[发明专利]接合材料和接合构造体

说明书

技术领域

本发明涉及接合材料，例如，能够应用于将陶瓷、半导体、玻璃的基材与其他基材接合而得到的接合构造体。 

背景技术

在电气电子部件、LED照明、半导体模块中，有存在陶瓷、玻璃、金属、半导体芯片的接合部位，该接合部位兼做热流或电流路径的情况。在这样的接合部位，这些基材彼此通常通过软钎料（solder）或硬钎料（brazing filler metal）接合。 

专利文献1中公开了用于将半导体器件接合在陶瓷基材上的银玻璃膏的烧制温度为300～420℃。基本的玻璃组成为氧化铅和氧化钒。现有技术文献 

专利文献 

专利文献1:日本特开平04-270140号公报 

发明内容

发明要解决的技术问题 

在使用软钎料接合陶瓷、半导体、玻璃等时，需要进行金属化处理，工序变得复杂，除此以外，还需要进行废液处理。另一方面，在使用含有Ti（钛）、Al（铝）等活性金属的硬钎料时，虽然能够不进行金属化处理而进行陶瓷的接合，但是需要在800℃的高温下进行处理。因此，要求能够不进行金属化处理，而在300℃左右的低温下接合陶瓷、半导体、玻璃等的技术。 

本发明的目的在于提供能够不进行金属化处理，而在软钎料程度的处理温度下接合陶瓷、半导体、玻璃等基材的技术。 

用于解决技术问题的手段 

对本发明中的具有代表性的技术方案的概要进行简单说明如下。 

即，接合构造体中，多种基材通过接合层接合，而且至少一种基 材为陶瓷、半导体和玻璃中的任一种基材，接合材料层包含金属和氧化物，氧化物含有V和Te，氧化物存在于金属与基材之间。 

发明效果 

根据本发明，能够不进行金属化处理，而在软钎料程度的处理温度下接合陶瓷、半导体、玻璃等基材。 

附图说明

图1是表示玻璃组合物的代表性的DTA曲线的图。 

图2是接合构造体的示意图。 

图3是表示接合性的评价用试样的图。 

图4是表示实施例1的接合构造体的接合强度试验结果的图。 

图5是实施例1的接合构造体的截面图。 

图6是变形例1的接合构造体的截面图。 

图7是实施例2的接合构造体的截面图。 

图8是变形例2和变形例3的箔状的接合材料的截面图。 

图9是实施例3的半导体模块的截面图。 

图10是实施方式的接合构造体的截面图。 

具体实施方式

以下，使用附图对实施方式、实施例和变形例进行说明。但是，在以下的说明中，对于同一构成要素赋予同一符号并省略重复的说明。此外，本发明并不限定于在此举出的实施方式、实施例和变形例，能够在不改变主旨的范围内适当进行组合或改良。 

图10是实施方式的接合构造体的截面图。接合构造体是将多种基材接合而形成的，这些多种基材中的至少一部分（第一基材）101为陶瓷、半导体和玻璃中的任一种。基材彼此通过接合层接合。接合层103包含金属104和氧化物105，氧化物105中含有V（钒）和Te（碲）。对于陶瓷、半导体或玻璃的基材，接合层103内的金属104与基材101通过上述的组成的氧化物105接合。另外，在基材101为氮化物的情况下，有当使基材101表面氧化时能得到高的接合强度的情况，该情况下的基材101还含有表面氧化膜。就该表面氧化膜而言，只要表面 上0.1～5μm范围的主要成分为氧化物即可。在进行了其他的任何表面处理的情况下，也同样在基材中还含有被改性后的表面层。 

另外，在接合层103中，金属104与氧化物105的界面并不那么强固，当氧化物105凝聚时，该部分变脆，因此，优选在接合层103内成为金属104中分散有氧化物105的形态。 

另外，在进行接合的基材101的热膨胀系数大大不同的情况下，有由于热循环而发生剥离的问题的情况。在该情况下，通过使接合层103内分散有空隙，能够缓和热应力，提高对热循环的耐性。 

接合层103的形成可以通过将在含有V和Te的玻璃组合物、和金属颗粒中适当加入溶剂制成膏而得到的物质涂敷在基材上并进行加热而得到。或者，也可以通过将埋入有玻璃颗粒的金属箔夹在基材间进行加热而得到。另外，也可以通过将包含金属和玻璃的层状体夹在基材间进行加热而得到。