JPH0255281A - ＡｌＮ基板のＷメタライズ構造 - Google Patents

ＡｌＮ基板のＷメタライズ構造

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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】 童業上皇肌且分立 本発明は、／ｌ！Ｎ　（窒化アルミニウムフ基板に形成
するＷ（タングステン）のメタライズ構造に関する。
僅ｍ支者 ＡＩＮ基板へのＷ層のメタライズは、未焼成又は既焼成
のＡＩＮ基板の表面に、直接Ｗのみのペーストを印刷し
た後これを焼付けることにより行っている。従って、こ
のメタライズ構造は、ＡＩＮ基板上に直接Ｗ層が接合し
た構造である。
が　゛しよ゛と　る しかしながら、この構造においては、ＡＩＮ基板とＷ層
との濡れ性が劣るため、Ｗ層がＡＩＮ基板上にメタライ
ズされているとはいっても、接合強度が低いという問題
があった。
なお、第２図に示すように、Ａ６Ｎ基板１面に形成しで
あるＷ層４にＮｉメツキ層１０を施したのち、コラ材７
等でピン８との接合を行うとき、やはりこれもＡＩＮ基
板１とＷ層４との熱膨張係数差により、これらの間の接
合強度の信頼性が低いという難点がある。
本発明は、接合強度が高く、かつ接合後にロウ付は等の
加熱を施しても接合強度の信頼性が高いＡｌＮ基板のＷ
メタライズ構造を提供することを目的とする。
課１雀」靴航Ｌ４ノ」 本発明に係るＡεＮ基板のＷメタライズ構造は、ＡＩＮ
基板上に、ＡｌＮ基板と同一成分のセラミックスとＷと
からなる混合メタライズ層が少なくとも２層以上形成さ
れ、最上層にＷのみからなるメタライズ層が形成されて
おり、混合メタライズ層中における前記セラミックスの
含有量が、ＡｆｆＮ基板側の混合メタライズ層より最上
層のＷメタライズ層側の混合メタライズ層の方が少なく
なっていることを特徴とする。
昨二−−−月− 本発明にあっては、ＡＩＮ基板とＷのみからなるメタラ
イズ層との間に混合メタライズ層が形成されているので
、各接合面での両層間の成分差が小さくなって接合強度
が大きくなり、また、このような混合メタライズ層が２
層以上形成されているので、接合強度の信頼性が高まる
。
実−見一± 以下本発明の一実施例を具体的に説明する。第１図は、
本発明に係るＡＪＮ基板のＷメタライズ構造を示す断面
図である。これは、ＡｌＮ基板１の上に、Ａ４２Ｎ基板
１と同一成分のセラミックスとＷとからなる混合メタラ
イズ層２．３が２Ｎ形成され、更にこの上にＷのみから
なるＷメタライズ層４が形成されている。上記混合メタ
ライズ層２．３のうち、ＡＩＮ基板１側の混合メタライ
ズ層２より最上層のＷメタライズ層４側の混合メタライ
ズ層３の方がセラミックスの含を量を少なくしである。
前記Ｗメタライズ層４は配線層になっており、また１、
ＩＮ基板１の下のピン８立てを行う箇所には、前同様の
混合メタライズ層２．３とＷメタライズ層４が、ＡＩＮ
基板１側からこの順に形成され、Ｗメタライズ層４の下
面にＮｉメツキ層１０を施した後にビン８がロウ材７で
ロウ付けされている。
次に、このようにメタライズ層を有するＡｆＮ基板の製
造手順を第１図にしたがって説明する。
先ず、焼結助剤として、例えばＹ２Ｏ３を重量率で３％
添加してなるＡＩＮ基板基板工人ＩＮグリーンシート１
′を用意し、また、このＡＩＮグリーンシート１′と同
一成分のセラミックとＷとの混合比率を変えて混合した
、混合メタライズ層２用の混合メタライズペースト２′
および混合メタライズ層３用の混合メタライズペースト
３′と、ＷのみからなるＷメタライズ層４用のメタライ
ズペースト４′を夫々用意する。
ＡＩＮグリーンシート１′の表面に、セラミックの混合
比率が高い方の混合メタライズペースト２′を塗布した
のち乾燥し、次いで、セラミックの混合比率が低い方の
、つまりＷの混合比率が高い方の混合メタライズペース
ト３′を混合メタライズペースト２′の上に塗布したの
ち乾燥し、更に、Ｗのみからなるメタライズペースト４
′を混合メタライズペースト３′の上に塗布したのち乾
燥した。
しかる後、脱バインダ処理を行ってＡＩＮグリーンシー
ト１′中のバインダおよびメタライズペースト２’、３
’、４’中の有機ビヒクルを飛散させた後、１８５０℃
の非酸化性雰囲気中で５時間焼成し、メタライズ層を有
する。６／２Ｎ焼結基板を得た。
なお、混合メタライズ層の層数については、２層に限ら
ず３層以上としてもよい。但し、３層以上の場合であっ
ても、ＡｌＮ基板１側の混合メタライズ層よりＷメタラ
イズ層４側の混合メタライズ層の方をセラミックスの含
有量が少なくなるようにする。
第１表は、上述のようにして製造したＡＩＮ焼結基板と
Ｗメタライズ層との間の引張り試験結果をまとめた表で
あり、引張り試験Ａは焼結基板に直径３ｍｌの円板状に
形成したＷメタライズ層４に電解メツキによりＮｉ層１
０を形成し、この上に直径２１１の銅製のワイヤを垂直
に半田付けして試験試料を作成し、ワイヤを引張って試
料からワイヤが外れたときの引張り強度を測定した（試
料数。
ｎ＝２０）。また、ヒートサイクル試験を行った後の引
張り試験Ｂについてもその測定結果を第１表に併せて示
した。この試験の試料としては、上記引張り試験に用い
た試料のうち、Ｎｉ層１０の上に直径２鶴の銅製のワイ
ヤを垂直にロウ付けしたものを用いた。そして、この試
料をＮ２ガス雰囲気中で２５℃と７５０°Ｃとの２温度
に設定するのを１サイクルとし、これを３サイクル行っ
た後の引張り強度である。
（以下余白） この表中の実施例１は、ＡｆＮ基板１とＷメタライズ層
４との間に上述のように２つの混合メタライズ層２，３
を形成した場合の結果であり、実施例２はＡｌＮｉ板１
とＷメタライズ層４との間に３つの混合メタライズ層を
形成した場合、実施例３は４つの混合メタライズ層を形
成した場合、実施例４は５つの混合メタライズ層を形成
した場合の各結果である。第１層、・・・、第５層は、
複数の混合メタライズ層をＡＩＮ基板１側からＷメタラ
イズ層４に向けて順に数えたときの層を示す。
また、比較例１は、混合メタライズペーストを用いず、
ＡｌＮ基板１上に直接にＷメタライズ層を形成した場合
の結果であり、比較例２は第３図に示すようにＡｌＮ基
板１とＷメタライズ層４との間に混合メタライズ層２ａ
を１層形成した場合の結果である。
この表より理解される如く、本発明による実施例１．　
２．　３及び４のものは、６．６乃至６．８ｋｇ　／　
ｍｓ　”と高い接合強度となり、また、これらはヒート
サイクル試験を行った後でもこの高い接合強度を維持し
ている。しかし、比較例２のように本発明外で混合メタ
ライズ層を１層にしたものは、ヒートサイクル前の初期
強度が６．２ｋｇ／ｍｍ２と比較的高い値を示したが、
ヒートサイクル試験によってその強度は３．２ｋｇ／ｎ
２まで低下している。また、比較例１のように混合メタ
ライズ層なしのものでは、初期強度が４．７ｋｇ／ｍｓ
”と低く、またヒートサイクル試験によってその強度は
２゜Ｌｋｉｒ／鶴２まで低下している。
従って、本発明は、ＡＮＮ基板１とＷメタライズ層４と
の間に、混合メタライズ層を少なくとも２層以上形成す
るものとし、かつ、各混合メタライズ層中のＡＩ！Ｎ基
板成分含有量がＡＩ！Ｎ基Ｆｉ１からＷメタライズ層４
に向かうに伴って少なくなるように限定している。
なお、上記次施例ではＡＩＮグリーンシートの表面に複
数のペーストを多層構造に印刷したが、多層構造にペー
ストを印刷したＡ６Ｎグリーンシートを重ねる方式によ
り、この積層体の内部にメタライズ層が位置するように
し、この積層体を圧４゜ 着、焼成してＡＩＮ焼結体中にメタライズ層を形成する
ようにしてもよい。
また、上記実施例ではＡ、ｎＮｉ板の焼結とメタライズ
とを同時に行っているが、本発明はこれに限らず、先に
焼結を行ったＡＩＮ基板の表面に、複数のペーストを多
層構造に印刷し、これを熱処理してメタライズしてもよ
く、この場合にも高い接合強度が得られる。
生餌■塾来 以上詳述した如く本発明による場合には、Ａ２Ｎ基板と
Ｗのみからなるメタライズ層との間に混合メタライズ層
が形成されているので、各接合面での両層間の成分差が
小さくなって接合強度を大きくすることが可能となり、
また、このような混合メタライズ層が２層以上形成され
ているので、これが接合強度の更なる向上に寄与し、接
合後にロウ付は等の加熱を行っても接合強度が安定して
信頼性を高めることができるという優れた効果を奏する
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
のメタライズ構造の一例を示す断面図、第３図はｋｌＮ
基板とＷのみからなるメタライズ層との間に混合メタラ
イズ層を１層形成した本発明の範囲外である構成を示す
断面図である。 １・・・ＡＩＮ基板、２．３・・・混合メタライズ層、
４・・・Ｗメタライズ層。 特許出願人　株式会社村田製作所

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ＡｌＮ基板上に、ＡｌＮ基板と同一成分のセラミ
    ックスとＷとからなる混合メタライズ層が少なくとも２
    層以上形成され、最上層にＷのみからなるメタライズ層
    が形成されており、混合メタライズ層中における前記セ
    ラミックスの含有量が、ＡｌＮ基板側の混合メタライズ
    層より最上層のＷメタライズ層側の混合メタライズ層の
    方が少なくなっていることを特徴とするＡｌＮ基板のＷ
    メタライズ構造。
JP20495488A 1988-08-18 1988-08-18 ＡｌＮ基板のＷメタライズ構造 Expired - Fee Related JPH0679995B2 (ja)

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Cited By (1)

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