JP3227735B2 - 高膨張性複合材料 - Google Patents
高膨張性複合材料Info
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- Glass Compositions (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高膨張性複合材料に関
し、より詳しくは金属製ＩＣパッケージの気密封着やサ
ーミスタの被覆等に使用される高膨張性複合材料に関す
るものである。
し、より詳しくは金属製ＩＣパッケージの気密封着やサ
ーミスタの被覆等に使用される高膨張性複合材料に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣを実装するための高信頼性パッケー
ジには、アルミナセラミックが広く用いられているが、
近年、ＩＣの大型化に伴い、ＩＣから発生する熱を効率
良く放散するために、より熱伝導率の大きい材料を用い
てパッケージを作製することが検討されている。このよ
うなものとして、例えばアルミニウム、銅、及びこれら
をベースとした合金を使用した金属製パッケージが提案
されている。
ジには、アルミナセラミックが広く用いられているが、
近年、ＩＣの大型化に伴い、ＩＣから発生する熱を効率
良く放散するために、より熱伝導率の大きい材料を用い
てパッケージを作製することが検討されている。このよ
うなものとして、例えばアルミニウム、銅、及びこれら
をベースとした合金を使用した金属製パッケージが提案
されている。
【０００３】ところがこの金属製パッケージは、熱膨張
係数が１４０〜２３０×１０-7／℃と高いために、アル
ミナセラミック製パッケージに使用されている低膨張の
封着材料を使用することができない。
係数が１４０〜２３０×１０-7／℃と高いために、アル
ミナセラミック製パッケージに使用されている低膨張の
封着材料を使用することができない。
【０００４】このような事情から、米国特許第４８１９
７３０号において、ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 系、ＰｂＯ−Ｚｎ
Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 系等の低融点ガラス粉末と、フッ化カルシ
ウム粉末やフッ化バリウム粉末を混合した高膨張の封着
材料が提案されている。
７３０号において、ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 系、ＰｂＯ−Ｚｎ
Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 系等の低融点ガラス粉末と、フッ化カルシ
ウム粉末やフッ化バリウム粉末を混合した高膨張の封着
材料が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記米
国特許に開示の封着材料は、機械的強度が不十分であ
り、実用に耐えないという問題を有している。
国特許に開示の封着材料は、機械的強度が不十分であ
り、実用に耐えないという問題を有している。
【０００６】また、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等の酸化物を焼結
した半導体であるサーミスタは、素子を保護するために
その表面をガラスで被覆しているが、このガラスには、
ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系等の被覆用ガラスが用い
られている。
した半導体であるサーミスタは、素子を保護するために
その表面をガラスで被覆しているが、このガラスには、
ＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系等の被覆用ガラスが用い
られている。
【０００７】しかしながら、従来使用されている被覆用
ガラスは、熱膨張係数がサーミスタのそれ（１００〜１
１０×１０-7／℃）よりかなり低い７０〜８０×１０-7
／℃程度であり、しかも機械的強度が低いために、クラ
ックが発生し易いという問題を有している。
ガラスは、熱膨張係数がサーミスタのそれ（１００〜１
１０×１０-7／℃）よりかなり低い７０〜８０×１０-7
／℃程度であり、しかも機械的強度が低いために、クラ
ックが発生し易いという問題を有している。
【０００８】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
９０〜２２０×１０-7／℃程度の高い熱膨張係数を有
し、しかも機械的強度が高く、金属製ＩＣパッケージの
気密封着やサーミスタの被覆に好適な高膨張性複合材料
を提供することを目的とする。
９０〜２２０×１０-7／℃程度の高い熱膨張係数を有
し、しかも機械的強度が高く、金属製ＩＣパッケージの
気密封着やサーミスタの被覆に好適な高膨張性複合材料
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は種々の研究を
行った結果、トリジマイト（ＳｉＯ2 ）粉末をフィラー
として添加することにより、上記目的が達成できること
を見いだし、本発明として提案するものである。
行った結果、トリジマイト（ＳｉＯ2 ）粉末をフィラー
として添加することにより、上記目的が達成できること
を見いだし、本発明として提案するものである。
【００１０】即ち、本発明の高膨張性複合材料は、低融
点ガラス粉末 ４５〜９５体積％、トリジマイト粉末
５〜５０体積％、セラミック粉末 ０〜４０体積％が混
合されてなり、トリジマイト粉末は表面にＺｎＯからな
る被膜が形成されてなることを特徴とする。
点ガラス粉末 ４５〜９５体積％、トリジマイト粉末
５〜５０体積％、セラミック粉末 ０〜４０体積％が混
合されてなり、トリジマイト粉末は表面にＺｎＯからな
る被膜が形成されてなることを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明の高膨張性複合材料は、低融点ガラス粉
末、トリジマイト粉末、及びセラミック粉末が混合され
てなり、３０〜２５０℃において９０〜２２０×１０-7
／℃の熱膨張係数を有し、また高い機械的強度を有する
ものである。
末、トリジマイト粉末、及びセラミック粉末が混合され
てなり、３０〜２５０℃において９０〜２２０×１０-7
／℃の熱膨張係数を有し、また高い機械的強度を有する
ものである。
【００１２】本発明の高膨張性複合材料において、フィ
ラーとして使用するトリジマイト粉末は３０〜２５０℃
における熱膨張係数が３００×１０-7／℃と非常に高
く、しかも機械的強度の高いものである。またトリジマ
イト粉末の表面には、ＺｎＯからなる被膜が形成されて
いる。ＺｎＯ被膜を形成することにより、封着材料の流
動性が改善される。なお、トリジマイト粉末の形状を球
形すると、さらに流動性を改善することが可能である。
ラーとして使用するトリジマイト粉末は３０〜２５０℃
における熱膨張係数が３００×１０-7／℃と非常に高
く、しかも機械的強度の高いものである。またトリジマ
イト粉末の表面には、ＺｎＯからなる被膜が形成されて
いる。ＺｎＯ被膜を形成することにより、封着材料の流
動性が改善される。なお、トリジマイト粉末の形状を球
形すると、さらに流動性を改善することが可能である。
【００１３】トリジマイト粉末の混合割合を上記のよう
に限定した理由は、トリジマイト粉末が５体積％より少
ないと熱膨張係数の高い複合材料が得られなくなるとと
もに機械的強度が低下し、一方５０体積％より多いと複
合材料の熱膨張係数が大きくなりすぎるためである。
に限定した理由は、トリジマイト粉末が５体積％より少
ないと熱膨張係数の高い複合材料が得られなくなるとと
もに機械的強度が低下し、一方５０体積％より多いと複
合材料の熱膨張係数が大きくなりすぎるためである。
【００１４】本発明の高膨張性複合材料において、セラ
ミック粉末としてアルミナ、ジルコニア、マグネシア、
カルシア、すず酸亜鉛、すず酸カルシウム等の酸化物粉
末を４０体積％以下混合することができる。即ち、トリ
ジマイト粉末は、上記したように熱膨張係数が極めて高
いため、これのみをフィラーとして使用すると、複合材
料の熱膨張係数が高くなりすぎることがある。このよう
な場合、上記したようなセラミック粉末を１種又は２種
以上混合することによって、所望の熱膨張係数に調整す
ることが可能である。
ミック粉末としてアルミナ、ジルコニア、マグネシア、
カルシア、すず酸亜鉛、すず酸カルシウム等の酸化物粉
末を４０体積％以下混合することができる。即ち、トリ
ジマイト粉末は、上記したように熱膨張係数が極めて高
いため、これのみをフィラーとして使用すると、複合材
料の熱膨張係数が高くなりすぎることがある。このよう
な場合、上記したようなセラミック粉末を１種又は２種
以上混合することによって、所望の熱膨張係数に調整す
ることが可能である。
【００１５】セラミック粉末の混合割合を上記のように
限定した理由は、これらのフィラーを４０体積％より多
くするとトリジマイト粉末を添加する余地が小さくな
り、熱膨張係数の高い複合材料が得られなくなることに
よる。
限定した理由は、これらのフィラーを４０体積％より多
くするとトリジマイト粉末を添加する余地が小さくな
り、熱膨張係数の高い複合材料が得られなくなることに
よる。
【００１６】また本発明の高膨張性複合材料において、
低融点ガラス粉末としては、例えばＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3
系、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系、ＰｂＯ−ＰｂＦ2 −
Ｂ2 Ｏ3 系、ＰｂＯ−Ｖ2 Ｏ5 系、ＰｂＯ−Ｖ2 Ｏ5 −
ＴｅＯ2 系、ＰｂＯ−Ｖ2 Ｏ5−Ｐ2 Ｏ5 系、ＰｂＯ−
Ｂｉ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 −ＴｅＯ2 系ガラス等を使用する
ことができる。なお、ＩＣパッケージの封着に使用する
場合、実装するＩＣに悪影響を及ぼさないように封着温
度を５００℃以下にする必要がある。このような場合、
３５０℃以下の転移点を有する低融点ガラスを使用する
ことが好ましい。
低融点ガラス粉末としては、例えばＰｂＯ−Ｂ2 Ｏ3
系、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 系、ＰｂＯ−ＰｂＦ2 −
Ｂ2 Ｏ3 系、ＰｂＯ−Ｖ2 Ｏ5 系、ＰｂＯ−Ｖ2 Ｏ5 −
ＴｅＯ2 系、ＰｂＯ−Ｖ2 Ｏ5−Ｐ2 Ｏ5 系、ＰｂＯ−
Ｂｉ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 −ＴｅＯ2 系ガラス等を使用する
ことができる。なお、ＩＣパッケージの封着に使用する
場合、実装するＩＣに悪影響を及ぼさないように封着温
度を５００℃以下にする必要がある。このような場合、
３５０℃以下の転移点を有する低融点ガラスを使用する
ことが好ましい。
【００１７】低融点ガラス粉末の混合割合を上記のよう
に限定した理由は、低融点ガラス粉末が４５体積％より
少ないと複合材料の流動性が低下し、９５体積％より多
いと複合材料の機械的強度が不十分になるためである。
に限定した理由は、低融点ガラス粉末が４５体積％より
少ないと複合材料の流動性が低下し、９５体積％より多
いと複合材料の機械的強度が不十分になるためである。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の低融点高膨
張性複合材料は、熱膨張係数が９０〜２２０×１０ -7 ／
℃と高く、しかも機械的強度が高いため、金属製ＩＣパ
ッケージの気密封着やサーミスタの被覆に好適である。
張性複合材料は、熱膨張係数が９０〜２２０×１０ -7 ／
℃と高く、しかも機械的強度が高いため、金属製ＩＣパ
ッケージの気密封着やサーミスタの被覆に好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03C 1/00 - 14/00 H01L 23/10
Claims (1)
- 【請求項１】 低融点ガラス粉末 ４５〜９５体積％、
トリジマイト粉末５〜５０体積％、セラミック粉末 ０
〜４０体積％が混合されてなり、トリジマイト粉末は表
面にＺｎＯからなる被膜が形成されてなることを特徴と
する高膨張性複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26276391A JP3227735B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 高膨張性複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26276391A JP3227735B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 高膨張性複合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570172A JPH0570172A (ja) | 1993-03-23 |
| JP3227735B2 true JP3227735B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=17380254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26276391A Expired - Fee Related JP3227735B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 高膨張性複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227735B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4803157B2 (ja) * | 2002-08-07 | 2011-10-26 | パナソニック株式会社 | 荷重センサ及びその製造方法 |
| JP4692918B2 (ja) * | 2004-12-01 | 2011-06-01 | 日本電気硝子株式会社 | 封着材料 |
| JP6101232B2 (ja) * | 2014-04-22 | 2017-03-22 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | ガラス接合材 |
| JP6025775B2 (ja) * | 2014-04-22 | 2016-11-16 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 高熱膨張フィラー組成物およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP26276391A patent/JP3227735B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0570172A (ja) | 1993-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |