JPH0645716A - 熱伝導性基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より微細で複雑な熱伝導性回路パターンを、
電気絶縁性材料により作製することを可能にした熱伝導
性基板を提供する。 【構成】 所望形状にパターニングされた良熱伝導性金
属板１と、この良熱伝導性金属板の少なくとも一方の主
面１ａに形成された窒化アルミニウム被膜３とを具備す
る熱伝導性基板４である。窒化アルミニウム被膜３は、
良熱伝導性金属板の主面１ａにアルミニウム層２を設
け、このアルミニウム層２に窒素イオンを注入すること
によって形成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファインパターン化が
可能な熱伝導性基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】窒化アルミニウム系セラミックス材料
は、高電気絶縁性を有すると共に、熱伝導性に優れるこ
とから、電子部品の搭載用基板やヒートシンク等として
実用化されている。このような窒化アルミニウム基板の
使用方法としては、所望形状の金属回路パターンを形成
して用いることが一般的である。上記金属回路パターン
は、例えば銅板等の金属板をＤＢＣ法や活性金属法（活
性金属を含むろう材によるろう付け）等により接合した
後、この金属板にエッチング処理を施してパターニング
したり、あるいは予めパターニングした銅部材等を上記
したような方法で接合する等によって形成している。

【０００３】ところで、上述したような窒化アルミニウ
ム基板に対する回路パターンの形成方法では、パターン
の微細化に限界があるという問題があった。例えば、予
めパターニングした銅板等を用いる場合においては、そ
の後の接合工程を考慮すると、その線幅は 0.3mm程度が
限界となり、十分にファインピッチ化することができな
いという問題があった。

【０００４】一方、銅板等を接合した後にエッチングで
パターニングする方法によれば、上記した方法よりは微
細なパターンが形成できるものの、銅板の片面側からし
かエッチングを行うことができないため、回路部の側面
を直線的にエッチングすることが非常に困難であるとい
う問題があった。すなわち、回路部の側面基部にダレが
発生しやすいため、線幅を狭くしたとしても、上記側面
基部のダレにより線間を狭くすることができず、 0.1mm
程度が線幅の限界であった。

【０００５】また、上述したような回路パターンの形成
方法は、いずれも板状の窒化アルミニウム基板上に、金
属部材からなる回路パターンを形成する方法であり、パ
ターン形成部材が導電性を有することとなる。これに対
して、最近の半導体分野等においては、製造技術の急速
な進歩や利用分野の拡大等に伴って、絶縁基板等の個々
の部品に対しても多様化が求められており、例えば高熱
伝導性の窒化アルミニウム基板自体をファインパターン
化することが要求されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の回路パターンの形成方法では、実質的に形成可能な線
幅や線間に限界があり、十分に微細化したパターンを形
成することが困難であると共に、窒化アルミニウム自体
をパターン化することはできず、個々の部品の多様化へ
の対応が不十分であった。このようなことから、より狭
小な線幅および線間を有する回路パターンを、電気絶縁
性および高熱伝導性を有する絶縁材料自体で正確に形成
することが求められている。

【０００７】本発明は、このような課題に対処してなさ
れたもので、より微細で複雑な熱伝導性回路パターン
を、電気絶縁性材料により作製することを可能にした熱
伝導性基板を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の熱伝導性基板
は、所望形状にパターニングされた良熱伝導性金属板
と、この良熱伝導性金属板の少なくとも一方の主面に設
けられたアルミニウム層に、窒素イオンを注入すること
により形成された窒化アルミニウム被膜とを具備するこ
とを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明の熱伝導性基板においては、予めエッチ
ング処理等によりパターニングした金属板を支持体とし
て用いているため、より微細で複雑な回路パターンを正
確に再現することができ、かつ、この金属板上に設けら
れたアルミニウム層に窒素イオンを注入することにより
窒化アルミニウム被膜を形成しているため、電気絶縁性
と高熱伝導性の双方を満足させることが可能となる。こ
のように、本発明の熱伝導性基板は、微細な回路パター
ンの再現が可能な電気絶縁性基板である。また、アルミ
ニウム層への窒素イオン注入により形成した窒化アルミ
ニウム被膜は、通常のＣＶＤ法等による被膜に比べて、
金属板に強固に接合されるため、信頼性の高い熱伝導性
基板が得られる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。

【００１１】図１および図２は、本発明の一実施例の熱
伝導性基板の製造工程を示す図である。まず、図１
（ａ）に示すように、良熱伝導性金属材料を用いた金属
板１を、エッチング処理等により所望形状にパターニン
グする。上記金属板１の構成材料は特に限定されるもの
ではなく、熱伝導性に優れるものであれば種々の金属材
料を用いることができる。代表的な例としては、銅や銅
合金等の銅系部材が挙げられる。

【００１２】上記金属板１は、熱伝導性基板のベースと
なるものである。金属板１をベースとして用いることに
より、例えば線幅 0.1mm以下、線間0.15mm以下程度のフ
ァインパターンを安定して作製することができる。

【００１３】次に、図１（ｂ）および図２（ａ）に示す
ように、上記金属板１の少なくとも一方の主面１ａにAl
層２を形成する。このAl層２の形成方法としては、蒸着
法やスパッタリング法、あるいは電界または無電界メッ
キ法等、種々の薄膜形成方法を適用することができる。

【００１４】この後、図２（ｂ）に示すように、金属板
１上のAl層２に、イオン注入法によって窒素イオンを均
一に注入する。

【００１５】上記したAl層２に対する窒素イオンの注入
（イオンビームミキシング）によって、図１（ｃ）およ
び図２（ｃ）に示すように、金属板１の主面１ａ上に A
lN被膜３が形成される。この AlN被膜３は、電気絶縁性
と高熱伝導性とを併せ持つものであり、またベースとな
る金属板１自体も良熱伝導性を有しているため、目的と
する電気絶縁性を有し、かつファインパターン化された
熱伝導性基板４が得られる。

【００１６】上記した熱伝導性基板４の製造方法に基い
て、最小線幅 0.1mmにパターニングした厚さ0.05mmの銅
板１上に、蒸着法によって厚さ 500nmのAl層２を形成し
た後、このAl層２に 1×10¹⁸ion/cm² の量の窒素イオン
を注入したところ、良好なAlN被膜３が形成されている
ことを確認した。

【００１７】また、本発明との比較として、同様な銅板
１上にＣＶＤ法により同じ厚さのAlN膜を形成し、上記
実施例による AlN被膜３と、ＣＶＤ法による AlN膜それ
ぞれの銅板１に対する密着性を測定したところ、実施例
による AlN被膜３は良好な値を示したのに対して、比較
例による AlN膜は密着性に劣るものであった。

【００１８】上述した実施例の熱伝導性基板４は、予め
エッチング等によりパターニングした金属板１をベース
としているため、ファインピッチのパターンを容易に形
成することが可能であると共に、金属板１の表面にAl層
２の形成および N⁺ イオンの注入により AlN被膜３を形
成しているため、電気絶縁性を有する熱伝導回路を単体
で形成することが可能となる。また、金属板１をベース
としているため、この金属板１の厚さによっては熱伝導
性基板４に可撓性を持たせることができる。

【００１９】なお、上記実施例においては、金属板１の
一方の主面１ａに AlN被膜３を形成した熱伝導性基板(A
lN/Cu)４について説明したが、金属板の両主面に AlN被
膜を形成した熱伝導性基板(AlN/Cu/AlN)とすることも可
能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱伝導性
基板によれば、電気絶縁性を有すると共に、ファインパ
ターン化が可能な熱伝導性回路を、単体として提供する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の熱伝導性基板の製造工程の
要部を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例の熱伝導性基板の製造工程の
要部を示す断面図である。

【符号の説明】

１……良熱伝導性金属板 ２……Al層 ３……AlN 被膜 ４……熱伝導性基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所望形状にパターニングされた良熱伝導
   性金属板と、 この良熱伝導性金属板の少なくとも一方の主面に設けら
   れたアルミニウム層に窒素イオンを注入することにより
   形成された窒化アルミニウム被膜とを具備することを特
   徴とする熱伝導性基板。