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技術 メタライズ層を有する窒化アルミニウム基板

出願人 東芝マテリアル株式会社株式会社東芝
発明者 石井正
出願日 2001年6月22日 (20年2ヶ月経過) 出願番号 2001-189033
公開日 2003年1月8日 (18年7ヶ月経過) 公開番号 2003-002769
状態 特許登録済
技術分野 プリント基板への印刷部品(厚膜薄膜部品) セラミックスの後処理 プリント板の構造 半導体または固体装置のマウント
主要キーワード 表面色調 実装ボード 同時焼成法 銅回路板 直接接合法 同時焼結 AlN粉末 接合法
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年1月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

表裏面の区別を行いやすい両面にメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板を提供する。

解決手段

タングステン等の高融点金属を主成分とするメタライズ層を両面に有する窒化アルミニウム基板において、メタライズ層中に添加するAlN粉末含有量を表裏面で異ならせる。これにより表裏面の色調が変るので表裏面の区別を目視により可能になる。

概要

背景

近年、タングステン(W)等の高融点金属メタライズ層とした窒化アルミニウム基板が開発されている。これらの基板同時焼結法(co−fire)が適用可能であることから、例えば直接接合法(DBC)法や活性金属接合法により銅回路板接合したものと比べて製造工程が少ないためコストが安く済むという利点がある。しかしながら、上記接合法を用いたものと比較して接合強度が低いという問題を抱えていた。これを解決するために従来からWメタライズ層中にAlN粉末窒化アルミニウム粉末)などを添加することにより接合強度の向上を図っていた。Wメタライズ層中にAlN粉末を入れることにより接合強度が向上したメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板を作製することが可能となった。

その一方で、片面のみにメタライズ層を形成した窒化アルミニウム基板では、メタライズ層形成時に反りや熱変形が発生し易かった。この反り等の問題は同時焼成法に限らずpost−fire(予め焼結したAlN基板上にW等のメタライズ層を印刷熱処理により接合する方法)においても生じていた。このような反り等の問題を解決するために特開平6−196584号公報に記載されたように両面にメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板が開発されている。両面にメタライズ層を設けることにより反り等の問題は解決されている。

しかしながら、両面にメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板は上記公報を見て分かる通り、必ずしも両面メタライズ層の両方を半導体素子搭載面とするのではなく、一方のメタライズ層のみを半導体素子搭載面としている。一般的に、半導体素子搭載面とならない面に設けられたメタライズ層はメッキ層ろう材層または接着剤等を介して放熱板ヒートシンク)、収納容器または実装ボード等に接合されている。このような形態である場合、半導体素子搭載面のメタライズ層は半導体素子発熱の影響を直接的に受けるためより強固な接合が求めれるが、放熱板等に接合される半導体素子非搭載面のメタライズ層は放熱板等の放熱性が良好であることから熱による膜剥がれ等の影響を受け難い。そのため、半導体素子非搭載面のメタライズ層は半導体素子搭載面側のメタライズ層より接合強度が低くても実質的な問題は生じ難いものである。

概要

表裏面の区別を行いやすい両面にメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板を提供する。

タングステン等の高融点金属を主成分とするメタライズ層を両面に有する窒化アルミニウム基板において、メタライズ層中に添加するAlN粉末の含有量を表裏面で異ならせる。これにより表裏面の色調が変るので表裏面の区別を目視により可能になる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

タングステンまたはモリブデンを主成分とするメタライズ層を両面に有する窒化アルミニウム基板において、メタライズ層中にはAlN粉末が含有されると共に、表面側メタライズ層に含有されるAlN粉末量と裏面側メタライズ層に含有されるAlN粉末量が異なることを特徴とするメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板。

請求項2

表面側メタライズ層と裏面側メタライズ層の表面色調が異なることを特徴とする請求項1記載のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板。

請求項3

表面側メタライズ層中に含有されるAlN粉末量が5〜35質量%であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板。

請求項4

裏面側メタライズ層中に含有されるAlN量が20質量%以下であると共に、表面側メタライズ層中に含有されるAlN粉末量より4質量%以上少ないこと特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板。

請求項5

表面側メタライズ層および裏面側メタライズ層が同時焼成法により形成されたメタライズ層であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板。

請求項6

メタライズ層の平均厚みが10〜30μmであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板。

請求項7

メタライズ層中のAlN粉末の平均粒径が1μm以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板。

請求項8

AlN粉末の含有量の多いメタライズ層表面を半導体素子を搭載する面とすることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板。

請求項9

AlN粉末の含有量の少ないメタライズ層表面を、放熱板収納容器または実装ボードのいずれかと接続するための面とすることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板。

請求項10

窒化アルミニウム基板が単層であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板。

技術分野

0001

そこで本発明では、タングステンまたはモリブデンの少なくとも一方を主成分とするメタライズ層を両面に有する窒化アルミニウム基板において、メタライズ層中のAlN粉末含有量を異ならせることにより、より強固な接合強度が求められる半導体素子搭載面側のメタライズ層の接合強度を向上させたものである。

背景技術

0001

本発明は、両面にメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板に関する。

0002

発明を実施するための最良の形態

0002

近年、タングステン(W)等の高融点金属をメタライズ層とした窒化アルミニウム基板が開発されている。これらの基板同時焼結法(co−fire)が適用可能であることから、例えば直接接合法(DBC)法や活性金属接合法により銅回路板接合したものと比べて製造工程が少ないためコストが安く済むという利点がある。しかしながら、上記接合法を用いたものと比較して接合強度が低いという問題を抱えていた。これを解決するために従来からWメタライズ層中にAlN粉末(窒化アルミニウム粉末)などを添加することにより接合強度の向上を図っていた。Wメタライズ層中にAlN粉末を入れることにより接合強度が向上したメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板を作製することが可能となった。

発明が解決しようとする課題

0003

0003

その一方で、片面のみにメタライズ層を形成した窒化アルミニウム基板では、メタライズ層形成時に反りや熱変形が発生し易かった。この反り等の問題は同時焼成法に限らずpost−fire(予め焼結したAlN基板上にW等のメタライズ層を印刷熱処理により接合する方法)においても生じていた。このような反り等の問題を解決するために特開平6−196584号公報に記載されたように両面にメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板が開発されている。両面にメタライズ層を設けることにより反り等の問題は解決されている。

0004

しかしながら、両面にメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板は上記公報を見て分かる通り、必ずしも両面メタライズ層の両方を半導体素子搭載面とするのではなく、一方のメタライズ層のみを半導体素子搭載面としている。一般的に、半導体素子搭載面とならない面に設けられたメタライズ層はメッキ層ろう材層または接着剤等を介して放熱板ヒートシンク)、収納容器または実装ボード等に接合されている。このような形態である場合、半導体素子搭載面のメタライズ層は半導体素子発熱の影響を直接的に受けるためより強固な接合が求めれるが、放熱板等に接合される半導体素子非搭載面のメタライズ層は放熱板等の放熱性が良好であることから熱による膜剥がれ等の影響を受け難い。そのため、半導体素子非搭載面のメタライズ層は半導体素子搭載面側のメタライズ層より接合強度が低くても実質的な問題は生じ難いものである。

0004

0005

しかしながら、従来の両面にメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板は表裏面共に同じメタライズ層を形成していた。このため表裏面のメタライズ層の区別ができなかった。

0005

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発明の効果

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図面の簡単な説明

0029

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図1本発明のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板の一例を示す断面図。
図2本発明のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板の他の一例を示す断面図。
図3本発明のメタライズ層を有する窒化アルミニウム基板の他の一例を示す断面図。

0035

1…窒化アルミニウム基板
2…表面側メタライズ層
3…裏面側メタライズ層

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