JPH0511069B2 - - Google Patents
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- JPH0511069B2 JPH0511069B2 JP62026783A JP2678387A JPH0511069B2 JP H0511069 B2 JPH0511069 B2 JP H0511069B2 JP 62026783 A JP62026783 A JP 62026783A JP 2678387 A JP2678387 A JP 2678387A JP H0511069 B2 JPH0511069 B2 JP H0511069B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はIC用絶縁基板等に用いる表面にＷ又
はMoのメタライズ面を有するAlN焼結体その製
造方法に関する。 〔従来の技術〕 セラミツクスの表面に厚膜のメタライズ面を形
成する方法には大別して二種ある。一つは焼結し
たセラミツクスの表面にメタライズを施すポスト
メタライズ法と、焼結前のグリーンシートのセラ
ミツクスに金属ペーストを塗布した後、セラミツ
クスの焼結と金属ペーストの焼成とを同時に行な
う同時焼成法である。 ポストメタライズ法では二度焼成を行なうので
コストが高くなり、且つ密着強度に問題がある。
即ち、焼成したセラミツクの表面にメタライズを
施すのでそのメタライズ機構はメタライズ層とセ
ラミツクの界面で化学反応や両者に漏れ性が良好
なバインダー層を介在してなされるものと考えら
れる。 同時焼成法のメタライズ機構は、界面の化学反
応や、バインダー層の介在と共に、物理的密着の
大きな寄与が期待できる。つまり有機成分を含む
金属ペーストをスクリーン印刷等で塗布するため
に、ポストメタライズでのスクリーン印刷に比べ
てペーストの漏れ性に優れている。ポストメタラ
イズ法では印刷時にペーストがセラミツク内に浸
透することなどは考えられないが、同時焼成の場
合は、有機成分を含むグリーンシートにペースト
が印刷される為、ペーストに含まれている金属成
分や助剤が焼成前の段階で既にグリーンシート内
に拡散しているものと考えられる。このグリーン
シートを焼成すれば、拡散した金属成分や助剤成
分が焼結と共に、セラミツク内で反応やくい込み
現象を生ずるため、極めて強固にメタライズ層と
セラミツクスが密着される。更に一度の焼成でメ
タライズとセラミツクの焼成を施すことが出来る
為ポストメタライズのように二度焼成を行なう必
要がなく、コストの軽減ができる。 以上のように、メタライズ強度、メタライズコ
ストなどから考えれば、同時焼成法がポストメタ
ライズ法に比べて非常に優れていることが判る。
しかしながら、同時焼成を行なうに当つて幾つか
の問題点があつた。 即ちAlNグリーンシートを焼成するためには、
1700〜2100℃程度の高温でしかも基本的に窒素雰
囲気又は窒素−アンモニア、窒素−水素の混合雰
囲気が焼成条件と考えられる。この為、メタライ
ズ層を構成する金属成分の選択もこの焼成条件に
沿つて行なう必要性が生ずる。従つてコスト面や
金属の融点などを考えると、モリブデンもしくは
タングステン金属が候補と考えられる。これらの
市販ペーストを、グリーンシートに塗布して上記
の条件で焼成しても、基板のそり、メタライズ強
度、メタライズ層の焼結性などに問題点があつ
た。つまり基板のそりは、縦、横50mm、厚さ１mm
で、５mmと非常に大きく、メタライズ強度も引張
強度で１Kg／mm2以下と非常に低いものであつた。
しかも高融点金属であるＷやMoの焼結が不十分
であつてその導体の電気抵抗値は0.5〜1Ω／□を
有し実用性に程遠いものであつた。 この理由は、焼成過程でグリーンシートの収縮
率とメタライズ層のそれが異なつているために、
応力歪が生じ、そりとなつて発生し、そりの方向
からAlNに比べてメタライズ層の焼結が不十分
であつて、その収縮率がAlNに比べて極めて小
さいこと、ペーストに含まれる助剤がAlNと反
応性や漏れ性に乏しく良好なバインダー層として
作用しないため引張強度が小さいこと、メタライ
ズ層の焼結が不十分なため、メタライズ層中に多
数のポアが存在し、金属の接触密度が小さいこと
によつて電気抵抗が高くなるものと考えられる。 この問題の解決策として、メタライズ層を構成
するＷ及びMo金属の粉末の粒径を調整してみた
が、これだけではメタライズ層の焼結性を促進し
収縮率を高めることは困難であつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上記の問題を解決し、そりが小さくメ
タライズ層の強度も十分あり、電気抵抗値の低い
Ｗ又はMoのメタライズ面を有するAlN焼結体の
製造方法を提供することを目的とするものであ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこの目的を達成するために、 Ａ群：CaO，BaO，SrO，Y2O3，CeO2，Gd2O3 Ｂ群：Al2O3，AlN 上記Ａ群のうちの一種以上と、Ｂ君のうちの一
種以上とを含有せしめたＷ又はMoペーストを、
AlNのグリーンシートに塗布し、これらを同時
に焼成することを特徴とするメタライズ面を有す
るAlN焼結体の製造方法を構成したことにある。 〔作用〕 上記Ａ群はその融点が1900℃以上であるため、
これをＷ又はMoペーストに添加して焼成して
も、AlNの焼結温度が1700〜2100℃であるため、
融液が生じたとしてもAlN焼結体との表面の一
部でしか認められなかつた。これらの酸化物の低
融点化を計るため、更にSiO2，GeO2，Bi2O3，
PbO2，B2O3，Al2O3，AlNを添加したところAl2
O3，AlNの添加によつて融液が生じ、1700〜
2100℃の窒素雰囲気中で難焼結性であつたＷ又は
Mo金属粉末の焼結性及び収縮性が著しく高めら
れると共にAlN焼結体との漏れ性が良好となり、
密着力を高めることができたものである。なお、
窒素雰囲気以外の雰囲気で焼成しても作用は変わ
りない。又ＷまたはMo金属粉末を主成分として
Cu，Mn，Rh又はRuの金属若しくはそれらの酸
化物を微量添加しても差支えない。この結果、そ
りについては縦、横50mm角、厚さ１mmの基板で
100μm以下となり、メタライズ強度については、
Niメツキを施した後で４Kg／mm2以上の値を有し、
破壊基点は総てAlNの焼結体内部となり、電気
抵抗値も10〜20mΩ／□と、実用に差支えのない
値とすることが出来たものである。 〔実施例〕 AlN粉末にCaO，Y2O3各２重量％及び有機バ
インダーを添加混合してテープ成形で作成したグ
リーンシートに、下記の組成、成分とともに有機
ビヒクルを混練して作成したペーストをスクリー
ン印刷法で塗布し、脱バインダー後1700〜2100℃
で30〜180分窒素雰囲気中で同時焼成を行なつた。
得られた資料について、そり、導体抵抗値を調べ
又はNiメツキを施した後、引張強度値を測定し
た。その結果を下表に示した。なお、そりは
AlN焼結体の縦、横50mm、厚さ１mmの寸法のも
のについて調べたものである。
はMoのメタライズ面を有するAlN焼結体その製
造方法に関する。 〔従来の技術〕 セラミツクスの表面に厚膜のメタライズ面を形
成する方法には大別して二種ある。一つは焼結し
たセラミツクスの表面にメタライズを施すポスト
メタライズ法と、焼結前のグリーンシートのセラ
ミツクスに金属ペーストを塗布した後、セラミツ
クスの焼結と金属ペーストの焼成とを同時に行な
う同時焼成法である。 ポストメタライズ法では二度焼成を行なうので
コストが高くなり、且つ密着強度に問題がある。
即ち、焼成したセラミツクの表面にメタライズを
施すのでそのメタライズ機構はメタライズ層とセ
ラミツクの界面で化学反応や両者に漏れ性が良好
なバインダー層を介在してなされるものと考えら
れる。 同時焼成法のメタライズ機構は、界面の化学反
応や、バインダー層の介在と共に、物理的密着の
大きな寄与が期待できる。つまり有機成分を含む
金属ペーストをスクリーン印刷等で塗布するため
に、ポストメタライズでのスクリーン印刷に比べ
てペーストの漏れ性に優れている。ポストメタラ
イズ法では印刷時にペーストがセラミツク内に浸
透することなどは考えられないが、同時焼成の場
合は、有機成分を含むグリーンシートにペースト
が印刷される為、ペーストに含まれている金属成
分や助剤が焼成前の段階で既にグリーンシート内
に拡散しているものと考えられる。このグリーン
シートを焼成すれば、拡散した金属成分や助剤成
分が焼結と共に、セラミツク内で反応やくい込み
現象を生ずるため、極めて強固にメタライズ層と
セラミツクスが密着される。更に一度の焼成でメ
タライズとセラミツクの焼成を施すことが出来る
為ポストメタライズのように二度焼成を行なう必
要がなく、コストの軽減ができる。 以上のように、メタライズ強度、メタライズコ
ストなどから考えれば、同時焼成法がポストメタ
ライズ法に比べて非常に優れていることが判る。
しかしながら、同時焼成を行なうに当つて幾つか
の問題点があつた。 即ちAlNグリーンシートを焼成するためには、
1700〜2100℃程度の高温でしかも基本的に窒素雰
囲気又は窒素−アンモニア、窒素−水素の混合雰
囲気が焼成条件と考えられる。この為、メタライ
ズ層を構成する金属成分の選択もこの焼成条件に
沿つて行なう必要性が生ずる。従つてコスト面や
金属の融点などを考えると、モリブデンもしくは
タングステン金属が候補と考えられる。これらの
市販ペーストを、グリーンシートに塗布して上記
の条件で焼成しても、基板のそり、メタライズ強
度、メタライズ層の焼結性などに問題点があつ
た。つまり基板のそりは、縦、横50mm、厚さ１mm
で、５mmと非常に大きく、メタライズ強度も引張
強度で１Kg／mm2以下と非常に低いものであつた。
しかも高融点金属であるＷやMoの焼結が不十分
であつてその導体の電気抵抗値は0.5〜1Ω／□を
有し実用性に程遠いものであつた。 この理由は、焼成過程でグリーンシートの収縮
率とメタライズ層のそれが異なつているために、
応力歪が生じ、そりとなつて発生し、そりの方向
からAlNに比べてメタライズ層の焼結が不十分
であつて、その収縮率がAlNに比べて極めて小
さいこと、ペーストに含まれる助剤がAlNと反
応性や漏れ性に乏しく良好なバインダー層として
作用しないため引張強度が小さいこと、メタライ
ズ層の焼結が不十分なため、メタライズ層中に多
数のポアが存在し、金属の接触密度が小さいこと
によつて電気抵抗が高くなるものと考えられる。 この問題の解決策として、メタライズ層を構成
するＷ及びMo金属の粉末の粒径を調整してみた
が、これだけではメタライズ層の焼結性を促進し
収縮率を高めることは困難であつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上記の問題を解決し、そりが小さくメ
タライズ層の強度も十分あり、電気抵抗値の低い
Ｗ又はMoのメタライズ面を有するAlN焼結体の
製造方法を提供することを目的とするものであ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこの目的を達成するために、 Ａ群：CaO，BaO，SrO，Y2O3，CeO2，Gd2O3 Ｂ群：Al2O3，AlN 上記Ａ群のうちの一種以上と、Ｂ君のうちの一
種以上とを含有せしめたＷ又はMoペーストを、
AlNのグリーンシートに塗布し、これらを同時
に焼成することを特徴とするメタライズ面を有す
るAlN焼結体の製造方法を構成したことにある。 〔作用〕 上記Ａ群はその融点が1900℃以上であるため、
これをＷ又はMoペーストに添加して焼成して
も、AlNの焼結温度が1700〜2100℃であるため、
融液が生じたとしてもAlN焼結体との表面の一
部でしか認められなかつた。これらの酸化物の低
融点化を計るため、更にSiO2，GeO2，Bi2O3，
PbO2，B2O3，Al2O3，AlNを添加したところAl2
O3，AlNの添加によつて融液が生じ、1700〜
2100℃の窒素雰囲気中で難焼結性であつたＷ又は
Mo金属粉末の焼結性及び収縮性が著しく高めら
れると共にAlN焼結体との漏れ性が良好となり、
密着力を高めることができたものである。なお、
窒素雰囲気以外の雰囲気で焼成しても作用は変わ
りない。又ＷまたはMo金属粉末を主成分として
Cu，Mn，Rh又はRuの金属若しくはそれらの酸
化物を微量添加しても差支えない。この結果、そ
りについては縦、横50mm角、厚さ１mmの基板で
100μm以下となり、メタライズ強度については、
Niメツキを施した後で４Kg／mm2以上の値を有し、
破壊基点は総てAlNの焼結体内部となり、電気
抵抗値も10〜20mΩ／□と、実用に差支えのない
値とすることが出来たものである。 〔実施例〕 AlN粉末にCaO，Y2O3各２重量％及び有機バ
インダーを添加混合してテープ成形で作成したグ
リーンシートに、下記の組成、成分とともに有機
ビヒクルを混練して作成したペーストをスクリー
ン印刷法で塗布し、脱バインダー後1700〜2100℃
で30〜180分窒素雰囲気中で同時焼成を行なつた。
得られた資料について、そり、導体抵抗値を調べ
又はNiメツキを施した後、引張強度値を測定し
た。その結果を下表に示した。なお、そりは
AlN焼結体の縦、横50mm、厚さ１mmの寸法のも
のについて調べたものである。
【表】
【表】
【表】
【表】
比較例
上記実施例と同様にCaO，SrO，BaO，Y2O3，
CeO2，Gd2O3，Al2O3、又はAlN粉末をＷ又は
Mo金属粉末に添加して有機ビヒクルを加えて混
練したペーストを用いて同時焼成を行なつた。
CeO2，Gd2O3，Al2O3、又はAlN粉末をＷ又は
Mo金属粉末に添加して有機ビヒクルを加えて混
練したペーストを用いて同時焼成を行なつた。
以上、本発明によれば、そりが殆ど無くAlN
焼結体との密着強度並びに導体抵抗値について実
用上十分満足できるメタライズ面を有するAlN
焼結体を提供できる。
焼結体との密着強度並びに導体抵抗値について実
用上十分満足できるメタライズ面を有するAlN
焼結体を提供できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ａ群：CaO，BaO，SrO，Y2O3，CeO2，
Gd2O3， Ｂ群：Al2O3，AlN 上記Ａ群のうちの一種以上と、Ｂ群のうちの一
種以上とを含有せしめたＷ又はMoペーストを
AlNのグリーンシートに塗布し、これらを同時
に焼成することを特徴とするメタライズ面を有す
るAlN焼結体の製造方法。 ２ 同時に焼成する時の雰囲気が窒素雰囲気であ
る特許請求の範囲第１項に記載のメタライズ面を
有するAlN焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2678387A JPS63195183A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | メタライズ面を有するＡｌＮ焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2678387A JPS63195183A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | メタライズ面を有するＡｌＮ焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195183A JPS63195183A (ja) | 1988-08-12 |
| JPH0511069B2 true JPH0511069B2 (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=12202911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2678387A Granted JPS63195183A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | メタライズ面を有するＡｌＮ焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63195183A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6483586A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Kyocera Corp | Method for metallizing aluminum nitride substrate |
| JP2616951B2 (ja) * | 1988-03-30 | 1997-06-04 | 住友電気工業株式会社 | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
| JPH0725618B2 (ja) * | 1988-07-05 | 1995-03-22 | 株式会社村田製作所 | Ａ▲ｌ▼Ｎ体のタングステンメタライズ構造 |
| JPH0483782A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-17 | Kyocera Corp | メタライズ金属層を有する窒化アルミニウム質焼結体 |
| JP2763516B2 (ja) * | 1996-03-08 | 1998-06-11 | 京セラ株式会社 | 窒化アルミニウム基板のメタライズ方法 |
| JP4570263B2 (ja) * | 2001-02-27 | 2010-10-27 | 京セラ株式会社 | 配線基板 |
| JP4903631B2 (ja) * | 2007-05-23 | 2012-03-28 | 株式会社トクヤマ | メタライズド基板およびその製造方法 |
Citations (9)
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| JPS61286287A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-16 | 日本特殊陶業株式会社 | 窒化アルミニウム製基材の表面処理方法 |
| JPS61291480A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-22 | 日本特殊陶業株式会社 | 窒化アルミニウム製基材の表面処理組成物 |
| JPS62197372A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-09-01 | 株式会社東芝 | 導電性メタライズ層を有する窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
| JPS62197375A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-09-01 | 株式会社東芝 | 窒化アルミニウム基板 |
| JPS6329991A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-08 | 株式会社東芝 | 回路基板の製造方法及び回路基板 |
| JPS6345194A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-26 | 住友電気工業株式会社 | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
| JPS6369787A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-29 | 住友電気工業株式会社 | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP2678387A patent/JPS63195183A/ja active Granted
Patent Citations (9)
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| JPS62197375A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-09-01 | 株式会社東芝 | 窒化アルミニウム基板 |
| JPS6329991A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-08 | 株式会社東芝 | 回路基板の製造方法及び回路基板 |
| JPS6345194A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-26 | 住友電気工業株式会社 | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
| JPS6369787A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-29 | 住友電気工業株式会社 | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
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| JPS63195183A (ja) | 1988-08-12 |
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