JPH01153573A - ＡｌＮ質焼結体 - Google Patents
ＡｌＮ質焼結体Info
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- JPH01153573A JPH01153573A JP62313427A JP31342787A JPH01153573A JP H01153573 A JPH01153573 A JP H01153573A JP 62313427 A JP62313427 A JP 62313427A JP 31342787 A JP31342787 A JP 31342787A JP H01153573 A JPH01153573 A JP H01153573A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/581—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride
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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。
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〕
本発明は半導体素子の実装用基板などとして用いられる
ＡｌＮ質焼結体に関する。
ＡｌＮ質焼結体に関する。
半導体素子の実装用基板としては、アルミナ基板が多用
されてきた。これに対して、実装基板の放熱特性をより
改善するために、最近では熱伝導率がアルミナの５〜１
０倍高く、かつ高絶縁性で低誘電率という特性を有する
ＡｕＮ基板が開発されている。ただし、ＡｕＮ基板を実
用化するにあたっては、メタライズ技術の面で解決すべ
き以下のような問題点がある。
されてきた。これに対して、実装基板の放熱特性をより
改善するために、最近では熱伝導率がアルミナの５〜１
０倍高く、かつ高絶縁性で低誘電率という特性を有する
ＡｕＮ基板が開発されている。ただし、ＡｕＮ基板を実
用化するにあたっては、メタライズ技術の面で解決すべ
き以下のような問題点がある。
まず、実装基板にメタライズを行う場合、現在では赤外
線を利用した位置決めセンサを使用している。ところが
、従来の高熱伝導性ＡｕＮ基板は白色で透光性があるう
え、色ムラがあったり透光性が不均一であるなど外観不
良が多い、このため、／ＩＩＮ基板のメタライズを行う
場合、赤外線センサによる正確な位置検出が困難であっ
た。−方、赤外線センサによる位置検出が容易な灰色〜
黒灰色を呈するＡｌＮも知られているが、このようなＡ
ＲＮは熱伝導率がそれほど高くない。
線を利用した位置決めセンサを使用している。ところが
、従来の高熱伝導性ＡｕＮ基板は白色で透光性があるう
え、色ムラがあったり透光性が不均一であるなど外観不
良が多い、このため、／ＩＩＮ基板のメタライズを行う
場合、赤外線センサによる正確な位置検出が困難であっ
た。−方、赤外線センサによる位置検出が容易な灰色〜
黒灰色を呈するＡｌＮも知られているが、このようなＡ
ＲＮは熱伝導率がそれほど高くない。
次に、ＡｕＮ基板のメタライズ技術としては、従来、■
Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｃｕなどのペーストを使用する厚膜
法、■ＡｆＬＮ基板の表面にＣｕ−０系の共晶を利用し
て銅板を直接接合するＤＢＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｏｎｄ
Ｃｏｐｐｅｒ）法、が知られている。しかし、従来の
ＡｕＮ基板に厚膜法を適用した場合、接合強度が２ｋｇ
／ｍｍ２程度と弱いという問題があった。また、従来の
ＡｕＮ基板にＤＢＣ法を適用した場合、熱サイクルに弱
いという問題があった。更に、従来のＡｕＮ基板にこれ
らの技術を適用した場合、いずれもメタライズ層にろう
付けや高温はんだ付けをすることができなかった。
Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｃｕなどのペーストを使用する厚膜
法、■ＡｆＬＮ基板の表面にＣｕ−０系の共晶を利用し
て銅板を直接接合するＤＢＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｏｎｄ
Ｃｏｐｐｅｒ）法、が知られている。しかし、従来の
ＡｕＮ基板に厚膜法を適用した場合、接合強度が２ｋｇ
／ｍｍ２程度と弱いという問題があった。また、従来の
ＡｕＮ基板にＤＢＣ法を適用した場合、熱サイクルに弱
いという問題があった。更に、従来のＡｕＮ基板にこれ
らの技術を適用した場合、いずれもメタライズ層にろう
付けや高温はんだ付けをすることができなかった。
なお、ＡｌＮ基板については、従来より更に熱伝導性を
向上させることが望ましいことは勿論である。
向上させることが望ましいことは勿論である。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、メタライズの位置決めが容易で、しかもメタライズ
層の接合強度を向上することができ、更には熱伝導率も
従来より高いＡｌＮ質焼結体を提供することを目的とす
る。
り、メタライズの位置決めが容易で、しかもメタライズ
層の接合強度を向上することができ、更には熱伝導率も
従来より高いＡｌＮ質焼結体を提供することを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段と作用〕本発明（１）Ａ
ｌＮ質焼結体は、Ｙ２Ｏ３１〜１０重量％、ＴｉＮ０．
１〜１５重量％、残部Ａ文Ｎからなることを特徴とする
ものである。− 本発明のＡｌＮ焼結体は各原料を上記の割合で配合し、
混合・粉砕した後、成形し、真空中又は非酸化性ガス雰
囲気中、１７００〜１９００℃で焼成することにより製
造することができる。非酸化性ガスとしては、アルゴン
ガス、−酸化炭素ガス、ヘリウムガスなどを挙げること
ができる。
ｌＮ質焼結体は、Ｙ２Ｏ３１〜１０重量％、ＴｉＮ０．
１〜１５重量％、残部Ａ文Ｎからなることを特徴とする
ものである。− 本発明のＡｌＮ焼結体は各原料を上記の割合で配合し、
混合・粉砕した後、成形し、真空中又は非酸化性ガス雰
囲気中、１７００〜１９００℃で焼成することにより製
造することができる。非酸化性ガスとしては、アルゴン
ガス、−酸化炭素ガス、ヘリウムガスなどを挙げること
ができる。
また、本発明のＡｌＮ質焼結体に適用するメタライズ技
術としては、Ｍｏなどを用いた高融点金属法が望ましい
が、厚膜法やＤＢＣ法を適用することもできる。
術としては、Ｍｏなどを用いた高融点金属法が望ましい
が、厚膜法やＤＢＣ法を適用することもできる。
本発明において、Ｙ２Ｏ３は焼結助剤として作用する。
Ｙ２Ｏ３の組成を１〜ｌＯ重量％としたのは、１重量％
未満では緻密な焼結体を得ることができず、一方１０重
量％を超えると熱伝導率が低下し、色ムラが発生すると
ともに、コスト高にもなるなどの理由による。
未満では緻密な焼結体を得ることができず、一方１０重
量％を超えると熱伝導率が低下し、色ムラが発生すると
ともに、コスト高にもなるなどの理由による。
本発明において、ＴｉＮはＡｆＬＮ質焼結体を着色させ
、メタライズ層との接合強度を向上させるとともに、熱
伝導率をより一層高める作用を有する。なお、Ｘ線回折
やＥＰＭＡによれば、ＴｉＮはＡ！；ＬＮと固溶せず、
焼結助剤であるＹ２Ｏ３とも反応せず、Ａ９．Ｈの粒界
に単層で存在することが確認されている。また、メタラ
イズを行うと、焼結体中のＴｉＮが焼結体とメタライズ
層との境界に移動し、Ａ見Ｎ−ＴｉＮ−金属層が形成さ
れ、ＴｉＮ層を介して接合がなされる。
、メタライズ層との接合強度を向上させるとともに、熱
伝導率をより一層高める作用を有する。なお、Ｘ線回折
やＥＰＭＡによれば、ＴｉＮはＡ！；ＬＮと固溶せず、
焼結助剤であるＹ２Ｏ３とも反応せず、Ａ９．Ｈの粒界
に単層で存在することが確認されている。また、メタラ
イズを行うと、焼結体中のＴｉＮが焼結体とメタライズ
層との境界に移動し、Ａ見Ｎ−ＴｉＮ−金属層が形成さ
れ、ＴｉＮ層を介して接合がなされる。
本発明において、ＴｉＮの組成を０．１〜１５重量％と
したのは以下のような理由による。すなわち、０．１重
量％未満では焼結体が着色せず、メタライズ層の接合強
度も低下する。一方、１５重量％を超えると熱伝導率が
著しく低下し、メタライズ層の接合強度も低下する。な
お、焼結体の着色の観点からは、ＴｉＮの組成は０．５
〜１５重量％であることが望ましい、また、メタライズ
層の接合強度の観点からは、ＴｉＮの組成は３〜１５重
量％であることが望ましい、また、熱伝導率の観点から
は、ＴｉＮの組成は０．１〜５重量％であることが望ま
しい。
したのは以下のような理由による。すなわち、０．１重
量％未満では焼結体が着色せず、メタライズ層の接合強
度も低下する。一方、１５重量％を超えると熱伝導率が
著しく低下し、メタライズ層の接合強度も低下する。な
お、焼結体の着色の観点からは、ＴｉＮの組成は０．５
〜１５重量％であることが望ましい、また、メタライズ
層の接合強度の観点からは、ＴｉＮの組成は３〜１５重
量％であることが望ましい、また、熱伝導率の観点から
は、ＴｉＮの組成は０．１〜５重量％であることが望ま
しい。
なお、上述したＴｉＮの作用と同様の作用はＴｉＯ２，
Ｔｉｃ、ＴｉＳｉ、ＴｉＢ２などでも発揮し得る可能性
については充分予想される。ただし、ＴｉＯ２を用いた
場合には、焼成時にＴｉＯ２の酸素がＡＭＮの窒素と入
れ換わってＴｉＮとなり、ＡｌＮ中に酸素が固溶して熱
伝導率が著しく低下するため不利である。
Ｔｉｃ、ＴｉＳｉ、ＴｉＢ２などでも発揮し得る可能性
については充分予想される。ただし、ＴｉＯ２を用いた
場合には、焼成時にＴｉＯ２の酸素がＡＭＮの窒素と入
れ換わってＴｉＮとなり、ＡｌＮ中に酸素が固溶して熱
伝導率が著しく低下するため不利である。
以下、本発明の詳細な説明する。
第１表に示すように、Ａｎ Ｎ、 Ｙ ２０３及びＴ
ｉ Ｎを所定の割合で配合し、混合・粉砕した。
ｉ Ｎを所定の割合で配合し、混合・粉砕した。
これらをそれぞれ直径１６■層、厚さ８１■の円柱状に
成形した後、窒素雰囲気中、１７５０℃で１時間焼成し
てＡｆＬＮ質焼結体を製造した。
成形した後、窒素雰囲気中、１７５０℃で１時間焼成し
てＡｆＬＮ質焼結体を製造した。
得られた各焼結体の色調及び熱伝導率を第１表に示す。
マタ、Ｙ２Ｏ３５重量％、Ｔ ｉ Ｎ Ｏ，１〜１５ｉ
量％、残部ＡｌＮの焼結体について、２００メツシユの
スクリーンを用いてＭＯペーストをスクリーン印刷し、
乾燥した後、水素炉内に装入し、Ｎ２−Ｈ２雰囲気中、
１４００℃で焼き付けた０次いで、Ｎｉめっきを施した
後、ピンをはんだ付けし、引張り強さを調べた。この結
果を第１表に示す。
量％、残部ＡｌＮの焼結体について、２００メツシユの
スクリーンを用いてＭＯペーストをスクリーン印刷し、
乾燥した後、水素炉内に装入し、Ｎ２−Ｈ２雰囲気中、
１４００℃で焼き付けた０次いで、Ｎｉめっきを施した
後、ピンをはんだ付けし、引張り強さを調べた。この結
果を第１表に示す。
第 １ 表
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明のＡｆＬＮ焼結体では、着色
によりメタライズの位置決めが容易となり、メタライズ
層の接合強度が向上し、更に熱伝導率も従来よりも高く
なる。したがって、半導体素子の実装基板などとしての
実用化という点で、その工業的価値は極めて高い。
によりメタライズの位置決めが容易となり、メタライズ
層の接合強度が向上し、更に熱伝導率も従来よりも高く
なる。したがって、半導体素子の実装基板などとしての
実用化という点で、その工業的価値は極めて高い。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- Ｙ＿２Ｏ＿３ １〜１０重量％、ＴｉＮ ０．１〜１５
重量％、残部ＡｌＮからなることを特徴とするＡｌＮ質
焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62313427A JPH01153573A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | ＡｌＮ質焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62313427A JPH01153573A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | ＡｌＮ質焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01153573A true JPH01153573A (ja) | 1989-06-15 |
Family
ID=18041166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62313427A Pending JPH01153573A (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | ＡｌＮ質焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01153573A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01197364A (ja) * | 1988-02-03 | 1989-08-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 着色セラミック焼結体の製造方法 |
| JP2006251784A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-09-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 複数図柄光輝性スレッド、及びそれを用いた光輝性複数図柄形成物 |
| WO2012123413A1 (de) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | Ceramtec Gmbh | Spulenkörper mit keramischem kern |
| JP2018184316A (ja) * | 2017-04-25 | 2018-11-22 | 株式会社Maruwa | 窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
| US11319254B2 (en) | 2018-09-19 | 2022-05-03 | Maruwa Co., Ltd. | Aluminum nitride sintered body and method for producing same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62128971A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-06-11 | 京セラ株式会社 | 窒化アルミニウム質焼結体およびその製造方法 |
| JPH01100066A (ja) * | 1987-10-10 | 1989-04-18 | Nippon Chemicon Corp | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
| JPH01115856A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-09 | Hitachi Metals Ltd | セラミック抵抗体の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP62313427A patent/JPH01153573A/ja active Pending
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| CN103703522A (zh) * | 2011-03-11 | 2014-04-02 | 陶瓷技术有限责任公司 | 具有陶瓷芯的线圈体 |
| JP2018184316A (ja) * | 2017-04-25 | 2018-11-22 | 株式会社Maruwa | 窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
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