JPS5921032A - 半導体装置用基板 - Google Patents

半導体装置用基板

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JPS5921032A
JPS5921032A JP57131026A JP13102682A JPS5921032A JP S5921032 A JPS5921032 A JP S5921032A JP 57131026 A JP57131026 A JP 57131026A JP 13102682 A JP13102682 A JP 13102682A JP S5921032 A JPS5921032 A JP S5921032A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は集積１回路装置等の半導体素子塔載用基板に
関するもので、塔載した半導体素子より発生する熱を効
率よく放熱しうるとともに、基板材料本来の特性である
半導体素子および他の外囲器材料と熱膨張係数が近似し
ているという性質も具備する優れた半導体素子搭載用基
板を提供せんとするものである。
重視したものとしてコバール（２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ
　−Ｆｅ）、４２　　アロイ　（４２％Ｎ１−Ｆｅ）な
どのＮｉ合金やアルミナ、フォルステライトなどの七ラ
ミック材料が用いられており、特に高熱放散性を要求さ
れる場合には、各ｆｉＪｉＣｕ　　合金が用いられてき
ている。
ｌ〜か１〜ながら近年における半導体産業の１」覚しい
発展は、半導体素子の大型化や発熱ｔｉｔの増加をｔｉ
Ｇ進し、熱膨張係数と熱放散性の両特性を共に満足する
基板材料の必要性がますます増大しつつある。
こうした状態の中で、上述の両特性を満足する材料とし
てタングステン、モリブデンやベリリアが提案されてき
た。
しかしながら後者は公−ｂの問題から事実」二使用不可
能であシ、！、た前者は熱膨張係数が半導体索子Ｓｔ　
　とはよく合致するものの、外囲器材料としてしばしば
用いられるアルミナの熱膨張係数との差が大きいこと、
まだ半導体素子として最近その使用量が増加しつつある
ＧａＡｓ　　とは熱膨張係数の差が大きいこと、さらに
はこのタングステンやモリブデンは熱放散性の面ではべ
りリアより劣シ、パッケージ設計上の制約が大きいなど
の問題点を有しているのである。
本発明者らは上記したような従来の半導体素子搭載用基
板材料の欠点を解消して熱膨張係数を制御するとともに
、熱伝導性良好な基板材料を得るべく検討の結果、この
発明に至ったものである。
即ち、この発明の半導体素子搭載用基板は、その熱膨張
係数が半導体素子および他の外囲器材料のそれに近似し
た数値を示し、かつ熱伝導性にすぐれたものであって、
タングステンまたはモリブデン中に銅を２〜３ＯＮ蓋チ
含有させた焼結体よ！ｌｌ々るものである。
このような基板において、電気的な絶縁性が必要な時に
は、セラミックまたは有機絶縁体からなる薄層コーティ
ングを基板の表面に施すことによシ、従来セラミックが
用いられていた用途にも使用することも可能である。
この発明において、ＷまたはＭｏ　　中へのＣｕ　　の
含有量を２〜３０重量係とするのは、Ｓｉ　　Ｏ熱膨張
係数とＧａＡｓ　　や他の外囲器材料である焼結アルミ
ナの熱膨張係数の双方にできるだけ近似させて、熱膨張
の不整合に起因する応力の影響を出来るだけ小さくする
ためであシ、この範囲でパッケージの形状、大きさに応
じて適宜Ｃｕ　　Ｏ量を選べばよい。
またこの発明の基板を得るに当ってＷまたはＭ。
中へのＣｕ　　の含有を粉末冶金法にて行うことに限定
したのは、溶融法ではＣｕＸ以Ｍｏの融点および比重差
により製造が困難なためであ）、汎用の粉末冶金法によ
ればよく、なかでも焼結法、溶浸法などが好ましい。
またＷやＭｏ　　の骨格を作るために２０重ｉ％以下の
鉄族元素を加えることは差支えない。
以上述べたように、この発明の基板を用いることによシ
今後ますます増大する高密度かつ大型化の半導体素子に
対処しうるのであシ、まだＳ１素子に加えて実用化が進
みつつあるＧａＡｓ　　素子用基板としても使用できる
のである。
以下この発明を実施例によシ詳細に説明する。
実施例１゜ タングステンおよびタングステン−１，０％ニッケルの
混合粉末を１００Ｘ１００Ｘ５朗の大きさに型押しした
のち、１０００〜１４００℃でＨ２ガス雰囲気下にて焼
結し、１〜５０チの気孔率を有する中焼結金を作製した
。
かくして得られたＣｕ−Ｗ合金について熱膨張係数およ
び熱伝導率を測定したところ第１表の結果を得た。
なおＡ／ｇｏ＆Ｓｔ、　ＧａＡａなどの熱膨張係数をも
示した。
第　　　１　　　表 上表のうちＣｕを１０重量多含有するＣｕ−Ｗ合金焼結
体をＳｉ４チップの塔載部の基板材料として用いたＩＣ
パッケージでは、ＩＣ実装工程でのＳｉチッとしでは熱
放散性が極めて良好であるために寿命が伸び、信頼性の
高いすぐｔ′＋だＩＣを得ることができた。
実施例２ モリブデンおよびモリブデン−０，５％ニッケルの山゛
、金粉末を１１００Ｘ１００Ｘ５の大きさに型押１〜し
たのち、１０００−１４００℃でＨ２ガス雰囲気−ドに
て焼結［−１１〜５０チの気孔率を有する中焼結体を得
た。
こ、の中焼結体にＦＩ２ガス雰囲気下にて１２００°Ｃ
で銅を溶浸させて、銅含有−１゛が１〜５０重量係のＣ
ｕ−Ｍ。
合金を作ダｌした。
かくして得られたＣｕ−Ｍｏ合金について熱膨張係数」
、−よび熱伝導率を測定したところ第２衣の結果を得た
。
第　　　　２　　　−イ！ 上表のうちＣｕｔ１５市ｍ−襲含有するＣ１ｌ−Ｍｏ合
金焼結体をＳｉチップの塔載部の基板材料として用いた
ＩＣパッケージでは、ＩＣ実装工程でのＳｉチップや曲
の外囲基材であるＡｌ２Ｏ８との熱膨張係数の差が小さ
いために、何ら熱歪を生ぜず、゛まだデバイスとしては
熱放散性か罹めて良好であるだめに、寿命がのび信頼性
の高いすぐれたＩＣを得ることができた。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　タングステンまたはモリブデン中に鋼を２〜
    ３０重量％含有させてその熱膨張係数を半導体素子およ
    びその外囲器材料のそれに合致させるとともに高熱伝樽
    性を有することを特徴とする半導体素子塔載用の半導体
    装置用基板。
  2. （２）　　タングステンまたはモリブデンに銅を粉末焼
    結法にて均一に含有させることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の半導体装置用基板。
  3. （３）半導体素子がＳｉ　　またはＧａＡｓ　　である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装
    置用基板。
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