JP2003198024A - ヒートシンクサブマウント及びその製造方法 - Google Patents
ヒートシンクサブマウント及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2003198024A JP2003198024A JP2001391480A JP2001391480A JP2003198024A JP 2003198024 A JP2003198024 A JP 2003198024A JP 2001391480 A JP2001391480 A JP 2001391480A JP 2001391480 A JP2001391480 A JP 2001391480A JP 2003198024 A JP2003198024 A JP 2003198024A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal film
- heat sink
- film
- deposited metal
- layer
- 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
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
おいて光半導体素子の滑り易さや光半導体素子の実装位
置の認識しづらさを解消したヒートシンクサブマウント
を提供することにある。 【解決手段】熱伝導性電気絶縁材料1よりなる基体にメ
タライズ層2を介して、溶着金属膜3を形成してなるヒ
ートシンクサブマウントにおいて、該溶着金属膜3の表
面粗さがRa0.05〜1.2μmに調整されたことを特
徴とするヒートシンクサブマウント。
Description
クサブマウントに関するものである。詳しくは、表面粗
さを調整した溶着金属膜を有し、光半導体素子チップの
実装を極めて容易にしたヒートシンクサブマウントに関
するものである。
子とヒートシンク(銅等の金属製ブロック)の間に位置
する熱伝導性電気絶縁基板であり、光半導体素子から発
生される熱をヒートシンク側へ効率良く伝達できる性能
を持つものである。かかるヒートシンクサブマウントは
LD素子の放熱素材として広く用いられている。
電気絶縁材料よりなる基体の表面にメタライズ膜よりな
る部分的なメタライズパターンを一つ以上形成し、前記
メタライズパターンの一つまたは複数個のパターン上の
素子を実装する箇所に溶着金属膜を形成したものが広く
知られている。上記溶着金属膜は複数の金属を同時に真
空蒸着する方法(以下2元同時蒸着法という)で形成さ
せた平滑な表面を有する膜の形成が知られている。
2元同時蒸着法による溶着金属膜を形成したヒートシン
クサブマウントは、溶着金属膜の表面状態が平滑である
ため素子を実装する際に、素子が滑りやすく所定の位置
に実装しづらいという問題がある。また、溶着金属膜と
その下部に位置するメタライズ膜等の色彩が同じである
場合においては溶着金属膜の位置が認識しづらく実装が
困難となる場合がある。
に素子を実装する際に素子の滑り易さや素子の実装位置
の認識しづらさを解消したヒートシンクサブマウントを
提供することにある。
を解決すべく鋭意研究を行ってきた。その結果、溶着金
属膜の表面粗さを特定の範囲に調節することにより、上
記課題を全て解決できることを見出し、本発明を完成す
るに至った。
りなる基体表面にメタライズ膜を介して、溶着金属膜が
形成されたヒートシンクサブマウントにおいて、該溶着
金属膜の表面粗さがRa0.05μm以上であることを特
徴とするヒートシンクサブマウントである。
ントを製造する有利な製造方法をも提供する。
ンクサブマウントの代表的な構成を示す概略図である。
本発明においてヒートシンクサブマウントは公知の構造
が特に制限なく採用される。例えば図1に示すように、
熱伝導性電気絶縁基板1にメタライズ膜2、2’を介し
て溶着金属膜3を設けることにより構成される。
制限されない。ダイヤモンド、窒化アルミニウム、アル
ミナ、窒化珪素、ジルコニア等のセラミックスである
が、セラミックスが一般的である。その中で、窒化アル
ミニウムは熱伝導率が高いために半導体レーザー素子等
の素子から発生する熱を効率よくヒートシンクへ逃がす
と共に素子の代表的な素材であるSiと熱膨張係数が近
い等のため好適な部材である。
両面に形成されるメタライズ膜2、2’の材質は、導電
性を有するものなら特に限定されないが、通常金属であ
る。該金属としては公知の金属が特に制限されない。ま
たメタライズ膜は、一種の金属よりなる単層であっても
良いし、二種類以上の金属の層、たとえば接着層、拡散
防止層、導体層、場合によっては、更に拡散層などの多
層の金属層とすることもできる。更に、メタライズ膜
2、2’の厚みは、一般に0.01〜10μmである。
上記メタライズ膜の形成方法の代表的なものとしては、
スパッタリング法、真空蒸着法がある。
は素子を実装するために溶着金属膜3が形成される。上
記溶着金属膜としては一般的に鉛・すず系ハンダ、金・
すず系ハンダ、金・シリコン系ハンダ、金・ゲルマニウ
ム系ハンダ等の合金よりなる少なくとも一種類のハンダ
膜が使用される。また、溶着金属膜の厚みは、一般に1
〜10μmである。上記、溶着金属膜の形成方法として
は一般的に真空蒸着法が適用される。
実装は、溶着金属膜を加熱溶融した状態にて行われる。
ントにおいて、溶融金属膜3の表面粗さが、Ra0.0
