JP2792112B2 - 窒化アルミニウムセラミック基板の製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウムセラミック基板の製造方法Info
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- JP2792112B2 JP2792112B2 JP1154332A JP15433289A JP2792112B2 JP 2792112 B2 JP2792112 B2 JP 2792112B2 JP 1154332 A JP1154332 A JP 1154332A JP 15433289 A JP15433289 A JP 15433289A JP 2792112 B2 JP2792112 B2 JP 2792112B2
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- JP
- Japan
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- aluminum nitride
- ceramic substrate
- nitride ceramic
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は窒化アルミニウムセラミック基板の製造方法
に関し、特に窒化アルミニウム焼結体上に接合強度の高
いメタライズ層を形成する製造方法に関する。
に関し、特に窒化アルミニウム焼結体上に接合強度の高
いメタライズ層を形成する製造方法に関する。
（従来の技術） 窒化アルミニウムは、従来半導体実装用セラミックと
して使用されているアルミナの10倍以上の高熱伝導性を
示すため、高密度実装用半導体基板材料として注目され
ている。そこで窒化アルミニウムを高密度実装用半導体
基板材料として使用するためには、導体形成のための金
属化処理（メタライズ）技術が不可欠であった。しかし
ながら、窒化アルミニウムは金属との濡れ性が悪いため
にメタライズ層の形成が困難であった。例えば、特開昭
59−40404号公報のように、窒化アルミニウム基板に酸
化物層を形成してメタライズするなどの改良は試みられ
ているが、十分な接合強度は得られなかった。また、特
開昭53−102310号公報のようにSi、Al、Mg、Ca、Fe等の
金属酸化物層を介して、Mo、Mn、Ｗ等の接合する方法が
報告されているが、例えばMo−Mn粉末を含むペーストを
窒化アルミニウム基板に塗布し、乾燥後に1500℃湿潤H2
雰囲気で加熱処理することが必要であった。
して使用されているアルミナの10倍以上の高熱伝導性を
示すため、高密度実装用半導体基板材料として注目され
ている。そこで窒化アルミニウムを高密度実装用半導体
基板材料として使用するためには、導体形成のための金
属化処理（メタライズ）技術が不可欠であった。しかし
ながら、窒化アルミニウムは金属との濡れ性が悪いため
にメタライズ層の形成が困難であった。例えば、特開昭
59−40404号公報のように、窒化アルミニウム基板に酸
化物層を形成してメタライズするなどの改良は試みられ
ているが、十分な接合強度は得られなかった。また、特
開昭53−102310号公報のようにSi、Al、Mg、Ca、Fe等の
金属酸化物層を介して、Mo、Mn、Ｗ等の接合する方法が
報告されているが、例えばMo−Mn粉末を含むペーストを
窒化アルミニウム基板に塗布し、乾燥後に1500℃湿潤H2
雰囲気で加熱処理することが必要であった。
（発明が解決しようとする） しかし、このような湿潤H2雰囲気での高温加熱処理の
ための電気炉は非常に高価であり、またH2ガス取扱いに
伴う爆発の危険性もあり、生産コストが高くなる原因で
もあった。さらに、このような方法による金属と窒化ア
ルミニウムセラミックスの接合界面には中間層としてア
ルミナ層やAl2O3−SiO2−MnO系等の複合酸化物層が形成
されるため、発熱源である半導体素子をメタライズ面上
に実装した場合には、このような中間層は、高熱伝導性
を有する基板への効率良い熱伝達の妨げとなる。また、
Mo−Mn、Ｗ−Mn法でメタライズした場合にはＷ、Mo導体
にNiメッキして使用する必要があるため、全工程が複雑
であるといった問題もあった。
ための電気炉は非常に高価であり、またH2ガス取扱いに
伴う爆発の危険性もあり、生産コストが高くなる原因で
もあった。さらに、このような方法による金属と窒化ア
ルミニウムセラミックスの接合界面には中間層としてア
ルミナ層やAl2O3−SiO2−MnO系等の複合酸化物層が形成
されるため、発熱源である半導体素子をメタライズ面上
に実装した場合には、このような中間層は、高熱伝導性
を有する基板への効率良い熱伝達の妨げとなる。また、
Mo−Mn、Ｗ−Mn法でメタライズした場合にはＷ、Mo導体
にNiメッキして使用する必要があるため、全工程が複雑
であるといった問題もあった。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、無機成分としてニッケルを80〜99.9重量
％、チタン又は炭化チタンを0.1〜20重量％含有するメ
タライズペースト窒化アルミニウム焼結体表面に供給
し、真空又は不活性雰囲気中で焼成することを特徴とす
るものである。
％、チタン又は炭化チタンを0.1〜20重量％含有するメ
タライズペースト窒化アルミニウム焼結体表面に供給
し、真空又は不活性雰囲気中で焼成することを特徴とす
るものである。
本発明での窒化アルミニウム焼結体は、好ましくは純
度が90％以上であり、焼結のために使用されたアルカリ
土類金属（Ca、Ba、Sr等）や希土類金属（Ｙ、La、Nd、
Gd、Yb、Ho、Ce等）のアルミネート（Ca−Al−ＯやＹ−
Al−Ｏ等）を含有してもよい。
度が90％以上であり、焼結のために使用されたアルカリ
土類金属（Ca、Ba、Sr等）や希土類金属（Ｙ、La、Nd、
Gd、Yb、Ho、Ce等）のアルミネート（Ca−Al−ＯやＹ−
Al−Ｏ等）を含有してもよい。
（実施例） 窒化アルミニウム基板上に、純度98％、平均粒径２μ
ｍのNi粉末に平均粒径１μｍのTi粉末を５重量％加え、
エチルセルローズ、ブチルカルビトール、アセトンを添
加したメタライズペーストをスクリーン印刷法により供
給し、乾燥後、1300℃、真空雰囲気下で30分間加熱処理
して窒化アルミニウムセラミックス基板上に2mm角寸法
のメタライズを形成した。この上に共晶はんだを用いて
強度測定用リード線を接合し、垂直引っ張りによりこの
接合強度を測定したところ、3.0kg/mm2以上の高強度が
得られた。
ｍのNi粉末に平均粒径１μｍのTi粉末を５重量％加え、
エチルセルローズ、ブチルカルビトール、アセトンを添
加したメタライズペーストをスクリーン印刷法により供
給し、乾燥後、1300℃、真空雰囲気下で30分間加熱処理
して窒化アルミニウムセラミックス基板上に2mm角寸法
のメタライズを形成した。この上に共晶はんだを用いて
強度測定用リード線を接合し、垂直引っ張りによりこの
接合強度を測定したところ、3.0kg/mm2以上の高強度が
得られた。
また、上記の例と同様の方法でNi粉末に炭化チタン
（TiC）を５重量％加えたメタライズペーストを作成し1
300℃、窒素雰囲気中で焼成し、この接合強度を測定し
たところ同じく3.0kg/mm2以上の高強度が得られた。
（TiC）を５重量％加えたメタライズペーストを作成し1
300℃、窒素雰囲気中で焼成し、この接合強度を測定し
たところ同じく3.0kg/mm2以上の高強度が得られた。
なおチタン又はチタン化合物の含有量は0.1〜20重量
％の範囲をはずれると高い強度が得られなかった。
％の範囲をはずれると高い強度が得られなかった。
（発明の効果） 本発明によれば、アルミナ基板の５〜10倍の高熱伝導
性を示す窒化アルミニウムと金属ニッケルとが強固に接
合されたセラミック基板が得られる。また本発明の製造
方法は、従来のMo−Mn法やＷ−Mn法のように危険性を伴
う高温のウェット水素雰囲気を必要とせず、生産性の良
い真空、窒素、アルゴンガス雰囲気で生産可能であると
いった特徴をもつ。それ以外にも、従来のMo−Mn法やＷ
−Mn法での接合界面でのAl2O3層やAl2O3−SiO2−MnO系
等のような熱伝導の阻害となる中間酸化物を含まないた
め熱放散に効果的であり、さらNiメッキ工程も不必要と
いう画期的な特徴もある。
性を示す窒化アルミニウムと金属ニッケルとが強固に接
合されたセラミック基板が得られる。また本発明の製造
方法は、従来のMo−Mn法やＷ−Mn法のように危険性を伴
う高温のウェット水素雰囲気を必要とせず、生産性の良
い真空、窒素、アルゴンガス雰囲気で生産可能であると
いった特徴をもつ。それ以外にも、従来のMo−Mn法やＷ
−Mn法での接合界面でのAl2O3層やAl2O3−SiO2−MnO系
等のような熱伝導の阻害となる中間酸化物を含まないた
め熱放散に効果的であり、さらNiメッキ工程も不必要と
いう画期的な特徴もある。
Claims (2)
- 【請求項１】無機成分としてニッケルを80〜99.9重量
％、チタン又は炭化チタンを0.1〜20重量％含有するメ
タライズペーストを窒化アルミニウム焼結体表面に供給
し、真空又は不活性雰囲気中で焼成することを特徴とす
る窒化アルミニウムセラミック基板の製造方法。 - 【請求項２】焼成温度が1300℃であることを特徴とする
請求項（１）に記載の窒化アルミニウムセラミック基板
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154332A JP2792112B2 (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 窒化アルミニウムセラミック基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154332A JP2792112B2 (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 窒化アルミニウムセラミック基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0319258A JPH0319258A (ja) | 1991-01-28 |
| JP2792112B2 true JP2792112B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=15581836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154332A Expired - Lifetime JP2792112B2 (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 窒化アルミニウムセラミック基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2792112B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63201079A (ja) * | 1986-10-02 | 1988-08-19 | 日本タングステン株式会社 | セラミツク焼結体用メタライズペ−スト及びそのメタライズ法 |
| JPS63112475A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-05-17 | 住友金属工業株式会社 | セラミツクスと金属の接合方法 |
| JP2582835B2 (ja) * | 1988-02-22 | 1997-02-19 | 株式会社東芝 | 表面導電性セラミックス基板の製造方法 |
-
1989
- 1989-06-15 JP JP1154332A patent/JP2792112B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0319258A (ja) | 1991-01-28 |
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Legal Events
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