JPH0671055B2 - 集積回路用パッケージ - Google Patents
集積回路用パッケージInfo
- Publication number
- JPH0671055B2 JPH0671055B2 JP8137890A JP8137890A JPH0671055B2 JP H0671055 B2 JPH0671055 B2 JP H0671055B2 JP 8137890 A JP8137890 A JP 8137890A JP 8137890 A JP8137890 A JP 8137890A JP H0671055 B2 JPH0671055 B2 JP H0671055B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- package
- aluminum nitride
- copper
- integrated circuit
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、窒化アルミニウム基板上に、半導体素子が搭
載される集積回路用パッケージに関するものである。
載される集積回路用パッケージに関するものである。
（従来の技術） 従来、集積回路の高密度化により、その発熱量が増加し
たため、パッケージ材料としても熱放散性を良好にする
必要があり、高熱伝導性の窒化アルミニウムを使用する
ことが提案されている。また、集積回路用パッケージで
は、基板に放熱板（ヒートシンク）を取り付けて熱放散
を行っている。
たため、パッケージ材料としても熱放散性を良好にする
必要があり、高熱伝導性の窒化アルミニウムを使用する
ことが提案されている。また、集積回路用パッケージで
は、基板に放熱板（ヒートシンク）を取り付けて熱放散
を行っている。
即ち、第２図に示すようにAlN基板１にAg−Cuろう材５
によって銅製放熱板３をろう付けしている。
によって銅製放熱板３をろう付けしている。
（発明が解決しようとする課題） しかし、Ag−Cuろう材、例えばAg:78％:Cu:28％のろう
材の融点は780℃であり、現実にろう付けを行う際の温
度は800〜900℃である。従って、このような高温ではAl
N基板１と銅製放熱板３との熱膨張差が大きくなり、AlN
基板内部に大きな残留応力が生じ、AlN基板にクラック
４が発生する。このため、製品の歩留が低下し、AlN基
板１と銅製放熱板３との間の接合の信頼性も低下してい
た。
材の融点は780℃であり、現実にろう付けを行う際の温
度は800〜900℃である。従って、このような高温ではAl
N基板１と銅製放熱板３との熱膨張差が大きくなり、AlN
基板内部に大きな残留応力が生じ、AlN基板にクラック
４が発生する。このため、製品の歩留が低下し、AlN基
板１と銅製放熱板３との間の接合の信頼性も低下してい
た。
本発明の課題は、AlN基板と銅性放熱板とをろう付けす
る際のAlN基板の残留応力を小さくし、クラック発生を
防止できるような集積回路用パッケージを提供すること
である。
る際のAlN基板の残留応力を小さくし、クラック発生を
防止できるような集積回路用パッケージを提供すること
である。
（課題を解決するための手段） 本発明は、窒化アルミニウム基板にろう材を介して銅性
放熱板を取り付けた集積回路用パッケージにおいて、熱
膨張率が窒化アルミニウムと銅との間にある材料からな
る緩衝層を前記窒化アルミニウム基板と前記銅製放熱板
との間に設けたことを特徴とする集積回路用パッケージ
に係るものである。
放熱板を取り付けた集積回路用パッケージにおいて、熱
膨張率が窒化アルミニウムと銅との間にある材料からな
る緩衝層を前記窒化アルミニウム基板と前記銅製放熱板
との間に設けたことを特徴とする集積回路用パッケージ
に係るものである。
（実施例） 第１図はAlN基板１に銅製放熱板３を接合した状態を示
す、本発明の一実施例による断面図である。
す、本発明の一実施例による断面図である。
即ち、AlN基板１の上側表面及び下側表面にMo−Mnメタ
ライズ層6,9を設け、Mo−Mnメタライズ層６の表面には
順次Niメッキ７、Auメッキ８を施してある。また、Mo−
Mnメタライズ層９の表面にはNiろう材10、Ag−Cuろう材
11によってMo又はCu−Ｗからなる緩衝層２を取り付け、
更に緩衝層２と銅製放熱板３との間もAg−Cuろう材12に
よってろう付けしている。Niろう材10、Ag−Cuろう材1
1,12、緩衝層２、銅製放熱板３の露出面を、Niメッキ層
13、Auメッキ層14で覆う。
ライズ層6,9を設け、Mo−Mnメタライズ層６の表面には
順次Niメッキ７、Auメッキ８を施してある。また、Mo−
Mnメタライズ層９の表面にはNiろう材10、Ag−Cuろう材
11によってMo又はCu−Ｗからなる緩衝層２を取り付け、
更に緩衝層２と銅製放熱板３との間もAg−Cuろう材12に
よってろう付けしている。Niろう材10、Ag−Cuろう材1
1,12、緩衝層２、銅製放熱板３の露出面を、Niメッキ層
13、Auメッキ層14で覆う。
ここで、各材料の熱膨張率は以下の通りである。
（X10-6deg-1） AlN 4.5 銅 17.0 Mo 5.1 Cu−Ｗ合金 （W90％） 6.5 （W85％） 7.0 （W80％） 8.5 このように、AlN基板１と銅製放熱板３との間にMo又はC
u−Ｗからなる緩衝層２を設けると、Ag−Cuろう材のろ
う付け工程を行ってもAlN基板１にクラックが発生しな
くなったのである。この理由は、熱膨張差に起因するAl
N基板１内の残留応力が緩衝層２によって分散され、低
減されたからであると考えられる。
u−Ｗからなる緩衝層２を設けると、Ag−Cuろう材のろ
う付け工程を行ってもAlN基板１にクラックが発生しな
くなったのである。この理由は、熱膨張差に起因するAl
N基板１内の残留応力が緩衝層２によって分散され、低
減されたからであると考えられる。
AlN基板１の厚さは0.5〜2.0mmとするのが好ましい。緩
衝層２の厚さは0.1〜2.0mmとするのが好ましく、0.5〜2
mmとすると更に好ましい。銅製放熱板３の厚さは３〜10
mmとするのが好ましい。Ag−Cuろう材11,12の厚さは50
〜80μｍとするのが好ましい。また、メタライズ層６、
９の厚さは10〜20μｍとするのが好ましく、Niメッキ層
７、13、Auメッキ層８、14の厚さは共に１〜４μｍとす
るのが好ましい。
衝層２の厚さは0.1〜2.0mmとするのが好ましく、0.5〜2
mmとすると更に好ましい。銅製放熱板３の厚さは３〜10
mmとするのが好ましい。Ag−Cuろう材11,12の厚さは50
〜80μｍとするのが好ましい。また、メタライズ層６、
９の厚さは10〜20μｍとするのが好ましく、Niメッキ層
７、13、Auメッキ層８、14の厚さは共に１〜４μｍとす
るのが好ましい。
更に具体的な実施例について述べる。通例の方法に従
い、第１図に示すパッケージ及び比較例のパッケージを
作成した。但し、AlN基板１の厚さは0.5mm、緩衝層２の
厚さは0.2mm、銅製放熱板３の厚さは5mmとし、Ag−Cuろ
う付け時の加熱温度は850℃とした。また、比較例にお
いては、第１図のパッケージから緩衝層２を除き、Niろ
う層10、Ag−Cuメッキ層11によって銅製放熱板３を取り
付けた。
い、第１図に示すパッケージ及び比較例のパッケージを
作成した。但し、AlN基板１の厚さは0.5mm、緩衝層２の
厚さは0.2mm、銅製放熱板３の厚さは5mmとし、Ag−Cuろ
う付け時の加熱温度は850℃とした。また、比較例にお
いては、第１図のパッケージから緩衝層２を除き、Niろ
う層10、Ag−Cuメッキ層11によって銅製放熱板３を取り
付けた。
このようにして、実施例及び比較例のパッケージをそれ
ぞれ100箇毎作成し、目視によって外観上のクラックの
有無を検査したところ、第１図に示す接合構造のパッケ
ージではAlN基板１にクラックが発生しなかったのに対
し、比較例のパッケージのうち90箇にクラックが発生し
た。
ぞれ100箇毎作成し、目視によって外観上のクラックの
有無を検査したところ、第１図に示す接合構造のパッケ
ージではAlN基板１にクラックが発生しなかったのに対
し、比較例のパッケージのうち90箇にクラックが発生し
た。
（発明の効果） 本発明に係る集積回路用パッケージによれば、熱膨張率
が窒化アルミニウムと銅との間にある材料からなる緩衝
層を窒化アルミニウム基板と銅製放熱板との間に設けた
ので、ろう付け工程において、窒化アルミニウム基板と
銅製放熱板との間の熱膨張差に起因する残留応力を緩衝
層へと分散させ、低減することができる。従って、窒化
アルミニウム基板にクラックが発生するのを防止し、製
品の歩留を向上させることができる。
が窒化アルミニウムと銅との間にある材料からなる緩衝
層を窒化アルミニウム基板と銅製放熱板との間に設けた
ので、ろう付け工程において、窒化アルミニウム基板と
銅製放熱板との間の熱膨張差に起因する残留応力を緩衝
層へと分散させ、低減することができる。従って、窒化
アルミニウム基板にクラックが発生するのを防止し、製
品の歩留を向上させることができる。
第１図は本発明の実施例による窒化アルミニウム基板と
銅製放熱板との接合状態を示す断面図、 第２図は従来例による窒化アルミニウム基板と銅製放熱
板との接合状態を示す断面図である。 １……窒化アルミニウム基板 ２……緩衝層、３……銅製放熱板 ４……クラック、５、11、12……Ag−Cuろう材 ６、９……Mo−Mnメタライズ層 ７、13……Niメッキ層 ８、14……Auメッキ層
銅製放熱板との接合状態を示す断面図、 第２図は従来例による窒化アルミニウム基板と銅製放熱
板との接合状態を示す断面図である。 １……窒化アルミニウム基板 ２……緩衝層、３……銅製放熱板 ４……クラック、５、11、12……Ag−Cuろう材 ６、９……Mo−Mnメタライズ層 ７、13……Niメッキ層 ８、14……Auメッキ層
Claims (1)
- 【請求項１】窒化アルミニウム基板にろう材を介して銅
製放熱板を取り付けた集積回路用パッケージにおいて、
熱膨張率が窒化アルミニウムと銅との間にある材料から
なる緩衝層を前記窒化アルミニウム基板と前記銅製放熱
板との間に設けたことを特徴とする集積回路用パッケー
ジ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8137890A JPH0671055B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 集積回路用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8137890A JPH0671055B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 集積回路用パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03283553A JPH03283553A (ja) | 1991-12-13 |
| JPH0671055B2 true JPH0671055B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=13744641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8137890A Expired - Lifetime JPH0671055B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 集積回路用パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0671055B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2838625B2 (ja) * | 1992-09-08 | 1998-12-16 | 株式会社日立製作所 | 半導体モジュール |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP8137890A patent/JPH0671055B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03283553A (ja) | 1991-12-13 |
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Legal Events
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