JPH0570261A - セラミツクと金属の接合用ロウペースト - Google Patents
セラミツクと金属の接合用ロウペーストInfo
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- JPH0570261A JPH0570261A JP26820591A JP26820591A JPH0570261A JP H0570261 A JPH0570261 A JP H0570261A JP 26820591 A JP26820591 A JP 26820591A JP 26820591 A JP26820591 A JP 26820591A JP H0570261 A JPH0570261 A JP H0570261A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 接合面に局部的な接合不良や非接合部を生じ
させることなく、セラミックと金属を接合できるロウペ
ーストを提供する。 【構成】 ＣｕとＴｉＨ2の混合粉末を調製し、このＴ
ｉ＋Ｃｕ粉末を真空中において熱処理し、ＴｉＨ2を分
解させてＴｉＨ2に含まれていたＨ2を飛散させて水素化
物あるいはＨ2を含まないＴｉ、Ｃｕ及び／又はＴｉ−
Ｃｕ合金を得た後、このＴｉ及び／又はＴｉ−Ｃｕ合金
とＣｕとＡｇを混合し、有機物を添加する。ここで、Ｔ
ｉ／（Ｔｉ＋Ｃｕ＋Ａｇ）の重量比は１重量％以上２０
重量％以下とする。
させることなく、セラミックと金属を接合できるロウペ
ーストを提供する。 【構成】 ＣｕとＴｉＨ2の混合粉末を調製し、このＴ
ｉ＋Ｃｕ粉末を真空中において熱処理し、ＴｉＨ2を分
解させてＴｉＨ2に含まれていたＨ2を飛散させて水素化
物あるいはＨ2を含まないＴｉ、Ｃｕ及び／又はＴｉ−
Ｃｕ合金を得た後、このＴｉ及び／又はＴｉ−Ｃｕ合金
とＣｕとＡｇを混合し、有機物を添加する。ここで、Ｔ
ｉ／（Ｔｉ＋Ｃｕ＋Ａｇ）の重量比は１重量％以上２０
重量％以下とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックと金属の接合
用ロウペーストに関する。具体的にいうと、例えばＩＣ
パッケージやパワーダイオードなどの基板として用いら
れるセラミック−金属接合基板を作製する際に用いられ
る接合用ロウペーストに関する。
用ロウペーストに関する。具体的にいうと、例えばＩＣ
パッケージやパワーダイオードなどの基板として用いら
れるセラミック−金属接合基板を作製する際に用いられ
る接合用ロウペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１はセラミック−金属接合体（接合基
板）１の一例を示す正面図である。この接合体１は、ロ
ウ材２を用いてセラミック基板３の両主面にそれぞれ金
属板４を接合したものである。
板）１の一例を示す正面図である。この接合体１は、ロ
ウ材２を用いてセラミック基板３の両主面にそれぞれ金
属板４を接合したものである。
【０００３】このような接合体１は、例えばＩＣ（集積
回路）パッケージやパワーダイオード等の基板として用
いられる。今日、ＩＣやパワーダイオード等の半導体デ
バイスは、高密度化、高速化、高出力化され、従来に比
べて発熱量が増大してきており、図１のような接合体１
を基板として用いれば、金属板４がヒートシンクとして
働き、半導体デバイスで発生した熱を効果的に放熱させ
られるためである。
回路）パッケージやパワーダイオード等の基板として用
いられる。今日、ＩＣやパワーダイオード等の半導体デ
バイスは、高密度化、高速化、高出力化され、従来に比
べて発熱量が増大してきており、図１のような接合体１
を基板として用いれば、金属板４がヒートシンクとして
働き、半導体デバイスで発生した熱を効果的に放熱させ
られるためである。
【０００４】従来の接合体にあっては、セラミック基板
３と金属板４を接合させるためのロウ材２として、Ｃｕ
（銅）やＡｇ（銀）等にＴｉ（チタン）を添加した混合
微粉末からなるペーストを用いている。そして、接合体
を作製する場合には、まず金属板４の表面にロウ材２の
ペーストを印刷し、この金属板４をセラミック基板３の
両主面に積層した後、セラミック基板３に金属板４を積
層したものを真空中において熱処理している。熱処理す
るとロウ材２が溶融し、その後冷却されることによって
ロウ材２が固化し、固化したロウ材２によってセラミッ
ク基板３と金属板４が強固に接合される。さらに、熱処
理時にロウ材２中のＴｉがセラミック基板３の組成と反
応することにより、金属板４とセラミック基板３の接合
強度が一層高くなっている。
３と金属板４を接合させるためのロウ材２として、Ｃｕ
（銅）やＡｇ（銀）等にＴｉ（チタン）を添加した混合
微粉末からなるペーストを用いている。そして、接合体
を作製する場合には、まず金属板４の表面にロウ材２の
ペーストを印刷し、この金属板４をセラミック基板３の
両主面に積層した後、セラミック基板３に金属板４を積
層したものを真空中において熱処理している。熱処理す
るとロウ材２が溶融し、その後冷却されることによって
ロウ材２が固化し、固化したロウ材２によってセラミッ
ク基板３と金属板４が強固に接合される。さらに、熱処
理時にロウ材２中のＴｉがセラミック基板３の組成と反
応することにより、金属板４とセラミック基板３の接合
強度が一層高くなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなロウペー
スト中の金属粉末は、局部的な接合強度の違いや接合不
良等を生じないよう微細粉を用いることが望まれる。
スト中の金属粉末は、局部的な接合強度の違いや接合不
良等を生じないよう微細粉を用いることが望まれる。
【０００６】しかしながら、Ｔｉは延性が高いため、ロ
ウペーストとしてＣｕ、Ａｇ、Ｔｉの混合粉を使用する
場合にはＣｕ、Ａｇに比べてＴｉの微細粉を得にくく、
セラミック基板と金属板との接合に最も寄与するＴｉ粉
の粒径が粗くなり、セラミック基板と金属板との接合面
積が大きい場合には、セラミック基板と金属板との接合
面に局部的な接合不良の領域や非接合部等が発生するこ
とがあった。
ウペーストとしてＣｕ、Ａｇ、Ｔｉの混合粉を使用する
場合にはＣｕ、Ａｇに比べてＴｉの微細粉を得にくく、
セラミック基板と金属板との接合に最も寄与するＴｉ粉
の粒径が粗くなり、セラミック基板と金属板との接合面
積が大きい場合には、セラミック基板と金属板との接合
面に局部的な接合不良の領域や非接合部等が発生するこ
とがあった。
【０００７】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは接合面に局部
的な接合不良や非接合部を生じさせることなく、セラミ
ックと金属を接合できるロウペーストを提供することに
ある。
れたものであり、その目的とするところは接合面に局部
的な接合不良や非接合部を生じさせることなく、セラミ
ックと金属を接合できるロウペーストを提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるセラミック
と金属の接合用ロウペーストは、セラミックと金属をロ
ウ付けにより接合するためのロウペーストであって、水
素化チタンから得られたチタン及び／又はその合金と銅
と銀と有機物からなり、前記金属組成のうちチタンの重
量比がほぼ１重量％以上２０重量％以下であることを特
徴としている。
と金属の接合用ロウペーストは、セラミックと金属をロ
ウ付けにより接合するためのロウペーストであって、水
素化チタンから得られたチタン及び／又はその合金と銅
と銀と有機物からなり、前記金属組成のうちチタンの重
量比がほぼ１重量％以上２０重量％以下であることを特
徴としている。
【０００９】さらに、上記ロウペーストにおいては、チ
タン源として水素化チタンを用い、水素化チタンと銅の
混合粉末を真空中で熱処理して水素を分解飛散させるこ
とによって得られたチタン及び／又はチタンと銅の合金
を原料の一部として用いても良い。
タン源として水素化チタンを用い、水素化チタンと銅の
混合粉末を真空中で熱処理して水素を分解飛散させるこ
とによって得られたチタン及び／又はチタンと銅の合金
を原料の一部として用いても良い。
【００１０】また、上記ロウペーストにおいては、チタ
ン源として水素化チタンを用い、水素化チタンと銅と銀
の混合粉末を真空中で熱処理して水素を分解飛散させる
ことによって得られたチタン及び／又はチタンと銅と銀
の合金を原料の一部として用いても良い。
ン源として水素化チタンを用い、水素化チタンと銅と銀
の混合粉末を真空中で熱処理して水素を分解飛散させる
ことによって得られたチタン及び／又はチタンと銅と銀
の合金を原料の一部として用いても良い。
【００１１】
【作用】水素化チタン（ＴｉＨ2）は水素を含んでいて
チタンよりも脆いため、水素化チタン粉末はチタン粉末
よりも微細粉末を得易い。このため、 チタン粉末の出発
原料として水素化チタンを用いることにより、ロウペー
スト中の粉末を均一な微小粉末に揃えることができる。
チタンよりも脆いため、水素化チタン粉末はチタン粉末
よりも微細粉末を得易い。このため、 チタン粉末の出発
原料として水素化チタンを用いることにより、ロウペー
スト中の粉末を均一な微小粉末に揃えることができる。
【００１２】こうして得られた均一な微小粉末の銅、
銀、チタン及びこれらの合金等からなるロウペーストを
用いることにより、ロウペーストの接合性の局部的不均
一がなくなり、セラミックと金属との接合面積が大きく
なっても、セラミックと金属との接合面に非接合部や接
合不良の領域を生じなくなる。この結果、セラミックと
金属との接合強度が高くなり、接合の信頼性も向上す
る。
銀、チタン及びこれらの合金等からなるロウペーストを
用いることにより、ロウペーストの接合性の局部的不均
一がなくなり、セラミックと金属との接合面積が大きく
なっても、セラミックと金属との接合面に非接合部や接
合不良の領域を生じなくなる。この結果、セラミックと
金属との接合強度が高くなり、接合の信頼性も向上す
る。
【００１３】なお、チタンの重量比がほぼ１重量％より
も少ない場合や、ほぼ２０重量％よりも多い場合には、
セラミックと金属との剥離強度が著しく低下した。
も少ない場合や、ほぼ２０重量％よりも多い場合には、
セラミックと金属との剥離強度が著しく低下した。
【００１４】また、チタン源として水素化チタンを用
い、水素化チタンと銅の混合粉末（あるいは、水素化チ
タンと銅及び銀の混合粉末）を真空中で熱処理して水素
を分解飛散させることによって得られたチタンを用い、
銀、銅、チタン及びこれらの合金と有機物からロウペー
ストを調製すれば、水素化チタンに含まれていた水素は
熱処理時に飛散しているので、ロウ付け時に水素ガスが
発生し、セラミックと金属の接合性を阻害したり、爆発
したりする恐れが無くなる。
い、水素化チタンと銅の混合粉末（あるいは、水素化チ
タンと銅及び銀の混合粉末）を真空中で熱処理して水素
を分解飛散させることによって得られたチタンを用い、
銀、銅、チタン及びこれらの合金と有機物からロウペー
ストを調製すれば、水素化チタンに含まれていた水素は
熱処理時に飛散しているので、ロウ付け時に水素ガスが
発生し、セラミックと金属の接合性を阻害したり、爆発
