JPH01304797A - Aluminum nitride multilayer interconnection substrate and manufacture of it - Google Patents

Aluminum nitride multilayer interconnection substrate and manufacture of it

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JPH01304797A
JPH01304797A JP13587088A JP13587088A JPH01304797A JP H01304797 A JPH01304797 A JP H01304797A JP 13587088 A JP13587088 A JP 13587088A JP 13587088 A JP13587088 A JP 13587088A JP H01304797 A JPH01304797 A JP H01304797A
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aluminum nitride
substrate
multilayer wiring
ceramic
conductor
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和明 内海
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篤 越智
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秀男 高見沢
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Abstract

PURPOSE:To increase a heat dissipation property by using the material having a lower melting point that a sintered temperature of aluminum nitride as a conductive material and by forming at least one conductive layer in an aluminum nitride substrate. CONSTITUTION:A ceramic layer 1 is made of the polycrystalline substrate which consists of aluminum nitride. A conductive layer 2 is formed by putting the melted material such as copper, silver, gold, aluminum, zinc or lead which has a lower specific resistance than molybdenum and tungsten into a cavity which is formed in the ceramic by the optical lithography technology. Therefore, it is easy to form a highly integrated circuit having a low resistant conductor including a signal line and a power supply layer. This method also makes it possible to make a high thermal conductive multilayer ceramic substrate which is effective to a heat dissipation property.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明の多層セラミック基板、特に高熱伝導多層セラミ
ック基板の構造と製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to the structure and manufacturing method of a multilayer ceramic substrate, particularly a highly thermally conductive multilayer ceramic substrate.

(従来の技術) 半導体工業の飛躍的な進展によって、IC,LSIが産
業用民需用に幅広く使用されるようになってきている。
(Prior Art) With the dramatic progress of the semiconductor industry, ICs and LSIs have come to be widely used for industrial and civilian purposes.

そしてそれに伴い、集積密度の高い、高速作動のLSI
の実装用基板として多層セラミック基板が注目されてい
る。一般にこのセラミック基板の材料としては、主にア
ルミナが使用されており、’1M 、f41多層配線が
可能であることから高密度実装に有効である。
Along with this, high-speed operation LSI with high integration density
Multilayer ceramic substrates are attracting attention as mounting substrates. Generally, alumina is mainly used as the material for this ceramic substrate, and it is effective for high-density packaging because '1M and f41 multilayer wiring is possible.

(発明が解決しようとする問題点) 近年、電子装置及び機器は小型化、高密度化が強く要求
され基板の実装密度が高くなっている。
(Problems to be Solved by the Invention) In recent years, there has been a strong demand for electronic devices and equipment to be smaller and more dense, and the packaging density of circuit boards has become higher.

一方LSIにおいては、高速作動及び高密度化に従って
チップから発生する熱が多量になってくる傾向にある。
On the other hand, in LSI chips, there is a tendency for the chips to generate more heat as they operate at higher speeds and become more densely packed.

その結果、基板の発熱が大幅に増大し、アルミナ基板で
は熱の放散性が十分ではないという問題が生じている。
As a result, the heat generated by the substrate increases significantly, and a problem arises in that the alumina substrate does not have sufficient heat dissipation properties.

そのため、アルミナ基板よりも熱伝導率が大きく、熱の
放散性に優れた絶縁基板が必要になってきた。
Therefore, there is a need for an insulating substrate that has higher thermal conductivity and better heat dissipation than an alumina substrate.

そこで熱放散性に対して優れた材料として炭化ケイ素を
主成分としたセラミック基板が開発された(特開昭57
−180006号公報)。しかし炭化ケイ素はそれ自体
電気的には半導体に属し、比抵抗が1〜10Ω・am程
度で電気絶縁性がないため、絶縁基板として用いること
ができない。また炭化ケイ素は融点が高く非常に焼結し
にくいので、通常焼結に際しては少量の焼結助剤を添加
し、高温で加圧するいわゆるホットプレス法により作ら
れる。この焼結助剤として酸化ベリリウムや窒化ホウ素
を用いると、焼結助剤効果だけでなく、電気絶縁性に対
しても有効で炭化ケイ素主成分の焼結基板の比抵抗が1
010Ωcm以上となる。しかし、LSI等の実装基板
において重要な原因の1つである誘電率はIMHzで4
0とかなり高く、添加剤を加えた絶縁性も電圧が5v程
度になると粒子間の絶縁が急激に低下するため耐電圧に
対しても問題がある。
Therefore, a ceramic substrate mainly composed of silicon carbide was developed as a material with excellent heat dissipation properties (Japanese Patent Laid-Open No. 57
-180006). However, silicon carbide itself electrically belongs to a semiconductor, has a specific resistance of about 1 to 10 Ω·am, and has no electrical insulation properties, so it cannot be used as an insulating substrate. Furthermore, since silicon carbide has a high melting point and is very difficult to sinter, it is usually sintered using a so-called hot press method in which a small amount of sintering aid is added and pressure is applied at high temperature. When beryllium oxide or boron nitride is used as this sintering aid, it is effective not only for the sintering aid but also for electrical insulation, and the specific resistance of the sintered substrate mainly composed of silicon carbide is 1.
0.010 Ωcm or more. However, the dielectric constant, which is one of the important factors in mounting boards such as LSI, is 4 at IMHz.
Even with the addition of additives, the insulation between particles rapidly decreases when the voltage reaches about 5V, so there is also a problem with the withstand voltage.

又、Be○粉末を用いて多層セラミック基板を作成する
ことは可能であるが有毒性である為実用上困難な面がで
てくる。
Furthermore, although it is possible to create a multilayer ceramic substrate using Be○ powder, it is difficult in practice because of its toxicity.

一方プロセス的観点からしてホットプレス法を適用しな
ければならず、装置が犬がかりになるばかりでなく、基
板の形状も大面積化は困難であり表面平滑性に対しても
問題が多い。さらに、炭化ケイ素系を用いたセラミック
基板においては、従来のグリーンシート法を用いたアル
ミナ多層セラミック基板技術を利用することはプロセス
的に極めて困難である。
On the other hand, from a process point of view, a hot press method must be applied, which not only requires a complicated apparatus, but also makes it difficult to increase the shape of the substrate, and there are many problems with surface smoothness. Furthermore, in the case of ceramic substrates using silicon carbide, it is extremely difficult to use alumina multilayer ceramic substrate technology using the conventional green sheet method in terms of process.

ここでいうグリーンシート法多層セラミック基板技術と
は次に示す技術である。またセラミック粉末を有機ビヒ
クルとともに混合し、スラリー化する。このスラリーを
キャスティング製膜法により10pm〜40011m程
度の厚みを有するシートを有機フィルタ上に形成する。
The green sheet multilayer ceramic substrate technology referred to herein is the following technology. Also, the ceramic powder is mixed with an organic vehicle to form a slurry. A sheet having a thickness of about 10 pm to 40,011 m is formed on an organic filter using this slurry by a casting film forming method.

該シートを所定の大きさに切断し、各層間の導通を得る
ためのスルーホールを形成したのち、厚膜印刷法により
所定の導体パターンを形成する。これらの各導体パター
ンを形成したセラミックグリーンシートを積層プレスし
脱バインダー工程を経て焼成する。
After cutting the sheet into a predetermined size and forming through holes for establishing electrical conduction between each layer, a predetermined conductor pattern is formed by thick film printing. The ceramic green sheets on which each of these conductor patterns have been formed are laminated and pressed, subjected to a binder removal process, and then fired.

高密度実装基板として具備すべき主な性質としては、(
1)電気特性に対して誘電率が低く、誘電損失が小さく
、また電気絶縁性に優れていること、(2)機械的強度
が十分であること、(3)熱伝導性が高いこと、(4)
熱膨張係数がシリコンチップ等のそれに近いこと、およ
び(5)表面平滑性が優れていること、(6)高密度化
が容易であること等が必要である。
The main properties that a high-density mounting board should have are (
1) Low dielectric constant with respect to electrical properties, low dielectric loss, and excellent electrical insulation, (2) Sufficient mechanical strength, (3) High thermal conductivity, ( 4)
It is necessary to have a coefficient of thermal expansion close to that of a silicon chip, etc., (5) to have excellent surface smoothness, and (6) to be able to easily increase the density.

これらの要求を満足できる基板材料として窒化アルミニ
ウムが研究開発が行われている。窒化アルミニウムは基
板特性としては要求時性をほぼ満足するが、焼結温度が
1900°C以上と高いため多層高密度化が難しい欠点
を持っている。
Research and development is being conducted on aluminum nitride as a substrate material that can satisfy these requirements. Aluminum nitride almost satisfies the required substrate properties, but has the drawback that it is difficult to increase the density of multiple layers because of its high sintering temperature of 1900°C or higher.

例えばグリーンシート法を用いた窒化アルミニウム多層
配線基板の開発例が第2図マイクロエレクトロニクスシ
ンポジウム論文集p185〜188(1987年7月)
に報告されている。
For example, an example of the development of an aluminum nitride multilayer wiring board using the green sheet method is shown in Figure 2, Microelectronics Symposium Proceedings, pp. 185-188 (July 1987).
has been reported.

この報告からも明らかなように窒化アルミニウムの焼結
温度が高いため、導体としては、タングステンのような
高融点の材料を用いる必要があり、その結果導体抵抗が
20mΩ10と非常に高く、高速を要求される配線基板
としては問題がある。
As is clear from this report, since the sintering temperature of aluminum nitride is high, it is necessary to use a material with a high melting point such as tungsten as a conductor.As a result, the conductor resistance is extremely high at 20 mΩ10, and high speed is required. There is a problem with the wiring board used for this purpose.

またアルミナ、ジルコニア、ベリリアなどを用いて、導
体抵抗の低い導体を配線材料として利用できる多層配線
基板の製造方法として、セラミック中に空洞を形成し、
これに銀、銅などの金属を溶融状態で注入する製造方法
が提案されている。
In addition, as a manufacturing method for multilayer wiring boards that can use conductors with low conductor resistance as wiring materials using alumina, zirconia, beryllia, etc., cavities are formed in ceramic.
A manufacturing method has been proposed in which metals such as silver and copper are injected in a molten state.

(特公昭44−27102、特開昭6l−229549
) Lかしこれらの製造方法では回路パターンを形成す
るための空洞をスクリーン印刷法によって形成するため
、配線の幅を10011m以下にすることは困難で高密
度の配線基板を形成することに限界が有る。さらに配線
の厚さも高々10pm程度であり、微細配線にすると導
体の断面積が101000p程度と小さいなめ導体抵抗
の低い材料と用いても配線の抵抗が高くなり、高周波パ
ルス用の配線基板としては問題がある。
(Special Publication No. 44-27102, No. 6l-229549
) However, in these manufacturing methods, the cavity for forming the circuit pattern is formed by screen printing, so it is difficult to reduce the width of the wiring to 10,011 m or less, and there is a limit to the formation of a high-density wiring board. Yes. Furthermore, the thickness of the wiring is about 10 pm at most, and when making fine wiring, the cross-sectional area of the conductor is small, about 101000 p, so even if a material with low conductor resistance is used, the resistance of the wiring becomes high, which is a problem as a wiring board for high frequency pulses. There is.

本発明者らは、これらの具備すべき基板性質を留意しな
から特に高熱伝導性及び多層高密度化に着目して窒化ア
ルミニウム多層セラミック基板およびその製造方法の発
明に至った。
The inventors of the present invention have invented an aluminum nitride multilayer ceramic substrate and a method for manufacturing the same, paying particular attention to high thermal conductivity and high multilayer density while keeping these substrate properties in mind.

(問題を解決するための手段) 本発明はセラミック層が窒化アルミニウムを主成分とす
る多結晶体で構成され、導体層として、銅、銀、金、ア
ルミニウム、鉛、亜鉛などのようなモリブデン、タング
ステンに比べて比抵抗の低い材料をセラミック中に光り
ソグラフイの技術を用いて形成した空洞に融解して注入
し、形成することを特徴として高熱伝導多層セラミック
配線基板。
(Means for solving the problem) In the present invention, the ceramic layer is composed of a polycrystalline material mainly composed of aluminum nitride, and the conductor layer is made of molybdenum such as copper, silver, gold, aluminum, lead, zinc, etc. A multilayer ceramic wiring board with high thermal conductivity, which is formed by melting and injecting a material with a lower specific resistance than tungsten into a cavity formed using lithography technology in ceramic.

