JP2506270B2 - 高熱伝導性回路基板及び高熱伝導性外囲器 - Google Patents
高熱伝導性回路基板及び高熱伝導性外囲器Info
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- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高い熱伝導性を有する回
路基板及び外囲器に関し、実質的に窒化アルミニウムセ
ラミックからなる基体（以下、ＡｌＮ基体という。）を
用いた高熱伝導性回路基板及び高熱伝導性外囲器に関す
る。
路基板及び外囲器に関し、実質的に窒化アルミニウムセ
ラミックからなる基体（以下、ＡｌＮ基体という。）を
用いた高熱伝導性回路基板及び高熱伝導性外囲器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から回路基板として用いられている
材料として、Ａｌ2 Ｏ3 等のセラミック基板，樹脂基板
等の各種の材料がある。なかでもＡｌ2 Ｏ3 セラミック
基板は、機械的強度，電気絶縁性に優れており、また、
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、広く用いられている。
材料として、Ａｌ2 Ｏ3 等のセラミック基板，樹脂基板
等の各種の材料がある。なかでもＡｌ2 Ｏ3 セラミック
基板は、機械的強度，電気絶縁性に優れており、また、
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、広く用いられている。
【０００３】一方、近年の電子機器の小型化等の進展に
伴い、回路基板上の電気素子（ＩＣ等）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
すると回路基板上での発熱量が大きくなる傾向があり、
放熱を効果的に行うことが要求される。
伴い、回路基板上の電気素子（ＩＣ等）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
すると回路基板上での発熱量が大きくなる傾向があり、
放熱を効果的に行うことが要求される。
【０００４】しかしながらＡｌ2 Ｏ3 セラミック基板の
熱伝導率は２０Ｗ／ｍ・Ｋ程度と低く発熱量が多い場合
に基板側からの放熱が余り期待できない。従って高密度
実装，パワー半導体搭載モジュール等の際の基板側から
の放熱を考慮すると、機械的強度，電気的絶縁性等の回
路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要求されている。
熱伝導率は２０Ｗ／ｍ・Ｋ程度と低く発熱量が多い場合
に基板側からの放熱が余り期待できない。従って高密度
実装，パワー半導体搭載モジュール等の際の基板側から
の放熱を考慮すると、機械的強度，電気的絶縁性等の回
路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要求されている。
【０００５】近年のファインセラミックス技術の進展に
伴い、ＳｉＣ，ＡｌＮ等の機械的強度に優れたセラミッ
ク材料が開発されている。これらの材料は熱伝導性も優
れ、構造材としての応用が研究されている。また、Ｓｉ
Ｃの良好な熱伝導性を利用して、これを回路基板として
用いようとする動きもあるが誘電率が高く絶縁耐圧が低
いため、高周波，高電圧が印加される素子の搭載を考慮
すると問題がある。
伴い、ＳｉＣ，ＡｌＮ等の機械的強度に優れたセラミッ
ク材料が開発されている。これらの材料は熱伝導性も優
れ、構造材としての応用が研究されている。また、Ｓｉ
Ｃの良好な熱伝導性を利用して、これを回路基板として
用いようとする動きもあるが誘電率が高く絶縁耐圧が低
いため、高周波，高電圧が印加される素子の搭載を考慮
すると問題がある。
【０００６】ＡｌＮ基体は、電気絶縁性，熱伝導性とも
に良好であり、回路基板への応用が有望視される。しか
しながらＡｌＮは、例えば金属アルミニウム溶融用のル
ツボとして用いられているように、金属に対する濡れ性
が悪く導体層の接合は困難とされていた。従ってＡｌＮ
基体に直接導体路を形成した回路基板はなく、せいぜい
サイリスタ等の電力用半導体を有機系の接着剤で固定し
放熱板として利用する程度であった。
に良好であり、回路基板への応用が有望視される。しか
しながらＡｌＮは、例えば金属アルミニウム溶融用のル
ツボとして用いられているように、金属に対する濡れ性
が悪く導体層の接合は困難とされていた。従ってＡｌＮ
基体に直接導体路を形成した回路基板はなく、せいぜい
サイリスタ等の電力用半導体を有機系の接着剤で固定し
放熱板として利用する程度であった。
【０００７】特開昭５２−３７９１４号，特開昭５０−
１３２０２２号等に銅板をセラミックに直接接合する技
術が開示されており、この技術を用いてＡｌＮ基体上に
導体層を形成することも考えられるが、微細パターンの
形成には限界があり、また、高密度配線に不可欠な多層
配線も困難であった。
１３２０２２号等に銅板をセラミックに直接接合する技
術が開示されており、この技術を用いてＡｌＮ基体上に
導体層を形成することも考えられるが、微細パターンの
形成には限界があり、また、高密度配線に不可欠な多層
配線も困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点を考
慮して成されたもので、電気的絶縁性，機械的強度及び
熱伝導性に優れた高熱伝導性回路基板及び高熱伝導性外
囲器を提供することを目的とする。
慮して成されたもので、電気的絶縁性，機械的強度及び
熱伝導性に優れた高熱伝導性回路基板及び高熱伝導性外
囲器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、窒化アルミニウムセラミック基体と、この
基体上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層と、このＡｌ2 Ｏ3 層
上に形成されたガラス層とを具備することを特徴とする
高熱伝導性回路基板を提供するものである。
に本発明は、窒化アルミニウムセラミック基体と、この
基体上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層と、このＡｌ2 Ｏ3 層
上に形成されたガラス層とを具備することを特徴とする
高熱伝導性回路基板を提供するものである。
【００１０】また本発明は、窒化アルミニウムセラミッ
ク基体と、この基体上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層と、こ
のＡｌ2 Ｏ3 層上に形成され、ガラス層中に導体粉が分
散された抵抗体層とを具備することを特徴とする高熱伝
導性回路基板を提供するものである。
ク基体と、この基体上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層と、こ
のＡｌ2 Ｏ3 層上に形成され、ガラス層中に導体粉が分
散された抵抗体層とを具備することを特徴とする高熱伝
導性回路基板を提供するものである。
【００１１】さらに本発明は、窒化アルミニウムセラミ
ック基体と、この基体上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層と、
このＡｌ2 Ｏ3 層上に形成されたガラス層と、このガラ
ス層上に形成されたキャップを具備することを特徴とす
る高熱伝導性外囲器を提供するものである。
ック基体と、この基体上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層と、
このＡｌ2 Ｏ3 層上に形成されたガラス層と、このガラ
ス層上に形成されたキャップを具備することを特徴とす
る高熱伝導性外囲器を提供するものである。
【００１２】本発明においてガラス層はガラスペースト
を焼成して形成されていることを特徴とするものであ
る。また本発明において抵抗体層は、導体粉が分散され
たガラスペーストを焼成して形成されていることを特徴
とするものである。
を焼成して形成されていることを特徴とするものであ
る。また本発明において抵抗体層は、導体粉が分散され
たガラスペーストを焼成して形成されていることを特徴
とするものである。
【００１３】本発明は、酸化層が形成されたＡｌＮ基体
を回路基板に応用することを基体とするものである。
を回路基板に応用することを基体とするものである。
【００１４】本発明者等がＡｌＮ基体の回路基板への応
用について研究を進めた結果、ＡｌＮ基体表面に酸化層
を形成することにより、回路基板として非常に優れたも
のとなることを見出した。すなわち酸化層を形成するこ
とにより、導体層の接着が可能となるばかりか、ガラス
層の接着も可能となるのである。特にガラス層の良好な
接着は、各種の利点がある。
用について研究を進めた結果、ＡｌＮ基体表面に酸化層
を形成することにより、回路基板として非常に優れたも
のとなることを見出した。すなわち酸化層を形成するこ
とにより、導体層の接着が可能となるばかりか、ガラス
層の接着も可能となるのである。特にガラス層の良好な
接着は、各種の利点がある。
【００１５】ＡｌＮセラミックは金属等に対する濡れ性
の悪いことがしられているがガラスに対する濡れ性も悪
い。しかしながら酸化層を形成することにより金属に対
する濡れ性が向上し、導体層の形成が可能となる。ま
た、酸化層を有していないＡｌＮ基体に直接ガラス層を
形成した場合は、ガラス層中にアワが生じてしまい、強
固な接合を得ることができない。これはＡｌＮ基体が大
気中で高温にさらされるとアンモニアガス等の気体を発
生するためと考えられる。これに対し酸化層を有するＡ
ｌＮ基体上に形成したガラス層中には、このようなアワ
は生じず基体と良好な接合を得ることができる。
の悪いことがしられているがガラスに対する濡れ性も悪
い。しかしながら酸化層を形成することにより金属に対
する濡れ性が向上し、導体層の形成が可能となる。ま
た、酸化層を有していないＡｌＮ基体に直接ガラス層を
形成した場合は、ガラス層中にアワが生じてしまい、強
固な接合を得ることができない。これはＡｌＮ基体が大
気中で高温にさらされるとアンモニアガス等の気体を発
生するためと考えられる。これに対し酸化層を有するＡ
ｌＮ基体上に形成したガラス層中には、このようなアワ
は生じず基体と良好な接合を得ることができる。
【００１６】このように良好なガラス層の接合が得られ
ることは、回路基板として非常に重要である。例えばシ
ールを行う際にはキャップと基体とを接合する必要があ
るがこのときガラスによる封止を行うことができる。リ
ードフレームと基体との接着を考えた場合もガラス接合
を用いることができる。また、印刷多層配線を行う場
合、層間絶縁のための誘電体層が必要であるが、ガラス
層をその誘電体層として用いることができる。
ることは、回路基板として非常に重要である。例えばシ
ールを行う際にはキャップと基体とを接合する必要があ
るがこのときガラスによる封止を行うことができる。リ
ードフレームと基体との接着を考えた場合もガラス接合
を用いることができる。また、印刷多層配線を行う場
合、層間絶縁のための誘電体層が必要であるが、ガラス
層をその誘電体層として用いることができる。
【００１７】さらに基体上に抵抗体を形成する場合、特
に有利となる。抵抗体ペーストは一般にガラスに導体粉
が分散しているため、ガラス接合が良好に行わなければ
ならない。また、抵抗体の場合は回路設計等の点からそ
の抵抗値の再現性が重要である。酸化層が形成されてい
ないＡｌＮ基体を用いた場合は前述のごとくガラス層で
ある抵抗体中にアワが生じてしまうため、抵抗値のばら
つきが非常に大きいが本発明によればアワが生じること
がなく良好な接合が得られるため、非常に抵抗値の再現
性が良く、そのバラツキが小さい。
に有利となる。抵抗体ペーストは一般にガラスに導体粉
が分散しているため、ガラス接合が良好に行わなければ
ならない。また、抵抗体の場合は回路設計等の点からそ
の抵抗値の再現性が重要である。酸化層が形成されてい
ないＡｌＮ基体を用いた場合は前述のごとくガラス層で
ある抵抗体中にアワが生じてしまうため、抵抗値のばら
つきが非常に大きいが本発明によればアワが生じること
がなく良好な接合が得られるため、非常に抵抗値の再現
性が良く、そのバラツキが小さい。
【００１８】さてこの酸化層であるがガラス層とＡｌＮ
基体との接合強度を考慮した場合酸化層が余り薄いとそ
の効果が発揮されないため０．５μｍ以上程度が好まし
い。また余り厚いと、酸化層とＡｌＮ基体との熱膨張率
の違い等の影響で酸化層の剥離が生じてしまうため１０
０μｍ以下程度が好ましい。この酸化層はアルミナ，ベ
ーマイト等であるが、ＡｌＮに比較して熱伝導性に劣る
ため、同程度の接合強度が得られる範囲でできるだけ薄
い方が良く、２〜２０μｍ程度が好ましい。
基体との接合強度を考慮した場合酸化層が余り薄いとそ
の効果が発揮されないため０．５μｍ以上程度が好まし
い。また余り厚いと、酸化層とＡｌＮ基体との熱膨張率
の違い等の影響で酸化層の剥離が生じてしまうため１０
０μｍ以下程度が好ましい。この酸化層はアルミナ，ベ
ーマイト等であるが、ＡｌＮに比較して熱伝導性に劣る
ため、同程度の接合強度が得られる範囲でできるだけ薄
い方が良く、２〜２０μｍ程度が好ましい。
【００１９】ＡｌＮ基体上に酸化層を形成する方法とし
ては、例えば、大気中における高温処理が挙げられる。
この熱処理温度、及び処理時間により、形成される酸化
層の厚さが変化する。この高温処理の処理温度が高くな
るにつれて処理時間が短くなるが１０００〜１３００
℃，３〜０．５ｈｒ程度で行うことが好ましい。その他
水蒸気中等の酸化性雰囲気中での熱処理（空気中に比べ
比較的低温で良く、１００〜１４０℃程度でよい。２〜
３気圧等の高圧下で行うことが好ましい。）、酸性液中
での浸漬等各種の方法が挙げられる。
ては、例えば、大気中における高温処理が挙げられる。
この熱処理温度、及び処理時間により、形成される酸化
層の厚さが変化する。この高温処理の処理温度が高くな
るにつれて処理時間が短くなるが１０００〜１３００
℃，３〜０．５ｈｒ程度で行うことが好ましい。その他
水蒸気中等の酸化性雰囲気中での熱処理（空気中に比べ
比較的低温で良く、１００〜１４０℃程度でよい。２〜
３気圧等の高圧下で行うことが好ましい。）、酸性液中
での浸漬等各種の方法が挙げられる。
【００２０】本発明に用いるＡｌＮ基体はＡｌＮ原料に
Ｙ，希土類元素，アルカリ土類元素等の添加物を加えて
（金属元素換算で０．０１〜１５ｗｔ％程度）の常圧焼
結，ホットプレスする方法，酸素を７ｗｔ％以下程度含
有するＡｌＮ原料を用いて前記添加物を加えての常圧焼
結、ホットプレスする方法，また、実質的に添加物を加
えることなくＡｌＮ原料単独でのホットプレスする方法
等で製造する。本発明は添加物の有無にかかわらずＡｌ
Ｎ基体であればどのような方法で製造されたものにでも
適用できる。
Ｙ，希土類元素，アルカリ土類元素等の添加物を加えて
（金属元素換算で０．０１〜１５ｗｔ％程度）の常圧焼
結，ホットプレスする方法，酸素を７ｗｔ％以下程度含
有するＡｌＮ原料を用いて前記添加物を加えての常圧焼
結、ホットプレスする方法，また、実質的に添加物を加
えることなくＡｌＮ原料単独でのホットプレスする方法
等で製造する。本発明は添加物の有無にかかわらずＡｌ
Ｎ基体であればどのような方法で製造されたものにでも
適用できる。
【００２１】ＡｌＮ基体の熱伝導率は、４０Ｗ／ｍ・Ｋ
以上例えば１００Ｗ／ｍ・Ｋとアルミナセラミックの２
０Ｗ／ｍ・Ｋに比べて格段に優れており、機械的強度４
０〜５０ｋｇ／ｍｍ2 （アルミナ２５ｋｇ／ｍｍ2 ）、
電気的絶縁耐力１４０〜１７０ｋＶ／ｃｍ（アルミナ１
００ｋＶ／ｃｍ）と回路基板として要求される特性がア
ルミナ以上である。このようなＡｌＮセラミックの良好
な特性を生かして、高熱伝導性回路基板や高熱伝導性外
囲器を得ることができるのである。
以上例えば１００Ｗ／ｍ・Ｋとアルミナセラミックの２
０Ｗ／ｍ・Ｋに比べて格段に優れており、機械的強度４
０〜５０ｋｇ／ｍｍ2 （アルミナ２５ｋｇ／ｍｍ2 ）、
電気的絶縁耐力１４０〜１７０ｋＶ／ｃｍ（アルミナ１
００ｋＶ／ｃｍ）と回路基板として要求される特性がア
ルミナ以上である。このようなＡｌＮセラミックの良好
な特性を生かして、高熱伝導性回路基板や高熱伝導性外
囲器を得ることができるのである。
【００２２】本発明においては、ＡｌＮ基体表面が酸化
されているため、厳密にはＡｌＮとは言えないが、その
酸化層は極めて薄いため、本発明で得られる高熱伝導性
回路基板や高熱伝導性外囲器の諸特性は酸化層を有しな
いＡｌＮ基体を用いた場合とほぼ同様である。
されているため、厳密にはＡｌＮとは言えないが、その
酸化層は極めて薄いため、本発明で得られる高熱伝導性
回路基板や高熱伝導性外囲器の諸特性は酸化層を有しな
いＡｌＮ基体を用いた場合とほぼ同様である。
【００２３】本発明のガラス層は一般にアルミナ基体に
用いられているものを用いることができる。例えば、Ｐ
ｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系やＢａＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2
Ｏ3系等のガラスを用いることができる。ＡｌＮ基体の
酸化状態の変化等の影響を考慮すると軟化点が３５０〜
９５０℃のガラスを４００〜１０００℃程度の温度で接
着することが好ましい。なお本発明では、このときガラ
ス層を構成する元素が多少酸化層中に拡散しても良く、
本発明で得られる高熱伝導性回路基板や高熱伝導性外囲
器においては、酸化層中にこのような拡散成分が小量含
有されても何等問題はない。
用いられているものを用いることができる。例えば、Ｐ
ｂＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 系やＢａＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2
Ｏ3系等のガラスを用いることができる。ＡｌＮ基体の
酸化状態の変化等の影響を考慮すると軟化点が３５０〜
９５０℃のガラスを４００〜１０００℃程度の温度で接
着することが好ましい。なお本発明では、このときガラ
ス層を構成する元素が多少酸化層中に拡散しても良く、
本発明で得られる高熱伝導性回路基板や高熱伝導性外囲
器においては、酸化層中にこのような拡散成分が小量含
有されても何等問題はない。
【００２４】また、このように酸化層を有するＡｌＮ基
体を用いることにより、基体上に形成した厚膜パターン
中にアワの発生がないため、特に厚膜抵抗パターンを形
成した場合いその抵抗値を再現性良く形成できるという
メリットを有する。厚膜抵抗ペーストとしては、やはり
アルミナ用等の一般に用いられているもので良く、例え
ば、ＲｕＯ2 ペースト，ＬａＦ6 ペースト等を用いるこ
とができる。また、導体ペーストとしても通常のＡｇ，
Ａｕ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｌペースト等を用いることができ
る。
体を用いることにより、基体上に形成した厚膜パターン
中にアワの発生がないため、特に厚膜抵抗パターンを形
成した場合いその抵抗値を再現性良く形成できるという
メリットを有する。厚膜抵抗ペーストとしては、やはり
アルミナ用等の一般に用いられているもので良く、例え
ば、ＲｕＯ2 ペースト，ＬａＦ6 ペースト等を用いるこ
とができる。また、導体ペーストとしても通常のＡｇ，
Ａｕ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｌペースト等を用いることができ
る。
【００２５】
【作用】本発明によると、ＡｌＮ基体上にガラス層を形
成し、このガラス層を介してガラスペーストを焼成しガ
ラス層を形成するので、ＡｌＮ基体を高温に熱処理して
も気体の発生は起こらず、ガラス中にアワが発生するこ
とを防ぐことができる。
成し、このガラス層を介してガラスペーストを焼成しガ
ラス層を形成するので、ＡｌＮ基体を高温に熱処理して
も気体の発生は起こらず、ガラス中にアワが発生するこ
とを防ぐことができる。
【００２６】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。 （実施例１）Ｙ2 Ｏ3 を３ｗｔ％含有するＡｌＮ基体を
大気中１２５０℃，１ｈｒの条件で酸化処理を行った。
得られたＡｌＮ基体表面には６μｍのＡｌ2 Ｏ3 層が形
成されていた。
大気中１２５０℃，１ｈｒの条件で酸化処理を行った。
得られたＡｌＮ基体表面には６μｍのＡｌ2 Ｏ3 層が形
成されていた。
【００２７】次いで所定の部位にガラスペースト（日本
電気ガラスＬＳ0120Ｍ）を塗布し脱バインダーの後、３
５０℃，５ｍｉｎの条件で仮焼きした。その後、４２ア
ロイ製のリードフレームを乗せ４２０℃，１０ｍｉｎの
条件で本焼成を行った。次いで、ＩＣをマウントしボン
ディングした後、アルミナ製のキャップを前記ガラスを
用いて４２０℃，１０ｍｉｎの条件で焼成接合し付着し
て本発明の外囲器を得た。
電気ガラスＬＳ0120Ｍ）を塗布し脱バインダーの後、３
５０℃，５ｍｉｎの条件で仮焼きした。その後、４２ア
ロイ製のリードフレームを乗せ４２０℃，１０ｍｉｎの
条件で本焼成を行った。次いで、ＩＣをマウントしボン
ディングした後、アルミナ製のキャップを前記ガラスを
用いて４２０℃，１０ｍｉｎの条件で焼成接合し付着し
て本発明の外囲器を得た。
【００２８】本発明の外囲器は、ガラス層中にはアワは
確認されず良好な接合が実現されていることが確認され
た。接合強度はリードフレーム，キャップとも破断に対
する垂直荷重で５００ｇ以上と十分実用上問題のない値
を示した。熱抵抗はアルミナの同様のＣＥＲＤＩＰ２８
ピンのパッケージの場合の１５％減であった。従ってア
ルミナの場合１Ｗしか入力できなかったものが１．２Ｗ
まで入力できることになった。 （実施例２）ＡｌＮ基体を１０％リン酸液に浸漬し、酸
化処理を行った。基体表面には３μｍの酸化被膜が形成
されていた。このＡｌＮ基体上に、Ａｕペースト（dupo
nt9791）を３２５メッシュパターンで印刷し常温に１０
ｍｉｎ放置の後、１２０℃，１０ｍｉｎの条件で乾燥
し、続いて８５０℃，１０ｍｉｎの条件で焼成した。誘
電体層として上下導体層導通用の貫通孔を有するように
ガラスペースト(dupont9950 ）を印刷形成し、上記条件
と同様のプロセスで焼成した。このガラス層はＡｌＮ基
体と良好な接着を形成していた。この工程を３回繰り返
し、３層配線を実現した。このようにして得られた本発
明の回路基板は各層間でのショートもなく、また、接合
強度も十分であり、信頼性の高いものであった。 （実施例３）５ｗｔ％のＹ2 Ｏ3 を含有するＡｌＮ基体
を１２１℃，２気圧の水蒸気中にいれ１６８ｈｒ放置
し、酸化処理を行った。基体表面には３〜５μｍのベー
マイト膜（Ａｌ2 Ｏ3 ライク）が形成されていた。次い
でＡｇ−Ｐｄペースト（ＥＳＬ9601）を所定のパターン
で印刷し１２５℃，１０ｍｉｎの条件で乾燥した後９３
０℃，１０ｍｉｎの条件で焼成して導体路を形成した。
次にガラス層として抵抗ペースト（dupont16シリーズ
１００ｋΩ／□，１ｋΩ／□，１０ｋΩ／□，１０００
ｋΩ／□）を２５０メッシュのスクリーンを用いて印刷
した。８５０℃，１０ｍｉｎ空気中の条件で焼成したと
ころ、抵抗体中にはアワは生じず良好な接着が得られ
た。このようにして得られた本発明の回路基板は、抵抗
値は全て±１５％以内におさまった。 （比較例）比較例として酸化処理のないＡｌＮ基体上に
同様に抵抗体を形成したところ、約±３０％と非常に大
きいバラツキを示した。この傾向は、焼結材を含有しな
いホットプレスによるＡｌＮ基体でも同様であった。
確認されず良好な接合が実現されていることが確認され
た。接合強度はリードフレーム，キャップとも破断に対
する垂直荷重で５００ｇ以上と十分実用上問題のない値
を示した。熱抵抗はアルミナの同様のＣＥＲＤＩＰ２８
ピンのパッケージの場合の１５％減であった。従ってア
ルミナの場合１Ｗしか入力できなかったものが１．２Ｗ
まで入力できることになった。 （実施例２）ＡｌＮ基体を１０％リン酸液に浸漬し、酸
化処理を行った。基体表面には３μｍの酸化被膜が形成
されていた。このＡｌＮ基体上に、Ａｕペースト（dupo
nt9791）を３２５メッシュパターンで印刷し常温に１０
ｍｉｎ放置の後、１２０℃，１０ｍｉｎの条件で乾燥
し、続いて８５０℃，１０ｍｉｎの条件で焼成した。誘
電体層として上下導体層導通用の貫通孔を有するように
ガラスペースト(dupont9950 ）を印刷形成し、上記条件
と同様のプロセスで焼成した。このガラス層はＡｌＮ基
体と良好な接着を形成していた。この工程を３回繰り返
し、３層配線を実現した。このようにして得られた本発
明の回路基板は各層間でのショートもなく、また、接合
強度も十分であり、信頼性の高いものであった。 （実施例３）５ｗｔ％のＹ2 Ｏ3 を含有するＡｌＮ基体
を１２１℃，２気圧の水蒸気中にいれ１６８ｈｒ放置
し、酸化処理を行った。基体表面には３〜５μｍのベー
マイト膜（Ａｌ2 Ｏ3 ライク）が形成されていた。次い
でＡｇ−Ｐｄペースト（ＥＳＬ9601）を所定のパターン
で印刷し１２５℃，１０ｍｉｎの条件で乾燥した後９３
０℃，１０ｍｉｎの条件で焼成して導体路を形成した。
次にガラス層として抵抗ペースト（dupont16シリーズ
１００ｋΩ／□，１ｋΩ／□，１０ｋΩ／□，１０００
ｋΩ／□）を２５０メッシュのスクリーンを用いて印刷
した。８５０℃，１０ｍｉｎ空気中の条件で焼成したと
ころ、抵抗体中にはアワは生じず良好な接着が得られ
た。このようにして得られた本発明の回路基板は、抵抗
値は全て±１５％以内におさまった。 （比較例）比較例として酸化処理のないＡｌＮ基体上に
同様に抵抗体を形成したところ、約±３０％と非常に大
きいバラツキを示した。この傾向は、焼結材を含有しな
いホットプレスによるＡｌＮ基体でも同様であった。
【００２９】以上実施例で説明したように、添加物を含
むと含まないとにかかわらずＡｌＮ基体上に酸化層を形
成することにより、抵抗体層の接合及びガラス層の接合
が可能となり、ＡｌＮ基体の持つ高熱伝導性，高耐圧
性，機械的強度を十分に利用して高熱伝導性回路基板や
高熱伝導性外囲器を得ることができる。
むと含まないとにかかわらずＡｌＮ基体上に酸化層を形
成することにより、抵抗体層の接合及びガラス層の接合
が可能となり、ＡｌＮ基体の持つ高熱伝導性，高耐圧
性，機械的強度を十分に利用して高熱伝導性回路基板や
高熱伝導性外囲器を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ａ
ｌＮ基体上にガラス層や抵抗体層を強固に接続すること
ができ、また抵抗体の抵抗値のバラツキを抑えることを
可能とした高熱伝導性回路基板や外囲器を提供できる。
ｌＮ基体上にガラス層や抵抗体層を強固に接続すること
ができ、また抵抗体の抵抗値のバラツキを抑えることを
可能とした高熱伝導性回路基板や外囲器を提供できる。
Claims (12)
- 【請求項１】窒化アルミニウムセラミック基体と、 この基体上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層と、 このＡｌ2 Ｏ3 層上に形成されたガラス層とを具備する
ことを特徴とする高熱伝導性回路基板。 - 【請求項２】前記Ａｌ2 Ｏ3 層の膜厚が０．５μｍ以上
１００μｍ以下である請求項１記載の高熱伝導性回路基
板。 - 【請求項３】前記Ａｌ2 Ｏ3 層の膜厚が２μｍ以上２０
μｍ以下である請求項１記載の高熱伝導性回路基板。 - 【請求項４】前記ガラス層がガラスペーストを焼成して
形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２或
いは請求項３記載の高熱伝導性回路基板。 - 【請求項５】窒化アルミニウムセラミック基体と、 この基体上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層と、 このＡｌ2 Ｏ3 層上に形成され、ガラス層中に導体粉が
分散された抵抗体層とを具備することを特徴とする高熱
伝導性回路基板。 - 【請求項６】前記Ａｌ2 Ｏ3 層の膜厚が０．５μｍ以上
１００μｍ以下である請求項５記載の高熱伝導性回路基
板。 - 【請求項７】前記Ａｌ2 Ｏ3 層の膜厚が２μｍ以上２０
μｍ以下である請求項５記載の高熱伝導性回路基板。 - 【請求項８】前記抵抗体層が、導体粉が分散されたガラ
スペーストを焼成して形成されていることを特徴とする
請求項５、請求項６或いは請求項７記載の高熱伝導性回
路基板。 - 【請求項９】窒化アルミニウムセラミック基体と、 この基体上に形成されたＡｌ2 Ｏ3 層と、 このＡｌ2 Ｏ3 層上に形成されたガラス層と、 このガラス層上に形成されたキャップを具備することを
特徴とする高熱伝導性外囲器。 - 【請求項１０】前記Ａｌ2 Ｏ3 層の膜厚が０．５μｍ以
上１００μｍ以下である請求項９記載の高熱伝導性外囲
器。 - 【請求項１１】前記Ａｌ2 Ｏ3 層の膜厚が２μｍ以上２
０μｍ以下である請求項９記載の高熱伝導性外囲器。 - 【請求項１２】前記ガラス層がガラスペーストを焼成し
て形成されていることを特徴とする請求項９、請求項１
０或いは請求項１１記載の高熱伝導性外囲器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28243294A JP2506270B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 高熱伝導性回路基板及び高熱伝導性外囲器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28243294A JP2506270B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 高熱伝導性回路基板及び高熱伝導性外囲器 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23947184A Division JPS61119094A (ja) | 1984-02-27 | 1984-11-15 | 高熱伝導性回路基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07170041A JPH07170041A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2506270B2 true JP2506270B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=17652344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28243294A Expired - Lifetime JP2506270B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 高熱伝導性回路基板及び高熱伝導性外囲器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2506270B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5022536B2 (ja) * | 2000-08-30 | 2012-09-12 | 株式会社東芝 | メタライズ化された窒化アルミニウム基板およびそれを用いたｑｆｐ型の半導体パッケージ |
| US8710523B2 (en) * | 2006-08-11 | 2014-04-29 | E I Du Pont De Nemours And Company | Device chip carriers, modules, and methods of forming thereof |
-
1994
- 1994-10-24 JP JP28243294A patent/JP2506270B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07170041A (ja) | 1995-07-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |