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KR101825302B1 - 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금 및 그 페이스트 - Google Patents

고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금 및 그 페이스트 Download PDF

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KR101825302B1
KR101825302B1 KR1020160109028A KR20160109028A KR101825302B1 KR 101825302 B1 KR101825302 B1 KR 101825302B1 KR 1020160109028 A KR1020160109028 A KR 1020160109028A KR 20160109028 A KR20160109028 A KR 20160109028A KR 101825302 B1 KR101825302 B1 KR 101825302B1
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김석준
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 열전소자 접합용 합금 및 그 페이스트에 관한 것으로, 전이금속합금분말 10-90중량%와 희토류금속합금분말 90-10중량%를 포함하여 확산방지층이 형성된 열전소자와 상부전극 또는 하부전극을 접합시키는 열전소자 접합용 합금을 제공하거나, 열전소자 접합용 합금이 분말로 하여 50-80 중량%로 포함되고, 유기용매가 20-50중량%로 포함되는 열전소자 접합용 페이스트를 제공함으로써, 금속과 금속, 금속과 반도체, 금속과 세라믹, 반도체와 반도체, 반도체와 세라믹, 세라믹과 세라믹 중 선택된 물질 사이를 접합시킨 후, 고온에서도 접합 성능을 유지할 수 있다.

Description

고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금 및 그 페이스트{ELECTRONIC COMPONENT JOINING ALLOY WITH EXCELLENT JOINING CHARACTERISTIC UNDER HIGH TEMPERATURE AND ELECTRONIC COMPONENT JOINING PASTE WITH THE SAME}
본 발명은 전자부품을 구성하고 있는 금속과 금속, 금속과 반도체, 금속과 세라믹, 반도체와 반도체, 반도체와 세라믹, 세라믹과 세라믹 중 선택된 물질 사이를 접합시킨 후, 고온에서도 접합 성능을 유지할 수 있는 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금 및 그 페이스트에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 금속과 금속, 금속과 반도체, 금속과 세라믹, 반도체와 반도체, 반도체와 세라믹, 세라믹과 세라믹 중 선택된 물질 사이를 접합시키기 위해 다양한 합금 및 페이스트가 사용되고 있다.
예를 들면, 세라믹과 금속을 기상 석출, 증착, 스퍼터링, 페이스트 도포 후 가열 처리 등의 기법으로 금속층을 형성하여 접합시킬 수 있는데, 이 경우 고온에서 접합된 후 냉각 중에 물질 사이에 접합을 위해 사용한 땜납재와 물질들 사이의 열팽창률 차이로 인해 열응력이 발생하고, 이로 인해 접합 계면에서 박리 현상이 발생할 수 있으며, 한쪽 물질이 취약한 경우 접합 계면 근처에서 크랙이 발생함으로써, 원하는 접합 강도를 제공하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 금속과 금속, 금속과 반도체, 금속과 세라믹, 반도체와 반도체, 반도체와 세라믹, 세라믹과 세라믹 등과 같은 구조의 다양한 전자/전기 모듈의 경우 고온에서도 원하는 전자적/전기적 특성을 제공할 수 있도록 고온 안정성이 요구되는데, 두 물질 사이의 열팽창계수가 클 경우 고온에서 접합계면에 간극이 형성되며, 이로 인해 접합 불량이 발생하는 문제점이 있다.
1. 공개특허 제10-2009-0081329호(2009.07.28.공개) : 접합체의 형성 방법 및 접합체
본 발명은 전자부품을 이루고 있는 금속과 금속, 금속과 반도체, 금속과 세라믹, 반도체와 반도체, 반도체와 세라믹, 세라믹과 세라믹 중 선택된 물질 사이를 접합시킨 후, 고온에서도 접합 성능을 유지할 수 있는 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금 및 그 페이스트를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전이금속합금분말 10-90중량%와 희토류금속합금분말 90-10중량%를 포함하여 확산방지층이 형성된 열전소자와 상부전극 또는 하부전극을 접합시키는 고온접합용 합금을 제공함으로써, 낮은 열저항 및 낮은 전기저항뿐만 아니라 우수한 접합 특성을 제공하면서 우수한 열적, 기계적 안전성을 확보할 수 있는 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금 및 그 페이스트를 제공하고자 한다.
