JP4987345B2 - 窒化アルミニウム基板 - Google Patents
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- Ceramic Products (AREA)
Description
直接窒化によって製造した窒化アルミニウム粉末を、空気中650℃で3時間加熱し、酸化処理を施した。酸化処理した窒化アルミニウムの酸素含有量は0.90質量%であった。酸化処理した窒化アルミニウム粉末100質量部に酸化イットリウム粉末3質量部と酸化アルミニウム粉末3質量部を添加し、ボールミルにて1時間混合して原料粉末を得た。原料粉末100質量部にカルボキシメチルセルロース8質量部、グリセリン5質量部、ステアリン酸2質量部、オレイン酸2質量部、イオン交換水7質量部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1分間混合し混合物を得た。混合物を単軸押出機にて厚み1.0mmのシート状に成形した。成形体を金型付きプレス機により60mm×50mmの寸法に打ち抜いた。成形体に離型剤として窒化ホウ素粉を塗布した後、20枚積層し、窒素雰囲気中570℃で5時間加熱し脱脂した。脱脂後に、窒素雰囲気中1780℃で2時間加熱することで窒化アルミニウム基板を作製した。得られた基板の酸素含有量、色むらの有無及び熱伝導率を評価した。結果を表1に示す。
窒化アルミニウム基板の両面に60mm×50mm×0.2mmtのろう合金箔を貼付け、さらにその両面から60mm×50mm×0.2mmtのアルミニウム板を挟んだものを、カーボンスペーサーを隔てて10枚積層した。それをカーボン治具に設置した後、620℃で2時間保持して窒化アルミニウム焼結体とアルミニウム板を接合した。接合体の一主面には所定の形状の回路パターンを、もう一方の主面には放熱板パターンを形成させるべく、UV硬化型レジストインクをスクリーン印刷した後、UVランプを照射させてレジスト膜を硬化させた。次いで、レジスト塗布した部分以外を水酸化ナトリウム水溶液でエッチングした後、フッ化アンモニウム水溶液にてレジスト剥離し、窒化アルミニウム回路基板を作製した。
窒化アルミニウム粉末:1850℃以上に加熱した管状電気炉の頂部からアルミニウム粉末を噴射させてアルミニウム蒸気とし、管内に供給した窒素ガスと反応させて窒化アルミニウムを合成する直接窒化法により作製した。平均粒径1.5μm、酸素含有量0.78%。酸化イットリウム粉末:信越化学工業社製、商品名「Yttrium Oxide」
酸化アルミニウム粉末:アドマテックス社製、商品名「AO−500」
カルボキシメチルセルロース:ダイセル化学工業社製、商品名「CMCダイセル」
グリセリン:花王社製、商品名「エキセパール」
ステアリン酸:サンノプコ社製、商品名「ノプコセラLU−6418」
オレイン酸:和光純薬工業社製、商品名「オレイン酸」
アルミニウム板:三菱アルミニウム社製、商品名「1085材」
ろう合金箔:東洋精箔社製、商品名「A2017R−H合金箔」
UV硬化型レジストインク:互応化学工業社製、商品名「PER−27B−6」
酸素含有量:窒化アルミニウム基板の1つの角から中央部へ向かって対角上に、□5mm×5mmの寸法でサンプリングを行い、酸素・窒素分析装置にて測定した。
熱伝導率:10mm×10mmに加工した窒化アルミニウム焼結体を、レーザーフラッシュ法により測定した。
熱履歴衝撃試験:−25℃に10分、25℃に10分、125℃に10分、25℃に10分さらす工程を1サイクルとした熱履歴を、サンプルの回路基板に対して3000サイクル与える試験。接合クラック発生の有無は、熱履歴衝撃試験を実施し、2000サイクル未満にて接合クラックが発生した場合を記号C、2000〜3000サイクルにて接合クラックが発生した場合を記号B、3000サイクルでも接合クラックが発生しない場合を記号Aとした。回路基板としての信頼性保証基準は記号A、Bである。
生産性:積層枚数を多くすると、脱脂炉、焼成炉で処理するバッチ量が増えるため、生産性が向上する。また、脱脂時間を短くすると、脱脂炉の運転サイクルを早めることが出来るため、生産性が向上する。実施例1の生産性を記号△として、実施例1より生産性に優れる場合を記号○で、実施例1より生産性に劣る場合を記号×で表した。
脱脂、焼成時の積層枚数及び脱脂時間を表1に示すように変えたこと以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム基板及び窒化アルミニウム回路基板を得た。評価結果を表1に示す。
窒化アルミニウム粉末を酸化処理せず、積層枚数および脱脂、焼成条件を表1に示すように変えたこと以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム基板及び窒化アルミニウム回路基板を得た。評価結果を表1に示す。
脱脂、焼成時の積層枚数及び脱脂時間を表1に示すように変えたこと以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム基板及び窒化アルミニウム回路基板を得た。評価結果を表1に示す。
窒化アルミニウム粉末を酸化処理しないこと以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム基板及び窒化アルミニウム回路基板を得た。評価結果を表1に示す。
窒化アルミニウム粉末を酸化処理しないこと以外は実施例2及び実施例3と同様にして窒化アルミニウム焼結体及び窒化アルミニウム回路基板を得た。評価結果を表1に示す。
Claims (4)
- 基板の1つの角から中央部へ向かって対角上に、□5mm×5mmの寸法でサンプリングを行い、酸素・窒素分析装置にて測定した酸素含有量1.58質量%〜1.87質量%から、基板内の酸素含有量の最大値と最小値の差が0.20質量%以下であることを特徴とする色むらのない窒化アルミニウム基板。
- 原料として酸化処理が施された窒化アルミニウム粉末を用いることを特徴とする請求項1記載の窒化アルミニウム基板。
- 請求項1または請求項2記載の窒化アルミニウム基板を用いてなる回路基板。
- 請求項3記載の回路基板を用いてなるモジュール。
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