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
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- 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
- Paints Or Removers (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (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 |
|---|---|---|---|---|
| US20050013989A1 (en) * | 2002-05-28 | 2005-01-20 | Yoshiyuki Hirose | Aluminum nitride sintered compact having metallized layer and method for preparation thereof |
-
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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