JPH0131299B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0131299B2 JPH0131299B2 JP58187429A JP18742983A JPH0131299B2 JP H0131299 B2 JPH0131299 B2 JP H0131299B2 JP 58187429 A JP58187429 A JP 58187429A JP 18742983 A JP18742983 A JP 18742983A JP H0131299 B2 JPH0131299 B2 JP H0131299B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic substrate
- adhesive layer
- heat sink
- silicon
- package
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/20—Arrangements for cooling
- H10W40/25—Arrangements for cooling characterised by their materials
- H10W40/251—Organics
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の背景と目的］
本発明は発熱性素子を搭載するセラミツク基板
と放熱体とを一体化したセラミツク基板パツケー
ジに関するものである。
と放熱体とを一体化したセラミツク基板パツケー
ジに関するものである。
従来、ICやLSI等の発熱性素子を搭載したセラ
ミツク基板と放熱体とを接着一体化させるために
熱伝導性に優れたエポキシ樹脂が使用されてき
た。
ミツク基板と放熱体とを接着一体化させるために
熱伝導性に優れたエポキシ樹脂が使用されてき
た。
一方、近年電子機器の高密度、小型化がすすむ
につれて発熱性素子の放熱が重要な問題となつて
きており、急激な温度変化を伴うことが予想され
る。従来のようにエポキシ樹脂を接着層として使
用する場合、セラミツク基板、エポキシ樹脂、放
熱体の熱膨張係数が異なるため、冷熱サイクルや
熱衝撃の条件において接着層が破損するという問
題が生じることになる。
につれて発熱性素子の放熱が重要な問題となつて
きており、急激な温度変化を伴うことが予想され
る。従来のようにエポキシ樹脂を接着層として使
用する場合、セラミツク基板、エポキシ樹脂、放
熱体の熱膨張係数が異なるため、冷熱サイクルや
熱衝撃の条件において接着層が破損するという問
題が生じることになる。
本発明は上記した従来技術の問題を解消するも
のであり、急激な温度変化を伴なう条件において
もセラミツク基板と放熱体とを一体化する接着層
の破損を防止できるセラミツク基板パツケージの
提供を目的とするものである。
のであり、急激な温度変化を伴なう条件において
もセラミツク基板と放熱体とを一体化する接着層
の破損を防止できるセラミツク基板パツケージの
提供を目的とするものである。
［発明の概要］
本発明は、発熱性素子を搭載したセラミツク基
板と放熱体とを一体化する接着層を、付加重合型
シリコーンゴムと無機充填剤とを含有する熱伝導
性組成物により形成したことを特徴とするもので
ある。
板と放熱体とを一体化する接着層を、付加重合型
シリコーンゴムと無機充填剤とを含有する熱伝導
性組成物により形成したことを特徴とするもので
ある。
本発明において、セラミツク基板としてはアル
ミナ、酸化ベリウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素の
ように熱伝導性の大きい材料からなるものがあげ
られる。
ミナ、酸化ベリウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素の
ように熱伝導性の大きい材料からなるものがあげ
られる。
セラミツク基板に搭載される発熱性素子として
は、IC、LSI、超LSI、ダイオード、サイリスタ、
パワートランジスタなどがある。
は、IC、LSI、超LSI、ダイオード、サイリスタ、
パワートランジスタなどがある。
放熱体としては、銅、銅合金、アルミニウム、
鉄といつた金属が一般的であるが、セラミツクか
ら構成されるものであつてもよい。
鉄といつた金属が一般的であるが、セラミツクか
ら構成されるものであつてもよい。
本発明において最も重要なのは、上記セラミツ
ク基板と放熱体を一体化させるための接着層を付
加重合型シリコーンゴムと無機充填剤とを含有す
る熱伝導性組成物でもつて形成した点にある。
ク基板と放熱体を一体化させるための接着層を付
加重合型シリコーンゴムと無機充填剤とを含有す
る熱伝導性組成物でもつて形成した点にある。
この組成物はセラミツクおよび金属の双方に対
して接着力が強く、しかも硬化後も弾性を有する
ため急激な温度変化に伴なう膨張、収縮に追従で
きるものである。
して接着力が強く、しかも硬化後も弾性を有する
ため急激な温度変化に伴なう膨張、収縮に追従で
きるものである。
また、無機充填剤は付加重合型シリコーンゴム
の熱伝導性を更に向上させるために添加するもの
であるが、無機充填剤はシリコーンゴムに対して
熱膨張係数が小さいため、非充填の場合よりも接
着層の熱膨張係数をセラミツク基板および放熱体
のそれに近付けることが可能となり、熱衝撃に対
する追従性を更に大きくしている。
の熱伝導性を更に向上させるために添加するもの
であるが、無機充填剤はシリコーンゴムに対して
熱膨張係数が小さいため、非充填の場合よりも接
着層の熱膨張係数をセラミツク基板および放熱体
のそれに近付けることが可能となり、熱衝撃に対
する追従性を更に大きくしている。
本発明における付加重合型シリコーンゴムとし
ては、 (1) １分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合
アルケニル基を有するジオルガノポリシロキサ
ン、 (2) １分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合
水素原子を有する液状オルガノ水素ポリシロキ
サン、 (3) 白金もしくは白金系化合物等の付加反応触
媒、よりなるものがあげられ、成分(3)の触媒作
用のもとに架橋されてゴム弾性体を形成するも
のである。かかる付加重合型シリコーンゴム
は、架橋前は液状で、架橋後は優れた粘通性を
有するものであり、熱伝導性を高める無機充填
剤を充填しても優れた弾力性を長期間にわたり
維持できることになる。
ては、 (1) １分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合
アルケニル基を有するジオルガノポリシロキサ
ン、 (2) １分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合
水素原子を有する液状オルガノ水素ポリシロキ
サン、 (3) 白金もしくは白金系化合物等の付加反応触
媒、よりなるものがあげられ、成分(3)の触媒作
用のもとに架橋されてゴム弾性体を形成するも
のである。かかる付加重合型シリコーンゴム
は、架橋前は液状で、架橋後は優れた粘通性を
有するものであり、熱伝導性を高める無機充填
剤を充填しても優れた弾力性を長期間にわたり
維持できることになる。
無機充填剤としては、アルミナ、石英、酸化
亜鉛、マグネシア、窒化ホウ素、窒化アルミニ
ウム、炭化ケイ素、黒鉛、金属等の粉末があげ
られ、これらは単独または２種以上併用して30
〜70容量％の範囲で添加することができる。
亜鉛、マグネシア、窒化ホウ素、窒化アルミニ
ウム、炭化ケイ素、黒鉛、金属等の粉末があげ
られ、これらは単独または２種以上併用して30
〜70容量％の範囲で添加することができる。
本発明においては、上記成分以外に必要に応じ
て粘度を調節するための反応性希釈剤、シリコー
ン油、有機溶剤、ポツトライフを延長するための
ベンゾトリアゾールやハイドロパーオキサイドと
いつた硬化抑制剤、煙霧質シリカのような補強性
充填剤、着色剤、難燃剤等を適宜添加してもよ
い。また、シランカツプリング剤、チタネートカ
ツプリング剤、エポキシ樹脂等を添加することに
より自己接着性を向上できる。
て粘度を調節するための反応性希釈剤、シリコー
ン油、有機溶剤、ポツトライフを延長するための
ベンゾトリアゾールやハイドロパーオキサイドと
いつた硬化抑制剤、煙霧質シリカのような補強性
充填剤、着色剤、難燃剤等を適宜添加してもよ
い。また、シランカツプリング剤、チタネートカ
ツプリング剤、エポキシ樹脂等を添加することに
より自己接着性を向上できる。
上記成分よりなる熱伝導性組成物はセラミツク
基板と放熱体との間に挿入され、その後常温また
は加熱により硬化され両者を一体化する。
基板と放熱体との間に挿入され、その後常温また
は加熱により硬化され両者を一体化する。
［発明の実施例］
添付図面は本発明のセラミツク基板パツケージ
の一実施例の断面図を示したものである。
の一実施例の断面図を示したものである。
１は発熱性素子、２はセラミツク基板、３は放
熱体、４は接着層、５はセラミツクキヤツプ、６
は封止用ガラスである。
熱体、４は接着層、５はセラミツクキヤツプ、６
は封止用ガラスである。
実施例 １
発熱性素子１としてはLSIシリコン素子、セラ
ミツク基板２として炭化ケイ素基板、放熱体３と
してアルミフインをそれぞれ用い、接着層４を下
記(1)〜(7)の成分よりなる組成物を挿入してからパ
ツケージ全体を150℃、15分間加熱することによ
つて形成した。
ミツク基板２として炭化ケイ素基板、放熱体３と
してアルミフインをそれぞれ用い、接着層４を下
記(1)〜(7)の成分よりなる組成物を挿入してからパ
ツケージ全体を150℃、15分間加熱することによ
つて形成した。
(1) 両端をジメチルビニルシリル基で封鎖したジ
チルポリシロキサン 100重量部 (2) 両末端シラノール基封鎖のジメチルポリシロ
キサン（粘度調整剤） 20重量部 (3) 両末端トリメチルシリル基封鎖のメチル水素
ポリシロキサン 12重量部 (4) ビニルトリメトキシシラン ２重量部 (5) アルミナ 350重量部 (6) 塩化白金酸のイソプロピルアルコール１重量
％溶液 １重量部 (7) ベンゾトリアゾールのイソプロピルアルコー
ル30重量％容液 0.2重量部 得られたパツケージについて、150℃で30分と
−55℃で30分のサイクル試験を100回繰返し何ら
異常は認められなかつた。また素子を動作させた
場合の放熱特性は良好であつた。
チルポリシロキサン 100重量部 (2) 両末端シラノール基封鎖のジメチルポリシロ
キサン（粘度調整剤） 20重量部 (3) 両末端トリメチルシリル基封鎖のメチル水素
ポリシロキサン 12重量部 (4) ビニルトリメトキシシラン ２重量部 (5) アルミナ 350重量部 (6) 塩化白金酸のイソプロピルアルコール１重量
％溶液 １重量部 (7) ベンゾトリアゾールのイソプロピルアルコー
ル30重量％容液 0.2重量部 得られたパツケージについて、150℃で30分と
−55℃で30分のサイクル試験を100回繰返し何ら
異常は認められなかつた。また素子を動作させた
場合の放熱特性は良好であつた。
実施例 ２
発熱性素子１としてはICシリコン素子を使用
した以外は実施例１と同様にしてパツケージを作
成したが、結果は実施例１と同様であつた。
した以外は実施例１と同様にしてパツケージを作
成したが、結果は実施例１と同様であつた。
実施例 ３
接着層４を形成する組成物としてアルミナに代
えて窒化ホウ素を250重量部含有させた以外は実
施例１と同様にしてパツケージを作成したが、結
果は実施例１と同様であつた。
えて窒化ホウ素を250重量部含有させた以外は実
施例１と同様にしてパツケージを作成したが、結
果は実施例１と同様であつた。
比較例 １
接着層４を熱伝導性ビスフエノール系エポキシ
樹脂で形成した以外は実施例１と同様にしてパツ
ケージを作成した。
樹脂で形成した以外は実施例１と同様にしてパツ
ケージを作成した。
実施例１と同様のサイクル試験を行つたとこ
ろ、20回以内で亀裂もしくは剥離を生じた。
ろ、20回以内で亀裂もしくは剥離を生じた。
比較例 ２
接着層４を形成する組成物においてアルミナを
含有させなかつた以外は実施例１と同様にしてパ
ツケージを作成した。
含有させなかつた以外は実施例１と同様にしてパ
ツケージを作成した。
実施例１と同様のサイクル試験を行つたとこ
ろ、亀裂は認められなかつたが、若干の剥離が認
められた。
ろ、亀裂は認められなかつたが、若干の剥離が認
められた。
また、素子を動作させた場合の放熱特性は悪
く、素子の寿命を短かくすることが確認された。
く、素子の寿命を短かくすることが確認された。
［発明の効果］
以上説明してきた通り、本発明は付加重合型シ
リコーンゴムと無機充填剤とを含有する熱伝導性
組成物でもつてセラミツク基板と放熱体とを一体
化したセラミツク基板パツケージを提供するもの
であり、これによつて苛酷な熱衝撃に対して十分
耐えるパツケージを得ることができる。
リコーンゴムと無機充填剤とを含有する熱伝導性
組成物でもつてセラミツク基板と放熱体とを一体
化したセラミツク基板パツケージを提供するもの
であり、これによつて苛酷な熱衝撃に対して十分
耐えるパツケージを得ることができる。
しかも、本発明においてはセラミツク基板から
放熱体への熱伝導性は極めて良好であり、発熱性
素子の寿命を長くすることが可能となる。
放熱体への熱伝導性は極めて良好であり、発熱性
素子の寿命を長くすることが可能となる。
添付図面は本発明の一実施例の断面説明図であ
る。 １：発熱性素子、２：セラミツク基板、３：放
熱体、４：接着層。
る。 １：発熱性素子、２：セラミツク基板、３：放
熱体、４：接着層。
Claims (1)
- １ 発熱性素子を搭載したセラミツク基板と放熱
体とを、１分子中に少なくとも２個のケイ素原子
結合アルケニル基を有するジオルガノポリシロキ
サンと、１分子中に少なくとも２個のケイ素原子
結合水素原子を有する液状オルガノポリシロキサ
ンと、付加反応触媒からなる付加重合型シリコー
ンゴムに無機充填剤を混合した熱伝導性組成物か
らなる接着層を介して一体化したことを特徴とす
るセラミツク基板パツケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58187429A JPS6079757A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | セラミツク基板パツケ−ジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58187429A JPS6079757A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | セラミツク基板パツケ−ジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6079757A JPS6079757A (ja) | 1985-05-07 |
| JPH0131299B2 true JPH0131299B2 (ja) | 1989-06-26 |
Family
ID=16205898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58187429A Granted JPS6079757A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | セラミツク基板パツケ−ジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6079757A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0543483Y2 (ja) * | 1987-10-12 | 1993-11-02 | ||
| JPH07297560A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-10 | Hitachi Ltd | 多層プリント配線基板およびその実装構造体 |
| WO2018033992A1 (ja) * | 2016-08-18 | 2018-02-22 | デンカ株式会社 | 熱伝導性グリース用組成物、熱伝導性グリース及び放熱部材 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54106173A (en) * | 1978-02-08 | 1979-08-20 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPS562349A (en) * | 1979-06-21 | 1981-01-12 | Toshiba Silicone Co Ltd | Molded rubber article for heat dissipation |
| JPS5944152B2 (ja) * | 1979-07-04 | 1984-10-26 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 気密チヤンバ |
| JPS5656272U (ja) * | 1979-10-04 | 1981-05-15 | ||
| JPS57168247U (ja) * | 1981-04-17 | 1982-10-23 | ||
| JPS5821446A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-08 | Hitachi Cable Ltd | 熱伝導性絶縁シ−トの製造方法 |
-
1983
- 1983-10-06 JP JP58187429A patent/JPS6079757A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6079757A (ja) | 1985-05-07 |
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