JP2616951B2 - 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 - Google Patents
金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法Info
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面にモリブデンもしくは／かつタングス
テンの金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びそ
の製造方法に関するものである。
テンの金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びそ
の製造方法に関するものである。
窒化アルミニウム（AlN）焼結体は熱伝導性が高く、
機械的強度も優れていることからIC用絶縁板をはじめ多
くの分野で注目されている。しかし、窒化アルミニウム
焼結体は金属との濡れ性が悪く、電力用トランジスタを
はじめ各種のIC用基板等として用いるため表面に金属化
層を積層しようとしても満足な接着強度が得られないと
いう欠点があった。そこで、各種の方法でAlN焼結体表
面の金属化が試みられているが、まだ満足な方法は提案
されていない。
機械的強度も優れていることからIC用絶縁板をはじめ多
くの分野で注目されている。しかし、窒化アルミニウム
焼結体は金属との濡れ性が悪く、電力用トランジスタを
はじめ各種のIC用基板等として用いるため表面に金属化
層を積層しようとしても満足な接着強度が得られないと
いう欠点があった。そこで、各種の方法でAlN焼結体表
面の金属化が試みられているが、まだ満足な方法は提案
されていない。
他方、酸化アルミニウム（Al2O3）焼結体の金属化技
術として得、タングステン，タングステン−マンガン，
モリブデン，モリブデン・マンガンのペーストを焼結体
表面に塗布し、加湿水素又は加湿フォーミングガス中に
おいて1300℃〜1700℃の温度で焼成するテレフンケン法
が知られている。
術として得、タングステン，タングステン−マンガン，
モリブデン，モリブデン・マンガンのペーストを焼結体
表面に塗布し、加湿水素又は加湿フォーミングガス中に
おいて1300℃〜1700℃の温度で焼成するテレフンケン法
が知られている。
この方法の特徴は加湿雰囲気中において、Al2O3焼結
体中のガラス相が軟化する温度で焼成する点にあり、こ
の焼成によりW,Mo及びMnの表面が酸化されてW,W−MnMo
又はMo−Mnペーストの焼結を促進するだけでなく、これ
らの酸化物が焼結体のガラス相に溶け込んでガラスの流
動性を良くし、ガラス相は多孔質のW,W−MnMo又はMo−M
n金属化層に移動する。更に、焼成により生成した酸化
物、特にMnOは焼結体中のAl2O3及びSiO2と反応してMnO
・Al2O3及びMnO・SiO2を形成する。同じくＷ又はMoは一
部Ｗ又はMoが酸化され、酸化タングステン或いは酸化モ
リベデンとアルミナが強固に反応する。
体中のガラス相が軟化する温度で焼成する点にあり、こ
の焼成によりW,Mo及びMnの表面が酸化されてW,W−MnMo
又はMo−Mnペーストの焼結を促進するだけでなく、これ
らの酸化物が焼結体のガラス相に溶け込んでガラスの流
動性を良くし、ガラス相は多孔質のW,W−MnMo又はMo−M
n金属化層に移動する。更に、焼成により生成した酸化
物、特にMnOは焼結体中のAl2O3及びSiO2と反応してMnO
・Al2O3及びMnO・SiO2を形成する。同じくＷ又はMoは一
部Ｗ又はMoが酸化され、酸化タングステン或いは酸化モ
リベデンとアルミナが強固に反応する。
このようにして、W,Mo又はＷ−Mn,Mo−Mnの金属化層
はAl2O3焼結体と機械的及び化学的結合により強固に接
着され、その接着強度は約４〜7Kg/mm2程度になる。
はAl2O3焼結体と機械的及び化学的結合により強固に接
着され、その接着強度は約４〜7Kg/mm2程度になる。
かかるテレフンケン法によりAlN焼結体のメタライズ
を試みても、加湿雰囲気で焼成するのでAlN焼結体表
面が水蒸気により腐食され又は変質して脆いAl2O3層が
生成すること、AlN焼結体中にはAl2O3焼結体のように
約1000〜1500℃の低温で軟化するガラス相等が存在しな
いこと、AlNとWMo,Mn及びこれらの酸化物とは反応性
に乏しいこと等の理由により、得られるWMo又はＷ−MnM
o−Mnの金属化層は接着強度が小さく気密性も極めて悪
かった。
を試みても、加湿雰囲気で焼成するのでAlN焼結体表
面が水蒸気により腐食され又は変質して脆いAl2O3層が
生成すること、AlN焼結体中にはAl2O3焼結体のように
約1000〜1500℃の低温で軟化するガラス相等が存在しな
いこと、AlNとWMo,Mn及びこれらの酸化物とは反応性
に乏しいこと等の理由により、得られるWMo又はＷ−MnM
o−Mnの金属化層は接着強度が小さく気密性も極めて悪
かった。
AlN焼結体をIC用基板等として用いる場合、金属化層
の接着強度が小さいと製造工程の熱サイクルで剥離しや
すく、また金属化層の気密性が悪いと強度が劣るだけで
なく満足な封止性が得られない等の問題がある。
の接着強度が小さいと製造工程の熱サイクルで剥離しや
すく、また金属化層の気密性が悪いと強度が劣るだけで
なく満足な封止性が得られない等の問題がある。
本発明者等は、テレフンケン法をAlN焼結体の金属化
に応用するため、W,Mo又はＷ−Mn,Mo−Mnペースト中
に、CaO−Al2O3,CaO−AlONあるいはCaO−AlN等の添加助
剤を添加して不活性雰囲気中で焼成する方法を試みたと
ころ、前記の接着強度及び気密性の問題を解決すること
ができた。
に応用するため、W,Mo又はＷ−Mn,Mo−Mnペースト中
に、CaO−Al2O3,CaO−AlONあるいはCaO−AlN等の添加助
剤を添加して不活性雰囲気中で焼成する方法を試みたと
ころ、前記の接着強度及び気密性の問題を解決すること
ができた。
上記の添加助剤の組成では、1400℃以下より融液が発
生し、AlN焼結体表面を十分に濡らし、強固に密着する
ことが認められた。しかしながら、金属化層の気密性を
得るために、Ｗ又はMoを十分に焼成せしめるためには17
00℃以上で焼成することが必要であり、そのためにAlN
焼結体中の粒界成分の、CaO−Al2O3系,Y2O3−Al2O3系の
化合物と、上記添加助剤との相互拡散や反応が生じて、
金属化層が形成されているAlN表面から約100μｍほど内
部に変質層が認められた。この変質層によってAlN焼結
体の特徴である高熱伝導性が大きく阻害され、本来の作
用が認められなかった。
生し、AlN焼結体表面を十分に濡らし、強固に密着する
ことが認められた。しかしながら、金属化層の気密性を
得るために、Ｗ又はMoを十分に焼成せしめるためには17
00℃以上で焼成することが必要であり、そのためにAlN
焼結体中の粒界成分の、CaO−Al2O3系,Y2O3−Al2O3系の
化合物と、上記添加助剤との相互拡散や反応が生じて、
金属化層が形成されているAlN表面から約100μｍほど内
部に変質層が認められた。この変質層によってAlN焼結
体の特徴である高熱伝導性が大きく阻害され、本来の作
用が認められなかった。
例えば220W/mkの熱伝導率を有するAlN焼結体表面に、
上記の金属化層を焼成して形成せしめたところ、AlN焼
結体の熱伝導率が140W/mkに低下した。そして変質面を
取り除くと、本来の220W/mkの値が得られた。
上記の金属化層を焼成して形成せしめたところ、AlN焼
結体の熱伝導率が140W/mkに低下した。そして変質面を
取り除くと、本来の220W/mkの値が得られた。
このように、接着強度及び気密性の問題は解決したも
ののAlN焼結体表面に変質層が生じ、熱伝導率が大きく
低下してしまうという新たな問題点が生じた。
ののAlN焼結体表面に変質層が生じ、熱伝導率が大きく
低下してしまうという新たな問題点が生じた。
高強度・高気密性ばかりでなく、AlNの高熱伝導性を
損なわないMoまたは／およびＷの金属化面を有する窒化
アルミニウム焼結体及びその製造方法を提供することを
目的とする。
損なわないMoまたは／およびＷの金属化面を有する窒化
アルミニウム焼結体及びその製造方法を提供することを
目的とする。
以上の本発明の目的を達成するため、本発明者等は以
下の点に留意して研究を進めた。
下の点に留意して研究を進めた。
・Moまたは／およびＷの金属化層に含有する助剤とAlN
焼結体中の粒界層を構成する物質との反応，拡散を抑
え、そしてMoもしくはＷ金属を十分に焼結しAlN基板と
強固に接着せしめる方法及び構造を明らかにする。
焼結体中の粒界層を構成する物質との反応，拡散を抑
え、そしてMoもしくはＷ金属を十分に焼結しAlN基板と
強固に接着せしめる方法及び構造を明らかにする。
・1400℃〜1600℃でＷまたはMoの焼結を促進すること ・金属化層中に生じた融液がAlN表面及び上記の金属面
を十分に濡らし、強固に接着せしめること ・しかもその融液がAlN焼結体内に余り拡散、反応せず
