JP2754806B2 - 窒化アルミニウム基板用導体ペースト - Google Patents
窒化アルミニウム基板用導体ペーストInfo
- Publication number
- JP2754806B2 JP2754806B2 JP1303942A JP30394289A JP2754806B2 JP 2754806 B2 JP2754806 B2 JP 2754806B2 JP 1303942 A JP1303942 A JP 1303942A JP 30394289 A JP30394289 A JP 30394289A JP 2754806 B2 JP2754806 B2 JP 2754806B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aln
- aluminum nitride
- powder
- conductor
- conductor paste
- Prior art date
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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
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 窒化アルミニウム基板用導体ペーストに関し、 導体抵抗値の低い導体ペーストを実用化することを目
的とし、 窒化アルミニウム・グリンシート上にスクリーン印刷
を行った後に焼成して導体パターンを形成するのに使用
する導体ペーストが、タングステン粉末に対して窒化ア
ルミニウム粉末を0.2〜0.7重量%添加し、該粉末にバイ
ンダと溶剤を添加して混練してなることを特徴として窒
化アルミニウム基板用導体ペーストを構成する。
的とし、 窒化アルミニウム・グリンシート上にスクリーン印刷
を行った後に焼成して導体パターンを形成するのに使用
する導体ペーストが、タングステン粉末に対して窒化ア
ルミニウム粉末を0.2〜0.7重量%添加し、該粉末にバイ
ンダと溶剤を添加して混練してなることを特徴として窒
化アルミニウム基板用導体ペーストを構成する。
本発明は導体抵抗の小さな窒化アルミニウム基板用導
体ペーストに関する。
体ペーストに関する。
大量の情報を高速に処理する必要から情報必要装置は
小形大容量化が行われており、この装置の主体を占める
半導体集積回路は集積度が向上してLSIやVLSIが実用化
されている。
小形大容量化が行われており、この装置の主体を占める
半導体集積回路は集積度が向上してLSIやVLSIが実用化
されている。
そして、これらの集積回路はチップのまゝで複数個を
セラミックスからなるチップ搭載用基板(インターポー
ザ)に搭載してLSIモジュール作り、これを取替え単位
として印刷配線基板などに装着する実装形体がとられつ
ゝある。
セラミックスからなるチップ搭載用基板(インターポー
ザ)に搭載してLSIモジュール作り、これを取替え単位
として印刷配線基板などに装着する実装形体がとられつ
ゝある。
このように半導体集積回路の集積度が増し、また高密
度実装が行われるに従って装置の発熱量も加速度的に増
加している。
度実装が行われるに従って装置の発熱量も加速度的に増
加している。
すなわち、当初はIC−チップ当たりの発熱量は約3.5W
程度と少なかったが、現在LSI一チップ当たりの発熱量
は約10W程度に増加しており、これがマトリックス状に
多数個装着されている場合は発熱量は膨大であり、これ
は更に増加する傾向にある。
程度と少なかったが、現在LSI一チップ当たりの発熱量
は約10W程度に増加しており、これがマトリックス状に
多数個装着されている場合は発熱量は膨大であり、これ
は更に増加する傾向にある。
従来、LSIチップなどを搭載するチップ搭載用基板は
熱伝導度が高く、耐熱性が優れたアルミナ(Al2O3)が
使用されてきた。
熱伝導度が高く、耐熱性が優れたアルミナ(Al2O3)が
使用されてきた。
然し、アルミナの熱伝導度は優れているものゝ20W/mK
程度であり、上記のチップ搭載用基板用材料としては不
充分である。
程度であり、上記のチップ搭載用基板用材料としては不
充分である。
そこで、熱伝導度が320W/mK(理論値)と大きく、ま
た熱膨張係数がシリコン(Si)に近いAlNが着目され、
この基板の実用化が進められている。
た熱膨張係数がシリコン(Si)に近いAlNが着目され、
この基板の実用化が進められている。
また、AlNは熱伝導度が優れている以外に熱膨張係数
は4.4×10-6/℃とLSIを構成するSiの熱膨張係数(3.6×
10-6/℃)に近いと云う利点がある。
は4.4×10-6/℃とLSIを構成するSiの熱膨張係数(3.6×
10-6/℃)に近いと云う利点がある。
セラミック多層回路基板の製造法としては、セラミッ
クス粉末を焼結助剤,バインダ,可塑剤および分散剤と
混練してスラリーを作り、このスラリーをドクターブレ
ード法を用いてグリンシートを作り、このグリンシート
に穴開けしてバイアホール(Via−hole)を作り、この
上に導体ペーストをスクリーン印刷してバイアホールを
埋めると共に導体線路を形成する。
クス粉末を焼結助剤,バインダ,可塑剤および分散剤と
混練してスラリーを作り、このスラリーをドクターブレ
ード法を用いてグリンシートを作り、このグリンシート
に穴開けしてバイアホール(Via−hole)を作り、この
上に導体ペーストをスクリーン印刷してバイアホールを
埋めると共に導体線路を形成する。
そして、かゝるグリンシートを正確に位置合わせしな
がら積層し、加圧して一体化した後、高温で焼成するこ
とにより多層セラミック回路基板が作られている。
がら積層し、加圧して一体化した後、高温で焼成するこ
とにより多層セラミック回路基板が作られている。
こゝで、AlNは融点が2200℃と高いために焼成温度と
して1600℃以上の高温が必要なことから、導体線路の構
成材としてはタングステン(W)やモリブデン(Mo)な
どの高融点金属(Refractory−metal)が用いられてい
る。
して1600℃以上の高温が必要なことから、導体線路の構
成材としてはタングステン(W)やモリブデン(Mo)な
どの高融点金属(Refractory−metal)が用いられてい
る。
そして、W粉末を主構成材とするW導体ペーストは既
に市販されている。
に市販されている。
然し、このW導体ペーストはアルミナ基板を使用対象
とするものであって、これをそのまゝAlN基板に適用し
ても密着性が悪く、信頼性の優れた導体パターンが形成
できないと云う問題がある。
とするものであって、これをそのまゝAlN基板に適用し
ても密着性が悪く、信頼性の優れた導体パターンが形成
できないと云う問題がある。
さて、AlN用W導体ペーストとして、Wペーストに1
重量%のAlN粉末を添加することにより導体抵抗が極小
になることが報告されている。(浜口他,昭和61年窯業
協会年会予稿集p305,1986) 然し、発明者等の実験によると、AlNの1重量%の添
加によって導体抵抗は増加している。
重量%のAlN粉末を添加することにより導体抵抗が極小
になることが報告されている。(浜口他,昭和61年窯業
協会年会予稿集p305,1986) 然し、発明者等の実験によると、AlNの1重量%の添
加によって導体抵抗は増加している。
この理由はAlNの抵抗率は>1013Ω・cmと高く絶縁物
であり、またAlNの比重は3.26であるのに対し、Wの比
重は19.3であり、約6倍と大きなことによると思われ
る。
であり、またAlNの比重は3.26であるのに対し、Wの比
重は19.3であり、約6倍と大きなことによると思われ
る。
Wの抵抗率は4.9μΩ・cm(0℃)とCuの1.55μΩ・c
m(0℃)に較べると3倍以上大きく、そのためW導体
ペーストをスクリーン印刷して得た導体線路は抵抗が大
きく、電力損失が無視できないと云う問題がある。
m(0℃)に較べると3倍以上大きく、そのためW導体
ペーストをスクリーン印刷して得た導体線路は抵抗が大
きく、電力損失が無視できないと云う問題がある。
そこで、導体線路の低抵抗化がAlN多層回路基板の実
用化に際しての課題である。
用化に際しての課題である。
上記の課題はAlNグリンシート上にスクリーン印刷を
行った後に焼成して導体パターンを形成するのに使用す
る導体ペーストが、W粉末に対してAlNを0.2〜0.7重量
%添加し、この粉末にバインダと溶剤を添加して混練し
てなることを特徴としてAlN基板用導体ペーストを構成
することにより解決することができる。
行った後に焼成して導体パターンを形成するのに使用す
る導体ペーストが、W粉末に対してAlNを0.2〜0.7重量
%添加し、この粉末にバインダと溶剤を添加して混練し
てなることを特徴としてAlN基板用導体ペーストを構成
することにより解決することができる。
発明者等はW導体ペーストに対するAlNの添加効果を
研究した結果、WペーストにAlNの粉末を添加して焼成
し、焼結させると、無添加の場合に較べ、W導体の緻密
化が進むことを見出した。
研究した結果、WペーストにAlNの粉末を添加して焼成
し、焼結させると、無添加の場合に較べ、W導体の緻密
化が進むことを見出した。
然し、AlN粉末を添加すると絶縁物であるために抵抗
率が増加すると云う関係がある。
率が増加すると云う関係がある。
そこで、発明者等はAlNの添加量に対するW導体の相
対密度と体積抵抗の関係を調査した結果、0.2重量%以
上の添加で緻密化し、0.8重量%の添加までは無添加の
ものに較べ、抵抗率が少なくなることが判った。
対密度と体積抵抗の関係を調査した結果、0.2重量%以
上の添加で緻密化し、0.8重量%の添加までは無添加の
ものに較べ、抵抗率が少なくなることが判った。
W粉末にAlN粉末を0〜5重量%の範囲に加え、この1
00重量部に対して有機バインダとしてエチルセルロース
を3重量%,溶剤としてブチルカルビトールを15重量%
とメチルエチルケトンを100重量%加え、ボールミル,
擂解機および三本ロールミルを用いて混練し、17種類の
Wペーストを作った。
00重量部に対して有機バインダとしてエチルセルロース
を3重量%,溶剤としてブチルカルビトールを15重量%
とメチルエチルケトンを100重量%加え、ボールミル,
擂解機および三本ロールミルを用いて混練し、17種類の
Wペーストを作った。
このペーストを厚さが約500μmのAlNグリンシートに
印刷し、N2気流中で600℃に加熱して脱脂し、この各試
料をN2気流中で1700℃で9時間焼成してAlN配線基板を
形成し、この各の配線基板について面積抵抗を測定し
た。
印刷し、N2気流中で600℃に加熱して脱脂し、この各試
料をN2気流中で1700℃で9時間焼成してAlN配線基板を
形成し、この各の配線基板について面積抵抗を測定し
た。
第1表はWに対するAlNの添加量と面積抵抗の関係を
示しており、AlNの増加と共に面積抵抗は次第に減少し
て0.5重量%の添加により極小値を示し、次に上昇に転
じることを示しており、 第1図はこの関係を図示したものである。
示しており、AlNの増加と共に面積抵抗は次第に減少し
て0.5重量%の添加により極小値を示し、次に上昇に転
じることを示しており、 第1図はこの関係を図示したものである。
こゝで、面積抵抗が13mΩ/□以下とAlN粉末を添加し
ない場合に較べ、遥かに低い値を示す範囲は0.2〜0.7重
量%の範囲であり、この範囲のAlN粉の添加が有効なこ
とが判る。
ない場合に較べ、遥かに低い値を示す範囲は0.2〜0.7重
量%の範囲であり、この範囲のAlN粉の添加が有効なこ
とが判る。
W粉末に対してAlN粉末を0.2〜0.7重量%添加した導
体ペーストを使用する本発明の実施により、従来に較べ
て低抵抗な導体線路を備えたAlN多層セラミック回路基
板を製造することができる。
体ペーストを使用する本発明の実施により、従来に較べ
て低抵抗な導体線路を備えたAlN多層セラミック回路基
板を製造することができる。
第1図はW導体ペーストに対するAlNの添加効果を示す
図である。
図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−83262(JP,A) 特開 昭63−303881(JP,A) 特開 昭63−195183(JP,A) 特開 昭62−197372(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09D 5/24 H01B 1/22 H01L 21/283 H05K 1/09 C04B 41/88
Claims (1)
- 【請求項1】窒化アルミニウム・グリンシート上にスク
リーン印刷を行った後に焼成して導体パターンを形成す
るのに使用する導体ペーストが、タングステン粉末に対
して窒化アルミニウム粉末を0.2〜0.7重量%添加し、該
粉末にバインダと溶剤を添加して混練してなることを特
徴とする窒化アルミニウム基板用導体ペースト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1303942A JP2754806B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 窒化アルミニウム基板用導体ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1303942A JP2754806B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 窒化アルミニウム基板用導体ペースト |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03163173A JPH03163173A (ja) | 1991-07-15 |
JP2754806B2 true JP2754806B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=17927147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1303942A Expired - Lifetime JP2754806B2 (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 窒化アルミニウム基板用導体ペースト |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2754806B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003101166A1 (fr) * | 2002-05-28 | 2003-12-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Pastille frittee a base de nitrure d'aluminium comportant une couche metallisee et procede de preparation associe |
-
1989
- 1989-11-22 JP JP1303942A patent/JP2754806B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03163173A (ja) | 1991-07-15 |
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