JPH04124077A - 窒化アルミニウム基板用導体ペースト - Google Patents
窒化アルミニウム基板用導体ペーストInfo
- Publication number
- JPH04124077A JPH04124077A JP2244096A JP24409690A JPH04124077A JP H04124077 A JPH04124077 A JP H04124077A JP 2244096 A JP2244096 A JP 2244096A JP 24409690 A JP24409690 A JP 24409690A JP H04124077 A JPH04124077 A JP H04124077A
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- JP
- Japan
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- aluminum nitride
- powder
- cao
- base plate
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- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (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。
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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基板用導体ペースト
、特に該基板の電極や導電回路パターンを形成するため
の導体ペーストに関する。
、特に該基板の電極や導電回路パターンを形成するため
の導体ペーストに関する。
［従来の技術Ｊ
窒化アルミ焼結体は、電気絶縁性に優れ、特に非常に高
い熱伝導率を持つ材料として、例えばレーザ素子やマイ
クロ波送信機用などのハイパワーハイブリッドＩＣや、
高集積密度のＬＳＩの基板への応用が有望視されている
。
い熱伝導率を持つ材料として、例えばレーザ素子やマイ
クロ波送信機用などのハイパワーハイブリッドＩＣや、
高集積密度のＬＳＩの基板への応用が有望視されている
。
セラミックス焼結体を上記の用途に供する場合、基板表
面には導体パターンによる回路の形成が不可欠である。
面には導体パターンによる回路の形成が不可欠である。
導体回路を形成する方法は種々知られているが、従来の
アルミナを主成分とするセラミックス基板においては、
厚膜メタライズ法、すなわち導体ペーストを用いた導体
層形成方法が最も広く採用されている。
アルミナを主成分とするセラミックス基板においては、
厚膜メタライズ法、すなわち導体ペーストを用いた導体
層形成方法が最も広く採用されている。
しかし、アルミナと同様の厚膜メタライズ法を窒化アル
ミニウム基板に対して適用しようとすると、導体ペース
トに含まれるフリット成分が窒化アルミニウムを分解し
てしまう結果として導体一基板間に強い接合層が形成で
きず、接着強度は著しく低いものしか得られず、高い接
着強度を得るためには、フリットと窒化アルミニウムの
反応を極力抑えることが必要である。
ミニウム基板に対して適用しようとすると、導体ペース
トに含まれるフリット成分が窒化アルミニウムを分解し
てしまう結果として導体一基板間に強い接合層が形成で
きず、接着強度は著しく低いものしか得られず、高い接
着強度を得るためには、フリットと窒化アルミニウムの
反応を極力抑えることが必要である。
従来、この反応を防ぐため、表面に酸化アルミニウムの
皮膜を形成してる（方法（特開昭６４−２４０８３号公
報、特開昭６３−２４８７８５号公報、特開昭６２−１
．８２１．８２号公報、特開昭５９−１．２１１．７５
号公報）や、フリットを使用しない方法（荘司他、マイ
クロ接合研究委員会資料、ＭＪ−１０８−８９、平成元
年２月７日）などが試みられているが、前者は酸化アル
ミニウムの膜厚の管理が困難であり工程が複雑となるう
え１強度も十分には得られず、また、後者ははんだ付は
エージング後の強度の低下が著しく、実用とするには十
分なものではなかった。
皮膜を形成してる（方法（特開昭６４−２４０８３号公
報、特開昭６３−２４８７８５号公報、特開昭６２−１
．８２１．８２号公報、特開昭５９−１．２１１．７５
号公報）や、フリットを使用しない方法（荘司他、マイ
クロ接合研究委員会資料、ＭＪ−１０８−８９、平成元
年２月７日）などが試みられているが、前者は酸化アル
ミニウムの膜厚の管理が困難であり工程が複雑となるう
え１強度も十分には得られず、また、後者ははんだ付は
エージング後の強度の低下が著しく、実用とするには十
分なものではなかった。
〔発明が解決しようとする課題］
本発明は上記従来技術の問題点を克服し、窒化アルミニ
ウム基板への接着強度が大きい導体層を形成することが
できる窒化アルミニウム基板用導体ペーストを提供する
ことにある。
ウム基板への接着強度が大きい導体層を形成することが
できる窒化アルミニウム基板用導体ペーストを提供する
ことにある。
［課題を解決するための手段］
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結
果、金属粉末１００重量部に対し、軟化温度が６５０℃
以上かつ結晶化温度が８００℃以下のＡｌ２２０３−Ｃ
ａＯ−５ｉ０２系結晶化ガラスフリットを１〜２０重量
部含有することを特徴とする窒化アルミニウム基板用導
体ペーストを用いることによって、窒化アルミニウム基
鈑への接着強度が大きい導体層を形成することができる
ことを見いだし、本発明に到達した。
果、金属粉末１００重量部に対し、軟化温度が６５０℃
以上かつ結晶化温度が８００℃以下のＡｌ２２０３−Ｃ
ａＯ−５ｉ０２系結晶化ガラスフリットを１〜２０重量
部含有することを特徴とする窒化アルミニウム基板用導
体ペーストを用いることによって、窒化アルミニウム基
鈑への接着強度が大きい導体層を形成することができる
ことを見いだし、本発明に到達した。
［作用］
本発明に用いる金属粉末は、銀粉、パラジウム扮、銀・
パラジウム合金粉、銅粉、金粉など、導体ペースト用原
料粉末として一般に用いられるものが利用できる。
パラジウム合金粉、銅粉、金粉など、導体ペースト用原
料粉末として一般に用いられるものが利用できる。
軟化温度が６５０℃以上かつ結晶化温度かＳＯＯ℃以下
のＡｆｆ２０３−ＣａＯ−Ｓｉ ０２系結晶化ガラスフ
リットとしては、例えば５ｉ０２２５〜３０重量％、Ａ
ｆｆ２０３７〜１５東量％、ＣａＯ１５〜２４重量％、
Ｔｉ０２８−１５重量％、Ｚｎ０２０−３０重量％、８
２０３０〜５重量％の割合で含有するものが挙げられる
。
のＡｆｆ２０３−ＣａＯ−Ｓｉ ０２系結晶化ガラスフ
リットとしては、例えば５ｉ０２２５〜３０重量％、Ａ
ｆｆ２０３７〜１５東量％、ＣａＯ１５〜２４重量％、
Ｔｉ０２８−１５重量％、Ｚｎ０２０−３０重量％、８
２０３０〜５重量％の割合で含有するものが挙げられる
。
、Ａｌ２２０３−ＣａＯ−５ｉ０２系のガラスは、加熱
によって容易に結晶化させることができる。
によって容易に結晶化させることができる。
また、この成分系のガラスは、溶融状態でＡ８Ｎとよく
濡れなじむが、反応はしにくく、焼成中にガスが発生し
て欠陥を形成することも少ない。
濡れなじむが、反応はしにくく、焼成中にガスが発生し
て欠陥を形成することも少ない。
結晶化ガラスフリットの軟化温度は、６５０℃未満であ
ると焼成の初期段階で溶融してしまうため、フリットと
窒化アルミニウム基板の間で僅かではあるが反応が起り
、結果として不十分な接着強度しか得られない。一方、
結晶化温度が８００℃を越えるガラスフリットを用いる
と、焼成中にガラスの結晶化が十分進まずエージング後
の強度低下が著しい。
ると焼成の初期段階で溶融してしまうため、フリットと
窒化アルミニウム基板の間で僅かではあるが反応が起り
、結果として不十分な接着強度しか得られない。一方、
結晶化温度が８００℃を越えるガラスフリットを用いる
と、焼成中にガラスの結晶化が十分進まずエージング後
の強度低下が著しい。
本発明は、結晶化ガラスとして／１２０３−ＣａＯ−−
ＳｉＯ２系ガラスを用い、かつ、軟化温度及び結晶化温
度を上記の如く限定したことにより目的が達成できるも
のである。
ＳｉＯ２系ガラスを用い、かつ、軟化温度及び結晶化温
度を上記の如く限定したことにより目的が達成できるも
のである。
結晶化ガラスフリットの金属粉末１００重量部に対する
含有量は１〜２０重量部とする。１重量部未満では接着
強度が十分に得られず、２０重量部を越えるとはんだ濡
れ性が悪化する。
含有量は１〜２０重量部とする。１重量部未満では接着
強度が十分に得られず、２０重量部を越えるとはんだ濡
れ性が悪化する。
本発明のペーストにおいて、金属粉末並びにフリット粉
末の他にはんだ濡れ性や接着強度をさらに向上させる目
的で、Ｂ ｉ２０Ｂ 、ＣｄＯ。
末の他にはんだ濡れ性や接着強度をさらに向上させる目
的で、Ｂ ｉ２０Ｂ 、ＣｄＯ。
Ｓｂ２０３ 、Ｓｂ２０５ 、Ｖ２０３ 、Ｖ２０５、
Ｃｒ２Ｏ３等の無機酸化物をさらに配合しても差し支え
ない。これら無機酸化物の添加量には特に制限はないが
、好適には金属粉末１００重量部に対して２０重量部以
下である。
Ｃｒ２Ｏ３等の無機酸化物をさらに配合しても差し支え
ない。これら無機酸化物の添加量には特に制限はないが
、好適には金属粉末１００重量部に対して２０重量部以
下である。
〔実施例］
第１表に示す配合にしたがって、各種金属粉末その他の
添加物を、有機ビヒクルと共に三本ロル磯にて混線・分
散を行ってペーストを得た。
添加物を、有機ビヒクルと共に三本ロル磯にて混線・分
散を行ってペーストを得た。
ただし、銀粉としては同和ケミカル製の平均粒径１．３
ｕｍのもの、パラジウム扮としては同和鉱業製の平均粒
径０．１μｍのもの、白金粉としては同和鉱業製の平均
粒径０． ｌ ｕｍのもの、銅粉としては小板製錬製の
平均粒径ｌＬＬｍのもの、無機酸化物粉としては特級試
薬をそのまま用いた。また表に示されたフリットのつち
０粉９Ｍ扮、Ｎ粉はすべてＡｌ２２０３ ＣａＯ−５
ｉ０２系の結晶化ガラスであり、０粉は軟化点７３０℃
・結晶化温度（ピーク値）７８０℃、Ｍ粉は軟化点７６
０℃・結晶化温度（ピーク値）８４８℃、Ｎ粉は軟化点
７４５℃・結晶化温度（ピーク値）８００℃のもので、
２粉はＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−５ｉ０２系の結晶化ガラスで
軟化点７２０°Ｃ・結晶化温度（ピーク値）８１Ｏ℃の
ものである。
ｕｍのもの、パラジウム扮としては同和鉱業製の平均粒
径０．１μｍのもの、白金粉としては同和鉱業製の平均
粒径０． ｌ ｕｍのもの、銅粉としては小板製錬製の
平均粒径ｌＬＬｍのもの、無機酸化物粉としては特級試
薬をそのまま用いた。また表に示されたフリットのつち
０粉９Ｍ扮、Ｎ粉はすべてＡｌ２２０３ ＣａＯ−５
ｉ０２系の結晶化ガラスであり、０粉は軟化点７３０℃
・結晶化温度（ピーク値）７８０℃、Ｍ粉は軟化点７６
０℃・結晶化温度（ピーク値）８４８℃、Ｎ粉は軟化点
７４５℃・結晶化温度（ピーク値）８００℃のもので、
２粉はＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−５ｉ０２系の結晶化ガラスで
軟化点７２０°Ｃ・結晶化温度（ピーク値）８１Ｏ℃の
ものである。
このペーストを川崎製鉄製窒化アルミニウム基板上に印
刷し、貴金属ペーストの場合は空気中ピーク温度８５０
℃、ピーク保持時間１０分、Ｉｎ〜０ｕｔ４０分でベル
ト炉で焼成した７銅ペーストの場合には窒素中ピーク温
度９００℃、ピーク保持時間ＩＯ分、Ｉｎ−０ｕｔ６０
分でベルト炉で焼成した。ベルト炉は光洋すンドバーグ
社製パイロットＩＩ型ベルト炉を用いた６基根上には２
ｍｍＸ２ｍｍパッドを１０個形成し、焼成終了後６／４
はんだ浴中に基板を５秒間浸漬し、はんだ濡れを確認し
、それぞれのパッド上に直径０．６５ ｍ ｍの錫被覆
導線をはんだ付けし９０度ビール試験を行い、初期値、
並びに４８時間１５０℃二一ジングの接着強度を測定し
た。これらの結果を第２表に示した。
刷し、貴金属ペーストの場合は空気中ピーク温度８５０
℃、ピーク保持時間１０分、Ｉｎ〜０ｕｔ４０分でベル
ト炉で焼成した７銅ペーストの場合には窒素中ピーク温
度９００℃、ピーク保持時間ＩＯ分、Ｉｎ−０ｕｔ６０
分でベルト炉で焼成した。ベルト炉は光洋すンドバーグ
社製パイロットＩＩ型ベルト炉を用いた６基根上には２
ｍｍＸ２ｍｍパッドを１０個形成し、焼成終了後６／４
はんだ浴中に基板を５秒間浸漬し、はんだ濡れを確認し
、それぞれのパッド上に直径０．６５ ｍ ｍの錫被覆
導線をはんだ付けし９０度ビール試験を行い、初期値、
並びに４８時間１５０℃二一ジングの接着強度を測定し
た。これらの結果を第２表に示した。
これらの結果かられかるように、本発明のペーストから
作られた導体の接着強度は、４８時間エージング後でも
いずれも２．５ ｋ ｇ ／ ２ ｍ ｍ口以上であり
、実用的であることがわかる。
作られた導体の接着強度は、４８時間エージング後でも
いずれも２．５ ｋ ｇ ／ ２ ｍ ｍ口以上であり
、実用的であることがわかる。
〔発明の効果１
本発明による窒化アルミニウム基板用導体ベーストを、
窒化アルミニウム基板の表面に例えば印刷によって塗布
し焼成することにより、窒化アルミニウム基板への接着
強度が大きい導体層を形成することができ、その工業的
利用価値は大である。
窒化アルミニウム基板の表面に例えば印刷によって塗布
し焼成することにより、窒化アルミニウム基板への接着
強度が大きい導体層を形成することができ、その工業的
利用価値は大である。
Claims (1)
- １ 金属粉末１００重量部に対し、軟化温度が６５０℃
以上かつ結晶化温度が８００℃以下のＡｌ＿２Ｏ＿３−
ＣａＯ−ＳｉＯ＿２系結晶化ガラスフリットを１〜２０
重量部含有することを特徴とする窒化アルミニウム基板
用導体ペースト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2244096A JP2730794B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 窒化アルミニウム基板用導体ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2244096A JP2730794B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 窒化アルミニウム基板用導体ペースト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124077A true JPH04124077A (ja) | 1992-04-24 |
| JP2730794B2 JP2730794B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=17113693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2244096A Expired - Fee Related JP2730794B2 (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 窒化アルミニウム基板用導体ペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2730794B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0664991A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-03-08 | Kyocera Corp | 窒化アルミニウム質焼結体への金属層の被着方法 |
| US5645765A (en) * | 1996-05-09 | 1997-07-08 | Shoei Chemical Inc. | Lead-free conductive paste |
| JP2013161770A (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Kyoto Elex Kk | セラミック基板ヒータ用抵抗体ペーストおよびセラミック基板ヒータ |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP2244096A patent/JP2730794B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0664991A (ja) * | 1992-08-21 | 1994-03-08 | Kyocera Corp | 窒化アルミニウム質焼結体への金属層の被着方法 |
| US5645765A (en) * | 1996-05-09 | 1997-07-08 | Shoei Chemical Inc. | Lead-free conductive paste |
| JP2013161770A (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Kyoto Elex Kk | セラミック基板ヒータ用抵抗体ペーストおよびセラミック基板ヒータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2730794B2 (ja) | 1998-03-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071219 Year of fee payment: 10 |
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
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