JPH061787B2 - 半導体装置用基板 - Google Patents
半導体装置用基板Info
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- JPH061787B2 JPH061787B2 JP58175603A JP17560383A JPH061787B2 JP H061787 B2 JPH061787 B2 JP H061787B2 JP 58175603 A JP58175603 A JP 58175603A JP 17560383 A JP17560383 A JP 17560383A JP H061787 B2 JPH061787 B2 JP H061787B2
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- semiconductor element
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- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
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- H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
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- H01L2924/01029—Copper [Cu]
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- H01L2924/06—Polymers
- H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
- H01L2924/07802—Adhesive characteristics other than chemical not being an ohmic electrical conductor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Die Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 この発明は半導体素子から発生する熱を有効に放熱する
ことのできる半導体装置用基板に関するものである。
ことのできる半導体装置用基板に関するものである。
従来、一般に半導体素子はロウ付け、または接着用ペー
スト材を用いて基板上に接着固定されている。
スト材を用いて基板上に接着固定されている。
このため、基板に要求される特性としては、半導体素子
であるSiやGaAsと熱膨張が一致することが重要な要件で
あったが、近年半導体素子の高密度化や高電力化が進む
につれて、半導体素子に発生するジュール熱を有効に除
去するための放熱特性（熱伝導特性）もまた非常に重要
な因子となってきている。
であるSiやGaAsと熱膨張が一致することが重要な要件で
あったが、近年半導体素子の高密度化や高電力化が進む
につれて、半導体素子に発生するジュール熱を有効に除
去するための放熱特性（熱伝導特性）もまた非常に重要
な因子となってきている。
このため、半導体素子が小型で基板との熱膨張係数の差
により生ずる応力が小さい場合には、基板として銅また
は銅合金が用いられることが多かった。
により生ずる応力が小さい場合には、基板として銅また
は銅合金が用いられることが多かった。
これに対して半導体素子が大型化すると、基板との熱膨
張係数の差により生ずる応力が大きくなり、半導体素子
の基板からの剥離や破壊が生じやすくなるのである。
張係数の差により生ずる応力が大きくなり、半導体素子
の基板からの剥離や破壊が生じやすくなるのである。
そこで基板の熱膨張係数を半導体素子の熱膨張係数（例
えばSi:4.0×10-6cm／cm℃、Ga,As:6.7×10-6cm／cm
℃）に近似させ、なおかつ熱導伝導度を向上させるため
に、コバール（２９％Ni−17％Co−Fe）、42−アロイ
（42％Ni−Fe）などの低熱膨張合金を中心材料として、
その両面に銅を被覆した三層複合合金条が提案され、一
部で使用されている。
えばSi:4.0×10-6cm／cm℃、Ga,As:6.7×10-6cm／cm
℃）に近似させ、なおかつ熱導伝導度を向上させるため
に、コバール（２９％Ni−17％Co−Fe）、42−アロイ
（42％Ni−Fe）などの低熱膨張合金を中心材料として、
その両面に銅を被覆した三層複合合金条が提案され、一
部で使用されている。
しかしながら、この金属条では条の長手方向の熱導伝導
電率は銅の被覆比率に応じて著しく改善されるが、特に
熱放散性の点で重要な条の板厚方向の熱伝導率はあまり
改善されず、従ってその実用範囲が限定されていた。
電率は銅の被覆比率に応じて著しく改善されるが、特に
熱放散性の点で重要な条の板厚方向の熱伝導率はあまり
改善されず、従ってその実用範囲が限定されていた。
この発明は上記のような従来の基板の欠点を改善するた
めになされたものであり、焼結体の中間層として鉄系網
状材を用いることにより、基板の板厚方向の熱伝導特性
を向上させ、半導体素子より生ずるジュール熱の放散を
スムーズにした半導体装置用基板を提供することを目的
とするものである。
めになされたものであり、焼結体の中間層として鉄系網
状材を用いることにより、基板の板厚方向の熱伝導特性
を向上させ、半導体素子より生ずるジュール熱の放散を
スムーズにした半導体装置用基板を提供することを目的
とするものである。
即ちこの発明の基板は第１図（Ｉ）、（II）にその構造
を示すように、銅または銅合金焼結体２の中間層１を鉄
−ニッケル合金で形成した網状材であってニッケル含有
率が20〜60重量％で網状材の開口面積が搭載する半導体
素子よりも小さいものを30vol％用いて構成し、基板の
平面方向の熱膨張係数が10×10-6／℃以下であり、か
つ、基板の板厚方向の熱伝導度が0.2cal／cm・sec・℃以
上の基板である。
を示すように、銅または銅合金焼結体２の中間層１を鉄
−ニッケル合金で形成した網状材であってニッケル含有
率が20〜60重量％で網状材の開口面積が搭載する半導体
素子よりも小さいものを30vol％用いて構成し、基板の
平面方向の熱膨張係数が10×10-6／℃以下であり、か
つ、基板の板厚方向の熱伝導度が0.2cal／cm・sec・℃以
上の基板である。
この発明において基板として焼結体を用いたのは、圧接
方法では工業的製造が困難であること、および圧接後に
ウイスカーのまわりにポアーが生じてこの発明の目的と
する板厚方向の高熱伝導を達成できないためである。ま
たこの他の理由としては、この発明になる基板の使用目
的が半導体素子搭載用であり、実際の使用に際しては、
複雑な形状となることもあるのでこの点をも考慮したも
のである。
方法では工業的製造が困難であること、および圧接後に
ウイスカーのまわりにポアーが生じてこの発明の目的と
する板厚方向の高熱伝導を達成できないためである。ま
たこの他の理由としては、この発明になる基板の使用目
的が半導体素子搭載用であり、実際の使用に際しては、
複雑な形状となることもあるのでこの点をも考慮したも
のである。
また焼結体中の中間層として単一もしくは複数の鉄−ニ
ッケル合金からなる網状材の占める割合を体積比で30％
以上、さらに網状材を構成する鉄−ニッケル合金中のニ
ッケル含有量を20〜60重量％とするのは、これらの範囲
外ではこの発明で目的とする基板の熱膨張係数が10.0×
10-6cm／cm℃以下とならないためである。
ッケル合金からなる網状材の占める割合を体積比で30％
以上、さらに網状材を構成する鉄−ニッケル合金中のニ
ッケル含有量を20〜60重量％とするのは、これらの範囲
外ではこの発明で目的とする基板の熱膨張係数が10.0×
10-6cm／cm℃以下とならないためである。
また鉄−ニッケル合金よりなる網状材の開口面積を搭載
する半導体素子より小さくしているのは、半導体素子接
合部のミクロ的な熱膨張の整合性をも改善するためであ
る。
する半導体素子より小さくしているのは、半導体素子接
合部のミクロ的な熱膨張の整合性をも改善するためであ
る。
さらに網状材の平面を焼結体の少なくとも一面に平行に
なるように配置するのは、半導体素子搭載における重要
な熱膨張が、ペレット平面方向にあるためである。
なるように配置するのは、半導体素子搭載における重要
な熱膨張が、ペレット平面方向にあるためである。
また半導体素子の取付を考慮して、基板の該素子取付端
面にはAu、Ag、Cu、Ni半田メッキ等を施すことは何ら差し
支えない。
面にはAu、Ag、Cu、Ni半田メッキ等を施すことは何ら差し
支えない。
以下この発明を実施例により説明する。
実施例 36％ニッケル−鉄合金（アンバー）よりなる線材を用い
て200メッシュの網状材を形成した。
て200メッシュの網状材を形成した。
一方焼結材としては−250メッシュのCu粉末を圧縮成形
用金型キャビティに初期充填し、タッピングを施したの
ち、上記網状材をパンチ面に平行に配置した。その後こ
の上に再びCu粉末の充填を行ないタッピング後圧縮成形
を行なった。
用金型キャビティに初期充填し、タッピングを施したの
ち、上記網状材をパンチ面に平行に配置した。その後こ
の上に再びCu粉末の充填を行ないタッピング後圧縮成形
を行なった。
次いでこの圧縮成形体を800〜900℃で焼結した。
かくして得られた焼結体について熱膨張係数および熱伝
導度の測定を行なったところ、前者については第２図、
後者については第３図の結果が得られ、この焼結体が半
導体装置用基板として熱膨張係数および熱放散性の双方
ともに良好であることが認められた。
導度の測定を行なったところ、前者については第２図、
後者については第３図の結果が得られ、この焼結体が半
導体装置用基板として熱膨張係数および熱放散性の双方
ともに良好であることが認められた。
第１図（Ｉ）はこの発明の半導体装置用基板の平面図、
第１図（II）は第１図のＡ−Ａ線断面図、第２図はこの
発明の半導体装置用基板の熱膨張係数を示すグラフ、第
３図は同じく熱伝導度を示すグラフである。
第１図（II）は第１図のＡ−Ａ線断面図、第２図はこの
発明の半導体装置用基板の熱膨張係数を示すグラフ、第
３図は同じく熱伝導度を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】銅あるいは銅合金の焼結体よりなり、中間
層として単一もしくは複数の鉄−ニッケル合金からなる
網状材を設けた半導体装置用基板であって、該中間層は
該基板の平面と平行な方向に該基板の30vol％以上を占
めて配設されており、該中間層を構成している該網状体
としてその開口面積が搭載する半導体素子よりも小さ
く、そのニッケル含有量が20〜60重量％である鉄−ニッ
ケル合金からなる網状材を用いた該基板としての平面方
向の熱膨張係数が10×10-6／℃以下であり、かつその板
厚方向の熱伝導度が0.2cal／cm・sec・℃以上であること
を特徴とする半導体装置用基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175603A JPH061787B2 (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 半導体装置用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175603A JPH061787B2 (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 半導体装置用基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065537A JPS6065537A (ja) | 1985-04-15 |
| JPH061787B2 true JPH061787B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=15998975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58175603A Expired - Lifetime JPH061787B2 (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 半導体装置用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061787B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4894293A (en) * | 1988-03-10 | 1990-01-16 | Texas Instruments Incorporated | Circuit system, a composite metal material for use therein, and a method for making the material |
| JPH02198147A (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-06 | Omron Tateisi Electron Co | Ｉｃパッケージ |
| JP2001102701A (ja) * | 1999-09-28 | 2001-04-13 | Kyocera Corp | 配線基板 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55127044A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-01 | Hitachi Ltd | Electric circuit substrate and its manufacture |
| US4283464A (en) * | 1979-05-08 | 1981-08-11 | Norman Hascoe | Prefabricated composite metallic heat-transmitting plate unit |
-
1983
- 1983-09-20 JP JP58175603A patent/JPH061787B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6065537A (ja) | 1985-04-15 |
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