JPH03166788A - 混成集積回路用基板およびその製造方法 - Google Patents
混成集積回路用基板およびその製造方法Info
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- JPH03166788A JPH03166788A JP30689189A JP30689189A JPH03166788A JP H03166788 A JPH03166788 A JP H03166788A JP 30689189 A JP30689189 A JP 30689189A JP 30689189 A JP30689189 A JP 30689189A JP H03166788 A JPH03166788 A JP H03166788A
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体回路素子を搭載するための混成集積回路
用基板およびその製造方法に関するものである． 〔従来技術および解決しようとする！！題〕一般に、混
成集積回路用基板としては、基板上に搭載する半導体回
路素子のチ・ンプまたはノワーチップなどの材料である
シリコンの熱膨引に追随できるように熱膨張係数がシリ
コンに封いものであること、さらに、半導体回路素子１
発生する熱を逃がすために熱伝導性にすぐれ１いるとい
う性質が要求されている。
用基板およびその製造方法に関するものである． 〔従来技術および解決しようとする！！題〕一般に、混
成集積回路用基板としては、基板上に搭載する半導体回
路素子のチ・ンプまたはノワーチップなどの材料である
シリコンの熱膨引に追随できるように熱膨張係数がシリ
コンに封いものであること、さらに、半導体回路素子１
発生する熱を逃がすために熱伝導性にすぐれ１いるとい
う性質が要求されている。
上記の条件をある程度満たすものとして、Ｕ来では窒化
アル兆ニウム（Ａ４２Ｎ）、窒化ケＩ素（ＳｉｓＮｎ）
、炭化ケイ素（ＳｉＣ）なｌが用いられているが、これ
らの素材を混成集朽回路用基板として用いた場合には、
熱膨張にかする追随性は良いものの、熱伝導特性におい
マは不充分なものであった． 本発明は前記のような従来のもののもつ間約点を解決し
たものであって、シリコンのチンフまたはパワーチップ
などの半導体回路素子を↑２載して、その半導体回路素
子が発熱した際の蒙膨張に追随でき、さらに、発熱した
半導体回礎素子の熱を効率的に逃がすことができる熱伝
溺性の大きな混成集積回路用基板およびその製進方法を
提供することを目的としている。
アル兆ニウム（Ａ４２Ｎ）、窒化ケＩ素（ＳｉｓＮｎ）
、炭化ケイ素（ＳｉＣ）なｌが用いられているが、これ
らの素材を混成集朽回路用基板として用いた場合には、
熱膨張にかする追随性は良いものの、熱伝導特性におい
マは不充分なものであった． 本発明は前記のような従来のもののもつ間約点を解決し
たものであって、シリコンのチンフまたはパワーチップ
などの半導体回路素子を↑２載して、その半導体回路素
子が発熱した際の蒙膨張に追随でき、さらに、発熱した
半導体回礎素子の熱を効率的に逃がすことができる熱伝
溺性の大きな混成集積回路用基板およびその製進方法を
提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達戒するために本発明の混成集積回路用基
板は、半導体回路素子を搭載する混成集積回路用基板で
あって、この混成集積回路用基板は、半導体回路素子を
搭載する面側が緻密層に形成されるとともに、他の面側
が空孔を有する多孔質層に形成された板状の炭化ケイ素
体を基材とし、この基材の多孔質層の空孔内に良熱伝導
金属材が充填されている構戒を有しており、前記多孔質
層の表面に、さらに良熱伝導金属材の薄膜を形成したも
のであることができ、前記良熱伝導金属材が、銅である
ことができる。
板は、半導体回路素子を搭載する混成集積回路用基板で
あって、この混成集積回路用基板は、半導体回路素子を
搭載する面側が緻密層に形成されるとともに、他の面側
が空孔を有する多孔質層に形成された板状の炭化ケイ素
体を基材とし、この基材の多孔質層の空孔内に良熱伝導
金属材が充填されている構戒を有しており、前記多孔質
層の表面に、さらに良熱伝導金属材の薄膜を形成したも
のであることができ、前記良熱伝導金属材が、銅である
ことができる。
また、本発明の混成集積回路用基板の製造方法は、半導
体回路素子を搭載する混成集積回路用基板の製造方法で
あって、半導体回路素子を搭載する面側が緻密層に形成
されるとともに、他の面側が空孔を有する多孔質層に形
或された板状の炭化ケイ素体からなる基材を、良熱伝導
金属材のイオンを含有した電解槽内に負電極として配設
し、前記多孔質層の空孔内に、電解処理により前記良熱
伝導金属材を析出して充填する手段を有しており、前記
電解処理を、前記多孔貿層の表面に良熱伝導金属材の薄
膜が形成されるまで行うものであることができ、前記良
熱伝導金属材が、銅であることができる。
体回路素子を搭載する混成集積回路用基板の製造方法で
あって、半導体回路素子を搭載する面側が緻密層に形成
されるとともに、他の面側が空孔を有する多孔質層に形
或された板状の炭化ケイ素体からなる基材を、良熱伝導
金属材のイオンを含有した電解槽内に負電極として配設
し、前記多孔質層の空孔内に、電解処理により前記良熱
伝導金属材を析出して充填する手段を有しており、前記
電解処理を、前記多孔貿層の表面に良熱伝導金属材の薄
膜が形成されるまで行うものであることができ、前記良
熱伝導金属材が、銅であることができる。
本発明は上記の構戒および手段を採用したことにより、
半導体回路素子が発熱した場合でも、炭化ケイ素からな
る基材が、半導体回路素子の材料であるシリコンとほぼ
同じ熱膨張係数を有しているので、半導体回路素子との
間がずれたり剥離することがなく、また、基材の空札内
部に充填した良熱伝導金属材により、基板全体が良好な
熱伝導特性を示し、半導体回路素子に発生する熱を効率
的に逃がすことができることとなる。
半導体回路素子が発熱した場合でも、炭化ケイ素からな
る基材が、半導体回路素子の材料であるシリコンとほぼ
同じ熱膨張係数を有しているので、半導体回路素子との
間がずれたり剥離することがなく、また、基材の空札内
部に充填した良熱伝導金属材により、基板全体が良好な
熱伝導特性を示し、半導体回路素子に発生する熱を効率
的に逃がすことができることとなる。
以下、本発明を具体的に説明する。
第１図には本発明による混成集積回路用基板の断面説明
図が示されている． すなわち、この混成集積回路用基板１は、半導体回路素
子Ａを搭載する面が緻密層３に形成されるとともに、他
の面が空孔４ａを有する多孔質層４に形成された板状の
炭化ケイ素体を基材２として、この基材２の前記多孔譬
層４の空孔４ａ内に良熱伝導金属材５を充填したもので
あり、さらに、多孔質層４の面側に良熱伝導金属材の薄
膜６が形成されている． 上記の混成集積回路用基板１を製造するには、まず第２
図に示すような、一方の面を緻密１ｉ ３に形成すると
ともに、他方の面を空孔４ａを有する多孔質層４に形成
した板状の炭化ケイ素体からなる基材２を用意する。
図が示されている． すなわち、この混成集積回路用基板１は、半導体回路素
子Ａを搭載する面が緻密層３に形成されるとともに、他
の面が空孔４ａを有する多孔質層４に形成された板状の
炭化ケイ素体を基材２として、この基材２の前記多孔譬
層４の空孔４ａ内に良熱伝導金属材５を充填したもので
あり、さらに、多孔質層４の面側に良熱伝導金属材の薄
膜６が形成されている． 上記の混成集積回路用基板１を製造するには、まず第２
図に示すような、一方の面を緻密１ｉ ３に形成すると
ともに、他方の面を空孔４ａを有する多孔質層４に形成
した板状の炭化ケイ素体からなる基材２を用意する。
この基材２を製造するには、粉体炭化ケイ素をアセトン
中のセノールと混合し乾燥する，これを１５００゜Ｃで
シリコンをシンターさせながら或形する。
中のセノールと混合し乾燥する，これを１５００゜Ｃで
シリコンをシンターさせながら或形する。
レンガ状に焼結すると空孔ができるようになり、これを
研摩することにより得られる。
研摩することにより得られる。
そして、上記の炭化ケイ素体からなる基材２の緻密層３
側に導電性板９を取付けるとともに、その導電性板９に
ナイロンなどの絶縁材で被覆したリード線１０を接続し
、この導電性板９を取付けた基材２を、銅などの良熱伝
導金属材５のイオンを含有した電解槽７内に、前記多孔
質層４側を対電極８側に向けて負電極として配設し、対
電極８との間に所定の電流を流して電解処理を施すこと
により、前記多孔質層４の空孔４ａ内に、前記良熱伝導
金属材５を析出して充填するものであり、さらに電解を
