JPH0783083B2 - 金属ピンを有するセラミツク基板とその製造方法 - Google Patents
金属ピンを有するセラミツク基板とその製造方法Info
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- JPH0783083B2 JPH0783083B2 JP62174180A JP17418087A JPH0783083B2 JP H0783083 B2 JPH0783083 B2 JP H0783083B2 JP 62174180 A JP62174180 A JP 62174180A JP 17418087 A JP17418087 A JP 17418087A JP H0783083 B2 JPH0783083 B2 JP H0783083B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミツク基板あるいはプリント基板等の配
線基板に信号入出力用端子として用いるピンの接続に好
適な高強度でかつ耐熱性に優れる金属ピンを有するセラ
ミツク基板とその製造方法に関する。
線基板に信号入出力用端子として用いるピンの接続に好
適な高強度でかつ耐熱性に優れる金属ピンを有するセラ
ミツク基板とその製造方法に関する。
従来、セラミツク基板あるいはプリント基板等の配線基
板に信号の入出力端子として用いられるピンをろう材に
より接合している。この場合、セラミツク基板のピン接
合面は予め金属化してあり、金属細線のピンと銀ろう付
けする特開昭59−26985号公報、特開昭59−35075号公報
がすでに知られている。しかしこれらの方法は接合温度
が約800℃と高いため、熱膨張率の異なるセラミツクス
と金属との間に大きな熱応力が生じて延性のないセラミ
ツクスが破壊してしまう問題があつた。このようなセラ
ミツクスの熱応力破壊を防止する方法として、例えばAl
2O3等の酸化物系セラミツクの場合は、金属との間に熱
膨張率が両者のほぼ中間の中間材を介して接合する方法
がある。この中間材として熱膨張率が５〜８×10-6/℃
のNi−Fe合金等が採用されている。
板に信号の入出力端子として用いられるピンをろう材に
より接合している。この場合、セラミツク基板のピン接
合面は予め金属化してあり、金属細線のピンと銀ろう付
けする特開昭59−26985号公報、特開昭59−35075号公報
がすでに知られている。しかしこれらの方法は接合温度
が約800℃と高いため、熱膨張率の異なるセラミツクス
と金属との間に大きな熱応力が生じて延性のないセラミ
ツクスが破壊してしまう問題があつた。このようなセラ
ミツクスの熱応力破壊を防止する方法として、例えばAl
2O3等の酸化物系セラミツクの場合は、金属との間に熱
膨張率が両者のほぼ中間の中間材を介して接合する方法
がある。この中間材として熱膨張率が５〜８×10-6/℃
のNi−Fe合金等が採用されている。
しかし前記中間材を使用した場合でもその熱膨率は室温
から約400℃の温度範囲においては、比較的小さいが、4
00℃以上では急激に増加するため、ろう材JISBAg8（Ag
−28％Cu）でろう付けした場合、接合過程で生じる熱応
力の発生がさけられず、セラミツクスの熱応力破壊を完
全に防止することは困難であつた。また接合過程でセラ
ミツクスに熱応力破壊が生じないまでも残留応力が残
り、これが原因で使用中にセラミツクスが破壊する原因
となつていた。一方、SiC,Si3N4,サイアロン等の非酸化
物系セラミツクスの場合は熱膨張率が４×10-6/℃以下
でAl2O3等の酸化物系に比較して小さい為、両者を接合
する場合も前期中間材では熱応力破壊を防止することは
更に出来なくなる。また接合が多数のピンを同時にしか
も800℃と高い温度で行われる為に細線の金属ピンが焼
鈍され、硬度が低下し、ピンの接合強度も高くなかつた
ので、使用中にピンの折曲りや接合部の破損等が生じる
欠点があつた。
から約400℃の温度範囲においては、比較的小さいが、4
00℃以上では急激に増加するため、ろう材JISBAg8（Ag
−28％Cu）でろう付けした場合、接合過程で生じる熱応
力の発生がさけられず、セラミツクスの熱応力破壊を完
全に防止することは困難であつた。また接合過程でセラ
ミツクスに熱応力破壊が生じないまでも残留応力が残
り、これが原因で使用中にセラミツクスが破壊する原因
となつていた。一方、SiC,Si3N4,サイアロン等の非酸化
物系セラミツクスの場合は熱膨張率が４×10-6/℃以下
でAl2O3等の酸化物系に比較して小さい為、両者を接合
する場合も前期中間材では熱応力破壊を防止することは
更に出来なくなる。また接合が多数のピンを同時にしか
も800℃と高い温度で行われる為に細線の金属ピンが焼
鈍され、硬度が低下し、ピンの接合強度も高くなかつた
ので、使用中にピンの折曲りや接合部の破損等が生じる
欠点があつた。
これらの問題点及び欠点を防止する接合方法として、銀
ろうより低温で接合可能なはんだ材を用いる方法があ
る。しかしはんだ材等を用いて低温で接合した場合に
は、接合部の強度が低下するばかりでなく耐熱性が劣
り、使用範囲が制限されるという欠点がある。
ろうより低温で接合可能なはんだ材を用いる方法があ
る。しかしはんだ材等を用いて低温で接合した場合に
は、接合部の強度が低下するばかりでなく耐熱性が劣
り、使用範囲が制限されるという欠点がある。
本発明の目的は、前記欠点をなくし接合強度が低下せ
ず、金属ピンの焼鈍効果が少なく更に基板のそりが小さ
くかつ耐熱性に優れる金属ピンを有すセラミツク基板と
その製造方法を提供するにある。
ず、金属ピンの焼鈍効果が少なく更に基板のそりが小さ
くかつ耐熱性に優れる金属ピンを有すセラミツク基板と
その製造方法を提供するにある。
上記目的はセラミックスと、該セラミックス上に被覆さ
れた金属被膜と、該金属被膜上に立設する金属ピンを接
合したセラミック基板において、前記金属ピンと前記金
属被膜とを、前記金属ピン表面の成分と前記金属被膜の
成分と融点が400℃以下のろう材の成分とからなり再溶
融温度が600℃以上の合金層により直接接合したことに
より達成される。
れた金属被膜と、該金属被膜上に立設する金属ピンを接
合したセラミック基板において、前記金属ピンと前記金
属被膜とを、前記金属ピン表面の成分と前記金属被膜の
成分と融点が400℃以下のろう材の成分とからなり再溶
融温度が600℃以上の合金層により直接接合したことに
より達成される。
上記目的は、セラミック基板に形成された金属被膜上に
金属ピンをその軸方向に立てて接合する金属ピンを有す
るセラミック基板の製造方法において、金属被膜に融点
が400℃以下のろう材を付着させ、次いで付着したろう
材と金属ピンを軸方向に立てた下端とを接触させて金属
ピンに通電して加熱し、ろう材を溶融させて金属ピン表
面の成分と金属被膜の成分とろう材の成分とからなり再
溶融温度が600℃以上の合金層を形成し、金属ピンを金
属ピンの軸方向に加圧してろう材を排除し、金属被膜と
金属ピンを合金層により直接接合することにより達成さ
れる。
金属ピンをその軸方向に立てて接合する金属ピンを有す
るセラミック基板の製造方法において、金属被膜に融点
が400℃以下のろう材を付着させ、次いで付着したろう
材と金属ピンを軸方向に立てた下端とを接触させて金属
ピンに通電して加熱し、ろう材を溶融させて金属ピン表
面の成分と金属被膜の成分とろう材の成分とからなり再
溶融温度が600℃以上の合金層を形成し、金属ピンを金
属ピンの軸方向に加圧してろう材を排除し、金属被膜と
金属ピンを合金層により直接接合することにより達成さ
れる。
金属被膜にろう材を付着させろう材との合金層を形成さ
せ、同様に金属ピンにろう材を付着させろう材との合金
層を形成させ、その各々の金合金を加熱，加圧して溶融
点の低いろう材を排出して接合させる。
せ、同様に金属ピンにろう材を付着させろう材との合金
層を形成させ、その各々の金合金を加熱，加圧して溶融
点の低いろう材を排出して接合させる。
接合はろう材の溶融する従来より低い温度で行なわれる
一方再溶融点がろう材の溶融点より高い合金層が金属ピ
ンと金属被膜の接合面に残る。
一方再溶融点がろう材の溶融点より高い合金層が金属ピ
ンと金属被膜の接合面に残る。
以下、本発明の実施例を説明する。
本発明の特徴として溶融点の低いろう材を用いることで
あり、ろう材として溶融点の低いものが必要な場合、芝
晶成分またはその近傍成分を選ぶことは一般的に用いる
手法である。400℃以下で接合材間に合金層を形成する
に好ましいろう材として第１表にかかげる組合せが考え
られる。
あり、ろう材として溶融点の低いものが必要な場合、芝
晶成分またはその近傍成分を選ぶことは一般的に用いる
手法である。400℃以下で接合材間に合金層を形成する
に好ましいろう材として第１表にかかげる組合せが考え
られる。
次にセラミツク基板へのピン接合方法について説明す
る。
る。
第１実施例 多層Al2O3セラミツク基板に金属細線のピンを本発明の
接合方法で接合した部分の外観第1a図と、片面に予めろ
う付して本接合する前の断面図第ｂ図及び本接合をした
断面図第1c図を示す。すなわち50mm角の多層セラミツク
基板１のメタライズパツド２の箇所に金属細線0.7φの
金属ピン３を接合する。詳しくはセラミツク基板１のメ
タライズパツド２はタングステン４を焼成してメタライ
ズされ、その上にNiメツキ５が施されている。そして本
発明の接合がより容易になるようにこれらメタライズ面
に予めはんだ付６を施す。この方法は作業性に優れる。
溶融したはんだ浴の中にメタライズされたセラミツク基
板１を浸漬することによつて達成される。このはんだ付
によつてNiメツキ５とはんだの界面に合金層７が形成さ
れる。用いたはんだはSn50−Pb50であり、はんだ付は25
0℃で数秒かけた為Ni−Snの合金属の厚みが数μｍ形成
され、合金層７の表面は未反応のはんだが20μｍ覆つて
いる状態である。次に金属ピン３を載置し本接合に入
る。加熱は抵抗溶接の電極８を用いて行い、350〜450℃
の範囲で加熱する。この段階では加圧力は意識的に付与
せず、通電電流により加熱し、第1c図に示すようにピン
側にも合金層９を形成させる。加熱の方法については電
極８による金属ピン３の局部加熱以外にもセラミツク基
板１と金属ピン全体を加熱することを考えられる。金属
ピン３側に合金層７が0.5μｍ形成された時点で次に電
極８によつて加圧する。加圧力は２〜5kgf/mm2で行つ
た。この接合過程を経ることにより両接合材に形成され
た合金層９が近接し接合される。ここに形成された合金
層の厚みは２〜５μｍであつた。この合金層９は接合材
母材とはんだ成分のSnと反応した相である為ろうの液相
点に比較し溶融点が高くなつている。即ち、溶融点の低
い未反応のSn−Pbは合金層中には見られない。一方ろう
付温度で溶融している未反応のはんだ成分は２〜5kgf/m
m2の加圧力により接合面外へ排出ろう材10として排出さ
れる。そしてその量にもよるが排出はんだは取除く。そ
の除去は、はんだが溶融中に真空吸引で行う方法または
吹飛し方法で行う。また予め付着させるろうが５μｍ以
下と極めて薄い場合はそのままでも製品とすることも可
能である。
接合方法で接合した部分の外観第1a図と、片面に予めろ
う付して本接合する前の断面図第ｂ図及び本接合をした
断面図第1c図を示す。すなわち50mm角の多層セラミツク
基板１のメタライズパツド２の箇所に金属細線0.7φの
金属ピン３を接合する。詳しくはセラミツク基板１のメ
タライズパツド２はタングステン４を焼成してメタライ
ズされ、その上にNiメツキ５が施されている。そして本
発明の接合がより容易になるようにこれらメタライズ面
に予めはんだ付６を施す。この方法は作業性に優れる。
溶融したはんだ浴の中にメタライズされたセラミツク基
板１を浸漬することによつて達成される。このはんだ付
によつてNiメツキ５とはんだの界面に合金層７が形成さ
れる。用いたはんだはSn50−Pb50であり、はんだ付は25
0℃で数秒かけた為Ni−Snの合金属の厚みが数μｍ形成
され、合金層７の表面は未反応のはんだが20μｍ覆つて
いる状態である。次に金属ピン３を載置し本接合に入
る。加熱は抵抗溶接の電極８を用いて行い、350〜450℃
の範囲で加熱する。この段階では加圧力は意識的に付与
せず、通電電流により加熱し、第1c図に示すようにピン
側にも合金層９を形成させる。加熱の方法については電
極８による金属ピン３の局部加熱以外にもセラミツク基
板１と金属ピン全体を加熱することを考えられる。金属
ピン３側に合金層７が0.5μｍ形成された時点で次に電
極８によつて加圧する。加圧力は２〜5kgf/mm2で行つ
た。この接合過程を経ることにより両接合材に形成され
た合金層９が近接し接合される。ここに形成された合金
層の厚みは２〜５μｍであつた。この合金層９は接合材
母材とはんだ成分のSnと反応した相である為ろうの液相
点に比較し溶融点が高くなつている。即ち、溶融点の低
い未反応のSn−Pbは合金層中には見られない。一方ろう
付温度で溶融している未反応のはんだ成分は２〜5kgf/m
m2の加圧力により接合面外へ排出ろう材10として排出さ
れる。そしてその量にもよるが排出はんだは取除く。そ
の除去は、はんだが溶融中に真空吸引で行う方法または
吹飛し方法で行う。また予め付着させるろうが５μｍ以
下と極めて薄い場合はそのままでも製品とすることも可
能である。
第２実施例 第2a図に接合する前の組立てた様子を、第2b図に接合後
の様子を示す。ここではろう付がうまく行くようにAl2O
3基板のNiメツキ５の上に更にAuメツキ11を、一方のFe
−Ni合金ピンの上にAuメツキ12が施されている。ろう材
には第１表にあげたAu−6Si箔13をはさんだ。次に本発
明の本接合に入る。本接合は第１実施例の過程とほぼ同
様な条件で行うと両母材の接合界面にそれぞれ合金層が
形成され合金層14で接合される。本法によつて未反応の
Au−Si成分が接合面外へ排出ろう材15として排出され
る。そして排出したろう材は取除き、その方法は前記し
た通りである。
の様子を示す。ここではろう付がうまく行くようにAl2O
3基板のNiメツキ５の上に更にAuメツキ11を、一方のFe
−Ni合金ピンの上にAuメツキ12が施されている。ろう材
には第１表にあげたAu−6Si箔13をはさんだ。次に本発
明の本接合に入る。本接合は第１実施例の過程とほぼ同
様な条件で行うと両母材の接合界面にそれぞれ合金層が
形成され合金層14で接合される。本法によつて未反応の
Au−Si成分が接合面外へ排出ろう材15として排出され
る。そして排出したろう材は取除き、その方法は前記し
た通りである。
第３実施例 多層セラミツク基板は第１実施例と同じで、相手のピン
材にコバールを用い、その上に同様にAuメツキを施して
ある。またろう材にAu−20Sn箔を用い、第２実施例と同
様な接合過程を経て本接合を終える。その時未反応のAu
−Sn成分も排出される。
材にコバールを用い、その上に同様にAuメツキを施して
ある。またろう材にAu−20Sn箔を用い、第２実施例と同
様な接合過程を経て本接合を終える。その時未反応のAu
−Sn成分も排出される。
第４実施例 半導体のPGA（ピングリツドアレイ）を例にして本発明
の適用を説明する。第３図にPGAパツケージの断面構造
を示す。PGAは図に示すように裏側に信号入出力用の金
属ピン３が格子状に多数接続された多層配線Al2O3セラ
ミツク基板１とSiチツプ30が塔載されるSiC等の放熱板4
0とが接合され更にコバール等の封止材50により封止さ
れた構造となつている。第４図は本発明の方法で接続し
たPGAのＡ部拡大図を示す。即ち、多層Al2O3基板１のメ
タライズパツド２の箇所にコバールの金属ピン３を接合
する。詳しくはセラミツク基板１のメタライズパツド２
は、タングステン４を焼成してメタライズされ、その上
にNiメツキ５が、更にその上にAuメツキ11が施されてい
る。一方コバールの金属ピン３の表面にもAuメツキ12が
施され、これらの両者をSn50−Pb50はんだを用い（予め
はんだ付を250℃、10秒間行つている）、通電加圧，加
圧装置により450℃以下に加熱し、同時に4kgf/mm2の加
圧を付与した。この操作により３μｍ厚の合金層14で接
合された。つまり最初のSn50−Pb50はんだ中のSnとメツ
キのAuとが反応してAu−Sn合金層を形成する。そして溶
融時の加圧によつて未反応のSnとPbが接合面外へ排出ろ
う材15として排出され、接合時の加熱温度より高くなつ
ているAu−Sn成分層が残つて合金層接合となる。この結
果AuとSnの反応によりAuメツキが溶食されメツキの厚み
が薄くなる。
の適用を説明する。第３図にPGAパツケージの断面構造
を示す。PGAは図に示すように裏側に信号入出力用の金
属ピン３が格子状に多数接続された多層配線Al2O3セラ
ミツク基板１とSiチツプ30が塔載されるSiC等の放熱板4
0とが接合され更にコバール等の封止材50により封止さ
れた構造となつている。第４図は本発明の方法で接続し
たPGAのＡ部拡大図を示す。即ち、多層Al2O3基板１のメ
タライズパツド２の箇所にコバールの金属ピン３を接合
する。詳しくはセラミツク基板１のメタライズパツド２
は、タングステン４を焼成してメタライズされ、その上
にNiメツキ５が、更にその上にAuメツキ11が施されてい
る。一方コバールの金属ピン３の表面にもAuメツキ12が
施され、これらの両者をSn50−Pb50はんだを用い（予め
はんだ付を250℃、10秒間行つている）、通電加圧，加
圧装置により450℃以下に加熱し、同時に4kgf/mm2の加
圧を付与した。この操作により３μｍ厚の合金層14で接
合された。つまり最初のSn50−Pb50はんだ中のSnとメツ
キのAuとが反応してAu−Sn合金層を形成する。そして溶
融時の加圧によつて未反応のSnとPbが接合面外へ排出ろ
う材15として排出され、接合時の加熱温度より高くなつ
ているAu−Sn成分層が残つて合金層接合となる。この結
果AuとSnの反応によりAuメツキが溶食されメツキの厚み
が薄くなる。
第１比較例 第１実施例と同じメタライズしたAl2O3基板と金属細線
のピンをAg−Cu28の高温銀ろう箔を用いて810℃で炉中
ろう付した。これは一般的なろう付方法なので当然加圧
はしていない。
のピンをAg−Cu28の高温銀ろう箔を用いて810℃で炉中
ろう付した。これは一般的なろう付方法なので当然加圧
はしていない。
第２比較例 第１実施例と同じメタライズしたAl2O3基板と金属細線
のピンをSn50−Pb50の低温ろう箔をはさみ250℃でフラ
ツクスを用いて炉中ろう付した。これも一般的なろう付
方法なので当然加圧はしていない。
のピンをSn50−Pb50の低温ろう箔をはさみ250℃でフラ
ツクスを用いて炉中ろう付した。これも一般的なろう付
方法なので当然加圧はしていない。
以上の実施例の３例と比較例の２例の方法で接合した継
手の特性試験を行つた。第５図に引張試験結果を示す。
試験片は各々の条件下で３ケずつ製作し、それらを破断
荷重で表わす。本発明の実施例では３例とも大差なく、
５〜6kgの範囲と安定した高い強さを示した。一方比較
例では高温の銀ろうを用いて接合した継手の方がSn50−
Pb50の低温ろうで接合した継手よりも継手強度は高い。
しかし本発明に比較すると銀ろうの継手でもやや弱い。
この原因はセラミツクとメタライズの界面に極めて小さ
いミクロ割れが認められ、それがやや弱くなつた原因と
考える。ミクロ割れは800℃と高い温度に加熱されるの
で接合部に熱応力が生じたものであろう。
手の特性試験を行つた。第５図に引張試験結果を示す。
試験片は各々の条件下で３ケずつ製作し、それらを破断
荷重で表わす。本発明の実施例では３例とも大差なく、
５〜6kgの範囲と安定した高い強さを示した。一方比較
例では高温の銀ろうを用いて接合した継手の方がSn50−
Pb50の低温ろうで接合した継手よりも継手強度は高い。
しかし本発明に比較すると銀ろうの継手でもやや弱い。
この原因はセラミツクとメタライズの界面に極めて小さ
いミクロ割れが認められ、それがやや弱くなつた原因と
考える。ミクロ割れは800℃と高い温度に加熱されるの
で接合部に熱応力が生じたものであろう。
本発明の接合方法によれば高い安定した接合強度が得ら
れることが明らかとなつた。この原因を明らかにするた
めに本発明の方法で接合した継手の断面をEPMA（電子プ
ローブマイクロアナライザ）で分析したところ、第１実
施例ではFe−Ni−Sn合金属が３μｍ形成されており、ろ
う材の主成分のPbは検出されなかつた。第２実施例では
Au−Siが主でわずかにFe,Niも認められその厚みは４μ
ｍであつた。第３実施例ではAu−Snが主で、その他わず
かにFe,Ni及びCoが認められその厚みは５μｍであつ
た。即ちこれらの合金層は従来のろう付法と比較すると
極めて薄く、なおかつ接合母材と反応した層なので融点
も高くなつており、従つて接合部の耐熱性及び引張強度
が一段と向上したものと考える。50mm角のAl2O3セラミ
ツク基板面のそりについて測定したものが第６図であ
る。この結果によると第１比較例の高温の銀ろうでろう
付したものが最もそりの値が大きく、20μｍもある。第
２比較例のSn−Pbはんだは、ろう付温度が低いためそり
も小さく、５μｍの値を示した。それに対し本発明の実
施例１〜３迄の基板面のそりは小さい値で安定してお
り、その値は５μｍ以下である。Sn−Pbよりわずかに低
い値を示しているのは本発明の接合方法が抵抗加熱，加
圧装置を用いていることから基板の加熱が小さかつたこ
とに起因しているものと考えられる。
れることが明らかとなつた。この原因を明らかにするた
めに本発明の方法で接合した継手の断面をEPMA（電子プ
ローブマイクロアナライザ）で分析したところ、第１実
施例ではFe−Ni−Sn合金属が３μｍ形成されており、ろ
う材の主成分のPbは検出されなかつた。第２実施例では
Au−Siが主でわずかにFe,Niも認められその厚みは４μ
ｍであつた。第３実施例ではAu−Snが主で、その他わず
かにFe,Ni及びCoが認められその厚みは５μｍであつ
た。即ちこれらの合金層は従来のろう付法と比較すると
極めて薄く、なおかつ接合母材と反応した層なので融点
も高くなつており、従つて接合部の耐熱性及び引張強度
が一段と向上したものと考える。50mm角のAl2O3セラミ
ツク基板面のそりについて測定したものが第６図であ
る。この結果によると第１比較例の高温の銀ろうでろう
付したものが最もそりの値が大きく、20μｍもある。第
２比較例のSn−Pbはんだは、ろう付温度が低いためそり
も小さく、５μｍの値を示した。それに対し本発明の実
施例１〜３迄の基板面のそりは小さい値で安定してお
り、その値は５μｍ以下である。Sn−Pbよりわずかに低
い値を示しているのは本発明の接合方法が抵抗加熱，加
圧装置を用いていることから基板の加熱が小さかつたこ
とに起因しているものと考えられる。
以上の実施例の他に、リン青銅ピンあるいはメタライズ
されたムライト基板等の組合せでも本発明の方法は適用
できる。第１表にあげた以外のろう材も同様比較的低温
で接合ができ、かつ接合強度を向上させるものである。
その他のろう材、Au−Ge等の比較的溶融点の低いものも
本発明の方法が適用できる。通電加熱，加圧装置以外に
レーザ及び光ビーム等を熱源とし別に加圧装置を配置し
て行つても本発明の方法は完遂できる。
されたムライト基板等の組合せでも本発明の方法は適用
できる。第１表にあげた以外のろう材も同様比較的低温
で接合ができ、かつ接合強度を向上させるものである。
その他のろう材、Au−Ge等の比較的溶融点の低いものも
本発明の方法が適用できる。通電加熱，加圧装置以外に
レーザ及び光ビーム等を熱源とし別に加圧装置を配置し
て行つても本発明の方法は完遂できる。
本発明の製造方法によれば、低い温度でセラミツク基板
上の金属被膜と金属ピンを接合できるので、セラミツク
基板の製造時の熱応力による破壊及び変形，残留応力に
よる使用中の破損，金属ピンの焼鈍効果による硬度低下
がもたらす使用中の変形を防止し、セラミツク基板と金
属ピンの接合面に合金層が形成されるので接合強度が従
来の製法より増大し信頼性の高い金属ピンを有するセラ
ミツク基板を提供できる効果がある。
上の金属被膜と金属ピンを接合できるので、セラミツク
基板の製造時の熱応力による破壊及び変形，残留応力に
よる使用中の破損，金属ピンの焼鈍効果による硬度低下
がもたらす使用中の変形を防止し、セラミツク基板と金
属ピンの接合面に合金層が形成されるので接合強度が従
来の製法より増大し信頼性の高い金属ピンを有するセラ
ミツク基板を提供できる効果がある。
第1a図が本発明の実施例を示す外観図、第1b図がメタラ
イズされたセラミツクスの基板側に予めはんだ付をして
他方の金属ピンと対面させ抵抗加熱，加圧装置に設置し
た断面図、第1c図は抵抗加熱，加圧をして接合した直後
の断面図、第2a図はメタライズされたセラミツクスの基
板及び金属ピンにAuメツキを施し、低融点ろう材をはさ
み、抵抗加熱，加圧装置に設置した断面図、第2b図は抵
抗加熱，加圧をして接合した直後の断面図、第３図はピ
ングリツドアレイパツケージの構造断面図、第４図はピ
ングリツドアレイのピンとメタライズされたセラミツク
スを接合した直後の断面図、第５図は本発明の方法と従
来の方法で接合した継手の引張試験結果を示す図、第６
図は本発明の方法と従来の方法で接合した後のセラミツ
ク基板面のそりを測定した図である。 １……セラミツク基板、２……金属被膜、３……金属ピ
ン、６……ろう材、８……電極、９……合金層。
イズされたセラミツクスの基板側に予めはんだ付をして
他方の金属ピンと対面させ抵抗加熱，加圧装置に設置し
た断面図、第1c図は抵抗加熱，加圧をして接合した直後
の断面図、第2a図はメタライズされたセラミツクスの基
板及び金属ピンにAuメツキを施し、低融点ろう材をはさ
み、抵抗加熱，加圧装置に設置した断面図、第2b図は抵
抗加熱，加圧をして接合した直後の断面図、第３図はピ
ングリツドアレイパツケージの構造断面図、第４図はピ
ングリツドアレイのピンとメタライズされたセラミツク
スを接合した直後の断面図、第５図は本発明の方法と従
来の方法で接合した継手の引張試験結果を示す図、第６
図は本発明の方法と従来の方法で接合した後のセラミツ
ク基板面のそりを測定した図である。 １……セラミツク基板、２……金属被膜、３……金属ピ
ン、６……ろう材、８……電極、９……合金層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志田 朝彦 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−83356（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−63454（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−104460（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】セラミックスと、該セラミックス上に被覆
された金属被膜と、該金属被膜上に立設する金属ピンを
接合したセラミック基板において、 前記金属ピンと前記金属被膜とを、前記金属ピン表面の
成分と前記金属被膜の成分と融点が400℃以下のろう材
の成分とからなり再溶融温度が600℃以上の合金層によ
り直接接合したことを特徴とする金属ピンを有するセラ
ミック基板。 - 【請求項２】前記ろう材が錫、錫と鉛、金、珪素、亜鉛
のうち少なくとも１種とからなる合金、金と珪素とから
なる合金、ビスマス、鉛、銀、亜鉛からなる合金の何れ
かであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
金属ピンを有するセラミック基板。 - 【請求項３】前記合金層の厚さが0.5〜５μｍであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属ピンを
有するセラミック基板。 - 【請求項４】セラミック基板に形成された金属被膜上に
金属ピンをその軸方向に立てて接合する金属ピンを有す
るセラミック基板の製造方法において、前記金属被膜に
融点が400℃以下のろう材を付着させ、次いで付着した
該ろう材と前記金属ピンを軸方向に立てた下端とを接触
させて前記金属ピンに通電して加熱し、前記ろう材を溶
融させて前記金属ピン表面の成分と前記金属被膜の成分
と前記ろう材の成分とからなり再溶融温度が600℃以上
の合金層を形成し、前記金属ピンを前記金属ピンの軸方
向に加圧して前記ろう材を排除し、前記金属被膜と前記
金属ピンを前記合金層により直接接合することを特徴と
する金属ピンを有するセラミック基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62174180A JPH0783083B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 金属ピンを有するセラミツク基板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62174180A JPH0783083B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 金属ピンを有するセラミツク基板とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6418245A JPS6418245A (en) | 1989-01-23 |
| JPH0783083B2 true JPH0783083B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=15974112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62174180A Expired - Lifetime JPH0783083B2 (ja) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | 金属ピンを有するセラミツク基板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783083B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007037184A1 (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-05 | Neomax Materials Co., Ltd. | 太陽電池用電極線材の製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03141662A (ja) * | 1989-10-26 | 1991-06-17 | Matsushita Electric Works Ltd | セラミック配線回路板の製造方法 |
| JP4953112B2 (ja) * | 2001-06-08 | 2012-06-13 | 東海高熱工業株式会社 | 導電性セラミックと電極端子の接合構造およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6083356A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-11 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
-
1987
- 1987-07-13 JP JP62174180A patent/JPH0783083B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007037184A1 (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-05 | Neomax Materials Co., Ltd. | 太陽電池用電極線材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6418245A (en) | 1989-01-23 |
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