JP2003258167A - Structure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス基板
を有していて、高出力の半導体素子を搭載することがで
き、それ故自動車等の移動機器に搭載する電源を初めと
する各種の高電力電源等の用途に好適な電気部品を提供
可能な放熱構造体とその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a ceramic substrate and is capable of mounting a high-power semiconductor element. Therefore, various high powers such as a power source mounted on a mobile device such as an automobile are provided. The present invention relates to a heat dissipation structure capable of providing electric parts suitable for uses such as a power supply, and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、IGBTやMOSFET等の半導
体素子を使用したパワーモジュールでは、それらの半導
体素子等で発生する熱を外へ逃がして、半導体素子の温
度が所定の温度以上に上がらないようにするため、酸化
アルミニウム(Al2O3)、窒化ケイ素(Si3N4)、
窒化アルミニウム(AlN)等のセラミックス回路基板
を、銅(Cu)やアルミニウム(Al)等の金属からな
るベース板に半田付けしてなる放熱構造体を使用するの
が一般的であった。2. Description of the Related Art Conventionally, in a power module using semiconductor elements such as IGBTs and MOSFETs, heat generated in those semiconductor elements is released to the outside so that the temperature of the semiconductor elements does not rise above a predetermined temperature. Therefore, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ),
It has been common to use a heat dissipation structure in which a ceramics circuit board made of aluminum nitride (AlN) or the like is soldered to a base plate made of metal such as copper (Cu) or aluminum (Al).
【0003】しかし、電鉄用やハイブリッドカーを含む
電気自動車用パワーモジュールに関しては、より高い熱
の放散性と信頼性が要求されており、前記のセラミック
回路基板と金属製ベース板を半田付けした放熱構造体
は、使用条件によっては、セラミックス基板の割れや、
半田層にクラック(以下、半田クラックという)が発生
することが知られており、熱の放散性と信頼性に問題が
生ずる場合があった。However, for power modules for electric railways and electric vehicles including hybrid cars, higher heat dissipation and reliability are required, and heat dissipation by soldering the ceramic circuit board and the metal base plate is required. Depending on the usage conditions, the structure may crack the ceramic substrate,
It is known that cracks (hereinafter referred to as solder cracks) occur in the solder layer, which may cause problems in heat dissipation and reliability.
【0004】セラミックス基板に発生するクラックは絶
縁不良の原因となるし、半田層に発生するクラックは熱
放散性を悪化させ、その結果半導体素子の温度が上昇し
て動作不能となる。このような現象が発生しない、長期
に渡って信頼性の高いパワーモジュールを実現する放熱
構造体(以下、単に構造体ともいう)が強く求められて
いる。Cracks generated in the ceramic substrate cause insulation failure, and cracks generated in the solder layer deteriorate heat dissipation, and as a result, the temperature of the semiconductor element rises to make it inoperable. There is a strong demand for a heat dissipation structure (hereinafter, also simply referred to as a structure) that realizes a highly reliable power module for a long period of time in which such a phenomenon does not occur.
【0005】セラミックス基板に生じるクラックを防止
するために、応力緩和性に優れるアルミニウム(Al)
金属を回路用金属として用いることや、セラミックス回
路基板とベース板との間の半田層に発生する応力を低減
させるため、セラミックス基板に近い熱膨張率を持つア
ルミニウム−炭化珪素(Al−SiC)複合材や銅−モ
リブデン(Cu−Mo)複合材等の材料をベース板とし
て用いることが検討されている。Aluminum (Al), which has excellent stress relaxation property, is used to prevent cracks from occurring in the ceramic substrate.
An aluminum-silicon carbide (Al-SiC) composite having a coefficient of thermal expansion close to that of a ceramic substrate is used in order to use a metal as a circuit metal and to reduce stress generated in a solder layer between a ceramic circuit substrate and a base plate. It has been considered to use a material such as a metal or a copper-molybdenum (Cu-Mo) composite material as a base plate.
【0006】アルミニウム回路付セラミックス基板と複
合材からなるベース板とを組み合わせて使用したパワー
モジュールは、高信頼性を有し、電鉄車両やハイブリッ
ドカーなどに好適なものであるが、高価であることが大
きな欠点となっており、用途拡大の足枷になっている。
Al−SiCやCu−Mo等の複合材は、従来の金属製
ベース板に比べて特殊な方法によって製造せざるを得な
い上に、加工工程や表面処理工程のコストが高く、金属
製ベース板の数倍と高価になってしまうからである。A power module using a combination of a ceramic substrate with an aluminum circuit and a base plate made of a composite material has high reliability and is suitable for electric railway vehicles and hybrid cars, but is expensive. Is a big drawback, and it is a shackle for expanding applications.
The composite materials such as Al-SiC and Cu-Mo have to be manufactured by a special method as compared with the conventional metal base plate, and the cost of the processing process and the surface treatment process is high, and the metal base plate is made. This is because it will be several times more expensive.
【0007】しかし、前述したとおりに、安価な金属製
ベース板を用いたパワーモジュールに関しては、組み立
て工程や実使用条件下で受ける熱応力によって、半田層
にクラックが発生したり、あるいは半田の劣化が生ずる
ことが知られている。However, as described above, regarding the power module using the inexpensive metal base plate, the solder layer is cracked or the solder is deteriorated due to the thermal stress received in the assembly process and the actual use conditions. Is known to occur.
【0008】これら問題に対して、セラミック回路基板
とベース板との接合に半田を使用すること自体が信頼性
低下の原因となるとの考えから、半田に代えてロウ材を
用いて、ベース板とセラミック回路基板とを直接に接合
する構造を採用することで信頼性の向上を期待する検討
もされている(特開平9−97865号公報、特開平1
0−270596号公報参照)。In view of these problems, it is considered that the use of solder for joining the ceramic circuit board and the base plate itself causes a decrease in reliability. Therefore, a brazing material is used in place of the solder to form the base plate. It is also considered to improve reliability by adopting a structure in which the ceramic circuit board is directly joined (Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-97865 and 1).
0-270596).
【0009】しかしながら、本発明者らが前記の構造の
放熱構造体について検討したところ、通常の半田付けで
構成した放熱構造体よりも、実使用の初期における熱抵
抗が大きい場合があることやヒートサイクルを長期に渡
って被ると熱抵抗が増大することがある等の解決するべ
き課題があることを見出した。However, the inventors of the present invention have examined the heat dissipation structure having the above-mentioned structure. As a result, the heat resistance at the initial stage of actual use may be higher than that of the heat dissipation structure constructed by normal soldering, It has been found that there are problems to be solved such as thermal resistance increasing if the cycle is subjected to a long period of time.
【0010】本発明者は、前記問題点についていろいろ
検討を行ったところ、ベース板下面(セラミック回路基
板が接合してある面と反対側の面)の反りや放熱構造体
の固定方法に由来する場合と、セラミックス回路基板の
回路上に半導体等の発熱性電気部品を搭載するときに、
前記回路と発熱性電気部品との接合に用いる半田にクラ
ックが発生している場合とが有ることを見出した。The present inventor has made various studies on the above-mentioned problems, and it is derived from the warp of the lower surface of the base plate (the surface opposite to the surface on which the ceramic circuit board is bonded) and the fixing method of the heat dissipation structure. And when mounting a heat-generating electrical component such as a semiconductor on the circuit of the ceramic circuit board,
It has been found that there are cases where cracks occur in the solder used for joining the circuit and the heat-generating electric component.
【0011】ベース板の反りは、ベース板とセラミック
基板の熱膨張差に起因している。即ち、金属製ベース
板、例えば銅(熱膨張率は17ppm/℃)を用いる場
合、その熱膨張率はセラミック基板の熱膨張率(4pp
m/℃前後)よりはるかに大きいため、300℃前後で
半田付けしたり600℃〜900℃付近でロー付け接合
した後に室温付近まで冷却するとベース板とセラミック
ス回路基板の接合体が大きく反る。そして、その反りは
ベース板下面が凹となるため、前記接合体を更に放熱ブ
ロックに接合しようとすると、放熱ブロックとベース板
下面との間に隙間が発生し、仮に前記隙間に放熱グリー
スが存在しても、熱伝導性が悪くなり、パワーモジュー
ルを構成している半導体素子等の電子部品の温度が上昇
することになる。The warp of the base plate is caused by the difference in thermal expansion between the base plate and the ceramic substrate. That is, when a metal base plate such as copper (coefficient of thermal expansion is 17 ppm / ° C.) is used, the coefficient of thermal expansion is the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate (4 pp
m / ° C.), so that when soldered at around 300 ° C or brazed at around 600 ° C to 900 ° C and then cooled to around room temperature, the bonded body of the base plate and the ceramics circuit board largely warps. Since the warp causes the lower surface of the base plate to be concave, when further attempting to join the joined body to the heat dissipation block, a gap is generated between the heat dissipation block and the lower face of the base plate, and heat dissipation grease is present in the gap. Even so, the thermal conductivity deteriorates, and the temperature of electronic components such as semiconductor elements constituting the power module rises.
【0012】ベース板の反りを、下に凸で、かつ適当な
範囲にするために、ベース板にあらかじめ下に凸の反り
を付けて回路基板と半田付けする方法があるが、その場
合、半田層に半田ボイドが多く発生して熱抵抗の上昇な
どを招く場合がある。また、曲率を付けた治具に挟みな
がらロー付け接合する方法が考えられるが、このように
してベース板に下に凸の反りを付けても、放熱構造体の
放熱ブロックへの固定方法やヒートサイクル条件によっ
ては、ベース板下面が充分に放熱ブロックに圧接されな
くなる場合がある。例えば、特にアルミニウム回路基板
と金属ベース板とのロー付け一体化構造物を用いた場
合、半導体素子(半導体チップともいう)の半田付け工
程で加熱冷却されると、その前後でベース板の反りが大
きく変化する場合があることが見いだされた。このよう
な現象が起きると、半田付け後にベース板下面が平らに
なるようにするには、半田付け前に下に凸な状態にして
おく必要があるが、反り変化量が大きい場合には、初期
の反りを下に大きく凸にしておく必要があり、従って半
田付け工程で加熱された状態では大きく下に凸に反った
状態になっており、半田層の厚さの不均一や半田層中の
ボイド発生の原因になる可能性がある。いずれにしろ、
このような方法では、回路基板の寸法や配置により反り
形状が複雑に変化するため、適当な反り付けが困難な場
合がある。In order to make the warp of the base plate convex downward and to an appropriate range, there is a method in which the base plate is previously convex warped downward and soldered to the circuit board. In some cases, many solder voids are generated in the layer, which may lead to an increase in thermal resistance. A method of brazing while sandwiching it with a jig with a curvature is conceivable, but even if a convex warp is attached to the base plate in this way, the method of fixing the heat dissipation structure to the heat dissipation block or heat Depending on the cycle conditions, the bottom surface of the base plate may not be sufficiently pressed against the heat dissipation block. For example, when a brazing integrated structure of an aluminum circuit board and a metal base plate is used, when the semiconductor element (also referred to as a semiconductor chip) is heated and cooled in the soldering process, the base plate warps before and after that. It has been found that it can change significantly. When such a phenomenon occurs, in order to make the lower surface of the base plate flat after soldering, it is necessary to make it convex downward before soldering, but if the warp variation is large, It is necessary to make the initial warp largely convex downward, and therefore, when heated in the soldering process, it is largely warped downward, resulting in uneven solder layer thickness and in the solder layer. May cause voids to occur. in any case,
In such a method, since the warp shape changes intricately depending on the size and arrangement of the circuit board, it may be difficult to appropriately warp.
【0013】また、放熱構造体を長期にわたるヒートサ
イクルにさらすと、セラミックス基板とベース板との熱
膨張差に起因して反りが繰り返し発生することにより、
ベース板と放熱ブロック間で、放熱グリースの偏りや空
気層の形成が起こる場合がある。前記のセラミックス回
路基板とベース板とが直接に接合した放熱構造体の場合
には、セラミック回路基板とベース板の間に応力緩和層
として働く半田層が存在しないので、従来の半田付けし
た放熱構造体よりも、ヒートサイクル時の反りの繰り返
し変化が大きくなる傾向を示し、前記のグリースの偏り
や空気層形成が起きやすくなる傾向がある。このような
現象は、熱サイクルによって生じる反りの変化が大きい
場合に顕著に生じると予想される。Further, when the heat dissipation structure is exposed to a heat cycle for a long period of time, a warp is repeatedly generated due to a difference in thermal expansion between the ceramic substrate and the base plate.
There is a case where the heat dissipation grease is unevenly distributed or an air layer is formed between the base plate and the heat dissipation block. In the case of the heat dissipation structure in which the ceramic circuit board and the base plate are directly joined to each other, there is no solder layer acting as a stress relaxation layer between the ceramic circuit board and the base plate. However, there is a tendency that the repeated change of the warp during the heat cycle becomes large, and the bias of the grease and the formation of the air layer tend to occur easily. Such a phenomenon is expected to occur remarkably when the change in warpage caused by the thermal cycle is large.
【0014】加えて、セラミック回路基板とベース板と
が直接に接合されても、半導体素子等の発熱性電気部品
は依然としてセラミック回路基板上の回路に半田付けさ
れる。そのため、セラミック回路基板とベース板とが応
力緩和の働きを持つ半田層を介さずに直接接合されたこ
とにより、セラミック基板に加わる応力が従来のパワー
モジュールの場合に比べて大きくなり、セラミック回路
基板と半導体素子の間の半田層に加わる応力もまた大き
くなるため、半田クラックがより発生し易くなる。この
発生応力は、基板とベース板の熱膨張率差が大きいほど
大きくなると考えられるが、熱膨張率のみならず、上記
の熱処理による反り変化量の大小にも影響される。In addition, even if the ceramic circuit board and the base plate are directly joined, the heat-generating electric parts such as semiconductor elements are still soldered to the circuits on the ceramic circuit board. Therefore, since the ceramic circuit board and the base plate are directly bonded to each other without a solder layer having a stress relaxation function, the stress applied to the ceramic board becomes larger than that of the conventional power module, and the ceramic circuit board Since the stress applied to the solder layer between the semiconductor element and the semiconductor element also increases, solder cracks are more likely to occur. It is considered that the generated stress increases as the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate and the base plate increases, but is affected not only by the coefficient of thermal expansion but also by the amount of change in warpage due to the heat treatment.
【0015】これらの問題発生は、モジュール中の半導
体素子等の電気部品や回路から発生する熱の放散性を悪
化させ、半導体素子の温度を上昇させることになり、半
導体素子の誤動作を生じたり寿命を短くする等の現象を
引き起こすので、実用上好ましくない。The occurrence of these problems deteriorates the dissipation of heat generated from electric parts and circuits such as semiconductor elements in the module and raises the temperature of the semiconductor elements, causing malfunction of the semiconductor elements and the life of the semiconductor elements. This causes a phenomenon such as shortening, which is not practically preferable.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであり、パワーモジュールに用い
る放熱構造とその信頼性との関係を明らかにし、高い信
頼性と長期の熱放散性を維持することの出来る構造物を
提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and clarifies the relationship between the heat dissipation structure used in a power module and its reliability, and provides high reliability and long-term heat dissipation. The purpose is to provide a structure that can maintain the property.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記事情
に鑑みて鋭意検討を行い、セラミック回路基板、金属製
ベース板、および金属製枠との組み合わせについて、い
ろいろな構造物を試作し、その信頼性を評価することに
より、特定の構造を有する構造物が、半田付け等の熱履
歴を経てもその反り変化量が少なく、ひいては半田クラ
ック、基板割れが発生しがたく、長期間に渡って熱放散
性に優れることを見出し、本発明に至ったものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have made extensive studies in view of the above circumstances, and have produced various structures as prototypes in combination with a ceramic circuit board, a metal base plate, and a metal frame. , By evaluating its reliability, the structure having a specific structure has a small amount of change in its warp even after undergoing thermal history such as soldering, and consequently, solder cracks and substrate cracks are unlikely to occur, and it is possible to maintain a long period of time. The inventors of the present invention have found that they have excellent heat dissipation properties and have arrived at the present invention.
【0018】即ち、本発明は、開口部を有する金属製枠
と、両面に金属層が設けられたセラミックス基板と、前
記セラミックス基板の一方の金属層上に設けられた金属
製ベース板とからなり、前記セラミックス基板及び/又
は金属製ベース板が前記金属製枠の前記開口部に配置さ
れ、前記金属ベース板を前記金属製枠が固定している構
造物であって、セラミックス基板の熱膨張率と金属製ベ
ース板の熱膨張率の差が6〜23ppmであることを特
徴とする構造物である。That is, the present invention comprises a metal frame having an opening, a ceramics substrate provided with metal layers on both sides, and a metal base plate provided on one metal layer of the ceramics substrate. A structure in which the ceramics substrate and / or the metal base plate is arranged in the opening of the metal frame, and the metal base plate is fixed to the metal frame, the coefficient of thermal expansion of the ceramics substrate And the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal base plate and the metal base plate is 6 to 23 ppm.
【0019】また、本発明は、金属製枠が鉄、アルミニ
ウム、銅、又は鉄、アルミニウム、銅のいずれかを主成
分とする合金からなり、セラミックス基板が、窒化珪素
又は窒化アルミニウムであり、金属ベース板がアルミニ
ウム、銅、又はアルミニウム若しくは銅を主成分とする
合金からなることを特徴とする前記構造物である。更
に、金属ベース板を金属製枠に固定する方法が、圧入、
焼きばめ、又はかしめのいずれかであることを特徴とす
る前記構造物である。In the present invention, the metal frame is made of iron, aluminum, copper or an alloy containing iron, aluminum or copper as a main component, and the ceramic substrate is silicon nitride or aluminum nitride. In the above structure, the base plate is made of aluminum, copper, or an alloy containing aluminum or copper as a main component. Furthermore, the method of fixing the metal base plate to the metal frame is press fitting,
The structure is characterized in that it is either shrink-fitting or caulking.
【0020】また、本発明の好ましい実施態様として、
セラミックス基板の金属製ベース板に面する側の金属層
と、金属製ベース板とがロウ材で接合されてなることを
特徴とする前記構造物であり、セラミックス基板の両面
に設けられた金属層がいずれも高純度アルミニウムから
なり、前記金属層のうち金属製ベース板に面する側の金
属層が、その反対側の金属層と同等以上の厚さであるこ
とを特徴とする前記構造物である。As a preferred embodiment of the present invention,
A metal layer provided on both sides of the ceramic substrate, wherein the metal layer on the side of the ceramic substrate facing the metal base plate and the metal base plate are joined by a brazing material. Are both high-purity aluminum, the metal layer on the side of the metal layer facing the metal base plate, the structure characterized in that it is equal to or more than the thickness of the metal layer on the opposite side. is there.
