JPH0634441B2 - 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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- JPH0634441B2 JPH0634441B2 JP61232526A JP23252686A JPH0634441B2 JP H0634441 B2 JPH0634441 B2 JP H0634441B2 JP 61232526 A JP61232526 A JP 61232526A JP 23252686 A JP23252686 A JP 23252686A JP H0634441 B2 JPH0634441 B2 JP H0634441B2
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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)
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Ａl 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。
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。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。また熱ストレスに対しての
高信頼性も要求されるようなってきた。
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。また熱ストレスに対しての
高信頼性も要求されるようなってきた。
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２０ W／m Ｋ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Ｂe Ｏ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２０ W／m Ｋ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Ｂe Ｏ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、Ａl
Ｎなどの高熱伝導性材料が開発されている。このＡl 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Ａl 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５８−１１３９０によれば、焼結Ａl
Ｎ基体は金属との濡れ性に劣るため、Ｍo-Ｍn 合金、Ｍ
o 、Ｗなどのメタライズしょ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Ａl Ｎ基体
と、この基体の所要面にＳi 、Ａl 、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、Ｍ
o 、Ｗなどのメタライズしょ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Ａl Ｎ基体
と、この基体の所要面にＳi 、Ａl 、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によれば、特定の添加
物を含有するＡl 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Ａg 系ペースト、Ｃu 系ペースト、Ａu 系ペースト等
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Ａl 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Ａg 系ペースト、Ｃu 系ペースト、Ａu 系ペースト等
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Ａl Ｎを基体とし、高熱伝導
性で且つ高信頼性を向上させるため、Ａl Ｎ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ガ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Ａl 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。
性で且つ高信頼性を向上させるため、Ａl Ｎ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ガ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Ａl 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。
本発明はＡl 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 〔作用〕 次に作用を説明する。ここに用いる焼結Ａl 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、イットリウム、希土類金属、アルカリエ類金
属等の化合物を0.1 〜１５ wt % 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。
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 〔作用〕 次に作用を説明する。ここに用いる焼結Ａl 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、イットリウム、希土類金属、アルカリエ類金
属等の化合物を0.1 〜１５ wt % 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、Ａl 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、Ａl 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以下であることよって
Ａl 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。
Ａl 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℃未満であれば基体と前記金属
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℃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℃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
定するわけではない。
定するわけではない。
窒化アルミニウム原料粉末に、酸化イットリウムを焼結
助剤として５ wt % を添加し、混合成形した後、窒化ガ
ス雰囲気中、１８００℃で常圧焼結を行い緻密なＡl Ｎ
基体を得た。このＡl 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１４０ W/mＫであった。
助剤として５ wt % を添加し、混合成形した後、窒化ガ
ス雰囲気中、１８００℃で常圧焼結を行い緻密なＡl Ｎ
基体を得た。このＡl 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１４０ W/mＫであった。
このＡl 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Ａl Ｎ
基体上に２mm角のパターンを得た。その上にＮi メツキ
を施し、さらに0.8 mmφの導線を半田付けし、ピール強
度およびプル強度を測定して表２の結果を得た。
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Ａl Ｎ
基体上に２mm角のパターンを得た。その上にＮi メツキ
を施し、さらに0.8 mmφの導線を半田付けし、ピール強
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、ピール強度
は1.8 Ｋg 以上で、プル強度は8.0 Ｋg 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。
は1.8 Ｋg 以上で、プル強度は8.0 Ｋg 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Ａl 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Ａl 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Ａl 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。
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Ａl 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Ａl 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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−132194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−109293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−108786（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項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３μ
ｍ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 JPS6386598A (ja) | 1988-04-16 |
| JPH0634441B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN118344157A (zh) * | 2024-05-08 | 2024-07-16 | 合肥商德应用材料有限公司 | 陶瓷基板及其制备方法 |
Family Cites Families (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6386598A (ja) | 1988-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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