JPH0312371A - 銅板付きセラミック基板 - Google Patents
銅板付きセラミック基板Info
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- JPH0312371A JPH0312371A JP14796489A JP14796489A JPH0312371A JP H0312371 A JPH0312371 A JP H0312371A JP 14796489 A JP14796489 A JP 14796489A JP 14796489 A JP14796489 A JP 14796489A JP H0312371 A JPH0312371 A JP H0312371A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はセラミック板とＣｕ板との接着に関し特にボイ
ド、ふくれ等の欠点の少ない銅板付きセラミック基板に
関する ［従来の技術］ 従来、銅板とセラミック板の接合方法としてはＴｉ等の
活性金属を使う方法と中間層なしに、直接接着する方法
がある。工業的に広く使用されいるこの方法は特公昭５
７−１３５１５に開示され銅（Ｃｕ）と酸素（０）の共
晶温度が１０６５℃であることを利用している。すなわ
ちセラミック板と銅板を接合するに際し予め銅またはセ
ラミック板上に２００〜５０００オングストロームの厚
さの銅の酸化物層を形成しこれらを不活性雰囲気中にお
いて１０６５℃〜１０８３°Ｃの温度に加熱して冷却す
る方法である。銅表面の酸化物厚みは接合強度に大きな
影響を与える。このため銅板の酸素濃度を厳密に制御す
る必要がある。また共晶量が不足したり密着性が悪いと
境界面にボイドやふくれ等が生じやすいため歩留まりが
約６０〜７０％と低下する欠点があった。
ド、ふくれ等の欠点の少ない銅板付きセラミック基板に
関する ［従来の技術］ 従来、銅板とセラミック板の接合方法としてはＴｉ等の
活性金属を使う方法と中間層なしに、直接接着する方法
がある。工業的に広く使用されいるこの方法は特公昭５
７−１３５１５に開示され銅（Ｃｕ）と酸素（０）の共
晶温度が１０６５℃であることを利用している。すなわ
ちセラミック板と銅板を接合するに際し予め銅またはセ
ラミック板上に２００〜５０００オングストロームの厚
さの銅の酸化物層を形成しこれらを不活性雰囲気中にお
いて１０６５℃〜１０８３°Ｃの温度に加熱して冷却す
る方法である。銅表面の酸化物厚みは接合強度に大きな
影響を与える。このため銅板の酸素濃度を厳密に制御す
る必要がある。また共晶量が不足したり密着性が悪いと
境界面にボイドやふくれ等が生じやすいため歩留まりが
約６０〜７０％と低下する欠点があった。
［発明が解決しようとする課題］
従来法の欠点であった接合時の厳密な酸素濃度管理およ
び温度管理を必要とせずに、高い歩留まりで、セラミッ
ク板と銅板を接合した高放熱の銅板付きセラミック基板
の開発を目的とする。
び温度管理を必要とせずに、高い歩留まりで、セラミッ
ク板と銅板を接合した高放熱の銅板付きセラミック基板
の開発を目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明者らはかかる現状に鑑み鋭意研究の結果本発明に
到達したのである。すなわち本発明の要旨は、セラミッ
ク板とＣｕ板の間にＣｕメタライズ中間層を介在したこ
とを特徴とする銅板付きセラミック基板である。
到達したのである。すなわち本発明の要旨は、セラミッ
ク板とＣｕ板の間にＣｕメタライズ中間層を介在したこ
とを特徴とする銅板付きセラミック基板である。
［作用］
本発明のＣｕメタライズとは、銅粉と、好ましくは添加
物を用いセミツク上に形成された銅被膜をいう。
物を用いセミツク上に形成された銅被膜をいう。
添加物とはＣｕ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｂｉ、Ｗなどの一種また
は二種以上の酸化物および／またはホウケイ酸ガラス。
は二種以上の酸化物および／またはホウケイ酸ガラス。
ホウケイ酸鉛ガラス等の従来公知の低融点ガラスからな
るフリットをいう、添加物の添加量は無機物にたいして
１５重量Ｘ以下が好ましい。
るフリットをいう、添加物の添加量は無機物にたいして
１５重量Ｘ以下が好ましい。
Ｃｕメタライズは、好ましくは０．６〜１．５μｍの粒
径の銅粉と添加物粉とをエチルセルロース。
径の銅粉と添加物粉とをエチルセルロース。
ブチラール樹脂、チル、ビネオール、ブチルカルピトー
ルアセテートなどの有機ビヒクルを用い混合したＣｕペ
ーストをセラミック上に塗付し酸素を含有する窒素雰囲
気中８５０〜９５０ ’Ｃで焼成することにより形成さ
れる なお添加物を用いない場合は銅粉と有機ビヒクル
からなるＣｕペーストが用いられる。
ルアセテートなどの有機ビヒクルを用い混合したＣｕペ
ーストをセラミック上に塗付し酸素を含有する窒素雰囲
気中８５０〜９５０ ’Ｃで焼成することにより形成さ
れる なお添加物を用いない場合は銅粉と有機ビヒクル
からなるＣｕペーストが用いられる。
焼成後のセラミック表面は粒界にＣｕ ２０を持っＣｕ
の多結晶体面が形成され接合されている。また同時に添
加物により銅とセラミック板が接合される。
の多結晶体面が形成され接合されている。また同時に添
加物により銅とセラミック板が接合される。
次に、メタライズ面に銅板を載せ８５０〜１０６５℃で
熱処理を行うことによりＣｕ２Ｏの共晶融液が生じＣｕ
の融点以下の温度で銅とセラミックとの接合が可能とな
る。また１本発明においては、好ましくは添加物を使用
しており、この添加物の濡れによる物理的力による接合
が加わり、接合はより強固となる。
熱処理を行うことによりＣｕ２Ｏの共晶融液が生じＣｕ
の融点以下の温度で銅とセラミックとの接合が可能とな
る。また１本発明においては、好ましくは添加物を使用
しており、この添加物の濡れによる物理的力による接合
が加わり、接合はより強固となる。
本発明で用いるセラミック板としてはＡ Ｉ ２０．系
。
。
ＡＩＮ系、ＳｉＣ系等のセラミックスなどがあげられる
本発明で用いる銅板としては無酸素銅、タフピッチ銅、
脱酸銅等があげられる メタライズに用いられるＣｕペーストは好ましくはスク
リーン印刷により塗付される。厚さとしては、１５〜３
５ミクロンが適当である。
本発明で用いる銅板としては無酸素銅、タフピッチ銅、
脱酸銅等があげられる メタライズに用いられるＣｕペーストは好ましくはスク
リーン印刷により塗付される。厚さとしては、１５〜３
５ミクロンが適当である。
Ｃｕメタライズの形成条件として、３００〜６００°Ｃ
においては酸素濃度１０〜２０ｐｐｍその他の温度領域
では３ｐｐｍ以下の酸素濃度であることが好ましいメタ
ライズ形成における昇温スピードは５０〜８０’Ｃ／分
が好ましい。
においては酸素濃度１０〜２０ｐｐｍその他の温度領域
では３ｐｐｍ以下の酸素濃度であることが好ましいメタ
ライズ形成における昇温スピードは５０〜８０’Ｃ／分
が好ましい。
銅板とメタライズ処理したセラミック板との接合は０□
濃度Ｏ〜１０ｐｐｍ、温度８５０〜１０６０°Ｃが好ま
しい。
濃度Ｏ〜１０ｐｐｍ、温度８５０〜１０６０°Ｃが好ま
しい。
［実施例］
次に、本発明の詳細な説明する
［実施例１］
ア・ルミナ含有量９６％のアルミナ基板に銅粉、８３％
、添加物としテＰｂ、１．２％、 Ｃｄ、Ｏ，１５％、
Ｂｉ、２．５％を含むＣｕペーストをスクリーン印刷
し、１１０℃で乾燥した、次に、０□濃度は３００〜６
００℃の範囲で、１５ｐｐｍ、その他温度範囲３ＰＰＩ
１１．昇温スピードとして７０℃／分で９００°Ｃで１
０分間保持の条件で焼成した。
、添加物としテＰｂ、１．２％、 Ｃｄ、Ｏ，１５％、
Ｂｉ、２．５％を含むＣｕペーストをスクリーン印刷
し、１１０℃で乾燥した、次に、０□濃度は３００〜６
００℃の範囲で、１５ｐｐｍ、その他温度範囲３ＰＰＩ
１１．昇温スピードとして７０℃／分で９００°Ｃで１
０分間保持の条件で焼成した。
Ｃｕの接着のため、無酸素銅板を上記Ｃｕメタライズ基
板に載置し、９５０℃、０２濃度５ｐｐｍで焼成した。
板に載置し、９５０℃、０２濃度５ｐｐｍで焼成した。
かくして得られた銅板付きセラミック基板は、銅とセラ
ミック板のビーリング強度として５ｋｇ／ａｍ２の優れ
た性能で１０個の試料中良品率９０％で良好であった。
ミック板のビーリング強度として５ｋｇ／ａｍ２の優れ
た性能で１０個の試料中良品率９０％で良好であった。
［実施例２］
Ｙ２Ｏ３を添加剤とするＡＩＮ基板を酸化雰囲気で。
１２００°Ｃ１３０分間酸化処理を行う、実施例１と同
様にメタライズ処理をおこなった Ｃｕ板接着のため無
酸素銅板を上記メタライズ処理基板に載置し。
様にメタライズ処理をおこなった Ｃｕ板接着のため無
酸素銅板を上記メタライズ処理基板に載置し。
１０２０°Ｃ１酸素濃度３ｐｐｍで焼成した。得られた
銅板付きセラミック基板は、ビーリング強度が５ｋｇ／
ｄ以上を示し２歩留まりは実施例１と同様に良好であっ
た ［実施例３］ 実施例１の添加物の代わりにホウケイ酸鉛ガラス及び酸
化鋼からなる添加物を用い同様に行った。
銅板付きセラミック基板は、ビーリング強度が５ｋｇ／
ｄ以上を示し２歩留まりは実施例１と同様に良好であっ
た ［実施例３］ 実施例１の添加物の代わりにホウケイ酸鉛ガラス及び酸
化鋼からなる添加物を用い同様に行った。
同様に優れた性能および歩留まりを示しな。
［実施例４］
実施例１のＣｕペーストの代わりにＣｕ粉と有機ビヒク
ルにより作成したペーストを用い同様に１行った。同様
に優れた性能および歩留まりを示した。
ルにより作成したペーストを用い同様に１行った。同様
に優れた性能および歩留まりを示した。
［発明の効果コ
本発明によればセラミックとＣｕを強固に接合すること
ができる。すなわちＣｕ２Ｏ共晶融液の結合であり、添
加物成分を使用するときは、この成分の濡れによる物理
的力による接合も混在する方式であり、接合時の温度、
０２濃度の厳格な管理を要しないという特徴がある。こ
のためこれ等条件に影響され難くボイド、ふくれの発生
が少なく安定に生産できその効果は実用上極めて大きい
。
ができる。すなわちＣｕ２Ｏ共晶融液の結合であり、添
加物成分を使用するときは、この成分の濡れによる物理
的力による接合も混在する方式であり、接合時の温度、
０２濃度の厳格な管理を要しないという特徴がある。こ
のためこれ等条件に影響され難くボイド、ふくれの発生
が少なく安定に生産できその効果は実用上極めて大きい
。
Claims (1)
- （１）セラミック板とＣｕ板の間にＣｕメタライズ中間
層を介在せしめたことを特徴とする銅板付きセラミック
基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14796489A JPH0312371A (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 銅板付きセラミック基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14796489A JPH0312371A (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 銅板付きセラミック基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0312371A true JPH0312371A (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=15442074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14796489A Pending JPH0312371A (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 銅板付きセラミック基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0312371A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05213677A (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-24 | Kawasaki Steel Corp | 銅板とアルミナあるいはＡｌＮ基板の接合方法 |
-
1989
- 1989-06-08 JP JP14796489A patent/JPH0312371A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05213677A (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-24 | Kawasaki Steel Corp | 銅板とアルミナあるいはＡｌＮ基板の接合方法 |
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