5μm以上に調整されることにある。すなわち上記範囲
外、すなわち、Raが0.05μm未満の表面粗さを有
する溶着金属膜上に素子を実装する場合には、素子が滑
りやすく所定の位置に実装しづらいという問題が発生す
る。また、溶着金属膜とその下部に位置するメタライズ
膜等の色彩が同じである場合においては溶着金属膜の位
置が認識しづらく実装が困難となる。他方、表面粗さの
上限は、特に限定されないが、必要以上に大きくすると
素子を置いた場合に不安定となり、場合によっては、実
装される素子と溶着金属膜との密着性が低下する問題も
生ずるので、一般にRa1.2μmを越える表面粗さと
することは好ましくない場合も生ずる。したがって、該
溶着金属膜の表面粗さの好ましい範囲としてはRa0.
05〜1.2μmの範囲である。なお、本発明におい
て、表面粗さの測定は東京精密製サーフコムS50A
(測定端子5μmR、90°円錐ダイヤモンド)により
測定した値による。
上記範囲に調整する方法は特に制限されない。例えば、
熱伝導性電気絶縁材料1の表面に、溶着金属膜を構成す
る複数の金属を同時に蒸着して溶着金属膜の主層を形成
した後、該主層の表面に、溶着金属膜を構成する金属成
分のうち一種のみの層(以下単層という)を形成させる
ことによって得られる。好ましくは、図2に示すよう
に、溶着金属膜を構成する複数の金属種を、それぞれ個
々の金属の単層膜5、6に示す如く複数層、蒸着などに
よって、主層4上に順次形成させることにより、各蒸着
金属粒子の大きさの違いによる作用で表面を粗くする方
法が好適な方法として挙げられる。
有する熱伝導性電気絶縁材料のメタライズ膜面に複数の
溶着金属形成用金属を同時に蒸着し、該金属の合金より
なる溶着金属膜の主層を形成させ、次いで該主層上に、
主層を構成する金属の内一種の金属層を形成させること
を特徴とする、表面粗さがRa0.05μm以上、好ま
しくは、Ra0.05〜1.2μmの溶融金属膜を有す
るヒートシンクサブマウントの製造方法をも提供する。
ぎると主層より融点が上昇し、また、薄すぎると表面を
粗くする効果が乏しくなるため、一般に、0.05〜5
μmの範囲で、目的とする粗さが得られる厚みを選択し
て形成することが好ましい。ここで、複数の単層膜を形
成させる場合、その順序は、如何なる順であってもよい
が、低融点の金属よりなる単層膜を主層側に形成させる
ことが好ましい。
金属膜の形成方法としては、溶着金属膜のパターニング
を行う方法として知られているフォトレジスト法を用い
て、溶着金属膜形成後、レジストを溶解する前に溶着金
属膜の表面をドライエッチングするなどの方法が挙げら
れる。
施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
金属膜の表面粗さ測定は東京精密製サーフコムS50A
装置を使用して測定した。
記の方法にしたがって行った。
(株)社製実装装置(DB−300SW)を用いて、ヒ
ートシンクサブマウントをホットプレート上に置き、溶
着金属膜の融点より高めに加熱した後、素子を該溶着金
属膜上に実装した際、所定位置とのずれ量X(Xは10
0回の測定値の平均とした)を観察した。このずれ量X
が<0.5μmの場合を良、X>=0.5μmの場合を
否として判定した。
さ:実体顕微鏡にてヒートシンクサブマウントの表面を
10名の試験者が観察し、全員が溶着金属膜のパターン
を認識できた場合を良、1人でも認識できなければ否と
して判定した。
測定部;今田製作所製SH−2013M、測定値表示;
イマダ DPS−20を用い、素子を溶着金属膜に接着
後、シェア強度測定試験を行い、強度9.8MPa以上
であれば良、9.8MPa未満であれば否として判定し
た。
ンチ角、厚み0.35mmの窒化アルミニウム基板の表
裏両面にメタライズ膜(第1層/第2層/第3層=T
i:0.1μm/Pt:2μm/Au:3μm)をスパ
ッタリング法により形成した後、表面にAuSn(Au
=80wt%)ハンダ(厚み3μm)を金属マスクを用
いた真空蒸着法によりパターン形成した。次いで、上記
AuSn表面上にSnのみを単独で厚み0.1μm(成
膜時間20min)になるよう真空蒸着し、その上面に
Auのみを単独で厚み0.1μm(成膜時間20mi
n)になるよう真空蒸着することで表面粗さRa0.1
μmになるよう調整した。次いで膜形成が完了した基板
を長さ1mm、幅1mmにダイシングカットした。
子の実装評価結果は滑り易さ:良、認識し易さ:良、接
着強度:良(15.0MPa)であった。
ンチ角、厚み0.35mmの窒化アルミニウム基板の表
裏両面にメタライズ膜(第1層/第2層/第3層=T
i:0.1μm/Pt:2μm/Au:3μm)をスパ
ッタリング法により形成した後、表面にAuSn(Au
=80wt%)ハンダ(厚み3μm)を金属マスクを用い
た真空蒸着法によりパターン形成した。次いで、上記A
uSn表面上にSnのみを単独で厚み0.1μm(成膜
時間10min)になるよう真空蒸着し、その上面にA
uのみを単独で厚み0.1μm(成膜時間10min)
になるよう真空蒸着することで表面粗さRa0.3μm
になるよう調整した。次いで膜形成が完了した基板を長
さ1mm、幅1mmにダイシングカットした。
子の実装評価結果は滑り易さ:良、認識し易さ:良、接
着強度:良(12.5MPa)であった。
ンチ角、厚み0.35mmの窒化アルミニウム基板の表
裏両面にメタライズ膜(第1層/第2層/第3層=T
i:0.1μm/Pt:2μm/Au:3μm)をスパ
ッタリング法により形成した後、表面にAuSn(Au
=80wt%)ハンダ(厚み3μm)を金属マスクを用
いた真空蒸着法によりパターン形成した。この時のAu
Sn膜の表面粗さはRa0.04μmであった。次いで
単層膜を形成せずに、得られた基板を長さ1mm、幅1
mmにダイシングカットした。
子の実装評価結果は滑り易さ:否、認識し易さ:否、接
着強度:良(11.2MPa)であった。
ンチ角、厚み0.35mmの窒化アルミニウム基板の表
裏両面にメタライズ膜(第1層/第2層/第3層=T
i:0.1μm/Pt:2μm/Au:3μm)をスパ
ッタリング法により形成した後、表面にAuSn(Au
=80wt%)ハンダ(厚み3μm)を金属マスクを用
いた真空蒸着法によりパターン形成した。次いで、上記
AuSn表面上にSnのみを単独で厚み0.1μm(成
膜時間5min)になるよう真空蒸着し、その上面にA
uのみを単独で厚み0.1μm(成膜時間5min)に
なるよう真空蒸着した。この時の表面粗さはRa1.5
μmであった。次いで膜形成が完了した基板を長さ1m
m、幅1mmにダイシングカットした。
子の実装評価結果は滑り易さ:良、認識し易さ:良、接
着強度:良(9.9MPa)であった。
明における溶着金属膜の表面粗さを調整したヒートシン
クサブマウントでは溶着金属膜の上に素子の実装の際に
おいて素子の滑りやすさや光半導体素子の実装位置の認
識しづらさを解消することができる。
数の金属を同時に真空蒸着した後、各金属を単層膜形成
することにより得ることができる。
ントの断面図
ントの断面図
Claims (3)
- 【請求項1】熱伝導性電気絶縁材料よりなる基体表面に
メタライズ膜を介して、溶着金属膜が形成されたヒート
シンクサブマウントにおいて、該溶着金属膜の表面粗さ
がRa0.05μm以上であることを特徴とするヒートシ
ンクサブマウント。 - 【請求項2】熱伝導性電気絶縁材料よりなる基体表面
に、メタライズ膜を介して溶着金属膜を固着存在させた
ヒートシンクサブマウントであって、該溶着金属は、2
種類以上の金属の合金よりなる主層と該主層の表面に該
合金を構成する金属の一成分よりなる表面層を有するこ
とを特徴とする請求項1記載のヒートシンクサブマウン
ト。 - 【請求項3】表面にメタライズ膜を有する熱伝導性電気
絶縁材料のメタライズ膜面に、複数の溶着金属膜の構成
金属を同時に蒸着し、該金属の合金よりなる溶着金属膜
の主層を形成させ、次いで該主層上に、主層を構成する
金属の内一種の金属層を形成させることを特徴とする請
求項1記載のヒートシンクサブマウントの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001391480A JP4014867B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | ヒートシンクサブマウント及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001391480A JP4014867B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | ヒートシンクサブマウント及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003198024A true JP2003198024A (ja) | 2003-07-11 |
JP4014867B2 JP4014867B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=27599060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001391480A Expired - Fee Related JP4014867B2 (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | ヒートシンクサブマウント及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4014867B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007251142A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-09-27 | Dowa Electronics Materials Co Ltd | 半田層及びそれを用いた電子デバイス接合用基板並びにその製造方法 |
JP2009244144A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Kyushu Nogeden:Kk | 赤外線検出による被検体用台及びそれを用いた被検体欠陥部等の赤外線検査方法 |
EP2721636A1 (en) * | 2011-06-17 | 2014-04-23 | IPG Photonics Corporation | Semiconductor unit with submount for semiconductor device |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001391480A patent/JP4014867B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007251142A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-09-27 | Dowa Electronics Materials Co Ltd | 半田層及びそれを用いた電子デバイス接合用基板並びにその製造方法 |
JP2009244144A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Kyushu Nogeden:Kk | 赤外線検出による被検体用台及びそれを用いた被検体欠陥部等の赤外線検査方法 |
EP2721636A1 (en) * | 2011-06-17 | 2014-04-23 | IPG Photonics Corporation | Semiconductor unit with submount for semiconductor device |
EP2721636A4 (en) * | 2011-06-17 | 2015-04-01 | Ipg Photonics Corp | SEMICONDUCTOR UNIT WITH MOUNTING BASE FOR A SEMICONDUCTOR COMPONENT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4014867B2 (ja) | 2007-11-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3882712B2 (ja) | サブマウントおよび半導体装置 | |
KR100957669B1 (ko) | 서브 마운트 및 반도체 장치 | |
KR100940164B1 (ko) | 서브마운트 및 반도체 장치 | |
KR101045507B1 (ko) | 발광 소자 탑재용 부재 및 그것을 사용한 반도체 장치 | |
US4996116A (en) | Enhanced direct bond structure | |
US10833474B2 (en) | CTE-matched silicon-carbide submount with high thermal conductivity contacts | |
JPS632332A (ja) | ダイボンデイングプロセス | |
KR100825354B1 (ko) | 소자 접합용 기판, 소자 접합 기판 및 그 제조 방법 | |
JP2022169595A (ja) | 電子素子搭載用基板および電子装置 | |
JP4014867B2 (ja) | ヒートシンクサブマウント及びその製造方法 | |
JP2002124524A (ja) | 配線基板 | |
JP2007134744A (ja) | サブマウントおよび半導体装置 | |
JP7034266B2 (ja) | レーザダイオードなどの構成要素をヒートシンクに接合するためのアダプタ要素、レーザダイオード、ヒートシンクおよびアダプタ要素を含むシステム、およびアダプタ要素の製造方法 | |
JP4363761B2 (ja) | 配線基板 | |
JP2003318475A (ja) | 光半導体素子のマウント構造 | |
US20230123973A1 (en) | Electronic component mounting substrate and electronic device | |
JP2006066739A (ja) | サブマウントおよびその製造方法 | |
JP2002252316A (ja) | 配線基板 | |
JP2001127370A (ja) | 半導体素子搭載用サブマウント | |
JP2001284502A (ja) | 放熱基板の製造方法 | |
JP2003101120A (ja) | 配線基板 | |
JP2001237533A (ja) | 回路基板及びそれを用いた回路装置 | |
JPH0730040A (ja) | リードフレームおよび半導体装置の実装構造 | |
JP2005191193A (ja) | サブマウントおよびその製造方法 | |
JPH0249442A (ja) | 光半導体素子のダイボンディング方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040628 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070530 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070604 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070802 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070903 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070912 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100921 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130921 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |