JPH0997865A - Heat dissipation parts - Google Patents
Heat dissipation partsInfo
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- JPH0997865A JPH0997865A JP25281595A JP25281595A JPH0997865A JP H0997865 A JPH0997865 A JP H0997865A JP 25281595 A JP25281595 A JP 25281595A JP 25281595 A JP25281595 A JP 25281595A JP H0997865 A JPH0997865 A JP H0997865A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のセラミックス基板とヒートシンクとの
接合構造を有する放熱部品においては、重量の軽減と接
合構造の簡素化を図った上で、信頼性や放熱性の向上を
図ることが課題とされている。
【解決手段】 半導体素子が搭載される窒化ケイ素基板
１１に、銅またはアルミニウムを主成分とする金属材料
からなるヒートシンク１４を活性金属法（１５）等で接
合した放熱部品である。銅またはアルミニウムを主成分
とする金属材料の厚さは、窒化ケイ素基板１１より厚
く、ヒートシンク１４として十分な機能を有している。
(57) Abstract: In a conventional heat dissipation component having a joint structure of a ceramic substrate and a heat sink, the weight and the joint structure are simplified, and further reliability and heat dissipation are improved. That is a challenge. SOLUTION: This is a heat dissipation component in which a heat sink 14 made of a metal material containing copper or aluminum as a main component is bonded to a silicon nitride substrate 11 on which a semiconductor element is mounted by an active metal method (15) or the like. The metal material containing copper or aluminum as a main component is thicker than the silicon nitride substrate 11 and has a sufficient function as the heat sink 14.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス基板
とヒートシンクとの接合構造を有する放熱部品に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat dissipation component having a joint structure between a ceramic substrate and a heat sink.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、半導体素子を搭載するための
基板としては、セラミックス基板や樹脂基板等の種々の
絶縁性基板が用いられているが、優れた絶縁性や放熱性
等を有することから、高放熱性の半導体素子を搭載する
回路基板やパッケージ用基体等としてはセラミックス基
板が多用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, various insulating substrates such as ceramics substrates and resin substrates have been used as substrates for mounting semiconductor elements, but they have excellent insulating properties and heat dissipation properties. A ceramic substrate is often used as a circuit board or a package base on which a semiconductor element having high heat dissipation is mounted.
【０００３】セラミックス基板としては、従来、アルミ
ナセラミックスが主として用いられてきた。アルミナ基
板を回路基板やパッケージ用基体等として用いる場合、
アルミナ基板は熱伝導率が低いために、半導体素子から
の発熱はヒートシンクを介して外部に拡散させ、素子の
動作特性を確保している。この際、図２に示すように、
アルミナ基板１に接合するヒートシンク２には、アルミ
ナセラミックスと熱膨張率が近似するＭｏやＷ、あるい
はこれらの合金を使用する必要がある。これは、他の金
属材料を使用するとアルミナ基板１とヒートシンク２と
の熱膨張差に起因して、加熱接合時や熱サイクルの付加
等によりアルミナ基板１にクラックや割れ等が生じるた
めである。Conventionally, alumina ceramics have been mainly used as the ceramics substrate. When using an alumina substrate as a circuit board or package substrate,
Since the alumina substrate has a low thermal conductivity, the heat generated from the semiconductor element is diffused to the outside via the heat sink to ensure the operating characteristics of the element. At this time, as shown in FIG.
For the heat sink 2 bonded to the alumina substrate 1, it is necessary to use Mo, W, or alloys thereof having a coefficient of thermal expansion similar to that of alumina ceramics. This is because when another metal material is used, the alumina substrate 1 is cracked or broken due to the difference in thermal expansion between the alumina substrate 1 and the heat sink 2 due to heat bonding or the addition of a heat cycle.
【０００４】上述したようなＭｏ／Ｗ製ヒートシンク２
を用いた放熱部品は、通信機器等に幅広く使用されてい
るが、上記放熱部品は重金属であるＭｏやＷ製のヒート
シンク２に由来して重量が重く、移動型の通信機器等に
は好ましくない。そこで、ヒートシンクを用いた放熱部
品の重量の軽減を図ることが検討されている。また、放
熱性に関してもさらなる向上が求められている。A heat sink 2 made of Mo / W as described above.
