(57)【要約】  デバイスを担持するための絶縁金属基板（ＩＭＳ）は、金属基板の表面の一部の電解酸化により、少なくとも一部に形成されたセラミック被覆を有する金属基板を備える。セラミック被覆は、５０ＫＶｍｍ-1を超える絶縁強度および５Ｗｍ-1Ｋ-1を超える熱伝導率を有する。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスを担持するための絶縁金属基板（ＩＭＳ）であって、前記ＩＭＳは、金属基板の表面の一部の酸化により、少なくとも一部に形成されたセラミック被覆を有する金属基板を備え、前記セラミック被覆は、５０ＫＶｍｍ-1を超える絶縁強度、および５Ｗｍ-1Ｋ-1を超える熱伝導率を有する、ＩＭＳ。
【請求項２】
前記セラミック被覆は、５００マイクロメートル未満の厚さを有する、請求項１に記載のＩＭＳ。
【請求項３】
前記セラミック被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均直径を有する、請求項１または２に記載のＩＭＳ。
【請求項４】
デバイスを担持するための絶縁金属基板（ＩＭＳ）であって、前記ＩＭＳは、金属基板の表面の一部の酸化により、少なくとも一部に形成されたセラミック被覆を有する金属基板を備え、前記被覆は、５００ナノメートル〜５００マイクロメートルの厚さ、および５００ナノメートル未満の平均粒子サイズを有する結晶構造を有し、前記被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均直径を有する、ＩＭＳ。
【請求項５】
前記セラミック被覆の表面において画定された孔は、４００ナノメートル未満、好ましくは３００ナノメートル未満、または２００ナノメートル未満の平均直径を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項６】
前記セラミック被覆は、５０〜１２０ｋＶｍｍ-1の絶縁強度、および５〜１４Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項７】
前記セラミック被覆は７を超える誘電率を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項８】
前記セラミック被覆は、２５０ナノメートル未満、好ましくは１００ナノメートル未満の平均サイズを有する粒子または結晶子を含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項９】
電子デバイス、光電子デバイス、ＲＦデバイス、マイクロ波デバイスまたは電気デバイスからなる一覧から選択される１つまたは複数のデバイスを担持するための、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１０】
前記セラミック被覆の厚さは、５０マイクロメートル未満、好ましくは２０マイクロメートル未満または１０マイクロメートル未満である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１１】
少なくとも１つの電子回路を担持する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１２】
前記セラミック被覆は、１１マイクロメートル未満の被覆厚さ、５００ＶＤＣを超える絶縁破壊電圧および０．０２℃ｃｍ2／Ｗ未満の耐熱性を有する、または前記セラミック被覆は、３１マイクロメートル未満の厚さ、１．５ＫＶＤＣを超える絶縁破壊電圧および０．０７℃ｃｍ2／Ｗ未満の耐熱性を有する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１３】
前記セラミック被覆の表面上に形成された金属接触層をさらに含む、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１４】
前記金属接触層は、スクリーン印刷、金属インク印刷、無電解金属被覆、ガルバニック金属被覆、金属箔用接着、既製フレックス回路の接着、化学蒸着（ＣＶＤ）およびプラズマ蒸着（ＰＶＤ）金属被覆からなる一覧から選択される工程によって形成される、請求項１３に記載のＩＭＳ。
【請求項１５】
前記基板の前記金属は、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、ジルコニウム、タンタル、ベリリウム、またはあらゆるこれらの金属の合金もしくは金属間化合物を含む群から選択される、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１６】
前記被覆の少なくとも一部内の孔は、有機または無機材料で含浸される、たとえば前記孔は、ポリイミド、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、封止ガラス、またはソルゲル材料で含浸される、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１７】
含浸は、浸漬、噴射、真空封止、スクリーン印刷、プラズマ蒸着および化学蒸着からなる一覧から選択される工程によって実行される、請求項１６に記載のＩＭＳ。
【請求項１８】
前記被覆の表面上に形成された接触層を前記金属基板と接合する金属サーマルビアを含む、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１９】
金属接触層は、増加した絶縁強度を有する複合層が生成されるように、前記セラミック被覆の孔の中に浸透する熱伝導接着剤により、前記セラミック被覆に接着され、好ましくは前記熱伝導接着剤は、樹脂、ポリイミドまたはフッ素重合体である、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２０】
前記金属基板は、板、発光体またはフレーム、ヒートシンク、ヒートパイプ、および液体冷却デバイスからなる群から選択される基板である、請求項１乃至１９のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２１】
前記セラミック被覆上に形成された多層金属誘電構造を有する、請求項１乃至２０のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２２】
前記セラミック被覆は、前記基板を水性電解液内で電極に対して電気的に偏らせることによって形成され、前記基板は、交流極性の一連の電圧パルスによって偏る、請求項１乃至２１のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２３】
正電圧パルスは定電圧制御され、負電圧パルスは定電流制御される、請求項２２に記載のＩＭＳ。
【請求項２４】
前記電圧パルスのパルス繰り返し周波数は、０．１〜２０ＫＨｚ、好ましくは１．５〜４ＫＨｚである、請求項２１または２２に記載のＩＭＳ。
【請求項２５】
前記セラミック被覆は、前記基板が水性コロイド電解液と接触している間に、電解酸化工程により一部に形成され、前記コロイド電解液内に分散されたコロイド粒子は、前記セラミック被覆内に取り込まれる、請求項１乃至２４のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２６】
５００℃を超える最大作動温度を有する、請求項１乃至２５のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２７】
デバイスを担持するための絶縁金属基板（ＩＭＳ）であって、前記ＩＭＳは、金属基板の表面の一部の電解酸化により、少なくとも一部に形成されたセラミック被覆を有する金属基板を備え、前記セラミック被覆は、５０ＫＶｍｍ-1を超える絶縁強度、５Ｗｍ-1Ｋ-1を超える熱伝導率、５００ナノメートル〜５００マイクロメートルの厚さ、および５００ナノメートル未満の平均粒子サイズを有する結晶構造を有し、前記セラミック被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均直径を有する、ＩＭＳ。
【請求項２８】
２つ以上の電子チップを担持するための、請求項１乃至２７のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２９】
ここに記載されたあらゆる方法または装置を使用して形成された、ＩＭＳ。
【請求項３０】
請求項１乃至２９のいずれか一項に記載のＩＭＳに組み込まれた、またはＩＭＳ上に装着された、デバイス。
【請求項３１】
請求項１乃至２９のいずれか一項に記載のＩＭＳを備えるチップ用の多層板。
【請求項３２】
請求項１乃至２９のいずれか一項に記載のＩＭＳの表面上に形成されたＲＦ部品および回路を備えるデバイスであって、前記デバイスは、高いＱ入力／出力伝送線、ＲＦ分断および整合回路を含む、デバイス。
【請求項３３】
請求項１乃至２９のいずれか一項に記載のＩＭＳから形成されたヒートシンク上に装着された、少なくとも１つの発光ダイオードを含む、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁金属基板、たとえば、電子、光電子、マイクロ波、ＲＦおよび電気デバイスを担持するために使用されるような絶縁金属基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子、光電子、マイクロ波、ＲＦおよび電気デバイスは、一般に担持を提供し、デバイスから熱を取り除く作用をする基板上に装着される。このような基板に対する主な要件は、基板が十分な絶縁強度および良好な熱伝導性を有することである。その上にこのようなデバイスを装着できる基板は、絶縁金属基板（ＩＭＳ）として公知である。
