JPH0337310B2 - - Google Patents
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- JPH0337310B2 JPH0337310B2 JP19758385A JP19758385A JPH0337310B2 JP H0337310 B2 JPH0337310 B2 JP H0337310B2 JP 19758385 A JP19758385 A JP 19758385A JP 19758385 A JP19758385 A JP 19758385A JP H0337310 B2 JPH0337310 B2 JP H0337310B2
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- JP
- Japan
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- aluminum nitride
- insulating substrate
- heat dissipating
- substrate
- nitride ceramic
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- Expired
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は放熱性絶縁基板、特にサイリスタなど
の電力用半導体素子と冷却フインとの間に用いら
れる放熱性絶縁基板に関する。
の電力用半導体素子と冷却フインとの間に用いら
れる放熱性絶縁基板に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
窒化アルミニウム系セラミツクスは高強度性お
よび金属なみの良放熱性と共に、電気絶縁性をも
兼ね備えているため、半導体基板等各種の部品用
材料として近年注目されており、サイリスタなど
の電力用半導体素子と冷却フインとの間の絶縁基
板としての用途もその一つである。
よび金属なみの良放熱性と共に、電気絶縁性をも
兼ね備えているため、半導体基板等各種の部品用
材料として近年注目されており、サイリスタなど
の電力用半導体素子と冷却フインとの間の絶縁基
板としての用途もその一つである。
このような絶縁基板として窒化アルミニウム系
セラミツクス基板を使用する場合、従来は図に示
すように、基板１の両面を端子２あるいは冷却フ
イン３としてのCu板で挟み、これらを圧接ネジ
等によつて圧接することにより放熱と絶縁をはか
るということが行なわれていた。なお図中符号４
は半導体素子、５は絶縁スペーサ、６は圧接圧、
７はボルト、８は押え板、９は皿バネ、１０は止
めナツト、１１は圧接ネジを示す。
セラミツクス基板を使用する場合、従来は図に示
すように、基板１の両面を端子２あるいは冷却フ
イン３としてのCu板で挟み、これらを圧接ネジ
等によつて圧接することにより放熱と絶縁をはか
るということが行なわれていた。なお図中符号４
は半導体素子、５は絶縁スペーサ、６は圧接圧、
７はボルト、８は押え板、９は皿バネ、１０は止
めナツト、１１は圧接ネジを示す。
しかしながらこの構造では窒化アルミニウム系
セラミツクス基板に一定以上の強度が要求される
ため基板の板厚を少なくとも２mm以上とる必要が
あり、そのために放熱性が損われる結果となつて
いた。またCu板との密着性が不充分で熱的抵抗
が大きくなり、同様の問題が生じる場合もあつ
た。さらに、圧接するための治具を必要とするこ
とから半導体装置全体の構造が複雑になるという
欠点もあつた。
セラミツクス基板に一定以上の強度が要求される
ため基板の板厚を少なくとも２mm以上とる必要が
あり、そのために放熱性が損われる結果となつて
いた。またCu板との密着性が不充分で熱的抵抗
が大きくなり、同様の問題が生じる場合もあつ
た。さらに、圧接するための治具を必要とするこ
とから半導体装置全体の構造が複雑になるという
欠点もあつた。
［発明の目的］
本発明者は窒化アルミニウム系セラミツクス基
板の両面にCu板を直接接合させることにより絶
縁基板の薄肉化が達成できると共に、取扱いも容
易で圧接するための治具を要しない放熱性絶縁基
板が得られることを見い出した。
板の両面にCu板を直接接合させることにより絶
縁基板の薄肉化が達成できると共に、取扱いも容
易で圧接するための治具を要しない放熱性絶縁基
板が得られることを見い出した。
本発明は以上のような知見に基づいてなされた
もので、放熱性が向上し、かつ簡略化された構造
の放熱性絶縁基板を得ることを目的とする。
もので、放熱性が向上し、かつ簡略化された構造
の放熱性絶縁基板を得ることを目的とする。
［発明の概要］
すなわち本発明の放熱性絶縁基板は、半導体素
子と冷却フインとの間に設けられる放熱性絶縁基
板において、この放熱性絶縁基板は窒化アルミニ
ウム系セラミツクス基板の両面にCu板が直接接
合されたものであることを特徴とする。
子と冷却フインとの間に設けられる放熱性絶縁基
板において、この放熱性絶縁基板は窒化アルミニ
ウム系セラミツクス基板の両面にCu板が直接接
合されたものであることを特徴とする。
本発明においては、窒化アルミニウム系セラミ
ツクス基板は窒化アルミニウム粉末に必要に応じ
て酸化イツトリウム、酸化アルミニウム、酸化カ
ルシウム等の焼結助剤を一種以上添加した粉末を
圧縮成形し、焼結したものを使用する。
ツクス基板は窒化アルミニウム粉末に必要に応じ
て酸化イツトリウム、酸化アルミニウム、酸化カ
ルシウム等の焼結助剤を一種以上添加した粉末を
圧縮成形し、焼結したものを使用する。
この窒化アルミニウム系セラミツクス基板の厚
さは特に限定されないが、薄肉のもの、たとえば
0.6〜1.5mmの板厚であつても破損することなく、
かつ絶縁機能を十分発揮できる。また接合を充分
行うため窒化アルミニウム系セラミツクス基板は
あらかじめ表面を酸化処理して用いるか、あるい
は基体中に結合剤である酸素を含有させておくこ
とが好ましい。
さは特に限定されないが、薄肉のもの、たとえば
0.6〜1.5mmの板厚であつても破損することなく、
かつ絶縁機能を十分発揮できる。また接合を充分
行うため窒化アルミニウム系セラミツクス基板は
あらかじめ表面を酸化処理して用いるか、あるい
は基体中に結合剤である酸素を含有させておくこ
とが好ましい。
窒化アルミニウム系セラミツクス基板と接合さ
せるCu板は無酸素銅あるいは酸素を100〜
2000ppm、好ましくは300〜500ppm含有するタフ
ピツチ電解銅の使用が好ましく、このCu板を窒
化アルミニウム系セラミツクス基板の両面に配置
し、1065〜1083℃に加熱することによつて放熱性
絶縁基板を製造する。
せるCu板は無酸素銅あるいは酸素を100〜
2000ppm、好ましくは300〜500ppm含有するタフ
ピツチ電解銅の使用が好ましく、このCu板を窒
化アルミニウム系セラミツクス基板の両面に配置
し、1065〜1083℃に加熱することによつて放熱性
絶縁基板を製造する。
得られる放熱性絶縁基板はネジ等により容易に
装着することができ、また両面に配置されたCu
板はこれをそのまま冷却フインまたは端子として
使用しても良いし、あるいは異素材または同素材
の冷却フイン等にCu板を接合させて用いても良
い。
装着することができ、また両面に配置されたCu
板はこれをそのまま冷却フインまたは端子として
使用しても良いし、あるいは異素材または同素材
の冷却フイン等にCu板を接合させて用いても良
い。
［発明の実施例］
次に本発明を実施例によつて説明する。
実施例
窒化アルミニウム粉末にY2O3を2wt％添加し
た混合粉末を直径100mm×厚さ２mmに成形し、
1800℃で焼結した。得られた窒化アルミニウム系
セラミツクス円板の上下面をダイヤモンド砥石で
研摩して直径80mm×厚さ１mmの平面板とした。こ
の円板の上下面に直径80mm×厚さ３mmのタフピツ
チ電解銅を挟み、窒素雰囲気中、1070℃で５分間
熱処理した。ほぼ室温まで冷却して接合状態を調
べた結果強固な接合が得られていた。
た混合粉末を直径100mm×厚さ２mmに成形し、
1800℃で焼結した。得られた窒化アルミニウム系
セラミツクス円板の上下面をダイヤモンド砥石で
研摩して直径80mm×厚さ１mmの平面板とした。こ
の円板の上下面に直径80mm×厚さ３mmのタフピツ
チ電解銅を挟み、窒素雰囲気中、1070℃で５分間
熱処理した。ほぼ室温まで冷却して接合状態を調
べた結果強固な接合が得られていた。
この基板を電力用半導体素子と冷却フインの間
に挟んで放熱性絶縁基板として使用したところ、
放熱性に優れており、半導体の高性能を維持発揮
できることがわかつた。
に挟んで放熱性絶縁基板として使用したところ、
放熱性に優れており、半導体の高性能を維持発揮
できることがわかつた。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明においては窒化ア
ルミニウム系セラミツクス基板の薄肉化が達成で
き、かつ窒化アルミニウム系セラミツクス基板と
Cu板との接合層に熱伝導を阻害するものが存在
しないので、良放熱性と高電気絶縁性を兼ね備え
た放熱性絶縁基板が得られる。
ルミニウム系セラミツクス基板の薄肉化が達成で
き、かつ窒化アルミニウム系セラミツクス基板と
Cu板との接合層に熱伝導を阻害するものが存在
しないので、良放熱性と高電気絶縁性を兼ね備え
た放熱性絶縁基板が得られる。
またCuとセラミツクスが直接接合しているた
め密着性が良く、従来のように絶縁基板とCu板
とを圧接する必要がないので、たとえば図におい
てＡで囲んだ圧接するための部分を省略すること
ができ、構造が簡略化される。
め密着性が良く、従来のように絶縁基板とCu板
とを圧接する必要がないので、たとえば図におい
てＡで囲んだ圧接するための部分を省略すること
ができ、構造が簡略化される。
図は従来のサイリスタの絶縁型冷却構造を示す
概略図である。 １……窒化アルミニウム系セラミツクス基板、
２，２……端子、３……冷却フイン、４……半導
体素子。
概略図である。 １……窒化アルミニウム系セラミツクス基板、
２，２……端子、３……冷却フイン、４……半導
体素子。
Claims (1)
- １ 半導体素子と冷却フインとの間に設けられる
放熱性絶縁基板において、この放熱性絶縁基板は
窒化アルミニウム系セラミツクス基板の両面に
Cu板が直接接合されたものであることを特徴と
する放熱性絶縁基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19758385A JPS6258664A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | 放熱性絶縁基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19758385A JPS6258664A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | 放熱性絶縁基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6258664A JPS6258664A (ja) | 1987-03-14 |
| JPH0337310B2 true JPH0337310B2 (ja) | 1991-06-05 |
Family
ID=16376900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19758385A Granted JPS6258664A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | 放熱性絶縁基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6258664A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01123352U (ja) * | 1988-02-15 | 1989-08-22 | ||
| JPH04162756A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-08 | Toshiba Corp | 半導体モジュール |
| JP2002043632A (ja) * | 2000-07-21 | 2002-02-08 | Citizen Electronics Co Ltd | 発光ダイオード |
-
1985
- 1985-09-09 JP JP19758385A patent/JPS6258664A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6258664A (ja) | 1987-03-14 |
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