JPS6345195A - High heat-conductive substrate - Google Patents

High heat-conductive substrate

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JPS6345195A
JPS6345195A JP22758686A JP22758686A JPS6345195A JP S6345195 A JPS6345195 A JP S6345195A JP 22758686 A JP22758686 A JP 22758686A JP 22758686 A JP22758686 A JP 22758686A JP S6345195 A JPS6345195 A JP S6345195A
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JP
Japan
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aluminum nitride
aluminum
nitride layer
substrate
conductive substrate
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JP22758686A
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JPH0323515B2 (en
Inventor
登 橋本
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、電気絶縁材料の製造技術の分野に属する。[Detailed description of the invention] 〔Technical field〕 This invention belongs to the field of manufacturing technology for electrically insulating materials.

特に、高い熱伝導を必要とする電気回路用の基板を製造
する技術の分野に属する。さら↓こは、セラミックに関
する技術分野にも属する。
In particular, it belongs to the field of technology for manufacturing boards for electrical circuits that require high thermal conductivity. This also belongs to the technical field related to ceramics.

〔背景技術] IC等に代表される半導体素子の高築積化や大電力化が
進み、これに従って放熱性の良い電気絶縁材料が要求さ
れるようになった。これに応えて各種の高熱伝導性基板
が提案されている。これらのうちの代表的な例として多
層構造を有する基板が提案されている。たとえば、鉄ま
たはアルミニュウム素地板の面に樹脂層を形成して、放
熱性と絶縁性を具備させた基板、あるいはアルミニウム
素地板に面にアルマイト層を形成し、その上に樹脂層を
形成して構成した、電気絶縁性と高熱伝導性を具備させ
た基板がそれに該当する。
[Background Art] As semiconductor devices, such as ICs, have become more expensive to build and have more power, electrical insulating materials with good heat dissipation properties have been required. In response to this demand, various highly thermally conductive substrates have been proposed. As a representative example of these, a substrate having a multilayer structure has been proposed. For example, a substrate with a resin layer formed on the surface of an iron or aluminum base plate to provide heat dissipation and insulation properties, or a substrate with an alumite layer formed on the surface of an aluminum base plate and a resin layer formed on it. This corresponds to a substrate that has electrical insulation and high thermal conductivity.

一方、セラミックを素材として製造された基板として窒
化アルミニウムセラミック、酸化ベリリ  ・ウムセラ
ミソク、炭化ケイ素−酸化ベリリウムセラミック等が知
られている。
On the other hand, aluminum nitride ceramics, beryllium oxide ceramics, silicon carbide-beryllium oxide ceramics, and the like are known as substrates manufactured using ceramic materials.

しかし、上記の各基板は熱伝導性が充分でなく、あるい
は価格が高い等の欠点があり、この両面において満足さ
れるような基板は未だ提供されてはいない。そこで、熱
伝導、価格の両方の点で優れた高熱伝導性基板が、業界
において要望されていた。
However, each of the above-mentioned substrates has drawbacks such as insufficient thermal conductivity or high cost, and a substrate that satisfies both of these aspects has not yet been provided. Therefore, there has been a demand in the industry for a highly thermally conductive substrate that is excellent in terms of both thermal conductivity and cost.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は、電気絶縁性を有すると共に、熱伝導性に優
れた基板を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a substrate having electrical insulation properties and excellent thermal conductivity.

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

この発明は、黒鉛素地板の表面に窒化アルミニウム層を
介して酸化アルミニウム層を形成してなる点に特徴を有
する。
This invention is characterized in that an aluminum oxide layer is formed on the surface of a graphite base plate via an aluminum nitride layer.

ここで使用されるシリコン素地板としては、単結晶シリ
コンおよび多結晶シリコンが使用されるが、特に限定す
る趣旨ではない。窒化アルミニウム層は、アルミニウム
化合物等の化合物の電気から目的の物質をたい積させる
、いわゆるCVD法を採用して形成する。ただし、特に
窒化アルミニウム層の製法を限定する趣旨ではない。目
的の層が得られればどのような方法によるのも自由であ
る。たとえば、窒化アルミニウム層を形成する場合、反
応ガスとしてAI!Br3、N2、N2およびArを使
用し、反応管内圧力を2〜100トールとし、誘導コイ
ルを使用してプラズマ放電を発生させ、素地板温度は6
00〜800 ’Cにして窒化アルミニウム層を生成さ
せる。ただし、この条件は一例である。窒化アルミニウ
ム層の厚みは、特に限定する趣旨ではないが、4〜30
0μが望ましい、4μを下回ると電気絶縁性に難点があ
り、これより厚みが大きい方では特性的には問題ないが
、300μ以上の層を形成することは、惧鉛基体とのミ
スマツチによるはく離等の問題が生じる。また、ドクタ
ーブレード法などによる窒化アルミニウム基板の製法と
比較しても優位性が見い出せない。
As the silicon base plate used here, single crystal silicon and polycrystalline silicon are used, but this is not intended to be particularly limiting. The aluminum nitride layer is formed by employing a so-called CVD method in which a target substance is deposited from electricity of a compound such as an aluminum compound. However, this is not intended to specifically limit the manufacturing method of the aluminum nitride layer. Any method can be used as long as the desired layer can be obtained. For example, when forming an aluminum nitride layer, the reactive gas is AI! Using Br3, N2, N2 and Ar, the pressure inside the reaction tube was 2 to 100 Torr, an induction coil was used to generate plasma discharge, and the substrate temperature was 6.
00-800'C to form an aluminum nitride layer. However, this condition is just an example. Although the thickness of the aluminum nitride layer is not particularly limited, it is from 4 to 30 mm.
0μ is desirable; if it is less than 4μ, there will be problems with electrical insulation; if it is thicker than this, there will be no problems in terms of characteristics, but if you form a layer with a thickness of 300μ or more, there may be problems such as peeling due to mismatch with the lead-containing substrate. The problem arises. Moreover, no superiority can be found when compared with methods for manufacturing aluminum nitride substrates such as the doctor blade method.

また、窒化アルミニウム層の上に形成する酸化アルミニ
ウムの層は、その下地となる窒化アルミニウム層の酸化
による変質を防止し、さらには、印刷特性を向上させる
効果を有する。
Furthermore, the aluminum oxide layer formed on the aluminum nitride layer has the effect of preventing deterioration due to oxidation of the underlying aluminum nitride layer and further improving printing characteristics.

酸化アルミニウム層の厚みは、特には限定はしないが、
0.05〜5.5μの範囲が望ましい。
The thickness of the aluminum oxide layer is not particularly limited, but
A range of 0.05 to 5.5μ is desirable.

なお、酸化アルミニウム層も、CVD法により形成する
のが好都合である。−例を述べると、三塩化アルミニウ
ムを使用し、キャリヤガスとして炭酸ガス、水素ガスを
使用し、生成温度を8oo〜1000℃の範囲にして生
成させることが出来る。ただし、酸化アルミニウム層の
形成は、窒化アルミニウム層の形成の後、これを大気中
で1100〜1150℃の温度で、10〜20時間熱処
理することによっても形成することが出来る。
Note that it is convenient that the aluminum oxide layer is also formed by the CVD method. - To give an example, it can be produced using aluminum trichloride, using carbon dioxide gas or hydrogen gas as a carrier gas, and at a production temperature in the range of 8oo to 1000°C. However, the aluminum oxide layer can also be formed by heat-treating the aluminum nitride layer in the atmosphere at a temperature of 1100 to 1150° C. for 10 to 20 hours after forming the aluminum nitride layer.

(実施例) 窒化アルミニウムは、CV D法により嶌鉛素地上に形
成した。
(Example) Aluminum nitride was formed on a lead substrate by a CVD method.

すなわち反応ガスとしては、A I B r 3 、N
 2、N2およびArを使用し、反応管内圧力を10ト
ールで、誘導コイルを使用してプラズマ放電を発生させ
、素地板温度は700’cで、窒化アルミニウム層を作
成することにより、各種の層厚の窒化アルミニウム層を
形成した。つぎに、この窒化アルミニウム層の上にCV
D法により酸化アルミニウムの層を、各種の厚みで形成
した。酸化アルミニウムの層の形成条件は、三塩化アル
ミニウムを使用し、炭酸ガス、水素ガスをキャリヤガス
として使用し、反応管温度を900’Cとして生成させ
た。
That is, as the reaction gas, A I B r 3 , N
2. Using N2 and Ar, the pressure inside the reaction tube was 10 torr, the induction coil was used to generate plasma discharge, the substrate temperature was 700'c, and various layers were formed by creating an aluminum nitride layer. A thick aluminum nitride layer was formed. Next, on top of this aluminum nitride layer, CV
Aluminum oxide layers were formed with various thicknesses by method D. The aluminum oxide layer was formed using aluminum trichloride, carbon dioxide gas and hydrogen gas as carrier gas, and a reaction tube temperature of 900'C.

第1表に、これらの基板の熱伝導性を、熱抵抗値で示し
た。
Table 1 shows the thermal conductivity of these substrates in terms of thermal resistance values.

なお、比較例としては、96%アルミナ基板、窒化アル
ミニウム基板および樹脂/Al複合基板の熱抵抗値を示
した。
As comparative examples, the thermal resistance values of a 96% alumina substrate, an aluminum nitride substrate, and a resin/Al composite substrate are shown.

なお、熱抵抗値は、3 w X 3 t*のシリコンチ
ップを実装した場合の値である。
Note that the thermal resistance value is a value when a 3 w x 3 t* silicon chip is mounted.

[以下余白] 第    1    表 出熱抵抗値の単位:”C/kcal 〔発明の効果〕 この発明に係る熱伝導性基板は、黒鉛素地板面に窒化ア
ルミニウム層を形成し、さらにその上に酸化アルミニウ
ム層を形成したことを特徴とするので、電気絶縁性と熱
伝導性に優れているという特徴がある。
[Blank below] Unit of 1st expressed thermal resistance value: "C/kcal [Effects of the invention] The thermally conductive substrate according to the present invention has an aluminum nitride layer formed on the surface of a graphite base plate, and further oxidized on the aluminum nitride layer. Since it is characterized by the formation of an aluminum layer, it has excellent electrical insulation and thermal conductivity.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)黒鉛素地板面に窒化アルミニウム層を介して酸化
アルミニウム層を形成したことを特徴とする高熱伝導性
基板。
(1) A highly thermally conductive substrate characterized in that an aluminum oxide layer is formed on a graphite base plate via an aluminum nitride layer.
(2)窒化アルミニウム層の厚みが、4〜300μであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高熱伝
導性基板。
(2) The highly thermally conductive substrate according to claim 1, wherein the aluminum nitride layer has a thickness of 4 to 300 μm.
(3)酸化アルミニウム層の厚みが、0.05〜5.5
μであることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項記載の高熱伝導性基板。
(3) The thickness of the aluminum oxide layer is 0.05 to 5.5
3. The highly thermally conductive substrate according to claim 1 or 2, characterized in that it is μ.
JP22758686A 1986-04-24 1986-09-25 High heat-conductive substrate Granted JPS6345195A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9504386 1986-04-24
JP61-95043 1986-04-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6345195A true JPS6345195A (en) 1988-02-26
JPH0323515B2 JPH0323515B2 (en) 1991-03-29

Family

ID=14127040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22758686A Granted JPS6345195A (en) 1986-04-24 1986-09-25 High heat-conductive substrate

Country Status (1)

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JP (1) JPS6345195A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2654094A1 (en) * 1989-11-09 1991-05-10 Aerospatiale METHOD FOR MANUFACTURING CARBON MATERIAL PROTECTED AGAINST OXIDATION BY ALUMINUM NITRIDE AND MATERIAL OBTAINED THEREBY

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2654094A1 (en) * 1989-11-09 1991-05-10 Aerospatiale METHOD FOR MANUFACTURING CARBON MATERIAL PROTECTED AGAINST OXIDATION BY ALUMINUM NITRIDE AND MATERIAL OBTAINED THEREBY

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0323515B2 (en) 1991-03-29

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