JPS6386598A - 高熱伝導性回路基板の製法 - Google Patents
高熱伝導性回路基板の製法Info
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Landscapes
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は焼結窒化アルミニウム系基体（以下ＡＩ Ｎ基
体という）に導体回路を有した高熱伝導性回路基板に関
し、特に信頼性の高い電子機器用の高熱伝導性回路基板
である。
体という）に導体回路を有した高熱伝導性回路基板に関
し、特に信頼性の高い電子機器用の高熱伝導性回路基板
である。
近年電子機器の小型化が進むにつれ、回路基板上の電気
素子の実装密度は高くなってきている。
素子の実装密度は高くなってきている。
さらに、パワー半導体等の搭載も行われ、放熱を効率的
に行うことが要求されるようになってきた。
に行うことが要求されるようになってきた。
また熱ストレスに対しての高信頼性も要求されるように
なってきた。
なってきた。
従来、回路基板としては、焼結アルミナ基体に導体回路
を設けたものが広く用いられてきたが、アルミナ焼結体
の熱伝導率は２０Ｗ／ｍＫ程度と低く放熱を効率的に行
うという要求を満たすことができなくなってきた。また
焼結ＢｅＯ基体は熱伝導性の良好さのため小型化と共に
高出力の回路基板として用いられてきた。しかしながら
、毒性のため問題がある。
を設けたものが広く用いられてきたが、アルミナ焼結体
の熱伝導率は２０Ｗ／ｍＫ程度と低く放熱を効率的に行
うという要求を満たすことができなくなってきた。また
焼結ＢｅＯ基体は熱伝導性の良好さのため小型化と共に
高出力の回路基板として用いられてきた。しかしながら
、毒性のため問題がある。
一方近年のファインセラミック技術の進展に伴い、ＡＩ
Ｎなどの高熱伝導性材料が開発されている。このＡＩ
Ｎを回路基板のための基体とする技術の開発が行われ
るようになっている。
Ｎなどの高熱伝導性材料が開発されている。このＡＩ
Ｎを回路基板のための基体とする技術の開発が行われ
るようになっている。
たとえば、特公昭５Ｂ−１１３９０によれは、焼結ＡＩ
Ｎ基体は金属との濡れ性に劣るため、Ｍｏ−Ｍｎ合金
、ＭＯｌＷなどをメタライズしようとしても被着し難た
いということを述べて、それを解決するため焼結Ａｔ
Ｎ基体と、この基体の所要面にＳｉ 、ＡＩ 、Ｍｇ、
Ｃａ、Ｆｅ等の金属酸化物層を介して、金属層を焼成に
より形成して成る熱伝導性基板を提供している。
Ｎ基体は金属との濡れ性に劣るため、Ｍｏ−Ｍｎ合金
、ＭＯｌＷなどをメタライズしようとしても被着し難た
いということを述べて、それを解決するため焼結Ａｔ
Ｎ基体と、この基体の所要面にＳｉ 、ＡＩ 、Ｍｇ、
Ｃａ、Ｆｅ等の金属酸化物層を介して、金属層を焼成に
より形成して成る熱伝導性基板を提供している。
また、特開昭６０−１７８６８８によれは、特定の添加
物を含有するＡＩ Ｎセラミックスは熱伝導率が高く、
金属との濡れ性が非常に優れていることを見い出してい
る。そこに記載されている導体路形成用の導電ペースト
はＡＦＸ系ペースト、ＣＩＪ系ペースト、Ａ ＩＪ系ベ
ースト等の厚膜ペーストをあげている。これらのペース
トは、接合を強固にするためにガラス質を含んでいる。
物を含有するＡＩ Ｎセラミックスは熱伝導率が高く、
金属との濡れ性が非常に優れていることを見い出してい
る。そこに記載されている導体路形成用の導電ペースト
はＡＦＸ系ペースト、ＣＩＪ系ペースト、Ａ ＩＪ系ベ
ースト等の厚膜ペーストをあげている。これらのペース
トは、接合を強固にするためにガラス質を含んでいる。
本発明は高熱伝導性材料のＡｔ Ｎを基体とし、高熱伝
導性で且つ高信頼性を向」ニさせるため、ＡＩＮ基体所
要面に金属酸化物層を介することなく、また、接着強度
を増す手段としてペースト中にカラス質を含有させない
こととした。すなわち、。
導性で且つ高信頼性を向」ニさせるため、ＡＩＮ基体所
要面に金属酸化物層を介することなく、また、接着強度
を増す手段としてペースト中にカラス質を含有させない
こととした。すなわち、。
金属との濡れ性に劣るＡＩ Ｎ基体と導体となる金属と
を充分反応させて強固な接着強度を有した高信頼性の高
熱伝導性回路基板を得ることを目的とする。
を充分反応させて強固な接着強度を有した高信頼性の高
熱伝導性回路基板を得ることを目的とする。
本発明はＡＩ Ｎ基体に導体ペーストを印刷し、焼成し
てなる回路基板において、前記導体ペーストは微細高融
点金属粉末であるＷおよび／またはＭｏを含有し、且つ
前記ＷおよびＭｏは平均粒径を３μｍ以下とし、また導
体ペースＩ・の焼成温度を１５５０℃以上とすることを
特徴とする高熱伝導性回路基板の製法 〔作用〕 次に作用を説明する。ここに用いる焼結Ａｔ Ｎ基体は
、窒化アルミニウムを主成分に、焼結助剤として広く知
られている、イツトリウム、希土類金属、アルカリ金属
等の化合物を０．１〜１５ｗｔχを添加して、粉砕混合
し、グリーンシート法で成形し、窒素雰囲気中で焼成し
て得たものである。
てなる回路基板において、前記導体ペーストは微細高融
点金属粉末であるＷおよび／またはＭｏを含有し、且つ
前記ＷおよびＭｏは平均粒径を３μｍ以下とし、また導
体ペースＩ・の焼成温度を１５５０℃以上とすることを
特徴とする高熱伝導性回路基板の製法 〔作用〕 次に作用を説明する。ここに用いる焼結Ａｔ Ｎ基体は
、窒化アルミニウムを主成分に、焼結助剤として広く知
られている、イツトリウム、希土類金属、アルカリ金属
等の化合物を０．１〜１５ｗｔχを添加して、粉砕混合
し、グリーンシート法で成形し、窒素雰囲気中で焼成し
て得たものである。
また、導体ペーストの原料で導体回路を形成するために
用いる微細高融点金属であるＷおよびＭｏは、Ａｔ Ｎ
基体とは熱膨張率が近似であることで選ばれている。こ
れは熱ストレスにたいする信頼性を高めようとしたため
である。
用いる微細高融点金属であるＷおよびＭｏは、Ａｔ Ｎ
基体とは熱膨張率が近似であることで選ばれている。こ
れは熱ストレスにたいする信頼性を高めようとしたため
である。
ＷおよびＭｏは平均粒径を３μｍ以下であることによっ
てＡＩ Ｎ基体との反応が促進されるために充分に接着
した回路基板をえることができる。
てＡＩ Ｎ基体との反応が促進されるために充分に接着
した回路基板をえることができる。
好ましくはＷおよびＭｏは平均粒径を２μｍ以下である
。
。
また焼成温度は１５５０℃未満であれは基体と前記金属
でなる導体との充分の反応は進まず、強固な接着強度を
得るに至らない。１５５０’Ｃ以上であることによって
十分に反応が進んで強固な接着強度を得ることができる
。好ましくは１６００℃以上である。
でなる導体との充分の反応は進まず、強固な接着強度を
得るに至らない。１５５０’Ｃ以上であることによって
十分に反応が進んで強固な接着強度を得ることができる
。好ましくは１６００℃以上である。
実施例で本発明を説明する。しかし、本発明はこれに限
定するわけてはない。
定するわけてはない。
窒化アルミニウム原料粉末に、酸化イツトリウムを焼結
助剤として５ｗｔ％を添加し、混合成形した後、窒素ガ
ス雰囲気中、１８００℃で常圧焼結を行い緻密なＡＩ
Ｎ基体を得た。このＡｔ Ｎ基体の熱伝導率をレーザー
フラッシュ法で測定したところ１４０Ｗ／ｍＫであった
。
助剤として５ｗｔ％を添加し、混合成形した後、窒素ガ
ス雰囲気中、１８００℃で常圧焼結を行い緻密なＡＩ
Ｎ基体を得た。このＡｔ Ｎ基体の熱伝導率をレーザー
フラッシュ法で測定したところ１４０Ｗ／ｍＫであった
。
このＡＩ Ｎ基体に表１に示される配合比および粒度の
金属粉末を原料として作成された導体ペーストを作成し
て、スクリーン印刷法で２ｍｍ角で、膜厚２０μのパタ
ーンを印刷した。それを非酸化性雰囲気で焼成してＡｔ
Ｎ基体上に２ｍｍ角のパターンを得た。その上にＮ１
メッキを施し、さらに０．８ ｍｍφの銅線を半田付け
し、ビール強度およびプル強度を測定して表２の結果を
得た。
金属粉末を原料として作成された導体ペーストを作成し
て、スクリーン印刷法で２ｍｍ角で、膜厚２０μのパタ
ーンを印刷した。それを非酸化性雰囲気で焼成してＡｔ
Ｎ基体上に２ｍｍ角のパターンを得た。その上にＮ１
メッキを施し、さらに０．８ ｍｍφの銅線を半田付け
し、ビール強度およびプル強度を測定して表２の結果を
得た。
本発明者等は、この２ｍｍ角のパターンでは、ビール強
度は１．８ Ｋｇ以」二テ、プル強度は８．０Ｋｇ以上
であれば実用的な接着強度であると判定している。従っ
て、導体ペーストの金属粉末の平均粒度は３μｍ以下で
、また導体ペーストの焼成温度は１５５０℃以上のとき
、強固な接着強度を得た。
度は１．８ Ｋｇ以」二テ、プル強度は８．０Ｋｇ以上
であれば実用的な接着強度であると判定している。従っ
て、導体ペーストの金属粉末の平均粒度は３μｍ以下で
、また導体ペーストの焼成温度は１５５０℃以上のとき
、強固な接着強度を得た。
以上説明したように本発明によって、熱伝導性に優れた
Ａｔ Ｎ基体上に強固に接着した導体回路を設けること
を可能にした。さらにこの強固な接着は、中間層として
特別な金属酸化層を介していない。また、接着強度を増
すために特別なガラス質も含まれていない。このためＡ
ｔ Ｎ基体の高熱伝導性の特性を充分に生かすことがで
きた。さらにＡＩ Ｎ基体とは熱膨張率の近似のＭＯお
よびＷを選んだにとによって熱ストレスに対して信頼性
を高めている。こうして、高信頼性の高熱伝導性回路基
板とすることができた。
Ａｔ Ｎ基体上に強固に接着した導体回路を設けること
を可能にした。さらにこの強固な接着は、中間層として
特別な金属酸化層を介していない。また、接着強度を増
すために特別なガラス質も含まれていない。このためＡ
ｔ Ｎ基体の高熱伝導性の特性を充分に生かすことがで
きた。さらにＡＩ Ｎ基体とは熱膨張率の近似のＭＯお
よびＷを選んだにとによって熱ストレスに対して信頼性
を高めている。こうして、高信頼性の高熱伝導性回路基
板とすることができた。
Claims (1)
- 焼結窒化アルミニウム系基体に導体ペーストを印刷し
、焼成してなる回路基板において、前記導体ペーストは
微細高融点金属粉末であるＷおよび／またはＭｏを含有
し、且つ前記ＷおよびＭｏは平均粒径を３μｍ以下とし
、また導体ペーストの焼成温度を１５５０℃以上とする
ことを特徴とする高熱伝導性回路基板の製法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61232526A JPH0634441B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 高熱伝導性回路基板の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61232526A JPH0634441B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 高熱伝導性回路基板の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6386598A true JPS6386598A (ja) | 1988-04-16 |
| JPH0634441B2 JPH0634441B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=16940716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61232526A Expired - Lifetime JPH0634441B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 高熱伝導性回路基板の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634441B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007088748A1 (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Tokuyama Corporation | メタライズドセラミックス基板の製造方法、該方法により製造したメタライズドセラミックス基板、およびパッケージ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59132194A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-30 | 日立化成工業株式会社 | セラミツクの製造法 |
| JPS60109293A (ja) * | 1983-11-17 | 1985-06-14 | 日立化成工業株式会社 | 非酸化物系セラミツク配線板の製造方法 |
| JPS62108786A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-20 | 株式会社日立製作所 | 金属化窒化アルミニウム体及びその製法 |
| JPS63166784A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-07-09 | 株式会社トクヤマ | タングステンによりメタライズされた窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP61232526A patent/JPH0634441B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59132194A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-30 | 日立化成工業株式会社 | セラミツクの製造法 |
| JPS60109293A (ja) * | 1983-11-17 | 1985-06-14 | 日立化成工業株式会社 | 非酸化物系セラミツク配線板の製造方法 |
| JPS62108786A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-20 | 株式会社日立製作所 | 金属化窒化アルミニウム体及びその製法 |
| JPS63166784A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-07-09 | 株式会社トクヤマ | タングステンによりメタライズされた窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007088748A1 (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Tokuyama Corporation | メタライズドセラミックス基板の製造方法、該方法により製造したメタライズドセラミックス基板、およびパッケージ |
| JP2007207914A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Tokuyama Corp | メタライズドセラミックス基板の製造方法、該方法により製造したメタライズドセラミックス基板、およびパッケージ |
| JP4699225B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2011-06-08 | 株式会社トクヤマ | メタライズドセラミックス基板の製造方法、該方法により製造したメタライズドセラミックス基板、およびパッケージ |
| US8071187B2 (en) | 2006-01-31 | 2011-12-06 | Tokuyama Corporation | Method for fabricating metallized ceramics substrate, metallized ceramics substrate fabricated by the method, and package |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0634441B2 (ja) | 1994-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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