JPS6318648A - 窒化アルミニウム回路基板 - Google Patents

窒化アルミニウム回路基板

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JPS6318648A
JPS6318648A JP61161784A JP16178486A JPS6318648A JP S6318648 A JPS6318648 A JP S6318648A JP 61161784 A JP61161784 A JP 61161784A JP 16178486 A JP16178486 A JP 16178486A JP S6318648 A JPS6318648 A JP S6318648A
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aluminum nitride
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英樹 佐藤
Nobuyuki Mizunoya
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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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、窒化アルウミニム回路基板に関し、さらに詳
しくは、基板表面に接合された導体、例えば、リードフ
レームと基板との間の熱膨張率の差に起因するクラック
の発生が防止された窒化アルミニウム回路基板に関する
。
（従来の技術） 従来、半導体用回路基板としては、安価なアルミナ（Ａ
ｎ２０ｓ　）の基板上に回路を形成し、ここに半導体装
置をはじめとする各種素子を搭載した形式のものが一般
的であった。
ところが、近年、半導体装置の大出力化に伴って、素子
の発熱量が増大しており、上記のＡｌ２Ｏ３基板では放
熱性の点で必ずしも満足し得ないという問題が生じてい
る。
そのため、Ａｌ２Ｏ３に代えて放熱性に優れた窒化アル
ミニウム（Ａ文Ｎ）で回路基板を構成することが提案さ
れている。しかし、ＡＱＮで構成された回路基板には次
のような新たな問題が生ずる。すなわち、回路基板表面
の所定箇所には、電極を兼ねる、所謂リードフレームが
接合されている。従来のＡｌ２Ｏ３基板にあっては、Ａ
ｌ２Ｏ３基板表面に公知のメタライズ層を形成し、この
メタライズ層を介してリードフレームとなる導体を接合
していた。この場合、リードフレームとなる導体は、Ａ
２゜ｏ３の熱膨張率に等しい値のものか、又はそれに近
い値のものを使用していた。
ところが１．ＭＩＮ基板表面に公知のメタライズ層を形
成し、このメタライズ層を介して従来Ａｌ２Ｏ５に使用
してきたリードフレームを接合されてなるＡ文Ｎ回路基
板にあっては、基板の温度上昇に伴い、リードフレーム
を構成する導体と、Ａ文Ｎとの熱膨張率の差に起因して
接合部に応力が発生し、これによりＡｕＮ基板にクラッ
クが発生する場合がある。
（発明が解決しようとする問題点） このように、従来のＡＪＩＮ回路基板にあっては、基板
表面に接合されたリードフレーム基板との熱膨張率の差
によって、接合部にクラックが発生するという問題があ
った。
本発明は、従来のかかる問題を解消し、リードフレーム
が接合されたＡｕＮ基板において、使用時に接合部のＡ
ｕＮ基板にクラックが生ずることのないＡｉＮ回路基板
の提供を目的とする。
［発明の構成コ （問題点を解決するための手段および作用）本発明者は
、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、リード
フレームを構成する導体材料として、基板であるＡ文Ｎ
と略同等の熱膨張率を有する金属材料を採用すれば、基
板とリードフレームとの熱膨張率の差に起因するクラッ
クの発生を防止しうるとの着想を得、その効果を確認し
て本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の窒化アルミニウム回路基板は、表面
に導体が接合させてなる窒化アルミニウム回路基板であ
って、該導体が、熱膨張率２×１０−６〜６Ｘ１０−−
６／℃の金属材料よりなり、がっ、該導体が該基板表面
に形成されたメタライズ層を介して該基板に接合されて
いることを特徴とする。
本発明の窒化アルミニウム回路基板は、前述したように
、リードフレームを構成する導体材料に特徴を有するも
のであり、全体の形状などはとくに限定されるものでは
ない。
以下、図面を参照して本発明のＡ又Ｎ回路基板の構成を
説明する０図は一例として本発明をフラットパッケージ
に適用し７２場合の基板の縦断面図であり、図において
、ＡｕＮ基板１の表面の所定箇所には、例えばＳｔより
なる半導体素子２が装着され・ている。このＳｉ半導体
素子２は基板１上にメタライズ層３およびろう材層４を
介して接合されている。この場合メタライズ層３の材料
としては、モリブデン（ＭＯ）、タングステン（Ｗ）な
どを使用することができ、公知のメタライズ法を適用す
ることより形成される。また、ろう材としては銀ろう、
はんだなどの通常のろう材を使用することができる。な
お、ＳｉはＡ文Ｎと略同等の熱膨張率を有するため、と
くに、両者の間に緩衝層を設ける必要がない。
そして、図において基板ｌの周縁部には導体。
すなわち、リードフレーム５および６が上記Ｓｉ素子２
と同様、メタライズ層３およびろう材層４を介して接合
されている。このリードフレーム５および６の構成材料
は、前述したようにＡＵＨの熱膨張率（４、６Ｘ　１０
”６　／’Ｃ）と略同等の熱膨張率を有するものである
ことが必要であり、具体的には、２Ｘ１０＝〜６Ｘ１０
−６／’Ｃ１好ましくは、４Ｘ１０’〜５Ｘ１０−’／
’Ｃ！の熱膨張率を有するものである。更に、この要件
に加えて、熱伝導率が高く（好ましくは５０Ｗ／ｍ−に
以上）、電気抵抗の低いものであることが好ましい。か
かる導体材料の具体例としては、例えば、モリブデン（
Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）：アンバー合金、ニッケル
（Ｎｉ）系合金；クロム（Ｃｒ）系合金；りん青銅、ベ
リリウム銅、タフピッチ銅、黄銅などの銅（Ｃｕ）系合
金；その他ＫＯＶ−Ｃｕクラッド材、Ｍ　ｏ　−Ｃｕク
ランド材、Ｗ−Ｃｕクラツド材などをあげることができ
る。
なお１本発明において、ＡｆｌＮ基板としては放熱効果
を充分に発揮せしめるために熱伝導率が５０　Ｗ　／　
ｍ　（ｋ以上のものを使用することが好ましい。
（実施例） 図に示したフラットパンケージ用回路基板を製造した。
すなわち、基板１として熱伝導率１ＯＯＷ／ｍ−にのＡ
　ｎ　Ｎを使用し、この基板１上の所定箇所にＭＯより
なるメタライズ層３を、ついで、該メタライズ層３上に
Ｎｉメッキを施し、このメッキ上に銀−銅よりなる銀ろ
う層４を形成した。しかるのち、Ｓｉペレット素子２お
よびリードフレーム５．６を接合した。このリードフレ
ーム５および６としては、熱膨張率が５　、　Ｉ　Ｘ　
１０−６／’ＣのＭｏを使用した。そして、この回路基
板全体を封着することにより、フラットパッケージを製
造した。
かかるパッケージ１００個について、その動作状態を観
察したところ、リードフレーム５．６真下のＡＩＮ基板
にクラックが発生したものは皆無であった。
なお、比較のために、リードフレーム５．６としてＦｅ
−Ｎｉ−Ｃｏ合金（熱膨張率７．０×１０−６／’Ｃ）
を使用したことを除いては上記実施例と同様にして回路
基板およびフラットパッケージを製造し、同様の評価を
行なったところ。
１００個中８Ｏ個にクラックが発生したことが確認され
た。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の窒化アルミニ
ウム回路基板は放熱性が極めて高いとともに、例えばリ
ードフレームなどの導体が、窒化アルミニウムと略同等
の熱膨張率を有する金属材料で構成されているため、作
動時の素子の発熱により基板の温度が上昇しても、基板
に過度の応力が加わることがなく、クラックが生ずるこ
とはない。したがって、信頼性が向上し、その工業的価
値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の窒化アルミニウム回路基板の構成の一例を
示す縦断面図である。 １・・・・・・Ａ文Ｎ基板、 ３・・・・・・メタライズ層（メッキ層含）、５．６・
・・・・・導体（リードフレーム）、７・・・・・・リ
ード線、 ８・・・・・・メッキ層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　表面に導体が接合されてなる窒化アルミニウム回路基
    板であって、該導体が、熱膨張率２×１０＾−＾６〜６
    ×１０＾−＾６／℃の金属材料よりなり、かつ、該導体
    が該基板表面に形成されたメタライズ層を介して該基板
    に接合されていることを特徴とする窒化アルミニウム回
    路基板。
JP61161784A 1986-07-11 1986-07-11 窒化アルミニウム回路基板 Pending JPS6318648A (ja)

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