JPH06177495A - 窒化アルミプリント配線板 - Google Patents

窒化アルミプリント配線板

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JPH06177495A
JPH06177495A JP34362492A JP34362492A JPH06177495A JP H06177495 A JPH06177495 A JP H06177495A JP 34362492 A JP34362492 A JP 34362492A JP 34362492 A JP34362492 A JP 34362492A JP H06177495 A JPH06177495 A JP H06177495A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
circuit pattern
copper
brazing material
aluminum nitride
Prior art date
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Pending
Application number
JP34362492A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoto Nakatani
直人 中谷
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Nippon Avionics Co Ltd
Original Assignee
Nippon Avionics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少くとも大電流を流さない回路パターンに対
しては十分に線幅を小さくして微細なパターンを形成で
き、回路パターンの導体膜が剥離しにくく太径のボンデ
ィングワイヤのボンディングに耐え、信頼性を高くする
ことができようにする。また太径のボンディングワイヤ
のボンディングを可能にする。 【構成】 窒化アルミ基板と、この基板に回路パターン
を形成するメタライズ層と、このメタライズ層にコーテ
ィングされた銅系ロー材の導電層とを有する。また銅系
ロー材層の表面にニッケルや金などの金属めっきを施
す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大電流回路用に適する
窒化アルミプリント配線板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】窒化アルミ(ALN)は高い熱伝導性
(アルミナの5〜10倍)と電気絶縁性を持つため、半
導体実装用の基板として注目されている。
【0003】この窒化アルミでは、これと熱膨張率がほ
ぼ同じモリブデン/マンガン(Mo/Mn )やタングス
テン(W)等を用いてメタライズ処理される。またこれ
らのメタライズ層は金線やアルミ線のボンディングがで
きないため、このメタライズ層にさらに金やニッケルの
めっきを施している。
【0004】一方この窒化アルミの放熱性に着目して、
大電力用混成集積回路などの大電流回路をこの窒化アル
ミ基板に形成することが行われている。ここに前記のメ
タライズ層を下地導体とする従来の回路パターンでは、
このメタライズ層のモリブデンやタングステンなどの電
気抵抗が大きいため、大部分の電流は表面の金あるいは
ニッケルのめっき層に流れる。
【0005】しかしこの金・ニッケルのめっき層は通常
数μm程度で非常に薄く大きい電流を流すことができな
い。このため線幅を広くして単位導体断面積当たりの電
流密度を小さくしていたが、電流の増大に対応しきれな
いという問題があった。
【0006】そこで従来よりDBC(Direct Bond Copp
er)法やモルトンメタル法などが行われていた。DBC
法はALN基板の表面を酸化処理(Al23 化)して
銅板を重ね、管理された雰囲気内で加熱し界面にCu
O系共晶を析出させ、AINと銅板とを強固に接合する
方法である。この場合銅板はALN基板前面に接合さ
れ、その後回路パターンをエッチング処理により形成し
ている。
【0007】またモルトンメタル法は、Ag、Cu、T
i、Suなどの混合金属粉末ペーストを基板にスクリー
ン印刷し、回路パターンを形成した後、乾燥水素中で焼
付けるものである。
【0008】
【従来技術の問題点】DBC法では銅板を重ねた後に全
ての回路パターンをエッチングなどで形成する。しかし
銅板が厚いためエッチングに伴う回路パターンのアンダ
ーカットが大きくなり、微細なパターン、例えば線幅3
00μm以下のパターンを形成することが不可能であっ
た。
【0009】またモルトンメタル法では焼成した導体膜
の基板に対する密着力が弱い。このため大電流用に用い
るアルミ太線(線径100〜500μm)をボンディン
グする際基板から剥離し易く、信頼性が悪くなるという
問題があった。
【0010】なお窒化アルミ基板に関係なく一般に、プ
リント配線板あるいは銀パラジウム厚膜基板の回路パタ
ーンに、はんだ層をコーティングする方法も知られてい
る。しかしこのはんだ層では金線やアルミ線などをボン
ディングすることができない。
【0011】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、少くとも大電流を流さない回路パターンに
対しては十分に線幅を小さくして微細なパターンを形成
でき、回路パターンの導体膜が剥離しにくく太径のボン
ディングワイヤのボンディングに耐え、信頼性を高くす
ることができる大電流回路用の窒化アルミプリント配線
板を提供することを第1の目的とする。
【0012】また太径のボンディングワイヤのボンディ
ングが可能な大電流回路用の窒化アルミプリント配線板
を提供することを第2の目的とする。
【0013】
【発明の構成】本発明によれば第1の目的は、窒化アル
ミ基板と、この基板に回路パターンを形成するメタライ
ズ層と、このメタライズ層にコーティングされた銅系ロ
ー材の導電層とを有することを特徴とする窒化アルミプ
リント配線板により達成される。
【0014】ここに銅系ロー材層は、回路パターンのメ
タライズ層に板状のロー材を重ね、加熱溶融することに
より形成できる。また銅系ロー材の粉末を含むペースト
をメタライズ層にスクリーン印刷し、加熱溶融すること
により形成することもできる。なお銅系ロー材によるコ
ーティング層は、回路パターン全体に形成してもよい
が、回路パターンの一部分だけを部分的(選択的)に形
成してもよい。また銅系ロー材層の表面にニッケルや金
などの金属めっきを施すことにより、第2の目的が達成
される。
【0015】
【実施例】図1は本発明の一実施例の処理工程の説明
図、図2は他の実施例の処理工程の説明図、図3は本発
明による回路パターンの断面図、図4は実装例を示す図
である。
【0016】図1(A)で符号10は窒化アルミのグリ
ーンシートであり、所定の厚さ、寸法に形成されてい
る。このグリーンシート10には、図1(B)に示すよ
うにモリブデン/マンガンやタングステンの粉末を混入
した導体ペースト12により回路パターンがスクリーン
印刷される。
【0017】このように導体ペースト12を印刷したグ
リーンシート10は、焼成炉に入れられて焼成される。
この結果グリーンシート10は基板10Aとなり、また
導体ペースト12はメタライズ層12Aとなる(図1の
(C))。なおこのようにグリーンシートと導体ペース
ト12とは同時焼成するのに代えて、予め焼成したグリ
ーンシートに導体ペーストを印刷してもよい(2次メタ
ライズ)。
【0018】次にメタライズ層12Aに板状の銅系ロー
材14が供給される(図1の(D))。このロー材14
はメタライズ層12Aの回路パターン全体に供給する必
要はなく、大電流が流れるパターン部分に供給すれば足
りる。ここに用いるロー材14は銅を主成分とする合金
である。ロー材14の積層はプレス形成して別途用意し
た板を手作業またはロボットで必要なパターンすなわち
大電流用回路パターンに重ねることにより行う。
【0019】このようにロー材14を積層した基板10
Aは、加熱炉に入れられ、加熱される。この結果ロー材
14が溶融し、その下のメタライズ層12Aと強固に結
合して一体化した導電層14Aとなる(図1の
(E))。この後表面にニッケルめっき層または金めっ
き層16がめっきされる(図1の(F))。この結果導
電層14Aを含む回路パターン部分は図3のような断面
構造となる。
【0020】なお実際の処理にあたっては、メタライズ
層12Aはロー材14との濡れ性が悪いため、ロー材1
4Aの供給前にニッケルめっき層20(図3参照)を形
成する。また金めっき層16の処理においてはニッケル
の下地めっきを行う。図3の22はこのニッケル下地め
っき層を示す。
【0021】このように作られたプリント配線板24
は、図4に示すように使われる。この配線板24には導
電層14Aを有する大電流用の回路パターン26と、導
電層14Aを持たない小電流用の回路パターン28とが
形成されている。MOS型FETなどの大電力パワート
ランジスタ30のベアチップは、大電流用の回路パター
ン26にはんだ付けされる。また小電流用IC32やト
ランジスタ34は、小電流用回路パターン26にはんだ
付けされ、さらに金の細線などの小径ボンディングワイ
ヤによりボンディングされる。
【0022】この配線板24の下面は、銅タングステン
製パッケージ36にはんだ付けされて固定され、さらに
アルミ太線からなる太径ボンディングワイヤ38により
パワートランジスタ30と大電流用回路パターン26と
の間、あるいはリード40との間がボンディングされ
る。そしてこのパッケージ36はメタルキャップ42を
シーム接合することにより気密封止される。
【0023】以上の実施例はメタライズ層12Aの回路
パターンのうち大電流用回路パターン26の部分にロー
材14をコーティングするから、この回路パターン26
の細線化には制約がある。しかしロー材14をコーティ
ングしない小電流用回路パターン28は、スクリーン印
刷によるペースト供給によりメタライズ処理して形成さ
れるから、小電流用回路パターン28の細線化は十分可
能である。
【0024】図2の実施例は、銅系ロー材の導電層を、
ペーストをスクリーン印刷することにより形成したもの
である。すなわち回路パターンをメタライズ層12Aで
形成した基板10Aに、ロー材の粉末を混入したペース
ト14Bをスクリーン印刷法により供給する(図2の
(D))。そして焼成すれば銅系ロー材の導電層14C
が形成され(図2の(E))、これにさらに金めっき層
16を形成するものである。
【0025】この実施例においても適宜ニッケルめっき
処理を行うことは勿論であり、その断面構造は図3とな
るからその説明は繰り返さない。なおこの実施例ではペ
ースト14Bはスクリーン印刷により供給するから、小
さい線幅の回路パターンにも容易に供給できる。またペ
ースト14Bの供給はスクリーン印刷以外の方法で供給
することもできる。例えばディスペンサにより必要な大
電流用回路パターンのみに供給するようにしてもよい。
【0026】
【発明の効果】請求項1の発明は以上のように、メタラ
イズ層の上に銅系ロー材の導電層を設けたものであるか
ら、少なくとも小電流用回路パターンにはこの導電層を
形成することなくメタライズ層を導電層とすることによ
り線幅を小さくし微細パターンに対応できる。
【0027】またメタライズ層にロー材の導電層を形成
するから、導電層の剥離が発生しにくく、太径のボンデ
ィングワイヤのボンディングに耐え得る強度を持たせる
ことができる。このため回路の信頼性が高くなる。
【0028】また請求項2の発明によれば、ロー材の導
電層にボンディング可能な金属めっきを施すから、ボン
ディングが可能になる。
【0029】なおDBC法では使用する銅板厚を部分的
に変えることができないが、請求項2または3の発明に
よれば、ロー材の量を部分的に調整することによりその
膜厚を変えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の処理工程説明図
【図2】本発明の他の実施例の処理工程説明図
【図3】本発明による回路パターンの断面図
【図4】実装例を示す図
【符号の説明】
10 グリーンシート 10A 基板 12A メタライズ層 14 銅系ロー材 14A、14C 導電層 14B ペースト 16 金めっき層 26 大電流用回路パターン 28 小電流用回路パターン 30 パワートランジスタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒化アルミ基板と、この基板に回路パタ
    ーンを形成するメタライズ層と、このメタライズ層にコ
    ーティングされた銅系ロー材の導電層とを有することを
    特徴とする窒化アルミプリント配線板。
  2. 【請求項2】 銅系ロー材の導電層は、板状のロー材を
    メタライズ層に重ねて加熱溶融することにより形成され
    る請求項1の窒化アルミプリント配線板。
  3. 【請求項3】 銅系ロー材の導電層は、ロー材の粉末を
    含むペーストをメタライズ層にスクリーン印刷し、加熱
    溶融することにより形成される請求項1のアルミプリン
    ト配線板。
  4. 【請求項4】 銅系ロー材には、ボンディング可能な金
    属めっきが施されている請求項1の窒化アルミプリント
    配線板。
JP34362492A 1992-12-01 1992-12-01 窒化アルミプリント配線板 Pending JPH06177495A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002232118A (ja) * 2001-01-30 2002-08-16 Kyocera Corp 配線基板及びその製造方法
JP2009253196A (ja) * 2008-04-10 2009-10-29 Tokuyama Corp 配線基板の製造方法

Cited By (3)

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