JPH0881269A - 高熱伝導性焼結体および回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 その構造が緻密で、良好な熱伝導性を有する
ＡｌＮを含む熱伝導性焼結体を超高圧等を用いず、簡単
に低コストに得る。 【構成】 ＡｌＮと、立方晶ＢＮおよび／またはダイヤ
モンドとを主成分とし、希土類元素、および／またはア
ルカリ土類金属元素と、IVａ、Ｖａ、VIａ、VIIａ及びV
III族元素及び／またはガラス成分とを含む高熱伝導性
焼結体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、窒化アルミニウム（Ａ
ｌＮ）、立方晶窒化硼素、ダイヤモンドを主成分とする
高熱伝導性焼結体および高熱伝導性焼結体を有するセラ
ミック回路基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＬＳＩチップ等の半導体素子
が実装された回路基板の絶縁層を構成する材料には、熱
伝導率が２０Ｗ／ｍＫ程度であり、耐熱性に優れたアル
ミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）が用いられている。しかしながら、
近年では、コンピュータシステムの高速化等にともなっ
て、これらの機器に使用されるＬＳＩチップの消費電力
が著しく増加しているため、上述したようなアルミナ程
度の熱伝導率では、半導体素子実装用の回路基板に求め
られる熱放散性能を満たすことができない。

【０００３】かかる点に対応して、上記半導体素子実装
用の回路基板（絶縁層）の材料として、熱伝導率がアル
ミナ等に比べて高く（単結晶の理論値約３２０Ｗ／ｍ
Ｋ）、熱膨張が半導体素子に含まれるＳｉのそれと近い
熱伝導性物質として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結
体の実用化が検討されている。しかしながら、理論値を
上回る熱伝導率は得られるわけはなく、多結晶体では最
大でも２７０Ｗ／ｍＫ程度である。

【０００４】また、ＡｌＮよりも大きな熱伝導率を有す
る材料の焼結も検討されている。池田により新材料（１
９９１．３．ｐ２１〜ｐ２６）に記載されているよう
に、立方晶窒化硼素（ｃＢＮ）は熱伝導率が１３００Ｗ
／ｍＫを有し、熱膨張率も４．３×１０-6／ＫとＳｉの
それと近い。またダイヤモンドも、熱伝導率が２０００
Ｗ／ｍＫであり、熱膨張率も４．５×１０^-6／Ｋとやは
りＳｉのそれと近い。しかしながら、これらのｃＢＮや
ダイヤモンドは、共有結合が強固なため高硬度の物質で
あり、純粋なｃＢＮのみ、あるいは純粋なダイヤモンド
のみからなる緻密な焼結体を得ることは極めて困難であ
る。

【０００５】例えば、米国特許第３２３３９８８号には
１００％ｃＢＮの焼結体を作成する条件として超高圧装
置を用いて９万気圧２２００℃の高温高圧下で焼結して
いるが、低圧安定相の六方晶窒化硼素（ｈＢＮ）へ相転
移が一部起こっている。

【０００６】さらに、特開昭５３−１１７３８６や特開
昭５３−１３６０１３に記載されているように、ダイヤ
モンドやｃＢＮに比べて、剪断強度の低いＡｌＮを複合
化して、変形流動させることにより、熱伝導率３３０〜
６３０Ｗ／ｍＫの焼結体を得ているが、この製造条件
も、５〜６万気圧、温度が１３００〜１５００℃の超高
圧装置で行っている。したがって、製造条件が特殊なた
め、部品として使用可能な大きな焼結体が得られず、製
造コストが非常に高価なものとなってしまう。

【０００７】また、特開平１−１６０８７２や特開平２
−２１２３６４にもダイヤモンドやＢＮを使用して高熱
伝導性セラミック基板の製造が記されており、超高圧装
置を使用せず１気圧下で簡単な製法で作成されている
が、熱伝導率が２５Ｗ／ｍＫ以下と、高熱伝導性の材料
を使用しているにも拘らず、非常に小さな値となってい
る。これはガラスを多量に添加しているのが理由と考え
られ、ダイヤモンドやｃＢＮが連続した組織を持たず
に、ガラスのなかに分散した微構造をしているためと考
えられる。なお、上記公報にはｃＢＮかｈＢＮかどちら
を用いたかの記載がない。

【０００８】さらに、特開昭５８−３２０７３や特開昭
６２−２１６９６７にも高熱伝導性の焼結体の記載があ
るが、常圧（１気圧）で製造されている。池田により新
材料（１９９１．３．ｐ２１〜ｐ２６）に記載されてい
るように、１気圧化では、高圧安定相であるｃＢＮは相
転移が窒素雰囲気中でも１５５０℃を越える高温では起
こってしまう。ダイヤモンドではさらに低温でグラファ
イトに相転移してしまう。したがって、特開昭５８−３
２０７３では、１６００〜２０００℃の高温で作成し、
特開昭６２−２１６９６７では１８００℃の高温で作成
しているため、焼結後は物理的・化学的に考えて、実質
的にｈＢＮやグラファイトを用いた焼結体であることが
分かる。つまり、相転移が避けられない条件で製造して
いる。また、このような高温で試験をしてみたところ相
転移が起こった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記事
情を鑑みてなされたもので、その目的は、その構造が緻
密で、良好な熱伝導性を有するＡｌＮを含む熱伝導性焼
結体を超高圧等を用いずに簡単に低コストで提供するこ
とにある。また、本発明の他の目的は、放熱性が良好で
かつ信頼性の高い回路基板を簡単に低コストで提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明らは、高熱伝導率
を有する緻密な窒化アルミニウムおよび、ｃＢＮおよび
／またはダイヤモンド焼結体や回路基板を提供するた
め、緻密性及び導体の低抵抗率を具現しつつＡｌＮ、ｃ
ＢＮ、ダイヤモンドの有する熱伝導性を極度に劣化させ
ない添加物について種々検討したところ、以下の４つの
態様により、前記課題を解決できることを発見した。

【００１１】本発明の第１の態様によれば、主成分とし
て、５μｍ未満の平均粒径を有するＡｌＮを１６体積％
ないし８４体積％、及び１５μｍ未満の平均粒径を有す
る立方晶ＢＮおよび／またはダイヤモンドを１６体積％
ないし８４体積％含み、副成分として、スカンジウムお
よびイットリウムを含む希土類をＲｎとするとき、Ｒｎ
−Ａｌ−Ｏ系化合物、（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ
−Ｏ系化合物、及びＲｎ−（アルカリ土類金属元素）−
Ａｌ−Ｏ系化合物からなる群から選択される少なくとも
１種を０．０５ないし２０重量％、及びIVａ、Ｖａ、VI
ａ、VII ａ及びVIII族元素からなる群から選択される少
なくとも１種の元素を０．０５重量％以上１０重量％以
下含有する高熱伝導性着色焼結体が提供される。

【００１２】本発明の第２の態様によれば、主成分とし
て、５μｍ未満の平均粒径を有するＡｌＮを１６体積％
ないし８４体積％、及び１５μｍ未満の平均粒径を有す
る立方晶ＢＮおよび／またはダイヤモンドを１６体積％
ないし８４体積％含み、副成分として、スカンジウムお
よびイットリウムを含む希土類をＲｎとするとき、Ｒｎ
−Ａｌ−Ｏ系化合物、（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ
−Ｏ系化合物、及びＲｎ−（アルカリ土類金属元素）−
Ａｌ−Ｏ系化合物からなる群から選択される少なくとも
１種を０．０５ないし２０重量％、及びIVａ、Ｖａ、VI
ａ、VII ａ及びVIII族元素からなる群から選択される少
なくとも１種の元素を０．０５重量％ないし１０重量％
含有する高熱伝導性着色焼結体からなる絶縁層と、金属
単体および／または導電性化合物を含む導体層とを具備
する回路基板が提供される。

【００１３】本発明の第３の態様によれば、主成分とし
て、５μｍ未満の平均粒径を有するＡｌＮを１６ないし
８４体積％、及び１５μｍ未満の平均粒径を有する立方
晶ＢＮおよび／またはダイヤモンドを１６ないし８４体
積％含み、副成分として、ガラス成分を１０体積％未
満、及びスカンジウムおよびイットリウムを含む希土類
をＲｎとするとき、Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合物、（アルカ
リ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、Ｒｎ−（アルカ
リ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ
−Ｎ系化合物からなる群から選択される少なくとも１種
を０．０５ないし２０重量％含有する高熱伝導性焼結体
が提供される。

【００１４】本発明の第４の態様によれば、主成分とし
て、５μｍ未満の平均粒径を有するＡｌＮを１６ないし
８４体積％、及び１５μｍ未満の平均粒径を有する立方
晶ＢＮおよび／またはダイヤモンドを１６ないし８４体
積％含み、添加成分として、ガラス成分を１０体積％未
満、及びスカンジウムおよびイットリウムを含む希土類
をＲｎとするとき、Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合物、（アルカ
リ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、Ｒｎ−（アルカ
リ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、及びＡｌ−Ｓｉ
−Ｏ−Ｎ系化合物からなる群から選択される少なくとも
１種を０．０５ないし２０重量％含有する高熱伝導性焼
結体からなる絶縁層と、金属単体および／または導電性
化合物を含む導体層とを具備する回路基板が提供され
る。

【００１５】

【作用】まず、本発明の高熱伝導性焼結体について説明
する。本発明の第１ないし第４の態様によれば、主成分
の１つであるＡｌＮの焼結体中に占める割合は、１６体
積％以上８４体積％以下が好ましい。また、他の主成分
ｃＢＮおよび／またはダイヤモンドの焼結体中に占める
割合は同様に１６体積％以上８４体積％以下が好まし
い。この割合の範囲内であればＡｌＮとｃＢＮおよび／
またはダイヤモンドのお互いの粒が連続化した組織とな
る。したがって高い熱伝導率を有するｃＢＮやダイヤモ
ンドの粒が、隣り合った、ｃＢＮやダイヤモンドと必ず
接することになる。その結果高い熱伝導率が達成され
る。

【００１６】また、この焼結体では、ｃＢＮやダイヤモ
ンドに比べて、焼結性に優れたＡｌＮを添加し、系全体
を緻密な焼結体にしようとするものであるから、ＡｌＮ
も組織が連続になっていない１６体積％未満の添加で
は、ＡｌＮの添加量が少なく、緻密化しない。つまり、
気孔率が５％を越えてしまう傾向がある。焼結体として
の十分な緻密性を得るには、気孔率が５％以下であるこ
とが望まれる。また、８４体積％以上のＡｌＮを添加す
るとｃＢＮやダイヤモンドが連続化しないために熱伝導
率がＡｌＮ単独の焼結体と同程度の熱伝導率に急低下し
てしまう。

【００１７】より好ましくは、ＡｌＮの焼結体中に占め
る割合は、２５体積％以上７５体積％以下が好ましい。
ｃＢＮおよび／またはダイヤモンドの焼結体中に占める
割合は同様に２５体積％以上７５体積％以下が好まし
い。さらに好ましくは、ＡｌＮの焼結体中に占める割合
は、３５体積％以上６５体積％以下が好ましい。ｃＢＮ
および／またはダイヤモンドの焼結体中に占める割合は
同様に３５体積％以上６５体積％以下が好ましい。

【００１８】また、ＡｌＮ、ｃＢＮやダイヤモンドの焼
結体中の粒径があまり大きいと、連続化した組織が得ら
れなくなる。したがって、ＡｌＮの平均粒径は５μｍ未
満であり、ｃＢＮとダイヤモンドの粒径は１５μｍ未満
であることが好ましい。さらに好ましくは、ＡｌＮの平
均粒径は２μｍ未満であり、ｃＢＮとダイヤモンドの粒
径は５μｍ未満であることが好ましい。

【００１９】また、ＡｌＮは、添加成分として焼結助剤
を添加しないと低温で焼結しない。本発明によれば、焼
結助剤としてスカンジウムおよびイットリウムを含む希
土類元素、アルカリ土類金属元素の少なくとも一種類を
含む化合物を添加して焼結する。これによりＡｌＮが緻
密化して、焼結体全体が緻密化する。この場合、これら
元素を含有する化合物なら特に限定されない。このよう
な化合物として、例えば、酸化物、炭化物、窒化物、炭
酸塩、硝酸塩、硼化物等があげられる。したがって、得
られた焼結体中には、スカンジウムおよびイットリウム
を含む希土類をＲｎとするときＲｎ−Ａｌ−Ｏ系化合
物、（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、Ｒ
ｎ−（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物をか
ならず含有する。また、第３及び第４の態様では、Ｒｎ
−Ａｌ−Ｏ系化合物、（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ
−Ｏ系化合物、Ｒｎ−（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ
−Ｏ系化合物、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系化合物を必ず含有
する。含有量としては、０．０５重量％以上２０重量％
以下が適している。０．０５重量％未満では、ＡｌＮが
緻密化するのに必要な助剤成分量に達しておらず、焼結
体が緻密化しない。また２０重量％を越えると、粒界相
成分が多くなり、焼結体の熱伝導率が低下しているので
適さない。より好ましくは０．６重量％以上１５重量％
以下である。さらに好ましくは１重量％以上１０重量％
である。

【００２０】さらに、ＡｌＮ部分をより低温で容易に焼
結させるために、ハロゲン元素を含有する化合物を添加
すると緻密化が容易に達成される。具体的には、ＹＦ₃
やＹＯＦ、ＣａＦ₂ 、ＡｌＦ₃ などであるが、他の希土
類元素やアルカリ土類やアルカリ土類元素の形でハロゲ
ン元素で添加しても構わない。また、弗素以外のハロゲ
ン元素でも同様の効果が得られる。好ましくは弗素であ
る。ハロゲン元素が存在すると、Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合
物、（アルカリ土類金属）−Ａｌ−Ｏ系化合物、Ｒｎ−
（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物の融点が
低下し、ＡｌＮが容易に焼結される。ハロゲン元素と同
様に硼素を添加するとＡｌＮの焼結温度が低下する。硼
素を含む化合物なら作用するが、好ましくは酸化硼素
（Ｂ₂ Ｏ₃）、硼酸（Ｈ₃ ＢＯ₃ ）、硼化チタニウム
（ＴｉＢ₂ ）、硼化タングステン（ＷＢ）、硼化ランタ
ン（ＬａＢ₆ ）または硼化カルシウム（ＣａＢ₆ ）を添
加するとより低温焼結が可能となる。

【００２１】さらに、ハロゲン元素や硼素元素と同様
に、マンガンを添加すると、ＡｌＮの焼結温度が低下す
る。マンカンを含む化合物なら作用するが、好ましく
は、酸化マンガン（ＭｎＯ₂ 、ＭｎＯ）やマンカン担体
の形で添加すると、より低温焼結が可能となる。また、
ハロゲン元素、硼素元素、マンガン元素は、単独で添加
しても良いが、複数を複合添加すると、より低温焼結が
可能となる。

【００２２】また、本発明の第１及び第２の態様によれ
ば、添加成分としてさらに着色元素が添加される。焼結
体を着色するためにはIVａ、Ｖａ、VIａ、VII ａおよび
／またはVIII族元素を単体あるいは、これらの元素を含
有する化合物の形で含有すれば着色が達成される。例え
ば、化合物としては、酸化物、炭化物、窒化物、硼化物
などが好ましい。ただし、Ｔｃは除かれる。これら元素
は少なくとも１種類添加すれば着色剤として効果が現れ
るが、２種類以上の元素を添加しても同様の着色効果が
ある。IVａ族元素としては、好ましくはＴｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆである。Ｖａ族元素としては、好ましくはＮｂ、Ｔａ
が好ましい。VIａ元素としては、好ましくはＭｏ、Ｗが
あげられる。VII ａ族元素としては、好ましくはＭｎが
あげられる。また、VIII族元素としては、好ましくはＦ
ｅ、Ｎｉ、及びＣｏがあげられる。

【００２３】これらの元素の焼結体中の含有量として
は、IVａ、Ｖａ、VIａ、VII ａおよび／またはVIII族元
素換算で、０．０５重量％以上１０重量％以下で良好な
着色が達成し得る。０．０５重量％未満では、十分な着
色が得られない。また、１０重量％を越えると、着色剤
は、導電性物質である場合が多いため、焼結体の絶縁特
性の低下が起こり好ましくない。好ましくは０．１重量
％以上５重量％以下である。さらに好ましくは、０．１
重量％以上３重量％である。

【００２４】着色元素を利用しないと、窒化アルミニウ
ムおよび、ｃＢＮおよび／またはダイヤモンドを主成分
とする焼結体を基板として実用化するにあたり、透光性
のある高熱伝導性ＡｌＮとｃＢＮおよび／またはダイヤ
モンド焼結体は、焼きムラや色ムラを生じやすく外観不
良になりやすい。

【００２５】そして、太陽光（紫外線）等により焼結体
の色調が変化する場合もあり、基板材料として使用して
パッケージを組み立てる場合、ベース板側との呈色が異
なり外観色が不揃いとなりやすい。また、太陽光等によ
る色調の変化は、パッケージ基板として使用した場合、
内部のＩＣメモリーに悪影響を及ぼすことも考えられ
る。

【００２６】さらに、透光性があると、メタライズ技術
の面で以下のような問題を生じることがある。それは、
基板にメタライズを行う場合、赤外線等の利用した位置
決めセンサを使用してメタライズの位置を決めるため
に、透光性に不均一があると赤外線センサによる正確な
位置検出が困難となり、メタライズができないという問
題である。

【００２７】このような問題を回避するために、本発明
の第３及び第４の態様においても着色元素をさらに使用
することができる。また、本発明の第３及び第４の態様
においては、添加成分としてさらにガラス成分が添加さ
れる。

【００２８】本発明の第３の態様においては、ガラスの
添加量により、熱伝導率が大きく変わる。ガラスの添加
量が１０体積％以上だと、ＡｌＮ、ｃＢＮ、ダイヤモン
ド同志が直接繋がった、連続した組織にならず、熱伝導
率は非常に小さなものになってしまう。したがって、ガ
ラスの添加量は１０体積未満であることが望まれる。好
ましくは８体積％以下である。さらに好ましくは７体積
％以下である。しかし、あまりにガラスが少ないと、低
温での緻密化効果が得られない。したがって、ガラス添
加量は、好ましくは０．１体積％以上である。さらに好
ましくは０．５体積％以上である。

【００２９】次に、本発明にかかる回路基板に関して説
明する。回路基板を構成する絶縁体層の少なくとも一部
には、本発明の熱伝導性焼結体が使用される。その作用
は、上述の通りである。ここでは、導体層部分の組成に
関して説明する。

【００３０】導体層部分の主成分は、金属単体および／
または導電性化合物である。金属単体としては、例えば
Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ及びＰｔ等が好まし
い。これら金属種の選択は、必要とされる導体の抵抗率
及び導体金属の融点と焼結条件の兼ね合いで選択される
ものである。また、導電性化合物は、一般的に金属より
も抵抗率が高くなるが、回路基板の仕様が許すならば用
いることができる。また、金属と導電性化合物で導体を
形成しても問題はない。導電性化合物としては、窒化
物、炭化物、硼化物などが好ましい。

【００３１】ここでいう導体は、回路基板の形状によ
り、用いられる場所が異なることがあるが、いかなる場
所にも使用され得る。具体的には、焼結体表面のみ、内
部配線のみの場合はもちろんのこと、多層基板の場合に
は。表面導体、内部導体、ビア内部で使用することがで
きる。

【００３２】これら導体成分のみで導体層部分を形成す
るときは、導体原料の粒径を最適化すれば、導体層と絶
縁体層間の十分な収縮率マッチングを達成できる。導体
成分にさらに添加物を入れると、より良好な収縮率マッ
チングを達成することができる。

【００３３】導体にＡｌＮ、ｃＢＮやダイヤモンドを添
加すると、導体層部分の熱伝導率も向上すると共に、絶
縁体層部分と導体層部分の組織が一部連続化するために
絶縁体層と導体層部分の密着性が向上して剥離等が起こ
る不良を防止することができる。導体層中の、ＡｌＮ、
ｃＢＮ、ダイヤモンドの導体層中を占める割合として
は、３体積％以上６０体積％以下が好ましい。３体積％
未満では、絶縁体層と導体層部分間で組織が連続化する
部分が少なくなり、密着性が低下する。また、６０体積
％を越えると、導体や導電性化合物の占める割合が低下
することにより、導体層の抵抗率が大きくなる。より好
ましくは、５体積％以上４０体積％以下である。さらに
好ましくは５体積％以上２５体積％以下である。

【００３４】また、導体層中に添加するＡｌＮも焼結助
剤を添加しないと低温で焼結しない。したがって、スカ
ンジウムおよびイットリウムを含む希土類元素、アルカ
リ土類金属元素の少なくとも一種類を添加して焼結する
とＡｌＮが緻密化して、焼結体全体が緻密化する。この
場合、これら元素を含有する化合物なら特に限定されな
い。例えば、酸化物、炭化物、窒化物、炭酸塩、硝酸
塩、硼化物等があげられる。したがって、焼結体中に
は、スカンジウムおよびイットリウムを含む希土類をＲ
ｎとするとき、Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合物、（アルカリ土
類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、及びＲｎ−（アルカ
リ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物のうち少なくと１
つをかならず含有する。また、本発明の第４の態様で
は、Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合物、（アルカリ土類金属元
素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、Ｒｎ−（アルカリ土類金属元
素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、及びＡｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系化
合物のうち少なくとも１つを必ず含有する。

【００３５】含有率としては、添加したＡｌＮに対して
０．０５重量％以上２０重量％以下が適している。０．
０５重量％未満では、ＡｌＮが緻密化するのに必要な助
剤成分量に達しておらず、焼結体が緻密化しない。また
２０重量％を越えると、粒界相成分が多くなり、焼結体
の熱伝導率が低下しているので適さない。より好ましく
は０．６重量％以上１５重量％以下である。さらに好ま
しくは１重量％以上１０重量％である。しかし、ＡｌＮ
を添加しなくても、スカンジウムおよびイットリウムを
含む希土類元素、アルカリ土類金属元素の少なくとも一
種類を添加して導体層中に焼結すると同様の効果が得ら
れる。つまり、焼結後の導体層中にはスカンジウムおよ
びイットリウムを含む希土類をＲｎとするとき、Ｒｎ−
Ａｌ−Ｏ系化合物、（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−
Ｏ系化合物、及びＲｎ−（アルカリ土類金属元素）−Ａ
ｌ−Ｏ系化合物のうち少なくとも１つを含有する。ま
た、本発明の第４の態様では、Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合
物、（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、Ｒ
ｎ−（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、及
びＡｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系化合物のうち少なくとも１つを
含有する。この場合には０．０１重量％以上１０重量％
以下が好ましい。より好ましくは０．０５重量％５重量
％以下である。

【００３６】また、本発明の第２の態様においては、導
体層中に焼結体を着色するための、IVａ、Ｖａ、VIａ、
VII ａおよび／またはVIII族元素を単体あるいは／これ
らの元素を含有する化合物の形で含有させても良い。化
合物としては、酸化物、炭化物、窒化物、硼化物などが
好ましい。ただし、Ｔｃは除かれる。これら元素は絶縁
層に添加した元素或いは化合物と同一のものを添加する
と組織の均一化が達成された絶縁体層と導体層の密着性
が向上して好ましい。

【００３７】また、導体層をより低温で容易に焼結させ
るために、ハロゲン元素を含有する化合物を添加すると
緻密化が容易に達成される。具体的には、ＹＦ₃ やＹＯ
Ｆ、ＣａＦ₂ 、ＡｌＦ₃ などであるが、他の希土類元素
やアルカリ土類やアルカリ土類元素の形でハロゲン元素
で添加しても構わない。また、弗素以外のハロゲン元素
でも同様の効果が得られる。好ましくは弗素である。ハ
ロゲン元素が存在すると、Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合物、
（アルカリ土類金属）−Ａｌ−Ｏ系化合物、Ｒｎ−（ア
ルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物の融点が低下
し、ＡｌＮが容易に焼結される。ハロゲン元素と同様に
硼素を添加するとＡｌＮの焼結温度が低下する。硼素を
含む化合物なら作用するが、好ましくは酸化硼素（Ｂ₂
Ｏ₃ ）、硼酸（Ｈ₃ ＢＯ₃ ）、硼化チタニウム（ＴｉＢ
₂ ）、硼化タングステン（ＷＢ）、硼化ランタン（Ｌａ
Ｂ₆ ）または硼化カルシウム（ＣａＢ₆ ）を添加すると
より低温焼結が可能となる。

【００３８】さらに、ハロゲン元素や硼素元素と同様
に、マンガンを添加すると、ＡｌＮの焼結温度が低下す
る。マンカンを含む化合物なら作用するが、好ましく
は、酸化マンガン（ＭｎＯ₂ 、ＭｎＯ）やマンカン担体
の形で添加すると、より低温焼結が可能となる。また、
ハロゲン元素、硼素元素、マンガン元素は、単独で添加
しても良いが、複数を複合添加すると、より低温焼結が
可能となる。

【００３９】さらに、本発明の第４の態様においては、
導体にガラス成分を添加すると絶縁層部分と同様に、低
温での緻密化が可能となる。ガラスの添加量は０．１体
積％以上１０体積％未満が好ましい。さらに好ましくは
０．２体積％以上７体積％以下である。

【００４０】また、本発明の第４の態様においても、導
体層をより低温で容易に焼結させるために、ハロゲン元
素を含有する化合物を添加すると緻密化が容易に達成さ
れる。具体的には、ＹＦ₃ やＹＯＦ、ＣａＦ₂ 、ＡｌＦ
₃ などであるが、他の希土類元素やアルカリ土類やアル
カリ土類元素の形でハロゲン元素で添加しても構わな
い。また、弗素以外のハロゲン元素でも同様の効果が得
られる。好ましくは弗素である。ハロゲン元素が存在す
ると、Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合物、（アルカリ土類金属）
−Ａｌ−Ｏ系化合物、Ｒｎ−（アルカリ土類金属元素）
−Ａｌ−Ｏ系化合物の融点が低下し、ＡｌＮが容易に焼
結される。ハロゲン元素と同様に硼素を添加するとＡｌ
Ｎの焼結温度が低下する。硼素を含む化合物なら作用す
るが、好ましくは酸化硼素（Ｂ₂ Ｏ₃ ）、硼酸（Ｈ₃ Ｂ
Ｏ₃ ）、硼化チタニウム（ＴｉＢ₂）、硼化タングステ
ン（ＷＢ）、硼化ランタン（ＬａＢ₆ ）または硼化カル
シウム（ＣａＢ₆ ）を添加するとより低温焼結が可能と
なる。

【００４１】さらに、ハロゲン元素や硼素元素と同様
に、マンガンを添加すると、ＡｌＮの焼結温度が低下す
る。マンカンを含む化合物なら作用するが、好ましく
は、酸化マンガン（ＭｎＯ₂ 、ＭｎＯ）やマンカン担体
の形で添加すると、より低温焼結が可能となる。また、
ハロゲン元素、硼素元素、マンガン元素は、単独で添加
しても良いが、複数を複合添加すると、より低温焼結が
可能となる。

【００４２】さらに、本発明の第４の態様においては、
導体層中に焼結体を着色するための、IVａ、Ｖａ、VI
ａ、VII ａおよび／またはVIII族元素を単体あるいは／
これらの元素を含有する化合物の形で含有させても良
い。化合物としては、酸化物、炭化物、窒化物、硼化物
などが好ましい。ただし、Ｔｃは除かれる。これら元素
は絶縁層に添加した元素或いは化合物と同一のものを添
加すると組織の均一化が達成された絶縁体層と導体層の
密着性が向上して好ましい。

【００４３】

【実施例】以下に本発明に係る焼結体の製造に関する要
点を説明する。平均一次粒径が０．０１〜０．３μｍ
で、不純物酸素量が１．０重量％を越え、７重量％以下
のＡｌＮ粉末と、平均一次粒径が０．０１〜１０μｍの
ｃＢＮおよび／またはダイヤモンドとを、ＡｌＮ量が１
６体積％以上８４体積％になるように、もしくはｃＢＮ
および／またはダイヤモンドの量が１６体積％以上８４
体積％になるように調合する。ＡｌＮの酸素量は、好ま
しくは１．５重量％以上５重量％である。酸素量が少な
いと焼結性が劣り、多すぎると焼結後の粒界相つまり、
Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合物やアルカリ土類金属元素−Ａｌ
−Ｏ系化合物が多くなり、熱伝導率が低下する。ＡｌＮ
の酸素両が少ない場合には、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）を
添加すると、焼結性が大幅に向上する。また、ＡｌＮの
平均一次粒径は好ましくは、０．０１μｍ以上０．３μ
ｍ以下である。ｃＢＮとダイヤモンドの平均一次粒径
は、好ましくは、０．０２μｍ以上５μｍ以下である。
さらに好ましくは、０．０３μｍ以上２μｍ以下であ
る。粒径に関しては、あまりに微粉であると成形体を作
成するときのハンドリングが大変になり、粒径が大きく
なると焼結性が悪くなる。

【００４４】焼結助剤としては、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ等の
アルカリ土類金属および／またはＹ、Ｌａ、Ｙｂ等の希
土類の酸化物、炭化物、ハロゲン化物、炭酸塩、シュウ
酸塩、硝酸塩、アルコキシド等を用いることができる。
特に、焼結助剤として、ＹＦ₃ のような希土類のフッ化
物が好適である。このような焼結助剤を用いると、より
効果的な低温焼結を達成することが可能になる。さら
に、マンガン元素や硼素元素を添加すると、低温焼結す
ることが容易になる。マンガンの化合物としてはＭｎＯ
₂ やＭｎＯの形で添加すると最適である。また、硼素元
素は例えばＢ₂ Ｏ₃ やＨ₃ ＢＯ₃ 、ＴｉＢ₂ 、ＷＢ、Ｌ
ａＢ₆ 、及びＣａＢ₆ 等の形で添加することが好まし
い。

【００４５】また、本発明の第１の態様においては、さ
らに前記原料中には、着色元素として、及び高強度のた
めにIVａ、Ｖａ、VIａ、VII ａ及びVIII族元素の化合
物、例えばＴｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｃｏ等
の遷移金属の酸化物、炭化物、フッ化物、炭酸塩、シュ
ウ酸塩、炭酸塩を前記ＡｌＮやｃＢＮ等の粉末に対して
遷移金属換算で０．０５重量％以上１０重量％配合す
る。より好ましくは、０．１重量％以上５重量％以下で
ある。さらに好ましくは、０．２重量％以上３重量％以
下である。

【００４６】前記原料は、バインダーを加え、混練、造
粒を行った後、成形することが望ましい。また、成形の
方法としては、例えば金型プレス、静水圧プレス、また
はドクターブレード等を用いてシート成形等を採用する
ことができる。焼結性を向上させるために、グリーンシ
ートにおける密度は高くしておくことが望ましい。

【００４７】次いで、前記成形体を非酸化性雰囲気、例
えば窒素ガス気流中やアルゴン雰囲気、空気あるいは水
蒸気を含有した雰囲気中で加熱して前記バインダーを除
去する。ただし、第１及び第３の態様でハロゲン元素を
含む化合物を添加した場合は、水蒸気を含有する雰囲気
中でのバインダー除去は適さない。バインダを除去した
後、非酸化性雰囲気中、或いは真空雰囲気中、非酸化性
雰囲気の減圧雰囲気中、あるいは加圧ガス雰囲気中で焼
結させる。また、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）を行って
も良く、ホットプレス焼結しても良い。ＨＩＰの場合、
ガラスや金属製のカプセルを用いて、焼結すると緻密化
しやすい。ＨＩＰやホットプレスを行う場合、１ＧＰａ
以下の圧力をかければ十分である。

【００４８】焼結温度は１４００℃以下が好ましい。高
温で焼結すると高圧安定相であるｃＢＮやダイヤモンド
が低圧安定相に相変化を起こしてしまう。好ましくは１
３５０℃以下で焼結させることによって、焼結体を得
る。ダイヤモンドの場合により低温の焼結が必要とな
る。好ましくは１０５０℃以下、さらに好ましくは１０
００℃以下が好ましい。焼結時間は、１０分間以上１０
０時間以内にすることが好ましい。

【００４９】また、本発明の第３の態様に係る焼結体に
おいては、上述の第１の態様に係る焼結体の製造方法に
おいて、IVａ、Ｖａ、VIａ、VII ａ及びVIII族元素等の
着色元素の化合物を任意の添加成分とし、さらに、必須
の添加成分としてガラス成分を０．１体積％以上１０体
積％未満の量添加することにより得られる。ガラスとし
ては、例えばホウケイ酸ガラスを用いることができる。
その他、ホウケイ酸鉛ガラスやリン酸系ガラス等を用い
ることもできる。例えば、ガラスの組成の一例を示す
と、ＳｉＯ₂ が４０〜７０重量％、Ｂ₂ Ｏ₃ が５〜２０
重量％、Ａｌ₂ Ｏ₃ が５〜１５重量％、ＭｇＯが１〜１
０重量％、Ｎａ₂ Ｏが１〜５重量％からなる組成のもの
を用いることができる。

【００５０】得られる焼結体は、構造が緻密で、良好な
熱伝導性を有するものであり、比較的簡単に低コストで
製造することができる。またこのような焼結体を用いる
と、放熱性が良好でかつ信頼性の高い回路基板が比較的
簡単に低コストで得られる。

【００５１】次に、本発明にかかる回路基板の製造例に
関して述べる本発明にかかる回路基板は、一般的には、
以下の方法に従い、導体金属の種類に応じて条件および
使用材料等を適宜選択して、製造することができる。

【００５２】すなわち、先ず第一工程として、ＡｌＮ粉
末、およびｃＢＮおよび／またはダイヤモンド、焼結助
剤等に、第２の態様の場合には着色元素の化合物、第４
の態様の場合にはガラス成分を添加して十分に混合した
後、この混合粉末を、さらにバインダーを添加して所定
の溶媒中で混練して分散させ、所定の粘度に調整して造
粒を行う。続いて、得られた懸濁液を、例えばドクター
ブレード法によりシート化し、例えば２００℃で乾燥し
て、グリーンシートを形成する。

【００５３】絶縁層部分の組成、つまり、ＡｌＮ、ｃＢ
Ｎ、ダイヤモンド、焼結助剤、着色剤の組成粒径は、前
記焼結体の製造方法をそのまま適応すれば良い。前記バ
インダーとしては、例えば、アクリル系バインダーやＰ
ＶＢ系バインダー等が使用され得る。そのとき用いる溶
媒としては、例えば、ｎ−ブタノール等のアルコール系
溶媒、メチルイソブチル、トルエン等が使用される。

【００５４】つぎに第二工程として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃ
ｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｏおよび／またはＷの金属粉
末にバインダーおよび溶剤を加え混練することによって
導体ペーストを調製した後、前記第一工程で得られたセ
ラミック粉末の成形体（グリーンシート）の少なくとも
一表面に、かかる導体ペーストをスクリーン印刷法等に
よって、所定のパターン形状に印刷する。こうしてグリ
ーンシート上に、微細な信号線および電源等によって構
成された所定のパターンの導体層を形成する。導体の層
間接続には、ビアホールを形成して、導体を充填すれば
良い。

【００５５】この第二工程では、続く工程における絶縁
層形成体および導体層の焼成時の収縮率を合わせる目的
で、導体ペースト中に、充填剤として、セラミック絶縁
層の焼結助剤として用いられた化合物の粉末を添加する
ことが好ましい。この化合物の粉末は、導体ペースト中
の（体積）の約０．１〜７０体積％に設定される。な
お、第二工程では、充填剤として、絶縁層部の主成分で
ある、ＡｌＮ、ｃＢＮ、ダイヤモンドを、単独或いは焼
結助剤として用いた化合物の粉末との混合粉末として、
前記導体ペーストに添加しても良い。この場合、Ａｌ
Ｎ、ｃＢＮ、ダイヤモンドの、或いは、混合粉末の添加
量は、好ましくは、３体積％〜６０体積％、より好まし
くは５体積％以上４０体積％以下である。この他、前記
導体ペーストには、低温焼結をより向上させる目的で、
ガラス成分や微量のＡｌ2 Ｏ3 、ＷＯ3 等を添加しても
良い。

【００５６】前記導体ペーストの調製において、前記粉
末材料のバインダーとしては、例えば、セルロース系ま
たはアクリル系バインダーが使用され、溶剤としては、
例えばテレピネオール、トルエン、エタノールが使用さ
れ得る。

【００５７】次いで、第三工程として、印刷導体が形成
されたグリーンシートを所定の順番に重ね、熱圧着等に
より、積層し、所定の大きさに切断する。前記導体層が
形成されたグリーンシートを、非酸化性雰囲気中、例え
ば窒素ガス気流中で加熱して前記バインダーを除去し
た。ただし、バインダーの除去は、窒素ガス雰囲気中、
アルゴン雰囲気中、あるいは水蒸気を含有する雰囲気中
で加熱して行なうことができる。しかし、ハロゲン元素
を含む化合物を添加した場合は、水蒸気を含有した雰囲
気中でのバインダー除去は適さない。バインダーを除去
した後、非酸化性雰囲気等の前記焼結体を製造した時と
同じ焼結雰囲気中で焼結する。他の焼結条件も、焼結体
を得たときと同様の焼結条件で製造され得る。この様に
して、目的の高熱伝導性セラミック回路基板を得ること
ができる。

【００５８】このようにして得られた多層配線構造を有
する回路基板の一例を説明するための図を図１に示す。
図１に示すように、この回路基板１は、焼結体からなる
絶縁層４が積層された構造を有する。各絶縁層４の表面
には所定のパターンの導体層２が形成されている。また
各絶縁層４の所定の位置にはビアホール３が設けられ、
このビアホール内に導体物質が充填され、導体層２間が
接続されている。この積層構造の最上層の表面及び最下
層の表面には、ビアホール３に充填された導体物質６が
露出されており、表面に形成された導体パターンと一体
化した形状になっている。

【００５９】以下、本発明をさらに具体的に説明する。
なお、以下の実施例は、本発明の理解を容易にする目的
で記載されるものであり、本発明を特に限定するもので
はない。 （実施例１）本発明の第１の態様にかかる高熱伝導性焼
結体 平均一次粒径が０．０７μｍで不純物酸素量が３．１重
量％のＡｌ粉末（５０体積％）と、平均一次粒径が１．
５μｍのｃＢＮ（５０体積％）に、Ｙ₂ Ｏ₃ ２重量％、
ＹＦ₃ １重量％、ＣａＣＯ₃ １重量％を加え、さらにＷ
Ｏ₃ を０．４重量％添加しアクリル系バインダを有機溶
剤と共に、混合、乾燥、造粒を行い造粒粉末を得た。こ
の粉末を、金型を用いて１ｔ／ｃｍ² で圧粉体を作成し
た。引き続き、前記成形体を大気中、５００℃で加熱し
てバインダを除去した。この脱脂体を窒素雰囲気中Ａｌ
Ｎ容器内で、カーボンヒータ炉を用いて、５００℃／時
間の割合で、１４００℃まで昇温して焼成を行った。保
持時間は１２時間である。炉冷降温し、焼結体を得た。
得られた焼結体の密度をアルキメデス法により測定し
て、気孔率を求めたところ、２％であった。この焼結体
から、直径１０ｍｍ、厚さ４．０ｍｍの円板を切り出
し、２１±２℃の室温下、レーザーフラッシュ法により
熱伝導率を測定した。その結果、２９０Ｗ／ｍＫと高熱
伝導性を有することが確認された。

【００６０】さらに、この焼結体から直径２０ｍｍφ、
厚さ０．２８ｍｍのサイズで表面をＲａ＝０．０２μｍ
に鏡面研磨し、全透過率を２００ｎｍ〜８６０ｎｍの波
長で測定した。その結果、この波長幅での全透過率の最
大値は６％と小さな値で、回路基板に用いるには十分小
さな全透過率であった。 （実施例２〜１０）本発明の第１の態様にかかる高熱伝
導性焼結体 ＡｌＮ粉末、ｃＢＮ粉末、ダイヤモンド粉末、および添
加物組成、焼結条件等を種々に変え、実施例１と同様な
方法で焼結した。これらの組成を表１に、焼結方法、圧
力、焼結温度、時間等の条件、及び気孔率、熱伝導率、
全透過率最大値、ＡｌＮ粒径、及び得られた焼結体につ
いてＣＢＮ−ダイヤモンド粒径等の特性を表２に示す。 （実施例１１）本発明の第２の態様にかかる回路基板 不純物酸素量が３．３重量％で、平均一次粒子径０．０
６μｍのＡｌＮ粉末と平均一次粒径が１．０μｍのｃＢ
Ｎに、Ｙ₂ Ｏ₃ ３．５重量％、ＹＦ₃ １．５重量％、Ｃ
ａＣＯ₃ １重量％を加え、さらに着色剤としてＷＯ₃ を
０．４重量％添加し、ボールミルを用いｎ−ブタノール
中において湿式混合した。この混合粉末を、有機バイン
ダーと共に有機溶媒中に分散し、得られたスラリーをド
クターブレード方法に従ってシート化し、複数のグリー
ンシートを形成した。続いて得られたグリーンシートの
所定位置に、層間接続用の複数のビアホールを形成し
た。

【００６１】一方、平均粒径０．４μｍのＷ粉末８５体
積％と、平均粒径０．０６μｍのＡｌＮ粉末９５重量％
およびＹ₂ Ｏ₃ ３．５重量％、ＹＦ₃ １．５重量％、Ｃ
ａＣＯ₃ １重量％からなる混合粉末１５．０体積％と
を、有機バインダーと共に有機溶媒中に分散し、導体ペ
ーストを得た。前記グリーンシートのビアホール内に充
填、およびシートの一面内にスクリーン印刷し、導体層
を形成した。続いて、導体層が形成された複数のグリー
ンシートを、ビアホールの位置を適宜合わせて積層し、
加熱プレスを施した。次いで、得られた積層体を、Ｎ₂
等の非酸化性雰囲気中において５００℃で加熱してバイ
ンダを除去した。この脱脂体を１４００℃で１２時間焼
成した。こうして、導体層間をビアホールを介して導通
させ、多層配線構造のセラミック回路基板を得た。

【００６２】かかるセラミック回路基板について、絶縁
層部は十分に緻密化していた。得られたパッケージは反
り、うねり、クラックやフクレがなく、表面が平滑であ
り、形態をＳＥＭで観察したところ、絶縁層部と導体層
部共に十分緻密化していた。

【００６３】導体の抵抗を測定し、断面積の形状から導
体層部の抵抗率を測定したところ、１．５×１０^-5Ωｃ
ｍと低抵抗であった。 （実施例１２〜２０）本発明の第２の態様にかかる回路
基板 絶縁体部分のＡｌＮ粉、ｃＢＮ粉末、ダイヤモンド粉
末、および、添加物組成を種々に変え、さらに導体層部
分の導体成分の粒径や組成を種々に変え、焼結条件も種
々に変えて、実施例１１と同様な方法で回路基板を作成
した。得られたパッケージは反り、うねり、クラックや
フクレがなく、表面が平滑であり、形態をＳＥＭで観察
したところ、絶縁層部と導体層部共に充分緻密化してい
た。導体の抵抗を測定し、断面積の形状から導体層部の
抵抗率を測定した。これらの実施例の絶縁体部分の組成
を表３に、導体部分の組成を表４に焼結条件及び導体抵
抗率を表５に示す。抵抗率は、いずれも３．０×１０^-5
Ω・ｃｍ以下であり、問題のない値であった。 （実施例２１）平均一次粒径が０．０７μｍで不純物酸
素量が３．１重量％のＡｌＮ粉末（５０体積％）と、平
均一次粒径が１．５μｍのｃＢＮ（５０体積％）に、Ｙ
₂ Ｏ₃２重量％、ＹＦ₃ １重量％、ＣａＣＯ₃ １重量％
を加え、さらに着色剤としてＷＯ₃ を０．４重量％添加
し、アクリル系バインダを有機溶剤と共に、混合、乾
燥、造粒を行い造粒粉末を得た。この粉末を、金型を用
いて１ｔ／ｃｍ² で圧粉体を作成した。引き続き、前記
成形体を大気中、５００℃で加熱してバインダを除去し
た。この脱脂体を窒素雰囲気中ＡｌＮ容器内で、カーボ
ンヒータ炉を用いて、５００℃／時間の割合で、１３０
０℃まで昇温して焼成を行った。保持時間は１２時間で
ある。炉冷降温し、焼結体を得た。得られた焼結体の密
度をアルキメデス法により測定して、気孔率を求めたと
ころ、２％であった。この焼結体から、直径１０ｍｍ、
厚さ４．０ｍｍの円板を切り出し、２１±２℃の室温
下、レーザーフラッシュ法により熱伝導率を測定した。
その結果、２１０Ｗ／ｍＫと高熱伝導性を有することが
確認された。

【００６４】さらに、この焼結体から直径２０ｍｍφ、
厚さ０．２８ｍｍのサイズで表面をＲａ＝０．０２μｍ
に鏡面研磨し、全透過率を２００ｎｍ〜８６０ｎｍの波
長で測定した。その結果、この波長幅での全透過率の最
大値は６％と小さな値で、回路基板に用いるには十分小
さな全透過率であった。 （実施例２２〜３０）ＡｌＮ粉末、ｃＢＮ粉末、ダイヤ
モンド粉末、およびガラスやその添加物組成、焼結条件
等を種々に変え、実施例１と同様な方法で焼結した。こ
れらの組成を表６に、焼結方法、圧力、焼結温度、時間
等の条件、及び気孔率、熱伝導率等の特性を表７に示
す。なお、表中で用いたホウケイ酸ガラスの組成は、Ｓ
ｉＯ₂ ７２／０重量％、ＮａＯ₂ １１．０重量％、Ｂ
₂ Ｏ₃ １２．０重量％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ５．０重量％、
であり、ホウケイ酸鉛ガラスの組成は、ＰｂＯ ７２重
量％、Ｂ₂ Ｏ₃ １８．０重量％、ＳｉＯ₂ ２．５重
量％、ＺｎＯ ５．０重量％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ２．５重量％
である。 （実施例３１）不純物酸素量が３．３重量％で、平均一
次粒子径０．０６μｍのＡｌＮ粉末と平均一次粒径が
１．０μｍのｃＢＮに、Ｙ₂ Ｏ₃ ３．５重量％、ＹＦ₃
１．５重量％、ＣａＣＯ₃ １重量％を加え、また、Ｓｉ
Ｏ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラス粉末を全体の９．０体積％にな
るように、さらに着色剤としてＷＯ₃ を０．４重量％添
加し、ボールミルを用いｎ−ブタノール中において湿式
混合した。この混合粉末を、有機バインダーと共に有機
溶媒中に分散し、得られたスラリーをドクターブレード
方法に従ってシート化し、複数のグリーンシートを形成
した。続いて得られたグリーンシートの所定位置に、層
間接続用の複数のビアホールを形成した。一方、平均粒
径０．４μｍのＷ粉末８５体積％と、平均粒径０．０６
μｍのＡｌＮ粉末９５重量％およびＹ₂ Ｏ₃ ３．５重量
％、ＹＦ₃ １．５重量％、ＣａＣＯ₃１重量％からなる
混合粉末１５．０体積％とを、有機バインダーと共に有
機溶媒中に分散し、導体ペーストを調製した。

【００６５】次に、前記導体ペーストを、前記グリーン
シートのビアホール内に充填、およびシートの一面内に
スクリーン印刷し、導体層を形成した。続いて、導体層
が形成された複数のグリーンシートを、ビアホールの位
置を適宜合わせて積層し加熱プレスを施した。次いで、
得られた積層体を、Ｎ₂ 等の非酸化性雰囲気中において
５００℃で加熱してバインダを除去した。この脱脂体を
１３００℃で１２時間焼成した。こうして、導体層間を
ビアホールを介して導通させ、多層配線構造のセラミッ
ク回路基板を得た。

【００６６】かかるセラミック回路基板について、絶縁
層部は十分に緻密化していた。得られたパッケージは反
り、うねり、クラックやフクレがなく、表面が平滑であ
り、形態をＳＥＭで観察したところ、絶縁層部と導体層
部共に充分緻密化していた。

【００６７】導体の抵抗を測定し、断面積の形状から導
体層部の抵抗率を測定したところ、１．５×１０^-5Ωｃ
ｍと低抵抗であった。 （実施例３２〜３８）絶縁体部分のＡｌＮ粉、ｃＢＮ粉
末、ダイヤモンド粉末、および、ガラスとその他添加物
組成を種々に変え、さらに導体層部分の導体成分の粒径
や組成を種々に変え、焼結条件も種々に変えて、実施例
１１と同様な方法で回路基板を作成した。得られたパッ
ケージは反り、うねり、クラックやフクレがなく、表面
が平滑であり、形態をＳＥＭで観察したところ、絶縁層
部と導体層部共に充分緻密化していた。導体の抵抗を測
定し、断面積の形状から導体層部の抵抗率を測定した。
これらの実施例の絶縁体部分の組成を表８に、導体部分
の組成を表９に焼結条件及び導体抵抗率を表１０に示
す。抵抗率は、いずれも３．０×１０^-5Ω・ｃｍ以下で
あり、問題のない値であった。

【００６８】

【表１】

【００６９】

【表２】

【００７０】

【表３】

【００７１】

【表４】

【００７２】

【表５】

【００７３】

【表６】

【００７４】

【表７】

【００７５】

【表８】

【００７６】

【表９】

【００７７】

【表１０】

【００７８】

【表１１】

【００７９】

【表１２】

【００８０】

【表１３】

【００８１】

【表１４】

【００８２】

【表１５】

【００８３】

【表１６】

【００８４】

【表１７】

【００８５】

【表１８】

【００８６】

【表１９】

【００８７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
低温でかつ簡単な方法で、高熱伝導率で構造が緻密なＡ
ｌＮ、ＣＢＮ、ダイヤモンドを含む焼結体が得られる。
また、本発明によれば、放熱性が良好でかつ信頼性の高
い焼結体及び回路基板を簡単に低コストで得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる回路基板の一例を示す概略図

【符号の説明】

１…回路基板 ２…導体層 ３…ビアホール ４…絶縁層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/52 Ｄ 35/581 Ｈ０５Ｋ 1/03 ６１０ Ｅ 7511−4Ｅ Ｃ０４Ｂ 35/58 １０３ Ｌ １０４ Ｈ １０４ Ｎ (72)発明者 角野 裕康 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 上野 文雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主成分として、５μｍ未満の平均粒径を
   有するＡｌＮを１６体積％ないし８４体積％、及び１５
   μｍ未満の平均粒径を有する立方晶ＢＮおよび／または
   ダイヤモンドを１６体積％ないし８４体積％含み、副成
   分として、スカンジウムおよびイットリウムを含む希土
   類をＲｎとするとき、Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合物、（アル
   カリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、及びＲｎ−
   （アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物からなる
   群から選択される少なくとも１種を０．０５ないし２０
   重量％、及びIVａ、Ｖａ、VIａ、VII ａ及びVIII族元素
   からなる群から選択される少なくとも１種の元素を０．
   ０５重量％以上１０重量％以下含有する高熱伝導性着色
   焼結体。
2. 【請求項２】 主成分として、５μｍ未満の平均粒径を
   有するＡｌＮを１６体積％ないし８４体積％、及び１５
   μｍ未満の平均粒径を有する立方晶ＢＮおよび／または
   ダイヤモンドを１６体積％ないし８４体積％含み、副成
   分として、スカンジウムおよびイットリウムを含む希土
   類をＲｎとするとき、Ｒｎ−Ａｌ−Ｏ系化合物、（アル
   カリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物、及びＲｎ−
   （アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系化合物からなる
   群から選択される少なくとも１種を０．０５ないし２０
   重量％、及びIVａ、Ｖａ、VIａ、VII ａ及びVIII族元素
   からなる群から選択される少なくとも１種の元素を０．
   ０５重量％ないし１０重量％含有する高熱伝導性着色焼
   結体からなる絶縁層と、 金属単体および／または導電性化合物を含む導体層とを
   具備する回路基板。
3. 【請求項３】 主成分として、５μｍ未満の平均粒径を
   有するＡｌＮを１６ないし８４体積％、及び１５μｍ未
   満の平均粒径を有する立方晶ＢＮおよび／またはダイヤ
   モンドを１６ないし８４体積％含み、副成分として、ガ
   ラス成分を１０体積％未満、及びスカンジウムおよびイ
   ットリウムを含む希土類をＲｎとするとき、Ｒｎ−Ａｌ
   −Ｏ系化合物、（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系
   化合物、Ｒｎ−（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系
   化合物、及びＡｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系化合物からなる群か
   ら選択される少なくとも１種を０．０５ないし２０重量
   ％含有する高熱伝導性焼結体。
4. 【請求項４】 主成分として、５μｍ未満の平均粒径を
   有するＡｌＮを１６ないし８４体積％、及び１５μｍ未
   満の平均粒径を有する立方晶ＢＮおよび／またはダイヤ
   モンドを１６ないし８４体積％含み、副成分として、ガ
   ラス成分を１０体積％未満、及びスカンジウムおよびイ
   ットリウムを含む希土類をＲｎとするとき、Ｒｎ−Ａｌ
   −Ｏ系化合物、（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系
   化合物、Ｒｎ−（アルカリ土類金属元素）−Ａｌ−Ｏ系
   化合物、及びＡｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系化合物からなる群か
   ら選択される少なくとも１種を０．０５ないし２０重量
   ％含有する高熱伝導性焼結体からなる絶縁層と、 金属単体および／または導電性化合物を含む導体層とを
   具備する回路基板。