JPS62143890A - Aluminum nitride sintered body with metallized surface - Google Patents

Aluminum nitride sintered body with metallized surface

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JPS62143890A
JPS62143890A JP28365385A JP28365385A JPS62143890A JP S62143890 A JPS62143890 A JP S62143890A JP 28365385 A JP28365385 A JP 28365385A JP 28365385 A JP28365385 A JP 28365385A JP S62143890 A JPS62143890 A JP S62143890A
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sintered body
aluminum nitride
metallized
nitride sintered
layer
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笹目 彰
修 小村
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    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple 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

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は窒化アルミニウム焼結体に関し、更に詳しくい
えば表面に信頼性の高い実用的な接合強度を備えた金属
化面を有する窒化アルミニウム焼結体に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an aluminum nitride sintered body, and more specifically, an aluminum nitride sintered body having a metallized surface with reliable and practical bonding strength. It is related to.

従来の技術 一般に、半導体装置あるいはこれらを利用する装置、機
器は、各種の能動・受動素子を含んでいるが、これらは
発熱の問題を内包している。従って、これ等素子等を安
定かつ信頼性良く動作させるためには、実装の際に最良
の熱設計を行うことが必要であり、これは半導体装置等
の設計、製作において極めて重要である。
2. Description of the Related Art Semiconductor devices and devices and equipment using them generally include various active and passive elements, but these have the problem of heat generation. Therefore, in order to operate these elements stably and reliably, it is necessary to perform the best thermal design during mounting, which is extremely important in the design and manufacture of semiconductor devices and the like.

更に、近年半導体装置の高速動作化、高集積化等の大き
な動向がみられ、特にLSIなどでは集積度の向上が著
しい。これに伴ってパッケージ当たりの発熱量も著しく
増大する。このため基板材料の放熱性が重要視されるよ
うになってきた。
Furthermore, in recent years, there has been a major trend toward faster operation and higher integration of semiconductor devices, and in particular, there has been a remarkable increase in the integration density of LSIs and the like. Along with this, the amount of heat generated per package also increases significantly. For this reason, importance has been placed on the heat dissipation properties of substrate materials.

一方、IC基板用セラミックスとしては従、来アルミナ
が用いられてきたが、従来のアルミナ焼結体の熱伝導率
では放熱性が不十分であり、ICチップの発熱量の増大
に十分対応できなくなりつつある。そこで、このような
アルミナ基板に代わるものとして高熱伝導率を有する窒
化アルミニウムを用いた基板あるいはヒートシンクなど
が注目され、その実用化のために多数の研究がなされて
いる。
On the other hand, alumina has traditionally been used as ceramics for IC boards, but the thermal conductivity of conventional alumina sintered bodies is insufficient for heat dissipation, and it is no longer able to adequately cope with the increase in heat generation of IC chips. It's coming. Therefore, as an alternative to such alumina substrates, substrates or heat sinks using aluminum nitride, which has high thermal conductivity, have attracted attention, and many studies have been conducted to put them into practical use.

この窒化アルミニウムは、本来材質的に高熱伝導性並び
に高絶縁性を有し、またべIJ IJアとは違って毒性
がないために、半導体工業において、特に絶縁材料やパ
ッケージ材料として有望視されている。
Aluminum nitride is a material that inherently has high thermal conductivity and high insulation properties, and unlike aluminum nitride, it is non-toxic, so it is viewed as a promising material in the semiconductor industry, especially as an insulating material and packaging material. There is.

窒化アルミニウム(AI N )焼結体は熱伝導率が高
いので、上記のように集積回路(IC)用基板として、
あるいはヒートシンクなどとして注目されている。しか
しながら、このような興味ある特性を有する一方で、へ
IN焼結体は金属あるいはガラス質等との接合強度に問
題がある。ところでこの焼結体はその表面に直接、市販
されているメタライズペーストを塗布する厚膜法もしく
は活性金属または金属の薄膜を蒸着などの手法で形成す
る薄膜法などを利用して、金属化層を付与した状態で使
用することが一般的である。しかしながら、このような
方法によっては実用に十分耐え得る接合強度を得ること
はできず、実際には金属化前または金°属化操作中に何
等からの手法で表面を改質し、他の例えば金属等との接
合性を改善する必要がある。
Aluminum nitride (AIN) sintered bodies have high thermal conductivity, so as mentioned above, they are used as substrates for integrated circuits (ICs).
It is also attracting attention as a heat sink. However, while having such interesting properties, the HEIN sintered body has a problem in bonding strength with metals, glass, etc. By the way, this sintered body can be coated with a metallized layer by using a thick film method in which a commercially available metallizing paste is directly applied to the surface of the sintered body, or a thin film method in which a thin film of active metal or metal is formed by vapor deposition or other methods. It is generally used in the state where it is attached. However, it is not possible to obtain a bonding strength sufficient for practical use by such a method, and in reality, the surface is modified by some method before or during metallization, and other methods such as It is necessary to improve bondability with metals, etc.

このようなAIN焼結体の表面改質のための従来法とし
ては、へ1N焼結体表面に酸化処理等を施して酸化物層
を形成する方法が知られている。即ち、例えば、AIN
焼結体表面にSiO3、Al2O3、ムライト、I’e
203、CuO等の酸化物層を形成する方法である。し
かしながら、上記の例示のような酸化物層はガラス層、
アルミナ層などに対しては良好な親和性を有し、強固な
結合を生ずるが、AIN焼結体自体とは親和性が小さく
、信頼性に問題があるものと考えられる。
As a conventional method for surface modification of such an AIN sintered body, a method is known in which the surface of the AIN sintered body is subjected to oxidation treatment or the like to form an oxide layer. That is, for example, AIN
SiO3, Al2O3, mullite, I'e on the surface of the sintered body
203, a method of forming an oxide layer such as CuO. However, the oxide layer as exemplified above is a glass layer,
Although it has a good affinity for the alumina layer and the like and forms a strong bond, it has a low affinity for the AIN sintered body itself and is considered to have a reliability problem.

発明が解決しようとする問題点 以上述べたように、電気絶縁性かつ熱伝導率が極めて良
好であることから、良好な放熱性が要求されるIC絶縁
基板やヒートシンク材料として期待されるへIN焼結体
は、その表面を金属化して使用することが多いが、これ
らに対する接合強度の点で問題があった。そこで、上記
のような各種方法が考えられたが、いずれも不十分であ
り、実用性充分な金属化面を有するへIN焼結体はいま
のところ得られていない。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, since it has extremely good electrical insulation and thermal conductivity, it is expected to be used as an IC insulating substrate and heat sink material that requires good heat dissipation. The bodies are often used with their surfaces metallized, but there have been problems in terms of bonding strength to these. Therefore, various methods such as those described above have been considered, but all of them are insufficient, and no IN sintered body having a metallized surface sufficient for practical use has been obtained so far.

即ち、従来のへIN焼結体とメタライズペースト(例え
ば、市販のフリット、ケミカルボンドタイプのもの)を
塗布する厚膜法では良好な接合強度を得ることができな
かった。これは該導体ペーストが元来A1□03用であ
り、AIN層とは反応性が良くないためである。
That is, good bonding strength could not be obtained by the conventional thick film method of applying a metallized paste (for example, a commercially available frit or chemical bond type) to an IN sintered body. This is because the conductive paste is originally for A1□03 and does not have good reactivity with the AIN layer.

また、酸化物層を形成させながら、もしくは形成後、金
属化を施す方法が知られているAIN焼結体表面の酸化
物処理が知られている。しかじながら、上記Si O2
、Δ1□03、ムライト、FezO3、CuO等の酸化
物層i七INとの反応性に乏しい。また、たとえ反応層
が形成されたとしても、該反応層は本質的に酸化物層と
類似しているためにAIN表面との反応性は殆ど改善さ
れず、従ってへIN焼結体との接合強度も改善されない
。更に、この酸化物処理は緻密性、膜の接合強度の点で
も問題がある。即ち、AIN表面の酸化物処理は、例え
ば以下のような式で表わされ: 2AIN+−0□ → A1□03+N2該反応に伴っ
て窒素ガスが発生する場合があり、得られる酸化膜は著
しく多孔質の膜となる。
Furthermore, oxide treatment of the surface of an AIN sintered body is known, in which a method is known in which metallization is performed while or after the oxide layer is formed. However, the above SiO2
, Δ1□03, mullite, FezO3, CuO, etc. The oxide layer i7 has poor reactivity with IN. Moreover, even if a reaction layer is formed, since the reaction layer is essentially similar to an oxide layer, the reactivity with the AIN surface will hardly be improved, and therefore the bonding with the AIN sintered body will be difficult. Strength is also not improved. Furthermore, this oxide treatment has problems in terms of density and film bonding strength. That is, the oxide treatment of the AIN surface is expressed, for example, by the following formula: 2AIN+-0□ → A1□03+N2 Nitrogen gas may be generated as a result of this reaction, and the resulting oxide film is extremely porous. It becomes a film of quality.

また、活性金属を用いた厚膜法、薄膜法によっても、十
分な接合強度を期待することは難しい。
Further, it is difficult to expect sufficient bonding strength even by thick film methods or thin film methods using active metals.

即ち、これは窯化物と反応性が高い活性金属を用いた場
合でも、八INが著しく化学的に安定であるために、こ
れらの間の十分な接合強度が得られず、結合が困難であ
ることによるものと思われる。
In other words, even when active metals that are highly reactive with silicides are used, 8IN is extremely chemically stable, so sufficient bonding strength cannot be obtained between them, making bonding difficult. This seems to be due to the following.

以上の如(、AIN焼結体と金属化層を実用性十分な接
合強度とするための各種試みはいずれも失敗であった。
All of the various attempts to achieve a bond strength sufficient for practical use between the AIN sintered body and the metallized layer as described above have all failed.

従って、金属層もしくは金属酸化物等並びにへIN焼結
体両者に対して親和性を有する元素もしくは化合物を開
発して、これらの間の結合を保証し、金属化層とAIN
焼結体の接合強度を改善し得るあらたな技術の開発が切
に望まれている。
Therefore, elements or compounds that have an affinity for both the metal layer or metal oxide, etc. and the AIN sintered body have been developed to ensure the bond between the metallized layer and the AIN sintered body.
The development of new technology that can improve the bonding strength of sintered bodies is strongly desired.

そこで、本発明の目的は絶縁性並びに放熱性に憂れた金
属化層とAIN焼結体の接合強度を改善することにある
。即ち、接合強度が優れ、信頼性の高い金属化面を有す
るへIN焼結体を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to improve the bonding strength between a metallized layer and an AIN sintered body, which has poor insulation and heat dissipation properties. That is, the object is to provide an IN sintered body having excellent bonding strength and a highly reliable metallized surface.

問題点を解決するだめの手段 本発明者等は金属化層とAIN焼結体との間の接合強度
改善における上記の如き従来法の現状に鑑みて、新しい
技術を開発すべく種々検討・研究した結果、AIN焼結
体と金属化層との間に特定物質の介在層を設けるか、あ
るいは該金属化層中に特定の物質を予め混入させておく
ことが有効であることを見出し、かかる新規知見に基づ
き本発明を完成した。
Means to Solve the Problems In view of the current state of the above-mentioned conventional methods for improving the bonding strength between the metallized layer and the AIN sintered body, the inventors have conducted various studies and research to develop new techniques. As a result, it was found that it is effective to provide an intervening layer of a specific material between the AIN sintered body and the metallized layer, or to mix a specific material into the metallized layer in advance, and The present invention was completed based on new findings.

即ち、本発明の金属化面を有するAIN焼結体は、その
一つの態様に従えば、AIN焼結体と、その上の金属化
層と、これらの間の硼素(B)またはその化合物を含む
介在層とを具備することを特徴とする。
That is, according to one embodiment, the AIN sintered body having a metallized surface of the present invention comprises an AIN sintered body, a metallized layer thereon, and boron (B) or a compound thereof between the AIN sintered body and the metallized layer thereon. It is characterized by comprising an intervening layer containing.

また、本発明の別の態様によれば、本発明の金属化層を
有するAIN焼結体はAIN焼結体と、その上に設けら
れたBまたはその化合物を添加・混入した金属化層と、
これらの間に形成されたBまたはその化合物を含む介在
層とで構成されることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, the AIN sintered body having a metallized layer of the present invention includes an AIN sintered body and a metalized layer provided thereon to which B or a compound thereof is added/mixed. ,
It is characterized by being composed of an intervening layer containing B or a compound thereof formed between these.

上記本発明の第1の態様において、金属化層材料として
は金(Au)、金(八〇)−白金(Pt)、白金(Pt
)、銀(Ag)またはAg−パラジウム(Pd)の厚膜
ペースト(第1群)、あるいはまた銅(Cu)、タング
ステン(W)またはモリブデン(Mo)、モリブデン個
。)−マンガン(Mn)の厚膜ペースト(第2群)など
を好ましい例として挙げることができる。これら材料は
、まず第1群については大気雰囲気下、酸累気流中、あ
るいは窒素雰囲気下で該厚膜ペーストを塗布し、次いで
焼成することにより金属化層とすることができ、第2群
では非酸化性雰囲気下、弱還元性雰囲気下あるいは加湿
雰囲気下(湿度10%以下)で同様に厚膜ペーストを塗
布し、焼成することにより金属化層とすることができる
In the first aspect of the present invention, the metallized layer material is gold (Au), gold (80)-platinum (Pt), platinum (Pt
), silver (Ag) or Ag-palladium (Pd) thick film paste (first group), or also copper (Cu), tungsten (W) or molybdenum (Mo), molybdenum. )-Manganese (Mn) thick film paste (second group) can be cited as a preferable example. For the first group, these materials can be made into a metallized layer by first applying the thick film paste in an air atmosphere, in an acidic gas stream, or in a nitrogen atmosphere, and then firing. A metallized layer can be obtained by similarly applying a thick film paste under a non-oxidizing atmosphere, a weakly reducing atmosphere, or a humid atmosphere (humidity 10% or less) and firing it.

この場合、形成される介在層は、焼成操作のためにBも
しくはその化合物と金属化層形成材料および/またはA
IN基板との反応層および/または拡散層および/また
は混合層として存在するか、もしくは製造の際のBもし
くは混合物単独の層が存在する場合もある。
In this case, the intervening layer formed consists of B or a compound thereof and the metallized layer-forming material and/or A for the sintering operation.
It may be present as a reaction layer with the IN substrate and/or as a diffusion layer and/or as a mixed layer, or as a layer of B or a mixture alone during production.

更に、上記金属化層はBまたはその化合物をへIN焼結
体表面に形成した後、Bと親和性の高い活性金属として
のチタン(TI)ジルコニウム(Zr)またはハフニウ
ム01r)など(周期律表の第IVa族元素)を最内層
とし、次いでMO、ニッケル(Ni)の順、あるいはT
iまたはZr、次いでPt、^Uの順に薄膜形成法によ
って堆積することによっても得ることができる。この場
合、薄膜形成法としては特に制限はなく、真空蒸着法、
化学気相蒸着法(CVD法)、プラズマCVD法、スパ
ッタリング法、イオンプ1ノーティング法Jオン蒸着薄
膜形成法(I VD)などから、材質、種類等に応じて
適宜選択することができる。
Further, the metallized layer is formed by forming B or a compound thereof on the surface of the IN sintered body, and then forming active metals such as titanium (TI), zirconium (Zr), or hafnium 01r) with high affinity for B (from the periodic table). Group IVa elements) as the innermost layer, followed by MO, nickel (Ni), or T
It can also be obtained by depositing i or Zr, then Pt, and then ^U by a thin film formation method. In this case, there are no particular restrictions on the thin film forming method, such as vacuum evaporation,
The method can be appropriately selected from chemical vapor deposition (CVD), plasma CVD, sputtering, ion plasma noting, J-on evaporation thin film formation (IVD), etc., depending on the material, type, etc.

以上説明した第1の態様においてBまたはその化合物の
AIN焼結体表面上への形成法は、厚膜法あるいは薄膜
法によって行うことができる。更に詳しくいえば、B単
体あるいはその化合物をスプレー法、スクリーン印刷法
、真空蒸着法、化学蒸着法、物理蒸着法、イオン注入法
などで実施することができ、その厚さは特に制限はない
。また、B化合物の例としては酸化硼素、硼化アルミニ
ウム、窒化硼素、硼酸アルミニム、硼化チタンまたは硼
化ジルコニウムなどを好ましいものとして挙げることが
できる。これらは混合物として使用でき、当然単体との
組合せとしても利用できる。
In the first embodiment described above, B or its compound can be formed on the surface of the AIN sintered body by a thick film method or a thin film method. More specifically, B alone or a compound thereof can be deposited by a spray method, screen printing method, vacuum deposition method, chemical vapor deposition method, physical vapor deposition method, ion implantation method, etc., and the thickness is not particularly limited. Preferred examples of the B compound include boron oxide, aluminum boride, boron nitride, aluminum borate, titanium boride, and zirconium boride. These can be used as a mixture, and of course can also be used alone or in combination.

また、本発明のもう一つの態様によれば、金属化層材料
としてはへu1八u−Pt、 Pt、へ已またはAg−
Pd厚膜ペーストおよびC’s W、 MoまたはMo
  Mn厚膜ペーストなどを好ましい例として挙げるこ
とができる。これら材料は、Bまたはその化合物を含有
しており、その量はペースト中の全金属重量の0.01
〜10重量%であることが好ましい。このBまたはその
化合物を含有する上記厚膜ペーストは直接式1N焼結体
表面上に塗布され、次いで焼成することにより二層構造
どして形成される。
According to another aspect of the invention, the metallization layer material may be U18U-Pt, Pt, Hemi or Ag-
Pd thick film paste and C's W, Mo or Mo
Preferred examples include Mn thick film paste. These materials contain B or its compound in an amount of 0.01 of the total metal weight in the paste.
It is preferably 10% by weight. The thick film paste containing B or its compound is directly applied onto the surface of the 1N sintered body and then fired to form a two-layer structure.

しかしながら、実際肛は厚膜ペーストの焼成の際にBま
たはその化合物が拡散し、反応することによりBまたは
その化合物を含む拡散層および/または反応層として介
在層が形成され、実際には三層構造となる。更に、この
態様でも予め第1の態様におけるようにBまたはその化
合物をAIN表面に適用しておき、その上にこれを含有
するペーストを適用して焼成することも勿論可能である
However, in reality, B or its compound diffuses and reacts during firing of the thick film paste, and an intervening layer is formed as a diffusion layer and/or reaction layer containing B or its compound, and in reality, three layers are formed. It becomes a structure. Furthermore, in this embodiment as well, it is of course possible to apply B or its compound to the AIN surface in advance as in the first embodiment, and then apply a paste containing this thereon and then bake it.

以上述べた本発明の金属化面を有するΔIN焼結体は、
夫々添付第1図(a)および(b)に示したような構造
となる。第1図(a)は本発明の第1の態様、即ち3層
構造を有する例を模式的に断面図で示したものであり、
AIN焼結体1と、金属化層2と、これらの間に介在す
るB単体もしくはBの化合物層と金属化層および/また
はへIN基板との反応層および/または拡散層および/
または混合層で構成される中間介在層3とで形成される
。一方、本発明の第2の態様によれば、第1図ら)に示
すように、BまたはB化合物中のBがこれを含有する金
属化層用ペーストからAIN層に拡散し、また反応して
AIN焼結体1および金属化層2“とは異る第3の層3
′(界面層)を形成し、これらの間の密着性、緻密性を
保証し、AIN焼結体の強度を保証する。
The ΔIN sintered body having the metallized surface of the present invention described above is
The structures are as shown in the attached FIGS. 1(a) and 1(b), respectively. FIG. 1(a) is a schematic cross-sectional view of the first embodiment of the present invention, that is, an example having a three-layer structure.
An AIN sintered body 1, a metallized layer 2, and a reaction layer and/or a diffusion layer and/or a reaction layer between an B element or a compound layer of B and a metallized layer and/or an IN substrate interposed therebetween.
Alternatively, it is formed with an intermediate intervening layer 3 composed of a mixed layer. On the other hand, according to the second aspect of the present invention, as shown in FIG. a third layer 3 different from the AIN sintered body 1 and the metallization layer 2''
' (interface layer) to ensure adhesion and compactness between them, and to guarantee the strength of the AIN sintered body.

また、本発明において有用な基板としてのAIN焼結体
は従−来公知の任意の方法で作製できるが、この八1N
はその粉末自体が極めて焼結性1こ劣るために、粉末成
形後焼結して得られるAIN焼結体は多くの場合多量の
気孔を有し、熱伝導性の悪いものとなってしまう。これ
は、ΔIN焼結体の如き絶縁性セラミックの熱伝導機構
が、このAINがイオン結合、共有結合からなっている
ために、主として格子振動間の非調和相互作用によるフ
ォノン伝導を主体としているので、多量の気孔、不純物
等の欠陥を有する場合には、フォノン散乱が著しく、低
熱伝導度のものしか得られないことによるものである。
Furthermore, the AIN sintered body as a substrate useful in the present invention can be produced by any conventionally known method;
Since the powder itself has extremely poor sinterability, the AIN sintered body obtained by sintering after powder compaction often has a large amount of pores and has poor thermal conductivity. This is because the heat conduction mechanism of insulating ceramics such as ΔIN sintered bodies is mainly based on phonon conduction due to anharmonic interaction between lattice vibrations because this AIN consists of ionic bonds and covalent bonds. This is due to the fact that when there are a large number of defects such as pores and impurities, phonon scattering is significant and only a low thermal conductivity can be obtained.

そこで、本発明者等の開発した緻密質かつ良好な熱伝導
率を有するへIN焼結体の製造方法により得られたもの
を使用することが好ましい。この方法は1.8重量%以
下の酸素含有率のAIN粉末にイツトリウム(Y)およ
びセリウム(Ce)のアルコキシドからなる群から選ば
れた少なくとも1種の溶液をYまたはCe換算で0.1
〜10重量%添加し、混合・分解した後成形し、170
0〜2200℃の範囲内の温度で非酸化性雰囲気下で常
圧焼結することからなる(特願昭60−184635号
明細書参照)。しかし、この例に限らず、緻密質かつ良
好な熱伝導率を有するものであれば特に制限はない。
Therefore, it is preferable to use a material obtained by the method for producing a dense IN sintered material having good thermal conductivity developed by the present inventors. In this method, a solution of at least one selected from the group consisting of yttrium (Y) and cerium (Ce) alkoxides is added to AIN powder with an oxygen content of 1.8% by weight or less in terms of Y or Ce.
~10% by weight was added, mixed and decomposed, then molded, 170% by weight.
It consists of normal pressure sintering in a non-oxidizing atmosphere at a temperature within the range of 0 to 2200°C (see Japanese Patent Application No. 184635/1986). However, the material is not limited to this example, and is not particularly limited as long as it is dense and has good thermal conductivity.

許思 AIN焼結体は絶縁性並びに熱伝導性に優れていること
から、半導体装置、特に高集積度のICチップ、高速動
作、高周波動作性の高発熱量素子の絶縁基板あるいはヒ
ートシンクなどの半導体パッケージング材料として有望
視されていた。しかしながら、このAIN焼結体はその
接合強度の点で不十分であり、従来からこの点を改良す
べく神々研究されていたにも拘らず、十分に満足でき、
実用に耐え得るものは今のところ得られていない。
Due to its excellent insulating properties and thermal conductivity, Xushi AIN sintered bodies are suitable for use in semiconductor devices, especially highly integrated IC chips, insulating substrates for high-speed operation, high-frequency operation, high heat generation elements, or semiconductors such as heat sinks. It was seen as a promising packaging material. However, this AIN sintered body is insufficient in terms of its bonding strength, and despite much research to improve this point, it is fully satisfied.
So far, nothing that can be put to practical use has been obtained.

ところで、このAIN焼結体の接合強度の問題は、該A
IN焼結体のメタライズの際に本発明におけるように工
夫することにより有利に解決することができる。
By the way, the problem of the bonding strength of this AIN sintered body is that
This problem can be advantageously solved by devising the method of the present invention when metallizing the IN sintered body.

一般に、金属は酸素に対して高い親和性を有するが、A
INは明らかに窒化物であるから、その上に金属化層を
設ける場合、これらの界面に金属/全屈酸化物および窒
素と親和性のある元素の単体あるいはその化合物を介在
させることによりこれら両者を強固に結合させることが
できるものと考えられる。本発明者等はこのような技術
的立脚点からBもしくはその化合物が有効であるとの見
解に達し、本発明を完成した。
In general, metals have a high affinity for oxygen, but A
Since IN is obviously a nitride, when a metallized layer is provided on it, it is possible to interpose a metal/total oxide and a single element or a compound of an element having an affinity for nitrogen at the interface between the two. It is thought that it is possible to firmly combine the two. From this technical standpoint, the present inventors came to the conclusion that B or its compound is effective, and completed the present invention.

即ち、AIN表面の公知の介在層は殆どの場合酸化物で
あり、本研究で金属/金属酸化物および窒化物の両者に
対して化学親和性の高いものの中で、特にB単体もしく
はその化合物が有効であり、B原子またはそのイオンは
殆どの原子およびイオンに比して小さく、容易に金属化
層およびへIN基板中に拡散、注入され、更には基板材
料、金属化層材料と反応してこれらの間の十分な接合強
度を保証するものと思われる。
In other words, the known intervening layer on the AIN surface is almost always an oxide, and in this study, among those that have high chemical affinity for both metals/metal oxides and nitrides, B alone or its compounds are particularly important. B atoms or their ions are small compared to most atoms and ions, and are easily diffused and implanted into the metallization layer and into the substrate, and even react with the substrate material and the metallization layer material. This seems to ensure sufficient bonding strength between them.

この日またはB化合物のAIN焼結体および金属化層界
面に形成する方法としては主として2通りの方法が考え
られ、その一つはまずAIN焼結体表面に[7膜法、薄
膜法でB元素またはその化合物の層を形成し、これを介
して金属化層を適用することによって強固な接合を達成
するものである。もう一つの方法は予めB元素またはそ
の化合物を金属化層形成用ペースト中に添加混合してお
き、これをへIN焼結体に直接塗布し、焼成することに
より実現できる。いずれの場合においても、B元素また
はその化合物中のBカ<AIN右よび/または金属化層
中に拡散し、場合によっては反応して拡散層および/ま
たは反応層を形成する。これによってAIN焼結体と金
属化層との接合は強固なものとなり、十分に実用化に耐
える金属化面を有するAIN焼結体基板等が得られるこ
とになる。
There are two main methods to form the B compound on the interface of the AIN sintered body and the metallized layer. A strong bond is achieved by forming a layer of the element or its compound, through which a metallization layer is applied. Another method can be realized by adding and mixing B element or its compound into a metallized layer forming paste in advance, applying this directly to the IN sintered body, and firing it. In either case, the B in the B element or its compound diffuses into the AIN and/or the metallization layer and optionally reacts to form a diffusion layer and/or a reaction layer. As a result, the bond between the AIN sintered body and the metallized layer becomes strong, and an AIN sintered body substrate or the like having a metallized surface that is sufficiently suitable for practical use can be obtained.

特に、BまたはB化合物含有メタライズペーストを用い
る厚膜ペースト法においては、大気雰囲気下で焼成する
場合にはペースト材料としてAg。
In particular, in the thick film paste method using B or B compound-containing metallization paste, Ag is used as the paste material when firing in an atmospheric atmosphere.

Pt5Au−Pt 、 Au、 Ag−Pdペーストを
用いることが好ましく、加湿水素雲囲気下での焼成に対
してはW、lAo、Mnを、また窒S雪囲気下ではCu
ペーストを用いることが好ましい。この場合、Bまたは
その化合物のペーストへの添加量は、上記の如くペース
ト中に存在する全金属重量の0.01〜10重量%であ
ることが好ましい。というのはBまたはその化合物の債
が全金属重量の10重量%を越える場合、AIN焼結体
と金属化層との接着強度の点では何等問題ないが、ワイ
ヤボンド性など他の点で問題が生じ、せっかくの高絶縁
性かつ高熱伝導性という興味ある特性を生かせなくなっ
てしまうからである。一方、下限の0.01重量%に満
たない場合には目的とする十分な接合強度が得られない
からである。
It is preferable to use Pt5Au-Pt, Au, Ag-Pd pastes, W, lAo, Mn for firing under a humidified hydrogen cloud atmosphere, and Cu for nitrogen S snow surroundings.
Preferably, a paste is used. In this case, the amount of B or its compound added to the paste is preferably 0.01 to 10% by weight of the total metal weight present in the paste as described above. This is because if the amount of B or its compound exceeds 10% by weight of the total metal weight, there will be no problem in terms of adhesive strength between the AIN sintered body and the metallized layer, but there will be problems in other respects such as wire bondability. This is because the interesting properties of high insulation and high thermal conductivity cannot be utilized. On the other hand, if the content is less than the lower limit of 0.01% by weight, the desired sufficient bonding strength cannot be obtained.

かくして、本発明におけるようにB単体もしくはその化
合物をAIN焼結体および金属化層の間に介在させたこ
とに基き各種の利点を得ることができる。即ち、まずこ
れらは上記両者の間に均一かつ緻密で強固な結合を与え
る。これは金属、酸化物、ガラス等と同様にAINに対
してもBまたはB化合物が良好な濡れ性を与え、その結
果高い接着強度が得られることによる。
Thus, various advantages can be obtained by interposing B alone or a compound thereof between the AIN sintered body and the metallized layer as in the present invention. That is, first, they provide a uniform, dense, and strong bond between the two. This is because B or the B compound provides good wettability to AIN as well as metals, oxides, glass, etc., and as a result, high adhesive strength is obtained.

従って、本発明の金属化面を有するAIN焼結体は、高
い放熱性と高絶縁性とを併せもつ材質の使用が必要とさ
れるあらゆる分野において適用可能であり、特にICな
どに対する絶縁基板、ヒート7ンクなどに有利に使用で
きる。
Therefore, the AIN sintered body having a metallized surface of the present invention can be applied to all fields that require the use of a material that has both high heat dissipation and high insulation properties, and is particularly applicable to insulating substrates for ICs, etc. It can be used advantageously for heat 7 tanks, etc.

実施例 以下、実施例により本発明の金属化層を有するΔIN焼
結体を更に具体的に説明すると共に、その有用性を立証
するが、本発明の焼結体は以下の例により何等制限され
ない。
EXAMPLES Hereinafter, the ΔIN sintered body having a metallized layer of the present invention will be explained in more detail and its usefulness will be demonstrated using examples, but the sintered body of the present invention is not limited in any way by the following examples. .

実施例1 へIN基板表面に、厚さ1.5μmの8203を粉体ス
プレー法で塗布した後、800℃にて30分間、大気雰
囲気中で焼成した。次いで、該表面に約25μmの1享
さくこへu1へ3−Pd、八3導体ペーストをスクリー
ン印刷法で塗布した後、920℃にて10分間、酸素気
流中で焼成した。かくして得た金属化面を有するAIN
焼結体に半田付けによりワイヤー(銅線1mmφ)を溶
接し、その際の引張強度を測定した。
Example 1 After coating 8203 with a thickness of 1.5 μm on the surface of an IN substrate by a powder spray method, it was baked at 800° C. for 30 minutes in an air atmosphere. Next, a 3-Pd, 83 conductor paste was applied to the surface by screen printing on a 1-layer square U1 of about 25 μm, and then baked at 920° C. for 10 minutes in an oxygen stream. The thus obtained AIN with metallized surface
A wire (copper wire 1 mmφ) was welded to the sintered body by soldering, and the tensile strength at that time was measured.

結果は以下の通りであった。The results were as follows.

八、ヘース  ト              2.2
Kg/mm2八g−Pdペース ト         
  2.4Kg/mm2八gペース ト       
        2.0Kg 7mm2尚、比較のため
にΔIN基板上に上記の如く、直接ペーストを塗布し、
焼成したところ、引張強度は夫々へUペースト: 0.
4Kg/mm2、Ag −Pdペースト:0.5 Kg
/mm2、Agペースト二0.2Kg/mm2であった
8. Haste 2.2
Kg/mm28g-Pd paste
2.4Kg/mm28g paste
2.0Kg 7mm2 For comparison, apply the paste directly on the ΔIN board as above,
When fired, the tensile strength was 0.
4Kg/mm2, Ag-Pd paste: 0.5Kg
/mm2, and the Ag paste was 0.2Kg/mm2.

実施例2 住友金属鉱山株式会社製八g−Pdペース) (ttC
1160)  に、その重量の1%に当たるB金属また
は3%に相当するB2O3を添加し、十分に混合した。
Example 2 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. 8g-Pd Pace) (ttC
1160) was added with 1% B metal or 3% B2O3 by weight and mixed thoroughly.

かくして得たB含有ペーストをへIN焼結体基板上に厚
さ約15μmで塗布した後、930℃で10分間酸素気
流中で焼成し、本発明の金属化面を有するAIN焼結体
を得た。実施例1と同様にして測定した引張強度は以下
の如くであった。
The thus obtained B-containing paste was applied to a thickness of about 15 μm on a AIN sintered body substrate, and then fired at 930° C. for 10 minutes in an oxygen stream to obtain an AIN sintered body having a metallized surface according to the present invention. Ta. The tensile strength measured in the same manner as in Example 1 was as follows.

1%B含有ペースト   2. IKg 7mm23%
B2O3含有ペースト 2.4Kg 7mm2一方、A
IN基板上にBまたはその化合物を含まない上記Δg−
Pdペーストを直接塗布し、焼成して得た製品の引張強
度は0.6Kg/mm2であった。
1% B-containing paste 2. IKg 7mm23%
B2O3 containing paste 2.4Kg 7mm2 Meanwhile, A
The above Δg- which does not contain B or its compound on the IN substrate
The tensile strength of the product obtained by directly applying Pd paste and firing was 0.6 Kg/mm2.

