JPH02125728A - Composite base and its manufacture - Google Patents
Composite base and its manufactureInfo
- Publication number
- JPH02125728A JPH02125728A JP27805488A JP27805488A JPH02125728A JP H02125728 A JPH02125728 A JP H02125728A JP 27805488 A JP27805488 A JP 27805488A JP 27805488 A JP27805488 A JP 27805488A JP H02125728 A JPH02125728 A JP H02125728A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base metal
- paste
- tungsten
- mullite
- thermal expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims abstract description 31
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 11
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010344 co-firing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 7
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 abstract description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001197925 Theila Species 0.000 description 1
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- JMBPWMGVERNEJY-UHFFFAOYSA-N helium;hydrate Chemical compound [He].O JMBPWMGVERNEJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- AHADSRNLHOHMQK-UHFFFAOYSA-N methylidenecopper Chemical compound [Cu].[C] AHADSRNLHOHMQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は複合J、(板およびその製造方法に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a composite J (plate) and a method for manufacturing the same.
(従来の技術)
従来、電子部品用の基板として一般に用いられているも
のは、樹脂基板とアルミナ基板である。(Prior Art) Conventionally, resin substrates and alumina substrates are commonly used as substrates for electronic components.
近年、エレクトロニクス技術の急激な進歩により基板に
要求される特性は種類が多くかつ厳しくなっており、特
に放熱性を向上させた基板として金属をペースとしても
つ複合基板が用いられるようになってきた。In recent years, due to rapid advances in electronics technology, the characteristics required of substrates have become more diverse and stricter, and composite substrates with metal bases have come to be used as substrates with particularly improved heat dissipation.
複合基板には、■ベース金属」二に樹脂を用いて絶縁層
を設け、絶縁層上に銅層により回路を形成した金属ベー
ス銅張り基板とよばれるもの、■ベース金属上にガラス
で絶縁層を設けて回路を形成したホーロー基板、■ベー
ス金属上にアルミナを溶射して絶縁層を設け、回路を形
成した基板などがある。ペース金属としては低炭素銅、
アルミニラ11、アルマイ1〜処理したアルミニウム等
が用いられている。Composite boards include: ■Metal-based copper-clad boards, in which an insulating layer is provided using resin on the base metal, and a circuit is formed using a copper layer on the insulating layer, and ■Insulating layers made of glass are placed on the base metal. There are two types of substrates: enamel substrates on which circuits are formed, and substrates on which circuits are formed by thermally spraying alumina on a base metal to form an insulating layer. Low carbon copper as a pace metal;
Aluminum 11, Aluminum 1, treated aluminum, etc. are used.
これら複合基板は、半導体デバイスの高集積化に伴いチ
ップの発熱量が増大することに対応して高い放熱性を有
するよう形成されたもので、金属ベース銅張り基板およ
びホーロー基板では絶縁層の誘電率が低いことから信号
伝播の遅延時間を短縮することができて半導体デバイス
の高速化にも対応できるという利点がある。These composite substrates are formed to have high heat dissipation properties in response to the increase in chip heat generation as semiconductor devices become more highly integrated. Since the rate is low, the delay time of signal propagation can be shortened, which has the advantage of being able to cope with higher speed semiconductor devices.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記従来の複合基板は、いずれも、ベー
ス金属と絶縁層との熱膨張係数の差が大きいため、温度
サイクルあるいは熱衝撃といった熱的な環境変化に対す
る信頼性が低く、また、シリコンとの熱膨張係数の差が
大きいので、近年の大型化したシリコンチップの実装に
は好適とはいえないという問題点がある。(Problem to be Solved by the Invention) However, in all of the above conventional composite substrates, there is a large difference in the coefficient of thermal expansion between the base metal and the insulating layer. It has a problem that it is not suitable for mounting silicon chips, which have become larger in recent years, because it has a low thermal expansion coefficient and a large difference in thermal expansion coefficient from silicon.
また、金属ベース銅張り基板では耐湿性が低いという問
題点、アルミナ溶射基板では絶縁層の誘電率が高いため
、信号伝播の高速化に不利であるという問題点がある。Further, metal-based copper-clad substrates have a problem of low moisture resistance, and alumina sprayed substrates have a problem that the insulating layer has a high dielectric constant, which is disadvantageous for increasing the speed of signal propagation.
そこで1本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、熱的な環境変化に対
する信頼性かたかく、また、高速化にも十分対応するこ
とのできる複合基板およびこの複合基板の製造方法を提
供するにある。Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a composite substrate that is highly reliable against changes in the thermal environment and that can sufficiently handle high speeds. The present invention also provides a method for manufacturing this composite substrate.
(発明の概要)
本発明の複合基板は、ベース金属として、モリブデンま
たはタングステンを主成分とした金属板を用い、このペ
ース金属上に絶a層としてムライトセラミックを被覆し
て成ることを特徴とする。(Summary of the Invention) The composite substrate of the present invention is characterized in that a metal plate containing molybdenum or tungsten as a main component is used as the base metal, and a mullite ceramic is coated as an absolute layer on the base metal. .
モリブデンおよびタングステンの熱膨張係数は、いずれ
も5X 10−’/’C前後であり、一方、ムライトセ
ラミックの熱膨張係数は4.5x 10−F′/ ’C
である。ベース金属と絶縁層の熱膨張係数の差は小さい
から、ベース金属とムライトセラミックの絶縁層との間
で発生する熱膨張係数の差に起因する熱的ス1−レスは
小さく、したがって熱的環境変化に対する耐性は高くな
る。The coefficient of thermal expansion of molybdenum and tungsten is around 5X 10-'/'C, while the coefficient of thermal expansion of mullite ceramic is 4.5x 10-'/'C.
It is. Since the difference in thermal expansion coefficient between the base metal and the insulating layer is small, the thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the base metal and the mullite ceramic insulating layer is small, and therefore the thermal environment Increased resistance to change.
シリコンの熱膨張係数は、’1.4XIO−’/”Cで
あるので、従来の複合基板で用いているベース金属、あ
るいは絶縁層として設けたアルミナ(熱膨張係fi 7
X 10−’/’C)と比較して、本発明に係る複合基
板ではシリコンとの熱的なマツチングが図れる。The thermal expansion coefficient of silicon is '1.4
The composite substrate according to the present invention can achieve thermal matching with silicon compared to the composite substrate according to the present invention.
また、本発明に係る複合基板では、ベース金属として高
融点金属であるモリブデンあるいはタングステンを用い
ているので、製造する際にはムライトセラミツ、りを焼
成する温度でベース金属を加熱することができ、ムライ
トセラミックを主成分とする絶縁ペーストをベース金属
上に塗布して焼成することにより所定の複合基板を得る
。なお、絶縁層の焼成は、1500”C〜+750”C
の温度範囲内で、非酸化性雰囲気中において行う。Furthermore, since the composite substrate according to the present invention uses molybdenum or tungsten, which are high-melting point metals, as the base metal, the base metal can be heated at a temperature that is used to sinter mullite ceramics during manufacturing. A predetermined composite substrate is obtained by applying an insulating paste containing mullite ceramic as a main component onto a base metal and firing it. Note that the insulating layer is fired at 1500"C to +750"C.
The test is carried out in a non-oxidizing atmosphere within the temperature range of
本発明の複合基板では、」二記のように、絶縁層となる
ムライトセラミックは焼成前にペーストとして必要個所
に塗布するから、第1図に示すように、CoB(チップ
・オン・ボード)方式により、熱伝導性に優れると共に
、シリコンの熱膨張係数に近いベース金属にじかにチッ
プを実装することができる。In the composite substrate of the present invention, the mullite ceramic that becomes the insulating layer is applied to the necessary locations as a paste before firing, as described in ``2'', so as shown in Figure 1, the CoB (chip-on-board) method is used. This allows the chip to be directly mounted on a base metal that has excellent thermal conductivity and has a thermal expansion coefficient close to that of silicon.
また、絶縁層上に設ける回路パターンの形成方法として
は、従来の回路基板を形成する際と同様に、銅箔をエツ
チング処理して回路を形成する方法、あるいは樹脂系の
導体ペーストを印刷して形成する方法等が採用できる他
、上記複合基板が1500℃〜1750℃で焼成される
ので、絶a層上にモリブデンペーストあるいはタングス
テンペース1−等の導体ペーストを用いて導体パターン
を印刷して設け、絶縁層と同時焼成によって回路パター
ンを形成することもできる。In addition, the circuit pattern formed on the insulating layer can be formed by etching copper foil to form the circuit, as in the case of forming conventional circuit boards, or by printing a resin-based conductive paste. In addition, since the above-mentioned composite substrate is fired at 1500°C to 1750°C, it is possible to print a conductive pattern on the absolute layer using a conductive paste such as molybdenum paste or tungsten paste 1-. A circuit pattern can also be formed by co-firing with an insulating layer.
また、絶縁層を焼成した後の基板は、l000℃前後の
温度領域では十分安定であるので、従来のアルミナ基板
で用いられている厚膜回路形成技術がそのまま適用でき
る。その結果、回路パターンの多層化も可能である。ま
た、Ru0=系の厚膜ペーストを印刷することにより、
低抗体が形成できる。Further, since the substrate after firing the insulating layer is sufficiently stable in a temperature range of around 1000° C., the thick film circuit forming technology used for conventional alumina substrates can be applied as is. As a result, multilayer circuit patterns are also possible. In addition, by printing a thick film paste of Ru0= system,
Low antibodies can be formed.
この抵抗体はレーザによるトリミング処理が可能であり
、従来の複合基板に用いられているカーボン抵抗あるい
はチップ抵抗とくらべて抵抗値の範囲が広くとれるとい
う利点がある。このように、厚膜法を適用した場合には
最高使用温度が高いという点でも実用」二の大きな利点
となる。This resistor can be trimmed with a laser, and has the advantage of having a wider range of resistance values than carbon resistors or chip resistors used in conventional composite substrates. In this way, when the thick film method is applied, the maximum operating temperature is high, which is a major advantage in practical use.
また、絶縁層を形成するムライトセラミックの原料粉末
の粒径や組成を選ぶことにより、絶縁層の上に直接薄膜
法で回路パターンを形成することができる。この場合に
は1回路パターンの高密度化を図る上で右利である。Furthermore, by selecting the particle size and composition of the raw material powder of mullite ceramic that forms the insulating layer, it is possible to form a circuit pattern directly on the insulating layer by a thin film method. In this case, it is advantageous to increase the density of one circuit pattern.
第1図は、本発明に係る複合基板に回路パターンを施し
た基板を用いて、COB方式でシリコンチップを実装し
た例を示す説明図である。同図で1はベース金属、2は
ベース金属上で焼成されたムライトセラミックを主成分
とする絶縁層、3はシリコンチップをベース金属1上に
接合するために設けたニッケルめっき層上に金めつきを
施しためっき層、4は銅厚膜焼成によって形成された回
路パターンである。5はめっき層3を介してベース金属
1上に接合されたシリコンチップ、6はシリコンチップ
5と回路パターン4とを接続するポンディングワイヤで
ある。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example in which a silicon chip is mounted using a COB method using a composite board according to the present invention on which a circuit pattern is applied. In the figure, 1 is a base metal, 2 is an insulating layer mainly composed of mullite ceramic fired on the base metal, and 3 is a gold plated layer on a nickel plating layer provided to bond the silicon chip to the base metal 1. The plated layer 4 is a circuit pattern formed by firing a copper thick film. 5 is a silicon chip bonded onto base metal 1 via plating layer 3; 6 is a bonding wire connecting silicon chip 5 and circuit pattern 4;
上述した複合基板では、絶縁層を形成する絶縁ペースト
に、酸化マグネシウム等の11a1tA酸化物、あるい
は酸化イツトリウム等のllTa族酸化物を添加すると
好適である。これらlaa族酸化物よびIII a族酸
化物はモリブデンまたはタングステンを主成分とするベ
ース金属とムライトセラミックによる絶縁層との接着強
度を高める働きをする。これら■aa族酸化物l1la
族酸化物の含有量は、用いるムライトの原料粉末の粒径
にもよるが、一般には添加量が多いほうが接着強度の向
上には有効であるが、10重量%以上含有させた場合は
、熱膨張係数が変わったり、また、とくにIIa族酸化
物ではムライト相からコランダム相への相変化原因にな
るので好ましくない6また、これらのII a III
化物、ll′1.lI族醋酸化物酸化物以外の形で添加
してもよく、例えば、焼成により酸化物に変わるフッ化
物、塩化物の化合物の形で添加してもよい。In the above-described composite substrate, it is preferable to add an 11a1tA oxide such as magnesium oxide or an llTa group oxide such as yttrium oxide to the insulating paste forming the insulating layer. These LAA group oxides and IIIA group oxides serve to increase the adhesive strength between the base metal mainly composed of molybdenum or tungsten and the insulating layer made of mullite ceramic. These group aa oxides l1la
The content of group oxides depends on the particle size of the raw material powder of mullite used, but in general, the larger the amount added, the more effective it is in improving adhesive strength. It is undesirable because it changes the expansion coefficient and causes a phase change from mullite to corundum especially in group IIa oxides6.
compound, ll'1. It may be added in a form other than the Group II oxide, for example, it may be added in the form of a fluoride or chloride compound that is converted into an oxide by firing.
また、絶RM中にシリカが40重景%以下の割合で非晶
質相として含まれている複合基板も好適に用いられる。Further, a composite substrate in which silica is contained as an amorphous phase in the absolute RM at a ratio of 40% or less is also preferably used.
絶8層中に非晶質相として含まれるシリカは絶縁層の誘
電率を制御する働きをする。Silica contained in the insulating layer as an amorphous phase functions to control the dielectric constant of the insulating layer.
化学量論組成(3Δ[,0,・2S io、)にあるム
ライ1−の誘電率はIMIIzにおいて約7であるが、
非晶質シリカを含有させることによって、誘電率を下げ
ることができる。非晶質シリカの含有率を増加させると
熱膨張係数が小さくなり、ベース金属とのマツチングが
とれなくなるので、非晶質シリカの含有率は40重量%
程度までが実用範囲である。なお、非晶質シリカが40
重量%含有されてなるムライトセラミックの誘電率はI
MIIzにおいて、約5.7であり、熱膨張係数は約3
.5X 10−’/℃である。The dielectric constant of Murai 1- in the stoichiometric composition (3Δ[,0,・2S io,) is about 7 at IMIIz,
By containing amorphous silica, the dielectric constant can be lowered. If the content of amorphous silica is increased, the coefficient of thermal expansion will become smaller, making it difficult to match with the base metal, so the content of amorphous silica is 40% by weight.
This is within the practical range. In addition, amorphous silica is 40
The dielectric constant of the mullite ceramic containing % by weight is I
MIIz is about 5.7, and the thermal expansion coefficient is about 3.
.. 5X 10-'/°C.
上記絶縁層中で非晶質相として含有されるシリカ成分は
、+111記複合基板を焼成する前に結晶相にあるシリ
カ粉末として上記絶縁ペーストに含有させればよく、こ
れにより焼成中に非晶質化する。The silica component contained as an amorphous phase in the insulating layer may be contained in the insulating paste as silica powder in a crystalline phase before firing the composite substrate described in +111. quality.
この非晶質化に最適な焼成条件は前記naa族酸化物l
1la族酸化物の種類と添加量などによっても異なるが
、1500℃〜1700℃の温度範囲で十分である。The optimum firing conditions for this amorphization are the above-mentioned NAA group oxide l.
A temperature range of 1500° C. to 1700° C. is sufficient, although it varies depending on the type and amount of the Ila group oxide.
以F、本発明に係る複合基板の実施例について説明する
。Hereinafter, embodiments of the composite substrate according to the present invention will be described.
〈実施例1〉
甲均粒径約2μmの電融11ライl−粉末97重量部に
酸化イツトリウム3重量部を加え、これにポリビニルブ
チラール樹脂8重量部とプチルカルビ!・−ルアセテー
トとテレピネオールのl:1体積比混合物を40重量部
添加し、十分に混練して絶縁ペーストとした。<Example 1> 3 parts by weight of yttrium oxide was added to 97 parts by weight of electrofused 11-lye powder with an average particle size of about 2 μm, and to this was added 8 parts by weight of polyvinyl butyral resin and butyl carbyl! - 40 parts by weight of a mixture of l:1 volume ratio of acetate and terpineol was added and sufficiently kneaded to form an insulating paste.
この絶縁ペーストを、厚さ1.0mmのモリブデン板表
面にスクリーン印刷法によって塗布し、大気中で80℃
にて2時間乾燥した後、非酸化性ガス雰囲気中で、最高
温度1570℃にて2時間の焼成を行い複合基板を得た
。This insulating paste was applied to the surface of a molybdenum plate with a thickness of 1.0 mm using a screen printing method, and was heated to 80°C in the atmosphere.
After drying for 2 hours in a non-oxidizing gas atmosphere, baking was performed at a maximum temperature of 1570° C. for 2 hours to obtain a composite substrate.
〈実施例2〉
実施例1の絶縁ペーストで、11ライト粉末を98重量
部とし、酸化イットリウ11を添加せず、かわりに酸化
マグネシラ1% 2重量部を添加した他は実施例1と同
様の手順によって複合基板を得た。<Example 2> The insulating paste of Example 1 was the same as Example 1, except that 98 parts by weight of 11 light powder was used, and yttrium 11 oxide was not added, and 2 parts by weight of 1% magnesilla oxide was added instead. A composite substrate was obtained by the procedure.
〈実施例3〉
甲均粒径約1μmのゾルゲル法ムライト粉末99重量部
に酸化イソ1ヘリウム1重量部を加え、ポリビニルブチ
ラール樹脂、ブチルカルピトールアセテ−1〜、テレピ
ネオールを実施例1と同量添加して絶縁ペーストとした
。<Example 3> Add 1 part by weight of iso-1 helium oxide to 99 parts by weight of sol-gel mullite powder with an average particle size of about 1 μm, and add the same amounts of polyvinyl butyral resin, butyl carpitol acetate-1 to terpineol as in Example 1. It was added to form an insulating paste.
この絶縁ペーストを厚さ1. Ommのタングステン板
上にスクリーン印刷法によって塗布し、大気中で80℃
にて2時間乾燥した後、非酸化性ガス雰囲気中で160
0℃にて2時間焼成を行い、複合基板を得た。この複合
基板の絶縁層表面の平滑性はRa=0.2μmであった
。Apply this insulation paste to a thickness of 1. Coated on a 0mm tungsten plate by screen printing method and heated at 80℃ in the atmosphere.
After drying for 2 hours in a non-oxidizing gas atmosphere,
Firing was performed at 0° C. for 2 hours to obtain a composite substrate. The surface smoothness of the insulating layer of this composite substrate was Ra=0.2 μm.
〈実施例4〉
平均粒径約2μmの電融ムライト粉末59重量部と、二
酸化ケイ素粉末(試薬特級) 40重量部と酸化イット
リウl、 1重量部に、ポリビニルブチラール樹脂、ブ
チルカルピト−ルアセテート、テレピネオールを実施例
1と同量の割合で添加混練して絶縁ペーストとし、その
他は実施例3と同様の方法番こより複合基板を得た。<Example 4> 59 parts by weight of fused mullite powder with an average particle diameter of about 2 μm, 40 parts by weight of silicon dioxide powder (special grade reagent), 1 part by weight of yttrium oxide, polyvinyl butyral resin, butyl carpitol acetate, and terpineol. was added and kneaded in the same amount as in Example 1 to obtain an insulating paste, and otherwise the same method as in Example 3 was used to obtain a composite substrate.
以上の各実施例で得た複合基板で400℃〜0℃の急冷
試験を行ったが、どの基板にも亀裂や反りは発生しなか
った。A rapid cooling test at 400° C. to 0° C. was conducted on the composite substrates obtained in each of the above examples, but no cracks or warpage occurred in any of the substrates.
また、実施例1.2.4で得られた各複合基板」二に、
市販の厚膜用銅ペーストを用いて980℃で回路パター
ンを形成したところ、約2Jf/mm’の接着強度が得
られた。In addition, each composite substrate obtained in Example 1.2.4"Secondly,
When a circuit pattern was formed at 980° C. using a commercially available thick film copper paste, an adhesive strength of about 2 Jf/mm′ was obtained.
以上、本発明について好適な実施例を上げて種々説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のはもちろんのことである。The present invention has been variously explained above using preferred embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments.
Of course, many modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
(発明の効果)
本発明の複合基板によれば、モリブデンまたはタングス
テンを主成分とするベース金属上に、このベース金属°
と熱膨張係数が近いムライ1へセラミックを絶縁層とし
て形成しているから、両者の接合の信頼性が高く、また
、ベース金属およびムライトセラミックの熱膨張係数が
シリコンの熱膨張係数に近いので、大型のシリコンチッ
プを直接実装することが可能となる。(Effects of the Invention) According to the composite substrate of the present invention, on the base metal whose main component is molybdenum or tungsten,
Since ceramic is formed as an insulating layer on mullite 1, which has a thermal expansion coefficient close to that of mullite, the reliability of bonding between the two is high.Also, since the thermal expansion coefficient of the base metal and mullite ceramic is close to that of silicon, It becomes possible to directly mount large silicon chips.
また、ベース金属を用いたことにより、優れた放熱性が
111られるとともに、絶縁層を形成するムライトセラ
ミックが低誘電率であることにより、絶縁層」−に設け
られる回路を伝播する信号の遅延時間が短縮でき、これ
によって、電子部品の高出力化および高速化に好適に対
応することができる。In addition, the use of the base metal provides excellent heat dissipation, and the low dielectric constant of the mullite ceramic that forms the insulating layer reduces the delay time of signals propagating through the circuit provided in the insulating layer. This makes it possible to suitably respond to higher output and higher speed electronic components.
さらに、複合店板は1500℃〜1750℃の高温で焼
成して得るから、導体パターンを形成する際には、モリ
ブデンペースト、タングステンペースト等の導体ペース
トを用いた同時焼成、あるいは従来の各種導体バタ・−
ンの形成方法が適用でき、また、回路パターンを多層構
造に形成できる等、種々の方法が適用でき、高密度化に
も対応することができる等の著効を奏する。Furthermore, since the composite store board is obtained by firing at a high temperature of 1500°C to 1750°C, when forming the conductor pattern, simultaneous firing using a conductive paste such as molybdenum paste or tungsten paste, or various conventional conductor patterns can be used.・−
Various methods can be applied, such as the ability to form a circuit pattern into a multilayer structure, and the ability to cope with higher density.
第1図は本発明に係る複合基板にチップを実装した例を
示す断面図である。
1・・・ベース金属、 2・・・絶縁層、3・・・めっ
き層、 4・・・回路パターン。
5・・・シリコンチップ、 6・・・ボンディングワ
イヤ。
実用新案登録出願人
新光電気工業株式会社
代表者 川 谷 幸 麿FIG. 1 is a sectional view showing an example in which a chip is mounted on a composite substrate according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Base metal, 2...Insulating layer, 3...Plating layer, 4...Circuit pattern. 5... Silicon chip, 6... Bonding wire. Utility model registration applicant Shinko Electric Industry Co., Ltd. Representative Yuki Maro Kawatani
Claims (5)
成る複合基板において、 前記ベース金属がモリブデンまたはタング ステンのうちの一種を主成分とし、前記セラミックがム
ライトセラミックであることを特徴とする複合基板。1. 1. A composite substrate comprising a base metal coated with a ceramic as an insulating layer, wherein the base metal contains one of molybdenum or tungsten as a main component, and the ceramic is a mullite ceramic.
族酸化物のうち少なくとも一種以上が、合わせて0.1
〜10重量%含まれていることを特徴とする請求項1記
載の複合基板。2. The mullite ceramic contains group IIa oxides, IIIa group oxides,
At least one type of group oxides has a total of 0.1
The composite substrate according to claim 1, characterized in that the content is 10% by weight.
カが非晶質相として含まれていることを特徴とする請求
項1記載の複合基板。3. 2. The composite substrate according to claim 1, wherein the mullite ceramic contains 40% by weight or less of silica as an amorphous phase.
分とするベース金属上にムライト粉末を主成分とする絶
縁ペーストを塗布し、 非酸化性雰囲気中において、1500℃〜1750℃の
温度範囲内で前記絶縁ペーストを焼成して成ることを特
徴とする複合基板の製造方法。4. An insulating paste mainly composed of mullite powder is applied onto a base metal mainly composed of one of molybdenum or tungsten, and the insulating paste is applied in a non-oxidizing atmosphere within a temperature range of 1500°C to 1750°C. A method for manufacturing a composite substrate, characterized in that the composite substrate is manufactured by firing.
分とするベース金属上にムライト粉末を主成分とする絶
縁ペーストを塗布し、 この絶縁ペースト層に所定の回路パターン にしたがって導体ペーストを塗布し、 絶縁ペースト層と導体ペーストとを同時焼 成することを特徴とする複合基板の製造方法。5. An insulating paste mainly composed of mullite powder is applied onto a base metal mainly composed of one of molybdenum or tungsten, and a conductive paste is applied to this insulating paste layer according to a predetermined circuit pattern to form an insulating paste layer. A method for manufacturing a composite board, characterized by co-firing a conductive paste and a conductive paste.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27805488A JPH02125728A (en) | 1988-11-03 | 1988-11-03 | Composite base and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27805488A JPH02125728A (en) | 1988-11-03 | 1988-11-03 | Composite base and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02125728A true JPH02125728A (en) | 1990-05-14 |
Family
ID=17592014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27805488A Pending JPH02125728A (en) | 1988-11-03 | 1988-11-03 | Composite base and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02125728A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104741410A (en) * | 2015-03-30 | 2015-07-01 | 河北钢铁股份有限公司 | Manufacturing method of super-thick steel plates |
EP2904882A1 (en) * | 2012-10-05 | 2015-08-12 | Tyco Electronics Coroporation | Electrical components and methods and systems of manufacturing electrical components |
CN108668455A (en) * | 2018-05-02 | 2018-10-16 | 西安工程大学 | A kind of preparation method increasing material circuit for aluminum substrate LED |
-
1988
- 1988-11-03 JP JP27805488A patent/JPH02125728A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2904882A1 (en) * | 2012-10-05 | 2015-08-12 | Tyco Electronics Coroporation | Electrical components and methods and systems of manufacturing electrical components |
CN104741410A (en) * | 2015-03-30 | 2015-07-01 | 河北钢铁股份有限公司 | Manufacturing method of super-thick steel plates |
CN104741410B (en) * | 2015-03-30 | 2016-10-05 | 河北钢铁股份有限公司 | A kind of manufacture method of super-thick steel plate |
CN108668455A (en) * | 2018-05-02 | 2018-10-16 | 西安工程大学 | A kind of preparation method increasing material circuit for aluminum substrate LED |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH11504159A (en) | Glass bonding layer for ceramic circuit board support substrate | |
JPH0451078B2 (en) | ||
JPH0213958B2 (en) | ||
JPH02125728A (en) | Composite base and its manufacture | |
JPH0529160B2 (en) | ||
JPH0568877B2 (en) | ||
US5040292A (en) | Method of forming dielectric layer on a metal substrate having improved adhesion | |
JP2652014B2 (en) | Composite ceramic substrate | |
US4936010A (en) | Method of forming dielectric layer on a metal substrate having improved adhesion | |
JP2002016176A (en) | Wiring board and connection structure therefor | |
JP2892163B2 (en) | Low temperature firing glass ceramic body | |
JPS63318146A (en) | Ceramic package and manufacture thereof | |
JPH0238557B2 (en) | ||
JP3502759B2 (en) | Semiconductor element mounting structure and wiring board mounting structure | |
JPH03297159A (en) | Semiconductor device | |
JPH0770798B2 (en) | High thermal conductivity circuit board | |
JPH0548269A (en) | Manufacture of multilayer circuit board | |
JPH07193348A (en) | Ceramic circuit board | |
JPH05206598A (en) | Ceramic circuit board | |
JPS58173882A (en) | Substrate for circuit and printed circuit unit | |
JPS58186996A (en) | Method of producing multilayer circuit board | |
JPH0286188A (en) | Ceramic wiring board baked at a low temperature | |
JPS63146483A (en) | High thermal conductivity circuit board | |
JPH06196863A (en) | Multilayer ceramic wiring board and manufacture thereof | |
JPH04297092A (en) | Manufacture of ceramic multilayer circuit board |