JPH02174184A - 厚膜回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は窒化アルミニウム基板を用いた厚膜回路基板に
関する。

（従来の技術） 回路基板にはセラミ、クス基板が広く使用されておシ、
最近では熱伝導性に優ｎた窒化アルミニウム基板（以下
、Ａ＆基板と称する。）が採用されていて、このＡ／＝
Ｎ基板は半導体装置用回路基板などに利用して放熱特性
を高めることに大いに役立っている。

一方、回路基板において基板の表面に導体層を形成する
方法としては、蒸着、ス・ザックリングなどの薄膜法と
ともに、スクリーン印刷などによる厚膜法があり、この
厚膜法は基板の表面上に微細な回路パターンの導体層を
形成することが可能であるために、半導体装置用回路基
板などの導体形成に使用されている。

このため、ｋｔＮ基板を使用した回路基板においても厚
膜法によシ導体層を形成することが行なわれている。

（発明が解決しようとする課題９ しかしながら、ＡｔＮ基板の表面に厚膜法で導体層を形
成した回路基板においては、次の問題が発生している。

すなわち、高出力のトランゾスタをＡｔＮ基板に装着し
て導体層に接続すると、導体に大きな電流が流ｎるが、
このように導体に大きなｉＲ，が流れると、各導体の間
で電気的に短絡することがある。

このように各導体間で短絡事故が発生すると、回路基板
として機能することができなくなる。従って、従来のＡ
ｔＮ基板に厚膜法により導体を形成してなる回路基板に
おいては、各導体層の間の絶縁性に改善すべき点がある
。

本発明は前記課題を解決するためになさｎたもので、Ａ
ｔＮ基板に形成した厚膜導体層の間の絶縁性を高めた厚
膜回路基板を提供することを目的とする。

本発明の発明者は、ＡｔＮ基板に形成した厚膜導体層の
間の絶縁性について糧々研究′ｔ−重ねてきた。まず、
発明者は各導体層の間の間隔、すなわち絶縁距離を大き
くすることを考え九が、この場合にはＡｔＮ基板全体が
大形になる問題があった。

そこで、発明者はＡ、ぴ基板〈絶縁性をもたせるという
観点で研究を行ない、ＡｔＮ基板の表面を所定の厚さに
酸化すると成気絶嶽性に優ｔたアルミナ（以下、Ａｔ２
０３と称する。）を形成できることに着目し、Ａｆｆｌ
基板の表面を酸化して表面Ａｔ２０５層を形成すること
によシ表面抵抗の劣化の少ない絶縁性を与えることがで
きることを見出した。

本発明の厚膜回路基板は、窒化アルミニウムからなる基
板と、この窒化アルミニウム基板の表面に形成され窒化
アルミニウムの表面抵抗を改良する厚さ１〜５μｍのア
ルミナ層と、このアルミナ層を介して窒化アルミニウム
基板の表面に形成された厚膜導体層とを具備してなるこ
とを特徴とするものである。

本発明においてＡ／ｆｆ基板は、窒化アルミニウム粉末
に焼結密度を高めるために焼結助剤として例えばＹ２Ｏ
５を添加した粉末を成形、焼結して製作する。

Ｌα基板の表面には表面Ａｔ２０３　／−が形成しであ
る。このＡｚｚｏｓ層はＡ＆基板の表面に酸化処理全施
して形成したもので、酸化処理としては、例えば空気中
で１０００〜１５００℃で３０分〜４時間加熱する方法
で行ない、表面の酸素濃度が０．０５〜０．２ｗｃ！１
１２となるようにする。表面Ａｚ２ｏｘ膜の厚さは約１
〜５μｍ程度とする。このようＫ　ＡｔＮ基板の表面に
厚さ約１〜５μｍのＡ１２０５Ｍ！、を形成することＫ
よシ、ＡｔＮ基板の表面に７’し、シャ・り、ヵ・テス
）　（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ・Ｃｏｏｋｓｒ−Ｔ＠＋５ｔ＝
＝ＰＣＴ）において１００時間経過後にもｌＸｌ０−’
Ωの大きさを保持できる大きな表面抵抗を持たせること
ができる。

ＡｔＮ基板の表面には、Ａｚ２ｏ３を介して厚膜法によ
シ導体層が形成しである。この導体層は、導体ペースト
を厚膜法、すなわちスクリーン印刷によシ所定・Ｉター
ンでＡｆｆｌ基板の表面に印刷し、その後で焼結して形
成したものである。導体ペーストしては、Ａｇ　、　Ａ
ｇ−Ｐｔ　、　　Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ系ペースト、Ｃ
ｕ系（−ストなどのものが挙げられる。厚膜ペーストと
しては、ガラスによシ係合するガラスボンドタイプ、化
合物を形成して接合するケミカルボンドタアイ！がある
。これらの厚Ｍ％−ｅ−ストは人、Δ気体中の添加と複
雑に結合し、強固な接合が実現されていると考えられて
いる。

このようく構成さｎた厚膜回路基板は、ＡｔＮ基板の表
面に形成したＡｚ２ｏ３層によシ高い表面抵抗が与えら
れているので、厚膜の各導体層の間の絶縁度が高く、各
導体層間で短絡事故が発生することがない。しかも、Ａ
ｔＮ基板の表面抵抗を経済的に高めることができる。

従って、本発明の厚膜回路基板は、ＡｔＮ基板の特性を
生かして高い放熱特性が要求され、且つ導体に大きな値
の電流が流れる回路を持った回路基板に適用すると特に
有効である。

（実施例） 以下本発明の実施例について説明する。

ＡｔＮ粉末に重量比で３優のＹ２Ｏ３を添加した粉末を
ドクターブレード法によシ成形し、この成形体を窒素雰
囲気、１８００℃、２時間の条件で焼結して厚さ０．６
．のＡｔＮ基板を裏作し九。このＡｔＮ基板を空気中で
１４００℃、３時間条件で酸化処理し、厚さ３μｍのｈ
ｔ２ｏ５膜を形成した。さらＩＩＣ，ＡｔＮ基板の表面
にスクリーン印刷して、８５０’Ｃ１１０分間の条件で
焼成して導体層を形成した。

このようＶＣ裂作した回路基板を２気圧、１２１’Ｃに
条件設定された容器の内部に入れてプレッシャ−クッカ
ーテス）　（ＰＣＴ）を行ない、ＡｔＮ基板の表面抵抗
を測定した。その結果、第１図のｈａで示す表面抵抗が
測定さ扛た。すなわち、１００時間経過後にもＩ　Ｘ　
１０−９０の高い表面抵抗を維持できた。

比較例として発明例と同じ窒化アルミニウム基板を使用
し、この基板の表面にＡｚ２ｏ３層を形成せず直接本発
明例と同じ導体層を形成した。このように製作した回路
基板に本発明例と同じ条件でＰＣＴを行ない、ＡｔＮ基
板の表面抵抗を測定した。

その結果、第１図のＢ線で示す表面抵抗が測定された。

こｎは本発明例に比較してはるか洗低い値であシ、各導
体層の間で短絡事故が発生した。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、ＡΔ基板の表面に
形成し九厚膜導体層の間の絶縁性と高めた厚膜回路基板
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は厚膜回路基板の表面抵抗と示す線図である。 第１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窒化アルミニウムからなる基板と、この窒化アルミニウ
   ム基板の表面に形成され窒化アルミニウムの表面抵抗を
   改良する厚さ１〜５μｍのアルミナ層と、このアルミナ
   層を介して前記窒化アルミニウム基板の表面に形成され
   た厚膜導体層とを具備してなることを特徴とする厚膜回
   路基板。