JP2735754B2 - メタライズ金属層を有する窒化アルミニウム質焼結体 - Google Patents
メタライズ金属層を有する窒化アルミニウム質焼結体Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はメタライズ金属層を有す
る窒化アルミニウム質焼結体に関するものである。
る窒化アルミニウム質焼結体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミックス、特にアルミナに代
表される酸化物系のセラミックスは電気絶縁性、化学的
安定性等の特性に優れていることから半導体素子を収容
する半導体素子収納用パッケージや半導体素子、抵抗、
コンデンサ等が搭載接続される回路基板等に多用されて
おり、該酸化物系セラミックスを用いた半導体素子収納
用パッケージや回路基板等はセラミック体表面に回路配
線導体としてのメタライズ金属層が多数、被着接合され
て構成されている。
表される酸化物系のセラミックスは電気絶縁性、化学的
安定性等の特性に優れていることから半導体素子を収容
する半導体素子収納用パッケージや半導体素子、抵抗、
コンデンサ等が搭載接続される回路基板等に多用されて
おり、該酸化物系セラミックスを用いた半導体素子収納
用パッケージや回路基板等はセラミック体表面に回路配
線導体としてのメタライズ金属層が多数、被着接合され
て構成されている。
【０００３】かかる酸化物系セラミックスから成るセラ
ミック体表面のメタライズ金属層はセラミック体がアル
ミナ質焼結体から成る場合、通常、平均粒径が2.0 μm
程度のモリブデンーマンガン等から成る粉末に有機溶
剤、溶媒を添加しペースト状となしたものをアルミナ質
焼結体表面にスクリーン印刷法により被着させ、しかる
後、これを加湿雰囲気中、約1600℃の温度で焼成し、モ
リブデンーマンガン粉末等の粉末粒子間にアルミナ質焼
結体のアルミナ結晶間に介在するガラス成分の一部を移
行させ、アルミナ結晶とモリブデンーマンガン粉末等と
をガラス成分を介し接合させることによってアルミナ質
焼結体の表面に被着接合される。
ミック体表面のメタライズ金属層はセラミック体がアル
ミナ質焼結体から成る場合、通常、平均粒径が2.0 μm
程度のモリブデンーマンガン等から成る粉末に有機溶
剤、溶媒を添加しペースト状となしたものをアルミナ質
焼結体表面にスクリーン印刷法により被着させ、しかる
後、これを加湿雰囲気中、約1600℃の温度で焼成し、モ
リブデンーマンガン粉末等の粉末粒子間にアルミナ質焼
結体のアルミナ結晶間に介在するガラス成分の一部を移
行させ、アルミナ結晶とモリブデンーマンガン粉末等と
をガラス成分を介し接合させることによってアルミナ質
焼結体の表面に被着接合される。
【０００４】しかしながら、近時、半導体素子は高密度
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なものとなってきている。
そのためこの半導体素子を上述した従来の半導体素子収
納用パッケージや回路基板に収容搭載した場合、パッケ
ージや回路基板等に使用されるアルミナ質焼結体の熱伝
導率が約20W/m ・K と低いため、該アルミナ質焼結体を
介して半導体素子が作動時に発生する熱を大気中に良好
に放散させるこができず、その結果、半導体素子が該半
導体素子自身の発する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、特性に熱変化を与え、誤動
作を生じさせるという欠点を招来した。
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なものとなってきている。
そのためこの半導体素子を上述した従来の半導体素子収
納用パッケージや回路基板に収容搭載した場合、パッケ
ージや回路基板等に使用されるアルミナ質焼結体の熱伝
導率が約20W/m ・K と低いため、該アルミナ質焼結体を
介して半導体素子が作動時に発生する熱を大気中に良好
に放散させるこができず、その結果、半導体素子が該半
導体素子自身の発する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、特性に熱変化を与え、誤動
作を生じさせるという欠点を招来した。
【０００５】そこで、上記欠点を解消するためにアルミ