(作用) 本発明は、前述の手段によって従来技術の問題点を解決
した。まず、多層セラミック基板を構成する絶縁セラミ
ック材料として熱伝導性の高い窒化アルミニウムを用い
た。材料は、焼成後、窒化アルミニウム多結晶の緻密な
構造体を形成する。高熱伝導率を得るためには、焼結体
の含有酸素量が少ない方が好ましく、その為に添加物と
して還元剤を入れることが好ましい。
(Function) The present invention solves the problems of the prior art by the above-mentioned means. First, aluminum nitride, which has high thermal conductivity, was used as the insulating ceramic material constituting the multilayer ceramic substrate. After firing, the material forms a dense structure of polycrystalline aluminum nitride. In order to obtain high thermal conductivity, it is preferable that the amount of oxygen contained in the sintered body is small, and therefore it is preferable to add a reducing agent as an additive.

次に、導体層に関しては、窒化アルミニウムで構成され
ているセラミック層に複数の電源層、グランド層および
微細な信号線等の導体層を形成しこれらの複数の導体層
は、セラミック層中に設けたピアホールを介して電気的
に接続されている。
Next, regarding the conductor layer, multiple power supply layers, ground layers, fine signal lines, and other conductor layers are formed on the ceramic layer made of aluminum nitride, and these multiple conductor layers are provided within the ceramic layer. It is electrically connected via a peer hole.

したがって、実装基板の配線密度が非常に高められると
ともにLSI等の素子から発生する熱を、効率的に外部
に放散することが可能である。
Therefore, the wiring density of the mounting board can be greatly increased, and the heat generated from elements such as LSI can be efficiently dissipated to the outside.

形成する導体層は抵抗の低い材料が使用できるため、高
周波パルスの使用が可能となり、さらに光リソグラフィ
ー技術によって微細でかつ断面積の小さくない導体パタ
ーンが形成できるため、配線の抵抗を上げることなく、
配線パターンの微細化が可能である。
Because the conductor layer to be formed can use materials with low resistance, it is possible to use high-frequency pulses, and optical lithography technology allows the formation of fine conductor patterns with a small cross-sectional area, without increasing the resistance of the wiring.
It is possible to miniaturize wiring patterns.

(実施例) 以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
(Example) Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明による高熱伝導多層セラミック基板の実
施例を示す説明図である。1は絶縁セラミック層であり
、主成分として窒化アルミニウムの多結晶体で構成され
ている。2は信号線および電源等の導体層であり、銅を
主成分として形成されており、絶縁セラミック層に形成
されているピアホール3を介して各層間を電気的に接続
している。このように構成されている多層セラミック基
板上にはLSIチップがマウント出来るようにダイパッ
ド4およびホンディングパッド5が形成され、該実装基
板外に信号を取り出したり、基板内へ信号を入れたりす
るためのI10パッド6が基板裏面に形成されている。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a highly thermally conductive multilayer ceramic substrate according to the present invention. Reference numeral 1 denotes an insulating ceramic layer, which is mainly composed of polycrystalline aluminum nitride. Reference numeral 2 denotes a conductor layer for signal lines, power supply, etc., which is mainly made of copper, and electrically connects the layers through peer holes 3 formed in the insulating ceramic layer. A die pad 4 and a bonding pad 5 are formed on the multilayer ceramic substrate configured in this way so that an LSI chip can be mounted, and for extracting signals from the mounting board or inputting signals into the board. An I10 pad 6 is formed on the back surface of the substrate.

基板上にマウントされているLSIチップから発生する
熱をダイパッド4を介してセラミック基板内へ拡散させ
る。セラミック基板の熱伝導率が高いことにより熱拡散
が効果的に行われることになり、LSIチップの発熱に
よる高温化を防止することができる。
Heat generated from the LSI chip mounted on the substrate is diffused into the ceramic substrate via the die pad 4. The high thermal conductivity of the ceramic substrate allows for effective thermal diffusion, thereby preventing the LSI chip from increasing in temperature due to heat generation.

本実施例の配線基板の製造方法は次のとおりである。The method for manufacturing the wiring board of this example is as follows.

第2図に本発明のプロセスを示す。回路パターンに相当
するパターンを感光性樹脂シートを光りソグラフィプロ
セスによって形成する。まずポリエステルなどのキャリ
アフィルム上に感光性樹脂を所定の厚さに均一にコーテ
ングする。このようにして作った感光性樹脂シートの上
に所定の回路パターンが形成されたフォトマスクを密着
させ光を照射して露光した後現像処理行い所定の回路パ
ターンに相当する空孔パターンを形成する。
FIG. 2 shows the process of the present invention. A pattern corresponding to a circuit pattern is formed on a photosensitive resin sheet by a photolithography process. First, a photosensitive resin is uniformly coated onto a carrier film such as polyester to a predetermined thickness. A photomask with a predetermined circuit pattern formed thereon is closely attached to the photosensitive resin sheet thus produced, and after exposure, a development process is performed to form a hole pattern corresponding to the predetermined circuit pattern. .

一方、本発明の基板を構成しているセラミック材料とし
ては窒化アルミニウムの焼結性を高めるため添加剤とし
てCaC2を混入させた例を示す。まず窒化アルミニウ
ム粉末とCaC2粉末とを秤量しボールミルにより有機
溶媒中での湿式混合を48時間行った。この時CaC2
は1.0wt%とした。
On the other hand, as the ceramic material constituting the substrate of the present invention, an example is shown in which CaC2 is mixed as an additive in order to improve the sinterability of aluminum nitride. First, aluminum nitride powder and CaC2 powder were weighed and wet mixed in an organic solvent using a ball mill for 48 hours. At this time CaC2
was set at 1.0 wt%.

この混合粉末をポリカブラクトン系あるいはポリアクリ
レート系樹脂等の窒素雰囲気下で分解されやすい有機バ
インダーとともに溶媒中に分散し粘度3000〜700
0cpの範囲の泥漿を作成する。該泥漿をキャスティン
グ製膜法により10pm〜20011m程度の均一な厚
みになるように有機フィルム上にグリーンシートを作成
する。
This mixed powder is dispersed in a solvent together with an organic binder that is easily decomposed in a nitrogen atmosphere, such as polycabralactone or polyacrylate resin, and the viscosity is 3000 to 700.
Creates a slurry in the 0cp range. A green sheet is formed from the slurry onto an organic film using a casting method so as to have a uniform thickness of about 10 pm to 20,011 m.

次にこのグリーンシートを有機フィルムが4剥離したの
ち、各層間を電気的に接続するためのピアホールを形成
する。ここで形成したピアホールは機械的に、ポンチお
よびダイを用いて打抜いたが、他にレーザー加工等の方
法によっても開けることが可能である。
Next, after four organic films are peeled off from this green sheet, peer holes are formed for electrically connecting each layer. The pier holes formed here were punched out mechanically using a punch and die, but they can also be punched out by other methods such as laser machining.

次にこのピアホールを形成したグリーンシート上にスク
リーン印刷法によってガーボン粉末、グラファイト粉末
、アクリル粉末などの焼成中に燃焼、昇華などによって
飛散する材料のペーストをこのピアホール中にうめ込み
80°Cの温度で乾燥する。
Next, on the green sheet with the pier holes formed thereon, a paste of materials such as garbon powder, graphite powder, acrylic powder, etc., which are scattered during firing due to combustion, sublimation, etc., is filled into the pier holes using a screen printing method, and the temperature is 80°C. Dry with.

このピアホールをカーボンペーストなどによってうめ込
んだグリーンシートと光リングラフィのプロセスによっ
て形成した回路パターンに相当する空孔を形成するパタ
ーンを積層圧着し一体化する。
A green sheet in which the pier holes are filled with carbon paste or the like is laminated and bonded to a pattern forming holes corresponding to a circuit pattern formed by a photophosphorography process.

ここで必要に応じて圧力とともに熱を加えることもでき
る。
Here, heat can be applied along with pressure as necessary.

このようにして作成した積層体は必要に応じて、所定の
寸法に切断した後、まず空孔パターンやセラミックグリ
ーンシート中に存在する有機物を脱バインダー工程で酸
化又は中性雰囲気中でゆっくりと加熱し、分解消失させ
る。通常これらの有機物は500°C〜600°Cまで
に完全に分解・酸化するが急激に温度を分解温度まで上
げると積層体が破損するため、25°C/時間あるいは
これよりもゆっくりとした温度上昇スピードで温度を上
げ、500°C〜600°Cに充分長い時間保持するこ
とで有機物を完全に消失させる。
The laminate created in this way is cut into predetermined dimensions as necessary, and then the pore pattern and organic matter present in the ceramic green sheet are oxidized in a debinding process or slowly heated in a neutral atmosphere. and decomposes and disappears. Normally, these organic substances are completely decomposed and oxidized by 500°C to 600°C, but if the temperature is rapidly raised to the decomposition temperature, the laminate will be damaged, so the temperature should be kept at 25°C/hour or slower. By increasing the temperature at a rising speed and maintaining the temperature at 500°C to 600°C for a sufficiently long time, organic substances are completely disappeared.

このように脱バインダー工程を経た積層体中には有機物
は残留していないため、空孔パターンの部分は空洞とし
て積層体中には残ることなる。
Since no organic matter remains in the laminate after the binder removal process, the pore pattern portions remain in the laminate as cavities.

この様にして窒化アルミニウム基板中に配線パターンに
相当する微細な空洞が形成された基板を作成する。
In this way, an aluminum nitride substrate is produced in which a fine cavity corresponding to a wiring pattern is formed in the aluminum nitride substrate.

この基板の中の空洞は必ず基板外部とピアホールを介し
て接続されている。なおピアホールの部分はカーボンペ
ーストなどをうめ込みであるため圧着時にも空間が保持
され各回路パターンを接続する空洞も形成される。
The cavity inside this board is always connected to the outside of the board via a peer hole. Note that the pier holes are filled with carbon paste, etc., so that space is maintained even during crimping, and cavities are also formed to connect each circuit pattern.

脱バインダー工程の後1800〜2000°Cの温度で
非酸化性雰囲気中で焼成する。
After the binder removal step, it is fired in a non-oxidizing atmosphere at a temperature of 1800 to 2000°C.

この様に焼成した窒化アルミニウムセラミック基板中に
は回路パターンに相当する空洞が三次元的形成されてい
る。空洞の寸法は空孔形成パターンの寸法によって設計
できる。
A cavity corresponding to a circuit pattern is three-dimensionally formed in the aluminum nitride ceramic substrate fired in this manner. The dimensions of the cavity can be designed by the dimensions of the cavity formation pattern.

この様なセラミック基板を窒素雰囲気下で1200°C
の溶融した液体鋼の中に大気圧の下で浸漬する。液体鋼
の中に浸漬した状態で液体鋼およびこれがはいっている
ルツボを含む空間の圧力を10 ’torrに減圧にし
10分間保持する。この後窒素を導入して大気圧にもど
した後さらに30分間保持した後、セラミック基板を液
体鋼の中から引上げ温度を下げ空気中に取り出す。
A ceramic substrate like this was heated at 1200°C under a nitrogen atmosphere.
immersion in molten liquid steel under atmospheric pressure. While immersed in liquid steel, the pressure in the space containing the liquid steel and the crucible containing it is reduced to 10' torr and maintained for 10 minutes. Thereafter, nitrogen is introduced to return the pressure to atmospheric pressure, which is then held for another 30 minutes, and then the ceramic substrate is pulled out of the liquid steel, the temperature is lowered, and the ceramic substrate is taken out into the air.

この様な方法により形成した空洞の中に銅が注入され固
化し、銅を導体材料とする窒化アルミニウムの多層配線
基板が得られた。
Copper was injected into the cavity formed by such a method and solidified to obtain an aluminum nitride multilayer wiring board using copper as a conductive material.

この様にして得られた多層配線基板の導体幅、導体の厚
さは50pmX50pmであり、配線のピッチは110
0pであった。
The conductor width and conductor thickness of the multilayer wiring board thus obtained were 50 pm x 50 pm, and the wiring pitch was 110 pm.
It was 0p.

さらにこの導体抵抗も2.0X10−6Ωcm以下と非
常に小さいものであった。
Furthermore, this conductor resistance was also very small, 2.0×10 −6 Ωcm or less.

作成した基板の特性は熱伝導率が160w/mk導体の
抵抗は1.8PΩ・cmであった。
The characteristics of the produced board were that the thermal conductivity was 160 w/mk and the resistance of the conductor was 1.8 PΩ·cm.

さらに銅の代わりに銀、金、鉛、アルミニウム、ニッケ
ル、亜鉛錫についても同様の基板を作成した結果を第1
表に示す。ここに示したCaC2量は窒化アルミニウム
にCaC2を合わせて重量に対する値である。作成した
基板の電気的特性を測定した結果、絶縁抵抗がI X 
1013Ωcm以上であり、誘電率は8.8(IMHz
)、誘電損失はlXl0−3以下(IMHz)であった
。電気的特性においても従来の基板に対して同程度以上
あり実装基板として十分であることがわかる。
Furthermore, the results of creating similar substrates using silver, gold, lead, aluminum, nickel, and zinc-tin instead of copper are shown in the first report.
Shown in the table. The amount of CaC2 shown here is a value based on the weight of aluminum nitride and CaC2. As a result of measuring the electrical characteristics of the created board, the insulation resistance was I
It is 1013 Ωcm or more, and the dielectric constant is 8.8 (IMHz
), and the dielectric loss was less than lXl0-3 (IMHz). It can be seen that the electrical characteristics are also at least the same as those of conventional boards, and are sufficient as a mounting board.

(発明の効果) 実施例からも明らかなように、本発明の構造を有するこ
とにより、容易に信号線および電源層等を含めた低抵抗
導体を有する高密度な回路を形成することができ、熱放
散性に対しても非常に有効な高熱伝導多層セラミック基
板が得られる。
(Effects of the Invention) As is clear from the examples, by having the structure of the present invention, it is possible to easily form a high-density circuit having low resistance conductors including signal lines, power supply layers, etc. A highly thermally conductive multilayer ceramic substrate that is also very effective in terms of heat dissipation can be obtained.

従来、用いられているアルミナ基板の熱伝導率は20w
/nkであり、本発明基板の熱伝導率が非常に第1表
The thermal conductivity of the conventionally used alumina substrate is 20W.
/nk, and the thermal conductivity of the substrate of the present invention is very high as shown in Table 1.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す高熱伝導多層セラミッ
ク基板の概略図である。 l・・・絶縁セラミック層、2・・・導体層、3・・・
ピアホール、4・・・ダイパッド、5・・・ポンチ゛イ
ングパッド、6・・・I10パッド。 第2図は本発明の製造方法のプロセスを示すプロセスフ
ローチャート図である。 、4い弁理士内厚   晋
FIG. 1 is a schematic diagram of a highly thermally conductive multilayer ceramic substrate showing an embodiment of the present invention. l... Insulating ceramic layer, 2... Conductor layer, 3...
Pier hole, 4...Die pad, 5...Punching pad, 6...I10 pad. FIG. 2 is a process flowchart showing the process of the manufacturing method of the present invention. ,4 patent attorney Susumu Uchi

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)窒化アルミニウムの焼結温度よりも低い融点を持
つ材料を導体材料として使用し、しかも窒化アルミニウ
ム基板中に少なくとも導体層が一層以上形成されている
構造を特徴とする窒化アルミニウム多層配線基板。
(1) An aluminum nitride multilayer wiring board characterized by using a material having a melting point lower than the sintering temperature of aluminum nitride as a conductor material and having a structure in which at least one conductor layer is formed in the aluminum nitride substrate.
(2)所要の多層配線回路と同一のパターンを感光性機
能を用いてパターン形成する工程と、セラミック生シー
ト内の所定の個所に穿孔された貫通孔を焼成段階で燃焼
または昇華によって飛散する材料で充填する工程と、前
記感光性樹脂からなるパターンと前記貫通孔が充填され
たセラミック生シートをこの貫通孔を通して、その上下
の回路パターンが重り合うように積層する工程と、これ
を焼成し、セラミック基板内部に連結した多層配線回路
と同一の空洞を形成する工程と、前記空洞の中に窒化ア
ルミニウムの焼結温度よりも低い融点を持つ金属を液体
で注入し、これを冷却して所要の多層配線回路で形成す
る工程を含むことを特徴とする窒化アルミニウム多層配
線基板の製造方法。
(2) A step of forming a pattern identical to the required multilayer wiring circuit using a photosensitive function, and a material that is scattered by combustion or sublimation during the firing stage to form through holes drilled at predetermined locations in the raw ceramic sheet. a step of stacking the pattern made of the photosensitive resin and the green ceramic sheet filled with the through hole through the through hole so that the upper and lower circuit patterns overlap, and firing this, A process of forming the same cavity as the multilayer wiring circuit connected inside the ceramic substrate, and injecting a liquid metal with a melting point lower than the sintering temperature of aluminum nitride into the cavity, and cooling it to produce the required amount. A method for manufacturing an aluminum nitride multilayer wiring board, comprising a step of forming a multilayer wiring circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0521635A (en) * 1991-07-17 1993-01-29 Nippondenso Co Ltd Multilayered substrate

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5315558A (en) * 1976-07-29 1978-02-13 Nl Industries Inc Ceramic body and method of manufacturing it
JPS60173900A (en) * 1984-02-20 1985-09-07 株式会社東芝 Ceramic circuit board

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