(57)【要約】【課題】本発明は、セラミクス基板とグラファイトシートからなる複合部品に関して、複合部品における熱伝導性を向上させることを目的とするものである。【解決手段】特に複合部品４を形成するグラファイトシート３のセラミクス基板１との接合面に予め酸化金属層８を形成し、この酸化金属層８を未焼結状態或いは焼結状態にあるセラミクス基板１に当接させた状態でこれらを焼成しセラミクス基板１とグラファイトシート３を一体化する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミクス基板と、酸化金属層を有するグラファイトシートを備え、未焼結状態或いは焼結状態にある前記セラミクス基板に前記グラファイトシートの前記酸化金属層を当接させ、これらを積み重ねた状態で前記未焼結体を焼成し、前記セラミクス基板と前記グラファイトシートを一体化したことを特徴とする複合部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミクス基板とグラファイトシートを一体化する複合部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話の電子機器にみられるように小型高機能化が進められ、このような電子機器を構成する各種電子部品においては、関連する電子部品の複合化が進められている。
【０００３】
そして、このような電子部品の複合化においては、特にセラミクス基板の内層に適宜内部電極を設け高周波スイッチなどの電子回路を形成した機能性セラミクス部品に対して、高周波増幅器などの発熱部品を複合化する形態などが増えてきている。
【０００４】
そして、機能性セラミクス部品を形成するセラミクス基板上に発熱部品を実装する場合、セラミクス基板が発熱部品のヒートシンクとなることから、発熱部品に生じる熱を効率よくセラミクス基板内に分散させる必要が生じることから、従来、セラミクス基板は発熱部品が実装される上面にグラファイトシートを貼り付けていた。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−１７４２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セラミクス基板にグラファイトシートを貼り付けた複合部品において、グラファイトシートをセラミクス基板に貼り付ける際に接着剤を使用するため、発熱部品からセラミクス基板に至る熱伝達経路に樹脂接着層が介在することになり十分な熱伝達効果を得ることが困難なものとなっていた。
【０００７】
そこで、本発明はこのような問題を解決しセラミクス基板とグラファイトシートからなる複合部品における熱伝導性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、特にグラファイトシートの接合面に予め酸化金属層を形成し、この酸化金属層を未焼結状態或いは焼結状態にあるセラミクス基板に当接させ、この状態で焼成することによりセラミクス基板とグラファイトシートを一体化するものとしたのである。
【発明の効果】
【０００９】
この方法によれば、グラファイトシートに形成された金属酸化物が焼成段階においてセラミクス基板と結合しこれらが一体化されるため、従来、熱伝導を阻害していた接着層を排除できることからセラミクス基板とグラファイトシートを一体化した複合部品の熱伝導性を高められるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図を用いながら説明する。
【００１１】
図１は、セラミクス基板１を用いた機能性セラミクス部品の一例である積層型高周波スイッチ２の上面にグラファイトシート３を設けた複合部品４に対して発熱部品の一例である高周波増幅器５を実装した高周波モジュールを示した模式図である。
【００１２】
また、積層型高周波スイッチ２は複数の誘電体層から構成されたセラミクス基板１の内層部分において電極パターン６によりインダクタやコンデンサやストリップラインを形成したセラミクス基板１に加えて基板内で形成しにくいダイオードなどの回路素子７をセラミクス基板１の上面に実装することで高周波スイッチ回路を形成したもので、この積層型高周波スイッチ２の上面には高周波増幅器５から生じる熱を高周波増幅器５の実装面における面内方向に分散するためのグラファイトシート３が設けられた構成となっている。
【００１３】
つまり、この高周波モジュールが積層型高周波スイッチ２を形成するセラミクス基板１の上面にグラファイトシート３を設けた複合部品４に高周波増幅器５が実装された構成となっている。
【００１４】
なお、グラファイトシート３としてはポリイミド等の高分子樹脂シートを１２００度以上の温度で炭化させ、その後、２６００度以上の温度でグラファイト化し、図２に示されるように炭素が２次元的に密な結合した炭素層の多層構造体とし、炭素の結合面内において高い熱伝導特性を示すものや、膨張黒鉛を層状に成形したものや、グラファイトファイバーを層状に成形したものなどが挙げられる。
【００１５】
そして、積層型高周波スイッチ２とグラファイトシート３からなる複合部品４においては、図１に示されるごとくグラファイトシート３と積層型高周波スイッチ２の間に酸化金属層８が設けられた構造となっており、この構造により複合部品４上に実装された高周波増幅器５から生じる熱を効率よく積層型高周波スイッチ２に分散させることが出来るのである。
【００１６】
この点については図３に示されるように、酸化金属層８がグラファイトシート３上にメッキ工法やスパッタリング工法により金属層を形成した後に、この金属層を化学的処理或いは酸化雰囲気中で加熱処理することで表面酸化させ、この酸化金属層８を設けたグラファイトシート３を積層型高周波スイッチ２を形成するセラミクス基板１の未焼結体の上面に積み重ねこれらを一体焼成することで、焼成段階において酸化金属層８または酸化金属層８中に含まれる酸素がセラミクス基板１を形成する組成、例えばアルミナやシリカといった酸化性物質と結合し焼成後においてはセラミクス基板１とグラファイトシート３が一体化されると考えており、従来のようなセラミクス基板１とグラファイトシート３を接着するための樹脂接着層を設ける必要性がなくなり、グラファイトシート３からセラミクス基板１への熱伝導効率が高められるのである。
【００１７】
また、焼結状態にあるセラミクス基板１とグラファイトシート３を一体化する場合には、グラファイトシート３を焼結状態にあるセラミクス基板１に配置して再度加熱処理することにより、先に述べたものと同様に酸化金属層８がセラミクス基板１と結合するため、これらを一体化でき、グラファイトシート３からセラミクス基板１への熱伝導効率が高められるのである。
【００１８】
すなわち、高周波増幅器５で生じた局所的な熱をグラファイトシート３にてシート面内方向に素早く分散し、この分散された熱をヒートシンクとなる積層型高周波スイッチ２に伝達するので、高周波増幅器５に対する熱伝導性をより高いものと出来るのである。
【００１９】
なお、グラファイトシート３はその微細構造が層状となっておりセラミクス基板１より軟質なものであるため、高周波増幅器５を硬質なセラミクス基板１からなる積層型高周波スイッチ２上に実装した場合においても、グラファイトシート３が高周波増幅器５に対する落下衝撃などの外部応力に対する緩衝材としても機能することとなり、これらを一体化した高周波スイッチモジュールの信頼性を高めることが出来るのである。
【００２０】
また、上述した一実施形態においてはセラミクス基板１を用いた積層型高周波スイッチ２を、発熱部品として高周波増幅器５を挙げて説明したが、本発明はこのような限定にとらわれるものではなく、発熱部品が実装されるセラミクス基板１にグラファイトシート３を一体化させた複合部品４において同様の作用、効果を奏するものである。
【００２１】
また、この一実施形態においてはグラファイトシート３をセラミクス基板１の上面に配置した構造を挙げて説明したが、これとは別に特に図示はしていないがグラファイトシート３をセラミクス基板１の内層部分に埋設した構造とした場合においてもほぼ同様の効果を奏するものである。ただし、この場合においては上述した外部応力に対する緩衝機能は働かないこととなる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、セラミクス基板とグラファイトシートからなる複合部品に関し、複合部品における熱伝導性を高められるという効果を有し、特に小型高機能化の進む電子機器に用いられる複合部品に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態における複合部品を用いた高周波スイッチモジュールを模式的に表した断面図
【図２】同複合部品を形成するグラファイトシートの構造を示す模式図
【図３】同複合部品の製造方法を示す模式図
【符号の説明】
【００２４】
１  セラミクス基板
３  グラファイトシート
４  複合部品
８  酸化金属層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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