JPH01317183A - 低熱膨張基板用メタライズ組成物 - Google Patents
低熱膨張基板用メタライズ組成物Info
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- JPH01317183A JPH01317183A JP4869388A JP4869388A JPH01317183A JP H01317183 A JPH01317183 A JP H01317183A JP 4869388 A JP4869388 A JP 4869388A JP 4869388 A JP4869388 A JP 4869388A JP H01317183 A JPH01317183 A JP H01317183A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15153—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device
-
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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- H01L2924/151—Die mounting substrate
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Landscapes
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Die Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は結晶化ガラス、アルミナ−ガラス複合体、Si
(:、 5iJb、 八/Nなど熱膨張係数α−5,
0x10−6z℃以下の低熱膨張係数の材料を基板材料
としたIC搭載用多層基板、パッケージなどにおいて用
いられるメタライズ組成物に関する。
(:、 5iJb、 八/Nなど熱膨張係数α−5,
0x10−6z℃以下の低熱膨張係数の材料を基板材料
としたIC搭載用多層基板、パッケージなどにおいて用
いられるメタライズ組成物に関する。
(従来の技術)
近年電子機器の小形化等の進展に伴ない、回路基板上の
半導体素子(IC等)の実装密度が高くなってきており
、更にパワー半導体等の搭載などを考えると回路基板上
での発熱量は一層大きくなってきている。
半導体素子(IC等)の実装密度が高くなってきており
、更にパワー半導体等の搭載などを考えると回路基板上
での発熱量は一層大きくなってきている。
このため基板材料としても熱膨張係数α−5,0x10
−6/”c以下(室温〜400℃)のものが使用されて
おり出願人の特願昭57−200020号にはSiO□
2八I!、203. Mg0.Zr0zからなる主成分
に8203及び/又はP2O3を添加して結晶化ガラス
成分を粉砕してフリット化し成形後再度結晶化させたも
のが、特開昭59−83957号にSing、八β20
31 MgO1B203゜Cab、 ZrO7からなる
結晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し成形後再度結
晶化したものが、特開昭59−137341号公報には
SiO□、Al2O2、Y2O2。
−6/”c以下(室温〜400℃)のものが使用されて
おり出願人の特願昭57−200020号にはSiO□
2八I!、203. Mg0.Zr0zからなる主成分
に8203及び/又はP2O3を添加して結晶化ガラス
成分を粉砕してフリット化し成形後再度結晶化させたも
のが、特開昭59−83957号にSing、八β20
31 MgO1B203゜Cab、 ZrO7からなる
結晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し成形後再度結
晶化したものが、特開昭59−137341号公報には
SiO□、Al2O2、Y2O2。
MgOからなる主成分にB2O3及び/又はP2O5を
添加した結晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し、成
形後再度焼成結晶化させたものが、特開昭59−645
45号公報には熱膨張係数が5〜4.5 X 10−6
の結晶化ガラスの表面にSiO□被膜を持たせたセラミ
ック粒子を5〜60容量%分散させたガラス−セラミッ
ク複合体などがあげられている。
添加した結晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し、成
形後再度焼成結晶化させたものが、特開昭59−645
45号公報には熱膨張係数が5〜4.5 X 10−6
の結晶化ガラスの表面にSiO□被膜を持たせたセラミ
ック粒子を5〜60容量%分散させたガラス−セラミッ
ク複合体などがあげられている。
又、その他の材料としては、SiC+ Si2N4.
A II N等があげられる。
A II N等があげられる。
このような低熱膨張率の多層基板、パッケージには通常
Auメタライズを使用し、このメタライズ上にAu/S
nおよびAu/Siのロー材およびIn/Pb等の半田
を利用して金具の接合を行なっていた。
Auメタライズを使用し、このメタライズ上にAu/S
nおよびAu/Siのロー材およびIn/Pb等の半田
を利用して金具の接合を行なっていた。
特に結晶化ガラスは焼成温度が900℃〜1000℃で
あるために、従来のアルミナパッケージのメタライズ材
料として利用されているー、 Moは使用することがで
きない。
あるために、従来のアルミナパッケージのメタライズ材
料として利用されているー、 Moは使用することがで
きない。
(発明が解決しようとする課題)
上記のようなロー材および半田を利用した金具の接合方
法では、ICチップの接合時(グイマウント時)に再び
加熱されてロー材の軟化が生じるため、作業性と信頼性
に問題があった。そこでさらに高温のロー材(例えば純
Agロー)を使用して金具を接合する必要が生じるが、
基板のメタライズもこれに対応できるものでなければな
らない。
法では、ICチップの接合時(グイマウント時)に再び
加熱されてロー材の軟化が生じるため、作業性と信頼性
に問題があった。そこでさらに高温のロー材(例えば純
Agロー)を使用して金具を接合する必要が生じるが、
基板のメタライズもこれに対応できるものでなければな
らない。
従来の基板等に用いられているAuメタライズは、純A
gローの如き高温ロー材を使用すると、Auと軟化した
ロー材とが合金化する。そのためセラミック表面にメタ
ライズされたAuがロー材中に拡散して接着強度が低下
し、好ましい値に維持できなくなり、ロー材喰われ現象
を呈する問題がある。
gローの如き高温ロー材を使用すると、Auと軟化した
ロー材とが合金化する。そのためセラミック表面にメタ
ライズされたAuがロー材中に拡散して接着強度が低下
し、好ましい値に維持できなくなり、ロー材喰われ現象
を呈する問題がある。
(課題を解決するための手段)
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、その概要
は以下のとおりである。
は以下のとおりである。
■ pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部よりなる低熱膨
脂基板用メタライズ組成物 ■ 上記■の組成に焼結助剤としてAu 100重量部
以下を加えたメタライズ組成物 ■ 上記■の組成にAg粉末5重量部以下を加えたメタ
ライズ組成物 ■ 上記■の組成に焼結助剤としてのAu 100重量
部以下と、Ag粉末5重量部以下とを加えたメタライズ
組成物 以下本発明のメタライズ組成物(好ましい粒径付)を表
示すれば第1表のとおりである。
10重量部、CuO0.1〜10重量部よりなる低熱膨
脂基板用メタライズ組成物 ■ 上記■の組成に焼結助剤としてAu 100重量部
以下を加えたメタライズ組成物 ■ 上記■の組成にAg粉末5重量部以下を加えたメタ
ライズ組成物 ■ 上記■の組成に焼結助剤としてのAu 100重量
部以下と、Ag粉末5重量部以下とを加えたメタライズ
組成物 以下本発明のメタライズ組成物(好ましい粒径付)を表
示すれば第1表のとおりである。
第 1 表
※l ) Au、Agは両方を含まない場合と、その一
方を含む場合及びその両方を含む場合がある。
方を含む場合及びその両方を含む場合がある。
※2)ビヒクルとして添加する樹脂の量は3重量部であ
る。
る。
※3)低膨張フリットとしては日本特殊陶業(株)開発
のFC−01を試験に用いた。
のFC−01を試験に用いた。
FC−01の組成は下記のとおりである。
即ちFC−01とはZnO4%、 Mg013%、An
20323%、 Si0□58%、B20:11%、P
2O51%(いずれも重量割合)の組成となるように、
Zn0.MgC0+。
20323%、 Si0□58%、B20:11%、P
2O51%(いずれも重量割合)の組成となるように、
Zn0.MgC0+。
A 12 (OH) 3. SiO□、H3BO3及び
H3PO4を秤量し、ライカイ機にて混合し、アルミナ
坩堝を用いて1450℃で溶融せしめた後、水中に投入
し、急冷してガラス化した後、アルミナ製ボールミルに
て平均粉径2μ〜3μに粉砕したフリットである。
H3PO4を秤量し、ライカイ機にて混合し、アルミナ
坩堝を用いて1450℃で溶融せしめた後、水中に投入
し、急冷してガラス化した後、アルミナ製ボールミルに
て平均粉径2μ〜3μに粉砕したフリットである。
本発明はpt(白金)を主材とする組成物であるが、以
下各成分について説明する。
下各成分について説明する。
Pt(白金)は本発明の組成物の主成分であり導電性を
もたらす基本をなす。
もたらす基本をなす。
CuO0.1〜10重量部としたのは接着強度を保持し
、適当な焼成収縮率とするためであり、0,1重量部未
満では接着性が不充分となり、10重量部を超えるとセ
ラミックへの拡散量が大き過ぎ、CuO拡散部と非拡散
部とで焼成収縮率に違いを生じ、焼成反りとなるので好
ましくない。
、適当な焼成収縮率とするためであり、0,1重量部未
満では接着性が不充分となり、10重量部を超えるとセ
ラミックへの拡散量が大き過ぎ、CuO拡散部と非拡散
部とで焼成収縮率に違いを生じ、焼成反りとなるので好
ましくない。
又低膨張フリットはメタライズ組成物の膨張率を塗布焼
付される低熱膨張性基板に近づけ接着性を高める作用を
なすほか、軟化して金属粒子間にまわり込み、安定した
接着強度を維持する。これが2重量部未満では、熱膨張
率が大きくなり過ぎ、接着強度が低下し、10重量部を
越えるとメタライズ表面にガラスが浮き出してロー材が
濡れず好ましくない。
付される低熱膨張性基板に近づけ接着性を高める作用を
なすほか、軟化して金属粒子間にまわり込み、安定した
接着強度を維持する。これが2重量部未満では、熱膨張
率が大きくなり過ぎ、接着強度が低下し、10重量部を
越えるとメタライズ表面にガラスが浮き出してロー材が
濡れず好ましくない。
次に焼結助剤を用いる場合は当然に焼結性が促進される
が、ここに用いられるものはAu 100重量部以下を
同時に用いることができる。
が、ここに用いられるものはAu 100重量部以下を
同時に用いることができる。
ここに用いられるAuはメタライズの焼結性と同時に純
Agを用いる場合、Agの濡れ性を向上する作用があり
、100重量部を超える添加はロー材喰われ現象が激し
くなる。
Agを用いる場合、Agの濡れ性を向上する作用があり
、100重量部を超える添加はロー材喰われ現象が激し
くなる。
Agはメタライズ組成物の焼結性を完全ならしめるほか
、導電性とロー付は性に寄与するものであるが、5重量
部を超えるとセラミック基板中にAgが拡散し、基板の
絶縁特性を低下させる問題を生じる。Agはこれに代え
てAg換算で等量の酸化銀を用いてもよい。非酸化性雰
囲気で焼成する場合はAg無添加でも差支えない。この
場合CuOがCuに還元され、CuとAuで低融点の合
金を作り、ptの焼結を促進する。
、導電性とロー付は性に寄与するものであるが、5重量
部を超えるとセラミック基板中にAgが拡散し、基板の
絶縁特性を低下させる問題を生じる。Agはこれに代え
てAg換算で等量の酸化銀を用いてもよい。非酸化性雰
囲気で焼成する場合はAg無添加でも差支えない。この
場合CuOがCuに還元され、CuとAuで低融点の合
金を作り、ptの焼結を促進する。
次にペーストを作るためにはPt 100重量部に対し
樹脂を3重量部添加する。
樹脂を3重量部添加する。
ペーストの作り方は各粉末の所定量を秤量し、メノウ乳
鉢に入れてメノウ乳棒で約1時間微粉化し、混合して粉
末同志を均質に分散させ、そこへ予め別にブチルカルピ
トールとアセトンの混合溶剤で溶解したエチルセルロー
ス(樹脂)を注入して乳棒でよくかき混ぜながら、アセ
トンを揮散させ乾燥すると同時に樹脂と粉末とを約1時
開光分に練り合わせる。
鉢に入れてメノウ乳棒で約1時間微粉化し、混合して粉
末同志を均質に分散させ、そこへ予め別にブチルカルピ
トールとアセトンの混合溶剤で溶解したエチルセルロー
ス(樹脂)を注入して乳棒でよくかき混ぜながら、アセ
トンを揮散させ乾燥すると同時に樹脂と粉末とを約1時
開光分に練り合わせる。
次にテストピースの製造は以下のとおりにして行なった
。
。
結晶化ガラス(日本特殊陶業(株)製FC−01組成は
前記したとおり)をシート化し、このシートの上に第2
表に示す如き白金系ペーストを一辺1.6Hの正方形に
スクリーン印刷し次に焼成してペースト中の樹脂を酸化
除去せしめ、ついで900℃〜1000℃に焼成した後
純Agローを用いてリード金具をロー付けした後、接着
強度を測定した。その結果は第2表に示す通りである。
前記したとおり)をシート化し、このシートの上に第2
表に示す如き白金系ペーストを一辺1.6Hの正方形に
スクリーン印刷し次に焼成してペースト中の樹脂を酸化
除去せしめ、ついで900℃〜1000℃に焼成した後
純Agローを用いてリード金具をロー付けした後、接着
強度を測定した。その結果は第2表に示す通りである。
なお900℃”〜1000℃の焼成は通常は酸化焼成だ
が、N2雰囲気又は分解ガス雰囲気でも可能で、酸化焼
成時と同等の接着強度が得られることは確認法である。
が、N2雰囲気又は分解ガス雰囲気でも可能で、酸化焼
成時と同等の接着強度が得られることは確認法である。
ただし非酸化性雰囲気焼成を行なうときは、樹脂抜きと
焼成工程の間に酸素中で600℃〜800℃の仮焼の工
程が必要となる。
焼成工程の間に酸素中で600℃〜800℃の仮焼の工
程が必要となる。
SiC,5iJ4. AβN等は、厚膜工程にてメタ
ライズを焼付ける。
ライズを焼付ける。
図は本発明の一例を示す断面図で、基板1は多層に構成
され、中央上部にはグイボンド層メタライズ(Au、
Cu、 I”dl Pt) 2が、又、左右の重ねられ
た基板上にはポンディングパッド層メタライズ(八u、
Cu) 3、シールリングメタライズ(Au、 C
u +Pd、 Pt )4が設けられ、かつ側面から下
面にかけて側面および裏面リードメタライズ(本発明の
組成物によるペースト)5が設けられ、これに裏面でリ
ード金具(コバール、42アロイ、Cu合金)6が純A
gローフによりロー付けされてパッケージが構成される
。
され、中央上部にはグイボンド層メタライズ(Au、
Cu、 I”dl Pt) 2が、又、左右の重ねられ
た基板上にはポンディングパッド層メタライズ(八u、
Cu) 3、シールリングメタライズ(Au、 C
u +Pd、 Pt )4が設けられ、かつ側面から下
面にかけて側面および裏面リードメタライズ(本発明の
組成物によるペースト)5が設けられ、これに裏面でリ
ード金具(コバール、42アロイ、Cu合金)6が純A
gローフによりロー付けされてパッケージが構成される
。
(発明の効果)
本発明のメタライズ組成物は、低熱膨張率の基板にリー
ド金具をロー付けするに際し、高温ロー材例えば純Ag
ローを使用しても充分な接合強度を維持することができ
る。
ド金具をロー付けするに際し、高温ロー材例えば純Ag
ローを使用しても充分な接合強度を維持することができ
る。
図は本発明によるメタライズペーストを用いてリード金
具をへgローによりロー付けされたパッケージの構造例
を示す断面図である。 1・・・基板、2・・・グイボンド層メタライズ、3・
・・ポンディングパッド層メタライズ、4・・・シール
リングメタライズ、5・・・側面および裏面リードメタ
ライズ、6・・・リード金具、7・・・純銀ロー代理人
弁理士 竹 内 守 手続補正書(自発) 昭和63年 5月11日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示 昭和63年特許願第48693号 2、発明の名称 低熱膨張基板用メタライズ組成物 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号名
称 (454)日本特殊陶業株式会社代表者 鈴 木
亭 − 4、代理人 〒101 居 所 東京都千代田区内神田二丁目15番13号6、
補正により増加する発明の数 07、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄8
、補正の内容 1)特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。 2、特許請求の範囲 1)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部よりなることを
特徴とする低熱膨張基板用メタライズ組成物。 2)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部、焼結助剤とし
てAu 100重量部以下よりなることを特徴とする低
熱膨張基板用メタライズ組成物。 3)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部、八g 粉末5
重量部以下よりなることを特徴とする低熱膨張基板用メ
クライズ組成物。 4)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部、焼結助剤とし
てAu 100重量部以下、Ag 粉末5重量部以下
よりなることを特徴とする低熱膨張基板用メタライズ組
成物。
具をへgローによりロー付けされたパッケージの構造例
を示す断面図である。 1・・・基板、2・・・グイボンド層メタライズ、3・
・・ポンディングパッド層メタライズ、4・・・シール
リングメタライズ、5・・・側面および裏面リードメタ
ライズ、6・・・リード金具、7・・・純銀ロー代理人
弁理士 竹 内 守 手続補正書(自発) 昭和63年 5月11日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示 昭和63年特許願第48693号 2、発明の名称 低熱膨張基板用メタライズ組成物 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号名
称 (454)日本特殊陶業株式会社代表者 鈴 木
亭 − 4、代理人 〒101 居 所 東京都千代田区内神田二丁目15番13号6、
補正により増加する発明の数 07、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄8
、補正の内容 1)特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。 2、特許請求の範囲 1)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部よりなることを
特徴とする低熱膨張基板用メタライズ組成物。 2)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部、焼結助剤とし
てAu 100重量部以下よりなることを特徴とする低
熱膨張基板用メタライズ組成物。 3)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部、八g 粉末5
重量部以下よりなることを特徴とする低熱膨張基板用メ
クライズ組成物。 4)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部、焼結助剤とし
てAu 100重量部以下、Ag 粉末5重量部以下
よりなることを特徴とする低熱膨張基板用メタライズ組
成物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部よりなることを
特徴とする低熱膨張基板用メタライズ組成物2)Pt粉
末100重量部に対し、低膨張フリット2〜10重量部
、CuO0.1〜10重量部、焼結助剤としてAu10
0重量部以下よりなるることを特徴とする低熱膨張基板
用メタライズ組成物 3)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部Ag粉末5重量
部以下よりなることを特徴とする低熱膨張基板用メタラ
イズ組成物 4)Pt粉末100重量部に対し、低膨張フリット2〜
10重量部、CuO0.1〜10重量部、焼結助剤とし
てAu100重量部以下、Ag粉末5重量部以下よりな
ることを特徴とする低熱膨張基板用メタライズ組成物
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4869388A JPH01317183A (ja) | 1987-03-04 | 1988-03-03 | 低熱膨張基板用メタライズ組成物 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4743987 | 1987-03-04 | ||
JP62-47439 | 1987-03-04 | ||
JP63-37610 | 1988-02-22 | ||
JP4869388A JPH01317183A (ja) | 1987-03-04 | 1988-03-03 | 低熱膨張基板用メタライズ組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01317183A true JPH01317183A (ja) | 1989-12-21 |
Family
ID=26387601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4869388A Pending JPH01317183A (ja) | 1987-03-04 | 1988-03-03 | 低熱膨張基板用メタライズ組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01317183A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0969531A (ja) * | 1994-06-16 | 1997-03-11 | Anam Ind Co Inc | 半導体パッケージ用ダイアタッチ接着剤組成物 |
JP2011134841A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Kyocera Corp | 多層配線基板およびその製造方法 |
JP2014523620A (ja) * | 2011-06-30 | 2014-09-11 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 厚膜ペーストおよびその使用 |
JPWO2015016173A1 (ja) * | 2013-07-29 | 2017-03-02 | 京セラ株式会社 | 配線基板、リード付き配線基板および電子装置 |
JP2022509142A (ja) * | 2018-11-21 | 2022-01-20 | ヘレウス ネクセンソス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | スクリーン印刷された電極構造体のための改善された貴金属ペースト |
-
1988
- 1988-03-03 JP JP4869388A patent/JPH01317183A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0969531A (ja) * | 1994-06-16 | 1997-03-11 | Anam Ind Co Inc | 半導体パッケージ用ダイアタッチ接着剤組成物 |
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US9783874B2 (en) | 2011-06-30 | 2017-10-10 | E I Du Pont De Nemours And Company | Thick film paste and use thereof |
US10190198B2 (en) | 2011-06-30 | 2019-01-29 | E I Du Pont De Nemours And Company | Thick film paste and use thereof |
JPWO2015016173A1 (ja) * | 2013-07-29 | 2017-03-02 | 京セラ株式会社 | 配線基板、リード付き配線基板および電子装置 |
JP2022509142A (ja) * | 2018-11-21 | 2022-01-20 | ヘレウス ネクセンソス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | スクリーン印刷された電極構造体のための改善された貴金属ペースト |
US11621100B2 (en) | 2018-11-21 | 2023-04-04 | Heraeus Nexensos Gmbh | Noble-metal pastes for screen-printed electrode structures |
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