JP3709062B2

JP3709062B2 - Aluminum nitride wiring board and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3709062B2
Application number: JP32845097A
Authority: JP
Inventors: 成樹山田; 智英長谷川; 智広岩井田; 浩岡山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JPH11163492A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗体層および配線層を具備し、窒化アルミニウム質セラミックスからなる絶縁基板と同時焼成によって作製される抵抗体を具備する窒化アルミニウム質配線基板と、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に、セラミック配線基板において、その回路設計上、抵抗体素子を設ける場合、基板表面に抵抗体チップなどの部品を、半田などにより配線基板の表面に形成された配線層に実装することが行われている。最近に至っては、抵抗体部品に代えて、基板表面に酸化レニウムなどの抵抗体ペーストを印刷塗布して基板に焼き付けることにより抵抗体を形成することも行われている。
【０００３】
一方、セラミック配線基板としては、従来よりアルミナセラミックスを絶縁基板とし、その表面にＷやＭｏなどの高融点金属からなるメタライズ配線層を被着形成したものが普及しているが、配線基板表面に半導体素子を搭載する場合、半導体素子の作動に伴う発生する熱を放熱させるために、絶縁基板に対して高熱伝導性が要求され、その要求に対して、窒化アルミニウム質セラミックスが注目されている。
【０００４】
このような窒化アルミニウム質セラミックスを絶縁基板とした配線基板に対して、抵抗体を形成する場合においても、同様に抵抗体素子を表面実装するか、あるいは抵抗体ペーストを印刷塗布して焼き付けることが一般に行われてる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、一般民生電子部品等の高密度実装化、薄型化、小型化に伴い、基板表面の実装面積が小さくなり、抵抗体素子を表面に実装することが困難となりつつあり、また、抵抗体ペーストを焼き付ける場合においても、その抵抗体を形成する箇所は、基板表面に限定されるために、高密度配線化を阻害する大きな要因となっていた。
【０００６】
このような高密度配線化に対しては、セラミック配線基板を多層配線化するとともに、セラミック絶縁基板とメタライズ配線層とともに、同時焼成することが可能であり、抵抗体を多層配線基板の表面または内部のいずれでもに形成できることが望まれる。この同時焼成技術において、焼成温度が絶縁基板の緻密化温度と一致することのみならず、熱膨張特性なども絶縁基板と一致することが必要であるが、これまで、このような特性を有する窒化アルミニウム質セラミックスと同時焼成可能であり、さらに密着性に優れた抵抗体については何ら検討されていないのが現状であった。
【０００７】
従って、本発明は、窒化アルミニウム質セラミックスからなる絶縁基板と、同時焼成によって形成することが可能であり、且つ高い密着性を有する抵抗体を具備した配線基板を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題に対し検討を重ねた結果、抵抗体組成物として、ＷあるいはＭｏを主成分とし、添加物としてＦｅおよびＳｉ、さらには、ＮｂＮ及び／またはアルミナを加えることにより抵抗値を任意の値に調整が可能であり、かかる抵抗体組成物が窒化アルミニウ質セラミックスと同時に焼成できるとともに、絶縁基板に対して高い密着性をもって形成できることを見いだし、本発明に至った。
【０００９】
即ち、本発明の窒化アルミニウム質配線基板は、窒化アルミニウムを主体とするセラミック絶縁基板と、該基板の表面および／または内部に、ＷあるいはＭｏを主体とするメタライズ配線層と、ＷあるいはＭｏを主成分とし、ＦｅおよびＳｉを合計で０．１〜２重量％、ＮｂＮ、Ａｌ₂Ｏ₃の少なくとも１種を０．５〜２０重量％の割合で含有する抵抗体層を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の窒化アルミニウム質配線基板の製造方法は、窒化アルミニウムを主体とするグリーンシートに、ＷあるいはＭｏを主体とするメタライズ配線層用ペーストを所定箇所に印刷塗布すると同時に、ＷあるいはＭｏを主成分とし、ＦｅおよびＳｉを合計で０．１〜２重量％、ＮｂＮ、Ａｌ₂Ｏ₃の少なくとも１種を０．５〜２０重量％の割合で含有する抵抗体層用ペーストを印刷塗布した後、非酸化性雰囲気中で同時焼成することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の窒化アルミニウム質配線基板は、窒化アルミニウム質セラミックスを絶縁基板とするものであり、その表面および／または内部にＷあるいはＭｏを主成分とするメタライズ配線層を具備するものである。
【００１２】
絶縁基板を形成する窒化アルミニウム質絶縁基板は、窒化アルミニウムを主成分として、焼結助剤成分を０．１〜２０重量％の割合で含有する。焼結助剤成分としては、Ｙ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｌａなどの周期律表第３ａ族元素化合物および／またはＣａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇなどの周期律表第２ａ族元素化合物、あるいはＬｉ、Ｎａなどの周期律表第１ａ族元素化合物、Ｓｉ化合物などを含有する。
【００１３】
特に、周期律表第３ａ族元素を酸化物換算で０．１〜１５重量％の割合で含有することが望ましく、他の焼結助剤は、周期律表第３ａ族元素化合物とともに、低温での焼結性をさらに促進するものであり、０．１〜１０重量％の割合で含有される。
【００１４】
また、絶縁基板中には、基板を黒色化するために、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの周期律表第４ａ，５ａ、６ａ、７ａ、８族化合物を酸化物換算で０．１〜１０重量％の割合で含有させることも可能である。
【００１５】
一方、メタライズ配線層は、ＷあるいはＭｏを主体とするものであり、その他の成分としては、絶縁基板との同時焼結性を高める上で、絶縁基板と同様な窒化アルミニウム、あるいは窒化アルミニウムと焼結助剤成分等を１０重量％以下の割合で含有する。
【００１６】
さらに、本発明の配線基板において、上記のメタライズ配線層は、主として信号の伝達を担うものでありその電気抵抗が１５ｍΩ／□以下であることが必要であるが、本発明の配線基板によれば、メタライズ配線層以外に、抵抗体層を具備するものである。
【００１７】
この抵抗体層は、ＷあるいはＭｏを主成分とし、ＦｅおよびＳｉを合計で０．１〜２重量％、ＮｂＮ、Ａｌ_２Ｏ_３の少なくとも１種を０．５〜２０重量％の割合で含有するものである。特に、Ｆｅ＋Ｓｉの含有量を０．１重量％以上とすることにより、ＷあるいはＭｏを主成分とする組成物の抵抗を２０〜２００ｍΩ／□の範囲で制御することができる。但し、Ｆｅ＋Ｓｉ量の上限を２重量％に定めたのは、これ以上含有させても実質抵抗変化がないためである。
【００１８】
また、かかる抵抗体層には、上記のＦｅ＋Ｓｉに加え、ＮｂＮあるいはＡｌ₂Ｏ₃を合計で０．５〜２０重量％の割合で含有させる。このＮｂＮやＡｌ₂Ｏ₃は、Ｆｅ＋Ｓｉとの併用によって、抵抗体の抵抗値制御と同時に絶縁基板への密着性を高めることができる。よって、上記ＮｂＮとＡｌ₂Ｏ₃の合計量が０．５重量％あるいは２０重量％より多いと、密着性が低下し実用に適さなくなる。好適には、１〜１０重量％が適当である。
【００１９】
さらに、この抵抗体層中には、上記の抵抗制御剤や密着性向上剤に加え、前記メタライズ配線層と同様に、絶縁基板と同様なＡｌＮ、あるいはＡｌＮとその焼結助剤成分を１０重量％以下の抵抗体層としての性能を及ぼさない範囲で含有していてもよい。
【００２０】
なお、上記のメタライズ配線層および抵抗体層は、配線基板の表面に形成される他、多層配線化された配線基板においては、その絶縁基板内部に配設することも当然可能である。その場合には、適宜、メタライズ配線層と同様な組成物からなるスルーホール導体を形成して異なる層間の電気的な接続を行えばよい。
【００２１】
次に、上記の窒化アルミニウム質配線基板の製造方法について説明する。まず、絶縁基板を形成するために、原料として、平均粒径が０．８〜２．５μｍ、ＢＥＴ比表面積が２〜５ｍ²／ｇ、不純物酸素量が０．５〜３．０重量％の窒化アルミニウム粉末に対して、前述したような各種焼結助剤あるいは黒色化材を所定量添加混合し、該混合粉末に有機バインダーと溶媒を添加して調製した成形用原料を用いてドクターブレード法などによりグリーンシートを作製する。
【００２２】
一方、メタライズ配線層用ペーストとして、平均粒径が１〜５μｍのＷあるいはＭｏ粉末に対して、適宜、窒化アルミニウム、前記焼結助剤成分などを所定量添加混合し、さらに、有機バインダー、可塑剤とともに溶媒中にて混合してメタライズペーストを調製する。
【００２３】
また、抵抗体層用ペーストとして、平均粒径が１〜５μｍのＷあるいはＭｏ粉末に対して、ＦｅおよびＳｉを合計で０．１〜２重量％、ＮｂＮ、Ａｌ₂Ｏ₃の少なくとも１種を０．５〜２０重量％の割合で添加混合し、これに有機バインダー、可塑剤とともに溶媒中にて混合して抵抗体層用メタライズペーストを調製する。
【００２４】
そして、上記のようにして調製したメタライズ配線層用ペーストおよび抵抗体用ペーストをグリーンシートの表面の所定箇所にスクリーン印刷法などにより印刷塗布する。なお、配線基板を多層配線化する場合には、複数のグリーンシートに対して、適宜スルーホールを形成してそのホール内にメタライズ配線層用ペーストを充填した後、さらに所定のグリーンシートに回路設計により、メタライズ配線層用ペーストおよび／または抵抗体用ペーストを印刷塗布した後、積層圧着する。
【００２５】
その後、それを窒素中、あるいは水素＋窒素混合雰囲気中で１５５０〜１９００℃の温度で焼成することによりメタライズ配線層および抵抗体層を表面あるいは内部に形成した配線基板を作製することができる。
【００２６】
【実施例】
平均粒径が１．５μｍ、ＢＥＴ比表面積が２．５ｍ²／ｇ、不純物酸素量が１．０重量％、陽イオン不純物０．０３重量％以下の窒化アルミニウム粉末に対して、Ｅｒ₂Ｏ₃を８重量％、ＳｒＣＯ₃をＳｒＯ換算で２．５重量％、黒色化材としてＭｏＯ₃を１重量％添加混合した混合粉末を作製し、成形用バインダーとしてアクリル系バインダーと有機溶媒と混練した後、ドクターブレード法により厚さ５００μｍのグリーンシートを作製した。
【００２７】
次に、抵抗体ペーストとして、平均粒径が２μｍのＷあるいはＭｏ粉末、平均粒径が３μｍのＮｂＮ粉末、平均粒径が３μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末、Ｆｅ源としてＦｅ₂Ｏ₃およびＳｉ源としてＳｉＯ₂を用いて、最終組成が表１となるように秤量混合し、その混合物に、セルロール系バインダーを添加混合して、抵抗体層用ペーストを調製した。なお、試料Ｎo.２９、３０については原料のＡｌＮ粉末を添加した。
【００２８】
また、配線層用ペーストとして、平均粒径が２μｍのＷ粉末に対して、ＡｌＮを５重量％、Ｅｒ₂Ｏ₃を０．５重量％添加混合して、その混合物に、セルロース系バインダーを添加混合して、配線層用ペーストを調製した。
【００２９】
そして、前記グリーンシート上に調製した抵抗体層用ペーストおよび配線層用ペーストをスクリーン印刷により印刷塗布した。なお、抵抗体ペーストは、抵抗測定用として幅０．２ｍｍ×長さ３５ｍｍ×厚さ２０μｍ、密着強度測定用として幅２ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚さ２０μｍに２種を塗布した。また、グリーンシートの一部にはスルーホールを形成して前記配線層用ペーストを充填した。
【００３０】
そして、ペーストが印刷された複数のグリーンシートを積層した後、窒素＋水素混合雰囲気中で１６５０℃の温度で３時間焼成して抵抗体内蔵窒化アルミニウム質配線基板を作製した。絶縁基板の熱伝導率は７５Ｗ／ｍ・Ｋであった。得られた各種配線基板に対して、抵抗体層の単位面積当たりの抵抗を４端子法により測定し、その結果を表１に示した。
【００３１】
また、基板表面に形成された抵抗体層に対して、Ｎｉメッキを施し、ＢＡｇ−８ろうにてＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金製のＴ字型金具をろう付けして、その金具を１ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で垂直方向に引張り、抵抗体層が剥がれた時の荷重（ピール強度）を測定し表１に示した。
【００３２】
【表１】

【００３３】
表１の結果から明らかなように、Ｆｅ＋Ｓｉ合計量を０．１〜２重量％の範囲に制御することにより抵抗を２０〜２００ｍΩ／□の範囲で制御できることがわかる。また、ＮｂＮ、Ａｌ₂Ｏ₃を添加することにより、ピール強度２ｋｇｆ以上が達成された。
【００３４】
但し、Ｆｅ＋Ｓｉ量が０．１重量％未満の試料Ｎo.１では、抵抗が２０ｍΩ／□より低く、２重量％を越える試料Ｎo.８では、２重量％添加試料との抵抗の変化はなかった。さらにＮｂＮおよびＡｌ₂Ｏ₃合計量が０．５重量％よりも少ない試料Ｎo.９、１８、あるいは２０重量％を越える試料Ｎo.１７、２３ではいずれもピール強度が２ｋｇｆよりも低く実用的なものではなかった。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明においては、窒化アルミニウム質セラミックスを絶縁基板とする配線基板において、抵抗体層を絶縁基板と同時焼成により、且つ高い密着性をもって形成することができる結果、抵抗体層の表面形成のみならず内蔵化が可能であり、窒化アルミニウムの高熱伝導性を発揮した配線基板の高密度配線化及び高密度実装化を図ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aluminum nitride wiring board having a resistor layer and a wiring layer, including an insulating substrate made of an aluminum nitride ceramic and a resistor manufactured by simultaneous firing, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In general, when a resistor element is provided in a ceramic wiring board due to its circuit design, a component such as a resistor chip is mounted on a wiring layer formed on the surface of the wiring board by soldering or the like. ing. Recently, instead of resistor parts, a resistor is also formed by printing and applying a resistor paste such as rhenium oxide on the substrate surface and baking it onto the substrate.
[0003]
On the other hand, as a ceramic wiring board, an alumina ceramic is used as an insulating substrate, and a metallized wiring layer made of a refractory metal such as W or Mo is deposited on the surface of the ceramic wiring board. When a semiconductor element is mounted, in order to dissipate heat generated by the operation of the semiconductor element, high heat conductivity is required for the insulating substrate, and aluminum nitride ceramics has been attracting attention for the demand.
[0004]
When a resistor is formed on a wiring board using such an aluminum nitride ceramic as an insulating substrate, the resistor element can be similarly surface-mounted, or a resistor paste can be printed and baked. Generally done.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, as general consumer electronic components and the like have become denser, thinner, and smaller, the mounting area of the substrate surface has become smaller, making it difficult to mount the resistor element on the surface. Even when the body paste is baked, the location where the resistor is formed is limited to the substrate surface, which is a major factor that hinders high-density wiring.
[0006]
For such high-density wiring, the ceramic wiring board can be multilayered and simultaneously fired together with the ceramic insulating board and the metallized wiring layer, and the resistor can be formed on the surface or inside of the multilayer wiring board. It is desirable that any of these can be formed. In this simultaneous firing technique, it is necessary not only that the firing temperature coincides with the densification temperature of the insulating substrate, but also that the thermal expansion characteristics and the like also coincide with the insulating substrate. At present, no investigation has been made on a resistor that can be fired simultaneously with an aluminum-based ceramic and has excellent adhesion.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an insulating substrate made of an aluminum nitride ceramic and a wiring substrate that can be formed by simultaneous firing and includes a resistor having high adhesion. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated investigations on the above problems, the present inventors have added W or Mo as a main component as a resistor composition and added Fe and Si as additives, and further NbN and / or alumina. The resistance value can be adjusted to an arbitrary value, and it has been found that such a resistor composition can be fired at the same time as the aluminum nitride ceramics and can be formed with high adhesion to an insulating substrate, resulting in the present invention.
[0009]
That is, the aluminum nitride based wiring board of the present invention has a ceramic insulating substrate mainly composed of aluminum nitride, a metallized wiring layer mainly composed of W or Mo on the surface and / or inside of the substrate, and W or Mo mainly. A resistor layer containing 0.1 to ₂ % by weight of Fe and Si as a component and at least one of NbN and Al ₂ O ₃ in a proportion of 0.5 to 20% by weight is provided. To do.
[0010]
The method for manufacturing an aluminum nitride-based wiring board according to the present invention includes a step of printing and applying a metallized wiring layer paste mainly composed of W or Mo onto a green sheet mainly composed of aluminum nitride at a predetermined location. A resistor layer paste containing 0.1 to ₂ % by weight of Fe and Si in total and containing at least one of NbN and Al ₂ O ₃ in a proportion of 0.5 to 20% by weight was printed and applied. Then, it is characterized by co-firing in a non-oxidizing atmosphere.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The aluminum nitride wiring board of the present invention uses an aluminum nitride ceramic as an insulating substrate, and has a metallized wiring layer mainly composed of W or Mo on the surface and / or inside thereof.
[0012]
The aluminum nitride-based insulating substrate forming the insulating substrate contains aluminum nitride as a main component and a sintering aid component in a proportion of 0.1 to 20% by weight. As the sintering aid component, a periodic table group 3a element compound such as Y, Er, Yb, Lu, La and / or a periodic table group 2a element compound such as Ca, Ba, Sr, Mg, or Li And 1a group element compound of the periodic table such as Na, Si compound and the like.
[0013]
In particular, it is desirable to contain Group 3a elements of the Periodic Table in an amount of 0.1 to 15% by weight in terms of oxides, and other sintering aids together with Group 3a element compounds of the Periodic Table at a low temperature. Is further promoted, and is contained in a proportion of 0.1 to 10% by weight.
[0014]
Further, in order to blacken the substrate in the insulating substrate, periodic tables 4a, 5a, 6a, 7a of Ti, Zr, V, Nb, Ta, W, Mo, Mn, Fe, Co, Ni, etc. It is also possible to contain a group 8 compound in a proportion of 0.1 to 10% by weight in terms of oxide.
[0015]
On the other hand, the metallized wiring layer is mainly composed of W or Mo, and other components include aluminum nitride similar to the insulating substrate, or sintered with aluminum nitride, in order to enhance the simultaneous sintering property with the insulating substrate. It contains a binder component and the like in a proportion of 10% by weight or less.
[0016]
Furthermore, in the wiring board of the present invention, the metallized wiring layer is mainly responsible for signal transmission and its electric resistance is required to be 15 mΩ / □ or less. According to the wiring board of the present invention, In addition to the metallized wiring layer, a resistor layer is provided.
[0017]
This resistor layer is mainly composed of W or Mo, contains Fe and Si in a total amount of 0.1 to ₂ % by weight, and contains at least one of NbN and Al ₂ O ₃ in a proportion of 0.5 to 20% by weight. To do. In particular , when the content of Fe + Si is 0.1% by weight or more, the resistance of the composition containing W or Mo as a main component can be controlled in the range of 20 to 200 mΩ / □. However, the reason why the upper limit of the amount of Fe + Si is set to 2% by weight is that there is no substantial change in resistance even if it is contained more than this.
[0018]
In addition to the above Fe + Si, the resistor layer contains NbN or Al ₂ O ₃ in a ratio of 0.5 to 20% by weight in total. When NbN or Al ₂ O ₃ is used in combination with Fe + Si, the adhesion to the insulating substrate can be enhanced simultaneously with the resistance value control of the resistor. Therefore, if the total amount of NbN and Al ₂ O ₃ is more than 0.5% by weight or 20% by weight, the adhesiveness is lowered and is not suitable for practical use. 1 to 10% by weight is suitable.
[0019]
Further, in this resistor layer, in addition to the above resistance control agent and adhesion improver, 10 wt.% Of AlN similar to that of the insulating substrate or AlN and its sintering aid component are used in the same manner as the metallized wiring layer. % Or less of the resistor layer may be contained within a range not exerting the performance.
[0020]
Note that the metallized wiring layer and the resistor layer are formed on the surface of the wiring board, and in a wiring board having a multilayer wiring, it is naturally possible to arrange the metallized wiring layer and the resistor layer inside the insulating board. In that case, a through-hole conductor made of the same composition as that of the metallized wiring layer may be appropriately formed to make electrical connection between different layers.
[0021]
Next, a method for manufacturing the aluminum nitride wiring board will be described. First, in order to form an insulating substrate, the raw material has an average particle size of 0.8 to 2.5 μm, a BET specific surface area of ² to 5 m ² / g, and an impurity oxygen amount of 0.5 to 3.0 wt%. A doctor blade method using a raw material for molding prepared by adding a predetermined amount of the above-mentioned various sintering aids or blackening materials to aluminum nitride powder and adding an organic binder and solvent to the mixed powder. A green sheet is produced by the above.
[0022]
On the other hand, as a metallized wiring layer paste, a predetermined amount of aluminum nitride, the above-mentioned sintering aid component or the like is appropriately added to and mixed with W or Mo powder having an average particle diameter of 1 to 5 μm, and further, an organic binder, plastic A metallized paste is prepared by mixing in a solvent together with the agent.
[0023]
Further, as a resistor layer paste, a total of 0.1 to ₂ % by weight of Fe and Si, NbN, and Al ₂ O ₃ with respect to W or Mo powder having an average particle diameter of 1 to 5 μm. A metal layer paste for a resistor layer is prepared by adding and mixing at a ratio of 0.5 to 20% by weight and mixing with an organic binder and a plasticizer in a solvent.
[0024]
Then, the metallized wiring layer paste and the resistor paste prepared as described above are printed and applied to predetermined locations on the surface of the green sheet by a screen printing method or the like. In addition, when the wiring board is made into a multilayer wiring, through holes are appropriately formed in a plurality of green sheets, and the metalized wiring layer paste is filled in the holes, and further circuit design is performed on a predetermined green sheet. Then, the metallized wiring layer paste and / or the resistor paste is printed and applied, and then laminated and pressure-bonded.
[0025]
Thereafter, it is baked at a temperature of 1550 to 1900 ° C. in a nitrogen or hydrogen + nitrogen mixed atmosphere, whereby a wiring board having a metallized wiring layer and a resistor layer formed on the surface or inside thereof can be produced.
[0026]
【Example】
For an aluminum nitride powder having an average particle size of 1.5 μm, a BET specific surface area of 2.5 m ² / g, an impurity oxygen content of 1.0% by weight, and a cationic impurity of 0.03% by weight or less, Er ₂ O ₃ 8% by weight, 2.5% by weight of SrCO ₃ in terms of SrO, and 1% by weight of MoO ₃ as a blackening material were mixed and mixed with an acrylic binder and an organic solvent as a molding binder. A green sheet having a thickness of 500 μm was prepared by a doctor blade method.
[0027]
Next, as a resistor paste, W or Mo powder having an average particle size of 2 μm, NbN powder having an average particle size of 3 μm, Al ₂ O ₃ powder having an average particle size of 3 μm, Fe ₂ O ₃ and Si sources as Fe sources As a result, SiO ₂ was used and weighed and mixed so that the final composition was as shown in Table 1, and a cellulose binder was added to and mixed with the mixture to prepare a resistor layer paste. For samples No. 29 and 30, raw material AlN powder was added.
[0028]
Also, as a wiring layer paste, 5% by weight of AlN and 0.5% by weight of Er ₂ O ₃ are added to and mixed with W powder having an average particle diameter of 2 μm, and a cellulose binder is added to the mixture. The mixture was mixed to prepare a wiring layer paste.
[0029]
Then, the resistor layer paste and the wiring layer paste prepared on the green sheet were printed and applied by screen printing. In addition, two types of resistor pastes were applied in a width 0.2 mm × length 35 mm × thickness 20 μm for resistance measurement, and a width 2 mm × length 20 mm × thickness 20 μm for adhesion strength measurement. A through hole was formed in a part of the green sheet and filled with the wiring layer paste.
[0030]
Then, after laminating a plurality of green sheets on which the paste was printed, it was fired at a temperature of 1650 ° C. for 3 hours in a nitrogen + hydrogen mixed atmosphere to produce a resistor built-in aluminum nitride wiring board. The thermal conductivity of the insulating substrate was 75 W / m · K. With respect to the obtained various wiring boards, the resistance per unit area of the resistor layer was measured by the four-terminal method, and the results are shown in Table 1.
[0031]
Also, the resistor layer formed on the substrate surface is plated with Ni, brazed with a T-shaped metal fitting made of Fe-Ni-Co alloy with BAg-8 solder, and the metal fitting is 1 mm / min. Table 1 shows the load (peel strength) measured when the resistor layer was peeled off in the vertical direction at a pulling speed of.
[0032]
[Table 1]

[0033]
As is apparent from the results in Table 1, it can be seen that the resistance can be controlled in the range of 20 to 200 mΩ / □ by controlling the total amount of Fe + Si in the range of 0.1 to 2% by weight. Moreover, the peel strength of 2 kgf or more was achieved by adding NbN and Al ₂ O ₃ .
[0034]
However, in the sample No. 1 in which the amount of Fe + Si is less than 0.1% by weight, the resistance is lower than 20 mΩ / □, and in the sample No. 8 in which the amount exceeds 2% by weight, there is no change in the resistance with the 2% by weight added sample. . Further, in samples No. 9 and 18 where the total amount of NbN and Al ₂ O ₃ is less than 0.5% by weight, or in samples No. 17 and 23 where the total amount exceeds 20% by weight, the peel strength is lower than 2 kgf and is practical. It was not a thing.
[0035]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the present invention, in the wiring board using the aluminum nitride ceramics as the insulating substrate, the resistor layer can be formed with high adhesion by co-firing with the insulating substrate. In addition to forming the surface of the wiring board, it can be built in, and the wiring board that exhibits the high thermal conductivity of aluminum nitride can be made to have high density wiring and high density mounting.

Claims

Ceramic insulating substrate mainly composed of aluminum nitride, metallized wiring layer mainly composed of W or Mo on the surface and / or inside of the substrate, W or Mo as a main component, Fe and Si totaling 0.1 2 wt%, NbN, Al2 O3 of aluminum nitride wiring board, characterized by having a resistive layer which contains at least one in a proportion of 0.5 to 20 wt%.

At the same time, a metallized wiring layer paste mainly composed of W or Mo is printed and applied to a predetermined portion on a green sheet mainly composed of aluminum nitride. Nitriding characterized by co-firing in a non-oxidizing atmosphere after printing and applying a resistor layer paste containing 0.5% to 20% by weight of at least one of wt%, NbN, and Al2 O3 A method for manufacturing an aluminum wiring board.