JPH0616477A - 半導体装置実装用低温焼結型磁器の製造方法 - Google Patents

半導体装置実装用低温焼結型磁器の製造方法

Info

Publication number
JPH0616477A
JPH0616477A JP4191398A JP19139892A JPH0616477A JP H0616477 A JPH0616477 A JP H0616477A JP 4191398 A JP4191398 A JP 4191398A JP 19139892 A JP19139892 A JP 19139892A JP H0616477 A JPH0616477 A JP H0616477A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum nitride
glass
sintered body
particles
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4191398A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2900711B2 (ja
Inventor
Akinobu Shibuya
明信 渋谷
Yuzo Shimada
勇三 嶋田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP4191398A priority Critical patent/JP2900711B2/ja
Publication of JPH0616477A publication Critical patent/JPH0616477A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2900711B2 publication Critical patent/JP2900711B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低誘電率かつ高熱伝導率を有し、低温焼結可
能な半導体装置実装用の低温焼結型磁器を製造する方法
を提供する。 【構成】 窒化アルミニウム焼結体の粉砕粒子あるいは
表面を酸化処理した窒化アルミニウム焼結体の粉砕粒子
と、ガラスとを原料として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁基板、多層配線基
板、半導体パッケージ材料等に使用される低温焼結型磁
器の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術およびその課題】近年LSIの高集積化、
高密度化、高速化、高出力化に伴い、LSIから発生す
る熱量はますます増加している。また、基板内部での信
号伝播の遅延も問題となっている。現在、アルミナ焼結
体、窒化アルミニウム焼結体、低温焼成ガラス含有アル
ミナ磁器等が絶縁基板、多層配線基板、半導体パッケー
ジ等の材料に使用されている。アルミナ基板は、熱伝導
率は20W/mKと比較的大きいが、比誘電率が10前
後と比較的大きいという欠点を有する。また、焼成温度
が1500℃前後と高いため、同時焼成により配線基板
を作製する場合には、W,Mo等の高価で電気抵抗のや
や大きい導体を使用しなければならないという欠点と焼
成コストが高くなるという欠点を有する。窒化アルミニ
ウム基板は、熱伝導率が100〜260W/mKと極め
て大きいが、焼成温度が1700〜2000℃程度と高
いため、アルミナ基板と同様にW,Mo等の導体材料を
使用しなければならず、焼成コストもアルミナ以上に高
くなるという欠点を有する。低温焼成ガラス含有のアル
ミナ磁器基板は、850℃〜1100℃程度の低温で焼
成できるため、Ag,Au等の電気抵抗の低い導体、さ
らにはAg−Pd,Cu等の安価で低電気抵抗の導体も
同時焼成により形成できる。また、誘電率も低く、焼成
コストも安いという長所を有する。しかし、熱伝導率は
1.5〜3.5W/mK程度と小さい欠点がある。ま
た、近年窒化アルミニウム20〜80重量%とガラス2
0〜80%から成る絶縁材料と、銅の導体材料の組合わ
せによる多層セラミックス基板が特開昭63−3071
82号公報「セラミックス回路基板」に報告されている
が、熱伝導率は3.0W/mKと十分なものではない。
以上述べたように、絶縁基板,多層配線基板,半導体パ
ッケージ用の材料系では、低温焼結化,低温誘電率化,
高熱伝導率化のすべてを満足することは不可能であっ
た。
【0003】本発明の目的は、このような従来の欠点を
除去して、低誘電率かつ高熱伝導率を有し、低温焼成可
能な半導体装置実装用低温焼結型磁器の製造方法を提供
することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、窒化アルミニ
ウム焼結体の粉砕粒子よりなる結晶粒子とガラスを原料
として用いることを特徴とする半導体実装用低温焼結型
磁器の製造方法である。
【0005】
【作用】ガラス中に結晶が分散した低温焼結型磁器にお
いては、結晶の熱伝導率が高いほど、この低温焼結型磁
器の熱伝導率は高くなる。本発明においては、熱伝導率
の低い窒化アルミニウム粉末ではなく、高熱伝導率化し
た窒化アルミニウム焼結体の粉砕粒子を使用しているた
めに、結果として熱伝導率の高い低温焼結型磁器を作製
することができる。一方、この低温焼結型磁器において
は、結晶の体積比率が大きいほど、熱伝導率は大きくな
る。窒化アルミニウム焼結体中の粒子は、図1に示す正
六八面体に類似した形状を有し、粒子が密に詰まった状
態となっている。窒化アルミニウム焼結体は、粒界破壊
するため、粉砕粒子も正六八面体類似の構造を有してい
る。均一な粒子径からなる球状の窒化アルミニウム粒子
では最密に詰まった場合でも磁器中において74体積%
の空間占有率しかとりえないのに対して、窒化アルミニ
ウム焼結体の粉砕粒子では、磁器中において74体積%
以上の空間の占有が可能となる。したがって、焼結体の
粉砕粒子を使用することにより、窒化アルミニウム結晶
の体積比率も向上させることができ、高熱伝導率の低温
焼結型磁器の作製が可能となった。このように窒化アル
ミニウム焼結体の粉砕粒子が磁器中において50体積%
を超えるような場合、窒化アルミニウムのガラスに対す
る濡れ性を向上させるために、あらかじめ熱酸化等によ
り粉砕粒子表面に酸化層を形成しておくことが、さらに
有効である。
【0006】また、窒化アルミニウムはアルミナよりも
誘電率が小さいために誘電率の小さいガラスと組み合わ
せることにより、信号伝播の高速化に必要な低誘電率化
も同時に達成している。さらには、一般に、窒化アルミ
ニウムおよび窒化アルミニウムを含有する複合材料にお
いては空気中での焼成は、窒化アルミニウムが分解して
しまうため主に不活性ガス中での脱脂および焼成が行わ
れている。本発明においては、空気中においても120
0℃程度まで安定な窒化アルミニウム焼結体粉砕粒子を
使用しているため、空気中での脱脂および焼成が可能と
なっている。このことにより、焼成温度の低減と共に、
焼成コストの低減および焼成の簡便化を達成している。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。粉
砕する窒化アルミニウム焼結体は固溶酸素が十分に除去
されており、高熱伝導率化されたものが望ましい。粉砕
に際しては、不純物が混入しないように注意することが
必要である。粉砕粒子の粒径は3〜60μm程度が良
く、種々の粒径の粒子が混在していても良い。平均粒径
は、10〜40μm程度が望ましい。ガラスは、ホウケ
イ酸系ガラスが望ましいが、これに限定されるものでは
ない。ガラスの粒径は1〜20μm程度が良く、平均粒
径3μm程度が望ましい。焼結は空気中あるいは窒素中
で行うことが望ましいが、他の雰囲気として水蒸気ガ
ス,アルゴンガス,ヘリウムガス,一酸化炭素ガス,水
素ガス,アンモニアガス等あるいはこれらの混合ガスま
たは真空中等も使用される。焼成温度は800〜160
0℃が良く、特に900〜1100℃が好ましい。
【0008】実施例1 窒化アルミニウム焼結体は、焼結助剤に酸化イットリウ
ムを使用し、窒素気流中、1900℃で5時間焼成して
製造した熱伝導率200W/mKのものを使用した。こ
の焼結体を粉砕し、平均粒径10μmとした。この粉砕
粒子とホウケイ酸ガラスを60:40の重量比で混合し
た。用いたガラスの組成は、表1に示した。次にバイン
ダを加えシート成形し、成形体を空気中で加熱し、バイ
ンダを除去した。その後、この成形体を空気中、900
℃で10分間焼成して焼成体を得た。得られた焼成体は
緻密で体積抵抗率1013Ω・cm以上の高絶縁性を示し
た。この焼成体についてアルキメデス法による密度の測
定、周波数1MHzにおける比誘電率の測定およびレー
ザーフラッシュ法による熱伝導率の測定を行い、その結
果を表2に示した。
【0009】実施例2〜6 実施例1と同様に粉末を混合し、バインダを除去した
後、900℃で10分間焼成し、窒化アルミニウムとガ
ラスよりなる焼結体を得た。それぞれについての窒化ア
ルミニウム焼結体粉砕粒子とガラスの重量比と共に、密
度,比誘電率および熱伝導率の結果を表2に示した。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】実施例7 実施例1と同様に、焼結助剤に酸化イットリウムを使用
した熱伝導率200W/mKの窒化アルミニウム焼結体
を粉砕し、平均粒径10μmとした。この粉砕粒子を空
気中、1000℃で熱処理した後、実施例1と同様にホ
ウケイ酸ガラスと60:40の重量比で混合した。次に
バインダを加えシート成形し、成形体を空気中で加熱し
バインダを除去した。その後、この成形体を空気中、9
00℃で10分間焼成して焼成体を得た。得られた焼成
体は緻密で体積抵抗率1013Ω・cm以上の高絶縁性を
示した。この焼成体についてアルキメデス法による密度
の測定、周波数1MHzにおける比誘電率の測定および
レーザーフラッシュ法による熱伝導率の測定を行い、そ
の結果を表3に示した。
【0013】実施例8〜12 実施例7と同様に窒化アルミニウム焼結体粉砕粒子を空
気中、1000℃で熱処理した後、ホウケイ酸ガラスと
表3に記載した重量比で混合し、バインダを除去した
後、900℃で10分間焼成して焼成体を得た。それぞ
れについての窒化アルミニウム焼結体粉砕粒子とガラス
の重量比と共に、密度、比誘電率および熱伝導率の結果
を表3に示した。
【0014】
【表3】
【0015】比較例1 平均粒径2μmの窒化アルミニウム粉末60重量%と実
施例1で用いたものと同様のホウケイ酸ガラス40重量
%を混合し、バインダを除去した後、900℃で10分
間焼成し、焼成体を作製した。得られた焼成体は、あま
り緻密化していなかった。また、比誘電率は低い値を示
したが、熱伝導率は十分な値ではなかった。これらの結
果を表4に示した。また、この焼成体の機械的強度は小
さいことが推定される。
【0016】比較例2〜6 比較例1と同様に、平均粒径2μmの窒化アルミニウム
とホウケイ酸ガラスを表4に記載した重量比で混合し、
バインダを除去した後、900℃で10分間焼成し、焼
成体を作製した。いずれも比較例1と同様に、緻密化、
熱伝導率ともに十分なものではなかった。窒化アルミニ
ウム粉末とホウケイ酸ガラスの重量比と共に、これらの
結果を表4に示した。
【0017】
【表4】
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常のセラミック粉末よりも熱伝導率、空間占有率、比
誘電率および耐熱性に優れた窒化アルミニウム焼結体粉
砕粒子を低温焼結型磁器の出発原料として用いることに
より、低誘電率かつ高熱伝導率を有し、低温焼成可能な
半導体装置実装用低温焼結型磁器を製造することができ
る。この製造方法による半導体装置実装用低温焼結型磁
器は、絶縁基板、ヒートシンクおよび半導体パッケージ
材料等として有用であり、その工業的価値は極めて高
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法に用いられる窒化アルミニウム粉
砕粒子の形状に類似する正六八面体の形状を示す図であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒化アルミニウム焼結体の粉砕粒子より
    なる結晶粒子とガラスを原料として用いることを特徴と
    する半導体実装用低温焼結型磁器の製造方法。
  2. 【請求項2】 窒化アルミニウム焼結体粉砕粒子が表面
    酸化層を有するものである請求項1記載の半導体実装用
    低温焼結型磁器の製造方法。
JP4191398A 1992-06-26 1992-06-26 半導体装置実装用低温焼結型磁器の製造方法 Expired - Lifetime JP2900711B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4191398A JP2900711B2 (ja) 1992-06-26 1992-06-26 半導体装置実装用低温焼結型磁器の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4191398A JP2900711B2 (ja) 1992-06-26 1992-06-26 半導体装置実装用低温焼結型磁器の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0616477A true JPH0616477A (ja) 1994-01-25
JP2900711B2 JP2900711B2 (ja) 1999-06-02

Family

ID=16273942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4191398A Expired - Lifetime JP2900711B2 (ja) 1992-06-26 1992-06-26 半導体装置実装用低温焼結型磁器の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2900711B2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996016916A1 (fr) * 1994-12-01 1996-06-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Produit fritte en nitrure d'alumimium et son procede de production
JP2011121812A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Tokuyama Corp 窒化アルミニウム粉末
EP2620418A1 (en) 2012-01-26 2013-07-31 NGK Insulators, Ltd. Glass-ceramic composite material
WO2014038230A1 (ja) 2012-09-10 2014-03-13 日本碍子株式会社 ガラス-セラミックス複合材料
JP2014080362A (ja) * 2013-12-06 2014-05-08 Tokuyama Corp 窒化アルミニウム粉末
WO2014155758A1 (ja) 2013-03-26 2014-10-02 日本碍子株式会社 ガラス-セラミックス複合材料
US9212087B2 (en) 2013-03-26 2015-12-15 Ngk Insulators, Ltd. Glass-ceramics composite material
JP6606628B1 (ja) * 2018-06-06 2019-11-13 昭和電工株式会社 ガラス被覆窒化アルミニウム粒子の製造方法及びそのガラス被覆窒化アルミニウム粒子を含有する放熱性樹脂組成物の製造方法
JP2022067865A (ja) * 2020-10-21 2022-05-09 株式会社燃焼合成 AlN粒子、及びその製造方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996016916A1 (fr) * 1994-12-01 1996-06-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Produit fritte en nitrure d'alumimium et son procede de production
JP2011121812A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Tokuyama Corp 窒化アルミニウム粉末
US8912106B2 (en) 2012-01-26 2014-12-16 Ngk Insulators, Ltd. Glass-ceramic composite material
EP2620418A1 (en) 2012-01-26 2013-07-31 NGK Insulators, Ltd. Glass-ceramic composite material
JP2013151399A (ja) * 2012-01-26 2013-08-08 Ngk Insulators Ltd ガラス−セラミックス複合材料
US9212085B2 (en) 2012-09-10 2015-12-15 Ngk Insulators, Ltd. Glass-ceramics composite material
WO2014038230A1 (ja) 2012-09-10 2014-03-13 日本碍子株式会社 ガラス-セラミックス複合材料
WO2014155758A1 (ja) 2013-03-26 2014-10-02 日本碍子株式会社 ガラス-セラミックス複合材料
US9212087B2 (en) 2013-03-26 2015-12-15 Ngk Insulators, Ltd. Glass-ceramics composite material
JP2014080362A (ja) * 2013-12-06 2014-05-08 Tokuyama Corp 窒化アルミニウム粉末
JP6606628B1 (ja) * 2018-06-06 2019-11-13 昭和電工株式会社 ガラス被覆窒化アルミニウム粒子の製造方法及びそのガラス被覆窒化アルミニウム粒子を含有する放熱性樹脂組成物の製造方法
WO2019235234A1 (ja) * 2018-06-06 2019-12-12 昭和電工株式会社 ガラス被覆窒化アルミニウム粒子の製造方法及びそのガラス被覆窒化アルミニウム粒子を含有する放熱性樹脂組成物の製造方法
TWI690484B (zh) * 2018-06-06 2020-04-11 日商昭和電工股份有限公司 玻璃被覆氮化鋁粒子之製造方法及含有其玻璃被覆氮化鋁粒子之放熱性樹脂組成物之製造方法
EP3805152A4 (en) * 2018-06-06 2022-03-09 Showa Denko K.K. METHOD FOR PRODUCING GLASS COATED ALUMINUM NITRIDE PARTICLES AND METHOD FOR PRODUCING A HEAT DISSIPATING RESIN COMPOSITION CONTAINING SUCH GLASS COATED ALUMINUM NITRIDE PARTICLES
JP2022067865A (ja) * 2020-10-21 2022-05-09 株式会社燃焼合成 AlN粒子、及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2900711B2 (ja) 1999-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Harris Sintered aluminum nitride ceramics for high-power electronic applications
US5728470A (en) Multi-layer wiring substrate, and process for producing the same
JP2017183540A (ja) セラミック基板及びその製造方法
JP2900711B2 (ja) 半導体装置実装用低温焼結型磁器の製造方法
US7056853B2 (en) Oxide ceramic material, ceramic substrate employing the same, ceramic laminate device, and power amplifier module
JPH06206772A (ja) 窒化アルミニウム焼結体およびセラミック回路基板
JP4404602B2 (ja) セラミックス−金属複合体およびこれを用いた高熱伝導放熱用基板
JP2004256384A (ja) 酸化物セラミックス材料、これを用いたセラミック基板、セラミック積層デバイスとパワーアンプモジュール
JP4580923B2 (ja) 高周波用低温焼成磁器組成物、その製造方法及び電子部品
JPH02221162A (ja) 窒化アルミニウム質焼成体の製法
JPH10297960A (ja) 低温焼成磁器組成物および低温焼成磁器の製造方法
JP3909366B2 (ja) 低誘電率磁器組成物とその磁器組成物を用いた電子回路用基板の製造方法
JP2003238235A (ja) 高周波用低温焼結磁器組成物及びその製造方法
JPH0515668B2 (ja)
JP2004210568A (ja) 高周波用低温焼成磁器組成物及びその製造方法
JP2710311B2 (ja) セラミツク絶縁材料
JP2686446B2 (ja) 低温焼成セラミック焼結体
JPH07187789A (ja) 窒化アルミニウム焼結体および窒化アルミニウム多層回路基板
JPS63166765A (ja) 窒化アルミニウム質焼結体およびその製造方法
JPH04144967A (ja) 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法
JPH10189828A (ja) 低温焼成磁器組成物および低温焼成磁器の製造方法
JP3078415B2 (ja) 窒化アルミニウム配線基板
JPS63222043A (ja) 低温焼結型磁器
JPH02212363A (ja) 窒化アルミニウム質焼成体の製造法
JPS61286267A (ja) 窒化アルミニウム質焼結体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080319

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090319

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090319

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100319

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100319

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110319

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110319

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319

Year of fee payment: 14