JPH0238557B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
Ａ 産業上の利用分野
本発明は銅の厚膜導体組成及び接着方法、具体
的にはセラミツク及びガラスとかたく接着する銅
の導体組成に関する。
的にはセラミツク及びガラスとかたく接着する銅
の導体組成に関する。
Ｂ 開示の概要
本発明に従い、セラミツク、ガラスもしくはガ
ラス−セラミツクの表面にすぐれた接着性を示
す、Cu粒子を含む導電性金属ペースト組成が与
えられる。この接着性の改良はペースト中にCu
粒子、有機ビヒクル並びにCu2O及びP2O5との共
晶組成を含ませる事によつて達成される。この導
体組成は加熱すると、Cuとセラミツク及びガラ
スの酸化物に接着する。
ラス−セラミツクの表面にすぐれた接着性を示
す、Cu粒子を含む導電性金属ペースト組成が与
えられる。この接着性の改良はペースト中にCu
粒子、有機ビヒクル並びにCu2O及びP2O5との共
晶組成を含ませる事によつて達成される。この導
体組成は加熱すると、Cuとセラミツク及びガラ
スの酸化物に接着する。
本発明の金属ペースト組成を形成する方法は、
Cu2O及びP2O5の共晶組成の微粒子材料を形成
し、この共晶材料をCu粒子及び有機ビヒクルと
組合せる段階を含む。
Cu2O及びP2O5の共晶組成の微粒子材料を形成
し、この共晶材料をCu粒子及び有機ビヒクルと
組合せる段階を含む。
Ｃ 従来技術
不活性液体ビヒクル中に分散した貴金属及びガ
ラス・フリツトより成る貴金属で形成した厚膜導
体にするための導電性組成は電子工業界で一般に
知られている。固有抵抗が低くはんだ付けが良好
でセラミツク基板に対する接着性が良好といつた
望ましい特性は選択した特定の成分に従つて変化
する。銀を含む導電性の有用な組成物については
米国特許第4001146号に説明がある。銀及び他の
貴金属は高価であるため、他の安価な導体金属が
要望された。銅はこの分野で有力な候補である。
ラス・フリツトより成る貴金属で形成した厚膜導
体にするための導電性組成は電子工業界で一般に
知られている。固有抵抗が低くはんだ付けが良好
でセラミツク基板に対する接着性が良好といつた
望ましい特性は選択した特定の成分に従つて変化
する。銀を含む導電性の有用な組成物については
米国特許第4001146号に説明がある。銀及び他の
貴金属は高価であるため、他の安価な導体金属が
要望された。銅はこの分野で有力な候補である。
貴金属導体で特に問題があるのは、支持基板、
具体的にはガラス、セラミツクもしくはガラス−
セラミツク基板への接着性が極めて貧弱な点であ
る。電子回路の実装技術においては、内部のメタ
ラージ層のみならず表面金属パターンが支持基板
に十分接続する事が大切である。通常、導電性の
金属パターンの表面の特徴部を半導体装置への接
続点もしくは抵抗器もしくはコンデンサ等の受動
装置に対する接続点として使用している。さら
に、ピンもしくは他の接続体の如きＩ／Ｏ素子を
金属パターンに関連するパツドに結合する必要が
ある。パツドと基板間の接着が貧弱な時は、装
置、Ｉ／Ｏ素子等間の接続も貧弱になる。
具体的にはガラス、セラミツクもしくはガラス−
セラミツク基板への接着性が極めて貧弱な点であ
る。電子回路の実装技術においては、内部のメタ
ラージ層のみならず表面金属パターンが支持基板
に十分接続する事が大切である。通常、導電性の
金属パターンの表面の特徴部を半導体装置への接
続点もしくは抵抗器もしくはコンデンサ等の受動
装置に対する接続点として使用している。さら
に、ピンもしくは他の接続体の如きＩ／Ｏ素子を
金属パターンに関連するパツドに結合する必要が
ある。パツドと基板間の接着が貧弱な時は、装
置、Ｉ／Ｏ素子等間の接続も貧弱になる。
貴金属及び銅金層を含む導電性ペーストにガラ
ス・フリツトを加えて、結果の金属条件及びパツ
ドと基板間の結合を改良する方法は米国特許第
3943168号もしくは第4072771号に開示されてい
る。しかしながら、この方法は、スクリーン塗布
した金属パターンと無機セラミツク基板間の界面
の接着をあまり強化する事が出来ず、結果として
界面の接着は電子工業界の要求を一般に満足して
いない。さらに、ガラス・フリツトで接着した導
体は一般に焼成した後に導体とセラミツク基板間
にガラスを多く含む（glass−rich）境界層を生
じる事が見出されている。この界面は導体と基板
間の熱伝導をさまたげ、且もろく、熱サイクル中
にひび割れを生じやすく、ひび割れと同時に接着
性を失う。この界面は又導電性が低い領域にな
る。
ス・フリツトを加えて、結果の金属条件及びパツ
ドと基板間の結合を改良する方法は米国特許第
3943168号もしくは第4072771号に開示されてい
る。しかしながら、この方法は、スクリーン塗布
した金属パターンと無機セラミツク基板間の界面
の接着をあまり強化する事が出来ず、結果として
界面の接着は電子工業界の要求を一般に満足して
いない。さらに、ガラス・フリツトで接着した導
体は一般に焼成した後に導体とセラミツク基板間
にガラスを多く含む（glass−rich）境界層を生
じる事が見出されている。この界面は導体と基板
間の熱伝導をさまたげ、且もろく、熱サイクル中
にひび割れを生じやすく、ひび割れと同時に接着
性を失う。この界面は又導電性が低い領域にな
る。
米国特許第4323483号は厚膜の銅の導体の組成
物に、不活性の液体ビヒクル中に分散した酸化鉛
及び酸化ビヒマスを添加する事を開示している。
この方法は接着力は改良するが、電子回路の実装
工業界の要求を満足するには十分でない。
物に、不活性の液体ビヒクル中に分散した酸化鉛
及び酸化ビヒマスを添加する事を開示している。
この方法は接着力は改良するが、電子回路の実装
工業界の要求を満足するには十分でない。
Ｄ 発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は金属粒子、例えば銅の如き、金
属元素、Ｉ／Ｏピン、カバー及び熱シンクの如き
素子をセラミツクもしくはガラス基板に接着する
ための組成及び方法を与える事にある。
属元素、Ｉ／Ｏピン、カバー及び熱シンクの如き
素子をセラミツクもしくはガラス基板に接着する
ための組成及び方法を与える事にある。
本発明に従い、メタラージ・パターンをセラミ
ツクもしくはガラス基板間の接着性が優れた、導
電性の冶金パターンを基板上に形成する組成及び
方法が与えられる。
ツクもしくはガラス基板間の接着性が優れた、導
電性の冶金パターンを基板上に形成する組成及び
方法が与えられる。
Ｅ 問題点を解決するための手段
本発明はセラミツク、ガラスもしくはガラス−
セラミツク基板の表面に、焼成した時に優れた接
着性を示す、厚膜の銅導体パターンに適した新ら
しい導体組成を与える。この優れた接着力は導体
の組成中に無機基板の表面と、組成中の銅の粒子
もしくは銅元素間に効果的な接着を形成する共晶
組成物を含有させることによつて与えられる。本
発明の導体組成物は適切なビヒクル及びビヒクル
のための溶媒並びにCu2O及びP2O5の共晶組成を
含む。導電性の金属条件を形成するのに使用する
時は、この組成はCu粒子を含む。
セラミツク基板の表面に、焼成した時に優れた接
着性を示す、厚膜の銅導体パターンに適した新ら
しい導体組成を与える。この優れた接着力は導体
の組成中に無機基板の表面と、組成中の銅の粒子
もしくは銅元素間に効果的な接着を形成する共晶
組成物を含有させることによつて与えられる。本
発明の導体組成物は適切なビヒクル及びビヒクル
のための溶媒並びにCu2O及びP2O5の共晶組成を
含む。導電性の金属条件を形成するのに使用する
時は、この組成はCu粒子を含む。
本発明の他の態様は、Cu2O及びP2O5の共晶組
成を含む微粒子材料を形成し、この微粒子共晶材
料とペーストを形成する不活性液体とを組合せ、
ペーストをセラミツクもしくはガラス基板の表面
上に付着し、基板を微粒子の共晶材料の共晶温度
以上に加熱する段階を含む、金属素子をガラスも
しくはセラミツク基板に結合する方法である。こ
の方法は基板に対し微粒子の銅の粒子を結合し、
又代替例としてＩ／Ｏピン、カバー、加熱シンク
等の如き素子をセラミツクもしくはガラスより成
る表面に結合するのに使用される。
成を含む微粒子材料を形成し、この微粒子共晶材
料とペーストを形成する不活性液体とを組合せ、
ペーストをセラミツクもしくはガラス基板の表面
上に付着し、基板を微粒子の共晶材料の共晶温度
以上に加熱する段階を含む、金属素子をガラスも
しくはセラミツク基板に結合する方法である。こ
の方法は基板に対し微粒子の銅の粒子を結合し、
又代替例としてＩ／Ｏピン、カバー、加熱シンク
等の如き素子をセラミツクもしくはガラスより成
る表面に結合するのに使用される。
本発明は結果の金属パターン及び支持基板間に
優れた接着力を示す、無機基板上に銅導体パター
ンを形成する方法にも関与する。
優れた接着力を示す、無機基板上に銅導体パター
ンを形成する方法にも関与する。
Ｆ 実施例
本発明においては、加熱した時に金属及びセラ
ミツクもしくはガラスの両方に接着しうる接着組
成物に成分が加えられる。本発明はまた、あまり
高くない温度で溶融する特定の共晶物質が、セラ
ミツクまたはガラスの酸化物と相互作用し接着す
るリン酸塩のみならず、最適には銅である金属に
接着する酸化第一銅をも含むという認識に関わつ
ている。
ミツクもしくはガラスの両方に接着しうる接着組
成物に成分が加えられる。本発明はまた、あまり
高くない温度で溶融する特定の共晶物質が、セラ
ミツクまたはガラスの酸化物と相互作用し接着す
るリン酸塩のみならず、最適には銅である金属に
接着する酸化第一銅をも含むという認識に関わつ
ている。
本発明は半導体の実装技法、即ち高い導電性を
有する金属と支持ガラス、セラミツクもしくはガ
ラス−セラミツクの表面間に適合する強い接着を
与えるという極めて困難な問題に解決を与える。
銅及びセラミツク間の付着力は極めて低いエネル
ギの界面を与える事によつて改良出来る。この改
良は酸化物の基板と化学的に反応し、セラミツク
の元素と銅を含むその界面に薄い層が形成される
ときに達成され得る。酸化物はP2O5と強く相互
作用して、安定なリン酸塩を形成するので、銅に
小量のリン酸銅を加える事によつて、銅とセラミ
ツク基板間に低エネルギの反応性界面を形成す
る。
有する金属と支持ガラス、セラミツクもしくはガ
ラス−セラミツクの表面間に適合する強い接着を
与えるという極めて困難な問題に解決を与える。
銅及びセラミツク間の付着力は極めて低いエネル
ギの界面を与える事によつて改良出来る。この改
良は酸化物の基板と化学的に反応し、セラミツク
の元素と銅を含むその界面に薄い層が形成される
ときに達成され得る。酸化物はP2O5と強く相互
作用して、安定なリン酸塩を形成するので、銅に
小量のリン酸銅を加える事によつて、銅とセラミ
ツク基板間に低エネルギの反応性界面を形成す
る。
第２図を参照するに、Cu2O及びP2O5の部分的
な状態図が示されている。図示されているよう
に、第１の共晶はCu2OとCuPO3の組合せから形
成され、805℃の融点を有する。更にCuPO3と高
次のリン酸銅の第２の共晶も形成され、935℃の
融点を有する。本発明の実施に当り、第２図に示
した第１の共晶もしくは第２の共晶のどちらでも
使用出来る。
な状態図が示されている。図示されているよう
に、第１の共晶はCu2OとCuPO3の組合せから形
成され、805℃の融点を有する。更にCuPO3と高
次のリン酸銅の第２の共晶も形成され、935℃の
融点を有する。本発明の実施に当り、第２図に示
した第１の共晶もしくは第２の共晶のどちらでも
使用出来る。
第１図を参照するに、ブロツク１０は本発明の
方法の第１段階即ち結合用組成に使用する共晶組
成を形成する段階を示している。第２図に示した
共晶組成のいずれでも、本発明の実施に使用出来
る。共晶の形成の基本はCu2O及びP2O5を与える
化合物を組合せる事である。P2O5を与える化合
物で好ましい原料はリン酸水素アンモニウムであ
る。P2O5を直接使用する事も出来るが、封止装
置中での混合及び加熱を必要とするので、他の適
切なP2O5源を使用する。Cu2Oとリン酸水素アン
モニウムを所望の比で組合した後、混合物をブロ
ツク１２によつて示した如く共晶温度迄加熱す
る。共晶温度はどちらの共晶を形成するかによつ
て決まる。もし融点が805℃の第１の共晶を形成
したい場合には、Cu2OとP2O5の混合物中のCu2O
のモル百分率は100乃至50、好ましくは65乃至55
の範囲になければならない。成分は共晶の正確な
モル比で組合する必要はない。それはCu2Oもし
くはP2O5のいずれが多くても組成に決定的な影
響を与えないからである。融点が935℃の第２共
晶を形成したい場合には、Cu2OとP2O5の混合物
中のCu2Oのモル百分率は50以下、より具体的に
は45乃至35の間にある。どちらの共晶も本発明に
使用出来るが、第２の共晶の方が好ましい。第１
もしくは第２の共晶のどちらを使用する場合にも
一般に露点を制御しながら、窒素、アルゴン、ヘ
リウムもしくは湿性の不活性気体の様な不活性気
体を使用する事が望ましい。
方法の第１段階即ち結合用組成に使用する共晶組
成を形成する段階を示している。第２図に示した
共晶組成のいずれでも、本発明の実施に使用出来
る。共晶の形成の基本はCu2O及びP2O5を与える
化合物を組合せる事である。P2O5を与える化合
物で好ましい原料はリン酸水素アンモニウムであ
る。P2O5を直接使用する事も出来るが、封止装
置中での混合及び加熱を必要とするので、他の適
切なP2O5源を使用する。Cu2Oとリン酸水素アン
モニウムを所望の比で組合した後、混合物をブロ
ツク１２によつて示した如く共晶温度迄加熱す
る。共晶温度はどちらの共晶を形成するかによつ
て決まる。もし融点が805℃の第１の共晶を形成
したい場合には、Cu2OとP2O5の混合物中のCu2O
のモル百分率は100乃至50、好ましくは65乃至55
の範囲になければならない。成分は共晶の正確な
モル比で組合する必要はない。それはCu2Oもし
くはP2O5のいずれが多くても組成に決定的な影
響を与えないからである。融点が935℃の第２共
晶を形成したい場合には、Cu2OとP2O5の混合物
中のCu2Oのモル百分率は50以下、より具体的に
は45乃至35の間にある。どちらの共晶も本発明に
使用出来るが、第２の共晶の方が好ましい。第１
もしくは第２の共晶のどちらを使用する場合にも
一般に露点を制御しながら、窒素、アルゴン、ヘ
リウムもしくは湿性の不活性気体の様な不活性気
体を使用する事が望ましい。
ブロツク１４に示した様に、加熱後の共晶材料
を冷却して、粉砕し、微粒子材料にする。共晶材
料は一般に知られた任意の適切な方法で粉砕する
事が出来る。共晶の粒子は２乃至６ミクロン程度
の平均直径を有する事が好ましい。
を冷却して、粉砕し、微粒子材料にする。共晶材
料は一般に知られた任意の適切な方法で粉砕する
事が出来る。共晶の粒子は２乃至６ミクロン程度
の平均直径を有する事が好ましい。
第１図のブロツク１６に示した様に結果の微粒
子の共晶材料を適切な不活性液体ビヒクルと組合
してペーストする。例えば、ブチル・カルビトー
ル・アセテートをベースとする有機物の様な任意
の適切なビヒクルを使用して、ペーストを形成す
る事が出来る。ビビクルは任意の適切な割合で使
用出来るが、通常全混合物の５乃至40重量％であ
る。ペーストを使用して導電性の冶金装置もしく
ははんだ付け可能な領域を形成する時は、銅の粒
子を含ませる。共晶及びビヒクルより成る基本的
ペーストは粒子、ピン、包囲体、熱シンク、クラ
ンプ等をなす銅元素を任意の酸化物のセラミツク
材料に結合する。微粒子の銅は任意の量、代表的
には全混合物の60乃至95重量％ペースト中に混合
する事が出来る。他の成分をペーストに加えて、
粘性、表面張力等の物理的特性を変化させること
が出来る。一般に、ペーストの中の共晶材料の量
は0.5乃至15重量％の間で変化出来る。
子の共晶材料を適切な不活性液体ビヒクルと組合
してペーストする。例えば、ブチル・カルビトー
ル・アセテートをベースとする有機物の様な任意
の適切なビヒクルを使用して、ペーストを形成す
る事が出来る。ビビクルは任意の適切な割合で使
用出来るが、通常全混合物の５乃至40重量％であ
る。ペーストを使用して導電性の冶金装置もしく
ははんだ付け可能な領域を形成する時は、銅の粒
子を含ませる。共晶及びビヒクルより成る基本的
ペーストは粒子、ピン、包囲体、熱シンク、クラ
ンプ等をなす銅元素を任意の酸化物のセラミツク
材料に結合する。微粒子の銅は任意の量、代表的
には全混合物の60乃至95重量％ペースト中に混合
する事が出来る。他の成分をペーストに加えて、
粘性、表面張力等の物理的特性を変化させること
が出来る。一般に、ペーストの中の共晶材料の量
は0.5乃至15重量％の間で変化出来る。
ブロツク１８に示した様に、本発明の銅ペース
トをセラミツクもしくはガラス基板上に付着す
る。付着パターンは所望の目的物になる様に調節
出来る。ペーストは半導体実装基板上に導電性冶
金パターンもしくははんだ可能なパターンの形で
付着されるか、もしくはピン、電気的コンタク
ト、カバー、熱付け等の如き素子を結合するため
に付着出来る。基板に素子を接着するのに使用す
る時は、素子をペーストに接触して置き、これに
しつかり固定する。通常固定すべき素子は銅もし
くは銅の合金で形成されている。しかしながら、
他の金属も本発明の方法によつて固定出来る。
トをセラミツクもしくはガラス基板上に付着す
る。付着パターンは所望の目的物になる様に調節
出来る。ペーストは半導体実装基板上に導電性冶
金パターンもしくははんだ可能なパターンの形で
付着されるか、もしくはピン、電気的コンタク
ト、カバー、熱付け等の如き素子を結合するため
に付着出来る。基板に素子を接着するのに使用す
る時は、素子をペーストに接触して置き、これに
しつかり固定する。通常固定すべき素子は銅もし
くは銅の合金で形成されている。しかしながら、
他の金属も本発明の方法によつて固定出来る。
第１図のブロツク２０に示した様に、次に基板
をペーストの組織の共晶温度以上の温度に加熱
し、有機ビークル及びペーストの任意の他の関連
有機化合物を除去してペーストの銅の粒子を互に
及び共晶材料のセラミツクもしくはガラス材料と
接着する。接着材料としての銅の粒子を含まない
ペーストを使用する時は、ペーストが金属元素を
セラミツク表面に接着する。上述の様に、加熱動
作は湿つたもしくは乾いた不活性雰囲気の下で行
わなければならない。第２の共晶の場合には、加
熱はCu2Oを形成するのに必要な酸素の分圧より
わずか下の分圧の雰囲気中で行われる。それはこ
れ等の条件の下で、リン酸塩の共晶が分解しない
からである。
をペーストの組織の共晶温度以上の温度に加熱
し、有機ビークル及びペーストの任意の他の関連
有機化合物を除去してペーストの銅の粒子を互に
及び共晶材料のセラミツクもしくはガラス材料と
接着する。接着材料としての銅の粒子を含まない
ペーストを使用する時は、ペーストが金属元素を
セラミツク表面に接着する。上述の様に、加熱動
作は湿つたもしくは乾いた不活性雰囲気の下で行
わなければならない。第２の共晶の場合には、加
熱はCu2Oを形成するのに必要な酸素の分圧より
わずか下の分圧の雰囲気中で行われる。それはこ
れ等の条件の下で、リン酸塩の共晶が分解しない
からである。
次の例は本発明の方法及び組成の好ましい特定
の実施例を説明するためのものである。
の実施例を説明するためのものである。
例 １
第２図に示された第１の共晶の微粒子化合物が
亜酸化銅（Cu2O）及びリン酸水素アンモニウム
（NH4）2HPO4の粒子を混合する事によつて調製
される。粉末の量は組成が53重量％のCu2O及び
47重量％の（NH4）2HPO4を含む様に調節する。
粉末を研摩によつて密に混合した後、混合物を
N2の雰囲気の中の、白金るつぼ中で500℃に徐々
に加熱する。500℃の温度に一時間保持した後、
室温に冷却する。この加熱中に（NH4）2HPO4は
Cu2Oと反応して、リン酸塩になり、気体の副生
成物N2及びO2が駆逐される。結果の混合物を再
び粉砕し、N2の雰囲気中の白合るつぼ内で１時
間にわたり850℃に加熱し、室温迄高速に冷却し、
再び粉砕して粉末にする。最終の粉末は62モル％
のCu2O及びモル％のP2O5の組成を有する。この
粉末の共晶材料はここで本発明の結合方法及び組
成に使用される準備状態にある。
亜酸化銅（Cu2O）及びリン酸水素アンモニウム
（NH4）2HPO4の粒子を混合する事によつて調製
される。粉末の量は組成が53重量％のCu2O及び
47重量％の（NH4）2HPO4を含む様に調節する。
粉末を研摩によつて密に混合した後、混合物を
N2の雰囲気の中の、白金るつぼ中で500℃に徐々
に加熱する。500℃の温度に一時間保持した後、
室温に冷却する。この加熱中に（NH4）2HPO4は
Cu2Oと反応して、リン酸塩になり、気体の副生
成物N2及びO2が駆逐される。結果の混合物を再
び粉砕し、N2の雰囲気中の白合るつぼ内で１時
間にわたり850℃に加熱し、室温迄高速に冷却し、
再び粉砕して粉末にする。最終の粉末は62モル％
のCu2O及びモル％のP2O5の組成を有する。この
粉末の共晶材料はここで本発明の結合方法及び組
成に使用される準備状態にある。
例 ２
第２図に示した様な、第２の共晶の微粒子化合
物が調製された。組成が28.2重量％のCu2O及び
71.8重量％の（NH4）HPO4である点を除き、実
施例１に説明したのと同じ基本的手順に従つた。
さらに第２の加熱段階の温度は950℃である。最
終の組成は42モル％のCu2O及び58モル％のP2O5
を含む。この様にして調製した第２の共晶組成の
結果の粉末の共晶材料は本発明の結合方法及び組
成に使用される準備状態にある。
物が調製された。組成が28.2重量％のCu2O及び
71.8重量％の（NH4）HPO4である点を除き、実
施例１に説明したのと同じ基本的手順に従つた。
さらに第２の加熱段階の温度は950℃である。最
終の組成は42モル％のCu2O及び58モル％のP2O5
を含む。この様にして調製した第２の共晶組成の
結果の粉末の共晶材料は本発明の結合方法及び組
成に使用される準備状態にある。
例 ３
本発明の導電性の組成物を、平均直径が２ミク
ロンの銅の粒子を例２に説明した第２の共晶の粉
末と共に液体有機ビヒルク中で混合する事に調製
した。
ロンの銅の粒子を例２に説明した第２の共晶の粉
末と共に液体有機ビヒルク中で混合する事に調製
した。
結果の混合物は次の組成より成る。
銅粒子 81.6重量％
第２の共晶材料 3.4重量％
有機ビヒクル 15.0重量％
成分を完全に混合した後、結果のペーストを
Al2O3の基板上にスクリーン塗布した。スクリー
ンしたパターンは直径が152.4×10-3cmで、厚さ
が7.62×10-3cmの円形のパツドの形をなす。基板
及びパターンは湿つた窒素の雰囲気中、室温以下
の露点で２時間にわたつて焼成した。湿つた雰囲
気中の少量の湿気がペースト中の有機ビヒクルを
より完全に除去する一助となる。焼成後、パツド
の直径に対応する直径の頭部を有する、コバル
（Kovar）ピンをはんだによつてパツドに取付け
て、引張り試験機械を使用して引張り試験を行つ
た。機械は基板の表面に垂直な力を加える。ピン
をパツドから引離すのに必要な力を測定し記録し
た。結合の平均的な接着強さをデータから計算す
ると、1150ｇである事がわかつた。これは407.7
Kg／cmの接着張力に対応する。
Al2O3の基板上にスクリーン塗布した。スクリー
ンしたパターンは直径が152.4×10-3cmで、厚さ
が7.62×10-3cmの円形のパツドの形をなす。基板
及びパターンは湿つた窒素の雰囲気中、室温以下
の露点で２時間にわたつて焼成した。湿つた雰囲
気中の少量の湿気がペースト中の有機ビヒクルを
より完全に除去する一助となる。焼成後、パツド
の直径に対応する直径の頭部を有する、コバル
（Kovar）ピンをはんだによつてパツドに取付け
て、引張り試験機械を使用して引張り試験を行つ
た。機械は基板の表面に垂直な力を加える。ピン
をパツドから引離すのに必要な力を測定し記録し
た。結合の平均的な接着強さをデータから計算す
ると、1150ｇである事がわかつた。これは407.7
Kg／cmの接着張力に対応する。
例 ４
例３に説明した同じ手順を繰返してMgO、
Al2O3及びSiO2を含むコージライト型のセラミツ
ク基板にコバール・ピンを結合した。
Al2O3及びSiO2を含むコージライト型のセラミツ
ク基板にコバール・ピンを結合した。
例 ５（参考）
本発明の方法及び組成によつて得た接着強さを
従来技術によるペーストによつて得た接着強さと
比較するために、次の成分を含む導電性ペースト
を調製した。
従来技術によるペーストによつて得た接着強さと
比較するために、次の成分を含む導電性ペースト
を調製した。
銅粒子 85重量％
有機ビークル 15重量％
例３に説明したものと同じペースト・パターン
を例４に説明した様にコージライト型のセラミツ
ク基板上に、共晶粉末を含まない上述の導電性ペ
ーストを付着して焼成した。ピンをパツドに結合
して実施例３で説明した引張り試験を行つた。平
均の接着張力は98.42Kg／cm2以下である事がわか
つた。
を例４に説明した様にコージライト型のセラミツ
ク基板上に、共晶粉末を含まない上述の導電性ペ
ーストを付着して焼成した。ピンをパツドに結合
して実施例３で説明した引張り試験を行つた。平
均の接着張力は98.42Kg／cm2以下である事がわか
つた。
Ｇ 発明の効果
本発明によれば、金属粒子、例えば銅の如き、
金属元素、Ｉ／Ｏピン、カバー及び熱シンクの如
き素子をセラミツクもしくはガラス基板に接着す
るための、接着力の優れた組成及び方法が与えら
れる。
金属元素、Ｉ／Ｏピン、カバー及び熱シンクの如
き素子をセラミツクもしくはガラス基板に接着す
るための、接着力の優れた組成及び方法が与えら
れる。
第１図は本発明を実施する工程の流れ図であ
る。第２図は本発明の実施に必要な共晶の特徴を
示す状態図の一部を示す。
る。第２図は本発明の実施に必要な共晶の特徴を
示す状態図の一部を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (a) Cu2O及びP2O5の混合物を用意し、該混
合物を加熱し、そうして形成された共晶材料を
粉砕することによりCu2O及びP2O5の共晶組成
物の微粒子材料を形成し、 (b) 上記微粒子の共晶材料を、有機ビヒクルと組
合せて、ペーストを形成し、 (c) セラミツクもしくはガラス基板の表面上に、
銅粒子とともに上記ペーストを付着し、 (d) 上記基板を上記微粒子の共晶材料の共晶温度
以上の温度に加熱する工程を有する、 金属粒子を基板に接着する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US725598 | 1985-04-22 | ||
| US06/725,598 US4659406A (en) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | Method of bonding to ceramic and glass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61247672A JPS61247672A (ja) | 1986-11-04 |
| JPH0238557B2 true JPH0238557B2 (ja) | 1990-08-30 |
Family
ID=24915212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61032067A Granted JPS61247672A (ja) | 1985-04-22 | 1986-02-18 | 金属粒子を基板に接着する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4659406A (ja) |
| EP (1) | EP0200950B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61247672A (ja) |
| BR (1) | BR8601320A (ja) |
| CA (1) | CA1253660A (ja) |
| DE (1) | DE3664542D1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4808435A (en) * | 1987-04-06 | 1989-02-28 | International Business Machines Corporation | Screen printing method for producing lines of uniform width and height |
| US4868034A (en) * | 1988-02-11 | 1989-09-19 | Heraeus Incorporated Cermalloy Division | Non-oxidizing copper thick film conductors |
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