JPH0349106A - 窒化アルミニウム焼結体用導電ペースト - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、窒化アルミニウム焼結体基板上に形成され
る導電パターン、電極等に用いられる導電ペーストに関
する。

【従来の技術】

従来から半導体装置の絶縁と放熱を兼ねた絶縁板として
、アルミナ（Ａｊ！ｚｏ：＋）焼結体基板が多用されて
きた。しかしながら最近の半導体装置の高出力化などの
背景から、熱伝導率の高い絶縁板が求められている。 窒化アルミニウム（ＡＩＮ＞焼結体基板は、熱伝導率が
高く、２００Ｗ／ｄを越える高熱伝導率のものが実用化
されている。また窒化アルミニウムは、熱膨張係数がＳ
ｉに近いこと、絶縁特性が優れていることなど基板材料
として優れた面が多い。 しかし、この反面窒化アルミニウム焼結体基板は、いわ
ゆるぬれ性が悪（、また純度が高いので、液相反応を起
こし、接合強度向上に寄与するシリカ等の不純物を含ま
ないことと相まって、導電ペーストとの強固な接合が得
られないという欠点がある。 窒化アルミニウム焼結体基板の表面に、導電体を形成す
る手段としては、例えばＤＢＣ法と称されるＣｕ−０共
晶液相を利用してＣｕ箔を直接基板上へ張り付ける方法
。ペースト状のＷ、Ｍｏ等の高融点金属を焼結させる方
法。窒化アルミニウムと金属間にＴｉを添加したＡｇ−
Ｃｕ系のろう材を挿入して張り付ける方法などが試みら
れている。しかし、いずれの方法も焼結に高い温度を必
要としたり、工程が複雑であるなどの問題点があり、現
状の要求に十分に答えられる状態ではない。

【発明が解決しようとする課題】

この発明は、従来からアルミナ用として用いられている
導電ペーストを基本組成とし、これに接合助剤を添加す
ることで、窒化アルミニウム焼結体基板に対しても十分
な接合強度が得られる導電ペーストを得ることを目的と
している。

【課題を解決するための手段】

この発明の導電ペーストは、Ａｇ粉末７０〜９５重量部
、Ｐｄ粉末５〜３０重量部、ガラスフリット０゜５〜１
０重蓋部の範囲の組成からなる基礎組成に対し、ヨウ化
金属化合物を００１〜１０重量部の範囲で添加したこと
を特徴としている。 更にこの発明では、ヨウ化金属化合物として、ヨウ化ナ
トリウム（Ｎａｌ）、ヨウ化カリウム（Ｋｌ）、ヨウ化
カルシウム（Ｃａｌ）、ヨウ化銅（Ｃｕｌ）、ヨウ化セ
シウム（Ｃｓｌ）のいずれかから選択された一種もしく
は二種以上の化合物を添加することも特徴としている。 すなわちこの発明によれば、導電ペーストの基本組成と
してＡｇ粉末、Ｐｄ粉末およびガラスフリットの混合物
を基礎組成とし、これに上述した化合物を接合助剤とし
て添加することにより、この発明の目的を達成している
。 基礎組成の好ましい範囲としては、Ａｇ粉末が７０ない
し９５重量部、Ｐｄ粉末を５ないし３０重量部、ガラス
フリントを０．５ないし１０重量部の範囲で選択した組
成比のものを用いれば好適である。 このような組成とすることは、Ａｇ粉末が多すぎるとマ
イグレーションや半田浸漬性が悪くなる。 またＰｄが多すぎると導体の抵抗値の増加や”１＝＝Ｆ
Ｂのぬれ性が悪くなる。またガラスフリットについても
量が多くなると、窒化アルミニウム焼結体との反応が激
しくなり、ペーストの特性が不安定になるなどの理由に
よる。 この基礎組成に対し、この発明では金属のヨウ化物を０
．１重量部から１０重量部の範囲で添加して用いればよ
い。 また混練に用いるバインダーについては、既知のものを
用いることができるが、具体例を例示するとα−ターピ
ノール、ジブチルフタレート、ブチルカルピトールアセ
テートなどの有Ｎ溶媒中にエチルセルロース、アルキッ
ド樹脂などの有機ビヒクルを分散させたものなどが挙げ
られる。

【作　　　用】

この発明によれば、ヨウ化物は一般に非常に分解され易
く、導電ペースト中に添加した金属のヨウ化物が、導電
ペーストの焼成時に分解され、活性な元素（Ｎａ、に、
Ｃｕ、Ｃｓ）が残る。これらの活性な元素が窒化アルミ
ニウム焼結体基板と導電ペースト中に含まれるＡｇある
いはＰｄ金属と反応することで、接合強度が向上するも
のと思われる。

【実　施　例】

以下実施例に基づいて、この発明の詳細な説明する。 まず、導電ペーストの基礎鉗成として、Ａｇ粉末８５重
量部、Ｐｄ粉末１５重量部、ガラスフリット５重量部か
らなる混合物を作成し、これに以上−の表に示す５種の
金属のヨウ化物粉末を添ＩＪＯｆｆを変えて添加し、バ
インダーと共に混練してペーストを作成した。 この各種ペーストをスクリー　ン印刷によって窒化アル
ミニウム焼結体基板りに２庇角のパターンを印刷し、レ
ベリング後、１２０°Ｃで乾燥さぜ、その後焼結炉で９
００’Ｃ，１０分間で焼結させた、。 接合強度の測定は、いわゆるピール（引っ張り）強度測
定法に従った。焼結した２０角の導電ペーストパターン
上に線径０．８ｍのネイルヘッドビンを半田付けし、こ
れを基板に対して垂直方向に引っ張り、剥がれる強さを
測定した。この結果を以下の表に示す。 なお表中のＡは添加化合物の種別を示し、Ｂは添加量を
示しその単位は（重量部）である。また接合強度の単位
は（ｋｇ／４飾２）である。 ｉ〜 この結果かられかるように、金属のヨウ化物を全く添加
しない場合の接着強度は低く、金属のヨウ化物を添加し
た場合であっても、添加量が０．１重量部未満の場合に
は、添加の効果が全くないか殆ど得られない。また添加
量が１０重量部を越えると、接着強度は低下することが
認められた。 この結果から、添加量として好ましい範囲は、いずれの
添加物についても０．１重量部から１０重量部であるこ
とがわかる。 またこの実施例では、添加物を単独で添加したが、これ
らの添加物は二種以上を混合して添加してもよい。更に
この実施例で挙げた以外の金属のヨウ化物であっても、
同様の効果が得られる。

【発明の効果】

以上述べたようにこの発明によれば、窒化アルミニウム
焼結体基板用の導電ペーストとして、高い接着強度が得
られる。 また基礎組成の導電ペーストは、アルミナ基板への流用
も可能であり、添加剤の配合のみによって、各種の絶縁
基板への適用が可能なため、製造現場においてペースト
の種類を少なくでき、生産効率が良くなる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａｇ粉末７０〜９５重量部、Ｐｄ粉末５〜３０重
   量部、ガラスフリット０．５〜１０重量部の範囲の組成
   からなる基礎組成に対し、金属のヨウ化物を０．１〜１
   ０重量部の範囲で添加したことを特徴とする窒化アルミ
   ニウム焼結体用導電ペースト。
2. （２）金属のヨウ化物が、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カ
   リウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化銅、ヨウ化セシウム
   のいずれかから選択された一種もしくは二種以上の化合
   物であるところの請求項１記載の窒化アルミニウム焼結
   体用導電ペースト。