아울러, 본 발명은 고온접합용 합금이 분말로 하여 50-80 중량%로 포함되고, 유기용매가 20-50중량%로 포함되는 열전소자 접합용 페이스트를 제공함으로써, 낮은 열저항 및 낮은 전기저항뿐만 아니라 우수한 접합 특성을 제공하면서 우수한 열적, 기계적 안전성을 확보할 수 있는 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금 및 그 페이스트를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전이금속합금 10-90 중량%와 희토류금속합금 90-10 중량%로 이루어진 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 전자부품 접합용 합금이 50-90 중량%이고, 유기용매가 10-50중량%로 혼합된 것에 특징이 있는 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 페이스트가 제공될 수 있다.
본 발명은 금속과 금속, 금속과 반도체, 금속과 세라믹, 반도체와 반도체, 반도체와 세라믹, 세라믹과 세라믹 중 선택된 물질 사이를 접합시킨 후, 고온에서도 접합 성능을 유지할 수 있는 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금 및 그 페이스트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 전이금속합금분말 10-90중량%와 희토류금속합금분말 90-10중량%를 포함하여 확산방지층이 형성된 열전소자와 상부전극 또는 하부전극을 접합시키는 고온접합용 합금을 제공하거나, 혹은 고온접합용 합금이 분말로 하여 50-80 중량%로 포함되고, 유기용매가 20-50중량%로 포함되는 고온접합용 페이스트를 제공함으로써, 낮은 열저항 및 낮은 전기저항뿐만 아니라 우수한 접합 특성을 제공하면서 우수한 열적, 기계적 안전성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 페이스트를 이용하여 접합되는 전자 모듈을 예시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금 및 그 페이스트를 제조하는 과정을 나타낸 단계별 흐름도이며,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 전자부품 접합용 합금 및 페이스트의 X선 회절 패턴을 예시한 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 페이스트를 이용하여 접합되는 전자 모듈을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자모듈은 상부전극(110), 하부전극(120), 반도체소자(130), 확산방지층(140), 고온접합용 페이스트(150) 등을 포함할 수 있다.
상부전극(110) 및 하부전극(120)은 전기전도성이 높은 소재로서, 예를 들면, Cu, Cu-Mo, Ag, Au 및 Pt 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 제공될 수 있다.
반도체소자(130)는 전이금속, 희토류원소, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소 및 16족 원소 중에서 선택된 2 이상의 원소를 포함하는 반도체재료로 제공될 수 있다. 여기에서, 전이금속은 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ag 및 Re 중에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있고, 희토류 원소는 Y, Ce, La 등을 사용할 수 있으며, 13족 원소는 B, Al, Ga 및 In 중에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있고, 14족 원소는 C, Si, Ge, Sn 및 Pb 중에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있으며, 15족 원소는 P, As, Sb 및 Bi 중에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있고, 16족 원소는 S, S 및 Te 중에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다.
확산 방지층(140)은 전극 성분이 반도체소자(130) 측으로 확산되는 것을 방지하기 위한 것으로, 반도체소자(130)의 총 두께를 기준으로 1-3% 범위의 두께를 갖도록 형성될 수 있고, Ti, Pt, Pd, W, Ni, Si, Ta, TiW, TiN, WN, TaN 및 TiWN 중에서 선택된 어느 하나를 이용하거나 Ti, Pt, Pd, W, Ni 및 Ta 중에서 선택된 어느 하나의 실리사이드를 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 전자모듈은 확산방지층(140)과 상부전극(110) 및 하부전극(120)과의 계면저항으로 인해 그 효율이 저하될 수 있는데, 확산방지층(140)과 상부전극(110) 및 하부전극(120) 사이에 존재하는 계면의 접착 불균일에 따른 기공, 균열 등의 발생에 따라 계면저항이 유발될 수 있다.
