JP2000183260A - パワーモジュール用基板及びその製造方法並びにこの基板を用いた半導体装置 - Google Patents
パワーモジュール用基板及びその製造方法並びにこの基板を用いた半導体装置Info
- Publication number
- JP2000183260A JP2000183260A JP35279698A JP35279698A JP2000183260A JP 2000183260 A JP2000183260 A JP 2000183260A JP 35279698 A JP35279698 A JP 35279698A JP 35279698 A JP35279698 A JP 35279698A JP 2000183260 A JP2000183260 A JP 2000183260A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- ceramic substrate
- heat sink
- metal
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
- H01L2224/9222—Sequential connecting processes
- H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
- H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
Abstract
(57)【要約】
【課題】セラミック基板を損傷させることなく半導体素
子等から水冷式ヒートシンクまでの伝達経路を短くして
半導体素子からの熱を有効に放散する。 【解決手段】パワーモジュール用基板は、複数の挿通孔
１１ａが形成されたセラミック基板１１と、挿通孔に挿
着されセラミック基板の厚さと同一又は僅かに薄い厚さ
を有しかつ貫通孔１２ａが形成された金属部材１２と、
セラミック基板及び金属部材の表面にろう材１６を介し
て接着され貫通孔に連通する第１通孔１３ａを有しかつ
セラミック基板に対面する部分に回路パターン１７が形
成された第１金属薄板１３と、裏面に接着され貫通孔及
び第１通孔に連通する第２通孔１４ａを有しかつ水冷式
ヒートシンク２７に対面する第２金属薄板１４とを備え
る。半導体装置は、この回路パターンに半導体素子２３
が搭載され、パワーモジュール用基板２１が雄ねじ２６
により水冷式ヒートシンク２７に直接接合される。
子等から水冷式ヒートシンクまでの伝達経路を短くして
半導体素子からの熱を有効に放散する。 【解決手段】パワーモジュール用基板は、複数の挿通孔
１１ａが形成されたセラミック基板１１と、挿通孔に挿
着されセラミック基板の厚さと同一又は僅かに薄い厚さ
を有しかつ貫通孔１２ａが形成された金属部材１２と、
セラミック基板及び金属部材の表面にろう材１６を介し
て接着され貫通孔に連通する第１通孔１３ａを有しかつ
セラミック基板に対面する部分に回路パターン１７が形
成された第１金属薄板１３と、裏面に接着され貫通孔及
び第１通孔に連通する第２通孔１４ａを有しかつ水冷式
ヒートシンク２７に対面する第２金属薄板１４とを備え
る。半導体装置は、この回路パターンに半導体素子２３
が搭載され、パワーモジュール用基板２１が雄ねじ２６
により水冷式ヒートシンク２７に直接接合される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱を放散するパワ
ーモジュールに使用される基板及びその製造方法並びに
この基板を用いた半導体装置に関する。更に詳しくは、
雄ねじにより水冷式ヒートシンクに直接接合するように
構成されたパワーモジュール用基板及びその製造方法並
びにこの基板を用いた半導体装置に関するものである。
ーモジュールに使用される基板及びその製造方法並びに
この基板を用いた半導体装置に関する。更に詳しくは、
雄ねじにより水冷式ヒートシンクに直接接合するように
構成されたパワーモジュール用基板及びその製造方法並
びにこの基板を用いた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のパワーモジュール用基板とし
て、図６に示すように、セラミック基板１がＡｌＮによ
り形成され、このセラミック基板１の両面に第１及び第
２銅板２，３が積層接着され、Ｃｕにより形成されたヒ
ートシンク４の上面にＮｉめっきが形成され、更にヒー
トシンク４が第２銅板３にはんだ６を介して積層接着さ
れたものが知られている。この基板に半導体素子７が搭
載された半導体装置では発熱量が比較的多いため、内部
に冷却水８ａを循環させることにより強制的に熱を外部
に伝達する水冷式ヒートシンク８に接合される。パワー
モジュール用基板の水冷式ヒートシンク８への接合はヒ
ートシンク４に取付孔４ａを形成してこの取付孔４ａに
雄ねじ９を挿通し、この雄ねじ９を水冷式ヒートシンク
８に形成された雌ねじ８ｂに螺合することにより行う。
このように接合された半導体装置では、半導体素子等が
発した熱は第１銅板２、セラミック基板１、第２銅板
３、はんだ６及びヒートシンク４を介して水冷式ヒート
シンク８により外部に放散されるようになっている。
て、図６に示すように、セラミック基板１がＡｌＮによ
り形成され、このセラミック基板１の両面に第１及び第
２銅板２，３が積層接着され、Ｃｕにより形成されたヒ
ートシンク４の上面にＮｉめっきが形成され、更にヒー
トシンク４が第２銅板３にはんだ６を介して積層接着さ
れたものが知られている。この基板に半導体素子７が搭
載された半導体装置では発熱量が比較的多いため、内部
に冷却水８ａを循環させることにより強制的に熱を外部
に伝達する水冷式ヒートシンク８に接合される。パワー
モジュール用基板の水冷式ヒートシンク８への接合はヒ
ートシンク４に取付孔４ａを形成してこの取付孔４ａに
雄ねじ９を挿通し、この雄ねじ９を水冷式ヒートシンク
８に形成された雌ねじ８ｂに螺合することにより行う。
このように接合された半導体装置では、半導体素子等が
発した熱は第１銅板２、セラミック基板１、第２銅板
３、はんだ６及びヒートシンク４を介して水冷式ヒート
シンク８により外部に放散されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の半
導体装置では、半導体素子等７から水冷式ヒートシンク
８までの伝達経路が比較的長く、特に熱伝導率の低いは
んだ６を介してヒートシンク８に第２銅板３を積層接着
することに起因して半導体素子７からの発熱を有効に水
冷式ヒートシンク８まで伝達して放散させることができ
ない不具合がある。この点を解消するために、図５に示
すように、ヒートシンクを設けることなくセラミック基
板１に直接取付孔１ａを形成し、この取付孔１ａに雄ね
じ９を挿通して水冷式ヒートシンク８に形成された雌ね
じ８ｂに螺合して接合し、半導体素子７から水冷式ヒー
トシンク８までの伝達経路を短くすることが考えられ
る。しかし、セラミック基板１に直接取付孔１ａを形成
することは基板１が固いため焼成後のセラミック基板に
取付孔１ａを形成することは困難である問題点がある。
また、取付孔１ａを形成した後セラミック基板１を焼成
することは、焼成時における収縮から取付孔１ａのピッ
チを正確に出せない問題点がある。仮に、取付孔１ａを
正確に形成できたとしても、セラミック基板１のもろさ
から水冷式ヒートシンク８に接合する際の雄ねじ９の締
結力によりセラミック基板１に亀裂が入るおそれもあ
る。本発明の目的は、セラミック基板を損傷させること
なく半導体素子から水冷式ヒートシンクまでの伝達経路
を短くして半導体素子からの熱を有効に放散し得るパワ
ーモジュール用基板及びその製造方法並びにこの基板を
用いた半導体装置を提供することにある。
導体装置では、半導体素子等７から水冷式ヒートシンク
８までの伝達経路が比較的長く、特に熱伝導率の低いは
んだ６を介してヒートシンク８に第２銅板３を積層接着
することに起因して半導体素子７からの発熱を有効に水
冷式ヒートシンク８まで伝達して放散させることができ
ない不具合がある。この点を解消するために、図５に示
すように、ヒートシンクを設けることなくセラミック基
板１に直接取付孔１ａを形成し、この取付孔１ａに雄ね
じ９を挿通して水冷式ヒートシンク８に形成された雌ね
じ８ｂに螺合して接合し、半導体素子７から水冷式ヒー
トシンク８までの伝達経路を短くすることが考えられ
る。しかし、セラミック基板１に直接取付孔１ａを形成
することは基板１が固いため焼成後のセラミック基板に
取付孔１ａを形成することは困難である問題点がある。
また、取付孔１ａを形成した後セラミック基板１を焼成
することは、焼成時における収縮から取付孔１ａのピッ
チを正確に出せない問題点がある。仮に、取付孔１ａを
正確に形成できたとしても、セラミック基板１のもろさ
から水冷式ヒートシンク８に接合する際の雄ねじ９の締
結力によりセラミック基板１に亀裂が入るおそれもあ
る。本発明の目的は、セラミック基板を損傷させること
なく半導体素子から水冷式ヒートシンクまでの伝達経路
を短くして半導体素子からの熱を有効に放散し得るパワ
ーモジュール用基板及びその製造方法並びにこの基板を
用いた半導体装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図４に示すように、周囲に複数の挿通孔１１ａが形成さ
れたセラミック基板１１と、挿通孔１１ａに挿着されセ
ラミック基板１１の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有
しかつ貫通孔１２ａが形成された金属部材１２と、セラ
ミック基板１１及び金属部材１２の表面にろう材１６を
介して接着され貫通孔１２ａに連通する第１通孔１３ａ
を有しかつセラミック基板１１に対面する部分に回路パ
ターン１７が形成された第１金属薄板１３とを備え、第
１通孔１３ａ及び貫通孔１２ａに雄ねじを挿通して雄ね
じ２６を水冷式ヒートシンク２７に形成された雌ねじ２
７ａ又は水冷式ヒートシンク２７に貫通して形成された
取付孔２７ｃに更に挿通してナット３１に螺合して水冷
式ヒートシンク２７に接合するように構成されたパワー
モジュール用基板である。
図４に示すように、周囲に複数の挿通孔１１ａが形成さ
れたセラミック基板１１と、挿通孔１１ａに挿着されセ
ラミック基板１１の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有
しかつ貫通孔１２ａが形成された金属部材１２と、セラ
ミック基板１１及び金属部材１２の表面にろう材１６を
介して接着され貫通孔１２ａに連通する第１通孔１３ａ
を有しかつセラミック基板１１に対面する部分に回路パ
ターン１７が形成された第１金属薄板１３とを備え、第
１通孔１３ａ及び貫通孔１２ａに雄ねじを挿通して雄ね
じ２６を水冷式ヒートシンク２７に形成された雌ねじ２
７ａ又は水冷式ヒートシンク２７に貫通して形成された
取付孔２７ｃに更に挿通してナット３１に螺合して水冷
式ヒートシンク２７に接合するように構成されたパワー
モジュール用基板である。
【０００５】請求項２に係る発明は、図１及び図３に示
すように、周囲に複数の挿通孔１１ａが形成されたセラ
ミック基板１１と、挿通孔１１ａに挿着されセラミック
基板１１の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有しかつ貫
通孔１２ａが形成された金属部材１２と、セラミック基
板１１及び金属部材１２の表面にろう材１６を介して接
着され貫通孔１２ａに連通する第１通孔１３ａを有しか
つセラミック基板１１に対面する部分に回路パターン１
７が形成された第１金属薄板１３と、セラミック基板１
１及び金属部材１２の裏面にろう材１６を介して接着さ
れ貫通孔１２ａ及び第１通孔１３ａに連通する第２通孔
１４ａを有しかつ水冷式ヒートシンク２７に対面する第
２金属薄板１４とを備え、第１通孔１３ａ、貫通孔１２
ａ及び第２通孔１４ａに雄ねじを挿通して雄ねじ２６を
水冷式ヒートシンク２７に形成された雌ねじ２７ａ又は
水冷式ヒートシンク２７に貫通して形成された取付孔２
７ｃに更に挿通してナット３１に螺合して水冷式ヒート
シンク２７に接合するように構成されたパワーモジュー
ル用基板である。
すように、周囲に複数の挿通孔１１ａが形成されたセラ
ミック基板１１と、挿通孔１１ａに挿着されセラミック
基板１１の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有しかつ貫
通孔１２ａが形成された金属部材１２と、セラミック基
板１１及び金属部材１２の表面にろう材１６を介して接
着され貫通孔１２ａに連通する第１通孔１３ａを有しか
つセラミック基板１１に対面する部分に回路パターン１
７が形成された第１金属薄板１３と、セラミック基板１
１及び金属部材１２の裏面にろう材１６を介して接着さ
れ貫通孔１２ａ及び第１通孔１３ａに連通する第２通孔
１４ａを有しかつ水冷式ヒートシンク２７に対面する第
２金属薄板１４とを備え、第１通孔１３ａ、貫通孔１２
ａ及び第２通孔１４ａに雄ねじを挿通して雄ねじ２６を
水冷式ヒートシンク２７に形成された雌ねじ２７ａ又は
水冷式ヒートシンク２７に貫通して形成された取付孔２
７ｃに更に挿通してナット３１に螺合して水冷式ヒート
シンク２７に接合するように構成されたパワーモジュー
ル用基板である。
【０００６】請求項１及び２に係るパワーモジュール用
基板では、セラミック基板１１と一体化された金属部材
１２及びその表面又は表面及び裏面に接着された第１金
属薄板１３又は第１及び第２金属薄板１３，１４に第１
通孔１３ａ及び貫通孔１２ａ又は第１通孔１３ａ、貫通
孔１２ａ及び第２通孔１４ａが形成されるので、この第
１通孔１３ａ及び貫通孔１２ａ又は第１通孔１３ａ、貫
通孔１２ａ及び第２通孔１４ａに雄ねじ２６を挿通して
水冷式ヒートシンク２７に形成された雌ねじ２７ａ又は
水冷式ヒートシンク２７に貫通して形成された取付孔２
７ｃに更に挿通してナット３１に螺合しても、雄ねじ２
６の締結力がセラミック基板１１に直接加わることはな
く、雄ねじ２６の締結力に起因するセラミック基板１１
の破損を防止して、回路パターン１７に搭載された半導
体素子からの熱を水冷式ヒートシンクに有効に伝達す
る。なお、セラミック基板１１はＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4又は
Ａｌ2Ｏ3により形成することが好ましい。セラミック基
板１１としてＡｌＮを用いると熱伝導率及び耐熱性が向
上し、Ｓｉ3Ｎ4を用いると強度及び耐熱性が向上し、Ａ
ｌ2Ｏ3を用いると耐熱性が向上する。
基板では、セラミック基板１１と一体化された金属部材
１２及びその表面又は表面及び裏面に接着された第１金
属薄板１３又は第１及び第２金属薄板１３，１４に第１
通孔１３ａ及び貫通孔１２ａ又は第１通孔１３ａ、貫通
孔１２ａ及び第２通孔１４ａが形成されるので、この第
１通孔１３ａ及び貫通孔１２ａ又は第１通孔１３ａ、貫
通孔１２ａ及び第２通孔１４ａに雄ねじ２６を挿通して
水冷式ヒートシンク２７に形成された雌ねじ２７ａ又は
水冷式ヒートシンク２７に貫通して形成された取付孔２
７ｃに更に挿通してナット３１に螺合しても、雄ねじ２
６の締結力がセラミック基板１１に直接加わることはな
く、雄ねじ２６の締結力に起因するセラミック基板１１
の破損を防止して、回路パターン１７に搭載された半導
体素子からの熱を水冷式ヒートシンクに有効に伝達す
る。なお、セラミック基板１１はＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4又は
Ａｌ2Ｏ3により形成することが好ましい。セラミック基
板１１としてＡｌＮを用いると熱伝導率及び耐熱性が向
上し、Ｓｉ3Ｎ4を用いると強度及び耐熱性が向上し、Ａ
ｌ2Ｏ3を用いると耐熱性が向上する。
【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、金属部材１２がステンレス鋼又はチ
タン合金により作られたパワーモジュール用基板であ
る。ステンレス鋼又はチタン合金の熱膨張係数は比較的
小さいため、ステンレス鋼又はチタン合金により作られ
た金属部材１２を挿通孔１１ａに挿着することにより、
その後の熱衝撃に起因して金属部材１２が膨張又は収縮
しても、セラミック基板１１がその金属部材１２から応
力を受けて破損することはない。
係る発明であって、金属部材１２がステンレス鋼又はチ
タン合金により作られたパワーモジュール用基板であ
る。ステンレス鋼又はチタン合金の熱膨張係数は比較的
小さいため、ステンレス鋼又はチタン合金により作られ
た金属部材１２を挿通孔１１ａに挿着することにより、
その後の熱衝撃に起因して金属部材１２が膨張又は収縮
しても、セラミック基板１１がその金属部材１２から応
力を受けて破損することはない。
【０００８】請求項４に係る発明は、図１に示すよう
に、セラミック基板１１の周囲に形成された複数の挿通
孔１１ａにセラミック基板１１の厚さと同一又は僅かに
薄い厚さを有する金属部材１２を挿着する工程と、セラ
ミック基板１１及び金属部材１２の表面にろう材１６を
介して第１金属薄板１３を接着してセラミック基板１１
及び金属部材１２を一体化する工程と、第１金属薄板１
３のセラミック基板１１に対応する部分に回路パターン
１７を形成する工程と、第１金属薄板１３及び金属部材
１２にこれらを貫通する第１通孔１３ａ及び貫通孔１２
ａをそれぞれ形成する工程とを含むパワーモジュール用
基板の製造方法である。
に、セラミック基板１１の周囲に形成された複数の挿通
孔１１ａにセラミック基板１１の厚さと同一又は僅かに
薄い厚さを有する金属部材１２を挿着する工程と、セラ
ミック基板１１及び金属部材１２の表面にろう材１６を
介して第１金属薄板１３を接着してセラミック基板１１
及び金属部材１２を一体化する工程と、第１金属薄板１
３のセラミック基板１１に対応する部分に回路パターン
１７を形成する工程と、第１金属薄板１３及び金属部材
１２にこれらを貫通する第１通孔１３ａ及び貫通孔１２
ａをそれぞれ形成する工程とを含むパワーモジュール用
基板の製造方法である。
【０００９】請求項５に係る発明は、セラミック基板１
１の周囲に形成された複数の挿通孔１１ａにセラミック
基板１１の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有する金属
部材１２を挿着する工程と、セラミック基板１１及び金
属部材１２の表面及び裏面にろう材１６を介して第１及
び第２金属薄板１３，１４をそれぞれ接着してセラミッ
ク基板１１及び金属部材１２を一体化する工程と、第１
金属薄板１３のセラミック基板１１に対応する部分に回
路パターン１７を形成する工程と、第１金属薄板１３、
金属部材１２及び第２金属薄板１４にこれらを貫通する
第１通孔１３ａ、貫通孔１２ａ及び第２通孔１４ａをそ
れぞれ形成する工程とを含むパワーモジュール用基板の
製造方法である。
１の周囲に形成された複数の挿通孔１１ａにセラミック
基板１１の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有する金属
部材１２を挿着する工程と、セラミック基板１１及び金
属部材１２の表面及び裏面にろう材１６を介して第１及
び第２金属薄板１３，１４をそれぞれ接着してセラミッ
ク基板１１及び金属部材１２を一体化する工程と、第１
金属薄板１３のセラミック基板１１に対応する部分に回
路パターン１７を形成する工程と、第１金属薄板１３、
金属部材１２及び第２金属薄板１４にこれらを貫通する
第１通孔１３ａ、貫通孔１２ａ及び第２通孔１４ａをそ
れぞれ形成する工程とを含むパワーモジュール用基板の
製造方法である。
【００１０】請求項４及び５に係るパワーモジュール用
基板の製造方法では、セラミック基板１１と一体化され
た金属部材１２及びその金属部材１２の表面又は表面及
び裏面に接着された第１金属薄板１３又は第１及び第２
金属薄板１３，１４はセラミック基板１１に比較して機
械加工が比較的容易であり、これらの第１金属薄板１３
及び金属部材１２又は第１金属薄板１３、金属部材１２
及び第２金属薄板１４に第１通孔１３ａ及び貫通孔１２
ａ又は第１通孔１３ａ、貫通孔１２ａ及び第２通孔１４
ａを貫通してそれぞれ形成することにより、パワーモジ
ュール用基板に容易にかつ正確な取付ピッチで取付孔を
形成する。
基板の製造方法では、セラミック基板１１と一体化され
た金属部材１２及びその金属部材１２の表面又は表面及
び裏面に接着された第１金属薄板１３又は第１及び第２
金属薄板１３，１４はセラミック基板１１に比較して機
械加工が比較的容易であり、これらの第１金属薄板１３
及び金属部材１２又は第１金属薄板１３、金属部材１２
及び第２金属薄板１４に第１通孔１３ａ及び貫通孔１２
ａ又は第１通孔１３ａ、貫通孔１２ａ及び第２通孔１４
ａを貫通してそれぞれ形成することにより、パワーモジ
ュール用基板に容易にかつ正確な取付ピッチで取付孔を
形成する。
【００１１】請求項６に係る発明は、図２又は図４に示
すように、請求項１又は２記載のパワーモジュール用基
板２１の第１金属薄板１３に形成された回路パターン１
７に半導体素子２３が搭載され、パワーモジュール用基
板２１の表面に端子２４が内周面に設けられた枠部材２
５が半導体素子２３を包囲するように接着され、端子２
４と半導体素子２３とが接続されて絶縁性ゲル２９が充
填され、枠部材２５の上面に蓋板２５ａが接着され、パ
ワーモジュール用基板２１が雄ねじ２６により水冷式ヒ
ートシンク２７に直接接合された半導体装置である。請
求項６に係る発明では、水冷式ヒートシンク２７に直接
接合された請求項１又は２のパワーモジュール用基板の
回路パターン１７に搭載された半導体素子２３から水冷
式ヒートシンク２７までの伝達経路は、図６に示す従来
の伝達経路より短く、半導体素子２３からの熱は従来に
比較して水冷式ヒートシンク２７により有効に外部に放
散される。
すように、請求項１又は２記載のパワーモジュール用基
板２１の第１金属薄板１３に形成された回路パターン１
７に半導体素子２３が搭載され、パワーモジュール用基
板２１の表面に端子２４が内周面に設けられた枠部材２
５が半導体素子２３を包囲するように接着され、端子２
４と半導体素子２３とが接続されて絶縁性ゲル２９が充
填され、枠部材２５の上面に蓋板２５ａが接着され、パ
ワーモジュール用基板２１が雄ねじ２６により水冷式ヒ
ートシンク２７に直接接合された半導体装置である。請
求項６に係る発明では、水冷式ヒートシンク２７に直接
接合された請求項１又は２のパワーモジュール用基板の
回路パターン１７に搭載された半導体素子２３から水冷
式ヒートシンク２７までの伝達経路は、図６に示す従来
の伝達経路より短く、半導体素子２３からの熱は従来に
比較して水冷式ヒートシンク２７により有効に外部に放
散される。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。 (a) 金属部材の挿通孔への挿着 図１（ａ）及び図３に示すように、セラミック基板１１
はＡｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4又はＳｉＣにより形成さ
れ、周囲に複数の挿通孔１１ａが形成される。セラミッ
ク基板１１は周囲に複数の挿通孔１１ａを形成した後焼
成することにより作られ、この実施の形態における挿通
孔１１ａは円形孔であって、セラミック基板１１の四隅
に形成される。図３に示すように、金属部材１２は、セ
ラミック基板１１の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有
する板材を挿通孔１１ａの内径より僅かに小さな外径を
有する円盤状に打抜き又は切削加工することにより作ら
れる。金属部材１２を作る材料としてはアルミニウム合
金，ステンレス鋼，チタン，コバール（Ｆｅ５４％，Ｎ
ｉ２９％，Ｃｏ１７％）又は４２アロイ（Ｆｅ５８％，
Ｎｉ４２％）等が挙げられるが、特にステンレス鋼又は
チタン合金により作ることが好ましい。ステンレス鋼又
はチタン合金の熱膨張係数はいずれも２０×１０-6／℃
以下と比較的小さいため、ステンレス鋼又はチタン合金
により金属部材１２を作って挿通孔１１ａに挿着するこ
とにより、その金属部材１２がその後の熱衝撃に起因し
て膨張又は収縮しても、金属部材１２がセラミック基板
１１に応力を与えることはない。また、ステンレス鋼又
はチタン合金は一般的に耐食性にも優れているため、よ
り好ましい。
基づいて詳しく説明する。 (a) 金属部材の挿通孔への挿着 図１（ａ）及び図３に示すように、セラミック基板１１
はＡｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4又はＳｉＣにより形成さ
れ、周囲に複数の挿通孔１１ａが形成される。セラミッ
ク基板１１は周囲に複数の挿通孔１１ａを形成した後焼
成することにより作られ、この実施の形態における挿通
孔１１ａは円形孔であって、セラミック基板１１の四隅
に形成される。図３に示すように、金属部材１２は、セ
ラミック基板１１の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有
する板材を挿通孔１１ａの内径より僅かに小さな外径を
有する円盤状に打抜き又は切削加工することにより作ら
れる。金属部材１２を作る材料としてはアルミニウム合
金，ステンレス鋼，チタン，コバール（Ｆｅ５４％，Ｎ
ｉ２９％，Ｃｏ１７％）又は４２アロイ（Ｆｅ５８％，
Ｎｉ４２％）等が挙げられるが、特にステンレス鋼又は
チタン合金により作ることが好ましい。ステンレス鋼又
はチタン合金の熱膨張係数はいずれも２０×１０-6／℃
以下と比較的小さいため、ステンレス鋼又はチタン合金
により金属部材１２を作って挿通孔１１ａに挿着するこ
とにより、その金属部材１２がその後の熱衝撃に起因し
て膨張又は収縮しても、金属部材１２がセラミック基板
１１に応力を与えることはない。また、ステンレス鋼又
はチタン合金は一般的に耐食性にも優れているため、よ
り好ましい。
【００１３】(b)第１及び第２金属薄板のセラミック基
板及び金属部材への積層接着 第１及び第２金属薄板１３，１４はＣｕ又はＡｌにより
形成され、セラミック基板１１と同一の外形を有するよ
うに形成される。第１及び第２金属薄板１３，１４がＣ
ｕにより形成され、セラミック基板１１がＡｌ2Ｏ3によ
り形成される場合には金属部材１２はステンレス鋼、銅
又はチタンにより作られ、図１（ａ）及び図３に示すよ
うに、セラミック基板１１及び金属部材１２と金属薄板
との間にろう材であるＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材の箔を挟
んだ状態で重ね合せ、これらに荷重０．５〜２ｋｇｆ／
ｃｍ2を加え、真空中で８００〜９００℃に加熱する活
性金属法により、第１及び第２金属薄板１３，１４をセ
ラミック基板１１及び金属部材１２に積層接着し、図１
（ｂ）に示すようにセラミック基板１１及び金属部材１
２を一体化する。また、第１及び第２金属薄板１３，１
４がＣｕにより形成され、セラミック基板１１がＡｌＮ
により形成される場合にも金属部材１２はステンレス
鋼、銅又はチタンにより作られ、上記と同様の活性金属
法によりセラミック基板１１及び金属部材１２に第１及
び第２金属薄板１３，１４を積層接着することにより、
図１（ｂ）に示すようにセラミック基板１１及び金属部
材１２を一体化する。
板及び金属部材への積層接着 第１及び第２金属薄板１３，１４はＣｕ又はＡｌにより
形成され、セラミック基板１１と同一の外形を有するよ
うに形成される。第１及び第２金属薄板１３，１４がＣ
ｕにより形成され、セラミック基板１１がＡｌ2Ｏ3によ
り形成される場合には金属部材１２はステンレス鋼、銅
又はチタンにより作られ、図１（ａ）及び図３に示すよ
うに、セラミック基板１１及び金属部材１２と金属薄板
との間にろう材であるＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材の箔を挟
んだ状態で重ね合せ、これらに荷重０．５〜２ｋｇｆ／
ｃｍ2を加え、真空中で８００〜９００℃に加熱する活
性金属法により、第１及び第２金属薄板１３，１４をセ
ラミック基板１１及び金属部材１２に積層接着し、図１
（ｂ）に示すようにセラミック基板１１及び金属部材１
２を一体化する。また、第１及び第２金属薄板１３，１
４がＣｕにより形成され、セラミック基板１１がＡｌＮ
により形成される場合にも金属部材１２はステンレス
鋼、銅又はチタンにより作られ、上記と同様の活性金属
法によりセラミック基板１１及び金属部材１２に第１及
び第２金属薄板１３，１４を積層接着することにより、
図１（ｂ）に示すようにセラミック基板１１及び金属部
材１２を一体化する。
【００１４】更に、第１及び第２金属薄板１３，１４が
Ａｌにより形成され、セラミック基板１１がＡｌ2Ｏ3，
ＡｌＮ又はＳｉ3Ｎ4により形成される場合には、金属部
材１２はステンレス鋼、アルミニウム合金又はチタンに
より作られる。アルミニウム合金はＡｌ純度が９９．５
重量％のものを使用し、第１及び第２金属薄板１３，１
４はＡｌ純度が９９．９８重量％以上であって、融点が
６６０℃のものを使用することが好ましい。金属部材１
２には第１及び第２金属薄板１３，１４が金属部材１２
及び第１及び第２金属薄板１３，１４より融点が低いＡ
ｌ−Ｓｉ系ろう材１６を介して積層接着される。即ち、
Ａｌ−Ｓｉ系ろう材１６は８５〜９５重量％のＡｌと５
〜１５重量％のＳｉを含み、このろう材１６の溶解温度
範囲は５７０〜６３０℃である。積層接着はセラミック
基板１１と第１及び第２金属薄板１３，１４との間にろ
う材１６であるＡｌ−Ｓｉろう材の箔を挟んだ状態でこ
れらに荷重０．５〜２ｋｇｆ／ｃｍ2を加え、真空中で
６００〜６５０℃に加熱することにより、第１及び第２
金属薄板１３，１４がセラミック基板１１及び金属部材
１２に積層接着されて、図１（ｂ）に示すようにセラミ
ック基板１１及び金属部材１２は一体化される。
Ａｌにより形成され、セラミック基板１１がＡｌ2Ｏ3，
ＡｌＮ又はＳｉ3Ｎ4により形成される場合には、金属部
材１２はステンレス鋼、アルミニウム合金又はチタンに
より作られる。アルミニウム合金はＡｌ純度が９９．５
重量％のものを使用し、第１及び第２金属薄板１３，１
４はＡｌ純度が９９．９８重量％以上であって、融点が
６６０℃のものを使用することが好ましい。金属部材１
２には第１及び第２金属薄板１３，１４が金属部材１２
及び第１及び第２金属薄板１３，１４より融点が低いＡ
ｌ−Ｓｉ系ろう材１６を介して積層接着される。即ち、
Ａｌ−Ｓｉ系ろう材１６は８５〜９５重量％のＡｌと５
〜１５重量％のＳｉを含み、このろう材１６の溶解温度
範囲は５７０〜６３０℃である。積層接着はセラミック
基板１１と第１及び第２金属薄板１３，１４との間にろ
う材１６であるＡｌ−Ｓｉろう材の箔を挟んだ状態でこ
れらに荷重０．５〜２ｋｇｆ／ｃｍ2を加え、真空中で
６００〜６５０℃に加熱することにより、第１及び第２
金属薄板１３，１４がセラミック基板１１及び金属部材
１２に積層接着されて、図１（ｂ）に示すようにセラミ
ック基板１１及び金属部材１２は一体化される。
【００１５】(c) 回路パターンを形成及び第１通孔、貫
通孔及び第２通孔の形成 図１（ｃ）に示すように、第１金属薄板１３のセラミッ
ク基板１１に対応する部分にはエッチング法により所定
の回路パターン１７が形成される。第１金属薄板１３、
金属部材１２及び第２金属薄板１４にはドリル１８を用
いた機械加工が行われ、図１（ｄ）に示すように、これ
らを貫通する第１通孔１３ａ、貫通孔１２ａ及び第２通
孔１４ａがセラミック基板１１を挟むようにそれぞれ形
成されてパワーモジュール用基板２１が作られる。
通孔及び第２通孔の形成 図１（ｃ）に示すように、第１金属薄板１３のセラミッ
ク基板１１に対応する部分にはエッチング法により所定
の回路パターン１７が形成される。第１金属薄板１３、
金属部材１２及び第２金属薄板１４にはドリル１８を用
いた機械加工が行われ、図１（ｄ）に示すように、これ
らを貫通する第１通孔１３ａ、貫通孔１２ａ及び第２通
孔１４ａがセラミック基板１１を挟むようにそれぞれ形
成されてパワーモジュール用基板２１が作られる。
【００１６】このように製造されたパワーモジュール用
基板２１は、周囲に複数の挿通孔１１ａが形成されたセ
ラミック基板１１と、挿通孔１１ａに挿着されセラミッ
ク基板１１の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有しかつ
貫通孔１２ａが形成された金属部材１２と、セラミック
基板１１及び金属部材１２の表面にろう材１６を介して
接着され貫通孔１２ａに連通する第１通孔１３ａを有し
かつセラミック基板１１に対面する部分に回路パターン
１７が形成された第１金属薄板１３と、セラミック基板
１１及び金属部材１２の裏面にろう材１６を介して接着
され貫通孔１２ａ及び第１通孔１３ａに連通する第２通
孔１４ａを有しかつ水冷式ヒートシンク２２に対面する
第２金属薄板１４とを備える。
基板２１は、周囲に複数の挿通孔１１ａが形成されたセ
ラミック基板１１と、挿通孔１１ａに挿着されセラミッ
ク基板１１の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有しかつ
貫通孔１２ａが形成された金属部材１２と、セラミック
基板１１及び金属部材１２の表面にろう材１６を介して
接着され貫通孔１２ａに連通する第１通孔１３ａを有し
かつセラミック基板１１に対面する部分に回路パターン
１７が形成された第１金属薄板１３と、セラミック基板
１１及び金属部材１２の裏面にろう材１６を介して接着
され貫通孔１２ａ及び第１通孔１３ａに連通する第２通
孔１４ａを有しかつ水冷式ヒートシンク２２に対面する
第２金属薄板１４とを備える。
【００１７】(d) 半導体装置 図２（ａ）に示すように、パワーモジュール用基板２１
の第１金属薄板１３に形成された回路パターン１７には
半導体素子２３がはんだ２３ａにより搭載される。一
方、図２（ｂ）に示すように、パワーモジュール用基板
２１の表面には、端子２４が内周面に設けられた枠部材
２５がその半導体素子２３を包囲するように接着され、
端子２４は半導体素子２３と接続線２３ｂにより接続さ
れる。その後、図２（ｃ）に示すように、枠部材２５に
より包囲される空間にシリコーンゲル２９のような絶縁
性ゲルを充填して半導体素子２３を封止した後、枠部材
２５の上面には蓋板２５ａが接着される。
の第１金属薄板１３に形成された回路パターン１７には
半導体素子２３がはんだ２３ａにより搭載される。一
方、図２（ｂ）に示すように、パワーモジュール用基板
２１の表面には、端子２４が内周面に設けられた枠部材
２５がその半導体素子２３を包囲するように接着され、
端子２４は半導体素子２３と接続線２３ｂにより接続さ
れる。その後、図２（ｃ）に示すように、枠部材２５に
より包囲される空間にシリコーンゲル２９のような絶縁
性ゲルを充填して半導体素子２３を封止した後、枠部材
２５の上面には蓋板２５ａが接着される。
【００１８】このように半導体素子２３が搭載されたパ
ワーモジュール用基板２１の第１通孔１３ａ、貫通孔１
２ａ及び第２通孔１４ａには雄ねじ２６が挿通され、こ
の雄ねじ２６は水冷式ヒートシンク２７に形成された雌
ねじ２７ａに螺合される。これによりパワーモジュール
用基板２１は雄ねじ２６により水冷式ヒートシンク２７
に直接接合される。一方、水冷式ヒートシンク２７は内
部に冷却水２８が循環する水路２７ｂが形成され、この
水路２７ｂに冷却水２８が循環することにより熱を外部
に放散するように構成される。従って、パワーモジュー
ル用基板２１の回路パターン１７に搭載された半導体素
子２３から水冷式ヒートシンク２７までの伝達経路は、
図６に示す従来の伝達経路より短く、半導体素子２３か
らの熱は水冷式ヒートシンク２７に有効に伝達されて外
部に放散される。
ワーモジュール用基板２１の第１通孔１３ａ、貫通孔１
２ａ及び第２通孔１４ａには雄ねじ２６が挿通され、こ
の雄ねじ２６は水冷式ヒートシンク２７に形成された雌
ねじ２７ａに螺合される。これによりパワーモジュール
用基板２１は雄ねじ２６により水冷式ヒートシンク２７
に直接接合される。一方、水冷式ヒートシンク２７は内
部に冷却水２８が循環する水路２７ｂが形成され、この
水路２７ｂに冷却水２８が循環することにより熱を外部
に放散するように構成される。従って、パワーモジュー
ル用基板２１の回路パターン１７に搭載された半導体素
子２３から水冷式ヒートシンク２７までの伝達経路は、
図６に示す従来の伝達経路より短く、半導体素子２３か
らの熱は水冷式ヒートシンク２７に有効に伝達されて外
部に放散される。
【００１９】なお、上述した実施の形態では、セラミッ
ク基板１１及び金属部材１２の表面に第１金属薄板１
３、セラミック基板１１の裏面に第２金属薄板１４がそ
れぞれ接着されたパワーモジュール用基板及びその製造
方法を説明したが、図４に示すように、第１金属薄板１
３を接着することによりセラミック基板１１及び金属部
材１２を一体化できる限り、第２金属薄板１４はセラミ
ック基板１１の裏面に接着しなくても良い。また、上述
した実施の形態では、雄ねじ２６を水冷式ヒートシンク
２７に形成された雌ねじ２７ａに螺合して、パワーモジ
ュール用基板２１を雄ねじ２６により水冷式ヒートシン
ク２７に直接接合したが、図４に示すように、水冷式ヒ
ートシンク２７に貫通して形成された取付孔２７ｃに雄
ねじ２６を更に挿通してナット３１に螺合し、パワーモ
ジュール用基板２１を水冷式ヒートシンク２７に直接接
合しても良い。
ク基板１１及び金属部材１２の表面に第１金属薄板１
３、セラミック基板１１の裏面に第２金属薄板１４がそ
れぞれ接着されたパワーモジュール用基板及びその製造
方法を説明したが、図４に示すように、第１金属薄板１
３を接着することによりセラミック基板１１及び金属部
材１２を一体化できる限り、第２金属薄板１４はセラミ
ック基板１１の裏面に接着しなくても良い。また、上述
した実施の形態では、雄ねじ２６を水冷式ヒートシンク
２７に形成された雌ねじ２７ａに螺合して、パワーモジ
ュール用基板２１を雄ねじ２６により水冷式ヒートシン
ク２７に直接接合したが、図４に示すように、水冷式ヒ
ートシンク２７に貫通して形成された取付孔２７ｃに雄
ねじ２６を更に挿通してナット３１に螺合し、パワーモ
ジュール用基板２１を水冷式ヒートシンク２７に直接接
合しても良い。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、セ
ラミック基板の周囲に形成された複数の挿通孔に、その
セラミック基板の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有し
かつ貫通孔が形成された金属部材を挿着し、セラミック
基板及び金属部材の表面に貫通孔に連通する第１通孔を
有しかつセラミック基板に対面する部分に回路パターン
が形成された第１金属薄板を接着し、必要に応じてセラ
ミック基板及び金属部材の裏面に貫通孔及び第１通孔に
連通する第２通孔を有しかつ水冷式ヒートシンクに対面
する第２金属薄板を接着したので、金属部材及び第１金
属薄板又は金属部材及び第１及び第２金属薄板に形成さ
れた第１通孔及び貫通孔又は第１通孔、貫通孔及び第２
通孔に雄ねじを挿通して水冷式ヒートシンクに形成され
た雌ねじ又は水冷式ヒートシンクに貫通して形成された
取付孔に更に挿通してナットに螺合しても、雄ねじの締
結力がセラミック基板に直接加わることはなく雄ねじの
締結力に起因するセラミック基板の破損を防止すること
ができる。
ラミック基板の周囲に形成された複数の挿通孔に、その
セラミック基板の厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有し
かつ貫通孔が形成された金属部材を挿着し、セラミック
基板及び金属部材の表面に貫通孔に連通する第１通孔を
有しかつセラミック基板に対面する部分に回路パターン
が形成された第１金属薄板を接着し、必要に応じてセラ
ミック基板及び金属部材の裏面に貫通孔及び第１通孔に
連通する第２通孔を有しかつ水冷式ヒートシンクに対面
する第２金属薄板を接着したので、金属部材及び第１金
属薄板又は金属部材及び第１及び第２金属薄板に形成さ
れた第１通孔及び貫通孔又は第１通孔、貫通孔及び第２
通孔に雄ねじを挿通して水冷式ヒートシンクに形成され
た雌ねじ又は水冷式ヒートシンクに貫通して形成された
取付孔に更に挿通してナットに螺合しても、雄ねじの締
結力がセラミック基板に直接加わることはなく雄ねじの
締結力に起因するセラミック基板の破損を防止すること
ができる。
【００２１】また、第１金属薄板又は第１及び第２金属
薄板を接着してセラミック基板及び金属部材を一体化し
た後、第１金属薄板及び金属部材又は第１金属薄板、金
属部材及び第２金属薄板にこれらを貫通する第１通孔及
び貫通孔又は第１通孔、貫通孔及び第２通孔をそれぞれ
形成することにより、パワーモジュール用基板に容易に
かつ正確な取付ピッチで取付孔を形成することができ
る。この場合、ステンレス鋼又はチタン合金により作ら
れた金属部材を挿通孔に挿着すれば、その後の熱衝撃に
起因するセラミック基板の破損を防止することができ
る。
薄板を接着してセラミック基板及び金属部材を一体化し
た後、第１金属薄板及び金属部材又は第１金属薄板、金
属部材及び第２金属薄板にこれらを貫通する第１通孔及
び貫通孔又は第１通孔、貫通孔及び第２通孔をそれぞれ
形成することにより、パワーモジュール用基板に容易に
かつ正確な取付ピッチで取付孔を形成することができ
る。この場合、ステンレス鋼又はチタン合金により作ら
れた金属部材を挿通孔に挿着すれば、その後の熱衝撃に
起因するセラミック基板の破損を防止することができ
る。
【００２２】更に、このパワーモジュール用基板の第１
金属薄板に形成された回路パターンに半導体素子を搭載
し、パワーモジュール用基板を雄ねじにより水冷式ヒー
トシンクに直接接合すれば、水冷式ヒートシンクに直接
接合されたパワーモジュール用基板の回路パターンに搭
載された半導体素子から水冷式ヒートシンクまでの伝達
経路は比較的短くなり、半導体素子からの熱は水冷式ヒ
ートシンクまで有効に伝達される。この結果、本発明で
はセラミック基板を損傷させることなく半導体素子等か
ら水冷式ヒートシンクまでの伝達経路を短くして半導体
素子からの熱を有効に放散することができる。
金属薄板に形成された回路パターンに半導体素子を搭載
し、パワーモジュール用基板を雄ねじにより水冷式ヒー
トシンクに直接接合すれば、水冷式ヒートシンクに直接
接合されたパワーモジュール用基板の回路パターンに搭
載された半導体素子から水冷式ヒートシンクまでの伝達
経路は比較的短くなり、半導体素子からの熱は水冷式ヒ
ートシンクまで有効に伝達される。この結果、本発明で
はセラミック基板を損傷させることなく半導体素子等か
ら水冷式ヒートシンクまでの伝達経路を短くして半導体
素子からの熱を有効に放散することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパワーモジュール用基板の製造方法を
示す行程図。
示す行程図。
【図２】その基板を使用した半導体装置の製造行程図。
【図３】そのセラミック基板と金属部材と第１及び第２
金属薄板との関係を示す斜視図。
金属薄板との関係を示す斜視図。
【図４】そのパワーモジュール用基板を用いた別の半導
体装置を示す図２（ｃ）に対応する断面図。
体装置を示す図２（ｃ）に対応する断面図。
【図５】従来例を示す図２（ｃ）に対応する断面図。
【図６】別の従来例を示す図２（ｃ）に対応する断面
図。
図。
１１ セラミック基板 １１ａ 挿通孔 １２ 金属部材 １２ａ 貫通孔 １３ 第１金属薄板 １３ａ 第１通孔 １４ 第２金属薄板 １４ａ 第２通孔 １６ ろう材 １７ 回路パターン ２１ パワーモジュール用基板 ２３ 半導体素子 ２４ 端子 ２５ 枠部材 ２５ａ蓋板 ２６ 雄ねじ ２７ 水冷式ヒートシンク ２７ａ 雌ねじ ２７ｃ 取付孔 ２９ 絶縁性ゲル ３１ ナット
フロントページの続き (72)発明者 長友 義幸 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 (72)発明者 島村 正一 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BA10 BA23 BB01 BB08 BB21 BB23 BB41 BC03 BC06 BC22
Claims (6)
- 【請求項１】 周囲に複数の挿通孔(11a)が形成された
セラミック基板(11)と、 前記挿通孔(11a)に挿着され前記セラミック基板(11)の
厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有しかつ貫通孔(12a)
が形成された金属部材(12)と、 前記セラミック基板(11)及び前記金属部材(12)の表面に
ろう材(16)を介して接着され前記貫通孔(12a)に連通す
る第１通孔(13a)を有しかつ前記セラミック基板(11)に
対面する部分に回路パターン(17)が形成された第１金属
薄板(13)と、 を備え、 前記第１通孔(13a)及び貫通孔(12a)に雄ねじを挿通して
前記雄ねじ(26)を前記水冷式ヒートシンク(27)に形成さ
れた雌ねじ(27a)又は前記水冷式ヒートシンク(27)に貫
通して形成された取付孔(27c)に更に挿通してナット(3
1)に螺合して前記水冷式ヒートシンク(27)に接合するよ
うに構成されたパワーモジュール用基板。 - 【請求項２】 周囲に複数の挿通孔(11a)が形成された
セラミック基板(11)と、 前記挿通孔(11a)に挿着され前記セラミック基板(11)の
厚さと同一又は僅かに薄い厚さを有しかつ貫通孔(12a)
が形成された金属部材(12)と、 前記セラミック基板(11)及び前記金属部材(12)の表面に
ろう材(16)を介して接着され前記貫通孔(12a)に連通す
る第１通孔(13a)を有しかつ前記セラミック基板(11)に
対面する部分に回路パターン(17)が形成された第１金属
薄板(13)と、 前記セラミック基板(11)及び前記金属部材(12)の裏面に
ろう材(16)を介して接着され前記貫通孔(12a)及び前記
第１通孔(13a)に連通する第２通孔(14a)を有しかつ水冷
式ヒートシンク(27)に対面する第２金属薄板(14)とを備
え、 前記第１通孔(13a)、貫通孔(12a)及び第２通孔(14a)に
雄ねじを挿通して前記雄ねじ(26)を前記水冷式ヒートシ
ンク(27)に形成された雌ねじ(27a)又は前記水冷式ヒー
トシンク(27)に貫通して形成された取付孔(27c)に更に
挿通してナット(31)に螺合して前記水冷式ヒートシンク
(27)に接合するように構成されたパワーモジュール用基
板。 - 【請求項３】 金属部材(12)がステンレス鋼又はチタン
合金により作られた請求項１又は２記載のパワーモジュ
ール用基板。 - 【請求項４】 セラミック基板(11)の周囲に形成された
複数の挿通孔(11a)に前記セラミック基板(11)の厚さと
同一又は僅かに薄い厚さを有する金属部材(12)を挿着す
る工程と、 前記セラミック基板(11)及び前記金属部材(12)の表面に
ろう材(16)を介して第１金属薄板(13)を接着して前記セ
ラミック基板(11)及び前記金属部材(12)を一体化する工
程と、 前記第１金属薄板(13)の前記セラミック基板(11)に対応
する部分に回路パターン(17)を形成する工程と、 前記第１金属薄板(13)及び前記金属部材(12)にこれらを
貫通する第１通孔(13a)及び貫通孔(12a)をそれぞれ形成
する工程とを含むパワーモジュール用基板の製造方法。 - 【請求項５】 セラミック基板(11)の周囲に形成された
複数の挿通孔(11a)に前記セラミック基板(11)の厚さと
同一又は僅かに薄い厚さを有する金属部材(12)を挿着す
る工程と、 前記セラミック基板(11)及び前記金属部材(12)の表面及
び裏面にろう材(16)を介して第１及び第２金属薄板(13,
14)をそれぞれ接着して前記セラミック基板(11)及び前
記金属部材(12)を一体化する工程と、 前記第１金属薄板(13)の前記セラミック基板(11)に対応
する部分に回路パターン(17)を形成する工程と、 前記第１金属薄板(13)、前記金属部材(12)及び前記第２
金属薄板(14)にこれらを貫通する第１通孔(13a)、貫通
孔(12a)及び第２通孔(14a)をそれぞれ形成する工程とを
含むパワーモジュール用基板の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１又は２記載のパワーモジュール
用基板(21)の第１金属薄板(13)に形成された回路パター
ン(17)に半導体素子(23)が搭載され、 前記パワーモジュール用基板(21)の表面に端子(24)が内
周面に設けられた枠部材(25)が前記半導体素子(23)を包
囲するように接着され、 前記端子(24)と前記半導体素子(23)とが接続されて絶縁
性ゲル(29)が充填され、 前記枠部材(25)の上面に蓋板(25a)が接着され、 前記パワーモジュール用基板(21)が雄ねじ(26)により水
冷式ヒートシンク(27)に直接接合された半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35279698A JP3206655B2 (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | パワーモジュール用基板及びその製造方法並びにこの基板を用いた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35279698A JP3206655B2 (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | パワーモジュール用基板及びその製造方法並びにこの基板を用いた半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000183260A true JP2000183260A (ja) | 2000-06-30 |
| JP3206655B2 JP3206655B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=18426505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35279698A Expired - Lifetime JP3206655B2 (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | パワーモジュール用基板及びその製造方法並びにこの基板を用いた半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3206655B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002353405A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | パワー半導体装置 |
| JP2003086747A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Hitachi Ltd | 絶縁回路基板とその製法およびそれを用いた半導体パワー素子 |
| JP2003197824A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Toshiba Corp | セラミックス回路基板 |
| JP2005136369A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-05-26 | Hitachi Metals Ltd | 基板 |
| JP2007116111A (ja) * | 2006-09-15 | 2007-05-10 | Toshiba Corp | セラミックス回路基板の製造方法 |
| JP2007281498A (ja) * | 2007-05-28 | 2007-10-25 | Hitachi Metals Ltd | 半導体パワーモジュール |
| JP2008159932A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Ngk Insulators Ltd | 基板保持体及びその製造方法 |
| WO2009116245A1 (ja) * | 2008-03-19 | 2009-09-24 | 株式会社アライドマテリアル | ヒートスプレッダおよびその製造方法 |
| WO2018181523A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 株式会社村田製作所 | 複合セラミック多層基板、発熱素子実装モジュール及び複合セラミック多層基板の製造方法 |
| CN115802596A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-03-14 | 四川斯艾普电子科技有限公司 | 一种厚薄膜陶瓷线路板及其制作方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102040903B1 (ko) * | 2018-04-25 | 2019-11-05 | 주식회사 팔 | 스케줄 보드 |
-
1998
- 1998-12-11 JP JP35279698A patent/JP3206655B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4573467B2 (ja) * | 2001-05-25 | 2010-11-04 | 三菱電機株式会社 | パワー半導体装置 |
| JP2002353405A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-06 | Mitsubishi Electric Corp | パワー半導体装置 |
| JP2003086747A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Hitachi Ltd | 絶縁回路基板とその製法およびそれを用いた半導体パワー素子 |
| JP2003197824A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Toshiba Corp | セラミックス回路基板 |
| JP2005136369A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-05-26 | Hitachi Metals Ltd | 基板 |
| JP2007116111A (ja) * | 2006-09-15 | 2007-05-10 | Toshiba Corp | セラミックス回路基板の製造方法 |
| JP2008159932A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Ngk Insulators Ltd | 基板保持体及びその製造方法 |
| JP4590393B2 (ja) * | 2006-12-25 | 2010-12-01 | 日本碍子株式会社 | 基板保持体及びその製造方法 |
| JP2007281498A (ja) * | 2007-05-28 | 2007-10-25 | Hitachi Metals Ltd | 半導体パワーモジュール |
| WO2009116245A1 (ja) * | 2008-03-19 | 2009-09-24 | 株式会社アライドマテリアル | ヒートスプレッダおよびその製造方法 |
| JPWO2009116245A1 (ja) * | 2008-03-19 | 2011-07-21 | 株式会社アライドマテリアル | ヒートスプレッダおよびその製造方法 |
| JP4999983B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2012-08-15 | 株式会社アライドマテリアル | ヒートスプレッダおよびその製造方法 |
| WO2018181523A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 株式会社村田製作所 | 複合セラミック多層基板、発熱素子実装モジュール及び複合セラミック多層基板の製造方法 |
| JPWO2018181523A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2019-11-07 | 株式会社村田製作所 | 複合セラミック多層基板、発熱素子実装モジュール及び複合セラミック多層基板の製造方法 |
| CN110520986A (zh) * | 2017-03-29 | 2019-11-29 | 株式会社村田制作所 | 复合陶瓷多层基板、发热元件安装模块以及复合陶瓷多层基板的制造方法 |
| US11107741B2 (en) | 2017-03-29 | 2021-08-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Composite ceramic multilayer substrate, heat generating element-mounting module, and method of producing composite ceramic multilayer substrate |
| US11114355B2 (en) | 2017-03-29 | 2021-09-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power module and method for manufacturing power module |
| CN110520986B (zh) * | 2017-03-29 | 2023-03-24 | 株式会社村田制作所 | 复合陶瓷多层基板、发热元件安装模块以及复合陶瓷多层基板的制造方法 |
| CN115802596A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-03-14 | 四川斯艾普电子科技有限公司 | 一种厚薄膜陶瓷线路板及其制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3206655B2 (ja) | 2001-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3864282B2 (ja) | パワーモジュール用基板及びその製造方法並びにこの基板を用いた半導体装置 | |
| JP2001148451A (ja) | パワーモジュール用基板 | |
| JP3206655B2 (ja) | パワーモジュール用基板及びその製造方法並びにこの基板を用いた半導体装置 | |
| JP2003086747A (ja) | 絶縁回路基板とその製法およびそれを用いた半導体パワー素子 | |
| CN111602238B (zh) | 带散热片的功率模块用基板及功率模块 | |
| TW201104808A (en) | Diffusion bonding circuit submount directly to vapor chamber | |
| JP2006100640A (ja) | セラミックス回路基板及びこれを用いたパワー半導体モジュール | |
| JP2004022973A (ja) | セラミック回路基板および半導体モジュール | |
| EP2169717B1 (en) | Method of manufacturing an insulation substrate | |
| JPH06342940A (ja) | 熱発電器およびその製造方法 | |
| JP2007194256A (ja) | パワーモジュール用基板の製造方法 | |
| JP3903681B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH10144967A (ja) | 冷却用熱電素子モジュール | |
| JPH08102570A (ja) | セラミックス回路基板 | |
| JP6565735B2 (ja) | パワーモジュール用基板及びパワーモジュール並びにパワーモジュール用基板の製造方法 | |
| JP2000208682A (ja) | パワ―モジュ―ル用基板及びこの基板を用いた半導体装置 | |
| JP2003133662A (ja) | セラミック回路基板 | |
| JP3387221B2 (ja) | 半導体用高熱伝導性セラミックスパッケージ | |
| JP2004288828A (ja) | パワーモジュール用基板の製造方法及びパワーモジュール用基板並びにパワーモジュール | |
| JP3775152B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2003283063A (ja) | セラミック回路基板 | |
| JP2001135789A (ja) | 積層セラミック基板及びこれを用いたパワーモジュール用基板 | |
| JP4667723B2 (ja) | パワーモジュール用基板 | |
| JP2000332170A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2003124584A (ja) | セラミック回路基板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010606 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090706 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090706 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 9 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100706 Year of fee payment: 9 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110706 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120706 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130706 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |