JPH04230907A - 金導体組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は厚膜導体組成物に関する
。さらに詳しくは、本発明はセラミック基板にすぐれた
密着性を与える金導体組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】超小形電子パッケージの最近の動向はよ
り高速で動作するより高密度の電子機能性を必要とする
高性能用途に傾いている。信頼性のある動作をしかつ高
性能用途の要求を満たす電子パッケージを製作すること
は超小形電子工業に直面する挑戦である。かかるパッケ
ージを製作する上での特に困難な一面はピン、リード、
ウインドーフレームまたはヒートシンクのようなメタラ
イズ化構成要素とセラミック基板との間の多層パッケー
ジに接合または結合部を形成させることである。これら
の接合または結合部は高性能用途で遭遇する種々の極端
な条件下で信頼性のある性能を保証するのに必要な機械
的耐久性、導電性および熱放散性を有しなければならな
い。さらに、メタライズ化構成要素をセラミック基板に
接合する方法はできるだけ安価で簡単でなければならな
い。

【０００３】現在では、多層電子パッケージにはメタラ
イズ化構成要素をセラミック基板に取り付けるいくつか
の方法が存在する。使用される取り付け方法は製作され
る多層パッケージの種類に左右される。アルミナをベー
スとした誘電体層およびタングステンまたはモリブデン
のメタライズ物（メタリゼーション）を用いる高温共焼
成（ｃｏｆｉｒｅｄ）系には、ろう付け法を用いて取り
付けられる。ろう付けは水素−窒素雰囲気中で約８４０
℃の温度で行なわれる。この方法によってすぐれた結合
強さが得られそして引き続いての処理に温度を気にしな
くてすむことになる。

【０００４】低温厚膜または共焼成誘電体シート系では
ガラスとアルミナをベースとした誘電体および金、銀ま
たは銅をベースとしたメタライズ物が用いられる。焼成
とろう付けの温度が本質的に同じであるので、低温系で
はろう付けはうまくいかなかった。これはろう付け作業
の間にろうがメタライズ物とセラミックの間に予め形成
された結合を攻撃してメタライズ物を基板から分離させ
るという状況を作り出すことになる。導電性がなくなる
とパッケージが役に立たなくなる。これらの低温系のた
めのろう付けの代りに用いられる取り付けの普通の方法
にははんだ付け、ワイヤボンディングおよび溶接例えば
熱圧縮およびパラレルギャップ溶接がある。

【０００５】それぞれの取り付け法を含めての上記系の
双方が現在使用されている。しかしながら、これらの系
は高性能用途にはいくつかの欠点を有する。高温共焼成
パッケージでは、タングステンとモリブデンで形成され
たメタライズ物の導電性は高性能用途に望まれている程
高くはない。低温パッケージでは、金、銀または銅のメ
タライズ物の導電性はよいが、結合強さは典型的にはろ
う付けによって得られたものより低くそして高性能用途
に望まれている程高くはない。さらに、はんだ接合の一
体性はいくつかのその後の処理作業の間に失われるおそ
れがある。

【０００６】しかるに、メタライズ化構成要素の高い導
電性とすぐれた結合強さを有するパッケージを得るため
にメタライズ化構成要素を低温多層パッケージにろう付
けする方法が必要とされていた。かかるろう付け方法が
開発されそして本出願人の１９９０年４月１２日に出願
した同時係属中の米国特許出願第５０８，８７１号に開
示されている。しかしながら、多くの標準金導体組成物
はそのようなろう付け方法に用いられる場合他の金属導
体組成物と同様に密着しないということがわかった。そ
れ故、本発明の１つの目的はメタライズ化構成要素を低
温多層セラミックパッケージにろう付けする方法に使用
することができその結果結合強さとパッケージの結合性
が改良される金導体組成物を提供することである。

【０００７】本発明は全無機固形分を基準にして重量で
、 （ａ）　　７５〜９５％の金属態の金粒子であって、そ
の粒子の少なくとも９０重量％が２以下のアスペクト比
を有するもの、 （ｂ）　　０．５〜１０％の硼珪酸カドミウムガラス、
（ｃ）　　ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、
ＦｅＯ、ＭｎＯおよびそれらの混合物よりなる群から選
ばれた０．１〜５％のスピネル形成性２価金属酸化物お
よび （ｄ）　　パラジウム、白金およびロジウムよりなる群
から選ばれた０．１〜１．０％の金属の微細粒子からな
り、（ａ）〜（ｄ）のすべてが （ｅ）　　有機媒体中に分散されたものである、金導体
組成物に関する。

【０００８】別の局面では、本発明は導体組成物を焼成
して有機媒体の揮発とガラスおよび金属の液相焼結を行
わせることにより得られた金メタライズ物に関する。さ
らに別の局面では、本発明は上記金導体組成物のパター
ンを不導体セラミック基板にスクリーン印刷しそして印
刷基板を焼成して有機媒体の揮発とガラスおよび金属の
液相焼結を行わせることにより形成された導体パターン
を有する不導体セラミック基板からなる導体エレメント
に関する。

【０００９】

【発明の詳細な記述】Ａ．金 本発明の実施に用いることのできる金粉末は単分散のも
のすなわち均質であるべきでありそしてすべての粒子は
同じ形状を有すべきである。金粉末は球状すなわち２以
下のアスペクト比を有する粒子を含んでいることが好ま
しい。金の粒子サイズは本発明における技術的有効性の
見地から厳密には重大でない。しかしながら、金粒子は
それらが適用される方法普通にはスクリーン印刷と、焼
成条件に適合したサイズを有すべきである。通常、粒子
サイズは分布曲線の５０％点で約０．４〜約５マイクロ
メートルの範囲にあり、粒子の９０％が１０マイクロメ
ートルより小さいものでなければならない。

【００１０】粒子サイズは分布曲線の５０％点で約０．
５〜約２マイクロメートルの範囲にあり、その粒子の９
０％は６マイクロメートルより小さいことが好ましい。 金粉末は例えばブレンダーにおけるように温和な剪断下
に短時間例えば１〜５分間混合して達成されるように粉
末全体を通じて均一に分散された、極く少量の湿潤剤例
えばシアノグアニジンを含有していてもよい。

【００１１】通常、金粉末は無機固形分の全重量に基づ
いて金導体組成物の７５〜９５％を構成する。金粉末は
導体組成物の８０〜８８％を構成するのが好ましくそし
て８２〜８５％を構成するのがより好ましい。

【００１２】Ｂ．ガラス 本発明の金導体組成物のガラス成分は焼成温度で低軟化
点および低粘度を有する硼珪酸カドミウムガラスである
。十分な密着を有するために、ガラス中のカドミウム含
量は実質的量でなければならない。一般に、ガラスの少
なくとも４０重量％はＣｄＯとして存在すべきである。 ＰｂＯ含量はガラスの０．００５重量％より小さいこと
が好ましい。また、他の容易に還元される金属酸化物は
避けるべきである。

【００１３】ここで用いられるような「低軟化点ガラス
」なる語は、繊維伸長法（ＡＳＴＭ−Ｃ３３８−５７）
によって測定されるように８５０℃以下好ましくは６０
０℃以下の軟化点を有するガラスを意味する。また本発
明で用いられるガラスは焼成温度で低粘度を有して無機
粒状物の液相焼結を助ける。焼成温度で６より小さい比
粘度を有するガラスが好ましい。

【００１４】特に好適なガラスは次の組成を有する。Ｃ
ｄＯ　６８．８％、Ｂ２Ｏ３　１８．６％、ＳｉＯ２　
９．５％、Ａｌ２Ｏ３　３．１％。

【００１５】ガラスフリットの粒子サイズは重要でない
が、通常分布曲線上の５０％点で５マイクロメートルよ
り小さくなければならない。ガラスフリットは全無機分
に基づいて０．５〜１０重量％好ましくは１〜３重量％
最も好ましくは１．５〜２．５％を構成する。ガラスは
普通のガラス製造技術によって製造される。

【００１６】Ｃ．金属酸化物 本発明の実施に適した金属酸化物（ＭｅＯ）は組成物を
焼成するとＡｌ２Ｏ３と反応してスピネル構造（ＭｅＡ
ｌ２Ｏ４）を生成できるものである。適当な無機酸化物
にはＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＦｅＯ
、ＭｎＯおよびそれらの混合物がある。焼成条件下に分
解して相当する金属酸化物を形成するカーボネートおよ
びオキシレートのような金属酸化物の先駆物質は同等な
効果で用いることができる。

【００１７】金属酸化物または先駆物質の粒子サイズは
本発明の組成物が適用される方法普通はスクリーン印刷
に適するサイズを有すべきである。すなわち、粒子サイ
ズは金と同じ範囲すなわち分布曲線上の５０％点で約０
．５〜５マイクロメートルにあり、９０％が１０マイク
ロメートルより小さくなければならない。

【００１８】通常、金属酸化物は全無機分に基づいて約
０．１〜約５重量％、好ましくは約０．１〜３重量％、
最も好ましくは０．１〜１重量％を構成する。

【００１９】Ｄ．追加の金属 本発明の金導体組成物における追加の金属はパラジウム
、白金およびロジウムよりなる群から選ばれる。パラジ
ウムが好ましい。金属粒子は大体球状であることが好ま
しい。粒子サイズは再び適用方法すなわちスクリーン印
刷によって規定されそして分布曲線上の５０％点で約０
．１〜１０マイクロメートルの範囲にあるべきである。 追加の金属は全無機分に基づいて約０．１〜約１重量％
を構成する。

【００２０】Ｅ．有機媒体 本発明の金導体組成物に用いられる有機媒体は溶媒中の
樹脂の溶液または分散液を含めて普通の金導体組成物に
通常用いられるもののいずれであってもよい。適当な樹
脂にはエチルセルロース、ポリブチルメタクリレート、
ポリアルファーメチルスチレンまたはポリ（エチレンビ
ニルアセテート）がある。好適な樹脂はエチルセルロー
スである。適当な溶媒は樹脂と物理的に相容しそして得
られた溶液または分散液は金導体組成物の他の成分に対
して化学的に不活性でなければならない。種々の有機液
体のうちのいずれか１つを有機樹脂用のキャリヤーとし
て用いることができる。適当な有機液体には脂肪族アル
コール（例えば、１−デカノール）、該アルコールのエ
ステル（例えば、アセテートまたはプロピオネート）、
グリコールエーテル（例えば、ジブチルカルビトール）
、テレピン（ｔｅｒｐｉｎｅｓ）（例えば、パイン油ま
たはテルピネオール）およびジアルキルフタレート（例
えば、ジブチルフタレートまたはジメチルフタレート）
がある。場合により、溶液または分散液はまた増粘剤、
安定剤、チキソトロープ剤、湿潤剤などのような他の添
加剤を含有していてもよい。

【００２１】所望の印刷特性を得るために有機液体中の
樹脂および他の添加剤の量を調整できることが当業者に
よって認められるであろう。通常、有機液体中の樹脂の
濃度は約２〜２０重量％、好ましくは１０〜１５重量％
でなければならない。

【００２２】本発明の導体組成物における有機媒体：無
機固形分の比はかなり変動しそして分散液を適用しよう
とする方法および使用される有機媒体の種類に依存する
。普通、良好な範囲を得るためには、分散液は６０〜９
０％の無機固形分と４０〜１０％の有機媒体を含有する
。

【００２３】処方および適用 本発明の組成物の製造において、無機固形分は有機媒体
と混合されそして３本ロールミルのような適当な装置で
分散されて懸濁液を生成し、その結果粘度が４ｓｅｃ−
１の剪断速度で約１００〜４００パスカル秒の範囲にあ
る金組成物が得られる。

【００２４】次に、組成物はスクリーン印刷の方法によ
ってアルミナまたは誘電体シートのような基板に約１０
〜８０マイクロメートル好ましくは１０〜７０マイクロ
メートル最も好ましくは１０〜５０マイクロメートルの
湿時厚さに適用される。次に、印刷パターンを約８０〜
１５０℃で約５〜１５分間乾燥させる。焼成は有機物を
約３００〜６００℃で完全燃焼させ、約８００〜９５０
℃の最高温度を約５〜１５分続行させ次いで制御された
クールダウンサイクルを用いて早すぎるクールダウンに
より過焼結、中間温度における好ましくない化学反応ま
たは基板の破損が起らないような温度分布を用いてベル
トコンベア炉中で行うのが好ましい。全焼成手順は約１
時間にわたることが好ましく、２０〜２５分で焼成温度
に到達し、焼成温度に約１０分保ち、そして約２０〜２
５分でクールダウンされる。金メタライズ物の焼成厚さ
は約４〜２５マイクロメートルにすることができる。

【００２５】ろう付け方法 メタライズ化構成要素を低温共焼成セラミック基板に取
付けるためのろう付け方法は下記の工程からなる：１．
第１の金導体組成物をセラミック基板上に適用する工程
、 ２．前記第１の導体組成物を乾燥させる工程、３．前記
第１の導体組成物を焼成して有機媒体の揮発、無機物質
の液相流れおよび焼結を行なわせて第１のメタライズ層
を形成させる工程、 ４．前記第１のメタライズ層が第２の金導体組成物によ
ってカバーされるように前記第２の導体組成物を前記第
１のメタライズ層上に適用する工程、 ５．前記第２の導体組成物を乾燥させる工程、６．前記
第２の導体組成物を焼成して有機媒体の揮発、無機物質
の液相流れおよび焼結を行い第２のメタライズ層を形成
させる工程、 ７．ピン、リード、ウインドーフレームまたはヒートシ
ンクのような少なくとも１つの金属構成要素およびろう
付け組成物を前記第２のメタライズ物上に位置決めして
集成体を形成させる工程および ８．ろう付け組成物が金属構成要素と第２のメタライズ
層との間に接合をするのに十分な温度で集成体を加熱す
る工程。

【００２６】ろう付け法で用いられる基板は当該技術で
慣用されている周知のセラミックをベースとした基板な
らどれでもよい。超小形電子回路部品に慣用的に用いら
れるセラミック基板の例にはアルミナ、ベリリア、ハフ
ニア、窒化物、炭化物などがある。またろう付け法に使
用するのに適したものはガラス−セラミックスおよび先
進のセラミックス例えば窒化アルミニウム、炭化けい素
、窒化けい素および窒化ほう素である。この方法に使用
するのに好適な基板は９６％Ａｌ２Ｏ３で構成されるア
ルミナ基板であり、最も好ましいものはデュポン社によ
って販売されているＧｒｅｅｎ　Ｔａｐｅ（ＴＭ）のよ
うなガラス−セラミックテープである。

【００２７】第１のメタライズ層は本発明の金導体組成
物を用いてつくられる。導体組成物はスクリーン印刷の
方法によって基板に約１０〜８０マイクロメートル好ま
しくは１０〜７０マイクロメートル最も好ましくは１０
〜５０マイクロメータの湿時厚さになるように適用され
る。次に、印刷パターンを約８０〜１５０℃で約５〜１
５分間乾燥させる。焼成は有機物を約３００〜６００℃
で完全燃焼させ、約８００〜９５０℃の最高温度を約５
〜１５分続行させ次いで制御されたクールダウンサイク
ルを用いて早すぎるクールダウンにより過焼結、中間温
度における好ましくない化学反応または基板の破損が起
らないような温度分布を用いてベルトコンベア炉中で行
うのが好ましい。全焼成手順は約１時間にわたることが
好ましく、２０〜２５分で焼成温度に到達し、焼成温度
に約１０分保ちそして約２０〜２５分でクールダウンさ
れる。金メタライズ物の焼成厚さは約４〜２５マイクロ
メートルにすることができる。

【００２８】第２のメタライズ層は、第２の導体組成物
が同様な厚膜技術好ましくはスクリーン印刷を用いて第
１のメタライズ層に適用されると形成される。この工程
では金属構成要素を取り付けようとする第１のメタライ
ズ層の露出部分を完全にコートまたはカバーするように
第２の導体組成物を適用することが重要である。これは
第２のメタライズ層の第１のメタライズ層への正確なス
クリーン整合によるかあるいは第１のメタライズ層に用
いられるパッドサイズに比べて僅かに大きな（約５％）
パターン（例えばパットサイズ）を有する第２のメタラ
イズ層の第２のスクリーンを用いて行なわれる。これは
第１のメタライズ層をカバーしそしてセラミックと第１
のメタライズ物との界面を保護するためには印刷、乾燥
、焼成といういくつかの工程が必要とされることを意味
している。第２のメタライズ層の乾燥は第１のメタライ
ズ層の乾燥について上述したものと同じである。第２の
メタライズ層を焼成する方法は第１のメタライズ層につ
いて述べたものと同様であるが、当業者によって理解さ
れるように第２のメタライズ層の所望の焼成厚さに適合
するように条件を変えてもよい。第２のメタライズ層の
焼成厚さは約５〜１００マイクロメートルであるべきで
ある。厚さは用いられるろう付け用合金の種類と融解温
度に依存する。ろう付け合金の融解温度が高ければ高い
程、第２層の厚さは大きくなる。約５５０℃のろう付け
温度の場合、第２のメタライズ層の厚さは約１０〜３０
マイクロメートルである。約７６０℃のろう付け温度の
場合、第２層の厚さは約３０〜８０マイクロメートルで
ある。

【００２９】第２のメタライズ層を形成する第２の導体
組成物は有機媒体中に分散された微細な金粉末からなっ
ている。第２の導体組成物中の金粒子は焼成工程中にそ
れ自体焼結しそして第１のメタライズ層と第２のメタラ
イズ層との間の界面に存在する第１のメタライズ層の金
属粒子に焼結する。第２の導体組成物の有機媒体の機能
は第１の導体組成物における有機媒体のものと同じであ
る。ここで、有機媒体は当該分野で慣用のものでありそ
して第１の導体組成物について述べた有機媒体と同じま
たは異なった組成を有していてもよい。無機結合剤は第
２のメタライズ層には使用されないことが好ましい。し
かしながら、固形分の１０重量％までの少量の無機結合
剤をうまく使用することができる。

【００３０】また、第１および第２のメタライズ層の別
々の焼成を単一の工程として併合することもできる。焼
成工程を併合する前に、第１の導体組成物を適用し、乾
燥させ次に第２の導体組成物を整合して適用し乾燥させ
る。両層の焼成は個々の層の焼成について上述したもの
と同様である。

【００３１】セラミック基板への取り付けに有用な金属
構成要素は例えばピン、リードおよびヒートシンクであ
る。これらの構成要素は他の電子パッケージ間の相互連
結として機能するかあるいはヒートシンクの場合不要な
熱の吸収または放散として機能するのでメタライズされ
る。この方法に使用するのに適した金属構成要素は銅、
ニッケル、モリブデン、タングステン、銀、金、鉄、カ
ーボングラファイトまたは合金またはクラッドあるいは
これらの混合物から形成することができる。ガラス−セ
ラミック基板と一緒に用いるのに好適なものはピンおよ
びリード線材料用のＫｏｖａｒ、Ａｌｌｏｙ　４２、Ａ
ｌｌｏｙ　４６のような鉄とニッケルの合金であるが、
銅／タングステン、銅／モリブデン、銅／モリブデン／
銅および銅／インドール（Ｉｎｖａｒ）／銅はヒートシ
ンクおよびスプレダーとして用いられる。それらの熱膨
脹率（ＴＣＥ）はセラミック基板の熱膨脹率と適合し得
るので上記の物質が用いられる。適合性ＴＣＥはろう付
けプロセスの間に発生される残留熱応力を最小にする助
けをする。また、金属構成要素は炉内ろう付け後にそれ
らの機械的結合性（目に見えるほどのアニールは存在し
ない）を保持することができる。金属構成要素はニッケ
ルだけでメッキしてもよいが所望により続いて金、銅ま
たは銀をメッキしてもよい。

【００３２】第２のメタライズ層およびメタライズ化構
成要素と適合できる通常の硬ろう組成物はこの方法に使
用するのに適している。金メタライズ物と用いるのに適
したろう付け組成物は８２Ａｕ／１８Ｉｎ（数字は重量
％を示す）である。ろう付け配合物はペーストまたはプ
レフォーム状態であってもよい。ろうペーストはスクリ
ーン印刷、ステンシル印刷または分配技術を用いて適用
される。また、ろうをパッドまたは構成要素上に適用し
そして予め流動させてからろう接合プロセスを行うこと
ができる。

【００３３】ろう付けによって接合しようとする構成要
素は通常ろう付けサイクルを通じて維持される固定位置
で典型的には補助取付け材（ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｆｉ
ｘｔｕｒｉｎｇ）を用いて組立てられる。軟鋼、コバー
ル（Ｋｏｖａｒ）、被切削性セラミック、溶岩およびグ
ラファイトはしばしば補助取付け材として用いられる。 特に好適な取付け材はグラファイトである。取付け材の
選択は用いられるろう付け法、用いられるろう付け温度
および雰囲気、組立て物の材料および仕上げられたパッ
ケージの寸法要求と関連して材料の性質例えば耐熱性に
よって決定される。接合しようとする面は硬ろうが接合
部をみたして最高の性質を達成するために室温とろう付
け温度で接合クリアランスを保つ取付け材によって適当
に間隔があけられる。ろう配合物はペーストまたはプレ
フォーム状であってもよいが、メタライズ化構成要素と
第２のメタライズ層の間に置かれるかあるいはろう配合
物が接合部をみたすようにメタライズ構成要素の上にの
せてもよい。例えば、ろうプレフォーム配合物はピン構
成要素の軸によってろう付けするための適所にしっかり
と固着することができる。

【００３４】メタライズ化構成要素のセラミック基板の
メタライズ層へのろう付けはろう付け炉内で行われ炉内
には取付けられた集成体が置かれている。集成体は硬ろ
う配合物をぬらして接合を形成させるのに十分な時間と
温度でろう付け炉内で徐々に加熱させる。通常、ピーク
温度は硬ろうの融点より２０°〜８０℃高い。取付けら
れた集成体はピーク温度で極めて短時間通常は１分のオ
ーダーで加熱され次いで徐冷される。ろう付けに適した
炉はバッチおよびベルトコンベヤ（赤外またはマッフル
）である。ベルトコンベヤ炉を用いるのが好ましい。 Ａｕ／Ｉｎブレーズの場合、還元性雰囲気が炉中で用い
られる。通常、これは水素と窒素の混合物である。

【００３５】商業上許容できるためには、メタライズ化
構成要素の引張り強さはインストロン試験により測定さ
れるように少なくとも１５ポンドであるべきである。引
張り強さは２０ポンドより大きいことが好ましい。

【００３６】

【実施例】Ｉ．材料 金：球状金粉末、Ｄ５０粒子サイズ　０．７〜１．７マ
イクロメートル パラジウム：パラジウム粉末、表面積　６．１〜９．６
ｍ２／ｇ 酸化銅：ＣｕＯ粉末、表面積　１．３〜３．２ｍ２／ｇ
ガラス：Ｄ５０粒子サイズ　２．５〜３．５マイクロメ
ートル フリット１＝Ｂ２Ｏ３（１８．６％）、ＣｄＯ（６８．
８％）、ＳｉＯ２（９．５％）、Ａｌ２Ｏ３（３．１％
）フリット２＝ＣａＯ（４．０％）、ＢａＯ（０．９％
）、ＺｎＯ（２７．６％）、ＳｉＯ２（２１．７％）、
Ｂ２Ｏ３（２６．７％）、ＮａＯ（８．７％）、ＰｂＯ
（０．７％）、Ａｌ２Ｏ３（５．７％）、ＺｒＯ２（４
．０％）フリット３＝ＭｇＯ（２．１％）、ＢａＯ（３
６．３％）、ＮｉＯ（４．６％）、ＳｉＯ２（１６．５
％）、Ｂ２Ｏ３（３７．５％）、ＺｒＯ２（３．０％）
フリット４＝ＰｂＯ（８３．０％）、ＰｂＦ２（４．９
％）、ＳｉＯ２（１．１％）、Ｂ２Ｏ３（１１．０％）
基板：デュポン社によってＧｒｅｅｎ　Ｔａｐｅ（ＴＭ
）（タイプ８５１ＡＴ）として販売されているガラスセ
ラミックテープ

【００３７】ＩＩ．試験方法 （ａ）　　既知の方法を用いて１０層のテープ基板と慣
用の金ペーストにより多層構造体を製作した。

【００３８】（ｂ）　　第１のメタライズ層に相当する
所定の組成を有する金ペーストを、（ａ）で形成された
焼成パッケージ体の外部表面層に、１０〜１５マイクロ
メートルの焼成厚さになるように、８８５　ＡＭＩプリ
ンター（ＡＭＩ社、ニュージャージ州ノースブランチに
よって製造された）を用いて１回で４５マイクロメート
ルの湿時厚さになるように印刷した。メタライズ化構成
要素を取付けようとする場所に印刷ペーストを適用した
。グリーンテープ上のペーストをブルー・エム・カンパ
ニー（ペンシルバニア州マルベルン）により製造された
ブルーＭ炉中、大気中で１５０℃の温度で１５〜３０分
間乾燥させた。ペーストをリンドベルグ炉（リンドベル
グ、イリノイ州シカゴ）中で大約１時間のサイクル（す
なわち、約２０〜２５分で焼成温度まで加熱し、８５０
℃で１０分間焼成しそして残りの時間で湿度を下げてい
く）を用いて空気中で焼成した。

【００３９】（ｃ）　　８８％金フレーク粉末および１
２％有機媒体からなる第２の導体組成物を第１の導体メ
タライズ層の上に上記工程（ｂ）で述べた８８５　ＡＭ
Ｉプリンターを用いて４０〜５０マイクロメートルの湿
時厚さになるように印刷した。第１層のパットサイズに
比べてわずかに大きなパットサイズ（約５％大きい）を
有する第２のメタライズ層用の第２のスクリーンを用い
て、結合パッドの両側を含めての最初のメタライズ層を
完全にカバーするように印刷される。約２５マイクロメ
ートルの所望の焼成厚さとするために第２の導体組成物
を２回の印刷および乾燥工程で印刷した。上記（ｂ）と
同様にして第２の導体組成物をブルーＭ炉で乾燥させた
。

【００４０】（ｄ）　　ペーストをリンドベルグ炉中で
大約１時間のサイクル（すなわち約２０〜２５分で焼成
温度まで加熱させ、８５０℃で１０分間焼成しそして残
りの時間で湿度を下げていく）を用いて空気中で焼成さ
せた。

【００４１】（ｅ）　　アストロ・プレシジオン・イン
コーポレーテッド（コネチカット州、ベイビレ）によっ
て販売されているコバール（Ｋｏｖａｒ）ピンにサート
ロニックス・カンパニー（ノースカロライナ州、ラレイ
）による５０マイクロインチのニッケルと５０マイクロ
インチの金をメッキした。

【００４２】（ｆ）　　パッケージコンポーネントをグ
ラファイト取付け材を用いて組立て逐次メタライズ層を
有するセラミック基板、ろう付けプレフォームおよびメ
ッキされたピンを焼成のためのメタライズ層上の適正な
位置に保持した。ろう付けプレフォームは８２Ａｕ／１
８Ｉｎでつくられそしてアドバンスド・マテリアル・テ
クノロジー・コーポレーション（ニューヨーク州、オリ
スカニイ）によって販売されている。ろう付けプレフォ
ームは座金状に成形されて、ピンの頭部にある延長ピン
の軸の上に置いた。ピンの頭部を第２のメタライズ層の
上に置きそしてグラファイト取付け材によって適所に保
持した。

【００４３】（ｇ）　　５８０℃のピーク温度を２分間
保つ１時間のプロフィールで３．７％水素と９６．３％
窒素の雰囲気を用いてワトキンス−ジョンソン炉（ワト
キンス−ジョンソン・カンパニー、カリフォルニア州、
スコットバレイ）でろう付けを行なった。その部分を十
分に冷却した後、グラファイト取付け材を取りはずしそ
して組立てたパッケージを取り出した。

【００４４】セラミック基板に対するピンの取付けまた
は接合の強さをインストロン機械（インストロン・コー
ポレーション、マサチュウセッツ州、キャントン）を用
いて１２ｍｍ／分のクロスヘッドスピードで試験した。 試験結果は１０回の平均であった。

【００４５】実施例１および比較例２〜４これらの例は
基板としてグリーンセラミックテープを用いて本発明の
金ペーストにより得ることができる改善された密着性を
説明するものである。実施例１では本発明の金ペースト
を用いたが、例２〜４は比較例である。組成物および結
果を以下の表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】実施例５および比較例６〜７これらの例は
本発明の金ペーストをアルミナ基板に用いる密着性（実
施例５）が他のペーストのもの（比較例６および７）と
同じくらいよいことを説明するものである。

【００４８】

【表２】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　全無機固形分を基準にして重量で、（
   ａ）　　７５〜９５％の金属態の金粒子であって、その
   粒子の少なくとも９０重量％が２以下のアスペクト比を
   有するもの、 （ｂ）　　０．５〜１０％の硼珪酸カドミウムガラス、
   （ｃ）　　ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、
   ＦｅＯ、ＭｎＯおよびそれらの混合物よりなる群から選
   ばれた０．１〜５％のスピネル形成性２価金属酸化物お
   よび （ｄ）　　パラジウム、白金およびロジウムよりなる群
   から選ばれた０．１〜１．０％の金属の微細粒子からな
   り、（ａ）〜（ｄ）のすべてが （ｅ）　　有機媒体中に分散されたものである、金導体
   組成物。
2. 【請求項２】　　有機媒体がエチルセルロース、ポリブ
   チルメタクリレート、ポリ−アルファメチルスチレンま
   たはポリ（エチレンビニルアセテート）よりなる群から
   選ばれた２〜２０重量％の樹脂と脂肪族アルコール、該
   アルコールのエステル、グリコールエーテルテレピンお
   よびジアルキルフタレートよりなる群から選ばれた９８
   〜８０重量％の有機液体からなる請求項１の組成物。
3. 【請求項３】　　８０〜８８％の金属態の金を含む請求
   項１の組成物。
4. 【請求項４】　　硼珪酸カドミウムガラスが６８．８重
   量％のＣｄＯ、１８．６重量％のＢ２Ｏ３、９．５重量
   ％のＳｉＯ２および３．１重量％のＡｌ２Ｏ３より本質
   的になる請求項１の組成物。
5. 【請求項５】　　０．１〜１％のスピネル形成性２価金
   属酸化物を含む請求項１の組成物。
6. 【請求項６】　　（ａ）請求項１の金導体組成物を乾燥
   させそして（ｂ）乾燥させた組成物を８００〜９５０℃
   の範囲の温度で焼成させることからなる方法によって形
   成された金メタライズ物。