実施例3 へIN基板表面に、イオンプレーテインク法でB、Ti
、MoおよびN1をこの用頁序で夫々0.5.1.1,
0.8および1.9μm程度の膜厚にコーティングした
Example 3 B and Ti were applied to the surface of the IN substrate using the ion plate ink method.
, Mo and N1 respectively 0.5.1.1, in this page introduction.
It was coated to a film thickness of about 0.8 and 1.9 μm.

かくして得た金属化面を有するへIN焼結体につき同様
に引張強度を測定したところ4.8Kg 7mm2であ
った。更に、同様にして以下のような製品を作製し、引
張強度を測定した。
The tensile strength of the IN sintered body having the metallized surface thus obtained was similarly measured and found to be 4.8 kg and 7 mm2. Furthermore, the following products were produced in the same manner and their tensile strengths were measured.

B/Ti/Pt/ΔuO05,1,1,0,7および1
.8 μm (4,9Kg/mm2)B/Zr/Mo/
Ni O,4,1,3,0,8および1.9 pm (
4,2Kg/mm2)B’/Iff/Mo/Ni O,
4,1,2,0,8および1.7 μm (2,9Kg
/mm2)B/Iff/Pt/Au O,4,1,1,
0,7および1.8 μm (2,5Kg/mm2)一
方、同様にB、Zr、Ptおよび八uをこの順序で夫々
0.4.1,3.1.0および2.1μmの膜厚でコー
ティングを行い、得られた製品の引張強度を測定したと
ころ3.9Kg 7mm2と良好な強度を有することが
わかった。尚、比較のために以下のような構成のコーテ
ィングを行い、同様に引張強度を測定した。
B/Ti/Pt/ΔuO05,1,1,0,7 and 1
.. 8 μm (4,9Kg/mm2)B/Zr/Mo/
NiO, 4,1,3,0,8 and 1.9 pm (
4,2Kg/mm2)B'/Iff/Mo/NiO,
4,1,2,0,8 and 1.7 μm (2,9Kg
/mm2)B/Iff/Pt/Au O,4,1,1,
0.7 and 1.8 μm (2.5Kg/mm2) On the other hand, B, Zr, Pt and 8u were similarly prepared in this order with film thicknesses of 0.4.1, 3.1.0 and 2.1 μm, respectively. When the tensile strength of the resulting product was measured, it was found to have a good strength of 3.9 kg and 7 mm2. For comparison, coatings with the following configuration were applied and the tensile strength was measured in the same manner.

Ti/Mo/Ni各々1.1.0.8.1.9 μm 
(1,1Kg / mm2)Zr/Pし/へU各々1.
2、0.8、1.9 μm  (0,9Kg 7mm2
)Ti/Pt/八ul、Lへ0.7および1.8 pm
 (0,7Kg 7mm2)Zr/Mo/Ni 1.2
.0.8および1.9μm (0,6Kg/mm’)H
f/Mo/Ni 1.2.0.8および1.9μm (
0,4Kg/mm2)+1f/Pt/八u1,1.0.
7および1.8 μm (0,3Kg / mm2)実
施例4 へIN基板に厚さ1.8μmのB金属を塗布した後、9
50℃にて10分間窒素雰囲気中で焼付けした。次いで
その表面に、実施例1と同様に5種(Au、Δg−Pd
SPt、 Au−PtおよびAg)の導体ペーストを塗
布し、800℃にて30分間焼成した。夫々をワイヤー
ボンド(金線φ30μm)法で測定した。9,8.11
.1.10.6.9.7.11.4gであった。また、
比較例としてB金属の適用をせず、直接上記ペーストを
塗布、焼成して得た製品についても同様な測定を行った
ところ、以下のような結果となった。
Ti/Mo/Ni each 1.1.0.8.1.9 μm
(1.1Kg/mm2) Zr/P and U each 1.
2, 0.8, 1.9 μm (0.9Kg 7mm2
) Ti/Pt/8ul, 0.7 and 1.8 pm to L
(0.7Kg 7mm2) Zr/Mo/Ni 1.2
.. 0.8 and 1.9μm (0.6Kg/mm')H
f/Mo/Ni 1.2.0.8 and 1.9 μm (
0.4Kg/mm2)+1f/Pt/8u1,1.0.
7 and 1.8 μm (0.3 Kg/mm2) Example 4 After applying B metal with a thickness of 1.8 μm to the IN substrate, 9
Baking was performed at 50° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere. Then, similar to Example 1, 5 types (Au, Δg-Pd) were applied to the surface.
A conductive paste of SPt, Au-Pt and Ag) was applied and fired at 800°C for 30 minutes. Each was measured using a wire bond (gold wire φ30 μm) method. 9, 8.11
.. It was 1.10.6.9.7.11.4g. Also,
As a comparative example, similar measurements were conducted on a product obtained by directly applying and firing the paste without applying B metal, and the following results were obtained.

比較例:I旬−3,1g、八g−Pd=2.9g、 P
t=3.4g。
Comparative example: Ishun-3.1g, 8g-Pd=2.9g, P
t=3.4g.

八u−Pt =2.6g、  八g=2.1g。8u-Pt = 2.6g, 8g = 2.1g.

尚、この値は一般に6g以上であることが実用上必要と
されている。
Note that this value is generally required to be 6 g or more for practical purposes.

実施例5 実施例1と同様にしてAl82を塗布したへIN基板表
面に、WSMo−MnおよびCuの各ペーストをスクリ
ーン印刷法で約18μmの厚さに塗布した。次いで、こ
れら試料を加湿水素気流中で夫々1640.1430お
よび820℃にて30分間焼成した。得られた製品の引
張強度は夫々1.4.1.8および2.3Kg / m
m、’であった。比較のためにAl82を使用せずに各
ペーストを直接塗布し、焼成した。引張強度は以下の通
りであった。
Example 5 WSMo-Mn and Cu pastes were applied to a thickness of about 18 μm by screen printing on the surface of the IN substrate coated with Al82 in the same manner as in Example 1. These samples were then fired for 30 minutes at 1640, 1430 and 820° C., respectively, in a humidified hydrogen stream. The tensile strength of the obtained products is 1.4, 1.8 and 2.3 Kg / m, respectively
It was m,'. For comparison, each paste was directly applied and fired without using Al82. The tensile strength was as follows.

比較例: W=0.3Kg/mm2、Mo−Mn=0.
6Kg/mm2、Cu = 0.4Kg / mm2 実施例6 株式会社°rサヒ化学研究所製Wペース)(ttWΔ−
1200> に、その重量の1.2%に相当するBを添
加し、十分に混合してB含有Wペーストを得た。
Comparative example: W=0.3Kg/mm2, Mo-Mn=0.
6Kg/mm2, Cu = 0.4Kg/mm2 Example 6 °rW pace manufactured by Sahi Chemical Research Institute Co., Ltd.) (ttWΔ-
1200> was added with B corresponding to 1.2% of its weight, and thoroughly mixed to obtain a B-containing W paste.

このペーストをスクリーン印刷法で約32μmの1ブさ
に、AINグリーンシート表面に塗布した後、窒累雰囲
気下で同時焼成を行った。密着強度(引張強度)は2.
4Kg 7mm2であった。一方、Bを使用しない例に
ついても実施したが、結果は舅下の通りであった。
This paste was applied to the surface of the AIN green sheet in a single block of about 32 μm by screen printing, and then co-fired in a nitrogen atmosphere. Adhesion strength (tensile strength) is 2.
It was 4Kg and 7mm2. On the other hand, an example in which B was not used was also carried out, but the results were as shown in the above.

比較例:密着強度0.7Kg 7mm2゜実施例7 Bを0.9 μmの厚みに蒸着したΔIN基板表面に、
イオン注入法でN+をI XIO”1ons/cイ注入
した後、Ti、MoおよびN1をこの順序で、夫々1.
4.0.8および1.9μmの厚みで蒸着した。また、
イオン注入した表面に、Ag −Pdペーストをスクリ
ーン印刷法で24μmの厚みで塗布したものを、酸素気
流中で、910℃にて10分間焼成した。計られた各サ
ンプルの引張強度は各々6.1.2.8Kg 7mm2
であった。また、Bを用いずに同様に処理して比較すン
プルを得、引張強度を求めたところ以下の如くであった
Comparative example: Adhesion strength 0.7Kg 7mm2゜Example 7 On the surface of the ΔIN substrate on which B was vapor-deposited to a thickness of 0.9 μm,
After implanting N+ by ion implantation at IXIO"1 ons/c, Ti, Mo and N1 were injected in this order at 1.
4. Deposited at thicknesses of 0.8 and 1.9 μm. Also,
An Ag-Pd paste was applied to the ion-implanted surface to a thickness of 24 μm by screen printing, and then baked at 910° C. for 10 minutes in an oxygen stream. The measured tensile strength of each sample was 6.1.2.8Kg 7mm2
Met. In addition, samples for comparison were obtained by processing in the same manner without using B, and the tensile strength was determined as shown below.

比較例; 八IN/T+/Mo/N+  1.4.0.8.1.2
  μm(1,1Kg/mm2)へIN/へg−Pd 
 (24μm)(0,4Kg  /mm2)実施例8 静粗末100重量部に対してB、BN、B2O3、A 
I 20 s  B 203、八IB2、八l B I
 2、Ti B2あるいはZrB2粉末を0.001〜
20重量部添加し、それらの金属混合物の100重量部
に対し、有機結合材としてエチルセルローズを濃度5%
で含むテルピネオール溶液を20重1部の割合で添加後
混練したスラリー状のAuペーストをスクリーン印刷法
でAIN基板に厚み約25μmに塗布して大気雰囲気中
で855℃にて、10分焼成した金属化面との接合強度
はワイヤボンド法(Au線30闘φ)によって、また金
属化面のワイヤボンド性については、AU線を金属化面
にワイヤボンドを試みた個数に対してワイヤボンドが行
なえた個数を百分率で表わして、以下の第1表に示すよ
うに3段階で評価した。
Comparative example; 8IN/T+/Mo/N+ 1.4.0.8.1.2
μm (1,1Kg/mm2) to IN/tog-Pd
(24μm) (0.4Kg/mm2) Example 8 B, BN, B2O3, A for 100 parts by weight of static coarse powder
I 20 s B 203, 8IB2, 8l B I
2. TiB2 or ZrB2 powder from 0.001 to
Add 20 parts by weight of ethyl cellulose as an organic binder to 100 parts by weight of these metal mixtures at a concentration of 5%.
A slurry-like Au paste prepared by adding and kneading a terpineol solution containing 20 parts by weight of The bonding strength with the metallized surface was determined by the wire bonding method (Au wire 30 mm φ), and the wire bonding property of the metallized surface was determined by wire bonding for the number of attempted wire bonds of the AU wire to the metallized surface. The number of samples obtained was expressed as a percentage and evaluated in three stages as shown in Table 1 below.

実施例9 Cuペーストに、Cu金属粉末に対して0.8wt%の
B1B2O3もしくは八120.・B2O3を添加混合
した後、このペーストをスクリーン印刷法で、へ1N基
板上に厚み約14μm位に塗布して、窒素雰囲気中61
5℃にて10分間焼成した。焼成した金属化面にAuメ
ッキを厚み約1μm程度に施し、実施例8と同様にワイ
ヤボンド法(AU線30mmφ)によって接合強度を求
めた。
Example 9 Cu paste was added with 0.8 wt% of B1B2O3 or 8120. based on Cu metal powder.・After adding and mixing B2O3, this paste was applied to a thickness of about 14 μm on a 1N substrate using a screen printing method, and was printed in a nitrogen atmosphere for 61 hours.
It was baked at 5° C. for 10 minutes. Au plating was applied to the fired metallized surface to a thickness of about 1 μm, and the bonding strength was determined by the wire bonding method (AU wire 30 mmφ) in the same manner as in Example 8.

また、比較例として、Cuペーストに何も添加せずに同
様に損性し、メタライズを施して、ワイヤボンド値を求
めた。
Further, as a comparative example, the Cu paste was similarly damaged without adding anything, metallized, and the wire bond value was determined.

発明の効果 かくして、本発明の金属化面を有するAIN焼結体によ
れば、接合強度が不十分であることから、興味ある高熱
伝導性並びに高絶縁性を有するにも拘らず、高放熱性の
絶縁基板としであるいはヒートシンクとして集積度の高
いIC用、あるいは高周波動作性、高速動作性の各種累
子の絶縁材料として実用化するには不十分であったAI
N焼結体をほぼ実用化し得るまでにその接合強度の改善
を図ることが可能となった。これは金属化層とAIN焼
結体との間にBあるいはその化合物を介在させた後、あ
るいはこれらをペースト中に添加・混合した後、厚膜法
あるいは薄膜法で金属化層を適用することにより、AI
Nおよび/または金属化層とBまたはその化合物層とが
拡散層および/または反応層を形成することによって強
固に結合することに基くものである。
Effects of the Invention Thus, according to the AIN sintered body having a metallized surface of the present invention, since the bonding strength is insufficient, although it has interesting high thermal conductivity and high insulation properties, it has high heat dissipation. AI was insufficient for practical use as an insulating substrate or heat sink for highly integrated ICs, or as an insulating material for various types of high-frequency and high-speed operation devices.
It has become possible to improve the bonding strength of N sintered bodies to the point where they can almost be put into practical use. This is done by interposing B or its compound between the metallized layer and the AIN sintered body, or after adding or mixing these into the paste, and then applying the metallized layer by a thick film method or a thin film method. Due to AI
This is based on the fact that the N and/or metallized layer and the B or its compound layer are strongly bonded by forming a diffusion layer and/or a reaction layer.

また、本発明による窒化アルミニウム焼結体の金属化面
は、ワイヤボンディング強度に優れているので、半導体
装置用基板等として該装置の組立実装部品として極めて
適したものとなる。
Further, since the metallized surface of the aluminum nitride sintered body according to the present invention has excellent wire bonding strength, it is extremely suitable as a substrate for semiconductor devices, etc., and as an assembly and mounting component of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)および(b)は夫々本発明の金属化面を有
する窒化アルミニウム焼結体の好ましい2つの態様を説
明するための模式的断面図である。 (主な参照番号) 1・・・・・へIN基板、 2.2′・・・金属化層、 3.3”・・・介在層
FIGS. 1(a) and 1(b) are schematic cross-sectional views for explaining two preferred embodiments of the aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to the present invention. (Main reference numbers) 1...IN substrate, 2.2'...metalized layer, 3.3"...intervening layer

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)窒化アルミニウム焼結体と、その上の金属化層と
、これらの間に形成された硼素単体またはその化合物を
含む介在層とで構成されることを特徴とする金属化面を
有する窒化アルミニウム焼結体。
(1) Nitriding with a metallized surface characterized by being composed of an aluminum nitride sintered body, a metallized layer thereon, and an intervening layer containing elemental boron or a compound thereof formed between the aluminum nitride sintered body Aluminum sintered body.
(2)上記金属化層が大気中、酸素雰囲気中または窒素
雰囲気中で金、金−白金、白金、銀または銀−パラジウ
ムの厚膜ペーストを焼成することにより形成されるもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の金
属化面を有する窒化アルミニウム焼結体。
(2) The metallized layer is formed by firing a thick film paste of gold, gold-platinum, platinum, silver, or silver-palladium in air, oxygen atmosphere, or nitrogen atmosphere. An aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to claim 1.
(3)上記金属化層が非酸化性雰囲気、弱還元性雰囲気
あるいは加湿雰囲気中で、銅、タングステン、モリブデ
ンまたはモリブデン−マンガンの圧膜ペーストを焼成す
ることにより形成されたものであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の金属化面を有する窒化アルミ
ニウム焼結体。
(3) The metallized layer is formed by firing a thin film paste of copper, tungsten, molybdenum, or molybdenum-manganese in a non-oxidizing atmosphere, a weakly reducing atmosphere, or a humidified atmosphere. An aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to claim 1.
(4)上記金属化層が周期律表の第IVa族元素を最内層
とし、次いでモリブデン、ニッケルの順、あるいはプラ
チナ、金の順に薄膜法によって形成されたものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の金属化面を
有する窒化アルミニウム焼結体。
(4) A patent claim characterized in that the metallized layer is formed by a thin film method in which the innermost layer is a group IVa element of the periodic table, followed by molybdenum and nickel, or platinum and gold in that order. An aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to item 1.
(5)上記第IVa族元素がTiまたはZrであることを
特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の金属化面を有
する窒化アルミニウム焼結体。
(5) The aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to claim 4, wherein the Group IVa element is Ti or Zr.
(6)上記硼素またはその化合物はスプレー法、スクリ
ーン印刷法、真空蒸着法、化学蒸着法、物理蒸着法また
はイオン注入法により窒化アルミニウム焼結体表面に形
成されることを特徴とする特許請求の範囲第1〜5項の
いずれか1項に記載の金属化面を有する窒化アルミニウ
ム焼結体。
(6) The above-mentioned boron or its compound is formed on the surface of the aluminum nitride sintered body by a spray method, screen printing method, vacuum deposition method, chemical vapor deposition method, physical vapor deposition method, or ion implantation method. An aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to any one of the ranges 1 to 5.
(7)上記硼素化合物が酸化硼素、硼酸アルミニウム、
硼化アルミニウム、窒化硼素、硼化チタン、硼化ジルコ
ウムまたはこれらの混合物であることを特徴とする特許
請求の範囲第1〜6項のいずれか1項に記載の金属化面
を有する窒化アルミニウム焼結体。
(7) The boron compound is boron oxide, aluminum borate,
The aluminum nitride sintered material having a metallized surface according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it is aluminum boride, boron nitride, titanium boride, zirconium boride, or a mixture thereof. Body.
(8)金属化層を有する窒化アルミニウム焼結体であっ
て、 該金属化層に、硼素単体またはその化合物を含み、上記
金属化層と焼結体との間に形成された硼素またはその化
合物を含む介在層を有することを特徴とする上記金属化
面を有する窒化アルミニウム焼結体。
(8) An aluminum nitride sintered body having a metallized layer, the metallized layer containing elemental boron or a compound thereof, and boron or its compound formed between the metallized layer and the sintered body. An aluminum nitride sintered body having the metallized surface described above, characterized in that it has an intervening layer comprising:
(9)上記金属化層が、硼素またはその化合物を存在す
る全金属重量の0.01〜10重量%含有することを特
徴とする特許請求の範囲第8項記載の金属化面を有する
窒化アルミニウム焼結体。
(9) Aluminum nitride having a metallized surface according to claim 8, wherein the metallized layer contains boron or a compound thereof in an amount of 0.01 to 10% by weight based on the weight of the total metal present. Sintered body.
(10)上記金属化層が、硼素またはその化合物を含む
金、金−白金、白金、銀または銀−パラジウム厚膜ペー
ストを上記窒化アルミニウム焼結体の表面に塗布し、大
気中、酸素雰囲気中または窒素雰囲気中で焼成して得ら
れたものであることを特徴とする特許請求の範囲第9項
記載の金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体。
(10) The metallized layer is formed by applying gold, gold-platinum, platinum, silver, or silver-palladium thick film paste containing boron or its compound to the surface of the aluminum nitride sintered body, in air or oxygen atmosphere. Alternatively, the aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to claim 9 is obtained by firing in a nitrogen atmosphere.
(11)上記金属化層が、硼素またはその化合物を含有
する銅、タングステン、モリブデンまたはモリブデン−
マンガン厚膜ペーストを上記窒化アルミニウム焼結体表
面に塗布し、非酸化性雰囲気、弱還元性雰囲気あるいは
加湿雰囲気中で焼成して得られたものであることを特徴
とする特許請求の範囲第8項または第9項に記載の金属
化面を有する窒化アルミニウム焼結体。
(11) The metallized layer contains copper, tungsten, molybdenum or molybdenum containing boron or a compound thereof.
Claim 8, characterized in that it is obtained by applying a manganese thick film paste to the surface of the aluminum nitride sintered body and firing it in a non-oxidizing atmosphere, a weakly reducing atmosphere, or a humidified atmosphere. An aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to item 1 or item 9.
(12)上記硼素化合物が酸化硼素、硼酸アルミニウム
、硼化アルミニウム、窒化硼素、硼化チタン、硼化ジル
コニウムまたはこれらの混合物であることを特徴とする
特許請求の範囲第8〜11項のいずれか1項に記載の金
属化面を有する窒化アルミニウム焼結体。
(12) Any one of claims 8 to 11, wherein the boron compound is boron oxide, aluminum borate, aluminum boride, boron nitride, titanium boride, zirconium boride, or a mixture thereof. An aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to item 1.
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