にAlN表面層に熱伝導率低下を招くような反応層を生じ
ないこと を明らかにする。
を十分に濡らし、強固に接着せしめること ・しかもその融液がAlN焼結体内に余り拡散、反応せず
にAlN表面層に熱伝導率低下を招くような反応層を生じ
ないこと を明らかにする。
以上４つの課題を解決するための本発明の構成は、特
許請求の範囲の欄に記載のように、同欄（３）の方法に
よって得られる同欄（１）の窒化アルミニウム焼結体で
あり、さらに同欄（２）の半導体装置である。
許請求の範囲の欄に記載のように、同欄（３）の方法に
よって得られる同欄（１）の窒化アルミニウム焼結体で
あり、さらに同欄（２）の半導体装置である。
第二成分中における同成分の挙動を確認したところ、
カルシウム，ストロンチウム及びバリウムの化合物、例
えばフッ化物もしくは酸化物の粉末は、アルミニウムの
化合物、例えば酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム
もしくは窒化アルミニウムの粉末との混合物と容易に反
応して、窒素もしくは窒素−水素1400℃〜1500℃程度加
熱することで融液が生じることが認められた。しかもAl
N焼結体表面に十分に濡れ強固に密着していることがわ
かった。従ってこれらの混合物を第一成分であるMoまた
はＷ粉末および有機バインダーと共に混練してMoまたは
Ｗペーストを作製した。これらのペーストをスクリーン
印刷によってAlN基板表面に所定のパターンを印刷し150
0,1700℃−30min窒素中で焼成した。前者のサンプルに
おいては、MoおよびＷ金属の焼結性が不十分で、気密性
は得られなかったが、AlN基板中に変質層は認められな
かった。
カルシウム，ストロンチウム及びバリウムの化合物、例
えばフッ化物もしくは酸化物の粉末は、アルミニウムの
化合物、例えば酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム
もしくは窒化アルミニウムの粉末との混合物と容易に反
応して、窒素もしくは窒素−水素1400℃〜1500℃程度加
熱することで融液が生じることが認められた。しかもAl
N焼結体表面に十分に濡れ強固に密着していることがわ
かった。従ってこれらの混合物を第一成分であるMoまた
はＷ粉末および有機バインダーと共に混練してMoまたは
Ｗペーストを作製した。これらのペーストをスクリーン
印刷によってAlN基板表面に所定のパターンを印刷し150
0,1700℃−30min窒素中で焼成した。前者のサンプルに
おいては、MoおよびＷ金属の焼結性が不十分で、気密性
は得られなかったが、AlN基板中に変質層は認められな
かった。
また上記のペーストに混入した助剤（W,Mo以外の成
分）の混合物によって生じた融液は、AlN表面及びMoも
しくはＷ粒を十分に濡らし、強固に密着していることが
認められた。しかしながら、後者のサンプルについて
は、Mo,W金属化層はAlNと強固に接着し、気密性は得ら
れたがAlN焼結体中の表面部に変質層が生じていること
が認められた。前者のサンプルの焼成条件で金属化層の
焼結性の向上について鋭意努力したところ、上記のMoま
たはＷペーストに第三成分として微量のNiまたは／およ
びCuの粉末を添加したところ、それらの金属化層の焼結
性が著しく促進することが認められた。
分）の混合物によって生じた融液は、AlN表面及びMoも
しくはＷ粒を十分に濡らし、強固に密着していることが
認められた。しかしながら、後者のサンプルについて
は、Mo,W金属化層はAlNと強固に接着し、気密性は得ら
れたがAlN焼結体中の表面部に変質層が生じていること
が認められた。前者のサンプルの焼成条件で金属化層の
焼結性の向上について鋭意努力したところ、上記のMoま
たはＷペーストに第三成分として微量のNiまたは／およ
びCuの粉末を添加したところ、それらの金属化層の焼結
性が著しく促進することが認められた。
このNiもしくはCuの粉末はMoもしくはＷ粒の表面に十
分に廻り込み、場合により反応も生ぜしめることにより
焼結性が向上したものと思われる。この焼結促進の効果
はNi,Cu金属の他にCu−Ni合金,Cu−Mo,Cu−W,Ni−Mo,Ni
−Cu,Cu−Ni−Mo,Cu−Ni−Ｗ合金でも認めた。なお、C
u,Niの酸化物も焼成の際に分解してNi,Cu金属となるの
で、本発明の第三成分として全く同様の作用効果を奏す
るものである。
分に廻り込み、場合により反応も生ぜしめることにより
焼結性が向上したものと思われる。この焼結促進の効果
はNi,Cu金属の他にCu−Ni合金,Cu−Mo,Cu−W,Ni−Mo,Ni
−Cu,Cu−Ni−Mo,Cu−Ni−Ｗ合金でも認めた。なお、C
u,Niの酸化物も焼成の際に分解してNi,Cu金属となるの
で、本発明の第三成分として全く同様の作用効果を奏す
るものである。
なお焼成雰囲気としてはN2−H2（混合ガス）気流中で
行なうと、さらに金属層の焼結性に効果があった。
行なうと、さらに金属層の焼結性に効果があった。
従って、本件の発案はタングステンおよびモリブデン
の１種以上を含む第一成分に第二成分として、カルシウ
ム，ストロンチウム，バリウムの１種以上を含む化合物
粉末とアルミニウム化合物の粉末と、第三成分として
銅，ニッケルの１種以上を含む粉末、例えば前記したそ
れらの金属、単体、それらの合金、酸化物等から選ばれ
た一種以上の粉末を加え、さらにこの混合物に有機バイ
ンダーを加えて混練せめした金属ペーストを窒化アルミ
ニウム焼結体の表面に塗布して窒素中もしくは窒素−水
素雰囲気中で焼成した金属化層を有する窒化アルミニウ
ム焼結体構造もしくは製造に関する。
の１種以上を含む第一成分に第二成分として、カルシウ
ム，ストロンチウム，バリウムの１種以上を含む化合物
粉末とアルミニウム化合物の粉末と、第三成分として
銅，ニッケルの１種以上を含む粉末、例えば前記したそ
れらの金属、単体、それらの合金、酸化物等から選ばれ
た一種以上の粉末を加え、さらにこの混合物に有機バイ
ンダーを加えて混練せめした金属ペーストを窒化アルミ
ニウム焼結体の表面に塗布して窒素中もしくは窒素−水
素雰囲気中で焼成した金属化層を有する窒化アルミニウ
ム焼結体構造もしくは製造に関する。
ペーストに含有した第二成分である混合助剤の融液と
第三成分であるNiもしくはCu金属、合金の前記効果によ
って比較的低温で金属面形成によるNi基板の熱伝導率の
低下が極めて少なく、金属化層と焼結体の接着強度が高
く、高気密性のＷまたは／およびMoの金属化面を設ける
ことが出来る。構成したサンプルの構造は、金属化層中
に焼結したMoもしくは／かつＷの金属面、その気孔部並
びにAlNとそれらの金属面の間に、ペーストに添加され
た助剤もしくはその反応物が介在している。Niもしくは
Cuの金属や合金は、金属化層中に特にＷもしくは／かつ
Mo金属面の粒界に、上記の助剤もしくはその反応物と共
に存在している。なお金属化層上にNi等のメッキを施せ
ば気密性を一層高めることが出来る。なお、第二成分で
あり、助剤として添加するカルシウム，ストロンチウ
ム，バリウムの化合物の添加形態は、それらの酸化物・
フッ化物の他に、それらの金属塩である硝酸塩、炭酸塩
及び硫酸塩であっても焼成の際に分解して酸化物となる
ので、全く同様の作用効果を奏するものである。
第三成分であるNiもしくはCu金属、合金の前記効果によ
って比較的低温で金属面形成によるNi基板の熱伝導率の
低下が極めて少なく、金属化層と焼結体の接着強度が高
く、高気密性のＷまたは／およびMoの金属化面を設ける
ことが出来る。構成したサンプルの構造は、金属化層中
に焼結したMoもしくは／かつＷの金属面、その気孔部並
びにAlNとそれらの金属面の間に、ペーストに添加され
た助剤もしくはその反応物が介在している。Niもしくは
Cuの金属や合金は、金属化層中に特にＷもしくは／かつ
Mo金属面の粒界に、上記の助剤もしくはその反応物と共
に存在している。なお金属化層上にNi等のメッキを施せ
ば気密性を一層高めることが出来る。なお、第二成分で
あり、助剤として添加するカルシウム，ストロンチウ
ム，バリウムの化合物の添加形態は、それらの酸化物・
フッ化物の他に、それらの金属塩である硝酸塩、炭酸塩
及び硫酸塩であっても焼成の際に分解して酸化物となる
ので、全く同様の作用効果を奏するものである。
上記のカルシウム，ストロンチウム，バリウム化合物
の粉末は、第一成分である、W,Moペースト中に含有量が
わずかであっても上記の作用効果を奏するものである
が、カルシウム，ストロンチウム，バリウム化合物の粉
末の添加量は、モリブデンまたは／およびタングステン
100重量部に対して１〜35重量部、後者のアルミニウム
化合物の粉末の添加量は、モリブデンもしくは／かつタ
ングステン100重量部に対して同じく１〜35重量部であ
ることが特に好ましい。いずれの成分も１重量部未満で
あれば接合強度は上記範囲内のものより低下し、また35
重量部を越えると金属化面の熱伝導率が上記範囲内のも
のより低下する。
の粉末は、第一成分である、W,Moペースト中に含有量が
わずかであっても上記の作用効果を奏するものである
が、カルシウム，ストロンチウム，バリウム化合物の粉
末の添加量は、モリブデンまたは／およびタングステン
100重量部に対して１〜35重量部、後者のアルミニウム
化合物の粉末の添加量は、モリブデンもしくは／かつタ
ングステン100重量部に対して同じく１〜35重量部であ
ることが特に好ましい。いずれの成分も１重量部未満で
あれば接合強度は上記範囲内のものより低下し、また35
重量部を越えると金属化面の熱伝導率が上記範囲内のも
のより低下する。
第三成分である銅，ニッケル，その合金およびその化
合物は金属化面の前述のように焼結促進に効果がある。
その添加量はタングステンまたはモリブデン100重量部
に対して、0.001〜10部が好適である。10重量部を越え
るとタングステン，モリブデン等と合金化するのでこの
好適範囲のものより金属化層の熱伝導率が低下する。
合物は金属化面の前述のように焼結促進に効果がある。
その添加量はタングステンまたはモリブデン100重量部
に対して、0.001〜10部が好適である。10重量部を越え
るとタングステン，モリブデン等と合金化するのでこの
好適範囲のものより金属化層の熱伝導率が低下する。
またこれらの助剤をそれ以上添加すれば、別の問題が
生じる可能性がある。つまり焼成時に生じた融液の量が
多くなり、一部がＷまたは／およびMo表面中に析出す
る。その表面にメッキを施してもメッキの付着性が問題
となることがある。本発明の好ましい態様の内でも特に
W,CaO,Al2O3,Ni粉末からなるＷペーストによって1400〜
1500℃でN2−H2雰囲気中で焼成せしめたものが特に良
い。また、AlN焼結体については、どのような粒界組
成、組織を有するものでも良いが、特に高熱伝導性を特
徴とするメタライズ法について言及すれば、粒界層の厚
みが小さく、AlN焼結体に占める量が少なく、粒界層を
構成している組成物の融点の高いものが特に好ましい。
要するに焼成時にペーストに含まれる助剤との反応性、
拡散量を考慮する必要があり、好ましいAlN焼結体は熱
伝導率が180W/mk以上であり、希土類元素が0.01〜1.0重
量パーセント、酸素を0.001〜0.5重量パーセントを含
み、AlNの平均結晶粒径が５μｍ以上のあるものであ
る。
生じる可能性がある。つまり焼成時に生じた融液の量が
多くなり、一部がＷまたは／およびMo表面中に析出す
る。その表面にメッキを施してもメッキの付着性が問題
となることがある。本発明の好ましい態様の内でも特に
W,CaO,Al2O3,Ni粉末からなるＷペーストによって1400〜
1500℃でN2−H2雰囲気中で焼成せしめたものが特に良
い。また、AlN焼結体については、どのような粒界組
成、組織を有するものでも良いが、特に高熱伝導性を特
徴とするメタライズ法について言及すれば、粒界層の厚
みが小さく、AlN焼結体に占める量が少なく、粒界層を
構成している組成物の融点の高いものが特に好ましい。
要するに焼成時にペーストに含まれる助剤との反応性、
拡散量を考慮する必要があり、好ましいAlN焼結体は熱
伝導率が180W/mk以上であり、希土類元素が0.01〜1.0重
量パーセント、酸素を0.001〜0.5重量パーセントを含
み、AlNの平均結晶粒径が５μｍ以上のあるものであ
る。
なお、金属化層の厚みは通常は５〜30μｍと、非常に
薄くしかもその熱伝導率が良好であるので、その層によ
って金属化面つきAlNの熱伝導率の低下はほとんど認め
られなかった。
薄くしかもその熱伝導率が良好であるので、その層によ
って金属化面つきAlNの熱伝導率の低下はほとんど認め
られなかった。
実施例１ 下表に示す様な成分の粉末、タングステンもしくはモ
リブデン粉末及び有機バインダーと共に混練してタング
ステンモリブデンペーストを作製した。AlN焼結体表面
に所定のパターンでスクリーン印刷を施し、N2あるいは
N2−H2雰囲気下で焼成した。引張強度の測定は2mm角の
バッドの形状に形成せしめた金属化表面に２〜３μmNi
メッキを施した後、0.8mmφのコバール線を、金属化表
面に対して垂直方向に830℃で銀ロウ付をした。そして
垂直引張強度を測定した。また金属化面付きAlNの熱伝
導率測定法は、金属化表面にNi,Auメッキを施した後、
電界効果型トランジスターをAuメッキ表面にAuロウ付で
搭載せしめた。そして△VEV法でそのトランジスターが
生ずる過渡的熱抵抗値よりAlN焼成体の熱伝導率を算出
した。なお焼成前のAlNの熱伝導率は220W/mkであった。
リブデン粉末及び有機バインダーと共に混練してタング
ステンモリブデンペーストを作製した。AlN焼結体表面
に所定のパターンでスクリーン印刷を施し、N2あるいは
N2−H2雰囲気下で焼成した。引張強度の測定は2mm角の
バッドの形状に形成せしめた金属化表面に２〜３μmNi
メッキを施した後、0.8mmφのコバール線を、金属化表
面に対して垂直方向に830℃で銀ロウ付をした。そして
垂直引張強度を測定した。また金属化面付きAlNの熱伝
導率測定法は、金属化表面にNi,Auメッキを施した後、
電界効果型トランジスターをAuメッキ表面にAuロウ付で
搭載せしめた。そして△VEV法でそのトランジスターが
生ずる過渡的熱抵抗値よりAlN焼成体の熱伝導率を算出
した。なお焼成前のAlNの熱伝導率は220W/mkであった。
また、上記の比較例の成分で1600℃以下でN2,N2−H2
およびそれらの加湿雰囲気で焼成を試みたが、引張強度
が2Kg/mm2以下と低く、実用レベルに達していない。そ
して加湿雰囲気で焼成したものは、AlN表面に変質して
いるのが認められた。
およびそれらの加湿雰囲気で焼成を試みたが、引張強度
が2Kg/mm2以下と低く、実用レベルに達していない。そ
して加湿雰囲気で焼成したものは、AlN表面に変質して
いるのが認められた。
実施例のサンプルについて気密性試験（Niメッキ処理
済のサンプル）をHeリーク法で調べたところ、リークレ
ートが10-11atmCC/secオーダーであり、極めて良好であ
ることがわかった。また比較例では1700℃焼成のもの
は、クリアーしたが、1600℃以下焼成のものすべて〜10
-8atmCC/sec以下の実用レベルには達していないことが
わかった。
済のサンプル）をHeリーク法で調べたところ、リークレ
ートが10-11atmCC/secオーダーであり、極めて良好であ
ることがわかった。また比較例では1700℃焼成のもの
は、クリアーしたが、1600℃以下焼成のものすべて〜10
-8atmCC/sec以下の実用レベルには達していないことが
わかった。
なお、表中のカッコ（ ）内の数字はMo,W粉末の重量
部100に対して添加粉末の重量部をしめている。
部100に対して添加粉末の重量部をしめている。
本発明によれば、タングステンもしくはモリブデンの
ペースト中にカルシウム，ストロンチウムもしくは／か
つバリウム化合物と、アルミニウム化合物とそしてNiも
しくは／かつCuの金属、合金、酸化物を添加混合させる
ことにより、窒化アルミニウム焼結体に塗布したペース
トの焼成を不活性雰囲気もしくは還元雰囲気中で実施で
き、しかも窒化アルミニウム焼結体と強固に接着した気
密性の高い、しかもAlNの熱伝導率の低下が小さいタン
グステンもしくはモリブデンの金属化面を得ることがで
きる。
ペースト中にカルシウム，ストロンチウムもしくは／か
つバリウム化合物と、アルミニウム化合物とそしてNiも
しくは／かつCuの金属、合金、酸化物を添加混合させる
ことにより、窒化アルミニウム焼結体に塗布したペース
トの焼成を不活性雰囲気もしくは還元雰囲気中で実施で
き、しかも窒化アルミニウム焼結体と強固に接着した気
密性の高い、しかもAlNの熱伝導率の低下が小さいタン
グステンもしくはモリブデンの金属化面を得ることがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山川 晃 兵庫県伊丹市昆陽北１丁目１番１号 住 友電気工業株式会社伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−45194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−69787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−129085（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−303881（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−195183（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−122984（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体
において、該金属化面がタングテンおよびモリブデンの
１種以上を含む第一成分と、カルシウム、ストロンチウ
ムおよびバリウムの１種以上を含む化合物とアルミニウ
ム化合物を含む第二成分と、銅およびニッケルの１種以
上を含む第三成分とが含有されてなることを特徴とする
金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体。 - 【請求項２】請求項１記載の金属化面を有する窒化アル
ミニウム焼結体を搭載した半導体装置。 - 【請求項３】タングステンおよびモリブデンの１種以上
からなる第一成分と、カルシウム、ストロンチウムおよ
びバリウムの１種以上を含む化合物とアルミニウム化合
物とを含有してなる第二成分と、銅およびニッケルの１
種以上を含む第三成分と、有機バインダーを混練せしめ
た金属ペーストを窒化アルミニウム焼結体面に塗布し、
これを不活性雰囲気、もしくは還元性雰囲気で焼成して
焼結体表面に金属化層を形成することを特徴とする金属
化層を有する窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079919A JP2616951B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079919A JP2616951B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01249681A JPH01249681A (ja) | 1989-10-04 |
| JP2616951B2 true JP2616951B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=13703706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63079919A Expired - Fee Related JP2616951B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616951B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03146488A (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 金属化層を有する窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6345194A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-26 | 住友電気工業株式会社 | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
| JPH0688857B2 (ja) * | 1986-09-12 | 1994-11-09 | 住友電気工業株式会社 | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
| JPS63129085A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | ティーディーケイ株式会社 | セラミツク体 |
| JPS63303881A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-12-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 金属化層が形成された窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法 |
| JPS63195183A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-12 | 住友電気工業株式会社 | メタライズ面を有するＡｌＮ焼結体の製造方法 |
| JPH01122984A (ja) * | 1987-11-06 | 1989-05-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | メタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63079919A patent/JP2616951B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01249681A (ja) | 1989-10-04 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |