JPH05291444A - 放熱基板 - Google Patents
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- JPH05291444A JPH05291444A JP4093048A JP9304892A JPH05291444A JP H05291444 A JPH05291444 A JP H05291444A JP 4093048 A JP4093048 A JP 4093048A JP 9304892 A JP9304892 A JP 9304892A JP H05291444 A JPH05291444 A JP H05291444A
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、ＬＳＩチップの作動時の熱歪みを
有効に防止できるとともに熱伝導特性に優れた放熱基板
を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、上記目的を達成するため、室温〜
４００℃の温度条件下で２００〜２０００Ｗ／ｍ・ｋの
熱伝導率を有する複数の高熱伝導性材２および４と、そ
の高熱伝導性材２および４の間に介在され、周期律表第
４ａ〜７ａ族の金属およびそれらの金属の炭化物のうち
の少なくとも１種類とＡｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少
なくとも１種類とを主成分とするロウ材３とを備えてい
る。
有効に防止できるとともに熱伝導特性に優れた放熱基板
を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、上記目的を達成するため、室温〜
４００℃の温度条件下で２００〜２０００Ｗ／ｍ・ｋの
熱伝導率を有する複数の高熱伝導性材２および４と、そ
の高熱伝導性材２および４の間に介在され、周期律表第
４ａ〜７ａ族の金属およびそれらの金属の炭化物のうち
の少なくとも１種類とＡｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少
なくとも１種類とを主成分とするロウ材３とを備えてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、放熱基板に関し、特
に、その表面上に半導体素子が取付けられる放熱基板に
関する。
に、その表面上に半導体素子が取付けられる放熱基板に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＳＩパッケージなどの半導体素
子を搭載した電子部品が知られている。図２は、従来の
一般的なＬＳＩパッケージを示した断面図である。図２
を参照して、従来のＬＳＩパッケージは、パッケージ１
１と、パッケージ１１内に設置された放熱基板１２と、
放熱基板１２の表面上に接合層１３を介して取付けられ
たＬＳＩチップ１４と、パッケージ１１の内部および外
部に跨がって形成されたリードフレーム１５と、リード
フレーム１５のパッケージ１１内の部分とＬＳＩチップ
１４の電極（図示せず）とを電気的に接続するためのボ
ンディングワイヤ１６とを備えている。ＬＳＩチップ１
４の材料としては、ＳｉやＧａＡｓなどが用いられてい
る。放熱基板１２の材料としては、Ａｌ2 Ｏ3 が多く用
いられている。
子を搭載した電子部品が知られている。図２は、従来の
一般的なＬＳＩパッケージを示した断面図である。図２
を参照して、従来のＬＳＩパッケージは、パッケージ１
１と、パッケージ１１内に設置された放熱基板１２と、
放熱基板１２の表面上に接合層１３を介して取付けられ
たＬＳＩチップ１４と、パッケージ１１の内部および外
部に跨がって形成されたリードフレーム１５と、リード
フレーム１５のパッケージ１１内の部分とＬＳＩチップ
１４の電極（図示せず）とを電気的に接続するためのボ
ンディングワイヤ１６とを備えている。ＬＳＩチップ１
４の材料としては、ＳｉやＧａＡｓなどが用いられてい
る。放熱基板１２の材料としては、Ａｌ2 Ｏ3 が多く用
いられている。
【０００３】ここで、最近ではＬＳＩの高性能化や高密
度実装化に伴う発熱量の増大が問題となっており、この
対策としてＡｌＮやＳｉＣなどの熱伝導特性に優れた材
料を放熱基板１２として用いる傾向が強くなっている。
度実装化に伴う発熱量の増大が問題となっており、この
対策としてＡｌＮやＳｉＣなどの熱伝導特性に優れた材
料を放熱基板１２として用いる傾向が強くなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来で
は、ＬＳＩの発熱量の増大を改善するためＡｌＮやＳｉ
Ｃなどを放熱基板１２の材料として用いる提案がなされ
ている。
は、ＬＳＩの発熱量の増大を改善するためＡｌＮやＳｉ
Ｃなどを放熱基板１２の材料として用いる提案がなされ
ている。
【０００５】しかしながら、ＡｌＮやＳｉＣなどは熱伝
導特性に優れるため放熱特性は改善されるが、以下のよ
うな問題点が新たに生じる。
導特性に優れるため放熱特性は改善されるが、以下のよ
うな問題点が新たに生じる。
【０００６】すなわち、ＡｌＮやＳｉＣなどは、搭載さ
れるＬＳＩチップ１４とは熱膨脹率が異なる。このた
め、このような材料からなる放熱基板１２上にＬＳＩチ
ップ１４を搭載した場合に、ＬＳＩチップ１４が作動し
て温度上昇すると、ＬＳＩチップ１４と放熱基板１２と
の間に大きな熱歪みが生じるという不都合があった。こ
の結果、ＬＳＩチップが正常に動作しなかったり、ＬＳ
Ｉチップ１４の動作寿命が短くなるという問題点があっ
た。このように、従来では、放熱特性を改善するために
ＡｌＮやＳｉＣなどを放熱基板１２として用いた場合に
は、熱歪みを生じるという問題点があり、放熱特性およ
び熱応力（熱歪み）特性の両方を満足する放熱基板を提
供することは困難であった。
れるＬＳＩチップ１４とは熱膨脹率が異なる。このた
め、このような材料からなる放熱基板１２上にＬＳＩチ
ップ１４を搭載した場合に、ＬＳＩチップ１４が作動し
て温度上昇すると、ＬＳＩチップ１４と放熱基板１２と
の間に大きな熱歪みが生じるという不都合があった。こ
の結果、ＬＳＩチップが正常に動作しなかったり、ＬＳ
Ｉチップ１４の動作寿命が短くなるという問題点があっ
た。このように、従来では、放熱特性を改善するために
ＡｌＮやＳｉＣなどを放熱基板１２として用いた場合に
は、熱歪みを生じるという問題点があり、放熱特性およ
び熱応力（熱歪み）特性の両方を満足する放熱基板を提
供することは困難であった。
【０００７】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、良好な放熱特性のみならず良好
な熱歪み特性をも得ることが可能な放熱基板を提供する
ことを目的とする。
ためになされたもので、良好な放熱特性のみならず良好
な熱歪み特性をも得ることが可能な放熱基板を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１における放熱基
板は、室温〜４００℃の温度条件下で２００〜２０００
Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有する複数の高熱伝導性材と、
複数の高熱伝導性材間に介在され、周期律表第４ａ〜７
ａ族の金属およびそれらの金属の炭化物のうちの少なく
とも１種類とＡｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少なくとも
１種類とを主成分とするロウ材とを備えている。
板は、室温〜４００℃の温度条件下で２００〜２０００
Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有する複数の高熱伝導性材と、
複数の高熱伝導性材間に介在され、周期律表第４ａ〜７
ａ族の金属およびそれらの金属の炭化物のうちの少なく
とも１種類とＡｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少なくとも
１種類とを主成分とするロウ材とを備えている。
【０００９】
【作用】請求項１に係る放熱基板では、室温〜４００℃
の温度条件下で２００〜２０００Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率
を有する複数の高熱伝導性材熱伝導性材間に、周期律表
第４ａ〜７ａ族の金属およびそれらの金属の炭化物のう
ちの少なくとも１種類とＡｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの
少なくとも１種類とを主成分とするロウ材が介在される
ので、その高熱伝導性材とロウ材との組合せによってそ
れら全体によって構成される放熱基板の熱膨張率が容易
にＬＳＩチップの熱膨脹率に適合される。また、上記の
構成を有するロウ材は熱伝導特性にも優れているため、
高熱伝導性材と組合せられた場合に全体として良好な熱
伝導率が得られる。
の温度条件下で２００〜２０００Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率
を有する複数の高熱伝導性材熱伝導性材間に、周期律表
第４ａ〜７ａ族の金属およびそれらの金属の炭化物のう
ちの少なくとも１種類とＡｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの
少なくとも１種類とを主成分とするロウ材が介在される
ので、その高熱伝導性材とロウ材との組合せによってそ
れら全体によって構成される放熱基板の熱膨張率が容易
にＬＳＩチップの熱膨脹率に適合される。また、上記の
構成を有するロウ材は熱伝導特性にも優れているため、
高熱伝導性材と組合せられた場合に全体として良好な熱
伝導率が得られる。
【００１０】
【実施例】まず、実施例を説明する前に、本発明の本質
について説明する。図１は、本発明のＬＳＩパッケージ
を示した断面図である。図１を参照して、本発明のＬＳ
Ｉパッケージは、パッケージ１と、パッケージ１内に固
定的に設置された高熱伝導性材料２と、高熱伝導性材料
２上に形成されたロウ材３と、ロウ材３上に形成された
高熱伝導性材料４と、高熱伝導性材料４上の所定領域に
接合層５を介して取付けられたＬＳＩチップ６と、パッ
ケージ１の内部と外部に跨がって形成されたリードフレ
ーム７と、リードフレーム７のパッケージ１内の部分と
ＬＳＩチップ６の電極部分（図示せず）とを電気的に接
続するためのボンディングワイヤ８とを備えている。高
熱伝導性材料２と、ロウ材３と、高熱伝導性材料４とに
よって、本発明の放熱基板が構成されている。
について説明する。図１は、本発明のＬＳＩパッケージ
を示した断面図である。図１を参照して、本発明のＬＳ
Ｉパッケージは、パッケージ１と、パッケージ１内に固
定的に設置された高熱伝導性材料２と、高熱伝導性材料
２上に形成されたロウ材３と、ロウ材３上に形成された
高熱伝導性材料４と、高熱伝導性材料４上の所定領域に
接合層５を介して取付けられたＬＳＩチップ６と、パッ
ケージ１の内部と外部に跨がって形成されたリードフレ
ーム７と、リードフレーム７のパッケージ１内の部分と
ＬＳＩチップ６の電極部分（図示せず）とを電気的に接
続するためのボンディングワイヤ８とを備えている。高
熱伝導性材料２と、ロウ材３と、高熱伝導性材料４とに
よって、本発明の放熱基板が構成されている。
【００１１】高熱伝導性材料２および４としては、室温
〜４００℃の熱伝導率が２００〜２０００Ｗ／ｍ・ｋで
ある材料を用いる。すなわち、高熱伝導性材料２および
４としては、ＡｌＮ焼結体、ＳｉＣ焼結体、ダイヤモン
ド、又は立方晶窒化硼素を主成分とする焼結体などを用
いる。
〜４００℃の熱伝導率が２００〜２０００Ｗ／ｍ・ｋで
ある材料を用いる。すなわち、高熱伝導性材料２および
４としては、ＡｌＮ焼結体、ＳｉＣ焼結体、ダイヤモン
ド、又は立方晶窒化硼素を主成分とする焼結体などを用
いる。
【００１２】また、ロウ材３としては、周期律表第４ａ
〜７ａ族の金属およびこれらの炭化物のうちの少なくと
も１種類と、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少なくとも
１種類とを主成分とするものを用いる。
〜７ａ族の金属およびこれらの炭化物のうちの少なくと
も１種類と、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少なくとも
１種類とを主成分とするものを用いる。
【００１３】高熱伝導性材料２および４として用いる材
料のうち、特に低圧気相法により合成された薄板状多結
晶ダイヤモンドは、熱伝導率が他の材料に比べて極めて
高くかつ低コストで量産できるため、高熱伝導性材料２
および４として最も好ましい。
料のうち、特に低圧気相法により合成された薄板状多結
晶ダイヤモンドは、熱伝導率が他の材料に比べて極めて
高くかつ低コストで量産できるため、高熱伝導性材料２
および４として最も好ましい。
【００１４】このような多結晶ダイヤモンドの合成方法
としては、熱電子放射やプラズマ放電を利用して原料ガ
スの分解および励起を生じさせる方法または、燃焼炎を
用いた成膜方法など公知のあらゆる低圧気相法の適用が
可能である。原料ガスとしては、たとえば、メタン・エ
タン・プロパンなどの炭化水素類、メタノール・エタノ
ールなどのアルコール類、およびエステル類などの有機
炭素化合物と、水素とを主成分とする混合ガスを用いる
のが一般的である。また、これら以外に、アルゴンなど
の不活性ガス、酸素、一酸化炭素または水などもダイヤ
モンドの合成反応やその特性を疎外しない範囲であれ
ば、原料中に含有されていてもよい。
としては、熱電子放射やプラズマ放電を利用して原料ガ
スの分解および励起を生じさせる方法または、燃焼炎を
用いた成膜方法など公知のあらゆる低圧気相法の適用が
可能である。原料ガスとしては、たとえば、メタン・エ
タン・プロパンなどの炭化水素類、メタノール・エタノ
ールなどのアルコール類、およびエステル類などの有機
炭素化合物と、水素とを主成分とする混合ガスを用いる
のが一般的である。また、これら以外に、アルゴンなど
の不活性ガス、酸素、一酸化炭素または水などもダイヤ
モンドの合成反応やその特性を疎外しない範囲であれ
ば、原料中に含有されていてもよい。
【００１５】また、多結晶ダイヤモンドは、室温〜４０
０℃の範囲内での熱伝導率が５００〜２０００Ｗ／ｍ・
ｋの範囲内にすることが必要である。これは、従来の放
熱基板の放熱特性以上の性能を満たすために必要な条件
である。なお、上記熱伝導率の上限である２０００Ｗ／
ｍ・ｋは、現在の技術で達成し得るレベルを示している
だけであり、より高い熱伝導率を持つものができればよ
り望ましい。また、多結晶ダイヤモンドを高熱伝導性材
料２および４として用いる場合の厚みは、搭載するＬＳ
Ｉチップ６の種類やロウ材３の仕様などによっても異な
るが、０．１〜１ｍｍの範囲とするのが一般的である。
すなわち、０．１ｍｍよりも薄い場合はロウ付接合時の
変形や強度の問題が生じるおそれがあり、１ｍｍよりも
厚い場合は、コスト的な面で問題があるとともに小型化
の要請に反するためである。
０℃の範囲内での熱伝導率が５００〜２０００Ｗ／ｍ・
ｋの範囲内にすることが必要である。これは、従来の放
熱基板の放熱特性以上の性能を満たすために必要な条件
である。なお、上記熱伝導率の上限である２０００Ｗ／
ｍ・ｋは、現在の技術で達成し得るレベルを示している
だけであり、より高い熱伝導率を持つものができればよ
り望ましい。また、多結晶ダイヤモンドを高熱伝導性材
料２および４として用いる場合の厚みは、搭載するＬＳ
Ｉチップ６の種類やロウ材３の仕様などによっても異な
るが、０．１〜１ｍｍの範囲とするのが一般的である。
すなわち、０．１ｍｍよりも薄い場合はロウ付接合時の
変形や強度の問題が生じるおそれがあり、１ｍｍよりも
厚い場合は、コスト的な面で問題があるとともに小型化
の要請に反するためである。
【００１６】次に、高熱伝導性材料２および４を接合す
るためのロウ材３は、上記したように、周期律表第４ａ
〜７ａ族の金属およびこれらの炭化物のうちの１種類
と、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少なくとも１種類と
を主成分とするものを用いる。これにより、高熱伝導性
材料２および４を高い強度で接合することができる。特
に、周期律表第４ａ〜７ａ族の金属およびこれらの炭化
物の少なくとも１種類以上のロウ材３中での含有率が、
０．５〜１０容量％であるものは、接合強度の点から好
ましい。
るためのロウ材３は、上記したように、周期律表第４ａ
〜７ａ族の金属およびこれらの炭化物のうちの１種類
と、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少なくとも１種類と
を主成分とするものを用いる。これにより、高熱伝導性
材料２および４を高い強度で接合することができる。特
に、周期律表第４ａ〜７ａ族の金属およびこれらの炭化
物の少なくとも１種類以上のロウ材３中での含有率が、
０．５〜１０容量％であるものは、接合強度の点から好
ましい。
【００１７】また、上記組成を有するロウ材３は、それ
自体の熱伝導率が比較的良好なため、高熱伝導性材料２
および４と接合されて最終的に形成される放熱基板
（２、３、４）の放熱特性を損なうこともない。
自体の熱伝導率が比較的良好なため、高熱伝導性材料２
および４と接合されて最終的に形成される放熱基板
（２、３、４）の放熱特性を損なうこともない。
【００１８】このように、本発明では、高熱伝導性材料
２および４の間にロウ材３を介在させてそれらの組合せ
によって放熱基板を構成する。これにより、高熱伝導性
材料２および４とロウ材３とのそれぞれの材質と厚みと
を制御することにより、放熱基板全体の熱膨脹率を搭載
するＬＳＩチップ６の熱膨脹率に合致したものとするこ
とができる。この結果、従来問題であった熱歪みを有効
に防止できるとともに、熱伝導特性をも良好な放熱基板
を得ることができる。
２および４の間にロウ材３を介在させてそれらの組合せ
によって放熱基板を構成する。これにより、高熱伝導性
材料２および４とロウ材３とのそれぞれの材質と厚みと
を制御することにより、放熱基板全体の熱膨脹率を搭載
するＬＳＩチップ６の熱膨脹率に合致したものとするこ
とができる。この結果、従来問題であった熱歪みを有効
に防止できるとともに、熱伝導特性をも良好な放熱基板
を得ることができる。
【００１９】上記のような本発明の本質に基づき、その
効果を確認するために以下のような実施例を行なった。
効果を確認するために以下のような実施例を行なった。
【００２０】（実施例１）マイクロ波プラズマＣＶＤ法
により、２５ｍｍ角のＳｉ基板上に多結晶ダイヤモンド
を２０時間合成した。この合成は以下の条件により行な
った。
により、２５ｍｍ角のＳｉ基板上に多結晶ダイヤモンド
を２０時間合成した。この合成は以下の条件により行な
った。
【００２１】 原料ガス（流量） ：Ｈ2 ２００ ｓｃｃｍ ＣＨ4 ７ ｓｃｃｍ ガス圧力 ：８０ Ｔｏｒｒ マイクロ波発振出力 ：６００ Ｗ 上記のような条件で多結晶ダイヤモンドを合成した後、
回収したＳｉ基板の上面にはその厚みが０．２ｍｍの多
結晶ダイヤモンドが被覆されていた。この多結晶ダイヤ
モンド被覆Ｓｉ基板を弗硝酸に浸漬してＳｉ基板のみを
溶解除去することによって、その厚みが０．２ｍｍの多
結晶ダイヤモンド板を回収した。
回収したＳｉ基板の上面にはその厚みが０．２ｍｍの多
結晶ダイヤモンドが被覆されていた。この多結晶ダイヤ
モンド被覆Ｓｉ基板を弗硝酸に浸漬してＳｉ基板のみを
溶解除去することによって、その厚みが０．２ｍｍの多
結晶ダイヤモンド板を回収した。
【００２２】この回収した多結晶ダイヤモンド板２枚を
その厚みが５０ｍｍのＡｕ−Ｃｕ−Ｔｉ合金（Ａｕ：５
０容量％、Ｃｕ：４５容量％、Ｔｉ：５容量％）製のロ
ウ材箔で接合を行なった。最終的な厚みが０．４５ｍｍ
の放熱基板（Ａ）についてその性能評価を行なった。
その厚みが５０ｍｍのＡｕ−Ｃｕ−Ｔｉ合金（Ａｕ：５
０容量％、Ｃｕ：４５容量％、Ｔｉ：５容量％）製のロ
ウ材箔で接合を行なった。最終的な厚みが０．４５ｍｍ
の放熱基板（Ａ）についてその性能評価を行なった。
【００２３】比較例として、その厚みが０．４５ｍｍの
多結晶ダイヤモンド単体（Ｂ）、ＡｌＮ焼結体（Ｃ）に
ついても性能評価を行なった。
多結晶ダイヤモンド単体（Ｂ）、ＡｌＮ焼結体（Ｃ）に
ついても性能評価を行なった。
【００２４】性能評価としては、まず各放熱基板（Ａ、
Ｂ、Ｃ）の室温から４００℃までの熱膨張係数の測定を
行なった。また、各放熱基板（Ａ、Ｂ、Ｃ）に１５ｍｍ
角のＧａＡｓ製のＬＳＩチップを搭載して熱衝撃テスト
と熱抵抗測定を行なった。熱衝撃テストと熱抵抗測定の
評価条件は以下のとおりである。
Ｂ、Ｃ）の室温から４００℃までの熱膨張係数の測定を
行なった。また、各放熱基板（Ａ、Ｂ、Ｃ）に１５ｍｍ
角のＧａＡｓ製のＬＳＩチップを搭載して熱衝撃テスト
と熱抵抗測定を行なった。熱衝撃テストと熱抵抗測定の
評価条件は以下のとおりである。
【００２５】〈熱衝撃テスト〉１２５℃と−５５℃に温
度設定された有機溶剤（フロリナート）中に、上記のＬ
ＳＩチップを搭載した放熱基板を交互に繰返し１００回
浸漬してＬＳＩチップの損傷状態を観察した。
度設定された有機溶剤（フロリナート）中に、上記のＬ
ＳＩチップを搭載した放熱基板を交互に繰返し１００回
浸漬してＬＳＩチップの損傷状態を観察した。
【００２６】上記の性能評価の結果を以下の表１に示
す。
す。
【００２７】
【表１】
【００２８】上記表１を参照して、本発明の放熱基板
（Ａ）は、ＧａＡｓ製のＬＳＩチップとの熱膨脹差が少
なく、従来の放熱基板で生じていた熱歪みが生じにくい
とともに、良好な放熱特性を示すことが分かる。
（Ａ）は、ＧａＡｓ製のＬＳＩチップとの熱膨脹差が少
なく、従来の放熱基板で生じていた熱歪みが生じにくい
とともに、良好な放熱特性を示すことが分かる。
【００２９】（実施例２）以下の表２に示す高熱伝導性
材料同士を表２に記載したロウ材によって接合し多層放
熱基板を作成した。これらの多層放熱基板のそれぞれに
１８ｍｍ角のＳｉ製のＬＳＩチップを搭載して性能評価
を行なった。性能評価としては、実施例１と同様の熱衝
撃テストおよび熱抵抗測定を行なった。その性能評価結
果を表２に示す。
材料同士を表２に記載したロウ材によって接合し多層放
熱基板を作成した。これらの多層放熱基板のそれぞれに
１８ｍｍ角のＳｉ製のＬＳＩチップを搭載して性能評価
を行なった。性能評価としては、実施例１と同様の熱衝
撃テストおよび熱抵抗測定を行なった。その性能評価結
果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】上記表２を参照して、本発明の放熱基板
（Ｄ）および（Ｆ）は、Ｓｉ製のＬＳＩチップとの熱膨
張差が少く、従来のもので生じる熱歪みが生じ難いとと
もに、良好な放熱特性を示すことが分かる。
（Ｄ）および（Ｆ）は、Ｓｉ製のＬＳＩチップとの熱膨
張差が少く、従来のもので生じる熱歪みが生じ難いとと
もに、良好な放熱特性を示すことが分かる。
【００３２】比較例としての放熱基板（Ｅ）および
（Ｇ）は、接合後の熱膨脹率が大きいため、熱衝撃テス
トで亀裂が発生したものと思われる。また、比較例
（Ｈ）は、多結晶ダイヤモンドの厚さが薄すぎたため、
ロウ付時に亀裂が発生したものと思われる。また、比較
例（Ｉ）は、接合用のロウ材が厚すぎたため、熱衝撃テ
ストにおいて亀裂が発生するとともに放熱基板全体とし
ての熱伝導率および熱膨脹係数が悪化したものと思われ
る。
（Ｇ）は、接合後の熱膨脹率が大きいため、熱衝撃テス
トで亀裂が発生したものと思われる。また、比較例
（Ｈ）は、多結晶ダイヤモンドの厚さが薄すぎたため、
ロウ付時に亀裂が発生したものと思われる。また、比較
例（Ｉ）は、接合用のロウ材が厚すぎたため、熱衝撃テ
ストにおいて亀裂が発生するとともに放熱基板全体とし
ての熱伝導率および熱膨脹係数が悪化したものと思われ
る。
【００３３】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、室温〜４
００℃の温度条件下で２００〜２０００Ｗ／ｍ・ｋの熱
伝導率を有する複数の高熱伝導性材間に、周期律表第４
ａ〜７ａ族の金属およびそれらの金属の炭化物のうちの
少なくとも１種類とＡｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少な
くとも１種類とを主成分とするロウ材を介在させること
によって、高熱伝導性材およびロウ材のそれぞれの厚み
と材質とを制御することにより放熱基板全体としての熱
膨張係数を容易に搭載されるＬＳＩチップの熱膨脹率に
合致したものとすることができる。また、上記した組成
を有するロウ材は比較的熱伝導特性が良好なため、高熱
伝導性材と組合されて最終的に放熱基板が形成された場
合にその放熱基板の熱伝導特性を劣化させることもな
い。この結果、従来問題であったＬＳＩチップの作動時
の熱歪みを有効に防止することができるとともに、熱伝
導特性にも優れた放熱基板を提供することができる。
００℃の温度条件下で２００〜２０００Ｗ／ｍ・ｋの熱
伝導率を有する複数の高熱伝導性材間に、周期律表第４
ａ〜７ａ族の金属およびそれらの金属の炭化物のうちの
少なくとも１種類とＡｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少な
くとも１種類とを主成分とするロウ材を介在させること
によって、高熱伝導性材およびロウ材のそれぞれの厚み
と材質とを制御することにより放熱基板全体としての熱
膨張係数を容易に搭載されるＬＳＩチップの熱膨脹率に
合致したものとすることができる。また、上記した組成
を有するロウ材は比較的熱伝導特性が良好なため、高熱
伝導性材と組合されて最終的に放熱基板が形成された場
合にその放熱基板の熱伝導特性を劣化させることもな
い。この結果、従来問題であったＬＳＩチップの作動時
の熱歪みを有効に防止することができるとともに、熱伝
導特性にも優れた放熱基板を提供することができる。
【図１】本発明のＬＳＩパッケージを示した断面図であ
る。
る。
【図２】従来の一般的なＬＳＩパッケージを示した断面
図である。
図である。
１：パッケージ ２：高熱伝導性材料 ３：ロウ材 ４：高熱伝導性材料 ５：接合層 ６：ＬＳＩチップ ７：リードフレーム ８：ボンディングワイヤ
Claims (4)
- 【請求項１】 室温〜４００℃の温度条件下で２００〜
２０００Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率を有する複数の高熱伝導
性材と、 前記複数の高熱伝導性材間に介在され、周期律表第４ａ
〜７ａ族の金属および前記金属の炭化物のうちの少なく
とも１種類と、Ａｕ、ＡｇおよびＣｕのうちの少なくと
も１種類とを主成分とするロウ材とを備えた、放熱基
板。 - 【請求項２】 前記複数の高熱伝導性材と、前記ロウ材
とを組合せた全体の熱伝導率が１００〜１０００Ｗ／ｍ
・ｋである、請求項１に記載の放熱基板。 - 【請求項３】 前記複数の高熱伝導性材と、前記ロウ材
とを組合せた全体の熱膨脹率が４×１０-6〜６×１０-6
／℃である、請求項１および２に記載の放熱基板。 - 【請求項４】 前記周期律表第４ａ〜７ａ族の金属およ
び前記金属の炭化物のうちの少なくとも１種類の前記ロ
ウ材中での含有率は、０．５〜１０容量％である、請求
項１〜３に記載の放熱基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4093048A JPH05291444A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | 放熱基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4093048A JPH05291444A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | 放熱基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291444A true JPH05291444A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=14071629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4093048A Withdrawn JPH05291444A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | 放熱基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05291444A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6270848B1 (en) | 1997-02-06 | 2001-08-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Heat sink material for use with semiconductor component and method for fabricating the same, and semiconductor package using the same |
-
1992
- 1992-04-13 JP JP4093048A patent/JPH05291444A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6270848B1 (en) | 1997-02-06 | 2001-08-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Heat sink material for use with semiconductor component and method for fabricating the same, and semiconductor package using the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |