JP6357937B2 - 封着材料および封着パッケージ - Google Patents
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Description
本発明のガラス組成物は、酸化物基準のモル%表示で、TeO2 30〜90%、ZnO 0〜60%、B2O3 0〜24%、Li2O+Na2O+K2O 0〜8%、Al2O3 0〜8%、Bi2O3 0〜17%、V2O5 0〜30%、SiO2 0〜10%を含有する。また、本発明のガラス組成物は、実質的に、F、Pb、Cd、W、Mo、Ag、またはGdを含む成分のいずれも含有しない。本明細書において、「実質的に含有しない」とは、不純物による混入までを排除するものではない。ただし、不純物による混入は0.03モル%未満が好ましく、0.01モル%以下がより好ましい。また、ガラス組成物の各成分の単なる「%」表記は、特に断りのない限り、酸化物基準の「モル%」を意味する。
2Bi2O3 + 3SiNx → 4Bi + 3SiO2 + 3x/2N2
2TeO2 + 2SiNx → 2Te + 2SiO2 + xN2
このため、Fe2O3、CoO、CuO、CeO2の含有量は、0%でもよいが、含ませる場合、含有量は各成分についてそれぞれ、0.05%以上が好ましく、0.1%以上がより好ましく、0.2%以上がさらに好ましい。また、Fe2O3、CoO、CuO、CeO2を含有する場合の含有量はこれらの合計量として、ガラス組成物中、10%以下が好ましく、5%以下がより好ましく、3%以下がさらに好ましい。
図1、2は、封着パッケージの一実施形態を示す平面図および断面図である。図3A〜図3Dは、図1に示す封着パッケージの製造方法の一実施形態を示す工程図である。図4、5は、図1、2に示す封着パッケージの製造に用いられる第1の基板の平面図および断面図である。図6、7は、図1、2に示す封着パッケージの製造に用いられる第2の基板の平面図および断面図である。
まず、封着層15の形成に用いられる封着材料について説明する。
ビヒクルとしては、例えば、溶剤にバインダ成分である樹脂を溶解したものが用いられる。具体的には、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、オキシエチルセルロース、ベンジルセルロース、プロピルセルロース、ニトロセルロース等を、ターピネオール、テキサノール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解したもの、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロオキシエチル(メタ)アクリレート等のアクリル系樹脂を、メチルエチルケトン、ターピネオール、テキサノール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解したもの、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート等のポリアルキレンカーボネートを、アセチルクエン酸トリエチル、プロピレングリコールジアセテート、コハク酸ジエチル、エチルカルビトールアセテート、トリアセチン、テキサノール、アジピン酸ジメチル、安息香酸エチル、プロピレングリコールモノフェニルエーテルとトリエチレングリコールジメチルエーテルの混合物等の溶剤に溶解したものが挙げられる。
表1〜4に示される組成となるように原料を調合し、これを白金ルツボに入れて1000℃に調整された熔融炉内に投入し、30分から50分の間熔融した。得られた熔融液を、水冷ローラによりシート状に成形した後、これをボールミルにより乾式粉砕を行い、さらにボールミルにより水粉砕し、スラリーを得た。これを目開き325メッシュの篩に通し、脱水濾過、乾燥、メッシュによる解砕を行ったものをガラス組成物とした。このガラス組成物のD50を、マイクロトラック粒度分布測定装置(日機装社製)により測定したところ、いずれも0.5〜1μmの範囲内であった。
なお、表1〜4中、組成の欄の空欄「 」は、その成分が実質的に含有しないことを示す。評価の欄の「−」は、DTAによる結晶化ピークが見られなかったこと、空欄「 」は測定を行っていないことを示す。
DTA(Differential Thermal Analysis、示差熱分析)により、第一変曲点をTg[℃]、第四変曲点をTs[℃]、結晶化による発熱ピークをTc1[℃]として測定した。
熱機械分析装置(リガク社製TMA8310)により、熱膨張係数を測定した。この測定は、粉末状に形成したガラス組成物を再度溶融し、徐冷し、これを直径5mm×長さ20mmの丸棒に成形し、上底面が平行に成形されたものを測定試料として用い、常温〜250℃まで10℃/分で昇温させ、50℃から250℃間の平均線熱膨張係数αを求めた。また、標準サンプルには石英ガラスを用いた。
ガラス化の判定方法としては、熔解時に原料の溶け残りを目視により確認されたものを「未溶」、熔融液を水冷ローラによりシート状に成形した後、光学顕微鏡観察により分相が見られたものを「分相」、「未溶」および「分相」もなくガラス化したものを「○」、とした。
ガラス組成物、レーザ吸収材、および低膨張充填材として表5〜8に示すような成分を用い、これらを同表に示すような割合(体積%)となるように調合して、封着材料を調製した。別途、樹脂および溶剤として同表に示すような成分を用い、これらを同表にしめすような割合(質量%)となるように調合して、ビヒクルを調製した。そして、これらの封着材料とビヒクルとを同表に示すような質量割合で調合して、スクリーン印刷に適した粘度になるように同表に示す溶剤で希釈粘度調整し、封着材料ペーストを調製した。なお、レーザ吸収材のD50は0.8μm、低膨張充填材のD50は0.9μmとした。
実施例Cと同様にして、SiNx膜34が設けられた基板31と、仮焼成層35aが設けられた基板32とが、SiNx膜34と仮焼成層35aとが接触するように重ね合わされた組立体を作製した。この組立体の全体を電気炉内に配置して、仮焼成層35aを含めた組立体の全体を加熱して、SiNx膜34が設けられた基板31に封着層35を介して基板32が接着された試験片30を作製した。この試験片30を光学顕微鏡により観察したところ、SiNx膜34が設けられた基板31と基板32とが封着層35により良好に接着されていることが認められた。
Claims (10)
- 窒化物膜を有する基板の封着に用いられる封着材料であって、酸化物基準のモル%表示で、TeO2 30〜90%、ZnO 0〜60%、B2O3 0〜24%、Li2O+Na2O+K2O 0〜8%、Al2O3 0〜8%、Bi2O3 0〜17%、V2O5 0〜30%、SiO2 0〜10%を含有し、実質的に、F、Pb、Cd、W、Mo、Ag、またはGdを含む成分のいずれも含有しないガラス組成物を含むことを特徴とする封着材料。
- 前記ガラス組成物は、酸化物基準のモル%表示で、TeO2 30〜90%、ZnO 0〜60%、B2O3 0〜24%、Li2O+Na2O+K2O 0〜8%、Al2O3 0〜8%、Bi2O3 0〜17%、SiO2 0〜10%を含有し、実質的にV2O5を含有しない請求項1記載の封着材料。
- 前記ガラス組成物は、酸化物基準のモル%表示で、TeO2 45〜70%、ZnO 10〜35%、B2O3 3〜22%、Li2O+Na2O+K2O 0〜3%、Al2O3 0〜6%、Bi2O3 2〜6%、SiO2 0〜3%を含有し、実質的にV2O5を含有しない請求項1記載の封着材料。
- 前記ガラス組成物は、酸化物基準のモル%表示で、TeO2 45〜70%、ZnO 10〜35%、B2O3 3〜22%、Li2O+Na2O+K2O 0〜3%、Al2O3 0.5〜6%、Bi2O3 2〜6%、SiO2 0〜3%を含有し、実質的にV2O5を含有しない請求項1記載の封着材料。
- 前記ガラス組成物は、酸化物基準のモル%表示で、TeO2 45〜80%、Bi2O3 1〜17%、V2O5 5〜30%を含有する請求項1記載の封着材料。
- 前記ガラス組成物は、酸化物基準のモル%表示で、TeO2 45〜65%、Bi2O3 10〜15%、V2O5 25〜30%を含有する請求項1記載の封着材料。
- 低膨張充填材を含有する請求項1〜6のいずれか1項記載の封着材料。
- レーザ光の照射により行われる封着に用いられる請求項1〜7のいずれか1項記載の封着材料。
- レーザ吸収材を含有する請求項8記載の封着材料。
- 第1の基板と、
前記第1の基板に対向して配置される第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置され、前記第1の基板と前記第2の基板とを接着するとともに、請求項1〜9のいずれか1項記載の封着材料が溶融固化して形成される封着層と、
を有する封着パッケージであって、
前記第1の基板および前記第2の基板から選ばれる少なくとも1種の基板と、前記封着層との間に窒化物膜を有する封着パッケージ。
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