JPH08109085A - 高密度実装モジュール用基板及びその製造方法 - Google Patents
高密度実装モジュール用基板及びその製造方法Info
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- JPH08109085A JPH08109085A JP24366094A JP24366094A JPH08109085A JP H08109085 A JPH08109085 A JP H08109085A JP 24366094 A JP24366094 A JP 24366094A JP 24366094 A JP24366094 A JP 24366094A JP H08109085 A JPH08109085 A JP H08109085A
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00844—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for electronic applications
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- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放熱特性に優れＩＣチップ等の素子を高密度
に実装する。またＡｌＮ焼結体とガラスを含む層との接
合界面で気泡がなく、ガラスを含む層との密着性に優れ
る。薄膜多層回路を実装したときに薄膜にふくれを生じ
ない。 【構成】 板状の窒化アルミニウム焼結体の上にＡｌ2
Ｏ3層１２と、Ａｌ2Ｏ3にガラスが混在したガラス混在
Ａｌ2Ｏ3層１３と、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2及びＺｒＯ2粒子
よりなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物粒子
がガラスに分散した酸化物粒子分散ガラス層１４と、酸
化物粒子が含まれない主ガラス層１６とを含む。開口部
１４ａ，１６ａをＩＣチップ１８実装用の空所１７とす
る。空所１７に面するガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３の上に
はＳｉＯ2層１５を備えることが好ましい。
に実装する。またＡｌＮ焼結体とガラスを含む層との接
合界面で気泡がなく、ガラスを含む層との密着性に優れ
る。薄膜多層回路を実装したときに薄膜にふくれを生じ
ない。 【構成】 板状の窒化アルミニウム焼結体の上にＡｌ2
Ｏ3層１２と、Ａｌ2Ｏ3にガラスが混在したガラス混在
Ａｌ2Ｏ3層１３と、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2及びＺｒＯ2粒子
よりなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物粒子
がガラスに分散した酸化物粒子分散ガラス層１４と、酸
化物粒子が含まれない主ガラス層１６とを含む。開口部
１４ａ，１６ａをＩＣチップ１８実装用の空所１７とす
る。空所１７に面するガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３の上に
はＳｉＯ2層１５を備えることが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、板状の窒化アルミニウ
ム焼結体上に１又は２以上のＩＣチップを実装しかつ薄
膜回路を形成することができる高密度実装モジュール用
基板及びその製造方法に関するものである。
ム焼結体上に１又は２以上のＩＣチップを実装しかつ薄
膜回路を形成することができる高密度実装モジュール用
基板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のモジュール用基板として
Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）のようなセラミック基板、或いは
Ｃｕのような金属基板の上に開口部を有する単層もしく
は多層の絶縁層を形成したものが開示されている（米国
特許第４，７８３，６９５号）。このモジュール用基板
の絶縁層の開口部の中にはＩＣチップが実装され、その
上に薄膜多層回路が形成される。近年、モジュール用基
板では電子機器の小型化から回路基板上のＩＣチップ等
の素子の実装密度が高まり、或いはパワー半導体等の搭
載により回路基板上における発熱量が大きくなり、これ
らの回路基板は放熱性が高いことが要求される。そのた
め、モジュール用基板としてＡｌ2Ｏ3基板を用いた場
合、Ａｌ2Ｏ3基板は耐食性、機械的強度、電気的絶縁性
には優れる利点があるものの、Ａｌ2Ｏ3の熱伝導率が２
０Ｗ／ｍ・Ｋ程度と低く、基板側からの放熱は必ずしも
十分でなく、上記要求を満たしていない。このために、
Ａｌ2Ｏ3基板の代わりに、熱伝導率が１００〜１８０Ｗ
／ｍ・ＫとＡｌ2Ｏ3より高く、しかもシリコンからなる
ＩＣチップと熱膨張係数が近い窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）の焼結体基板を用いてＩＣチップ等の素子を高密度
に実装することが試みられている。
Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）のようなセラミック基板、或いは
Ｃｕのような金属基板の上に開口部を有する単層もしく
は多層の絶縁層を形成したものが開示されている（米国
特許第４，７８３，６９５号）。このモジュール用基板
の絶縁層の開口部の中にはＩＣチップが実装され、その
上に薄膜多層回路が形成される。近年、モジュール用基
板では電子機器の小型化から回路基板上のＩＣチップ等
の素子の実装密度が高まり、或いはパワー半導体等の搭
載により回路基板上における発熱量が大きくなり、これ
らの回路基板は放熱性が高いことが要求される。そのた
め、モジュール用基板としてＡｌ2Ｏ3基板を用いた場
合、Ａｌ2Ｏ3基板は耐食性、機械的強度、電気的絶縁性
には優れる利点があるものの、Ａｌ2Ｏ3の熱伝導率が２
０Ｗ／ｍ・Ｋ程度と低く、基板側からの放熱は必ずしも
十分でなく、上記要求を満たしていない。このために、
Ａｌ2Ｏ3基板の代わりに、熱伝導率が１００〜１８０Ｗ
／ｍ・ＫとＡｌ2Ｏ3より高く、しかもシリコンからなる
ＩＣチップと熱膨張係数が近い窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）の焼結体基板を用いてＩＣチップ等の素子を高密度
に実装することが試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、モジュール用
基板としてＡｌ2Ｏ3基板の代わりにＡｌＮ基板を用いた
場合、次の問題点があった。 ＡｌＮ基板上に厚膜印刷法でガラス粒子を含む絶縁
性ペーストを塗布し熱処理して絶縁層を形成する場合、
絶縁層焼成時にガラスとＡｌＮの窒素成分が反応してガ
スを発生し、絶縁層のＡｌＮ基板への接合が著しく悪化
する。 ＡｌＮのグリーンシートを多層に積層し焼成するこ
とによりＩＣチップが搭載される開口部を有するＡｌＮ
基板を作製し、この開口部以外のＡｌＮ基板上にポリイ
ミド等を絶縁層としてまたＣｕ等の金属を導体層として
薄膜多層回路を形成した場合、ＡｌＮ基板の表面欠陥に
起因して薄膜のふくれを生じる。これはポリイミド等の
絶縁層もしくはＣｕ等の導体層がＡｌＮ基板の表面のボ
イドを被覆した後、キュアリングもしくはベーキングを
行うと、ＡｌＮ基板の欠陥中の空気が熱膨張し薄膜を押
し上げるものと推定される。 ＡｌＮ基板表面を厚膜印刷法によってメタライズ処
理し、ＩＣチップをはんだにより厚膜部分にダイボンデ
ィングしてＡｌＮ基板上にＩＣチップを実装する場合、
上記と同様に厚膜中のガラス成分とＡｌＮの窒素成分
が反応してガスを発生し、厚膜のＡｌＮ基板への接合が
著しく悪化する。
基板としてＡｌ2Ｏ3基板の代わりにＡｌＮ基板を用いた
場合、次の問題点があった。 ＡｌＮ基板上に厚膜印刷法でガラス粒子を含む絶縁
性ペーストを塗布し熱処理して絶縁層を形成する場合、
絶縁層焼成時にガラスとＡｌＮの窒素成分が反応してガ
スを発生し、絶縁層のＡｌＮ基板への接合が著しく悪化
する。 ＡｌＮのグリーンシートを多層に積層し焼成するこ
とによりＩＣチップが搭載される開口部を有するＡｌＮ
基板を作製し、この開口部以外のＡｌＮ基板上にポリイ
ミド等を絶縁層としてまたＣｕ等の金属を導体層として
薄膜多層回路を形成した場合、ＡｌＮ基板の表面欠陥に
起因して薄膜のふくれを生じる。これはポリイミド等の
絶縁層もしくはＣｕ等の導体層がＡｌＮ基板の表面のボ
イドを被覆した後、キュアリングもしくはベーキングを
行うと、ＡｌＮ基板の欠陥中の空気が熱膨張し薄膜を押
し上げるものと推定される。 ＡｌＮ基板表面を厚膜印刷法によってメタライズ処
理し、ＩＣチップをはんだにより厚膜部分にダイボンデ
ィングしてＡｌＮ基板上にＩＣチップを実装する場合、
上記と同様に厚膜中のガラス成分とＡｌＮの窒素成分
が反応してガスを発生し、厚膜のＡｌＮ基板への接合が
著しく悪化する。
【０００４】本発明の目的は、放熱特性に優れ、ＩＣチ
ップ等の素子を高密度に実装し得る高密度実装モジュー
ル用基板及びその製造方法を提供することにある。本発
明の別の目的は、窒化アルミニウム焼結体とガラスを含
む層との接合界面で気泡がなく、ガラスを含む層との密
着性に優れた高密度実装モジュール用基板及びその製造
方法を提供することにある。本発明の更に別の目的は、
薄膜多層回路を実装したときに薄膜にふくれを生じない
高密度実装モジュール用基板及びその製造方法を提供す
ることにある。
ップ等の素子を高密度に実装し得る高密度実装モジュー
ル用基板及びその製造方法を提供することにある。本発
明の別の目的は、窒化アルミニウム焼結体とガラスを含
む層との接合界面で気泡がなく、ガラスを含む層との密
着性に優れた高密度実装モジュール用基板及びその製造
方法を提供することにある。本発明の更に別の目的は、
薄膜多層回路を実装したときに薄膜にふくれを生じない
高密度実装モジュール用基板及びその製造方法を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】図１（ｅ）及び図２
（ｅ）に示すように、本発明の第１の高密度実装モジュ
ール用基板１０は、板状の窒化アルミニウム焼結体１１
と、この焼結体１１上に設けられたＡｌ2Ｏ3層１２と、
このＡｌ2Ｏ3層１２上に設けられＡｌ2Ｏ3にガラスが混
在したガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３と、ガラス混在Ａｌ2
Ｏ3層１３上に１又は２以上の第１開口部１４ａを有す
るように設けられかつＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2及びＺｒＯ2粒
子よりなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物粒
子がガラスに分散した酸化物粒子分散ガラス層１４と、
この酸化物粒子分散ガラス層１４上に第１開口部１４ａ
に相応して１又は２以上の第２開口部１６ａを有するよ
うに設けられかつ酸化物粒子が含まれない主ガラス層１
６とを含むものである。上記第１及び第２開口部１４
ａ，１６ａがＩＣチップ１８を実装するための空所１７
となる。図示しないが、本発明の第１の別の高密度実装
モジュール用基板１０は、窒化アルミニウム焼結体上に
Ａｌ2Ｏ3にガラスが混在したガラス混在Ａｌ2Ｏ3層が直
接形成されたものである。
（ｅ）に示すように、本発明の第１の高密度実装モジュ
ール用基板１０は、板状の窒化アルミニウム焼結体１１
と、この焼結体１１上に設けられたＡｌ2Ｏ3層１２と、
このＡｌ2Ｏ3層１２上に設けられＡｌ2Ｏ3にガラスが混
在したガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３と、ガラス混在Ａｌ2
Ｏ3層１３上に１又は２以上の第１開口部１４ａを有す
るように設けられかつＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2及びＺｒＯ2粒
子よりなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物粒
子がガラスに分散した酸化物粒子分散ガラス層１４と、
この酸化物粒子分散ガラス層１４上に第１開口部１４ａ
に相応して１又は２以上の第２開口部１６ａを有するよ
うに設けられかつ酸化物粒子が含まれない主ガラス層１
６とを含むものである。上記第１及び第２開口部１４
ａ，１６ａがＩＣチップ１８を実装するための空所１７
となる。図示しないが、本発明の第１の別の高密度実装
モジュール用基板１０は、窒化アルミニウム焼結体上に
Ａｌ2Ｏ3にガラスが混在したガラス混在Ａｌ2Ｏ3層が直
接形成されたものである。
【０００６】図３（ｆ）及び図４（ｆ）に示すように、
本発明の第２の高密度実装モジュール用基板２０は、少
なくとも酸化物粒子分散ガラス層１４の第１開口部１４
ａに臨むガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３もしくはＡｌ2Ｏ3層
１２上にＳｉＯ2層１５が設けられこのＳｉＯ2層１５上
にＩＣチップ１８を実装するように構成されたものであ
る。
本発明の第２の高密度実装モジュール用基板２０は、少
なくとも酸化物粒子分散ガラス層１４の第１開口部１４
ａに臨むガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３もしくはＡｌ2Ｏ3層
１２上にＳｉＯ2層１５が設けられこのＳｉＯ2層１５上
にＩＣチップ１８を実装するように構成されたものであ
る。
【０００７】また本発明の第１の高密度実装モジュール
用基板の製造方法は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に板状の窒化アルミニウム焼結体１１を酸化してこの焼
結体１１表面をＡｌ2Ｏ3層１２’にする工程と、図１
（ｃ）に示すようにこのＡｌ2Ｏ3層１２’の微細孔に軟
化したガラスを侵入させてこのＡｌ2Ｏ3層１２’を焼結
体１１側から順にＡｌ2Ｏ3層１２及びガラス混在Ａｌ2
Ｏ3層１３にする工程と、図１（ｄ）に示すようにこの
ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３上にＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2及び
ＺｒＯ2粒子よりなる群より選ばれた１種又は２種以上
の酸化物粒子とガラス粒子が溶剤に分散したペーストを
所定のパターンで塗布し乾燥した後焼成して１又は２以
上の第１開口部１４ａを有するガラス層１４を形成する
工程と、図１（ｅ）に示すようにこの酸化物粒子分散ガ
ラス層１４上にガラス粒子が溶剤に分散したペーストを
上記パターンと同一のパターンで塗布し乾燥した後焼成
して１又は２以上の第２開口部１６ａを有する主ガラス
層１６を形成することにより焼結体１１上にＡｌ2Ｏ3層
１２とガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３と酸化物粒子分散ガラ
ス層１４と主ガラス層１６の４層構造又はガラス混在Ａ
ｌ2Ｏ3層１３と酸化物粒子分散ガラス層１４と主ガラス
層１６の３層構造を形成し同時に第１及び第２開口部１
４ａ，１６ａをＩＣチップ１８実装用の空所１７とする
工程と含む方法である。
用基板の製造方法は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に板状の窒化アルミニウム焼結体１１を酸化してこの焼
結体１１表面をＡｌ2Ｏ3層１２’にする工程と、図１
（ｃ）に示すようにこのＡｌ2Ｏ3層１２’の微細孔に軟
化したガラスを侵入させてこのＡｌ2Ｏ3層１２’を焼結
体１１側から順にＡｌ2Ｏ3層１２及びガラス混在Ａｌ2
Ｏ3層１３にする工程と、図１（ｄ）に示すようにこの
ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３上にＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2及び
ＺｒＯ2粒子よりなる群より選ばれた１種又は２種以上
の酸化物粒子とガラス粒子が溶剤に分散したペーストを
所定のパターンで塗布し乾燥した後焼成して１又は２以
上の第１開口部１４ａを有するガラス層１４を形成する
工程と、図１（ｅ）に示すようにこの酸化物粒子分散ガ
ラス層１４上にガラス粒子が溶剤に分散したペーストを
上記パターンと同一のパターンで塗布し乾燥した後焼成
して１又は２以上の第２開口部１６ａを有する主ガラス
層１６を形成することにより焼結体１１上にＡｌ2Ｏ3層
１２とガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３と酸化物粒子分散ガラ
ス層１４と主ガラス層１６の４層構造又はガラス混在Ａ
ｌ2Ｏ3層１３と酸化物粒子分散ガラス層１４と主ガラス
層１６の３層構造を形成し同時に第１及び第２開口部１
４ａ，１６ａをＩＣチップ１８実装用の空所１７とする
工程と含む方法である。
【０００８】また本発明の第１の高密度実装モジュール
用基板の別の製造方法は、図２（ａ）及び（ｂ）に示す
ように板状の窒化アルミニウム焼結体１１を酸化してこ
の焼結体１１表面をＡｌ2Ｏ3層１２’にする工程と、図
２（ｃ）に示すようにこのＡｌ2Ｏ3層１２’上にＡｌ2
Ｏ3、ＴｉＯ2及びＺｒＯ2粒子よりなる群より選ばれた
１種又は２種以上の酸化物粒子とＳｉＯ2粒子が溶剤に
分散したペーストを所定のパターンで塗布し乾燥した後
焼成して１又は２以上の第１開口部１４ａ’を有する酸
化物粒子とＳｉＯ2粒子の複合もしくは混合層１４’を
形成する工程と、図２（ｄ）に示すようにこの複合もし
くは混合層１４’上にガラス粒子が溶剤に分散したペー
ストを上記パターンと同一のパターンで塗布し乾燥して
１又は２以上の第２開口部１６ａ’を有するガラス粒子
層１６’を形成する工程と、図２（ｅ）に示すようにこ
のガラス粒子層１６’が軟化する温度で熱処理してガラ
ス粒子層１６’の軟化したガラスが複合もしくは混合層
１４’のＳｉＯ2粒子を溶解し更にＡｌ2Ｏ3層１２’中
に侵入して焼結体１１上にＡｌ2Ｏ3層１２とガラス混在
Ａｌ2Ｏ3層１３と酸化物粒子分散ガラス層１４と主ガラ
ス層１６の４層構造を形成し同時に第１及び第２開口部
１４ａ，１６ａをＩＣチップ１８実装用の空所１７とす
る工程とを含む。更に図３（ｃ）〜（ｅ）に示すよう
に、本発明の第２の高密度実装モジュール用基板の製造
方法は、第１の製造方法のガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３に
する工程と、酸化物粒子分散ガラス層１４を形成する工
程との間に、ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３上にＳｉＯ2層
１５’を形成する工程を含む方法である。図４（ｂ）〜
（ｄ）に示すように別の第２の製造方法は、第１の製造
方法のＡｌ2Ｏ3層１２’を形成する工程と、酸化物粒子
とＳｉＯ2粒子の複合もしくは混合層１４’を形成する
工程との間に、Ａｌ2Ｏ3層１２’上にＳｉＯ2層１５’
を形成する工程を含む方法である。
用基板の別の製造方法は、図２（ａ）及び（ｂ）に示す
ように板状の窒化アルミニウム焼結体１１を酸化してこ
の焼結体１１表面をＡｌ2Ｏ3層１２’にする工程と、図
２（ｃ）に示すようにこのＡｌ2Ｏ3層１２’上にＡｌ2
Ｏ3、ＴｉＯ2及びＺｒＯ2粒子よりなる群より選ばれた
１種又は２種以上の酸化物粒子とＳｉＯ2粒子が溶剤に
分散したペーストを所定のパターンで塗布し乾燥した後
焼成して１又は２以上の第１開口部１４ａ’を有する酸
化物粒子とＳｉＯ2粒子の複合もしくは混合層１４’を
形成する工程と、図２（ｄ）に示すようにこの複合もし
くは混合層１４’上にガラス粒子が溶剤に分散したペー
ストを上記パターンと同一のパターンで塗布し乾燥して
１又は２以上の第２開口部１６ａ’を有するガラス粒子
層１６’を形成する工程と、図２（ｅ）に示すようにこ
のガラス粒子層１６’が軟化する温度で熱処理してガラ
ス粒子層１６’の軟化したガラスが複合もしくは混合層
１４’のＳｉＯ2粒子を溶解し更にＡｌ2Ｏ3層１２’中
に侵入して焼結体１１上にＡｌ2Ｏ3層１２とガラス混在
Ａｌ2Ｏ3層１３と酸化物粒子分散ガラス層１４と主ガラ
ス層１６の４層構造を形成し同時に第１及び第２開口部
１４ａ，１６ａをＩＣチップ１８実装用の空所１７とす
る工程とを含む。更に図３（ｃ）〜（ｅ）に示すよう
に、本発明の第２の高密度実装モジュール用基板の製造
方法は、第１の製造方法のガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３に
する工程と、酸化物粒子分散ガラス層１４を形成する工
程との間に、ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３上にＳｉＯ2層
１５’を形成する工程を含む方法である。図４（ｂ）〜
（ｄ）に示すように別の第２の製造方法は、第１の製造
方法のＡｌ2Ｏ3層１２’を形成する工程と、酸化物粒子
とＳｉＯ2粒子の複合もしくは混合層１４’を形成する
工程との間に、Ａｌ2Ｏ3層１２’上にＳｉＯ2層１５’
を形成する工程を含む方法である。
【０００９】以下、本発明を詳述する。本発明の板状の
窒化アルミニウム焼結体は、第１及び第２のモジュール
用基板とも、窒化アルミニウム単体のみからなる焼結体
に限らず、窒化アルミニウムを主成分とし、各種添加
物、例えばＣａＯ，Ｙ2Ｏ3等を含有する焼結体でもよ
い。この焼結体上に設けられるＡｌ2Ｏ3層は、窒化アル
ミニウム焼結体を１×１０-2ａｔｍ以上の酸素分在であ
ってかつ１×１０-3ａｔｍ以下の水蒸気分圧の雰囲気に
おいて、１１００〜１５００℃で３〜０．５時間程度熱
処理することにより作られる。温度を高くする程、処理
時間は短くてよい。この熱処理により窒化アルミニウム
焼結体の表面が酸化され、気孔率０．０１〜１５容積％
の多孔質のＡｌ2Ｏ3層が形成される。
窒化アルミニウム焼結体は、第１及び第２のモジュール
用基板とも、窒化アルミニウム単体のみからなる焼結体
に限らず、窒化アルミニウムを主成分とし、各種添加
物、例えばＣａＯ，Ｙ2Ｏ3等を含有する焼結体でもよ
い。この焼結体上に設けられるＡｌ2Ｏ3層は、窒化アル
ミニウム焼結体を１×１０-2ａｔｍ以上の酸素分在であ
ってかつ１×１０-3ａｔｍ以下の水蒸気分圧の雰囲気に
おいて、１１００〜１５００℃で３〜０．５時間程度熱
処理することにより作られる。温度を高くする程、処理
時間は短くてよい。この熱処理により窒化アルミニウム
焼結体の表面が酸化され、気孔率０．０１〜１５容積％
の多孔質のＡｌ2Ｏ3層が形成される。
【００１０】本発明の第１の高密度実装モジュール用基
板は、次の２通りの方法により製造される。先ず、図１
（ｂ）及び（ｃ）に示すように上記気孔率０．０１〜１
５容積％のＡｌ2Ｏ3層１２’上にガラス粒子が溶剤に分
散したペーストを塗布し乾燥した後焼成し、このガラス
が軟化する温度で熱処理してＡｌ2Ｏ3層１２’の微細孔
に軟化したガラスを侵入させて、このＡｌ2Ｏ3層１２’
を焼結体１１側から順にＡｌ2Ｏ3層１２及びガラス混在
Ａｌ2Ｏ3層１３にする。続いて、図１（ｄ）に示すよう
にこのガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３上にＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ
2及びＺｒＯ2粒子よりなる群より選ばれた１種又は２種
以上の酸化物粒子とガラス粒子が溶剤に分散したペース
トを塗布し乾燥した後焼成することによりこのガラス粒
子を軟化させて、上記酸化物粒子が分散したガラス層１
４を形成する。更に、図１（ｅ）に示すようにこの酸化
物粒子分散ガラス層１４上にガラス粒子が溶剤に分散し
たペーストを塗布し乾燥した後焼成することによりこの
ガラス粒子を軟化させて主ガラス層１６を形成する。こ
の酸化物粒子分散ガラス層１４及び主ガラス層１６は、
厚膜印刷法であるスクリーン印刷法により所定のパター
ンでペーストを塗布し、１又は２以上の第１開口部１４
ａ及び第２開口部１６ａを有するようにする。これらの
開口部１４ａ及び１６ａの数及び形状は実装されるＩＣ
チップの数及び形状により決められる。
板は、次の２通りの方法により製造される。先ず、図１
（ｂ）及び（ｃ）に示すように上記気孔率０．０１〜１
５容積％のＡｌ2Ｏ3層１２’上にガラス粒子が溶剤に分
散したペーストを塗布し乾燥した後焼成し、このガラス
が軟化する温度で熱処理してＡｌ2Ｏ3層１２’の微細孔
に軟化したガラスを侵入させて、このＡｌ2Ｏ3層１２’
を焼結体１１側から順にＡｌ2Ｏ3層１２及びガラス混在
Ａｌ2Ｏ3層１３にする。続いて、図１（ｄ）に示すよう
にこのガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３上にＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ
2及びＺｒＯ2粒子よりなる群より選ばれた１種又は２種
以上の酸化物粒子とガラス粒子が溶剤に分散したペース
トを塗布し乾燥した後焼成することによりこのガラス粒
子を軟化させて、上記酸化物粒子が分散したガラス層１
４を形成する。更に、図１（ｅ）に示すようにこの酸化
物粒子分散ガラス層１４上にガラス粒子が溶剤に分散し
たペーストを塗布し乾燥した後焼成することによりこの
ガラス粒子を軟化させて主ガラス層１６を形成する。こ
の酸化物粒子分散ガラス層１４及び主ガラス層１６は、
厚膜印刷法であるスクリーン印刷法により所定のパター
ンでペーストを塗布し、１又は２以上の第１開口部１４
ａ及び第２開口部１６ａを有するようにする。これらの
開口部１４ａ及び１６ａの数及び形状は実装されるＩＣ
チップの数及び形状により決められる。
【００１１】第１の高密度実装モジュール用基板の別の
製造方法では、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように上記
Ａｌ2Ｏ3層１２’上にＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2及びＺｒＯ2粒
子よりなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物粒
子とＳｉＯ2粒子が溶剤に分散したペーストを塗布し乾
燥した後焼成して酸化物粒子とＳｉＯ2粒子の複合もし
くは混合層１４’を形成する。続いて、図２（ｄ）に示
すようにこの複合もしくは混合層１４’上にガラス粒子
が溶剤に分散したペーストを塗布し乾燥してガラス粒子
層１６’を形成する。酸化物粒子とＳｉＯ2粒子の複合
もしくは混合層１４’及びガラス粒子層１６’を形成す
るときには上記方法と同じ厚膜印刷法であるスクリーン
印刷法により所定のパターンでペーストを塗布し、１又
は２以上の第１開口部１４ａ’及び第２開口部１６ａ’
を有するようにする。最後に、図２（ｅ）に示すように
ガラス粒子層１６’が軟化する温度で熱処理して上記ガ
ラス粒子層１６’の軟化したガラスが上記複合もしくは
混合層１４’のＳｉＯ2粒子を溶解し、続いて上記Ａｌ2
Ｏ3層１２’中に侵入し、更に第１及び第２開口部１４
ａ’，１６ａ’を第１及び第２開口部１４ａ，１６ａに
する。これにより焼結体１１上にＡｌ2Ｏ3層１２とガラ
ス混在Ａｌ2Ｏ3層１３と酸化物粒子分散ガラス層１４と
主ガラス層１６の４層構造が形成され、同時に第１及び
第２開口部１４ａ，１６ａをＩＣチップ１８実装用の空
所１７とした高密度実装モジュール用基板１０が製造さ
れる。ここで、両方法ともガラス層の軟化条件を制御し
て軟化したガラスを窒化アルミニウム焼結体に到達させ
ないことが必要である。換言すれば、窒化アルミニウム
焼結体上にＡｌ2Ｏ3層を残存させておくことが必要であ
る。
製造方法では、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように上記
Ａｌ2Ｏ3層１２’上にＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2及びＺｒＯ2粒
子よりなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物粒
子とＳｉＯ2粒子が溶剤に分散したペーストを塗布し乾
燥した後焼成して酸化物粒子とＳｉＯ2粒子の複合もし
くは混合層１４’を形成する。続いて、図２（ｄ）に示
すようにこの複合もしくは混合層１４’上にガラス粒子
が溶剤に分散したペーストを塗布し乾燥してガラス粒子
層１６’を形成する。酸化物粒子とＳｉＯ2粒子の複合
もしくは混合層１４’及びガラス粒子層１６’を形成す
るときには上記方法と同じ厚膜印刷法であるスクリーン
印刷法により所定のパターンでペーストを塗布し、１又
は２以上の第１開口部１４ａ’及び第２開口部１６ａ’
を有するようにする。最後に、図２（ｅ）に示すように
ガラス粒子層１６’が軟化する温度で熱処理して上記ガ
ラス粒子層１６’の軟化したガラスが上記複合もしくは
混合層１４’のＳｉＯ2粒子を溶解し、続いて上記Ａｌ2
Ｏ3層１２’中に侵入し、更に第１及び第２開口部１４
ａ’，１６ａ’を第１及び第２開口部１４ａ，１６ａに
する。これにより焼結体１１上にＡｌ2Ｏ3層１２とガラ
ス混在Ａｌ2Ｏ3層１３と酸化物粒子分散ガラス層１４と
主ガラス層１６の４層構造が形成され、同時に第１及び
第２開口部１４ａ，１６ａをＩＣチップ１８実装用の空
所１７とした高密度実装モジュール用基板１０が製造さ
れる。ここで、両方法ともガラス層の軟化条件を制御し
て軟化したガラスを窒化アルミニウム焼結体に到達させ
ないことが必要である。換言すれば、窒化アルミニウム
焼結体上にＡｌ2Ｏ3層を残存させておくことが必要であ
る。
【００１２】また第１の高密度実装モジュール用基板
は、上記Ａｌ2Ｏ3層１２’にガラス前駆体としてのアル
コキシドもしくはゾルを含浸させ、それを焼成し、上記
Ａｌ2Ｏ3層１２’中にガラスを固着させることによって
も作られる。この場合にはガラスが侵入していないＡｌ
2Ｏ3層１２を残存させる必要はなく、焼結体１１とガラ
ス混在Ａｌ2Ｏ3層１３との接合界面に気泡を生じさせず
にＡｌ2Ｏ3層１２のない、ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３と
酸化物粒子分散ガラス層１４と主ガラス層１６の３層構
造からなる高密度実装モジュール用基板が作られる。
は、上記Ａｌ2Ｏ3層１２’にガラス前駆体としてのアル
コキシドもしくはゾルを含浸させ、それを焼成し、上記
Ａｌ2Ｏ3層１２’中にガラスを固着させることによって
も作られる。この場合にはガラスが侵入していないＡｌ
2Ｏ3層１２を残存させる必要はなく、焼結体１１とガラ
ス混在Ａｌ2Ｏ3層１３との接合界面に気泡を生じさせず
にＡｌ2Ｏ3層１２のない、ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３と
酸化物粒子分散ガラス層１４と主ガラス層１６の３層構
造からなる高密度実装モジュール用基板が作られる。
【００１３】第１又は第２の高密度実装モジュール用基
板の主ガラス層、酸化物粒子分散ガラス層及びガラス混
在Ａｌ2Ｏ3層中のガラス成分は、ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2
Ｏ3系にＡｌ2Ｏ3、アルカリ土類金属、アルカリ金属等
が添加された系である。この焼成前のガラス層は、これ
らのガラス粉末を溶剤と混合してガラスペーストとし、
このガラスペーストをＡｌ2Ｏ3層１２’上にスクリーン
印刷、スプレーコーティング、ディップコーティング、
スピンコーティング等の方法によりコーティングして乾
燥した後、焼成してガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３がＡｌ2
Ｏ3層１２上に形成される。またこのガラス層はガラス
ペーストをプラスチックベースシートに塗布した後、こ
のシートのペースト面を被積層面に重ねてベースシート
を剥離する方法、ゾル−ゲル法、スパッタリング法等に
より形成することもできる。
板の主ガラス層、酸化物粒子分散ガラス層及びガラス混
在Ａｌ2Ｏ3層中のガラス成分は、ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2
Ｏ3系にＡｌ2Ｏ3、アルカリ土類金属、アルカリ金属等
が添加された系である。この焼成前のガラス層は、これ
らのガラス粉末を溶剤と混合してガラスペーストとし、
このガラスペーストをＡｌ2Ｏ3層１２’上にスクリーン
印刷、スプレーコーティング、ディップコーティング、
スピンコーティング等の方法によりコーティングして乾
燥した後、焼成してガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３がＡｌ2
Ｏ3層１２上に形成される。またこのガラス層はガラス
ペーストをプラスチックベースシートに塗布した後、こ
のシートのペースト面を被積層面に重ねてベースシート
を剥離する方法、ゾル−ゲル法、スパッタリング法等に
より形成することもできる。
【００１４】更に図３（ｄ）及び図４（ｃ）に示す本発
明の第２の高密度実装モジュール用基板の製ＳｉＯ2層
１５’はガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３もしくはＡｌ2Ｏ3層
１２’を形成した後、焼結体１１をケイ素アルコキシド
溶液にディップコーティングするか、或いは焼結体１１
を水平状態で回転させながらこの溶液を滴下してガラス
混在Ａｌ2Ｏ3層１３もしくはＡｌ2Ｏ3層１２’の表面に
この溶液を均一にスピンコーティングした後、焼成して
形成される。
明の第２の高密度実装モジュール用基板の製ＳｉＯ2層
１５’はガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３もしくはＡｌ2Ｏ3層
１２’を形成した後、焼結体１１をケイ素アルコキシド
溶液にディップコーティングするか、或いは焼結体１１
を水平状態で回転させながらこの溶液を滴下してガラス
混在Ａｌ2Ｏ3層１３もしくはＡｌ2Ｏ3層１２’の表面に
この溶液を均一にスピンコーティングした後、焼成して
形成される。
【００１５】基板１０及び２０のガラス混在Ａｌ2Ｏ3層
１３にはＡｌ2Ｏ3層１２’の気孔率に応じて０．０１〜
１５容積％ガラスが含まれ、酸化物粒子分散ガラス層１
４にはガラスが５容積％以上１００容積％未満含まれる
ことが好ましい。また各層の厚さは、主ガラス層１６が
１．０〜１００００μｍの厚さに形成され、酸化物粒子
分散ガラス層１４が１．０〜１００００μｍの厚さに形
成され、ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３が０．０１〜１０μ
ｍの厚さに形成され、Ａｌ2Ｏ3層１２が０〜９．９９μ
ｍの厚さに形成される。またＳｉＯ2層１５は０．１〜
１．０μｍの厚さに形成される。ＳｉＯ2層が０．１μ
ｍ未満ではＩＣチップを実装するときに前述したの従
来の問題を生じ、厚膜中のガラス成分とＡｌＮの窒素成
分が反応してガスの発生を防止できない。また１．０μ
ｍを越えるとＳｉＯ2層にクラックが入り易くなる。デ
ィップコーティングでは引上げ速度を調整することによ
り、またスピンコーティングでは回転速度を調整するこ
とにより、ＳｉＯ2層の厚さをコントロールする。
１３にはＡｌ2Ｏ3層１２’の気孔率に応じて０．０１〜
１５容積％ガラスが含まれ、酸化物粒子分散ガラス層１
４にはガラスが５容積％以上１００容積％未満含まれる
ことが好ましい。また各層の厚さは、主ガラス層１６が
１．０〜１００００μｍの厚さに形成され、酸化物粒子
分散ガラス層１４が１．０〜１００００μｍの厚さに形
成され、ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３が０．０１〜１０μ
ｍの厚さに形成され、Ａｌ2Ｏ3層１２が０〜９．９９μ
ｍの厚さに形成される。またＳｉＯ2層１５は０．１〜
１．０μｍの厚さに形成される。ＳｉＯ2層が０．１μ
ｍ未満ではＩＣチップを実装するときに前述したの従
来の問題を生じ、厚膜中のガラス成分とＡｌＮの窒素成
