JP2000151034A - セラミック回路基板 - Google Patents
セラミック回路基板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】セラミック基板に金属回路板を取着した際にセ
ラミック基板に大きな反りが発生してしまう。 【解決手段】セラミック基板１の表面に金属層２を被着
させるとともに、該金属層２に金属回路板３をロウ材４
を介して取着して成るセラミック回路基板であって、前
記セラミック基板１の表面外周部に枠状の凸部材１ａを
取着するとともに、該凸部材１ａの熱膨張係数を前記セ
ラミック基板１の熱膨張係数に対して５ｐｐｍ／℃以下
の差とした。
ラミック基板に大きな反りが発生してしまう。 【解決手段】セラミック基板１の表面に金属層２を被着
させるとともに、該金属層２に金属回路板３をロウ材４
を介して取着して成るセラミック回路基板であって、前
記セラミック基板１の表面外周部に枠状の凸部材１ａを
取着するとともに、該凸部材１ａの熱膨張係数を前記セ
ラミック基板１の熱膨張係数に対して５ｐｐｍ／℃以下
の差とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック基板に
金属回路板をロウ付けにより接合させたセラミック回路
基板に関するものである。
金属回路板をロウ付けにより接合させたセラミック回路
基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、パワーモジュール用基板やスイッ
チングモジュール用基板等の回路基板として、セラミッ
ク基板上に銅等から成る金属回路板をロウ付けにより接
合させたセラミックス回路基板がよく用いられている。
チングモジュール用基板等の回路基板として、セラミッ
ク基板上に銅等から成る金属回路板をロウ付けにより接
合させたセラミックス回路基板がよく用いられている。
【０００３】かかるセラミック回路基板は一般に、
（１）酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウム等からなるセラミック原料粉末に有
機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿物を作り、次にこれを
従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等
によりシート状に成形して四角形状のセラミックグリー
ンシート（セラミック生シート）を形成し、（２）次に
前記セラミックグリーンシートの表面に、タングステン
やモリブデン等の高融点金属粉末に有機溶剤、溶媒を添
加混合して得た金属ペーストをスクリーン印刷法等の厚
膜形成技術を採用することによって所定パターンに印刷
塗布し、（３）次に前記金属ペーストを印刷塗布したセ
ラミックグリーンシートを還元雰囲気中、約１６００℃
の温度で焼成し、セラミックグリーンシートと金属ペー
ストとを焼結一体化させて上面に金属層を有する酸化ア
ルミニウム質焼結体から成るセラミック基板を形成し、
（４）最後に、前記セラミック基板上面の金属層上に銅
等から成る所定パターンの金属回路板を間に銀ロウ等の
ロウ材を挟んで載置させるとともにこれを還元雰囲気
中、約９００℃の温度に加熱してロウ材を溶融させ、該
溶融したロウ材で金属層の表面全面と金属回路板の下面
全面とを接合することによって作成されている。
（１）酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウム等からなるセラミック原料粉末に有
機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿物を作り、次にこれを
従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等
によりシート状に成形して四角形状のセラミックグリー
ンシート（セラミック生シート）を形成し、（２）次に
前記セラミックグリーンシートの表面に、タングステン
やモリブデン等の高融点金属粉末に有機溶剤、溶媒を添
加混合して得た金属ペーストをスクリーン印刷法等の厚
膜形成技術を採用することによって所定パターンに印刷
塗布し、（３）次に前記金属ペーストを印刷塗布したセ
ラミックグリーンシートを還元雰囲気中、約１６００℃
の温度で焼成し、セラミックグリーンシートと金属ペー
ストとを焼結一体化させて上面に金属層を有する酸化ア
ルミニウム質焼結体から成るセラミック基板を形成し、
（４）最後に、前記セラミック基板上面の金属層上に銅
等から成る所定パターンの金属回路板を間に銀ロウ等の
ロウ材を挟んで載置させるとともにこれを還元雰囲気
中、約９００℃の温度に加熱してロウ材を溶融させ、該
溶融したロウ材で金属層の表面全面と金属回路板の下面
全面とを接合することによって作成されている。
【０００４】なお、前記セラミック回路基板は、例え
ば、セラミック基板の両端にねじ止め用の貫通孔を形成
しておき、セラミック回路基板を支持部材上に載置させ
るとともにセラミック回路基板の上面側より貫通孔内に
ネジ等を挿入し、そのネジの先端を支持部材に設けたネ
ジ溝に螺着させることによって支持部材上に固定される
ようになっている。
ば、セラミック基板の両端にねじ止め用の貫通孔を形成
しておき、セラミック回路基板を支持部材上に載置させ
るとともにセラミック回路基板の上面側より貫通孔内に
ネジ等を挿入し、そのネジの先端を支持部材に設けたネ
ジ溝に螺着させることによって支持部材上に固定される
ようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のセラミック回路基板においては、セラミック基板を
形成する酸化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数が約７
ｐｐｍ／℃、金属回路板を形成する銅の熱膨張係数が約
１８ｐｐｍ／℃であり、両者の熱膨張係数が大きく相違
することから、セラミック基板の表面に被着させた金属
層に金属回路板をロウ付けによって接合させた場合、セ
ラミック基板と金属回路板との間に両者の熱膨張係数の
相違に起因する大きな応力が発生し、該応力によってセ
ラミック回路基板に大きな反りが発生するという欠点を
有していた。またセラミック回路基板を支持部材上に、
例えば、ネジ等を使用して固定した場合、セラミック回
路基板に反りを是正する方向の応力が発生するとともに
これが金属回路板の外周部に集中し、金属回路板の外周
部に位置するセラミック基板にクラックや割れ等が発生
するという欠点も有していた。
来のセラミック回路基板においては、セラミック基板を
形成する酸化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数が約７
ｐｐｍ／℃、金属回路板を形成する銅の熱膨張係数が約
１８ｐｐｍ／℃であり、両者の熱膨張係数が大きく相違
することから、セラミック基板の表面に被着させた金属
層に金属回路板をロウ付けによって接合させた場合、セ
ラミック基板と金属回路板との間に両者の熱膨張係数の
相違に起因する大きな応力が発生し、該応力によってセ
ラミック回路基板に大きな反りが発生するという欠点を
有していた。またセラミック回路基板を支持部材上に、
例えば、ネジ等を使用して固定した場合、セラミック回
路基板に反りを是正する方向の応力が発生するとともに
これが金属回路板の外周部に集中し、金属回路板の外周
部に位置するセラミック基板にクラックや割れ等が発生
するという欠点も有していた。
【０００６】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的はセラミック基板にクラックや割れ等が発
生することのない平坦なセラミック回路基板を提供する
ことにある。
で、その目的はセラミック基板にクラックや割れ等が発
生することのない平坦なセラミック回路基板を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック基
板の表面に金属層を被着させるとともに、該金属層に金
属回路板をロウ材を介して取着して成るセラミック回路
基板であって、前記セラミック基板の表面外周部に枠状
の凸部材を取着するとともに、該凸部材の熱膨張係数を
前記セラミック基板の熱膨張係数に対して５ｐｐｍ／℃
以下の差としたことを特徴とするものである。
板の表面に金属層を被着させるとともに、該金属層に金
属回路板をロウ材を介して取着して成るセラミック回路
基板であって、前記セラミック基板の表面外周部に枠状
の凸部材を取着するとともに、該凸部材の熱膨張係数を
前記セラミック基板の熱膨張係数に対して５ｐｐｍ／℃
以下の差としたことを特徴とするものである。
【０００８】また本発明は、前記凸部材の厚みが前記セ
ラミック基板の厚みの０．５倍以上であり、かつ幅が
０．２ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
ラミック基板の厚みの０．５倍以上であり、かつ幅が
０．２ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【０００９】本発明のセラミック回路基板によれば、セ
ラミック基板の外周部に、前記セラミック基板の熱膨張
係数との差が５ｐｐｍ／℃以下である枠状の凸部材を、
例えば、厚みをセラミック基板の厚みの０．５倍以上
に、幅を０．２ｍｍ以上として取着したことから、セラ
ミック基板の表面に取着させた金属層に金属回路板をロ
ウ付けにより接合させる際、セラミック基板と金属回路
板との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する応力が発
生し、該応力によってセラミック基板に反りが発生しよ
うとしても、その反りの発生は前記セラミック基板の外
周部に取着された枠状の凸部材が反りに対して梁の作用
をなすことによって有効に防止され、その結果、セラミ
ック回路基板は平坦となる。
ラミック基板の外周部に、前記セラミック基板の熱膨張
係数との差が５ｐｐｍ／℃以下である枠状の凸部材を、
例えば、厚みをセラミック基板の厚みの０．５倍以上
に、幅を０．２ｍｍ以上として取着したことから、セラ
ミック基板の表面に取着させた金属層に金属回路板をロ
ウ付けにより接合させる際、セラミック基板と金属回路
板との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する応力が発
生し、該応力によってセラミック基板に反りが発生しよ
うとしても、その反りの発生は前記セラミック基板の外
周部に取着された枠状の凸部材が反りに対して梁の作用
をなすことによって有効に防止され、その結果、セラミ
ック回路基板は平坦となる。
【００１０】またこのセラミック回路基板を支持部材上
に、例えば、ネジ等を使用して固定した場合、セラミッ
ク回路基板は平坦であることからセラミック回路基板に
反りを是正する方向の応力が発生することはなく、該是
正の応力によってセラミック基板にクラックや割れ等が
発生することもない。更に前記凸部材の熱膨張係数はセ
ラミック基板の熱膨張係数に対して５ｐｐｍ／℃以下の
差であることから、セラミック基板と凸部材との間に、
両者の熱膨張係数の相違により大きな応力が発生するこ
ともなく、セラミック基板に凸部材を強固に取着させて
おくこともできる。
に、例えば、ネジ等を使用して固定した場合、セラミッ
ク回路基板は平坦であることからセラミック回路基板に
反りを是正する方向の応力が発生することはなく、該是
正の応力によってセラミック基板にクラックや割れ等が
発生することもない。更に前記凸部材の熱膨張係数はセ
ラミック基板の熱膨張係数に対して５ｐｐｍ／℃以下の
差であることから、セラミック基板と凸部材との間に、
両者の熱膨張係数の相違により大きな応力が発生するこ
ともなく、セラミック基板に凸部材を強固に取着させて
おくこともできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１は、本発明のセラミック回路基板
の一実施例を示し、１はセラミック基板、２は金属層、
３は金属回路板である。
詳細に説明する。図１は、本発明のセラミック回路基板
の一実施例を示し、１はセラミック基板、２は金属層、
３は金属回路板である。
【００１２】前記セラミック基板１は四角形状をなし、
その上面の中央領域に金属層２が被着されており、該金
属層２には金属回路板３がロウ付けされている。
その上面の中央領域に金属層２が被着されており、該金
属層２には金属回路板３がロウ付けされている。
【００１３】前記セラミック基板１は、例えば、酸化ア
ルミニウム質焼結体等から成り、酸化アルミニウム、酸
化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉
末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となす
とともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレン
ダーロール法等を採用し、シート状に成形してセラミッ
クグリーンシート（セラミック生シート）を得、次に、
前記セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を
施し、所定形状となすとともにこれを高温（約１６００
℃）で焼成することによって、あるいは酸化アルミニウ
ム等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して
原料粉末を調整するとともに該原料粉末をプレス成形機
によってに所定形状に形成し、しかる後、前記形成体を
約１６００℃の温度で焼成することによって製作され
る。
ルミニウム質焼結体等から成り、酸化アルミニウム、酸
化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉
末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となす
とともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレン
ダーロール法等を採用し、シート状に成形してセラミッ
クグリーンシート（セラミック生シート）を得、次に、
前記セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を
施し、所定形状となすとともにこれを高温（約１６００
℃）で焼成することによって、あるいは酸化アルミニウ
ム等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して
原料粉末を調整するとともに該原料粉末をプレス成形機
によってに所定形状に形成し、しかる後、前記形成体を
約１６００℃の温度で焼成することによって製作され
る。
【００１４】また前記セラミック基板１はその上面に金
属層２が被着されており、該金属層２は金属回路板３を
セラミック基板１にロウ付けする際の下地金属層として
作用する。
属層２が被着されており、該金属層２は金属回路板３を
セラミック基板１にロウ付けする際の下地金属層として
作用する。
【００１５】前記金属層２はタングステン、モリブデ
ン、マンガン等の高融点金属粉末により形成されてお
り、タングステンやモリブデン、マンガン等の高融点金
属粉末に適当な有機バインダー、溶剤、可塑剤等を添加
混合して得た金属ペーストを焼成によってセラミック基
板１となるセラミックグリーンシートの上面に予め従来
周知のスクリーン印刷法等により所定パターンに印刷塗
布しておくことによってセラミック基板１の上面に所定
パターン、所定厚み（１０〜５０μｍ）に被着される。
ン、マンガン等の高融点金属粉末により形成されてお
り、タングステンやモリブデン、マンガン等の高融点金
属粉末に適当な有機バインダー、溶剤、可塑剤等を添加
混合して得た金属ペーストを焼成によってセラミック基
板１となるセラミックグリーンシートの上面に予め従来
周知のスクリーン印刷法等により所定パターンに印刷塗
布しておくことによってセラミック基板１の上面に所定
パターン、所定厚み（１０〜５０μｍ）に被着される。
【００１６】なお、前記金属層２はその表面にニッケ
ル、金等の良導電性で、耐蝕性及びロウ材との濡れ性が
良好な金属をメッキ法により１μｍ乃至２０μｍの厚み
に被着させておくと、金属層２の酸化腐食を有効に防止
することができるとともに金属層２と金属回路板３との
ロウ付けを極めて強固になすことができる。従って、前
記金属層２の酸化腐食を有効に防止し、金属層２と金属
回路板３とのロウ付けを強固と成すには金属層２の表面
にニッケル、金等の良導電性で、耐蝕性及びロウ材との
濡れ性が良好な金属を１μｍ乃至２０μｍの厚みに層着
させておくことが好ましい。
ル、金等の良導電性で、耐蝕性及びロウ材との濡れ性が
良好な金属をメッキ法により１μｍ乃至２０μｍの厚み
に被着させておくと、金属層２の酸化腐食を有効に防止
することができるとともに金属層２と金属回路板３との
ロウ付けを極めて強固になすことができる。従って、前
記金属層２の酸化腐食を有効に防止し、金属層２と金属
回路板３とのロウ付けを強固と成すには金属層２の表面
にニッケル、金等の良導電性で、耐蝕性及びロウ材との
濡れ性が良好な金属を１μｍ乃至２０μｍの厚みに層着
させておくことが好ましい。
【００１７】また前記金属層２の上面には金属回路板３
がロウ材４を介して取着されている。
がロウ材４を介して取着されている。
【００１８】前記金属回路板３は銅やアルミニウム等の
金属材料から成り、セラミック基板１の上面に形成した
金属層２上に金属回路板３を、例えば、銀ロウ材（銀：
７２重量％、銅：２８重量％）やアルミニウムロウ材
（アルミニウム：８８重量％、シリコン：１２重量％）
等からなるロウ材４を挟んで載置させ、しかる後、これ
を真空中もしくは中性、還元性雰囲気中、所定温度（銀
ロウ材の場合は約９００℃、アルミニウムロウ材の場合
は約６００℃）で加熱処理し、ロウ材４を溶融せしめる
とともに金属層２の上面と金属回路板３の下面とに接合
させることによってセラミック基板１上に取着されるこ
ととなる。
金属材料から成り、セラミック基板１の上面に形成した
金属層２上に金属回路板３を、例えば、銀ロウ材（銀：
７２重量％、銅：２８重量％）やアルミニウムロウ材
（アルミニウム：８８重量％、シリコン：１２重量％）
等からなるロウ材４を挟んで載置させ、しかる後、これ
を真空中もしくは中性、還元性雰囲気中、所定温度（銀
ロウ材の場合は約９００℃、アルミニウムロウ材の場合
は約６００℃）で加熱処理し、ロウ材４を溶融せしめる
とともに金属層２の上面と金属回路板３の下面とに接合
させることによってセラミック基板１上に取着されるこ
ととなる。
【００１９】なお、前記銅やアルミニウム等からなる金
属回路板３は、銅やアルミニウム等のインゴット（塊）
に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工
法を施すことによって、例えば、厚さが５００μｍで、
金属層２のパターン形状に対応する所定パターン形状に
形成される。
属回路板３は、銅やアルミニウム等のインゴット（塊）
に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工
法を施すことによって、例えば、厚さが５００μｍで、
金属層２のパターン形状に対応する所定パターン形状に
形成される。
【００２０】また前記金属回路板３はその表面に、ニッ
ケル、金等の良導電性で、且つ耐蝕性及びロウ材４との
濡れ性が良好な金属をメッキ法により１μｍ乃至２０μ
ｍの厚みに被着させておくと、金属回路板３の酸化腐食
を有効に防止し、且つ金属回路板３と外部電気回路との
電気的接続を良好となすとともに金属回路板３に半導体
素子等の電子部品を強固に固着させることができる。従
って、前記金属回路板３はその表面にニッケル、金等を
１μｍ乃至２０μｍの厚みに層着させておくことが好ま
しい。
ケル、金等の良導電性で、且つ耐蝕性及びロウ材４との
濡れ性が良好な金属をメッキ法により１μｍ乃至２０μ
ｍの厚みに被着させておくと、金属回路板３の酸化腐食
を有効に防止し、且つ金属回路板３と外部電気回路との
電気的接続を良好となすとともに金属回路板３に半導体
素子等の電子部品を強固に固着させることができる。従
って、前記金属回路板３はその表面にニッケル、金等を
１μｍ乃至２０μｍの厚みに層着させておくことが好ま
しい。
【００２１】更に、前記上面に金属回路板３が取着され
ているセラミック基板１はその外周部に断面が四角形状
をなす枠状の凸部材１ａが取着されている。
ているセラミック基板１はその外周部に断面が四角形状
をなす枠状の凸部材１ａが取着されている。
【００２２】前記凸部材１ａはセラミック基板１に反り
が発生するのを防止する梁の作用をなし、セラミック基
板１に被着される金属層２に金属回路板３を銀ロウ等の
ロウ材４を介してロウ付けする際、金属回路板３とセラ
ミック基板１との間に両者の熱膨張係数の相違により応
力が発生し、該応力によってセラミック基板１に反りが
発生しようとしてもその反りの発生は前記凸部材１ａが
梁の作用をなすことから有効に阻止され、セラミック回
路基板は平坦となる。
が発生するのを防止する梁の作用をなし、セラミック基
板１に被着される金属層２に金属回路板３を銀ロウ等の
ロウ材４を介してロウ付けする際、金属回路板３とセラ
ミック基板１との間に両者の熱膨張係数の相違により応
力が発生し、該応力によってセラミック基板１に反りが
発生しようとしてもその反りの発生は前記凸部材１ａが
梁の作用をなすことから有効に阻止され、セラミック回
路基板は平坦となる。
【００２３】前記凸部材１ａは鉄−ニッケル−コバルト
合金、鉄−ニッケル合金、タングステン、モリブデン、
銅−タングステン合金等の金属材料、或いは酸化ベリリ
ウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、酸化アルミ
ニウム質焼結体等の無機物から形成されている。
合金、鉄−ニッケル合金、タングステン、モリブデン、
銅−タングステン合金等の金属材料、或いは酸化ベリリ
ウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、酸化アルミ
ニウム質焼結体等の無機物から形成されている。
【００２４】前記セラミック基板１の外周部への凸部材
１ａの被着は、凸部材１ａが、例えば、酸化アルミニウ
ム質焼結体等の無機物からなる場合、酸化アルミニウ
ム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウムに有
機溶剤、溶媒等を添加混合して原料粉末を調整し、次に
これを所定の金型内に充填するとともに一定圧力を押圧
して成形体を得、しかる後、この成形体を焼成によって
セラミック基板１となるセラミックグリーンシートの上
面外周部に載置させておき、セラミックグリーンシート
の焼成と同時に焼成することによってセラミック基板１
の上面外周部に取着され、また鉄−ニッケル−コバルト
合金等の金属材料から成る場合には、セラミック基板１
の上面外周部に予めモリブデン、タングステン、マンガ
ン等の高融点金属粉末から成る枠状のメタライズ金属層
を被着させておき、該メタライズ金属層に金属材料から
なる凸部材１ａをロウけすることによってセラミック基
板１の上面外周部に取着される。
１ａの被着は、凸部材１ａが、例えば、酸化アルミニウ
ム質焼結体等の無機物からなる場合、酸化アルミニウ
ム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウムに有
機溶剤、溶媒等を添加混合して原料粉末を調整し、次に
これを所定の金型内に充填するとともに一定圧力を押圧
して成形体を得、しかる後、この成形体を焼成によって
セラミック基板１となるセラミックグリーンシートの上
面外周部に載置させておき、セラミックグリーンシート
の焼成と同時に焼成することによってセラミック基板１
の上面外周部に取着され、また鉄−ニッケル−コバルト
合金等の金属材料から成る場合には、セラミック基板１
の上面外周部に予めモリブデン、タングステン、マンガ
ン等の高融点金属粉末から成る枠状のメタライズ金属層
を被着させておき、該メタライズ金属層に金属材料から
なる凸部材１ａをロウけすることによってセラミック基
板１の上面外周部に取着される。
【００２５】前記凸部材１ａはまたその熱膨張係数がセ
ラミック基板１の熱膨張係数に対して５ｐｐｍ／℃以下
の差となる材質より形成されており、そのためセラミッ
ク基板１と凸部材１ａの両者に熱が印加されても両者間
に大きな熱応力が発生することはなく、凸部材１ａをセ
ラミック基板１上に極めて強固に被着させておくことが
できる。
ラミック基板１の熱膨張係数に対して５ｐｐｍ／℃以下
の差となる材質より形成されており、そのためセラミッ
ク基板１と凸部材１ａの両者に熱が印加されても両者間
に大きな熱応力が発生することはなく、凸部材１ａをセ
ラミック基板１上に極めて強固に被着させておくことが
できる。
【００２６】なお、前記凸部材１ａはその熱膨張係数が
セラミック基板１の熱膨張係数に対し５ｐｐｍ以上の差
を有したものとなるとと凸部材１ａをセラミック基板１
との間に発生する熱応力によって凸部材１ａがセラミッ
ク基板１より剥離してしまう。従って、前記凸部材１ａ
はその熱膨張係数をセラミック基板１の熱膨張係数に対
し５ｐｐｍ以下としておくことに特定される。
セラミック基板１の熱膨張係数に対し５ｐｐｍ以上の差
を有したものとなるとと凸部材１ａをセラミック基板１
との間に発生する熱応力によって凸部材１ａがセラミッ
ク基板１より剥離してしまう。従って、前記凸部材１ａ
はその熱膨張係数をセラミック基板１の熱膨張係数に対
し５ｐｐｍ以下としておくことに特定される。
【００２７】また、前記凸部材１ａはその厚みがセラミ
ック基板１の厚みの０．５倍未満、あるいは幅が０．２
ｍｍ未満となると、セラミック基板１と金属回路板３と
の間に発生する応力によってセラミック基板１に反りが
発生してしまう危険性がある。従って、前記セラミック
基板１に反りが全く発生しないようにするには前記凸部
材１ａの厚みはセラミック基板１の厚みの０．５倍以
上、幅は０．２ｍｍ以上としておくことが好ましい。
ック基板１の厚みの０．５倍未満、あるいは幅が０．２
ｍｍ未満となると、セラミック基板１と金属回路板３と
の間に発生する応力によってセラミック基板１に反りが
発生してしまう危険性がある。従って、前記セラミック
基板１に反りが全く発生しないようにするには前記凸部
材１ａの厚みはセラミック基板１の厚みの０．５倍以
上、幅は０．２ｍｍ以上としておくことが好ましい。
【００２８】更に、前記凸部材１ａはセラミック基板１
の外周部全域にわたって設ける必要はなく、外周各辺に
任意の長さに設けておいて枠状としてもよい。
の外周部全域にわたって設ける必要はなく、外周各辺に
任意の長さに設けておいて枠状としてもよい。
【００２９】また更に、前記凸部材１ａはセラミック基
板１の上面側外周部のみに形成されるものではなく、上
下両面の外周部に形成しておいてもよい。セラミック基
板１の上下両面の外周部に凸部材１ａを形成した場合、
セラミック基板１の上面側に取着された凸部材１ａの厚
みと下面側に取着された凸部材１ａの厚みの合計がセラ
ミック基板１の厚みに対し０．５倍以上となるようにし
ておくとセラミック基板１に反りが発生するのを極めて
有効に防止することができる。
板１の上面側外周部のみに形成されるものではなく、上
下両面の外周部に形成しておいてもよい。セラミック基
板１の上下両面の外周部に凸部材１ａを形成した場合、
セラミック基板１の上面側に取着された凸部材１ａの厚
みと下面側に取着された凸部材１ａの厚みの合計がセラ
ミック基板１の厚みに対し０．５倍以上となるようにし
ておくとセラミック基板１に反りが発生するのを極めて
有効に防止することができる。
【００３０】更にまた、前記凸部材１ａはその断面が四
角形状のものに限定されるものではなく、三角形上や半
円形状等であってもよい。
角形状のものに限定されるものではなく、三角形上や半
円形状等であってもよい。
【００３１】また一方、前記四角形状をなすセラミック
基板１はその両端に上下に貫通する孔径が、例えば、３
ｍｍ〜４ｍｍの貫通孔５が形成されている。
基板１はその両端に上下に貫通する孔径が、例えば、３
ｍｍ〜４ｍｍの貫通孔５が形成されている。
【００３２】前記貫通孔５はセラミック回路基板を支持
部材（不図示）上にネジ等を用いて固定する際、ネジの
挿通孔として作用し、セラミック回路基板を支持部材上
に載置させるとともにセラミック基板１の上面側より貫
通孔５内にネジ等を挿入し、そのネジの先端を支持部材
に設けたネジ溝に螺着させることによってセラミック回
路基板は支持部材上に固定されるようになっている。こ
の場合、セラミック回路基板は凸部材１ａの形成により
平坦となっていることからセラミック回路基板の反りを
是正する応力が発生することはなく、該応力によってセ
ラミック基板１にクラックや割れ等が発生することもな
くなる。
部材（不図示）上にネジ等を用いて固定する際、ネジの
挿通孔として作用し、セラミック回路基板を支持部材上
に載置させるとともにセラミック基板１の上面側より貫
通孔５内にネジ等を挿入し、そのネジの先端を支持部材
に設けたネジ溝に螺着させることによってセラミック回
路基板は支持部材上に固定されるようになっている。こ
の場合、セラミック回路基板は凸部材１ａの形成により
平坦となっていることからセラミック回路基板の反りを
是正する応力が発生することはなく、該応力によってセ
ラミック基板１にクラックや割れ等が発生することもな
くなる。
【００３３】前記貫通孔５はセラミック基板１にドリル
孔あけ加工を施すことによってセラミック基板１の両端
の所定位置に所定形状に形成される。
孔あけ加工を施すことによってセラミック基板１の両端
の所定位置に所定形状に形成される。
【００３４】かくして、上述のセラミック回路基板によ
れば、セラミック基板１の上面に取着させた金属回路板
３に半導体素子等の電子部品を固着させ、半導体素子等
の電極をボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介し
て金属回路板３に電気的に接続させれば半導体素子等の
電子部品はセラミック回路基板に実装され、金属回路板
３を外部電気回路と接続される。
れば、セラミック基板１の上面に取着させた金属回路板
３に半導体素子等の電子部品を固着させ、半導体素子等
の電極をボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介し
て金属回路板３に電気的に接続させれば半導体素子等の
電子部品はセラミック回路基板に実装され、金属回路板
３を外部電気回路と接続される。
【００３５】〔実験例〕次に本発明の作用効果を以下の
実験例に基づき説明する。まず、厚さ：０．５ｍｍ、
幅：２５ｍｍ、長さ：５０ｍｍの酸化アルミニウム質焼
結体から成るセラミック基板を準備する。
実験例に基づき説明する。まず、厚さ：０．５ｍｍ、
幅：２５ｍｍ、長さ：５０ｍｍの酸化アルミニウム質焼
結体から成るセラミック基板を準備する。
【００３６】次に前記セラミック基板の上面外周部に表
１に示す幅；（ｍｍ）、厚さ；ｈ（ｍｍ）を有する枠状
の凸部材を形成し、しかる後、前記セラミック基板の短
辺部を支持してセラミック基板の中央部を押圧し、セラ
ミック基板に１００μｍのたわみが発生する際の荷重の
大きさを調べ、その荷重の大きさによってセラミック基
板の反りの発生のし易さを確認した。
１に示す幅；（ｍｍ）、厚さ；ｈ（ｍｍ）を有する枠状
の凸部材を形成し、しかる後、前記セラミック基板の短
辺部を支持してセラミック基板の中央部を押圧し、セラ
ミック基板に１００μｍのたわみが発生する際の荷重の
大きさを調べ、その荷重の大きさによってセラミック基
板の反りの発生のし易さを確認した。
【００３７】上記の結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１の結果から判るように、上面外周部に
凸部材を設けていない従来のセラミック基板は０．３２
ｋｇｆという小さな荷重によって１００μｍのたわみが
発生し、極めて反りを発生し易いものであるのに対し、
本発明のセラミック基板の上面外周部に凸部材を設けた
ものは０．５５ｋｇｆ以上という従来品に比べ１．７倍
以上の荷重を加えた際にはじめて１００μｍのたわみが
発生し、反りが発生し難いことが判る。特に凸部材の厚
みをセラミック基板の厚みに対し、０．５倍以上、幅を
０．２ｍｍ以上とすると１．１ｋｇｆ以上という従来品
に比べ約３倍以上の荷重を加えなければセラミック基板
に１００μｍのたわみは発生せず、極めて反りが発生し
難いことが判る。
凸部材を設けていない従来のセラミック基板は０．３２
ｋｇｆという小さな荷重によって１００μｍのたわみが
発生し、極めて反りを発生し易いものであるのに対し、
本発明のセラミック基板の上面外周部に凸部材を設けた
ものは０．５５ｋｇｆ以上という従来品に比べ１．７倍
以上の荷重を加えた際にはじめて１００μｍのたわみが
発生し、反りが発生し難いことが判る。特に凸部材の厚
みをセラミック基板の厚みに対し、０．５倍以上、幅を
０．２ｍｍ以上とすると１．１ｋｇｆ以上という従来品
に比べ約３倍以上の荷重を加えなければセラミック基板
に１００μｍのたわみは発生せず、極めて反りが発生し
難いことが判る。
【００４０】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、例えば、セラミック回路基板
として熱放散性が要求される場合には、セラミック基板
を酸化アルミニウム質焼結体に代えて熱伝導率の優れた
窒化アルミニウム質焼結体や窒化珪素質焼結体で形成す
ればよい。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、例えば、セラミック回路基板
として熱放散性が要求される場合には、セラミック基板
を酸化アルミニウム質焼結体に代えて熱伝導率の優れた
窒化アルミニウム質焼結体や窒化珪素質焼結体で形成す
ればよい。
【００４１】
【発明の効果】本発明のセラミック回路基板によれば、
セラミック基板の外周部に、前記セラミック基板の熱膨
張係数との差が５ｐｐｍ／℃以下である枠状の凸部材
を、例えば、厚みをセラミック基板の厚みの０．５倍以
上に、幅を０．２ｍｍ以上として取着したことから、セ
ラミック基板の表面に取着させた金属層に金属回路板を
ロウ付けにより接合させる際、セラミック基板と金属回
路板との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する応力が
発生し、該応力によってセラミック基板に反りが発生し
ようとしても、その反りの発生は前記セラミック基板の
外周部に取着された枠状の凸部材が反りに対して梁の作
用をなすことによって有効に防止され、その結果、セラ
ミック回路基板は平坦となる。
セラミック基板の外周部に、前記セラミック基板の熱膨
張係数との差が５ｐｐｍ／℃以下である枠状の凸部材
を、例えば、厚みをセラミック基板の厚みの０．５倍以
上に、幅を０．２ｍｍ以上として取着したことから、セ
ラミック基板の表面に取着させた金属層に金属回路板を
ロウ付けにより接合させる際、セラミック基板と金属回
路板との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する応力が
発生し、該応力によってセラミック基板に反りが発生し
ようとしても、その反りの発生は前記セラミック基板の
外周部に取着された枠状の凸部材が反りに対して梁の作
用をなすことによって有効に防止され、その結果、セラ
ミック回路基板は平坦となる。
【００４２】またこのセラミック回路基板を支持部材上
に、例えば、ネジ等を使用して固定した場合、セラミッ
ク回路基板は平坦であることからセラミック回路基板に
反りを是正する方向の応力が発生することはなく、該是
正の応力によってセラミック基板にクラックや割れ等が
発生することもない。更に前記凸部材の熱膨張係数はセ
ラミック基板の熱膨張係数に対して５ｐｐｍ／℃以下の
差であることから、セラミック基板と凸部材との間に、
両者の熱膨張係数の相違により大きな応力が発生するこ
ともなく、セラミック基板に凸部材を強固に取着させて
おくこともできる。
に、例えば、ネジ等を使用して固定した場合、セラミッ
ク回路基板は平坦であることからセラミック回路基板に
反りを是正する方向の応力が発生することはなく、該是
正の応力によってセラミック基板にクラックや割れ等が
発生することもない。更に前記凸部材の熱膨張係数はセ
ラミック基板の熱膨張係数に対して５ｐｐｍ／℃以下の
差であることから、セラミック基板と凸部材との間に、
両者の熱膨張係数の相違により大きな応力が発生するこ
ともなく、セラミック基板に凸部材を強固に取着させて
おくこともできる。
【図１】本発明の配線基板の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
１・・・・セラミック基板 １ａ・・・凸部材 ２・・・・金属層 ３・・・・金属回路板 ４・・・・ロウ材 ５・・・・貫通孔
Claims (2)
- 【請求項１】セラミック基板の表面に金属層を被着させ
るとともに、該金属層に金属回路板をロウ材を介して取
着して成るセラミック回路基板であって、前記セラミッ
ク基板の表面外周部に枠状の凸部材を取着するととも
に、該凸部材の熱膨張係数を前記セラミック基板の熱膨
張係数に対して５ｐｐｍ／℃以下の差としたことを特徴
とするセラミック回路基板。 - 【請求項２】前記凸部材の厚みが前記セラミック基板の
厚みの０．５倍以上であり、かつ幅が０．２ｍｍ以上で
あることを特徴とする請求項１に記載のセラミック回路
基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10328590A JP2000151034A (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | セラミック回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10328590A JP2000151034A (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | セラミック回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000151034A true JP2000151034A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18211982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10328590A Pending JP2000151034A (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | セラミック回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000151034A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016056203A1 (ja) * | 2014-10-07 | 2016-04-14 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | 金属－セラミックス回路基板およびその製造方法 |
| CN106132069A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 广东欧珀移动通信有限公司 | Pcb板及具有其的移动终端 |
| EP3471517A4 (en) * | 2016-06-10 | 2019-06-05 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | CERAMIC CONDUCTOR PLATE AND METHOD FOR PRODUCING A CERAMIC CONDUCTOR PLATE |
-
1998
- 1998-11-18 JP JP10328590A patent/JP2000151034A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016056203A1 (ja) * | 2014-10-07 | 2016-04-14 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | 金属－セラミックス回路基板およびその製造方法 |
| JP2016074565A (ja) * | 2014-10-07 | 2016-05-12 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | 金属−セラミックス回路基板およびその製造方法 |
| EP3471517A4 (en) * | 2016-06-10 | 2019-06-05 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | CERAMIC CONDUCTOR PLATE AND METHOD FOR PRODUCING A CERAMIC CONDUCTOR PLATE |
| US10485112B2 (en) | 2016-06-10 | 2019-11-19 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Ceramic circuit substrate and method for producing ceramic circuit substrate |
| CN106132069A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 广东欧珀移动通信有限公司 | Pcb板及具有其的移动终端 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050428 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050517 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050920 |