JPH0255271A - 窒化アルミニウム基板と金属板との接合構造 - Google Patents
窒化アルミニウム基板と金属板との接合構造Info
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- JPH0255271A JPH0255271A JP20540988A JP20540988A JPH0255271A JP H0255271 A JPH0255271 A JP H0255271A JP 20540988 A JP20540988 A JP 20540988A JP 20540988 A JP20540988 A JP 20540988A JP H0255271 A JPH0255271 A JP H0255271A
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- aluminum nitride
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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。
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）
この発明は窒化アルミニウム基板と金属板との接合構造
に関し、特にたとえばＩＣパッケージやパワーダイオー
ドの基板などに用いられる、窒化アルミニウム基板と金
属板との接合構造に関する。
に関し、特にたとえばＩＣパッケージやパワーダイオー
ドの基板などに用いられる、窒化アルミニウム基板と金
属板との接合構造に関する。
（従来技術）
第２図はこの発明の背景となる従来の窒化アルミニウム
基板と金属板との接合構造を用いたパワーダイオードの
取り付は構造を示す図解図である。
基板と金属板との接合構造を用いたパワーダイオードの
取り付は構造を示す図解図である。
このパワーダイオードの取り付は構造１は窒化アルミニ
ウム基板２を含む。窒化アルミニウム基板２にはたとえ
ば銅板４などがはんだ３で接合されている。また、窒化
アルミニウムｉ＋Ｆｉ、２上にパワーダイオード５がは
んだ６で取り付けられる。
ウム基板２を含む。窒化アルミニウム基板２にはたとえ
ば銅板４などがはんだ３で接合されている。また、窒化
アルミニウムｉ＋Ｆｉ、２上にパワーダイオード５がは
んだ６で取り付けられる。
窒化アルミニウムは熱伝導性の大きい材料であり、窒化
アルミニウム基板２に銅板４を接合したものは、ヒート
シンクとして有効である。したがって、窒化アルミニウ
ム基板２に銅板４を接合した基板２にパワーダイオード
５を取り付ければ、パワーダイオード５で発生した熱を
放散させることができる。
アルミニウム基板２に銅板４を接合したものは、ヒート
シンクとして有効である。したがって、窒化アルミニウ
ム基板２に銅板４を接合した基板２にパワーダイオード
５を取り付ければ、パワーダイオード５で発生した熱を
放散させることができる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、窒化アルミニウム基板は金属融液とのぬ
れ性が悪いため、銅板などの金属板との接合強度が小さ
い。さらに、窒化アルミニウム基板と銅板などの金属板
とはその熱膨張率が異なるため、雰囲気温度の影響で窒
化アルミニウム基板と金属板とが剥離しやすく、その信
頼性が低かった。
れ性が悪いため、銅板などの金属板との接合強度が小さ
い。さらに、窒化アルミニウム基板と銅板などの金属板
とはその熱膨張率が異なるため、雰囲気温度の影響で窒
化アルミニウム基板と金属板とが剥離しやすく、その信
頼性が低かった。
それゆえに、この発明の主たる目的は、窒化アルミニウ
ム基板と金属板との接合強度が大きく、かつその信頼性
の大きい、窒化アルミニウム基板と金属板との接合構造
を提供することである。
ム基板と金属板との接合強度が大きく、かつその信頼性
の大きい、窒化アルミニウム基板と金属板との接合構造
を提供することである。
（課題を解決するための手段）
この発明は、窒化アルミニウム基板と、窒化アルミニウ
ム基板の主面上に形成されるタングステン層と、タング
ステン層の主面上に銀、アルミニウムおよび銅の中から
選ばれる金属材料で形成され、１μｍ以上の厚みを有す
る金属材層と、金属材層の主面上に形成されるろう材層
またははんだ層と、ろう材層またははんだ層の主面上に
形成される金属板とを含む、窒化アルミニウム基板と金
属板との接合構造である。
ム基板の主面上に形成されるタングステン層と、タング
ステン層の主面上に銀、アルミニウムおよび銅の中から
選ばれる金属材料で形成され、１μｍ以上の厚みを有す
る金属材層と、金属材層の主面上に形成されるろう材層
またははんだ層と、ろう材層またははんだ層の主面上に
形成される金属板とを含む、窒化アルミニウム基板と金
属板との接合構造である。
（発明の作用効果）
この発明によれば、窒化アルミニウム基板と金属板との
接合強度を大きくすることができる。さらに、タングス
テン層および金属材層によって、窒化アルミニウム基板
と金属板との熱膨張率の差による応力が吸収される。そ
のため、雰囲気温度の影響によって窒化アルミニウム基
板と金属板とが剥離しにくくなり、その信頼性を高める
ことができる。
接合強度を大きくすることができる。さらに、タングス
テン層および金属材層によって、窒化アルミニウム基板
と金属板との熱膨張率の差による応力が吸収される。そ
のため、雰囲気温度の影響によって窒化アルミニウム基
板と金属板とが剥離しにくくなり、その信頼性を高める
ことができる。
したがって、このような窒化アルミニウム基板と金属板
との接合構造を用いてＩＣパッケージやパワーダイオー
ドの基板を形成すれば、ＩＣパッケージやパワーダイオ
ードの基板がヒートシンクとして働き、ＩＣチップやパ
ワーダイオードで発生した熱を放散することができる。
との接合構造を用いてＩＣパッケージやパワーダイオー
ドの基板を形成すれば、ＩＣパッケージやパワーダイオ
ードの基板がヒートシンクとして働き、ＩＣチップやパ
ワーダイオードで発生した熱を放散することができる。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照しで行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
は、図面を参照しで行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
（実施例）
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。この
接合構造では、窒化アルミニウム基板１０の主面上にタ
ングステンＪｉ１２が形成される。
接合構造では、窒化アルミニウム基板１０の主面上にタ
ングステンＪｉ１２が形成される。
さらに、タングステン層１２の主面上には、金属材層１
４が形成される。金属材層１４は、銀、アルミニウムお
よび銅の中から選ばれる金属材料で形成される。そして
、この金属材層１４は、１μｍ以上の厚みになるように
形成される。
４が形成される。金属材層１４は、銀、アルミニウムお
よび銅の中から選ばれる金属材料で形成される。そして
、この金属材層１４は、１μｍ以上の厚みになるように
形成される。
金属材層１４の主面上には、ろう材層またははんだ層１
６が形成される。ろう材層１６としては、たとえばＡｇ
Ｃｕろうなどが用いられる。そして、ろう材層または
はんだ層１６の主面上に、金属板１８が形成される。つ
まり、窒化アルミニウム基板１０と金属板１８とが、タ
ングステン層１２、金属材層１４．ろう材層またははん
だ層１６を介して接合される。
６が形成される。ろう材層１６としては、たとえばＡｇ
Ｃｕろうなどが用いられる。そして、ろう材層または
はんだ層１６の主面上に、金属板１８が形成される。つ
まり、窒化アルミニウム基板１０と金属板１８とが、タ
ングステン層１２、金属材層１４．ろう材層またははん
だ層１６を介して接合される。
このような接合構造を得るために、まず、窒化アルミニ
ウム＜Ａ Ｎ Ｎ）粉末と焼結助剤としての酸化イツト
リウム（Ｙ２０３ ）を準備した。この窒化アルミニウ
ム粉末に酸化イツトリウムを３重量％添加、混合し、さ
らに有機バインダを加えてシート状に成形した。この成
形体を用いて、次の２種類の方法（Ａ）、 （Ｂ）に
よって窒化アルミニウム基板とタングステン層とを形成
した。
ウム＜Ａ Ｎ Ｎ）粉末と焼結助剤としての酸化イツト
リウム（Ｙ２０３ ）を準備した。この窒化アルミニウ
ム粉末に酸化イツトリウムを３重量％添加、混合し、さ
らに有機バインダを加えてシート状に成形した。この成
形体を用いて、次の２種類の方法（Ａ）、 （Ｂ）に
よって窒化アルミニウム基板とタングステン層とを形成
した。
（Ａ）成形体を窒素雰囲気中において８００℃で２時間
脱バインダ処理をした。脱バインダ処理をした成形体を
窒素雰囲気中において１８５０ ’ｃで５時間焼成し、
得られた焼結体上にタングステンペーストを塗布し、窒
素雰囲気中において１８００℃で１時間焼成した。
脱バインダ処理をした。脱バインダ処理をした成形体を
窒素雰囲気中において１８５０ ’ｃで５時間焼成し、
得られた焼結体上にタングステンペーストを塗布し、窒
素雰囲気中において１８００℃で１時間焼成した。
（Ｂ）成形体上にタングステンペーストを塗布し、窒素
雰囲気中において８００℃で２時間脱バインダ処理をし
たのち、窒素雰囲気中において１８５０℃で５時間焼成
した。
雰囲気中において８００℃で２時間脱バインダ処理をし
たのち、窒素雰囲気中において１８５０℃で５時間焼成
した。
（Ａ）および（Ｂ）の２つの方法によって形成されたタ
ングステン層上に、１艮、！同またはアルミニウムの金
属材層をめっき法または厚膜法によって形成した。この
金属材層上に、Ａｇ−Ｃｕろうによるろう付けあるいは
はんだ付けによって、銅板を接合した。
ングステン層上に、１艮、！同またはアルミニウムの金
属材層をめっき法または厚膜法によって形成した。この
金属材層上に、Ａｇ−Ｃｕろうによるろう付けあるいは
はんだ付けによって、銅板を接合した。
この金属板にリード線をはんだ付けし、金属板の面と直
角方向に引っ張って接合強度を測定した。
角方向に引っ張って接合強度を測定した。
そして、その測定結果を表に示した。
表かられかるように、タングステン層上に１μｍ以上の
金属材層を形成することによって、（Ａ）および（Ｂ）
のいずれの方法でタングステン層を形成しても、３ｋｇ
／ｍｍ”以上の大きな接合強度を得ることができる。さ
らに、このような窒化アルミニウム基板と金属板との接
合構造では、たとえば酸化物などの熱伝導阻害物質が生
じたすせず、その熱伝導性を大きくすることができる。
金属材層を形成することによって、（Ａ）および（Ｂ）
のいずれの方法でタングステン層を形成しても、３ｋｇ
／ｍｍ”以上の大きな接合強度を得ることができる。さ
らに、このような窒化アルミニウム基板と金属板との接
合構造では、たとえば酸化物などの熱伝導阻害物質が生
じたすせず、その熱伝導性を大きくすることができる。
したがって、このような接合構造をＩＣパンケージやパ
ワーダイオードの基板などに採用すれば、ＩＣチップや
パワーダイオードで発生した熱を放散することができる
。
ワーダイオードの基板などに採用すれば、ＩＣチップや
パワーダイオードで発生した熱を放散することができる
。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。
第２図はこの発明の背景となる従来の窒化アルミニウム
基板と金属板との接合構造を用いたパワーダイオードの
取り付は構造を示す図解図である。 図において、１０は窒化アルミニウム基板、１２はタン
グステン層、１４は金属材層、１６はろう材層またはは
んだ層、１８は金属板を示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 岡 １） 全 啓 表 ＊印はこの発明の範囲外
基板と金属板との接合構造を用いたパワーダイオードの
取り付は構造を示す図解図である。 図において、１０は窒化アルミニウム基板、１２はタン
グステン層、１４は金属材層、１６はろう材層またはは
んだ層、１８は金属板を示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 岡 １） 全 啓 表 ＊印はこの発明の範囲外
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 窒化アルミニウム基板、 前記窒化アルミニウム基板の主面上に形成されるタング
ステン層、 前記タングステン層の主面上に銀、アルミニウムおよび
銅の中から選ばれる金属材料で形成され、１μｍ以上の
厚みを有する金属材層、 前記金属材層の主面上に形成されるろう材層またははん
だ層、および 前記ろう材層または前記はんだ層の主面上に形成される
金属板を含む、窒化アルミニウム基板と金属板との接合
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20540988A JPH0255271A (ja) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | 窒化アルミニウム基板と金属板との接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20540988A JPH0255271A (ja) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | 窒化アルミニウム基板と金属板との接合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255271A true JPH0255271A (ja) | 1990-02-23 |
Family
ID=16506364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20540988A Pending JPH0255271A (ja) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | 窒化アルミニウム基板と金属板との接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0255271A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04167454A (ja) * | 1990-10-31 | 1992-06-15 | Hitachi Ltd | 内燃機関用点火装置及び半導体装置の製造方法 |
| EP0930282A1 (en) * | 1998-01-16 | 1999-07-21 | Denso Corporation | Ceramic-metal junction structure and a method for manufacturing the same |
| JP2008096630A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Ricoh Co Ltd | クリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
-
1988
- 1988-08-17 JP JP20540988A patent/JPH0255271A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04167454A (ja) * | 1990-10-31 | 1992-06-15 | Hitachi Ltd | 内燃機関用点火装置及び半導体装置の製造方法 |
| EP0930282A1 (en) * | 1998-01-16 | 1999-07-21 | Denso Corporation | Ceramic-metal junction structure and a method for manufacturing the same |
| JP2008096630A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Ricoh Co Ltd | クリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
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