JP2001244625A

JP2001244625A - 窒化アルミニウム質焼結体

Info

Publication number: JP2001244625A
Application number: JP2000054855A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tanaka; 淳田中; Nobuhiko Hikita; 順彦疋田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-09-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】窒化アルミニウム焼結体とＭｏ，ＭｎおよびＳ
ｉを含有するメタライズ層との接合強度をきわめて大き
なものとすること。【解決手段】表面にＡｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３
ＳｉＯ₂とを主成分とする接合層５ｂを介して、Ｍｏま
たはＭｏ−Ｍｎ合金を主成分とする主メタライズ層５ａ
が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主メタライズ層と
接合層とから成るメタライズ層が表面に形成され、回路
基板や放熱板等に用いられる窒化アルミニウム質焼結体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミック
ス等の窒化アルミニウム焼結体（以下、ＡｌＮという）
は、その特性上熱膨張係数が４×１０^- ⁶〜５×１０^- ⁶／
℃（室温〜４００℃）程度であり、これはシリコン半導
体素子の熱膨張係数に近く、また熱伝導率が約１４０Ｗ
／ｍＫ程度と非常に高いため、特に半導体素子実装基板
や半導体素子収納用パッケージ（以下、半導体パッケー
ジという）用放熱基板として有効である。

【０００３】このようなＡｌＮと半導体素子または半導
体パッケージ等との接合は、ＡｌＮに、スパッタリング
法等の薄膜形成法により成膜された薄膜金属層から成る
接合部を形成し、この接合部を介して錫（Ｓｎ）−鉛
（Ｐｂ）半田等の低融点半田や銀ロウ等のロウ材で接合
することにより行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薄膜金
属層は、ＡｌＮに半導体素子または半導体パッケージ等
の接合部を形成するに際し、スパッタリング法や蒸着法
等による成膜をＡｌＮ表面全面に施した後、接合部以外
の不要な部分を物理的または化学的にエッチングするこ
とによって形成する必要があるため、非常に製造コスト
が高くなるという問題点を有していた。

【０００５】また、このような点に鑑み、上記薄膜金属
層に代えて、接合部にモリブデン（Ｍｏ）−マンガン
（Ｍｎ）合金粉末等から成るメタライズ層を従来周知の
方法で形成していたが、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）
セラミックスとメタライズ層との接合のように、それら
の間に、接合強度を強固とするガラス成分がほとんど生
成されず、そのため接合強度は極めて弱いという問題点
を有していた。

【０００６】従って、本発明は上記実施形態に鑑みて完
成されたものであり、その目的は、Ｍｏ，ＭｎおよびＳ
ｉＯ₂を含有する金属ペーストをＡｌＮ表面に塗布焼成
してメタライズ層を形成するに際し、形成されたメタラ
イズ層のＡｌＮ表面との境界部分に特定の結晶相を含む
接合層を形成させることにより、メタライズ層の接合強
度をきわめて大きなものとすることである。また、強固
な接合性を有するメタライズ層を厚膜形成法により形成
可能であるため、接合性の良好なメタライズ層を低コス
トに形成し得るものとすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の窒化アルミニウ
ム質焼結体は、表面にＡｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・
３ＳｉＯ₂とを主成分とする接合層を介して、Ｍｏまた
はＭｏ−Ｍｎ合金を主成分とする主メタライズ層が形成
されていることを特徴とする。

【０００８】本発明は、ＡｌＮの表面に半導体素子等の
接合部としてのメタライズ層を形成するに際し、ＡｌＮ
と主メタライズ層との間に、Ａｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ
₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂を主成分とする接合層を形成したこと
から、それらの接合が非常に強固なものとなる。即ち、
ＡｌＮ表面付近に強固に形成されたＡｌ₂Ｏ₃の一部と、
ＳｉＯ₂とＭｎＯとから成るガラス質とが反応して、３
ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂から成る結晶を形成する
ことにより、メタライズ層の接合強度がきわめて向上す
るものと考えられる。

【０００９】また、近時、半導体素子の高密度化、高集
積化が急激に進んでおり、半導体素子が作動時に発生す
る熱量は極めて大きいものとなっているが、上記本発明
の構成とすることで、ＡｌＮと半導体素子または半導体
パッケージとの間で接合部の剥がれ等が発生することが
無くなり、半導体素子が作動時に発生する熱を大気中に
常時良好に放散させることができる。その結果、半導体
素子の発熱によって高温となり、半導体素子に熱破壊を
起こさせたり、熱による誤作動を生じさせる等の不具合
が発生しない。さらに、ＡｌＮの接合部を高価な薄膜金
属層で複雑な製造工程でもって形成する必要がなく、安
価に形成できる。

【００１０】このような、メタライズ層を有する窒化ア
ルミニウム質焼結体は、特に半導体素子と抵抗およびコ
ンデンサ等が搭載接続される実装基板や、半導体素子を
収容する半導体パッケージの放熱基板用として有効であ
る。

【００１１】本発明において、好ましくは、前記接合層
の厚さが１〜１０μｍであることを特徴とする。これに
より、より大きな接合強度を有するものとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の窒化アルミニウム質焼結
体（ＡｌＮ）について以下に詳細に説明する。そして、
本発明の窒化アルミニウム質焼結体を半導体パッケージ
に適用した場合の一実施形態の断面図を図１に、図１の
要部断面図を図２に示す。これらの図において、１はＡ
ｌＮから成る電気絶縁性の基体、２は蓋体である。この
基体１と蓋体２とで、半導体素子４を内部に収容するた
めの半導体パッケージ３が基本的に構成される。

【００１３】この基体１は、その上面の略中央部に半導
体素子４を載置固定するための載置部を有し、この載置
部には半導体素子４がＳｎ−Ｐｂ半田等の低融点半田や
樹脂等の接着剤を介して接着固定される。また、基体１
は、それを構成するＡｌＮの熱伝導率が１４０Ｗ／ｍＫ
程度と高く、熱伝導性が良好なため、基体１の載置部に
半導体素子４を取着し作動させた際に、半導体素子４が
発する熱を接着剤を介して基体１に伝導させ、さらにこ
の熱を大気中に良好に放散させる放熱板として機能させ
得る。従って、半導体素子４が高温となって熱破壊を起
こしたり、熱による誤作動を生じる等の不具合が発生し
ない。

【００１４】なお、ＡｌＮから成る基体１は以下のよう
にして作製される。例えば、主原料であるＡｌＮ粉末
に、焼結助剤としての酸化イットリウム，酸化カルシウ
ム等の粉末および適当な有機溶剤、樹脂バインダーを添
加混合して得た原料粉末を、所定の金型内に充填すると
ともに一定の圧力で押圧することによって成形体を形成
し、しかる後、この成形体を約１８００℃の高温で焼成
することによって製作される。

【００１５】また、基体１の上面には、半導体素子の載
置部と搭載部周囲から外周端にわたる領域とに複数のメ
タライズ層５が被着形成されており、載置部周囲から外
周端にわたる領域に形成されたメタライズ層５には、半
導体素子４の各電極がボンディングワイヤ６を介して電
気的に接続される。また、基体１の上面の外周端に導出
されたメタライズ層５の部位には、外部電気回路と電気
的に接続されるリード端子７が銀ロウ等のロウ材を介し
て接合される。

【００１６】このメタライズ層５は、半導体素子４の各
電極をリード端子７に電気的に接続する導電路として機
能し、さらには蓋体２と半導体素子４とリード端子７と
を基体１に取着するための接合部として機能する。

【００１７】そして、メタライズ層５は、ＭｏまたはＭ
ｏ−Ｍｎ合金を主成分とする主メタライズ層５ａと、Ａ
ｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂とを主成分と
する接合層５ｂとから構成されている。

【００１８】このメタライズ層５は以下のようにして被
着形成される。平均粒径約１μmのＭｏ粉末｛純度９９
ｗｔ（重量）％以上｝を８０〜９０ｗｔ％、平均粒径約
２μmのＭｎ粉末（純度９９ｗｔ％以上）を５〜１０ｗ
ｔ％、添加成分としての酸化珪素（ＳｉＯ₂）粉末を５
〜１０ｗｔ％用意し、それらに適当な有機溶剤、樹脂バ
インダーを添加し混合するとともに、混練機で約４８時
間混練し金属ペーストと成す。

【００１９】Ｍｏが８０ｗｔ％未満ではメタライズ層５
の電気抵抗が高くなり、Ｍｏが９０ｗｔ％を超えるとメ
タライズ層５の接合強度が低下する。Ｍｎが５ｗｔ％未
満ではメタライズ層５の接合強度が低下し、Ｍｎが１０
ｗｔ％を超えるとメタライズ層５の電気抵抗が高くな
る。ＳｉＯ₂が５ｗｔ％未満ではメタライズ層５の接合
強度が低下し、ＳｉＯ₂が１０ｗｔ％を超えるとメタラ
イズ層５の電気抵抗が高くなる。

【００２０】なお、これらのＭｏ，Ｍｎ，ＳｉＯ₂以外
に微量成分として、Ａｌ₂Ｏ₃を１ｗｔ％以下、ＴｉＯ₂
を０．５ｗｔ％以下、ＣａＯを０．１ｗｔ％以下、Ｍｇ
Ｏを０．１ｗｔ％以下含有していてもよい。

【００２１】この金属ペースト（Ｍｏ−Ｍｎペースト）
を、ＡｌＮから成る基体１の表面に従来周知のスクリー
ン印刷法により所定パターンに印刷塗布する。次いで、
酸素（Ｏ₂）分圧を１．０１×１０^-14Ｐａ程度に調整し
た還元雰囲気、例えば水素ガス（Ｈ₂）を約７５％，窒
素ガス（Ｎ₂）を約２５％とした混合ガスから成る還元
雰囲気中で、約６００℃で脱バインダーした後、そのま
ま酸素分圧を１．０１×１０^-17Ｐａ程度に調整し、約
１３００℃で焼結することによって、基体１の所定位置
に被着形成される。

【００２２】この焼結過程において、Ｍｏ−Ｍｎペース
ト中のＭｎが、Ｍｏよりも低温で酸化され易いために混
合ガス雰囲気中のＯ₂と主に選択的に反応してＭｎＯと
成り、次いでこのＭｎＯがＭｏ−Ｍｎペースト中のＳｉ
Ｏ₂と反応してＭｎＯ−ＳｉＯ₂系ガラスを生成する。こ
のＭｎＯ−ＳｉＯ₂系ガラスと基体１表面のＡｌイオン
とが反応して、基体１表面にＡｌ₂Ｏ₃が生成されるとと
もに、Ａｌ₂Ｏ₃の一部とＭｎＯ−ＳｉＯ₂系ガラスとが
反応して、基体１表面に３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ
₂が生成される。これらＡｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃
・３ＳｉＯ₂と残部ガラス質とから成る接合層５ｂを介
して、主メタライズ層５ａが強固に接合される。

【００２３】このように基体１表面に接合層５ｂとし
て、Ａｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂と残部
ガラス質とが生成されるため、基体１とＭｏ金属層また
はＭｏ−Ｍｎ金属層５ａとの接合強度は非常に強固なも
のとなる。

【００２４】また、Ａｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３
ＳｉＯ₂と残部ガラス質とから成る接合層５ｂの厚み
は、１〜１０μmが良好であり、１μm未満では接合強度
は１９．６Ｎ／ｍｍ²未満と弱くなる。一方、１０μmを
超える場合でも接合強度は１９．６Ｎ／ｍｍ²未満と弱
くなる。

【００２５】このような接合強度は、表１に示すよう
に、接合層５ｂの厚さ、組成によって異なっており、そ
れらは印刷塗布時のＭｏ−Ｍｎペーストの厚みや、Ｏ₂
分圧、焼結温度、焼結温度の保持時間のような焼結条件
によってきまる。なお、表１において、酸素分圧は焼結
時の酸素分圧であり、保持時間は焼結温度の保持時間で
ある。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１より、本発明の範囲外である試料番号
１，２，３，９，１０のもの（比較例）は、ＡｌＮから
成る基体１との接合強度が１８．６Ｎ／ｍｍ²以下と小
さくなったのに対し、本発明品は接合強度が３４．３Ｎ
／ｍｍ²以上と比較例の２倍程度以上であり、メタライ
ズ層５が基体１に強固に接合したことが判った。

【００２８】また、本発明では、還元雰囲気中の酸素分
圧を１．０１×１０^-14Ｐａ未満とするのが好ましく、
１．０１×１０^-14Ｐａ以上では、表１の試料番号１０
に示すように、還元雰囲気中の酸素は焼結中に主にＡｌ
Ｎの表面にＡｌ₂Ｏ₃を形成するために消費される。その
結果、Ａｌ₂Ｏ₃と金属ペースト中のＭｎＯ−ＳｉＯ₂系
ガラス中のＭｎＯとが反応して、ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃の結
晶が形成されるため、ＭｎＯ−ＳｉＯ₂系ガラス中のＭ
ｎＯが不足し、３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂の結晶
は形成されない。そのため、接合強度は向上しないもの
となる。

【００２９】この還元雰囲気中の酸素分圧は１．０１×
１０^-19Ｐａ以上がより好ましく、１．０１×１０^-19Ｐ
ａ未満では、ＡｌＮ表面のＡｌ₂Ｏ₃の形成が不十分とな
る。

【００３０】また、本発明のＡｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ
₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂とを主成分とする接合層５ｂは、Ｘ線
回折法による成分分析により、それが形成されているこ
とを容易に特定することができる。例えば、焼結後のメ
タライズ層５を王水（体積比で濃塩酸：濃硝酸＝３：
１）で溶解し剥離していき、現れた接合層５ｂの表面を
Ｘ線回折法により結晶の同定を行う。

【００３１】そして、このＸ線回折法によるＡｌ₂Ｏ₃と
３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂との最大ピーク比が、
（Ａｌ₂Ｏ₃：３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂）＝９：
１〜１：９であるのがよく、この場合３ＭｎＯ・Ａｌ₂
Ｏ₃・３ＳｉＯ₂の結晶が接合層５ｂ中に充分に形成され
ており、その接合強度が高いものとなる。即ち、（Ａｌ
₂Ｏ₃：３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂）＝９：１より
もＡｌ₂Ｏ₃が多くなると、３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｓｉ
Ｏ₂の形成が不十分となり、接合強度は向上しない。ま
た、（Ａｌ₂Ｏ₃：３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂）＝
１：９よりも、３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂が多く
なると、接合層５ｂのベース組成となるＡｌＮ表面のＡ
ｌ₂Ｏ₃の量が不十分であり、３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｓ
ｉＯ₂がＡｌ₂Ｏ₃を介してＡｌＮに強固に接合すること
が困難となり、この場合も接合強度は向上しないものと
なる。

【００３２】また、上記最大ピーク比はほぼ体積比に相
当するものであり、従って体積比で（Ａｌ₂Ｏ₃：３Ｍｎ
Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂）＝９：１〜１：９程度とす
るのがよい。さらに好ましくは、体積比で（Ａｌ₂Ｏ₃：
３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂）＝７：３〜３：７程
度とするのがよい。この場合、体積比で（Ａｌ₂Ｏ₃：３
ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂）＝７：３とするには、
酸素分圧を１．０１×１０^-16Ｐａ程度とし、体積比で
（Ａｌ₂Ｏ₃：３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂）＝５：
５とするには、酸素分圧を１．０１×１０^-17Ｐａ程度
とし、体積比で（Ａｌ₂Ｏ₃：３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｓ
ｉＯ₂）＝３：７とするには、酸素分圧を１．０１×１
０^-18Ｐａ程度とするように制御することでそれぞれ行
うことができる。

【００３３】なお、このような接合強度を評価する方法
としては、基体１上に３ｍｍφ（直径）のメタライズ層
５を形成し、そのメタライズ層５上に、従来周知のニッ
ケル（Ｎｉ）メッキ層、例えば無電解メッキ法によるＢ
（ホウ素）−Ｎｉメッキ層やＰ（リン）−Ｎｉメッキ層
を３μm程度施した後、Ｎｉメッキ層上に２ｍｍφの銅
（Ｃｕ）ピンをＳｎ−Ｐｂ半田で半田付けし、そのＣｕ
ピンを垂直上方に引っ張って強度を測定する方法とし
た。

【００３４】また、本発明のメタライズ層５の厚みは６
〜５０μm程度が良く、６μm未満の場合、たとえ接合層
５ｂの厚みが１μm程度であっても、主メタライズ層５
ａの厚みが５μm程度となり、その表面の算術平均粗さ
が１〜５μmであることを考慮すると、主メタライズ層
５ａが形成されない個所が発生するおそれがあり、一方
５０μmを超える場合、基体１との熱膨張係数の差によ
って基体１が反る等の変形を起こし、その結果メタライ
ズ層５と基体１との間で剥がれが発生するおそれがあ
る。より好ましくは１０〜３０μm程度が良く、上述す
るような問題を十分に回避できる。即ち、メタライズ層
５を基体１の表面に、基体１の変形等の問題を発生させ
ることなく、強固に接合できる。

【００３５】このように、ＡｌＮから成る基体１の表面
に強固に接合されたメタライズ層５には、その表面に耐
蝕性に優れかつロウ材との濡れ性に優れる金属、具体的
には厚さ０．５〜９μmのＮｉ層と厚さ０．５〜９μmの
Ａｕ層を順次メッキ法により被着させておくと、メタラ
イズ層５が酸化腐蝕するのを有効に防止できるととも
に、リード端子７や蓋体２をロウ材を介して強固に接合
できる。

【００３６】メタライズ層５にロウ付けされるリード端
子７は、内部に収容する半導体素子４を外部電気回路に
電気的に接続する作用をなし、リード端子７を外部電気
回路に電気的に接続することにより、内部に収容される
半導体素子４は、メタライズ層５及びリード端子７を介
して外部電気回路と電気的に接続される。

【００３７】このリード端子７は、鉄（Ｆｅ）−ニッケ
ル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金やＦｅ−Ｎｉ合金等
の金属材料から成り、銀ロウ等のロウ材を介してメタラ
イズ層５にロウ付けされる。

【００３８】また、リード端子７は、Ｆｅ５１．０〜６
４．０ｗｔ％、Ｎｉ２９．０〜３４．０ｗｔ％及びＣｏ
７．０〜１５．０ｗｔ％の合金で形成すると、その熱膨
張係数が基体１を構成するＡｌＮの熱膨張係数に近似し
た４×１０^- ⁶〜５×１０^- ⁶／℃（室温〜４００℃）程度
となり、基体１に被着させたメタライズ層５にリード端
子７をロウ付けする際、基体１とリード端子７との間に
は両者の熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発
生することはなく、従ってメタライズ層５にリード端子
７を極めて強固にロウ付けすることができる。

【００３９】よって、リード端子７は、その熱膨張係数
を４×１０^- ⁶〜５×１０^- ⁶／℃（室温〜４００℃）程度
とし、かつ基体１のメタライズ層５に強固にロウ付けす
るためにＦｅ５１．０〜６４．０ｗｔ％、Ｎｉ２９．０
〜３４．０ｗｔ％及びＣｏ７．０〜１５．０ｗｔ％の合
金で形成しておくことが好ましい。なお、Ｆｅ、Ｎｉ、
Ｃｏのそれぞれの含有量が上述のものと異なる場合、基
体１の熱膨張係数と近似しないため、基体１のメタライ
ズ層５に強固にロウ付けすることが困難であることはい
うまでもない。

【００４０】また、このリード端子７の表面にも、厚さ
０．５〜９μmのＮｉ層と厚さ０．５〜９μmのＡｕ層
を、順次メッキ法により被着させておくと、リード端子
７が酸化腐蝕するのを有効に防止できる。

【００４１】本発明において、蓋体２は、基体１との熱
膨張差による熱応力で、それらを接合取着する銀ロウ等
のロウ材にクラックが発生しないように、基体１と同一
の材質であるＡｌＮを採用したほうがよく、半導体素子
４を気密に収容すべき高信頼性の半導体パッケージが要
求される場合には最適である。また、この蓋体２の基体
１への接合面に、基体１表面に形成したものと同様のメ
タライズ層を形成しておけば、基体１のメタライズ層５
と蓋体２のメタライズ層とをロウ材を介して強固に接合
できる。なお、蓋体２の熱膨張係数が基体１と大きく異
なる場合、半導体素子４の気密性をあらゆる環境で且つ
長期にわたって保持するのは、ロウ材へのクラックの進
行等による問題もあって非常に困難となる。

【００４２】このように、本発明のＡｌＮは、表面にＡ
ｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂とを主成分と
する接合層５ｂを介して、ＭｏまたはＭｏ−Ｍｎ合金を
主成分とする主メタライズ層５ａが形成されていること
を特徴とするため、本発明によるＡｌＮを半導体パッケ
ージに適用した場合、蓋体２、半導体素子４、リード端
子７を強固に接合できるとともに、ＡｌＮの有する特性
から放熱板として有効に機能する。また、従来のように
薄膜形成法による高コストな薄膜金属層に代えて、厚膜
積層法によるメタライズ層５を施すため安価に製作でき
る。

【００４３】かくして、本発明は、半導体パッケージ等
に適用した場合半導体素子４を気密に収納することがで
き、半導体素子４と外部電気回路との電気的な接続性や
大気中への放熱性も良好となり、その結果半導体素子４
の作動性が損なわれることがない。一方、回路基板とし
て適用した場合においても、同様に半導体素子４の作動
性が損なわれることはない。

【００４４】なお、本発明は上記実施形態に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変
更を行なうことは何等支障ない。

【００４５】例えば、数ＧＨｚ〜数１０ＧＨｚ程度の高
周波信号を半導体パッケージ３に入出力する場合、誘電
体損失の発生により高周波伝送特性が損なわれる等の観
点から、蓋体２は金属材料を採用したほうが良い。この
金属材料として、室温〜４００℃でＡｌＮと熱膨張係数
が近似する、リード端子７と同一の材料が好ましい。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、表面にＡｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・
Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂とを主成分とする接合層を介し
て、ＭｏまたはＭｏ−Ｍｎ合金を主成分とする主メタラ
イズ層が形成されていることにより、ＡｌＮと主メタラ
イズ層との間に、Ａｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｓ
ｉＯ₂を主成分とする接合層を形成したことから、Ａｌ
Ｎとメタライズ層との接合が非常に強固なものとなる。
また、ＡｌＮを半導体パッケージ等に適用した場合、Ａ
ｌＮと半導体素子または半導体パッケージとの間で接合
部の剥がれ等が発生することが無くなり、半導体素子が
作動時に発生する熱を大気中に常時良好に放散させ得
る。その結果、半導体素子の発熱によって高温となり、
半導体素子に熱破壊を起こさせたり、熱による誤作動を
生じさせる等の不具合が発生しない。さらに、ＡｌＮの
接合部を高価な薄膜金属層で複雑な製造工程でもって形
成する必要がなく、安価に形成できる。

【００４７】好ましくは、接合層の厚さが１〜１０μｍ
であることにより、より大きな接合強度を有するものと
なる。特に、接合層の厚みを５μm程度とした場合、接
合強度は５０Ｎ／ｍｍ²以上となり、メタライズ層がＡ
ｌＮに極めて強固に被着接合することとなる。

【００４８】したがって、本発明のメタライズ層を有す
るＡｌＮは、半導体素子を収納する半導体パッケージ、
半導体素子，抵抗，コンデンサ等を搭載接続する回路基
板等に極めて好適に使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＡｌＮからなる基体を用いた半導体パ
ッケージの断面図である。

【図２】図１の要部を示す要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１：基体５：メタライズ層５ａ：主メタライズ層５ｂ：接合層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にＡｌ₂Ｏ₃と３ＭｎＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３
ＳｉＯ₂とを主成分とする接合層を介して、Ｍｏまたは
Ｍｏ−Ｍｎ合金を主成分とする主メタライズ層が形成さ
れていることを特徴とする窒化アルミニウム質焼結体。
【請求項２】前記接合層の厚さが１〜１０μｍであるこ
とを特徴とする請求項１記載の窒化アルミニウム質焼結
体。