分が反応してガスの発生を防止できない。また１．０μ
ｍを越えるとＳｉＯ2層にクラックが入り易くなる。デ
ィップコーティングでは引上げ速度を調整することによ
り、またスピンコーティングでは回転速度を調整するこ
とにより、ＳｉＯ2層の厚さをコントロールする。
【００１６】
【作用】高密度実装モジュール用基板１０及び２０と
も、Ａｌ2Ｏ3層１２は焼結体１１との界面で焼結体との
整合性が高く、焼結体１１と強固に接合される。このＡ
ｌ2Ｏ3層１２は焼結体１１に対するガラスのバリヤ層と
して機能し、焼結体１１界面での気泡の発生を防止す
る。また熱酸化により形成されたＡｌ2Ｏ3層が多孔質で
あって、この熱膨張係数が７〜８×１０-6／℃であるの
に対して窒化アルミニウムの熱膨張係数は約４×１０-6
／℃と小さいため、多孔質のＡｌ2Ｏ3層１２’にガラス
が侵入して形成されたガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３は、ガ
ラスの熱膨張係数がＡｌ2Ｏ3の熱膨張係数より小さい場
合はその熱膨張係数が窒化アルミニウムに近づき、層形
成時の熱処理過程で発生する熱応力を十分に緩和でき、
Ａｌ2Ｏ３層１３にクラックが生じることがない。更に
酸化物粒子分散ガラス層１４はＡｌ２Ｏ3，ＴｉＯ2，Ｚ
ｒＯ2等のガラスよりも熱伝導性のよい粒子がガラス層
中に分散するため、この層１４の熱伝導度が高くなり、
基板１０及び２０の放熱特性をより向上させる。
も、Ａｌ2Ｏ3層１２は焼結体１１との界面で焼結体との
整合性が高く、焼結体１１と強固に接合される。このＡ
ｌ2Ｏ3層１２は焼結体１１に対するガラスのバリヤ層と
して機能し、焼結体１１界面での気泡の発生を防止す
る。また熱酸化により形成されたＡｌ2Ｏ3層が多孔質で
あって、この熱膨張係数が７〜８×１０-6／℃であるの
に対して窒化アルミニウムの熱膨張係数は約４×１０-6
／℃と小さいため、多孔質のＡｌ2Ｏ3層１２’にガラス
が侵入して形成されたガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１３は、ガ
ラスの熱膨張係数がＡｌ2Ｏ3の熱膨張係数より小さい場
合はその熱膨張係数が窒化アルミニウムに近づき、層形
成時の熱処理過程で発生する熱応力を十分に緩和でき、
Ａｌ2Ｏ３層１３にクラックが生じることがない。更に
酸化物粒子分散ガラス層１４はＡｌ２Ｏ3，ＴｉＯ2，Ｚ
ｒＯ2等のガラスよりも熱伝導性のよい粒子がガラス層
中に分散するため、この層１４の熱伝導度が高くなり、
基板１０及び２０の放熱特性をより向上させる。
【００１７】図１（ｅ）、図２（ｅ）、図３（ｆ）及び
図４（ｆ）に示すように、主ガラス層１６の上にこれよ
り軟化点の低いガラス層２１を形成して空所１７の深さ
をＩＣチップ１８の厚さとほぼ等しくなるようにした後
で、ポリイミド等を絶縁層としてＣｕ等の金属を導体層
として薄膜多層回路２２を形成した場合、たとえ窒化ア
ルミニウム焼結体１１の表面にボイドなどの欠陥があっ
ても、ガラスを含む層１３、１４、１６及び２１等がＡ
ｌＮ基板の欠陥を堅牢に密閉するため、その欠陥内の空
気の熱膨張が抑制され、薄膜多層回路２２を構成するポ
リイミド薄膜のふくれを防止する。図１（ｅ）又は図２
（ｅ）の空所１７にＩＣチップ１８を実装するときは、
エポキシ樹脂等の接着剤１９をガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１
３もしくはＡｌ2Ｏ3層１２の表面に塗布した後、ＩＣチ
ップ１８を接着する。また図３（ｆ）又は図４（ｆ）の
空所１７にＩＣチップ１８を実装するときは、ＳｉＯ2
層１５の表面を厚膜印刷法によってメタライズ処理し、
ＩＣチップ１８をはんだ（図示せず）により厚膜部分に
ダイボンディングして実装する。
図４（ｆ）に示すように、主ガラス層１６の上にこれよ
り軟化点の低いガラス層２１を形成して空所１７の深さ
をＩＣチップ１８の厚さとほぼ等しくなるようにした後
で、ポリイミド等を絶縁層としてＣｕ等の金属を導体層
として薄膜多層回路２２を形成した場合、たとえ窒化ア
ルミニウム焼結体１１の表面にボイドなどの欠陥があっ
ても、ガラスを含む層１３、１４、１６及び２１等がＡ
ｌＮ基板の欠陥を堅牢に密閉するため、その欠陥内の空
気の熱膨張が抑制され、薄膜多層回路２２を構成するポ
リイミド薄膜のふくれを防止する。図１（ｅ）又は図２
（ｅ）の空所１７にＩＣチップ１８を実装するときは、
エポキシ樹脂等の接着剤１９をガラス混在Ａｌ2Ｏ3層１
３もしくはＡｌ2Ｏ3層１２の表面に塗布した後、ＩＣチ
ップ１８を接着する。また図３（ｆ）又は図４（ｆ）の
空所１７にＩＣチップ１８を実装するときは、ＳｉＯ2
層１５の表面を厚膜印刷法によってメタライズ処理し、
ＩＣチップ１８をはんだ（図示せず）により厚膜部分に
ダイボンディングして実装する。
【００１８】
【実施例】次に本発明の実施例を第２の高密度実装モジ
ュール用基板を代表して説明する。図４（ａ）及び
（ｂ）に示すように、先ず厚さ１ｍｍの窒化アルミニウ
ム焼結体１１を７６×７６ｍｍの正方形に切り出し、大
気中、１３００℃で１時間熱処理し、焼結体１１の表面
に３．０μｍ厚のＡｌ2Ｏ3層１２’を形成した。次いで
ケイ素アルコキシドであるエチルシリケートにエタノー
ル、イソプロピルアルコール及び０．１％ＨＣｌを加え
た溶液にＡｌ2Ｏ3層１２’を形成した焼結体１１を浸漬
し、１５ｃｍ／分の速度で引上げ、１００℃で１時間乾
燥した後、９００℃で１時間焼成した。これにより図４
（ｃ）に示すようにＳｉＯ2層１５’が形成された。
ュール用基板を代表して説明する。図４（ａ）及び
（ｂ）に示すように、先ず厚さ１ｍｍの窒化アルミニウ
ム焼結体１１を７６×７６ｍｍの正方形に切り出し、大
気中、１３００℃で１時間熱処理し、焼結体１１の表面
に３．０μｍ厚のＡｌ2Ｏ3層１２’を形成した。次いで
ケイ素アルコキシドであるエチルシリケートにエタノー
ル、イソプロピルアルコール及び０．１％ＨＣｌを加え
た溶液にＡｌ2Ｏ3層１２’を形成した焼結体１１を浸漬
し、１５ｃｍ／分の速度で引上げ、１００℃で１時間乾
燥した後、９００℃で１時間焼成した。これにより図４
（ｃ）に示すようにＳｉＯ2層１５’が形成された。
【００１９】図４（ｄ）に示すようにＡｌ2Ｏ3粒子とＳ
ｉＯ2粒子とをＡｌ2Ｏ3粒子が３４重量％、ＳｉＯ2粒子
が６６重量％の割合で溶剤に均一に分散したペーストを
調製した後、このペーストを上記ＳｉＯ2層１５’上に
スクリーン印刷法で所定のパターンで印刷塗布した後、
３００℃で１時間乾燥させ、次いで１１００℃で１時間
焼成することによりＡｌ2Ｏ3粒子とＳｉＯ2粒子の複合
もしくは混合層１４’を形成した。次に図４（ｅ）に示
すようにこの複合もしくは混合層１４’の上にガラス粒
子が均一に溶剤に分散したペーストを上記と同一のパタ
ーンでスクリーン印刷塗布し、１５０℃で３０分間乾燥
してガラス粒子層１６’を形成した。続いて１０００℃
で３０分間焼成し、ガラス粒子層１６’のガラスを軟化
させた。これにより図４（ｆ）に示すように、窒化アル
ミニウム焼結体１１上にＡｌ2Ｏ3層１２、ガラス混在Ａ
ｌ2Ｏ3層１３、酸化物粒子分散ガラス層１４及び主ガラ
ス層１６をこの順で形成され、酸化物粒子分散ガラス層
１４及び主ガラス層１６にはＩＣチップ実装用の開口部
１４ａ，１６ａからなる空所１７が形成された。この空
所１７にはＳｉＯ2層１５が露出した。
ｉＯ2粒子とをＡｌ2Ｏ3粒子が３４重量％、ＳｉＯ2粒子
が６６重量％の割合で溶剤に均一に分散したペーストを
調製した後、このペーストを上記ＳｉＯ2層１５’上に
スクリーン印刷法で所定のパターンで印刷塗布した後、
３００℃で１時間乾燥させ、次いで１１００℃で１時間
焼成することによりＡｌ2Ｏ3粒子とＳｉＯ2粒子の複合
もしくは混合層１４’を形成した。次に図４（ｅ）に示
すようにこの複合もしくは混合層１４’の上にガラス粒
子が均一に溶剤に分散したペーストを上記と同一のパタ
ーンでスクリーン印刷塗布し、１５０℃で３０分間乾燥
してガラス粒子層１６’を形成した。続いて１０００℃
で３０分間焼成し、ガラス粒子層１６’のガラスを軟化
させた。これにより図４（ｆ）に示すように、窒化アル
ミニウム焼結体１１上にＡｌ2Ｏ3層１２、ガラス混在Ａ
ｌ2Ｏ3層１３、酸化物粒子分散ガラス層１４及び主ガラ
ス層１６をこの順で形成され、酸化物粒子分散ガラス層
１４及び主ガラス層１６にはＩＣチップ実装用の開口部
１４ａ，１６ａからなる空所１７が形成された。この空
所１７にはＳｉＯ2層１５が露出した。
【００２０】図４（ｆ）に示すように、主ガラス層１６
の上にこれより軟化点の低いガラス層２１を形成して空
所１７の深さをＩＣチップ１８の厚さとほぼ等しくなる
ようにした後、ＩＣチップ１８をエポキシ樹脂にて実装
した。次にポリイミド薄膜をガラス層２１及びＩＣチッ
プ１８の上にスピンコーティング法により成膜し、窒素
雰囲気中４００℃で１時間焼成して顕微鏡にてポリイミ
ド薄膜のふくれの有無を調べたが、ふくれは全く見られ
なかった。また空所１７にＩＣチップ１８を実装するた
めに、ＳｉＯ2層１５の表面を厚膜印刷法によってメタ
ライズ処理した後、ＩＣチップ１８をはんだ（図示せ
ず）により厚膜部分にダイボンディングして実装した。
厚膜と基板との密着性をダイシェアー法により評価した
結果、破壊モードは全てチップ内、基板内であった。こ
のことは厚膜焼成時にＳｉＯ2層１５が厚膜中のガラス
に対するバリヤ層として機能し、厚膜中のガラス成分と
焼結体１１との反応を阻止したものと推定された。
の上にこれより軟化点の低いガラス層２１を形成して空
所１７の深さをＩＣチップ１８の厚さとほぼ等しくなる
ようにした後、ＩＣチップ１８をエポキシ樹脂にて実装
した。次にポリイミド薄膜をガラス層２１及びＩＣチッ
プ１８の上にスピンコーティング法により成膜し、窒素
雰囲気中４００℃で１時間焼成して顕微鏡にてポリイミ
ド薄膜のふくれの有無を調べたが、ふくれは全く見られ
なかった。また空所１７にＩＣチップ１８を実装するた
めに、ＳｉＯ2層１５の表面を厚膜印刷法によってメタ
ライズ処理した後、ＩＣチップ１８をはんだ（図示せ
ず）により厚膜部分にダイボンディングして実装した。
厚膜と基板との密着性をダイシェアー法により評価した
結果、破壊モードは全てチップ内、基板内であった。こ
のことは厚膜焼成時にＳｉＯ2層１５が厚膜中のガラス
に対するバリヤ層として機能し、厚膜中のガラス成分と
焼結体１１との反応を阻止したものと推定された。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来のＡｌ2Ｏ3基板に代えて窒化アルミニウム焼結体を用
い、この窒化アルミニウム焼結体の酸化層である多孔質
のＡｌ2Ｏ3層にガラスを侵入させることにより、従来の
高密度実装モジュール用基板と比較して、より一層放熱
特性に優れ、ＩＣチップ等の素子を高密度に実装するこ
とができる。また薄膜多層回路を実装する部分は主ガラ
ス層及び酸化物粒子分散ガラス層で被覆するため、薄膜
多層回路を実装したときに薄膜にふくれを生じず、また
ガラスを含む層との密着性に優れる。更に、ＩＣ実装用
の空所に面する基板表面をＳｉＯ2層で被覆すれば、窒
化アルミニウム焼結体とガラス成分を含む厚膜との接合
界面で気泡がなく、十分な密着性が得られるのでＩＣチ
ップを容易にしかも高い信頼性で実装できる。
来のＡｌ2Ｏ3基板に代えて窒化アルミニウム焼結体を用
い、この窒化アルミニウム焼結体の酸化層である多孔質
のＡｌ2Ｏ3層にガラスを侵入させることにより、従来の
高密度実装モジュール用基板と比較して、より一層放熱
特性に優れ、ＩＣチップ等の素子を高密度に実装するこ
とができる。また薄膜多層回路を実装する部分は主ガラ
ス層及び酸化物粒子分散ガラス層で被覆するため、薄膜
多層回路を実装したときに薄膜にふくれを生じず、また
ガラスを含む層との密着性に優れる。更に、ＩＣ実装用
の空所に面する基板表面をＳｉＯ2層で被覆すれば、窒
化アルミニウム焼結体とガラス成分を含む厚膜との接合
界面で気泡がなく、十分な密着性が得られるのでＩＣチ
ップを容易にしかも高い信頼性で実装できる。
【図１】本発明の第１の高密度実装モジュール用基板の
製造工程を示す図。
製造工程を示す図。
【図２】本発明の第１の高密度実装モジュール用基板の
別の製造工程を示す図。
別の製造工程を示す図。
【図３】本発明の第２の高密度実装モジュール用基板の
製造工程を示す図。
製造工程を示す図。
【図４】本発明の第２の高密度実装モジュール用基板の
別の製造工程を示す図。
別の製造工程を示す図。
１０，２０ 高密度実装モジュール用基板 １１ 窒化アルミニウム焼結体 １２，１２’Ａｌ2Ｏ3層 １３ ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層 １４ 酸化物粒子分散ガラス層 １４’酸化物粒子とＳｉＯ2粒子の複合もしくは混合層 １５，１５’ＳｉＯ2層 １６ 主ガラス層 １６’ガラス粒子層 １４ａ，１４ａ’，１６ａ，１６ａ’開口部 １７ 空所 １８ ＩＣチップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中林 明 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】 板状の窒化アルミニウム焼結体(11)と、 前記焼結体(11)上にＡｌ2Ｏ3層(12)を介して又はＡｌ2
Ｏ3層(12)を介さずに設けられＡｌ2Ｏ3にガラスが混在
したガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)と、 前記ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)上に１又は２以上の第１
開口部(14a)を有するように設けられかつＡｌ2Ｏ3、Ｔ
ｉＯ2及びＺｒＯ2粒子よりなる群より選ばれた１種又は
２種以上の酸化物粒子がガラスに分散した酸化物粒子分
散ガラス層(14)と、 前記酸化物粒子分散ガラス層(14)上に前記第１開口部(1
4a)に相応して１又は２以上の第２開口部(16a)を有する
ように設けられかつ前記酸化物粒子が含まれない主ガラ
ス層(16)とを含み、 前記第１及び第２開口部(14a,16a)をＩＣチップ(18)実
装用の空所(17)とする高密度実装モジュール用基板。 - 【請求項２】 少なくとも酸化物粒子分散ガラス層(14)
の第１開口部(14a)に臨むガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)も
しくはＡｌ2Ｏ3層(12)上にＳｉＯ2層(15)が設けられ前
記ＳｉＯ2層(15)上にＩＣチップ(18)を実装するように
構成された請求項１記載の高密度実装モジュール用基
板。 - 【請求項３】 ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)にガラスが
０．０１〜１５容積％含まれ、酸化物粒子分散ガラス層
(14)にガラスが５容積％以上１００容積％未満含まれる
請求項１又は２記載の高密度実装モジュール用基板。 - 【請求項４】 ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)が０．０１〜
１０μｍの厚さに形成され、Ａｌ2Ｏ3層(12)が０〜９．
９９μｍの厚さに形成された請求項１又は２記載の高密
度実装モジュール用基板。 - 【請求項５】 主ガラス層(16)が１．０〜１０，０００
μｍの厚さに形成され、酸化物粒子分散ガラス層(14)が
１．０〜１０，０００μｍの厚さに形成され、ガラス混
在Ａｌ2Ｏ3層(13)が０．０１〜１０μｍの厚さに形成さ
れ、Ａｌ2Ｏ3層(12)が０〜９．９９μｍの厚さに形成さ
れた請求項１記載の高密度実装モジュール用基板。 - 【請求項６】 板状の窒化アルミニウム焼結体(11)を酸
化して前記焼結体(11)表面をＡｌ2Ｏ3層(12')にする工
程と、 前記Ａｌ2Ｏ3層(12')の微細孔に軟化したガラスを侵入
させて前記Ａｌ2Ｏ3層(12')を前記焼結体(11)側から順
にＡｌ2Ｏ3層(12)及びガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)にする
工程と、 前記ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)上にＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2
及びＺｒＯ2粒子よりなる群より選ばれた１種又は２種
以上の酸化物粒子とガラス粒子が溶剤に分散したペース
トを所定のパターンで塗布し乾燥した後焼成して１又は
２以上の第１開口部(14a)を有する酸化物粒子分散ガラ
ス層(14)を形成する工程と、 前記酸化物粒子分散ガラス層(14)上に前記ガラス粒子が
溶剤に分散したペーストを前記パターンと同一のパター
ンで塗布し乾燥した後焼成して１又は２以上の第２開口
部(16a)を有する主ガラス層(16)を形成することにより
前記焼結体(11)上にＡｌ2Ｏ3層(12)とガラス混在Ａｌ2
Ｏ3層(13)と酸化物粒子分散ガラス層(14)と主ガラス層
(16)の４層構造又はガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)と酸化物
粒子分散ガラス層(14)と主ガラス層(16)の３層構造を形
成し同時に前記第１及び第２開口部(14a,16a)をＩＣチ
ップ(18)実装用の空所(17)とする工程とを含む高密度実
装モジュール用基板の製造方法。 - 【請求項７】 ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)にする工程
と、酸化物粒子分散ガラス層(14)を形成する工程との間
に、前記ガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)上にＳｉＯ2層(15')
を形成する工程を含む請求項６記載の高密度実装モジュ
ール用基板の製造方法。 - 【請求項８】 板状の窒化アルミニウム焼結体(11)を酸
化して前記焼結体(11)表面をＡｌ2Ｏ3層(12')にする工
程と、 前記Ａｌ2Ｏ3層(12')上にＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2及びＺｒＯ
2粒子よりなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化
物粒子とＳｉＯ2粒子が溶剤に分散したペーストを所定
のパターンで塗布し乾燥した後焼成して１又は２以上の
第１開口部(14a')を有する酸化物粒子とＳｉＯ2粒子の
複合もしくは混合層(14')を形成する工程と、 前記複合もしくは混合層(14')上にガラス粒子が溶剤に
分散したペーストを前記パターンと同一のパターンで塗
布し乾燥して１又は２以上の第２開口部(16a')を有する
ガラス粒子層(16')を形成する工程と、 前記ガラス粒子層(16')が軟化する温度で熱処理して前
記ガラス粒子層(16')の軟化したガラスが前記複合もし
くは混合層(14')のＳｉＯ2粒子を溶解し更に前記Ａｌ2
Ｏ3層(12')中に侵入して前記焼結体(11)上にＡｌ2Ｏ3層
(12)とガラス混在Ａｌ2Ｏ3層(13)と酸化物粒子分散ガラ
ス層(14)と主ガラス層(16)の４層構造を形成し同時に前
記第１及び第２開口部(14a,16a)をＩＣチップ(18)実装
用の空所(17)とする工程とを含む高密度実装モジュール
用基板の製造方法。 - 【請求項９】 Ａｌ2Ｏ3層(12')を形成する工程と、酸
化物粒子とＳｉＯ2粒子の複合もしくは混合層(14')を形
成する工程との間に、前記Ａｌ2Ｏ3層(12')上にＳｉＯ2
層(15')を形成する工程を含む請求項８記載の高密度実
装モジュール用基板の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24366094A JPH08109085A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 高密度実装モジュール用基板及びその製造方法 |
| EP95108747A EP0688047A1 (en) | 1994-06-13 | 1995-06-07 | Aluminium nitride substrate and method of producing the same |
| US08/489,677 US5780162A (en) | 1994-06-13 | 1995-06-13 | Aluminum nitride substrate and method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24366094A JPH08109085A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 高密度実装モジュール用基板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08109085A true JPH08109085A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17107116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24366094A Withdrawn JPH08109085A (ja) | 1994-06-13 | 1994-10-07 | 高密度実装モジュール用基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08109085A (ja) |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP24366094A patent/JPH08109085A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |