JPH06163765A - 窒化アルミヒートシンクおよびその製造方法 - Google Patents
窒化アルミヒートシンクおよびその製造方法Info
- Publication number
- JPH06163765A JPH06163765A JP43A JP33944992A JPH06163765A JP H06163765 A JPH06163765 A JP H06163765A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 33944992 A JP33944992 A JP 33944992A JP H06163765 A JPH06163765 A JP H06163765A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- aluminum nitride
- fired
- holes
- sides
- 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.)
- Pending
Links
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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/5363—Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
-
- 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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 半導体ベアチップ実装に用いられ、表裏面間
の導電性を持たせた窒化アルミ製のヒートシンクにおい
て、電流容量を大きくし、信頼性を向上させる。またこ
のヒートシンクの製造方法を提供する。 【構成】 スルーホール１２が形成されかつ焼成された
窒化アルミのヒートシンク基体１０Ａと、スルーホール
に充填され焼成された導体部１４Ａと、ヒートシンク基
体の両面に焼成されたメタライズ層１６Ａと、このメタ
ライズ層の表面に形成された金属めっき層１８とを有す
る。このヒートシンクは、スルーホールが形成された窒
化アルミのヒートシンク素体と、スルーホールに充填さ
れた導体ペースト１４と、ヒートシンク素体の両面に塗
布された導体ペースト１６とを同時焼成した後、両面の
メタライズ層に金属めっきを施すことにより製造され
る。
の導電性を持たせた窒化アルミ製のヒートシンクにおい
て、電流容量を大きくし、信頼性を向上させる。またこ
のヒートシンクの製造方法を提供する。 【構成】 スルーホール１２が形成されかつ焼成された
窒化アルミのヒートシンク基体１０Ａと、スルーホール
に充填され焼成された導体部１４Ａと、ヒートシンク基
体の両面に焼成されたメタライズ層１６Ａと、このメタ
ライズ層の表面に形成された金属めっき層１８とを有す
る。このヒートシンクは、スルーホールが形成された窒
化アルミのヒートシンク素体と、スルーホールに充填さ
れた導体ペースト１４と、ヒートシンク素体の両面に塗
布された導体ペースト１６とを同時焼成した後、両面の
メタライズ層に金属めっきを施すことにより製造され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ベアチップ実装
に用いられ、表裏面間の導電性を持たせた窒化アルミ製
のヒートシンクに関するものである。
に用いられ、表裏面間の導電性を持たせた窒化アルミ製
のヒートシンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】窒化アルミ（ＡＬＮ）は高い熱伝導性
（アルミナの５〜１０倍）と電気絶縁性を持ち、またベ
リリヤのような毒性の問題もないため、アルミナやベリ
リヤに代わる半導体実装用基板として注目されている。
（アルミナの５〜１０倍）と電気絶縁性を持ち、またベ
リリヤのような毒性の問題もないため、アルミナやベリ
リヤに代わる半導体実装用基板として注目されている。
【０００３】図２はこの窒化アルミ基板（以下ＡＬＮ基
板という）１にパワートランジスタ２のベアチップを一
体化した実装例を示す断面図である。ここにパワートラ
ンジスタ２は、従来は銅製のヒートシンク（ヒートスプ
レッダ）３を介して基板１に固着されている。
板という）１にパワートランジスタ２のベアチップを一
体化した実装例を示す断面図である。ここにパワートラ
ンジスタ２は、従来は銅製のヒートシンク（ヒートスプ
レッダ）３を介して基板１に固着されている。
【０００４】すなわちトランジスタ２のシリコン基板４
はトランジスタ２のコレクタＣとなっていて、このシリ
コン基板（半導体ベアチップ）４はヒートシンク３に５
で示す半田付け部により半田付けされている。またこの
ヒートシンク３はＡＬＮ基板１上に形成された回路パタ
ーン６に７で示す半田付け部により半田付けされてい
る。一方トランジスタ２のベースＢとエミッタＥとは、
リード線８、９によってＡＬＮ基板１上の回路パターン
１０、１１に接続されている。なおここで用いるヒート
シンク３はその表面が金めっきあるいはニッケルめっき
されている。
はトランジスタ２のコレクタＣとなっていて、このシリ
コン基板（半導体ベアチップ）４はヒートシンク３に５
で示す半田付け部により半田付けされている。またこの
ヒートシンク３はＡＬＮ基板１上に形成された回路パタ
ーン６に７で示す半田付け部により半田付けされてい
る。一方トランジスタ２のベースＢとエミッタＥとは、
リード線８、９によってＡＬＮ基板１上の回路パターン
１０、１１に接続されている。なおここで用いるヒート
シンク３はその表面が金めっきあるいはニッケルめっき
されている。
【０００５】このように従来のヒートシンク３は銅で作
られているが、この銅の熱膨張率は２０×１０-6／℃位
であり、シリコンの約３．６×１０-6／℃に比べて４〜
５倍も大きい。このため、特に大型のシリコン基板４を
用いるトランジスタ１では、銅とシリコンとの熱膨張率
の違いにより半田付け部５の半田やシリコン基板４にク
ラックが発生し易く、信頼性が低下する問題があった。
られているが、この銅の熱膨張率は２０×１０-6／℃位
であり、シリコンの約３．６×１０-6／℃に比べて４〜
５倍も大きい。このため、特に大型のシリコン基板４を
用いるトランジスタ１では、銅とシリコンとの熱膨張率
の違いにより半田付け部５の半田やシリコン基板４にク
ラックが発生し易く、信頼性が低下する問題があった。
【０００６】またシリコンの熱膨張率に近い材料として
銅・タングステンなどがあるが、これは比重が約１０で
大きく、軽量化の障害になる。そこでヒートシンク３の
材料として、窒化アルミ（ＡＬＮ）を用いることが考え
られている。このＡＬＮは熱膨張率が室温〜４００℃の
平均で４．４×１０-6／℃とシリコンに近いからであ
る。また比重も３．２で軽量でもあるからである。
銅・タングステンなどがあるが、これは比重が約１０で
大きく、軽量化の障害になる。そこでヒートシンク３の
材料として、窒化アルミ（ＡＬＮ）を用いることが考え
られている。このＡＬＮは熱膨張率が室温〜４００℃の
平均で４．４×１０-6／℃とシリコンに近いからであ
る。また比重も３．２で軽量でもあるからである。
【０００７】しかしこのＡＬＮは電気的に絶縁体である
ため、図２のようにコレクタＣであるシリコン基板４を
直接回路パターン６に接続する場合には、ヒートシンク
自身に導電性を持たせることが必要になる。そこでこの
ＡＬＮ製のヒートシンクを用いる場合には、この両面お
よび側縁を含む全面に真空蒸着法またはスパッタリング
法により薄膜を形成したり（薄膜メタライズ）、導体ペ
ーストを印刷し焼成することによって導電の厚膜を形成
していた（厚膜メタライズ）。またモリブデンマンガン
等の高融点メタライズを行っていた。
ため、図２のようにコレクタＣであるシリコン基板４を
直接回路パターン６に接続する場合には、ヒートシンク
自身に導電性を持たせることが必要になる。そこでこの
ＡＬＮ製のヒートシンクを用いる場合には、この両面お
よび側縁を含む全面に真空蒸着法またはスパッタリング
法により薄膜を形成したり（薄膜メタライズ）、導体ペ
ーストを印刷し焼成することによって導電の厚膜を形成
していた（厚膜メタライズ）。またモリブデンマンガン
等の高融点メタライズを行っていた。
【０００８】
【従来技術の問題点】このように従来はＡＬＮ製ヒート
シンクを用いる場合には、その外側の全面に薄膜または
厚膜のメタライズ層を形成し、側縁を介して上下面間の
導電性を得ていた。このため上下面間の電流容量が制限
され、大電流パワートランジスタへ適用するのが困難に
なったり、信頼性が低下するという問題があった。
シンクを用いる場合には、その外側の全面に薄膜または
厚膜のメタライズ層を形成し、側縁を介して上下面間の
導電性を得ていた。このため上下面間の電流容量が制限
され、大電流パワートランジスタへ適用するのが困難に
なったり、信頼性が低下するという問題があった。
【０００９】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、電流容量を大きくすることができ、信頼性
も向上する窒化アルミヒートシンクを提供することを第
１の目的とする。またこのヒートシンクの製造方法を提
供することを第２の目的とする。
ものであり、電流容量を大きくすることができ、信頼性
も向上する窒化アルミヒートシンクを提供することを第
１の目的とする。またこのヒートシンクの製造方法を提
供することを第２の目的とする。
【００１０】
【発明の構成】本発明によれば第１の目的は、スルーホ
ールが形成されかつ焼成された窒化アルミのヒートシン
ク基体と、前記スルーホールに充填され焼成された導体
部と、前記ヒートシンク基体の両面に焼成されたメタラ
イズ層と、このメタライズ層の表面に形成された金属め
っき層とを有することを特徴とする窒化アルミヒートシ
ンクにより達成される。
ールが形成されかつ焼成された窒化アルミのヒートシン
ク基体と、前記スルーホールに充填され焼成された導体
部と、前記ヒートシンク基体の両面に焼成されたメタラ
イズ層と、このメタライズ層の表面に形成された金属め
っき層とを有することを特徴とする窒化アルミヒートシ
ンクにより達成される。
【００１１】また第２の目的は、スルーホールが形成さ
れた窒化アルミのヒートシンク素体と、前記スルーホー
ルに充填された導体ペーストと、前記ヒートシンク素体
の両面に塗布された導体ペーストとを同時焼成した後、
両面のメタライズ層に金属めっきを施すことを特徴とす
る窒化アルミヒートシンクの製造方法により達成され
る。
れた窒化アルミのヒートシンク素体と、前記スルーホー
ルに充填された導体ペーストと、前記ヒートシンク素体
の両面に塗布された導体ペーストとを同時焼成した後、
両面のメタライズ層に金属めっきを施すことを特徴とす
る窒化アルミヒートシンクの製造方法により達成され
る。
【００１２】
【実施例】図１は本発明による製造方法の処理工程を示
す図である。この図１（Ａ）で符号１０は窒化アルミ
（ＡＬＮ）のグリーンシートである。このグリーンシー
ト１０は前記図２で説明したヒートシンク３にほぼ対応
する厚さと大きさを持つ。
す図である。この図１（Ａ）で符号１０は窒化アルミ
（ＡＬＮ）のグリーンシートである。このグリーンシー
ト１０は前記図２で説明したヒートシンク３にほぼ対応
する厚さと大きさを持つ。
【００１３】このグリーンシート１０は、図１（Ｂ）に
示すように複数の貫通孔すなわちスルーホール１２が形
成されて、ヒートシンク素体１０Ａとなる。このスルー
ホール１２付きのグリーンシートすなわちヒートシンク
素体１０Ａは、そのスルーホール１２に導体ペースト１
４が充填され、さらにその上下両面に導体ペースト１６
が塗布され、図１（Ｃ）に示すグリーンシート１０Ｂと
なる。導体ペースト１４および１６には、窒化アルミと
熱膨張率が近いモリブデン／マンガンやタングステンの
粒子を混入したペーストを用いるのが望ましい。
示すように複数の貫通孔すなわちスルーホール１２が形
成されて、ヒートシンク素体１０Ａとなる。このスルー
ホール１２付きのグリーンシートすなわちヒートシンク
素体１０Ａは、そのスルーホール１２に導体ペースト１
４が充填され、さらにその上下両面に導体ペースト１６
が塗布され、図１（Ｃ）に示すグリーンシート１０Ｂと
なる。導体ペースト１４および１６には、窒化アルミと
熱膨張率が近いモリブデン／マンガンやタングステンの
粒子を混入したペーストを用いるのが望ましい。
【００１４】導体ペースト１４と１６とに同じ材質のペ
ーストを用いる場合には、ヒートシンク素体１０Ａにス
クイーズ法やスクリーン印刷法などを用いてスルーホー
ル１２と上下両面とに同時に導体ペースト１４、１６を
供給することができる。導体ペースト１４と１６とを異
なる材質のペーストとして、別々に供給するようにして
もよい。
ーストを用いる場合には、ヒートシンク素体１０Ａにス
クイーズ法やスクリーン印刷法などを用いてスルーホー
ル１２と上下両面とに同時に導体ペースト１４、１６を
供給することができる。導体ペースト１４と１６とを異
なる材質のペーストとして、別々に供給するようにして
もよい。
【００１５】このようにスルーホール１２および両面に
導体ペースト１４、１６が供給されたグリーンシート１
０Ｂは、焼成炉（図示せず）に入れられて焼成される。
この結果図１（Ｄ）に示すように、上下両面の導体ペー
スト１６、１６はメタライズ層１６Ａ、１６Ａとなり、
スルーホール１２内の導体ペースト１４は、これらのメ
タライズ層１６Ａ、１６Ａを電気接続する導体部１４Ａ
となる。またヒートシンク素体１０Ａは焼成されてヒー
トシンク基体１０Ｃとなる。なおこのヒートシンク１０
Ａは複数枚積層して厚みを調整してもよい。
導体ペースト１４、１６が供給されたグリーンシート１
０Ｂは、焼成炉（図示せず）に入れられて焼成される。
この結果図１（Ｄ）に示すように、上下両面の導体ペー
スト１６、１６はメタライズ層１６Ａ、１６Ａとなり、
スルーホール１２内の導体ペースト１４は、これらのメ
タライズ層１６Ａ、１６Ａを電気接続する導体部１４Ａ
となる。またヒートシンク素体１０Ａは焼成されてヒー
トシンク基体１０Ｃとなる。なおこのヒートシンク１０
Ａは複数枚積層して厚みを調整してもよい。
【００１６】このように焼成された後、メタライズ層１
６Ａ、１６Ａの表面には、電解めっき法あるいは無電解
めっき法により金あるいはニッケルめっきなどの金属め
っき層１８、１８が仕上げめっきとして形成される。
６Ａ、１６Ａの表面には、電解めっき法あるいは無電解
めっき法により金あるいはニッケルめっきなどの金属め
っき層１８、１８が仕上げめっきとして形成される。
【００１７】この結果焼成された窒化アルミのヒートシ
ンク基体１０Ｃと、スルーホール１２内に充填され焼成
された導体部１４Ａと、両面に焼成されたメタライズ層
１６Ａ、１６Ａと、金属めっき層１８、１８とを有する
ヒートシンク３Ａが形成される（図１の（Ｅ）参照）。
なおスルーホール１２は多数設ければ導体部１４Ａの電
流密度が小さくなり望ましいが、本発明はスルーホール
１２を１つ設けたものも包含する。
ンク基体１０Ｃと、スルーホール１２内に充填され焼成
された導体部１４Ａと、両面に焼成されたメタライズ層
１６Ａ、１６Ａと、金属めっき層１８、１８とを有する
ヒートシンク３Ａが形成される（図１の（Ｅ）参照）。
なおスルーホール１２は多数設ければ導体部１４Ａの電
流密度が小さくなり望ましいが、本発明はスルーホール
１２を１つ設けたものも包含する。
【００１８】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、ヒートシンク
基体のスルーホールに充填し焼成した導体部により、そ
の両面のメタライズ層および金属めっき層との間の導電
性が得られる。ここに導体部に電流を流すので、導体部
の数を増やすことにより電流容量を容易に増大できる。
またヒートシンク基体が厚くなっても導電性が確実に得
られ、信頼性が高い。請求項２の発明によれば、このヒ
ートシンクの製造方法が得られる。
基体のスルーホールに充填し焼成した導体部により、そ
の両面のメタライズ層および金属めっき層との間の導電
性が得られる。ここに導体部に電流を流すので、導体部
の数を増やすことにより電流容量を容易に増大できる。
またヒートシンク基体が厚くなっても導電性が確実に得
られ、信頼性が高い。請求項２の発明によれば、このヒ
ートシンクの製造方法が得られる。
【図１】本発明の製造工程を示す図
【図２】ヒートシンクの適用例を示す図
３Ａ ヒートシンク １０ グリーンシート １０Ａ ヒートシンク素体 １０Ｃ ヒートシンク基体 １２ スルーホール １４、１６ 導体ペースト １４Ａ 導電部 １６Ａ、 メタライズ層 １８ 金属めっき層
Claims (2)
- 【請求項１】 スルーホールが形成されかつ焼成された
窒化アルミのヒートシンク基体と、前記スルーホールに
充填され焼成された導体部と、前記ヒートシンク基体の
両面に焼成されたメタライズ層と、このメタライズ層の
表面に形成された金属めっき層とを有することを特徴と
する窒化アルミヒートシンク。 - 【請求項２】 スルーホールが形成された窒化アルミの
ヒートシンク素体と、前記スルーホールに充填された導
体ペーストと、前記ヒートシンク素体の両面に塗布され
た導体ペーストとを同時焼成した後、両面のメタライズ
層に金属めっきを施すことを特徴とする窒化アルミヒー
トシンクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06163765A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 窒化アルミヒートシンクおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06163765A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 窒化アルミヒートシンクおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163765A true JPH06163765A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18327572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06163765A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 窒化アルミヒートシンクおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06163765A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5543663A (en) * | 1993-12-27 | 1996-08-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and BGA package |
| EP0755074A3 (en) * | 1995-07-18 | 1998-04-01 | Tokuyama Corporation | Submount |
| KR100455881B1 (ko) * | 2001-12-06 | 2004-11-06 | (주)나노팩 | 광 반도체 소자 패키지 구조체와 그 제조방법 |
| JP2014192371A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置、及びその製造方法 |
| CN112918039A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-08 | 西安工业大学 | 一种金属复合材料的复合结构及其成型方法 |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP43A patent/JPH06163765A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5543663A (en) * | 1993-12-27 | 1996-08-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and BGA package |
| EP0755074A3 (en) * | 1995-07-18 | 1998-04-01 | Tokuyama Corporation | Submount |
| KR100379975B1 (ko) * | 1995-07-18 | 2003-07-18 | 가부시키가이샤 도쿠야마 | 서브마운트 |
| KR100455881B1 (ko) * | 2001-12-06 | 2004-11-06 | (주)나노팩 | 광 반도체 소자 패키지 구조체와 그 제조방법 |
| JP2014192371A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置、及びその製造方法 |
| CN112918039A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-08 | 西安工业大学 | 一种金属复合材料的复合结构及其成型方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6274803B1 (en) | Thermoelectric module with improved heat-transfer efficiency and method of manufacturing the same | |
| US20020112882A1 (en) | Ceramic circuit board | |
| JPH0613726A (ja) | セラミックス回路基板 | |
| JPH06163765A (ja) | 窒化アルミヒートシンクおよびその製造方法 | |
| JPH07162157A (ja) | 多層基板 | |
| JP2687604B2 (ja) | プリント回路基板の製造方法 | |
| JP2509428B2 (ja) | 超小型電子パッケ―ジ | |
| JP2000164996A (ja) | セラミック配線基板 | |
| JP3222348B2 (ja) | セラミックパッケージの製造方法 | |
| JP2001135753A (ja) | 半導体モジュール用基板及びその製造方法 | |
| JP2002076213A (ja) | 半導体素子モジュール | |
| JP2000114441A (ja) | 多層金属板およびその製造方法 | |
| JP3645744B2 (ja) | セラミック配線基板 | |
| JP2000114442A (ja) | 電子部品用パッケージ | |
| JPH10224059A (ja) | ヒートシンク | |
| JP2000058995A (ja) | セラミック回路基板及び半導体モジュール | |
| JPH0746007A (ja) | 電力用基板および高周波用電力増幅器 | |
| JPH0789574B2 (ja) | ペレット取付基板の製造方法 | |
| JPH0459779B2 (ja) | ||
| JPH0636601Y2 (ja) | 回路基板 | |
| JPH04130757A (ja) | 半導体素子用セラミックパッケージ | |
| JPH06177495A (ja) | 窒化アルミプリント配線板 | |
| JP3583018B2 (ja) | セラミック配線基板 | |
| JPH11297909A (ja) | 放熱用金属板およびそれを用いた電子部品用パッケージ | |
| JP2515672Y2 (ja) | 半導体素子収納用パッケージ |