JPH0738491B2 - 回路基板の製造方法及び回路基板 - Google Patents

回路基板の製造方法及び回路基板

Info

Publication number
JPH0738491B2
JPH0738491B2 JP61171914A JP17191486A JPH0738491B2 JP H0738491 B2 JPH0738491 B2 JP H0738491B2 JP 61171914 A JP61171914 A JP 61171914A JP 17191486 A JP17191486 A JP 17191486A JP H0738491 B2 JPH0738491 B2 JP H0738491B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit board
aln
conductor layer
rare earth
alkaline earth
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61171914A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6329991A (ja
Inventor
光男 加曽利
昭宏 堀口
文雄 上野
和夫 篠崎
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP61171914A priority Critical patent/JPH0738491B2/ja
Priority to US07/016,557 priority patent/US4770953A/en
Priority to DE3789628T priority patent/DE3789628T3/de
Priority to EP87102344A priority patent/EP0235682B2/en
Priority to KR1019870001437A priority patent/KR900006122B1/ko
Publication of JPS6329991A publication Critical patent/JPS6329991A/ja
Publication of JPH0738491B2 publication Critical patent/JPH0738491B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は窒化アルミニウム焼結体を絶縁体層として用い
た回路基板の製造方法及び回路基板に係り、特に導体層
が一体焼結されてなる多層配線を有する回路基板の製造
方法及び回路基板に関する。
(従来の技術) 電子機器の小型化に伴い、回路基板に実装される半導体
素子からの発熱をいかに効率良く放熱するかが重要な問
題となってくる。また電力用半導体素子の実装の場合も
放熱は重要な問題である。
従来、回路基板用の絶縁材料としてはAl2O3セラミック
が広く用いられている。しかしながら、Al2O3は熱伝導
性が低いため、放熱性に問題があり、電気絶縁性等の絶
縁体としての電気的諸特性に優れ、かつ熱伝導性に優れ
たAlNセラミックの回路基板への応用が検討されている
(特開昭60−178688号)。
ところで電子機器の小型化、高密度化を考慮すると回路
基板の配線にも高密度化が要求され、多層化は必須の技
術となり、AlNセラミックの多層基板も検討されている
(特開昭60−253295号、特開昭60−253294号)。Al2O3
セラミックではグリーンシート積層の一体焼結の技術が
確立されているが、この技術をそのままAlNセラミック
スに応用することは、AlNとAl2O3の基本的物性の違いか
ら、困難である。
(発明が解決しようとする問題点) このようにAlNセラミックを用いた多層配線基板への要
求は高まっているが、同時焼成時のそりの発生、導体路
の断線、剥離等が生じ、実用化には至っていないのが現
状である。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、導体層と
絶縁体層との密着性が強固で、そり、断線等の生じ難い
AlNセラミックスを用いた回路基板の製造方法及び回路
基板、特に同時焼結による多層配線を有する回路基板の
製造方法及び回路基板を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明の製造方法は、主成分であるAlNと、希土類元素
及びアルカリ土類元素の少なくとも一種を混合して絶縁
体層を形成する工程と;導電体と、希土類元素及びアル
カリ土類元素の少なくとも一種及びアルミナの混合物及
び/又は化合物を混合して導体層を形成する工程と;前
記絶縁体層と前記導体層とを同時焼結する工程とを具備
したことを特徴とする回路基板の製造方法である。
より具体的には、AlNグリーンシート上に、希土類元素
及びアルカリ土類元素の少なくとも一種及びアルミナの
混合物及び/又は化合物を混合した導体ペーストを用い
て導体パターンを形成し、同時焼結することにより得る
ことができる。
また本発明の回路基板は、AlNを主成分とし、希土類元
素及びアルカリ土類元素の少なくとも一種を含有する焼
結体からなる絶縁体層と;W、Mo、TiN及びZrNの少なくと
も一種を含む導電体の他に、希土類元素及びアルカリ土
類元素の少なくとも一種及びアルミナの混合物及び/又
は化合物を含有する導体層とを具備したことを特徴とす
る回路基板である。
(作用) 本発明においては導体層中にアルカリ土類元素及び希土
類元素の少なくとも一種及びアルミナの混合物及び/又
は化合物を含有せしめることにより、同時焼結時に生じ
る基板のそり、導体層の剥離等を改善できる。
この導体層中の導電体は特に限定されるものではなく、
AlNセラミックの焼結温度に耐え得るものであれば良い
が、W、Mo、TiN、ZrN等が好ましい。又、アルカリ土類
元素及び希土類元素の少なくとも一種及びアルミナの混
合物及び/又は化合物の導体層中の量は酸化物換算で0.
05〜20重量%が好ましい。余り多いと導体層の導電率が
低下し、少ないと導体層の剥離防止、基板のそり防止等
の効果を得ることができない。さらにアルカリ土類元素
及び希土類元素の少なくとも一種の導体層中の量は酸化
物換算で0.01〜15重量%が好ましい。これも同様な理由
による。アルカリ土類元素及び希土類元素としてはCa、
Ba、Sr、Y、La、Ceが好ましい元素である。
以下に本発明の回路基板の製造方法について述べる。
まずAlNグリーンシートを作成する。このグリーンシー
トはAlN粉末と焼結助剤、バインダー等を溶媒とともに
十分混合し、例えばドクターブレード法等により得るこ
とができる。用いるAlN粉は平均粒径5μm以下、さら
に4μm以下とすることが焼結性等を考慮した場合好ま
しく、実用上は0.5〜2μmのものを用いる。AlN粉中の
酸素濃度は重要であり、酸素の多量含有は熱伝導率を低
下せしめる。従ってAlN粉中の酸素は5重量%以下、さ
らには3重量%以下のものが好ましく、実用上は0.1〜
3重量%のものを用いる。
また添加する焼結助剤はAlNを常圧焼結するために必須
であり、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、C
a、Sr、Mg等の希土類元素及びアルカリ土類元素はAlNセ
ラミックの緻密化に寄与するとともに、AlN粉中の酸素
を粒界の副構成相にトラップし、高熱伝導化に大きく貢
献する。このような効果の大きい元素としてY、La、C
e、Ca、Sr、Baが挙げられ特に好ましい元素である。こ
のような焼結助剤は、酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲ
ン化物、アセチリド化合物、炭化物、弗化物、水素化
物、窒化物等の形で添加される。これらの希土類元素及
びアルカリ土類元素は酸化物換算で0.01〜15重量%であ
ることが望ましい。
このような希土類元素及びアルカリ土類元素を含有する
AlNセラミックを絶縁体として用いた場合、前述の問題
点である、基板のそり、導体路の断線などの問題が顕著
となる。この問題を解決するのが前述の如くの導体層で
あり、希土類元素、アルカリ土類元素含有のAlNセラミ
ックを用いた場合の利点を十分に生かした形での多層配
線セラミック回路基板を得ることができる。
前述のようにして作成したAlNグリーンシート上に焼結
により導体層となる導電ペーストを用い、所望のパター
ンで印刷を行なう。この時グリーンシートにはビアホー
ルを形成しておきグリーンシートをはさむ上下導体層間
の電気的接続を行なう。導電ペースト中の導電体は同時
焼結の際に導電性を維持できるものであれば良く、W、
Mo、TiN、ZrN等が挙げられる。この導体ペーストには希
土類元素及びアルカリ土類元素の少なくとも一種及びア
ルミナの混合物及び/又は化合物を添加する。このよう
な添加物は同時焼結時にアルミネート液相を形成する。
またAlNセラミックは液相焼結であり、絶縁体層中にも
焼結時にアルミネート液相が生じる。導体層中にアルミ
ネート液相が生じることにより、絶縁体層に生じる液相
の導体層による吸い上げが防止され、このような吸い上
げによる絶縁体層中の組成の不均一を防止し、もって基
板のそりを防ぐことができる。なお導体層への添加形態
としては前述の焼結助剤としての化合物とアルミナの混
合でも良いし、あらかじめアルミネートを形成して添加
しても良い。混合物として添加する場合はアルミネート
を形成するような比率で混合することが好ましい。従っ
てアルミナの量はアルミネートを形成できるように0.03
〜10重量%であることが好ましい。また添加元素はAlN
セラミックの焼結助剤と同種のものを用いることが好ま
しく、その量についてもAlNセラミックの焼結助剤と同
等であることが好ましい。また添加元素とアルミナの合
計量は0.05〜20重量%であることが好ましい。
このように導電ペーストを塗布したグリーンシートを同
時焼結することにより、配線を有するAlNセラミック回
路基板を得ることができる。
導体層中の添加物の存在は導体層の密着性を高め、又、
製造時には基板のそりを防止することができる。
(実施例) 以下に本発明の実施例を説明する。
実施例1 不純物としての酸素を1.4重量%含有し、平均粒径が1.5
μmのAlN粉末に、焼結助剤として平均粒径1.2μmのY2
O3を3重量%添加し、ボールミルを用いて24hr湿式混合
を行ない原料を調整した。ついで、この原料に有機バイ
ンダーを有機溶媒とともに分散し、スラリーを作成す
る。このスラリーをドクターブレード法により、100〜4
00μm程度の均一なグリーンシートを作成する。次に、
このシートを約130×130mmの大きさに切断し、各層間の
電気回路の接続になるビアホールをドリルで300μmφ
の太さにあける。
一方、平均粒径1.2μmのタングステン97.0重量%と平
均粒径1μmのAl2O31.288重量%および平均粒径1.2μ
mのY2O31.712重量%を有機溶媒とともに混合、分散
し、フィラー添加の導体ペーストを作成する。
ビアホールの形成されたグリーンシート上に、この無機
質フィラー添加のタングステンペーストをスクリーン印
刷し、複数枚を加熱プレスすることに積層過程を終え
る。次に、N2雰囲気中で、脱バインダーを行なう。その
後、N2雰囲気中、1800℃で1時間常圧焼結し、多層セラ
ミック基板を得た。
得られた基板の導体部のない部分から円板(直径10mm、
厚さ2.5mm)を切り出し、これを試験片としてレーザー
フラッシュ法により熱伝導率を測定した。
また、基板のそりの有無を表わす表裏平行度は、焼結体
多層基板の対角線を基準にして中央部と周縁部との反り
の最大値を測定することにより求めた。
次に、導体層の面積抵抗を(金属メッキ等を行なわず
に)測定し、無機質フィラーの添加の効果を見た。
さらに、得られた基板の2mmの導体部分にNiメッキを
した後、ワイヤーをはんだづけし、引張強度試験を行な
い、AlN基板と導体層間の接着強度を測定した。これら
の結果を第1表と第2表に示した。
AlN粉末の種類並びに、AlN基板の焼結助剤粉末の種類、
焼結助剤フィラーの種類、量、導電体を種々に変えて、
上記実施例1と同様にして、AlN多層セラミック基板を
作成しそれぞれについて、同じく熱伝導率引張強度、表
裏平行度および面積抵抗を測定した。結果を第1表と第
2表に示した。
第2表から明らかなように本発明実施例では、導体層の
密着強度が向上することがわかる。
すなわち実施例1では引張強度が6.8kg/2mmであるの
に対し比較例1では3.5kg/2mmと密着強度が不十分で
ある。
又、本発明からなる同時焼結体は表裏平行度で表わした
ソリが少なく、さらに添加物を含んでいるにもかかわら
ずその比抵抗、無添加に比べて何ら上昇しないことがわ
かる。
〔発明の効果〕 以上述べた如く、本発明から成るセラミック基板は絶縁
体が高熱伝導性を有し、導体層の密着性が強固でかつ焼
結過程における基板の変形が少なく、更に、表面抵抗、
引張強度は充分に実用可能な特性値を示すなど種々の優
れた性質を有するものであり、その工業的価値は極めて
大きいものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠崎 和夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−178688(JP,A) 特開 昭53−102310(JP,A) 特開 昭61−281089(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主成分であるAlNと、希土類元素及びアル
    カリ土類元素の少なくとも一種を混合して絶縁体層を形
    成する工程と; 導電体と、希土類元素及びアルカリ土類元素の少なくと
    も一種及びアルミナの混合物及び/又は化合物を混合し
    て導体層を形成する工程と; 前記絶縁体層と前記導体層とを同時焼結する工程とを具
    備したことを特徴とする回路基板の製造方法。
  2. 【請求項2】AlNを主成分とし、希土類元素及びアルカ
    リ土類元素の少なくとも一種を含有する焼結体からなる
    絶縁体層と; W、Mo、TiN及びZrNの少なくとも一種を含む導電体の他
    に、希土類元素及びアルカリ土類元素の少なくとも一種
    及びアルミナの混合物及び/又は化合物を含有する導体
    層とを具備したことを特徴とする回路基板。
  3. 【請求項3】導体層中の希土類元素及びアルカリ土類元
    素の少なくとも一種及びアルミナの含有量は酸化物換算
    で0.05〜20重量%であることを特徴とする特許請求の範
    囲第2項記載の回路基板。
  4. 【請求項4】導体層中の希土類元素及びアルカリ土類元
    素の含有量は酸化物換算で0.01〜15重量%であることを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の回路基板。
JP61171914A 1986-02-20 1986-07-23 回路基板の製造方法及び回路基板 Expired - Lifetime JPH0738491B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61171914A JPH0738491B2 (ja) 1986-07-23 1986-07-23 回路基板の製造方法及び回路基板
US07/016,557 US4770953A (en) 1986-02-20 1987-02-19 Aluminum nitride sintered body having conductive metallized layer
DE3789628T DE3789628T3 (de) 1986-02-20 1987-02-19 Gesinterter Körper aus Aluminiumnitrid mit leitender metallisierter Schicht.
EP87102344A EP0235682B2 (en) 1986-02-20 1987-02-19 Aluminium nitride sintered body having conductive metallized layer
KR1019870001437A KR900006122B1 (ko) 1986-02-20 1987-02-20 질화알루미늄 소결체 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61171914A JPH0738491B2 (ja) 1986-07-23 1986-07-23 回路基板の製造方法及び回路基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6329991A JPS6329991A (ja) 1988-02-08
JPH0738491B2 true JPH0738491B2 (ja) 1995-04-26

Family

ID=15932174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61171914A Expired - Lifetime JPH0738491B2 (ja) 1986-02-20 1986-07-23 回路基板の製造方法及び回路基板

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0738491B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63195183A (ja) * 1987-02-06 1988-08-12 住友電気工業株式会社 メタライズ面を有するAlN焼結体の製造方法
JP2685806B2 (ja) * 1988-05-30 1997-12-03 株式会社東芝 多層配線回路基板
JP4161423B2 (ja) 1997-10-30 2008-10-08 住友電気工業株式会社 窒化アルミニウム焼結体及びそのメタライズ基板
JP2008270834A (ja) * 2008-06-23 2008-11-06 Denso Corp 厚膜回路基板

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56140085A (en) * 1980-03-31 1981-11-02 Hitachi Chemical Co Ltd Manufacture of highly electroconductive metallized ceramics
JPS6070799A (ja) * 1983-09-28 1985-04-22 株式会社日立製作所 ガラスセラミックス多層配線基板のスルホ−ル導体用組成物
JPS60178688A (ja) * 1984-02-27 1985-09-12 株式会社東芝 高熱伝導性回路基板
JPH0649613B2 (ja) * 1984-11-08 1994-06-29 株式会社東芝 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法
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

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6329991A (ja) 1988-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0235682B2 (en) Aluminium nitride sintered body having conductive metallized layer
US4837408A (en) High density multilayer wiring board and the manufacturing thereof
JPH0713933B2 (ja) 積層電気部品およびその製造法
JP3517062B2 (ja) 銅メタライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板
US8231961B2 (en) Low temperature co-fired ceramic material, low temperature co-fired ceramic body, and multilayer ceramic substrate
JPH0738491B2 (ja) 回路基板の製造方法及び回路基板
JPH04212441A (ja) セラミック配線基板
JP4782397B2 (ja) 導体ペーストおよびそれを用いた配線基板の製造方法
JP3618422B2 (ja) 高強度回路基板およびその製造方法
JP3537698B2 (ja) 配線基板およびその製造方法
JP2004228410A (ja) 配線基板
JP2004273426A (ja) 導電ペーストおよびそれを用いたセラミック多層基板
JP4449344B2 (ja) 酸化物磁器組成物、及びセラミック多層基板
JP2002232142A (ja) 多層配線基板およびその製造方法
JP4419487B2 (ja) 酸化物磁器組成物、セラミック多層基板およびセラミック電子部品
JPH1153940A (ja) 銅メタライズ組成物及びそれを用いたガラスセラミック配線基板
JP4570263B2 (ja) 配線基板
JP3908755B2 (ja) 高強度回路基板
JP2986596B2 (ja) スルーホールを有するセラミックス基板の製造方法
JP3709062B2 (ja) 窒化アルミニウム質配線基板およびその製造方法
JP2685806B2 (ja) 多層配線回路基板
JP3678485B2 (ja) 高強度高信頼性回路基板およびその製造方法
JP2002198622A (ja) メタライズ組成物及びそれを用いた配線基板並びにその製造方法
JPH11274725A (ja) 多層配線基板およびその製造方法
JP3529495B2 (ja) 窒化アルミニウムセラミックス基板及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term