JPH0699200B2 - 高周波トランジスタ用絶縁基板 - Google Patents
高周波トランジスタ用絶縁基板Info
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- JPH0699200B2 JPH0699200B2 JP61033831A JP3383186A JPH0699200B2 JP H0699200 B2 JPH0699200 B2 JP H0699200B2 JP 61033831 A JP61033831 A JP 61033831A JP 3383186 A JP3383186 A JP 3383186A JP H0699200 B2 JPH0699200 B2 JP H0699200B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、高周波トランジスタ用絶縁基板に関し、さら
に詳しくは、高周波特性に優れるとともに、熱伝導率が
高く放熱性に優れ、また、耐ヒートサイクル特性が良好
で、低廉でしかも毒性のない高周波トランジスタ用絶縁
基板に関する。
に詳しくは、高周波特性に優れるとともに、熱伝導率が
高く放熱性に優れ、また、耐ヒートサイクル特性が良好
で、低廉でしかも毒性のない高周波トランジスタ用絶縁
基板に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 高周波トランジスタ用の絶縁基板は、高周波特性に優れ
ている、具体的には誘電損失が小さいこと、搭載されて
いる高周波トランジスタからの発熱が効率よく放散され
るため高い熱伝導率を有していること、さらには、低温
から高温へ、高温から低温への温度変化、すなわち、ヒ
ートサイクルに耐えることが必要である。
ている、具体的には誘電損失が小さいこと、搭載されて
いる高周波トランジスタからの発熱が効率よく放散され
るため高い熱伝導率を有していること、さらには、低温
から高温へ、高温から低温への温度変化、すなわち、ヒ
ートサイクルに耐えることが必要である。
従来、かかる高周波トランジスタ用絶縁基板としては、
種々の絶縁性セラミックスのうちでも、誘電損失が小さ
く、高い熱伝導率を有するベリリア（BeO）を使用する
ことが一般的であり、このBeOよりなる基板に、モリブ
デン−マンガ（Mo−Mn）法を適用して導電性メタライズ
層を形成し、このMo−Mnメタライズ層に高周波トランジ
スタをろう付もしくははんだ付していた。
種々の絶縁性セラミックスのうちでも、誘電損失が小さ
く、高い熱伝導率を有するベリリア（BeO）を使用する
ことが一般的であり、このBeOよりなる基板に、モリブ
デン−マンガ（Mo−Mn）法を適用して導電性メタライズ
層を形成し、このMo−Mnメタライズ層に高周波トランジ
スタをろう付もしくははんだ付していた。
しかしながら、BeOは毒性があるため取扱いが繁雑であ
るだけでなく、国内生産されておらず、材料の供給を輸
入に頼っているため高価であり、さらに、このBeOとそ
れに搭載される高周波トランジスタを構成するシリコン
（Si）との熱膨張係数の差が大きいため、長期間にわた
ってヒートサイクルが繰返されると、Si半導体よりなる
高周波トランジスタ直下のはんだ層にクラックが生じ、
甚しい場合にはこのトランジスタが脱落するなどの問題
がある。
るだけでなく、国内生産されておらず、材料の供給を輸
入に頼っているため高価であり、さらに、このBeOとそ
れに搭載される高周波トランジスタを構成するシリコン
（Si）との熱膨張係数の差が大きいため、長期間にわた
ってヒートサイクルが繰返されると、Si半導体よりなる
高周波トランジスタ直下のはんだ層にクラックが生じ、
甚しい場合にはこのトランジスタが脱落するなどの問題
がある。
［発明の目的］ 本発明は、従来のかかる問題を解消し、高周波特性およ
び放熱性に優れるとともに耐ヒートサイクル特性が良好
で、低廉かつ毒性のない高周波トランジスタ用絶縁基板
の提供を目的とする。
び放熱性に優れるとともに耐ヒートサイクル特性が良好
で、低廉かつ毒性のない高周波トランジスタ用絶縁基板
の提供を目的とする。
［発明の概要］ 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねる
中で、まず、高周波トランジスタ用絶縁基板の素材とし
て、従来のBeOに代えて窒化アルミニウム（AlN）焼結体
を採用することとした。AlN焼結体は、BeOと比べて遜色
のない高周波特性を有するとともに熱伝導率が高く、そ
の上Siとほぼ同等の熱膨張係数を有するため、ヒートサ
イクルが繰り返されてもクラックなどが生ずるおそれが
ないという利点がある。ところが、AlN焼結体表面に導
電性メタライズ層を形成する場合、従来材であるBeOに
適用していたMo−Mn法をそのまま適用することができな
い。一方、AlN焼結体表面には従来よりメタライズ法と
して公知のダイレクトボンドカッパー法（DBC法）や厚
膜法でメタライズ層を形成することができるが、しかし
このメタラズ層は高温でのAlN焼結体との密着性が低い
ため、ろう付やはんだ付に対する信頼性が充分でないと
いう不都合がある。
中で、まず、高周波トランジスタ用絶縁基板の素材とし
て、従来のBeOに代えて窒化アルミニウム（AlN）焼結体
を採用することとした。AlN焼結体は、BeOと比べて遜色
のない高周波特性を有するとともに熱伝導率が高く、そ
の上Siとほぼ同等の熱膨張係数を有するため、ヒートサ
イクルが繰り返されてもクラックなどが生ずるおそれが
ないという利点がある。ところが、AlN焼結体表面に導
電性メタライズ層を形成する場合、従来材であるBeOに
適用していたMo−Mn法をそのまま適用することができな
い。一方、AlN焼結体表面には従来よりメタライズ法と
して公知のダイレクトボンドカッパー法（DBC法）や厚
膜法でメタライズ層を形成することができるが、しかし
このメタラズ層は高温でのAlN焼結体との密着性が低い
ため、ろう付やはんだ付に対する信頼性が充分でないと
いう不都合がある。
そこで、本発明者らは、主として、AlN焼結体表面に形
成されるメタライズ層の構成相の成分元素の組合せに焦
点を絞って鋭意研究を重ねた結果、上記目的を達成しう
る特性の組合せを見出し、その効果を確認して本発明を
完成するに至った。
成されるメタライズ層の構成相の成分元素の組合せに焦
点を絞って鋭意研究を重ねた結果、上記目的を達成しう
る特性の組合せを見出し、その効果を確認して本発明を
完成するに至った。
すなわち、本発明の高周波トランジスタ用絶縁基板は、
窒化アルミニウム焼結体と、該焼結体表面の少なくとも
一部に形成された導電性メタライズ層とからなる高周波
トランジスタ用絶縁基板であって、 該導電性メタライズ層が、 （イ）（ｉ）モリブデン、タングステンおよびタンタル
よりなる群（第１の群）から選ばれた少なくとも１種、
ならびに、 （ii）周期律表の第III族元素、第IVa族元素、希土類元
素およびアクチノイド元素よりなる群（第２の群）から
選ばれた少なくとも１種を構成相の成分元素として含有
する層、または、 （ロ）周期律表の第IVa族元素を少なくとも１種含む合
金よりなる層 であることを特徴とする。
窒化アルミニウム焼結体と、該焼結体表面の少なくとも
一部に形成された導電性メタライズ層とからなる高周波
トランジスタ用絶縁基板であって、 該導電性メタライズ層が、 （イ）（ｉ）モリブデン、タングステンおよびタンタル
よりなる群（第１の群）から選ばれた少なくとも１種、
ならびに、 （ii）周期律表の第III族元素、第IVa族元素、希土類元
素およびアクチノイド元素よりなる群（第２の群）から
選ばれた少なくとも１種を構成相の成分元素として含有
する層、または、 （ロ）周期律表の第IVa族元素を少なくとも１種含む合
金よりなる層 であることを特徴とする。
本発明の高周波トランジスタ用絶縁基板は、前述したよ
うに、基板の素材としてAlN焼結体を採用した点、およ
び、該AlN焼結体上に形成された導電性メタライズ層の
組成に特徴を有するものであり、AlN焼結体自身の物性
などはとくに限定されるものではないが、高周波トラン
ジスタ用絶縁基板としては放熱性が要求されるため、熱
伝導率が50w/m・ｋ以上であることが好ましい。
うに、基板の素材としてAlN焼結体を採用した点、およ
び、該AlN焼結体上に形成された導電性メタライズ層の
組成に特徴を有するものであり、AlN焼結体自身の物性
などはとくに限定されるものではないが、高周波トラン
ジスタ用絶縁基板としては放熱性が要求されるため、熱
伝導率が50w/m・ｋ以上であることが好ましい。
この導電性メタライズ層は、上記（イ）及び（ロ）で示
したもののいずれであってもよい。以下、それぞれにつ
いて詳述する。
したもののいずれであってもよい。以下、それぞれにつ
いて詳述する。
まず、（イ）で示される導電性メタライズ層の成分元素
のうち、第１の群に属する元素、すなわち、モリブデン
（Mo）、タングステン（Ｗ）およびタンタル（Ta）は、
耐熱性に優れ、かつ、AlN焼結体母材の熱膨張係数とほ
ぼ近似した熱膨張係数を有するものであり、該メタライ
ズ層の耐熱性および耐ヒートサイクル特性の向上に資す
る成分である。
のうち、第１の群に属する元素、すなわち、モリブデン
（Mo）、タングステン（Ｗ）およびタンタル（Ta）は、
耐熱性に優れ、かつ、AlN焼結体母材の熱膨張係数とほ
ぼ近似した熱膨張係数を有するものであり、該メタライ
ズ層の耐熱性および耐ヒートサイクル特性の向上に資す
る成分である。
これらの成分元素は、１種または２種以上が組合わされ
て構成相に含まれている。その場合に、これらの元素
は、例えば、各元素単体で、または各元素を含む化合物
もしくは固溶体として、またはこれら単体、化合物およ
び固溶体から選ばれた２種以上の混合体として存在す
る。このうち、化合物としては、これらの元素の酸化
物、窒化物、炭化物、酸窒化物、炭窒化物、炭酸化物、
炭酸窒化物、ホウ化物、ケイ化物などがあげられ、かか
る化合物は上記元素の他に、後述する第２の群に属する
元素を少なくとも１種および／または第２の群に属する
元素以外の元素を少なくとも１種含む複合化合物であっ
てもよい。また、固溶体についてもこれと同様である。
て構成相に含まれている。その場合に、これらの元素
は、例えば、各元素単体で、または各元素を含む化合物
もしくは固溶体として、またはこれら単体、化合物およ
び固溶体から選ばれた２種以上の混合体として存在す
る。このうち、化合物としては、これらの元素の酸化
物、窒化物、炭化物、酸窒化物、炭窒化物、炭酸化物、
炭酸窒化物、ホウ化物、ケイ化物などがあげられ、かか
る化合物は上記元素の他に、後述する第２の群に属する
元素を少なくとも１種および／または第２の群に属する
元素以外の元素を少なくとも１種含む複合化合物であっ
てもよい。また、固溶体についてもこれと同様である。
すなわち、成分元素としてMoを例にとると、Moは導電性
メタライズ層の構成相において、例えば、Mo、Mo−Al固
溶体などのようなかたちで存在する。
メタライズ層の構成相において、例えば、Mo、Mo−Al固
溶体などのようなかたちで存在する。
ついで、導電性メタライズ層の成分元素のうち、第２の
群に属する元素、すなわち、周期律表の第III族元素
（Ｂ、Al、Sc、Ga、In、Tl）、第IVa族元素（Ti、Zr、H
f）、希土類元素（Ｙ、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、G
d、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）およびアクチノイド
元素（Ac、Th、Pa、Ｕ、Np、Pu、Am、Cm、Bk、Cf、Es、
Fm、Md、No、Lr）は、後述するメタライズ層形成工程、
すなわち加熱工程において、AlNとのぬれ性が優れてお
り、導電性メタライズ層とAlN焼結体との密着性の向上
に資する成分である。なお、この第２の群に属する元素
のうち、とくに好ましいものは、Al、Ti、Zr、Hf、Ｙ、
Ce、Dy、Thなどである。
群に属する元素、すなわち、周期律表の第III族元素
（Ｂ、Al、Sc、Ga、In、Tl）、第IVa族元素（Ti、Zr、H
f）、希土類元素（Ｙ、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、G
d、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）およびアクチノイド
元素（Ac、Th、Pa、Ｕ、Np、Pu、Am、Cm、Bk、Cf、Es、
Fm、Md、No、Lr）は、後述するメタライズ層形成工程、
すなわち加熱工程において、AlNとのぬれ性が優れてお
り、導電性メタライズ層とAlN焼結体との密着性の向上
に資する成分である。なお、この第２の群に属する元素
のうち、とくに好ましいものは、Al、Ti、Zr、Hf、Ｙ、
Ce、Dy、Thなどである。
これらの成分元素は、上記第１の群に属する成分元素と
同様、１種または２種以上が組合わされて構成相に含ま
れており、その存在状態も前記と同様に、例えば、各元
素単体で、または各元素を含む上に列挙した如き化合物
もしくは固溶体として、またはこれら単体、化合物およ
び固溶体から選ばれた２種以上の混合体として存在す
る。
同様、１種または２種以上が組合わされて構成相に含ま
れており、その存在状態も前記と同様に、例えば、各元
素単体で、または各元素を含む上に列挙した如き化合物
もしくは固溶体として、またはこれら単体、化合物およ
び固溶体から選ばれた２種以上の混合体として存在す
る。
いま、この成分元素としてTiを例にとると、Tiは導電性
メタライズ層の構成相において、例えば、TiN、TiO2、
などのようなかたちで存在する。
メタライズ層の構成相において、例えば、TiN、TiO2、
などのようなかたちで存在する。
また、上記構成において、第１の群に属する元素と第２
の群に属する元素との構成比はとくに限定されるもので
はなく、使用する元素の種類あるいは組合わせによって
適宜設定すればよいが、例えば、第１の群に属する元素
の合計と第２の群に属する元素の合計との比が、原子比
で9:1〜1:9程度さらには1:2〜2:1程度に設定されること
が好ましい。
の群に属する元素との構成比はとくに限定されるもので
はなく、使用する元素の種類あるいは組合わせによって
適宜設定すればよいが、例えば、第１の群に属する元素
の合計と第２の群に属する元素の合計との比が、原子比
で9:1〜1:9程度さらには1:2〜2:1程度に設定されること
が好ましい。
上記（イ）の導電性メタライズ層は例えば次のようにし
て形成することができる。
て形成することができる。
すなわち、まず、常法を適用して得られたAlN焼結体母
材の所望の面に、上記第１の群および第２の群からそれ
ぞれ選択された元素を含むペーストもしくは液状物を塗
布する。このペーストもしくは液状物は、具体的には、
上記元素の単体あるいは化合物粉末をエチルセルロー
ス、ニトロセルロースなどの粘着剤に分散せしめて得ら
れる。このとき、原料粉末としては、上記各元素の単体
粉末や、各元素を含む導電性無機化合物、すなわち、酸
化物、窒化物、炭化物、ケイ化物、ホウ化物、水素化
物、塩化物、フッ化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、亜
硝酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、亜リ
ン酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、塩素酸塩、ケイ酸塩、水
酸化物、アンモニウム塩、あるいは、焼成して導電性と
なる無機化合物もしくは有機化合物（例えば、アルコキ
シド、ゾルーゲル）などを使用することができる。ま
た、かかるペーストもしくは液状物中には、上記第１お
よび第２の群から選ばれた元素もしくは該元素を含む化
合物が総量で全体の５重量％以上含有されていることが
望ましい。
材の所望の面に、上記第１の群および第２の群からそれ
ぞれ選択された元素を含むペーストもしくは液状物を塗
布する。このペーストもしくは液状物は、具体的には、
上記元素の単体あるいは化合物粉末をエチルセルロー
ス、ニトロセルロースなどの粘着剤に分散せしめて得ら
れる。このとき、原料粉末としては、上記各元素の単体
粉末や、各元素を含む導電性無機化合物、すなわち、酸
化物、窒化物、炭化物、ケイ化物、ホウ化物、水素化
物、塩化物、フッ化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、亜
硝酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、亜リ
ン酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、塩素酸塩、ケイ酸塩、水
酸化物、アンモニウム塩、あるいは、焼成して導電性と
なる無機化合物もしくは有機化合物（例えば、アルコキ
シド、ゾルーゲル）などを使用することができる。ま
た、かかるペーストもしくは液状物中には、上記第１お
よび第２の群から選ばれた元素もしくは該元素を含む化
合物が総量で全体の５重量％以上含有されていることが
望ましい。
ついで、上記のようにAlN焼成体母材表面にペーストも
しくは液状物を塗布したのち、乾燥させて、しかるの
ち、加熱処理することによりメタライズ層を形成する。
このときの加熱温度は、成分元素の種類および組合わせ
によっても異なるが、通常は、1100〜1800℃程度であ
る。また、雰囲気ガスとしては、窒素ガス、ドライホー
ミングガス、ウェットホーミングガスなどを使用でき、
処理時間は0.5〜２時間程度に設定することが好まし
い。
しくは液状物を塗布したのち、乾燥させて、しかるの
ち、加熱処理することによりメタライズ層を形成する。
このときの加熱温度は、成分元素の種類および組合わせ
によっても異なるが、通常は、1100〜1800℃程度であ
る。また、雰囲気ガスとしては、窒素ガス、ドライホー
ミングガス、ウェットホーミングガスなどを使用でき、
処理時間は0.5〜２時間程度に設定することが好まし
い。
つぎに、（ロ）で示される導電性メタライズ層は、第IV
a族元素、すなわち、チタン（Ti）、ジルコニウム（Z
r）およびハフニウム（Hf）のうちの少なくとも１種を
含有する合金層である。かかる合金層において、第IVa
族元素以外の合金成分としては、とくに制限されるもの
ではないが、なるべくAlN焼結体とのぬれ性が良好な合
金を形成するものが好ましい。具体的には、銀（Ag）、
銅（Cu）、ニッケル（Ni）、モリブデン（Mo）などをあ
げることができ、これらを単独であるいは適宜組合わせ
て用いることができる。Tiをはじめとする第IVa族元素
は、上記IVa族元素以外の合金成分元素と合金を形成し
ていても、また、合金を形成せず上記少なくとも２種の
合金成分よりなる合金中に例えば分散せしめられたよう
な状態で存在していてもよい。このうち、合金層の少な
くとも一部が共晶合金であると、得られた合金層はより
低温でAlN焼結体と良好にぬれるためさらに有利であ
る。かかる共晶合金の具体例としては、AgとCuまたはMo
NiとAgとCuとをそれぞれ共晶組成となるように組合わせ
たものをあげることができる。なお、かかる合金中で、
Ti、ZrおよびHfのうちの少なくとも１種が占める割合
は、とくに限定されるものではないが、通常、１〜10重
量％程度であることが好ましい。
a族元素、すなわち、チタン（Ti）、ジルコニウム（Z
r）およびハフニウム（Hf）のうちの少なくとも１種を
含有する合金層である。かかる合金層において、第IVa
族元素以外の合金成分としては、とくに制限されるもの
ではないが、なるべくAlN焼結体とのぬれ性が良好な合
金を形成するものが好ましい。具体的には、銀（Ag）、
銅（Cu）、ニッケル（Ni）、モリブデン（Mo）などをあ
げることができ、これらを単独であるいは適宜組合わせ
て用いることができる。Tiをはじめとする第IVa族元素
は、上記IVa族元素以外の合金成分元素と合金を形成し
ていても、また、合金を形成せず上記少なくとも２種の
合金成分よりなる合金中に例えば分散せしめられたよう
な状態で存在していてもよい。このうち、合金層の少な
くとも一部が共晶合金であると、得られた合金層はより
低温でAlN焼結体と良好にぬれるためさらに有利であ
る。かかる共晶合金の具体例としては、AgとCuまたはMo
NiとAgとCuとをそれぞれ共晶組成となるように組合わせ
たものをあげることができる。なお、かかる合金中で、
Ti、ZrおよびHfのうちの少なくとも１種が占める割合
は、とくに限定されるものではないが、通常、１〜10重
量％程度であることが好ましい。
上記（ロ）の導電性メタライズ層は例えば次のようにし
て形成することができる。
て形成することができる。
すなわち、上記と同じくAlN焼結体の所望の面に、上記
第IVa族元素およびその他の合金成分元素を含むペース
トまたは液状物を塗布したのち焼成すればよい。このと
き使用する粘着剤としては上記と同様のものがあげられ
る。原料粉末としては、上記各元素単体粉末または上述
したような化合物粉末を使用することができる。また、
焼成は、真空中もしくはArなどの不活性ガス中で行なう
ことが好ましく、焼成温度は、合金層を形成する成分元
素の種類および組合せによっても異なるが、通常は800
〜1000℃程度である。さらには、このようなペーストも
しくは液状物を使用する方法のほかに、各合金成分元素
の箔もしくは粉末またはその両者をAlN基板上に載置し
て上記と同様に焼成する方法を採用することもできる。
第IVa族元素およびその他の合金成分元素を含むペース
トまたは液状物を塗布したのち焼成すればよい。このと
き使用する粘着剤としては上記と同様のものがあげられ
る。原料粉末としては、上記各元素単体粉末または上述
したような化合物粉末を使用することができる。また、
焼成は、真空中もしくはArなどの不活性ガス中で行なう
ことが好ましく、焼成温度は、合金層を形成する成分元
素の種類および組合せによっても異なるが、通常は800
〜1000℃程度である。さらには、このようなペーストも
しくは液状物を使用する方法のほかに、各合金成分元素
の箔もしくは粉末またはその両者をAlN基板上に載置し
て上記と同様に焼成する方法を採用することもできる。
さらに、このようにして得られた（イ）または（ロ）の
導電性メタライズ層を有するAlN焼結体、すなわち、高
周波トランジスタ用絶縁基板に高周波トランジスタなど
の他部材を接合する場合は、まず、この導電性メタライ
ズ層にNiなどのメッキを施し、続いて、真空中、600〜7
00℃で該メッキ層をアニールし、しかるのち、ろう付も
しくははんだ付を行なえばよい。
導電性メタライズ層を有するAlN焼結体、すなわち、高
周波トランジスタ用絶縁基板に高周波トランジスタなど
の他部材を接合する場合は、まず、この導電性メタライ
ズ層にNiなどのメッキを施し、続いて、真空中、600〜7
00℃で該メッキ層をアニールし、しかるのち、ろう付も
しくははんだ付を行なえばよい。
［発明の実施例］ 実施例１ モリブデン（Mo）粉末と窒化チタン（TiN）粉末とエチ
ルセルロースとを重量比で8:2:1で混合して原料ペース
トを調製し、該ペーストをY2O3が３重量％含有された熱
伝導率が130w/m・ｋのAlN焼結体母材の表面に塗布し
た。これを乾燥させたのち、N2ガス中、約1700℃で１時
間加熱することにより導電性メタライズ層を形成して本
発明の高周波トランジスタ用絶縁基板を得た。。得られ
た導電性メタライズ層をＸ線回折法により調べた結果、
主として、Mo、TiN、AlNおよびYAGが構成相として観察
された。
ルセルロースとを重量比で8:2:1で混合して原料ペース
トを調製し、該ペーストをY2O3が３重量％含有された熱
伝導率が130w/m・ｋのAlN焼結体母材の表面に塗布し
た。これを乾燥させたのち、N2ガス中、約1700℃で１時
間加熱することにより導電性メタライズ層を形成して本
発明の高周波トランジスタ用絶縁基板を得た。。得られ
た導電性メタライズ層をＸ線回折法により調べた結果、
主として、Mo、TiN、AlNおよびYAGが構成相として観察
された。
このようにして得られた高周波トランジスタ用絶縁基板
に対し以下の評価試験を行なった。
に対し以下の評価試験を行なった。
（１）導電性メタライズ層のAlN焼結体に対する接合強
度評価試験 該メタライズ層にNiメッキを施してこれをホーミングガ
ス中、約800℃でアニールしたのち、コバール製ワイヤ
ーの先端部をろう付した。そして、該ワイヤーをこのメ
タライズ面と垂直な方向に引張り、基板からメタラズ層
が剥離するときの引張り強さとして接合強度を評価した
ところ2kg/mm2以上であることが判明した。
度評価試験 該メタライズ層にNiメッキを施してこれをホーミングガ
ス中、約800℃でアニールしたのち、コバール製ワイヤ
ーの先端部をろう付した。そして、該ワイヤーをこのメ
タライズ面と垂直な方向に引張り、基板からメタラズ層
が剥離するときの引張り強さとして接合強度を評価した
ところ2kg/mm2以上であることが判明した。
（２）耐ヒートサイクル特性評価試験 イグナイター用基板のNiメッキが施された導電性メタラ
イズ層に、高周波トランジスタをはんだ付した状態で、
−65℃〜150℃および150℃〜−65℃を１サイクルとし
て、はんだ層にクラックが生ずるまでヒートサイクル試
験を行なったところ、2000サイクル後もクラック発生率
は０％であった。
イズ層に、高周波トランジスタをはんだ付した状態で、
−65℃〜150℃および150℃〜−65℃を１サイクルとし
て、はんだ層にクラックが生ずるまでヒートサイクル試
験を行なったところ、2000サイクル後もクラック発生率
は０％であった。
実施例２〜９ 前述した第１および第２の群に属する元素の種類の様々
に代えて上記実施例１と同様にして導電性メラタイズ層
を有するAlN焼結体、すなわち、高周波トランジスタ用
絶縁基板を製造して、上記（１）および（２）の評価試
験を行ない、その結果をメタライズ層用原料ペーストの
組成、メタライズ条件、得られたメタライズ層の構成
相、および、高周波トランジスタ用絶縁基板の1MHzにお
ける誘電損失と熱伝導率とともに第１表に示した。
に代えて上記実施例１と同様にして導電性メラタイズ層
を有するAlN焼結体、すなわち、高周波トランジスタ用
絶縁基板を製造して、上記（１）および（２）の評価試
験を行ない、その結果をメタライズ層用原料ペーストの
組成、メタライズ条件、得られたメタライズ層の構成
相、および、高周波トランジスタ用絶縁基板の1MHzにお
ける誘電損失と熱伝導率とともに第１表に示した。
なお、AlN焼結体として、熱伝導率が70w/m・ｋのものを
用いて上記実施例１〜９と同様に高周波トランジスタ用
絶縁基板を製造してその評価を行なったところ、上記比
較例１〜９と同様の結果が得られた。
用いて上記実施例１〜９と同様に高周波トランジスタ用
絶縁基板を製造してその評価を行なったところ、上記比
較例１〜９と同様の結果が得られた。
実施例10 Ag、CuおよびTiの各粉末を重量比で71:27:2（AgおよびC
uは共晶組成）となるように混合し、この混合粉末100重
量部に対し、メチルセルロース10重量部を配合すること
により原料ペーストを得た。この原料ペーストをY2O3を
３重量％含有し、熱伝導率が130w/m・ｋのAlN焼結体表
面に塗布し、これを乾燥・脱脂させたのち、Arガス中に
おいて、約880℃まで加熱し、約６分間保持することに
より導電性メタライズ層を形成して本発明の高周波トラ
ンジスタ用絶縁基板を製造した。
uは共晶組成）となるように混合し、この混合粉末100重
量部に対し、メチルセルロース10重量部を配合すること
により原料ペーストを得た。この原料ペーストをY2O3を
３重量％含有し、熱伝導率が130w/m・ｋのAlN焼結体表
面に塗布し、これを乾燥・脱脂させたのち、Arガス中に
おいて、約880℃まで加熱し、約６分間保持することに
より導電性メタライズ層を形成して本発明の高周波トラ
ンジスタ用絶縁基板を製造した。
この高周波トランジスタ用絶縁基板に対して上記実施例
と同様の条件で評価試験を行なったところ、接合強度は
2kg/mm2以上、耐ヒートサイクル特性は2300サイクルで
あった。
と同様の条件で評価試験を行なったところ、接合強度は
2kg/mm2以上、耐ヒートサイクル特性は2300サイクルで
あった。
実施例11〜16 実施例10における合金層の組成を様々に代えて、上記実
施例10と同様にして高周波トランジスタ用絶縁基板を製
造し、上記（１）および（２）の評価試験を行ない、そ
の結果をメタライズ層用原料ペーストの組成、メタライ
ズ条件、および、高周波トランジスタ用絶縁基板の1MHz
における誘電損失と熱伝導率とともに第２表に示した。
施例10と同様にして高周波トランジスタ用絶縁基板を製
造し、上記（１）および（２）の評価試験を行ない、そ
の結果をメタライズ層用原料ペーストの組成、メタライ
ズ条件、および、高周波トランジスタ用絶縁基板の1MHz
における誘電損失と熱伝導率とともに第２表に示した。
なお、AlN基板として熱伝導率が70w/m・ｋのものを使用
して、上記実施例10〜16と同様に高周波トランジスタ用
絶縁基板を製造し、その評価試験を行なったところ同様
の良好な結果が得られた。
して、上記実施例10〜16と同様に高周波トランジスタ用
絶縁基板を製造し、その評価試験を行なったところ同様
の良好な結果が得られた。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の高周波トラン
ジスタ用絶縁基板は、従来材のBeOと比べて遜色のない
高周波特性および高い熱伝導率を有し、しかも、搭載さ
れるSiよりなる高周波トランジスタと極めて近い熱膨張
係数を有するAlN焼結体を基材としているため、放熱性
が良好であると同時に耐ヒートサイクル特性にも優れた
ものである。さらに、AlN焼結体上に形成された導電性
メタライズ層は基材との接合強度が高く、はんだ付、ろ
う付などに対する信頼性も高いため、高周波トランジス
タ用絶縁基板として要求される特性をすべて兼ね備えた
優れたものである。そしてまた、BeOのような毒性もな
く、低廉であるためその工業的価値は極めて高い。
ジスタ用絶縁基板は、従来材のBeOと比べて遜色のない
高周波特性および高い熱伝導率を有し、しかも、搭載さ
れるSiよりなる高周波トランジスタと極めて近い熱膨張
係数を有するAlN焼結体を基材としているため、放熱性
が良好であると同時に耐ヒートサイクル特性にも優れた
ものである。さらに、AlN焼結体上に形成された導電性
メタライズ層は基材との接合強度が高く、はんだ付、ろ
う付などに対する信頼性も高いため、高周波トランジス
タ用絶縁基板として要求される特性をすべて兼ね備えた
優れたものである。そしてまた、BeOのような毒性もな
く、低廉であるためその工業的価値は極めて高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 光芳 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜金属工場内 (56)参考文献 特開 昭60−33280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−160984（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−75208（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−36090（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−128990（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】窒化アルミニウム焼結体と、該焼結体表面
の少なくとも一部に形成された導電性メタライズ層とか
らなる高周波トランジスタ用絶縁基板であって、 該導電性メタライズ層が、 （イ）（ｉ）モリブデン、タングステンおよびタンタル
よりなる群（第１の群）から選ばれた少なくとも１種、
ならびに、 （ii）周期律表の第III族元素、第IVa族元素、希土類元
素およびアクチノイド元素よりなる群（第２の群）から
選ばれた少なくとも１種を構成相の成分元素として含有
する層、または、 （ロ）周期律表の第IVa族元素を少なくとも１種含む合
金よりなる層 であることを特徴とする高周波トランジスタ用絶縁基
板。 - 【請求項２】該構成相が、該成分元素単体、該成分元素
を含む化合物もしくは固溶体、またはこれら単体、化合
物および固溶体のうちの２つ以上の混合体である特許請
求の範囲第１項記載の高周波トランジスタ用絶縁基板。 - 【請求項３】該合金の少なくとも一部が、共晶合金であ
る特許請求の範囲第１項記載の高周波トランジスタ用絶
縁基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61033831A JPH0699200B2 (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 高周波トランジスタ用絶縁基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61033831A JPH0699200B2 (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 高周波トランジスタ用絶縁基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197378A JPS62197378A (ja) | 1987-09-01 |
| JPH0699200B2 true JPH0699200B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=12397433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61033831A Expired - Lifetime JPH0699200B2 (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 高周波トランジスタ用絶縁基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0699200B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2685216B2 (ja) * | 1988-04-08 | 1997-12-03 | 株式会社東芝 | 窒化物系セラミックス基板用メタライズペースト組成物 |
| CN113161297B (zh) * | 2021-03-08 | 2022-07-22 | 潮州三环（集团）股份有限公司 | 一种陶瓷封装基座 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5075208A (ja) * | 1973-11-07 | 1975-06-20 | ||
| JPS5551774A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-15 | Kyoto Ceramic | Composition and method for metallizing nonnoxide ceramic body |
| JPS57160984A (en) * | 1981-03-26 | 1982-10-04 | Ngk Spark Plug Co | Silicon nitride ceramic having metallized surface and manufacture |
| JPS6033280A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-20 | 株式会社日立製作所 | 金属化ペ−スト及びセラミツクス製品 |
| JPH0615434B2 (ja) * | 1985-08-08 | 1994-03-02 | 株式会社日立製作所 | 窒化アルミニウムの金属化方法 |
| JPH0678197B2 (ja) * | 1985-11-29 | 1994-10-05 | 京セラ株式会社 | 炭化物セラミツク体のメタライズ組成物及びメタライズ方法 |
-
1986
- 1986-02-20 JP JP61033831A patent/JPH0699200B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62197378A (ja) | 1987-09-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |