JPS63318794A - セラミックス回路基板 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装基板として好適する熱伝導性に優れ
たセラミックス回路基板に関する。

（従来の技術） 従来より、半導体装基板等に使用されるセラミックス基
板としては、アルミナ製のものが主に使用されてきたが
、半導体の高電力化、高集積化およびモジュール化に伴
い、より放熱性の大きい、すなわち熱伝導率の高いセラ
ミックス基板が望まれており、このような特性を満足す
るセラミックス基板として、近年、窒化アルミニウムを
主成分とするセラミックス基板が、高熱伝導性、高絶縁
性、高絶縁耐力、°低誘電率、低誘電損失等の優れた電
気的特性を有することから、多用されるようになってき
ている。

このような窒化アルミニウム製のセラミックス基板を用
いた回路基板は、従来、例えば次のようにして製造され
ていた。

すなわちまず、窒化アルミニウム製セラミックス基板上
に、例えばモリブデンに酸化チタンを添加したメタライ
ズ組成物を塗布、焼成することによりメタライズ層を形
成し、さらにこの上にＮ１めっきやＡｕめっきにより回
路パターンを形成することにより得ている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、窒化アルミニウム製セラミックス基板は、高
熱伝導性、高絶縁性、高絶縁耐力等の優れた電気的特性
を有する半面、酸やアルカリに対する耐薬品性が酸化ア
ルミニウムに比べて劣るという欠点を有している。

このため、メタライズ層上にめっき法により回路パター
ンを形成する際に、使用できるめっき法の種類が限られ
てしまうという問題があった。

これは、例えば無電解めっきを用いようとした場合、無
電解めっきにおけるめうき液は、強酸性や強塩基性であ
るため、めっき工程中に窒化アルミニウムが変質してし
まい、窒化アルミニウムが本来有する特性を発揮できな
くなってしまうためである。これにより、各工程におけ
る処理剤が酸性や塩基性の弱い電気めっきを用いて回路
パターンを形成しているが、この回路パターンの形状が
単純な場合には、電気めっきでも十分に形成可能である
が、回路パターンの形状がｉ雑になると電気めっきでは
対応しきれなくなってしまう。また、電気めっき法にお
いても、めっき工程の前工程や後工程において強酸性や
強塩基性の処理剤を使用することができないという不都
合も生じている。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、窒化アルミニウム製のセラミックス基板の耐薬品
性を向上させ、各種のめつき法を適用可能とした窒化ア
ルミニウムを主成分とするセラミックス基板を用いた回
路基板を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明のセラミックス回路基板は、窒化アルミニウムを
主成分とするセラミックス基板上に導電性被膜としてメ
タライズ層を所望の形状に形成してなるセラミックス回
路基板において、前記メタライズ層表面を除く前記セラ
ミックス基板表面に酸化アルミニウム層を有することを
特徴としている。

本発明に使用する窒化アルミニウムを主成分とするセラ
ミックス基板は、窒化アルミニウム粉末に金属酸化物等
を焼結助剤として添加し、この混合粉末を成形、常圧焼
結したもの、あるいはホットプレス法によるもの等であ
って、熱伝導率が５０Ｗ／ｉｋ以上のものを使用する。

本発明における酸化アルミニウム層は、例えば窒化アル
ミニウムを主成分とするセラミックス基板を大気中で１
０００℃〜１４００℃程度に加熱し、窒化アルミニウム
を酸化処理することにより得られる。

そして、このようにして形成した酸化アルミニウム層の
メタライズ層を形成しようとする部分を、例えばホーニ
ング処理やエツチング処理により除去し、この酸化アル
ミニウムを除去した部分にメタライズ層を導電性被膜と
して形成することにより本発明のセラミックス回路基板
が得られる。

このメタライズ層の形成方法は、窒化アルミニウムへ適
用可能なメタライズ法であればどのような方法を用いて
もよく、そのような方法としては、例えばモリブデンや
タングステンとチタンやその化合物とを主成分とするメ
タライズ組成物を印刷し、次いで加熱焼成することによ
り形成する方法が挙げられる。

そして、このメタライズ層上にＮｉやＡｕ等の金属２次
被膜を、無電解めっきおよび電気めっきを問わずめっき
法により形成し、各ＭＷｉ載部品の実装基板として使用
する。

なお、本発明によるセラミックス回路基板に半導体等を
実装して使用する際に、搭載部品から発せられる熱の放
熱性は、表面の酸化アルミニウム層の存在によっても疎
外されることはないので、そのままの状態で使用可能で
ある。　　、（作　用） 本発明のセラミックス回路基板において、窒化アルミニ
ウム製のセラミックス基板のメタライズ層以外の表面に
、酸化アルミニウム層を形成しであるので、めっき処理
に際して、強酸性や強塩基性の処理剤を使用しても、こ
の酸化アルミニウム層が保護層として働き、窒化アルミ
ニウムの変質を防止することが可能となる。これにより
、使用できるめっき法は制限をうけることがなくなり、
Ａｕ無電解めっき等により微細な回路パターンを、−形
成することが可能となる。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

実施例 第１図はこの実施例のセラミックス回路基板の製造工程
を概略的に示す図であり、まず、例えば５Ｇ＋１＋１Ｘ
　２５１１１１Ｘ　Ｏ，４１１１１の窒化アルミニウム
を主成分（９６重量％、他に焼結助剤として酸化イツト
リウムを４重量％含む、）とするセラミックス基板１（
熱伝導率１７０騨７１ｋ）を、大気中で約１１００℃、
６０分の条件で加熱し、表面に厚さ約１０μ信の酸化ア
ルミニウム層２を形成した（第１図−ａ）。

次いで、この酸化アルミニウム層２上に所望の導電性被
膜パターンの開口部を有するマスキングＷＡ３を形成し
た後、ホーニング処理によりこの開口部に相当する酸化
アルミニウムを除去し、窒化アルミニウムを主成分とす
るセラミックス基板１の表面を露出させた（同図−ｂ）
。

次に、モリブデンと酸化チタンとを重量比１：１で混合
した粉末に、適量のバインダおよび溶剤を加えてペース
ト状としたものを、前述の工程で酸化アルミニウムを除
去し、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス基
板１の表面を露出させた部分にスクリーン印刷技法によ
り塗布し、これを窒素ガス雰囲気中において、約１６０
０℃、６０分の条件で加熱焼成してメタライズ層４を形
成しく同図−ｃ）、目的とするセラミックス回路基板を
作製した。

この後、第２図に示すように、さらにメタライズ層４の
上に、所望とする回路パターンとなるＡｕからなる厚さ
約２μｍの金属被膜５を無電酵解めっきにより形成した
。なお、ＫＡｕ（ＣＮ）　２、Ｋｏｌｌを成分とするｐ
Ｈ値１３以上のめっき液を使用し、液温７０℃でめっき
を行った。

このようにして得たセラミックス回路基板の外観検査を
行ったところ、酸化アルミニウム層は変質や浸蝕された
ような形跡もなく、また無電解めっきによる金属被膜も
所望の形状に形成されていた。

次に、このセラミックス回路基板を用いて、ＩＣチップ
を搭載して半導体装置を作製し、熱抵抗を測定したとこ
ろ、酸化アルミニウム層を用いない従来のものと同等な
値を示した。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のセラミックス回路基板は、
窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス基板のメ
タライズ層表面以外には酸化アルミニウム層を形成しで
あるので、めっき工程においてもこの酸化アルミニウム
層が保護層として働き、窒化アルミニウムの変質等によ
る特性劣化を。

生じることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるセラミックス回路基板
の製造工程を概略的に示す図、第２図はそのセラミック
ス回路基板にさらにめうき法による金属被膜を形成した
状態を示す断面図である。 １・・・・・・・・・セラミックス基板２・・・・・・
・・・酸化アルミニウム層３・・・・・・・・・マスキ
ング膜 ４・・！・・・・・・メタライズ層 ５・・・・・・・・・めっき法による金属被膜代理人　
弁理士　　則　近　憲　佑 同　　湯山幸夫

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス基
   板上に導電性被膜としてメタライズ層を所望の形状に形
   成してなるセラミックス回路基板において、 前記メタライズ層表面を除く前記セラミックス基板表面
   に酸化アルミニウム層を有することを特徴とするセラミ
   ックス回路基板。
2. （２）メタライズ層の上に、めっき法による金属被膜を
   有する特許請求の範囲第１項記載のセラミックス回路基
   板。
3. （３）酸化アルミニウム層は、窒化アルミニウムの酸化
   処理により形成されている特許請求の範囲第１項または
   第２項記載のセラミックス回路基板。
4. （４）窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス基
   板の熱伝導率が、５０Ｗ／ｍＫ以上である特許請求の範
   囲第１項ないし第３項のいずれか１項記載のセラミック
   ス回路基板。