JP2967929B2 - 窒化アルミニウム基板用導体ペースト - Google Patents

窒化アルミニウム基板用導体ペースト

Info

Publication number
JP2967929B2
JP2967929B2 JP63267136A JP26713688A JP2967929B2 JP 2967929 B2 JP2967929 B2 JP 2967929B2 JP 63267136 A JP63267136 A JP 63267136A JP 26713688 A JP26713688 A JP 26713688A JP 2967929 B2 JP2967929 B2 JP 2967929B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
conductor
weight
aluminum nitride
nitride substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63267136A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01206508A (ja
Inventor
一成 渡辺
直志 入沢
勝正 中原
徹男 夏井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP63267136A priority Critical patent/JP2967929B2/ja
Publication of JPH01206508A publication Critical patent/JPH01206508A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2967929B2 publication Critical patent/JP2967929B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks

Landscapes

  • Conductive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、窒化アルミニウム基板用ペーストに関する
ものである。
[従来の技術] 近年、電子機器の小型化、高出力化に対する要求が高
まり、半導体素子の高出力化、高集積化などの技術が強
く望まれている。それに伴い、単位面積当たりの発熱量
が増加するため、半導体からの発熱を効率よく放散でき
る基板が求められている。その中で、AlNは絶縁抵抗が
高い、絶縁耐圧が高い、誘電率が低いなどの電気特性に
加え、Al2O3の10倍以上の高い熱伝導率、またSiに近い
熱膨張係数を有し、上記の要求に応える材料の一つとし
て注目されている。
しかるに、AlNは、金属との濡れ性が悪く、Al2O3基板
に使用される厚膜導体ペーストを使用しても、基板との
接着強度が強い回路を形成するのが困難であるという問
題を有していた。AlNと金属との接着力向上に関して
は、第2回マイクロエレクトロニクスシンポジウム(19
87)の予稿集p141〜p144に記載されているように、Ti箔
もしくは、Ti−Cu系ろう材,Ti粉末とAgろう粉末との混
合ペーストを用いると、AlNとTiとが高温で反応してTiN
が生成し高い接合強度が得られることが知られている
が、Ti箔を用いる方法では、Cu箔とAlN基板との接合し
か出来ず、細かい回路線幅に対応できないという問題点
があり、Ti−Cu系ろう材を用いる方法では、合金粉の微
粉を得にくいため細かい回路線幅に対応できないという
問題点があり、Ti粉末とAgろう粉末との混合ペーストを
用いる方法では、Agを含有しているためマイグレーショ
ンが発生しやすいという問題点があった。
(発明の解決しようとする問題点) 本発明は従来技術が有していた上記問題点を解決し、
微細な回路パターンが形成でき、マイグレーションが発
生することなく、接着強度に優れた窒化アルミニウム基
板用導体ペーストの提供を目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は無機成分が導電性金属の粉末50〜90重量%
と、活性金属の粉末8〜40重量%と、低融点金属の粉末
及び/又は該低融点金属の化合物の粉末2〜30重量%と
からなり、上記導電性金属はCu、Ag、Pd及びNiから選ば
れる1種以上であり、上記活性金属はTi、Ti合金、Zr又
はZr合金であり、上記低融点金属はSn、Bi、Sb、In、C
d、Zn、Ge、Se及びPbから選ばれる1種以上である、窒
化アルミニウム基板用導体ペースト、並びに、無機成分
が導電性金属の粉末20〜80重量%と、活性金属の粉末15
〜50重量%と、Inの粉末及び/又はIn化合物の粉末2〜
30重量%とからなり、上記導電性金属はCu、Ag、Pd及び
Niから選ばれる1種以上であり、上記活性金属はTi、Ti
合金、Zr又はZr合金である、窒化アルミニウム基板用導
体ペーストを提供するものである。
本発明の第1発明において、導電性金属粉末は導体を
構成する主成分であり、無機成分中における該金属粉末
の含有量が50重量%未満では導体の抵抗値が大きくなり
過ぎ、90重量%を越えると導体と基板の接着力が低下す
る。
導電性金属としては抵抗値が小さい金属を使用し、具
体的には貴金属であるAg、Pd、卑金属であるCu、Niから
選ばれる1種以上を使用する。中でも電気抵抗が低い、
融点が低い、マイグレーションの心配が無い等の理由か
ら、Cu粉末が好適である。
本発明の活性金属粉末は、加熱(望ましくはペースト
焼成時の加熱)によりAlN基板と反応し導体の接着力を
向上する作用を有する。かかる活性金属粉末の含有量が
無機成分中で8重量%未満では、導体の接着力が充分に
向上しなく、40重量%より多くなると、導体が脆弱にな
り充分な接着力が得られないだけでなく、導体の電気抵
抗が大きくなりすぎる。活性金属としてはTi、Ti合金、
Zr又はZr合金を使用する。Ti合金としては、Ti−6Al−4
Vが例示され、Zr合金としてはジルカロイが例示され
る。
低融点金属粉末及び/又は低融点金属化合物粉末は導
体の脆弱性を改善するために添加する。かかる粉末の添
加量が無機成分中で2重量%未満では導体が脆弱で、30
重量%を越えると導体の電気抵抗が大きくなりすぎる。
低融点金属の粉末や低融点金属の化合物の粉末を構成
する低融点金属としては上記導電性金属より融点が低
く、焼成により導体の脆性を改善するものを使用する。
具体的には、低融点金属としてはSn,Bi,Sb,In,Cd,Zn,G
e,Se,Pbを使用する。低融点金属化合物としてはBi2O3,S
b2O3,PbO,の酸化物、PbCl2,SbCl3,SnCl4の塩化物、SnS,
BiS,Sb2S3の硫化物が例示される。中でもSn,Bi,Bi2O3
特に好ましい。
上記各粉末の粒径は、10μm以下であることが好まし
い。その理由は導体層の厚さが20μm程度であるため、
10μm超の粒径になると粉末の粒径が導体層の厚さに比
べて大きくなりすぎるからである。
本発明の第2発明は特に窒化雰囲気で焼成した場合窒
化アルミニウム基板と接着強度に優れたものが得られ
る。
導電性金属粉末は無機成分中における該金属粉末の含
有量が20重量%未満では導体の抵抗値が大きくなり過
ぎ、80重量%を越えると導体と基板の接着力が低下す
る。導電性金属としては抵抗値が小さい金属を使用し、
具体的には貴金属であるAg、Pd、卑金属であるCu、Niか
ら選ばれる1種以上を使用する。中でも電気抵抗が低
い、融点が低い、マイグレーションの心配がない等の理
由より、Cu粉末が好適である。
本発明の活性金属粉末は、加熱(望ましくはペースト
焼成時の加熱)により窒化アルミニウム基板と反応し導
体の接着力を向上する作用を有する。かかる活性金属粉
末の含有量が無機成分中で15重量%未満では、導体の接
着力が充分に向上しなく、50重量%より多くなると導体
が脆弱になり充分な接着力が得られないだけでなく、導
体の電気抵抗が大きくなりすぎる。
活性金属としてはTi、Ti合金、Zr又はZr合金を使用す
る。Ti合金としては、Ti−6Al−4Vが例示され、Zr合金
としてはジルカロイが例示される。
YやLa,Sm,Hf等の金属は窒化アルミニウムと反応する
が非常に活性なため、100μm以下の粒径を持つ粉末が
得られ難いので微細な導体パターンを形成する場合には
好ましくない。
インジウム粉末及び/又はインジウム化合物粉末は導
体の脆弱性を改善し、窒化アルミニウム基板との接着強
度を向上させるために添加する。かかる粉末の添加量が
無機成分中で2重量%未満では導体が脆弱である。
30重量%を越えると導体の電気抵抗が大きくなりすぎ
る。またインジウム化合物粉末としては インジウム塩:InBr,InBr2,InBr3(臭化物) InCl,InCl2,InCl3(塩化物) InF3(フッ化物) InI,InI2,InI3(ヨウ化物) 無機化合物:InP(リン化物) InS,In2S,In2S3(硫化物) In2O,InO,In2O3(酸化物) などが挙げられるが、各融点と沸点と焼成温度から考え
て特にIn,In2O3が好ましい。
上記各粉末の粒径は、10μm以下であることが好まし
い。その理由は導体層の厚さが20μm程度であるため、
10μm超の粒径になると粉末の粒径が導体層の厚さに比
べて大きくなりすぎるからである。
本発明によるペーストは以上説明した無機成分に有機
ビヒクルを添加して使用される。かかる有機ビヒクルは
特に限定されるものではなく、具体的にはエチルセルロ
ース,アクリル樹脂,四フツ化エチレン樹脂等の有機バ
インダーをα−テルピネオール,ブチルカルビトールア
セテート等の有機溶剤に溶解したものが例示される。
一方窒化アルミニウム基板としては、AlNが主成分で
あればよく、燒結助剤等を5重量%程度含有するもので
あってもよい。
本発明による導体の形成は次のようにして行うことが
できる。
上記の混合粉末に有機ビヒクルを加えたのち、自動乳
鉢で約1時間混合し、さらに三本ロールミルなどにより
分散性を向上させることが好ましい。このようにして作
製した導体ペーストを窒化アルミニウム基板上にスクリ
ーン印刷等の方法で塗布し、焼成して導体を形成する。
焼成の条件としては、850〜1200℃程度の温度で少なく
とも10分間加熱を行なうことが望ましく、第1発明のペ
ーストは1000℃、1時間が接着強度の安定性の点で好適
である。雰囲気としては非酸化性雰囲気が良く、とりわ
け真空雰囲気が接着強度の向上の点で好適である。
一方、第2発明のペーストは特に950℃1時間窒素雰
囲気中で焼成することにより基板との接着強度に優れた
ものが得られる。
焼成後、導体層の表面に半田付けを行なっても良い
が、半田の濡れ性を改善するため、必要に応じてCuメッ
キ、Niメッキ等のメッキを施しても良い。
[作用] 本発明においては、窒化アルミニウム基板と導体との
接着は、導体ペースト中に、低融点金属及び/又は低融
点金属化合物を含有することによって導体層自体を強化
し、さらに活性金属とAlNとの反応による化学結合によ
って強化されるものと思われる。
さらに、粒度の調整された無機物の粉末と有機ビヒク
ルからなるペーストであることによって、細かい回路線
幅が要求される導体層の形成も可能である。
[実施例] 試料No.1〜11 表1に示される無機成分粉末の総量と有機ビヒクルと
が重量比で80:20になるように混合し自動乳鉢で約1時
間撹拌後、3本ロールに3回通して導体ペーストを作製
した。なお、有機ビヒクルは、アクリル樹脂とn−ブチ
ルカルビトールアセテートとを重量比で5:95の割合で混
合したものを用いた。
次にこの導体ペーストを窒化アルミニウム基板の表面
に、スクリーン印刷法により約20μmの厚さに塗布し、
この導体ペーストを塗布した窒化アルミニウム基板を真
空雰囲気中、1000℃で約1時間焼成し、導体ペーストを
固化した。
更に、この導体層の表面に無電解銅メッキ又は無電解
Niメッキを施こし、接着強度及び抵抗値を調べた。その
結果を表1に示す。接着強度は、2mm×2mmのパターンで
ピールテストにより求めた。なお、同表における試料N
o.1〜3は比較例で、ピールテストで導体が破損した。
表1より明らかなように、本発明による導体ペースト
は、窒化アルミニウム基板の表面に強固な接着強度で接
着した導体を形成することができる。
試料No.12〜22 表1に示すペースト中の無機成分組成と無電解メッキ
法とし、焼成条件を、窒素雰囲気中、945℃で1時間と
した他は試料No.1と同様にして、試作、評価した結果を
表1に示す。表1より明らかなようにインジウム、イン
ジウム化合物を含有するペーストは、窒素雰囲気中で焼
成することにより窒化アルミニウム基板との接着力に優
れた導体が形成される。
[発明の効果] 本発明によれば、マイグレーションを生ずることな
く、接着強度に優れた微細なパターンの導体を窒化アル
ミニウム基板に形成することができる。
特にインジウム、インジウム化合物を含有するものは
窒素雰囲気での焼成により接着強度に優れた導体が得ら
れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−81290(JP,A) 特開 昭62−229922(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無機成分が導電性金属の粉末50〜90重量%
    と、活性金属の粉末8〜40重量%と、低融点金属の粉末
    及び/又は該低融点金属の化合物の粉末2〜30重量%と
    からなり、 上記導電性金属はCu、Ag、Pd及びNiから選ばれる1種以
    上であり、 上記活性金属はTi、Ti合金、Zr又はZr合金であり、 上記低融点金属はSn、Bi、Sb、In、Cd、Zn、Ge、Se及び
    Pbから選ばれる1種以上である、 窒化アルミニウム基板用導体ペースト。
  2. 【請求項2】無機成分が導電性金属の粉末20〜80重量%
    と、活性金属の粉末15〜50重量%と、Inの粉末及び/又
    はIn化合物の粉末2〜30重量%とからなり、 上記導電性金属はCu、Ag、Pd及びNiから選ばれる1種以
    上であり、 上記活性金属はTi、Ti合金、Zr又はZr合金である、 窒化アルミニウム基板用導体ペースト。
JP63267136A 1987-10-27 1988-10-25 窒化アルミニウム基板用導体ペースト Expired - Fee Related JP2967929B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63267136A JP2967929B2 (ja) 1987-10-27 1988-10-25 窒化アルミニウム基板用導体ペースト

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-269405 1987-10-27
JP26940587 1987-10-27
JP63267136A JP2967929B2 (ja) 1987-10-27 1988-10-25 窒化アルミニウム基板用導体ペースト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01206508A JPH01206508A (ja) 1989-08-18
JP2967929B2 true JP2967929B2 (ja) 1999-10-25

Family

ID=26547727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63267136A Expired - Fee Related JP2967929B2 (ja) 1987-10-27 1988-10-25 窒化アルミニウム基板用導体ペースト

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2967929B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3422367A4 (en) * 2016-12-27 2019-10-16 Mitsuboshi Belting Ltd. ELECTROCONDUCTIVE PULP, ELECTRONIC SUBSTRATE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SUBSTRATE

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0671137B2 (ja) * 1989-06-15 1994-09-07 電気化学工業株式会社 銅を接合した窒化アルミニウム基板の製法
EP0895252A1 (en) * 1997-07-29 1999-02-03 E.I. Du Pont De Nemours And Company Thick film silver termination composition
DE102013007439B4 (de) 2012-05-10 2016-06-30 Hubert Adamietz Vorrichtung zur Bestimmung der von einer Wärmequelle abgegebenen thermischen Leistung
JPWO2022210507A1 (ja) * 2021-03-30 2022-10-06
CN115838303B (zh) * 2023-02-22 2023-04-28 西安石油大学 一种氮化铝陶瓷用银浆

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0635077B2 (ja) * 1985-10-02 1994-05-11 田中貴金属工業株式会社 セラミックス用ろう材
JPS62229922A (ja) * 1986-03-31 1987-10-08 株式会社東芝 コンデンサ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3422367A4 (en) * 2016-12-27 2019-10-16 Mitsuboshi Belting Ltd. ELECTROCONDUCTIVE PULP, ELECTRONIC SUBSTRATE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SUBSTRATE
US10575412B2 (en) 2016-12-27 2020-02-25 Mitsuboshi Belting Ltd. Electroconductive paste, electronic substrate, and method for manufacturing said substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01206508A (ja) 1989-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0097058B1 (en) Sic sintered body having metallized layer and production method therefor
JPH0334162B2 (ja)
JP2001243836A (ja) 導電性ペースト及びそれを用いた印刷配線板
JPH023554B2 (ja)
JP2001307547A (ja) 導電性組成物およびそれを用いた印刷回路板
JP2967929B2 (ja) 窒化アルミニウム基板用導体ペースト
JPH0773731A (ja) 厚膜導電性ペースト組成物
JP4081865B2 (ja) 導体組成物の製造方法
JP2795467B2 (ja) 接着性良好な金属ペースト
US4659406A (en) Method of bonding to ceramic and glass
JP2550630B2 (ja) 導電性被膜形成用銅ペースト
JPH0337751B2 (ja)
JPH05170552A (ja) メタライズ層を有する窒化アルミニウム基板とそのメタライズ方法
JPH0541110A (ja) 導体ペースト
JPH023555B2 (ja)
JP2941002B2 (ja) 導体組成物
JP2004055558A (ja) 銅ペースト及びそれを用いた配線基板
JP2743558B2 (ja) 銅導体ペースト
JP2531023B2 (ja) 導電性ペ―スト
JP6836184B2 (ja) 厚膜導体形成用組成物および厚膜導体の製造方法
JPH05221759A (ja) メタライズ層を有する窒化アルミニウム基板とそのメタライズ方法
JPH0731931B2 (ja) 厚膜ペ−スト
JP3433260B2 (ja) メタライズ基板及びその製造方法
JPH0548225A (ja) 導体ペースト
JPS60923B2 (ja) セラミック半導体用電極材料

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080820

Year of fee payment: 9

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080820

Year of fee payment: 9

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees