(57)【要約】【課題】電子デバイスおよび電子デバイスを形成する方法【解決手段】  電子デバイスを形成する方法が開示される。本方法は、（ａ）基体およびその基体に結合される部品を提供し、ここでその部品は電子部品、光学部品、デバイスリッドおよびこれらの組み合わせから選択される；（ｂ）ソルダーペーストを基体および／又は部品に塗布し、ここでそのソルダーペーストはキャリヤービヒクルおよび金属粒子を有する金属部分を含む；および（ｃ）基体と部品をお互いに接触させることを伴う。ソルダーペーストは、ソルダーペーストの融解、および融解物の再固化の後で得られるであろう固相線温度より低い固相線温度を有する。また、本発明の方法により形成され得る電子デバイスが提供される。密閉電子デバイスパッケージ、例えば、半導体ウェーハから形成される密閉光電子デバイスパッケージの形成における電子工業において特定の適用性が、見出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基体および該基体に結合される部品を提供し、ここで該部品は電子部品、光学部品、デバイスリッドおよびこれらの組み合わせから選択され；
（ｂ）ソルダーペーストを基体および／又は部品に適用し、ここで該ソルダーペーストはキャリヤービヒクルおよび金属粒子を含む金属部分を含み；さらに
（ｃ）該基体と該部品をお互いに接触させる、
ことを含む電子デバイスを形成する方法であって、
ここで、該ソルダーペーストは、該ソルダーペーストの融解、および融解物の再固化の後で得られるであろう固相線温度より低い固相線温度を有する、前記方法。
【請求項２】
５０％以上の粒子が５０ｎｍ以下の直径を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
金属および／又は金属合金粒子の平均直径が３０ｎｍ以下である請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
該ソルダーペーストの固相線温度がソルダーペーストの融解、および融解物の再固化の後で得られるであろう固相線温度より３℃以上低い請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
該電子デバイスが気密密閉され、該部品がデバイスリッドである請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
下記のものを含む電子デバイス：
基体；
基体表面上の部品、ここで該部品は電子部品、光学部品、デバイスリッドおよびこれらの組み合わせから選択される；および
基体および部品と接触した状態であるソルダーペースト、ここで該ソルダーペーストはキャリヤービヒクル、および金属粒子を含む金属部分を含み、且つここで該ソルダーペーストは該ソルダーペーストの融解、および融解物の再固化の後で得られるであろう固相線温度より低い固相線温度を有する。
【請求項７】
金属および／又は金属合金粒子の平均直径が３０ｎｍ以下である請求項６に記載の電子デバイス。
【請求項８】
該ソルダーペーストがフラックス剤を含まないソルダーペーストである請求項６又は７に記載の電子デバイス。
【請求項９】
該ソルダーペーストの固相線温度が、該ソルダーペーストの融解、および融解物の再固化の後で得られるであろう固相線温度より３℃以上低い請求項６〜８のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項１０】
該電子デバイスが気密密閉され、該部品がデバイスリッドであり、且つ該基体および該リッドが単一結晶ケイ素から形成される請求項６〜９のいずれかに記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２００３年１２月２２日に出願された米国仮特許出願第６０／５３２，２６５号の米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく優先権を主張する。その全体の内容は本明細書において挿入され、参照される。
本発明は、一般に電気デバイスを形成する方法および本法により形成され得る電子デバイスに関する。より詳細には、低下した固相線温度を有するソルダーペーストを使用して電子デバイスを形成する方法および斯かるソルダーペーストを含む電子デバイスに関する。密閉電子デバイスパッケージ、例えば、半導体ウェーハから形成される密閉光電子デバイスパッケージの形成における電子工業において特定の適用性が、見出される。
【背景技術】
【０００２】
１以上の電子、光電子および／又は光学部品を収納する気密密閉電子パッケージの使用が、提案されている。例えば、米国特許公開第２００３／０１２３８１６号は、光信号キャリヤー、即ち、光ファイバースタブ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｓｔｕｂ），光半導体部品、および光ファイバーと光半導体部品との間に挿入される他の任意の部品（例えば、レンズ、フィルター、モジュレーター等）をその上部表面に保持する基体を有する気密密閉光学デバイスパッケージを開示する。フレームは、フレーム開口部が部品上および少なくとも光ファイバーの一部の上にくるように基体上部表面に結合される。リッドは、リッドと一緒になって囲いを形成するようフレームに結合され、その囲い内に部品を密閉するためのカバー構造を形成する。
【０００３】
密閉パッケージは、典型的に環境条件に鋭敏な封入デバイスの閉じ込めおよび保護を提供する。この点において、１以上の部品の操業における劣化は、湿気、塵埃およびフリーイオンなどの大気汚染物により引き起こされ得る。パッケージの金属表面は腐食を蒙りやすい一方で、パッケージ中の光電子および光学部品の光入力／出力表面は特に汚染を受け易い。これら双方の影響は、信頼性の問題を提起し得る。外部雰囲気との接触を防止するためのパッケージの気密密閉は、従って望ましい。
【０００４】
リッドを基体に付着させる前に、典型的にははんだ付けにより、パッケージの部品は最初に基体に結合される。これは、前に結合された部品が他部品の結合の過程で引き続きの熱処理又は一般的な処理により悪影響を受けないよう結合階層の確立を要求する。例えば、はんだ付けにより基体に部品が結合されたとき、はんだの固相線温度は、はんだ接合の軟化および劣化を防止するために次の処理の過程において近づけられるべきではない。しかしながら、低融解はんだを使用して信頼性あるはんだ接合を生成することは難しい、何故ならそれらはしばしば電子部品の操作の過程で疲労又は変形（例えば、クリープ）し、結果的に信頼性の低下につながるからである。従って、結合階層は、電子デバイスにおける結合部品に使用され得る材料の種類を厳しく制限する。
【０００５】
はんだ材料使用に対するなおいっそうの制約は、共融スズ‐鉛合金のような、電子工業における鉛含有材料を排除する必要性を増加させた最近の環境由来の無鉛主導と関係する。不運にも、鉛含有材料に対する最良の代替物は、共融スズ‐鉛に比較してより高い固相線温度を有する。現在、Ｓｎ／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５ソルダーペーストは、共融Ｓｎ／Ｐｂに対する代替として考慮されているところである。しかしながら、不運にも、Ｓｎ／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５合金の固相線温度は、共融Ｓｎ／Ｐｂのそれより３４℃高く、約２１７℃である。この合金により必要とされる増加した熱可動域は電子部品の完成前の故障をもたらし得るという問題がある。それ故、比較的低い固相線温度を有する鉛含有合金に関する好適な代替を見出す必要が存在する。
【０００６】
光電子デバイスの密閉に使用される他の重要な合金は、２８０℃の固相線温度を有する８０：２０の比率を有するＳｎＡｕである。この合金は高真空下で蒸着技術を通して適用されるが、電気めっき技術による適用も、また可能である。この材料が密閉パッケージを密封するのに使用されるとき、更に高い固相線温度がその中のデバイスを結合するのに使用されなければならない。共融Ｓｎ／ＰｂについてのＳｎ／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５の置換に関して、これらの高温はパッケージ内のデバイスに悪影響を及ぼし得る。従って、一般に比較的低い固相線温度を有する結合材料に対する技術の必要性が存在する。
【０００７】
【特許文献１】米国特許公開第２００３／０１２３８１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の方法および部品は、再審の技術に関して上記の１以上の問題を防止し又は目立って改善することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第一の態様によれば、本発明は電子デバイスを形成する方法を提供する。本方法は、（ａ）基体およびその基体に結合される部品を提供し、ここでその部品は電子部品、光学部品、デバイスリッドおよびこれらの組み合わせから選択される；（ｂ）ソルダーペーストを基体および／又は部品に塗布し、ここでソルダーペーストはキャリヤービヒクルおよび金属粒子を有する金属部分を含む；および（ｃ）基体と部品をお互いに接触させることを伴う。このソルダーペーストは、ソルダーペーストの融解、および融解物の再固化の後で得られるであろう固相線温度より低い固相線温度を有する。
【００１０】
更なる態様によれば、本発明は、電子デバイスを提供する。デバイスは、基体およびその基体の表面上に部品を含む。部品は、電子部品、光学部品、デバイスリッドおよびこれらの組み合わせから選択される。ソルダーペーストは、基体と部品が接触された状態で提供される。ソルダーペーストは、キャリヤービヒクルおよび金属粒子を有する金属部分を含む。ソルダーペーストは、ソルダーペーストの融解、および融解物の再固化の後で得られるであろう固相線温度より低い固相線温度を有する。
【００１１】
本発明の他の特徴および利点は、下記の記載、本明細書に付随する特許請求の範囲および図面の検討により当業者には明白となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の方法が、ここで記載される。本発明において用語「ａ」および「ａｎ」は断りの無い限り１以上を表す。用語「ナノ粒子」は、５０ｎｍ以下の直径を有する粒子を意味する。用語「金属」は、単一成分金属、金属混合物、金属合金および金属間化合物を意味する。材料が最初に融解し始める温度は、「固相線温度」と称される。一物体が他の物体に「結合される」又は「接触している」場合について語られるとき、直接並びに間接の結合又は接触をそれぞれ意図している。用語「電子デバイス」は、電気的機能性、電気および光機能性を有するデバイス、即ち、光電子デバイス、およびＭＥＭＳ（マイクロ電気機械系）デバイス等を包含する。
【００１３】
本発明の方法は、ソルダーペーストを基体および／又は基体に結合される部品に塗布して、基体および部品をお互いに接触させることにより電子デバイスを形成することを伴う。部品は、電子部品、光学部品、デバイスリッドおよびこれらの組み合わせから選択される。
【００１４】
本発明に使用されるはんだは、金属粒子の形態での金属成分およびキャリヤービヒクル成分を含有するソルダーペーストから形成される。ソルダーペーストが、ソルダーペーストの融解、および融解物の再固化の後に得られる固相線温度よりも、低い固相線温度を有するよう、金属粒子の寸法は選択される。
【００１５】
本発明は、バルク金属と同一の固相線温度を有する、慣用のソルダーペーストにおいて使用されるより大寸法の相対物よりも、金属ナノ粒子がより低い固相線温度を有すると云う原理に基づいている。その金属の固相線温度は、限界値より低い粒径において漸進的な減少により漸進的に減少され得る。一旦、融解され、そして固化されると、生じた金属は再固化された融解物／バルク材料の固相線温度を有する。ソルダーペースト中に組み入れられるとき、ナノ粒子は同じ仕様において、その後に融解され且つ固化された材料と比較してソルダーペーストの固相線温度を減少させるのに有効である。その結果、同一温度（または更に高い温度）においてその後の熱処理プロセスの過程でリフローしない与えられた温度ではんだ領域を形成することが可能である。これは、電子部品の結合シーケンスおよび階層並びにソルダーペーストおよび他のデバイス材料の選択において重要な柔軟性を許容する。
【００１６】
更に、使用される金属粒子は、有機成分がソルダーペーストに使用されるときソルダーペーストのリフローの後で残存し得る有機残留物の減少および除去を生じ得る。任意の特定の理論に拘束されることを望むものではないが、ソルダーペースト中の金属粒子の比較的高い表面積は有機材料の分解の触媒速度を増加し得ると信じられる。
【００１７】
金属粒子の有効径は、例えば、特定金属およびソルダーペーストの望ましい固相線温度に依存する一方で、有用な粒子は、一般にナノメーターサイズ範囲である。ナノ粒子は、多様な公知技術、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）、スパッタリング等の物理蒸着（ＰＶＤ、電解析出、レーザー分解、アーク加熱、高温火炎又はプラズマスプレー、エアロゾル燃焼、静電スプレー、鋳型電着、沈殿、縮合および研削）、により生成され得る。例えば、その内容全体が本明細書において挿入され、参照される国際公開ＷＯ９６／０６７００号は、レーザー、電気アーク、火炎又はプラズマ等のエネルギー源を使用して出発物質の加熱および分解により出発物質からナノ粒子を形成するための技術を開示する。
【００１８】
本発明に有用な金属粒子としては、例えば、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ランタニド、これらの組み合わせおよびこれらの合金が挙げられるが、これらに限定されない。これらの中で、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｕ、Ｃｕ、これらの組み合わせ、およびこれらの合金が典型的で、例えば、スズおよびスズ‐合金、Ｓｎ‐Ｐｂ、Ｓｎ‐Ａｕ、Ｓｎ‐Ａｇ、Ｓｎ‐Ｃｕ、Ｓｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ、Ｓｎ‐Ｂｉ、Ｓｎ‐Ａｇ‐ＢｉおよびＳｎ‐Ｉｎ等である。さらに特定的には、Ｓｎ‐Ｐｂ３７、Ｓｎ‐Ｐｂ９５、Ｓｎ‐Ａｕ２０、Ｓｎ‐Ａｇ３．５、Ｓｎ／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５（金属成分の重量％に基づく）等は、本発明においての使用が見出される。
【００１９】
ソルダーペースト中の金属粒径および粒径分布は、例えば、粒子の種類に依存するであろう望ましい固相線温度を提供するよう選択され得る。例えば、粒径および分布は、ソルダーペーストの融解および融解物再固化の後で得られるであろう固相線温度より、３℃以上低い、例えば、５℃以上低い、１０℃以上低い、５０℃以上低い、１００℃以上低い、２００℃以上低い、４００℃以上低い、又は５００℃以上低いソルダーペーストについての固相線温度を提供するよう選択され得る。
【００２０】
金属粒子は、典型的には、ソルダーペーストを基準にして５０重量％より大きい量、例えば、８５重量％より大きい量でソルダーペースト中に存在する。上記したように、金属粒子および生じたソルダーペーストの固相線温度を低下させるのに有効な粒径は、特定種類の粒子材料に依存するであろう。一般に、もしも５０％以上の粒子、例えば、７５％以上、９０％以上、又は９９％以上の粒子が、５０ｎｍ以下、例えば、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下の直径を有すれば充分であろう。一般に、金属および／又は金属合金粒子の平均直径は５０ｎｍ以下、例えば、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下又は１０ｎｍ以下である。典型的には、金属粒子の粒径および粒径分布は、固化溶融物の固相線温度よりも低い温度においてソルダーペーストを融解させれば有効である。しかしながら、生じたはんだ領域が電子部品中で充分信頼性ある電気接続を提供すると仮定すれば、もしソルダー粒子のパーセンテージが融解しないより大きな寸法についてのものであっても、それは充分となり得る。より大きな粒子の部分は、ソルダーペーストの融解部分に溶解することができる。
【００２１】
キャリヤービヒクルは、１以上の成分、例えば、１以上の溶媒、フラックス剤および活性化剤を含有することができる。キャリヤービヒクルは、典型的には、ソルダーペースト中で１から３０重量％、例えば、５から１５重量％の量で存在する。
【００２２】
溶媒は、ソルダーペーストの粘度を調整するためにキャリヤービヒクル中に存在する、その粘度は典型的には、１００ｋｃｐ（キロセンチポイズ）から２，０００ｋｃｐ、例えば、５００から１，５００ｋｃｐ又は７５０から１，０００ｋｃｐである。好適な溶媒としては、例えば、エタノールのような低分子量アルコール、メチルエチルケトンのようなケトン、酢酸エチルのようなエステルおよびケロセンのような炭化水素が挙げられる。溶媒は、典型的には１０から５０重量％、例えば、３０から４０重量％の量でキャリヤービヒクル中に存在する。
【００２３】
フラックス剤は、接触表面にソルダーペーストの結合を向上させるためにキャリヤービヒクル中に更に含まれ得る。好適なフラックス剤としては、例えば、ポリマーロジン、水素化ロジンおよびエステル化ロジンのような１以上のロジン、脂肪酸、グリセリン又はソフトワックスが挙げられる。フラックス剤が使用される場合は、典型的には２５から８０重量％の量でキャリヤービヒクル中に存在する。光学又は光電子部品の場合においては、フラックス剤の使用は、光学表面がこれらの成分又はこれらの分解副生成物でコートされるようになるかもしれないので、それらを避けることは望ましいこととなり得る。これは系における光損失および光伝達問題を生じさせることができる。ある場合においては、還元雰囲気の使用は、フラックス剤を使用する必要性を取り除く。この場合においては、粒子は、メタノールのような加熱により蒸発し、少ししか汚染性残留物を残さない単一溶媒中で分散され得る。アクリレートのような清浄な燃焼分散剤は、斯かるソルダーペーストにおいて特に有用である。活性化剤は、ソルダーペーストに接触している表面および／又はソルダーペーストが加熱されるとき金属粒子の表面に、形成される酸化物を除去するのを助ける。好適な活性化剤は当分野で公知であり、例えば、コハク酸又はアジピン酸および／又は尿素等の有機アミン、ＥＤＴＡのような他の金属間キレート剤、塩化アンモニウム又は塩化水素のようなハロゲン化化合物が含まれる。活性化剤が使用される場合は、典型的には０．５から１０重量％、例えば、１から５重量％の量で存在する。
【００２４】
追加の添加剤は、任意にソルダーペースト中において使用され、例えば、硬化ひまし油のようなチキソトロピー剤、ヒドロキシステアリン酸又は多価アルコール等である。任意の添加剤は、０から５重量％、例えば、０．５から２．０重量％の量でソルダーペースト中において存在する。
【００２５】
形成された電子部品の腐食の可能性および関連した問題を減じるために、ソルダーペーストはハロゲンおよびアルカリ金属原子を実質的に含まなくてもよい。典型的には、はんだ内のハロゲンおよびアルカリ金属原子含量は、１００ｐｐｍ未満、例えば、１ｐｐｍ未満である。
【００２６】
本発明に従うソルダーペーストは、金属成分と望ましい任意の成分を含むキャリヤービヒクルをブレンドすることにより形成され得る。非金属成分は、より均一なディスパーションを提供するために最初にブレンドされ得る。
【００２７】
図１は、本発明に従い例示される電子デバイス２を図示する。例示されたデバイスは光電子デバイスであるが、本発明は、また光機能性を有しないデバイスにも適用され、例えば、自動車、航空宇宙又は医療用途等の厳しい環境において用いられる高周波数信号検出器にも適用される。
【００２８】
基体４は、１以上の電子および／又は光学部品を保持するためにその表面内に又は表面上に形成される１以上の表面フィーチャーを装備する。基体は、典型的には、ケイ素、例えば、＜１００＞ケイ素のような単一結晶ケイ素、シリコン‐オン‐サファイア（ＳＯＳ）、シリコン‐オン‐絶縁体（ＳＯＩ）、セラミック、ポリマー又は金属等の物質から形成される。基体は、例えば、オプティカルベンチ、ガラス又はセラミック光学フラット又は成形プラスチック部品であり得る。基体に結合され得る電子部品としては、例えば、集積回路（ＩＣｓ）、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤｓ）、光検出器、垂直キャビティ表面発光レーザー（ＶＣＳＥＬｓ）、マイクロ光電気機械デバイス（ＭＯＥＭｓ）および熱電冷却器等が挙げられる。好適な、光学部品はとしては、例えば、光ファイバー、ファイバースタブ、レンズ、フィルター、格子、導波管およびモジュレーター等が挙げられる。
【００２９】
図示された電子デバイス２は、上部主要表面６を有する＜１００＞シリコン基体４、光ファイバースタブ１０を収容するためのエッチングＶ溝８、電子部品１４、例えば、レーザーダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は光検出器を収容するためのソルダーパッド１２、およびデバイスを気密密閉するための、例えばケイ素、セラミック又はガラスから組み立てられるリッド１６を有する密閉シリコンオプティカルベンチである。
【００３０】
１以上の電子部品１４、光ファイバー１０又はリッド１６は、上記のようにソルダーペーストを使用して基体４に結合される。ソルダーペーストを使用して結合されないこれらのパーツは、他の公知の材料および技術を使用して結合され得る。本発明のソルダーペーストを使用する場合に、はんだ付け可能な表面を提供する結合される部品の表面および／又は基体表面を調製することが必要となり得る。例えば、シリコン基体又はシリコンリッドの場合において、結合表面はポリッシング、洗浄およびスパッタリング、ＣＶＤ又はめっき技術を使用した金属被覆により調製され得る。例えば、ガラス、セラミック又はポリマーから形成される光学部品については、結合表面はポリッシング、洗浄および前処理溶液又は蒸着物質の適用により調製され得る。電子部品は、典型的にははんだ付け可能な仕上げ、例えば、無電解ニッケル浸漬金（ＥＮＩＧ）で作られる。
【００３１】
ソルダーペーストは、物体をお互いに接触させる前に、結合される基体および／又は部品に塗布され得る。例えば、ソルダーペーストは、フィレットとしてのＶ溝に又はＶ溝の長さに沿って選択された場所においておよび／又は定位置に光ファイバー１０を結合させるファイバーに塗布される。光電子部品１４は、パッド１２上におよび／又はデバイスに層としてのソルダーペーストを塗布することにより定位置に結合され得る。最終的に、リッド１６は、ソルダーペースト１８を基体周辺の周りおよびリッドと基体との間の接触場所における光ファイバー１０上に環状に塗布することにより基体４の定位置に結合される。追加的に又は代替的に、基体に接触しているリッド１６の表面にはんだが適用される。ソルダーペーストの加熱、融解および再固化により、気密密閉をこのようにして得ることができる。代替的に、ソルダーペーストは、基体および部品又はリッドに、それらがお互いに接触された後で、塗布され得る。ソルダーペーストは、例えば、スクリーン印刷、ドクターブレイディング、スプレーコーティング、シリンジ等のノズルを通して施与し、又は多様な当分野で公知の技術により塗布され得る。使用されるソルダーペーストの量および厚さが、例えば、特定のソルダーペーストおよび成分および関与する基体形状寸法に依存する一方で、ソルダーペーストは、典型的には２から４００μｍの厚さにコートされる。ある種の部品の結合に関し、２から５０μｍ等の比較的薄いコーティング又は１００から４００μｍ等の比較的厚いコーティングを使用することを望んでもよい。
【００３２】
基体は、次にソルダーペーストを融解するために加熱される。加熱は、例えば、ソルダーペーストが融解する温度においてリフローオーブン内で行われ得る。好適な加熱技術は当分野で公知であり、例えば、赤外線、直接レーザー加熱、伝導および対流技術、およびこれらの組み合わせ等が挙げられる。加熱処理工程は、不活性ガス雰囲気において、還元雰囲気において、又は空気中において、行われ得る、但し、特定のプロセス温度および時間がソルダーペーストの特定組成およびその中の金属粒子の粒径に依存することを条件とする。融解物の固化により、固化物質が出発ソルダーペーストより高い固相線温度を有するよう結合は部品と基体との間に形成される。
【００３３】
下記の予想実施例は更に本発明を例示することを意図し、如何なる観点からも本発明を制限することを意図してはいない。
【実施例】
【００３４】
実施例１〜１１
本発明に従うナノ粒子ソルダーペーストは、下記のように調製される。０．２５Ｍ安息香酸溶液は、０．９２ｇの安息香酸および２０ｍｌのジエチルエーテルから調製される。８６ｇのはんだ合金ナノ粒子が、その溶液に添加され、時折の撹拌を伴い１時間、浸漬される。粉末スラリーは、すすがれ、乾燥される。ロジンベースフラックス剤は、５０重量％ロジン、４１重量％グリコール溶媒、４重量％のコハク酸および５重量％のひまし油から調製される。フラックス剤は、金属粒子に添加されて、表１に記載されたような重量で８８重量％の金属を有するペーストを形成する。生じたソルダーペーストは、下に記載されたような電子デバイス上にはんだ領域を形成するために使用される。
【００３５】
図１に図示されたシリコンオプティカルベンチおよび部品が、提供される。ソルダーペーストはスクリーン印刷技術を使用してリッドに塗布され、リッドはシリコンオプティカルベンチと接触させられる。ソルダーペーストは表１に示される期待される固相線温度（Ｔｓｏｌ）まで加熱され，その結果はんだを融解する。はんだは、再固化され、それによりリッドを基体表面に結合させる。Ｔｓｏｌとその融解および固化後のソルダーペーストの期待固相線温度の差（Ｔｓｏｌ−Ｔｂｕｌｋ）は、また、表１に示される。示される通り、ナノ粒子ソルダーペーストの使用により、期待固相線温度においてかなりの減少が、与えられた金属について達成されることができる。更に、この減少の程度は、金属粒径のチューニングにより制御され得る。
【００３６】
【表１】
2005183903.tif 000003
【００３７】
実施例１２〜２１
本発明に従うフラックス剤フリーのナノ粒子ソルダーペーストは、下記のように調製される。低分子量ポリアクリル酸は、０．３６ｇのポリアクリル酸および２０ｍｌのエタノールから調製される。２０ｇのはんだ合金ナノ粒子は、その溶液に添加され、時折の撹拌を伴い１時間、浸漬される。粉末スラリーは、すすがれ、乾燥される。ソルダーペーストは、表２において記載されたように８５重量部の金属とメチルエチルケトン、酢酸エチル又はメタノールのような溶媒１５重量部とを混合することにより配合される。生じたソルダーペーストは、下に記載されたような電子デバイス上にはんだ領域を形成するために使用される。
【００３８】
図１に図示されたシリコンオプティカルベンチおよび部品が、提供される。光ファイバーは、シリコンオプティカルベンチ内で組み立てられたＶ溝に置かれ、機械ホルダーを使用して定位置に保持される。ソルダーペーストは、ノズルを通して分配することによりファイバーに塗布される。ソルダーペーストは表２に示される期待される固相線温度（Ｔｓｏｌ）まで加熱され，その結果はんだを融解する。はんだは、再固化され、それにより光ファイバーをシリコンオプティカルベンチに結合させる。Ｔｓｏｌとその融解および固化の後でのソルダーペーストの期待固相線温度の差（Ｔｓｏｌ−Ｔｂｕｌｋ）は、また、表２に示される。示される通り、ナノ粒子ソルダーペーストの使用により、期待固相線温度においてかなりの減少が、与えられた金属について達成されることができる。更に、この減少の程度は、金属粒径のチューニングにより制御され得る。
【００３９】
【表２】
2005183903.tif 000004
【００４０】
本発明がそれらの具体的な態様に関して詳細に記載されている一方で、種々の変更および修正がなされ、特許請求の範囲から逸脱することなく同等物が採用されることは、当業者にとって明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は本発明に従い例示される電子デバイスを図示する。
【符号の説明】
【００４２】
２    電子デバイス
４    シリコン基体
６    上部主要表面
８    エッチングＶ溝
１０  光ファイバー
１２  ソルダーパッド
１４  電子部品
１６  リッド
１８  ソルダーペースト
【図１】
2005183903.tif 000005
【外国語明細書】
2005183903000001.pdf
2005183903000002.pdf
2005183903000003.pdf
2005183903000004.pdf