JPH0563108B2 - - Google Patents

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JPH0563108B2
JPH0563108B2 JP63299726A JP29972688A JPH0563108B2 JP H0563108 B2 JPH0563108 B2 JP H0563108B2 JP 63299726 A JP63299726 A JP 63299726A JP 29972688 A JP29972688 A JP 29972688A JP H0563108 B2 JPH0563108 B2 JP H0563108B2
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JP
Japan
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alumina
weight
coating layer
substrate
copper alloy
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP63299726A
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English (en)
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JPH02148790A (ja
Inventor
Motonobu Shibata
Kazuji Kotani
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明はベース金属に直接セラミツクの絶縁層
を形成してなる放熱特性に優れた電気回路用基板
およびその製造方法に関するものである。 (従来の技術) 従来、ハイブリツドIC用の基板としてアルミ
ナ基板が知られている。しかしながら、近年高集
積化、ハイパワー化したハイブリツドIC用の基
板として、従来のアルミナ基板よりも熱伝導特性
の良好なものが望まれている。 その一例として、第3図にその断面を示しよう
に、銅等のベース金属11上にアルミナ等のセラ
ミツク材料をプラズマ溶射してセラミツク絶縁層
12を形成した溶射基板が知られている。 (発明が解決しようとする課題) 第3図に示す構造の溶射基板は、熱伝導性およ
び耐熱性が良好であり、大型化や加工が容易とな
る利点はあるものの、ベース金属11とセラミツ
ク絶縁層12とが強固な結合をしていないため、
密着強度が充分に得られない問題がつた。特に、
ハイブリツドICを使用する際顕著である基板に
対して高温と低温の繰り返し条件が与えられるヒ
ートサイクルにより、ベース金属11とセラミツ
ク絶縁層12とがはく離しやすくなる問題があつ
た。 本発明の目的は上述した課題を解消して、ベー
ス金属と絶縁層であるアルミナコーテイング層と
が強固に密着して熱的なヒートサイクルでも境界
面がはく離しない放熱特性に優れた電気回路用基
板およびその製造方法を提供しようとするもので
ある。 (課題を解決するための手段) 本発明の電気回路用基板は、少なくともAlを
0.2〜12.0重量%、Beを0.01〜2.0重量%含有した
銅合金を熱処理することによりその表面に生成し
たアルミナウイスカー層と、このアルミナウイス
カー層の上に形成したアルミナコーテイング層と
からなることを特徴とするものである。 また、本発明の電気回路用基板の製造方法は、
少なくともAlを0.2〜12.0重量%、Beを0.01〜2.0
重量%含有した銅合金より成る基板を500〜900℃
で10分間以上熱処理することにより基板表面にア
ルミナウイスカー層に生成させ、そのアルミナウ
イスカー層上にアルミナを50μm以上被覆するこ
とを特徴とするものである。 (作用) 上述した構成において、少なくとも所定量の
Al、Beを含む銅合金を熱処理好ましくは500〜
900℃で10分間以上の熱処理をすることにより、
銅合金基板の表面にアルミナウイスカー層を生成
させ、その上に例えばアルミナのプラズマ溶射に
より好ましくは50μm以上のアルミナコーテイン
グ層を設けている。そのため、第1図a,bに断
面図およびそのA部の拡大図を示すように、基板
表面に生成したアルミナウイスカー層3がくさび
の役目をして、銅合金からなるベース金属1と絶
縁体であるアルミナコーテイング層2との間で強
固な密着を達成することができ、熱的なヒートサ
イクルを受けても境界面がはく離しない。なお、
プラズマ溶射によるアルミナコーテイング層の表
面上に、ゾルゲル法によるアルミナコーテイング
を行えば、被覆層の表面の平滑性がさらによくな
り、耐電圧により優れた電気回路用基板を得るこ
とができる。 なお、本発明において、銅合金中に含まれる
Alの含有量を0.2〜12.0重量%と限定する理由は、
0.2重量%未満であると熱処理で充分なアルミナ
ウイスカー生成できないとともに、12.0重量%を
越えると合金材の加工性が極端に悪化するためで
ある。Beの含有量を0.01〜2.0重量%と限定する
理由は、0.01重量%未満では合金材の強度が低く
なるとともに、2.0重量%を越えると合金材の加
工性が悪化するためである。 また、ベース金属を形成する銅合金中に必要に
応じてZn0〜10.0重量%、Co0〜2.0重量%添加す
ることが可能である。Znの添加は合金材の強度
を向上させるが10重量%を越えると合金材の加工
性が悪化するとともに、Coの添加は合金材の強
度を向上させるが2重量%を越えると加工性が悪
くなる。 熱処理条件は銅合金基板表面上にアルミナウイ
スカーが生成する500〜900℃で10分間以上の条件
が好ましい。この条件において、500℃10分間未
満ではアルミナウイスカーを生成しないととも
に、900℃以上ではアルミナウイスカーの生成が
急激なため基材とアルミナウイスカーとが充分に
密着しない。 プラズマ溶射等により形成するアルミナコーテ
イング層の厚さは50μm未満では充分な絶縁性能
を得られないおそれがあるため、50μm以上であ
ると好ましい。また、このアルミナコーテイング
層をプラズマ溶射により形成した場合は表面が粗
くなるため、必要に応じてアルミナのゾルゲル法
によるコート層をその上に形成すると、さらに絶
縁性能を良好にすることができる。 (実施例) 以下、実際の例について説明する。 実施例 まず、基体となる金属として、真空溶解炉中に
て第1表に示す所定の組成に調合した銅合金を溶
解しインゴツトを作つた。得られたインゴツトを
熱間圧延加工後冷間圧延加工と焼鈍を繰り返すこ
とにより約50×50×2mmの板を作製して試験用基
材とした。 得られた試験用基材に対し500℃、30分間の熱
処理を行ない表面にアルミナウイスカーを生成さ
せた後、プラズマ溶射法により約100μmのアル
ミナコーテイングを行ない基板とした。 特性を評価するため、500℃の電気炉中に自動
で基板を出し入れする装置を使用して、得られた
基板に対してヒートサイクル試験を行なつた。ヒ
ートサイクル試験の条件は500℃、15分間と室温
15分間との1000サイクルとし、試験後の試験体の
表面状態を観察した。また、圧延加工時の割れの
有・無も加工中に観察した。結果を第1表に示
す。
【表】
【表】 第1表の結果から、銅合金中にAlを0.2重量%
以上含有しないと、充分な密着性が得られないと
ともに、Alを12.0重量%、Beを2.0重量%よりも
多く含有すると、圧延加工時に割れが発生し製品
化が難しいことがわかつた。また、AlおよびBe
の含有率が本発明の範囲内であれば、Zn、Coを
含有しても良好な特性の基板を得ることができる
こともわかつた。 次に、熱処理条件の影響を調べるため、Al2.0
重量%、Be1.0重量%、残部銅からなる基材に対
して第2表に示す熱処理条件で熱処理を実施して
アルミナウイスカーを生成させた後、プラズマ溶
射法により100μmのアルミナコーテイングを行
ない基板を作製し、この基板に対して前記と同様
のヒートサイクル試験を実施した。結果を第2票
に示す。
【表】 第2表の結果から、熱処理温度は400℃以下で
は充分なアルミナウイスカーが生成せずヒートサ
イクル試験ではく離してしまうとともに、900℃
を越えるとアルミナウイスカーの生長が大き過ぎ
てはく離してしまうことがわかつた。また、熱処
理時間が10分未満では充分なアルミナウイスカー
の生成ができず、はく離が生じることもわかつ
た。 次に、アルミナコーテイング層の厚さと耐電圧
との関係を調べるため、Al2.0重量%、Be1.0重量
%、残部銅からなる銅合金基材に対し500℃、30
分間の熱処理を行ない表面にアルミナウイスカー
を生成させた後、プラズマ溶射法によりアルミナ
コーテイング層の厚さを変えて基板を作製し、得
られた基板に対して耐電圧を測定した。同時に、
各基板のアルミナコーテイング層上に、ゾルゲル
法によるアルミナコーテイング層を設けた基板に
ついても、同様に耐電圧を測定した。結果を第2
図に示す。 第2図の結果から、アルミナコーテイング層の
厚さは耐電圧と比例関係にあり、50μm未満では
耐電圧は500V以下となるため、50μmが一般に使
用できる下限である。また、アルミナコーテイン
グ層上にゾルゲル法によるアルミナコーテイング
層を設けると耐電圧が向上することもわかつた。 (発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明の電気
回路用基板およびその製造方法によれば、銅合金
よりなるベース金属上に設けたアルミナウイスカ
ー層がアルミナコーテイング層に対してくさびの
役目をするため、銅合金からなるベース金属とア
ルミナコーテイング層との間で強固な密着を達成
することができ、熱的なヒートサイクルを受けて
も銅合金とアルミナ絶縁層との境界面がはく離し
ない電気回路用基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bはそれぞれ本発明の電気回路用基
板の一例の模式的な構成を示す断面図およびその
A部の部分拡大図、第2図は本発明の基板におけ
るアルミナコーテイング層の厚さと耐電圧の関係
を示すグラフ、第3図は従来の電気回路用基板の
一例の模式的な構成を示す断面図である。 1……ベース金属、2……アルミナコーテイン
グ層、3……アルミナウイスカー層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくともAlを0.2〜12.0重量%、Beを0.01
    〜2.0重量%含有した銅合金を熱処理することに
    よりその表面に生成したアルミナウイスカー層
    と、このアルミナウイスカー層の上に形成したア
    ルミナコーテイング層とからなることを特徴とす
    る電気回路用基板。 2 少なくともAlを0.2〜12.0重量%、Beを0.01
    〜2.0重量%含有した銅合金より成る基板を500〜
    900℃で10分間以上熱処理することにより基板表
    面にアルミナウイスカー層を生成させ、そのアル
    ミナウイスカー層上にアルミナを50μm以上被覆
    することを特徴とする電気回路用基板の製造方
    法。
JP63299726A 1988-11-29 1988-11-29 電気回路用基板およびその製造方法 Granted JPH02148790A (ja)

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JPH02148790A JPH02148790A (ja) 1990-06-07
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JP2012099782A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 放熱基板

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