JPS60178687A - 高熱伝導性回路基板 - Google Patents
高熱伝導性回路基板Info
- Publication number
- JPS60178687A JPS60178687A JP3416384A JP3416384A JPS60178687A JP S60178687 A JPS60178687 A JP S60178687A JP 3416384 A JP3416384 A JP 3416384A JP 3416384 A JP3416384 A JP 3416384A JP S60178687 A JPS60178687 A JP S60178687A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit board
- thermal conductivity
- substrate
- high thermal
- paste
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- Parts Printed On Printed Circuit Boards (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は窒化アルミニウムセラミックス基体（以下Ａｌ
Ｎ基体という）を用いた高熱伝導性回路基板に関する。
Ｎ基体という）を用いた高熱伝導性回路基板に関する。
従来から回路基板として用いられているものに、Ａｌ２
Ｏ３等のセラミック基板、樹脂基板等の各種のものがあ
る。なかでもＡｌ２Ｏ３基板は、機械的強度、電気的絶
縁性に優れており、又、グリーンシート化が容易である
ため多層配線等の高密度配線が可能であり、各所で用い
られている。
Ｏ３等のセラミック基板、樹脂基板等の各種のものがあ
る。なかでもＡｌ２Ｏ３基板は、機械的強度、電気的絶
縁性に優れており、又、グリーンシート化が容易である
ため多層配線等の高密度配線が可能であり、各所で用い
られている。
又、近年電子機器の小型化等が進むにつれ、回路基板上
の電気素子（ＩＣ等）の実装密度が高くなってきている
。さらにパワー半導体等の搭載も考慮すると、電気素子
等からの発熱量が大きくなり、放熱を効率的に行なうこ
とが要求される。
の電気素子（ＩＣ等）の実装密度が高くなってきている
。さらにパワー半導体等の搭載も考慮すると、電気素子
等からの発熱量が大きくなり、放熱を効率的に行なうこ
とが要求される。
しかしながらＡｌ２Ｏ３基板の熱伝導率（Ｋ （Ｗ／ｍ
・Ｋ））は２０程度と低く１発熱量が多い場合に基板側
からの放熱があまり期待できない。従って高密度実装、
パワー半尋体搭載モジコール等を考慮すると、機械的強
度、電気的絶縁性等の基板として要求される特性を備え
、かつ熱伝導性の良好な回路基板の開発が望まれている
。
・Ｋ））は２０程度と低く１発熱量が多い場合に基板側
からの放熱があまり期待できない。従って高密度実装、
パワー半尋体搭載モジコール等を考慮すると、機械的強
度、電気的絶縁性等の基板として要求される特性を備え
、かつ熱伝導性の良好な回路基板の開発が望まれている
。
一方、近年のファインセラミックス技術の進展に伴ない
、ＳｉＣ，ＡＩＮ等の機械的強度に優れたセラミックス
羽料が開発されている。これらの材料は。
、ＳｉＣ，ＡＩＮ等の機械的強度に優れたセラミックス
羽料が開発されている。これらの材料は。
熱伝導性も優れ、構造材等としての応用が研究されてい
る。又、ＳｉＣの良好な熱伝導性を利用してこれを回路
基板として用いようという動きもあるが、誘電率が高く
絶縁耐圧が低いだめ、高周波、高電圧が印加される素子
の適用を考えた場合に問題がある。
る。又、ＳｉＣの良好な熱伝導性を利用してこれを回路
基板として用いようという動きもあるが、誘電率が高く
絶縁耐圧が低いだめ、高周波、高電圧が印加される素子
の適用を考えた場合に問題がある。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、高電気抵
抗、高絶縁副圧等の回路基板として要求される電気的特
性を満足し、かつ熱伝導性に優れた高熱伝導性回路基板
を提供することを目的とする。
抗、高絶縁副圧等の回路基板として要求される電気的特
性を満足し、かつ熱伝導性に優れた高熱伝導性回路基板
を提供することを目的とする。
本発明はＡＩＮ基体基体層膜ペーストからなる導体路を
形成することを基本とするものである。
形成することを基本とするものである。
本発明者等は耐圧特性等に優れかつＡｌ２Ｏ３等に比べ
熱伝導率の良好なＡＩＮ基体を回路基板に応用すること
を検討した。しかしながらｋｌＮは金属との濡れ性が悪
く、そのまま回路基板として用いることは困難である。
熱伝導率の良好なＡＩＮ基体を回路基板に応用すること
を検討した。しかしながらｋｌＮは金属との濡れ性が悪
く、そのまま回路基板として用いることは困難である。
本発明者等は特定の厚膜ペーストを用いることにより、
ＡＩＮ基体基体層接導体路を形成できることを見い出し
た。
ＡＩＮ基体基体層接導体路を形成できることを見い出し
た。
すなわち本発明は、窒化アルミニウムセラミックス基体
に酸化銅を含有する厚膜導電ペーストからなる導体路が
形成された高熱伝導性回路基板である。
に酸化銅を含有する厚膜導電ペーストからなる導体路が
形成された高熱伝導性回路基板である。
厚膜導電ペーストは、Ａｇ、Ａｇ −Ｐｔ、Ａｇ−Ｐｄ
等を主体としたＡｇペースト、 Ｃｕペースト、 Ａｕ
ペースト等各棟のものがあるが、この厚膜ペーストがｈ
Ｚ化銅を含有していれば良い。この酸化銅をＪむ厚膜４
電ペーストは、他のペーストに比べ非′、ｔ′に大き
な接合強度を示す。実用上はＩｋｇ／ｍｄ以上程度あれ
ば十分であり、本発明においては十分にこの値を満足す
ることができる。１ρ化銅は、少々でその効果を発揮す
るが、実質的に０．１ｗｔ％（Ｃｕ２０換３９−）以上
が好ましく、またあまり多いと抵抗値が大きくなるため
、３０ｗｔ％以下が好ましい。
等を主体としたＡｇペースト、 Ｃｕペースト、 Ａｕ
ペースト等各棟のものがあるが、この厚膜ペーストがｈ
Ｚ化銅を含有していれば良い。この酸化銅をＪむ厚膜４
電ペーストは、他のペーストに比べ非′、ｔ′に大き
な接合強度を示す。実用上はＩｋｇ／ｍｄ以上程度あれ
ば十分であり、本発明においては十分にこの値を満足す
ることができる。１ρ化銅は、少々でその効果を発揮す
るが、実質的に０．１ｗｔ％（Ｃｕ２０換３９−）以上
が好ましく、またあまり多いと抵抗値が大きくなるため
、３０ｗｔ％以下が好ましい。
接合のメカニズムは明らかではないが、１１ｙ化銅を含
むペーストは、焼成時、接合部にＣｕＡｌＯ２又はＣｕ
Ａｌ２０４等の複合敵化物屓が形成されるためリリｊ固
な接合状態を実現すると思われる。
むペーストは、焼成時、接合部にＣｕＡｌＯ２又はＣｕ
Ａｌ２０４等の複合敵化物屓が形成されるためリリｊ固
な接合状態を実現すると思われる。
ＡＩＮ 基体は実質的に窒化アルミニウムのみからなる
ものを用いる。焼結助剤として添加物をいれて常圧焼結
を行なっだＡＩＮ基体もあるが、熱伝導性を考慮した場
合、ＡＡＮ単体の理論値は３＋１０ｗ／ｍ−に相席と非
常に良好であるため、実質的にＡＩＮのみからなるＡＩ
Ｎ基体を用いる。このようなＡＡｒＮ基体は、ホットプ
レス法により形成することができる。
ものを用いる。焼結助剤として添加物をいれて常圧焼結
を行なっだＡＩＮ基体もあるが、熱伝導性を考慮した場
合、ＡＡＮ単体の理論値は３＋１０ｗ／ｍ−に相席と非
常に良好であるため、実質的にＡＩＮのみからなるＡＩ
Ｎ基体を用いる。このようなＡＡｒＮ基体は、ホットプ
レス法により形成することができる。
又、Ａ７Ｎ基体表面を空気中加熱等により酸化させるこ
とにより、接合強度をあげることもできる。
とにより、接合強度をあげることもできる。
以上説明したように本発明によれば、高熱伝導性、高耐
圧性等の優れた特性を有するＡＩＮ基体を回路基板とし
て用いることができ、高熱伝導性回路基板を得ることが
できる。
圧性等の優れた特性を有するＡＩＮ基体を回路基板とし
て用いることができ、高熱伝導性回路基板を得ることが
できる。
この回路基板は、高密度実装用、パワー半導体搭載用等
として好適である。
として好適である。
゛また、厚膜ペーストにより導体路を形成することがで
きるため、微細な回路パターンにも対応できる。
きるため、微細な回路パターンにも対応できる。
本発明の実施例を以下に説明する。
Ａ７１’Ｎ原料粉末を成形の後、Ｎ２ガス中１８００
’０ 。
’０ 。
３００に９／ ’（：！のホットプレス焼結を行ない２
ｔＸ４０×２０朋のＡＩＮ基体を得た。この基体に、Ｃ
ｕｚＯ含有のケミカルボンド型専体ペーストとしてＡｇ
−Ｐｄ 糸ペースト（ＥＳＬ ９６０１）を用い、３２
５ｍｅｓｈ、乳剤厚２０μｍのステンレススクリーンを
用いて２×２ＩＬｒｍ、 ３×３ｍｍ、 ４Ｘ４朋のパ
ッドヶ印刷形成した。その後１２０’０−ｔ’２０分間
乾探し、９３０ ’（］のピーク温度をもつトンネル炉
にて焼成した。
ｔＸ４０×２０朋のＡＩＮ基体を得た。この基体に、Ｃ
ｕｚＯ含有のケミカルボンド型専体ペーストとしてＡｇ
−Ｐｄ 糸ペースト（ＥＳＬ ９６０１）を用い、３２
５ｍｅｓｈ、乳剤厚２０μｍのステンレススクリーンを
用いて２×２ＩＬｒｍ、 ３×３ｍｍ、 ４Ｘ４朋のパ
ッドヶ印刷形成した。その後１２０’０−ｔ’２０分間
乾探し、９３０ ’（］のピーク温度をもつトンネル炉
にて焼成した。
次いでパッド−Ｆにロジン系のフラックスを塗布し２４
０ ’（：ｌのハンダ槽（Ａｇ ２ Ｓｎ ６３ Ｐｂ
：３５ ）に没ヒ【し、予備ハンダを施した後、試験
用ワイヤ（新興和電子製＃：ＭＴ７１７９Ａ６、引張強
度限界８ ｋｇ程度）をハンダ付し、密着強度をＲ１’
ｌべた。
０ ’（：ｌのハンダ槽（Ａｇ ２ Ｓｎ ６３ Ｐｂ
：３５ ）に没ヒ【し、予備ハンダを施した後、試験
用ワイヤ（新興和電子製＃：ＭＴ７１７９Ａ６、引張強
度限界８ ｋｇ程度）をハンダ付し、密着強度をＲ１’
ｌべた。
密着強度は、引張速度０．５ｃＸ／ｍｉｎでインストロ
ン引張試験機を用いて行なった。
ン引張試験機を用いて行なった。
この結果を第１表に示す。なお４×４及び：３×３のパ
ッドの場合はワイカ切れで測定不能で、ちったため、２
×２の場合のみを示す。
ッドの場合はワイカ切れで測定不能で、ちったため、２
×２の場合のみを示す。
第１表
第１表から明らかなように、いずれの場合もＩＩｃｇ
／ ｍｒ１以上の密着強度を有し、回路基板として好適
である。従ってＡＩＮの熱伝導性を生かし、熱伝導性の
良好な回路基板を得ることができる。
／ ｍｒ１以上の密着強度を有し、回路基板として好適
である。従ってＡＩＮの熱伝導性を生かし、熱伝導性の
良好な回路基板を得ることができる。
このときの接着界面を分析したところ、 ＡｌＮ上にＣ
ｕＡｌ０ｚ又はＣｕＡｌ２０４層が生成され、この層上
にＡｇ−Ｃｕの共晶層が生じており、その上にＡｇ−Ｐ
ｄ層が固着していた。
ｕＡｌ０ｚ又はＣｕＡｌ２０４層が生成され、この層上
にＡｇ−Ｃｕの共晶層が生じており、その上にＡｇ−Ｐ
ｄ層が固着していた。
ＣｕＡｌ０ｚ又はＣｕＡｌ２０４層は、ペースト中のＣ
ｕとＡｌＮ基体中のＡｌとが結合してできたものと考え
られる。又、 ＡｌＮ基体表層には、酸化アルミニウム
が存在すると考えられ、この酸化アルミニウムとペース
ト中の銅、酸化銅が結合しているとも考えられる。ざら
にＡｇ−Ｃｕ共晶層は、ＣｕＡｌＯ２又はＣｕＡｌ２０
４層及びＡｇ−ｐｄ層との固着力が大であり、全体的に
接着強度を高めていると考えられる。
ｕとＡｌＮ基体中のＡｌとが結合してできたものと考え
られる。又、 ＡｌＮ基体表層には、酸化アルミニウム
が存在すると考えられ、この酸化アルミニウムとペース
ト中の銅、酸化銅が結合しているとも考えられる。ざら
にＡｇ−Ｃｕ共晶層は、ＣｕＡｌＯ２又はＣｕＡｌ２０
４層及びＡｇ−ｐｄ層との固着力が大であり、全体的に
接着強度を高めていると考えられる。
以上の結果から明らかなように、本発明によれば実用的
に十分な接着強度を有する導体パターンをＡＩＮ基体上
に形成することができる。従ってアルミナ等に比べ優れ
た熱伝導性を有するＡｌＮを回路基板として用いること
ができ、畦カ用半導体装、高密度実装用等、発熱量の大
きい場合の１０路ボ板として好適である。
に十分な接着強度を有する導体パターンをＡＩＮ基体上
に形成することができる。従ってアルミナ等に比べ優れ
た熱伝導性を有するＡｌＮを回路基板として用いること
ができ、畦カ用半導体装、高密度実装用等、発熱量の大
きい場合の１０路ボ板として好適である。
Claims (1)
- 窒化アルミニウムセラミックス基本に酸化銅を含有する
厚膜導電ペーストからなる導体路が形成されたことを特
徴とする高熱伝導性回路基板。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3416384A JPS60178687A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 高熱伝導性回路基板 |
| DE85102159T DE3587481T2 (de) | 1984-02-27 | 1985-02-27 | Schaltungssubstrat mit hoher Wärmeleitfähigkeit. |
| US06/706,280 US4659611A (en) | 1984-02-27 | 1985-02-27 | Circuit substrate having high thermal conductivity |
| EP85102159A EP0153737B1 (en) | 1984-02-27 | 1985-02-27 | Circuit substrate having high thermal conductivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3416384A JPS60178687A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 高熱伝導性回路基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60178687A true JPS60178687A (ja) | 1985-09-12 |
| JPH0570954B2 JPH0570954B2 (ja) | 1993-10-06 |
Family
ID=12406537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3416384A Granted JPS60178687A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 高熱伝導性回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60178687A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6135555A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-20 | Nec Corp | 厚膜混成集積回路装置 |
| JPS6284595A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-18 | 日本電気株式会社 | 多層セラミック配線基板 |
| JPS62232149A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-12 | Ibiden Co Ltd | 窒化アルミニウム質焼結体よりなる配線基板とその製造方法 |
| JPS63291303A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | メタライズ組成物 |
| JPS63291304A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | メタライズ組成物 |
| JPH01117093A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-09 | Ibiden Co Ltd | 窒化アルミニウム質多層基板 |
| JPH02197189A (ja) * | 1988-11-14 | 1990-08-03 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 窒化アルミニウム回路基板及びその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107573071B (zh) * | 2017-09-28 | 2020-05-12 | 东北大学 | 一种单分散球形Y2O3和Al2O3粉制备(Y1-xYbx)AG透明陶瓷的方法 |
-
1984
- 1984-02-27 JP JP3416384A patent/JPS60178687A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6135555A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-20 | Nec Corp | 厚膜混成集積回路装置 |
| JPS6284595A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-18 | 日本電気株式会社 | 多層セラミック配線基板 |
| JPS62232149A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-12 | Ibiden Co Ltd | 窒化アルミニウム質焼結体よりなる配線基板とその製造方法 |
| JPS63291303A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | メタライズ組成物 |
| JPS63291304A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | メタライズ組成物 |
| JPH01117093A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-09 | Ibiden Co Ltd | 窒化アルミニウム質多層基板 |
| JPH02197189A (ja) * | 1988-11-14 | 1990-08-03 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 窒化アルミニウム回路基板及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0570954B2 (ja) | 1993-10-06 |
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