JPS60180954A - 窒化アルミニウムグリ−ンシ−トの製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウムグリ−ンシ−トの製造方法Info
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- JPS60180954A JPS60180954A JP59034164A JP3416484A JPS60180954A JP S60180954 A JPS60180954 A JP S60180954A JP 59034164 A JP59034164 A JP 59034164A JP 3416484 A JP3416484 A JP 3416484A JP S60180954 A JPS60180954 A JP S60180954A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、窒化アルミニウム（以下ＡＩＮ）グリーンシ
ートの製造方法に関する。
ートの製造方法に関する。
従来から回路基板として用いられているものにＡｌ２Ｏ
５等のセラミックス基板、樹脂基板等の各種のものがあ
る。なかでもＡＪ２０１１基板は機械的強度、電気的絶
縁性に優れておシ、又、グリーンシート化が容易である
ため多層配線等の高密度配線が可能であシ、各所で用い
られている。
５等のセラミックス基板、樹脂基板等の各種のものがあ
る。なかでもＡＪ２０１１基板は機械的強度、電気的絶
縁性に優れておシ、又、グリーンシート化が容易である
ため多層配線等の高密度配線が可能であシ、各所で用い
られている。
又、近年電子機器の小型化等が進むにつれ、回路基板上
の電気素子（ＩＣ等）の実装密度が高くなってきている
◇さらにパワー半導体等の搭載も考慮すると、電気素子
等からの発熱量が太きくなシ、放熱を効率的に行なうこ
とが要求される。
の電気素子（ＩＣ等）の実装密度が高くなってきている
◇さらにパワー半導体等の搭載も考慮すると、電気素子
等からの発熱量が太きくなシ、放熱を効率的に行なうこ
とが要求される。
しかしながらＡ＃Ｏａ基板の熱伝導率（Ｋ（ｗ／ｍ、ｋ
））は加程度と低く、発熱量が多い場合に基板側からの
放熱があまり期待できない。従って高密度実装、パワー
半導体搭載モジュール等を考慮すると、機械的強度、電
気的絶縁性等の基板として要求される特性を備え、かつ
熱伝導性の良好な回路基板の開発が望まれている。
））は加程度と低く、発熱量が多い場合に基板側からの
放熱があまり期待できない。従って高密度実装、パワー
半導体搭載モジュール等を考慮すると、機械的強度、電
気的絶縁性等の基板として要求される特性を備え、かつ
熱伝導性の良好な回路基板の開発が望まれている。
一方、近年のファインセラミックス技術の進展に伴ない
、８ｉＣ、ＡＩＮ等の機械的強度に優れたセラミックス
材料が開発されている。これらの材料は熱伝導性にも優
れ、構造材等としての応用が研究されている。又８ｉＣ
の良好な熱伝導性を利用してこれを基板として用いよう
という動きもあるが誘電率が高く、絶縁耐圧が低いため
、高周波、高電圧が印加される素子への適用を考えた場
合に問題がある。
、８ｉＣ、ＡＩＮ等の機械的強度に優れたセラミックス
材料が開発されている。これらの材料は熱伝導性にも優
れ、構造材等としての応用が研究されている。又８ｉＣ
の良好な熱伝導性を利用してこれを基板として用いよう
という動きもあるが誘電率が高く、絶縁耐圧が低いため
、高周波、高電圧が印加される素子への適用を考えた場
合に問題がある。
本発明者等は、ＡＪＮの高強度、高熱伝導性、高絶縁耐
圧等の特性に着目し、回路基板としての応用を検討した
。第１表に代表的特性を示す。ここて回路基板としての
応用を考えた場合、軽量化、多層配線等を考慮すると薄
板化が１つの大きな課題である。）Ｊ２０ｓの場合は、
例えばＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等を結合剤とし
て用いたグリーンシート化技術が確立されている。ＡＩ
Ｎをシート化しようという試みは現在のところなく、ま
た、）ＪＮとＡｊ１２０３の特性の違いから、ｋｌＮグ
リーンシートの製造Ｋ、そのままＭ２Ｏ３の技術を用い
ることはできない。例えば、Ｍ２Ｏ３の場合に一般に用
いられているＰＶＢを結合剤として）ＪＮグリーンシー
トを形成したところ、亀裂が生じたり、変形したシして
回路基板としての応用は困難である。
圧等の特性に着目し、回路基板としての応用を検討した
。第１表に代表的特性を示す。ここて回路基板としての
応用を考えた場合、軽量化、多層配線等を考慮すると薄
板化が１つの大きな課題である。）Ｊ２０ｓの場合は、
例えばＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等を結合剤とし
て用いたグリーンシート化技術が確立されている。ＡＩ
Ｎをシート化しようという試みは現在のところなく、ま
た、）ＪＮとＡｊ１２０３の特性の違いから、ｋｌＮグ
リーンシートの製造Ｋ、そのままＭ２Ｏ３の技術を用い
ることはできない。例えば、Ｍ２Ｏ３の場合に一般に用
いられているＰＶＢを結合剤として）ＪＮグリーンシー
トを形成したところ、亀裂が生じたり、変形したシして
回路基板としての応用は困難である。
しかしながらＩ％ＪＮの熱伝導性等を併せた回路基板と
しての特性は優れたものであシ、グリーンシートが製造
できれば、その利用価値は大なるものである。
しての特性は優れたものであシ、グリーンシートが製造
できれば、その利用価値は大なるものである。
以下余白
第 １ 表
〔発明の目的〕
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、亀裂、変
形等がなく強度的にも優れたＡＪＮｌＮグリーンシート
ることのできる窒化アルミニウムグリーンシートの製造
方法を提供することを目的とする。
形等がなく強度的にも優れたＡＪＮｌＮグリーンシート
ることのできる窒化アルミニウムグリーンシートの製造
方法を提供することを目的とする。
本発明は、ＡＩＩＩＮグリーンシートの製造にあたり結
合剤として有機溶剤可溶型アクリル樹脂を用いた場合、
良好なシートを得ることができることを見い出したこと
を基本とするものである。
合剤として有機溶剤可溶型アクリル樹脂を用いた場合、
良好なシートを得ることができることを見い出したこと
を基本とするものである。
すなわち、本発明は、結合剤として有機溶媒可溶型アク
リル樹脂を含有する有機溶媒中に窒化アルきニウム粉末
を分散させたスラリーをシート化するととを特徴とする
窒化アルミニウムグリーンシートの製造方法である。
リル樹脂を含有する有機溶媒中に窒化アルきニウム粉末
を分散させたスラリーをシート化するととを特徴とする
窒化アルミニウムグリーンシートの製造方法である。
有機溶剤可溶型アクリル樹脂としては、メタクリル酸エ
ステルを主単量体とした単独重合体、又はこれと他の共
重合可能な単量体からなる共重合体が好ま・しい。ここ
でメタクリル酸エステル法しては、メタクリル酸メチル
、メタクリル酸インブチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸シクロヘキシル、メタクリル叡ブチル、メタク
リル酸オクチル等が挙げられ、またこれと共重合しうる
他の単量体としてはメタクリル酸、アクリル酸、アクリ
ル酸エステル、などのアクリル系単量体、スチレン、オ
レフィン、塩化ビニル、酢酸ビニル等が挙げられる。本
発明の共重合体においてはメタクリル酸エステルの含有
割合は関重量％以上であることが望ましい。 − また有機溶媒には一般に用いられているトルエン、メチ
ルエチルケトン、トリクロルエチレン等が挙げられる。
ステルを主単量体とした単独重合体、又はこれと他の共
重合可能な単量体からなる共重合体が好ま・しい。ここ
でメタクリル酸エステル法しては、メタクリル酸メチル
、メタクリル酸インブチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸シクロヘキシル、メタクリル叡ブチル、メタク
リル酸オクチル等が挙げられ、またこれと共重合しうる
他の単量体としてはメタクリル酸、アクリル酸、アクリ
ル酸エステル、などのアクリル系単量体、スチレン、オ
レフィン、塩化ビニル、酢酸ビニル等が挙げられる。本
発明の共重合体においてはメタクリル酸エステルの含有
割合は関重量％以上であることが望ましい。 − また有機溶媒には一般に用いられているトルエン、メチ
ルエチルケトン、トリクロルエチレン等が挙げられる。
前記アクリル樹脂としては平均分子量１５００００以上
のものの比率が加重量％以上であるものを用いる。加重
量％より少ないとシートを形成し九場合亀裂が生じやす
くなってしまう。
のものの比率が加重量％以上であるものを用いる。加重
量％より少ないとシートを形成し九場合亀裂が生じやす
くなってしまう。
またアクリル樹脂として平均分子量１５００００以上特
に１８００００〜２２００００の第１のアクリル樹脂と
、平均分子量１２００００以下、特に５ｏｏｏｏ〜１２
００００の第２のアクリル樹脂を用いることにより、シ
ート化の際のポリエステルフィルム等の下地フィルムか
らの剥離性、グリーンシートの引張強度等が良好となる
。このとき、第２のアクリル樹脂が多いと強度がおち、
又第１のアクリル樹脂が多いと剥離性がおちるため、結
合剤中に各々加重量％以上含有されることが好ましい。
に１８００００〜２２００００の第１のアクリル樹脂と
、平均分子量１２００００以下、特に５ｏｏｏｏ〜１２
００００の第２のアクリル樹脂を用いることにより、シ
ート化の際のポリエステルフィルム等の下地フィルムか
らの剥離性、グリーンシートの引張強度等が良好となる
。このとき、第２のアクリル樹脂が多いと強度がおち、
又第１のアクリル樹脂が多いと剥離性がおちるため、結
合剤中に各々加重量％以上含有されることが好ましい。
又、嬶にアルカリ土類金属（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等）、イ
ツトリア、希土類元素（Ｌａ、ＣＩ、Ｐｒ 、Ｎｄ、８
ｍ、Ｇｄ 、Ｄｙ等）等の酸化物゛、炭酸塩等を含有さ
せて焼結することＫよシ、常圧焼結が可能となる。
ツトリア、希土類元素（Ｌａ、ＣＩ、Ｐｒ 、Ｎｄ、８
ｍ、Ｇｄ 、Ｄｙ等）等の酸化物゛、炭酸塩等を含有さ
せて焼結することＫよシ、常圧焼結が可能となる。
このような添加物を含有させることにより、常圧焼結が
可能となるばかシでな（’ 、 ＡｌＮ基体の金属との
濡れ性が非常に向上する。Ａ７Ｎは金属との濡れ性が悪
いことは以前から知られているが、このような添加物を
含有させることＫよりＡｇ−Ｐｄ。
可能となるばかシでな（’ 、 ＡｌＮ基体の金属との
濡れ性が非常に向上する。Ａ７Ｎは金属との濡れ性が悪
いことは以前から知られているが、このような添加物を
含有させることＫよりＡｇ−Ｐｄ。
Ａｇ−Ｐｆ、Ａｇ等のＡｇ系ヘースト、Ｃｎ ヘ−ｘト
、Ａｕペースト等の通常用いられているような厚膜ペー
ストで導体路を形成することができる。
、Ａｕペースト等の通常用いられているような厚膜ペー
ストで導体路を形成することができる。
Ｌａ、Ｃ／、Ｐｒ、Ｎｄ、ａｍ、Ｇｄ、Ｄｙ等の希土類
元素酸化物、酸化イツトリウム、 Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等
のアルカリ土類金属炭酸塩等の添加物は、少量で金属と
の濡れ性の向上、常圧焼結等の効果を発揮するが実質的
にＡＩＮと添加物をあわせた量に対し金属元素換算で０
．０１ｗｔ％以上含有することが好ましい。なお、添加
形態としては酸化物、焼結時に酸化物となる例えば炭酸
塩等の形で添加しても良い。さらに多量に含有させると
、Ａ）Ｎの高熱伝導性を劣化させてしまう恐れがあるた
め、０．Ｏ１〜１５ｗｔ％程度の範囲が好ましい。
元素酸化物、酸化イツトリウム、 Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等
のアルカリ土類金属炭酸塩等の添加物は、少量で金属と
の濡れ性の向上、常圧焼結等の効果を発揮するが実質的
にＡＩＮと添加物をあわせた量に対し金属元素換算で０
．０１ｗｔ％以上含有することが好ましい。なお、添加
形態としては酸化物、焼結時に酸化物となる例えば炭酸
塩等の形で添加しても良い。さらに多量に含有させると
、Ａ）Ｎの高熱伝導性を劣化させてしまう恐れがあるた
め、０．Ｏ１〜１５ｗｔ％程度の範囲が好ましい。
ＡＪＮ粉末を含むスラリー中には、Ａ−１２９３等でも
一般に用いられているジブチルフタレート、ジオクチル
フタレート等の可塑剤、メンヘンデン魚油、オレイン酸
等の解こう剤、等を含有させることができる。
一般に用いられているジブチルフタレート、ジオクチル
フタレート等の可塑剤、メンヘンデン魚油、オレイン酸
等の解こう剤、等を含有させることができる。
またシート化は通常のドクターブレード法を用いれば良
い。
い。
以上説明したように本発明によれば、良好なｋｌＮグリ
ーンシートを得ることができ、ＡＩＮ自体のもつ機械的
強度、電気的絶縁性、耐圧性さらには高熱伝導性等の優
れた特性をいかし、回路基板として応用できる。
ーンシートを得ることができ、ＡＩＮ自体のもつ機械的
強度、電気的絶縁性、耐圧性さらには高熱伝導性等の優
れた特性をいかし、回路基板として応用できる。
特にハイブリッドＩＣ，パワー半導体モジュール等の発
熱量が大きい場合の回路基板として有効である。
熱量が大きい場合の回路基板として有効である。
以下に本発明の詳細な説明する。
Ｃａ０１ ｇを含む平均粒径１．５ｊｊｍのＡＪＮ粉末
１００ｇに対し、メチルエチルケトン１１３ｃｃ、 ｎ
−ブタノ。
１００ｇに対し、メチルエチルケトン１１３ｃｃ、 ｎ
−ブタノ。
−ル７ｃｃの割合で、ポリエチレンポット中罠て１２時
間混合する。その後、有機溶剤可溶型アクリル樹脂（大
日本インキ＠）製ＣＦｉＲＡＤＩＣ８２７４、平均分子
量２０００００） １２ ｇ及び可塑剤としてトリブチ
ルホスフェート５ｃｃを入れ、さらに１２時間混合する
０ このようにしてスラリー化したものの粘性は１００ボイ
ズであり、最終的に１５０ポイズとなるように脱泡を行
なった。
間混合する。その後、有機溶剤可溶型アクリル樹脂（大
日本インキ＠）製ＣＦｉＲＡＤＩＣ８２７４、平均分子
量２０００００） １２ ｇ及び可塑剤としてトリブチ
ルホスフェート５ｃｃを入れ、さらに１２時間混合する
０ このようにしてスラリー化したものの粘性は１００ボイ
ズであり、最終的に１５０ポイズとなるように脱泡を行
なった。
シート成形はドクターブレード機を用い、ポリエステル
フィルム上に厚さ３００μｍとなるように調整して行な
った。剥離は少々強制的に行なう必要があったが、作業
上に支障はなく、引張強度（インストロン測定機使用）
も１４ｋｇ／、ｌ！と良好な値を示した。このグリーン
シートをＮ２中７００ ’Ｏで脱脂し１７９０℃で焼成
を行なったところ、比重３．２８〜３，３１抗折力４３
〜４６ｋｇ／−１熱伝導率は６０Ｗ／ｍ、に以上と良好
な値を示した。
フィルム上に厚さ３００μｍとなるように調整して行な
った。剥離は少々強制的に行なう必要があったが、作業
上に支障はなく、引張強度（インストロン測定機使用）
も１４ｋｇ／、ｌ！と良好な値を示した。このグリーン
シートをＮ２中７００ ’Ｏで脱脂し１７９０℃で焼成
を行なったところ、比重３．２８〜３，３１抗折力４３
〜４６ｋｇ／−１熱伝導率は６０Ｗ／ｍ、に以上と良好
な値を示した。
また焼成はＮ２中等の非酸化性雰囲気中で行なうことが
好ましく、ＡＡ’Ｎが酸化されると熱伝導率が低下して
しまう。
好ましく、ＡＡ’Ｎが酸化されると熱伝導率が低下して
しまう。
比較のため、平均分子量が１０００００の有機溶剤可溶
型アクリル樹脂（大日本インキ＠）製（ＪＲＡＤＩＣ８
−２６−２）を結合剤に用いて同様にシート化したとこ
ろ亀裂が生じてしまった。
型アクリル樹脂（大日本インキ＠）製（ＪＲＡＤＩＣ８
−２６−２）を結合剤に用いて同様にシート化したとこ
ろ亀裂が生じてしまった。
次に、平均分子量の異なる２つの有機溶媒可溶型アクリ
ル樹脂の割合を変えて結合剤とした場合のシート形成結
果を第２表に示す。なお比較のためＰＶＢ（ポリビニル
ブチラール）を結合剤として用いた場合も併せて示す。
ル樹脂の割合を変えて結合剤とした場合のシート形成結
果を第２表に示す。なお比較のためＰＶＢ（ポリビニル
ブチラール）を結合剤として用いた場合も併せて示す。
第２表から明らかなように、■、■ともに頷重量％含ま
れている場合にシート化状態、剥離状態、引張強度とも
に優れていることがわかる。■が多いと剥離が少々困難
となシ、また■のみだとシートに亀裂が生じてしまう。
れている場合にシート化状態、剥離状態、引張強度とも
に優れていることがわかる。■が多いと剥離が少々困難
となシ、また■のみだとシートに亀裂が生じてしまう。
ＰＶＢの場合は亀裂を防止するため添加量を多くすると
、引張強度がｌ」・さくなシ、作業性に劣る。
、引張強度がｌ」・さくなシ、作業性に劣る。
本発明の実施例（試料／１６１〜８）ではいずれも実用
上要求される引張強度ｌＯＩ′９／、１ 以上の値を示
す。
上要求される引張強度ｌＯＩ′９／、１ 以上の値を示
す。
以下余白
注） Ｏ結合剤■大日本インキ製（ＪＲＡＤＩＣ８２−
７４、平均分子量２０００００ ■大日本インキ製ＣＥＲＡＤＩＯＳ−２６−２、平均分
子量１０００００ ０シート化状態は亀裂の有無で判断
７４、平均分子量２０００００ ■大日本インキ製ＣＥＲＡＤＩＯＳ−２６−２、平均分
子量１０００００ ０シート化状態は亀裂の有無で判断
Claims (4)
- （１）結合剤として平均分子量１５００００以上のもの
の比率が加重量％以上である有機溶剤可溶型アクリル樹
脂を含有する有機溶媒中に窒化アルミニウム粉末を分散
させたスラリーを形成し、前記スラリーをシート化する
ことを特徴とする窒化アルミニウムグリーンシートの製
造方法。 - （２）前記アクリル樹脂として、平均分子量１５０００
０以上の第１のアクリル樹脂と、平均分子量１２０００
０以下の第２のアクリル樹脂との混合体を用いたこ、
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の窒化アルミ
ニウムグリーンシートの製造方法。 - （３）前記第１のアクリル樹脂の平均分子量１８０００
０〜２２００００、第２のアクリル樹脂の一平均分子量
５ｏｏｏ。 〜１２００００であることを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の窒化アルミニウムグリーンシートの製造方
法。 - （４）前記第１のアクリル樹脂及び第２のアクリル樹脂
が結合剤全体に対し、それぞれ加重量−以上含まれてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の窒化ア
ルミニウムグリーンシートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59034164A JPS60180954A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 窒化アルミニウムグリ−ンシ−トの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59034164A JPS60180954A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 窒化アルミニウムグリ−ンシ−トの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180954A true JPS60180954A (ja) | 1985-09-14 |
Family
ID=12406566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59034164A Pending JPS60180954A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 窒化アルミニウムグリ−ンシ−トの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180954A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60253294A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | 日本電気株式会社 | 多層セラミツク基板 |
| JPS60253295A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | 日本電気株式会社 | 多層セラミツク基板の製造方法 |
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-
1984
- 1984-02-27 JP JP59034164A patent/JPS60180954A/ja active Pending
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