또한, 전자모듈은 작동 시 모듈 양단의 온도차가 수백 ℃ 이상으로 매우 커서 열응력에 의한 기계적 파괴가 발생할 수 있으며, 이러한 기계적 파괴는 구조 상 가장 취약한 부분인 확산방지층(140)과 상부전극(110) 및 하부전극(120)의 접합계면에서 발생하게 되기 때문에, 이를 방지하기 위해 고온에서 접합 성능을 유지할 수 있는 고온접합용 페이스트(150)를 이용하여 확산방지층(140)과 상부전극(110) 및 하부전극(120)을 각각 접합시킬 수 있다.
이러한 고온접합용 페이스트(150)는 낮은 열저항과 낮은 전기저항뿐만 아니라 우수한 접착특성과 우수한 열적, 기계적 안정성을 확보할 수 있도록 전이금속합금과 희토류금속합금을 포함하는 혼합상 조성의 고온접합용 합금을 포함할 수 있다.
이러한 고온접합용 합금은 전이금속합금 10-90 중량%와 희토류금속합금 90-10 중량%로 이루어져 고온접합성이 우수한 합금으로서, 확산방지층(140)이 형성된 반도체소자(130)와 상부전극(110) 또는 하부전극(120)을 접합시킬 수 있다.
여기에서, 전이금속합금은 Al, Ni, Co, Fe, Sr, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga 중에서 2개 이상으로 이루어진 합금을 포함하고, 희토류금속합금은 Y, Ce, Gd, Sm, Dy, Er, La의 희토류 금속 중에서 선택된 어느 하나와 Al, Ni, Co, Fe, Sr, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga 중에서 선택된 어느 하나 이상과의 합금을 포함할 수 있다.
구체적으로는, 전이금속합금은 Al계 합금으로 Al3Ni 또는 AlNi를 포함할 수 있고, 희토류금속합금분말은 Al3Y 또는 Al2Y를 포함할 수 있다.
한편, 고온접합용 페이스트(150)는 고온접합용 합금이 50-80 중량%로 포함되고, 유기용매(예를 들면, 페이스트 형태)가 20-50중량%로 포함되는데, 유기용매는 글라이콜(glycol) 등을 포함할 수 있다.
또한, 고온접합용 합금은 예를 들어 구형, 판상, 침상 등의 분말형태로서 1-10㎛ 크기로 제공될 수 있다.
아울러, 고온접합용 합금에는 Al, Li, Mg, Ag, Cu, Ni, Fe, Pb, Sn, Au, Pt, Si, Ge, In, Ga, Se 및 Te 중에서 선택된 어느 하나의 순수 금속분말이 유기용매와 동일한 부피로 포함될 수 있으며, 열전소자 접합용 합금과 혼합되는 순수 금속 분말이 코어쉘(core-shell) 형태인 1종의 분말 형태로 페이스트에 포함될 수 있다.
따라서, 본 발명은 금속과 금속, 금속과 반도체, 금속과 세라믹, 반도체와 반도체, 반도체와 세라믹, 세라믹과 세라믹 중 선택된 물질 사이를 접합시킨 후, 고온에서도 접합 성능을 유지할 수 있는 고온접합용 합금 및 그 페이스트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 전이금속합금분말 10-90중량%와 희토류금속합금분말 90-10중량%를 포함하여 확산방지층이 형성된 열전소자와 상부전극 또는 하부전극을 접합시키는 고온접합용 합금을 제공하거나, 혹은 고온접합용 합금이 분말로 하여 50-80 중량%로 포함되고, 유기용매가 20-50중량%로 포함되는 고온접합용 페이스트를 제공함으로써, 낮은 열저항 및 낮은 전기저항뿐만 아니라 우수한 접합 특성을 제공하면서 우수한 열적, 기계적 안전성을 확보할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 열전모듈에서 열전소자와 전극을 접합하기 위한 고온접합용 페이스트를 제조하는 과정에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 고온접합용 페이스트를 제조하는 과정을 나타낸 단계별 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 유기용매를 이용하여 페이스트를 제조한다(단계202). 여기에서, 유기용매는 글라이콜(glycol) 등을 포함하는 페이스트 형태로 제공될 수 있다.
한편, 금속페이스트로 제공될 경우 Al, Li, Mg, Ag, Cu, Ni, Fe, Pb, Sn, Au, Pt, Si, Ge, In, Ga, Se 및 Te 중에서 선택된 어느 하나의 순수 금속분말이 유기용매와 동일한 중량%로 포함될 수 있다.
그리고, 전이금속-희토류금속 기반의 합금을 제조할 수 있다(단계204). 이러한 전이금속-희토류금속 기반의 합금은 전이금속과 희토류금속 각각을 제조하고자 하는 합금 형태에 따라 일정량을 칭량한 다음 고온용 도가니에 장입한다. 장입된 원료가 산화되는 것을 방지하기 위하여 불활성 기체 분위기(예를 들면, Ar 가스 분위기 등)에서 전이금속-희토류금속 기반의 합금의 융점(대략 1480℃) 이상으로 가열하여 용융시켜 서냉시키는 방식으로 제조될 수 있다.
다음에, 전이금속-희토류금속 기반의 합금을 이용하여 전이금속-희토류금속 기반의 제 1 합금분말(즉, 희토류금속합금분말)을 제조할 수 있다(단계206). 이러한 전이금속-희토류금속 기반의 제 1 합금분말은 대략 1-10㎛ 크기로 제조될 수 있는데, 전이금속-희토류금속 기반의 합금을 상온으로 냉각한 후, 예를 들어 볼밀(ball mill), 바이브레이션밀(vibration mill), 플레너터리밀(planetary mill), 믹서밀(mixer mill), 어트리터(attritor) 등을 이용하여 불활성 기체 분위기(예를 들면, Ar 가스 분위기 등)에서 분쇄하는 방식으로 제조될 수 있다.
또한, 전이금속들을 이용하여 전이금속-전이금속 기반의 합금을 제조할 수 있다(단계208). 이러한 전이금속-전이금속 기반의 합금은 일정하게 칭량된 전이금속들을 고온용 도가니에 장입한 후, 불활성 기체 분위기(예를 들면, Ar 가스 분위기 등)에서 전이금속-전이금속 기반의 합금의 융점(대략 1480℃) 이상으로 가열 용융시켜 서냉시키는 방식으로 제조될 수 있다.
다음에, 전이금속-전이금속 기반의 합금단상을 이용하여 전이금속-전이금속 기반의 제 2 합금분말(즉, 전이금속합금분말)을 제조할 수 있다(단계210). 이러한 전이금속-전이금속 기반의 제 2 합금분말은 대략 1-10㎛ 크기로 제조될 수 있는데, 전이금속-전이금속 기반의 합금단상을 상온으로 냉각한 후, 예를 들어 볼밀(ball mill), 바이브레이션밀(vibration mill), 플레너터리밀(planetary mill), 믹서밀(mixer mill), 어트리터(attritor) 등을 이용하여 불활성 기체 분위기(예를 들면, Ar 가스 분위기 등)에서 분쇄하는 방식으로 제조될 수 있다.
이어서, 상기 단계(202)에서 제조된 페이스트에 제 1 합금분말(즉, 희토류금속합금분말)과 제 2 합금분말(즉, 전이금속합금분말)을 일정량 칭량하고 혼합하여 고온접합용 페이스트(150)를 제조할 수 있다(단계212). 여기에서, 고온접합용 페이스트(150)에는 고온접합용 합금이 분말로 하여 50-80 중량%로 포함되고, 페이스트(즉, 유기용매)가 20-50중량%로 포함되며, 고온접합용 합금은 전이금속합금분말 10-90 중량%와 희토류금속합금분말 90-10중량 %를 포함할 수 있으며, 예를 들어 구형, 판상, 침상 등의 분말형태로서 1-10㎛ 크기로 제공될 수 있다.
여기에서, 전이금속합금은 Al, Ni, Co, Fe, Sr, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga 중에서 2개 이상으로 이루어진 합금을 포함하고, 희토류금속합금분말은 Y, Ce, Gd, Sm, Dy, Er, La의 희토류 금속 중에서 선택된 어느 하나와 Al, Ni, Co, Fe, Sr, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ga 중에서 선택된 어느 하나 이상과의 합금을 포함할 수 있다.
구체적으로는, 전이금속합금분말은 Al계 합금으로 Al3Ni 또는 AlNi를 포함할 수 있고, 희토류금속합금분말은 Al3Y 또는 Al2Y를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 분말화시키고자 하는 전이금속과 희토류금속을 도가니에 장입 및 용융시켜 전이금속-희토류금속 합금을 제조한 후 분쇄하고, 분말화시키고자 하는 전이금속들을 도가니에 장입 및 용융시켜 전이금속-전이금속 합금을 제조한 후 분쇄하며, 분쇄된 합금분말들을 페이스트에 첨가하는 방식으로 열전소자 접합용 페이스트를 제조함으로써, 간단한 공정을 통해 희토류금속합금분말과 전이금속합금분말을 제조할 수 있고, 이러한 분말들을 유기용매에 혼합하여 고온에서 접합 성능을 유지할 수 있는 고온접합용 페이스트를 간단하게 제조할 수 있다.
[실시예 1]
본 발명의 실시예 1에서는 Al3Y의 경우 알루미늄(Al)과 이트륨(Y)을 3 : 1(atomic %)로, Al2Y의 경우 알루미늄(Al)과 이트륨(Y)을 2 : 1(atomic %)로, Al3Ni의 경우 알루미늄(Al)과 니켈(Ni)을 3 : 1(atomic %)로, AlNi의 경우 알루미늄(Al)과 니켈(Ni)을 1 : 1(atomic %)로 무게를 측정(총 5g)하여 아크 용해(arc melting) 방식으로 진공중에서 용융시켜 합금 샘플을 각각 제조하였다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금 및 그 페이스트의 X선 회절 패턴을 예시한 도면이다.
이러한 각 합금으로 제조한 샘플들을 볼밀을 이용하여 분쇄한 후 분말로 제조하였으며, 제조된 분말들과 글라이콜을 일정량 혼합하여 고온접합용 페이스트로 제조할 수 있다.
상술한 바와 같은 각각의 전이금속합금 또는 희토류금속합금은 X-선 회절 패턴을 조사해 보면, Al3Y의 경우 도 3a와 같이, Al2Y의 경우 도 3b와 같이, Al3Ni의 경우 도 3c와 같이, AlNi의 경우 도 3d와 같이 나타남을 알 수 있다.
위와 같이 제조된 각각의 합금 분말 중 전이금속합금 Al3Ni와 AlNi를 1:1로, 희토류금속합금 Al3Y와 Al2Y도 1:1로 혼합하여 전이금속합금과 희토류금속합금을 각각 제조한 다음 이를 다음의 표 1과 같이 일정비율로 혼합하였다.
Figure 112017104953846-pat00007
위와 같이 전이금속합금과 희토류금속합금을 각각의 비율로 혼합한 다음, 합금분말 70 중량%, 글라이콜 30중량%로 페이스트를 제조한 다음 전자부품에 도포한 다음 600℃로 가열접합시켜 전자부품을 제조하였다. 접합된 전자부품을 상온에서 접착력을 측정하였고, 접합 전에 도포 후 동일 온도로 열처리 한 후 상온과 고온(400℃) 각각의 온도에서의 비저항 등의 물리적 특성을 측정하였다. 그 접착력은 H5KT(Tinius Olsen사)를 이용하여 측정한 결과이며, 비저항은 면저항측정기(four-point probe)로 측정하였다.
비교예로는 현재 고온용 접합합금으로 사용되고 있는 고온용 접합 페이스트인 은 분말과 유기용매로 구성된 금속 페이스트 제품 중의 하나를 구입하여 본원발명의 실시예와 동일한 방법으로 전자부품에 도포하고 가열하여 접합시킨 후, 접합된 전자부품의 접착력, 비저항 등과 같은 물리적 특성을 측정하였으며, 그 측정 결과는 아래의 표 2에 나타낸 바와 같다.
Figure 112017104953846-pat00008
상기한 표 2에 도시한 바와 같이 본발명의 실시예와 비교예에 대응하는 전자부품의 물리적 특성을 비교해보면, 접착력에서는 전이금속합금 함량이 높을수록(실시예 5 내지 실시예 7의 경우) 비교예 1에 대해 상대적으로 접착력이 증가하며, 전이금속합금 함량이 증가할수록 접착력이 증가하는 것을 알 수 있고, 비저항은 전이금속합금의 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내는 바, 전기적 물성 또한 접착력과 유사하게 전이금속합금의 함량이 증가할수록 증가하는 것을 알 수 있다.
[실시예 2]
본 발명의 실시예 2에서는 실시예 1에서 물리적 특성이 본원발명의 목적에 가장 부합되는 실시예 6의 합금분말과 글라이콜을 일정비율로 혼합하여 표 3과 같이 일정비율의 고온접합용 페이스트로 제조하였다.
Figure 112017104953846-pat00009
상술한 바와 같이 합금분말과 유기용매를 일정비율로 혼합하여 페이스트를 제조하고 이를 전자부품에 도포한 다음 600℃로 가열접합시켜 전자부품을 제조하였다. 접합된 전자부품을 상온에서 접착력을 측정하였고, 접합 전에 도포 후 동일 온도로 열처리 한 후 상온과 고온(400℃) 각각의 온도에서의 비저항 등의 물리적 특성을 측정하였다. 그 접착력은 H5KT(Tinius Olsen사)를 이용하여 측정하였고, 비저항은 면저항측정기(four-point probe)로 측정하였으며, 그 결과는 아래의 표 4에 나타낸 바와 같다.
Figure 112017104953846-pat00010
상기한 표 4에 도시한 바와 같이 본발명의 실시예와 비교예에 대응하는 전자부품의 물리적 특성을 비교해보면, 접착력의 경우 상온에서 실시예 1에서 실시예 5로 갈수록 상온에서 높은 값을 나타내는 것을 알 수 있고, 비저항의 경우 실시예 1에서 실시예 5로 갈수록 상온 및 고온에서 낮은 값을 가지는 것을 알 수 있는 바, 전기적 물성 또한 접착력과 유사하게 유기용매의 함량이 감소할수록 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 유기용매가 적을수록 접착력은 향상되고 비저항은 낮아지는 것을 알 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
110 : 상부전극 120 : 하부전극
130 : 열전소자 140 : 확산방지층
150 : 고온접합용 페이스트

Claims (12)

  1. Al3Ni 또는 AlNi인 합금을 분쇄하여 제조한 전이금속합금분말 10-90 중량%와, Al3Y 또는 Al2Y인 합금을 분쇄하여 제조한 희토류금속합금분말 90-10 중량%를 포함하며, 접착력이 적어도 1.5 N/mm인 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 합금.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항의 전자부품 접합용 합금이 50-90 중량%이고, 유기용매가 10-50중량%로 혼합된 것에 특징이 있는 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 페이스트.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 전자부품 접합용 합금은, 1-10㎛ 크기로 제공되는 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 페이스트.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 유기용매는, 글라이콜(glycol)인 것에 특징이 있는 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 페이스트.
  12. 제 7 항에 있어서,
    Al, Li, Mg, Ag, Cu, Ni, Fe, Pb, Sn, Au, Pt, Si, Ge, In, Ga, Se 및 Te 중에서 선택된 어느 하나의 금속분말이 상기 유기용매와 동일한 중량%로 더 추가되는 것에 특징이 있는 고온 접합성능이 우수한 전자부품 접합용 페이스트.
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