Although the heat dissipation component using is widely used in communication devices and the like, the heat dissipation component is heavy due to the heat sink 2 made of heavy metal Mo or W, and is not preferable for mobile communication devices and the like. . Therefore, it is being studied to reduce the weight of the heat dissipation component using the heat sink. Further, further improvement in heat dissipation is required.
【０００５】このような要望に対して、ＣｕやＡｌ等か
らなるヒートシンクを用いることで、放熱部品の軽量化
や放熱性の向上を図ることができるが、前述したように
アルミナ基板とは熱膨張差が大きいために、直接接合す
ることはできない。そこで、例えば図３に示すように、
アルミナ基板１に予め熱膨張差を緩和し得る薄い金属
板、具体的にはＭｏ板３等を接合し、このＭｏ板３を介
して十分な放熱性が得られるＣｕやＡｌ等からなるヒー
トシンク４と接合することが行われている。In response to such a demand, by using a heat sink made of Cu, Al or the like, it is possible to reduce the weight of the heat radiating component and improve the heat radiating property. Direct bonding is not possible due to the large difference. So, for example, as shown in FIG.
A thin metal plate capable of relaxing the difference in thermal expansion, specifically, a Mo plate 3 or the like is bonded to the alumina substrate 1 in advance, and a heat sink 4 made of Cu or Al or the like through which sufficient heat dissipation is obtained through the Mo plate 3 Is being joined with.
【０００６】しかしながら、このような構造の放熱部品
では、構造が複雑となるために製造工程が繁雑となり、
製造コストの増大等を招くと共に、低熱伝導材料の使用
率の増加および接合面が増加することに伴う熱抵抗の増
大等が問題となる。However, in the heat dissipation component having such a structure, the manufacturing process becomes complicated due to the complicated structure,
In addition to causing an increase in manufacturing cost, there are problems such as an increase in the usage rate of the low thermal conductive material and an increase in thermal resistance due to an increase in the bonding surface.
【０００７】一方、最近の半導体素子からの発生熱量の
増加に対応するべく、アルミナに比べて熱伝導率が約10
倍程度高く、さらに熱膨張率がＳｉに近似する窒化アル
ミニウム基板の使用も検討され、一部実用化されてい
る。しかしながら、窒化アルミニウム基板を用いた場合
にも、接合強度の向上のためには基本的にはアルミナ基
板と同様な構造でヒートシンクと接合する必要がある。
また、ＣｕやＡｌをＭｏ板（３）を介さずに接合する場
合、セラミックス基板よりも薄い厚さのものを使用しな
いと、金属とセラミックスとの熱膨張差によって、セラ
ミックス基板にクラックが生じやすい。このように、ヒ
ートシンクの材質や接合構造に伴う問題は基本的には解
消されていない。On the other hand, in order to cope with the recent increase in the amount of heat generated from semiconductor elements, the thermal conductivity is about 10 compared to alumina.
The use of an aluminum nitride substrate, which is about twice as high and has a thermal expansion coefficient similar to that of Si, has been studied and partially put into practical use. However, even when an aluminum nitride substrate is used, it is basically necessary to bond it to the heat sink with the same structure as the alumina substrate in order to improve the bonding strength.
Further, when Cu or Al is joined without interposing the Mo plate (3), unless the thickness of the ceramic substrate is smaller, cracks are likely to occur in the ceramic substrate due to the difference in thermal expansion between the metal and the ceramic. . As described above, the problems associated with the material of the heat sink and the bonding structure have not been basically solved.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のアルミナ基板や窒化アルミニウム基板とヒートシンク
との接合構造を有する放熱部品において、ＭｏやＷ等の
重金属材料をヒートシンクに用いた場合には、放熱部品
の重量が重くなると共に、放熱性に関しても必ずしも十
分ではないという問題があり、一方軽量で放熱性に優れ
るＣｕやＡｌ等をヒートシンクとして用いる場合には、
信頼性の高い構造を得るためには接合構造自体が複雑と
なり、製造コストの増大や熱抵抗の増加等を招くという
問題があった。As described above, in a conventional heat dissipation component having a bonded structure of an alumina substrate or aluminum nitride substrate and a heat sink, when a heavy metal material such as Mo or W is used for the heat sink, There is a problem that the weight of the heat radiating component becomes heavy and the heat radiating property is not always sufficient. On the other hand, when Cu or Al which is lightweight and has excellent heat radiating property is used as a heat sink,
In order to obtain a highly reliable structure, the bonding structure itself becomes complicated, and there is a problem that manufacturing cost and thermal resistance increase.
【０００９】このようなことから、従来のセラミックス
基板とヒートシンクとの接合構造を有する放熱部品にお
いては、重量の軽減と接合構造の簡素化を図った上で、
信頼性や放熱性の向上を図ることが課題とされている。From the above, in the conventional heat dissipation component having the joint structure of the ceramic substrate and the heat sink, the weight is reduced and the joint structure is simplified.
It is an issue to improve reliability and heat dissipation.
【００１０】本発明は、このような課題に対処してなさ
れたもので、セラミックス基板とヒートシンクとの接合
構造を簡素化すると共に、重量の軽減を図った上で、優
れた信頼性や放熱性を得ることを可能にした放熱部品を
提供することを目的としている。The present invention has been made to address such a problem, and simplifies the joint structure between the ceramic substrate and the heat sink and reduces the weight, and also has excellent reliability and heat dissipation. It is an object of the present invention to provide a heat dissipation component that makes it possible to obtain.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の放熱部品は、半
導体素子が搭載される窒化ケイ素基板と、前記窒化ケイ
素基板が接合され、銅またはアルミニウムを主成分とす
る金属材料からなるヒートシンクとを具備し、前記ヒー
トシンクが前記窒化ケイ素基板より厚いことを特徴とし
ている。A heat dissipation component of the present invention comprises a silicon nitride substrate on which a semiconductor element is mounted and a heat sink made of a metal material containing copper or aluminum as a main component, to which the silicon nitride substrate is bonded. The heat sink is thicker than the silicon nitride substrate.
【００１２】本発明の放熱部品においては、例えば回路
基板やパッケージ用基体等の半導体素子が搭載されるセ
ラミックス基板として窒化ケイ素基板を用い、この窒化
ケイ素基板に銅またはアルミニウムを主成分とする金属
材料からなるヒートシンクを接合している。ここで、窒
化ケイ素基板を構成する窒化ケイ素焼結体は、機械的強
度や破壊靭性値に優れるセラミックス焼結体として知ら
れている。従って窒化ケイ素基板に、熱膨張率の差が大
きい銅またはアルミニウムを主成分とする金属材料から
なり、かつ窒化ケイ素基板より厚く放熱性に優れるヒー
トシンクを直接接合しても、基板にクラックや割れ等が
生じることを抑制することができる。In the heat dissipation component of the present invention, a silicon nitride substrate is used as a ceramic substrate on which a semiconductor element such as a circuit board or a package substrate is mounted, and the silicon nitride substrate is made of a metal material containing copper or aluminum as a main component. The heat sink consisting of is joined. Here, the silicon nitride sintered body forming the silicon nitride substrate is known as a ceramic sintered body having excellent mechanical strength and fracture toughness. Therefore, even if a heat sink, which is made of a metal material containing copper or aluminum as a main component and has a large difference in thermal expansion coefficient, and is thicker than the silicon nitride substrate and excellent in heat dissipation, is directly bonded to the silicon nitride substrate, cracks or cracks are generated in the substrate. Can be suppressed.
【００１３】このように、本発明の放熱部品はヒートシ
ンク材質に由来して部品自体の重量が軽減できると共
に、信頼性や放熱性を高めることが可能となる。また、
構造的には窒化ケイ素基板とヒートシンクとを直接接合
した簡素な構造であるため、低コストでの製造が可能で
あると共に、放熱性についてもより良好となる。As described above, in the heat dissipation component of the present invention, the weight of the component itself can be reduced due to the heat sink material, and the reliability and heat dissipation can be improved. Also,
Since the structure is a simple structure in which the silicon nitride substrate and the heat sink are directly joined, it is possible to manufacture at a low cost, and the heat dissipation is further improved.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Modes for carrying out the present invention will be described below.
【００１５】図１は、本発明の放熱部品の一実施形態を
示す断面図であり、同図において１１は窒化ケイ素基板
である。窒化ケイ素基板１１を構成する窒化ケイ素焼結
体は、高機械的強度と高破壊靭性値を有する焼結体とし
て知られているが、本発明では例えば曲げ強度が800MPa
以上で、かつ破壊靭性値が7MPa・m 1/2 以上の窒化ケイ
素基板１１を用いることが好ましい。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the heat dissipation component of the present invention. In FIG. 1, 11 is a silicon nitride substrate. The silicon nitride sintered body forming the silicon nitride substrate 11 is known as a sintered body having a high mechanical strength and a high fracture toughness value. In the present invention, for example, the bending strength is 800 MPa.
Above, it is preferable to use the silicon nitride substrate 11 having a fracture toughness value of 7 MPa · m 1/2 or more.
【００１６】また、窒化ケイ素基板１１としては、特に
50W/m K 以上の熱伝導率を有するものが好ましい。例え
ば、焼結体原料となる窒化ケイ素粉末の微粒子化、焼結
助剤組成等の組成制御、高純度化等を行うことによっ
て、本来の高強度・高靭性という機械的特性を損うこと
なく、熱伝導率が50W/m K 以上というように、比較的熱
伝導性に優れた窒化ケイ素焼結体を得ることができる。
本発明では、上述したような比較的熱伝導性に優れた窒
化ケイ素基板１１を用いることが好ましい。As the silicon nitride substrate 11, especially
Those having a thermal conductivity of 50 W / m K or more are preferable. For example, by refining the silicon nitride powder, which is the raw material for the sintered body, into fine particles, controlling the composition of the sintering aid composition, etc., and making it highly purified, etc., the original mechanical properties of high strength and high toughness are maintained Thus, a silicon nitride sintered body having a relatively high thermal conductivity such as a thermal conductivity of 50 W / m K or more can be obtained.
In the present invention, it is preferable to use the silicon nitride substrate 11 having relatively excellent thermal conductivity as described above.
【００１７】窒化ケイ素基板１１の厚さ等は特に限定さ
れるものではなく、一般的な基板形状のものを使用する
ことができるが、放熱性と機械的強度との兼合い等から
0.3〜 2mm程度の厚さを有する窒化ケイ素基板１１を用
いることが好ましい。例えば、窒化ケイ素基板１１の厚
さがあまり薄すぎると、十分な機械的信頼性が得られな
いおそれがあり、一方あまり厚いと放熱性の低下等を招
くおそれがある。The thickness and the like of the silicon nitride substrate 11 are not particularly limited, and those having a general substrate shape can be used, but in view of the balance between heat dissipation and mechanical strength, etc.
It is preferable to use the silicon nitride substrate 11 having a thickness of about 0.3 to 2 mm. For example, if the thickness of the silicon nitride substrate 11 is too thin, sufficient mechanical reliability may not be obtained, while if it is too thick, heat dissipation may decrease.
【００１８】上述したような窒化ケイ素基板１１の上面
側には、メタライズ法等により金属層１２が形成されて
おり、これによって回路基板として使用される。金属層
１２はメタライズ等に限らず、例えばＤＢＣ法で銅板を
接合したり、また銅板や他の金属板を活性金属法で接合
する等によって形成してもよい。このような金属層１２
上には、例えば半導体素子１３が搭載される。なお、搭
載される半導体素子１３は特に限定されるものではない
が、本発明の放熱部品はＧａＡｓ半導体素子の搭載用と
して好適である。A metal layer 12 is formed on the upper surface side of the silicon nitride substrate 11 as described above by a metallizing method or the like, and is used as a circuit board. The metal layer 12 is not limited to metallization and the like, and may be formed by, for example, joining a copper plate by the DBC method, or joining a copper plate or another metal plate by the active metal method. Such a metal layer 12
A semiconductor element 13, for example, is mounted on the top. The semiconductor element 13 to be mounted is not particularly limited, but the heat dissipation component of the present invention is suitable for mounting a GaAs semiconductor element.
【００１９】また、図１は窒化ケイ素基板１１を回路基
板として用いた例であるが、例えば窒化ケイ素基板とし
て多層回路基板を用い、これをパッケージ基体として利
用した半導体パッケージ等を使用してもよい。さらに、
多層窒化ケイ素回路基板を直接使用することも可能であ
る。Although FIG. 1 shows an example in which the silicon nitride substrate 11 is used as a circuit board, for example, a multi-layer circuit board may be used as a silicon nitride board and a semiconductor package or the like using this as a package base may be used. . further,
It is also possible to use the multilayer silicon nitride circuit board directly.
【００２０】上述した窒化ケイ素基板１１の下面は、ヒ
ートシンク１４に活性金属法等で接合されており、これ
らによって放熱部品１６が構成されている。なお、図中
１５は活性金属ろう材層である。上記ヒートシンク１４
は、銅またはアルミニウムを主成分とする金属材料から
なるものである。具体的には、銅またはアルミニウムの
単体、銅またはアルミニウムを主成分とする合金等から
なるヒートシンク（以下、Ｃｕ／Ａｌ製ヒートシンクと
記す）１４である。このようなＣｕ／Ａｌ製ヒートシン
ク１４は、放熱性に優れると共に、材質的に軽量であ
る。The lower surface of the silicon nitride substrate 11 described above is joined to the heat sink 14 by the active metal method or the like, and these form the heat dissipation component 16. In the figure, numeral 15 is an active metal brazing material layer. The heat sink 14
Is made of a metal material containing copper or aluminum as a main component. Specifically, it is a heat sink (hereinafter referred to as a Cu / Al heat sink) 14 made of a simple substance of copper or aluminum, an alloy containing copper or aluminum as a main component, or the like. Such a Cu / Al heat sink 14 is excellent in heat dissipation and is light in material.
【００２１】このようなＣｕ／Ａｌ製ヒートシンク１４
には、窒化ケイ素基板１１より厚いものが用いられる。
言い換えると、以下に詳述するように、放熱性に、優れ
ヒートシンクとしての機能を十分に得ることが可能な厚
いＣｕ／Ａｌ製ヒートシンク１４を用いても、それと窒
化ケイ素基板１１とを高信頼性の下で接合することがで
きる。なお、Ｃｕ／Ａｌ製ヒートシンク１４の厚さは要
求される放熱性等に応じて設定するものとするが、具体
的には 0.4〜 3mm程度とすることが好ましい。すなわ
ち、窒化ケイ素基板１１とＣｕ／Ａｌ製ヒートシンク１
４とは、熱膨張差が大きく、加熱接合時や熱サイクルの
付加等により窒化ケイ素基板１１側に熱応力等が加わる
が、窒化ケイ素基板１１自体が高破壊靭性値を有してい
るために、上記熱応力等に基くクラックや割れ等の発生
を抑制することができる。従って、上記したように窒化
ケイ素基板１１より厚いＣｕ／Ａｌ製ヒートシンク１４
を用いても、接合信頼性に優れる放熱部品１６が得られ
る。Such a Cu / Al heat sink 14
Is thicker than the silicon nitride substrate 11.
In other words, as will be described in detail below, even if a thick Cu / Al heat sink 14 that is excellent in heat dissipation and can sufficiently obtain the function as a heat sink is used, it and the silicon nitride substrate 11 have high reliability. Can be joined under. The thickness of the Cu / Al heat sink 14 is set in accordance with the required heat radiation property and the like, and specifically, it is preferably about 0.4 to 3 mm. That is, the silicon nitride substrate 11 and the Cu / Al heat sink 1
No. 4 has a large thermal expansion difference, and thermal stress or the like is applied to the silicon nitride substrate 11 side due to heat bonding or the addition of a heat cycle, but the silicon nitride substrate 11 itself has a high fracture toughness value. Further, it is possible to suppress the occurrence of cracks, breakages and the like due to the thermal stress and the like. Therefore, as described above, the Cu / Al heat sink 14 thicker than the silicon nitride substrate 11 is used.
Even if is used, the heat dissipation component 16 having excellent joining reliability can be obtained.
【００２２】また、Ｃｕ／Ａｌ製ヒートシンク１４が軽
量であるために、放熱部品１６の重量の軽減を図ること
ができると共に、放熱性に関してもＣｕ／Ａｌ製ヒート
シンク１４は熱伝導率が大きいことから、放熱部品１６
として良好な放熱性が得られる。さらに、放熱部品１６
の構造自体は、窒化ケイ素基板１１とＣｕ／Ａｌ製ヒー
トシンク１４とを直接接合した簡素な構造であるため、
接合面の存在に伴う熱抵抗の増加等が抑制できる。これ
によって、さらに放熱性の向上を図ることができる。ま
た、簡素な接合構造であるために製造工程の短縮が図
れ、低コストでの製造が可能となる。Further, since the Cu / Al heat sink 14 is lightweight, the weight of the heat dissipation component 16 can be reduced, and the heat dissipation of the Cu / Al heat sink 14 is also high in terms of heat dissipation. , Heat dissipation parts 16
As a result, good heat dissipation is obtained. Further, the heat dissipation component 16
Since the structure itself is a simple structure in which the silicon nitride substrate 11 and the Cu / Al heat sink 14 are directly bonded,
It is possible to suppress an increase in thermal resistance due to the existence of the joint surface. As a result, the heat dissipation can be further improved. Further, since the joint structure is simple, the manufacturing process can be shortened and the manufacturing cost can be reduced.
【００２３】なお、窒化ケイ素基板１１とＣｕ／Ａｌ製
ヒートシンク１４との接合は活性金属法に限らず、例え
ばヒートシンク１４に銅板や銅合金板を用いる場合に
は、例えばＤＢＣ法で接合してもよい。The silicon nitride substrate 11 and the Cu / Al heat sink 14 are not limited to being bonded by the active metal method, and when a copper plate or a copper alloy plate is used for the heat sink 14, for example, the DBC method may be used. Good.
【００２４】[0024]
【実施例】次に、本発明のセラミックス回路基板の具体
的な実施例について説明する。EXAMPLES Next, specific examples of the ceramic circuit board of the present invention will be described.
【００２５】実施例１ まず、厚さ 0.3mmの窒化ケイ素基板（熱伝導率：100W/m
K）を用意した。この窒化ケイ素基板の曲げ強度は900M
Paであり、かつ破壊靭性値は9MPa・m 1/2 である。この
窒化ケイ素基板と厚さ 0.4mmの銅板からなるヒートシン
クとを、Ti-Ag-Cuろう材を用いて接合した。接合条件
は、真空中、 1173K× 2分とした。このようにして得た
放熱部品を後述する特性評価に供した。Example 1 First, a silicon nitride substrate having a thickness of 0.3 mm (thermal conductivity: 100 W / m
K) prepared. The bending strength of this silicon nitride substrate is 900M
Pa and the fracture toughness value is 9 MPa · m 1/2 . The silicon nitride substrate and a heat sink made of a copper plate having a thickness of 0.4 mm were joined using a Ti-Ag-Cu brazing material. The joining conditions were 1173K x 2 minutes in vacuum. The heat dissipation component thus obtained was subjected to the characteristic evaluation described later.
【００２６】実施例２ 実施例１と同一形状および同一特性の窒化ケイ素基板を
用意し、この窒化ケイ素基板と厚さ 0.4mmのＡｌ板から
なるヒートシンクとを、実施例１と同様にして接合し
た。このようにして得た放熱部品を後述する特性評価に
供した。Example 2 A silicon nitride substrate having the same shape and characteristics as in Example 1 was prepared, and this silicon nitride substrate and a heat sink made of an Al plate having a thickness of 0.4 mm were bonded in the same manner as in Example 1. . The heat dissipation component thus obtained was subjected to the characteristic evaluation described later.
