JPS63181399A - 高熱伝導性厚膜多層配線基板 - Google Patents

高熱伝導性厚膜多層配線基板

Info

Publication number
JPS63181399A
JPS63181399A JP62011287A JP1128787A JPS63181399A JP S63181399 A JPS63181399 A JP S63181399A JP 62011287 A JP62011287 A JP 62011287A JP 1128787 A JP1128787 A JP 1128787A JP S63181399 A JPS63181399 A JP S63181399A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
thick film
crystallized glass
film multilayer
wiring board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP62011287A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0529160B2 (ja
Inventor
和夫 近藤
森川　朝男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP62011287A priority Critical patent/JPS63181399A/ja
Publication of JPS63181399A publication Critical patent/JPS63181399A/ja
Priority to US07/456,087 priority patent/US5122930A/en
Publication of JPH0529160B2 publication Critical patent/JPH0529160B2/ja
Priority to US08/131,560 priority patent/US5352482A/en
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • H01L23/142—Metallic substrates having insulating layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • H01L23/15—Ceramic or glass substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3731—Ceramic materials or glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644—Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4664—Adding a circuit layer by thick film methods, e.g. printing techniques or by other techniques for making conductive patterns by using pastes, inks or powders
    • H05K3/4667—Adding a circuit layer by thick film methods, e.g. printing techniques or by other techniques for making conductive patterns by using pastes, inks or powders characterized by using an inorganic intermediate insulating layer

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高周波領域における高速信号伝播等に好適に利
用し得る高熱伝導性の回路基板の改良に関する。
（従来の技術） 近年電子機器の小形化等の進展に伴ない、回路基板上に
電気素子（ＩＣ等）の実装密度が高くなってきており、
更Ｃニパワー牛導体等の搭載などを考えると回路基板上
での発熱量は一層大きくなってきている。
一方回路基板材料について考察すると樹脂基板に対しセ
ラミック基板は耐熱性であり、中でもＪｌ、　Ｏｓ基板
は廉価で機械的強度、電気的絶縁性に優れている外、グ
リーン＆−１’化が容易なため多層配線等の高密度配線
板に広く用いられているが、同基板の熱伝導率が２０　
Ｗ　／　ｍ″に程度と低いので、他の基板材料の開発が
要望されていた。
この要望に応えるものとして５ｉＣＳＡＩＮ等の機械的
強度に優れたセラミック材料が開発され、これらの材料
が熱伝導性も優れているところから、回路基板として用
いる動きもあったが、ＳｉＧは誘電率が高いことと、絶
縁耐圧が低いため高電圧の印加される素子を塔載する基
板には不利であり、ＡＩＮが回路基板材料として注目さ
れ、例えば特開昭＜５１−１１９０９４号公報に記載さ
れているような回路基板が提案されている。これ：：よ
ればＡＩＮ基板の表面：二酸化層を形成することにより
導体（厚膜ペースト）の焼付けが可能となるとし、その
方法としてヒ渇■大気中で１２５０℃Ｘ　１　ｈｒ処理
、■リン酸液Ｃ；浸漬処理、０１２１℃、２気圧の水蒸
気中１：　１６８　ｈｒ放装の３種があげられている。
（発明が解決すべき問題点） 前記従来の技術に於ては基板材料がＡＩＮに限られ、か
つ抵抗体ペースト（二通常のガラス質を用い、回路導体
にはリードフレームを用いるがＡｇ−Ｐ（１ペーストメ
印刷を行なうものであって、ヒビ、ワレ等が発生し多層
回路基板を構成し難いものであることと、更に酸化層形
成手段も前記３つの方法に限られるという難点を有する
ものであった。
（問題点を解決するための手段） 本発明は以上の問題点を解決するために種々検討の結果
なされたもので、その概要は以下のとおりである。
高熱伝導性基板上（二酸化層を介して結晶化ガラスを配
合した導体ペーストと、結晶化ガラスを主材とした絶縁
ペーストとが交互に印刷焼成されている高熱伝導性厚膜
多層配線基板にして、この基板の熱伝導率は４０１７ｍ
”ｋ　（室温）以上、好ましくは１４０　Ｗ　／　ｍ″
に以上のものであり、これに適用される材料としてはＡ
ｌＮ５Ｓｉｎ／Ｂｅｄ、　５ｉｃＳＣ”　／　Ｗ　−、
Ｚｒｉ＊等があげられる。
又本発明で用いられる絶縁体ペースト材料は結晶化ガラ
スであり、特に望ましい結晶化ガラスとしては特開昭５
９−９２９４３号公報に示されたようなＳｉｎ、　５７
〜６３重量％、Ａ１，０．２０〜２８ｉ量ｓ、Ｍｇ０１
０〜１８重量％、ＺｎＯ２〜６重量％からなる主成分に
Ｂ１０．及び／又はＰ、０．０．１〜６重量−を添加し
た結晶化ガラス成分を粉砕してフリット化し成形後再度
結晶化させたもの、特開昭５９−８３９５７号公報に示
すようＥ　Ｓｉｎ、　４０〜５２重量％、Ａｍ、０．２
７〜３７重量％、Ｍｇ０１０〜２０重量−１Ｂ、０３２
〜８重ｊ１％、Ｃａ０２〜８重量％、Ｚｒ０．０．１〜
３重量％からなる結晶化ガラス成分を粉砕してフリット
化し、成形後再度結晶化したもの、特開昭５９−１５７
５４１号公報（：示すようなＳｉｎ、　５５〜６３重量
％、ハ、ｏ。
２０〜２８重量％、Ｙ、Ｏ，ｉ−９重量％、Ｍｇ０１０
〜２０重量−からなる主成分にＢ、０１及び／又はｐ、
　ｏ、　ｏ　、　１〜５重量％添加した結晶化ガラス成
分を粉砕してフリット化し、成形後再度焼成結晶化させ
たもの、特開昭５９−６４５４５号公報に示すような熱
膨張係数が５〜４，５　Ｘ　１０″′″７の結晶化ガラ
スの表面に８１０！　　被膜を持たせたセラミックス粒
子を５〜６０容量チ分散させたガラス−セラミック複合
体などがあげられ、いづれも吸水率が殆んど０、熱膨張
係数（室温〜４００ｔ）１５〜３５Ｘ　１０’？、比誘
電率５，５内外（於Ｉ　ＭＨｚ　）である。
従ってかかる結晶化ガラス印刷膜はどれを用いても耐熱
性基板の熱膨張係数に近い。
又、これを他の導体成分と配合してなる導体ペースト例
エバＡｕヘースト（エレクトロ　マテリアルス　コーポ
レーション　オブ　アメリカ社商品名ｅｍｃａ　２１５
　Ｕ）１００重量部、結晶化ガラス（前記）２〜５重量
部、ＣｕＯ粉末０．５重量部、Ａｇ粉粉末０〜貫 ９００℃〜１０００℃で焼成され、接着強度は３〜５　
ｋｇ　／　口２　ｓｍであり、これ又前記ペーストと同
様に熱膨張係数が小さく接着力が大きい。
従って本発明によれば基板と導体ペースト、絶縁ペース
トの熱膨張率が近似していることと基板と最初の導体ペ
ーストの間には酸化膜が形成されていることにより強固
な接着を達成し、かつクラツクやはがれを生じないもの
である。
（実施例） 次に代表的な高熱伝導性基板としてＡＩＮを例にした多
層基板について説明する。
■　ＡＩＮ基板を１３２０℃、露点−１５℃の加湿還元
雰囲気中で表面処理して酸化膜を形成し島■　次に以下
の組成の導体ペーストを用いスクリーンにて厚膜印刷し
た後焼成温度９００℃〜１０００℃で焼付けた。接着強
度は３〜５＃１０２ｎである。
Ａｕペースト（ｒｕ＋−ｏ　マＴ９ｙ７に社命＋ｉ名ｅ
ｍｃａ２１３Ｕ）　　　１００重量重 量品化ガラス　　　　　　　　　　　　　　　　　２〜
５重量（ＣｕＯ粉　　　　　　　　　　　　０．５　’
Ａｇ粉　　　　　　　　　　　　　０〜５１■　次に結
晶化ガラス粉末からペーストを作り、この層は前記メタ
ライズ層と同質の結晶化ガラスを用いているので両層は
強固に焼付接合される。
しかる後■と■のＡｕ　　メタライズ及び絶縁層を所定
の数だけ繰り返し、多層回路基板が得られた。
なお、前記ＡＩＮ　ｌ：かえてＳｉＣ５ＳｉＣ／　Ｂｅ
０１ＳｉＣＳＣｕ／Ｗ、　ＺｒＢ、の如き高熱伝導性基
板を用いても同様である。
又酸化膜形成が１３２０℃、露点−１５℃の加湿還元雰
囲気中で表面処理することにより前記セラミックはいづ
れも容易に酸化層が形成される。
図は本発明の一例を示す断面図で高熱伝導性基板１には
その下面及び上面にメタライズ層２が施されるとともに
、結晶化ガラス層３とメタライズ層２とが交互に印刷焼
成されている。なお基板１と結晶化ガラス３との間には
図示してないが酸化層が形成されている。４は基板１の
下面のメタラミナ基板より遥かに熱伝導性の大きいセラ
ミック基板材料（ＡＩＮはアルミナの約７倍）を用いる
もので、基板材料はＡＩＮに限定されることなく広くＳ
ｉＣ、ＳｉＣ／　Ｂｏｏ、Ｂｏｏ、Ｃｕ　／　Ｗ　、　
Ｚｒ　／　Ｂ＊等広く高熱伝導性材料を用いることがで
き、これに酸化層を介して結晶化ガラスを用いた導体ペ
ーストと絶縁ペーストをくり返し印刷焼成し多層構成と
したもので、各層の熱膨張率が基板材料のそれと近く、
「ひび」や「はがれ」を発・生ずるおそれがなく、低抵
抗、低誘電率から信号伝達スピードの高速化に対応する
基板が得られ、その上ＩＣ等の素子を高密度化すること
：：よる発熱があっても、例えば基板の裏面に放熱フィ
ンを設けることによって容易（二数熱することができる
ので、正にＩＣの高密度化、高速化に適応した信頼性の
高い多層基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例に係る断面図である。 ｌ：高熱電導性基板　２：メタライズ層　３：結晶化ガ
ラス層　４：放熱フィン 代理人　弁理士　竹　内　　　守 ２　メタンブスン管

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）高熱伝導性基板上に形成された酸化層を介し、結
    晶化ガラスを配合した導体ペーストと、結晶化ガラスを
    主材とした絶縁ペーストとが交互に印刷焼成されている
    ことを特徴とする高熱伝導性厚膜多層配線基板
  2. （２）高熱伝導性基板がＡｌＮ、ＳｉＣ／ＢｅＯ、Ｓｉ
    Ｃ、Ｃｕ／Ｗ、ＺｒＢ＿２等である特許請求の範囲第１
    項記載の高熱伝導性厚膜多層配線基板
  3. （３）厚膜導体ペーストがＡｕ１００重量部に対し、α
    ＝２．５〜４．５×１０＾−＾６／℃の熱膨張係数を有
    する結晶化ガラス２〜５重量部、酸化銅粉末（ＣｕＯ）
    ０．１〜１重量部、Ａｇ粉末３重量部以下からなること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高熱伝導性厚
    膜多層配線基板
  4. （４）絶縁ペーストがα＝２．５〜４．５×１０＾−＾
    ６／℃の熱膨張係数を有する結晶化ガラスを主成分とす
    る特許請求の範囲第１項記載の高熱伝導性厚膜多層配線
    基板
  5. （５）酸化膜が１２００〜１４５０℃、露点−１５℃、
    −３０〜＋５℃の加湿還元雰囲気中で表面処理すること
    により形成されている特許請求の範囲第１項記載の高熱
    伝導性厚膜多層配線基板
JP62011287A 1987-01-22 1987-01-22 高熱伝導性厚膜多層配線基板 Granted JPS63181399A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62011287A JPS63181399A (ja) 1987-01-22 1987-01-22 高熱伝導性厚膜多層配線基板
US07/456,087 US5122930A (en) 1987-01-22 1990-01-04 High heat-conductive, thick film multi-layered circuit board
US08/131,560 US5352482A (en) 1987-01-22 1993-10-04 Process for making a high heat-conductive, thick film multi-layered circuit board

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62011287A JPS63181399A (ja) 1987-01-22 1987-01-22 高熱伝導性厚膜多層配線基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63181399A true JPS63181399A (ja) 1988-07-26
JPH0529160B2 JPH0529160B2 (ja) 1993-04-28

Family

ID=11773778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62011287A Granted JPS63181399A (ja) 1987-01-22 1987-01-22 高熱伝導性厚膜多層配線基板

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5122930A (ja)
JP (1) JPS63181399A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02210894A (ja) * 1989-02-10 1990-08-22 Mitsubishi Metal Corp 内部に導体、抵抗体を配線したＡｌＮ多層基板の製造方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453293A (en) * 1991-07-17 1995-09-26 Beane; Alan F. Methods of manufacturing coated particles having desired values of intrinsic properties and methods of applying the coated particles to objects
US5614320A (en) * 1991-07-17 1997-03-25 Beane; Alan F. Particles having engineered properties
US6696103B1 (en) * 1993-03-19 2004-02-24 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Aluminium nitride ceramics and method for preparing the same
US6297538B1 (en) 1998-03-23 2001-10-02 The University Of Delaware Metal-insulator-semiconductor field effect transistor having an oxidized aluminum nitride gate insulator formed on a gallium nitride or silicon substrate
JP3756041B2 (ja) * 1999-05-27 2006-03-15 Ｈｏｙａ株式会社 多層プリント配線板の製造方法
JP2007266289A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Tdk Corp 積層型セラミック電子部品およびその製造方法
US8076587B2 (en) * 2008-09-26 2011-12-13 Siemens Energy, Inc. Printed circuit board for harsh environments
RU2537695C1 (ru) * 2013-06-18 2015-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Способ изготовления мощной гибридной интегральной схемы свч-диапазона
EP3605604B1 (en) * 2017-03-29 2023-02-22 Murata Manufacturing Co., Ltd. Power module and method for manufacturing power module

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3187226A (en) * 1961-08-07 1965-06-01 Curtiss Wright Corp Miniaturized electrical apparatus with combined heat dissipating and insulating structure
US3293501A (en) * 1964-11-24 1966-12-20 Sprague Electric Co Ceramic with metal film via binder of copper oxide containing glass
US3585272A (en) * 1969-10-01 1971-06-15 Fairchild Camera Instr Co Semiconductor package of alumina and aluminum
JPS5228547B2 (ja) * 1972-07-10 1977-07-27
SU546240A1 (ru) * 1975-03-25 1978-09-25 Предприятие П/Я Г-4515 Микросхема
US4188652A (en) * 1978-01-17 1980-02-12 Smolko Gennady G Electronic device
US4301324A (en) * 1978-02-06 1981-11-17 International Business Machines Corporation Glass-ceramic structures and sintered multilayer substrates thereof with circuit patterns of gold, silver or copper
US4322778A (en) * 1980-01-25 1982-03-30 International Business Machines Corp. High performance semiconductor package assembly
JPS5817651A (ja) * 1981-07-24 1983-02-01 Hitachi Ltd 多層回路板とその製造方法
DE3247985C2 (de) * 1982-12-24 1992-04-16 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau Keramischer Träger
US4650923A (en) * 1984-06-01 1987-03-17 Narumi China Corporation Ceramic article having a high moisture proof
JPH0634452B2 (ja) * 1985-08-05 1994-05-02 株式会社日立製作所 セラミツクス回路基板
US4788627A (en) * 1986-06-06 1988-11-29 Tektronix, Inc. Heat sink device using composite metal alloy
JPH0777247B2 (ja) * 1986-09-17 1995-08-16 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
US4731701A (en) * 1987-05-12 1988-03-15 Fairchild Semiconductor Corporation Integrated circuit package with thermal path layers incorporating staggered thermal vias

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02210894A (ja) * 1989-02-10 1990-08-22 Mitsubishi Metal Corp 内部に導体、抵抗体を配線したＡｌＮ多層基板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5122930A (en) 1992-06-16
JPH0529160B2 (ja) 1993-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4563383A (en) Direct bond copper ceramic substrate for electronic applications
JPH04243962A (ja) 多層セラミックパッケージ用低誘電性無機組成物、及びその調製方法
JPS63181399A (ja) 高熱伝導性厚膜多層配線基板
JPH0946013A (ja) スルーホール充填用導体ペースト及びセラミック回路基板
JPS6022347A (ja) 半導体素子搭載用基板
JPS61119094A (ja) 高熱伝導性回路基板の製造方法
JPH0823145A (ja) ハイブリッドｉｃ用基板
JPS60178688A (ja) 高熱伝導性回路基板
US5352482A (en) Process for making a high heat-conductive, thick film multi-layered circuit board
JPS617647A (ja) 回路基板
JP2506270B2 (ja) 高熱伝導性回路基板及び高熱伝導性外囲器
JPH0414504B2 (ja)
JPH0283995A (ja) セラミツク多層回路基板及びその用途
JPS6030196A (ja) 多層回路基板の製造方法
JPH02125728A (ja) 複合基板およびその製造方法
KR20050086589A (ko) 다층 ｌｔｃｃ 및 ｌｔｃｃ―ｍ 기판상에 고전력 소자의향상된 온도 제어를 위한 방법 및 구조물
JPH0770798B2 (ja) 高熱伝導性回路基板
JP2590558B2 (ja) 放熱性のすぐれた半導体装置用基板
JPH0823052A (ja) リード端子付き厚膜ハイブリッドｉｃ用基板
JPS61245555A (ja) 半導体用端子接続構体
GB2144922A (en) Substrate for thick-film electrical circuits
JPS61102744A (ja) 半導体装置用基板およびその製造法
JPH02177589A (ja) セラミック回路基板
JPS63146483A (ja) 高熱伝導性回路基板
JPS62186407A (ja) 導電性組成物