JPS63248785A - 高熱伝導性回路基板 - Google Patents
高熱伝導性回路基板Info
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- JPS63248785A JPS63248785A JP8272487A JP8272487A JPS63248785A JP S63248785 A JPS63248785 A JP S63248785A JP 8272487 A JP8272487 A JP 8272487A JP 8272487 A JP8272487 A JP 8272487A JP S63248785 A JPS63248785 A JP S63248785A
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- Japan
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- aluminum nitride
- nitride substrate
- conductor layer
- circuit board
- high heat
- Prior art date
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- Pending
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
Landscapes
- Structure Of Printed 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】
（産業上の利用分野）
この発明は高熱伝導性回路基板に関し、特に、窒化アル
ミニウム基板とその基板の表面に形成されるたとえば電
極、導体パターンなどの導体層とを有する高熱伝導性回
路基板に関する。
ミニウム基板とその基板の表面に形成されるたとえば電
極、導体パターンなどの導体層とを有する高熱伝導性回
路基板に関する。
（従来技術）
この発明の背景となる窒化アルミニウム基板は、その電
気的絶縁性および熱伝導性がともに良好であり、たとえ
ばＬＳＩの基板などの高密度実装回路基板やたとえば高
出力の半導体搭載用の基板などへの応用が有望視されて
いる。
気的絶縁性および熱伝導性がともに良好であり、たとえ
ばＬＳＩの基板などの高密度実装回路基板やたとえば高
出力の半導体搭載用の基板などへの応用が有望視されて
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、窒化アルミニウム基板の表面は金属に対する
ぬれ性が悪いので、窒化アルミニウム基板の表面にたと
えば電極などの導体層を形成することが困難であり、た
とえ、導体層を窒化アルミニウム基板に接合できたとし
ても、窒化アルミニウム基板への導体層の接着強度が小
さく、実際に使用することができなかった。
ぬれ性が悪いので、窒化アルミニウム基板の表面にたと
えば電極などの導体層を形成することが困難であり、た
とえ、導体層を窒化アルミニウム基板に接合できたとし
ても、窒化アルミニウム基板への導体層の接着強度が小
さく、実際に使用することができなかった。
すなわち、従来、導電ペーストを金属化する方法として
は、めっき、高温処理による耐熱金属粉未焼結法、活性
金属化法、テレフンケン法などの方法があるが、いずれ
の方法を用いても、窒化アルミニウム基板への導体層の
接着強度が大きい回路基板が形成されていない。
は、めっき、高温処理による耐熱金属粉未焼結法、活性
金属化法、テレフンケン法などの方法があるが、いずれ
の方法を用いても、窒化アルミニウム基板への導体層の
接着強度が大きい回路基板が形成されていない。
それゆえに、この発明の主たる目的は、窒化アルミニウ
ム基板への導体層の接着強度が大きい、高熱伝導性回路
基板を提供することである。
ム基板への導体層の接着強度が大きい、高熱伝導性回路
基板を提供することである。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、その表面が酸化処理された窒化アルミニウ
ム基板と、窒化アルミニウム基板の表面に形成される焼
き付け導体層とを含み、焼き付け導体層は５ｌＯｔが３
．０〜３０ｗｔ％、Ｂｔ。
ム基板と、窒化アルミニウム基板の表面に形成される焼
き付け導体層とを含み、焼き付け導体層は５ｌＯｔが３
．０〜３０ｗｔ％、Ｂｔ。
、が２．０〜２０ｖｔ％、ｐｂｏおよびＢ ｉ ｔ Ｏ
ｌの合計が５０〜９５ｗｔ％、の範囲でそれらの全体が
１００ｗｔ％となる組成を有するガラスフリットを、貴
金属粉末に対して、１．０〜２０ｗｔ％添加した導電ペ
ーストからなる、高熱伝導性回路基板である。
ｌの合計が５０〜９５ｗｔ％、の範囲でそれらの全体が
１００ｗｔ％となる組成を有するガラスフリットを、貴
金属粉末に対して、１．０〜２０ｗｔ％添加した導電ペ
ーストからなる、高熱伝導性回路基板である。
（作用）
焼き付け導体層は、その表面が酸化処理された窒化アル
ミニウム基板の表面に、ガラスフリットおよび貴金属粉
末を含む導電ペーストが焼き付けられることによって形
成される。この場合、焼き付け導体層は、窒化アルミニ
ウム基板の酸化処理された表面に酸素結合される。した
がって、従来の回路基板に比べて、窒化アルミニウム基
板への導体層の接着強度が太き（なる。
ミニウム基板の表面に、ガラスフリットおよび貴金属粉
末を含む導電ペーストが焼き付けられることによって形
成される。この場合、焼き付け導体層は、窒化アルミニ
ウム基板の酸化処理された表面に酸素結合される。した
がって、従来の回路基板に比べて、窒化アルミニウム基
板への導体層の接着強度が太き（なる。
（発明の効果）
この発明によれば、窒化アルミニウム基板への導体層の
接着強度が大きく、かつ、窒化アルミニウム基板本来の
持つ電気的絶縁性および熱伝導性が良好な、高熱伝導性
回路基板が得られる。
接着強度が大きく、かつ、窒化アルミニウム基板本来の
持つ電気的絶縁性および熱伝導性が良好な、高熱伝導性
回路基板が得られる。
したがって、この高熱伝導性回路基板は、たとえばＬＳ
ＩやパワーＩＣなどのように高熱量を発生する素子など
の回路基板として利用され得る。
ＩやパワーＩＣなどのように高熱量を発生する素子など
の回路基板として利用され得る。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。
（実施例）
まず、窒化アルミニウム原料粉末に焼結助剤としてたと
えばＹ、０．などの希土類元素の酸化物を添加し混合し
た後、それに有機バインダを３゜Ｑｗｔ％添加して混合
物を得た。そして、この混合物を８０メツシユの篩に通
し整粒して整粒物を得た。それから、この整粒物を５ｔ
ｏｎの圧力で縦１２ｍ、横１２ｍ、厚さ０．８０の寸法
に成形し、この成形物をｉ、ｓｓｏ℃で３時間、Ｎ２中
で焼成して、窒化アルミニウム基板を得た。
えばＹ、０．などの希土類元素の酸化物を添加し混合し
た後、それに有機バインダを３゜Ｑｗｔ％添加して混合
物を得た。そして、この混合物を８０メツシユの篩に通
し整粒して整粒物を得た。それから、この整粒物を５ｔ
ｏｎの圧力で縦１２ｍ、横１２ｍ、厚さ０．８０の寸法
に成形し、この成形物をｉ、ｓｓｏ℃で３時間、Ｎ２中
で焼成して、窒化アルミニウム基板を得た。
そして、窒化アルミニウム基板を空気中で９００〜１，
１００℃で１時間熱処理し、窒化アルミニウム基板の表
面を酸化処理し、その表面に厚さ１〜５μｍの酸化層を
形成した。
１００℃で１時間熱処理し、窒化アルミニウム基板の表
面を酸化処理し、その表面に厚さ１〜５μｍの酸化層を
形成した。
次に、別表に示す組成を有するガラスフリットと、Ａｇ
：Ｐｄ（？：３）の貴金属粉末と、有機ベヒクルとを混
合して、導電ペーストを得た。そして、この導電ペース
トを４００メツシエのスクリーンを用いて窒化アルミニ
ウム基板の表面に塗布した後、導電ペーストを７００〜
１．０００℃で１５分間熱処理して金属化し導体層とし
て形成した。
：Ｐｄ（？：３）の貴金属粉末と、有機ベヒクルとを混
合して、導電ペーストを得た。そして、この導電ペース
トを４００メツシエのスクリーンを用いて窒化アルミニ
ウム基板の表面に塗布した後、導電ペーストを７００〜
１．０００℃で１５分間熱処理して金属化し導体層とし
て形成した。
この導体層上に電気ニッケルめっきを行ってニッケル層
を形成した。さらに、ニッケル層上に直径３龍の銅製の
ワイヤをはんだ付けすることによって接続し、試料とし
た。
を形成した。さらに、ニッケル層上に直径３龍の銅製の
ワイヤをはんだ付けすることによって接続し、試料とし
た。
そして、各試料の窒化アルミニウム基板への導体層の接
着強度を調べた。この場合、各試料のワイヤを引っ張っ
て、ワイヤがニッケル層および導体層とともに窒化アル
ミニウム基板から外れたときの引張り強度を測定した。
着強度を調べた。この場合、各試料のワイヤを引っ張っ
て、ワイヤがニッケル層および導体層とともに窒化アル
ミニウム基板から外れたときの引張り強度を測定した。
そして、別表に、各試料の引張り強度を示した。
この結果より、この発明の範囲外の回路基板では、導体
層の引張り強度が２．５ｋｇ／ｗ”未満であって窒化ア
ルミニウム基板への導体層の接着強度が劣っているとい
うことがわかる。それに対して、この発明の範囲内の回
路基板では、導体層の引張り強度が２．５ｋｇ／■２以
上であって窒化アル、ミニラム基板への導体層の接着強
度が優れているということがわかる。このように、この
発明によれば、窒化アルミニウム基板への導体層の接着
強度が著しく改善された回路基板が得られることがわか
る。
層の引張り強度が２．５ｋｇ／ｗ”未満であって窒化ア
ルミニウム基板への導体層の接着強度が劣っているとい
うことがわかる。それに対して、この発明の範囲内の回
路基板では、導体層の引張り強度が２．５ｋｇ／■２以
上であって窒化アル、ミニラム基板への導体層の接着強
度が優れているということがわかる。このように、この
発明によれば、窒化アルミニウム基板への導体層の接着
強度が著しく改善された回路基板が得られることがわか
る。
導体層の接着強度が著しく改善されることについて、導
体層の材料の範囲が限定される理論的根拠は明らかでは
ないが、窒化アルミニウム基板の表面の酸化層と導体層
の材料となる導電ペースト中のガラスフリットとの融点
および熱膨張係数が相互に関係しているためであると考
えられる。
体層の材料の範囲が限定される理論的根拠は明らかでは
ないが、窒化アルミニウム基板の表面の酸化層と導体層
の材料となる導電ペースト中のガラスフリットとの融点
および熱膨張係数が相互に関係しているためであると考
えられる。
また、試料番号２４のように窒化アルミニウム基板の表
面を酸化処理しなければ導体層の接着強度が改善されな
いのは、窒化アルミニウム基板によって導電ペースト中
のガラスフリットが還元され、窒化アルミニウム基板と
導体層との接合面の接合強度が弱くなることが考えられ
る。
面を酸化処理しなければ導体層の接着強度が改善されな
いのは、窒化アルミニウム基板によって導電ペースト中
のガラスフリットが還元され、窒化アルミニウム基板と
導体層との接合面の接合強度が弱くなることが考えられ
る。
なお、導電ペーストのガラスフリット中にｐｂＯおよび
Ｂｉ、Ｏ，を８０〜９５ｗｔ％の範囲で添加すれば、導
電ペーストの融点が低くなるため、その融点を調整する
ために、導電ペースト中にＡｌ、０．およびＭｇＯなど
を微量添加してもよい。
Ｂｉ、Ｏ，を８０〜９５ｗｔ％の範囲で添加すれば、導
電ペーストの融点が低くなるため、その融点を調整する
ために、導電ペースト中にＡｌ、０．およびＭｇＯなど
を微量添加してもよい。
また、上述の実施例では、貴金属粉末としてＡｇ−Ｐｄ
の粉末を用いたが、この発明では、Ａｇ−Ｐｄの他にＡ
ｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｔ−Ａｕ、Ａｕ−Ａｇなどの貴金属
粉末が利用可能であり、それらの貴金属粉末を用いても
実施例と同様に窒化アルミニウム基板への導体層の接着
強度が良好な結果が得られた。
の粉末を用いたが、この発明では、Ａｇ−Ｐｄの他にＡ
ｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｔ−Ａｕ、Ａｕ−Ａｇなどの貴金属
粉末が利用可能であり、それらの貴金属粉末を用いても
実施例と同様に窒化アルミニウム基板への導体層の接着
強度が良好な結果が得られた。
特許出願人 株式会社 村田製作所
代理人 弁理士 岡 １） 全 啓
（ほか１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 その表面が酸化処理された窒化アルミニウム基板、およ
び 前記窒化アルミニウム基板の表面に形成される焼き付け
導体層を含み、 前記焼き付け導体層は ＳｉＯ＿２が３．０〜３０ｗｔ％、 Ｂ＿２Ｏ＿３が２．０〜２０ｗｔ％、 ＰｂＯおよびＢｉ＿２Ｏ＿３の合計が５０〜９５ｗｔ％
、 の範囲でそれらの全体が１００ｗｔ％となる組成を有す
るガラスフリットを、 貴金属粉末に対して、１．０〜２０ｗｔ％添加した導電
ペーストからなる、高熱伝導性回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8272487A JPS63248785A (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | 高熱伝導性回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8272487A JPS63248785A (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | 高熱伝導性回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63248785A true JPS63248785A (ja) | 1988-10-17 |
Family
ID=13782361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8272487A Pending JPS63248785A (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | 高熱伝導性回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63248785A (ja) |
-
1987
- 1987-04-02 JP JP8272487A patent/JPS63248785A/ja active Pending
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