JPS63195183A - メタライズ面を有するＡｌＮ焼結体の製造方法 - Google Patents

メタライズ面を有するＡｌＮ焼結体の製造方法

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JPS63195183A
JPS63195183A JP2678387A JP2678387A JPS63195183A JP S63195183 A JPS63195183 A JP S63195183A JP 2678387 A JP2678387 A JP 2678387A JP 2678387 A JP2678387 A JP 2678387A JP S63195183 A JPS63195183 A JP S63195183A
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sintered body
group
aln
firing
metallization
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笹目　彰
浩一 曽我部
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明は工Ｃ用絶縁基板等に用いる表面にＷ又はＭｏの
メタライズ面を有するＡｌＮ焼結体及びその製造方法に
関する。
〔従来の技術〕
セラミックスの表面に厚膜のメタライズ面を形成する方
法には大別して二種ある。一つは焼結したセラミックス
の表面にメタライズを施丁ボストメタライズ法と、焼結
前のグリーンのセラミックスに金属ペーストを塗布した
後、セラミックスの焼結と金属ペーストの焼成とを同時
に行なう同時焼成法である。
ポストメタライズ法では二度焼成を行なうのでコストが
高くなり、且つ密着強度に問題がある。
部ち、焼成したセラミックの表面にメタライズを施すの
でそのメタライズ機構はメタライズ層とセラミックの界
面で化学反応や両者に濡れ性が良好なバインダ一層を介
在してなされるものと考えられる。
同時焼成法のメタライズ機構は、界面の化学反応や、バ
インダ一層の介在と共に、物理的密着の大きな寄与が期
待できる。つまり有機成分を含む金属ペーストをスクリ
ーン印刷等で塗布するために、ポストメタライズでのス
クリーン印刷に比べてペーストの濡れ性に優れている。
ポストメタライズ法では印刷時にペーストがセラミック
内に浸透することなどは考えられないが、同時焼成の場
合は、有機成分を含むグリーンシートにペーストが印刷
される為、ペーストに含まれている金属成分や助剤が焼
成前の段階で既にグリーンシート内に拡散しているもの
と考えられる０このグリーンシートを焼成すれば、拡散
した金属成分や助剤成分が焼結と共に、セラミック内で
反応やくい込み現象を生ずるため、極めて強固にメタラ
イズ層とセラミックスが密着される。更に一度の焼成で
メタライズとセラミックの焼成を施すことが出来る為ポ
ストメタライズのように二度焼成を行なう必要力なく、
コストの軽減ができる。
以上のように、メタライズ強度、メタライズ機構トなど
から考えれば、同時焼成法がポストメタライズ法に比べ
て非常に優れていることが判る。
しかしながら、同時焼成を行なうに当って幾つかの問題
点があった。
即ちＡＩＮグリーンを焼成するためには、１７００〜２
１００　Ｃ程度の高温でしかも基本的に窒素雰囲気又は
窒素−アンモニア、窒素−水素の混合雰囲気が焼成条件
と考えられる。この為、メタライズ層を構成する金属成
分の選択もこの焼成条件に沿って行なう必要性が生ずる
。従ってコスト面や金属の融点などを考えると、モリブ
デンもしくはタングステン金属が候補と考えられる。こ
れらの市販ペーストラ、グリーンシートに塗布して上記
の条件で焼成しても、基板のそり、メタライズ強度、メ
タライズ層の焼結性などに問題点があった。つまり基板
のそりは、縦、横５０能、厚さ１鴎で、５羽と非常に大
きく、メタライズ強度も引張強度で１　ｋｇ／ｌｆｓ以
下と非常に低いものであった。しかも高融点金属である
ＷやＭｏの焼結が不十分であってその導体の電気抵抗値
は０．５〜１シロを有し実用性に程遠いものであった。
この理由は、焼成過程でグリーンシートの収縮率とメタ
ライズ層のそれが異なっているために、応力歪が生じ、
そりとなって発生し、そりの方向からＡＩＨに比べてメ
タライズ層の焼結が不十分であって、その収縮率がＡｔ
Ｈに比べて極めて小さいこと、ペーストに含まれる助剤
がｋｌＮと反応性や濡れ性に乏しく良好なバインダ一層
として作用しないため引張強度が小さいこと、メタライ
ズ層の焼結が不十分なため、メタライズ層中に多数のボ
アが存在し・金属の接触密度が小さいことによって電気
抵抗が高くなるものと考えられる。
この問題の解決策として、メタライズ層を構成するＷ及
びＭｏ金金属粉末の粒径を調整してみたが、これだけで
はメタライズ層の焼結性を促進し収縮率を高めることは
困難であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上記の問題を解決し、そりが小さくメタライズ
層の強度も十分あり、電気抵抗値の低いＷ又はＭｏのメ
タライズ面を有するＡＩＮ焼結体とその製造方法を提供
することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこの目的を達するために、 Ａ群：　０ａＯ１ＢａＯ１Ｓ　ｒＯ％　Ｙ　２０３、Ｃ
ｅＯ２、Ｇｄ２０３Ｂ群：　Ａｔ　Ｏ、Ａ１．Ｎ 上記Ａ群のうちの一種以上と、Ｂ群のうちの一種以上と
を含有することを特徴とするＷ又はＭ。
からなるメタライズ面を有するＡＩＮ焼結体を構成した
こと、及び Ａ群：　ＣａＯ１Ｂａｄ、　５ｒＯ１Ｙ　Ｏ、Ｃ！ｅｏ
　、％Ｇｄ　０Ｂ群：　Ａｔ　Ｏ、Ａｊ！Ｎ 上記Ａ群のうちの一種以上と、Ｂ群のうちの一種以上と
を含有せしめたＷ又はＭｏペーストを、ＡＩＨのグリー
ンに塗布し、これらを同時に焼成することを特徴とする
メタライズ面を有するＡＩＮ焼結体の製造方法を構成し
たことにある。
〔作用〕
上記Ａ群はその融点が１９００　Ｃ以上であるため、こ
れをＷ又はＭｏペーストに添加して焼成しても、ＡＩＮ
の焼結温度が１７００〜２１００　Ｃであるため、融液
が生じたとしてもＡｌＮ焼結体との表面の一部でしか認
められなかった。これらの酸化物の低融点化を計るため
、更に５ｉＯ２ＧθＯ、Ｂｉ　ＯＸＰｂＯ１Ｂ　Ｏ、Ａ
ｔＯ、ＡＩＮを添加したところＡｌ０１ＡｌＮの添加に
よって融液が生じ、１７００〜２１００　ｔＺ’の窒素
雰囲気中で難焼結性であったＷ又はＭｏ金属粉末の焼結
性及び収縮性が著しく高められると共にＡｌＮ焼結体と
の濡れ性が良好となり、密着力を高めることができたも
のである。なお、窒素雰囲気以外の雰囲気で焼成しても
作用は変わりない。又ＷまたはＭｏ金属粉末を主成分と
してＣ！ｕ、　Ｍｎ、　Ｒｈ又はＲｕの金属若しくはそ
れらの酸化物を微量添加しても差支えない。この結果、
そりについては縦、横５０羽角、厚さｌ＋ａｓの基板で
１００μｍ以下となり、メタライズ強度については、Ｎ
１メッキを施した後で４　ｋｇ／ｎｍ以上の値を有し、
破壊基点は総てＡｌＮの焼結体内部となり、電気抵抗値
も１０〜２０　ｍη口と、実用に差支えのない値とする
ことが出来たものである。
〔実施例〕
ＡｌＮ粉末に０ａＯ２ＹＯ各２重１％及び有機バインダ
ーを添加混合してテープ成形で作成したグリーンシート
に、下記の組成、成分とともに有機ビヒクルを混練して
作成したペーストをスクリーン印刷法で塗布し、脱バイ
ンダー後１７００〜２１００　ｔ：で３０〜１８０分窒
素雲囲気中で同時焼成を行なった。得られた資料につい
て、そり、導体抵抗値を調べ又Ｎ１メッキを施した後、
引張強度値を測定した。その結果を下表に示した。なお
、そりはＡｌＮ焼結体の縦、横５０鰭、厚さｌ　＋ｎｓ
の寸法のものについて調べたものである。
１０　０．５　０．５　１７００〜１９５０（２００２
１ヘク５　　５．２１０　１　　０．５　　　ｐ　　　
（２００１１〜１６　５．６１０　１　　１　　　　ｔ
ｔ　　　（１００１３〜１７　５．８１０２１　　　　
　　　　／／２３〜３０　５．６１０　２　　　２　　
　　　　　　　　　　＜２００　２５−１６　　５．９
Ｍｏ　：Ｏａｏ：ＡｌＮ １０　０．５　０．５　１８００−２１００　　＜２０
０　２２憫ｕ４．８１０　１　　　　ｏ、ｓ　　　　　
　　　　　＜ｔｏｏ　　１４−Ｊ２１　５．１１０　１
　　　１　　　　　　　　ｔｔ　　　　　　　ｗ　　　
ＩＣｒ”２２　５．４１０　２　　　１　　　　　　　
　ｔｔ　　　　　　　ｔｔ　　　１９−Ｊ２３　５．０
１０　２　　　２　　　　　　　　　　　　＜２ｏｏ　
　２１へ一’２８　４．７Ｗ：ＣａＯ１ｊ　　Ｏ ２ｏ　　Ｑ、５　０．５　１７０ＯＳ／２０００　　＜
２００　２１材８　５．２２０　１　　０．５　　　　
　　　　　　＜１００　１５Ｓ−１２５５，４２０１１
ｔｔ　　　　　　／／１１へ４１５．８２０２１　　　
　　　　　　　　　＜２００１伊ν１６　５．１２０　
２　　　２　　　　　　　／／　　　　　　ｔｔ　　　
１７”２１　４．９Ｗ：ＣａＯ：ＡｌＮ ２Ｏ０，５０，５１８００−Ｊ２１００　　（２００２
３〜３３　５．１２０　１　　　０．５　　　　　　ｔ
ｔ　　　　　　ｔｔ　　　１８−Ｊ２１　５．８２０　
１、　１　　　　　　　／／　　　　＜１００　１１〜
１４　５．９２０２１　　　　　　　　　　　　　　／
／１３〜１８　５．０２０　２　　　２　　　　　　　
　　　　　　＜２００　２１へ／２９　５．０Ｍｏ：Ｓ
ｒＯ：Ａｌ　０ １０　１　　　１　　　１７５０〜１９５０　　（２０
０１６−２２４，８１０２１／／　　　　　　　　／／
１７へ’２０　　４．９Ｍｏ：ＳｒＯ：Ａ１ １０　１、　　　１　　　１８００Ｓ／２１００　　＜
ｌｏｏ　　１４−２３　５．１１０２１　　　　　　　
　　　　　　　　　　／／１５〜２１　　５．ＯＷ：Ｓ
ｒＯ：Ａｌ　０ ２０　１　　　１　　　１８０Ｇ−２１００＜１００　
１２〜１８　５．３２０２１　　　　　　　　　　　　
　　　　／／　　　　１３へ−２１５，６Ｗ：ＳｒＯ：
Ａ７Ｎ ２０１　　　１　　　１９０酬−２１００（１００１１
〜１６　５．２２０　　２　　　１　　　　　　　　／
／　　　　　　　　／／　　　　１０−１５　　５．４
Ｍｏ：ＢａＯ：Ａｌ　０ １０　１．５　１　　　１７０ＯＮ１８５０　　＜２０
０　１８−２３　４．６１０　　３　　　１　　　　　
　　　　　　　　　　／／　　　　１７へ−１５，０Ｍ
ｏ：ＢａＯ：ＡｌＮ １０　１．５　１　　　１８０８１００　　＜２００　
１６〜２４　５．１１０　　３　　　１　　　　　　　
　／／　　　　　　　　ｐ　　　　ｌシー２１　　４．
９Ｗ：ＢａＯ：Ａｌ　０ ２０　１．５　１　　１８００−２１００　　＜２００
　１４〜１８　４．３２０　３　　　１　　　　　　ｔ
ｔ　　　　　　ｔｔ　　　１６Ｓ−／２１　４．８Ｗ：
ＢａＯ：ＡｌＮ ２Ｏ１，５１１８００−２１００＜２００　１４−２１
　４．１２０　３　　　１　　　　　　　ｐ　　　　　
　／／　　　１！Ｓ！２　５．２Ｍｏ：Ｙ　Ｏ：Ａｔ　
０ １０　　ａ　　　　Ｏ，５１８５ト２１００　　＜２０
０　１Ｆ屹５　５．０１０　３　　　１　　　　　　　
　　　　　＜１００　　１７へ／２３　５．２Ｍｏ：Ｙ
　　Ｏ：ＡｌＮ １０　３　　　　ｏ、ｓ　　１８５０−２１００　　＜
ｔｏｏ　　１８−２２　５．１１０３１　　　　　　　
　　　　　　／／　　　　１ト屹４４．９Ｗ：Ｙ　　Ｏ
：Ａｌ　０ ２０　３　　０．５　１８５０−２１００　　（１００
１１〜１３　５．２２０　３　　　１　　　　　　　　
　　　　　〃１ト１４　５．４ＷＡＹ　　ＯｌｌＮ ２０　３　　　０．５　１８５０Ｓ／２１００　　（１
００１２〜１６　５．２２０３１　　　　　　　／／　
　　　　　１１１０〜１７　５．４Ｍｏ：ＯｅＯ：Ａ１
　０ １０　３　　０．５　　１８０ＯＳ／２１００　　＜２
００　２Ｏ−Ｊ２４　４．１１０３１　　　　　　　　
　／／　　　　　　　　１１２１へ／２３　　４．４Ｍ
ｏ：ＣｓＯ：Ａ、ｌＮ １０　３　　０．５　　１８００−２１００　　（２０
０１８−／２６　４．．２１０　　３　　　１　　　　
　　　　　／／　　　　　　　　ｌ／　　　　２ＯＳ／
２４　　４．６Ｗ：ＣｅＯ：Ａ１　０ ２０　３　　０．５　　１８５０へ／２１００　　＜２
００　１７〜１９　４．４２０　　３　　　１　　　　
　　　　　　　　　　　　　１／　　　　１６−２１　
　４．３Ｗ：ＣｅＯ：ＡＩＮ ２０　３　　０．５　　１８５０−Ｊ２１００　　（２
００１６−２１４，４２０３１ｔｔ　　　　　　　　ｔ
ｔ　　　　１７〜２３　　４．９Ｍｏ：Ｇｃｌ　　Ｏ：
Ａ１　０ １０　３　　０．５　　１８５０−２１００　　（２０
０１デー２０　４．８１０３１　　　　　　　　　　　
　　　　　１／　　　　１６〜１９　　５．１１０　４
　　０．５　　　　　　　　　　　＜１ｏｏ　　１ト１
７５．２１０４１　　　　　　　　１／　　　　　　　
　／／１５〜１９　　４．９Ｍｏ：（ｌ　　Ｏ；ＡｌＮ １０　３　　０．５　　１８５０−２１００　　（２０
０１６〜１９　４．６１０　３　　１　　　　　　　　
〃　　　　　　　　〃　　　１５〜１８　　５．０１０
　　４　　　０．５　１８５０−２１００　　（ｉｏｏ
　　１４〜１６　５．３１０　　４　　　１　　　　　
　／／　　　　　（２００１５〜１９　４．７Ｗ：Ｇｄ
　　Ｏ：Ａｔ　０ ２０　　３　　　０．５　　１８５０へ−２１００（２
００１３〜１７　５．０２０　　３　　　１　　　　　
　　　　　　　＜１００　１１〜１４　５．３２０　　
　４　　　０．５　　　　　　　　　　　　　　　／／
　　　　１０−１３　　５．５２０　　４　　　１　　
　　　　　／／　　　　　（２００１１〜１４　５．１
Ｗ：Ｇ（ｌ　　Ｏ：ｋｌＮ ２０　　３　　　０．５　１８５０Ｓ／２１００　　＜
２００　１４〜１８　５．１２０　　　３　　　　１　
　　　　　　　　　　　　　　　　／／　　　　１２〜
１９　　５．５２０　　４　　０．５　　　　　　　　
　　＜１００　１α〜１１　５．７２０　　４　　　１
　　　　　　　　　　　（２００１３Ｎ１８　５．０Ｍ
ｏ：ＣａＯ：Ｇｄ　　Ｏ：Ａ１　０ １０　０．５　０．５　０．５　１７０ω−１９５０＜
２００　２１へ’２６　４．９１０　１　　０．５　０
．５　　　　　　　　　　＜１００　１４−１９　４．
８１０１　　１　　０．５　　　　　　　　　　（１０
０１３〜１７　５．０１０１　　１　　１　　　　　　
　　　　　＜１００　１８−２７　４．７Ｍｏ：ＯａＯ
：Ｇｃｌ　　Ｏ：ＡＩＮ １０　０．５　０．５　０．５　１７０伊シ１９５０　
　＜２００　２計屹７５．１１０１　　　０．５０．５
　　　　　　／／　　　　　　　　　Ａ’　　　　２１
へ’２５　　５．８１０　１　１　０．５　１７００〜
１９５０　（１００１３−１８５，２１０１１１ｔｔ　
　　　＜２００　１９−２７５．６Ｍｏ：ＣａＯ：Ｙ　
　Ｏ：Ａ７Ｎ １０　ｏ、ｓ　　ｏ、ｓ　ｏ、ｓ　　１７００−１９５
０　　＜２００　２Ｏ−Ｊ２７　５．０１０　１　　０
．５　０．５　　　　　　　　　　　（１００１７へ４
１４．９１０１　　１　　０．５　　　　　　　　　　
　　　　ｔｔ　　　　１４〜１９　　４．７１０１　　
１　　　ｉ　　　　　　　ｐ　　　　　　（２００１６
−２１５，ＯＷ：ＯａＯ：Ｇｄ　　Ｏ：Ａｔ　　Ｏ １００，５０，５０，５１８０Ｍ１００　　＜２００　
１７−２１　５．１１０１　　０．５０．５　　　　　
ｔｔ　　　　　（１００１２〜１６　５．６１０１　　
１　　０．５　　　　　　　　　　　　　　／／　　　
　１１〜１７　　５．８１０１１１　　　　　　　　　
　　　　　　／／　　　　１４〜１９　　５．２Ｗ：Ｃ
！ａｏｌｄ　　Ｏ：ＡＩＮ １０　０．５　０．５　０．５　１８００へ／２１００
　　＜１００　１１〜１３　５．４１０１　　０．５０
．５　　　　　　　　　　　　　　ｔｔ　　　　１２〜
１６　　５．６１０１　　１　　０．５　　　　　　　
　　　　　　　／／　　　　１７−２１　　５．４１０
１　　１　　１　　　　　　　ｐ　　　　　＜２００　
１９−Ｊ２６　５．５Ｗ：（１！ａｏ：Ｙ　　Ｏ：ＡＩ
Ｎ １００．５　０．５　０．５　１８００−２１００　　
＜２００　１６へ／２４　４．９１０　１　　０．５　
０．５　　　　　　　　　　　　　／／　　　１６−Ｊ
２７　５．０１０　１　　１　　０．５　１８０８１０
０　　（１００１３〜１９　５．１１０１　　１　　１
　　　　　　／Ｆ　　　　　＜２００　１９−２８　４
．９比較例 上記実施例と同様にＣａＯ１ＳｒＯＳＥａＯ１Ｙ２０３
、ＣｅＯＳＧｄ　Ｏ、Ａｔ　Ｏ、又はＡｌＮ粉末をＷ又
はＭ。
金属粉末に添加して有機ビヒクルを加えて混練したペー
ストを用いて同時焼成を行なった。
１０−３０　１〜１０　１６０Ｍ２００　　）１　　　
）０．５　　　（ＩｒＯ 〃　１〜１０　　　　　　　＞１　　＞０．６　　　ｔ
ｔａＯ 〃　１〜１０　　　　　　　）０．５　１刈、５　〃Ｏ 〃　１〜３０　　　　　　　）１　　）１　　　　ｔｔ
ｅ０２ 〃　１〜３０　　　　ｐ　　　）１　　）１　　　　ｔ
ｔｄ　　０ 〃　１〜３０　　　　／／　　　＞１＞１　　　　〃１
０〜３０　１−３０　１６０す−２００）０．５　　）
０．８　　（ＩＩＮ ＩＩ　　　１−３０　　　　　　　　　　”）ｏ、４＞
０．４　　　／／Ｍｏ又はＷのみ ／／　　　　　＞１　　　）１　　　　ｔｔ〔発明の効
果〕 以上、本発明によれば、そりが殆ど無（ＡｌＮ焼結体と
の密着強度並びに導体抵抗値について実用上十分満足で
きるメタライズ面を有するＡｌＮ焼結体を提供できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）Ａ群：ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｙ＿２Ｏ＿３、
    ＣｅＯ＿２、Ｇｄ＿２Ｏ＿３Ｂ群：Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ａ
    ｌＮ 上記Ａ群のうちの一種以上と、Ｂ群のうちの一種以上と
    を含有することを特徴とするＷ又はＭｏからなるメタラ
    イズ面を有するＡｌＮ焼結体。
  2. （２）Ａ群：ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｙ＿２Ｏ＿３、
    ＣｅＯ＿２、Ｇｄ＿２Ｏ＿３Ｂ群：Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ａ
    ｌＮ 上記Ａ群のうちの一種以上と、Ｂ群のうちの一種以上と
    を含有せしめたＷ又はＭｏペーストを、ＡｌＮのグリー
    ンに塗布し、これらを同時に焼成することを特徴とする
    メタライズ面を有するＡｌＮ焼結体の製造方法。
  3. （３）同時に焼成する時の雰囲気が窒素雰囲気である特
    許請求の範囲（２）項に記載のメタライズ面を有するＡ
    ｌＮ焼結体の製造方法。
JP2678387A 1987-02-06 1987-02-06 メタライズ面を有するＡｌＮ焼結体の製造方法 Granted JPS63195183A (ja)

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