続けて、前記多孔質層４例の表面を良熱伝導金属材から
なる薄膜６で形成したものである。
側に導電性板９を取付けるとともに、その導電性板９に
ナイロンなどの絶縁材で被覆したリード線１０を接続し
、この導電性板９を取付けた基材２を、銅などの良熱伝
導金属材５のイオンを含有した電解槽７内に、前記多孔
質層４側を対電極８側に向けて負電極として配設し、対
電極８との間に所定の電流を流して電解処理を施すこと
により、前記多孔質層４の空孔４ａ内に、前記良熱伝導
金属材５を析出して充填するものであり、さらに電解を
続けて、前記多孔質層４例の表面を良熱伝導金属材から
なる薄膜６で形成したものである。
前記炭化ケイ素からなる基材２において、緻密層３の厚
みは、混成集積回路用基板１としての熱膨張および熱伝
導特性を考慮して１〜２０μｍであることが好ましく、
さらに好ましくは５〜１０μｍであり、また、多孔質層
４の厚みは、１〜１０備であることが好ましく、さらに
好ましくは０．６〜２．５閣である． 前記多孔質層４の空孔４ａ内に充填する良熱伝導金属材
５としては、たとえば、銅、アルご、金、銀、ニッケル
などの金属材を挙げることができる。
みは、混成集積回路用基板１としての熱膨張および熱伝
導特性を考慮して１〜２０μｍであることが好ましく、
さらに好ましくは５〜１０μｍであり、また、多孔質層
４の厚みは、１〜１０備であることが好ましく、さらに
好ましくは０．６〜２．５閣である． 前記多孔質層４の空孔４ａ内に充填する良熱伝導金属材
５としては、たとえば、銅、アルご、金、銀、ニッケル
などの金属材を挙げることができる。
また、上記の混成集積回路用基板ｌにおいて、多孔質層
４の面側に形成する良熱伝導金属材からなる薄膜６は必
ずしも必要ないが、熱伝導性を向上させるという観点か
ら設けたほうが好ましく、その厚みは、Ｏ〜１０μｍで
あることが好ましい． 上記のように構威した本発明による混成集積回路用基板
１にあっては、シリコンからなる半導体回路素子Ａが発
熱した場合であっても、その半導体回路素子Ａを構戒す
るシリコンとほぼ同じ熱膨張率を有する炭化ケイ素体を
基材２としているので、半導体回路素子Ａと混成集積回
路用基板１との間が熱によってずれたり、剥離したりす
る心配がない． また、従来の炭化ケイ素体のみからなる混成集積回路用
基板と比較して、多孔質層４の空孔４ａ内に良熱伝導金
属材５が充填されているので、混成集積回路用基板１の
熱伝導性が大幅に向上し、搭載する半導体回路素子Ａか
らの熱を外部に効率的に逃がすことができるものである
。
４の面側に形成する良熱伝導金属材からなる薄膜６は必
ずしも必要ないが、熱伝導性を向上させるという観点か
ら設けたほうが好ましく、その厚みは、Ｏ〜１０μｍで
あることが好ましい． 上記のように構威した本発明による混成集積回路用基板
１にあっては、シリコンからなる半導体回路素子Ａが発
熱した場合であっても、その半導体回路素子Ａを構戒す
るシリコンとほぼ同じ熱膨張率を有する炭化ケイ素体を
基材２としているので、半導体回路素子Ａと混成集積回
路用基板１との間が熱によってずれたり、剥離したりす
る心配がない． また、従来の炭化ケイ素体のみからなる混成集積回路用
基板と比較して、多孔質層４の空孔４ａ内に良熱伝導金
属材５が充填されているので、混成集積回路用基板１の
熱伝導性が大幅に向上し、搭載する半導体回路素子Ａか
らの熱を外部に効率的に逃がすことができるものである
。
たとえば、従来の混成集積回路用基板と同じ放熱特性と
した場合には、その平面的な大きさを２／３〜１／２と
することができ、さらに、半導体回路素子Ａの多数個を
搭載した場合であっても、効率的に熱を逃がすことがで
きるので、半導体回路素子Ａを多数個搭載する大型の混
成集積回路用基板ｌに適用することができるものである
。
した場合には、その平面的な大きさを２／３〜１／２と
することができ、さらに、半導体回路素子Ａの多数個を
搭載した場合であっても、効率的に熱を逃がすことがで
きるので、半導体回路素子Ａを多数個搭載する大型の混
成集積回路用基板ｌに適用することができるものである
。
以下、本発明を実験例によりさらに具体的に説明する。
実験例
１０ｘｌＯｘ０．６ （縦ン横×厚さ、単位閣）の薄板
状であるとともに、その一方の面が緻密層３に形或（約
２μｍの厚さ）され、他方の面が多孔質層４に形成され
た炭化ケイ素体からなる基材２を用意する。
状であるとともに、その一方の面が緻密層３に形或（約
２μｍの厚さ）され、他方の面が多孔質層４に形成され
た炭化ケイ素体からなる基材２を用意する。
前記の炭化ケイ素体からなる基材２の緻密層３側に導電
性板９を取付けるとともに、その導電性板９に絶縁材で
あるナイロンで被覆したリード線１０を接続し、この導
電性板９を取付けた基材２を負電極として、銅イオンを
含有する電解槽７内に、前記多孔質層４側を対電極８に
対向するように位置して配設する。
性板９を取付けるとともに、その導電性板９に絶縁材で
あるナイロンで被覆したリード線１０を接続し、この導
電性板９を取付けた基材２を負電極として、銅イオンを
含有する電解槽７内に、前記多孔質層４側を対電極８に
対向するように位置して配設する。
そして、前記対電極８と上記の基材２を具えた負電極と
の間に電流を流し（電流密度５０〜１００Ａ／ｄｒｒｆ
で、電流密度はメッキ状態により変化可能となる．）、
前記多孔質層４の空孔４ａ内に良熱伝導金属材である金
属ｉｒＩ５を析出して空孔４ａ内に充填し、さらに、空
孔４ａ内への金属銅５の充填が完了した後、多孔質層４
の表面に金属銅からなる薄膜６が約ｌμｍ形成されるま
で電解を続け、電解を終了する。
の間に電流を流し（電流密度５０〜１００Ａ／ｄｒｒｆ
で、電流密度はメッキ状態により変化可能となる．）、
前記多孔質層４の空孔４ａ内に良熱伝導金属材である金
属ｉｒＩ５を析出して空孔４ａ内に充填し、さらに、空
孔４ａ内への金属銅５の充填が完了した後、多孔質層４
の表面に金属銅からなる薄膜６が約ｌμｍ形成されるま
で電解を続け、電解を終了する。
上記で得られたものは、炭化ケイ素体を基材２として、
その他方の面側の多孔質層４の空孔４ａ内に金属銅５が
充填され、さらに、多孔質層４の表面に金属銅の薄膜６
が形成されたものであり、熱膨張および熱伝導の両特性
にすぐれた基板であった。
その他方の面側の多孔質層４の空孔４ａ内に金属銅５が
充填され、さらに、多孔質層４の表面に金属銅の薄膜６
が形成されたものであり、熱膨張および熱伝導の両特性
にすぐれた基板であった。
そして、この混成集積回路用基仮１の前記緻密層３側に
半導体回路素子を搭載したものは、熱衝撃特性にすぐれ
た混成集積回路であった。
半導体回路素子を搭載したものは、熱衝撃特性にすぐれ
た混成集積回路であった。
本発明は上記のように、半導体回路素子を構或するシリ
コンとほぼ同じ熱膨張率を有する炭化ケイ素体を基材と
しているので、半導体回路素子と混底集積回路用基板と
の間が熱によってずれたり、剥離したりする心配がなく
、また、従来の炭化ケイ素体のみからなる混成集積回路
用基板と比較して、多孔質層の空孔内に良熱伝導金属材
が充填されているので、基板全体の熱伝導性が大幅に向
上し、搭載する半導体回路素子からの熱を外部に効率的
に逃がすことができ、たとえば、従来の混成集積回路用
基板と同じ放熱特性とした場合には、その大きさを２／
３〜１／２とすることができ、さらに、半導体回路素子
を多数個搭載する大型の混成集積回路用基板に適用する
ことができ、得られる混成集積回路用基板は熱衝撃特性
にすぐれたものとなるなどのすぐれた効果を有するもの
である。
コンとほぼ同じ熱膨張率を有する炭化ケイ素体を基材と
しているので、半導体回路素子と混底集積回路用基板と
の間が熱によってずれたり、剥離したりする心配がなく
、また、従来の炭化ケイ素体のみからなる混成集積回路
用基板と比較して、多孔質層の空孔内に良熱伝導金属材
が充填されているので、基板全体の熱伝導性が大幅に向
上し、搭載する半導体回路素子からの熱を外部に効率的
に逃がすことができ、たとえば、従来の混成集積回路用
基板と同じ放熱特性とした場合には、その大きさを２／
３〜１／２とすることができ、さらに、半導体回路素子
を多数個搭載する大型の混成集積回路用基板に適用する
ことができ、得られる混成集積回路用基板は熱衝撃特性
にすぐれたものとなるなどのすぐれた効果を有するもの
である。
第１図は本発明による混成集積回路用基板の断画説明図
、第２図、第３図および第４図は本発明による混成集積
回路用基板の製造方法を説明する図である． １・・・・・・混成集積回路用基板 ２・・・・・・基材 ３・・・・・・緻密層 ４・・・・・・多孔質層 ４ａ・・・・・・空孔 ５・・・・・・良熱伝導金属材 ６・・・・・・薄膜 ７・・・・・・電解槽 ８・・・・・・対電極 ９・・・・・・導電性板 ｌＯ・・・・・・リード線 Ａ・・・・・・半導体回路素子 特 許 出 願 人 イーグル工業株式会社 １４１図 第２図 第３図 ｗＩ４図
、第２図、第３図および第４図は本発明による混成集積
回路用基板の製造方法を説明する図である． １・・・・・・混成集積回路用基板 ２・・・・・・基材 ３・・・・・・緻密層 ４・・・・・・多孔質層 ４ａ・・・・・・空孔 ５・・・・・・良熱伝導金属材 ６・・・・・・薄膜 ７・・・・・・電解槽 ８・・・・・・対電極 ９・・・・・・導電性板 ｌＯ・・・・・・リード線 Ａ・・・・・・半導体回路素子 特 許 出 願 人 イーグル工業株式会社 １４１図 第２図 第３図 ｗＩ４図
Claims (6)
- （１）半導体回路素子を搭載する混成集積回路用基板で
あって、この混成集積回路用基板は、半導体回路素子を
搭載する面側が緻密層に形成されるとともに、他の面側
が空孔を有する多孔質層に形成された板状の炭化ケイ素
体を基材とし、この基材の多孔質層の空孔内に良熱伝導
金属材が充填されていることを特徴とする混成集積回路
用基板。 - （２）前記多孔質層の表面に、さらに良熱伝導金属材の
薄膜を形成した請求項１記載の混成集積回路用基板。 - （３）前記良熱伝導金属材が、銅である請求項１記載の
混成集積回路用基板。 - （４）半導体回路素子を搭載する混成集積回路用基板の
製造方法であって、半導体回路素子を搭載する面側が緻
密層に形成されるとともに、他の面側が空孔を有する多
孔質層に形成された板状の炭化ケイ素体からなる基材を
、良熱伝導金属材のイオンを含有した電解槽内に負電極
として配設し、前記多孔質層の空孔内に、電解処理によ
り前記良熱伝導金属材を析出して充填することを特徴と
する混成集積回路用基板の製造方法。 - （５）前記電解処理を、前記多孔質層の表面に良熱伝導
金属材の薄膜が形成されるまで行う請求項４記載の混成
集積回路用基板の製造方法。 - （６）前記良熱伝導金属材が、銅である請求項４記載の
混成集積回路用基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30689189A JPH03166788A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 混成集積回路用基板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30689189A JPH03166788A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 混成集積回路用基板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03166788A true JPH03166788A (ja) | 1991-07-18 |
Family
ID=17962501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30689189A Pending JPH03166788A (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 混成集積回路用基板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03166788A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59199587A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-12 | 住友電気工業株式会社 | 高熱伝導性基板およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP30689189A patent/JPH03166788A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59199587A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-12 | 住友電気工業株式会社 | 高熱伝導性基板およびその製造方法 |
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