(57)【要約】  被接合材の特性や物性が大きく異なる場合においても、簡易に接合可能な接合材を提供することを目的とする。  上記課題を解決するために、本発明に係る接合材は、基材と、基材の一方の面に配置された第１の層と、基材の他方の面に配置され、第１の層を構成する相とは熱膨張係数の異なる相を含む第２の層と、を備え、第１の層と第２の層の少なくともいずれかは、軟化点が６００℃以下のガラスを含むことを特徴とする。
2017051590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の一方の面に配置された第１の層と、
前記基材の他方の面に配置され、前記第１の層を構成する相とは熱膨張係数の異なる相を含む第２の層と、を備え、
前記第１の層と前記第２の層の少なくともいずれかは、軟化点が６００℃以下のガラスを含むことを特徴とする接合材。
【請求項２】
請求項１に記載の接合材であって、
前記第１の層及び前記第２の層の少なくともいずれかは、フィラーを含むことを特徴とする接合材。
【請求項３】
請求項２に記載の接合材であって、
前記フィラーは、セラミックス、金属材料、樹脂の少なくともいずれかであることを特徴とする接合材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記ガラスの軟化点は４００℃以下であることを特徴とする接合材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記ガラスは、バナジウムを含むことを特徴とする接合材。
【請求項６】
請求項５に記載の接合材であって、
前記ガラスは、さらに、銀、テルルの少なくともいずれかを含むことを特徴とする接合材。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記第１の層の熱膨張係数をα１、前記第２の層の熱膨張係数をα２、前記基材の熱膨張係数をαｆｉｌｍとしたとき、α１ ＜ αｆｉｌｍ ＜ α２の関係を満たすことを特徴
とする接合材。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記第１の層は前記ガラスを含み、
前記第２の層は樹脂を含むことを特徴とする接合材。
【請求項９】
請求項２乃至７のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記第１の層及び前記第２の層は、前記ガラスと、前記フィラーと、を含むことを特徴とする接合材。
【請求項１０】
請求項９に記載の接合材であって、
前記第１の層と前記第２の層とは、前記フィラーの種類が異なることを特徴とする接合材。
【請求項１１】
請求項９に記載の接合材であって、
前記第１の層と前記第２の層とは、前記フィラーの含有量が異なることを特徴とする接合材。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記基材の厚さは３００μｍ以下であることを特徴とする接合材。
【請求項１３】
請求項１２に記載の接合材であって、
前記基材の厚さは５０μｍ以下であることを特徴とする接合材。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の接合材を備える接合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合材及びそれを用いた接合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気電子部品、ＬＥＤ照明、半導体モジュールや各種センサでは、半導体チップとセラミックス、ガラス、金属、樹脂との接合箇所が存在する。通常このような接合箇所は、半田材、低融点ガラス、又は樹脂によって接合されている。【０００３】
しかしながら、被接合材同士の特性や物性が多く異なる接合の場合、接合が困難であるという課題がある。例えば、線熱膨張係数が大きく異なるような被接合材同士を接合する場合には、接合時の残留応力の存在によって接合材が割れたり、剥離したりするために接合が困難である。【０００４】
特許文献１には、熱応力が集中する位置とセラミック基板の接合部が破断し易い位置とを離間させるために、接合面に接合層の周囲に沿った枠体が形成された接合体が開示されている。
特許文献２には、ガラス基板間を封着する際に、ガラス基板と封着材料の熱膨張係数差により、レーザー封着後にガラス基板や封着部分に不当な応力が残留することによる封着強度の低下を抑制するために、ガラスフィルムの両表面に封着材料層が形成された複合封着材料が開示されている。また、封着材料が、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラーとを含むことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−７２９５７号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４９２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献1のように接合部に発生する熱応力を構造で緩和する場合には、応力緩和のための構造を形成するための新たな工程が必要となり、製造工程が煩雑となる。
特許文献２に開示された複合封着材料はガラス基板同士の封着に用いるものである。そのためガラスフィルムの両表面の封着材料層の物性については規定されておらず、特性や物性が大きく異なる被接合材同士の接合に適用することは困難である。【０００７】
そこで本発明の目的は、被接合材の特性や物性が大きく異なる場合においても簡易に接合可能な接合材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る接合材は、基材と、基材の一方の面に配置された第１の層と、基材の他方の面に配置され、第１の層を構成する相とは熱膨張係数の異なる相を含む第２の層と、を備え、第１の層と第２の層の少なくともいずれかは、軟化点が６００℃以下のガラスを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被接合材の特性や物性が大きく異なる場合においても、簡易に接合可能な接合材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る接合材の断面図である。
【図２】ガラス組成物のＤＴＡ測定で得られるＤＴＡカーブの一例である。
【図３】本発明の一実施形態に係る接合材の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る接合材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１に本発明の一実施形態に係る接合材の断面図を示す。接合材１は、基材３と、基材３の一方の面に形成された第１の層２と、基材３の他方の面に形成された第２の層４と、を備える。第１の層と第２の層の少なくともいずれかは、軟化点が６００℃以下のガラスを含む。第１の層と第２の層は、少なくとも接着成分を含み、必要に応じてフィラーが添加される。第２の層は、第１の層を構成する相とは異なる相を含む。つまり、第１の層２と第２の層４とは、接着成分の種類、接着成分の含有量、フィラーの種類、フィラーの添加量の少なくともいずれかが異なる。このように、第１の層２と第２の層４とが異なる接合材を用いることによって、性質の大きく異なる被接合材同士の接着の信頼性を高めることができる。
【００１２】
（第１の層及び第２の層）
以下、第１の層及び第２の層を接合層という。接合層は、被接合材の特性もしくは接合体の要求特性に合わせて適宜選択することができる。接合層は、接着成分として例えば、半田、低融点ガラス、樹脂等を含む。ここで、低融点ガラスとは、軟化点が６００℃以下のガラスと定義する。
【００１３】
第１の層２に含まれる接着成分５と第２の層４に含まれる接着成分６の組み合わせとしては、半田同士、低融点ガラス同士、樹脂同士の他、半田と低融点ガラス、半田と樹脂、低融点ガラスと樹脂が挙げられる。半田、低融点ガラス、樹脂に関しては、通常接合に用いられるものであれば、特に限定されるところではない。環境への配慮から、無鉛の接着材料で構成されることが望ましい。本発明でいう無鉛とは、ＲｏＨＳ指令（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈａｚａｒｄｏｕｓ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ : ２００６年７月１日施行）における禁止物質を指定値以下の範囲で含有することを容認するものとする。
【００１４】
接着成分５及び接着成分６としては、被接合材に同一の温度で接合可能な組み合わせとすることが好ましい。接着成分５及び接着成分６として、被接合材に同一の温度で接合可能なものを選定することにより、第１の層及び第２の層を同一の温度で被接合材に接着でき、接合工程が簡略化できる。
【００１５】
接合材の接着温度は、特に限定されるところではないが、６００℃以下であることが好ましく、３００℃以下がより好ましい。接着温度が３００℃以下であると、接着可能な被接合材の種類が増える。つまり、接合温度が３００℃以下となることで、第１の層及び第２の層に接着成分として樹脂を用いることが可能となる。その結果、選択可能な第１の層と第２の層の組み合わせが増えるので、被接合材の特性に合った接合材が提供できる。
【００１６】
半田材料としては、例えば、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｉｎ−Ａｇ―Ｂｉ系などが挙げられる。
【００１７】
低融点ガラスとしては、例えば、ＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系、Ｂｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系、Ｖ２Ｏ５−Ｐ２Ｏ５系、Ｖ２Ｏ５−ＴｅＯ２系、ＷＯ３−Ｐ２Ｏ５系、Ａｇ２Ｏ−Ｐ２Ｏ５系、Ｖ２Ｏ５−ＴｅＯ２−Ａｇ２Ｏ系などの酸化物ガラスを用いることができる。低融点ガラスの軟化点は４００℃以下が好ましく、３００℃以下がより好ましい。軟化点が４００℃以下の低融点ガラスを用いることにより、接着可能な被接合材の範囲を拡大することができる。４００℃以下の軟化点を実現するために、低融点ガラスにはＶ（バナジウム）元素を含むことが望ましい。さらに、Ａｇ(銀)やＴｅ（テルル）を元素として含むことにより、３００℃以下の軟化点を実現することができる。Ｖ、Ａｇ、Ｔｅの好ましい含有量については、成分を酸化物で表したときにＶ２Ｏ５、ＴｅＯ２及びＡｇ２Ｏの合計含有量は７５質量％以上であり、ＴｅＯ２及びＡｇ２Ｏの含有量は、Ｖ２Ｏ５の含有量に対してそれぞれにして１〜３倍である。さらに第一追加成分としてＢａＯ、ＷＯ３及びＰ２Ｏ５から選択されるいずれか一種以上を低融点ガラス成分中０質量％以上２０質量％以下含み、第二追加成分としてＹ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３から選択されるいずれか一種以上を低融点ガラス成分中０．１質量％以上１．０質量％以下含むことが好ましい。
【００１８】
第１の層及び第２の層の接着成分として軟化点が３００℃以下のガラスを用いることにより、接合温度も３００℃以下とすることが可能となる。ここで、作製したガラスの特性温度は、示差熱分析（ＤＴＡ）から定めた。図２にガラスの代表的なＤＴＡ曲線を示す。図２に示すように、第二吸熱ピークを軟化点（Ｔｓ）とした。
【００１９】
樹脂としては、結晶質あるいは非晶質どちらでも良く、また１種類でなく数種類組み合わせて使用することも可能である。例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリイミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリビニルエステル等が使用できる。ただし、半田材料や低融点ガラスと一緒に用いる場合には、樹脂等の耐熱温度やガラス転移点（Ｔｇ）は高い方が好ましい。ガラス転移点は２００℃以上であることが好ましい。
【００２０】
本発明の接合層における接着成分５及び６は、上記のように樹脂、低融点ガラス、半田材から選択することができるが、接合層の構成は接着成分のみである必要はなく、被接合材との接着性や接合体の求める特性に合わせて適宜フィラーを添加することができる。図３に、第１の層２にフィラー７を添加した接合材の断面図、図４に第１の層２にフィラー７を、第２の層４にフィラー８を添加した接合材の断面図を示す。図３に示すように、第１の層、第２の層のいずれかにフィラー７を添加してもよく、図４に示すように第１の層及び第２の層の両方にフィラーを添加しても良い。
【００２１】
フィラーとしては、例えば、セラミックス、金属材料、樹脂等を用いることができる。例えば、第１の層又は第２の層が接着成分として低融点ガラスを含む場合、低熱膨張セラミックスを用いることにより熱膨張を調整できる。
【００２２】
低熱膨張セラミックスとしては、例えばジルコン、ジルコニア、石英ガラス、β―スポンジュメン、コーディエライト、ムライト、β―ユークリプタイト、β―石英、リン酸ジルコニウム、リン酸タングステン酸ジルコニウム（ＺＷＰ）、タングステン酸ジルコニウム及びこれらの固溶体などを用いることができる。これらを１種類もしくは２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００２３】
また、フィラーとして金属材料を用いた場合、導電性や熱伝導率を向上できる。金属材料としては、例えば金、銀、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛、鉄、ニッケル及びそれらの合金等が挙げられ、これらを１種類もしくは２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００２４】
フィラーとして樹脂を用いる場合には、例えば、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン、ポリアセタール、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、芳香族ポリエーテル、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリオキシベンゾイルポリエステル等を用いることができる。好ましくは、樹脂成分は、芳香族ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート及びポリオキシベンゾイルポリエステルから選択されるいずれか一種以上を含む。これらの樹脂成分は、耐熱性が高く、成形性にも優れるため、フィラーの樹脂成分として好適である。
【００２５】
