JP2692332B2 - Manufacturing method of aluminum nitride substrate - Google Patents
Manufacturing method of aluminum nitride substrateInfo
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【発明の詳細な説明】 〔概要〕 窒化アルミニウム・ビア基板の製造方法に関し、 抵抗率が小で且つ基板との密着性に優れたビアを備え
た窒化アルミニウム基板を実用化することを目的とし、 窒化アルミニウム基板形成用のグリーンシートを穴開
けしてビアホールを形成する工程と、該ビアホールに銅
ボール，銅粉末，銅ペースト，或いはこれを組合わせた
銅材料の充填を行う工程と、ビアホールを設けたグリー
ンシートを積層して後、該積層体の上下をビアホールの
ないグリーンシートで覆い、加圧して一体化させる工程
と、不活性雰囲気中で加熱して窒化アルミニウムの焼結
を行う工程と、基板焼成後に該基板の表面層を切削研磨
してビアを露出させる工程とを少なくとも含むことを特
徴として窒化アルミニウム基板の製造方法を構成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] With respect to a method for manufacturing an aluminum nitride via substrate, an object is to commercialize an aluminum nitride substrate provided with a via having a low resistivity and excellent adhesion to the substrate. A step of forming a via hole by punching a green sheet for forming an aluminum nitride substrate, a step of filling the via hole with a copper ball, copper powder, a copper paste, or a copper material combining these, and providing a via hole After stacking the green sheets, a step of covering the top and bottom of the stacked body with a green sheet having no via holes, pressurizing and integrating the green sheets, and a step of heating in an inert atmosphere to sinter aluminum nitride, A method for manufacturing an aluminum nitride substrate is characterized by at least including a step of cutting and polishing a surface layer of the substrate to expose the via after firing the substrate. You.
本発明は窒化アルミニウム基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum nitride substrate.
大量の情報を高速に処理する必要から情報処理装置は
小形化と大容量化とが行われており、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。Due to the need to process large amounts of information at high speeds, information processing devices are becoming smaller and larger in capacity, and the semiconductor integrated circuits, which are the main components of this device, have been improved in integration density and LSI and VLSI have been put to practical use. ing.
そして、これらの集積回路はチップのまゝで複数個を
セラミックからなるチップ搭載用基板（ビア基板）に搭
載してLSIモジュールを作り、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。Then, a plurality of these integrated circuits are mounted on a chip mounting board (via board) made of ceramic up to the chip to make an LSI module, and a mounting form to be mounted as a replacement unit on a printed wiring board or the like is provided. There is a catch.
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。As described above, the degree of integration of a semiconductor integrated circuit increases, and the amount of heat generated by the device increases at an accelerated pace as high-density mounting is performed.
すなわち、当初はIC一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。In other words, the calorific value per IC chip is about 3.5W at the beginning
Although the amount of heat was small, the amount of heat generated per LSI chip has now increased to about 10W.If a large number of these chips are mounted in a matrix, the amount of heat generated is enormous, and this is likely to increase further. is there.
従来、LSIチップなどを搭載するチップ搭載用基板に
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。Conventionally, alumina (Al 2 O 3 ) has high heat conductivity and excellent heat resistance for chip mounting boards that mount LSI chips
Has been used.
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。However, the thermal conductivity of alumina is excellent ゝ 20 W / mK
This is inadequate as a material for the above-mentioned chip mounting substrate.
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。Therefore, attention has been paid to AlN, which has a thermal conductivity as large as 320 W / mK (theoretical value) and a thermal expansion coefficient close to that of silicon (Si).
Practical use of this substrate is in progress.
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／℃）に近いと云う利点もある。In addition to having excellent thermal conductivity, AlN has a coefficient of thermal expansion of 4.4 × 10 -6 / ° C, which is the coefficient of thermal expansion of Si (3.6%
There is also an advantage that it is close to × 10 -6 / ° C).
そこで、AlNを用いてビア基板を構成することが望ま
しく、この実用化が望まれている。Therefore, it is desirable to form a via substrate using AlN, and this practical application is desired.
ビア基板の製造方法としては、まず、AlN基板を焼成
した後にレーザ光の照射を行うなどの方法でビアホール
を形成し、この穴に導体ペーストを充填して再焼成する
方法がある。As a method of manufacturing a via substrate, first, there is a method of forming a via hole by a method of irradiating a laser beam after firing an AlN substrate, filling the hole with a conductor paste, and re-firing.
然し、この方法は工数が嵩み、コスト高になることか
ら量産方法としては適当でない。However, this method is not suitable as a mass production method because it requires a lot of man-hours and a high cost.
一方、グリーンシートの段階でビアホールを形成し、
これに導体ペーストを充填した状態で一体焼成する方法
があり、この方法は量産に適することから期待されてい
る。On the other hand, a via hole is formed at the stage of the green sheet,
There is a method of integrally firing in a state where this is filled with a conductor paste, and this method is expected because it is suitable for mass production.
然し、AlNの融点は2200℃（但し、４気圧の蒸気圧
で）と高く、これ以上の温度では昇華すると云う特徴が
あり、そのため、AlNの焼結には1500℃以上の高温焼成
が必要である。However, the melting point of AlN is as high as 2200 ° C (at a vapor pressure of 4 atm), and it has the characteristic that it sublimes at temperatures above this. is there.
一方、ビア形成材料としては、これに見合った高融点
金属が必要であり、従来よりアルミナ基板（Al2O3）に
使用されているタングステン（W,融点3387℃）が最も適
した材料と見做されている。On the other hand, as a via-forming material, a refractory metal suitable for this is required, and tungsten (W, melting point 3387 ° C), which has been conventionally used for alumina substrates (Al 2 O 3 ), is considered to be the most suitable material. It is said that.
然し、AlNグリンシートに設けたビアホールにＷペー
ストを充填し、不活性雰囲気中で加熱すると、ビアにク
ラックが生じ、密着不良となる。However, when the W paste is filled in the via holes provided in the AlN green sheet and heated in an inert atmosphere, cracks occur in the vias, resulting in poor adhesion.
この理由は、Ｗの焼成において焼結による収縮は1000
℃付近から起こるのに対して、AlNの焼成においては焼
結助剤との反応が生ずる約1500℃までは全く収縮が生じ
ないためである。The reason for this is that when W is fired, the shrinkage due to sintering is 1000
This is because, while it occurs from around ℃, in the firing of AlN, no contraction occurs up to about 1500 ℃ at which the reaction with the sintering aid occurs.
この問題を解決する方法としては、AlN粉末を添加し
たＷペーストを使用すると良く、Ｗの収縮開始温度が向
上することゝ、AlN相互の親和力により密着力を向上す
ることができる。As a method for solving this problem, it is preferable to use a W paste to which AlN powder is added, because the W contraction start temperature is improved, and the adhesion can be improved by the mutual affinity of AlN.
然し、AlNの添加量に反比例してビアの抵抗率が増加
してしまうために不適当である。However, this is unsuitable because the resistivity of the via increases in inverse proportion to the amount of AlN added.
そこで、この改良が要望されていた。 Therefore, this improvement has been demanded.
AlN基板の製造において、AlNグリーンシートに導体ペ
ーストを充填し、同時焼成する方法では、焼成に際して
AlNと導体との収縮開始温度が異なるために基板とビア
との界面にクラックが生ずると云う問題がある。In the production of AlN substrate, the method of filling the AlN green sheet with the conductor paste and firing it simultaneously
There is a problem that cracks occur at the interface between the substrate and the via because the contraction initiation temperatures of AlN and the conductor are different.
そこで、ビアの抵抗率を上げることなく、またクラッ
ク発生のないAlN基板の製造方法を実用化することが課
題である。Therefore, it is an object to put into practical use a method for manufacturing an AlN substrate that does not generate cracks without increasing the via resistivity.
上記の課題は、AlN基板形成用のグリーンシートを穴
開けしてビアホールを形成する工程と、このビアホール
に銅ボール，銅粉末，銅ペースト，或いはこれを組合わ
せた銅材料の充填を行う工程と、ビアホールを設けたグ
リーンシートを積層して後、この積層体の上下をビアホ
ールのないグリーンシートで覆い、加圧して一体化させ
る工程と、不活性雰囲気中で加熱してAlNの焼結を行う
工程と、基板焼成後にこの基板の表面層を切削研磨して
ビアを露出させる工程とを少なくとも含んでAlN基板の
製造方法を構成することにより解決することができる。The above-mentioned problems include a step of forming a via hole by punching a green sheet for forming an AlN substrate, and a step of filling the via hole with a copper ball, copper powder, copper paste, or a copper material in which these are combined. After stacking the green sheets provided with via holes, a step of covering the top and bottom of the stacked body with green sheets without via holes and applying pressure to integrate them, and heating in an inert atmosphere to sinter AlN The problem can be solved by configuring the AlN substrate manufacturing method including at least the steps and the step of cutting and polishing the surface layer of the substrate to expose the via after firing the substrate.
本発明はAlN基板の形成において、ビアホールに充填
する導体材料として銅（Cu）を使用するものである。The present invention uses copper (Cu) as a conductive material to fill the via holes in forming the AlN substrate.
こゝで、Cuは融点が1084℃，沸点が2595℃であり、Al
Nグリーンシートの焼成温度である1800℃近傍では溶融
状態にある。Here, Cu has a melting point of 1084 ° C and a boiling point of 2595 ° C.
It is in a molten state near 1800 ° C, which is the firing temperature of N green sheet.
本発明はビアホールに、Cuボール,Cu粉末,Cuペースト
或いはこの混合物を充填した後、AlNの焼成温度にまで
高めて溶融させることにより、ビアホールに面したAlN
の粒界にまでCuを浸透させるもので、これにより、AlN
への密着性を向上するものである。The present invention fills a via hole with Cu balls, Cu powder, Cu paste, or a mixture thereof, and raises the temperature to the firing temperature of AlN to melt the AlN.
Cu is allowed to penetrate to the grain boundaries of AlN.
To improve the adhesion to.
第１図は本発明の製造方法を示す原理図であって、ビ
アホールを設けたグリーンシート１に予めスクリーン印
刷法などにより、Cuボール,Cu粉やCuペーストなどのCu
材料２を充填しておき、このグリーンシート１を積層し
た後、この積層体の上下をビアホールを開けてないグリ
ーンシート３で覆い、金型を用いて加圧し、一体化して
おく、 （以上同図Ａ） このようにして一体化した積層体を脱脂処理した後、
不活性ガス雰囲気中でAlNの焼結開始温度以上（約1800
℃）にまで加熱すると、AlNの焼結が進行すると共に、
ビアホール中で溶融しているCu材料２は、これが接触し
ているAlN粒子の粒界に浸透し、また、上部には空隙４
が生じ、また、Cuの蒸気圧も上昇するが、これによりCu
の浸透は促進される。FIG. 1 is a principle diagram showing the manufacturing method of the present invention, in which Cu such as Cu balls, Cu powder, and Cu paste is preliminarily formed on the green sheet 1 provided with via holes by a screen printing method or the like.
After filling the material 2 and stacking the green sheets 1, the upper and lower sides of the stacked body are covered with the green sheets 3 having no via holes, and pressed with a mold to integrate them. (A) After degreasing the laminated body integrated in this way,
Above the sintering start temperature of AlN in an inert gas atmosphere (about 1800
When heated to (° C), the sintering of AlN proceeds and
The Cu material 2 melted in the via hole penetrates into the grain boundaries of the AlN particles with which it is in contact, and the void 4 is formed in the upper part.
Occurs, and the vapor pressure of Cu also rises.
Penetration is accelerated.
そして、常温にまで戻すとビアホールにCuが詰まった
AlNビア基板を得ることができる。Then, when the temperature was returned to room temperature, Cu was clogged in the via hole.
An AlN via substrate can be obtained.
（以上同図Ｂ） 次に、上下のグリーンシート３相当分の厚さのAlNを
切削研磨してビア５を露出させることによりAlNビア基
板６を得ることができる。(As shown in FIG. 9B) Next, the AlN via substrate 6 can be obtained by cutting and polishing AlN having a thickness corresponding to the upper and lower green sheets 3 to expose the vias 5.
（以上同図Ｃ） なお、グリーンシートに設けるビアホールの径は100
〜200μｍと小さく、そのため、グリーンシートを積層
する際のビアホールの位置合わせは容易ではなく、位置
ずれによる断線が生じ易い。(The above figure C) The diameter of the via hole provided in the green sheet is 100.
The size is as small as 200 μm, and therefore, it is not easy to align the via holes when stacking the green sheets, and disconnection is likely to occur due to displacement.
この対策として、本発明は第２図に示すようにCu材料
２を充填したビアホールを中心としてCuペーストをスク
リーン印刷し、パッド７を作って導体部を拡げておく。As a countermeasure against this, according to the present invention, as shown in FIG. 2, a Cu paste is screen-printed around a via hole filled with Cu material 2 to form a pad 7 to expand the conductor portion.
そして、第１図に示したと全く同様にして積層したの
ち、上下にビアホールのないグリーンシート３を覆った
状態で加圧して一体化する。Then, after stacking in exactly the same manner as shown in FIG. 1, the green sheet 3 having no via holes at the top and bottom is covered and pressed to be integrated.
（以上第２図Ａ） 次に、焼成してAlNを焼結とCuの溶融浸透を行って基
板を作り、（以上同図Ｂ） 次に、両面を研磨してビア５を露出させることにより
AlNビア基板６を得ることができる。(Above FIG. 2A) Next, firing is performed to sinter AlN and melt and infiltrate Cu to make a substrate (above FIG. B). Then, both surfaces are polished to expose the via 5.
The AlN via substrate 6 can be obtained.
（以上同図Ｃ） なお、本発明の工程によると切削研磨工程が新たに増
すように思われるが、そうではなく、従来でも行われて
いる。Incidentally, although it seems that the cutting and polishing process is newly added according to the process of the present invention, this is not the case, and the conventional process is also performed.
すなわち、約1800℃のような高温焼成によってAlN基
板の表面は荒れており、実用するためには表面の研磨が
必要である。That is, the surface of the AlN substrate is roughened by baking at a high temperature of about 1800 ° C., and the surface must be polished for practical use.
本発明はこの工程を利用してビアホール出しを行うも
ので、Cuをビアとして使用することにより低抵抗でまた
熱伝導性の優れたAlN基板を得ることができる。According to the present invention, a via hole is formed by utilizing this process. By using Cu as a via, an AlN substrate having low resistance and excellent thermal conductivity can be obtained.
実施例１ AlN粉末 …100重量部 焼結助剤〔炭酸カルシウム（CaCO3〕 …５重量部 バインダ（ポリビニルブチラール，略称PVB） …10重量部 可塑剤（ジプチルフタレート，略称DBP） …10重量部 分散剤（エチルアルコール） …50重量部 をボールミルを用いて混練してスラリーを作り、ドクタ
ーブレード法で厚さが250μm,密度が1.70g/cm3のグリー
ンシートを作った。Example 1 AlN powder: 100 parts by weight Sintering aid [calcium carbonate (CaCO 3 ): 5 parts by weight Binder (polyvinyl butyral, abbreviated as PVB): 10 parts by weight Plasticizer (diptyl phthalate, abbreviated as DBP): 10 parts by weight Dispersant (ethyl alcohol) 50 parts by weight were kneaded using a ball mill to prepare a slurry, and a doctor blade method was used to prepare a green sheet having a thickness of 250 μm and a density of 1.70 g / cm 3 .
このグリーンシートを90mm角に打ち抜き、パンチで径
250μｍのビアホールを300個形成した。This green sheet is punched into 90 mm square and punched
300 via holes of 250 μm were formed.
そして、このビアホールに径250μｍのCuボールを充
填した。Then, the via hole was filled with a Cu ball having a diameter of 250 μm.
このグリーンシートの６枚を１組として積層した後、
この上下面をビアホールのない無垢のグリーンシートで
挟み、60℃で60MPaの圧力を加えて一体化した。After stacking 6 sheets of this green sheet as one set,
The upper and lower surfaces were sandwiched between solid green sheets with no via holes, and a pressure of 60 MPa was applied at 60 ° C to integrate them.
この積層体をN2気流中で1000℃で５時間加熱して脱脂
し、次にN2気流中で1800℃,30時間の焼成を行ってAlN基
板を得た。The laminate was degreased and heated for 5 hours at 1000 ° C. in a N 2 stream, then 1800 ° C. in a N 2 stream to obtain an AlN substrate and fired for 30 hours.
次に、研磨機を用いて表面層を切削研磨してビアを露
出させた。Next, the surface layer was cut and polished using a polisher to expose the via.
このビアにはクラックは認められず、また導体抵抗を
測定した結果、体積抵抗率は18μΩcmであった。No crack was observed in this via, and the conductor resistivity was measured to find that the volume resistivity was 18 μΩcm.
実施例2: 実施例１と全く同様にしてグリーンシートを作り、パ
ンチで径250μｍのビアホールを300個形成した。Example 2: A green sheet was prepared in exactly the same manner as in Example 1 and 300 via holes having a diameter of 250 μm were formed by punching.
そして、このビアホールにスキージを用いて粒径250
μｍのCu粉を充填した。Then, using a squeegee in this via hole, a grain size of 250
It was filled with Cu powder of μm.
このグリーンシートの６枚を１組として積層した後、
この上下面をビアホールのない無垢のグリーンシートで
挟み、60℃で60MPaの圧力を加えて一体化した。After stacking 6 sheets of this green sheet as one set,
The upper and lower surfaces were sandwiched between solid green sheets with no via holes, and a pressure of 60 MPa was applied at 60 ° C to integrate them.
この積層体をN2気流中で1000℃で５時間加熱して脱脂
し、次にN2気流中で1800℃,30時間の焼成を行ってAlN基
板を得た。The laminate was degreased and heated for 5 hours at 1000 ° C. in a N 2 stream, then 1800 ° C. in a N 2 stream to obtain an AlN substrate and fired for 30 hours.
次に、研磨機を用いて表面層を切削研磨してビアを露
出させた。Next, the surface layer was cut and polished using a polisher to expose the via.
このビアにはクラックは認められず、また導体抵抗を
測定した結果、体積抵抗率は16μΩcmであった。No crack was observed in this via, and the conductor resistivity was measured to find that the volume resistivity was 16 μΩcm.
実施例3: 実施例１と全く同様にしてグリーンシートを作り、パ
ンチで径250μｍのビアホールを300個形成した。Example 3: A green sheet was prepared in exactly the same manner as in Example 1 and 300 via holes having a diameter of 250 μm were formed by punching.
そして、このビアホールにスキージを用いて粘度3000
pポイズのCuペーストを充填した。Then, use a squeegee in this via hole to obtain a viscosity of 3000.
Filled with p-poise Cu paste.
乾燥の終わったグリーンシートの６枚を１組として積
層した後、この上下面をビアホールのない無垢のグリー
ンシートで挟み、60℃で60MPaの圧力を加えて一体化し
た。After stacking six dried green sheets as a set, the upper and lower surfaces were sandwiched by solid green sheets without via holes, and integrated at 60 ° C. by applying a pressure of 60 MPa.
この積層体をN2気流中で1000℃で５時間加熱して脱脂
し、次にN2気流中で1800℃,30時間の焼成を行ってAlN基
板を得た。The laminate was degreased and heated for 5 hours at 1000 ° C. in a N 2 stream, then 1800 ° C. in a N 2 stream to obtain an AlN substrate and fired for 30 hours.
次に、研磨機を用いて表面層を切削研磨してビアを露
出させた。Next, the surface layer was cut and polished using a polisher to expose the via.
このビアにはクラックは認められず、また導体抵抗を
測定した結果、体積抵抗率は14μΩcmであった。No crack was observed in this via, and the conductor resistivity was measured to find that the volume resistivity was 14 μΩcm.
実施例4: 実施例１と全く同様にしてグリーンシートを作り、パ
ンチで径250μｍのビアホールを300個形成した。Example 4 A green sheet was prepared in exactly the same manner as in Example 1, and 300 via holes having a diameter of 250 μm were formed by punching.
そして、このビアホールに径250μｍのCuボールを充
填した後、更にスキージを用いてCu粉を充填した。Then, after filling the via holes with Cu balls having a diameter of 250 μm, Cu powder was further filled using a squeegee.
このグリーンシートの６枚を１組として積層した後、
この上下面をビアホールのない無垢のグリーンシートで
挟み、60℃で60MPaの圧力を加えて一体化した。After stacking 6 sheets of this green sheet as one set,
The upper and lower surfaces were sandwiched between solid green sheets with no via holes, and a pressure of 60 MPa was applied at 60 ° C to integrate them.
この積層体をN2気流中で1000℃で５時間加熱して脱脂
し、次にN2気流中で1800℃,30時間の焼成を行ってAlN基
板を得た。The laminate was degreased and heated for 5 hours at 1000 ° C. in a N 2 stream, then 1800 ° C. in a N 2 stream to obtain an AlN substrate and fired for 30 hours.
次に、研磨機を用いて表面層を切削研磨してビアを露
出させた。Next, the surface layer was cut and polished using a polisher to expose the via.
このビアにはクラックは認められず、また導体抵抗を
測定した結果、体積抵抗率は９μΩcmであった。No crack was observed in this via, and the conductor resistance was measured to find that the volume resistivity was 9 μΩcm.
実施例5: 実施例１と全く同様にしてグリーンシートを作り、パ
ンチで径250μｍのビアホールを300個形成した。Example 5: A green sheet was prepared in exactly the same manner as in Example 1, and 300 via holes having a diameter of 250 μm were formed by punching.
そして、このビアホールに径250μｍのCuボールを充
填した後、更にスキージを用いて粘度が3000ポイズのCu
ペーストを充填した。Then, after filling the via hole with a Cu ball having a diameter of 250 μm, a squeegee is further used to make Cu with a viscosity of 3000 poise.
Filled with paste.
乾燥の終わったグリーンシートの６枚を１組として積
層した後、この上下面をビアホールのない無垢のグリー
ンシートで挟み、60℃で60MPaの圧力を加えて一体化し
た。After stacking six dried green sheets as a set, the upper and lower surfaces were sandwiched by solid green sheets without via holes, and integrated at 60 ° C. by applying a pressure of 60 MPa.
この積層体をN2気流中で1000℃で５時間加熱して脱脂
し、次にN2気流中で1800℃,30時間の焼成を行ってAlN基
板を得た。The laminate was degreased and heated for 5 hours at 1000 ° C. in a N 2 stream, then 1800 ° C. in a N 2 stream to obtain an AlN substrate and fired for 30 hours.
次に、研磨機を用いて表面層を切削研磨してビアを露
出させた。Next, the surface layer was cut and polished using a polisher to expose the via.
このビアにはクラックは認められず、また導体抵抗を
測定した結果、体積抵抗率は９μΩcmであった。No crack was observed in this via, and the conductor resistance was measured to find that the volume resistivity was 9 μΩcm.
実施例6: 実施例１と全く同様にしてグリーンシートを作り、パ
ンチで径250μｍのビアホールを300個形成した。Example 6: A green sheet was prepared in exactly the same manner as in Example 1, and 300 via holes having a diameter of 250 μm were formed by punching.
そして、このビアホールに径250μｍのCuボールを充
填した後、更にスキージを用いて粘度が3000ポイズのCu
ペーストを充填すると共にビアホールの上面に径350μ
ｍのパッドを印刷した。Then, after filling the via hole with a Cu ball having a diameter of 250 μm, a squeegee is further used to make Cu with a viscosity of 3000 poise.
350μ diameter on top of via hole while filling with paste
m pads were printed.
乾燥の終わったグリーンシートの６枚を１組として積
層した後、この上下面をビアホールのない無垢のグリー
ンシートで挟み、60℃で60MPaの圧力を加えて一体化し
た。After stacking six dried green sheets as a set, the upper and lower surfaces were sandwiched by solid green sheets without via holes, and integrated at 60 ° C. by applying a pressure of 60 MPa.
この積層体をN2気流中で1000℃で５時間加熱して脱脂
し、次にN2気流中で1800℃,30時間の焼成を行ってAlN基
板を得た。The laminate was degreased and heated for 5 hours at 1000 ° C. in a N 2 stream, then 1800 ° C. in a N 2 stream to obtain an AlN substrate and fired for 30 hours.
次に、研磨機を用いて表面層を切削研磨してビアを露
出させた。Next, the surface layer was cut and polished using a polisher to expose the via.
このビアにはクラックは認められず、また導体抵抗を
測定した結果、体積抵抗率は９μΩcmであった。No crack was observed in this via, and the conductor resistance was measured to find that the volume resistivity was 9 μΩcm.
本発明によれば、CuをAlN基板のビアとして用いるこ
とができ、且つクラックが無く密着性のよいビア基板を
作ることができ、導体抵抗もＷを使用した場合に較べ、
約1/6に減少することができる。According to the present invention, Cu can be used as a via of an AlN substrate, a via substrate having good adhesion with no cracks can be made, and a conductor resistance is W as compared with the case of using W.
It can be reduced to about 1/6.
第１図は本発明の製造方法を示す原理図、 第２図は本発明の別の製造方法を示す原理図、である。 図において、 1,3はグリーンシート、２はCu材料、４は空隙、５はビ
ア、６はAlN基板、７はパッド、である。FIG. 1 is a principle diagram showing a manufacturing method of the present invention, and FIG. 2 is a principle diagram showing another manufacturing method of the present invention. In the figure, 1 and 3 are green sheets, 2 is a Cu material, 4 is a void, 5 is a via, 6 is an AlN substrate, and 7 is a pad.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−138793（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−219694（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-138793 (JP, A) JP-A-62-119694 (JP, A)
Claims (6)
ートを穴開けしてビアホールを形成する工程と、 該ビアホールに銅材料の充填を行う工程と、 ビアホールを設けたグリーンシートを積層して後、該積
層体の上下をビアホールのないグリーンシートで覆い、
加圧して一体化させる工程と、 不活性雰囲気中で加熱して窒化アルミニウムの焼結を行
う工程と、 基板焼成後に該基板の表面層を切削研磨してビアを露出
させる工程と、 を少なくとも含むことを特徴とする窒化アルミニウム基
板の製造方法。1. A step of forming a via hole by punching a green sheet for forming an aluminum nitride substrate, a step of filling the via hole with a copper material, and a step of stacking the green sheet provided with the via hole, Cover the top and bottom of the stack with a green sheet without via holes,
At least including a step of applying pressure to integrate the substrate, a step of sintering aluminum nitride by heating in an inert atmosphere, and a step of cutting and polishing the surface layer of the substrate to expose the via after firing the substrate A method for manufacturing an aluminum nitride substrate, comprising:
ことを特徴とする窒化アルミニウム基板の製造方法。2. A method for manufacturing an aluminum nitride substrate, wherein the copper material according to claim 1 is a copper ball.
とを特徴とする窒化アルミニウム基板の製造方法。3. A method for manufacturing an aluminum nitride substrate, wherein the copper material according to claim 1 is copper powder.
であることを特徴とする窒化アルミニウム基板の製造方
法。4. A method for manufacturing an aluminum nitride substrate, wherein the copper material according to claim 1 is a copper powder paste.
末であることを特徴とする窒化アルミニウム基板の製造
方法。5. A method of manufacturing an aluminum nitride substrate, wherein the copper material according to claim 1 is a copper ball and a copper powder.
ーストであることを特徴とする窒化アルミニウム基板の
製造方法。6. A method for manufacturing an aluminum nitride substrate, wherein the copper material according to claim 1 is a copper ball and a copper paste.
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| JP7795790A JP2692332B2 (en) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | Manufacturing method of aluminum nitride substrate |
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| JP7795790A JP2692332B2 (en) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | Manufacturing method of aluminum nitride substrate |
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-
1990
- 1990-03-27 JP JP7795790A patent/JP2692332B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH03276797A (en) | 1991-12-06 |
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