JPS5940404A - 熱伝導性基板 - Google Patents
熱伝導性基板Info
- Publication number
- JPS5940404A JPS5940404A JP57150239A JP15023982A JPS5940404A JP S5940404 A JPS5940404 A JP S5940404A JP 57150239 A JP57150239 A JP 57150239A JP 15023982 A JP15023982 A JP 15023982A JP S5940404 A JPS5940404 A JP S5940404A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- binder
- metal
- conductive substrate
- thermally conductive
- sintered
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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】
［発明の技術分野１
本発明は窒化アルミニウム系焼結体を基体とした熱伝導
性基板に関プる。
性基板に関プる。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来より回路基板の構成において、酸化ヘリウム系絶縁
板を基板どして用いると、その良好な熱（ム）９性のた
めに小ヘリながら高出力の回路基板が冑られることが知
られている。これは基板−１，に設【ノられた電子部品
の動作発熱が容易に放熱されるため、電子部品の負葡を
大きくとりうろことになるからぐある。ところでこの酸
化ベリラム系絶縁基板は毒性の点で問題があり、この代
替えとしＣ窒化ｉｊ−ウ素焼結体や窒化アルミニウム焼
結体の使用が試みられている。特に窒化アルミニウム系
焼結体は窒化ホウ素系焼結体に比べ安価に得られること
、さらに機械的強度も侵れ′（いること等から絶縁基体
として注目され（いる、。
板を基板どして用いると、その良好な熱（ム）９性のた
めに小ヘリながら高出力の回路基板が冑られることが知
られている。これは基板−１，に設【ノられた電子部品
の動作発熱が容易に放熱されるため、電子部品の負葡を
大きくとりうろことになるからぐある。ところでこの酸
化ベリラム系絶縁基板は毒性の点で問題があり、この代
替えとしＣ窒化ｉｊ−ウ素焼結体や窒化アルミニウム焼
結体の使用が試みられている。特に窒化アルミニウム系
焼結体は窒化ホウ素系焼結体に比べ安価に得られること
、さらに機械的強度も侵れ′（いること等から絶縁基体
として注目され（いる、。
しかしながらこのよう’ｅＥ焼結窒化ｊ′ルミーウム系
基体は金属との濡れ性に劣るため、熱伝導性向上を目的
どしＣ１例えば［リッジ２ンーンンガン含金、モリブデ
ン、タンゲスラン等をメタライズしようどしでも被着し
テＩＩいという欠点があ）だ。
基体は金属との濡れ性に劣るため、熱伝導性向上を目的
どしＣ１例えば［リッジ２ンーンンガン含金、モリブデ
ン、タンゲスラン等をメタライズしようどしでも被着し
テＩＩいという欠点があ）だ。
従って、焼結窒化アルミ−ラム系基体につい（は所要面
に金属層が強固に結合された熱伝導１！１の良好な回路
基板用に適するものは未だ開発されＣいないのが実情ひ
あった１゜ ［発明の目的］ 本発明者らはこのよう４１貞に着Ｉｆ Ｌ ’Ｕ ｆΦ
々検ト１した結果、焼結窒化アルミニウム系推体を結合
剤で表面処理させるかあるいは結合剤を詔イｊさせ（か
ら金属と接合させれば、焼結窒化アルミニウム系基体と
被覆金属どが強固に一体化し、剥ＰＡの生じない、長期
間にねたつ−Ｃ優れた熱伝導性を有づる熱伝導性基板が
得られることを見出した。１本発明はこのような知見に
基づいてなされたもので、毒性がなく、強度に優れた焼
結窒化アルミニウム系基体を用いた熱伝導ｔＩ基板を捉
供りることを目的とするらのＣある。
に金属層が強固に結合された熱伝導１！１の良好な回路
基板用に適するものは未だ開発されＣいないのが実情ひ
あった１゜ ［発明の目的］ 本発明者らはこのよう４１貞に着Ｉｆ Ｌ ’Ｕ ｆΦ
々検ト１した結果、焼結窒化アルミニウム系推体を結合
剤で表面処理させるかあるいは結合剤を詔イｊさせ（か
ら金属と接合させれば、焼結窒化アルミニウム系基体と
被覆金属どが強固に一体化し、剥ＰＡの生じない、長期
間にねたつ−Ｃ優れた熱伝導性を有づる熱伝導性基板が
得られることを見出した。１本発明はこのような知見に
基づいてなされたもので、毒性がなく、強度に優れた焼
結窒化アルミニウム系基体を用いた熱伝導ｔＩ基板を捉
供りることを目的とするらのＣある。
［発明の概要」
す１．ｒわら本発明の熱伝導性基板は、表面を結合剤で
処理した焼結窒化アルミニウム系基体あるい１３１基体
内に金属との結合に必要な艶の結合剤を含有さけた焼結
窒化アルミニウム系基体に、金属を加熱により直接接合
しＣなることを特徴とする。
処理した焼結窒化アルミニウム系基体あるい１３１基体
内に金属との結合に必要な艶の結合剤を含有さけた焼結
窒化アルミニウム系基体に、金属を加熱により直接接合
しＣなることを特徴とする。
本発明においＣは、焼結窒化アルミニウム系基体は窒化
アルミニウム粉末もしくは窒化アルミニウムに焼結助剤
としてイッ［・リウム、アルミニウム、カルシウム、ス
Ｉ〜［Ｊンチウム、バリウム等の酸化物、炭酸塩、又は
他の塩類あるいは炭化けい素等を少なくとも１種微量添
加した粉末を圧縮成形し焼結したものを、結合剤例えば
酸素で、基体表面に結合剤をイｊりる層が形成されるよ
う表面を処理するか、あるいは窒化アルミニウム粉末に
結合剤を例えば酸化物の形で金属との結合に必要な量を
添加したものを圧縮成形し、焼結したものを使用する。
アルミニウム粉末もしくは窒化アルミニウムに焼結助剤
としてイッ［・リウム、アルミニウム、カルシウム、ス
Ｉ〜［Ｊンチウム、バリウム等の酸化物、炭酸塩、又は
他の塩類あるいは炭化けい素等を少なくとも１種微量添
加した粉末を圧縮成形し焼結したものを、結合剤例えば
酸素で、基体表面に結合剤をイｊりる層が形成されるよ
う表面を処理するか、あるいは窒化アルミニウム粉末に
結合剤を例えば酸化物の形で金属との結合に必要な量を
添加したものを圧縮成形し、焼結したものを使用する。
なお前者の表面処理の場合は、１９１１えｔ、［結合剤
か酸素の場合は窒化７フルミニウムを空気中ｃ１０００
へ１／１００℃に加熱あるいはつ■ツ１−）Ａ−ミング
ガス（＋−１２１ｍ Ｎ ２ ）中ぐ１２５０へ−１５
００℃に加熱しＣ酸化処理を行なうことににりなされる
。この温度Ｊ：り低いど接合に必要な結合剤層が形成さ
れず、この温度より高いど結合剤層が分離しく剥離しく
しまう。
か酸素の場合は窒化７フルミニウムを空気中ｃ１０００
へ１／１００℃に加熱あるいはつ■ツ１−）Ａ−ミング
ガス（＋−１２１ｍ Ｎ ２ ）中ぐ１２５０へ−１５
００℃に加熱しＣ酸化処理を行なうことににりなされる
。この温度Ｊ：り低いど接合に必要な結合剤層が形成さ
れず、この温度より高いど結合剤層が分離しく剥離しく
しまう。
ｈ ｉ１５空気中ぐの加熱【よイ］（濡？’ ｆＩＩ’
ｉ合剤Ｈりを形成りることがぐき、）Ａ−タングガス中
ぐの加熱ｔ、；ｌ 緻密な結合剤層が形成されるという
利点がある。
ｉ合剤Ｈりを形成りることがぐき、）Ａ−タングガス中
ぐの加熱ｔ、；ｌ 緻密な結合剤層が形成されるという
利点がある。
また後者の結合剤を含有さＩる場合ｔＪ、、例えば結合
剤が酸素の場合、添加閉は組成物中酸化物の形Ｃ５〜５
０重量％、身７ Ｊ：Ｌ ＜は１０・〜・３０手ω％を
占める但が適しＣいる。この値木渦ぐ（、（接合が不充
分になり、この値を越えるど本来の窒化）ｌルミニウム
の特性が失われる。
剤が酸素の場合、添加閉は組成物中酸化物の形Ｃ５〜５
０重量％、身７ Ｊ：Ｌ ＜は１０・〜・３０手ω％を
占める但が適しＣいる。この値木渦ぐ（、（接合が不充
分になり、この値を越えるど本来の窒化）ｌルミニウム
の特性が失われる。
酸化物どしくは、酸化クツ１〜リウム、醇化チタン、シ
フルミノー１Ｔ酸化けい素、酸化マグネシウムおよびガ
ラス賀あるいは焼結助剤どじ（あげた酸化物等があげら
れる。
フルミノー１Ｔ酸化けい素、酸化マグネシウムおよびガ
ラス賀あるいは焼結助剤どじ（あげた酸化物等があげら
れる。
本発明に適用される金属とし−Ｃは、銅、鉄、クロム、
ニラクル、モリブデン、銀、］パル１〜、アルミニウム
＼等の単体、合金あるいは混合物があげられ、その形状
は板状等の有形状のもののほか箔状、粒状Ｃ゛あ″っＣ
もよい。
ニラクル、モリブデン、銀、］パル１〜、アルミニウム
＼等の単体、合金あるいは混合物があげられ、その形状
は板状等の有形状のもののほか箔状、粒状Ｃ゛あ″っＣ
もよい。
本発明にｉＪ３いて【よ、金属中に結合剤を１００〜２
０００ｐｐｍ含イｊ−りる金属の使用が好ましく、その
理由は接合がより容易になることによる。例えば金属が
銅で結合剤が酸素の場合は銅とし−（、タフピッチ電解
銅を使用したほうが好ましい。あるいは金属をあらかじ
め結合剤で表面処理し、表面に２００〜５０００人の結
合剤を含む層を形成したものを使用づ゛れば同様に接合
が容易になる。
０００ｐｐｍ含イｊ−りる金属の使用が好ましく、その
理由は接合がより容易になることによる。例えば金属が
銅で結合剤が酸素の場合は銅とし−（、タフピッチ電解
銅を使用したほうが好ましい。あるいは金属をあらかじ
め結合剤で表面処理し、表面に２００〜５０００人の結
合剤を含む層を形成したものを使用づ゛れば同様に接合
が容易になる。
本発明にｄ３い′Ｃは、結合剤で表面を処理した焼結窒
化）フルミニラム系基体もしくは結合剤を含りさぜた焼
結窒化アルミニウム系基体に金属を接触配買させ、これ
を加熱する。金属は基体全体に設りてもＪ：り、あるい
は島状または格子状に選択的に設（）−Ｃもよい３．加
熱温浪は金属の融点以下′ｃｈ）つ金属と結合剤との共
晶含金の共晶温石Ｊス十が適しＣいる。例えば金属が銅
で結合剤がｒＩＱ素の場合は、銅の融点（１０８３℃）
以１・、！トシー酸化鋼の共晶温度（１０Ｇ Ｅ５°０
）以上である。加熱に際しでは金属どしく結合剤を含イ
：ｉする６のあるいは結合剤０表面処理したものを使用
した場合は、金属、結合剤、窒化ノフルミニウムに幻し
く不活ｔ！１． ’、’Ｃカス雰囲気、例えば窒素カス
雰囲気中支パ加熱りるのがりｒましく、結合剤を含イ１
しない金属を使用りる場合は、結合剤を０．０３〜０．
１ｖｏ１％を含ｒ１する反応性のガス雰囲気中ぐ加熱４
るのが接合のしやすさの点で好ましい。
化）フルミニラム系基体もしくは結合剤を含りさぜた焼
結窒化アルミニウム系基体に金属を接触配買させ、これ
を加熱する。金属は基体全体に設りてもＪ：り、あるい
は島状または格子状に選択的に設（）−Ｃもよい３．加
熱温浪は金属の融点以下′ｃｈ）つ金属と結合剤との共
晶含金の共晶温石Ｊス十が適しＣいる。例えば金属が銅
で結合剤がｒＩＱ素の場合は、銅の融点（１０８３℃）
以１・、！トシー酸化鋼の共晶温度（１０Ｇ Ｅ５°０
）以上である。加熱に際しでは金属どしく結合剤を含イ
：ｉする６のあるいは結合剤０表面処理したものを使用
した場合は、金属、結合剤、窒化ノフルミニウムに幻し
く不活ｔ！１． ’、’Ｃカス雰囲気、例えば窒素カス
雰囲気中支パ加熱りるのがりｒましく、結合剤を含イ１
しない金属を使用りる場合は、結合剤を０．０３〜０．
１ｖｏ１％を含ｒ１する反応性のガス雰囲気中ぐ加熱４
るのが接合のしやすさの点で好ましい。
このようにして形成された熱仏智ｆ１塁様は、優れた熱
伝導性を発揮するばかり′Ｃ−なく、他の電子部品への
半田イ］（」も容易Ｃ回路用基鈑等に適づる。１［発明
の実施例］ 次に本発明の実施例についＣ説明Ｊ−る。
伝導性を発揮するばかり′Ｃ−なく、他の電子部品への
半田イ］（」も容易Ｃ回路用基鈑等に適づる。１［発明
の実施例］ 次に本発明の実施例についＣ説明Ｊ−る。
実施例１
まず板状の窒化アルミニウム焼結体を用意し、これを空
気中で１２００′Ｃひ１時間加熱して表面に酸化層庖形
成させた。この酸化層にタフピッチ電解１１’ｊかうな
る板状金属を接触さｌ！（窒素ガス弄゛囲気中で１０７
５℃で゛１０分間加熱した。（ｊは室温まで冷７．１１
Ｌ／て接合状態を調べたところ強固な接合が得られＣ
いた。
気中で１２００′Ｃひ１時間加熱して表面に酸化層庖形
成させた。この酸化層にタフピッチ電解１１’ｊかうな
る板状金属を接触さｌ！（窒素ガス弄゛囲気中で１０７
５℃で゛１０分間加熱した。（ｊは室温まで冷７．１１
Ｌ／て接合状態を調べたところ強固な接合が得られＣ
いた。
実施例２
窒化アルミニウムに酸化イツトリウム５重量％、アルミ
ノ５車聞％、二酸化りい素５申耐％を含有さゼたレラミ
ツク板にタフピッチ電解鋼を接触さヒ、窒素ガス雰囲気
中ｒ１０７５℃で１０分間加熱した。、はぼ室′／＃！
ｌ−１，で冷却し−ｌ接合状態を調べた結果強固な接合
が得られ（いた。
ノ５車聞％、二酸化りい素５申耐％を含有さゼたレラミ
ツク板にタフピッチ電解鋼を接触さヒ、窒素ガス雰囲気
中ｒ１０７５℃で１０分間加熱した。、はぼ室′／＃！
ｌ−１，で冷却し−ｌ接合状態を調べた結果強固な接合
が得られ（いた。
１発明の効果１
このようにしで形成された熱伝導性基板は、焼結窒化ア
ルミニウム系基体の表面に金属層が強固に密着して形成
され−Ｃいるのぐ熱伝導性が向上し、また半田付けが容
易である。さらにこれらの基板は切断加工しｔ”ｂ金属
の剥前が生じり゛、生産ｔ１が大きいという利点がある
。
ルミニウム系基体の表面に金属層が強固に密着して形成
され−Ｃいるのぐ熱伝導性が向上し、また半田付けが容
易である。さらにこれらの基板は切断加工しｔ”ｂ金属
の剥前が生じり゛、生産ｔ１が大きいという利点がある
。
代理人弁理士 須 山 佐 −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）表面を結合剤で処理した焼結窒化？ルミニウム系
基体あるいは基体内に金属との結合に必要なｍの結合剤
を含有させた焼結窒化アルミ−ラム系基体に、金属を加
熱により直接接合しくなる熱伝導性基板。 （２）金属は結合剤を含有りる特６’ｌ ｉ＋ｔ’ｉ求
の範囲第１項記載の熱伝導性塞板。 （３〉金属は結合剤で処理され（いる’ｌｘＪ ＊ｌ
Ｗ６求の範囲第１項記載の熱伝導性基板。 （４）加熱温度は金属の融点以下でかつてυ属と結合剤
どの共晶合金の共晶温度以、ｔぐある特許請求の範囲第
１項〜第３項のいり゛れかｉ ｒ１１記載の熱伝導性基
板 （５）金属は銅く゛ある特許請求の範囲第１」ｆｌへ・
第４項のいずれか１項記載の熱伝導性基板。 （６）結合剤は酸素である特許請求の範囲第１１Ｊ１〜
第５項のいずれか１項記載の熱伝導性基板。 （７）加熱は不活ｆ／Ｉガス雰囲気中Ｃ行なわれる特許
請求の範囲第１ｊＯ〜第６項のいずれか１１Ｕ記載の熱
伝導性基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57150239A JPS5940404A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 熱伝導性基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57150239A JPS5940404A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 熱伝導性基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5940404A true JPS5940404A (ja) | 1984-03-06 |
| JPH0328825B2 JPH0328825B2 (ja) | 1991-04-22 |
Family
ID=15492597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57150239A Granted JPS5940404A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 熱伝導性基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5940404A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62182184A (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-10 | 住友電気工業株式会社 | 表面改質されたＡ▲ｌ▼Ｎ焼結体 |
| JPS62270478A (ja) * | 1986-05-16 | 1987-11-24 | 宇部興産株式会社 | 窒化珪素焼結体の表面処理方法 |
| JPH07309688A (ja) * | 1994-05-18 | 1995-11-28 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 絶縁放熱板 |
| EP0788153A2 (en) | 1996-02-05 | 1997-08-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Member for semiconductor device using an aluminum nitride substrate material, and method of manufacturing the same |
| US6261703B1 (en) | 1997-05-26 | 2001-07-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Copper circuit junction substrate and method of producing the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5075208A (ja) * | 1973-11-07 | 1975-06-20 |
-
1982
- 1982-08-30 JP JP57150239A patent/JPS5940404A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5075208A (ja) * | 1973-11-07 | 1975-06-20 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62182184A (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-10 | 住友電気工業株式会社 | 表面改質されたＡ▲ｌ▼Ｎ焼結体 |
| JPS62270478A (ja) * | 1986-05-16 | 1987-11-24 | 宇部興産株式会社 | 窒化珪素焼結体の表面処理方法 |
| JPH07309688A (ja) * | 1994-05-18 | 1995-11-28 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 絶縁放熱板 |
| EP0788153A2 (en) | 1996-02-05 | 1997-08-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Member for semiconductor device using an aluminum nitride substrate material, and method of manufacturing the same |
| US5998043A (en) * | 1996-02-05 | 1999-12-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Member for semiconductor device using an aluminum nitride substrate material, and method of manufacturing the same |
| US6261703B1 (en) | 1997-05-26 | 2001-07-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Copper circuit junction substrate and method of producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0328825B2 (ja) | 1991-04-22 |
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