フィラーの含有量は、低熱膨張セラミックスに対しては、ガラスの流動性や反応性の観点から１〜６０体積％であることが好ましく、３０体積％以下であることがさらに好ましい。金属材料に対しては、１〜９９体積％であることが好ましく、３０〜８０体積％であることがさらに好ましい。樹脂に対しては、１〜９９体積％であることが好ましく、５〜２０体積％であることがさらに好ましい。
【００２６】
（基材）
基材については、第１の層及び第２の層の形成温度よりも耐熱温度が高いものであれば良く、限定されるものではない。求められる接合体の特性に合わせて、例えば、樹脂フィルム、ガラスフィルム、金属フィルム等を用いることができる。
【００２７】
基材の耐熱温度は、３５０℃以上であることが好ましく、６５０℃以上であることがより好ましい。また、基材の厚さは、接合時に適用する加工性の観点から、３００μｍ以下が望ましく、より好ましくは５０μｍ以下である。
【００２８】
被接合材同士の熱膨張係数が大きく異なる材料同士を接合する際、接合材の熱膨張係数は段階的に変化していることが好ましい。つまり、接合層である第１の層α１、第２の層の熱膨張係数をα２、基材の熱膨張係数をαｆｉｌｍとしたとき、α１ ＜ αｆｉｌｍ＜ α２の関係を満たすことが好ましい。熱膨張係数は、ガラス組成、フィラーの種類、フィラーの含有量を調整することにより調整できる。熱膨張係数を段階的に変化させることにより、被接合材同士の接合信頼性を向上できる。特に、接合層の接着成分として低融点ガラスを含む脆性材料を用いる場合には、熱膨張係数が、第１の層の熱膨張係数と第２の層の熱膨張係数の間の値となる脆性材料を基材として用いることが好ましい。
【００２９】
接合層に、延性を有する金属や樹脂を多量に添加することにより、熱膨張係数差を応力緩和して接合することも可能である。この際には、基材は脆性材料及び延性材料のどちらを用いても良い。ここで延性を有する金属とは、金、銀、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛、鉄、ニッケル及びそれらの合金等を指す。
【００３０】
（接合材の製造方法）
接合材は、基材に接合層（第１の層及び第２の層）を形成させることにより作製する。接合材は、例えば以下の方法により製造できる。接合層形成ペーストを作製する。接合層形成ペーストは、接着成分である半田、低融点がガラス等の粉末と、溶剤と、バインダーと、を接着成分である半田、低融点ガラスなどの粉末と、溶剤と、バインダーとを混練することで作製できる。接合層にフィラーを混合する場合は、接合層形成ペースト作製時に、フィラーの粉末も添加する。
【００３１】
作製した接合層形成ペーストを基材に塗布した後、脱バインダー、焼成することで接合材を形成することができる。
【００３２】
接合層形成ペーストに用いる半田材の作製方法としては、特に限定されるところではないが、母材となる材料を加熱炉などで溶融後、水やガスなどでアトマイズ処理することで良好な粉末を得ることができる。
【００３３】
接合層形成ペーストに用いるガラスの作製法としては、特に限定されるところではないが、原料となる各酸化物を配合・混合した原料を白金ルツボに入れ、電気炉で５〜１０℃／分の昇温速度で８００〜１１００℃まで加熱し、数時間保持することで作製することができる。保持中は均一なガラスとするために攪拌することが望ましい。ルツボを電気炉から取り出す際には、ガラス表面への水分吸着を防止するために予め１００〜１５０℃程度に加熱しておいた黒鉛鋳型やステンレス板上に流し込むことが望ましい。
【００３４】
接合層形成ペーストに用いる溶剤としては、特に限定されるところではないが、ブチルカルビトールアセテートやα―テルピネオールを用いることができる。
【００３５】
接合層形成ペーストに用いるバインダーとしては、特に限定されるところではないが、エチルセルロースやニトロセルロースなどを用いることができる。
【００３６】
（被接合材及び応用用途）
本発明の接合材を用いて接合する被接合材としては、被接合材に合わせて接合材を選定するため、特に限定されるものではなく、様々なものを使用することができる。例えば、金属材料同士、セラミックス材料同士、樹脂材料同士、金属材料とセラミックス、金属材料と樹脂材料、セラミックス材料と樹脂材料などの接合に適用可能である。被接合材の具体的な組み合わせとしては、ＳｉやＳｉＣとＳＵＳ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｌ−ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３などが好ましい。これらは、いずれも熱膨張係数の差が大きく、通常接合することが困難なため、本発明の接合材の特徴が活かされるためである。また、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）とＴｉやＡｌの組み合わせも好ましい。これは、本発明における接合材の接合層は、樹脂と低融点ガラスや半田材の組み合わせが可能であるため、本発明の特徴が活かされるためである。その他、本発明の接合材を封着材料として用いることも可能である。
【００３７】
以下、実施例を用いて更に詳細に説明する。ただし、本発明は、ここで取り上げた実施例の記載に限定されることはなく、適宜組み合わせてもよい。
【実施例１】
【００３８】
[異なるガラス接合層を形成した接合材]
＜ガラスの作製＞
表１のＧ１〜Ｇ１１は、作製・検討したガラス組成を示したものである。いずれの成分も酸化物換算の質量％（質量パーセント）で表示した。これらの低融点ガラス組成物には、環境・安全に配慮し、実質的に鉛を含有させなかった。各成分の原料は、五酸化バナジウム、酸化テルル、酸化第二鉄、五酸化リン、酸化銀、酸化タングステン、炭酸バリウム、リン酸バリウム、酸化アンチモン、炭酸カリウム、酸化ビスマス、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化銅、酸化ランタンを用いた。【００３９】
ガラスの作製は、以下の手順で行った。原料化合物を表１の組成となるように配合・混合した混合粉末１ｋｇを白金ルツボに入れ、電気炉を用いて５〜１０℃／ｍｉｎ（℃／分）の昇温速度で８００℃〜１１００℃の加熱温度まで加熱して２時間保持した。保持中は均一なガラスとするために攪拌した。次に、白金ルツボを電気炉から取り出し、予め１００℃に加熱しておいたステンレス板上に流し込みガラスを得た。【００４０】
＜ガラスの評価＞
ステンレス板上に流し込んだガラスを平均粒子径(Ｄ５０)が２０μｍ未満になるまで粉砕し、５℃／分の昇温速度で示差熱分析（ＤＴＡ）を行うことによって、軟化点（Ｔｓ）を測定した。なお、標準サンプルとしてアルミナ粉末を用いた。【００４１】
【表１】
2017051590.tif 000003
【００４２】
＜接合材の作製＞
接合材を作製するに当たり、まず基材の上下面に接合層を形成するために接合層形成ペーストを作製した。このとき、基材にはガラスフィルム（厚み：３０μｍ，熱膨張係数６６×１０−７／℃）を用いた。表１で作製したガラスを平均粒径（Ｄ５０）が約３μｍになるまでジェットミルを用いて粉砕したのち、同じく約３μm程度のフィラーとして、Ａｌ、Ａｇ、Ｚｒ２(ＷＯ４)(ＰＯ４)２（ＺＷＰ）もしくはコーディエライトを所定量加えた。この混合物に対し、バインダー樹脂としてエチルセルロースを、溶剤としてブチルカルビトールアセテートを加えて混錬し、接合層形成ペーストを作製した。また、フィラーとして樹脂成分を加える場合には、樹脂成分として三菱ガス化学製の変性ポリフェニレンエーテル（ＯＰＥ２Ｓｔ）を加え、溶剤としてα―テルピネオールを加えて混練し、接合層形成ペーストを作製した。作製した接合層形成ペーストの構成を表２に示す。【００４３】
その後、表２に示した接合層形成ペーストを基材の上にスクリーン印刷を用いて塗布し、１５０℃にて３０分乾燥した後、基材の反対側にも同様にペーストを塗布・乾燥した。樹脂を飛ばすために３３０℃にて３０分加熱し、ガラスの軟化点〜軟化点＋５０℃の範囲にてガラスの仮焼成を実施することで接合材を得た。このとき、接合材の厚みはいずれも概ね６０μｍ程度であった。【００４４】
また、接合材の上下面を構成する接合層単体の熱膨張特性を評価した。評価には、バインダー樹脂や溶剤を含まない混合粉末だけで一軸加圧成型した後、電気炉にて緻密に焼き固めたものを用いた。その後、４ｍｍ×４ｍｍ×１５ｍｍの試験片を切り出し、押し棒式熱機械分析装置を用いて５０℃―２５０℃の範囲の熱膨張係数を測定した。その結果を表２に併記する。【００４５】
＜接合体の試作＞
被接合材として、Ａｌメタライズ処理が施されたＳｉ基板（熱膨張係数：３７×１０−７／℃）とＮｉめっきが施されたＳＵＳ６３０基板（熱膨張係数：１１０×１０−７／℃）を選択した。この被接合体同士を、表２に示す接合材を用いて接合体を試作した。接合体が形成できたものを○、剥離などにより接合体を形成できなかったものを×と評価した。また、-４０℃〜１５０℃の温度サイクル試験を行うことで接合の信頼性を評価した。このとき、５つのサンプルを評価し、１００サイクル後に一つも剥離が見られなかったものを○、サンプルによっては剥離がみられたものを△とした。【００４６】
【表２】
2017051590.tif 000004
【００４７】
表２より、基材の上下面に異なる接合層が形成された接合材を用いることで、本実施例のようにＳｉとＳＵＳ６３０のような熱膨張係数の大きく異なる被接合材同士の接合であっても接合体が形成できることが分かった。また、接合できたもののうち、超音波探傷装置を用いて界面部を評価したところ、Ａ１０、Ａ１２の接合材を用いて接合を実施したものはボイドがなく、特に良好な接合体が形成できていた。このことから、フィラーとして樹脂を含有することが特に好ましいと判明した。
【実施例２】
【００４８】
接合材の基材として、ガラスフィルムの代わりにＡｌ箔（厚み：３０μｍ）を用い、実施例１に記載の方法と同様の手法にて表３に示す接合材を作製した。また、被接合材として同様にＳｉ基板とＳＵＳ６３０を選択し、接合体を試作した。接合体の評価結果を表３に併記する。【００４９】
【表３】
2017051590.tif 000005
【００５０】
表３より、基材としてＡｌ箔を用いた場合においても、実施例１同様に良好な接合体が形成できることが分かった。また、接合できたものサンプルの熱伝導率を評価したところ、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５はＢ１、Ｂ２や実施例１のサンプルと比較して特に良好であった。したがって、基材にＡｌ箔等の金属フィルムを用いて、さらに接合層に金属フィラーを多量に導入することによって、放熱性に優れた接合材を提供することが可能であると言える。
【実施例３】
【００５１】
被接合材として、Ａｌのメタライズ処理が施されたＳｉＣ基板（熱膨張係数：３７×１０−７／℃）とＮｉメッキが施された銅基板（熱膨張係数：１６５×１０−７／℃）を選択した。接合材としては、実施例２に記載の表３中のＢ４、Ｂ５接合材を用いて、実施例２同様に接合を実施した。実施した結果、いずれも良好な接合体を形成することができ、また信頼性も○の評価となることが分かった。
【実施例４】
【００５２】
被接合材として、Ｔｉ基板とポリイミド性の高耐熱ＣＦＲＰ基版を選択した。接合材の基材としては実施例２同様にＡｌ箔（厚み：３０μｍ）を用い、基材上面にポリイミド樹脂（ガラス転移温度：２１０℃）、基材下面には実施例１のＡ１３の下面と同じものを用いて接合材を形成した。形成した接合材の上面がＣＦＲＰ基板に、下面がＴｉ基材となるように準備し、２６０℃の温度にて３０分間加圧成型することで接合を実施した。実施した結果、良好な接合体を形成でき、また信頼性も○の評価となることが分かった。
【符号の説明】
【００５３】
１…接合材、２…第１の層、３…基材、４…第２の層、５、６…接着成分６、８…フィラー
【図１】
2017051590.tif 000006
【図２】
2017051590.tif 000007
【図３】
2017051590.tif 000008
【図４】
2017051590.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月1日(2017.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の一方の面に配置された第１の層と、
前記基材の他方の面に配置され、前記第１の層を構成する相とは熱膨張係数の異なる相を含む第２の層と、を備え、
前記第１の層と前記第２の層とは、軟化点が６００℃以下のガラスを含み、
前記第１の層に含まれるガラスと前記第２の層に含まれるガラスは軟化点が異なることを特徴とする接合材。
【請求項２】
請求項１に記載の接合材であって、
前記第１の層及び前記第２の層の少なくともいずれかは、フィラーを含むことを特徴とする接合材。
【請求項３】
請求項２に記載の接合材であって、
前記フィラーは、セラミックス、金属材料、樹脂の少なくともいずれかであることを特徴とする接合材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記ガラスの軟化点は４００℃以下であることを特徴とする接合材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記ガラスは、バナジウムを含むことを特徴とする接合材。
【請求項６】
請求項５に記載の接合材であって、
前記ガラスは、さらに、銀、テルルの少なくともいずれかを含むことを特徴とする接合材。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記第１の層の熱膨張係数をα１、前記第２の層の熱膨張係数をα２、前記基材の熱膨張係数をαｆｉｌｍとしたとき、α１ ＜ αｆｉｌｍ ＜ α２の関係を満たすことを特徴とする接合材。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記第２の層は樹脂を含むことを特徴とする接合材。
【請求項９】
請求項２乃至７のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記第１の層及び前記第２の層は、前記フィラーを含むことを特徴とする接合材。
【請求項１０】
請求項９に記載の接合材であって、
前記第１の層と前記第２の層とは、前記フィラーの種類が異なることを特徴とする接合材。
【請求項１１】
請求項９に記載の接合材であって、
前記第１の層と前記第２の層とは、前記フィラーの含有量が異なることを特徴とする接合材。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の接合材であって、
前記基材の厚さは３００μｍ以下であることを特徴とする接合材。
【請求項１３】
請求項１２に記載の接合材であって、
前記基材の厚さは５０μｍ以下であることを特徴とする接合材。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の接合材を備える接合体。
【国際調査報告】
2017051590.tif 000010
2017051590.tif 000011
2017051590.tif 000012
2017051590.tif 000013