(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料により形成されている第１のセラミック部材と、
セラミック材料により形成されている第２のセラミック部材と、
接合部と、
電子部品とを備え、
前記接合部が、前記第１のセラミック部材の外周部と前記第２のセラミック部材の外周部とを直接又は間接に接合しており、
前記接合部により接合された前記第１，第２のセラミック部材によってパッケージが形成されており、
前記電子部品が、前記パッケージの内部空間内に配置されており、
前記接合部が、複数の粒子とガラスとを含み、
前記複数の粒子が、コアと、前記コアの表面上に配置されたシェルとを有する有機無機ハイブリッド粒子である、電子部品装置。
【請求項２】
リードフレームをさらに備え、
前記リードフレームが、前記第１のセラミック部材の外周部と前記第２のセラミック部材の外周部との間に配置されており、かつ前記パッケージの内部空間側と外部空間側とに延びている、請求項１に記載の電子部品装置。
【請求項３】
前記複数の粒子の平均粒子径が５０μｍ以上、３００μｍ以下である、請求項１又は２に記載の電子部品装置。
【請求項４】
前記粒子を１０％圧縮したときの圧縮弾性率が２０００Ｎ／ｍｍ２以上、１３０００Ｎ／ｍｍ２以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品装置。
【請求項５】
前記粒子の３００℃での重量減少率が１０重量％以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品装置。
【請求項６】
前記複数の粒子の表面が、金属を除く無機化合物により形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子部品装置。
【請求項７】
前記電子部品がセンサ素子である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子部品装置。
【請求項８】
セラミック材料により形成されている第１のセラミック部材と、セラミック材料により形成されている第２のセラミック部材と、接合部と、電子部品とを備え、前記接合部が、前記第１のセラミック部材の外周部と前記第２のセラミック部材の外周部とを直接又は間接に接合しており、前記接合部により接合された前記第１，第２のセラミック部材によってパッケージが形成されており、前記電子部品が、前記パッケージの内部空間内に配置されている電子部品装置において、前記接合部を形成するために用いられ、
ガラス粒子とは異なる複数の粒子と、ガラスとを含み、前記複数の粒子が、コアと、前記コアの表面上に配置されたシェルとを有する有機無機ハイブリッド粒子である、セラミックパッケージ用接合材料。
【請求項９】
前記電子部品装置が、リードフレームをさらに備え、前記電子部品装置において、前記リードフレームが、前記第１のセラミック部材の外周部と前記第２のセラミック部材の外周部との間に配置されており、かつ前記パッケージの内部空間側と外部空間側とに延びている、請求項８に記載のセラミックパッケージ用接合材料。
【請求項１０】
前記複数の粒子の平均粒子径が５０μｍ以上、３００μｍ以下である、請求項８又は９に記載のセラミックパッケージ用接合材料。
【請求項１１】
前記粒子を１０％圧縮したときの圧縮弾性率が２０００Ｎ／ｍｍ２以上、１３０００Ｎ／ｍｍ２以下である、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のセラミックパッケージ用接合材料。
【請求項１２】
前記粒子の３００℃での重量減少率が１０重量％以下である、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のセラミックパッケージ用接合材料。
【請求項１３】
前記複数の粒子の表面が、金属を除く無機化合物により形成されている、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のセラミックパッケージ用接合材料。
【請求項１４】
前記電子部品がセンサ素子である、請求項８〜１３のいずれか１項に記載のセラミックパッケージ用接合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
２つのセラミック部材が接合材料により接合されて、セラミックパッケージが形成されている電子部品装置に関する。また、本発明は、上記電子部品装置において、２つのセラミック部材を接合するために用いられるセラミックパッケージ用接合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電子部品が、セラミックパッケージ内に配置されて、電子部品装置が構成されている。セラミックパッケージ内に配置される電子部品としては、圧力センサ、加速度センサ、ＣＭＯＳセンサ素子及びＣＣＤセンサ素子等がある。
【０００３】
上記の電子部品装置の例が、下記の特許文献１〜３に開示されている。
【０００４】
下記の特許文献１には、セラミック基体と、該セラミック基体の主面周囲に周状に形成されたメタライズ層と、該メタライズ層の上面に形成された第１の金属膜層と、金属フタとを備える電子部品用パッケージが開示されている。上記金属フタでは、第１の金属膜層の少なくとも一部に対応して、第２の金属膜層が形成されている。上記第２の金属膜層は、溶射法により形成されており、更に電気抵抗熱により溶融させ、気密接合を行うことで形成されている。上記電子部品用パッケージ内に、電子部品を配置することで、電子部品装置が得られる。
【０００５】
下記の特許文献２には、セラミック製のベース基板に、封止ガラス層によりリードフレームが接合された電子部品収納用セラミックパッケージが開示されている。上記封止ガラス層は、無鉛ガラスを含む。上記リードフレームのインナーリード部とアウターリード部との上下の全面にアルミニウム蒸着膜が形成されている。
【０００６】
下記の特許文献３には、センサ素子を載置するための凹部を有するパッケージと、上記パッケージに埋め込まれており、一端部を介して上記センサ素子と電気的に接続されるリードフレームとを備える光学センサ装置が開示されている。上記リードフレームに関しては、一端部が上記凹部内に露出されると共に他端部が上記パッケージ本体外部へ延出された状態である。この光学センサ装置では、上記パッケージの最上面と光学フィルター板とが熱硬化型樹脂により接着されており、から中空パッケージが構成されている。上記光学フィルター板に上記中空パッケージの内圧を調整する開口部を有する薄膜が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１９４８５号公報
【特許文献２】特開２０１２−５９９４８号公報
【特許文献３】特開２０１３−１７２０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、上記セラミック基体と上記金属フタとの接合材料として、ろう材等を用いることが記載されている。しかし、ろう材は、比較的高価である。
【０００９】
特許文献２では、上記ベース基板と上記リードフレームとを接合している封止ガラス層を形成するために、ガラスペースを用いることが記載されており、このガラスペーストとして、ビスマス系無鉛ガラスに樹脂及び溶剤を添加したガラスペーストが記載されている。しかし、このガラスペーストでは、封止ガラス層の厚みを高精度に制御できず、接合信頼性が低くなりやすい。
【００１０】
特許文献３では、上記パッケージと上記光学フィルター板とを接合するために、熱硬化性樹脂を用いることが記載されている。また、この熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂及びシリコーン樹脂が挙げられている。また、特許文献３では、熱硬化性樹脂には、ギャップ材を混入させて、圧着時の接着剤の厚みを均一にしてもよいことが記載されており、キャップ材は好ましくは５〜８μｍの球形であってもよいことや、ギャップ材の材質は金属、無機及び有機のいずれであってもよいことが記載されている。しかし、この熱硬化性樹脂や、ギャップ材が混入された熱硬化性樹脂では、耐熱性が悪くなる。また、接合信頼性も低くなりやすい。
【００１１】
本発明の目的は、接合信頼性及び耐熱性を高めることができる電子部品装置及びセラミックパッケージ用接合材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の広い局面によれば、セラミック材料により形成されている第１のセラミック部材と、セラミック材料により形成されている第２のセラミック部材と、接合部と、電子部品とを備え、前記接合部が、前記第１のセラミック部材の外周部と前記第２のセラミック部材の外周部とを直接又は間接に接合しており、前記接合部により接合された前記第１，第２のセラミック部材によってパッケージが形成されており、前記電子部品が、前記パッケージの内部空間内に配置されており、前記接合部が、複数の粒子とガラスとを含む、電子部品装置が提供される。
【００１３】
本発明の広い局面によれば、セラミック材料により形成されている第１のセラミック部材と、セラミック材料により形成されている第２のセラミック部材と、接合部と、電子部品とを備え、前記接合部が、前記第１のセラミック部材の外周部と前記第２のセラミック部材の外周部とを直接又は間接に接合しており、前記接合部により接合された前記第１，第２のセラミック部材によってパッケージが形成されており、前記電子部品が、前記パッケージの内部空間内に配置されている電子部品装置において、前記接合部を形成するために用いられ、ガラス粒子とは異なる複数の粒子と、ガラスとを含む、セラミックパッケージ用接合材料が提供される。
【００１４】
本発明のある特定の局面では、前記電子部品装置が、リードフレームをさらに備え、前記電子部品装置において、前記リードフレームが、前記第１のセラミック部材の外周部と前記第２のセラミック部材の外周部との間に配置されており、かつ前記パッケージの内部空間側と外部空間側とに延びている。
【００１５】
前記複数の粒子の平均粒子径が５０μｍ以上、３００μｍ以下であることが好ましい。前記粒子を１０％圧縮したときの圧縮弾性率が２０００Ｎ／ｍｍ２以上、１３０００Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましい。前記粒子の３００℃での重量減少率が１０重量％以下であることが好ましい。前記複数の粒子が、樹脂粒子であるか、又は、コアと、前記コアの表面上に配置されたシェルとを有する有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましく、前記有機無機ハイブリッド粒子であることがより好ましい。前記複数の粒子の表面が、金属を除く無機化合物により形成されていることが好ましい。
【００１６】
前記電子部品がセンサ素子であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る電子部品装置は、セラミック材料により形成されている第１のセラミック部材と、セラミック材料により形成されている第２のセラミック部材と、接合部と、電子部品とを備え、上記接合部が、上記第１のセラミック部材の外周部と上記第２のセラミック部材の外周部とを直接又は間接に接合しており、上記接合部により接合された上記第１，第２のセラミック部材によってパッケージが形成されており、上記電子部品が、上記パッケージの内部空間内に配置されており、上記接合部が、複数の粒子とガラスとを含むので、接合信頼性及び耐熱性を高めることができる。
【００１８】
本発明に係るセラミックパッケージ用接合材料は、セラミック材料により形成されている第１のセラミック部材と、セラミック材料により形成されている第２のセラミック部材と、接合部と、電子部品とを備え、上記接合部が、上記第１のセラミック部材の外周部と上記第２のセラミック部材の外周部とを直接又は間接に接合しており、上記接合部により接合された上記第１，第２のセラミック部材によってパッケージが形成されており、上記電子部品が、上記パッケージの内部空間内に配置されている電子部品装置において、上記接合部を形成するために用いられ、ガラス粒子とは異なる複数の粒子とガラスとを含むので、接合信頼性及び耐熱性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示す電子部品装置における接合部部分を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
図１，２を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品装置を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す電子部品装置における接合部部分（図１の破線で囲まれた部位）を拡大して示す断面図である。
【００２３】
図１，２に示す電子部品装置１は、第１のセラミック部材２と、第２のセラミック部材３と、接合部４と、電子部品５と、リードフレーム６を備える。
【００２４】
第１，第２のセラミック部材２，３はそれぞれ、セラミック材料により形成されている。第１，第２のセラミック部材２，３はそれぞれ、例えば、筐体である。第１のセラミック部材２は、例えば、基板である。第２のセラミック部材３は、例えば蓋である。第１のセラミック部材２は、外周部に、第２のセラミック部材３側（上側）に突出した凸部を有する。第１のセラミック部材２は、第２のセラミック部材３側（上側）に、電子部品５を収納するための内部空間Ｒを形成する凹部を有する。なお、第１のセラミック部材２は、凸部を有していなくてもよい。第２のセラミック部材３は、外周部に、第１のセラミック部材２側（下側）に突出した凸部を有する。第２のセラミック部材３は、第１のセラミック部材２側（下側）に、電子部品５を収納するための内部空間Ｒを形成する凹部を有する。なお、第２のセラミック部材３は、凸部を有していなくてもよい。
【００２５】
接合部４は、第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部とを接合している。具体的には、接合部４は、第１のセラミック部材２の外周部の凸部と、第２のセラミック部材３の外周部の凸部とを接合している。
【００２６】
接合部４により接合された第１，第２のセラミック部材２，３によってパッケージが形成されている。パッケージによって、内部空間Ｒが形成されている。接合部４は、内部空間Ｒを液密的及び気密的に封止している。接合部４は、封止部である。
【００２７】
電子部品５は、上記パッケージの内部空間Ｒ内に配置されている。具体的には、第１のセラミック部材２上に、電子部品５が配置されている。本実施形態では、２つの電子部品５が用いられている。
【００２８】
接合部４は、複数の粒子４Ａとガラス４Ｂとを含む。接合部４は、ガラス粒子とは異なる複数の粒子４Ａとガラス４Ｂとを含む接合材料を用いて形成されている。この接合材料は、セラミックパッケージ用接合材料である。
【００２９】
接合材料は、溶剤を含んでいてもよく、樹脂を含んでいてもよい。接合部４では、ガラス粒子などのガラス４Ｂが溶融及び結合した後に固化している。
【００３０】
電子部品としては、センサ素子、ＭＥＭＳ及びベアチップ等が挙げられる。上記センサ素子としては、圧力センサ素子、加速度センサ素子、ＣＭＯＳセンサ素子及びＣＣＤセンサ素子等が挙げられる。
【００３１】
リードフレーム６は、第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部との間に配置されている。リードフレーム６は、パッケージの内部空間Ｒ側と外部空間側とに延びている。電子部品５の端子とリードフレーム６とがワイヤーを介して、電気的に接続されている。
【００３２】
本実施形態では、接合部４は、第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部とを部分的に直接に接合しており、部分的に間接に接合している。具体的には、接合部４は、第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部との間のリードフレーム６がある部分において、第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部とをリードフレーム６を介して間接に接合している。第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部との間のリードフレーム６がある部分において、第１のセラミック部材２がリードフレーム６と接しており、リードフレーム６が第１のセラミック部材２と接合部４とに接しており、接合部４がリードフレーム６と第２のセラミック部材３とに接しており、第２のセラミック部材３が接合部４と接している。接合部４は、第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部との間のリードフレーム６がない部分において、第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部とを直接に接合している。第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部との間のリードフレーム６がない部分において、接合部４が、第１のセラミック部材２と第２のセラミック部材３とに接している。
【００３３】
第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部との間のリードフレーム６がある部分において、第１のセラミック部材２の外周部と第２のセラミック部材３の外周部との隙間の距離は、接合部４に含まれる複数の粒子４Ａにより制御されている。
【００３４】
接合部は、第１のセラミック部材の外周部と第２のセラミック部材の外周部とを直接又は間接に接合していればよい。なお、リードフレーム以外の電気的接続方法を採用してもよい。
【００３５】
電子部品装置１のように、本発明に係る電子部品装置は、セラミック材料により形成されている第１のセラミック部材と、セラミック材料により形成されている第２のセラミック部材と、接合部と、電子部品とを備え、上記接合部が、上記第１のセラミック部材の外周部と上記第２のセラミック部材の外周部とを直接又は間接に接合しており、上記接合部により接合された上記第１，第２のセラミック部材によってパッケージが形成されており、上記電子部品が、上記パッケージの内部空間内に配置されており、上記接合部が、複数の粒子とガラスとを含む。
【００３６】
また、電子部品装置１で用いた接合材料のように、本発明に係るセラミックパッケージ用接合材料は、上記電子部品装置において、上記接合部を形成するために用いられ、ガラス粒子とは異なる複数の粒子と、ガラスとを含む。
【００３７】
本発明に係る電子部品装置及び本発明に係るセラミックパッケージ用接合材料では、上記の構成が採用されているため、接合信頼性及び耐熱性を高めることができる。本発明では、上記接合部及び上記接合材料が複数の粒子を含むために、接合部の厚みを粒子の粒子径によって制御でき、接合信頼性を高めることができる。また、本発明では、上記接合部及び上記接合材料が、熱硬化性樹脂ではなくガラスを含むために、耐熱性を高めることができ、更に接合信頼性も高めることができる。本発明では、上記接合部及び上記接合材料が、複数の粒子を含むここと、熱硬化性樹脂ではなくガラスを含むこととは、上記電子部品装置において、接合信頼性及び耐熱性の双方を高めるために大きく寄与する。
【００３８】
上記複数の粒子の平均粒子径は、好ましくは３０μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上、更に好ましくは６０μｍ以上、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下、更に好ましくは２００μｍ以下である。上記複数の粒子の平均粒子径は、５０μｍ以上かつ３００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上かつ２００μｍ以下であることが特に好ましい。上記平均粒子径が上記下限以上であると、接合部の厚みが適度になり、接合信頼性がより一層高くなる。上記平均粒子径が上記上限以下であると、接合部の厚みが厚くなりすぎず、接合部の厚みが適度になる。また、接合部部分における液密性及び気密性がより一層高くなる。
【００３９】
上記平均粒子径は、例えばコールターカウンター（ベックマンコールター社製）を用いて測定可能である。
【００４０】
上記粒子を１０％圧縮したときの圧縮弾性率（１０％Ｋ値）は、好ましくは２０００Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４０００Ｎ／ｍｍ２以上、好ましくは１３０００Ｎ／ｍｍ２以下、より好ましくは１２０００Ｎ／ｍｍ２以下である。上記複数の粒子を１０％圧縮したときの圧縮弾性率が２０００Ｎ／ｍｍ２以上、１３０００Ｎ／ｍｍ２以下であることが特に好ましい。上記１０％Ｋ値が上記下限以上及び上記上限以下であると、接合時に粒子が適度に変形し、接合信頼性がより一層高くなる。また、上記１０％Ｋ値が上記下限以上及び上記上限以下であると、粒子が接する部材の損傷が抑えられ、セラミック部材及びリードフレームの損傷も抑えられ、接合信頼性がより一層高くなる。
【００４１】
上記粒子における上記圧縮弾性率（１０％Ｋ値）は、以下のようにして測定できる。
【００４２】
微小圧縮試験機を用いて、円柱（直径１００μｍ、ダイヤモンド製）の平滑圧子端面で、２５℃、圧縮速度０．３ｍＮ／秒、及び最大試験荷重２０ｍＮの条件下で粒子を圧縮する。このときの荷重値（Ｎ）及び圧縮変位（ｍｍ）を測定する。得られた測定値から、上記圧縮弾性率を下記式により求めることができる。上記微小圧縮試験機として、例えば、フィッシャー社製「フィッシャースコープＨ−１００」等が用いられる。
【００４３】
１０％Ｋ値（Ｎ／ｍｍ２）＝（３／２１／２）・Ｆ・Ｓ−３／２・Ｒ−１／２
Ｆ：粒子が１０％圧縮変形したときの荷重値（Ｎ）
Ｓ：粒子が１０％圧縮変形したときの圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：粒子の半径（ｍｍ）
【００４４】
上記圧縮弾性率は、粒子の硬さを普遍的かつ定量的に表す。上記圧縮弾性率の使用により、粒子の硬さを定量的かつ一義的に表すことができる。
【００４５】
上記粒子の３００℃での重量減少率は、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは８重量％以下である。電子部品装置を得る際に、上記ガラスを溶融させるために、粒子が高温に晒される。また、電子部品装置では、電子部品の稼働時の発熱等により、接合部が高温に晒されることがある。上記重量減少率が上記上限以下であると、接合時に粒子が高温に晒されても、更に電子部品装置が高温に晒されても、高い接合信頼性が維持される。上記粒子の３００℃での重量減少率は、特に好ましくは１．５重量％以下である。
【００４６】
上記３００℃での重量減少率は、真空雰囲気下で、粒子を３００℃で１時間放置する前後の粒子の重量から下記式により求められる。
【００４７】
粒子の重量減少率（重量％）＝（Ｗａ−Ｗｂ）／Ｗａ×１００
Ｗａ：３００℃で１時間放置する前の粒子の重量
Ｗｂ：３００℃で１時間放置した後の粒子の重量
【００４８】
上記複数の粒子は、樹脂粒子であるか、又は、コアと、上記コアの表面上に配置されたシェルとを有する有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましく、上記有機無機ハイブリッド粒子であることがより好ましい。これらの好ましい粒子では、粒子が接する部材の損傷が抑えられ、セラミック部材及びリードフレームの損傷が抑えられ、接合信頼性がより一層高くなる。上記粒子が樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であると、上記接合時に粒子が変形しやすく、粒子と粒子が接する部材との接触面積が大きくなり、接合信頼性が高くなる。特に、接合部がリードフレームに接する場合に、上記粒子が樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であると、粒子の柔軟性に由来して、接合信頼性がより一層高くなる。
【００４９】
上記複数の粒子の表面が、金属を除く無機化合物により形成されていることが好ましい。また、上記複数の粒子は、有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。これらの場合には、粒子とガラスとの親和性が高くなり、例えば粒子とガラスとの界面に気泡が含まれなくなり、接合信頼性がより一層高くなる。さらに、接合部における液密性及び気密性が高くなり、接合信頼性がより一層高くなる。また、粒子が接する部材の損傷が抑えられ、セラミック部材及びリードフレームの損傷が抑えられ、接合信頼性がより一層高くなる。
【００５０】
接合信頼性及び耐熱性を高めることによって、電子部品の信頼性が高められるので、上記電子部品は、センサ素子であることが好ましく、圧力センサ素子、加速度センサ素子、ＣＭＯＳセンサ素子又はＣＣＤセンサ素子であることがより好ましく、圧力センサ素子又は加速度センサ素子であることが更に好ましい。
【００５１】
上記接合部１００重量％中及び上記接合材料１００重量％中、上記複数の粒子の含有量は好ましくは５重量％以上、より好ましくは１５重量％以上、好ましくは７０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下である。上記接合部１００重量％中及び上記接合材料１００重量％中、上記ガラスの含有量は好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、好ましくは９５重量％以下、より好ましくは８５重量％以下、更に好ましくは８０重量％以下である。上記接合部１００重量％中及び上記接合材料１００重量％中、上記ガラスの含有量は３０重量％以上であってもよく、４０重量％以上であってもよい。上記粒子の含有量が相対的に多くなり、上記ガラスの含有量が相対的に少なくなると、接合部の厚みを高精度に制御でき、接合信頼性がより一層高くなる。上記粒子の含有量が相対的に少なくなり、上記ガラスの含有量が相対的に多くなると、パッケージにおける液密性及び気密性がより一層高くなり、また耐熱性もより一層高くなる。
【００５２】
以下、粒子及びガラスの他の詳細を説明する。
【００５３】
（粒子）
接合材料では、上記複数の粒子は、ガラス粒子とは異なる。上記複数の粒子は、ガラス粒子を除く粒子である。上記粒子としては、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子及び金属粒子等が挙げられる。上記粒子は、金属粒子を除く粒子であることが好ましく、樹脂粒子、金属粒子を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であることがより好ましい。上記粒子は、樹脂粒子又は有機無機ハイブリッド粒子であることが更に好ましく、樹脂粒子であってもよく、有機無機ハイブリッド粒子であってもよい。
【００５４】
上記樹脂粒子を形成するための樹脂として、種々の有機物が好適に用いられる。上記樹脂粒子を形成するための樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン樹脂；ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂；ポリアルキレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、及び、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を１種もしくは２種以上重合させて得られる重合体等が挙げられる。接合材料に適した任意の圧縮時の物性を有する樹脂粒子を設計及び合成することができ、かつ粒子の硬度を好適な範囲に容易に制御できるので、上記樹脂粒子を形成するための樹脂は、エチレン性不飽和基を複数有する重合性単量体を１種又は２種以上重合させた重合体であることが好ましい。
【００５５】
上記樹脂粒子を、エチレン性不飽和基を有する単量体を重合させて得る場合、上記エチレン性不飽和基を有する単量体としては、非架橋性の単量体と架橋性の単量体とが挙げられる。
【００５６】
上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体；（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート類；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレン（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等の酸素原子含有（メタ）アクリレート類；（メタ）アクリロニトリル等のニトリル含有単量体；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類；酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル類；エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素；トリフルオロメチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロエチル（メタ）アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体等が挙げられる。
【００５７】
上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類；トリアリル（イソ）シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体等が挙げられる。
【００５８】
上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体を、公知の方法により重合させることで、上記樹脂粒子を得ることができる。この方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤の存在下で懸濁重合する方法、並びに非架橋の種粒子を用いてラジカル重合開始剤とともに単量体を膨潤させて重合する方法等が挙げられる。
【００５９】
上記粒子が金属粒子を除く無機粒子又は有機無機ハイブリッド粒子である場合に、上記粒子を形成するための無機化合物としては、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウム、ジルコニア及びカーボンブラック等が挙げられる。上記無機化合物は、金属ではないことが好ましい。上記シリカにより形成された粒子としては特に限定されないが、例えば、加水分解性のアルコキシシリル基を２つ以上持つケイ素化合物を加水分解して架橋重合体粒子を形成した後に、必要に応じて焼成を行うことにより得られる粒子が挙げられる。上記有機無機ハイブリッド粒子としては、例えば、架橋したアルコキシシリルポリマーとアクリル樹脂とにより形成された有機無機ハイブリッド粒子等が挙げられる。
【００６０】
上記有機無機ハイブリッド粒子は、コアと、該コアの表面上に配置されたシェルとを有するコアシェル型の有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。上記コアが有機コアであることが好ましい。上記シェルが無機シェルであることが好ましい。上記粒子は、有機コアと上記有機コアの表面上に配置された無機シェルとを有する有機無機ハイブリッド粒子であることが好ましい。
【００６１】
上記有機コアを形成するための材料としては、上述した樹脂粒子を形成するための樹脂等が挙げられる。
【００６２】
上記無機シェルを形成するための材料としては、上述した粒子を形成するための無機化合物が挙げられる。この無機化合物は金属ではないことが好ましい。上記無機シェルを形成するための材料は、シリカであることが好ましい。上記無機シェルは、上記コアの表面上で、金属アルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を焼成させることにより形成されていることが好ましい。上記金属アルコキシドはシランアルコキシドであることが好ましい。上記無機シェルはシランアルコキシドにより形成されていることが好ましい。
【００６３】
上記ゾルゲル法の具体的な方法としては、コア、水やアルコール等の溶媒、界面活性剤、及びアンモニア水溶液等の触媒を含む分散液に、テトラエトキシシラン等の無機モノマーを共存させて界面ゾル反応を行う方法、並びに水やアルコール等の溶媒、及びアンモニア水溶液と共存させたテトラエトキシシラン等の無機モノマーによりゾルゲル反応を行った後、コアにゾルゲル反応物をヘテロ凝集させる方法等が挙げられる。上記ゾルゲル法において、上記金属アルコキシドを、加水分解及び重縮合させることが好ましい。
【００６４】
上記無機シェルは、上記有機コアの表面上で、上記シランアルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を焼成させることにより形成されていることが好ましい。ゾルゲル法では、上記有機コアの表面上にシェル状物を配置することが容易である。上記焼成を行う場合に、上記有機無機ハイブリッド粒子では、焼成後に、上記有機コアは、揮発等により除去されずに、残存している。上記有機無機ハイブリッド粒子は、焼成後に、上記有機コアを有する。なお、仮に焼成後に上記有機コアが揮発等により除去されると、粒子の割れが生じやすくなる。
【００６５】
上記ゾルゲル法の具体的な方法としては、有機コア、水やアルコール等の溶媒、界面活性剤、及びアンモニア水溶液等の触媒を含む分散液に、テトラエトキシシラン等の無機モノマーを共存させて界面ゾル反応を行う方法、並びに水やアルコール等の溶媒、及びアンモニア水溶液と共存させたテトラエトキシシラン等の無機モノマーによりゾルゲル反応を行った後、有機コアにゾルゲル反応物をヘテロ凝集させる方法等が挙げられる。上記ゾルゲル法において、上記シランアルコキシドは、加水分解及び重縮合することが好ましい。
【００６６】
上記ゾルゲル法では、界面活性剤を用いることが好ましい。界面活性剤の存在下で、上記シランアルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物にすることが好ましい。上記界面活性剤は特に限定されない。上記界面活性剤は、良好なシェル状物を形成するように適宜選択して用いられる。上記界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤等が挙げられる。なかでも、良好な無機シェルを形成できることから、カチオン性界面活性剤が好ましい。
【００６７】
上記カチオン性界面活性剤としては、４級アンモニウム塩及び４級ホスホニウム塩等が挙げられる。上記カチオン性界面活性剤の具体例としては、ヘキサデシルアンモニウムブロミド等が挙げられる。
【００６８】
上記有機コアの表面上で、上記無機シェルを形成するために、上記シェル状物は焼成されることが好ましい。焼成条件により、無機シェルにおける架橋度を調整可能である。また、焼成を行うことで、粒子の緻密性が高くなり、粒子の加熱時の重量減少率が低くなる。
【００６９】
上記無機シェルは、ケイ素原子を５０重量％以上含むことが好ましく、この場合には、上記無機シェルは、ケイ素原子を主成分として含む無機シェルである。上記無機シェルは、炭素原子を含んでいてもよいが、炭素原子を含む場合でもケイ素原子が主成分であれば無機シェルと呼ぶ。
【００７０】
上記無機シェルは、上記有機コアの表面上で、上記シランアルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を１００℃以上（焼成温度）で焼成させることにより形成されていることが好ましい。上記焼成温度はより好ましくは１５０℃以上、更に好ましくは２００℃以上である。上記焼成温度が上記下限以上であると、無機シェルにおける架橋度がより一層適度になる。
【００７１】
上記無機シェルは、上記有機コアの表面上で、上記シランアルコキシドをゾルゲル法によりシェル状物とした後、該シェル状物を上記有機コアの分解温度以下（焼成温度）で焼成させることにより形成されていることが好ましい。上記焼成温度は、上記有機コアの分解温度よりも５℃以上低い温度であることが好ましく、上記有機コアの分解温度よりも１０℃以上低い温度であることがより好ましい。また、上記焼成温度は、好ましくは８００℃以下、より好ましくは６００℃以下、更に好ましくは５００℃以下である。上記焼成温度が上記上限以下であると、上記有機コアの熱劣化及び変形を抑制できる。
【００７２】
良好な無機シェルを形成する観点からは、上記シランアルコキシドは、下記式（１Ａ）で表されるシランアルコキシドであることが好ましい。
【００７３】
Ｓｉ（Ｒ１）ｎ（ＯＲ２）４−ｎ    ・・・式（１Ａ）
【００７４】
上記式（１Ａ）中、Ｒ１はフェニル基、炭素数１〜３０のアルキル基、重合性二重結合を有する炭素数１〜３０の有機基又はエポキシ基を有する炭素数１〜３０の有機基を表し、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキル基を表し、ｎは０〜２の整数を表す。ｎが２であるとき、複数のＲ１は同一であってもよく、異なっていてもよい。複数のＲ２は同一であってもよく、異なっていてもよい。シェルに含まれるケイ素原子の含有量を効果的に高めるために、上記式（１Ａ）中のｎは０又は１を表すことが好ましく、０を表すことがより好ましい。シェルに含まれるケイ素原子の含有量が高いと、本発明の効果により一層優れる。
【００７５】
上記Ｒ１が炭素数１〜３０のアルキル基である場合、Ｒ１の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ｎ−オクチル基、及びｎ−デシル基等が挙げられる。このアルキル基の炭素数は好ましくは１０以下、より好ましくは６以下である。なお、アルキル基には、シクロアルキル基が含まれる。
【００７６】
上記重合性二重結合としては、炭素−炭素二重結合が挙げられる。上記Ｒ１が重合性二重結合を有する炭素数１〜３０の有機基である場合に、Ｒ１の具体例としては、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、及び３−（メタ）アクリロキシアルキル基等が挙げられる。上記（メタ）アクリロキシアルキル基としては、（メタ）アクリロキシメチル基、（メタ）アクリロキシエチル基及び（メタ）アクリロキシプロピル基等が挙げられる。上記重合性二重結合を有する炭素数１〜３０の有機基の炭素数は好ましくは２以上、好ましくは３０以下、より好ましくは１０以下である。上記「（メタ）アクリロキシ」は、メタクリロキシ又はアクリロキシを意味する。
【００７７】
上記Ｒ１がエポキシ基を有する炭素数１〜３０の有機基である場合、Ｒ１の具体例としては、１，２−エポキシエチル基、１，２−エポキシプロピル基、２，３−エポキシプロピル基、３，４−エポキシブチル基、３−グリシドキシプロピル基、及び２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル基等が挙げられる。上記エポキシ基を有する炭素数１〜３０の有機基の炭素数は好ましくは８以下、より好ましくは６以下である。なお、上記エポキシ基を有する炭素数１〜３０の有機基は、炭素原子及び水素原子に加えて、エポキシ基に由来する酸素原子を含む基である。
【００７８】
上記Ｒ２の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、及びイソブチル基等が挙げられる。シェルに含まれるケイ素原子の含有量を効果的に高めるために、上記Ｒ２は、メチル基又はエチル基を表すことが好ましい。
【００７９】
上記シランアルコキシドの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、及びジイソプロピルジメトキシシラン等が挙げられる。これら以外のシランアルコキシドを用いてもよい。
【００８０】
上記有機無機ハイブリッド粒子において、上記無機シェルの厚みは、好ましくは１００ｎｍ以上、より好ましくは２００ｎｍ以上、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下である。上記シェルの厚みが上記下限以上及び上記上限以下であると、接合信頼性がより一層高くなる。上記無機シェルの厚みは、粒子１個あたりの平均厚みである。ゾルゲル法の制御によって、上記シェルの厚みを制御可能である。
【００８１】
（ガラス）
接合材料では、上記ガラスは、ガラス粒子であってもよい。上記ガラスの組成としては特に限定されず、例えば、ケイ酸塩ガラス、鉛ガラス、亜鉛ガラス、ボロンガラス、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系無機ガラス、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系無機ガラス、及びＬｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系無機ガラス等の各種ガラスが挙げられる。
【００８２】
接合部の形成時に溶融及び固化させることができるので、上記ガラスは低融点ガラスであることが好ましい。上記ガラスの融点は、好ましくは２００℃以上、より好ましくは２５０℃以上、好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下である。上記ガラスの融点は、３００℃以下であってもよい。上記ガラスの融点が低いほど、電子部品等の熱劣化が抑えられる。
【００８３】
接合時の粒子の熱変形及び熱劣化を抑える観点からは、上記ガラスの融点は、上記粒子の熱分解開始温度よりも、好ましくは低く、より好ましくは１０℃以上低く、更に好ましくは５０℃以上低く、特に好ましくは１００℃以上低い。上記粒子の熱分解開始温度は３００℃を超えていてもよく、４００℃を超えていてもよく、５００℃を超えていてもよい。
【００８４】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【００８５】
（粒子）
（１）粒子１（有機無機ハイブリッド粒子、コア：ジビニルベンゼン樹脂粒子、シェル：シリカ、平均粒子径５０μｍ、１０％Ｋ値９０００Ｎ／ｍｍ２、３００℃での重量減少率０重量％）
（２）粒子２（有機無機ハイブリッド粒子、コア：ジビニルベンゼン樹脂粒子、シェル：シリカ、平均粒子径３００μｍ、１０％Ｋ値５２００Ｎ／ｍｍ２、３００℃での重量減少率０重量％）
（３）粒子３（有機無機ハイブリッド粒子、コア：ジビニルベンゼン−アクリル共重合体樹脂粒子（組成：ジビニルベンゼン８０重量部、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート２０重量部）、シェル：シリカ（厚み０．５μｍ）、平均粒子径５０μｍ、１０％Ｋ値４２００Ｎ／ｍｍ２、３００℃での重量減少率２重量％）
（４）粒子４（有機無機ハイブリッド粒子、コア：アクリル樹脂粒子（組成：エチレングリコールジアクリレート９５重量部、ペンタエリスリトールテトラアクリレート５重量部）、シェル：シリカ（厚み０．５μｍ）、平均粒子径５０μｍ、１０％Ｋ値３６００Ｎ／ｍｍ２、３００℃での重量減少率０重量％）
（５）粒子５（有機無機ハイブリッド粒子（組成：メチルトリメトキシシラン３０重量部、ビニルトリメトキシシラン  ７０重量部）、平均粒子径５０μｍ、１０％Ｋ値１１９００Ｎ／ｍｍ２、３００℃での重量減少率０重量％）
（６）粒子Ａ（ジビニルベンゼン樹脂粒子、平均粒子径５０μｍ、１０％Ｋ値４５００Ｎ／ｍｍ２、３００℃での重量減少率０重量％）
（７）粒子Ｂ（ジビニルベンゼン樹脂粒子、平均粒子径３００μｍ、１０％Ｋ値４４００Ｎ／ｍｍ２、３００℃での重量減少率０重量％）
（８）粒子Ｃ（ジビニルベンゼン−アクリル共重合体樹脂粒子（組成：ジビニルベンゼン８０重量部、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート２０重量部）、平均粒子径５０μｍ、１０％Ｋ値３５００Ｎ／ｍｍ２、３００℃での重量減少率２重量％）
（９）粒子Ｄ（ジビニルベンゼン−アクリル共重合体樹脂粒子（組成：ジビニルベンゼン８０重量部、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート２０重量部）、平均粒子径５０μｍ、１０％Ｋ値３３００Ｎ／ｍｍ２、３００℃での重量減少率０重量％）
【００８６】
（ガラス）
ガラス１（組成：Ａｇ−Ｖ−Ｔｅ−Ｗ−Ｐ−Ｗ−Ｂａ−Ｏ、融点２６４℃）
ガラス２（組成：Ａｇ−Ｖ−Ｔｅ−Ｗ−Ｏ、融点２１６℃）
ガラス３（組成：Ａｇ−Ｖ−Ｔｅ−Ｏ、融点２０８℃）
【００８７】
（熱硬化性樹脂材料）比較例用
熱硬化性樹脂材料１（熱硬化性樹脂（ＤＩＣ社製「ＥＸＡ４７１０」）９７重量％と熱硬化剤（四国化成工業社製「２Ｅ４ＭＺ」）３重量％との混合物）
【００８８】
（実施例１〜５，１０，１１、参考例６〜９及び比較例１〜３）
（１）セラミックパッケージ用接合材料の調製
下記の表１に示す配合成分を下記の表１に示す配合量で配合して、セラミックパッケージ用接合材料を得た。
【００８９】
（２）電子部品装置の作製
得られた接合材料を用いて、図１に示す電子部品装置を作製した。具体的には、接合材料を第１のセラミック部材の外周部にスクリーン印刷法によって塗布した。その後、実施例１〜５，１０，１１、参考例６〜９及び比較例１では、第２のセラミック部材を対向して設置し、接合部に半導体レーザーを照射して焼成し、第１のセラミック部材と第２のセラミック部材とを接合した。比較例２，３では、半導体レーザーの照射に代わり、スポットヒーターによる加熱によって第１のセラミック部材と第２のセラミック部材を接合した。
【００９０】
（評価）
（１）接合信頼性
得られた電子部品装置において、８５℃及び湿度８５％の雰囲気下に１００時間置き、接合部の接着強度をテンシロン万能試験機で評価した。接着強度から接合信頼性を下記の基準で判定した。
【００９１】
［接合信頼性の判定基準］
○○：３０Ｋｇｆ以上
○：２０Ｋｇｆ以上、３０ｋｇｆ未満
△：１０Ｋｇｆ以上、２０ｋｇｆ未満
×：１０Ｋｇｆ未満
【００９２】
（２）液密性及び気密性
上記（１）の評価で得られた電子部品装置を、気密封止パッケージ内部ガス分析装置（ＯＫＩエンジニアリング社製）で評価し、パッケージ内部の水分量を測定した。水分量から、液密性及び気密性を下記の基準で判定した。
【００９３】
［液密性及び気密性の判定基準］
○○：水分が０．１重量％以下
○：水分が０．１重量％を超え、０．５重量％以下
△：水分が０．５重量％を超え、１．０重量％以下
×：水分が１．０重量％を超える
【００９４】
結果を下記の表１に示す。
【００９５】
【表１】
0006505391.tif 000002
【００９６】
なお、実施例１〜５では、実施例１〜３の方が実施例４，５よりも接合信頼性に優れており、実施例１，２の方が実施例３よりも接合信頼性に優れていた。参考例６〜９では、参考例６，７の方が参考例８，９よりも接合信頼性に優れており、参考例９の方が参考例８よりも接合信頼性に優れていた。
【符号の説明】
【００９７】
１…電子部品装置
２…第１のセラミック部材
３…第２のセラミック部材
４…接合部
４Ａ…粒子
４Ｂ…ガラス
５…電子部品
６…リードフレーム
Ｒ…内部空間
【図１】
0006505391.tif 000003
【図２】
0006505391.tif 000004