JPS63244697A - Circuit board - Google Patents
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- JPS63244697A JPS63244697A JP62076164A JP7616487A JPS63244697A JP S63244697 A JPS63244697 A JP S63244697A JP 62076164 A JP62076164 A JP 62076164A JP 7616487 A JP7616487 A JP 7616487A JP S63244697 A JPS63244697 A JP S63244697A
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Landscapes
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はセラミックス基板にメタライズ層を形成してな
る回路基板に関する。Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a circuit board formed by forming a metallized layer on a ceramic substrate.
（従来の技術）
回路基板にはセラミックス基板が多く用いられており、
最近で−はハイブリッドＩＣ用などの回路基板に、高い
熱伝導性を有する窒化アルミニウム（ＡＮＮ）の焼結体
からなるセラミックス基板が用いられつつある。(Conventional technology) Ceramic substrates are often used for circuit boards.
Recently, ceramic substrates made of sintered bodies of aluminum nitride (ANN), which have high thermal conductivity, are being used for circuit boards for hybrid ICs and the like.
一方、セラミックス基板を用いた回路基板においては、
導体層として、セラミックス基板の表面にモリブデン（
Ｍｏ）またはタングステン（Ｗ）を主成分とし且つこれ
に活性化金属としてチタン（Ｔ ｉ ） 、ジルコニウ
ム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）添加してなるペースト
を塗布し焼成してメタライズ層を形成することが行なわ
れている。On the other hand, in circuit boards using ceramic substrates,
Molybdenum (
Forming a metallized layer by applying a paste containing Mo) or tungsten (W) as a main component and adding titanium (T i ), zirconium (Zr), or hafnium (Hf) as an activated metal to the paste and firing it. is being carried out.
このメタライズ層において、モリブデンおよびタングス
テンは焼成時の熱で酸化されない耐熱金属であり、チタ
ン、ジルコニウム、ハフニウムは高易になると非常に活
性となり、セラミックスと反応して耐熱金属をセラミッ
クス基板の表面に接着させる作用をもつものである。In this metallized layer, molybdenum and tungsten are heat-resistant metals that are not oxidized by the heat during firing, and titanium, zirconium, and hafnium become extremely active when exposed to heat, and react with the ceramic to bond the heat-resistant metal to the surface of the ceramic substrate. It has the effect of causing
そこで、窒化アルミニウム基板を用いた回路基板におい
ても、窒化アルミニウム基板に、前記したモリブデンま
たはタングステンを主成分とし且つこれに活性化金属と
してチタン、ジルコニウムを添加してなるメタライズ層
を導体層として形成することが行なわれている。Therefore, even in a circuit board using an aluminum nitride substrate, a metallized layer containing the above-mentioned molybdenum or tungsten as a main component and adding titanium or zirconium as an activated metal is formed on the aluminum nitride substrate as a conductor layer. things are being done.
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このように窒化アルミニウム焼結体から
なる基板の表面に、導体として、モリブデンまたはタン
グステンを主成分とし且つこれに活性化金属としてチタ
ン、ジルコニウムを添加してなるペーストを塗布し焼成
してメタライズ層を形成した回路基板においては、メタ
ライズ層と窒化アルミニウム基板との接合強度が導体層
としての接合強度としては充分でなく、しかもメタライ
ズ層と窒化アルミニウム基板との接合強度がメタライズ
層の各部分によって異なり、接合強度にバラツキがある
という問題がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, when the surface of the substrate made of the aluminum nitride sintered body contains molybdenum or tungsten as a conductor as a main component, and titanium and zirconium are added as activation metals, In a circuit board in which a metallized layer is formed by applying a paste made of metal and baking it, the bonding strength between the metallized layer and the aluminum nitride substrate is not sufficient to serve as a conductor layer, and the bonding strength between the metallized layer and the aluminum nitride substrate is insufficient. There is a problem in that the bonding strength differs depending on each part of the metallized layer, and there is variation in the bonding strength.
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、窒化アル
ミニウム基板の表面にバｌラツキがなく且つ充分な大き
さの接合強度をもって形成した信頼性の＾い回路基板を
提供することを目的とするものである。The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to provide a reliable circuit board formed of an aluminum nitride substrate with no variation in the surface and with sufficient bonding strength. It is something.
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段と作用）前記目的を達成
するために本発明の回路基板は、窒化アルミニウム焼結
体からなる基板と、この窒化アルミニウム基板の表面に
形成されたモリブデンまたはタングステンを主成分とし
て活性化金属を添加してなるメタライズ層とを備え、こ
のメタライズ層はＡｌ２Ｏ：ｌとＹ２Ｏ３の化合物が存
在していることを特徴とするものである。[Structure of the Invention] (Means and Effects for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the circuit board of the present invention includes a substrate made of an aluminum nitride sintered body, and a circuit board formed on the surface of the aluminum nitride substrate. and a metallized layer mainly composed of molybdenum or tungsten with addition of an activated metal, and this metallized layer is characterized by the presence of a compound of Al2O:l and Y2O3.
本発明の発明者は窒化アルミニウム基板にモリブデンあ
るいはタングステンを主成分とするメタライズ層を形成
する方法について種々研究重ねてきた。まず、発明者は
窒化アルミニウム基板とメタライズ層との接合形態につ
いて考察を行なった。The inventor of the present invention has conducted various studies on methods of forming a metallized layer containing molybdenum or tungsten as a main component on an aluminum nitride substrate. First, the inventor considered the bonding form between the aluminum nitride substrate and the metallized layer.
この結果、窒化アルミニウム基板の表面に塗布したメタ
ライズ用ペーストを焼成してメタライズ層を形成する場
合に、窒化アルミニウム基板が加熱されると、窒化アル
ミニウム基板の内部に粒界物質として存在するＡｇｚＣ
）ｓとＹ２Ｏ３の化合物が液相化して基板表面上のメタ
ライズ層の中にしみ出し、この化合物がメタライズ層の
中でチタン、ジルコニウム、ハフニウムの活性化金属と
結びつき、メタライズ層と窒化アルミニウム基板とを接
着する作用があることに着目した。すなわち、窒化アル
ミニウム基板を製作する場合には、焼結密度を高めるた
めに窒化アルミニウム粉末に焼結助剤としてイツトリア
（Ｙ２Ｏ３ ）を添加し、この粉末で成形した成形体を
焼結する。この焼結工程において液相焼結が行なわれ、
窒化アルミニウム（Ａｊ２Ｎ）上（７）Ａｇ２Ｏ３と焼
結助剤（７）Ｙ２Ｏ３とが反応して化合物を生成し、こ
の化合物が窒化アルミニウム焼結体の固体粒子の粒界に
粒界物質として存在することになる。その存在形態はＹ
ＡＧ、ＹＡＭ、ＹＡＬなどと考えられる。そして、窒化
アルミニウム基板つまり窒化アルミニウム焼結体の表面
に塗布したメタライズ用ペーストを約１５００〜１７０
０℃の温度で焼成する時に、窒化アルミニウム基板の内
部に粒界物質として存在するＡｇ２Ｏ３とＹ２Ｏ３の化
合物が再度溶けて基板の表面にしみ出しメタライズ層に
しみ込むものである。As a result, when a metallization paste applied to the surface of an aluminum nitride substrate is fired to form a metallization layer, when the aluminum nitride substrate is heated, AgzC, which exists as a grain boundary substance inside the aluminum nitride substrate, is heated.
) The compound of s and Y2O3 becomes a liquid phase and seeps into the metallized layer on the substrate surface, and this compound combines with the activated metals of titanium, zirconium, and hafnium in the metallized layer, and the metallized layer and aluminum nitride substrate are bonded. We focused on the fact that it has the effect of adhering. That is, when producing an aluminum nitride substrate, itria (Y2O3) is added as a sintering aid to aluminum nitride powder in order to increase the sintering density, and a compact formed using this powder is sintered. In this sintering process, liquid phase sintering is performed,
(7) Ag2O3 on aluminum nitride (Aj2N) and the sintering aid (7) Y2O3 react to form a compound, and this compound exists as a grain boundary substance at the grain boundaries of the solid particles of the aluminum nitride sintered body. It turns out. Its form of existence is Y
Possible examples include AG, YAM, and YAL. Then, the metallizing paste applied to the surface of the aluminum nitride substrate, that is, the aluminum nitride sintered body,
When the aluminum nitride substrate is fired at a temperature of 0° C., the compound of Ag2O3 and Y2O3, which exists as a grain boundary substance inside the aluminum nitride substrate, melts again and oozes out onto the surface of the substrate and penetrates into the metallized layer.
この現象を利用することによりメタライズ層の窒化アル
ミニウム基板に対する接合強度を高めることが出来る。By utilizing this phenomenon, the bonding strength of the metallized layer to the aluminum nitride substrate can be increased.
しかしながら、窒化アルミニウム基板に存在する粒界物
質つまりＡｌ２Ｏ３とＹ２Ｏ３の化合物の分布は不均一
であり、このため窒化アルミニウム基板からＡｇ２Ｏ３
とＹ２Ｏ３の化合物がしみ出してメタライズ層にしみ込
む状態も不均一となる。従って、メタライズ層と窒化ア
ルミニウム基板との接合強度が部分的に異なり接合強度
にバラツキを生じる。しかも、窒化アルミニウム焼結体
を製作する工程の面では、窒化アルミニウム焼結体の内
部において粒界物質であるＡｌ２Ｏ３とＹ２Ｏ３の化合
物を均一に存在させるようにυＩＩＯすることは極めて
困難である。However, the distribution of grain boundary substances, that is, the compound of Al2O3 and Y2O3, present in the aluminum nitride substrate is non-uniform, and therefore the aluminum nitride substrate is
The state in which the compound of Y2O3 and Y2O3 seeps out and penetrates into the metallized layer also becomes non-uniform. Therefore, the bonding strength between the metallized layer and the aluminum nitride substrate differs partially, causing variations in the bonding strength. Moreover, in terms of the process of manufacturing an aluminum nitride sintered body, it is extremely difficult to perform υIIO so that the compound of Al2O3 and Y2O3, which is a grain boundary substance, exists uniformly inside the aluminum nitride sintered body.
そこで、発明者は窒化アルミニウム基板の内部に存在す
る粒界物質にだけ依存するのではなく、外部からこの粒
界物質と同じＡｌ２２ＯｓとＹ２Ｏｓの化合物を供給し
窒化アルミニウム基板の表面にメタライズ層を形成する
ことに着目した。Therefore, the inventors did not rely solely on the grain boundary material existing inside the aluminum nitride substrate, but instead supplied a compound of Al22Os and Y2Os, which is the same as the grain boundary material, from the outside to form a metallized layer on the surface of the aluminum nitride substrate. I focused on doing that.
そして、この方法によればメタライズ層にＡｌ２Ｏ３と
Ｙ２Ｏ３の化合物を均一に分布させるように制御するこ
とが可能であり、メタライズ層を窒化アルミニウム基板
に対して均一な接合強強度で接合することが出来ること
を見出した。ざらにこの考え方に基づく具体的な方法と
して、メタライズ用ペーストに化合物成分をを添加して
メタライズ層を形成する方法と、窒化アルミニウム基板
の表面に化合物の層を形成し、その上にメタライズ層を
形成する方法を見出した。According to this method, it is possible to control the compound of Al2O3 and Y2O3 to be uniformly distributed in the metallized layer, and the metallized layer can be bonded to the aluminum nitride substrate with uniform bonding strength. I discovered that. As a concrete method based on this idea, there is a method in which a compound component is added to a metallizing paste to form a metallized layer, and a method in which a layer of a compound is formed on the surface of an aluminum nitride substrate and a metallized layer is formed on top of it. I found a way to form it.
本発明はこの知見に基づいてなされたものである。The present invention has been made based on this knowledge.
以下本発明について説明する。The present invention will be explained below.
本発明の回路基板を第１図について説明する。The circuit board of the present invention will be explained with reference to FIG.
図中１は窒化アルミニウムの焼結体からなる窒化アルミ
ニウム基板である。この窒化アルミニウム基板１は、焼
結密度を高めるために焼結助剤として窒化アルミニウム
に例えばＹ２Ｏ３を添加した粉末を用いて成形、焼結し
て製作したものである。窒化アルミニウム基板に添加す
るＹ２Ｏ３の割合は重量比で０．１〜１０％である。In the figure, 1 is an aluminum nitride substrate made of a sintered body of aluminum nitride. This aluminum nitride substrate 1 is manufactured by molding and sintering a powder obtained by adding, for example, Y2O3 to aluminum nitride as a sintering aid in order to increase the sintering density. The proportion of Y2O3 added to the aluminum nitride substrate is 0.1 to 10% by weight.
２は窒化アルミニウム基板１の表面に形成して接合され
たメタライズ層である。このメタライズＨ２はモリブデ
ンまたはタングステンを主成分とし、活性化金属として
チタン、ジルコニウムまたはハフニウム具体的にはチタ
ン、ジルコニウムまたはハフニウムの酸化物、窒化物、
塩化物などの化合物を添加してなるペーストを窒化アル
ミニウム基板１の表面に塗布し焼成して形成したもので
ある。このメタライズ層２においてモリブデン、タング
ステンは焼成時に酸化されない耐熱金属であり、活性化
金属は焼成時に高温下で活性となり窒化アルミニウム基
板１の窒化アルミニウムと反応しメタライズｍ２を富化
アルミニウム基板１と接合させる金属である。また、こ
のメタライズ層２はＡ１２ＯｉとＹ２Ｏ３の化合物、す
なわち窒化アルミニウム基板１における粒界物質と同じ
成分のものがメタライズ層２全体に均一に分散して存在
している。この化合物はメタライズ層２の焼成時に溶融
してメタライズ層２を窒化アルミニウム基板１に接合す
る作用をするものである。2 is a metallized layer formed on the surface of the aluminum nitride substrate 1 and bonded thereto. This metallization H2 has molybdenum or tungsten as its main component, and titanium, zirconium or hafnium as an active metal. Specifically, titanium, zirconium or hafnium oxides, nitrides,
It is formed by applying a paste made by adding a compound such as chloride to the surface of an aluminum nitride substrate 1 and firing it. In this metallized layer 2, molybdenum and tungsten are heat-resistant metals that are not oxidized during firing, and the activated metals become active at high temperatures during firing and react with the aluminum nitride of the aluminum nitride substrate 1, thereby bonding the metallized m2 to the enriched aluminum substrate 1. It is metal. Further, in this metallized layer 2, a compound of A12Oi and Y2O3, that is, a compound having the same composition as the grain boundary substance in the aluminum nitride substrate 1 is uniformly dispersed throughout the metallized layer 2. This compound melts during firing of the metallized layer 2 and serves to bond the metallized layer 2 to the aluminum nitride substrate 1.
Ａｌ２Ｏ３とＹ２Ｏ３の化合物がメタライズ層２に存在
する割合は重量比で３〜２５％である。これはメタライ
ズ１１２に存在する化合物の量が多過ぎるとメタライズ
層２がＡｌ２２Ｏ３とＹ２Ｏ３の化合物で覆われてしま
い、また化合物の量が少な過ぎるとメタライズ層２と窒
化アルミニウム基板１との接合強度が小さくなるからで
ある。The proportion of the compound of Al2O3 and Y2O3 in the metallized layer 2 is 3 to 25% by weight. This is because if the amount of the compound present in the metallized layer 112 is too large, the metallized layer 2 will be covered with the compound of Al22O3 and Y2O3, and if the amount of the compound is too small, the bonding strength between the metalized layer 2 and the aluminum nitride substrate 1 will be reduced. This is because it becomes smaller.
なお、メタライズ層２の表面には例えばＮｉメッキを施
し、ざらにＡＱろうにより半導体素子を取付ける。Note that the surface of the metallized layer 2 is plated with, for example, Ni, and a semiconductor element is attached by rough AQ soldering.
このように構成された回路基板においては、メタライズ
層２に窒化アルミニウム基−板１における粒界物質と同
じ成分のＡｎ２ＯｓとＹ２Ｏ３の化合物が含まれている
ためにこの化合物が窒化アルミニウム基板１に対して強
い親和力を持った接着剤として作用してメタライズ層２
が窒化アルミニウム基板２に対して接合される。すなわ
ち、メタライズ層は窒化アルミニウム基板１に対する親
和性が良く窒化アルミニウム基板１に大きな接合強度を
持って接合する。特にメタライズ層２を形成する時にＡ
ｎ２ＯｉとＹ２Ｏ３の化合物の分布を均一になるように
容易に制御でき、化合物がメタライズ層２の全面に屋り
均一に分散しているので、メタライズ層２が全面に屋り
窒化アルミニウム基板１に均一な接合強度をもって接合
する。また、メタライズ層２の高温での焼成時に窒化ア
ルミニウム基板１に存在する粒界物質が溶融して表面に
しみ出しメタライズ層２に浸透してくるが、メタライズ
層２に既にＡｌ２Ｏ３とＹ２Ｏ３の化合物が存在し窒化
アルミニウム基板１の接合強度を規定しているために、
粒界物質の浸透による接合強度の不均一さを生じない。In the circuit board configured in this way, since the metallized layer 2 contains a compound of An2Os and Y2O3, which has the same components as the grain boundary substance in the aluminum nitride substrate 1, this compound acts on the aluminum nitride substrate 1. The metallized layer 2 acts as an adhesive with strong affinity.
is bonded to the aluminum nitride substrate 2. That is, the metallized layer has good affinity for the aluminum nitride substrate 1 and is bonded to the aluminum nitride substrate 1 with high bonding strength. Especially when forming metallized layer 2, A
The distribution of the n2Oi and Y2O3 compounds can be easily controlled to be uniform, and the compounds are uniformly distributed over the entire surface of the metallized layer 2, so that the metallized layer 2 is uniformly distributed over the entire surface of the aluminum nitride substrate 1. The bonding strength is as follows. Further, when the metallized layer 2 is fired at a high temperature, the grain boundary substances present in the aluminum nitride substrate 1 melt and seep out to the surface and penetrate into the metallized layer 2, but the metallized layer 2 already contains compounds of Al2O3 and Y2O3. Since it exists and defines the bonding strength of the aluminum nitride substrate 1,
Non-uniformity in bonding strength due to penetration of grain boundary substances does not occur.
次に本発明の回路基板の製造方法を説明する。Next, a method for manufacturing a circuit board according to the present invention will be explained.
この製造方法はメタライズ層に化合物を含ませる方法に
より２通りに分類できる。This manufacturing method can be classified into two types depending on the method of incorporating the compound into the metallized layer.
その一つは窒化アルミニウム基板の表面に化合物を塗布
し、その上にメタライズ用ペーストを塗布して一体に焼
成する方法である。この方法では、先ずＡｎ２Ｏ３とＹ
２Ｏ３の化合物を粉末化し、この粉末をペースト状にす
る。次にこのペスートまたは溶液を窒化アルミニウム基
板の表面に均一な厚みで塗布する。その後に前記化合物
層の表面にＭＯまたはＷを主成分とし且つ活性化金属を
添加してなるペーストを塗布する。各層の塗布する厚さ
の一例は、窒化アルミニウム基板の厚さが０．６ａｍと
した場合、化合物の厚さが２ｐ１１、メタライズ用ペー
ストの厚さが１０譚で、化合物とメタライズ用ペースト
の合計厚さが１２−である。One method is to apply a compound to the surface of an aluminum nitride substrate, apply a metallizing paste thereon, and then sinter the two together. In this method, first An2O3 and Y
A compound of 2O3 is powdered and the powder is made into a paste. This pesto or solution is then applied to the surface of the aluminum nitride substrate to a uniform thickness. Thereafter, a paste containing MO or W as a main component and an activated metal is applied to the surface of the compound layer. An example of the thickness to be applied for each layer is, when the thickness of the aluminum nitride substrate is 0.6 am, the thickness of the compound is 2p11, the thickness of the metallization paste is 10m, and the total thickness of the compound and metallization paste is It is 12-.
そして、化合物層とメタライズ用ペースト層を一体に焼
成する。この焼成時に化合物層が溶融してメタライズ層
にしみ込みとともに窒化アルミニウム基板と接着して、
メタライズ層が窒化アルミニウム基板に強固に且つ均一
に接合される。Then, the compound layer and the metallizing paste layer are fired together. During this firing, the compound layer melts and soaks into the metallized layer and adheres to the aluminum nitride substrate.
The metallized layer is firmly and uniformly bonded to the aluminum nitride substrate.
他の方法は、ＡｆｆｉｚＯ３とＹ２Ｏ３の化合物あるい
はＡＱ２ｏ３とＹ２Ｏ３を夫々単独で添加したベタライ
ズ用ペーストを窒化アルミニウム基板の表面に塗布して
焼成する方法である。Another method is to apply a betalising paste containing a compound of AfizO3 and Y2O3 or AQ2o3 and Y2O3 alone to the surface of an aluminum nitride substrate and then bake it.
Ａｌ２２ＯａとＹ２Ｏ３を単独で添加する場合には、メ
タライズ用ペーストに対する合計の添加割合を例えば重
量比で５％、Ａｆｆｚ ０３ ：Ｙ２Ｏ３相互の割合を
例えば５：３とする。Ａｇ２Ｏ３とＹ２Ｏ３の化合物を
添加する場合には、メタライズ用ペーストに対する添加
割合を重量比で５％である。このようにＡｌ１２Ｏａと
Ｙ２Ｏ３を化合物または単独の状態で添加したメタライ
ズ用ペーストは良く混練する。そして、このメタライズ
用ペーストを窒化アルミニウム基板の表面に塗布して焼
成する。この場合の塗布厚さは、窒化アルミニウム基板
０．６ａｓに対して１０ｍである。焼成時の温度パター
ンは前記の方法の場合と同じである。When Al22Oa and Y2O3 are added alone, the total addition ratio to the metallizing paste is, for example, 5% by weight, and the mutual ratio of Affz 03 :Y2O3 is, for example, 5:3. When adding a compound of Ag2O3 and Y2O3, the addition ratio to the metallizing paste is 5% by weight. The metallizing paste to which Al12Oa and Y2O3 are added as a compound or alone is kneaded well. Then, this metallizing paste is applied to the surface of the aluminum nitride substrate and fired. The coating thickness in this case is 10 m for an aluminum nitride substrate of 0.6 as. The temperature pattern during firing is the same as in the previous method.
この焼成によりペーストに単独で添加したＡｎ２Ｏ３と
Ｙ２Ｏ３は反応して化合物を生成する。このようにして
形成したメタライズ層は窒化アルミニウム基板に強固に
且つ均一な接合強度で接合される。By this firing, An2O3 and Y2O3, which were added alone to the paste, react to form a compound. The metallized layer thus formed is firmly bonded to the aluminum nitride substrate with uniform bonding strength.
次に本発明の回路基板における窒化アルミニウム基板と
メタライズ層との接合強度を測定し管理して、回路基板
の品質を保証する方法について説明する。Next, a method of measuring and managing the bonding strength between the aluminum nitride substrate and the metallized layer in the circuit board of the present invention to ensure the quality of the circuit board will be described.
この方法はメタライズ層に含まれるＡｌ２ＯａとＹ２Ｏ
３の化合物のＸ線回折強度と、窒化アルミニウム基板と
メタライズ層との接合強度が比例関係にあることに着目
してなされたものである。This method uses Al2Oa and Y2O contained in the metallized layer.
This was done by focusing on the fact that the X-ray diffraction intensity of the compound No. 3 and the bonding strength between the aluminum nitride substrate and the metallized layer are in a proportional relationship.
窒化アルミニウム基板に前述した方法によりメタライズ
用ペーストを塗布し、例えば焼成温度１８００℃、１７
５０℃、１７００℃テ焼成シテＭＯ２ｔＣはＷを主ａ分
、！：ＬＡ１ｚ ＯｓとＹｚ ０３の化合物を含むメタ
ライズ層を形成した３種類の基板を用意する。各基板に
対してＸ１回折装置により窒化アルミニウム基板とメタ
ライズ層の化合物層との×１回折強度を測定する。次に
各基板に対してメタライズ層の窒化アルミニウム基板に
対する接合強度すなわち引張り強度を測定する引張り試
験を行なった。この結果、メタライズ層の引張り強度と
（化合物／ＭＯ，Ｗ）強度比との間には第２図の縮図に
示す関係が成立することが分った。従って、回路基板の
メタライズ層に対しＸ線回折強度の測定を行ない、その
結果を第２図の線図に当てはめて調べることによりメタ
ライズ層の窒化アルミニウム基板に対する接合強度（引
張り強度）を知ることができる。例えばメタライズ層の
接合強度を２ ｈ ／ ｔｍ ２以上確保する場合には
、第２図で示す様に（化合物／Ｍｏ、Ｗ）強度比が１．
０以上である回路基板を選択すれば良い。A metallizing paste is applied to an aluminum nitride substrate by the method described above, and the firing temperature is 1800°C for example.
Firing at 50°C and 1700°C, MO2tC mainly contains W,! : Three types of substrates on which metallized layers containing compounds of LA1z Os and Yz 03 were formed were prepared. For each substrate, the x1 diffraction intensity of the aluminum nitride substrate and the compound layer of the metallized layer is measured using an x1 diffraction device. Next, a tensile test was conducted on each substrate to measure the bonding strength of the metallized layer to the aluminum nitride substrate, that is, the tensile strength. As a result, it was found that the relationship shown in the miniature diagram of FIG. 2 holds between the tensile strength of the metallized layer and the (compound/MO, W) intensity ratio. Therefore, it is possible to determine the bonding strength (tensile strength) of the metallized layer to the aluminum nitride substrate by measuring the X-ray diffraction intensity of the metallized layer of the circuit board and applying the results to the diagram in Figure 2. can. For example, in order to ensure the bonding strength of the metallized layer to be 2 h/tm 2 or more, the strength ratio (compound/Mo, W) should be 1.0 as shown in FIG.
It is sufficient to select a circuit board having a value of 0 or more.
この方法によれば、回路基板のメタライズ層の接合強度
を破壊試験によらず容易且つ正確に測定することができ
る。According to this method, the bonding strength of the metallized layer of a circuit board can be easily and accurately measured without using a destructive test.
実施例：１
窒化アルミニウム粉末にＹ２Ｏ３を重量比で３％添加し
た粉末をドクターグレード法で成形し、この成形体を窒
素ガス雰囲気、温度約１８００℃、時間２時間の条件で
焼成し厚さ０．３５ｍｍの窒化アルミニウム基板を製作
した。また、Ｍｏ：ＴｉＮ−１：１のペーストにＡｊ２
２Ｏ３ ：Ｙ２Ｏ３−５：３の比で調合した粉末を重量
比で５％添加し混練した。このペーストを窒化アルミニ
ウム基板に厚さ１０ｍで塗布し、窒素ガス雰囲気の中１
７００℃で５時間焼成しメタライズ層を形成した。この
回路基板のメタライズ層のＸＩａ回折強度を測定した結
果、（化合物／ＭＯ）強度比は１．０であった。この回
折強度比を第２図の線図に合わせてメタライズ層の接合
強度を調べたところ約２゜１＃／ａ２であった。また、
メタライズ層は均一に窒化アルミニウム基板に接合して
いた。Example: 1 A powder made by adding 3% by weight of Y2O3 to aluminum nitride powder was molded using the doctor grade method, and this molded body was fired in a nitrogen gas atmosphere at a temperature of about 1800°C for 2 hours to a thickness of 0. A 35 mm aluminum nitride substrate was manufactured. In addition, Aj2 was added to the Mo:TiN-1:1 paste.
Powder prepared in a ratio of 2O3:Y2O3-5:3 was added in an amount of 5% by weight and kneaded. This paste was applied to an aluminum nitride substrate to a thickness of 10 m, and
A metallized layer was formed by firing at 700° C. for 5 hours. As a result of measuring the XIa diffraction intensity of the metallized layer of this circuit board, the (compound/MO) intensity ratio was 1.0. The bonding strength of the metallized layer was examined by matching this diffraction intensity ratio with the diagram in FIG. 2, and it was found to be approximately 2°1#/a2. Also,
The metallized layer was uniformly bonded to the aluminum nitride substrate.
実施例＝２ 実施例と同じ窒化アルミニウム基板を製作した。Example = 2 The same aluminum nitride substrate as in the example was manufactured.
また、Ａｊ２２Ｏ３ ：Ｙ２Ｏ３−５ ：３のｆｌＥ
合物からなるペーストを形成し、このペーストを実施例
１と同じ条件で製作した窒化アルミニウム基板の表面に
印刷法により厚さ２−で塗布した。次いで、このペース
ト層の上にＭｏ：ＴｉＮ−１：１かうなるペーストを厚
さ１０譚で塗布した後に焼成を行ないメタライズ層を形
成した。このメタライズ一層の接合強度を測定したとこ
ろ２．８に９／ｍ２であった。Also, flE of Aj22O3 :Y2O3-5 :3
A paste consisting of the compound was formed, and this paste was applied to the surface of an aluminum nitride substrate manufactured under the same conditions as in Example 1 to a thickness of 2-2 by a printing method. Next, a paste of Mo:TiN-1:1 was applied to a thickness of 10 mm on this paste layer and then fired to form a metallized layer. When the bonding strength of this single layer of metallization was measured, it was 2.8 to 9/m2.
比較例
実施例１同じ条件で製作した窒化アルミニウム基板の表
面にＭｏ：ＴｉＮ−１：１からなるペーストを厚ざ１０
ＪＩＲで塗布して焼成を行ないメタライズ層を形成した
。このメタライズ層の接合強度を測定したところ平均で
２ Ｋｇ ／ ｓ ２であった。しかし、メタライズ層
の接合強度は±１．５に９／ｌｌｍ２でばらついた。Comparative Example Example 1 A paste consisting of Mo:TiN-1:1 was applied to a thickness of 10 mm on the surface of an aluminum nitride substrate manufactured under the same conditions.
A metallized layer was formed by coating with JIR and firing. When the bonding strength of this metallized layer was measured, it was 2 Kg/s2 on average. However, the bonding strength of the metallized layer varied by ±1.5 at 9/llm2.
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、窒化アルミニウム
基板にＭＯやＷかうなるメタライズ層を強固に且つ均一
な接合強度で接合した島い信頼性をもった回路基板を得
ることができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to obtain a highly reliable circuit board in which a metallized layer such as MO or W is firmly and uniformly bonded to an aluminum nitride substrate. Can be done.
第１図は本発明の回路基板を示す断面図、第２図はメタ
ライズ層の基板に対する接合強度を測定するための方法
を説明するための縮図である。
１・・・窒化アルミニウム基板、２・・・メタライズ層
。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第１図
第２図FIG. 1 is a cross-sectional view showing a circuit board of the present invention, and FIG. 2 is a scale diagram for explaining a method for measuring the bonding strength of a metallized layer to a substrate. 1... Aluminum nitride substrate, 2... Metallized layer. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2
Claims (3)
化アルミニウム基板の表面に形成されたモリブデンまた
はタングステンを主成分として活性化金属を添加してな
るメタライズ層とを備え、このメタライズ層にはＡｌ＿
２Ｏ＿３とＹ＿２Ｏ＿３の化合物が存在していることを
特徴とする回路基板。(1) A substrate made of an aluminum nitride sintered body, and a metallized layer formed on the surface of the aluminum nitride substrate and made of molybdenum or tungsten as a main component and an activated metal added, and this metallized layer has Al_
A circuit board characterized in that a compound of 2O_3 and Y_2O_3 is present.
単独であるいは両者の化合物を含むメタライズ用ペース
トを塗布し焼成して形成したものである特許請求の範囲
第１項記載の回路基板。(2) The circuit board according to claim 1, wherein the metallized layer is formed by applying and firing a metallizing paste containing Al_2O_3 and Y_2O_3 alone or a compound of both.
布したＡｌ＿２Ｏ＿３とＹ＿２Ｏ＿３の化合物のペース
ト層の上にメタライズ用ペーストを塗布し焼成して形成
したものである特許請求の範囲第１項記載の回路基板。(3) The circuit board according to claim 1, wherein the metallized layer is formed by applying a metallizing paste on a paste layer of a compound of Al_2O_3 and Y_2O_3 applied to the surface of an aluminum nitride substrate and firing it. .
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7616487A JPH0783161B2 (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | Circuit board |
| US07/174,902 US4883704A (en) | 1987-03-30 | 1988-03-29 | Circuit substrate comprising nitride type ceramics, method for preparing it, and metallizing composition for use in it |
| EP93111133A EP0574956B1 (en) | 1987-03-30 | 1988-03-30 | Metallized circuit substrate comprising nitride type ceramics |
| DE3855613T DE3855613T2 (en) | 1987-03-30 | 1988-03-30 | Metallized substrate for circuits made of nitride-type ceramics |
| EP88105174A EP0285127B1 (en) | 1987-03-30 | 1988-03-30 | Circuit substrate comprising nitride type ceramics, method for preparing it, and metallizing composition for use in it |
| KR888803597A KR900006680B1 (en) | 1987-03-30 | 1988-03-30 | Circuit board composed of a ceramic in the form of nitride, a method for manufacturing the same and a metallization composition used therein |
| DE3855680T DE3855680T2 (en) | 1987-03-30 | 1988-03-30 | Substrate for circuits made of nitride-type ceramics, process for its production and metallization |
| US07/410,863 US5063121A (en) | 1987-03-30 | 1989-09-22 | Circuit substrate comprising nitride type ceramics, method for preparing it, and metallizing composition for use in it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7616487A JPH0783161B2 (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | Circuit board |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63244697A true JPS63244697A (en) | 1988-10-12 |
| JPH0783161B2 JPH0783161B2 (en) | 1995-09-06 |
Family
ID=13597427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7616487A Expired - Lifetime JPH0783161B2 (en) | 1987-03-30 | 1987-03-31 | Circuit board |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783161B2 (en) |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP7616487A patent/JPH0783161B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0783161B2 (en) | 1995-09-06 |
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