JPS6355187A - Aluminum nitride sintered body with metallized surface - Google Patents

Aluminum nitride sintered body with metallized surface

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JPS6355187A
JPS6355187A JP19954686A JP19954686A JPS6355187A JP S6355187 A JPS6355187 A JP S6355187A JP 19954686 A JP19954686 A JP 19954686A JP 19954686 A JP19954686 A JP 19954686A JP S6355187 A JPS6355187 A JP S6355187A
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sintered body
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aluminum nitride
ain
nitride sintered
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笹目 彰
坂上 仁之
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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) [Abstract] 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、実装の際の最良
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. 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
は放熱性が不十分てあり、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 substrates, but the thermal conductivity of conventional alumina sintered bodies is insufficient for heat dissipation, and it is becoming impossible to adequately cope with the increase in heat generation of IC chips. . 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、またベリリ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 inherently has high thermal conductivity and high insulation properties, and unlike beryllia, it is non-toxic, so it is viewed as a promising material in the semiconductor industry, especially as an insulating material or a packaging material.

窒化アルミニウム(AIN)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。
Since aluminum nitride (AIN) sintered bodies have high thermal conductivity, they are attracting attention as substrates for integrated circuits (ICs), heat sinks, etc. as described above. However, while having such interesting properties,
Sintered bodies have problems 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 methods, and in reality, the surface is modified by some method before or during the metallization operation, and other methods such as metals, etc. It is necessary to improve bondability with

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IN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8102、Al2O3、ムライト、Fe2
O3、CIJ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
8102, Al2O3, mullite, Fe2 on the surface of the sintered body
This is a method of forming an oxide layer such as O3 or CIJ. However, although the oxide layer as exemplified above has good affinity with the glass layer, alumina layer, etc. and forms a strong bond, it has low affinity with the AIN sintered body itself.
There seems to be a problem with reliability.

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AIN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、実用性十分な金属化面を有するAIN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 stated above, AIN sintered material has extremely good electrical insulation and thermal conductivity, and is therefore expected to be used as an IC insulating substrate or heat sink material that requires good heat dissipation. The body is often used with its surface metallized, but there have been problems in terms of bonding strength to these metals. Therefore, various methods such as those described above have been considered, but all of them are insufficient, and an AIN sintered body having a metallized surface sufficient for practical use has not yet been obtained.

即ち、従来のAIN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Al2O3用であ
り、AIN層とは反応性が良くないためである。
That is, the conventional thick film method of coating an AIN sintered body with a metallized paste (for example, a commercially available frit or chemical bond type) has not been able to provide good bonding strength. This is because the conductive paste is originally for Al2O3 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。しかしながら、上記5iO7、
Al2O3、ムライト、Fe2O3、CuO等の酸化物
層はAIN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AIN焼結体との接合強度も改善されない。
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 5iO7,
Oxide layers such as Al2O3, mullite, Fe2O3, CuO, etc. have poor reactivity with AIN. 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 strength with the AIN sintered body will not be improved. is not improved either.

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。
Furthermore, this oxide treatment has problems in terms of density and film bonding strength.

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+□02→ Al2O3+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。
That is, the oxide treatment of the AIN surface is expressed, for example, by the following formula: 2AIN+□02→ Al2O3+N2 ↑Nitrogen gas may be generated as a result of this reaction, and the resulting oxide film is extremely porous. It becomes a membrane.

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、これは窒化物と反応性が高い活性金属を用いた場
合でも、AIN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1尋られず、結合が困難で
あることによるものと思われる。
That is, even when active metals that are highly reactive with nitrides are used, AIN is extremely chemically stable, so there is no sufficient bonding strength between them, making bonding difficult. This seems to be due to the following.

以上の如く、AIN焼結体と金属化層を実用性十分な接
合強度とするだめの各種試みはいずれも満足すべきもの
ではなかった。従って、金属層もしくは金属酸化物等並
びにAIN焼結体両者に対して親和性を有する様な構造
を設定して、これらの間の結合を保証し、金属化層とA
IN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。
As described above, all attempts to achieve a bond strength sufficient for practical use between the AIN sintered body and the metallized layer have not been satisfactory. Therefore, by setting a structure that has affinity for both the metal layer or metal oxide, etc. and the AIN sintered body, the bond between them is guaranteed, and the metallized layer and A
There is a strong desire to develop a new technique that can improve the bonding strength of IN sintered bodies.

そこで、本発明の目的は絶縁性並びに放熱性に優れた金
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AIN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 having excellent insulation properties and heat dissipation properties and an AIN sintered body. That is, the object of the present invention is to provide an AIN sintered body having excellent bonding strength and a highly reliable metallized surface.

問題点を解決するための手段 本発明者等は窒化アルミニウム焼結体のIC用基板等と
しての実用化研究における上記の如き現状に鑑みて、上
記目的の金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体を得
るために種々検討・研究した結果、窒化アルミニウム焼
結体基板の金属化すべき表面上に該窒化アルミニウム焼
結体の焼結助剤の高濃度層を実現し、これを介して金属
化面を形成することが有利であることを見出し、本発明
に至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have developed an aluminum nitride sintered body having a metallized surface for the purpose described above, in view of the above-mentioned current state of research on the practical application of aluminum nitride sintered bodies as IC substrates, etc. As a result of various studies and studies, we realized a highly concentrated layer of sintering aid for the aluminum nitride sintered body on the surface of the aluminum nitride sintered body substrate to be metallized, and through this layer, the metallized surface The present invention was based on the discovery that it is advantageous to form the following.

即ち、本発明の金属化面を有する窒化アルミニウム焼結
体は、窒化アルミニウム焼結体基板と、その上に設けら
れた元素周期律表の第IIIa族元素の酸化物またはそ
の混合物からなる該窒化アルミニウム用焼結助剤の高濃
度層(以下高濃度焼結助剤層ともいう)と、該高濃度層
を介して上記焼結体基板上に設けられた金属層とで構成
されることを特徴とするものである。
That is, the aluminum nitride sintered body having a metallized surface of the present invention comprises an aluminum nitride sintered body substrate and an oxide of a group IIIa element of the periodic table of elements provided thereon or a mixture thereof. It is composed of a high concentration layer of a sintering aid for aluminum (hereinafter also referred to as a high concentration sintering aid layer) and a metal layer provided on the sintered body substrate via the high concentration layer. This is a characteristic feature.

本発明の金属化層を有するAIN焼結体において、まず
窒化アルミニウム焼結体基板としては、多量の気孔、不
純物等の欠陥を含まない良好な熱伝導率を有するもので
あることが重要である。
In the AIN sintered body having a metallized layer of the present invention, it is important that the aluminum nitride sintered body substrate has good thermal conductivity and does not contain defects such as a large number of pores and impurities. .

本発明の金属化面を有する窒化アルミニウム(AI N
 ”)焼結体において、上記焼結助剤の高濃度層材料と
して有用な第1a族元素としては、特にイツトリウム(
Y)、セリウム(Ce)、カドリニウム(Gd)、ユウ
ロピウム(Eu)、サマリウム(Sm)、ホロニウム(
HO)またはイッテルビウム(Yb)を好ましい例とし
て挙げることができる。また、この高濃度助剤層の厚さ
は1〜100μmの範囲内の値とすることが好ましい。
Aluminum nitride (AIN
In the sintered body, yttrium (
Y), cerium (Ce), cadrinium (Gd), europium (Eu), samarium (Sm), holonium (
Preferred examples include HO) and ytterbium (Yb). Moreover, it is preferable that the thickness of this high concentration auxiliary agent layer is within the range of 1 to 100 μm.

このAIN焼結体表面に高濃度焼結助剤層を形成するた
めには、以下の如き様々な方法を採用することができる
。まず、例えば焼結助剤として酸化セリウムを、窒化ア
ルミニウム粉末に対して5〜lQwt%及び有機バイン
ダーを添加した後、混練して厚みが1〜lQmmのグリ
ーンシートを作製する。
In order to form a highly concentrated sintering aid layer on the surface of this AIN sintered body, the following various methods can be employed. First, for example, cerium oxide as a sintering aid is added to aluminum nitride powder in an amount of 5 to 1Qwt% and an organic binder, and then kneaded to produce a green sheet having a thickness of 1 to 1Qmm.

このシートを適当な大きさに成形した後、脱バインダー
し、次いて1700〜2200℃の窒素中で30〜12
0分焼成する。焼成中、1600℃以上で焼結助剤の酸
化セリウムが窒化アルミニウム粉末と反応して融液が生
じ、焼結を促進させる。しかしながら、その試料の焼結
が十分に完了しない間は多孔質であり、この毛細管を助
剤成分が通って表面へ拡散し、そして焼結が完了する。
After forming this sheet into an appropriate size, the binder is removed, and then the sheet is heated in nitrogen at 1700 to 2200°C for 30 to 12 hours.
Bake for 0 minutes. During firing, the sintering aid cerium oxide reacts with the aluminum nitride powder at 1600° C. or higher to form a melt, which promotes sintering. However, while the sample is not fully sintered, it is porous and the auxiliary components diffuse through the capillaries to the surface and sintering is complete.

この様に5wt%含有していた助剤のうち、はとんどが
表面に拡散しているため焼結体内の助剤の濃度が大きく
低下して表面から1〜100 μmの深さまでは助剤の
濃度は大きく増加している。この拡散層の助剤成分は約
20〜5Qwt%と増加している。このため、拡散層の
助剤成分の量はグリーンシート作製時の焼結助剤の添加
量の他に、グリーンシートの厚み、焼結条件に大きく影
響される。焼結助剤としては、酸化セリウムの他に、窒
化アルミニウム用の焼結助剤であれば何ら差し扱えない
In this way, most of the auxiliary agent contained at 5 wt% is diffused to the surface, so the concentration of the auxiliary agent in the sintered body decreases greatly, and the auxiliary agent is auxiliary at a depth of 1 to 100 μm from the surface. The concentration of the agent has increased significantly. The auxiliary component of this diffusion layer is increased to about 20 to 5 Qwt%. Therefore, the amount of the auxiliary component in the diffusion layer is greatly influenced by the thickness of the green sheet and the sintering conditions, in addition to the amount of the sintering auxiliary agent added during production of the green sheet. In addition to cerium oxide, any sintering aid for aluminum nitride can be used as the sintering aid.

かくして形成された焼結助剤の高濃度層上には所定の金
属化面が与えられる。この金属化面の形成法、使用する
材質等については特に特殊なものである必要はなく、従
来公知の各種方法並びに材料のいずれを使用することも
可能である。例えば、金属化面をAu、 Ag5Pt、
 Pdおよびこれらの混合物などで形成する場合には、
例えばAu、 Au−Pt、 Pt、Ag、 Ag−P
dなどのペーストをスクリーン印刷法でコーティングし
、次いで大気中、酸素雰囲気中あるいは窒素雰囲気中で
、約850〜940℃の範囲内の温度下で焼付けする厚
膜ペースト法に従って形成することができる。同様に金
属化(メタライズ)用材料がMOlMo  !Au5C
uまたはWなどである場合にも厚膜ペースト法を利用す
ることができる。しかしながら、上記例示の材料は単な
る例示であって、これにより何等本発明を制限するもの
ではなく、以下の記載においても同様である。
A predetermined metallization surface is provided on the thus formed high concentration layer of sintering aid. The method of forming the metallized surface, the material used, etc. do not need to be particularly special, and any of the various conventionally known methods and materials can be used. For example, the metallized surface is Au, Ag5Pt,
When formed from Pd and a mixture thereof,
For example, Au, Au-Pt, Pt, Ag, Ag-P
It can be formed according to a thick film paste method in which a paste such as d is coated by a screen printing method and then baked at a temperature in the range of about 850-940° C. in air, oxygen atmosphere or nitrogen atmosphere. Similarly, the material for metallization is MOlMo! Au5C
The thick film paste method can also be used when the material is U or W. However, the above-mentioned materials are merely examples and do not limit the present invention in any way, and the same applies to the following description.

また、本発明のAIN焼結体の金属化面は公知の各種薄
膜形成法を利用して実現することができ、好ましくは物
理蒸着法、例えば真空蒸着法、スパッタ法、イオンブレ
ーティング法などを利用して形成することができ、この
方法は、特に二層以上の積層構造の金属化面を形成する
際に有利であり、周期律表第IVa族元素(チタン(T
i)、ジルコニウム(2r)またはハフニウム(Hf)
 ) / (MOまたはpt)/(NiまたはAu)、
例えばTi/Mo/Ni、Ti/!Jo/AuXTi/
Pt/Au52r/Mo/Ni5Zr/Mo/Au52
r/Pt /Auなどの三層構造で実現できる。
Further, the metallized surface of the AIN sintered body of the present invention can be realized using various known thin film forming methods, preferably physical vapor deposition methods such as vacuum evaporation method, sputtering method, ion blating method, etc. This method is particularly advantageous when forming a metallized surface of a laminated structure of two or more layers.
i), zirconium (2r) or hafnium (Hf)
) / (MO or pt) / (Ni or Au),
For example, Ti/Mo/Ni, Ti/! Jo/AuXTi/
Pt/Au52r/Mo/Ni5Zr/Mo/Au52
It can be realized with a three-layer structure such as r/Pt/Au.

物理蒸着法の中では、特にイオンブレーティング法が、
堆積膜の密着性等において優れていることから好ましく
、また最下層即ち高濃度焼結助剤層と接する層としては
上記第■a族元素などの活性金属を用いることが有利で
あり、これらは酸素または元素周期律表第]]Ja族元
素との化学親和性が高いことからAIN焼結体基板用焼
結助剤の高濃度層と強固な結合を形成するものと期待さ
れる。
Among the physical vapor deposition methods, the ion blating method is particularly
It is preferable because it has excellent adhesion of the deposited film, and it is advantageous to use active metals such as the above-mentioned Group Ⅰa elements as the bottom layer, that is, the layer in contact with the high-concentration sintering aid layer. Since it has a high chemical affinity with oxygen or the Ja group elements of the Periodic Table of Elements, it is expected to form a strong bond with the high concentration layer of the sintering aid for the AIN sintered body substrate.

作用 AINは本来的にガラスあるいは金属との親和性が著し
く悪く、そのため優れた熱伝導率(放熱特性)並びに電
気絶縁性を有するにも拘らず、現在までのところ実用化
には程遠いものであった。即ち、AIN焼結体をIC用
基板、ヒートシンクなどの材料として応用可能なものと
するためには、これと金属等との親和性・濡れ性を改善
して、これらの間の高い密着強度を確保しなければなら
ない。
Function AIN inherently has a very poor affinity with glass or metal, so despite having excellent thermal conductivity (heat dissipation properties) and electrical insulation, it is still far from being put to practical use. Ta. In other words, in order to make the AIN sintered body applicable as a material for IC substrates, heat sinks, etc., it is necessary to improve the affinity and wettability of the AIN sintered body with metals, etc., and to achieve high adhesion strength between them. must be secured.

そのための解決策として、既に述べたようにAIN焼結
体基板上に金属化面を施す前に酸化物等で表面処理を施
す方法が知られていたが、このような処理を施しても、
このような処理の結果得られた層とAINとの不整合性
のために十分な実用化し得るほどの密着強度を達成する
ことができず、しかもAIN焼結体を表面処理すること
は工程を複雑化し、得られる製品をコスト高なものとす
る。
As a solution to this problem, a method has been known in which, as mentioned above, the AIN sintered substrate is surface treated with an oxide or the like before being metallized, but even with such treatment,
Due to the incompatibility between the layer obtained as a result of such treatment and the AIN, it is not possible to achieve a sufficient adhesion strength for practical use, and surface treatment of the AIN sintered body requires a process. This makes the resulting product more complex and more expensive.

以上述べた如き従来の金属化面を有するAIN焼結体の
作製においてみられた諸欠点は本発明に従って、金属化
すべき表面に焼結助剤が拡散した結果得られる高濃度焼
結剤層を有するAIN焼結体を使用することにより殆ど
解決される。
The various drawbacks observed in the production of conventional AIN sintered bodies having metallized surfaces as described above can be solved by using a highly concentrated sintering agent layer obtained as a result of diffusion of a sintering aid onto the surface to be metallized. Most of the problems can be solved by using an AIN sintered body with

一般に、焼結助剤は焼結すべき物質に対して化学的に親
和性の高い化合物から選ばれたものであるはずであり、
焼結助剤の高濃度層とAIN層との間には不整合性はな
いことが期待され、従ってこの高濃度層とAIN焼結体
とは殆ど“一体物”であると考えられる。即ち、助剤成
分はAIN粒子を十分に濡らし、良好な粒界組織を形成
するものと考えられる。従って、この粒界組織層によっ
て主として構成される領域、即ち高濃度焼結助剤層につ
いてもAIN焼結体と同等の機械的強度が認められ、こ
れらの間の不整合性は殆どないものと考えて差しつかえ
ない。しかも、助剤は第1[a族元素の酸化物であるた
め厚膜ペーストに含まれるガラス成分あるいは金属と極
めて濡れ性がよく、そのため金属化面と強固に接着する
ことができる。
Generally, the sintering aid should be selected from compounds that have a high chemical affinity for the material to be sintered;
It is expected that there is no inconsistency between the high concentration layer of the sintering aid and the AIN layer, and therefore the high concentration layer and the AIN sintered body are considered to be almost "one body". That is, it is considered that the auxiliary component sufficiently wets the AIN particles and forms a good grain boundary structure. Therefore, the mechanical strength equivalent to that of the AIN sintered body is observed in the region mainly composed of this grain boundary structure layer, that is, the high concentration sintering aid layer, and there is almost no inconsistency between them. I can't help but think about it. Moreover, since the auxiliary agent is an oxide of a group 1 (a) element, it has extremely good wettability with the glass component or metal contained in the thick film paste, and therefore can be firmly bonded to the metallized surface.

即ち、例えば金属化面がAu、 Ag5Pt系、Mo、
iA。
That is, for example, the metallized surface is Au, Ag5Pt system, Mo,
iA.

−Mn、 CuあるいはWなどの場合にはこれらのペー
ストを塗布した後、適当な条件の下で焼成することによ
りペースト中に含まれているガラス成分あるいは金属成
分がAIN焼結体表面に析出している焼結助剤成分と反
応するか、あるいはこの助剤成分を介することで焼結体
表面の濡れ性が向上し、金属化面とAIN焼結体が高い
強度で接着しているものと考えられる。
- In the case of Mn, Cu, or W, after applying these pastes, by firing under appropriate conditions, the glass or metal components contained in the paste will precipitate on the surface of the AIN sintered body. The wettability of the sintered body surface is improved by reacting with the sintering aid component, or through this aid component, and the metallized surface and the AIN sintered body are bonded with high strength. Conceivable.

また、金属化面が第■a族元累/)40またはPt/A
uまたはN1の三層構造を有するものである場合、その
最内層即ちAIN焼結体基板と直接あるいは高濃度焼結
助剤層を介してAIN基板と接する層としての活性化金
属層は上記高濃度層の助剤成分と強固に結合することで
高い接合強度が確保されるものと考えられる。
In addition, the metallized surface is group ■a element/) 40 or Pt/A
In the case of a three-layer structure of u or N1, the innermost layer, that is, the activated metal layer as a layer in contact with the AIN sintered body substrate directly or through a high-concentration sintering aid layer has the above-mentioned high-concentration sintering aid layer. It is thought that high bonding strength is ensured by strongly bonding with the auxiliary component of the concentration layer.

以上のいずれの場合においても、焼結助剤を構成してい
る第■a族元素およびこれと結合している酸素が、金属
化材料とA1.N焼結体との強固な接合に対して大きく
寄与していることは明らかである。このようにAIN焼
結体の金属化面側表面に高濃度焼結助剤層が存在するこ
とは極めて重要であり、その厚さも臨界的条件となる。
In any of the above cases, the Group IVa element constituting the sintering aid and the oxygen bonded thereto are connected to the metallized material and A1. It is clear that it greatly contributes to the strong bonding with the N sintered body. As described above, it is extremely important that a highly concentrated sintering aid layer exists on the metallized side surface of the AIN sintered body, and its thickness is also a critical condition.

即ち、強固な接合を達成するのに最小限必要な高濃度層
の厚みは約1μm程度であり、一方該高濃度層の厚みが
約100μmを越えた場合にはこの高濃度層の存在のた
めにAIN焼結体の特徴である高熱伝導性が低下してし
まうという別の問題が生じてくる恐れがある。そこで、
本発明では該高濃度層の厚さを上記の如く1〜100μ
mの範囲内に制限することにより、金属化面とA1焼結
体との高い接合強度を、AIN焼結体固有の特性を損う
ことなく確保することを可能とした。
In other words, the minimum thickness of the highly concentrated layer required to achieve a strong bond is approximately 1 μm, while if the thickness of the highly concentrated layer exceeds approximately 100 μm, the presence of the highly concentrated layer Another problem may arise in that the high thermal conductivity, which is a characteristic of the AIN sintered body, is reduced. Therefore,
In the present invention, the thickness of the high concentration layer is 1 to 100 μm as described above.
By limiting the value to within the range of m, it is possible to ensure high bonding strength between the metallized surface and the A1 sintered body without impairing the characteristics specific to the AIN sintered body.

かくして、接合強度の改善された本発明による金属化面
を有するAIN焼結体は、既に述べたIC基板例えば高
耐圧IC(HIC)、ヒートシンク等としてばかりでな
く、金属とAIN焼結体との複合材料が必要とされるあ
らゆる分野において有利に使用することができ、AIN
の有する興味ある特性、即ち高熱伝導性、高電気絶縁性
並びに高い機械的強度を十分に発揮させることができる
Thus, the AIN sintered body having a metallized surface with improved bonding strength according to the present invention can be used not only as the above-mentioned IC substrates, such as high voltage ICs (HICs), heat sinks, etc., but also as a bond between metal and AIN sintered body. It can be used advantageously in any field where composite materials are required, and AIN
It is possible to fully exploit the interesting properties of the material, namely high thermal conductivity, high electrical insulation, and high mechanical strength.

実施例 以下、実施例により本発明の金属化面を有するAIN焼
結体を更に具体的に説明すると共に、その奏する利点を
明らかにする。また製造例によってその製法を具体的に
説明する。しかしながら、本発明の範囲は以下の例によ
って何等制限されない。
EXAMPLES Hereinafter, the AIN sintered body having a metallized surface of the present invention will be explained in more detail using examples, and the advantages thereof will be clarified. Further, the manufacturing method will be specifically explained using manufacturing examples. However, the scope of the invention is not limited in any way by the following examples.

実施例1 添付第1図に、本発明に従う金属化面を有するへIN焼
結体の構成を模式的に示したが、図から明らかな如<、
AIN焼結体1と、金属化面2と、これらの間に介在す
るAIN焼結体焼結助剤の高濃度層3とで構成される。
Example 1 The attached FIG. 1 schematically shows the structure of a HEIN sintered body having a metallized surface according to the present invention, and as is clear from the figure,
It is composed of an AIN sintered body 1, a metallized surface 2, and a high concentration layer 3 of an AIN sintered body sintering aid interposed between these.

ここで、金属化面2は以下の製造例に示されるように様
々なものであり得、その厚さは従来公知のこの種の製品
における一般的範囲内の値とすることができる。
Here, the metallized surface 2 can be of various types, as shown in the production examples below, and its thickness can be within the usual range for products of this type known in the art.

製造例1 助剤としてY2O3、CaC2およびGdzO3を5w
t%添加した拡散層(高濃度層)を有する。AIN焼結
体に、AU、 Au−pt、 Ag−Pdペーストを厚
さ25〜30μm程度に塗布し、次いで大気中にて85
0〜940℃で10分間焼付けを行い、金属化面を有す
るAIN焼結体を形成した。かくしてi等だ金属面上に
0;8mmφの軟銅線を半田付して引張強度を求め、以
下の表にまとめた。尚、表面に拡散層を有しない均一に
助剤(5wt%)が分散した焼結体に同様にメタライズ
したものをも作製し、これについても上記同様に引張強
度を測定し比較例として併せて表に示した。
Production Example 1 5w of Y2O3, CaC2 and GdzO3 as auxiliaries
It has a diffusion layer (high concentration layer) doped with t%. AU, Au-pt, and Ag-Pd pastes were applied to the AIN sintered body to a thickness of about 25 to 30 μm, and then heated at 85 μm in the air.
Baking was performed at 0 to 940°C for 10 minutes to form an AIN sintered body having a metallized surface. Thus, an annealed copper wire with a diameter of 0.8 mm was soldered onto a metal surface of i, etc., and the tensile strength was determined and summarized in the table below. A sintered body with uniformly dispersed auxiliary agent (5 wt%) without a diffusion layer on the surface was also metalized in the same way, and the tensile strength of this was also measured in the same manner as above, and this was also included as a comparative example. Shown in the table.

製造例2 助剤として夫々Y2O3、CaC2およびGd2O3を
5wt%添加した拡散層を有する3種のAIN焼結体に
、W、 !ito、 Mo  !Anペーストを厚さ2
8〜34μm程度に塗布し、弱還元雪囲気中で、前者は
1450〜1740℃、後者三者は1310〜1520
℃で30分間焼付を行い、金属面を有するへIN焼結体
を形成した。かくして得た金属面上に81メツキ後、0
.8mmφの軟銅線を半田付けして引張強度を求め、以
下の表にまとめた。
Production Example 2 Three types of AIN sintered bodies each having a diffusion layer to which 5 wt% of Y2O3, CaC2 and Gd2O3 were added as auxiliaries were added W,! Ito, Mo! An paste with a thickness of 2
It was applied to a thickness of about 8 to 34 μm, and heated in a slightly reducing snow environment at 1450 to 1740 °C for the former and 1310 to 1520 °C for the latter three.
Baking was performed at ℃ for 30 minutes to form an IN sintered body having a metal surface. After 81 platings on the thus obtained metal surface, 0
.. Annealed copper wires of 8 mmφ were soldered to determine the tensile strength, and the results are summarized in the table below.

尚、表面に拡散層を有しない均一に助剤(5wt%)が
分散した焼結体に同様にメタライズしたものを作製し、
これらについても同様にして引張り強度を求め比較例と
して併せて表に示した。
In addition, a sintered body in which the auxiliary agent (5 wt%) was uniformly dispersed without a diffusion layer on the surface was similarly metalized, and
The tensile strengths of these samples were also determined in the same manner and are also shown in the table as comparative examples.

製造例3 助剤としてY 203、CeO□およびGd2O,を5
wt%添加した拡散層を有するAIN焼結体にCuペー
ストを厚さ10〜15μm程度に塗布し、非酸化性雰囲
気中950〜1050℃で、10分間焼付を行い、金属
化面を有するAIN焼結体を形成した。この金属化面上
に、0.8+nll1φの軟銅線を半田付けして引張強
度を求め、以下の表にまとめた。尚、表面に拡散層を有
しない均一に助剤(5wt%)が分散した焼結体に同様
にメタライズしたものを比較例として作製し、これら比
較例についても上記同様に引張強度を求め、結果を併せ
て表に示した。
Production Example 3 Y203, CeO□ and Gd2O as auxiliary agents
A Cu paste is applied to a thickness of about 10 to 15 μm on an AIN sintered body having a diffusion layer doped with wt%, and baked at 950 to 1050°C for 10 minutes in a non-oxidizing atmosphere to form an AIN sintered body with a metallized surface. Formed a body. An annealed copper wire of 0.8+nll1φ was soldered onto this metallized surface to determine the tensile strength, which is summarized in the table below. In addition, a sintered body with uniformly dispersed auxiliary agent (5 wt%) without a diffusion layer on the surface and metallized in the same manner was prepared as a comparative example, and the tensile strength of these comparative examples was determined in the same manner as above. are also shown in the table.

製造例4 助剤として夫々Y2O3、CeO2およびGdzOsを
5wt%添加した、拡散層を有する3種のAIN焼結体
にイオンブレーティング法でTi /Mo/N’1ST
i /M。
Production Example 4 Ti/Mo/N'1ST was applied to three types of AIN sintered bodies with diffusion layers to which 5 wt% of Y2O3, CeO2, and GdzOs were added as auxiliary agents, respectively, by an ion-blating method.
i/M.

/Au、 Ti /Pt /Ni、Ti /Pt/Au
52r/Mo/Ni、 Zr/Mo/Au、 Zr/P
t/Ni、Zr /Pt /Au、 Hf /Mo /
Ni。
/Au, Ti /Pt /Ni, Ti /Pt/Au
52r/Mo/Ni, Zr/Mo/Au, Zr/P
t/Ni, Zr/Pt/Au, Hf/Mo/
Ni.

Hf /Mo/Au5Hf /Pt/Ni5Hf /P
t/Auを3層構造で積層した。T1、Zr、 Hfの
膜厚はO,,4〜0.5μm。
Hf /Mo/Au5Hf /Pt/Ni5Hf /P
t/Au was laminated in a three-layer structure. The film thicknesses of T1, Zr, and Hf are O.4 to 0.5 μm.

MOlptの膜厚は0.3〜0.5μm5NiSAuの
膜厚は2.0〜2.5μmとした。この金属面上に0.
8mmφの軟銅線を半田付けして引張強度を求め、以下
の様にまとめた。尚、表面に拡散層を有しない、均一に
助剤(5wt%)が分散した焼結体に同様にメタライズ
したものを比較例として作製し、これら比較列について
も上記同様に引張強度を求め、結果を併せて表に示した
The film thickness of MOLPT was 0.3 to 0.5 μm, and the film thickness of 5NiSAu was 2.0 to 2.5 μm. 0 on this metal surface.
Annealed copper wires of 8 mmφ were soldered to determine the tensile strength, and the results were summarized as follows. Incidentally, a sintered body having no diffusion layer on the surface and in which the auxiliary agent (5 wt%) was uniformly dispersed was similarly metalized and produced as a comparative example, and the tensile strength was determined in the same manner as above for these comparative rows. The results are also shown in the table.

(i)  AIN (Y2O,:5wt%)a、拡散層
の厚み(μm)  1 メタライズ膜    Ti /Mo/Ni  Ti /
Mo /Au引張強度(Kg/mm2)    8.9
    9.6()内は比較例  (1,3)    
(1,5)Ti/Pt/Ni  Ti/Pt/Au  
Zr/!、to/Ni  2r/Mo/Au9.4  
  9.2    7.7    7.9(1,2) 
    (1,1)     (1,2)    (1
,1)Zr/Pt/Ni  2r/Pt/Au  Hf
/!、lo/Ni  )If/Mo/Au7.27.3
    6.3    5.9(1,4)     (
1,0)     (1,1)     (1,2)H
f/Pt/Ni  Hf/Pt/Au6.4    6
.2 (1,1)     (1,4) b、拡散層の厚み(μm)10 メタライズ膜   Ti /Mo/Ni  Ti /I
Ao /Au引張強度(Kg/m+y+2)   8.
8    9.4()内は比較例 (1,1)    
(1,0)Ti/Pt/Ni  Ti/Pt/Au  
Zr/Mo/Ni  Zr/!、lo/Au9.2  
  9.0     ?、9    7.6(1,4)
    (]、、3)    (1,0)    (1
,2)Zr/Pt/Ni  Zr/Pt/Au  Hf
/Mo/Ni  tlf/Mo/Au7.1    7
.1    6.2    6.0(1,2)    
(1,1)    (1,2)     (1,1)H
f/Pt/Ni  Hf/Pt/Au6.2    6
.1 (1,1)    ’(1,2) C4拡散層の厚み(μm)35 メタライズ膜    Ti/Mo/Ni  Ti/Mo
/Au引張強度(Kg/mm”)    8.3   
 8.6()内は比較例  (1,1)(1,2)Ti
/Pt/Ni  Ti/Pt/Au  Zr/Mo/N
i  Zr/!、lo/、Aug、4    8.2 
   7.4    7.4(1,1)     (1
,3)     (0,9)     (1,1)Zr
/Pt/Ni  Zr/Pt/Au  Hf/Mo/N
i  Hf/Mo/Au7、1    7.2 、  
  6.1    6.0(1,0)    (1,2
)     (0,9)     (1,0)Hf/P
t/Ni  Hf/Pt/Au5.9    6.0 (0,9)     (1,1) (ii)  AIN (CeO2: 5wt%)a、拡
散層の厚み(μm)  1 メタライズ膜    Ti/Mo/Ni  Ti/Mo
/^(引張強度(Kg/mm2)    9.4   
 9.3()内は比較例  (1,1)     (1
,4)Ti /Pt/Ni  Ti /Pt/Au  
2r/Mo/Ni  2r/1.to/Au9.1  
    9.2      8.1      8.0
(1,1)      (1,2)      (1,
0)      (1,2)Zr/Pt/Ni   2
r/Pt/Au   tlf/Mo/Ni   Hf/
Mo/Au8.2      8.1      6.
4      6.2(1,3)      (1,1
)      (1,2)      (1,3)Hf
/Pt/Ni   Hf/Pt/Au6.3     
 6.0 (1,2)      (1,3) b、拡散層の厚み(μm)10 メタライズ膜   Ti/Mo/Ni  Ti/Mo/
Au引張強度(Kg/mm2)   9.1    9
.2()内は比較例 (0,9)    (1,2)T
i/Pt/Ni  Ti/Pt/Au  Zr/Mo/
Ni  2r/!、to/Au9.4    9:2 
   8.4    8.3(1,1>    (1,
3>     (1,0)     (1,1)2r/
Pt/Ni  2r/Pt/Au  Hf/!、to/
Ni  Hf/Mo/Au7.0    8.1   
 6.0    6.2(1,2)    (1,3)
     (1,1)     (1,2)Hf/Pt
/Ni  Hf/Pt/Au6.2    6.1 (1,1)     (1,3) C1拡散層の厚み(μm)35 メタライズ膜    Ti/Mo/Ni  Ti/Mo
/Au引張強度(Kg/mm’)    9.0   
 9.2()内は比較例  (1,0)    (0,
9)Ti/Pt/Ni  Ti/Pt/Au  Zr/
Mo/Ni  2r/Mo/Au9.1    8.9
    8.08.2(1,1)     (1,2)
     (1,2)     (1,0)2r/Pt
/Ni  Zr/Pt/Au  Hf/Mo/Ni  
Hf/Mo/Au7.9    8.16.2    
6.4(0,9)     (1,1)     (0
,9)     (1,1)Hf/Pt/Ni  Hf
/Pt/Au6.0    6.1 (0,8)     (1,2) (iii) AIN (Gd203: 5wt%)a、
拡散層の厚み(μm)  1 メタライズ膜    Ti /Mo /Ni  Ti 
/)Ao /Au引張強度(Kg/mm2)    9
.7    9.6()内は比較例  (1,1)  
  (1,2)Ti/Pt/Ni  Ti/Pt/Au
  2r/Mo/Ni  2r/Mo/Au9.4  
  9.5    8.5    8.3(0,9) 
    (1,0)     (1,1)     (
1,0)Zr/Pt/Ni  Zr/Pt/Au  H
f/Mo/Ni  Hf/Mo/Au8.5    8
.1     ?、2    7.1(1,2)   
  (0,9)     (0,9)     (1,
1)Hf/Pt/Ni  Hf/Mo/Au7.2  
  7.4 (1,0)     (0,9) b、拡散層の厚み(μm) 10 。
(i) AIN (Y2O,:5wt%)a, thickness of diffusion layer (μm) 1 Metallized film Ti /Mo/Ni Ti /
Mo/Au tensile strength (Kg/mm2) 8.9
9.6 () Comparative examples (1, 3)
(1,5) Ti/Pt/Ni Ti/Pt/Au
Zr/! , to/Ni 2r/Mo/Au9.4
9.2 7.7 7.9 (1,2)
(1,1) (1,2) (1
,1) Zr/Pt/Ni 2r/Pt/Au Hf
/! , lo/Ni)If/Mo/Au7.27.3
6.3 5.9(1,4) (
1,0) (1,1) (1,2)H
f/Pt/Ni Hf/Pt/Au6.4 6
.. 2 (1,1) (1,4) b, Thickness of diffusion layer (μm) 10 Metallized film Ti /Mo/Ni Ti /I
Ao/Au tensile strength (Kg/m+y+2) 8.
8 9.4 () is a comparative example (1,1)
(1,0)Ti/Pt/Ni Ti/Pt/Au
Zr/Mo/Ni Zr/! , lo/Au9.2
9.0? , 9 7.6 (1,4)
(],,3) (1,0) (1
,2) Zr/Pt/Ni Zr/Pt/Au Hf
/Mo/Ni tlf/Mo/Au7.1 7
.. 1 6.2 6.0 (1,2)
(1,1) (1,2) (1,1)H
f/Pt/Ni Hf/Pt/Au6.2 6
.. 1 (1,1) '(1,2) Thickness of C4 diffusion layer (μm) 35 Metallized film Ti/Mo/Ni Ti/Mo
/Au tensile strength (Kg/mm”) 8.3
8.6 () is a comparative example (1,1)(1,2)Ti
/Pt/Ni Ti/Pt/Au Zr/Mo/N
i Zr/! ,lo/,Aug,4 8.2
7.4 7.4(1,1) (1
,3) (0,9) (1,1)Zr
/Pt/Ni Zr/Pt/Au Hf/Mo/N
i Hf/Mo/Au7, 1 7.2,
6.1 6.0 (1,0) (1,2
) (0,9) (1,0)Hf/P
t/Ni Hf/Pt/Au5.9 6.0 (0,9) (1,1) (ii) AIN (CeO2: 5wt%)a, thickness of diffusion layer (μm) 1 Metallized film Ti/Mo/Ni Ti/Mo
/^(Tensile strength (Kg/mm2) 9.4
9.3 () is a comparative example (1,1) (1
,4)Ti/Pt/NiTi/Pt/Au
2r/Mo/Ni 2r/1. to/Au9.1
9.2 8.1 8.0
(1,1) (1,2) (1,
0) (1,2)Zr/Pt/Ni 2
r/Pt/Au tlf/Mo/Ni Hf/
Mo/Au8.2 8.1 6.
4 6.2 (1, 3) (1, 1
) (1,2) (1,3)Hf
/Pt/Ni Hf/Pt/Au6.3
6.0 (1,2) (1,3) b, Thickness of diffusion layer (μm) 10 Metallized film Ti/Mo/Ni Ti/Mo/
Au tensile strength (Kg/mm2) 9.1 9
.. 2 () is a comparative example (0,9) (1,2)T
i/Pt/Ni Ti/Pt/Au Zr/Mo/
Ni 2r/! , to/Au9.4 9:2
8.4 8.3(1,1>(1,
3> (1,0) (1,1)2r/
Pt/Ni 2r/Pt/Au Hf/! ,to/
NiHf/Mo/Au7.0 8.1
6.0 6.2 (1,2) (1,3)
(1,1) (1,2)Hf/Pt
/Ni Hf/Pt/Au6.2 6.1 (1,1) (1,3) Thickness of C1 diffusion layer (μm) 35 Metallized film Ti/Mo/Ni Ti/Mo
/Au tensile strength (Kg/mm') 9.0
9.2 () is a comparative example (1,0) (0,
9) Ti/Pt/Ni Ti/Pt/Au Zr/
Mo/Ni 2r/Mo/Au9.1 8.9
8.08.2 (1,1) (1,2)
(1,2) (1,0)2r/Pt
/Ni Zr/Pt/Au Hf/Mo/Ni
Hf/Mo/Au7.9 8.16.2
6.4 (0,9) (1,1) (0
,9) (1,1)Hf/Pt/NiHf
/Pt/Au6.0 6.1 (0,8) (1,2) (iii) AIN (Gd203: 5wt%)a,
Thickness of diffusion layer (μm) 1 Metallized film Ti /Mo /Ni Ti
/) Ao /Au tensile strength (Kg/mm2) 9
.. 7 9.6 () is a comparative example (1,1)
(1,2) Ti/Pt/Ni Ti/Pt/Au
2r/Mo/Ni 2r/Mo/Au9.4
9.5 8.5 8.3 (0,9)
(1,0) (1,1) (
1,0) Zr/Pt/Ni Zr/Pt/Au H
f/Mo/Ni Hf/Mo/Au8.5 8
.. 1? , 2 7.1 (1, 2)
(0,9) (0,9) (1,
1) Hf/Pt/Ni Hf/Mo/Au7.2
7.4 (1,0) (0,9) b, Thickness of diffusion layer (μm) 10.

メタライズ膜    Ti/!、lo/Ni  Ti/
Mo/Au引張強度(Kg/mm2)    9.8 
   9.6()内は比較例  (0,9)(1,2)
Ti/Pt/Ni  Ti/Pt/Au  Zr/Mo
/Ni  Zr/Pt/Au9.6    9.7  
  8.6    8.4(1,0)     (0,
9)     (1,1)     (1,1)Zr/
Pt/Ni  Zr/Pt/Au  Hf/Mo/Ni
  Hf/Mo/Au8.5    8.2    7
,3    7.1(1,2)     (1,0) 
    (1,0)     (1,0)Hf/Pt/
Ni  Hf/Pt/Au7.3    7.2 (0,9)     (0,9) C0拡散層の厚み(μm)35 メタライズ膜    Ti /Mo /Ni  Ti 
/Mo /Au引張強度(Kg/mm2)    9.
4    9.5()内は比較例  (1,0)   
 (1,2)Ti/Pt/Ni  Ti/Pt/Au 
 Zr/Mo/Ni  2r/Mo/Au9.2   
 9.4    8.3    8.4(1,2)  
   (1,1)     (0,9)     (1
,0)2r/Pt/Ni  Zr/Pt/Au  Hf
/Mo/Ni  Hf/Mo/Au8.6    8.
3    7.1    7.0(1,0)     
(1,1)     (1,2)     (1,1)
Hf/Pt/Ni  Hf/Pt/Au7.2    
7.3 (0,9)     (0,8) 発明の効果 以上詳しく述べたように、本発明の金属化面を有するA
IN焼結体基板においては、AIN焼結体自体並びにそ
の上に適用される金属化材料のいずれに対しても化学的
親和性、即ち濡れ性が良好である焼結助剤の高濃度層を
設けたことにより、これら両者の接合強度が著しく改善
され、しかも該高濃度層の厚さを所定の範囲内に限定す
ることによりAIN焼結体自体の固有の特性、即ち高い
電気絶縁性、熱伝導性並びに機械強度を十分に保持させ
、かつ発揮させることができる。
Metallized film Ti/! , lo/Ni Ti/
Mo/Au tensile strength (Kg/mm2) 9.8
9.6 () is a comparative example (0,9) (1,2)
Ti/Pt/Ni Ti/Pt/Au Zr/Mo
/Ni Zr/Pt/Au9.6 9.7
8.6 8.4(1,0) (0,
9) (1,1) (1,1)Zr/
Pt/Ni Zr/Pt/Au Hf/Mo/Ni
Hf/Mo/Au8.5 8.2 7
,3 7.1(1,2) (1,0)
(1,0) (1,0)Hf/Pt/
Ni Hf/Pt/Au7.3 7.2 (0,9) (0,9) Thickness of C0 diffusion layer (μm) 35 Metallized film Ti /Mo /Ni Ti
/Mo /Au tensile strength (Kg/mm2) 9.
4 9.5 () is a comparative example (1,0)
(1,2) Ti/Pt/Ni Ti/Pt/Au
Zr/Mo/Ni 2r/Mo/Au9.2
9.4 8.3 8.4 (1,2)
(1,1) (0,9) (1
,0)2r/Pt/Ni Zr/Pt/Au Hf
/Mo/Ni Hf/Mo/Au8.6 8.
3 7.1 7.0 (1,0)
(1,1) (1,2) (1,1)
Hf/Pt/Ni Hf/Pt/Au7.2
7.3 (0,9) (0,8) Effects of the Invention As described in detail above, the A having a metallized surface of the present invention
The IN sintered body substrate contains a highly concentrated layer of sintering aid that has good chemical affinity, i.e., wettability, both for the AIN sintered body itself as well as for the metallization material applied thereon. By providing this, the bonding strength between the two is significantly improved, and by limiting the thickness of the high concentration layer within a predetermined range, the unique characteristics of the AIN sintered body itself, such as high electrical insulation and thermal insulation, are improved. Conductivity and mechanical strength can be sufficiently maintained and exhibited.

更に、本発明において助剤として周期律表第■a族元素
の酸化物を選ぶことにより、この物質の高濃度層と厚膜
ペースト中のガラス成分もしくは金属と、あるいはまた
薄膜法によるTI、Zr5Hfの蒸着膜と強固に結合し
、実用化するのに十分な接合強度を持つ金属化AIN焼
結体製品を得ることができる。
Furthermore, in the present invention, by selecting an oxide of an element of group IV of the periodic table as an auxiliary agent, it is possible to combine a high concentration layer of this substance with a glass component or metal in a thick film paste, or alternatively with TI, Zr5Hf by a thin film method. It is possible to obtain a metallized AIN sintered product that is firmly bonded to the vapor-deposited film and has sufficient bonding strength for practical use.

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

添付第1図は、本発明の金属化面を有するAIN焼結体
の構造を模式的に断面図で示したものである。 (主な参照番号) 1・・AIN焼結体、 2・・金属化層、3・・高濃度
焼結助剤層、
FIG. 1 attached hereto is a schematic cross-sectional view showing the structure of an AIN sintered body having a metallized surface according to the present invention. (Main reference numbers) 1..AIN sintered body, 2..metalized layer, 3..high concentration sintering aid layer,

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)窒化アルミニウム焼結体基板と、その上に形成さ
れた元素周期律表第IIIa族元素の酸化物からなる該窒
化アルミニウム用焼結助剤の高濃度層と、該高濃度焼結
助剤層を介して上記基板上に設けられた金属層とで構成
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) An aluminum nitride sintered body substrate, a high concentration layer of the sintering aid for aluminum nitride made of an oxide of Group IIIa element of the periodic table of elements formed thereon, and the high concentration sintering aid. An aluminum nitride sintered body having a metallized surface, comprising a metal layer provided on the substrate with an agent layer interposed therebetween.
(2)上記高濃度焼結助剤層が1〜100μmの範囲内
の厚さを有す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 aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to claim 1, wherein the high concentration sintering aid layer has a thickness within the range of 1 to 100 μm.
(3)上記第IIIa族元素がイットリウム、セリウム、
カドリニウム、ユーロピウム、サマリウム、ホロニウム
またはイッテルビウムであることを特徴とする特許請求
の範囲第1項または第2項に記載の金属化面を有する窒
化アルミニウム焼結体。
(3) The above Group IIIa element is yttrium, cerium,
The aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to claim 1 or 2, which is made of cadrinium, europium, samarium, holonium, or ytterbium.
(4)上記焼結助剤層は焼結の際に均一に分散してした
焼結助剤が毛管現象によって拡散されることによって形
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〜第3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。
(4) The sintering aid layer is formed by the sintering aid being uniformly dispersed during sintering and being diffused by capillary action. An aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to any one of items 1 to 3.
(5)上記金属層がAg、Au、Pt、Pdからなる群
から選ばれた少なくとも1種の金属からなるものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4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。
(5) Any one of claims 1 to 4, wherein the metal layer is made of at least one metal selected from the group consisting of Ag, Au, Pt, and Pd. An aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to item 1.
(6)上記金属層がMo、Mo−Mn、CuあるいはW
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4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 metal layer is Mo, Mo-Mn, Cu or W
An aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to any one of claims 1 to 4.
(7)上記金属層が、上記窒化アルミニウム焼結体の表
面側から(第IVa族の元素)/(MoまたはPt)/(
NiまたはAu)の順に設けられた三層構造を有するも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4
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 metal layer is formed from the surface side of the aluminum nitride sintered body by (group IVa element)/(Mo or Pt)/(
Claims 1 to 4 have a three-layer structure in which Ni or Au are provided in this order.
An aluminum nitride sintered body having a metallized surface according to any one of the items.
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