JPS58101442A - 電気的装置用基板 - Google Patents
電気的装置用基板Info
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- JPS58101442A JPS58101442A JP56200644A JP20064481A JPS58101442A JP S58101442 A JPS58101442 A JP S58101442A JP 56200644 A JP56200644 A JP 56200644A JP 20064481 A JP20064481 A JP 20064481A JP S58101442 A JPS58101442 A JP S58101442A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な電気的装置用基板に係シ、特に金属ペー
ストや接着用ガラスとの密着性Kiすれた5tct主成
分とするセラ建ツク基板を用い喪中導体装置用基板に関
する。
ストや接着用ガラスとの密着性Kiすれた5tct主成
分とするセラ建ツク基板を用い喪中導体装置用基板に関
する。
高熱伝導・電気絶縁性8iCセラミツク基板(特R@5
6−66086号)は現在主流であるアル建す基板に比
べて軽量で強度が強く、熱膨張係数は約1/2で8iの
それに近いなどの特徴がTo)、特に熱伝導率はAtと
同等で放熱性に優れるため、各種の8i半導体素子を実
装する半導体装置用基板として好適である。
6−66086号)は現在主流であるアル建す基板に比
べて軽量で強度が強く、熱膨張係数は約1/2で8iの
それに近いなどの特徴がTo)、特に熱伝導率はAtと
同等で放熱性に優れるため、各種の8i半導体素子を実
装する半導体装置用基板として好適である。
ところで半導体装置用基板には、8量素子のロク接や導
体回路を形成するため、通常はAu。
体回路を形成するため、通常はAu。
hg、Cuなど市販のガラス7リツト混合導体ペースト
によってメタライズが行われている。ま九パッケージ用
基板の場合は、上述したメタライズの他に基板上にリー
ドフレームのガラス接着やA40m磁器蓋のガラス封止
がなされる。
によってメタライズが行われている。ま九パッケージ用
基板の場合は、上述したメタライズの他に基板上にリー
ドフレームのガラス接着やA40m磁器蓋のガラス封止
がなされる。
しかしながら、81Cセラミツク基板は、一般KPM金
属及び溶融ガラスとの濡れが悪<、シたがって基板との
密着強度の大きい導体ペーストによるメタライズやガラ
ス接着が得にくいのが難点で番った。
属及び溶融ガラスとの濡れが悪<、シたがって基板との
密着強度の大きい導体ペーストによるメタライズやガラ
ス接着が得にくいのが難点で番った。
本発明の目的は、ガラスフリット混合導体べ=スト及び
カラスシール用のソルダガラスに対して*固な密着強度
を有する電気的装置用基板を提供することにある。
カラスシール用のソルダガラスに対して*固な密着強度
を有する電気的装置用基板を提供することにある。
本発明の特徴は、非酸化−系セラミック基体上にガラス
と反応する薄層を設け、この薄層上にガラス層を設は良
電気的装置用基板にある。これらの膜によって導体ペー
スト及びソルダガラスとの−れが改善され、密着強度の
強いメタライズ及びガラス接合が得られる。
と反応する薄層を設け、この薄層上にガラス層を設は良
電気的装置用基板にある。これらの膜によって導体ペー
スト及びソルダガラスとの−れが改善され、密着強度の
強いメタライズ及びガラス接合が得られる。
非酸化物系セラミック焼結体としては、室温の熱膨張率
が81のそれに近似していて、室温の熱伝導率がα2
Clit/a11・1iKl ・l:’以上、%にα4
caL/i・戴・C以上を有するものが好ましい。熱膨
張率は4 X 10−@/C以下が好ましい。
が81のそれに近似していて、室温の熱伝導率がα2
Clit/a11・1iKl ・l:’以上、%にα4
caL/i・戴・C以上を有するものが好ましい。熱膨
張率は4 X 10−@/C以下が好ましい。
非酸化物系セラミック焼結体は炭化物、窒化物が使用で
1.bが、特に少量のペリ9クムを含む炭化ケイ素を主
成分とする電気絶縁性焼結体が好ましい、ベリリワムは
金属又はその化合物として酸化物、炭化物が使用され、
ペリリクム0.1〜3.5重量%が好ましい。窒化ケイ
素、窒化アルミニワムが好ましい。
1.bが、特に少量のペリ9クムを含む炭化ケイ素を主
成分とする電気絶縁性焼結体が好ましい、ベリリワムは
金属又はその化合物として酸化物、炭化物が使用され、
ペリリクム0.1〜3.5重量%が好ましい。窒化ケイ
素、窒化アルミニワムが好ましい。
ガラスと反応する薄層は酸化物層又は酸化層が好ましい
。炭化ケイ素を主成分とする焼結体に対しては、その酸
化処理によって形成させ九旧o。
。炭化ケイ素を主成分とする焼結体に対しては、その酸
化処理によって形成させ九旧o。
皮膜が好ましい。
以下、本発明になる基板を図面を用いて説明する。本発
明基板は第1図に示すように、非酸化物第七ラミック焼
結体として、8iC質セ9ミック基体1と、皺基体表面
に形成され次ガラスと反応する薄膜として、8口り層2
と、峡Slow層を被覆するガラス層3とを具備する。
明基板は第1図に示すように、非酸化物第七ラミック焼
結体として、8iC質セ9ミック基体1と、皺基体表面
に形成され次ガラスと反応する薄膜として、8口り層2
と、峡Slow層を被覆するガラス層3とを具備する。
本発明の8iC質セラミック基体1は、衡い熱伝導率及
び電気抵抗率を有する13e又はBe化合物の111以
上を含有した相対密度が90%以上の緻密な焼結体であ
る。
び電気抵抗率を有する13e又はBe化合物の111以
上を含有した相対密度が90%以上の緻密な焼結体であ
る。
本発明におφてはSiCセッンツク基体l上に、例えば
熱酸化法やcvn、PVD法など公知の技術によシ基体
との密着性にすぐれたf9i0.層2が形成される。さ
らに、このSin、層2を介して基体1と熱膨張係数が
近似したガラス層3を被覆す上にガラス層Stm着性良
く接合することができる。8iCセラミック基体lは熱
膨張係数が40〜45 X l (V’/CでToり、
し九がって被覆ガラスは熱膨張係数が25〜60 X
1 G−/C,好ましくは35〜45 X 10−’/
Cのものを用いることかで龜る。被覆カラスの熱膨張係
数は、ガラスと基体及びガラス層上にロワ付される8i
*子との間の熱膨張差を小さくシ、ガラス層及び実装後
のSi素子に残留歪を生じさせず、これらの強度低下を
防止するには25〜60X10’/l:’が好ましい、
81C焼結体の相対密[1−90%以上の緻密質な基体
を得、さらに電気抵抗率101Ω国以上の絶縁基板を得
るには、Beα05重量%以上のBOXはBe化合物が
好ましい。81C焼結体の熱膨張率t45X10−’/
l:’以下とし、Si素子との熱膨張差を小さくするた
めKFiB@5重量%のBe又は13e化合物が好まし
い。
熱酸化法やcvn、PVD法など公知の技術によシ基体
との密着性にすぐれたf9i0.層2が形成される。さ
らに、このSin、層2を介して基体1と熱膨張係数が
近似したガラス層3を被覆す上にガラス層Stm着性良
く接合することができる。8iCセラミック基体lは熱
膨張係数が40〜45 X l (V’/CでToり、
し九がって被覆ガラスは熱膨張係数が25〜60 X
1 G−/C,好ましくは35〜45 X 10−’/
Cのものを用いることかで龜る。被覆カラスの熱膨張係
数は、ガラスと基体及びガラス層上にロワ付される8i
*子との間の熱膨張差を小さくシ、ガラス層及び実装後
のSi素子に残留歪を生じさせず、これらの強度低下を
防止するには25〜60X10’/l:’が好ましい、
81C焼結体の相対密[1−90%以上の緻密質な基体
を得、さらに電気抵抗率101Ω国以上の絶縁基板を得
るには、Beα05重量%以上のBOXはBe化合物が
好ましい。81C焼結体の熱膨張率t45X10−’/
l:’以下とし、Si素子との熱膨張差を小さくするた
めKFiB@5重量%のBe又は13e化合物が好まし
い。
本発明では、非酸化物系セラずツク基体に形成するガラ
スと反応する薄層の厚さは被覆ガラスとの濶れの点から
0゜05μm以上が好ましく、さらに好ましくはα1〜
3μmでめる。被覆ガラス層の厚さは熱伝導性の点から
α5■以下が好ましいが、さらに好ましくはα05〜α
3■である。
スと反応する薄層の厚さは被覆ガラスとの濶れの点から
0゜05μm以上が好ましく、さらに好ましくはα1〜
3μmでめる。被覆ガラス層の厚さは熱伝導性の点から
α5■以下が好ましいが、さらに好ましくはα05〜α
3■である。
本発明の基板は表面に滑らかで平坦性の良い被覆ガラス
層があるため導体ペースト塗布時のにじみがなく、また
焼付後の導体ペーストの密着強度も高い。ガラス層には
ムU1人tなどの金属の蒸着が可能で6〕、有機接着材
の使用賜可能である。
層があるため導体ペースト塗布時のにじみがなく、また
焼付後の導体ペーストの密着強度も高い。ガラス層には
ムU1人tなどの金属の蒸着が可能で6〕、有機接着材
の使用賜可能である。
ガラス層は基板の電気絶縁性をよ)一層高める効果4あ
る。特に、5ict−主成分とする焼結体からなる基板
はその熱膨張係数がSi素子のそれに近いため、熱j1
1脹係数の大きい従来のアルイナ基板を使用しt場合に
比べて冥装できるSi素子の大蓋化が可能であル、さら
に基板は熱伝導性にすぐれて−るので半導体パワーモジ
ュールや大規模な集積回路などの熱放散性が要求される
分野での使用に好適である。
る。特に、5ict−主成分とする焼結体からなる基板
はその熱膨張係数がSi素子のそれに近いため、熱j1
1脹係数の大きい従来のアルイナ基板を使用しt場合に
比べて冥装できるSi素子の大蓋化が可能であル、さら
に基板は熱伝導性にすぐれて−るので半導体パワーモジ
ュールや大規模な集積回路などの熱放散性が要求される
分野での使用に好適である。
纂1図は、本発明の電気的装置用基板のWIfr向図で
ある。基体1の全面に8402層2を設け、その上にガ
ラス層3會徽覆したもの、第2図に示す如く基体表面K
SiO,層2及びカラス層3を局部的、部分的に被覆し
たもの及び第3図に示す如く基体lを多層構造にするこ
ともできる。
ある。基体1の全面に8402層2を設け、その上にガ
ラス層3會徽覆したもの、第2図に示す如く基体表面K
SiO,層2及びカラス層3を局部的、部分的に被覆し
たもの及び第3図に示す如く基体lを多層構造にするこ
ともできる。
実施例
B e Ol−2重量%(B@量α72重量%)を含有
し、残部がSiCからなる祖対書[99%以上の緻密な
焼結体からなる基体をスチーム酸素中で1.200Cに
て酸化処理を行い、膜厚α6μmO熱酸化810g層を
形成させた0次に基体酸化膜上にホワケイ酸系のパイレ
ックスガラス(I城硝子(株ト製品コードム774G)
の微粉末會遠心沈降法により沈積させ良後、パイレック
スガラスの軟化点以上に加熱して、基体熱酸化S口り層
上に膜厚αl■で平滑かつガラス光沢表面を有する無気
孔質のガラス層を付着させた。この8iC焼結体は室温
で10”#−am以上の抵抗率、&5X1G″4/Cの
熱膨張率、Q、7C1t/cllI−戚・Cの熱伝導率
を有している。
し、残部がSiCからなる祖対書[99%以上の緻密な
焼結体からなる基体をスチーム酸素中で1.200Cに
て酸化処理を行い、膜厚α6μmO熱酸化810g層を
形成させた0次に基体酸化膜上にホワケイ酸系のパイレ
ックスガラス(I城硝子(株ト製品コードム774G)
の微粉末會遠心沈降法により沈積させ良後、パイレック
スガラスの軟化点以上に加熱して、基体熱酸化S口り層
上に膜厚αl■で平滑かつガラス光沢表面を有する無気
孔質のガラス層を付着させた。この8iC焼結体は室温
で10”#−am以上の抵抗率、&5X1G″4/Cの
熱膨張率、Q、7C1t/cllI−戚・Cの熱伝導率
を有している。
このようにして得た基板に市販品である種々のけ九。ま
良路4図及び第5図に示すように基板11及び21上に
リードフレーム13.28及びアルZす磁器キャップ1
2.22t−ソルダガラス15.25及び17,271
−用いて接合し良。そして導体ペースト及びソルダガラ
スの接着強度をリーク量が1 x I Q−1cc/s
以下でToり気密性は良好であった。また、本実施例の
基板上にAuペーストを焼付け、その上に3tベレツト
14゜24をAu−8i共晶ソルダ1g、2gでY 9
ント接合したが、接合時の熱的変化に対して基板上の
ガクス層十人u−84接合部の破損は起らず、本発明基
板は十分な強IIILt−有する。また本実施例基板を
用いて、リードフレームのガラス接着、Auペーストに
よるBt−チツプAu−8i接合及びλLoon磁器の
ガラス封止を行った半導体装置の、実負荷テストや冷熱
サイクルテストを行ったがこれらに十分に耐え、半導体
装置用基板として実用できることが繭重できた。
良路4図及び第5図に示すように基板11及び21上に
リードフレーム13.28及びアルZす磁器キャップ1
2.22t−ソルダガラス15.25及び17,271
−用いて接合し良。そして導体ペースト及びソルダガラ
スの接着強度をリーク量が1 x I Q−1cc/s
以下でToり気密性は良好であった。また、本実施例の
基板上にAuペーストを焼付け、その上に3tベレツト
14゜24をAu−8i共晶ソルダ1g、2gでY 9
ント接合したが、接合時の熱的変化に対して基板上の
ガクス層十人u−84接合部の破損は起らず、本発明基
板は十分な強IIILt−有する。また本実施例基板を
用いて、リードフレームのガラス接着、Auペーストに
よるBt−チツプAu−8i接合及びλLoon磁器の
ガラス封止を行った半導体装置の、実負荷テストや冷熱
サイクルテストを行ったがこれらに十分に耐え、半導体
装置用基板として実用できることが繭重できた。
以上、本発明の電気的装置用基板によれば、導体ペース
ト及びガラスンールが5!1固に接着し、基板との四着
性にすぐれ友メタライズ並びにガラス接合が得られる。
ト及びガラスンールが5!1固に接着し、基板との四着
性にすぐれ友メタライズ並びにガラス接合が得られる。
11に1〜3図は本発明の電気的装置用基板の断面図及
び第4図及び第5図は本発明の電気的妓置用基板′gt
使用した半導体装置の断面図でるる。 1.11.21・・・81Cセラミック基体、2゜10
.20・・・Sin、層、3.15.17,25゜27
・・・ガラス層、12.22・・・キャップ、18゜2
.3・・・リードフレーム、14.24・・・84チツ
プ、16.26・・・ボンデングワイヤ、18.28・
・・金属ソルダ、29・・・放熱フィン、30・・・エ
ポキシ系′f51図 vI2図 第3図 第4旧 第5図 9
び第4図及び第5図は本発明の電気的妓置用基板′gt
使用した半導体装置の断面図でるる。 1.11.21・・・81Cセラミック基体、2゜10
.20・・・Sin、層、3.15.17,25゜27
・・・ガラス層、12.22・・・キャップ、18゜2
.3・・・リードフレーム、14.24・・・84チツ
プ、16.26・・・ボンデングワイヤ、18.28・
・・金属ソルダ、29・・・放熱フィン、30・・・エ
ポキシ系′f51図 vI2図 第3図 第4旧 第5図 9
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、非酸化物系セラζツク焼結体上に1ガラスと反応す
る薄層を設け、皺薄層上にガラス層を設けたこと1−特
徴とする電気的装置用基板。 2、前記焼結体はペリリワムを食前する炭化ケイlAを
主成分とする電気絶縁性焼結体である特許請求の範1i
ili1項に記載の電気的装置用基板。 3、前記ガラスと反応する薄層は酸化物層又は酸化層で
ある特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の電気的装
置用基板。 4、前記ガラス層の室温の熱膨張係数がzs〜6X 1
G−@/Uである特許請求の範囲第2項又蝶第3項に
記載の電気的装置用基板。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56200644A JPS58101442A (ja) | 1981-12-11 | 1981-12-11 | 電気的装置用基板 |
EP82306602A EP0081992A3 (en) | 1981-12-11 | 1982-12-10 | Ceramic packaged semiconductor device |
US06/448,592 US4517584A (en) | 1981-12-11 | 1982-12-10 | Ceramic packaged semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56200644A JPS58101442A (ja) | 1981-12-11 | 1981-12-11 | 電気的装置用基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58101442A true JPS58101442A (ja) | 1983-06-16 |
Family
ID=16427816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56200644A Pending JPS58101442A (ja) | 1981-12-11 | 1981-12-11 | 電気的装置用基板 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4517584A (ja) |
EP (1) | EP0081992A3 (ja) |
JP (1) | JPS58101442A (ja) |
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- 1981-12-11 JP JP56200644A patent/JPS58101442A/ja active Pending
-
1982
- 1982-12-10 US US06/448,592 patent/US4517584A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-12-10 EP EP82306602A patent/EP0081992A3/en not_active Withdrawn
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EP0081992A2 (en) | 1983-06-22 |
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