JPH0451585A - 窒化アルミニウム配線基板 - Google Patents
窒化アルミニウム配線基板Info
- Publication number
- JPH0451585A JPH0451585A JP16024490A JP16024490A JPH0451585A JP H0451585 A JPH0451585 A JP H0451585A JP 16024490 A JP16024490 A JP 16024490A JP 16024490 A JP16024490 A JP 16024490A JP H0451585 A JPH0451585 A JP H0451585A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- aluminum nitride
- conductor circuit
- metal
- substrate
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- Pending
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- 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］
本発明は窒化アルミニウム配線基板に関し、特に、基板
表面に導体回路を備えてなる窒化アルミニウム配線基板
に関する。
表面に導体回路を備えてなる窒化アルミニウム配線基板
に関する。
［従来の技術］
昨今、窒化アルミニウム焼結体の優れた電気絶縁性、熱
伝導性、寸法安定性、機械的強度が注目され、窒化アル
ミニウムによる配線基板の開発が盛んに行わ、れている
。
伝導性、寸法安定性、機械的強度が注目され、窒化アル
ミニウムによる配線基板の開発が盛んに行わ、れている
。
ここで、窒化アルミニウム基板の表面に、外部引出し端
子をロウ付けするためのパッドや電極を備えた導体回路
を形成する場合、従来は基板表面に、主としてタングス
テンからなるペーストを印刷してタングステン粒子を定
着させることにより、所望するパターンの導体回路を形
成している。
子をロウ付けするためのパッドや電極を備えた導体回路
を形成する場合、従来は基板表面に、主としてタングス
テンからなるペーストを印刷してタングステン粒子を定
着させることにより、所望するパターンの導体回路を形
成している。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、半導体技術の進歩に伴い、パッケージと
しての配線基板にも、従来以上に高密度化、高精度化が
要求されるようになり、上述のような回路形成方法では
対応できないという事態が生じた。
しての配線基板にも、従来以上に高密度化、高精度化が
要求されるようになり、上述のような回路形成方法では
対応できないという事態が生じた。
そこで、スパッタリング等によって窒化アルミニウム基
板の表面に、導電性物質による薄膜を形成し、その後に
エッチラングを施して微細な回路パターンを形成する試
みがなされている。
板の表面に、導電性物質による薄膜を形成し、その後に
エッチラングを施して微細な回路パターンを形成する試
みがなされている。
例えば、基板表面にチタン（Ｔｉ）層を形成し、その上
に導電層としてのニッケル（Ｎｉ）層を形成してなる薄
膜形成法が提唱されている。ここで、チタン層は窒化ア
ルミニウム表面とニッケル層との密着を可能ならしめる
ための介在層であるが、上記薄膜形成後に窒化アルミニ
ウムとチタンとの密着強度を向上させるためにシンター
リングを施した場合、チタンが窒化アルミニウムのみな
らずニッケル層へも拡散するため、結果として薄膜の窒
化アルミニウムへの密着強度の向上が図れず、また、ニ
ッケル層の電気抵抗を増大させるという問題があった。
に導電層としてのニッケル（Ｎｉ）層を形成してなる薄
膜形成法が提唱されている。ここで、チタン層は窒化ア
ルミニウム表面とニッケル層との密着を可能ならしめる
ための介在層であるが、上記薄膜形成後に窒化アルミニ
ウムとチタンとの密着強度を向上させるためにシンター
リングを施した場合、チタンが窒化アルミニウムのみな
らずニッケル層へも拡散するため、結果として薄膜の窒
化アルミニウムへの密着強度の向上が図れず、また、ニ
ッケル層の電気抵抗を増大させるという問題があった。
また、基板表面にチタン（Ｔｉ）層を形成し、その上に
白金（Ｐｔ）層、金（Ａｕ）層を形成してなる薄膜形成
法が提唱されている。この薄膜によれば、窒化アルミニ
ウムへの密着強度に優れるが、高価な貴金属を使用する
ためコストの低減が図れず、汎用化できないという問題
があった。
白金（Ｐｔ）層、金（Ａｕ）層を形成してなる薄膜形成
法が提唱されている。この薄膜によれば、窒化アルミニ
ウムへの密着強度に優れるが、高価な貴金属を使用する
ためコストの低減が図れず、汎用化できないという問題
があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり
、その目的は、窒化アルミニウムへの密着強度に優れ、
ロウ付けが可能であり、しかも高精度、高密度の導体回
路を備えた窒化アルミニウム配線基板を安価に提供する
ことにある。
、その目的は、窒化アルミニウムへの密着強度に優れ、
ロウ付けが可能であり、しかも高精度、高密度の導体回
路を備えた窒化アルミニウム配線基板を安価に提供する
ことにある。
［課題を解決するための手段及び作用］上記課題を解決
するために本発明は、窒化アルミニウム基板の表面に、
チタン、クロム、銀、ニオブから選択される何れか少な
くとも一種の金属によって形成される第１層と、前記第
１層上に、タングステン、モリブデンから選択される何
れか少なくとも一種の金属によって形成される第２層と
、前記第２層上に、ニッケル、金、銅から選択される何
れか少なくとも一種の金属によって形成される第３層と
が順次積層形成されてなる導体回路を備えている。
するために本発明は、窒化アルミニウム基板の表面に、
チタン、クロム、銀、ニオブから選択される何れか少な
くとも一種の金属によって形成される第１層と、前記第
１層上に、タングステン、モリブデンから選択される何
れか少なくとも一種の金属によって形成される第２層と
、前記第２層上に、ニッケル、金、銅から選択される何
れか少なくとも一種の金属によって形成される第３層と
が順次積層形成されてなる導体回路を備えている。
この構成によれば、基板上の導体回路には、第３層によ
って導電性が確保されると共に、ロウ材との優れた濡れ
性が実現される。また、第１層によって導体回路と窒化
アルミニウム基板表面との密着性が高められる。そして
、第２層によって前記第１層と第３層とが強固に接着さ
れると共に、第１層と第３層との間で金属の相互拡散が
防止され、第１層及び第３層がそれぞれ有する機能が十
分に発揮される。
って導電性が確保されると共に、ロウ材との優れた濡れ
性が実現される。また、第１層によって導体回路と窒化
アルミニウム基板表面との密着性が高められる。そして
、第２層によって前記第１層と第３層とが強固に接着さ
れると共に、第１層と第３層との間で金属の相互拡散が
防止され、第１層及び第３層がそれぞれ有する機能が十
分に発揮される。
即ち、第１層の金属は第２層の存在によって、それより
も上層に拡散されない。従って、第１層の金属は窒化ア
ルミニウム側へのみ拡散され、第１層金属のアンカー効
果が高められて、導体回路と基板との密着強度が向上さ
れる。また、第３層の金属は第２層の存在によって、そ
れよりも下層に拡散されず、また第１層の金属による汚
染をも受けない。従って、第３層の金属は、それが本来
有する導電性及びロウ材との濡れ性を損なわれることな
く、これらの特性を長期間有効に発揮する。
も上層に拡散されない。従って、第１層の金属は窒化ア
ルミニウム側へのみ拡散され、第１層金属のアンカー効
果が高められて、導体回路と基板との密着強度が向上さ
れる。また、第３層の金属は第２層の存在によって、そ
れよりも下層に拡散されず、また第１層の金属による汚
染をも受けない。従って、第３層の金属は、それが本来
有する導電性及びロウ材との濡れ性を損なわれることな
く、これらの特性を長期間有効に発揮する。
前記第１層の金属としては、チタン（Ｔｉ） 、クロム
（Ｃ「）、銀（Ａｇ） 、ニオブ（Ｎｂ）があげられる
が、これらは窒化アルミニウムとの固溶体を形成し易い
金属である。
（Ｃ「）、銀（Ａｇ） 、ニオブ（Ｎｂ）があげられる
が、これらは窒化アルミニウムとの固溶体を形成し易い
金属である。
前記第２層の金属としては、タングステン（Ｗ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）があげられるが、これらは融点が非常に
高く、高温状況下にあっても他の金属との固溶体を形成
せず、かつ拡散係数の小さい金属である。
ブデン（Ｍｏ）があげられるが、これらは融点が非常に
高く、高温状況下にあっても他の金属との固溶体を形成
せず、かつ拡散係数の小さい金属である。
前記第３層の金属としては、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａ
ｕ） 、銅（Ｃｕ）があげられるが、これらは比較的導
電性に優れ、しかも半導体用として一般に使用されてい
るロウ材（銀と銅との合金）との濡れ性に優れた金属で
ある。
ｕ） 、銅（Ｃｕ）があげられるが、これらは比較的導
電性に優れ、しかも半導体用として一般に使用されてい
るロウ材（銀と銅との合金）との濡れ性に優れた金属で
ある。
前記各層の形成手段としては、スパッタリング、化学蒸
着、イオンブレーティング、メツキがあげられ、いずれ
の手段をも適用可能である。
着、イオンブレーティング、メツキがあげられ、いずれ
の手段をも適用可能である。
但し、前記第１層をスパッタリング等によって形成した
場合、スパッタリングを施したままの金属層は一般にア
モルファス状であり、窒化アルミニウムとの密着強度が
必ずしも十分でない。そこで、前記三層構造の薄膜を形
成した後に基板全体を加熱することにより、第１層の金
属を窒化アルミニウム基板にシンターリングさせて、両
者間の密着強度の向上を図ることが好ましい。
場合、スパッタリングを施したままの金属層は一般にア
モルファス状であり、窒化アルミニウムとの密着強度が
必ずしも十分でない。そこで、前記三層構造の薄膜を形
成した後に基板全体を加熱することにより、第１層の金
属を窒化アルミニウム基板にシンターリングさせて、両
者間の密着強度の向上を図ることが好ましい。
ところで、前記第１層の厚さは０．０５〜２゜０μｍの
範囲であることが好ましい。
範囲であることが好ましい。
この膜厚が０．０５μｍ未満では、第１層の金属の大部
分が基板に拡散してしまい、実質的に残存する膜厚がな
くなり、第２層との間で接着強度が低下する。一方、２
．０μｍを超えると、第１層における残留応力が大きく
なりクラックが入り易くなって好ましくない。
分が基板に拡散してしまい、実質的に残存する膜厚がな
くなり、第２層との間で接着強度が低下する。一方、２
．０μｍを超えると、第１層における残留応力が大きく
なりクラックが入り易くなって好ましくない。
前記第２層の厚さは１．０〜５．０μｍの範囲であるこ
とが好ましい。
とが好ましい。
この膜厚が１．０μｍ未満では、拡散防止層としての機
能を十分に発揮することがで、きない。−方、５．０μ
ｍを超えると、第２層における残留応力が大きくなりク
ラックが入り易くなって好ましくない。
能を十分に発揮することがで、きない。−方、５．０μ
ｍを超えると、第２層における残留応力が大きくなりク
ラックが入り易くなって好ましくない。
前記第３層の厚さは０． ２〜５．０μｍの範囲である
ことが好ましい。
ことが好ましい。
この膜厚が０．２μｍ未満では、ロウ材との濡れ性を良
くする効果が低下する。一方、５．０μｍを超えると、
第３層における残留応力が大きくなりクラックが入り易
くなって好ましくない。
くする効果が低下する。一方、５．０μｍを超えると、
第３層における残留応力が大きくなりクラックが入り易
くなって好ましくない。
一般に、前記三層構造の薄膜を窒化アルミニウム基板上
に形成した後、フォトレジスト等によるマスクを形成し
、エツチングを施すことにより、基板上には所望の回路
パターンが形成される。あるいは、窒化アルミニウム基
板表面に、回路を形成しない部位を被覆するマスクを予
め形成しておき、その後に表面が露出された部位に対し
て前記薄膜を形成することにより、所望するパターンの
導体回路を形成し、でもよい。
に形成した後、フォトレジスト等によるマスクを形成し
、エツチングを施すことにより、基板上には所望の回路
パターンが形成される。あるいは、窒化アルミニウム基
板表面に、回路を形成しない部位を被覆するマスクを予
め形成しておき、その後に表面が露出された部位に対し
て前記薄膜を形成することにより、所望するパターンの
導体回路を形成し、でもよい。
以下に、本発明を具体化した実施例及び比較例について
説明する。
説明する。
［実施例］
窒化アルミニウム製のグリーンシートを複数積層し、同
時焼成してなる窒化アルミニウム基板を王水に１分間浸
漬し、その後、十分に水洗と乾燥を施して基板表面を洗
浄した。
時焼成してなる窒化アルミニウム基板を王水に１分間浸
漬し、その後、十分に水洗と乾燥を施して基板表面を洗
浄した。
この窒化アルミニウム基板を１００℃に加熱した状態で
、その表面にＩＫＷの出力で１０分間、逆スパツタリン
グを施した後、チタンをターゲットとしてスパッタリン
グを施した。そして、第１図に示すように、窒化アルミ
ニウム基板１の表面に第１層としてのチタン層２（膜厚
０．１μｍ）を形成した。
、その表面にＩＫＷの出力で１０分間、逆スパツタリン
グを施した後、チタンをターゲットとしてスパッタリン
グを施した。そして、第１図に示すように、窒化アルミ
ニウム基板１の表面に第１層としてのチタン層２（膜厚
０．１μｍ）を形成した。
以下同様にして、モリブデン、ニッケルをターゲットと
して、順次スパッタリングを施すことにより、前記チタ
ン層２上に第２層としてのモリブデン層３（膜厚２９．
０μｍ）、第３層としてのニッケル層４ （膜厚１．０
μｍ）をそれぞれ形成し、三層構造の薄膜５を形成した
。
して、順次スパッタリングを施すことにより、前記チタ
ン層２上に第２層としてのモリブデン層３（膜厚２９．
０μｍ）、第３層としてのニッケル層４ （膜厚１．０
μｍ）をそれぞれ形成し、三層構造の薄膜５を形成した
。
続いて、前記薄膜５を形成した窒化アルミニウム基板１
の表面に、ネガ型のフォトレジストを均一に塗布し、回
路形成部分に紫外線を照射して該部位を光硬化させた。
の表面に、ネガ型のフォトレジストを均一に塗布し、回
路形成部分に紫外線を照射して該部位を光硬化させた。
この基板１をアルカリ溶液に浸漬して、未硬化のフォト
レジストを溶解除去し、薄膜５の一部を露出させた。そ
して、該基板１の表面に、フッ化水素酸（ＨＦ）と硝酸
（ＨＮＯ３）の混合溶液を使用してエツチングを施し、
薄膜５の露出部位を除去した。その後、硬化された前記
フォトレジストを有機溶剤で処理して除去することによ
り、基板１の表面に前記薄膜５を露出させて、所望する
パターンの導体回路を形成した。
レジストを溶解除去し、薄膜５の一部を露出させた。そ
して、該基板１の表面に、フッ化水素酸（ＨＦ）と硝酸
（ＨＮＯ３）の混合溶液を使用してエツチングを施し、
薄膜５の露出部位を除去した。その後、硬化された前記
フォトレジストを有機溶剤で処理して除去することによ
り、基板１の表面に前記薄膜５を露出させて、所望する
パターンの導体回路を形成した。
このようにして得られた基板に銀ロウを使用してピンを
８００℃にてロウ付けした。この時のピンの固着強度は
３ 、 Ｏｋｇｆ／ｍｍ２という優れた値を示した。
８００℃にてロウ付けした。この時のピンの固着強度は
３ 、 Ｏｋｇｆ／ｍｍ２という優れた値を示した。
［比較例］
前記実施例と同様にして、窒化アルミニウム基板上にス
パッタリングによって薄膜を形成した。
パッタリングによって薄膜を形成した。
但し、この薄膜は、前記実施例の第２層に相当するモリ
ブデン層のない、即ち、チタン層とニッケル層の二層構
造の薄膜とした。
ブデン層のない、即ち、チタン層とニッケル層の二層構
造の薄膜とした。
このようにして得られた基板に銀ロウを使用してピンを
８００℃にてロウ付けした。この時のピンの固着強度は
ｌ 、 Ｏｋｇｆ／ｍｍ”という値を示ｊ、た。
８００℃にてロウ付けした。この時のピンの固着強度は
ｌ 、 Ｏｋｇｆ／ｍｍ”という値を示ｊ、た。
［発明の効果］
以上詳述したように本発明によれば、窒化アルミニウム
への密着強度に優れ、ロウ付けが可能であり、しかも高
精度、高密度の導体回路を備えた窒化アルミニウム配線
基板を安価に提供することができるという優れた効果を
奏する。
への密着強度に優れ、ロウ付けが可能であり、しかも高
精度、高密度の導体回路を備えた窒化アルミニウム配線
基板を安価に提供することができるという優れた効果を
奏する。
第１図は本発明の実施例における薄膜の積層構造を示す
説明図である。 １・・・窒化アルミニウム基板、２・・・第１層として
のチタン層、３・・・第２層としてのモリブデン層、４
・・・第３層としてのニッケル層。 特許出願人 イビデン 株式会社 代 理 人 弁理士 恩田博宣（ほか１名）−〜−・
４
説明図である。 １・・・窒化アルミニウム基板、２・・・第１層として
のチタン層、３・・・第２層としてのモリブデン層、４
・・・第３層としてのニッケル層。 特許出願人 イビデン 株式会社 代 理 人 弁理士 恩田博宣（ほか１名）−〜−・
４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 窒化アルミニウム基板（１）の表面に、チタン、ク
ロム、銀、ニオブから選択される何れか少なくとも一種
の金属によって形成される第１層（２）と、 前記第１層（２）上に、タングステン、モリブデンから
選択される何れか少なくとも一種の金属によって形成さ
れる第２層（３）と、 前記第２層（３）上に、ニッケル、金、銅から選択され
る何れか少なくとも一種の金属によって形成される第３
層（４）とが順次積層形成されてなる導体回路を備えて
いることを特徴とする窒化アルミニウム配線基板。 ２ 前記第１層（２）の厚さは０．０５〜２．０μｍで
あり、前記第２層（３）の厚さは１．０〜５．０μｍで
あり、前記第３層（４）の厚さは０．２〜５．０μｍで
あることを特徴とする請求項１に記載の窒化アルミニウ
ム配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16024490A JPH0451585A (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 窒化アルミニウム配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16024490A JPH0451585A (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 窒化アルミニウム配線基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0451585A true JPH0451585A (ja) | 1992-02-20 |
Family
ID=15710819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16024490A Pending JPH0451585A (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 窒化アルミニウム配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0451585A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5601245A (en) * | 1993-03-26 | 1997-02-11 | Daiwa Seiko, Inc. | Brake system for use in double bearing type fishing reel |
| US6164576A (en) * | 1998-06-26 | 2000-12-26 | Daiwa Seiko, Inc. | Reel for fishing which stably and easily performs fishing operations without imparting shock to fishing line |
| US8755181B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-06-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device |
-
1990
- 1990-06-19 JP JP16024490A patent/JPH0451585A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5601245A (en) * | 1993-03-26 | 1997-02-11 | Daiwa Seiko, Inc. | Brake system for use in double bearing type fishing reel |
| US6164576A (en) * | 1998-06-26 | 2000-12-26 | Daiwa Seiko, Inc. | Reel for fishing which stably and easily performs fishing operations without imparting shock to fishing line |
| US8755181B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-06-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device |
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