JPH0555718A - 回路基板 - Google Patents

回路基板

Info

Publication number
JPH0555718A
JPH0555718A JP21198691A JP21198691A JPH0555718A JP H0555718 A JPH0555718 A JP H0555718A JP 21198691 A JP21198691 A JP 21198691A JP 21198691 A JP21198691 A JP 21198691A JP H0555718 A JPH0555718 A JP H0555718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductors
conductor
circuit
molybdenum
tungsten
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.)
Granted
Application number
JP21198691A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2703426B2 (ja
Inventor
Kenichi Aihara
憲一 合原
Ryuichi Imura
隆一 井村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP21198691A priority Critical patent/JP2703426B2/ja
Publication of JPH0555718A publication Critical patent/JPH0555718A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2703426B2 publication Critical patent/JP2703426B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】発熱量の大きい半導体素子の搭載が可能で、且
つ配線導体と回路導体とを両者間の電気的導通を良好と
して密着性良く被着させることができる回路基板を提供
することにある。 【構成】窒化アルミニウム質焼結体から成り、タングス
テン、モリブデンの少なくとも1種から成る配線導体2
を設けた絶縁基体1の外表面に、銅から成る回路導体4
をその一部が前記配線導体2と接触するようにして被着
させた回路基板であって、前記配線導体2と回路導体4
との接触部に、ニッケル、コバルトの少なくとも1 種と
タングステン、モリブデンの少なくとも1 種の合金から
成る中間金属層3を介在させるとともに絶縁基体1の少
なくとも回路導体4が被着される部位に酸化物膜5を形
成した。絶縁基体1が高熱伝導率を有しているため熱を
多量に発する半導体素子等の搭載が可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は混成集積回路装置等に使
用される回路基板に関し、より詳細には内部にタングス
テン(W) 、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)等の高融点金
属粉末から成る配線導体を、外表面に銅(Cu)から成る回
路導体を有する回路基板の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体素子等の能動部品や抵抗
器、コンデンサ等の受動部品を多数搭載し、所定の電子
回路を構成するようになした混成集積回路装置は、通
常、アルミナセラミックス等の電気絶縁材料から成り、
内部にタングステン(W) 、モリブデン(Mo)、マンガン(M
n)等の高融点金属から成る配線導体を埋設した絶縁基体
の外表面に銅(Cu)から成る回路導体をその一部が前記配
線導体と接続するようにして被着させた構造の回路基板
を準備し、次に前記回路基板の表面に半導体素子やコン
デンサ、抵抗器等を載置させるとともに各々の電極端子
を回路導体に半田(Sn-Pb合金) 等を介し接合させること
によって形成されている。
【0003】尚、かかる従来の混成集積回路装置等に使
用される回路基板は一般にセラミックスの積層技術及び
スクリーン印刷等の厚膜技術を採用することによって製
作されており、具体的には以下の方法によって製作され
る。
【0004】即ち、まず、アルミナ(Al 2 O 3 ) 、シ
リカ(SiO2 ) 、マグネシア(MgO) 、カルシア(CaO) 等の
電気絶縁性に優れたセラミックス原料粉末に有機溶剤、
溶媒を添加混合して複数枚のセラミック生シートを得る
とともに該各セラミック生シートの上下面にタングステ
ン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末から成る
導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷等の厚膜手法
を採用することによって所定パターンに印刷塗布する。
【0005】次に前記各セラミック生シートを積層
し、積層体を得るとともにこれを約1500℃の温度で焼成
し、内部及び表面にタングステン、モリブデン、マンガ
ン等の高融点金属から成る配線導体を有する絶縁基体を
得る。
【0006】そして最後に前記絶縁基体の外表面に、
銅(Cu)粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た銅ペー
ストを従来周知のスクリーン印刷法によりその一部が前
記配線導体と接続するようにして塗布させるとともにこ
れを中性雰囲気( 窒素雰囲気)中、約900 ℃の温度で焼
成し、銅粉末を絶縁基体及び配線導体上に被着させるこ
とによって製品としての回路基板となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時、
半導体素子は高密度化、高集積化が急激に進み、単位面
積、単位体積あたりの発熱量が急増してきたこと、絶縁
基体を構成するアルミナセラミックスはその熱伝導率が
約20W/m ・K と低いこと等から回路基板に半導体素子を
搭載し作動させた場合、半導体素子の発する熱は外部に
良好に伝達吸収されずに半導体素子自身に蓄積してしま
い、その結果、半導体素子が高温となって半導体素子に
熱破壊を起こさせたり、特性に熱変化を与え、誤動作を
生じさせたりするという欠点を有していた。
【0008】また前記従来の回路基板は配線導体を形成
するタングステン、モリブデン、マンガン等と回路導体
を形成する銅との濡れ性( 反応性)が悪く、そのため配
線導体の一部に回路導体を被着させたとしても両者は強
固に密着せず、その結果、配線導体と回路導体との間の
電気的導通が極めて悪いという欠点も有していた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は窒化アルミニウ
ム質焼結体から成り、タングステン、モリブデンの少な
くとも1種から成る配線導体を設けた絶縁基体の外表面
に、銅から成る回路導体をその一部が前記配線導体と接
触するようにして被着させた回路基板であって、前記絶
縁基体は少なくとも配線導体が被着される表面に酸化物
膜を有し、且つ配線導体と回路導体との接触部に、ニッ
ケル、コバルトの少なくとも1種とタングステン、モリ
ブデンの少なくとも1種の合金から成る中間金属層が介
在していることを特徴とするものである。
【0010】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図1は本発明の回路基板を説明するための一部拡大
断面図であり、1 は電気絶縁性の材料から成る絶縁基体
である。
【0011】前記絶縁基体1 は、窒化アルミニウム質焼
結体から成り、窒化アルミニウム粉末(AlN) に焼結助剤
としての酸化イットリウム(Y2 O 3 ) 、カルシア(CaO)
等の粉末及び適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿
物を作るとともにこれをドクターブレード法を採用する
ことによってセラミックグリーンシート( セラミック生
シート) を形成し、しかる後、前記セラミックグリーン
シートに適当な穴あけ加工を施すとともに複数枚積層
し、還元雰囲気中、約1800℃の温度で焼成することによ
って製作される。
【0012】前記絶縁基体1 を構成する窒化アルミニウ
ム質焼結体はその熱伝導率が80.0W/m ・K 以上と高く、
熱を伝導し易いため絶縁基体1 に発熱量が多い半導体素
子を搭載させたとしても該半導体素子の発する熱は絶縁
基体1 が良好に吸収し、その結果、半導体素子は常に低
温として熱破壊したり、特性に熱変化を生じ、誤動作し
たりすることはなくなる。
【0013】また前記絶縁基体1 にはその内部から上面
に導出する配線導体2 が設けてあり、該配線導体2 はタ
ングステン、モリブデンの少なくとも1 種より形成され
ている。
【0014】前記配線導体2 はタングテン、モリブデ
ン、マンガンの粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して導
体ペーストを作り、該導体ペーストを前記セラミックグ
リーンシートの上下面にスクリーン印刷等により所定パ
ターンに印刷塗布させておくことによって絶縁基体1 の
内部及び表面に被着形成される。
【0015】前記配線導体2 はその露出外表面で少なく
とも後述する回路導体4 が被着される部位にニッケル、
コバルトの少なくとも1 種とタングステン、モリブデン
の少なくとも1 種の合金から成る中間金属層3 が被着形
成されており、該中間金属層3 は配線導体2 の露出外表
面に電解メッキ、無電解メッキ等のメッキ法や従来周知
の厚膜手法により被着形成される。前記中間金属層3 は
これを構成する金属、即ち、ニッケル、コバルトの少な
くとも1 種とタングステン、モリブデンの少なくとも1
種との合金が配線導体2 と回路導体4 の両方に濡れ性(
反応性) が良く、配線導体2 上に回路導体4 を被着させ
た場合、両者は完全に密着して両者間の電気的導通を極
めて優れたものと為す。
【0016】尚、前記中間金属層3 を構成する金属は銅
(Cu)と相互拡散し難い金属であり、そのため配線導体2
上に中間金属層3 を間に挟んで回路導体4 を被着させた
としても回路導体4 の銅の一部が配線導体2 に直接接触
することは一切なく、これによっても配線導体2 と回路
導体4 との密着性をより完全なものとし、両者の電気的
導通を極めて良好となすこともできる。
【0017】また前記中間金属層3 はタングステン、モ
リブデンの少なくとも1 種の合計重量がニッケル、コバ
ルトの少なくとも1 種の合計重量100 に対し2.0 %未満
となると銅の拡散の抑止効果が弱まり、回路導体4 を構
成する銅の一部が中間金属層3 内を拡散して配線導体2
に直接接触し、配線導体2 と回路導体4 との密着性を劣
化させてしまう傾向にあり、また50.0%を越えると中間
金属層3 と回路導体4との濡れ性( 反応性) が悪くな
り、回路導体4 を配線導体2 に密着性良く被着させるこ
とができなくなる傾向にあることから中間金属層3 はタ
ングステン、モリブデンの少なくとも1 種の合計重量を
ニッケル、コバルトの少なくとも1 種の合計重量100 に
対し2.0 乃至50.0%の範囲としておくことが好ましい。
【0018】また前記中間金属層3 にホウ素を0.1 乃至
5.0 重量%、あるいはリンを2.0 乃至15.0重量%含有さ
せておくと中間金属層3 表面に酸化膜が形成されるのを
抑制し、中間金属層3 と回路導体4 との密着性をより良
好となすことができる。従って前記中間金属層3 には0.
1 乃至5.0 重量%のホウ素、あるいは2.0 乃至15.0重量
%のリンを含有させておくことが好ましい。
【0019】更にまた前記中間金属層3 はその厚みが0.
1 μm 未満であると回路導体4 を形成する銅の拡散を完
全に防止することができず、回路導体4 の一部が中間金
属層3 を拡散して配線導体2 に直接接触し、配線導体2
と回路導体4 との密着性が劣化する傾向にあり、また1
0.0μm を越えると中間金属層3 に内部応力によるクラ
ックが発生し、回路導体4 の一部が中間金属層3 のクラ
ックを介して配線導体2に直接接触し、配線導体2 と回
路導体4 との密着性が劣化する傾向にあることから中間
金属層3 の厚みは0.1 乃至10.0μm の範囲としておくこ
とが好ましい。
【0020】前記配線導体2 に被着させた中間金属層3
の外表面及び絶縁基体1 の外表面には銅から成る回路導
体4 が被着されており、該回路導体4 には半導体素子等
の能動部品や抵抗器、コンデンサ等の受動部品の各電極
端子が接続される。
【0021】また前記絶縁基体1 の少なくとも回路導体
4 が被着される表面には酸化物膜5が形成されており、
該酸化物膜5 は回路導体4 と絶縁基体1 との被着強度を
強固となし、これによって回路導体4 は絶縁基体1 の表
面に極めて強固に被着する。
【0022】尚、前記酸化物膜5 は絶縁基体1 を大気
中、1000〜1200℃の温度で焼成し、窒化アルミニウムを
酸化アルミニウム(Al2 O 3 ) に変えることによって形
成され、その厚みが0.5 μm 未満であると回路導体4 の
絶縁基体1 に対する被着強度が弱いものとなる傾向にあ
り、また3.0 μm を越えると酸化物膜5 と絶縁基体1 と
の接合強度が低下する傾向にあることから酸化物膜5 の
厚みは0.5 乃至3.0 μmの範囲、より好適には0.8 乃至
2.0 μm の範囲としておくことが好ましい。
【0023】また前記回路導体4 は銅の粉末に、例えば
PbO 、B 2 O 3 、SiO 2 、Al2 O 3 、Na2 O 、K 2 O 、
CaO 、ZnO 等から成るガラス粉末と有機溶剤、溶媒とを
添加混合して金属ペーストを作り、該金属ペーストをそ
の一部が配線導体2 に被着させた中間金属層3 と接触す
るようにして絶縁基体1 の外表面に印刷塗布し、しかる
後、これを中性雰囲気中、約800 ℃の温度で焼成するこ
とによって絶縁基体1の外表面に被着される。この場
合、配線導体2 の外表面には回路導体4 が拡散し難く、
回路導体4 と濡れ性( 反応性)の良い中間金属層3 が介
在されているため配線導体2 に回路導体4 を密着性よ
く、且つ両者の電気的導通を良好として被着させること
ができる。
【0024】更に前記回路導体4 に含まれるガラスはそ
の添加量が0.2 重量%未満であると回路導体4 を絶縁基
体1 に強固に被着させるのが困難となる傾向にあり、ま
た8.0 重量%を越えると回路導体4 の半田濡れ性( 反応
性) が劣化し、回路導体4 に半導体素子や抵抗器等を半
田を介し強固に接合させるのが困難となる傾向にあるこ
とから回路導体4 に添加含有されるガラスはその添加量
を0.2 乃至8.0 重量%の範囲としておくことが好まし
い。
【0025】かくしてこの回路基板はその表面に半導体
素子や抵抗器、コンデンサ等が載置され、該半導体素子
等を回路導体に半田を介し接合させることによって混成
集積回路装置となる。
【0026】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能であり、例えば回路導体4の外表面に金
(Au)から成る被覆層を0.1 乃至5.0 μm の厚みに層着さ
せておくと回路導体4 の酸化腐食を有効に防止するとと
もに半導体素子や抵抗器、コンデンサ等の電極端子を回
路導体4 により強固に接合させることができる。
【0027】また回路導体4 の外表面にニッケル(Ni)、
鉄(Fe)、マンガン(Mn)の少なくとも1 種を主成分とする
被覆層を0.2 乃至12.0μm の厚みに層着させておくと該
被覆層が回路導体4 に半導体素子やコンデンサ等の電極
端子を半田を介して接合させる際、回路導体4 と半田と
の濡れ性を改善し、回路導体4 に半導体素子やコンデン
サ等の電極端子を強固に接合させることができる。
【0028】
【発明の効果】本発明の回路基板によれば絶縁基体を熱
伝導率が高い窒化アルミニウム質焼結体で形成したこと
から発熱量が多い半導体素子を搭載しても該半導体素子
の発する熱は絶縁基体が良好に吸収し、その結果、半導
体素子を常に低温として熱破壊させたり、特性に熱変化
を生じ、誤動作させたりすることはない。
【0029】また配線導体と回路導体との接触部にニッ
ケル、コバルトの少なくとも1 種とタングステン、モリ
ブデンの少なくとも1 種の合金から成る中間金属層を配
したことから配線導体と回路導体とを両者間の電気的導
通を良好として密着性良く被着させることができる。
【0030】更に絶縁基体の少なくとも回路導体が被着
される部位に酸化物膜を形成したこらとから絶縁基体に
回路導体を極めて強固に被着させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる回路基板を説明するための一部
拡大断面図である。
【符号の説明】
1・・・絶縁基体 2・・・配線導体 3・・・中間金属層 4・・・回路導体 5・・・酸化物膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】窒化アルミニウム質焼結体から成り、タン
    グステン、モリブデンの少なくとも1種から成る配線導
    体を設けた絶縁基体の外表面に、銅から成る回路導体を
    その一部が前記配線導体と接触するようにして被着させ
    た回路基板であって、前記絶縁基体は少なくとも配線導
    体が被着される表面に酸化物膜を有し、且つ配線導体と
    回路導体との接触部に、ニッケル、コバルトの少なくと
    も1種とタングステン、モリブデンの少なくとも1種の
    合金から成る中間金属層が介在していることを特徴とす
    る回路基板。
  2. 【請求項2】前記中間金属層はタングステン、モリブデ
    ンの少なくとも1種の合計重量がニッケル、コバルトの
    少なくとも1種の合計重量100 に対し、2.0 乃至50.0%
    であることを特徴とする請求項1 に記載の回路基板。
  3. 【請求項3】前記中間金属層の厚みが0.1 乃至10.0μm
    であることを特徴とする請求項1に記載の回路基板。
JP21198691A 1991-08-23 1991-08-23 回路基板 Expired - Lifetime JP2703426B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21198691A JP2703426B2 (ja) 1991-08-23 1991-08-23 回路基板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21198691A JP2703426B2 (ja) 1991-08-23 1991-08-23 回路基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0555718A true JPH0555718A (ja) 1993-03-05
JP2703426B2 JP2703426B2 (ja) 1998-01-26

Family

ID=16615001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21198691A Expired - Lifetime JP2703426B2 (ja) 1991-08-23 1991-08-23 回路基板

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2703426B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6290509B1 (en) 1998-12-18 2001-09-18 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Electrical connector housing
JP2012013362A (ja) * 2010-07-02 2012-01-19 Panasonic Corp 給湯装置
JP2012026643A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Panasonic Corp 給湯装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6290509B1 (en) 1998-12-18 2001-09-18 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Electrical connector housing
JP2012013362A (ja) * 2010-07-02 2012-01-19 Panasonic Corp 給湯装置
JP2012026643A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Panasonic Corp 給湯装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2703426B2 (ja) 1998-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6329065B1 (en) Wire board and method of producing the same
KR100922079B1 (ko) 다층 세라믹 기판
US6787706B2 (en) Ceramic circuit board
JP4959079B2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP3566569B2 (ja) 配線基板およびその製造方法
JP3610247B2 (ja) 配線基板
JP3538549B2 (ja) 配線基板およびその製造方法
JP2703426B2 (ja) 回路基板
JP3668083B2 (ja) セラミック配線基板
JP2842711B2 (ja) 回路基板
JP4530524B2 (ja) 配線基板
JP3762352B2 (ja) 配線基板
JP2001185838A (ja) セラミック配線基板
JPH11284296A (ja) 配線基板
JP4646362B2 (ja) 導体組成物およびこれを用いた配線基板
JP3556377B2 (ja) 配線基板
JP4587617B2 (ja) セラミック配線基板
JP2738600B2 (ja) 回路基板
JP2816742B2 (ja) 回路基板
JP2842707B2 (ja) 回路基板
JP2842710B2 (ja) 回路基板
JP2004221407A (ja) 配線基板
JP2738603B2 (ja) 回路基板
JP2000164996A (ja) セラミック配線基板
JPH1168260A (ja) 配線基板

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071003

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081003

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101003

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 13

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101003

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term