【０００３】
絶縁金属基板（ＩＭＳ）は、一般に高比熱エネルギーを発生する電子デバイス、たとえば、高出力電子機器、固体照明、遠隔通信および集光型太陽光の適用に対して使用される。ＩＭＳは、通常誘電材料の絶縁層によって、片面または両面から覆われた金属シート基部を備え、誘電材料は、高分子、たとえば、樹脂、フッ素重合体、ポリイミドおよび熱伝導セラミック粉末で帯電されたそれらの合成物などであってもよい。このようなシートＩＭＳは、メタルコアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）と呼ばれることが多く、通常、熱界面材料の層を介してヒートシンクに取り付けられる。
【０００４】
熱経路を低減するために、誘電層は、英国特許第２１６２６９４号に記載されているように陽極酸化の使用により、または米国特許第２００８２５７５８５Ａ１号に記載されているようにプラズマ電界酸化（ＰＥＯ）により、ヒートシンク上に直接形成されることが可能である。
【０００５】
ＩＭＳは、金属板、ヒートシンク、デバイス本体または担持フレームであってもよく、デバイスの電気回路からの電気絶縁を確保するために、高い絶縁強度を有する誘電材料を必要とし、それによってデバイスを短絡から回避するまたは防止する。また誘電材料の熱伝導は、デバイスによって発生される熱を放散することが必要とされ、これはデバイスの性能、信頼性および耐用期間に悪影響を与える。一般に、増加した絶縁強度によりＩＭＳはより薄い絶縁層を有することが可能になり、より薄い絶縁層は（絶縁材料と同じ熱伝導率を有する）ＩＭＳの熱抵抗を低減する。
【０００６】
ＲＦおよびマイクロ波の適用のために、ＩＭＳは高い誘電率を有する誘電材料を備えることが有利であることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、改良された性能を有するＩＭＳを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、その様々な態様において、それに対してここで参照がなされるべきである添付の独立請求項に定義されたような、デバイスを担持するための絶縁金属基板を提供する。本発明の好ましいまたは有利な特徴は、様々な従属請求項に説明される。
【０００９】
第１の態様では、本発明は、デバイスを担持するための絶縁金属基板（ＩＭＳ）を提供してもよい。ＩＭＳは、金属基板（ＩＭＳ）の表面の一部の酸化により、少なくとも一部に形成されたセラミック被覆を有する金属基板を備える。セラミック被覆は、５０ＫＷ／ｍｍを超える絶縁強度、および５Ｗ／ｍＫを超える熱伝導率を有する。
【００１０】
好ましくは、被覆の厚さは、５００マイクロメートル未満、好ましくは１００マイクロメートル未満である。厚さは、５００ナノメートル〜５００マイクロメートルであってもよい。被覆は、好ましくは基板の金属部品の１つまたは複数の酸化物を含む。
【００１１】
好ましい実施形態では、被覆は多孔性を有し、非金属被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均サイズまたは平均直径を有する。
【００１２】
第２の態様では、本発明は、５００ナノメートル〜５００マイクロメートルの厚さのセラミック被覆を含む絶縁金属基板（ＩＭＳ）を提供してもよい。セラミック被覆は、金属基板の酸化により少なくとも一部に形成される。被覆は、好ましくは基板の金属部品の１つまたは複数の酸化物を含む。
【００１３】
被覆は、５００ナノメートル未満の平均粒子サイズを有する結晶構造を有する。被覆は多孔性を有し、被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均サイズまたは平均直径を有する。
【００１４】
ＰＥＯ技法によって生成されたセラミック被覆は、５００ナノメートルより著しく大きいサイズの孔を有する。それに反して、本発明のこの態様による、ＩＭＳ上の多孔性のナノスケールは、様々な有利な機構および電気的特性に寄与することがある。たとえば、低い平均孔直径は、被覆の絶縁強度を向上させることがある。高い絶縁強度は、あらゆる特定の適用に対して、所定の最小絶縁強度を達成させるために必要とされる被覆厚さはより低く、これは被覆の熱伝導率を向上させ得ることを意味する場合がある。さらに、より低い孔サイズはまた、被覆を通る熱流れ経路を向上させることにより、被覆の熱伝導率も向上させることがある。
【００１５】
好ましくは、被覆の孔は、４００ナノメートル未満、特に好ましくは３００ナノメートル未満の平均サイズを有する。
【００１６】
本明細書で使用される場合、用語金属および半金属は材料の大別を説明することが意図される。したがって、これらの用語は、純アルミニウムまたはマグネシウムなどの元素金属、およびシリコンなどの元素半金属、ならびに１つまたは複数の元素の合金、および金属間化合物を説明する。実際には、本発明の方法において使用される基板は、市販の金属または半金属化合物である可能性が高い。
【００１７】
多くの金属は、ＩＭＳを生成するためにその上に被覆が形成される基板としての使用に適切であり得る。適切な材料は、弁金属に分類されたそれらの金属を含んでもよい。ＩＭＳは、好ましくはアルミニウム、マグネシウム、チタニウム、ジルコニウム、タンタル、ベリリウム、またはあらゆるこれらの金属の合金もしくは金属間化合物からなる基板から形成されてもよい。
【００１８】
ＩＭＳの適用に対して、被覆の絶縁強度は特に重要である。本発明のあらゆる態様によるＩＭＳの被覆は、有利には５０〜１２０ｋＶｍｍ-1の絶縁強度を提供し得る。好ましくは、被覆は、６０〜１００ｋＶｍｍ-1の範囲の絶縁強度を有する。
【００１９】
ＩＭＳの適用に対して、被覆の熱伝導率が高いことが好ましい。絶縁被覆は、作業電子部品またはデバイスと基板との間に電気絶縁を提供し、同時にこの部品から基板の中に熱を伝導することが求められる。したがって、本発明のあらゆる態様によるＩＭＳの被覆は、４または５Ｗ／ｍＫを超える熱伝導率、たとえば４〜１５Ｗ／ｍＫを有することが有利である場合がある。好ましくは、熱伝導率は５〜１４Ｗ／ｍＫである。
【００２０】
一部のＩＭＳの適用に対して、誘電体被覆は、高い誘電率を有することが好ましい場合がある。高い誘電率は、ＩＭＳがＲＦまたはマイクロ波の適用に使用されるように意図される際に、特に好ましい場合がある。好ましくは、ＩＭＳは７を超える誘電率の誘電体被覆を含む。好ましくは、誘電体被覆は７．５を超える、または８を超える。好ましくは、誘電体被覆は７〜１２、たとえば７．５〜１０である。
【００２１】
金属基板上に形成されたセラミック被覆の多くの物理的特性は、セラミック被覆の結晶子サイズまたは粒子サイズにある程度依存する。
【００２２】
好ましくは、本発明のあらゆる態様によるＩＭＳの被覆は、結晶セラミック被覆であり、好ましくは、被覆は、２００ナノメートル未満、特に好ましくは１００ナノメートル未満、たとえば約５０ナノメートルもしくは４０ナノメートルの平均直径を有する粒子を含む。粒子は、あるいは結晶または結晶子と呼ばれることがある。したがってＩＭＳの好ましい実施形態は、被覆がナノメートルスケール上にサイズまたは寸法を有する物理的特徴を有するので、ナノ構造の被覆またはナノセラックの被覆であると説明されてもよい被覆を含んでもよい。微小粒子のサイズは、構造的均一性および硬度、耐摩耗性などの特性を向上させることがある。また微小粒子のサイズは、セラミック材料の熱伝導率、絶縁強度および誘電率を増加させる場合がある。またより平滑な表面の外形は、微小粒子のサイズの結果として展開されることがある。
【００２３】
陽極酸化工程によって金属基板上に形成された被覆は、高い多孔性である傾向がある。また陽極化された被覆は、通常非晶構造（すなわち、陽極化された被覆は結晶構造であることはまれである）および開いた柱状構造を有する。通常の陽極被覆の規則的な柱状構造は、特に被覆の熱サイクリング後に、被覆が亀裂形成の影響を受けやすくなることがある。亀裂形成の影響の感受性は、粉末デバイスにおける陽極被覆の適用を限定する。特に、誘電体層が陽極被覆工程によって形成されたＩＭＳは、概して被覆の熱サイクリングが最小にされ得る低い出力応用に限定される。したがって、陽極酸化工程によって形成される誘電体被覆を有するＩＭＳは、多くの低い出力応用に適してもよい一方で、このような被覆は、高い出力応用に耐える十分な電圧または熱伝導率を有さない。
【００２４】
ＰＥＯ工程によって生成される被覆は結晶質であるが、平均多孔サイズが高いことに苦慮する。これは誘電特性および熱伝導率を制限する。
【００２５】
一部の新型のＩＭＳは、３Ｗ／ｍＫまでの高い熱伝導率を有する高分子を充填したセラミックに基づいた誘電体被覆を使用して生成される。この高い熱伝導率は、材料内に比較的大きいセラミック粒子の存在に起因する。しかし、この材料の絶縁層の使用により得られる最小厚さは、セラミック粒子の存在に起因して制限される。たとえば、Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ（商標）によって生成されたＩＭＳ材料の被覆は、３８マイクロメートルの最小厚さを有する。Ｄｕｐｏｎｔ（商標）は、１７マイクロメートルの最小厚さを有する誘電材料に基づいたポリイミドを有するＩＭＳを生成する。本発明のあらゆる態様によるＩＭＳは、このような被覆厚さが望ましい場合に、１７マイクロメートルより薄い誘電体被覆で形成されてもよい。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
本発明の具体的な実施形態によるＩＭＳ上に形成されたＩＭＳ被覆の誘電特性と、他の公知の誘電体被覆との比較が上の表１に提供されている。
【００２８】
本発明のあらゆる態様によるＩＭＳは、好ましくは電子デバイス、光電子デバイス、マイクロ波もしくはＲＦデバイスまたは電気デバイスを担持するためのＩＭＳである。非金属被覆の厚さは、好ましくは４０マイクロメートル未満、特に好ましくは２０マイクロメートル未満または１０マイクロメートル未満である。被覆が薄いほど、被覆を横切る熱伝導はより効果的であり、したがって被覆がさらに薄い、たとえば１または２マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲である場合に特に有利であり得る。
【００２９】
本発明の一実施形態によるＩＭＳは、好ましくは１１マイクロメートルマイクロメートル未満の被覆厚さを有し、被覆は、５００ＶＤＣを超える絶縁破壊電圧および０．０２℃ｃｍ2／Ｗ未満の耐熱性を有する。
【００３０】
本発明の一実施形態によるＩＭＳは、３１マイクロメートル未満の厚さ、１．５ＫＶＤＣを超える絶縁破壊電圧および０．０７℃ｃｍ2／Ｗ未満の耐熱性を有してもよい。
【００３１】
本発明のあらゆる態様によるＩＭＳは、金属もしくは半金属の基板または構成部品の一部に選択的に付着された誘電体被覆を含んでもよい。基板または構成部品は、あらゆる所望の形状であってもよく、平坦な板、ヒートシンク、ヒートパイプ、冷却デバイス、または発光フレームもしくは本体などの構成部品を形成してもよい。その上で被覆が形成されるべき基板または構成部品は、たとえば、被覆は誘電機能が所望される所定の領域に付着のみがされるように覆われてもよい。
【００３２】
被覆内に存在するあらゆる孔を充填することが望ましいことがある。したがって、本発明のあらゆる態様によるＩＭＳは、被覆内のあらゆる孔を充填するために、適切な有機または無機材料によって封止または含浸された誘電体被覆を備えてもよい。適切な封止材料は、たとえば、樹脂、フッ素重合体、ポリイミド、メタクリル、ポリエステル、ケイ酸ナトリウム、またはソルゲル材料であってもよい。適切な封止材料のこの一覧は網羅的ではなく、当業者は他の適切な材料を同定できるはずである。封止材料は、多くの公知の方法、たとえば、浸漬、噴射、真空封止、ならびにＰＶＤおよびＣＶＤ堆積技法により被覆に付着されてもよい。
【００３３】
本発明のあらゆる態様によるＩＭＳは、被覆の表面上に形成された金属接触層または領域をさらに含んでもよい。このような接触層または領域は、スクリーン印刷、金属インク印刷、無電解金属被覆、ガルバニック金属被覆、金属箔用接着、既製フレックス回路の接着、化学蒸着（ＣＶＤ）およびプラズマ蒸着（ＰＶＤ）金属被覆などのあらゆる従来の技法によって提供されてもよい。
【００３４】
金属接触層は、銅箔などの金属箔または既製フレックス回路を上述のように形成された被覆に接着するために、熱伝導接着剤の使用によって形成されてもよい。適切な熱伝導接着剤は、金属層を被覆の表面に接着するための樹脂、ポリイミドまたはフッ素重合体などを含んでもよい。接着剤に使用される接着は、被覆のあらゆる孔の中に接着材料を浸透させることによって実現されてもよい。この浸透は、増加された絶縁破壊電圧を有する複合誘電体層を生成してもよい。
【００３５】
本発明のあらゆる態様によるＩＭＳは、非金属被覆の表面上に形成された金属接触層を金属または半金属基板と接合する金属サーマルビアを含んでもよい。このようなビアは、被覆の形成前にマスキング工程によって形成されてもよい。ビアは、被覆が形成された後にエッチング工程によって、またはセラミック層のレーザ切断によって形成されてもよい。
【００３６】
多くの金属がＩＭＳのための基板として使用されてもよいが、基板は、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、ジルコニウム、タンタル、ベリリウム、またはあらゆるこれらの金属の合金もしくは金属間化合物を含む材料の群から選択されることが好ましい。
【００３７】
本発明の一態様によるＩＭＳの好ましい実施形態は、金属基板の表面の一部の電解酸化により、少なくとも一部に形成されたセラミック被覆を有する金属基板を含んでもよく、セラミック被覆は、５０ＫＶｍｍ-1を超える絶縁強度、５Ｗｍ-1Ｋ-1を超える熱伝導率、５００ナノメートル〜５００マイクロメートルの厚さ、および５００ナノメートル未満の平均粒子サイズを有する結晶構造を有し、セラミック被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均直径を有する。
【００３８】
ＲＦまたはマイクロ波適用に特に適切な、本発明の一態様によるＩＭＳの好ましい実施形態は、金属基板の表面の一部の電解酸化により、少なくとも一部に形成されたセラミック被覆を有する金属基板を含んでもよく、セラミック被覆は、５０ＫＶｍｍ-1を超える絶縁強度、５Ｗｍ-1Ｋ-1を超える熱伝導率、５００ナノメートル〜５００マイクロメートルの厚さ、５００ナノメートル未満の平均粒子サイズを有する結晶構造、および７を超える誘電率を有し、セラミック被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均直径を有する。
【００３９】
本発明のあらゆる態様によるＩＭＳを形成するために、所望の特性を有する非金属被覆は、金属または半金属基板上に形成される。次いで金属接触層、トラックおよびパッドは、必要とされる場合、または必要に応じて、非金属被覆上に形成されてもよい。
【００４０】
本発明の一態様によるＩＭＳを形成する好ましい方法は、金属または半金属基板を水性電解液および電極を含有する電解チャンバ内に配置するステップを含む。その上に結晶セラミック被覆を形成することが望まれる基板の少なくとも表面および電極の一部は、水性電解液と接触する。基板は、たとえばヒートシンクとして形状されてもよく、その上に被覆を形状することが望まれる平坦な基板を備えてもよい。
【００４１】
方法は、代替極性の一連の電圧パルスを所定の時間印加することにより、基板を電極に対して電気的に偏らせるさらなるステップを含む。正電圧パルスは基板を電極に対して陽極に偏らせ、負電圧パルスは基板を電極に対して陰極に偏らせる。正電圧パルスの振幅は定電圧制御される、すなわち電圧に対して制御され、負電圧パルスの振幅は定電流制御される、すなわち電流を参照することによって制御される。
【００４２】
正電圧パルスは定電圧制御され、負電圧パルスは定電流制御される代替極性の一連の電圧パルスを印加することにより、相当なレベルのマイクロ放電を含むことなく、高電圧のパルスを基板に印加することが可能である。非金属被覆の形成中に、マイクロ放電事象を最小にするまたは回避することにより、表面粗さおよび被覆多孔率の大きさなどの被覆パラメータを制御することが可能であることがある。したがって、この工程を制御することにより、被覆は、必要であれば、５００ナノメートル未満の平均孔サイズを有して形成されてもよい。
【００４３】
正および負の電圧パルスが、各電圧パルス中に電流スパイクの拡がりを回避するために成形されることは有利である場合がある。電流スパイクは、被覆の破壊およびマイクロ放電に関連する。電流スパイクを回避するために電圧パルスを成形することにより、マイクロ放電は、著しく低減されるか、または除去されてもよい。マイクロ放電は、先行技術のＰＥＯ被覆技法に関して上に論じられたように、多くの被覆特性、たとえば被覆の平均孔サイズ、およびその結果として被覆の絶縁強度に悪影響を及ぼす。
【００４４】
正および負の電圧パルスの一方または両方の形状が、実質的に台形の形状である場合は、特に有利であることがある。
【００４５】
セラミック被覆を形成するために基板における材料の変換は、基板が電極に対して陽極に偏る正電圧パルス中に起きる。被覆は、基板材料自体と反応する水性電解液内の種を含む酸素として形成される。連続する正電圧パルスを経て、非金属被覆は厚さを増加する。被覆が厚さを増加するにつれて、被覆の電気抵抗は増加し、印加された電圧に対して電流フローは少なくなる。したがって、各正電圧パルスのピーク電圧は所定の時間に亘って一定であることが好ましい一方で、各連続する電圧パルスを有する電流フローは、所定の時間に亘って低減してもよい。
【００４６】
被覆が厚さを増すにつれて、被覆の抵抗が増加し、したがって各連続する負電圧パルス中に被覆を通過する電流は、被覆の抵抗加熱をもたらす。負電圧パルス中のこの抵抗加熱は、被覆内の拡散レベルを増加するのに寄与することがあり、したがって結晶化の工程、および拡がる被覆における粒子の形成を支援することがある。セラミック被覆の形成を、好ましくはマイクロ放電が実質的に回避されるこの手法で制御することにより、高密度被覆は極めて微細な規模の結晶子または粒子サイズを有して形成される場合がある。好ましくは、形成された被覆の粒子サイズは、２００ナノメートル未満、特に好ましくは１００ナノメートル未満、たとえば５０ナノメートル未満である。
【００４７】
用語粒子サイズは、被覆内の粒子または結晶の平均寸法を横切る距離を指す。
【００４８】
電圧パルスのパルス繰り返し周波数は、０．１〜２０ＫＨｚ、好ましくは１．５〜１５ＫＨｚ、または２〜１０ＫＨｚであってもよい。たとえば、有利なパルス繰り返し周波数は、２．５ＫＨｚまたは３ＫＨｚまたは４ＫＨｚであってもよい。低いパルス繰り返し周波数では、被覆は長期間の成長に続き、長期間のオーム加熱を受ける。したがって、得られる被覆は、より高いパルス繰り返し周波数が使用された場合より、多いコース構造または表面形状を有することがある。より高いパルス繰り返し周波数は、より微細な構造およびより平滑な被覆表面を生成し得るが、被覆率および工程の効率は下がることがある。
【００４９】
方法は、アルカリ性水溶液である電解液、好ましくはｐＨ９以上を有する電解液内で実行される場合に有利である場合がある。好ましくは、電解液は、１ｍＳｃｍ-1を超える電気伝導率を有する。適切な電解液は、特に水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムを含む、アルカリ性金属水酸化物を含む。
【００５０】
電解液がコロイド状であり、水相内に分散された固体粒子を含む場合は、特に有利であることがある。特に好ましくは、電解液は、１００ナノメートル未満の粒子サイズを有する固体粒子の割合を含む。
【００５１】
粒子サイズは、粒子の最大寸法の長さを指す。
【００５２】
印加された電圧パルス中に生成された電界は、その上で非金属属被覆が成長する基板の表面に向かって運ばれるために、水相内に分散された固体粒子を帯電させる。固体粒子が成長するセラミック被覆と接触するにつれて、固体粒子は被覆と反応して、被覆に取り込まれる。したがって、コロイド電解液が使用される場合、被覆は、金属基板の表面の一部の酸化によって形成されたセラミック材料および電解液から抽出されたコロイド粒子の両方を含んでもよい。
【００５３】
基板上に形成する被覆は、正陽極電圧パルス中に生成される。被覆を成長させるために、基板材料と電解液との間に連結が維持される必要がある。成長する被覆は完全に高密度ではないが、ある程度の多孔性を有する。基板材料と電解液との間の連結は、この多孔性を介して維持される。電解液がコロイド状であり、固体粒子を含む場合、セラミック被覆の形成に固有の多孔率は実質的に修正されてもよい。水相内に分散された非金属固体粒子は、電界下で成長する被覆の孔の中に移動してもよい。孔内で１回、固体粒子は、たとえば焼結工程によって両方の被覆と、および孔の中に移動した他の固体粒子と反応することがある。この方法で孔の寸法は実質的に低減され、被覆の多孔率はナノ細孔性として拡がりを変更される。たとえば、被覆内の孔の最大寸法は、直径１マイクロメートル以上から直径４００ナノメートル未満または直径３００ナノメートル未満に低減されてもよい。
【００５４】
多孔率を低減することにより、被覆の密度が増加される。さらに、被覆を通る多孔の寸法における低減は、被覆の絶縁強度および熱伝導率を実質的に増加させることがある。
【００５５】
電解液は、工程の開始時から存在する固体粒子を含んでもよい、すなわち粒子は、電解溶液内に最初に存在してもよい。別法として、固体粒子は、被覆工程中に水溶電解液に追加されてもよい。この方法で、成長する被覆の組成物および／または構造は、被覆が成長している間に制御されてもよい。
【００５６】
固体粒子は、セラミック粒子、たとえば結晶セラミック粒子またはガラス粒子であり、粒子の割合は最大寸法が１００ナノメートル未満であることが好ましい。固体粒子は、シリコン、アルミニウム、チタニウム、鉄、マグネシウム、タンタル、および希土類金属を含む群から選択される要素の、１つまたは複数の金属酸化物または水酸化物であることが特に好ましい。
【００５７】
本発明の一態様によりＩＭＳを形成するさらなる好ましい方法は、基板を水相内に分散された固体粒子を含むコロイド電解液を含有する電解チャンバ内に配置するステップを含む。またチャンバは電極も含む。少なくとも基板の表面および電極の一部は、電解液に接触するように配置される。方法は、セラミック誘電体被覆を基板の表面上に生成するために、基板を電極に対して所定の時間電気的に偏らせるステップを含む。基板の極性が電極に対して陽極である状態から、電極に対して陰極である状態に循環するように、一連の双極電気パルスが印加される。セラミック被覆は、その間に基板が電極に対して陽極である循環の期間中に形成される。コロイド電解液からの固体粒子は特有の等電点を有し、この等電点に対応するｐＨは、電解液の水相のｐＨと１．５以上異なる。双極電気パルスの印加中、固体粒子は、印加された電界の影響下で基板の表面に向かって移動し、非金属被覆を形成するために非金属層に取り込まれる。
【００５８】
上述のいずれかの方法に関して、その間に工程が実施される所定の時間は、意図された目的に対して適切な厚さの被覆を提供することがいつでも必要とされてよい。通常所定の時間は、１分〜２時間であってよい。被覆の拡がりの割合は、基板を電極に対して偏らせるために使用される波形、および方法がコロイド電解液を利用する場合に、コロイド電解液内の粒子の密度およびサイズを含む多くの要因に依存してもよい。所定の時間は２分〜３０分、たとえば３分〜１５分であることが特に好ましい。
【００５９】
本発明の一態様によりＩＭＳを形成するために、誘電体被覆を金属または半金属基板の表面上に形成するための装置は、水性電解液を含むための電解チャンバ、電解チャンバ内の場所を特定できる電極、および基板と電極との間に交流極性の一連の電圧パルスを印加できる電源を含んでもよい。電源は、基板を電極に対して陽極に偏らせるために、一連の定電圧制御された正電圧パルスを発生するための、第１のパルス発生器を備える。電源は、基板を電極に対して陰極に偏らせるために、一連の定電流制御された負電圧パルスを発生するための、第２のパルス発生器をさらに備える。
【００６０】
装置は、水相内に分散された固体粒子を含むコロイド電解液をさらに含むことが特に有利である場合がある。上述のように、このような電解液内に分散された固体粒子は、装置を使用して生成された被覆に取り込まれることになってもよい。コロイド電解液は、本発明による方法に対して、上述のようにあらゆる電解液であってよい。
【００６１】
上に開示された方法を使用して、または上に開示された装置を使用して拡げられた被覆は、以前から公知の誘電体被覆、たとえば標準陽極酸化工程によって、もしくはＰＥＯ技法によって生成された被覆と比較して、独自の特性を有する。したがって、本発明の一態様は、上述のあらゆる方法によって、または上述の装置を使用して形成された被覆を含むＩＭＳをさらに提供してもよい。
【００６２】
さらなる態様では、本発明は、上記のあらゆる態様によるＩＭＳに組み込まれる、またはＩＭＳ上に装着されるデバイスを提供してもよい。本発明によるＩＭＳは、先行技術のＩＭＳと比較して優れた誘電性および熱伝導性能を有し、ＩＭＳ上に装着されたデバイスは、デバイスの構成部品からＩＭＳを通して改善された熱伝導に起因して、より効率的に作動する。このような熱伝導は、電気絶縁を提供中に被覆がより薄いことを可能にする、ＩＭＳ上の被覆の改善された絶縁強度と、材料の改善された熱伝導性との組合せによって達成されてもよい。絶縁層をヒートシンク、ヒートパイプ、冷却デバイス、または発光フレームもしくは本体の表面上に直接付着できることにより、デバイスが作業半導体要素と金属ヒートシンク要素との間に最小熱経路を有して形成されることが可能になる。このようなデバイスの例には、チップオンヒートシンク、チップオンヒートパイプ、チップオン冷却器、およびチップオンフレームデバイスが含まれる。
【００６３】
ある種の適用に対して、多層構造を有するＩＭＳは利点を示す場合がある。たとえば、ＩＭＳは上述のあらゆる態様または実施形態に従って形成されてもよく、このＩＭＳは、次いで多層ＩＭＳの基部を形成してもよい。次いで誘電材料の１つまたは複数の追加の層および関連した金属導電層は、基部ＩＭＳの金属層の頂部上に形成されてもよい。１つまたは複数の追加の誘電層は、たとえば、ＦＲ−４ガラス繊維積層板またはフッ素重合体もしくはポリイミド層であってもよい。電子デバイスは、有利には基部ＩＭＳの非金属被覆（すなわち、上述の電解工程に従って形成された非金属被覆）に付着されてもよく、これは高い熱伝導性を提供する。基部ＩＭＳ上に形成された多層構造により、多数の外部接続を施すことが可能になる。
【００６４】
次に本発明の好ましい実施形態を、図を参照に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を具現化する絶縁金属基板（ＩＭＳ）の層を示す概略構成図である。
【図２】本発明を具現化するＩＭＳを形成するために、セラミック被覆を金属基板の表面上に形成するのに適した電解装置の概略図である。
【図３】本発明を具現化するＩＭＳを形成するために、セラミック被覆を金属基板の表面上に形成するのに適した電解装置の概略図である。
【図４】図２または図３の装置と共に使用するのに適した電源の概略構成図である。
【図５】セラミック被覆を金属基板の表面上に形成する際に使用するために好ましい電圧波形を示す図である。
【図６】図５に示された電圧波形に対応する電流波形の概略図である。
【図７】図５の波形からの１つの正電圧パルスおよび１つの負電圧パルスの詳細を示す図である。
【図８】例１に記載されたように、アルミニウム合金上に形成されたナノセラミック被覆の通常の走査型電子顕微鏡写真である。
【図９】例１に記載されたように、アルミニウム合金上に形成されたナノセラミック被覆の通常の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１０】プラズマ電界酸化（ＰＥＯ）工程に関連した著しい孔サイズを示す、このような工程によりアルミニウム合金上に形成されたセラミック被覆の通常の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１１】プラズマ電界酸化（ＰＥＯ）工程に関連した著しい孔サイズを示す、このような工程によりアルミニウム合金上に形成されたセラミック被覆の通常の走査型電子顕微鏡写真である。
【図１２】例１に記載されたように、アルミニウム合金上に形成されたナノセラミック被覆のＸ線回析（ＸＲＤ）パターンである。
【図１３】その上に電子部品が装着される、本発明を具現化するＩＭＳの側面図である。
【図１４】その上に電子部品が装着される、サーマルビアを含む、本発明を具現化するＩＭＳの側面図である。
【図１５】その上に電子部品が多数の外部接続を有して装着される、本発明を具現化する多層ＩＭＳの側面図である。
【図１６】その上に電子部品が装着される、内蔵ＲＦ回路を有する本発明を具現化する多層ＩＭＳの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
図１は、ＩＭＳの具体的な実施形態の構造を示す概略図である。ＩＭＳ１０は、上述のあらゆる方法により、基板の表面上に形成されたセラミック誘電体被覆１２を有する金属基板１１、たとえばアルミニウム基板を備える。セラミック被覆は、５００ナノメートル未満の平均結晶サイズを有する結晶被覆であり、したがってナノセラミック被覆と呼ばれてもよい。金属接触層１３は、ナノセラミック被覆１２の表面上に形成される。
【００６７】
金属基板は、様々な形状を有してもよく、様々な機能を有してもよい。たとえば、金属基板は、ＭＣＰＣＢ使用のための平坦な板、ヒートシンクの表面、液体冷却デバイスの表面、ヒートパイプの表面、または発光フレームの表面であってもよい。当業者は、多くのさらなる適用を承知していることがある。
【００６８】
上の表１は、本発明によるＩＭＳの非金属被覆とＩＭＳ適用のために現在使用されている先行技術の誘電体被覆との誘電特性の比較を提供する。
【００６９】
表１から以下のように、本発明の一実施形態によるＩＭＳの誘電体として形成されたナノセラミック被覆は、先行技術のＩＭＳ誘電体より高い熱伝導率を有する。さらに先行技術のＩＭＳ誘電体の比較的高い最小厚さは、低電圧の適用、たとえばＬＥＤに対して過剰である。５００ＶＤＣの絶縁破壊電圧デバイスに対する要件を満たすために、本明細書に記載されたように１０マイクロメートルの厚さのナノセラミック被覆のみが必要とされる。１０マイクロメートルの厚さのナノセラミック被覆層の耐熱の値は、０．０２℃ｃｍ2／Ｗ未満であり、これは表１のその他の誘電体層の耐熱より著しく低い。
【００７０】
より高い熱伝導率、絶縁強度、および必要な絶縁破壊電圧要件を満たすために、２〜１００マイクロメートルの広範囲内の被覆の厚さを調節する能力の組合せは、独自の熱特性をもつＩＭＳを生成する能力を提供する。
【００７１】
本発明のあらゆる態様によるＩＭＳの具体的な実施形態は、ナノセラミック被覆を適切な金属または非金属上に生成することによって形成されてもよい。具体的な使用に対して、ＩＭＳは、ナノセラミック被覆、次いでナノセラミック被覆が公知の技法を使用して１つまたは複数の接触金属層と接触するさらなる被覆を生成することによって形成されてもよい。
【００７２】
図２は、本発明を具現化するＩＭＳを形成するために、ナノセラミック被覆を金属または半金属基板１上に形成するのに適した典型的な電解装置を示す。装置は、化学的不活性タンク２、たとえば電界溶液３を含有するステンレス製合金から形成されたタンクを備える。電界溶液３は、水性アルカリ電解溶液、たとえば水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液であり、５ｍＳｃｍ-1を超える電気伝導率を有する。電解液は、固体粒子を含むコロイド電解液であってもよく、固体粒子の割合は１００ナノメートル未満の粒子サイズを有する。
【００７３】
基板１は、パルス電源４の第１の出力部５０に電気接続される。電極５は、パルス電源４の第２の出力部５５に接続され、電極５および基板１の両方は、タンク２内に含まれる電解溶液３内に浸漬される。パルス電源４は、基板１を電極５に対して電気的に偏らせるために、代替極性の電気パルスを供給することができる。
【００７４】
図３は、本発明の１つまたは複数の態様または実施形態による、ＩＭＳを組み立てるのに適した代替電解装置を示す。図２に対して上述の装置と同様に、図３の装置は、電解溶液３を含むための化学的不活性タンク２を備える。基板１は、パルス電源４の第１の出力部５０に結合される。電源４の第２の出力部５５は、第１の電極５’および第２の電極５’’に電気接続され、基板１ならびに電極５’および５’’は電解液３内に浸漬される。２つの電極５’、５’’は、基板の表面をマスキングする、より均一な電解を生成し、より均一な被覆を基板の両面上に生成するために、基板１のいずれかの面上に配置される。
【００７５】
これが望ましい場合は、３つ以上の電極がパルス電源４の出力部に結合されてもよいことに留意されたい。同様に２つ以上のＩＭＳがいかなるときでも形成されてもよいように、２つ以上の基板が、パルス電源４の出力部に同時に結合されてもよい。
【００７６】
図３の装置は、それを通して電極３が循環される熱変換器６をさらに備える。熱変換器６により、タンク２内で電極３の循環が可能になり、さらに電解液の温度制御も可能になる。
【００７７】
本発明を具現化するＩＭＳを形成する装置または方法と共に使用するための好ましいパルス電源は、基板と電極との間に分離した正電圧パルスおよび負電圧パルスを供給することができる。好ましいパルス発生器の概略構成図は、図４に示されている。
【００７８】
図４のパルス電源は、発生器に基づく２つの分離した絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を備え、図２または３の装置に対して好ましいパルス電源である。第１の発生器、すなわち陽極発生器３０は、陽極パルス、すなわち１つまたは複数の基板を１つまたは複数の電極に対して陽極に偏らせるパルスの発生器の作用をする。第２の発生器、すなわち陰極発生器３５は、陰極パルス、すなわち１つまたは複数の基板を１つまたは複数の電極に対して陰極に偏らせるパルスの発生器として作用をする。
【００７９】
陽極パルス発生器３０および陰極パルス発生器３５は、制御装置４０によって単独に制御され同期される。陽極パルス発生器３０は、固定した電圧振幅を有する台形形状のパルスを発生する、すなわち陽極パルス発生器３０によって発生されたパルスの電圧振幅は、定電圧制御される。
【００８０】
陰極パルス発生器３５は、平均陰極電流が連続するパルスに亘って固定値で維持される台形形状のパルスを提供する、すなわち陰極パルス発生器３５は定電流制御されるパルスを発生する。
【００８１】
Ｈブリッジ電子回路を備える出力スイッチ４５は、陽極パルス発生器３０および陰極パルス発生器３５を第１の出力部５０および第２の出力部５５に結合させる。使用中、第１の出力部５０は基板に電気的に結合され、第２の出力部５５は１つまたは複数の電極に電気的に結合される。制御装置４０は、陽極パルス発生器３０および陰極パルス発生器３５の出力部を同期し、出力スイッチ４５が、図４に示されたように、一連の正および負の台形形状の電圧パルスを含む出力波形を生成できるようにする。
【００８２】
正（陽極）パルスに対する定電圧制御および負（陰極）パルスに対する定電流制御の併用は、陰極パルスの電力と陽極パルスの電力との割合を工程の期間に亘って徐々に増加させることができ、これは、マイクロ放電の生成なしに高エネルギー処理を可能にする状態を生み出す。
【００８３】
本発明の１つまたは複数の態様または実施形態による、ＩＭＳを生成する方法に使用するために特に好ましい波形が、図５、６および７によって示されている。
【００８４】
図５は、一定期間に亘って発生された一連の代替の正および負の電圧パルスからなる波形を示す。正電圧パルスは、実質的に台形形状であり、図５に示されたように正パルス間隔（Ｔa）を有する。基板と電極との間に印加されると、正電圧パルスにより基板が電極に対して陽極に偏る。連続する正電圧パルスは、実質的に同じ電圧振幅（Ｖa）を有するように制御される。
【００８５】
負電圧パルスは、実質的に台形形状であり、負パルス間隔Ｔcを有する。基板と電極との間に印加されると、負電圧パルスにより基板が電極に対して陰極に偏る。連続する負電圧パルスは、実質的に同じ電流振幅（図６におけるＩc）を有するように制御される。
【００８６】
それぞれの連続する負電圧パルスの振幅は、そこで一定レベルの電流が電極を横切って流れる電圧であるように制御される。波形の印加により、非金属被覆が基板の表面上に形成される。被覆の厚みが増すにつれて、その電気抵抗は増加し、同量の電流を通過させるために必要な電圧が増加する。したがって、連続する陰極電圧パルス（Ｖc）の振幅は、一定期間に亘って増加する。
【００８７】
図６は、図５に示された電圧波形に対応する電流波形を示す構成図である。正電圧パルスが印加されると正電流が流れると考えられ、負電圧が印加されると負電流が流れると考えられる。正電圧パルスは、各連続するパルスの振幅が実質的に同じであるように定電圧制御される。一定期間に亘って基板の表面上の被覆の厚さが増加し、この電圧によって駆動された電流が減少する。したがって、正電圧パルスに関連した正電流パルス振幅（Ｉa）は、一定期間に亘って減少する傾向がある。
【００８８】
図５に関して上に記載されたように、負電圧パルスは、定電流制御され、したがってこれらのパルスは、一定の電流振幅（Ｉc）を有するように制御される。
【００８９】
図７は、１つの正電圧パルスおよび１つの負電圧パルスを示す、図５の波形の一部を示す。各正電圧パルスは実質的に台形形状であり、その間に電圧がゼロから正すなわち陽極電圧振幅（Ｖa）に上昇する間隔（Ｔai）を有する。各正電圧パルスは、その間に一定電圧が印加される間隔（Ｔac）を有する。この一定電圧は、パルスの電圧振幅（Ｖa）に印加される。各正電圧パルスは、その間に電圧が電圧振幅（Ｖa）からゼロに減少する間隔（Ｔad）をさらに含む。間隔（Ｔai）および（Ｔad）は、電圧パルスに関連した電流フローを制御するために変化されてもよい。電流スパイクは、電流スパイクが成長する被覆の絶縁破壊を促進し、マイクロ放電またはプラズマ生成をもたらすので、電圧パルス中に生成されることが極めて望ましくない。マイクロ放電事象は、基板上に生成された誘電体被覆の質に悪影響を及ぼす。
【００９０】
各負電圧パルスは実質的に台形形状であり、正電圧パルスに関して記載された３つの間隔に類似した３つの間隔を含む。各陰極電圧パルスは、その間に電圧がゼロからそのパルスの陰極電圧振幅（Ｖc）に増加される間隔（Ｔci）、その間に陰極電圧が陰極電圧振幅（Ｖc）に留まる間隔、およびその間に電圧が電圧振幅（Ｖc）からゼロに減少する間隔（Ｔcd）を有する。電圧振幅（Ｖc）は電圧における電流フローに対して決定される。したがって、電圧振幅（Ｖc）は図４に示されたように一定期間に亘って増加する傾向がある。
【００９１】
図５、６および７に示された波形は、形成された被覆の物理的および電気的特性に影響を与えるように制御され得る多くの変数を有する。正および負の電圧パルス（ＴaおよびＴc）の両方の持続期間は、単独に制御されてもよい。正および負の電圧パルスに関連した間隔（Ｔai、Ｔac、Ｔad、Ｔci、ＴccおよびＴcd）は、電流パルススパークおよびマイクロ放電を実質的に除去するために、制御されることが可能である。正電圧パルスの振幅（Ｖa）は、負電圧パルス（Ｉc）のそれぞれのピーク電圧で電流が流れ得るので、制御されてもよい。さらに、パルスの周波数は、１００Ｈｚ〜２０ＫＨｚの範囲内で変化してもよい。
【００９２】
図２〜７および添付テキストは、ＩＭＳを形成するために、ナノセラミック被覆を金属または半金属基板の表面上に生成するのに適した装置および好ましい波形を説明する。本発明の１つまたは複数の態様によるＩＭＳの具体的な実施形態は、以下の例において説明される。これらの例は、図２または３に示されたような装置を使用し、図４に示されたパルス発生器を含み、図５〜７に示されたような具体的な波形を使用して形成された。すべての例において、コロイド溶液は、１００ナノメートル未満の粒子サイズを有する、一部の固体粒子を含む。
【実施例】
【００９３】
例１
例１は、本発明を具現化するＩＭＳの誘電体としての使用に適するはずである、ナノセラミック被覆の金属基板上への形成を示す。
【００９４】
５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ１ｍｍの寸法を有するＡｌ６０８２合金の板の形の基板を、上述および図２に示されたような装置内で処理した。電解液を含有するタンクを備えた装置、ならびに基板および電極を、上述および図４に示されたようにパルス電源に結合した。基板および電極を電解液と接触するように配置した。
【００９５】
電解液は、１．８ｇ／ｌのＫＯＨおよび１．０ｇ／ｌのアルミナ粒子を含有する水溶液であり、安定化コロイド溶液を形成した。
【００９６】
パルス発生器は代替多孔性の一連の台形形状の電圧パルスを基板と電極との間に印加した。正電圧パルスは７００Ｖの固定した正電圧振幅（Ｖa）を有して印加され、負電圧パルスは、０〜３５０Ｖに連続して増加した負電圧振幅（Ｖc）を有した。パルス繰り返し周波数は２．５ＫＨｚであった。
【００９７】
パルスは８分間印加され、ナノセラミック被覆が基板の表面上に形成された。
【００９８】
ナノセラミック被覆が特徴付けられ、以下の特徴を有した。
【００９９】
ナノセラミック被覆は平滑な表面外形を有した。図８は、倍率６０，０００倍における被覆の一部を示すＳＥＭ顕微鏡写真を示す。表面は、この倍率では実質的に平滑であることがわかる。図９は、倍率５５，０００倍における被覆の一部を示すさらなるＳＥＭ顕微鏡写真である。５０〜１５０ナノメートルのサイズを有する被覆内の孔が見られる。この寸法の孔は、ナノ細孔と呼ばれてもよい。
【０１００】
比較のために、図１０および１１は、プラズマ電気化学的酸化（ＰＥＯ）工程によってアルミニウム合金の表面上に形成された、被覆のＳＥＭ顕微鏡写真を示す。これらの顕微鏡写真は、倍率５０，０００倍におけるものである。ＰＥＯ被覆の表面は、この倍率において極めて粗いことがわかる。プラズマバルブによって形成された孔は、５００ナノメートルを超えるサイズを有することがわかり、図７および８に示された被覆と著しい対照をなす。
【０１０１】
被覆厚さは、２０マイクロメートルであり、その硬度は１５５０Ｈｖであると測定された。被覆のＸＲＤ分析（図１２により、被覆の組成物が酸化アルミニウムであることが明らかになり、被覆は４０ｎｍの平均結晶粒子サイズを有した。平均結晶子サイズを、シェラー式に従ってＸＲＤデータをベースに計算した（Ｂ．Ｄ．  Ｃｕｌｌｉｔｙ  ＆  Ｓ．Ｒ．  Ｓｔｏｃｋ、Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、第３版、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ  Ｉｎｃ．、２００１年、１６７〜１７１ページ）。
【０１０２】
被覆の絶縁破壊電圧は、１８００ＶＤＣであると計測され、絶縁強度は９０ＫＶ／ｍｍであると計測された。
【０１０３】
セラミック材料の熱伝導率は、６Ｗ／ｍＫであると測定された。セラミック材料の誘電率は、９．５であると測定された。
【０１０４】
例２
図１３は、たとえば高輝度発光ダイオード（ＨＢＬＥＤ）チップなどの高出力デバイス６４に対して、金属ヒートシンクとして本発明を具現化するＩＭＳの使用を示す。これは、ヒートシンク上のチップの適用として説明され得る。
【０１０５】
ナノセラミック誘電体被覆６２は、ＩＭＳを形成するために金属ヒートシンク６１の平面上に付着される。ナノセラミック被覆は、例１において上述の方法を使用して形成される。パッド６３を備える金属接触トラックは、次いでナノセラミック被覆６２の表面上に形成される。
【０１０６】
デバイス６４はナノセラミック被覆６２に直接付着され、ナノセラミック被覆６２はチップと金属ヒートシンク６１との間に電気絶縁を提供する。接触コネクタ６５は、デバイス６４を接触パッド６３と接合するために取付けられる。ナノセラミック被覆の厚さは、デバイスの絶縁破壊電圧要件によって決定され、絶縁破壊電圧要件を満たす最小厚さに成長する。これは、熱を発生するチップ内の非絶縁半導体部品と、金属ヒートシンク６１との間に最短熱経路を提供する。
【０１０７】
例３
図１４は、パッケージデバイス６４のための金属ヒートシンク、または低抵抗接地経路を必要とするチップとして本発明を具現化するＩＭＳの使用を示す。
【０１０８】
ナノセラミック誘電体被覆６２は、例１において上述の方法を使用して金属ヒートシンク６１の平面上に付着され、金属ヒートシンク６１は、ナノセラミック被覆６２に対して金属基板として作用する。パッド６３を備える金属接触トラックおよび金属パッド６６は、次いでナノセラミック被覆６２の表面上に形成される。ナノセラミック被覆６２を通じて画定されるサーマルビア６７は、金属パッド６６および金属ヒートシンク６１を連結する金属核を有する。
【０１０９】
デバイス６４は、金属パッド６６に取付けられ、接触コネクタ６５は、接触パッド６３に取付けられる。
【０１１０】
例４
図１５は、多数の外部接続を必要とするチップ用の多層ＩＭＳ板の部品として、本発明を具現化するＩＭＳの使用を示す。アルミニウム板６１は金属基板として作用し、ヒートシンク機能を実行する。誘電ナノセラミック被覆６２は、上の例１に記載された方法を使用して、アルミニウム板６１の片面上に形成され、金属トラック６３はナノセラミック被覆６２の表面上に形成される。
【０１１１】
ＦＲ４ガラス繊維（他の適切な材料が使用されてもよいが）で作成されたさらなる誘電体層６８は金属トラック６３の頂部上に装着され、さらなる金属トラック６９は、連続するガラス繊維誘電体層の表面上に形成される。金属トラックは、ガラス繊維誘電体層６８を通じて画定される信号ビア７０によって相互接続されてもよい。
【０１１２】
チップ６４は、ナノセラミック誘電体被覆６２の表面に直接取り付けられ、ナノセラミック誘電体被覆６２はチップ６４とアルミニウム基板６１との間に低い熱抵抗を提供する。チップを制御することを必要とする電気信号は、金属トラック６９および６３を通じて供給され、システムの高度の統合を提供する。接触コネクタ６５は、デバイスを様々な接触パッド６９および６３と接合するために取付けられる。
【０１１３】
例５
図１６は、高い熱放射および高周波数入力／出力信号を有する無線チップ用の多層板を示す。アルミニウムキャリアプレート６１は、ナノセラミック誘電体被覆６２の形成のための金属基板として作用し、またヒートシンク機能ならびに無線周波数（ＲＦ）地板の機能の両方を実行する。
【０１１４】
誘電体ナノセラミック被覆６２は、（上の例１に説明された方法を使用して）ＩＭＳを形成するために、アルミニウムキャリアプレート６１の片面上に選択的に形成され、このＩＭＳはＲＦ信号を運ぶために高いＱ誘電媒体として使用される。金属トラック６３は、ナノセラミック被覆６２の表面上に形成され、ＲＦ伝送線として使用される。さらなる金属トラック７１は、誘電体被覆６２の表面上に形成され、ＲＦ分断および／または整合回路７１として作用する。
【０１１５】
ＦＲ４ガラス繊維から形成されたさらなる誘電体層６８は、金属トラック６３の頂部上に配置され、ガラス繊維誘電体層６８のそれぞれの表面上に形成された、さらなる金属トラック６９を備える。これはガラス繊維積層構造を形成する。金属トラック６９は、１つまたは複数のガラス繊維積誘電体層６８を通じて画定された信号ビア７０によって相互接続されてもよい。
【０１１６】
チップを制御するために必要な低周波数および／またはデジタル信号は、ガラス繊維積層内の金属トラック６９を通って供給され、システムの高度の統合を提供する。チップ６４は卑金属板６１の表面に直接取り付けられる。ＲＦ回路７１は、誘電体ナノセラミック被覆６２の表面上に形成される。誘電体ナノセラミック被覆６２は、高いＱ入力／出力伝送線を提供し、ＲＦ分断および／または整合回路および低い熱抵抗に対して使用される。ワイヤボンド６５は、チップ６４を接触トラック６９およびＲＦ回路７１のパッドと結合する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年8月12日(2013.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
チップを制御するために必要な低周波数および／またはデジタル信号は、ガラス繊維積層内の金属トラック６９を通って供給され、システムの高度の統合を提供する。チップ６４は卑金属板６１の表面に直接取り付けられる。ＲＦ回路７１は、誘電体ナノセラミック被覆６２の表面上に形成される。誘電体ナノセラミック被覆６２は、高いＱ入力／出力伝送線を提供し、ＲＦ分断および／または整合回路および低い熱抵抗に対して使用される。ワイヤボンド６５は、チップ６４を接触トラック６９およびＲＦ回路７１のパッドと結合する。
本発明の実施態様を以下の項目１〜３３に列記する。
［項目１］
デバイスを担持するための絶縁金属基板（ＩＭＳ）であって、前記ＩＭＳは、金属基板の表面の一部の酸化により、少なくとも一部に形成されたセラミック被覆を有する金属基板を備え、前記セラミック被覆は、５０ＫＶｍｍ-1を超える絶縁強度、および５Ｗｍ-1Ｋ-1を超える熱伝導率を有する、ＩＭＳ。
［項目２］
前記セラミック被覆は、５００マイクロメートル未満の厚さを有する、項目１に記載のＩＭＳ。
［項目３］
前記セラミック被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均直径を有する、項目１または２に記載のＩＭＳ。
［項目４］
デバイスを担持するための絶縁金属基板（ＩＭＳ）であって、前記ＩＭＳは、金属基板の表面の一部の酸化により、少なくとも一部に形成されたセラミック被覆を有する金属基板を備え、前記被覆は、５００ナノメートル〜５００マイクロメートルの厚さ、および５００ナノメートル未満の平均粒子サイズを有する結晶構造を有し、前記被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均直径を有する、ＩＭＳ。
［項目５］
前記セラミック被覆の表面において画定された孔は、４００ナノメートル未満、好ましくは３００ナノメートル未満、または２００ナノメートル未満の平均直径を有する、項目１乃至４のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目６］
前記セラミック被覆は、５０〜１２０ｋＶｍｍ-1の絶縁強度、および５〜１４Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する、項目１乃至５のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目７］
前記セラミック被覆は７を超える誘電率を有する、項目１乃至６のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目８］
前記セラミック被覆は、２５０ナノメートル未満、好ましくは１００ナノメートル未満の平均サイズを有する粒子または結晶子を含む、項目１乃至７のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目９］
電子デバイス、光電子デバイス、ＲＦデバイス、マイクロ波デバイスまたは電気デバイスからなる一覧から選択される１つまたは複数のデバイスを担持するための、項目１乃至８のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目１０］
前記セラミック被覆の厚さは、５０マイクロメートル未満、好ましくは２０マイクロメートル未満または１０マイクロメートル未満である、項目１乃至９のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目１１］
少なくとも１つの電子回路を担持する、項目１乃至１０のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目１２］
前記セラミック被覆は、１１マイクロメートル未満の被覆厚さ、５００ＶＤＣを超える絶縁破壊電圧および０．０２℃ｃｍ2／Ｗ未満の耐熱性を有する、または前記セラミック被覆は、３１マイクロメートル未満の厚さ、１．５ＫＶＤＣを超える絶縁破壊電圧および０．０７℃ｃｍ2／Ｗ未満の耐熱性を有する、項目１乃至１１のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目１３］
前記セラミック被覆の表面上に形成された金属接触層をさらに含む、項目１乃至１２のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目１４］
前記金属接触層は、スクリーン印刷、金属インク印刷、無電解金属被覆、ガルバニック金属被覆、金属箔用接着、既製フレックス回路の接着、化学蒸着（ＣＶＤ）およびプラズマ蒸着（ＰＶＤ）金属被覆からなる一覧から選択される工程によって形成される、項目１３に記載のＩＭＳ。
［項目１５］
前記基板の前記金属は、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、ジルコニウム、タンタル、ベリリウム、またはあらゆるこれらの金属の合金もしくは金属間化合物を含む群から選択される、項目１乃至１４のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目１６］
前記被覆の少なくとも一部内の孔は、有機または無機材料で含浸される、たとえば前記孔は、ポリイミド、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、封止ガラス、またはソルゲル材料で含浸される、項目１乃至１５のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目１７］
含浸は、浸漬、噴射、真空封止、スクリーン印刷、プラズマ蒸着および化学蒸着からなる一覧から選択される工程によって実行される、項目１６に記載のＩＭＳ。
［項目１８］
前記被覆の表面上に形成された接触層を前記金属基板と接合する金属サーマルビアを含む、項目１乃至１７のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目１９］
金属接触層は、増加した絶縁強度を有する複合層が生成されるように、前記セラミック被覆の孔の中に浸透する熱伝導接着剤により、前記セラミック被覆に接着され、好ましくは前記熱伝導接着剤は、樹脂、ポリイミドまたはフッ素重合体である、項目１乃至１８のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目２０］
前記金属基板は、板、発光体またはフレーム、ヒートシンク、ヒートパイプ、および液体冷却デバイスからなる群から選択される基板である、項目１乃至１９のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目２１］
前記セラミック被覆上に形成された多層金属誘電構造を有する、項目１乃至２０のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目２２］
前記セラミック被覆は、前記基板を水性電解液内で電極に対して電気的に偏らせることによって形成され、前記基板は、交流極性の一連の電圧パルスによって偏る、項目１乃至２１のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目２３］
正電圧パルスは定電圧制御され、負電圧パルスは定電流制御される、項目２２に記載のＩＭＳ。
［項目２４］
前記電圧パルスのパルス繰り返し周波数は、０．１〜２０ＫＨｚ、好ましくは１．５〜４ＫＨｚである、項目２１または２２に記載のＩＭＳ。
［項目２５］
前記セラミック被覆は、前記基板が水性コロイド電解液と接触している間に、電解酸化工程により一部に形成され、前記コロイド電解液内に分散されたコロイド粒子は、前記セラミック被覆内に取り込まれる、項目１乃至２４のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目２６］
５００℃を超える最大作動温度を有する、項目１乃至２５のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目２７］
デバイスを担持するための絶縁金属基板（ＩＭＳ）であって、前記ＩＭＳは、金属基板の表面の一部の電解酸化により、少なくとも一部に形成されたセラミック被覆を有する金属基板を備え、前記セラミック被覆は、５０ＫＶｍｍ-1を超える絶縁強度、５Ｗｍ-1Ｋ-1を超える熱伝導率、５００ナノメートル〜５００マイクロメートルの厚さ、および５００ナノメートル未満の平均粒子サイズを有する結晶構造を有し、前記セラミック被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均直径を有する、ＩＭＳ。
［項目２８］
２つ以上の電子チップを担持するための、項目１乃至２７のいずれか一つに記載のＩＭＳ。
［項目２９］
ここに記載されたあらゆる方法または装置を使用して形成された、ＩＭＳ。
［項目３０］
項目１乃至２９のいずれか一つに記載のＩＭＳに組み込まれた、またはＩＭＳ上に装着された、デバイス。
［項目３１］
項目１乃至２９のいずれか一つに記載のＩＭＳを備えるチップ用の多層板。
［項目３２］
項目１乃至２９のいずれか一つに記載のＩＭＳの表面上に形成されたＲＦ部品および回路を備えるデバイスであって、前記デバイスは、高いＱ入力／出力伝送線、ＲＦ分断および整合回路を含む、デバイス。
［項目３３］
項目１乃至２９のいずれか一つに記載のＩＭＳから形成されたヒートシンク上に装着された、少なくとも１つの発光ダイオードを含む、デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスを担持するための絶縁金属基板（ＩＭＳ）であって、前記ＩＭＳは、前記金属基板の前記表面の一部の酸化により、少なくとも一部に形成されたナノセラミック被覆を有する金属基板を備え、前記被覆は、５００ナノメートル〜５００マイクロメートルの厚さ、および５００ナノメートル未満の平均粒子サイズを有する結晶構造を有し、前記被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均直径を有する、ＩＭＳ。
【請求項２】
前記ナノセラミック被覆の表面において画定された孔は、４００ナノメートル未満、好ましくは３００ナノメートル未満、または２００ナノメートル未満の平均直径を有する、請求項１に記載のＩＭＳ。
【請求項３】
前記ナノセラミック被覆は、５０〜１２０ｋＶｍｍ-1の絶縁強度、および５〜１４Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する、請求項１または２のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項４】
前記ナノセラミック被覆は７を超える誘電率を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項５】
前記ナノセラミック被覆は、２５０ナノメートル未満、好ましくは１００ナノメートル未満の平均サイズを有する粒子または結晶子を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項６】
電子デバイス、光電子デバイス、ＲＦデバイス、マイクロ波デバイスまたは電気デバイスからなる一覧から選択される１つまたは複数のデバイスを担持するための、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項７】
前記ナノセラミック被覆の厚さは、５０マイクロメートル未満、好ましくは２０マイクロメートル未満または１０マイクロメートル未満である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項８】
少なくとも１つの電子回路を担持する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項９】
前記ナノセラミック被覆は、１１マイクロメートル未満の被覆厚さ、５００ＶＤＣを超える絶縁破壊電圧および０．０２℃ｃｍ2／Ｗ未満の耐熱性を有する、または前記ナノセラミック被覆は、３１マイクロメートル未満の厚さ、１．５ＫＶＤＣを超える絶縁破壊電圧および０．０７℃ｃｍ2／Ｗ未満の耐熱性を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１０】
前記ナノセラミック被覆の表面上に形成された金属接触層をさらに含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１１】
前記金属接触層は、スクリーン印刷、金属インク印刷、無電解金属被覆、ガルバニック金属被覆、金属箔用接着、既製フレックス回路の接着、化学蒸着（ＣＶＤ）およびプラズマ蒸着（ＰＶＤ）金属被覆からなる一覧から選択される工程によって形成される、請求項１０に記載のＩＭＳ。
【請求項１２】
前記基板の前記金属は、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、ジルコニウム、タンタル、ベリリウム、またはあらゆるこれらの金属の合金もしくは金属間化合物を含む群から選択される、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１３】
前記被覆の少なくとも一部内の孔は、有機または無機材料で満たされる、たとえば前記孔は、ポリイミド、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、封止ガラス、またはソルゲル材料で含浸される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１４】
含浸は、浸漬、噴射、真空封止、スクリーン印刷、プラズマ蒸着および化学蒸着からなる一覧から選択される工程によって実行される、請求項１３に記載のＩＭＳ。
【請求項１５】
前記被覆の表面上に形成された接触層を前記金属基板と接合する金属サーマルビアを含む、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１６】
金属接触層は、増加した絶縁強度を有する複合層が生成されるように、前記ナノセラミック被覆の孔の中に浸透する熱伝導接着剤により、前記ナノセラミック被覆に接着され、好ましくは前記熱伝導接着剤は、樹脂、ポリイミドまたはフッ素重合体である、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１７】
前記金属基板は、板、発光本体またはフレーム、ヒートシンク、ヒートパイプ、および液体冷却デバイスからなる群から選択される基板である、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１８】
前記ナノセラミック被覆上に形成された多層金属誘電構造を有する、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項１９】
前記ナノセラミック被覆は、前記基板を水性電解液内で電極に対して電気的に付勢されることによって形成され、前記基板は、交流極性の一連の電圧パルスによって付勢される、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２０】
正電圧パルスは定電圧制御され、負電圧パルスは定電流制御される、請求項１９に記載のＩＭＳ。
【請求項２１】
前記電圧パルスのパルス繰り返し周波数は、０．１〜２０ＫＨｚ、好ましくは１．５〜４ＫＨｚである、請求項１８または１９に記載のＩＭＳ。
【請求項２２】
前記ナノセラミック被覆は、前記基板が水性コロイド電解液と接触している間に、電界酸化工程により一部に形成され、前記コロイド電解液内に分散されたコロイド粒子は、前記ナノセラミック被覆内に取り込まれる、請求項１乃至２１のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２３】
５００℃を超える最大作動温度を有する、請求項１乃至２２のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２４】
デバイスを担持するための絶縁金属基板（ＩＭＳ）であって、前記ＩＭＳは、前記金属基板の前記表面の一部の電解酸化により、少なくとも一部に形成されたナノセラミック被覆を有する金属基板を備え、前記ナノセラミック被覆は、５０ＫＶｍｍ-1を超える絶縁強度、５Ｗｍ-1Ｋ-1を超える熱伝導率、５００ナノメートル〜５００マイクロメートルの厚さ、および５００ナノメートル未満の平均粒子サイズを有する結晶構造を有し、前記ナノセラミック被覆の表面において画定された孔は、５００ナノメートル未満の平均直径を有する、ＩＭＳ。
【請求項２５】
２つ以上の電子チップを担持するための、請求項１乃至２４のいずれか一項に記載のＩＭＳ。
【請求項２６】
ここに記載されたあらゆる方法または装置を使用して形成された、ＩＭＳ。
【請求項２７】
請求項１乃至２６のいずれか一項に記載のＩＭＳに組み込まれた、またはＩＭＳ上に装着された、デバイス。
【請求項２８】
請求項１乃至２６のいずれか一項に記載のＩＭＳを備えるチップ用の多層板。
【請求項２９】
請求項１乃至２６のいずれか一項に記載のＩＭＳの前記表面上に形成されたＲＦ部品および回路を備えるデバイスであって、前記デバイスは、高いＱ入力／出力伝送線、ＲＦ分断および整合回路を含む、デバイス。
【請求項３０】
請求項１乃至２６のいずれか一項に記載のＩＭＳから形成されたヒートシンク上に装着された、少なくとも１つの発光ダイオードを含む、デバイス。
【国際調査報告】
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