JPH01236644A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は窒化アルミニウム基板を用いた回路基板に関す
る。

（従来の技術） 回路基板には絶縁性などの特性に優れていることからセ
ラミックス基板が多く使用されてお夛、最近ではハイブ
リッドＩＣ用などの回路基板に。

高い熱伝導性を有する窒化アルミニウム（人ＡＮ）の焼
結体からなる基板が用いられつつある。

セラミックス基板を用いた回路基板は、セラミックス焼
結体からなる基板の表面に、導体層としてタングステン
やモリブデンなどを主成分とするペーストを塗布した後
に焼成してメタライズ層を形成し、さらに必要に応じて
メタライズ層の表面にめっきを施して半導体素子をハン
ダ付けないしはろう付けＫよシ取付けることによシ製作
しておシ、窒化アルミニウム基板を用いた回路基板にお
いても、窒化アルミニウム基板の表面にペーストを塗布
し焼成してメタライズ層を形成している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この窒化アルミニウムの焼結体からなる
基板を用いた回路基板には次のような問題が発生してい
る。

すなわち、窒化アルミニウム基板の表面にメタライズ用
ペーストを塗布し焼成してメタライズｊ―を形成する場
合に、メタライズ層の表面が変色して外観が悪化するこ
とあるいはメタライズ層の表面の粗度が劣化することが
あ）、この結果後工程でメタライズ層にめっきを施す場
合建めっきが充分な厚さで確実に形成されないという問
題が生じている。そして、メタライズ層にめつきが確実
に形成されないと、メタライズ層にろう付は等を施して
半導体素子を取付ける場合に、ろう、はんだ等が充分に
メタライズ層に付着せず、ろう等がメタライズ層から基
板の表面に流れて基板表面を汚損するとともに、半導体
素子を充分な強度でメタライズ層に取付けることが出来
なくなるという問題もある。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので。

基板表面に形成したメタライズ層の変色および表面粗度
の劣化を防止し、これによりメタライズ層にめっきを確
実に形成することができる窒化アルミニウム基板を用い
た回路基板を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段と作用） 本発明の発明者は窒化アルミ＋ウム基板に形成する基板
のメタ２イズ層の品質について研究してきた。この結果
、基板の表面に塗布したペーストを焼成してメタライズ
層を形成する場合に、窒化アルミニウム基板が加熱され
ると、基板の内部に存在する粒界物質例えばＡ７．ｏ、
とＹ、０１等の化合物が液相化して基板表面上処しみ出
し、さらＫしみ出し九液相成分が基板表面からメタライ
ズ層の表面にはい上がる現象を見出した。すなわち、窒
化アルミニウム基板を製作する場合には、焼結性を改善
するために窒化アルミニウム粉末に焼結助剤１例えばイ
ツトリア（ｙ！ｏ、）等を添加し、これらの粉末を成形
して成形体を焼結する。この焼結工程に置いて、原料に
含まれている人！化合物と焼結助剤のＹ、０．等とが反
応して液相を生成し、との液相が焼結後の冷却過程にお
いて窒化アルミニウム焼結体の結晶粒子の粒界に粒界物
質として析出する。メタライズ用ペーストとしてはモリ
ブデンまたはタングステンを主成分としたものが多く使
用されている。そしてこの窒化アルミニウム成形体に塗
布されたペーストを焼成する際。

窒化アル＜＝ラム基板の内部に生成した上記液相成分が
基板の表面にしみ出すことがある。さらＫ。

基板表面にしみ出した液相成分が流動して基板表面に形
成したメタライズ層の表面上にはい上が〕昌いものであ
る。

発明者はこのように基板表面だしみ出した液相成分が、
基板の宍面忙形成されたメタ２イズ層の上にはい上がっ
て凝固すると、メタライズ層の表面が変色したジメタラ
イズ層の表面粗Ｋが劣化し。

この仁とがメタライズ層の表面にめっきを施す場合に、
めつきののシが悪くなる原因になることを見出した。

この様な知見に基づいて１発明者は窒化アルミニウム基
板の表面にしみ出した液相成分がメタライズ層に接触し
ないように液相成分の移動を止めることにより、従来発
生していた問題を解決できることに着目した。

前・記目的を達成するために本発明の回路基板は。

窒化アルミニウムの焼結体からなる基板と、この基板の
表面に形成されたメタライズ層とを具備してなり、前記
基板の表面には、前記メタライズ層の近傍に、基板から
生ずる液相成分のメタライズ層への移動を妨げる止め部
が形成されていることを特徴とするものである。

すなわち、窒化アルミニウム基板の表面にしみ出した液
相成分を受は止めることによシ、液相成分が基板表面に
形成したメタライズ層の表面上にはい上がらないように
するものである。この液相成分を受ける受は部の代表的
な例は、メタライズ層の周囲を囲む溝または凸条である
。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照にして説明する。

本発明の一実施例を第１図および第２図を参照して説明
する。

図中１は窒化アルミニウム基板で、この基板１は厚さ０
．０５〜１．５朋の窒化アルミニウムを主成分とする粉
末と焼結助剤および有機結合材とからなるンート２を積
層して一体に接着させたのちに熱処理によシ所定厚さの
基板として焼結されたものである。この窒化アルミニウ
ム基板１の表面洗はｉ数のメタライズ層３が間隔を存し
て並べて形成しである。このメタライズ層３はモリブデ
ンまたはタングステンを主成分とした導電性ペーストを
用いて形成されておシ、例えば１０２ｍ〜３０μｍの厚
さをもつ矩形の電極として形成されている。窒化アルミ
ニウム基板Ｉには各メタライズ層３に対応して、メタラ
イズ層３を形成した基板表面から貫通するスルーホール
４が夫々形成してあシ、これらの各スルーホール４には
モリブデンまたはタングステンを主成分とする導電体５
が形成されている。なお、窒化アルミニウム基板ｌの表
面の他の部分およびシート２０眉間には必要に応じて電
極、リードおよび端子などに用いるメタライズ層が形成
しである。

また、窒化アルミニウム基板１の表面には、各メタライ
ズ層３毎にその周囲を囲んで溝６が夫々形成してあシ、
これらの各溝６は夫々メタライズ層３に形状に対応して
矩形をなしている。これら各溝６は、窒化アルミニウム
基板１の表面にしみ出した液相成分を受けてメタライズ
層３に接触するように移動することを止める止め部であ
り１例えば具体的な寸法は幅３約５０ｐｍ、深さｔ約２
０〜３０μｍ、メタライズ層３との間の間隔ｊ約０．２
〜１．０朋である。この溝６の寸法は基板表面にしみ出
した液相成分を受けて溜め、メタライズ層３に接近する
ことを阻止することができる大きさである。そして、こ
れら各溝６は窒化アルミニウム基板１の最上段のシート
２にスルーホール４を形成するのと同時に、このスルー
ホール形成用の金型を利用して形成する。

なお、この窒化アルミニウム基板１の表面には。

この表面に形成された他のメタライズ層３の周囲を囲ん
で溝が形成しである。

このように構成された窒化アルミニウム基板１を焼成す
ると、シート２の内部に存在するＡ　Ａ　２０３とＹ、
０８等を主成分とした化合物等が液相化して窒化アルミ
ニウム基板１０表面（最上段のシート２表面）にしみ出
す。この場合、各メタライズ層３の周囲を囲む表面部分
にしみ出す液相成分は、各メタライズ層３の周囲を囲ん
で形成した溝６の内部に溜る。また、溝６よシ外側の表
面部分にしみ出しだ液相成分がメタライズ層３に向けて
移動してきた場合には、その液相成分が溝６に流れ込Ｘ
７で溜る。溝６に溜った液相成分は、溝６の側壁に阻止
されてメタライズ層３に向けて流れ出ることがなく、従
って液相成分がメタライズ１船３に接触してその表面に
はい上がることがない。

すなわち、メタライズ層３の周囲を囲んで形成した溝門
が堀の役目をして窒化アルミニウム基板１の表面にしみ
出しだ液相成分がメタライズ層３の表面にはい上がるこ
とを確実に阻止できる。このため、メタライズ層３０表
面に液相成分がはい上がって固まることによるメタライ
ズ層３の表面の変色および粗度の劣下を防止して、この
結果メタライズ層３０表面にめっきを必要とする厚さで
確実に付けることができる。これによシめりきを施した
後にメタライズ層３に半導体素子をノ・ンダ付けないし
はろう付けにより確実に取り付けることができる。この
場合、／Ｓソダないしはろうがメタライズ層３から基板
の表面上に流れ出ることを防止できる。

なお、窒化アルミニウム基板ｌの表面に形成した他のメ
タライズ層の場合【゛おいても同様に、基板１の表面に
しみ出した液相成分は溝６に溜められて、メタライズ層
の表面にはい上がることがない。

また、メタライズ層の周囲を囲む溝６の形状はメタライ
ズ層の形状に合わせたものが好ましいが。

これに限定されることがない。

また、第３図は他の実施例を示している。この実施例で
は前述した実施例における溝に代わりて窒化アルミニウ
ム基板１０表面にメタライズ層３の周囲を囲んで凸条７
を形成している。この場合には窒化アルミニウム基板１
の表面にしみ出した液相成分がメタライズＢ３を囲む凸
条７に阻まれてメタライズ層３の表面にはい上がること
がない。

本発明疋おいて窒化アルミニウム基板の表面に形成する
止め部は前述した各実施例に限定されることなく種々の
態様で形成することができる。例えば、メタライズ層の
周囲を囲んで複数の点状の凹部を並べて形成して良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の回路基板によれば、窒化ア
ルミニウム基板の表面に形成したメタライズ層の表面に
、この基板の内部からしみ出す液相成分に阻害されるこ
となく確実にめうきを施すことができ、従つてメタライ
ズ層に半導体素子を確実なハンダ付けないしはろう付け
により取付けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す断面図お
よび平面図、第３図は他の実施例を示す断面図である。 ！・・・窒化アルミニウム基板、２・・・シート、３・
・・メタライズ層、６・・・溝、７・・・凸条。 出願人代理人　弁理士　　鈴　　江　武　　彦第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　窒化アルミニウムの焼結体からなる基板と、この基板
   の表面に形成されたメタライズ層とを具備してなり、前
   記基板の表面には、前記メタライズ層の近傍に、基板か
   ら生ずる液相成分のメタライズ層への移動を妨げる止め
   部が形成されていることを特徴とする回路基板。