JPH02224264A - 半導体素子搭載用基板の製造方法 - Google Patents
半導体素子搭載用基板の製造方法Info
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- JPH02224264A JPH02224264A JP1155090A JP1155090A JPH02224264A JP H02224264 A JPH02224264 A JP H02224264A JP 1155090 A JP1155090 A JP 1155090A JP 1155090 A JP1155090 A JP 1155090A JP H02224264 A JPH02224264 A JP H02224264A
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、集積回路装置の素子搭載用基板の製造方法に
関するものであり、特に、半導体素子が発生する熱を効
率よく放熱し得ると共に、基板特性として要求される素
子の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有し且つ電気絶
縁性を有する半導体素子搭載用基板の製造方法に関する
ものである。
関するものであり、特に、半導体素子が発生する熱を効
率よく放熱し得ると共に、基板特性として要求される素
子の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有し且つ電気絶
縁性を有する半導体素子搭載用基板の製造方法に関する
ものである。
（従来技術）
集積回路の中で高信頼性を必要とするものには低融点ガ
ラス、セラミックパッケージ、多層セラミックパッケー
ジなどのパッケージ法が従来から用いられている。この
場合、一般には、半導体素子はセラミック基板上に接着
用のメタルライジング層またはメツキ層を介して搭載さ
れる。この基板は、パッケージ材料の一部としての気密
封′止機能を有するだけでなく、電気絶縁性と半導体素
子との熱膨張係数のミスマツチが小さい等の特性が要求
される。このため、従来はＡｌ２Ｏ３、ＢｅＯ１２Ｍｇ
Ｏ・５ｉＣｈ等の焼結セラミック材料が広く用いられて
いる。
ラス、セラミックパッケージ、多層セラミックパッケー
ジなどのパッケージ法が従来から用いられている。この
場合、一般には、半導体素子はセラミック基板上に接着
用のメタルライジング層またはメツキ層を介して搭載さ
れる。この基板は、パッケージ材料の一部としての気密
封′止機能を有するだけでなく、電気絶縁性と半導体素
子との熱膨張係数のミスマツチが小さい等の特性が要求
される。このため、従来はＡｌ２Ｏ３、ＢｅＯ１２Ｍｇ
Ｏ・５ｉＣｈ等の焼結セラミック材料が広く用いられて
いる。
しかし、近年集積回路素子の高密度化および大型化が進
んだ結果、半導体素子からの発熱量が増大し、基板材料
の放熱性に対する要求が益々増大している。そのため、
レジンモールドタイプのＩＣに用いられるリードフレー
ム素材はＮｉ合金からＣｕ合金に変換しつつある。また
、低融点ガラスセラミックパッケージや多層セラミック
パッケージの集積回路の場合にも、優れた放熱特性が要
求されているが、Ａ１□０３や２Ｍｇ０−５＋Ｏｚは本
質的に熱伝導率が悪いため、この要求に答えられない。
んだ結果、半導体素子からの発熱量が増大し、基板材料
の放熱性に対する要求が益々増大している。そのため、
レジンモールドタイプのＩＣに用いられるリードフレー
ム素材はＮｉ合金からＣｕ合金に変換しつつある。また
、低融点ガラスセラミックパッケージや多層セラミック
パッケージの集積回路の場合にも、優れた放熱特性が要
求されているが、Ａ１□０３や２Ｍｇ０−５＋Ｏｚは本
質的に熱伝導率が悪いため、この要求に答えられない。
わずかに良熱導性材であるＢｅＯがあるが、これは高価
である上に毒性を有するという欠点がある。
である上に毒性を有するという欠点がある。
さらに、最も多用されているＡｌ２Ｏ３の場合にはその
成形時および焼結時に混入するＵが発生するα線による
半導体素子への照射効果によって起こる集積回路の誤動
作が、高性能、高信頼性に対する要求が強くなるにつれ
て大きな問題になりつつある。
成形時および焼結時に混入するＵが発生するα線による
半導体素子への照射効果によって起こる集積回路の誤動
作が、高性能、高信頼性に対する要求が強くなるにつれ
て大きな問題になりつつある。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は上記欠点を解消し、従来のセラミック基
板に代わる伝熱特性かに優れた半導体素子搭載用基板の
製造方法を提供することにある。
板に代わる伝熱特性かに優れた半導体素子搭載用基板の
製造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の提供する半導体素子搭載用基板の製造方法は、
熱膨張係数が３．０〜９．Ｏｘｔｏ ’ｃｍ／ｃｍ−ｔ
：である肋、Ｗ１コバール、４２アロイ （４２％Ｎｉ
−Ｆｅ）、銅クラッドコバールクラッド銅、銅クラッド
４２アロイクラッド銅、４２アロイクラッド銅クラッド
４２アロイよりなる群の中から選択された金属板または
複合金属板の表面右よび側面に、ＰＶＤ法またはＣＶＤ
法により電気絶縁性を有する無機物質の皮膜を０．１〜
２０μｍの厚さに形成することを特徴としている。
熱膨張係数が３．０〜９．Ｏｘｔｏ ’ｃｍ／ｃｍ−ｔ
：である肋、Ｗ１コバール、４２アロイ （４２％Ｎｉ
−Ｆｅ）、銅クラッドコバールクラッド銅、銅クラッド
４２アロイクラッド銅、４２アロイクラッド銅クラッド
４２アロイよりなる群の中から選択された金属板または
複合金属板の表面右よび側面に、ＰＶＤ法またはＣＶＤ
法により電気絶縁性を有する無機物質の皮膜を０．１〜
２０μｍの厚さに形成することを特徴としている。
すなわち、本発明の半導体素子搭載用基板は、半導体素
子の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有し且つ熱伝導
性の優れた金属、合金またはこれらの複合材料よりなる
ベースメタルの表面および側面上に、電気絶縁性を有し
且つ相対的に熱伝導性が良好で且つ熱膨張係数が上記ベ
ースメタルに近似した無機物質の皮膜で被覆したもので
ある。
子の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有し且つ熱伝導
性の優れた金属、合金またはこれらの複合材料よりなる
ベースメタルの表面および側面上に、電気絶縁性を有し
且つ相対的に熱伝導性が良好で且つ熱膨張係数が上記ベ
ースメタルに近似した無機物質の皮膜で被覆したもので
ある。
上記のベースメタルとしてはＭｏ、 Ｗ、コバール、４
２アロイ （４２％Ｎｉ −Ｆｅ） などの薄板、テー
プや、所要の熱膨張特性と熱伝導性が任意に設定可能な
銅クラッドコバールクラッド銅、銅クラッド４２７０イ
クラッド銅、４２アロイクラッド銅クラッド４２アロイ
等の複合テープまたは複合板を用いる。
２アロイ （４２％Ｎｉ −Ｆｅ） などの薄板、テー
プや、所要の熱膨張特性と熱伝導性が任意に設定可能な
銅クラッドコバールクラッド銅、銅クラッド４２７０イ
クラッド銅、４２アロイクラッド銅クラッド４２アロイ
等の複合テープまたは複合板を用いる。
このベースメタルの表面および側面上に被覆される材料
としては、ダイヤモンドの他に、ＢＮ。
としては、ダイヤモンドの他に、ＢＮ。
Ａｌ２Ｏ３、＾ＩＮ、ＳｉＣ等のセラミック材が有効で
あり、これらは回路基板の要求特性に応じて適宜選択で
き、また、組合すことができる。
あり、これらは回路基板の要求特性に応じて適宜選択で
き、また、組合すことができる。
本発明方法では、上記のダイヤモンドまたはセラミック
スの皮膜が理的蒸着（ＰＶＤ）、化学的蒸着（ＣＶＤ）
などの気相メツキ法で形成される。
スの皮膜が理的蒸着（ＰＶＤ）、化学的蒸着（ＣＶＤ）
などの気相メツキ法で形成される。
従って、皮膜の膜厚は任意に制御することができる。
（作用）
本発明でベースメタルの熱膨張係数を３．０〜９．ＯＸ
１０−’ｃｍ／ｃｍ・℃と限定した理由は、搭載半導
体素子であるＳｌやＧａＡｓと熱膨張係数を近似させ、
熱膨張の不整合に起因する応力の影響を小さ、くするた
めである。今後の半導体素子の大型化にともなってます
ますこの特性は重要視されよう。
１０−’ｃｍ／ｃｍ・℃と限定した理由は、搭載半導
体素子であるＳｌやＧａＡｓと熱膨張係数を近似させ、
熱膨張の不整合に起因する応力の影響を小さ、くするた
めである。今後の半導体素子の大型化にともなってます
ますこの特性は重要視されよう。
また、表面皮膜の厚さを０．１〜２０μｍと限定した理
由は、これ以下では所要の電気絶縁性を得ることができ
ず、これ以上になると被覆のためのコストが著しく大き
くなり、経済性の面で実用性が乏しくなるだけでな（、
熱伝導性が低下するためである。すなわち、皮膜の厚さ
を大きくすると、ベースメタルの優れた熱伝導特性が生
かされなくなるので、皮膜の厚さは極力薄いことが好ま
しい。
由は、これ以下では所要の電気絶縁性を得ることができ
ず、これ以上になると被覆のためのコストが著しく大き
くなり、経済性の面で実用性が乏しくなるだけでな（、
熱伝導性が低下するためである。すなわち、皮膜の厚さ
を大きくすると、ベースメタルの優れた熱伝導特性が生
かされなくなるので、皮膜の厚さは極力薄いことが好ま
しい。
第１図は本発明の基板を用いて半導体素子を搭載した半
導体装置の断面図である。本発明方法によって得られる
基板３は、半導体素子の熱膨張係数に近似した熱膨張係
数を有する金属板または複合金属板１と、その表面に被
覆された絶縁被覆層２によって構成されている。４はメ
タルライジング層であり、５はＡｕメツキ層であり、こ
れを介して半導体素子６が搭載される。
導体装置の断面図である。本発明方法によって得られる
基板３は、半導体素子の熱膨張係数に近似した熱膨張係
数を有する金属板または複合金属板１と、その表面に被
覆された絶縁被覆層２によって構成されている。４はメ
タルライジング層であり、５はＡｕメツキ層であり、こ
れを介して半導体素子６が搭載される。
以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。
実施例ｌ
ＧａＡｓ半導体素子を搭載するための＾１２０３薄膜を
被覆した金属基板をイオンブレーティング法で作製した
。
被覆した金属基板をイオンブレーティング法で作製した
。
金属基板には厚さ０．５ｍｍの銅クラッド４２アロイク
ラッド銅の積層金属板を用い、熱膨張係数を７、Ｏｘｌ
Ｏ−”／ｄｅｇとするために銅比率（断面積比）６０％
とした。イオンブレーティングは次の方法で実施した： 原料としてＡＩｚＯｓ焼結体を用い、電気ビーム加熱に
より蒸発させた。酸素圧４ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒで高
周波（１３，５６ＭＨｚ） １００〜２００ Ｗを印
加して蒸発物質の一部をイオン化し、基板を２００℃に
加熱して、Ａｌ２Ｏ３を厚さ１０．０ μｍ被覆した。
ラッド銅の積層金属板を用い、熱膨張係数を７、Ｏｘｌ
Ｏ−”／ｄｅｇとするために銅比率（断面積比）６０％
とした。イオンブレーティングは次の方法で実施した： 原料としてＡＩｚＯｓ焼結体を用い、電気ビーム加熱に
より蒸発させた。酸素圧４ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒで高
周波（１３，５６ＭＨｚ） １００〜２００ Ｗを印
加して蒸発物質の一部をイオン化し、基板を２００℃に
加熱して、Ａｌ２Ｏ３を厚さ１０．０ μｍ被覆した。
３ Ｍ Ｖ ／ ｃａ＋ 以上の絶縁耐圧特性を有す
る透明な絶縁体薄膜を密着性良く被覆した熱膨張係数が
搭載するＧａＡｓ素子と近似し、熱放散性に勝れた半導
体素子搭載用基板を得ることが出来た。
る透明な絶縁体薄膜を密着性良く被覆した熱膨張係数が
搭載するＧａＡｓ素子と近似し、熱放散性に勝れた半導
体素子搭載用基板を得ることが出来た。
実施例２
実施例１と同じ金属基板上にイオンブレーティング法に
よって２μｍのＳｉ、 Ｎ、を被覆した半導体搭載用基
板を作製した。
よって２μｍのＳｉ、 Ｎ、を被覆した半導体搭載用基
板を作製した。
イオンブレーティングは５ｉｓＮ４粉末の圧粉体を電子
ビーム加熱によって蒸発させ、４ Ｘ １０−’Ｔｏｒ
ｒの窒素圧で高周波（１３，５６ＭＨｚ） １００〜
２００ Ｗを印加して行った。基板は２００℃に加熱し
た。
ビーム加熱によって蒸発させ、４ Ｘ １０−’Ｔｏｒ
ｒの窒素圧で高周波（１３，５６ＭＨｚ） １００〜
２００ Ｗを印加して行った。基板は２００℃に加熱し
た。
３ Ｍ Ｖ ／ ０ｍ以上の絶縁耐圧特性を有する絶縁
体薄膜を密着性良く被覆した熱放散性に優れた半導体素
子搭載用基板を得ることが出来た。
体薄膜を密着性良く被覆した熱放散性に優れた半導体素
子搭載用基板を得ることが出来た。
実施例３
実施例１と同じ基板上にスパッタ法で２μｍの２Ｍｇ０
・ＳｉＯ□を被覆した半導体搭載用基板を作製した。
・ＳｉＯ□を被覆した半導体搭載用基板を作製した。
スパッタは次の方法で実施した：
ターゲットとして２Ｍｇ０・ＳｉＯ□焼結体を用い、Ｉ
Ｘ １０−Ｔｏｒｒの１０％酸素を含むアルゴン中で
スパッタリングを行った。基板は２００℃に加熱した。
Ｘ １０−Ｔｏｒｒの１０％酸素を含むアルゴン中で
スパッタリングを行った。基板は２００℃に加熱した。
３ Ｍ Ｖ ／ ａｍ以上の絶縁耐圧特性を有する絶縁
体薄膜を密着性良く被覆した熱放散性に優れた半導体素
子搭載用基板を得ることが出来た。
体薄膜を密着性良く被覆した熱放散性に優れた半導体素
子搭載用基板を得ることが出来た。
実施例４
Ｓｉ半導体素子を搭載するためのＳｉＣ薄膜を被覆した
金属基板をプラズマＣＶＤ法で作製した。
金属基板をプラズマＣＶＤ法で作製した。
金属基板には厚さ９．５ｍｍのモリブデンを用いた。
プラズマＣＶＤは、容量結合型グロー放電装置を用い、
Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒの５ｉＨａとＣＨ４の混合’
ｊｆスを用い、基板は５００℃に加熱した行った。
Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒの５ｉＨａとＣＨ４の混合’
ｊｆスを用い、基板は５００℃に加熱した行った。
３ Ｍ Ｖ ／ ０ｍ以上の絶縁耐圧特性を有する５μ
ｍのＳｉＣ薄膜を密着性良く被覆した熱膨張係数が搭載
するＳｉ素子と近似した熱放散性に優れた半導体素子搭
載用基板を得ることが出来た。
ｍのＳｉＣ薄膜を密着性良く被覆した熱膨張係数が搭載
するＳｉ素子と近似した熱放散性に優れた半導体素子搭
載用基板を得ることが出来た。
（発明の効果）
以上の説明および実施例から分かるように、本発明方法
は、高熱伝導性、低熱膨張特性のベースメタル上にダイ
ヤモンドまたはセラミックの皮膜をＰＶＤまたはＣＶＤ
法によって形成することによって、集積回路の大型化、
高密度化に充分対応することが可能な、熱膨張係数が搭
載する半導体素子に近似し且つ熱放散性が優れた半導体
素子搭載用基板を容易且つ均質に製造することができる
。
は、高熱伝導性、低熱膨張特性のベースメタル上にダイ
ヤモンドまたはセラミックの皮膜をＰＶＤまたはＣＶＤ
法によって形成することによって、集積回路の大型化、
高密度化に充分対応することが可能な、熱膨張係数が搭
載する半導体素子に近似し且つ熱放散性が優れた半導体
素子搭載用基板を容易且つ均質に製造することができる
。
すなわち、本発明方法は、半導体素子の差異や半導体装
置としての要求特性と要求価格に応じて、材質の組合せ
、構成比を選択することにより、今後ますます増大する
高密度かつ大型化する半導体素子に対応することが可能
なセラミック被覆金属形の複合型基板を工業規模で製造
するのを可能にする。また、本発明方法によって得られ
る集積回路装置の半導体素子搭載用基板は、Ｓ１集積回
路に加えて今後実用化が進むと考えられるＧａＡｓ集積
回路のパッケージ用材料としても活用できる。
置としての要求特性と要求価格に応じて、材質の組合せ
、構成比を選択することにより、今後ますます増大する
高密度かつ大型化する半導体素子に対応することが可能
なセラミック被覆金属形の複合型基板を工業規模で製造
するのを可能にする。また、本発明方法によって得られ
る集積回路装置の半導体素子搭載用基板は、Ｓ１集積回
路に加えて今後実用化が進むと考えられるＧａＡｓ集積
回路のパッケージ用材料としても活用できる。
第１図は本発明方法を用いて得られる基板を用いた半導
体装置の概念的横断面図である。 （図中符号） １・・金属板、 ２・・絶縁被覆層 ３・・基板、 ４・・メタルライジング層５・・＾
Ｕメツキ層、６・・半導体素子特許出願人 住友電気工
業株式会社 代 理 人 弁理士 越場 隆 フＹ１図
体装置の概念的横断面図である。 （図中符号） １・・金属板、 ２・・絶縁被覆層 ３・・基板、 ４・・メタルライジング層５・・＾
Ｕメツキ層、６・・半導体素子特許出願人 住友電気工
業株式会社 代 理 人 弁理士 越場 隆 フＹ１図
Claims (3)
- （１）熱膨張係数が３．０〜９．０×１０＾−＾６ｃｍ
／ｃｍ・℃であるＭｏ、Ｗ、コバール、４２アロイ（４
２％Ｎｉ−Ｆｅ）、銅クラッドコバールクラッド銅、銅
クラッド４２アロイクラッド銅、４２アロイクラッド銅
クラッド４２アロイよりなる群の中から選択された金属
板または複合金属板の表面および側面に、ＰＶＤ法また
はＣＶＤ法により電気絶縁性を有する無機物質の皮膜を
０．１〜２０μｍの厚さに形成することを特徴とする半
導体素子搭載用基板の製造方法。 - （２）半導体素子の材料がＳｉまたはＧａＡｓであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体素
子搭載用基板の製造方法。 - （３）上記無機物質がＢＮ、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＡｌＮ、
ＳｉＣ、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ｙ＿２Ｏ＿３、２ＭｇＯ・Ｓ
ｉＯ＿２およびダイヤモンドよりなる群の中から選択さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半
導体素子搭載用基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155090A JPH02224264A (ja) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | 半導体素子搭載用基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155090A JPH02224264A (ja) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | 半導体素子搭載用基板の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56113878A Division JPS5815241A (ja) | 1981-07-20 | 1981-07-20 | 半導体装置用基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224264A true JPH02224264A (ja) | 1990-09-06 |
Family
ID=11781065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1155090A Pending JPH02224264A (ja) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | 半導体素子搭載用基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02224264A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497757A (ja) * | 1972-05-11 | 1974-01-23 | ||
| JPS5128555A (ja) * | 1974-09-04 | 1976-03-10 | Nippon Electric Co | |
| JPS5550646A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-12 | Hitachi Ltd | Integrated circuit device |
-
1990
- 1990-01-20 JP JP1155090A patent/JPH02224264A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497757A (ja) * | 1972-05-11 | 1974-01-23 | ||
| JPS5128555A (ja) * | 1974-09-04 | 1976-03-10 | Nippon Electric Co | |
| JPS5550646A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-12 | Hitachi Ltd | Integrated circuit device |
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