ナ質焼結体等、酸化物系セラミックスに変えて熱伝導率
が80W/m ・K 以上の極めて熱を伝えやすい窒化アルミニ
ウム質焼結体を使用することが考えられる。
ナ質焼結体等、酸化物系セラミックスに変えて熱伝導率
が80W/m ・K 以上の極めて熱を伝えやすい窒化アルミニ
ウム質焼結体を使用することが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒化ア
ルミニウム質焼結体は窒化アルミニウム結晶間に介在す
るガラス成分が少ないこと及び窒化アルミニウム結晶と
金属との濡れ性が悪いこと等から窒化アルミニウム質焼
結体表面にモリブデンーマンガン粉末から成るメタライ
ズ金属層を接合させたとしてもその接合強度は極めて弱
く、半導体素子収納用パッケージや回路基板等には使用
できないという欠点を有していた。
ルミニウム質焼結体は窒化アルミニウム結晶間に介在す
るガラス成分が少ないこと及び窒化アルミニウム結晶と
金属との濡れ性が悪いこと等から窒化アルミニウム質焼
結体表面にモリブデンーマンガン粉末から成るメタライ
ズ金属層を接合させたとしてもその接合強度は極めて弱
く、半導体素子収納用パッケージや回路基板等には使用
できないという欠点を有していた。
【０００７】
【発明の目的】本発明者は上記欠点に鑑み種々の実験を
行った結果、メタライズ金属層としてモリブデン粉末に
酸化マンガン粉末、酸化珪素粉末及び酸化モリブデン粉
末を所定量含有させたものを使用するとメタライズ金属
層を窒化アルミニウム質焼結体に接合強度を強くして接
合し得ることを知見した。
行った結果、メタライズ金属層としてモリブデン粉末に
酸化マンガン粉末、酸化珪素粉末及び酸化モリブデン粉
末を所定量含有させたものを使用するとメタライズ金属
層を窒化アルミニウム質焼結体に接合強度を強くして接
合し得ることを知見した。
【０００８】本発明は上記知見に基づき、メタライズ金
属層と窒化アルミニウム質焼結体との接合強度が強く、
半導体素子収納用パッケージや回路基板等に好適に使用
することができるメタライズ金属層を有する窒化アルミ
ニウム質焼結体を提供することをその目的とするもであ
る。
属層と窒化アルミニウム質焼結体との接合強度が強く、
半導体素子収納用パッケージや回路基板等に好適に使用
することができるメタライズ金属層を有する窒化アルミ
ニウム質焼結体を提供することをその目的とするもであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のメタライズ金属
層を有する窒化アルミニウム質焼結体は、モリブデン粉
末50.0乃至90.0重量％に、酸化マンガン粉末3.0 乃至2
0.0重量％、酸化珪素粉末3.0 乃至15.0重量％、酸化モ
リブデン粉末1.0 乃至20.0重量％を含有させて成るメタ
ライズ金属層を窒化アルミニウム質焼結体に接合させた
ことを特徴とするものである。
層を有する窒化アルミニウム質焼結体は、モリブデン粉
末50.0乃至90.0重量％に、酸化マンガン粉末3.0 乃至2
0.0重量％、酸化珪素粉末3.0 乃至15.0重量％、酸化モ
リブデン粉末1.0 乃至20.0重量％を含有させて成るメタ
ライズ金属層を窒化アルミニウム質焼結体に接合させた
ことを特徴とするものである。
【００１０】本発明のメタライズ金属層に使用されるモ
リブデン粉末はメタライズ金属層の主成分を構成し、そ
の量が50.0重量％未満であるとモリブデン粉末の焼結が
阻害されてメタライズ金属層自身の機械的強度が低下す
るとともにメタライズ金属層のシート抵抗が大きく増大
して半導体素子収納用パッケージや回路基板等に使用で
きなくなり、また90.0重量％を越えるとメタライズ金属
層と窒化アルミニウム質焼結体との接合強度が極めて弱
いものとなって半導体素子収納用パッケージや回路基板
等に使用できなくなる。従って、前記モリブデン粉末は
その量が50.0乃至90.0重量％の範囲に特定される。
リブデン粉末はメタライズ金属層の主成分を構成し、そ
の量が50.0重量％未満であるとモリブデン粉末の焼結が
阻害されてメタライズ金属層自身の機械的強度が低下す
るとともにメタライズ金属層のシート抵抗が大きく増大
して半導体素子収納用パッケージや回路基板等に使用で
きなくなり、また90.0重量％を越えるとメタライズ金属
層と窒化アルミニウム質焼結体との接合強度が極めて弱
いものとなって半導体素子収納用パッケージや回路基板
等に使用できなくなる。従って、前記モリブデン粉末は
その量が50.0乃至90.0重量％の範囲に特定される。
【００１１】尚、前記モリブデン粉末はその粒径が0.3
μm 未満であるとモリブデン粉末の表面エネルギーが大
きくなって凝集塊を作りやすくなり、また3.0 μm を越
えるとモリブデン粉末の粒径が大きくなって隣接する粉
末同士の接触面積が狭くなり、いずれの場合もメタライ
ズ金属層のシート抵抗が大きなものとなる傾向にある。
従って、メタライズ金属層のシート抵抗を小さなものと
するにはモリブデン粉末の粒径を0.3 乃至3.0 μm の範
囲としておくことが好ましい。
μm 未満であるとモリブデン粉末の表面エネルギーが大
きくなって凝集塊を作りやすくなり、また3.0 μm を越
えるとモリブデン粉末の粒径が大きくなって隣接する粉
末同士の接触面積が狭くなり、いずれの場合もメタライ
ズ金属層のシート抵抗が大きなものとなる傾向にある。
従って、メタライズ金属層のシート抵抗を小さなものと
するにはモリブデン粉末の粒径を0.3 乃至3.0 μm の範
囲としておくことが好ましい。
【００１２】また本発明のメタライズ金属層に含有され
る酸化マンガン粉末、酸化珪素粉末及び酸化モリブデン
粉末はいずれも主成分としてのモリブデン粉末を窒化ア
ルミニウム質焼結体に強固に接合させるためのガラス成
分を生成する作用を為すとともに酸化モリブデン粉末は
高熱還元雰囲気中にてその一部が還元され、メタライズ
金属層の成分となる作用を為し、酸化マンガン粉末の含
有量が3.0 重量％未満、酸化珪素粉末の含有量が3.0 重
量％未満、酸化モリブデン粉末の含有量が1.0重量％未
満であるとガラス成分が十分に生成されず、メタライズ
金属層を窒化アルミニウム質焼結体に強固に接合させる
ことができず、また酸化マンガン粉末の含有量が20.0重
量％を越え、酸化珪素粉末の含有量が15.0重量％を越
え、酸化モリブデン粉末の含有量が20.0重量％を越える
と主成分としてのモリブデン粉末の焼結が阻害され、メ
タライズ金属層自身の機械的強度が低下するとともにメ
タライズ金属層のシート抵抗が大きく増大して半導体素
子収納用パッケージや回路基板等に使用できなくなる。
従って、前記酸化マンガン粉末の含有量は3.0 乃至20.0
重量％に、酸化珪素粉末の含有量は3.0 乃至15.0重量％
に、酸化モリブデン粉末の含有量は1.0 乃至20.0重量％
に各々特定される。
る酸化マンガン粉末、酸化珪素粉末及び酸化モリブデン
粉末はいずれも主成分としてのモリブデン粉末を窒化ア
ルミニウム質焼結体に強固に接合させるためのガラス成
分を生成する作用を為すとともに酸化モリブデン粉末は
高熱還元雰囲気中にてその一部が還元され、メタライズ
金属層の成分となる作用を為し、酸化マンガン粉末の含
有量が3.0 重量％未満、酸化珪素粉末の含有量が3.0 重
量％未満、酸化モリブデン粉末の含有量が1.0重量％未
満であるとガラス成分が十分に生成されず、メタライズ
金属層を窒化アルミニウム質焼結体に強固に接合させる
ことができず、また酸化マンガン粉末の含有量が20.0重
量％を越え、酸化珪素粉末の含有量が15.0重量％を越
え、酸化モリブデン粉末の含有量が20.0重量％を越える
と主成分としてのモリブデン粉末の焼結が阻害され、メ
タライズ金属層自身の機械的強度が低下するとともにメ
タライズ金属層のシート抵抗が大きく増大して半導体素
子収納用パッケージや回路基板等に使用できなくなる。
従って、前記酸化マンガン粉末の含有量は3.0 乃至20.0
重量％に、酸化珪素粉末の含有量は3.0 乃至15.0重量％
に、酸化モリブデン粉末の含有量は1.0 乃至20.0重量％
に各々特定される。
【００１３】前記メタライズ金属層に含有される酸化マ
ンガン粉末、酸化珪素粉末及び酸化モリブデン粉末はま
たその粒径が10μm を越えるとガラス成分を作る粉末同
士の接触面積が小さくなり、ガラス成分を生成し難くな
ってメタライズ金属層を窒化アルミニウム質焼結体に強
固に接合させるのが困難となる傾向にある。従って、メ
タライズ金属層を窒化アルミニウム質焼結体に強固に接
合させるには酸化マンガン粉末、酸化珪素粉末及び酸化
モリブデン粉末の粒径を10μm 以下としておくことが好
ましい。
ンガン粉末、酸化珪素粉末及び酸化モリブデン粉末はま