したりする恐れが無くなる。
【００１５】さらに、混合粉末の状態で熱処理すること
によって銅とチタンの合金が生成するが、これはチタン
よりも延性が小さく、必要に応じて機械的粉砕が可能で
ある。
によって銅とチタンの合金が生成するが、これはチタン
よりも延性が小さく、必要に応じて機械的粉砕が可能で
ある。
【００１６】
【実施例】本発明にかかるロウペーストの典型的な実施
例は、ＣｕとＴｉＨ2の混合粉末を調製し、このＴｉ＋
Ｃｕ粉末を真空中において熱処理し、ＴｉＨ2を分解さ
せてＴｉＨ2に含まれていたＨ2を飛散させて水素化物あ
るいはＨ2を含まないＴｉ、Ｃｕ及び／又はＴｉ−Ｃｕ
合金を得た後、このＴｉ及び／又はＴｉ−Ｃｕ合金とＣ
ｕとＡｇを混合し、有機物を添加したものである。
例は、ＣｕとＴｉＨ2の混合粉末を調製し、このＴｉ＋
Ｃｕ粉末を真空中において熱処理し、ＴｉＨ2を分解さ
せてＴｉＨ2に含まれていたＨ2を飛散させて水素化物あ
るいはＨ2を含まないＴｉ、Ｃｕ及び／又はＴｉ−Ｃｕ
合金を得た後、このＴｉ及び／又はＴｉ−Ｃｕ合金とＣ
ｕとＡｇを混合し、有機物を添加したものである。
【００１７】また、別な典型的実施例は、ＣｕとＡｇと
ＴｉＨ2の混合粉末を調製し、このＴｉ＋Ｃｕ＋Ａｇ粉
末を真空中において熱処理し、ＴｉＨ2を分解させてＴ
ｉＨ2に含まれていたＨ2を飛散させて水素化物あるいは
Ｈ2を含まないＴｉ、Ｃｕ、Ａｇ及び／又はＴｉ−Ｃｕ
合金を得た後、このＴｉ及び／又はＴｉ−Ｃｕ合金とＣ
ｕとＡｇを混合し、有機物を添加して作製したロウペー
ストである。
ＴｉＨ2の混合粉末を調製し、このＴｉ＋Ｃｕ＋Ａｇ粉
末を真空中において熱処理し、ＴｉＨ2を分解させてＴ
ｉＨ2に含まれていたＨ2を飛散させて水素化物あるいは
Ｈ2を含まないＴｉ、Ｃｕ、Ａｇ及び／又はＴｉ−Ｃｕ
合金を得た後、このＴｉ及び／又はＴｉ−Ｃｕ合金とＣ
ｕとＡｇを混合し、有機物を添加して作製したロウペー
ストである。
【００１８】ＴｉＨ2はＴｉよりも脆いため、上記のよ
うに出発原料としてＴｉＨ2を用いれば微細粉末を得る
ことができ、ＴｉとＣｕとＡｇ等を均一な粒径の微粉末
に揃えることができる。このため、ロウペーストの接合
性の局部的不均一を無くすことができ、接合体の接合性
（ＴｉＮ生成面積率）を高くできる。
うに出発原料としてＴｉＨ2を用いれば微細粉末を得る
ことができ、ＴｉとＣｕとＡｇ等を均一な粒径の微粉末
に揃えることができる。このため、ロウペーストの接合
性の局部的不均一を無くすことができ、接合体の接合性
（ＴｉＮ生成面積率）を高くできる。
【００１９】ここで、微細なＴｉ粉末を得るためＴｉＨ
2の微粉末を水素中で熱処理し、ＴｉＨ2を分解してＨ2
を飛散させるという方法も考えられるが、このような方
法で得られた金属Ｔｉをそのままの状態で空気にさらし
た場合、非常に活性が高いため、爆発等の危険がある。
これに対し、上記のようにＴｉＨ2とＣｕの混合粉末
（あるいは、ＴｉＨ2とＣｕとＡｇの混合粉末）を真空
中で熱処理すれば、Ｃｕと一部反応することにより活性
が下がっているため空気との反応が小さくなり、しかも
Ｈ2は分解飛散しているので、このようにして得られた
Ｔｉ等を含むロウペーストを用いれば、ロウ付け時に水
素ガスが発生してセラミックと金属の接合性を阻害する
恐れが無くなる。
2の微粉末を水素中で熱処理し、ＴｉＨ2を分解してＨ2
を飛散させるという方法も考えられるが、このような方
法で得られた金属Ｔｉをそのままの状態で空気にさらし
た場合、非常に活性が高いため、爆発等の危険がある。
これに対し、上記のようにＴｉＨ2とＣｕの混合粉末
（あるいは、ＴｉＨ2とＣｕとＡｇの混合粉末）を真空
中で熱処理すれば、Ｃｕと一部反応することにより活性
が下がっているため空気との反応が小さくなり、しかも
Ｈ2は分解飛散しているので、このようにして得られた
Ｔｉ等を含むロウペーストを用いれば、ロウ付け時に水
素ガスが発生してセラミックと金属の接合性を阻害する
恐れが無くなる。
【００２０】また、ＴｉＨ2等の熱処理によって生成し
たＴｉ−Ｃｕ合金はＴｉよりも延性が小さいので、ロウ
ペーストの調製前に必要に応じて機械的粉砕によりさら
に細かく粉砕することが可能である。
たＴｉ−Ｃｕ合金はＴｉよりも延性が小さいので、ロウ
ペーストの調製前に必要に応じて機械的粉砕によりさら
に細かく粉砕することが可能である。
【００２１】なお、上記ロウペーストにおいては、以下
の具体的実施例で示すように、Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｃｕ＋Ａ
ｇ）の重量比が１重量％以上２０重量％以下となるよう
に調合することにより良好な結果が得られた。以下、具
体的な実施例について説明する。
の具体的実施例で示すように、Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｃｕ＋Ａ
ｇ）の重量比が１重量％以上２０重量％以下となるよう
に調合することにより良好な結果が得られた。以下、具
体的な実施例について説明する。
【００２２】（実施例１）まず、平均粒径３μｍのＴｉ
Ｈ2粉末と平均粒径２μｍのＣｕ粉末をＴｉＨ2：Ｃｕ＝
５５.４：４４.６（重量比）となるように乾式混合し
た。この混合粉末をアルミナボートに入れ、真空中（≦
１０-4Torr）において５５０℃で１時間熱処理した。熱
処理後に得られた粉末をＸ線回折により相同定したとこ
ろＣｕ，Ｔｉ，Ｃｕ3Ｔｉ，ＣｕＴｉが検出され、水素
化物は残留していないことが確認された。ついで、この
混合粉末と平均粒径２μｍのＣｕ粉末及び平均粒径２μ
ｍのＡｇ粉末を表１のＩ欄に示すようなペースト調合組
成で混合し、さらに有機物質を添加してサンプルNo.１
Ａ〜１Ｇの７種のロウペーストを作製した。また、表１
のII欄には各サンプル１Ａ〜１Ｇのペースト状態におけ
る組成をＣｕ，Ａｇ及びＴｉの重量比で示している。こ
のうち、ＡｇとＣｕの重量比（表１のII欄におけるＡｇ
とＣｕのみの重量比）は共晶組成である７２：２８に固
定している。
Ｈ2粉末と平均粒径２μｍのＣｕ粉末をＴｉＨ2：Ｃｕ＝
５５.４：４４.６（重量比）となるように乾式混合し
た。この混合粉末をアルミナボートに入れ、真空中（≦
１０-4Torr）において５５０℃で１時間熱処理した。熱
処理後に得られた粉末をＸ線回折により相同定したとこ
ろＣｕ，Ｔｉ，Ｃｕ3Ｔｉ，ＣｕＴｉが検出され、水素
化物は残留していないことが確認された。ついで、この
混合粉末と平均粒径２μｍのＣｕ粉末及び平均粒径２μ
ｍのＡｇ粉末を表１のＩ欄に示すようなペースト調合組
成で混合し、さらに有機物質を添加してサンプルNo.１
Ａ〜１Ｇの７種のロウペーストを作製した。また、表１
のII欄には各サンプル１Ａ〜１Ｇのペースト状態におけ
る組成をＣｕ，Ａｇ及びＴｉの重量比で示している。こ
のうち、ＡｇとＣｕの重量比（表１のII欄におけるＡｇ
とＣｕのみの重量比）は共晶組成である７２：２８に固
定している。
【００２３】
【表１】
【００２４】つぎに、このサンプルNo.１Ａ〜１Ｇのロ
ウペーストを用いて窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板と
銅板の接合強度を測定した。すなわち、サンプルNo.１
Ａ〜１Ｇの各ペーストを２ｍｍ角、厚さ０.３ｍｍの銅
板の片面に塗布し、この銅板を１０ｍｍ角、厚さ０.６
３５ｍｍの窒化アルミニウム基板に塗布面が接触するよ
うに重ねた。これを１ｇ／ｍｍ2の荷重がかかった状態
で真空中（≦１０-4Torr）において９００℃で１０分間
熱処理し、窒化アルミニウム基板と銅板の接合体を作製
した。ついで、窒化アルミニウム基板に接合された銅板
のランド部に直径０.８ｍｍの錫メッキ銅線をハンダ付
けし、この錫メッキ銅線を９０度折り曲げてピール強度
（剥離強度）を測定した。こうして、各サンプル毎に１
０枚の接合体を作製してピール強度（平均値）を求め
た。この結果を表１のIII欄に示す。表１のIII欄によれ
ば、Ｔｉの重量比が１.０重量％〜２０.０重量％の範囲
内にあるサンプルNo.１Ｂ〜１Ｆのロウペーストを用い
れば、４.５kgf／（２ｍｍ角）以上のピール強度を得る
ことができ、この範囲外にあるサンプルNo.１Ａ，１Ｇ
のロウペーストを用いた場合よりも４０％以上ピール強
度が増大した。
ウペーストを用いて窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板と
銅板の接合強度を測定した。すなわち、サンプルNo.１
Ａ〜１Ｇの各ペーストを２ｍｍ角、厚さ０.３ｍｍの銅
板の片面に塗布し、この銅板を１０ｍｍ角、厚さ０.６
３５ｍｍの窒化アルミニウム基板に塗布面が接触するよ
うに重ねた。これを１ｇ／ｍｍ2の荷重がかかった状態
で真空中（≦１０-4Torr）において９００℃で１０分間
熱処理し、窒化アルミニウム基板と銅板の接合体を作製
した。ついで、窒化アルミニウム基板に接合された銅板
のランド部に直径０.８ｍｍの錫メッキ銅線をハンダ付
けし、この錫メッキ銅線を９０度折り曲げてピール強度
（剥離強度）を測定した。こうして、各サンプル毎に１
０枚の接合体を作製してピール強度（平均値）を求め
た。この結果を表１のIII欄に示す。表１のIII欄によれ
ば、Ｔｉの重量比が１.０重量％〜２０.０重量％の範囲
内にあるサンプルNo.１Ｂ〜１Ｆのロウペーストを用い
れば、４.５kgf／（２ｍｍ角）以上のピール強度を得る
ことができ、この範囲外にあるサンプルNo.１Ａ，１Ｇ
のロウペーストを用いた場合よりも４０％以上ピール強
度が増大した。
【００２５】また、大面積での接合性を評価するため、
サンプルNo.１Ａ〜１Ｇの各ロウペーストを用い、ピー
ル強度測定時と同じ方法で４０ｍｍ角、厚さ０.６３５
ｍｍの窒化アルミニウム基板の両面に４０ｍｍ角、厚さ
０.３ｍｍの銅板を接合した。ついで、この窒化アルミ
ニウム基板と銅板の接合体を硝酸水溶液に浸漬し、金属
部分（銅板及びロウ材層の金属部）を溶融させ、窒化ア
ルミニウム基板の表面に反応生成物であるＴｉＮ層を露
出させた。そして、ＴｉＮ層の生成面積を測定し、窒化
アルミニウム基板の接合面積全体に対するＴｉＮ層生成
面積の比率（ＴｉＮ生成面積率）を求めた。この結果を
表１のIV欄に示す。この表１のIV欄より明らかなように
サンプルNo.１Ｂ〜１Ｆにおいては９２.７％以上のＴｉ
Ｎ生成面積率が得られ、接合性も良好であった。
サンプルNo.１Ａ〜１Ｇの各ロウペーストを用い、ピー
ル強度測定時と同じ方法で４０ｍｍ角、厚さ０.６３５
ｍｍの窒化アルミニウム基板の両面に４０ｍｍ角、厚さ
０.３ｍｍの銅板を接合した。ついで、この窒化アルミ
ニウム基板と銅板の接合体を硝酸水溶液に浸漬し、金属
部分（銅板及びロウ材層の金属部）を溶融させ、窒化ア
ルミニウム基板の表面に反応生成物であるＴｉＮ層を露
出させた。そして、ＴｉＮ層の生成面積を測定し、窒化
アルミニウム基板の接合面積全体に対するＴｉＮ層生成
面積の比率（ＴｉＮ生成面積率）を求めた。この結果を
表１のIV欄に示す。この表１のIV欄より明らかなように
サンプルNo.１Ｂ〜１Ｆにおいては９２.７％以上のＴｉ
Ｎ生成面積率が得られ、接合性も良好であった。
【００２６】（実施例２）まず、平均粒径３μｍのＴｉ
Ｈ2粉末と平均粒径２μｍのＣｕ粉末と平均粒径２μｍ
のＡｇ粉末を表２のＩ欄に示すような熱処理前粉末調合
組成で乾式混合し、この混合粉末をアルミナボートに入
れ、真空中（≦１０-4Torr）において５５０℃で１時間
熱処理し、サンプルNo.２Ａ〜２Ｇの混合粉末を得た。
Ｘ線回折によれば、この場合も混合粉末中にＴｉＨ2は
残存しておらず、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びこれらの金属の
合金であった。ついで、この混合粉末に有機物を添加し
てサンプルNo.２Ａ〜２Ｇの７種のロウペーストを作製
した。なお、表２のII欄はロウペースト中における各サ
ンプル２Ａ〜２Ｇの組成をＣｕ，Ａｇ及びＴｉの重量比
で示している。
Ｈ2粉末と平均粒径２μｍのＣｕ粉末と平均粒径２μｍ
のＡｇ粉末を表２のＩ欄に示すような熱処理前粉末調合
組成で乾式混合し、この混合粉末をアルミナボートに入
れ、真空中（≦１０-4Torr）において５５０℃で１時間
熱処理し、サンプルNo.２Ａ〜２Ｇの混合粉末を得た。
Ｘ線回折によれば、この場合も混合粉末中にＴｉＨ2は
残存しておらず、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びこれらの金属の
合金であった。ついで、この混合粉末に有機物を添加し
てサンプルNo.２Ａ〜２Ｇの７種のロウペーストを作製
した。なお、表２のII欄はロウペースト中における各サ
ンプル２Ａ〜２Ｇの組成をＣｕ，Ａｇ及びＴｉの重量比
で示している。
【００２７】
【表２】
【００２８】つぎに、このサンプルNo.２Ａ〜２Ｇのロ
ウペーストを用いて窒化アルミニウム基板と銅板の接合
強度を測定した。すなわち、サンプルNo.２Ａ〜２Ｇの
各ペーストを２ｍｍ角、厚さ０.３ｍｍの銅板の片面に
塗布し、この銅板を１０ｍｍ角、厚さ０.６３５ｍｍの
窒化アルミニウム基板に塗布面が接触するように重ね
た。これを１ｇ／ｍｍ2の荷重がかかった状態で真空中
（≦１０-4Torr）において９００℃で１０分間熱処理
し、窒化アルミニウム基板と銅板の接合体を作製した。
ついで、窒化アルミニウム基板に接合された銅板のラン
ド部に直径０.８ｍｍの錫メッキ銅線をハンダ付けし、
この錫メッキ銅線を９０度折り曲げてピール強度（剥離
強度）を測定した。こうして、各サンプル毎に１０枚の
接合体を作製してピール強度（平均値）を求めた。この
結果を表２のIII欄に示す。表２のIII欄によれば、Ｔｉ
の重量比が１.０重量％〜２０.０重量％の範囲内にある
サンプルNo.２Ｂ〜２Ｆのロウペーストを用いれば、４.
７kgf／（２ｍｍ角）以上のピール強度を得ることがで
き、この範囲外にあるサンプルNo.２Ａ，２Ｇのロウペ
ーストを用いた場合よりも６８％以上ピール強度が増大
した。
ウペーストを用いて窒化アルミニウム基板と銅板の接合
強度を測定した。すなわち、サンプルNo.２Ａ〜２Ｇの
各ペーストを２ｍｍ角、厚さ０.３ｍｍの銅板の片面に
塗布し、この銅板を１０ｍｍ角、厚さ０.６３５ｍｍの
窒化アルミニウム基板に塗布面が接触するように重ね
た。これを１ｇ／ｍｍ2の荷重がかかった状態で真空中
（≦１０-4Torr）において９００℃で１０分間熱処理
し、窒化アルミニウム基板と銅板の接合体を作製した。
ついで、窒化アルミニウム基板に接合された銅板のラン
ド部に直径０.８ｍｍの錫メッキ銅線をハンダ付けし、
この錫メッキ銅線を９０度折り曲げてピール強度（剥離
強度）を測定した。こうして、各サンプル毎に１０枚の
接合体を作製してピール強度（平均値）を求めた。この
結果を表２のIII欄に示す。表２のIII欄によれば、Ｔｉ
の重量比が１.０重量％〜２０.０重量％の範囲内にある
サンプルNo.２Ｂ〜２Ｆのロウペーストを用いれば、４.
７kgf／（２ｍｍ角）以上のピール強度を得ることがで
き、この範囲外にあるサンプルNo.２Ａ，２Ｇのロウペ
ーストを用いた場合よりも６８％以上ピール強度が増大
した。
【００２９】また、大面積での接合性を評価するため、
サンプルNo.２Ａ〜２Ｇの各ロ欄に示す。この表２のIV
欄より明らかなようにサンプルNo.２Ｂ〜２Ｆにおいて
は９４.２％以上のＴｉＮ生成面積率が得られた。
サンプルNo.２Ａ〜２Ｇの各ロ欄に示す。この表２のIV
欄より明らかなようにサンプルNo.２Ｂ〜２Ｆにおいて
は９４.２％以上のＴｉＮ生成面積率が得られた。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、ロウペースト中の粉末
を均一な微小粉末に揃えることができ、ロウペーストの
接合性の局部的不均一がなくなり、セラミックと金属と
の接合面積が大きくなっても、セラミックと金属との接
合面に非接合部や接合不良の領域を生じなくなる。この
結果、セラミックと金属との接合強度が高くなり、接合
の信頼性も向上するという利点がある。
を均一な微小粉末に揃えることができ、ロウペーストの
接合性の局部的不均一がなくなり、セラミックと金属と
の接合面積が大きくなっても、セラミックと金属との接
合面に非接合部や接合不良の領域を生じなくなる。この
結果、セラミックと金属との接合強度が高くなり、接合
の信頼性も向上するという利点がある。
【００３１】また、水素化チタンと銅の混合粉末（ある
いは、水素化チタンと銅及び銀の混合粉末）を真空中で
熱処理して水素を分解飛散させることによって得たチタ
ンを用いれば、ロウ付け時に水素ガスが発生せず、水素
ガスによってセラミックと金属の接合性が阻害される恐
れが無くなる。
いは、水素化チタンと銅及び銀の混合粉末）を真空中で
熱処理して水素を分解飛散させることによって得たチタ
ンを用いれば、ロウ付け時に水素ガスが発生せず、水素
ガスによってセラミックと金属の接合性が阻害される恐
れが無くなる。
【００３２】さらに、混合粉末の状態で熱処理すること
によって生成するＣｕ−Ｔｉ合金はチタンよりも延性が
小さいので、必要に応じて機械的粉砕できるという利点
がある。
によって生成するＣｕ−Ｔｉ合金はチタンよりも延性が
小さいので、必要に応じて機械的粉砕できるという利点
がある。
【図１】ロウペーストにより接合されたセラミック基板
と金属板の接合体を示す正面図である。
と金属板の接合体を示す正面図である。
２ ロウ材 ３ セラミック基板 ４ 金属板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂部 行雄 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 セラミックと金属をロウ付けにより接合
するためのロウペーストであって、水素化チタンから得
られたチタン及び／又はその合金と銅と銀と有機物から
なり、前記金属組成のうちチタンの重量比がほぼ１重量
％以上２０重量％以下であることを特徴とするセラミッ
クと金属の接合用ロウペースト。 - 【請求項２】 チタン源として水素化チタンを用い、水
素化チタンと銅の混合粉末を真空中で熱処理して水素を
分解飛散させることによって得られたチタン及び／又は
チタンと銅の合金を原料の一部として用いたことを特徴
とする請求項１に記載のセラミックと金属の接合用ロウ
ペースト。 - 【請求項３】 チタン源として水素化チタンを用い、水
素化チタンと銅と銀の混合粉末を真空中で熱処理して水
素を分解飛散させることによって得られたチタン及び／
又はチタンと銅と銀の合金を原料の一部として用いたこ
とを特徴とする請求項１に記載のセラミックと金属の接
合用ロウペースト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26820591A JPH0570261A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | セラミツクと金属の接合用ロウペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26820591A JPH0570261A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | セラミツクと金属の接合用ロウペースト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570261A true JPH0570261A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=17455383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26820591A Pending JPH0570261A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | セラミツクと金属の接合用ロウペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0570261A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100768880B1 (ko) * | 2006-12-05 | 2007-10-22 | 이인덕 | 농원예용 분무호스의 가이드장치 |
| JP2009291840A (ja) * | 2009-06-12 | 2009-12-17 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウムのろう付け方法および該ろう付け方法により製造されるアルミニウム熱交換器用偏平チューブ |
| CN117510222A (zh) * | 2022-07-29 | 2024-02-06 | 比亚迪股份有限公司 | 一种用于陶瓷覆铜的活性焊膏组合物、陶瓷覆铜的方法及覆铜陶瓷 |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP26820591A patent/JPH0570261A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100768880B1 (ko) * | 2006-12-05 | 2007-10-22 | 이인덕 | 농원예용 분무호스의 가이드장치 |
| JP2009291840A (ja) * | 2009-06-12 | 2009-12-17 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウムのろう付け方法および該ろう付け方法により製造されるアルミニウム熱交換器用偏平チューブ |
| CN117510222A (zh) * | 2022-07-29 | 2024-02-06 | 比亚迪股份有限公司 | 一种用于陶瓷覆铜的活性焊膏组合物、陶瓷覆铜的方法及覆铜陶瓷 |
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