JPH02243570A - 窒化アルミニウム基板の製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウム基板の製造方法Info
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- JPH02243570A JPH02243570A JP1062027A JP6202789A JPH02243570A JP H02243570 A JPH02243570 A JP H02243570A JP 1062027 A JP1062027 A JP 1062027A JP 6202789 A JP6202789 A JP 6202789A JP H02243570 A JPH02243570 A JP H02243570A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
窒化アルミニウム（Ａ Ｉ！Ｎ）基板の製造方法に関し
、従来製法における機械研磨の工程の排除並びににＡＩ
Ｊ基板の収縮と導体の収縮の一致による焼成不能の問題
の解決を目的とし、 窒化アルミニウム成形体、を、該成形体の密度よりより
高い密度のグリーンシートで挟み、さらに、そのグリー
ンシート上に荷重をかけて非炭化物製の容器に収容し、
窒素雰囲気中で焼成するように構成する。
、従来製法における機械研磨の工程の排除並びににＡＩ
Ｊ基板の収縮と導体の収縮の一致による焼成不能の問題
の解決を目的とし、 窒化アルミニウム成形体、を、該成形体の密度よりより
高い密度のグリーンシートで挟み、さらに、そのグリー
ンシート上に荷重をかけて非炭化物製の容器に収容し、
窒素雰囲気中で焼成するように構成する。
本発明は、窒化アルミニウム基板の製造方法に関し、ア
ルミナの熱伝導率を有し高密度実装可能な窒化アルミニ
ウム基板の製造方法に関する。
ルミナの熱伝導率を有し高密度実装可能な窒化アルミニ
ウム基板の製造方法に関する。
窒化アルミニウム（Ａ ｊ２ Ｎ）は、放熱性に優れて
いるため、近年アルミナに代わる高密度実装可能な回路
材料として注目され開発技術が進められている。
いるため、近年アルミナに代わる高密度実装可能な回路
材料として注目され開発技術が進められている。
ところで、ＡＩＮは常圧において液相とならずに２２０
０℃付近から分解昇華し始める。そのため、ＡＩＮ単体
のみの焼成では、固体拡散による結合のために焼結性が
悪く、高温で長時間焼成するか、高圧にして焼成しなけ
れば、緻密な焼結体が得られない。そこで、−船釣には
、焼結助剤を添加し、焼結過程において液相を形成して
焼結性を向上させる。しかし、八ＩＮの特長である高い
熱伝導性の観点から、焼結助剤の効率良い除去が求めら
れる。
０℃付近から分解昇華し始める。そのため、ＡＩＮ単体
のみの焼成では、固体拡散による結合のために焼結性が
悪く、高温で長時間焼成するか、高圧にして焼成しなけ
れば、緻密な焼結体が得られない。そこで、−船釣には
、焼結助剤を添加し、焼結過程において液相を形成して
焼結性を向上させる。しかし、八ＩＮの特長である高い
熱伝導性の観点から、焼結助剤の効率良い除去が求めら
れる。
上述のような点か・ら、ＡＩＮの焼成には、焼結助剤と
して、アルカリ土類あるいは希土類の化合物を添加して
いる。しかし、Ａｎ基板に形成し焼成すると、これら焼
結助剤とＡｌＮ中の酸素不純物が液相反応し蒸発するた
めに、ＡＩ！Ｎ基板自身が反る。このような欠点を解決
するため、従来、ＡＩ！Ｎ成形体を窒化硼素粉末やＡＩ
Ｎ粉末で包埋する方法（特公昭５９−２０７８８３）や
、Ａ６Ｎ成形体に窒化硼素を主成分とする重し材で焼成
する方法（特公昭６２−１００４７９）などが行われて
いる。
して、アルカリ土類あるいは希土類の化合物を添加して
いる。しかし、Ａｎ基板に形成し焼成すると、これら焼
結助剤とＡｌＮ中の酸素不純物が液相反応し蒸発するた
めに、ＡＩ！Ｎ基板自身が反る。このような欠点を解決
するため、従来、ＡＩ！Ｎ成形体を窒化硼素粉末やＡＩ
Ｎ粉末で包埋する方法（特公昭５９−２０７８８３）や
、Ａ６Ｎ成形体に窒化硼素を主成分とする重し材で焼成
する方法（特公昭６２−１００４７９）などが行われて
いる。
しかし、上記の方法では、基板表面に包埋粉末が付着し
たり、重し材と基板表面が反応したりするために機械研
磨が必要となる。また、さらにＡ７！Ｎ基板表面に導体
配線パターンを印刷し焼成した場合、導体と重し材が反
応し、へｌＮ基板の収縮と導体の収縮が一致して焼成し
なくなるといった問題点があった。従って、本発明では
、焼成後に機械研磨を必要とせず、かつ表面および内層
に導体を同時に焼成できる窒化アルミニウム基板を焼成
することを目的とする。
たり、重し材と基板表面が反応したりするために機械研
磨が必要となる。また、さらにＡ７！Ｎ基板表面に導体
配線パターンを印刷し焼成した場合、導体と重し材が反
応し、へｌＮ基板の収縮と導体の収縮が一致して焼成し
なくなるといった問題点があった。従って、本発明では
、焼成後に機械研磨を必要とせず、かつ表面および内層
に導体を同時に焼成できる窒化アルミニウム基板を焼成
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段および発明の作用〕上記の
課題を解決するため、本発明は窒化アルミニウム成形体
を、該成形体の密度よりより高い密度のグリーンシート
で挟み、さらに、そのグリーンシート上に荷重をかけて
非炭化物型の容器に収容し、窒素雰囲気中で焼成するこ
とを特徴とする。
課題を解決するため、本発明は窒化アルミニウム成形体
を、該成形体の密度よりより高い密度のグリーンシート
で挟み、さらに、そのグリーンシート上に荷重をかけて
非炭化物型の容器に収容し、窒素雰囲気中で焼成するこ
とを特徴とする。
以下、更に図面を参照しつつ本発明方法を説明する。
Ａｎの表面および内面にタングステンペーストを印刷し
表面導体４および内面導体５を設けたＡｎ成形体６を、
該ＡＩＮ成形体の密度よりもより大きい密度を有するＡ
ＩＮグリーンシートで挾みこれを緩衝剤とし、さらにそ
の上に非炭化物製基板２を載せ、これを非炭化物型の容
器ｌ内に収容し、常圧の窒素雰囲気中、１６００〜２０
００℃の温度範囲で焼成する。
表面導体４および内面導体５を設けたＡｎ成形体６を、
該ＡＩＮ成形体の密度よりもより大きい密度を有するＡ
ＩＮグリーンシートで挾みこれを緩衝剤とし、さらにそ
の上に非炭化物製基板２を載せ、これを非炭化物型の容
器ｌ内に収容し、常圧の窒素雰囲気中、１６００〜２０
００℃の温度範囲で焼成する。
本発明では、第１図のようにＡＩＮ成形体をグリーンシ
ートで挟み緩衝材とし、荷重をかけることより、荷重の
非炭化物型の耐熱基板とＡＩＮ成形体、およびＡＩＮ成
形体表面導体との反応を防ぐ。ここで挟むグリーンシー
トの密度は、ＡＩＮ成形体よりも高くなければならない
。グリーンシートの密度がＡＩＮ成形体の密度と同等あ
るいは、それ以下の場合では、焼成過程においてグリー
ンシートとＡｉ成形体が癒着し、焼成後、ｍ械研磨が必
要となるからである。また、このグリーンシート緩衝材
は、表面導体の低い温度からの選択的な焼成を抑え、Ａ
ＩＮ成形体との密着性の高い同時焼成を行うことができ
る。
ートで挟み緩衝材とし、荷重をかけることより、荷重の
非炭化物型の耐熱基板とＡＩＮ成形体、およびＡＩＮ成
形体表面導体との反応を防ぐ。ここで挟むグリーンシー
トの密度は、ＡＩＮ成形体よりも高くなければならない
。グリーンシートの密度がＡＩＮ成形体の密度と同等あ
るいは、それ以下の場合では、焼成過程においてグリー
ンシートとＡｉ成形体が癒着し、焼成後、ｍ械研磨が必
要となるからである。また、このグリーンシート緩衝材
は、表面導体の低い温度からの選択的な焼成を抑え、Ａ
ＩＮ成形体との密着性の高い同時焼成を行うことができ
る。
また、この上に非炭化物型の耐熱基板を搭載し荷重をか
け基板の反りを抑える。ＡｊＮグリーンシート緩衝材が
荷重基板との間に挿入されているため、荷重基板の熱膨
張とのミスマツチによるＡｊ！Ｎ成形体の割れや収縮率
のばらつきは生じない。
け基板の反りを抑える。ＡｊＮグリーンシート緩衝材が
荷重基板との間に挿入されているため、荷重基板の熱膨
張とのミスマツチによるＡｊ！Ｎ成形体の割れや収縮率
のばらつきは生じない。
これら全体を非炭化物型の容器に収容するのは、ＡＩＮ
成形体試料の、焼成温度のばらつきを無くすとともに、
焼成炉内に存在する遊離炭素を遮断し、ＡＩＮの分解を
防ぐためである。
成形体試料の、焼成温度のばらつきを無くすとともに、
焼成炉内に存在する遊離炭素を遮断し、ＡＩＮの分解を
防ぐためである。
以下、更に本発明を実施例により更に説明する。
ＣａＯ換算でＣａＣ０，を２．０ｔｓｔ％添加した窒化
アルミニウム（Ａ Ｉ Ｎ）粉末に対して、溶剤、分散
剤、有機バインダーと可塑剤を加え、２４時間ボールミ
リングした後、ドクターブレード法によりグリーンシー
トを成形した。グリーンシートを９０鶴角に切断し、３
層目に市販のタングステンペーストを幅３００ｍでスク
リーン印刷し、６層に積層した。
アルミニウム（Ａ Ｉ Ｎ）粉末に対して、溶剤、分散
剤、有機バインダーと可塑剤を加え、２４時間ボールミ
リングした後、ドクターブレード法によりグリーンシー
トを成形した。グリーンシートを９０鶴角に切断し、３
層目に市販のタングステンペーストを幅３００ｍでスク
リーン印刷し、６層に積層した。
さらに、この表面にもタングステンペーストを幅３００
１Ｍでスクリーン印刷した。
１Ｍでスクリーン印刷した。
この積層体を６００℃の窒素気流中で４時間加熱し脱脂
し、これをＡＩＮ成形体とした。ＡＩＮ成形体の表面に
、成形体より密度の高いグリーンシート（２，１０ｇ
／ ｃ＋ｄ）を載せ、さらに、窒化硼素（ＢＮ）基板（
１５０ｇ ）を搭載し、Ａｎ成形体の下に同じく密度の
高いグリーンシートを敷き、これらをＢＮ容器に収容し
た。
し、これをＡＩＮ成形体とした。ＡＩＮ成形体の表面に
、成形体より密度の高いグリーンシート（２，１０ｇ
／ ｃ＋ｄ）を載せ、さらに、窒化硼素（ＢＮ）基板（
１５０ｇ ）を搭載し、Ａｎ成形体の下に同じく密度の
高いグリーンシートを敷き、これらをＢＮ容器に収容し
た。
１気圧のＩＩ！／ｈｒの窒素気流中、６００℃／ｈｒの
昇温速度で１８００℃まで上げ、９時間保持焼成を行っ
た。焼成後のＡＩＮ基板の表面粗さ、反り、基板内の収
縮率、相対密度と熱伝導率を測定した。
昇温速度で１８００℃まで上げ、９時間保持焼成を行っ
た。焼成後のＡＩＮ基板の表面粗さ、反り、基板内の収
縮率、相対密度と熱伝導率を測定した。
密度はアルキメデス法で、熱伝導率はレーザーフラッシ
ュ法で測定した。また、以上と同様の方法でＣａＯ換算
で焼結助荊としてＣａＣ２，ＣａＦｚ、 ＣａＣＮｚを
２．０ｗｔ％添加したＡ６Ｎグリーンシートを成形、積
層した場合とＹ２Ｏ３を５ｗｔ％添加しＡＩＮグリーン
シートを成形、積層した場合についても実施した。さら
に、比較例として（比較例１）焼成容器をグラファイト
にした場合、（比較例２ ）Ａ Ｉ Ｎ成形体にそれよ
り低い密度のグリーンシート （１，４０ｇ／ａＪ）を
挟んだ場合、および（比較例３ ）Ａ Ｉ Ｎ成形体に
グリーンシートを挟まなかった場合のＡ／Ｎ基板に対し
焼成を行った。
ュ法で測定した。また、以上と同様の方法でＣａＯ換算
で焼結助荊としてＣａＣ２，ＣａＦｚ、 ＣａＣＮｚを
２．０ｗｔ％添加したＡ６Ｎグリーンシートを成形、積
層した場合とＹ２Ｏ３を５ｗｔ％添加しＡＩＮグリーン
シートを成形、積層した場合についても実施した。さら
に、比較例として（比較例１）焼成容器をグラファイト
にした場合、（比較例２ ）Ａ Ｉ Ｎ成形体にそれよ
り低い密度のグリーンシート （１，４０ｇ／ａＪ）を
挟んだ場合、および（比較例３ ）Ａ Ｉ Ｎ成形体に
グリーンシートを挟まなかった場合のＡ／Ｎ基板に対し
焼成を行った。
それらの結果を以下の表に示す。
※※
相対密度は窒化アルミニウムの理論密度に対する割合
以下同じ （比較例１） グラフアイ ト焼成容器 この比較例１のデーターから明らかなようにグラファイ
ト焼成を用いて焼成した場合、表面粗さ、反り、熱伝導
率等全ての特性に上記実施例による結果と劣っているこ
とが判明する。
以下同じ （比較例１） グラフアイ ト焼成容器 この比較例１のデーターから明らかなようにグラファイ
ト焼成を用いて焼成した場合、表面粗さ、反り、熱伝導
率等全ての特性に上記実施例による結果と劣っているこ
とが判明する。
（比較例２）低い密度のグリーンシート （１，４０ｇ
／ｒｕＪ）を挟んだ場合 この場合すべてＡＩＮ焼結体にグリーンシートが癒着し
測定不可能であった。
／ｒｕＪ）を挟んだ場合 この場合すべてＡＩＮ焼結体にグリーンシートが癒着し
測定不可能であった。
（比較例３）グリーンシートを挟まなかった場合上記の
表から明らかなようにグリーンシートを挟まなかった場
合、反りおよび熱伝導率等の特性において劣っているこ
とが分かる。
表から明らかなようにグリーンシートを挟まなかった場
合、反りおよび熱伝導率等の特性において劣っているこ
とが分かる。
以上説明したように、本発明は窒化アルミニウム成形体
を、該成形体の密度よりより高い密度のグリーンシート
で挟み、さらに、そのグリーンシート上に荷重をかけて
非炭化物製の容器に収容し、窒素雰囲気中で焼成するよ
うに構成したものであるから、焼成後に機械研磨を必要
とせず、かつ表面および内層に導体を同時に焼成した窒
化アルミニウム基板を得る効果を奏する。すなわち、本
発明方法によれば、従来製法における如き機械研磨の工
程の必要性並びにＡＡＮ基板の収縮と導体の収縮の一致
による焼成不能の問題を好ましく解決することができる
。
を、該成形体の密度よりより高い密度のグリーンシート
で挟み、さらに、そのグリーンシート上に荷重をかけて
非炭化物製の容器に収容し、窒素雰囲気中で焼成するよ
うに構成したものであるから、焼成後に機械研磨を必要
とせず、かつ表面および内層に導体を同時に焼成した窒
化アルミニウム基板を得る効果を奏する。すなわち、本
発明方法によれば、従来製法における如き機械研磨の工
程の必要性並びにＡＡＮ基板の収縮と導体の収縮の一致
による焼成不能の問題を好ましく解決することができる
。
また、本発明方法によって得られるＡＥＮ基板はその熱
伝導率は、１８０Ｗ／ｍＫ以上と、現在使用されている
アルミナ回路基板の１０倍の熱伝導率を有するため、そ
の工業的価値は極めて大であり、特に高密度実装回路基
板として有用である。
伝導率は、１８０Ｗ／ｍＫ以上と、現在使用されている
アルミナ回路基板の１０倍の熱伝導率を有するため、そ
の工業的価値は極めて大であり、特に高密度実装回路基
板として有用である。
第１図は、本発明の原理説明図である。
１・・・非炭化物製容器、 ２・・・非炭化物製基板
、３・・・窒化アルミニウムグリーンシート、４・・・
表面導体、 ５・・・内層導体、６・・・窒
化アルミニウム成形体。
、３・・・窒化アルミニウムグリーンシート、４・・・
表面導体、 ５・・・内層導体、６・・・窒
化アルミニウム成形体。
Claims (1)
- 窒化アルミニウム成形体を、該成形体の密度よりより高
い密度のグリーンシートで挟み、さらに、そのグリーン
シート上に荷重をかけて非炭化物製の容器に収容し、窒
素雰囲気中で焼成することを特徴とする窒化アルミニウ
ム基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062027A JP2692686B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 窒化アルミニウム基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062027A JP2692686B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 窒化アルミニウム基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02243570A true JPH02243570A (ja) | 1990-09-27 |
| JP2692686B2 JP2692686B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=13188277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1062027A Expired - Lifetime JP2692686B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 窒化アルミニウム基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692686B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0450172A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Kawasaki Steel Corp | 高熱伝導性ＡｌＮ焼結体の製造方法 |
| WO1996021384A1 (de) * | 1995-01-13 | 1996-07-18 | Negawatt Gmbh | Kochgefäss zur verwendung auf einer kochplatte |
| US5683529A (en) * | 1991-05-21 | 1997-11-04 | Fujitsu Limited | Process of producing aluminum nitride multiple-layer circuit board |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101337618B1 (ko) | 2007-03-07 | 2013-12-06 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
-
1989
- 1989-03-16 JP JP1062027A patent/JP2692686B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0450172A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Kawasaki Steel Corp | 高熱伝導性ＡｌＮ焼結体の製造方法 |
| US5683529A (en) * | 1991-05-21 | 1997-11-04 | Fujitsu Limited | Process of producing aluminum nitride multiple-layer circuit board |
| WO1996021384A1 (de) * | 1995-01-13 | 1996-07-18 | Negawatt Gmbh | Kochgefäss zur verwendung auf einer kochplatte |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2692686B2 (ja) | 1997-12-17 |
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