【００２７】比較例１ 実施例１と同一形状および同一特性の窒化ケイ素基板を
用意し、この窒化ケイ素基板と厚さ 0.6mmのＭｏ板と
を、実施例１と同様にして接合した。このようにして得
た放熱部品を後述する特性評価に供した。Comparative Example 1 A silicon nitride substrate having the same shape and characteristics as in Example 1 was prepared, and this silicon nitride substrate and a Mo plate having a thickness of 0.6 mm were bonded in the same manner as in Example 1. The heat dissipation component thus obtained was subjected to the characteristic evaluation described later.
【００２８】比較例２ 実施例１の窒化ケイ素基板と同一形状のアルミナ基板を
用意し、このアルミナ基板と厚さ 0.6mmのＭｏ板とを、
実施例１と同様にして接合した。このようにして得た放
熱部品を後述する特性評価に供した。Comparative Example 2 An alumina substrate having the same shape as that of the silicon nitride substrate of Example 1 was prepared, and this alumina substrate and a Mo plate having a thickness of 0.6 mm were prepared.
Bonding was performed in the same manner as in Example 1. The heat dissipation component thus obtained was subjected to the characteristic evaluation described later.
【００２９】比較例３ 実施例１の窒化ケイ素基板と同一形状のアルミナ基板を
用意し、このアルミナ基板と実施例１と同一形状のＣｕ
板とを、実施例１と同様にして接合した。このようにし
て得た放熱部品を後述する特性評価に供した。Comparative Example 3 An alumina substrate having the same shape as the silicon nitride substrate of Example 1 was prepared, and this alumina substrate and Cu having the same shape as Example 1 were prepared.
The plates were joined in the same manner as in Example 1. The heat dissipation component thus obtained was subjected to the characteristic evaluation described later.
【００３０】比較例４ 実施例１の窒化ケイ素基板と同一形状の窒化アルミニウ
ム基板を用意し、この窒化アルミニウム基板と厚さ 0.6
mmのＭｏ板とを、実施例１と同様にして接合した。この
ようにして得た放熱部品を後述する特性評価に供した。Comparative Example 4 An aluminum nitride substrate having the same shape as the silicon nitride substrate of Example 1 was prepared.
mm Mo plates were joined in the same manner as in Example 1. The heat dissipation component thus obtained was subjected to the characteristic evaluation described later.
【００３１】比較例５ 実施例１の窒化ケイ素基板と同一形状の窒化アルミニウ
ム基板を用意し、この窒化アルミニウム基板と実施例１
と同一形状のＣｕ板とを、実施例１と同様にして接合し
た。このようにして得た放熱部品を後述する特性評価に
供した。Comparative Example 5 An aluminum nitride substrate having the same shape as the silicon nitride substrate of Example 1 was prepared, and this aluminum nitride substrate and Example 1 were prepared.
A Cu plate having the same shape as was joined in the same manner as in Example 1. The heat dissipation component thus obtained was subjected to the characteristic evaluation described later.
【００３２】なお、上記実施例１〜２および比較例１〜
５で用いたセラミックス基板および金属板（ヒートシン
ク）の外形形状はいずれも同一とした。The above Examples 1-2 and Comparative Examples 1--2
The ceramic substrate and the metal plate (heat sink) used in No. 5 had the same outer shape.
【００３３】上記実施例１〜２および比較例１〜５で得
た各放熱部品の重量および熱抵抗をそれぞれ測定した。
また、各放熱部品に対して208K-RT-398Kの条件でＴＣＴ
試験を行い、その後のセラミックス基板のクラックや割
れの有無を評価した。それらの結果を合せて表１に示
す。The weight and thermal resistance of each heat dissipation component obtained in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-5 were measured.
In addition, for each heat dissipation component, TCT under the condition of 208K-RT-398K
A test was conducted, and the presence or absence of cracks and breaks in the ceramic substrate after that was evaluated. The results are shown together in Table 1.
【００３４】[0034]
【表１】 上述した測定結果からも明らかなように、各実施例によ
る放熱部品は、いずれも接合信頼性に優れると共に重量
が軽く、かつ放熱性に優れることが分かる。このような
放熱部品は、軽量で信頼性に優れることから、移動型の
通信用機器等に好適である。[Table 1] As is clear from the above-mentioned measurement results, it can be seen that the heat dissipation components according to the respective examples are excellent in joint reliability, light in weight, and excellent in heat dissipation. Since such a heat dissipation component is lightweight and has excellent reliability, it is suitable for mobile communication devices and the like.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の放熱部品
によれば、セラミックス基板とヒートシンクとの接合構
造の簡素化および重量の軽減を図った上で、信頼性およ
び放熱性を高めることが可能となる。As described above, according to the heat dissipation component of the present invention, it is possible to improve reliability and heat dissipation while simplifying the joint structure of the ceramic substrate and the heat sink and reducing the weight. It will be possible.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】 本発明の一実施形態による放熱部品の構造を
示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a heat dissipation component according to an embodiment of the present invention.
【図２】 従来のセラミックス−ヒートシンク接合構造
を有する放熱部品の一構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a heat dissipation component having a conventional ceramics-heatsink bonding structure.
【図３】 従来のセラミックス−ヒートシンク接合構造
を有する放熱部品の他の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another configuration example of a heat dissipation component having a conventional ceramics-heatsink bonding structure.
１１……窒化ケイ素基板 １２……金属層 １３……半導体素子 １４……Ｃｕ／Ａｌ製ヒートシンク １５……活性金属ろう材層 11 ... Silicon nitride substrate 12 ... Metal layer 13 ... Semiconductor element 14 ... Cu / Al heat sink 15 ... Active metal brazing material layer
Claims (2)
と、前記窒化ケイ素基板が接合され、銅またはアルミニ
ウムを主成分とする金属材料からなるヒートシンクとを
具備し、前記ヒートシンクが前記窒化ケイ素基板より厚
いことを特徴とする放熱部品。1. A silicon nitride substrate on which a semiconductor element is mounted, and a heat sink to which the silicon nitride substrate is bonded and which is made of a metal material containing copper or aluminum as a main component, wherein the heat sink is formed from the silicon nitride substrate. Heat dissipation parts characterized by being thick.
より接合されていることを特徴とする放熱部品。2. The heat dissipation component according to claim 1, wherein the silicon nitride substrate and the heat sink are joined by an active metal method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25281595A JPH0997865A (en) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | Heat dissipation parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25281595A JPH0997865A (en) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | Heat dissipation parts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0997865A true JPH0997865A (en) | 1997-04-08 |
Family
ID=17242599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25281595A Withdrawn JPH0997865A (en) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | Heat dissipation parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0997865A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002008660A3 (en) * | 2000-07-20 | 2002-04-04 | Honeywell Int Inc | Heat exchanger having silicon nitride substrate for mounting high power electronic components |
| US6768193B2 (en) | 2001-08-01 | 2004-07-27 | Hitachi, Ltd. | Heat transfer structure for a semiconductor device utilizing a bismuth glass layer |
| US7355853B2 (en) | 2001-11-29 | 2008-04-08 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Module structure and module comprising it |
| US11420905B2 (en) | 2016-03-30 | 2022-08-23 | Hitachi Metals, Ltd. | Ceramic substrate and production method for same |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25281595A patent/JPH0997865A/en not_active Withdrawn
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| US6799628B1 (en) | 2000-07-20 | 2004-10-05 | Honeywell International Inc. | Heat exchanger having silicon nitride substrate for mounting high power electronic components |
| US6768193B2 (en) | 2001-08-01 | 2004-07-27 | Hitachi, Ltd. | Heat transfer structure for a semiconductor device utilizing a bismuth glass layer |
| US6784538B2 (en) | 2001-08-01 | 2004-08-31 | Hitachi, Ltd. | Heat transfer structure for a semiconductor device utilizing a bismuth glass layer |
| US7355853B2 (en) | 2001-11-29 | 2008-04-08 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Module structure and module comprising it |
| EP1450401B1 (en) * | 2001-11-29 | 2011-04-06 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Module comprising a ceramic circuit board |
| US11420905B2 (en) | 2016-03-30 | 2022-08-23 | Hitachi Metals, Ltd. | Ceramic substrate and production method for same |
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