JP4227610B2 - 放熱基体の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の放熱基体を用いた半導体素子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す断面図であり、1は絶縁枠体、2は蓋体、3は放熱基体であり、4は半導体素子である。放熱基体3は上面の中央部に半導体素子4が載置される載置部を有しており、絶縁枠体1は放熱基体3の上面に載置部を囲繞するように取着されており、これら絶縁枠体1と蓋体2と放熱基体3とで半導体素子4を収納する容器が構成される。
放熱基体3において、複合材料層3aを構成するタングステンまたはモリブデンの多孔質体は、例えば中心粒径が数μm乃至100μmのタングステン粉末またはモリブデン粉末に適量のバインダを混合した後、約10kN/cm3程度の圧力でプレス体を成形し、このプレス成形体を約1500℃程度の温度で焼成して焼結させることによって得ることができる。
そして、この放熱基体3においては、図2中に示すように、上下面のそれぞれの銅層3bの厚みをt2、複合材料層3aの厚みをt1としたとき、30μm≦t2≦300μmかつt2≦0.15×t1とすることが重要である。t2<30μmとなると、表面近傍で銅層3bによって面内の水平方向により多く熱を逃がすことができなくなるために、半導体素子4が発生する熱を大気中に良好に放散することが困難になり、半導体素子4の熱破壊が起きたり、特性に熱変化を与え誤動作を生じさせる傾向がある。他方、t2>300μmとなると、半導体素子4の載置部における銅の占める割合が大きくなり過ぎ、熱膨張係数が大きくなり、半導体素子4および放熱基体3と接合材7との間および絶縁枠体1および放熱基体3と接合材6との間で破壊や剥離が生じやすくなる傾向がある。
また、t2>0.15×t1となると、上記と同様に、半導体素子4の載置部における銅の占める割合が大きくなり過ぎ、熱膨張係数が大きくなり、半導体素子4および放熱基体3と接合材7との間および絶縁枠体1および放熱基体3と接合材6との間で破壊や剥離が生じやすくなる傾向がある。
また、複合材料層3aにおいてタングステンまたはモリブデンの多孔質体に含浸させる銅の含有量は、放熱基体3の熱膨張係数を6.5乃至9×10−6/℃と、ガラスセラミックス焼結体から成る絶縁枠体1の熱膨張係数の近傍の値にするために、10乃至25重量%としておくことが好ましい。この銅の含有量が10重量%未満となると、放熱基体3の熱膨張係数が6×10−6/℃以下になるために、半導体素子4および放熱基体3と接合材7との間および絶縁枠体1および放熱基体3と接合材7との間で破壊や剥離が生じやすくなる傾向がある。他方、25重量%を超えると、放熱基体3の熱膨張係数が9×10−6/℃以上になるために、半導体素子4および放熱基体3と接合材7との間および絶縁枠体1および放熱基体3と接合材7との間で破壊や剥離が生じやすくなる傾向がある。
なお、配線層8は、銅や銀から成る場合、その露出する表面にニッケル・金等の耐食性に優れ、かつボンディングワイヤ5のボンディング性に優れる金属を1乃至20μmの厚みにメッキ法によって被着させておくと、配線層8の酸化腐食を有効に防止できるとともに配線層8へのボンディングワイヤ5の接続を強固となすことができる。従って、配線層8は、その露出する表面にニッケル・金等の耐食性に優れ、かつボンディング性に優れる金属を1乃至20μmの厚みに被着させておくことが望ましい。
2・・・・・蓋体
3・・・・・放熱基体
3a・・・・・複合材料層
3b・・・・・銅層
4・・・・・半導体素子
8・・・・・配線層
Claims (2)
- タングステンまたはモリブデンの多孔質体に銅を含侵させて複合材料層を形成するとともに、前記複合材料層の上下面を被覆するように前記銅の一部を残すことにより銅層を形成することを特徴とする、放熱基体の製造方法。
- 前記複合材料層の厚みをt1とし、前記銅層の厚みをt2としたとき、30μm≦t2≦300μm且つt2≦0.15×t1となるように、前記銅層の表面を研磨する、請求項1に記載の放熱基体の製造方法。
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