たその粒径が10μm を越えるとガラス成分を作る粉末同
士の接触面積が小さくなり、ガラス成分を生成し難くな
ってメタライズ金属層を窒化アルミニウム質焼結体に強
固に接合させるのが困難となる傾向にある。従って、メ
タライズ金属層を窒化アルミニウム質焼結体に強固に接
合させるには酸化マンガン粉末、酸化珪素粉末及び酸化
モリブデン粉末の粒径を10μm 以下としておくことが好
ましい。
【００１４】
【実施例】次に本発明を添付図面に示す実施例に基づき
詳細に説明する。図１は本発明のメタライズ金属層を有
する窒化アルミニウム質焼結体を半導体素子収納用パッ
ケージに適用した場合の例を示し、1 は窒化アルミニウ
ム質焼結体から成る絶縁基体、2 は蓋体である。この絶
縁基体1 と蓋体2 とで半導体素子4 を収容するための容
器3 が構成される。
詳細に説明する。図１は本発明のメタライズ金属層を有
する窒化アルミニウム質焼結体を半導体素子収納用パッ
ケージに適用した場合の例を示し、1 は窒化アルミニウ
ム質焼結体から成る絶縁基体、2 は蓋体である。この絶
縁基体1 と蓋体2 とで半導体素子4 を収容するための容
器3 が構成される。
【００１５】前記絶縁基体1 はその上面中央部に半導体
素子4 を載置固定するための載置部を有し、該半導体素
子載置部には半導体素子4 がガラス、樹脂等の接着剤を
介し接着固定される。
素子4 を載置固定するための載置部を有し、該半導体素
子載置部には半導体素子4 がガラス、樹脂等の接着剤を
介し接着固定される。
【００１６】前記絶縁基体1 はそれを構成する窒化アル
ミニウム質焼結体の熱伝導率が80W/m ・K 以上戸高く、
熱を伝導し易いため絶縁基体1 の半導体素子載置部に半
導体素子4 を固定し、作動させた場合、絶縁基体1 は半
導体素子4 が発生する熱を直接伝導吸収するとともに該
吸収した熱を大気中に良好に放散することが可能とな
り、その結果、半導体素子4 は常に低温として熱破壊を
起こしたり、特性に熱変化を来し、誤動作したりするこ
とはなくなる。
ミニウム質焼結体の熱伝導率が80W/m ・K 以上戸高く、
熱を伝導し易いため絶縁基体1 の半導体素子載置部に半
導体素子4 を固定し、作動させた場合、絶縁基体1 は半
導体素子4 が発生する熱を直接伝導吸収するとともに該
吸収した熱を大気中に良好に放散することが可能とな
り、その結果、半導体素子4 は常に低温として熱破壊を
起こしたり、特性に熱変化を来し、誤動作したりするこ
とはなくなる。
【００１７】尚、前記窒化アルミニウム質焼結体から成
る絶縁基体1 は例えば、主原料である窒化アルミニウム
粉末に焼結助剤としての酸化イットリウム、カルシア等
の粉末及び適当な有機溶剤、溶媒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、前記
成形体を約1800℃の温度で焼成することによって製作さ
れる。
る絶縁基体1 は例えば、主原料である窒化アルミニウム
粉末に焼結助剤としての酸化イットリウム、カルシア等
の粉末及び適当な有機溶剤、溶媒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、前記
成形体を約1800℃の温度で焼成することによって製作さ
れる。
【００１８】また前記絶間基体1 は半導体素子搭載部周
辺から外周端にかけて複数個のメタライズ金属層5 が被
着形成されており、該メタライズ金属層5 の半導体素子
搭載部周辺は半導体素子4 の各電極がボンディングワイ
ヤ6 を介し電気的に接続され、また外周端に導出された
部位には外部電気回路と電気的に接続される外部リート
端子7 が銀ロウ等のロウ材8 を介しロウ付け取着され
る。
辺から外周端にかけて複数個のメタライズ金属層5 が被
着形成されており、該メタライズ金属層5 の半導体素子
搭載部周辺は半導体素子4 の各電極がボンディングワイ
ヤ6 を介し電気的に接続され、また外周端に導出された
部位には外部電気回路と電気的に接続される外部リート
端子7 が銀ロウ等のロウ材8 を介しロウ付け取着され
る。
【００１９】前記メタライズ金属層は半導体素子4 の各
電極を外部リード端子7 に電気的に接続する導電路とし
て作用し、モリブデン粉末50.0乃至90.0重量％に、酸化
マンガン粉末を3.0 乃至20.0重量％、酸化珪素粉末を3.
0 乃至15.0重量％、酸化モリブデン粉末を1.0 乃至20.0
重量％含有させたもので形成されている。
電極を外部リード端子7 に電気的に接続する導電路とし
て作用し、モリブデン粉末50.0乃至90.0重量％に、酸化
マンガン粉末を3.0 乃至20.0重量％、酸化珪素粉末を3.
0 乃至15.0重量％、酸化モリブデン粉末を1.0 乃至20.0
重量％含有させたもので形成されている。
【００２０】前記メタライズ金属層5 はモリブデン粉末
に酸化マンガン粉末、酸化珪素粉末、酸化モリブデン粉
末及びエチルセルローズ等のバインダー、テルピネオー
ル、フタル酸ジブチル等の溶剤を添加混合して金属ペー
ストを作成するとともに該金属ペーストを窒化アルミニ
ウム質焼結体から成る絶縁基体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し、しか
る後、これを還元雰囲気中、1300〜1700℃の温度で焼き
付けることによって絶縁基体1 の所定位置に被着形成さ
れる。この場合、メタライズ金属層5 はモリブデン粉末
に酸化マンガン粉末、酸化珪素粉末、酸化モリブデン粉
末が所定量含有されているため絶縁基体1 に極めて強固
に接合することとなる。
に酸化マンガン粉末、酸化珪素粉末、酸化モリブデン粉
末及びエチルセルローズ等のバインダー、テルピネオー
ル、フタル酸ジブチル等の溶剤を添加混合して金属ペー
ストを作成するとともに該金属ペーストを窒化アルミニ
ウム質焼結体から成る絶縁基体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し、しか
る後、これを還元雰囲気中、1300〜1700℃の温度で焼き
付けることによって絶縁基体1 の所定位置に被着形成さ
れる。この場合、メタライズ金属層5 はモリブデン粉末
に酸化マンガン粉末、酸化珪素粉末、酸化モリブデン粉
末が所定量含有されているため絶縁基体1 に極めて強固
に接合することとなる。
【００２１】また前記メタライズ金属層5 にロウ付けさ
れる外部リード端子7 は内部に収容する半導体素子4 を
外部電気回路に接続する作用を為し、外部リード端子7
を外部電気回路に接続することによって内部に収容され
る半導体素子4 はメタライズ金属層5 及び外部リード端
子7 を介し外部電気回路と電気的に接続されることとな
る。
れる外部リード端子7 は内部に収容する半導体素子4 を
外部電気回路に接続する作用を為し、外部リード端子7
を外部電気回路に接続することによって内部に収容され
る半導体素子4 はメタライズ金属層5 及び外部リード端
子7 を介し外部電気回路と電気的に接続されることとな
る。
【００２２】前記外部リード端子7 ハコバール金属( 鉄
ーニッケルーコバルト合金) や42アロイ( 鉄ーニッケル
合金) 等の金属材料から成り、銀ロウ等のロウ材8 を介
しメタライズ金属層5 にロウ付けされる。
ーニッケルーコバルト合金) や42アロイ( 鉄ーニッケル
合金) 等の金属材料から成り、銀ロウ等のロウ材8 を介
しメタライズ金属層5 にロウ付けされる。
【００２３】尚、前記外部リード端子7 は鉄51.0乃至6
4.0重量％、ニッケル29.0乃至34.0重量％及びコバルト
7.0 乃至15.0重量％の合金で形成するとその熱膨張係数
が絶縁基体1 を構成する窒化アルミニウム質焼結体の熱
膨張係数(4.2〜4.7 ×10-6/ ℃) に近似した4.0 乃至5.
0 ×10-6/ ℃となり、絶縁基体1 に被着させたメタライ
ズ金属層5 に外部リード端子7 をロウ付けする際、絶縁
基体1 と外部リード端子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、
メタライズ金属層5 に外部リード端子7 を極めて強固に
ロウ付けすることができる。従って、前記外部リード端
子7 はその熱膨張係数を4.0 乃至5.0 ×10-6/ ℃として
絶縁基体1 のメタライズ金属層5 に強固にロウ付けする
ために鉄51.0乃至64.0重量％、ニッケル29.0乃至34.0重
量％及びコバルト7.0 乃至15.0重量％の合金で形成して
おくことが好ましい。
4.0重量％、ニッケル29.0乃至34.0重量％及びコバルト
7.0 乃至15.0重量％の合金で形成するとその熱膨張係数
が絶縁基体1 を構成する窒化アルミニウム質焼結体の熱
膨張係数(4.2〜4.7 ×10-6/ ℃) に近似した4.0 乃至5.
0 ×10-6/ ℃となり、絶縁基体1 に被着させたメタライ
ズ金属層5 に外部リード端子7 をロウ付けする際、絶縁
基体1 と外部リード端子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、
メタライズ金属層5 に外部リード端子7 を極めて強固に
ロウ付けすることができる。従って、前記外部リード端
子7 はその熱膨張係数を4.0 乃至5.0 ×10-6/ ℃として
絶縁基体1 のメタライズ金属層5 に強固にロウ付けする
ために鉄51.0乃至64.0重量％、ニッケル29.0乃至34.0重
量％及びコバルト7.0 乃至15.0重量％の合金で形成して
おくことが好ましい。
【００２４】かくして上述の半導体素子収納用パッケー
ジは絶縁基体1 の半導体素子搭載部に半導体素子4 を接
着剤を介して接着固定するとともに半導体素子4 の各電
極をメタライズ金属層5 にボンディングワイヤ6 を介し
て電気的に接続し、しかる後、絶縁基体1 の上面に蓋体
2 をガラス、樹脂等の封止材により接合させ、容器3を
気密に封止することによって製品としての半導体装置と
なる。
ジは絶縁基体1 の半導体素子搭載部に半導体素子4 を接
着剤を介して接着固定するとともに半導体素子4 の各電
極をメタライズ金属層5 にボンディングワイヤ6 を介し
て電気的に接続し、しかる後、絶縁基体1 の上面に蓋体
2 をガラス、樹脂等の封止材により接合させ、容器3を
気密に封止することによって製品としての半導体装置と
なる。
【００２５】(実験例) 次に本発明の作用効果を以下に
示す実験例に基づき説明する。
示す実験例に基づき説明する。
【００２６】まず出発原料として粒径1.0 μm 以下のモ
リブデン粉末に、粒径2 μm の酸化マンガン粉末、酸化
珪素粉末及び酸化モリブデン粉末をを表1 及び表 2に示
す値に秤量し、これに有機溶剤、溶媒を添加混合すると
ともに混練機で48時間混練し、メタライズ金属層用ペー
スト試料を得る。
リブデン粉末に、粒径2 μm の酸化マンガン粉末、酸化
珪素粉末及び酸化モリブデン粉末をを表1 及び表 2に示
す値に秤量し、これに有機溶剤、溶媒を添加混合すると
ともに混練機で48時間混練し、メタライズ金属層用ペー
スト試料を得る。
【００２７】尚、試料番号27は本発明品と比較するため
の比較試料であり、粒径1 μm のモリブデン粉末とマン
ガン粉末とから成る従来一般に使用されているメタライ
ズ金属層用ペーストである。
の比較試料であり、粒径1 μm のモリブデン粉末とマン
ガン粉末とから成る従来一般に使用されているメタライ
ズ金属層用ペーストである。
【００２８】かくして得られたメタライズ金属層用ペー
スト試料を使用して窒化アルミニウム質焼結体の表面に
1.5mm 角、厚さ20μm のパターン20個をスクリーン印刷
法により印刷塗布し、次にこれを還元雰囲気中、1300〜
1700℃の温度で焼き付け、窒化アルミニウム質焼結体の
表面にメタライズ金属層を被着接合させる。
スト試料を使用して窒化アルミニウム質焼結体の表面に
1.5mm 角、厚さ20μm のパターン20個をスクリーン印刷
法により印刷塗布し、次にこれを還元雰囲気中、1300〜
1700℃の温度で焼き付け、窒化アルミニウム質焼結体の
表面にメタライズ金属層を被着接合させる。
【００２９】そして次に前記メタライズ金属層に1.0mm
角、長さ40mmの鉄51.0乃至64.0重量％、ニッケル29.0乃
至34.0重量％及びコバルト7.0 乃至15.0重量％から成る
金属柱の一端を銀ロウ( 銀:72 重量％、銅:28 重量％)
を介してロウ付けし、しかる後、金属柱のロウ付け部と
反対の端を垂直方向に引っ張り、メタライズ金属層が窒
化アルミニウム質焼結体から剥がれた際の引っ張り強度
を調べ、その平均値をメタライズ金属層の接合強度とし
て算出した。
角、長さ40mmの鉄51.0乃至64.0重量％、ニッケル29.0乃
至34.0重量％及びコバルト7.0 乃至15.0重量％から成る
金属柱の一端を銀ロウ( 銀:72 重量％、銅:28 重量％)
を介してロウ付けし、しかる後、金属柱のロウ付け部と
反対の端を垂直方向に引っ張り、メタライズ金属層が窒
化アルミニウム質焼結体から剥がれた際の引っ張り強度
を調べ、その平均値をメタライズ金属層の接合強度とし
て算出した。
【００３０】尚、前記メタライズ金属層に金属柱をロウ
付けする場合には、メタライズ金属層の外表面に厚さ1.
5 μm のニッケルメッキ層を層着させておいた。
付けする場合には、メタライズ金属層の外表面に厚さ1.
5 μm のニッケルメッキ層を層着させておいた。
【００３１】上記の結果を表1 、表2 に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【発明の効果】上記実験結果からも判るように、従来の
メタライズ金属層は窒化アルミニウム質焼結体との接合
強度が0.9Kg/mm 2と極めて弱いものであるのに対し、本
発明品は接合強度が3.0Kg/mm 2以上であり、メタライズ
金属層が窒化アルミニウム質焼結体に強固に被着接合し
ている。
メタライズ金属層は窒化アルミニウム質焼結体との接合
強度が0.9Kg/mm 2と極めて弱いものであるのに対し、本
発明品は接合強度が3.0Kg/mm 2以上であり、メタライズ
金属層が窒化アルミニウム質焼結体に強固に被着接合し
ている。
【００３５】よって本発明のメタライズ金属層を有する
窒化アルミニウム質焼結体は半導体素子を収容搭載され
る半導体素子収納用パッケージや回路基板等に極めて好
適に使用することが可能となる。
窒化アルミニウム質焼結体は半導体素子を収容搭載され
る半導体素子収納用パッケージや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１】本発明のメタライズ金属層を有する窒化アルミ
ニウム質焼結体を半導体素子を収容する半導体素子収納
用パッケージに適用した場合の一実施例を示す断面図で
ある。
ニウム質焼結体を半導体素子を収容する半導体素子収納
用パッケージに適用した場合の一実施例を示す断面図で
ある。
１・・・・・・・窒化アルミニウム質焼結体から成る絶
縁基体 ２・・・・・・・蓋体 ５・・・・・・・メタライズ金属層 ７・・・・・・・外部リード端子
縁基体 ２・・・・・・・蓋体 ５・・・・・・・メタライズ金属層 ７・・・・・・・外部リード端子
Claims (1)
- 【請求項１】モリブデン粉末50.0乃至90.0重量％に、酸
化マンガン粉末3.0 乃至20.0重量％、酸化珪素粉末3.0
乃至15.0重量％、酸化モリブデン粉末1.0 乃至20.0重量
％を含有させて成るメタライズ金属層を窒化アルミニウ
ム質焼結体に接合させたことを特徴とするメタライズ金
属層を有する窒化アルミニウム質焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284435A JP2735754B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | メタライズ金属層を有する窒化アルミニウム質焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284435A JP2735754B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | メタライズ金属層を有する窒化アルミニウム質焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128062A JPH06128062A (ja) | 1994-05-10 |
| JP2735754B2 true JP2735754B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=17678516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4284435A Expired - Fee Related JP2735754B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | メタライズ金属層を有する窒化アルミニウム質焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735754B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-22 JP JP4284435A patent/JP2735754B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06128062A (ja) | 1994-05-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |