增大，而不宜摻 混多量。更且，因爲含有此成分多量時，則會造成妨害 CaO · Ti02 · Si〇2結晶或CaO · Zr〇2 · 2Ti〇2 · Si〇2結曰0曰、 Zr02 · Si02結晶等結晶之析出，也妨害利用CuK α射線之 粉末X射線繞射而在2(9=27.6°〜28.2°時具最強的射線之 結晶的析出。此外，本發明係檢討了此點，由於以上述 Ca〇、Α1 203、Si〇2、Ζη〇及Β203來做爲構成分，全部均 未含有Ti及/或Zr成分而可完全的析出結晶量。結晶化玻 璃，由於接近於後述氮化鋁燒結體之熱膨脹係數，則Ti及/ 或Zr成分之摻混量，以換算成氧化物計宜在10重量％以 下，更宜是5重量％以下，而特別是實質上完全未含有者最 佳。 本發明之結晶化玻璃係與氮化鋁燒結體接合。一般而 言，玻璃之軟化點係較低，爲了容易與陶瓷接合，則在玻 璃中摻混Pb成分。因Pb在高溫下與氮化鋁燒結體起反應 會發生氣體，則在結晶化玻璃中會因此而發生膨脹。從 而，玻璃中所含有的Pb成分愈少愈好，具體而言，以換算 成氧化物計係不得不在5重量％以下；而更宜是在玻璃中實 質上不含有Pb成分。 本發明之結晶化玻璃中除了上述之成分之外，也可以 爲了使玻璃軟化點低下，更且爲了達到與氮化鋁燒結體之 -16- 冢紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *·-1®^ -------訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 ____B7___ 五、發明說明（15 ) 接合性向上增加之目的，而摻混其他的成分。舉例來說’ 例如鹼金屬（Li、Na、K)或Ca以外之鹼土金屬（Mg、Sr、Ba) 等可做爲這樣的成分。然而，當摻混這樣的成分係多量 時，一方面結晶化玻璃之電氣特性（例如介電係數或電阻性） 或而葯品性會變差，一方面熱膨脹係數也會變高。 又且，也可以摻混不會損害本發明效果之其他成分。 在 Ca〇、A1203、Si〇2、Zn〇、B2〇3、Pb〇、Ti〇2 及 Zr〇2成分以外之成分，以氧化物來換算，宜是在7重量％ 以下。特別是，鹼金屬成分，換算成氧化物計，宜是在2 重量％以下；鹼土金屬成分，換算成氧化物計，宜是在5重 量％以下；鹼金屬成分和鹼土金屬成分之總量，換算成氧化 物計，宜是在5重量％以下；而更宜是實質上不含有。又， 含有該成分並不會造成問題。 又，在本發明之結晶化玻璃中，在不會損害本發明效 果之範圍內，也可摻混不能換算成氧化物之氟素成分。 當考量後述原料之容易取得或容易製造、電阻性或介 電係數等電氣特性、與後述氮化鋁燒結體之接合性良好或 具一致的熱膨脹係數、耐熱性或耐葯品性等平衡時，本發 明結晶化玻璃之組成中，將各構成成分換算成氧化物計， 宜是由Ca〇：5〜25重量％、A1203 : 15〜40重量％、Si02 : 25〜60 重量 ％、B203 : 0.05〜20 重量 ％、ZnO : 0.5〜30 重量 %、Ti02 + Zr02 : 0〜5重量％、PbO : 0〜5重量％、其他金屬氧 化物：0〜7重量％ (惟，此等各組成分合計爲100重量％)所 組成之結晶化玻璃；而更宜是由CaO : 8〜25重量％、 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

486452 A7 ___ B7 五、發明說明（16 ) A1203 ·· 15〜35 重量 ％、Si〇2 : 33-55 重量 ％、B203 : 0.5〜18 重量％、ZnO : 0·5~25重量％ (惟，此等各組成分合計爲1〇〇 重量％)所組成之結晶化玻璃。更且，上述組成中，Ζη〇最 好是·· 3〜18重量％。 本發明之利用CuKa射線之粉末X射線繞射而在2 0 = 27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶，係具有高電阻性和 小介電係數等電氣特性，通常，電阻係數係在1 X 1012Ω · 公分以上，介電係數在1GHz時爲8以下。由於爲了使後敘 所形成的結晶化玻璃或氮化鋁燒結體，可充分地發揮電氣 回路特性，該結晶化玻璃之電阻係數宜是在1 X 1013Ω ·公 分以上，而更較宜是在1 X 1014Ω ·公分。再者，該結晶化 玻璃之介電係數在1GHz時宜是在7.5以下，而更宜是在7 以下。做爲本發明之接合體，特別合宜的是具有lx 1014 Ω ·公分以上之電阻係數，而且具在1GHz時爲7以下之介 電係數。 本發明之結晶化玻璃，係可依照公知的方法來製造。 具體來說，調製可析出利用CuKa射線之粉末X射線繞射 而在2 0=27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶所組成的非 結晶質玻璃，以預定的溫度來加熱該非結晶質玻璃，而可 以在玻璃中析出結晶。 此非結晶質玻璃，其軟化溫度及結晶之析出溫度宜是 在1100°C以下，而更宜是在105CTC以下，更佳是在97(TC 以下，最佳是在900°C以下。 這樣的非結晶質玻璃，一旦在將由前記之化學組成所 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7 五、發明說明（） 調合成的原料予以熔融後，係可藉由急速冷卻之方法，來 製造一旦非結晶質化之玻璃。 做爲在該非結晶質玻璃之製造方法中所使用之原料， 舉例來說係可用與其目的相對應之各種氧化物。氧化物係 不侷限於單純氧化物而已，也可使用複合之氧化物。再 者，做爲上述製造方法中所使用之原料，除了氧化物以 外，宜使用碳酸鹽、氫氧化物。更且，也可使用氟化物、 氯化等鹵化物；硝酸鹽、硫酸鹽等無機鹽；草酸鹽、檸檬 酸鹽等有機酸鹽；金屬鹼氧化物等有機金屬化合物；以及 其之水合物等。 上述氧化物以外之化合物之具體的例子，舉例來說 有：CaC〇3、Ca(〇H)2、乙酸鈣、CaC12、CaF2、A1(〇H)3、 A1C13、A1F3、碳酸鎂、醋酸鎂、MgC12、MgF2、H3B03、 四乙基矽化物等。又，可使用如Si02這樣的天然物質。 詳細來說，依照上述之製造方法，稱量換算成氧化物 之在目的組成中之原料化合物量並混合之，在1200~17°C左 右使之熔融。經熔融得組成物，以在水冷金屬板上流出等 方法，使之急冷而玻璃化。以X射線繞射分析來確認此非 結晶質。玻璃之X射線繞射圖形，係爲利用CuK α射線於 0=18°〜35°範圍內之圖樣，其顯示出在25°附近具有穩定 之峰値（第2圖）。 在適當的加熱條件下，該非結晶質玻璃係可析出利用 CuKa射線之粉末X射線繞射而在2 0 =27.6。〜28.2。時具最 強的射線之A結晶（第4、5圖）。又，依照該組成及加熱條 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） £—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 —~ __B7 五、發明說明（18) 件，係可析出A結晶，更加地可析出利用CuK α射線之粉 末X射線繞射而在20 =36.6°〜37.0°時具最強的射線之Β 結晶（第6〜9圖）。 本發明之接合體，係可由上述之結晶化玻璃與氮化鋁 燒結體接合而成。 在本發明接合體中所使用之氮化鋁燒結體，係以Α1Ν 爲主成分之組成所成之燒結體，並不限於使用公知之物而 成。除了 Α1Ν以外，爲了減低燒成溫度係可使用Υ203、 Yb203、Er2〇3、Ho2〇3、或含有 Sc、Y、Er、Yb、Dy、 Ho、Gd、La等其他烯土族元素化合物；CaO、SrO等鹼土 族金屬化合物之燒結劑、或例如Li20等鹼金屬或Si02、 Si3N4、SiC等矽化合物；更且，爲了使成爲黑色化之燒結 體，可使用含有例如Mo、W、V、Nb、Ta、Ti等金屬及其 金屬化合物或含有碳素之物。 氮化鋁燒結體之表面，其係可依照所對應之目的而選 擇燒成狀態之表面、洗淨或搪磨之物、表面經硏削之物、 硏磨成鏡面之物等。 就燒結體之熱傳導性或對葯品性、熱膨脹係數、電氣 特性、光學特性及製造容易度等來考量，宜使用實質上不 含有其他成分之A1N燒結體，或者含有Y或Er化合物，以 換算成氧化物（Yb203、Er203)計爲0.1〜15重量％之A1N燒 結體。更宜是使用含有Y或Er化合物，以換算成氧化物 (Yb203、Er2〇3)計爲0.5〜10重量％之A1N燒結體。 本發明之製造結晶化玻璃與氮化鋁燒結體之接合體之 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i〇〇452 A7 r^_____B7_ _ 五、發明說明（19) 方法’宜是使用這樣的方法，特佳是採用以下之方法。 意即，在氮化鋁燒結體上所形成的含有上述之由於加 熱’而可析出利用CuK α射線之粉末X射線繞射在2 0 = 27.6°〜28.2°時，具最強的射線之結晶所組成的非結晶質 玻璃（原料玻璃）之玻璃層，係在該原料玻璃之軟化點以上加 熱’而使得玻璃與氮化鋁燒結體接合。利用CuK α射線之 粉末X射線繞射而在20=27.6°〜28.2。時具最強的射線之 結晶，雖然係可以用有別於該接合目的之加熱而析出，但 宜是利用同時可析出與接合之加熱。也就是說，在加熱經 形成氮化鋁燒結體之原料玻璃層時，係以在原料玻璃之軟 化點以上，而且在利用CuK α射線之粉末X射線繞射而在2 Θ =27.6°〜28.2°時，具最強的射線之結晶之析出溫度以上 之加熱溫度來一次加熱，而製造出結晶化玻璃與氮化鋁燒 結體之接合體。 該加熱溫度雖然隨著原料玻璃之組成而不同，但宜是 600〜1100°C ’更宜是800〜1050°C，較宜是800〜970°C，最宜 是800~900°C。加熱溫度過低時，會有接合或結晶析出不完 全的傾向；相對的，加熱溫度過高時，則一方面會有結晶 析出量多的傾向，一方面不僅會消耗能源（等不利因素），使 得在後述之電氣電路形成之場合下，不僅構成該電氣電路 之An、Ag、Cii等金屬會熔融，而且也難形成適切的電路。 再者，在形成多層玻璃層之場合，或在後述之電氣電 路形成之時，來進行其他的加熱等場合下，在複數次來進 行加熱之場合’係指該結晶質部分不會析出氮化錦燒結體 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

486452 A7 ___ B7_______ 五、發明說明（2〇 ) 和結晶化玻璃1次接合物，而係在此後之加熱中析出。 而且，本發明之製造接合體之方法，並不侷限於上述 之方法，必要時，可使用已析出的結晶之一部分來做爲原 料玻璃，更且在軟化•接合之際來加熱而析出結晶之方 法，也可以使用在複數次之重複的塗布玻璃膏糊、加熱· 軟化後，最後再進行加熱而析出結晶之方法。 該結晶之析出，係可以利用CuKa射線之粉末X射線 繞射來確認之。依照本發明所析出之結晶，係在20 =27.6° 〜28.2°時具最強的射線。又，最強的射線爲在2 0 =27.6° 〜28.2°時所析出的結晶，而在20=36.6° ~37.0°時具特有 最強的射線之結晶，在進一步結晶化時，從而係顯示出在2 0 =31.0° ~3 1.4°具第二強的繞射射線。 前述在氮化鋁燒結體上形成原料玻璃之方法，係可使 用公知的方法。 具體來說，微粉末化之原料玻璃，與有機接合劑及溶 劑一起混合而成爲膏糊。較宜是以網版印刷等手法，將該 膏糊塗布在氮化鋁燒結體之表面上，再加熱使有機成分揮 散。 在原料玻璃膏糊化時，依據製造膏糊之容易性、在與 氮化鋁燒結體接合燒成後所形成的玻璃表面之平滑性等特 點來看，該玻璃粉末之粒子大小宜是0.1〜20微米，更宜是 0.3〜10微米，而最宜是0.5〜6微米。 又，就結晶化玻璃與氮化鋁燒結體之熱膨脹係數等而 論，爲了使低判電係數化或使脫接著性增加，可在原料玻 -22- ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） "~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 —____B7___ 21五、發明說明（） 璃之膏糊中，加入有效的A1203、Si02、Si3N4、SiC、 AIN、莫來石、尖晶石、蓳青石等陶瓷粉末來做爲塡料。再 者，在不影向特性之範圍內，也可以含有鈷、鎳、鉻等過 渡金屬之顏料，例如以換算成氧化物計，可添加5重量％以 下之過渡金屬，而呈現出綠色、藍色、褐色等顏色。一般 來說，顏料宜是尖晶石系粉末。 依照本發明，由含有A結晶之結晶化玻璃和氮化鋁燒 結體所成之接合體，該結晶化玻璃與氮化鋁燒結體之接合 強度，以各種裝置組件在使用時之信賴性或耐久性等點來 看，以90°C、垂直張力試驗所得之平均接合強度宜是在 25MPa以上，更是在35MPa以上，而較佳是在50MPa以 上。 依照本發明之接合體，宜是在結晶化玻璃之表面或內 部中形成電氣電路。而者，也可以在氮化鋁燒結體之表面 上形成電氣電路。 就做爲電氣電路而言，並不限於使用含有導體、阻抗 性材料及介電材料等公知之物而成。又，其形成方法，係 可使用公知之方法而成。 在所形成的電氣電路中，係可使用Au、Ag、Cu等低 電阻•低熔點金屬，以及鎢、鉬等高熔點金屬，白金系、 鎳、鉻、鈷、鈦、鉻、鉅、鈮及其合金之各種金屬材料， 此等金屬之氮化物、碳化物、矽化物等。在上述之各種材 料中，Au、Ag、Cu等低電阻材料係較廣泛地使用。爲了避 免此等材金屬成分熔融，理想上係不在110CTC以上加熱而 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

P 11111 線 486452 A7 B7 29 五、發明說明（） 製造，更期望是不在1050°C以上加熱。 形成電氣電路之方法，可採用使用金屬膏糊之網目刷 印法，電解或無電解鍍膜法，噴鍍或蒸著之類的薄膜形成 法等公知的方法。 在氮化鋁燒結體之表面上形成電氣電路之場合，而在 製造出結晶化玻璃與氮化鋁燒結體之接合體前，係可預先 在氮化鋁燒結體之一面或複數面（例如，相對存在之2個面） 上形成電氣電路。此場合下，結晶化玻璃係可能與覆蓋在 氮化鋁燒結體表面上之電氣電路接合，也可能與不覆蓋電 氣電路接合，也可能與僅覆蓋一部分之電氣電路接合。更 且，結晶化玻璃係可能與僅覆蓋在氮化鋁燒結體表面之一 個面上者接合，也可能與覆蓋複數個面者而接合。此場合 下，在氮化鋁燒結體之複數個面上所形成的電氣電路，宜 是以結晶化玻璃來覆蓋其一面上之電氣電路，而並不覆蓋 其他面。又，也可以一面全不覆蓋，而僅覆蓋其一部分。 再者，爲了防止形成電氣電路之材料腐蝕，而在形成 電氣電路之材料表面上，施予軟銲之場合所熔融之軟銲 物，爲了防止流出不必要的軟銲物等目的，也可以不與電 氣電路接觸而與氮化鋁燒結體接合。 在結晶化玻璃之表面上形成電氣電路之場合，也可以 上述同樣的方法，在氮化鋁燒結體表面上形成電氣電路。 又，可做爲在結晶化玻璃表面上形成電氣電路之方法，首 先，係在原料玻璃表面上形成會因加熱而形成電氣電路之 物質之層，在加熱該積層物而在表面上形成電氣電路層來 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f-· -------訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7___ 23 五、發明說明（） 做爲結晶化玻璃之後，覆有電氣電路層上更形成玻璃層’ 再度加熱玻璃使成爲一體化，而且可返覆地操作之方法。 依照此方法所製造的玻璃積層體’其接合部分’較宜是藉 由熔融而沒有可以目視確認之隙縫所成之一體化者’在此 場合下，各個未完全一體化之玻璃層及其接合面，也包括 在本發明之實施例態樣之內。 更且，在以多階段積層這樣的玻璃時，也可使用各層 相異組成之玻璃。例如，與氮化鋁燒結體接觸之層，係可 用接合性高而軟化點低之玻璃；而與大氣接觸之層，係可 用對藥品性高之玻璃等。又，在不損壞本發明效果之範圍 內，也可採用不含有利用CuKa射線之粉末X射線繞射而 在20 =27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶之玻璃。做爲 此場合之例子，舉例來說有如後述第20圖之頂面玻璃4。 又且，此等電氣電路之形成方法之實施例態樣，舉例 來說，係可採用公知的由含有氮化鋁燒結體表面及/或非結 晶質之原料玻璃所成之玻璃層上，以網目刷印法來塗布導 電性金屬膏糊，藉由在800〜970°C來加熱該積層體，使非結 晶玻璃膏糊變換成結晶化玻璃，接合結晶化玻璃與氮化鋁 燒結體，以及同時進行變換導電性膏糊之電氣電路之方 法。 在構成多層上述電氣電路及結晶化玻璃之場合，結晶 化玻璃之機能係做爲各個電氣電路間之絕緣層。做爲絕緣 層機能之結晶化玻璃之厚度，爲使容易形成良好的電氣絕 緣性與各個電氣電路間之電氣連結通孔，或容易形成均一 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 ___B7_ 24 五、發明說明（） 的厚度，則1層宜是1〜300微米，更宜是3~100微米，而最 宜是5〜70微米。 本發明亦提供一種如上所述之藉由加熱而形成結晶化 玻璃、氮化鋁燒結體及電氣電路之方法。 在此場合下，經變換的結晶化玻璃所做成之原料玻璃 也未必要含有Zn成分，也可能析出利用CuK α射線之粉末 X射線繞射而在20=27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶， 而且’如果以Ti成分及Zr成分以換算成氧化物計係在10 重量％以下、Pb成分係在5重量％以下之非結晶之玻璃，則 也可以得到本發明之效果。無論Zn成分是否在0.5〜30重量 %，其製造方法之加熱溫度愈低愈好。 本發明之由結晶化玻璃和氮化鋁燒結體而成之接合體 之較佳的實施例態樣，該接合體係含有60〜90重量％之利用 CuK α射線之粉末X射線繞射而在20 =27.6° ~28.2。時具最 強的射線之結晶；10〜40重量％之利用CuK α射線之粉末X 射線繞射而在20=36.6°〜37.0°時具最強的射線之結晶； 該結晶化玻璃之組成係由Ca〇-A12〇3-Si〇2-B203-Zn0系結 晶化玻璃；該結晶化玻璃和氮化鋁燒結體所成之接合體係 具9(TC、垂直張力試驗之平均接合強度爲35MPa以上；而 且在結晶化玻璃之表面及/或內部中係形成多層之電氣電 路。 更佳的實施例態樣，係在上述接合體中之結晶質部分 係佔40〜70重量％，其中70〜90重量％爲鈣長石結晶，1〇〜30 重量％爲鋅尖長石；該結晶化玻璃之電阻係數爲i x 1014 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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OR 五、發明說明（） Ω ·公分以上，在1MHz之介電係數爲7以下；該結晶化玻 璃和氮化鋁燒結體所成之接合體係具90°C、垂直張力試驗 之平均接合強度爲50MPa以上；而且在結晶化玻璃之表面 及/或內部中係形成多層之電氣電路。 第20圖所示者，即爲電路基板例子之一。在第20圖 中之氮化鋁燒結體2上，係形成3層之結晶化玻璃1。結晶 化玻璃之內部、表面、氮化鋁燒結體基板表面上係形成配 線導體3。該配線導體係使用以Cu、Ag和Au爲主體之低 電阻材料。其他係形成保護配線導體之頂面玻璃4、導通用 孔6等。在該電路基板上所搭載的係爲半導體晶片5、電阻 體或之類的晶片組件7。 本發明之接合體，並不僅限於第20圖所示之物，而玻 璃層宜形成1層及2層，或4層以上之物。再者，半導體 晶片之安裝，雖然是不宜從放熱點通到第20圖之氮化鋁燒 結體上之玻璃層，但可藉由電路設計而通過薄玻璃來安 裝。在此場合下，玻璃層之厚度宜是在100微米以下。 又，半導體晶片係在如第20圖所示之玻璃層側面上，也可 以安裝在相對之側面上。 在本發明中，含有利用CuKa射線之粉末X射線繞射 而在2(9=27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶之結晶化玻 璃，由於係具有耐藥品性外，也具有優良之耐酸性、耐電 漿蝕刻性等，當避免將藉由與氮化鋁燒結體接合之氮化鋁 燒結體直接曝露於嚴酷的環境時，則會賦與氮化鋁燒結體 之向上提昇的耐藥品性（特別是對耐鹼性或熔融鹽之耐腐蝕 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） £—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7 五、發明說明（26 ) 性）、耐酸性（特別是對在氧化性氣氛中，600°C以上之高溫 下之耐腐蝕性）、耐電漿蝕刻性（特別是在製造半導體裝置 中，對含有氯、氟等腐蝕性元素之耐電漿蝕刻性）。從而， 本發明之結晶化玻璃與氮化鋁燒結體之接合體，除了係可 應用於上述電路基板以外，也可應用於機械組件或加熱器 等之高溫構造材料、半導體製造裝置之冶練工具上。 圖示之簡單說明 第1圖係將在實施例1中所得到的Ca〇-A12〇3-Si02-B203-Zn0系非結晶質玻璃，於900°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖與JCPDS卡之比較圖。 第2圖係由實施例1所得到的Ca〇-A12〇3-Si02-B2〇3-Zn〇系非結晶質玻璃之粉末X射線繞射圖。 第3圖係將在實施例1中所得到的CaO-A12〇3-Si〇2-B203-Zn0系非結晶質玻璃，於800°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第4圖係將在實施例1中所得到的Ca〇-A12〇3-Si〇2-B203-Zn0系非結晶質玻璃，於830°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第5圖係將在實施例1中所得到的Ca0-A1203-Si〇2-B203-Zn0系非結晶質玻璃，於840°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第6圖係將在實施例1中所得到的Ca〇-A1203-Si〇2-Β2〇3-ΖιιΟ系非結晶質玻璃，於850°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Γ讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7_ 五、發明說明（27 ) 第7圖係將在實施例1中所得到的Ca〇_A12〇3-Si〇2-B203-Zn0系非結晶質玻璃，於875°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第8圖係將在實施例1中所得到的Ca〇_A12〇3-Si〇2-B203-Zn0系非結晶質玻璃，於900°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第9圖係將在實施例1中所得到的Ca〇-A1203-Si〇2-Β203·Ζη0系非結晶質玻璃，於i〇〇〇°c下加熱20分鐘之物 件之粉末X射線繞射圖。 第10圖係將在實施例1中所得到的Ca〇-A1203-Si〇2-B203-Mg0系非結晶質玻璃，於850°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第11圖係將在實施例1中所得到的Ca0-A1203-Si〇2-B203-Mg0系非結晶質玻璃，於下加熱20分鐘之物件之 粉末X射線繞射圖。 第12圖係將在實施例1中所得到的Ca〇-A1203-Si〇2-B203-Mg0系非結晶質玻璃，於i〇〇〇°C下加熱20分鐘之物 件之粉末X射線繞射圖。 第13圖係由實施例2所得到的Ca0-A1203-Si02-B2〇3-Zn〇系非結晶質玻璃之粉末X射線繞射圖。 第14圖係將在實施例2中所得到的Ca〇-A1203-Si〇2-B203-Zn0系非結晶質玻璃，於800°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第15圖係將在實施例2中所得到的Ca0-A1203-Si〇2- -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------I 1 訂 — — — — — — —--· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） B203-Zn0系非結晶質玻璃，於850°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第16圖係將在實施例1中所得到的Ca0-A1203-Si〇2-B203-Zn0系非結晶質玻璃，於875°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第17圖係將在實施例2中所得到的Ca〇-A1203-Si〇2-B203-Zn0系非結晶質玻璃，於900°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第18圖係將在實施例2中所得到的Ca0-A1203-Si〇2-B203_Zn0系非結晶質玻璃，於950°C下加熱20分鐘之物件 之粉末X射線繞射圖。 第19圖係將在實施例2中所得到的Ca〇-A1203-Si02-B203-Zn0系非結晶#璃，於i〇〇〇t：下加熱分鐘之物 件之粉末X射續—―離她幽 實施例及參考 以下 明並不僅限於此等實施例之物件而已。 實施例1 在乾式球磨機中混合具有CaO ·· 15重量％ ; A1203 ·· 24 重量 ％ ; Si02 : 42 重量 ％ ; B203 : 8 重量 ％ ; ZnO : 11 重量 ％ 之組成的原料，而調製成60克之原料摻混物。將白金放入 其中以160(TC來熔融之。然後，除了使用做爲Ca0來源之 CaC03粉末以外，尙使用氧化物粉末之原料。使熔融液在 有冷水流通之不銹鋼板上急冷而得到玻璃。以粉末X射線 -30-

根。/¾成離人碱瑪與名, 根據實施例來具體地說_#發明，但本發 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線 __ 486452 A7 B7

OQ 五、發明說明（） 繞射來調查該玻璃之非結晶質。其繞射圖形係示於第2 圖。 其次，以球磨機將玻璃粉碎成5微米之平均粒徑，將 鋁放入該粉末中，以昇溫速度20°C/分來加熱之，在800 °C、83(TC、84(TC、85CTC、875 °C、900°C、1000°C 之各個 溫度下保持20分鐘。冷卻後，以粉末X射線繞射調查之。 其結果，雖然以80CTC加熱之物並不變成結晶化（第3圖）， 但是可以確認出用CuKa射線之粉末X射線繞射而在20 = 27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶（第4圖）。以840°C 時’係會進一步結晶化（第5圖），以850°C時，則可確認出 在20 =36.6°〜37.0°時具最強的射線之結晶，以及在20 = 27·6°〜28.2°時具最強的射線之結晶量乃大增（第6圖）。 第7〜9圖爲各以875。0：、900°C、100(TC加熱之物之粉末X 射線繞射圖。 比較所析出的結晶之（在20=27.6°〜28.2°附近之繞射 線）之強度，以8751、900°C、1000°C加熱之物之結晶化程 度不大有變化，結晶析出係在85(TC附近開始急遽的增加。 之後，以83〇°(：及84〇°(：加熱係無法辨認出在2 0二27.6 °〜28·2°時具最強的射線之結晶，在850°C時則有少量析 出，進而在875°C〜900°C時結晶化。 將此結晶與；FCPDS比較，在20 =27.6°〜28.2°時具最 強的射線之結晶係爲鈣長石結晶，同樣的，在20 =36.6° 〜37.0°時具最強的射線之結晶係爲鋅尖長石結晶（第1圖）。 又，不可確認出其他的結晶。又且，在第6〜9圖中歸屬於 -31 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝

經濟部智慧財產局員工消費合泎fi印製 486452 A7 __B7___ 30 五、發明說明（） 鈣長石結晶之峰値係標記爲〇，而其他的繞射峰値則歸類 爲鋅尖長石結晶。 又，此種玻璃之利用CuKa射線之粉末X射線繞射上 之繞射強度、R及結晶量係示於表1。 依據差分熱分析（以昇溫速度爲20°C/分鐘來加熱），結 晶化完成之溫度爲925°C。與上述之X射線繞射結果一致。 在900°C加熱之結晶化玻璃之結晶量，用已敘述之方法來求 出，係爲59.36重量％。其中，鈣長石結晶爲47.55重量％， 而鋅尖長石爲11.81重量％，其餘的爲非結晶質之玻璃基 材。又，關於X射線繞射之條件，全部的試樣係使用飛利 浦公司製之PW1 830型全自動粉末X射線繞射裝置，以Cu 陰極在標記電壓•電流40仟伏特、40毫安培所發生的Κα 射線。將X射線繞射用之試樣予以粉末化，緊密地充塡於 玻璃製15X20毫米之長方形附有夾座之容器中。之後，X射 線強度係將直接計數之強度減去X射線背景計數強度之差 而求得其讀數。 非結晶質部分之組成係具59.36重量％之結晶量之結晶 化玻璃，其中Ca〇：5.44重量％ ; Si02 : 21.45重量％ ; B203 : 8重量％ ; ZnO : 5.76重量％ ;並具有2.235重量％之 結晶量之結晶化玻璃，其中Ca〇：14.55重量％ ; A1203 : 23.18 重量 ％ ; Si02 : 41.04 重量 ％ ; B203 : 8 重量 ％ ; ZnO : 11重量％。 以300公斤重/平方公分之壓力，來加壓上述粉碎成平 均粒徑爲5微米之玻璃粉末使之成形，在大氣中以900 °C加 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7 五、發明說明（） 熱來製作結晶化玻璃之成形體。成形體之形狀有1X1X60毫 米之角棒、5X5X50毫米之角柱、直徑30毫米X2毫米厚之 圓板等3種。在20°C、60Rh%之恒溫恒溼條件下，用該燒 結體來測定其高頻下之介電係數及直流電阻。以擾動法來 測定1X1X60毫米之試驗片，其介電係數之結果，在1GHz 爲6.6，在3GHz爲6·7和在10GHz爲6.4，其係比氮化鋁燒 結體者小。熱膨脹係數係以5X5X50毫米之試驗片來測定， 在100〜500°C之熱膨脹係數爲4.8xl0-6/°C。以圓板來測定直 流電阻，施加500V1分鐘後，可得到5.9Χ1015Ω ·公分之 高電氣絕緣性。 其次，在前述急冷後，將10克之粉碎成平均粒徑爲5 微米之玻璃粉末、4克做爲溶劑之α -萜品醇，0.15克之做 爲結合劑之乙基纖維素予以混合，而製作成膏糊。以網版 印刷法將該膏糊塗佈於40X45X0.63 5毫米之氮化鋁燒結體基 板（托庫夕馬公司製，商品名爲SH30)上。當該膏糊乾燥 後，在大氣中或Ν2氛圍氣中以昇溫速度爲20°C /分鐘、在 900°C下加熱20分鐘而燒成。在大氣中或N2氛圍氣中之燒 成品冷卻後，結晶化玻璃與氮化鋁燒結體會緊密地接合， 但沒有見到裂縫、剝離。又，返覆爲之，在接合體中也見 不到。之後，以相同的條件，返覆操作4次後，則發生不 完全的接合。在N2氛圍氣中燒成試樣中之結晶化玻璃，係 具黑色化傾向或見不到腫脹•發泡現象。 用上述剩下的未達乾燥前之玻璃膏糊之未完成的基 板’以網版印刷法，在玻璃膏糊上塗佈做爲固形分之由純 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝--------訂---------

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7__ 32 五、發明說明（） 銅粉做成之金屬銅膏糊（京都艾雷庫斯公司製，商品名爲 DD3200A)，並乾燥成直徑2.5毫米X13微米厚之圓板狀。 在N2氛圍氣中將玻璃膏糊乾燥，於900°C下20分燒成之。 以銅膏糊所燒結的銅等，將在此所成的金屬銅銲於直徑爲 1·2毫米之42%Ni-Fe合金棒上，並進行垂直張力試驗。該 金屬銅部分之10個測定結果，其平均値爲56MPa，或者是 說，最小値爲29MPa，最大値爲80MPa。依據此強度試驗， 可見到破壞模數強度低之金屬銅部分被破壞了。雖然，強 度高的物質，如結晶化玻璃之內部或氮化鋁燒結體之內部 也被破壞了，但是在所有的測定中，結晶化玻璃及氮化鋁 燒結體之界面附近並不被破壞，由此可確定該結晶化玻璃 和氮化鋁燒結體之接合性，乃是強固的。 參考例1 和實施例1 一樣的，調製由Ca〇：16重量％ ; A1203 : 27 重量 ％ ; Si02 : 44 重量 ％ ; B203 : 9 重量％ ; MgO : 4 重 量％所組成的非結晶質玻璃。在800 °C、850°C、900。0及 1000°C之各個溫度下，加熱此非結晶質玻璃各20分鐘。該 加熱後之X射線繞射圖樣係表示於第10〜12圖中。 此玻璃在20=27.6°〜28.2°時之X射線強度係示於表 1 ° 依據表1可明白：在低溫時，含有Zn成分之實施例1 之玻璃，比沒有含Zn成分之參考例1，更會析出鈣長石結 晶。思即’顯不出實施例1之玻璃’在830 °C開始析出韩長 石結晶，於840 °C成長，在850 °C加熱下而急遽的析出。 -34- ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 一 ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 __B7 _ 33 '*"""· 五、發明說明（） 但，在850°C所析出之物，與在l〇〇(TC者，沒有什麼差別。 另一方面，沒有含Zn成分之參考例1之玻璃，在900加 熱所析出錦長石結晶量，雖然與實施例1在840°C加熱者相 等，但相差有60 °C。參考熱差分分析之數據，含有Zn成分 者，其結晶化溫度成低25~10(TC。 -35- ϋ張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 ^*7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

486452 A7 B7 五、發明說明（34 )

鐮41骧® X %¥_/_峭煺 sllw snlg铢 目 (S.6寸)OJ卜·05 (une.9e)ooooo-e (6°°.9cn) 6οο·9£ (SI) SI (ee/ze)cnRe (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) m m 鐮 4lsitex 承__/_蝇煺 1.0oso.o awls® ias (_lnsignlsaga: M 5# »<# (9wn)(es) o) § (s

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(CSI 寸)卜 SI φοζχ 30001 ^orgxpos Φ0Ζ:ΧΡ006 ΦΟΓ^Χ cus ^ocsxpolooo φο^χ ocos φοζχροΓηοο ^ocsxpgoo 36 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 486452 A7 B7 五、發明說明（5) 實施例2 和實施例1 一樣的，調製由Ca〇：15重量％ ; Al2〇3 ·· 19 重量 ％ ; Si02 : 42 重量 ％ ; B2〇3 : 12 重量 ％ ; ZnO : 12 重 量％所組成的非結晶質玻璃。保持在80(TC、850°C、875 °C、900°C、950°C及100(TC之各個溫度下20分鐘，調查析 出結晶量。 結果’在80(TC加熱之物並不變成結晶化（第14圖）， 但在850°C時可確認開始析出鈣長石結晶（第15圖），在875 °C時鈣長石結晶進而結晶化（第16圖），在90(rc時結晶化終 了（第17圖）。而且，以熱差分分析（以昇溫速度爲20°C /分 鐘來加熱）本實施例之結晶化玻璃，其結晶化點爲998°C。 另一方面，在900°C前可確認不會析出鋅尖長石結晶， 而在950°C時有少量析出（第18圖），在1000°C時並不進一 步結晶化（第19圖）。 在1000°C加熱後之結晶化玻璃之結晶量，用已敘述之 方法來求出，其係爲50.89重量％。其中，灰長石結晶爲 49.07重量％，而鋅尖長石爲1.82重量％，其餘的爲非結晶 質之玻璃基材。又，在850 °C加熱後之結晶化玻璃之結晶 量，用已敘述之方法來求出，其係爲3.73重量％。其中， 全部爲灰長石結晶，而殘餘的係非結晶質之玻璃基材。 非結晶質部分之組成係具50.89重量％之結晶量之結晶 化玻璃，其中Ca〇：5.11重量％ ; Si〇2 : 20.81重量％ ; BAs : 12重量％ ; ZnO : 11.19重量％ ;而具有3.733重量％ 之結晶量之結晶化玻璃，其中CaO : 14.25重量％ ; Al2〇3 : -37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7 五、發明說明（） 17.63 重量 ％ ; Si〇2 : 40.40 重量 ％ ; b2〇3 : 12 重量 ％ ; Zn〇： 12重量％。 第13~19圖爲在各加熱溫度下之粉末X射線繞射圖， 其X射線強度及量則示於表1中。 與實施例1相同的，前記非結晶質玻璃之在900°C所 形成之結晶化玻璃之成形體，其介電係數及直流電阻之測 定結果，其介電係數在1 GHz下爲6.5，在3GHz爲6.7和在 10GHz爲6.6，其係比氮化鋁燒結體者小。直流電阻之測定 結果爲具7.7X1015 Ω ·公分之高電氣絕緣性。又且，在 100〜300°C之熱膨脹係數爲4.5xlO_6/°C。在100~500°C之熱膨 脹係數爲4.9xl(T6/°C。 其次，以實施例1相同地來調查氮化鋁燒結體之接合 性。在大氣中或N2氛圍氣中燒成品，其結果，冷卻後結晶 化玻璃與氮化鋁燒結體亦會緊密地接合，而沒有見到裂 縫、剝離。又，以相同的條件，返覆操作4次後，則發生 不完全的接合。在N2氛圍氣中燒成試樣中之結晶化玻璃， 係具黑色化傾向或見不到腫脹•發泡現象。燒成後，玻璃 層厚40微米。 又，用上述之非結晶質玻璃，以由含有Pt粉末之 Ag/Pt系粉末所做成之金屬膏糊（京都艾雷庫斯公司製）來做 爲固形分，與實施例1同樣地做成接合體，並進行90°垂 直張力試驗。該金屬部分之10個測定結果，其平均値爲 54MPa，又，最小値爲26MPa，最大値爲74MPa。依據此強 度試驗，可見到破壞模數強度低之金屬銅部分被破壞了。 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 B7______ 37 五、發明說明（） 雖然，強度高的物質，如結晶化玻璃之內部或氮化鋁燒結 體之內部也被破壞了，但是在所有的測定中’結晶化玻璃 及氮化鋁燒結體之界面附近並不被破壞，由此可確定該結 晶化玻璃和氮化鋁燒結體之接合性，乃是強固的。 參考例2 爲知道玻璃中Pb成分量之影響，乃製造由CaO ·· 15重 量％ ; A12〇3 : 24重量％ ; Si〇2 : 42重量％ ; BAs : 7.6重量 % ; Zn〇：11重量％ ; PbO ·· 0.4重量％所組成的非結晶質玻 璃；以及由 CaO : 13 重量 ％ ; A1203 : 21 重量 ％ ; Si02 : 38 重量％ ; B2〇3 ·· 7.1重量％ ; Zn〇：10重量％ ; Pb〇：10.9重 量％所組成的非結晶質玻璃。與實施例1同樣地方法，使 接合成氮化鋁燒結體。 其結果，雖然含有PbO : 0.4重量％之玻璃可毫無問題 地與氮化鋁燒結體接合；但是含有PbO : 10.9重量％之玻璃 則會發生多量腫脹發泡，以鑷子接觸，則結晶化玻璃與氮 化鋁燒結體接之接合部分，會容易地剝離。 參考例3 爲知道玻璃中Ti成分量及Ζι:成分量之影響，乃製造 由 CaO : 19 重量 ％ ; Al2〇3 : 20 重量％ ; Si〇2 ·· 32 重量 ％ ; B2〇3 : 9重量％ ; Ti〇2 : 20重量％ ;所組成的非結晶質玻 璃；以及由Ca〇：19重量％ ; ΑΙΑ] : 11重量％ ; Si〇2 : 27 重量 ％ ; B203 : 8 重量 ％ ; Zr 02 ·· 10 重量 ％ ; Ti02 ·· 25 重量 ％ 所組成的非結晶質玻璃。使此玻璃在900°C下加熱20分 鐘’而製造成結晶化玻璃。則該含有20重量％之Ti02之玻 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A7 _B7_ v 38 五、發明說明（） 璃之熱膨脹係數爲SAxHTYC ;而含有Ti02+ Zr 02爲35重 量％之玻璃之熱膨脹係數爲6.2xl(T6/°C ;均較氮化鋁燒結體 之熱膨脹係數4.5xl(T6/°C來得高。 實施例3 於40X45X0.635毫米之氮化鋁燒結體基板（托庫夕馬公 司製，商品名爲SH30)上，開出貫穿基板表裡之直徑爲0.4 毫米之貫穿孔。 用市售之金屬銅膏糊（京都艾雷庫斯公司製，商品名爲 DD3200B)來調整其α-萜品醇整黏滯度，將之塗佈於上述之 貫穿孔並乾燥之。之後，此貫穿孔和在其所形成的導體， 依照第20圖，係與氮化鋁燒結體基板2上所形成的導通通 孔6相當。更且，在基板上下面，以網版印刷法，利用不 調整黏滯度之膏糊來塗布預定之電氣電路，乾燥之。該電 氣電路，依照第20圖，係與氮化鋁燒結體基板2上之配線 導體3相當。將該已印刷導體膏糊之氮化鋁燒結體基板， 於在Ν2氛圍氣中將玻璃膏糊乾燥，於900°C下20分鐘使之 燒成。 燒成後之氮化鋁燒結體之表面上之銅導體，其厚度爲 13微米。用實施例1之製作方法，以網版印刷法，將金屬 膏糊塗佈於該燒成之基板表面上，乾燥並在N2氛圍氣中， 於900°C下20分鐘使之燒成。更且，以網版印刷法，將同 圖樣的玻璃膏糊塗佈於燒成後之玻璃上，並乾燥之。在之 上以Cu膏糊印刷預定之電氣電路，並乾燥之。之後，在& 氛圍氣中將玻璃膏糊乾燥，於900°C下20分鐘使之燒成。 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

V 486452 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 39五、發明說明（） 經2次塗佈之玻璃層，在燒後之厚度爲40微米。又，在印 刷玻璃膏糊之操作中而於預定位置上形成空洞時，藉由於 空洞中埋入燒成之Cu膏糊，而形成導通玻璃之通孔。返覆 地操作，則可得到如第20圖所示之形成3層玻璃層之電路 基板。 如有必要，則在此電路基板上對應於Cu導體部分，施 做頂面玻璃4或鍍Au。之後，半導體晶片5,係藉由安裝 配線點，來使得半導體晶片與電路基板電氣接續。又且， 可適當地安裝必要的冷凝器、絕緣體等之晶片組件7。 實施例4 除了燒成時間爲10分鐘以外，以和實施例3同方法， 來印刷導體膏糊、乾燥、燒成氮化鋁燒結體之基板。 以網版印刷法，塗佈用參考例1之非結晶質玻璃所製 作之玻璃膏糊，乾燥之並在N2氛圍氣中，於900°C下20分 鐘使之燒成。燒成後，以網版印刷法，將同圖樣的玻璃膏 糊塗佈於燒成後之玻璃上，並乾燥之。在之上以Cu膏糊印 刷預定之電氣電路，並乾燥之。之後，在N2氛圍氣中將玻 璃膏糊乾燥，於900°C下20分鐘使之燒成。經2次塗佈之 玻璃層，在燒後之厚度爲40微米。又，在印刷玻璃膏糊之 操作中而於預定位置上形成空洞時，藉由於空洞中埋入燒 成之Cu膏糊，而形成導通玻璃之通孔。返覆同樣地操作， 則可得到如第20圖所示之形成3層玻璃層之電路基板。 元件符號對照表 1…結晶化玻璃 -41 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 .

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 486452 A7 B7 五、發明說明（ 40 2…氮化鋁燒結體 3…配線導體 4…頂面玻璃 5…半導體晶片 6…導通用孔 7…晶片組件 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -42 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 486452

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π ι·一種接合體，其係將由結晶質部分和非結晶質部分所成之 結晶化玻璃，與氮化鋁燒結體予以燒結而成， 該結晶質部分係以利用CuKa射線之粉末X射線繞射而 在20 =27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶爲主而成； 在該結晶化玻璃組成分中，係含有換算成氧化物計係爲 0.5〜30重量％之Zn成分；而且其中Ti成分和Zr成分， 換算成氧化物計係在10重量％以下；而Pb成分換算成氧 化物計係在5重量％以下。 2. 如申請專利範圍第1項之接合體，其係由具以下各組成分 (換算成氧化物計)之結晶化玻璃所成， Ca〇·· 545重量％ ; Al2〇3 : 15〜40重量％ ; Si02 : 25〜60 重量 ％ ; Zn〇：0.5〜30重量％ ; B2〇3 : 0.05〜20重量％ ; Ti02 : 0〜5重量％ ; Pb〇：0〜5重量％ ; 其他金屬氧化物：5〜25重量％ ; (惟，上記該各組成分合計爲100重量％)。 3. 如申請專利範圍第1項之接合體，其係由具以下各組成分 (換算成氧化物計）之結晶化玻璃所成， Ca〇：8~25重量％ ; Al2〇3 : 15〜35重量％ ; Si〇2 : 33〜55重量％ ; -43- 尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（2]0 X 297公釐） fr, . - W II ---------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^«6452 A8 B8 C8 D8 A、申請專利範圍 Zn〇：0.5〜25重量％ ; B2〇3 : 0.05〜18 重量 ％ ; (惟，上記該各組成分合計爲100重量％)。 4.如申請專利範圍第丨〜3項中之任一項之接合體，其利用 CuKa射線之粉末X射線繞射而在20 =27.6°〜28.2。時具 最強的射線之結晶，係爲鈣最石結晶。 5·如申請專利範圍第^3項中之任一項之接合體，其在結晶 化玻璃之結晶質部分所含有之結晶，係包括利用CuK α *射線之粉末X射線繞射，在20 =27.6° ~28.2°時具最強 的射線之結晶；以及利用CuK α射線之粉末X射線繞 射，在20 =36.6°〜37.0°時具最強的射線之結晶。 6. 如申請專利範圍第5項之接合體，其在結晶化玻璃之結晶 質部分所含有之結晶，係包括利用CuKa射線之粉末X 射線繞射，在2 0 =27.6°〜28.2°時具最強的射線之結 晶，係爲鈣長石結晶；而利用CuKa射線之粉末X射線 繞射，在20 =36.6°〜37.0°時具最強的射線之結晶，係 爲鋅尖長石結晶。 一-·— ^— 7. —種由接合體而成之電氣電路用基板，該接合體係將由結 晶質部分和非結晶質部分所成之結晶化玻璃，與氮化鋁 燒結體予以燒結而成， 該結晶質部分係以利用CuKa射線之粉末X射線繞射而 在20 =27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶爲主而成； 在該結晶化玻璃組成分中，係含有換算成氧化物計係爲 0.5〜30重量％之Zn成分；而且其中Ti成分和Zr成分， -44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 - 1 -裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 486452 A8 B8 C8 __._ D8 六、申請專利範圍 換算成氧化物計係在10重量％以下；而Pb成分換算成氧 化物計係在5重量％以下。 8.—種電氣電路用基板，其係在如申請專利範圍第1〜6項中 任一項接合體之結晶化玻璃之表面或內部，或者是在氮 化鋁表面上，至少形成任何的電氣電路。 9·一種結晶化玻璃與氮化鋁繞結體之接合體之製造方法，其 特徵在於：在氮化鋁燒結體上形成玻璃層，藉由在該非 結晶質玻璃之軟化點以上加熱，來接合玻璃層和氮化鋁 燒結體；而且藉由加熱將玻璃中利用CuK α射線之粉末 X射線繞射，在20 =27.6°〜28.2°時具最強的射線之結 晶予以析出； 其中該玻璃層係含有換算成氧化物計係爲0.5〜30重量％ 之Ζη成分；而且Ti成分和Zr成分，換算成氧化物計係 在10重量％以下；而Pb成分換算成氧化物計係在5重量 %以下的組成之實質上非結晶質之玻璃。 10.如申請專利範圍第9項之製造方法，其中非結晶質玻璃 係由具以下各組成分（換算成氧化物計）所成， Ca〇·· 5〜25重量％ ; A1203 ·· 15〜40 重量 ％ ; Si〇2 : 25~60 重量 ％ ; Zn〇：0.5〜30重量％ ; B2〇3 ·· 0.05〜20 重量 ％ ; Ti〇2 : 0~5重量％ ; Pb〇：0〜5重量％ ; -45- 本紙張尺度刺巾關家標準（CNS)A4規格（21G x 297公' - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂 ---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 _〇州2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A8 B8 C8 D8 〃'申請專利範圍 其他金屬氧化物：5~25重量％; (惟，上記該各組成分合計爲100重量％)。 U·如申請專利範圍第9項之製造方法，其中非結晶質玻璃 係爲具以下各組成分（換算成氣化物計）所成之玻璃， Ca〇：8〜25重量％ ; Al2〇3 : 15〜35重量％ ; Si〇2 : 33〜55重量％ ; Zn〇：0.5〜25重量％ ; B2〇3 : 0.05〜18 重量 ％ ; (惟，上記該各組成分合計爲100重量％)。 12·如申請專利範圍第9〜11項中之任一項之製造方法，其 中所析出之結晶係爲利用CuKa射線之粉末X射線繞 射，在20=27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶；以 及利用CuKa射線之粉末X射線繞射，在2Θ =36.6° 〜37.0°時具最強的射線之結晶。 U· —種經形成電氣電路之結晶化玻璃與氮化鋁繞結體之接 合體之製造方法，其特徵在於：在氮化鋁燒結體上形 成玻璃層，並且藉由加熱可形成之物質，在該玻璃層 上及/或氮化鋁燒結體上形成之後，藉由以600〜1100°C 之溫度來加熱，而使玻璃層、氮化鋁燒結體、電氣電 路層之各層相互接合，而且使在玻璃層中之該結晶析 出結晶化玻璃； 其中該玻璃層係利用CuKa射線之粉末X射線繞射， 在20=27.6°〜28.2°時具最強的射線之可藉由加熱而 -46- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） It I --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 486452 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 析出之結晶；以及其中Ti成分和Zr成分，換算成氧 化物計係在10重量％以下；而Pb成分換算成氧化物計 係在5重量％以下的組成之實質上非結晶質之玻璃。 14. 如申請專利範圍第13項之製造方法，其中在加熱之際 會析出利用CuK α射線之粉末X射線繞射，在2 0 = 27.6°〜28.2°時具最強的射線之結晶；以及利用CuK α射線之粉末X射線繞射，在20 =36.6°〜37.0°時具 最強的射線之結晶。 15. 如申請專利範圍第13或14項之製造方法，其中加熱溫 度爲800〜970°C。 16. —種結晶化玻璃，其特徵在於：該結晶化玻璃係由結晶 質部分和非結晶質部分所成，該結晶質部分係由利用 CuKa射線之粉末X射線繞射而在20=27.6°〜28.2° 時具最強的射線之結晶所成，該結晶化玻璃係由以下 各組成分（換算成氧化物計）所成： Ca〇：8〜25重量％ ; Al2〇3 : 15〜35重量％ ; Si〇2 : 33〜55重量％ ; Zn〇：0.5〜25重量％ ; B2〇3 : 0.05〜18重量％ ; (惟，上記該各組成分合計爲100重量％)。 17·如申請專利範圍第16項之結晶化玻璃，其中結晶質部 分係進一步包括利用CuKa射線之粉末X射線繞射， 在20 =36.6°〜37.0°時具最強的射線之結晶。 -47- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) r 訂------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486452 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 18. —種結晶化玻璃基板，其係在如申請專利範圍第16或 17項之結晶化玻璃之表面及/或內部形成電氣電路。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 -48- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）