【0021】更に本発明の好ましい実施態様として、セ
ラミックス基板と金属製ベース板に面する側の金属層と
の接合、また前記金属層と金属製ベース板との接合が、
いずれも、Mg、Ag、Cuのうちの一種以上を含むア
ルミニウム合金からなるロウ材により接合されているこ
とを特徴とする前記構造物である。Further, as a preferred embodiment of the present invention, the joining of the ceramics substrate and the metal layer on the side facing the metal base plate, and the joining of the metal layer and the metal base plate,
All of the above structures are characterized in that they are joined by a brazing material made of an aluminum alloy containing one or more of Mg, Ag and Cu.
【0022】また、本発明は、前記構造物を用い、セラ
ミックス基板上の金属製ベース板に面していない側の金
属層を回路形成し、更に前記回路上に1個以上の半導体
素子を搭載してなることを特徴とするモジュール。Further, according to the present invention, by using the above-mentioned structure, a metal layer on the side of the ceramic substrate which does not face the metal base plate is formed into a circuit, and one or more semiconductor elements are mounted on the circuit. A module characterized by
【0023】更に、本発明は、(1)両面に金属層を有
するセラミックス基板を作製する工程、(2)セラミッ
クス基板のいずれかの金属層上に金属製べース板を設け
ることでベース板一体型セラミックス基板とする工程、
(3)予め前記セラミックス基板及び/又は金属製ベー
ス板を収納し得る大きさの開口部を有する金属製枠を準
備する工程、(4)前記ベース板一体型セラミックス基
板のセラミックス基板及び/又は金属製ベース板を前記
金属製枠の開口部に配置し、金属製枠と金属製ベース板
とを固定し一体化する工程、を含むことを特徴とする構
造物の製造方法である。Further, according to the present invention, (1) a step of producing a ceramic substrate having metal layers on both sides thereof, and (2) a base plate made of metal provided on any of the metal layers of the ceramic substrate. The process of making an integrated ceramics substrate,
(3) A step of preparing a metal frame having an opening having a size capable of accommodating the ceramic substrate and / or the metal base plate in advance, (4) The ceramic substrate and / or metal of the base plate-integrated ceramic substrate A method of manufacturing a structure, comprising the step of disposing a base plate made of metal in the opening of the metal frame and fixing and integrating the metal frame and the metal base plate.
【0024】加えて、本発明は、前記(4)の工程が、
金属製枠を加熱し、金属製枠の開口部内に前記ベース板
一体型セラミックス基板の金属製ベース部分を収納し、
冷却することで、金属製枠ベース板一体型セラミックス
基板の金属ベース板とを固定し一体化する工程、である
ことを特徴とする前記の構造物の製造方法である。In addition, in the present invention, the step (4) is
The metal frame is heated, and the metal base portion of the base plate integrated ceramics substrate is stored in the opening of the metal frame,
The method of manufacturing a structure as described above, which is a step of fixing and integrating the metal frame base plate and the metal base plate of the ceramic substrate integrated with the metal frame base plate by cooling.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】本発明に用いられるセラミック基
板は、必要とされる電気絶縁特性や熱伝導率や機械強度
などの特性を満たしていればどの様なものでも構わない
が、高熱伝導率を有するセラミクスである窒化アルミニ
ウム(AlN)、或いは高い強度と比較的高い熱伝導率
を兼ね備えた窒化ケイ素(Si3N4)がより好適であ
る。特に、ベース板と回路基板を直接ロー付けする場合
には、機械的特性に優れた窒化珪素基板を用いることが
好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ceramic substrate used in the present invention may be of any type as long as it satisfies the required characteristics such as electrical insulation characteristics, thermal conductivity and mechanical strength, but high thermal conductivity. Aluminum nitride (AlN), which is a ceramic having C, or silicon nitride (Si 3 N 4 ) having both high strength and relatively high thermal conductivity is more preferable. In particular, when the base plate and the circuit board are directly brazed, it is preferable to use a silicon nitride substrate having excellent mechanical properties.
【0026】セラミック基板の片面に設けられ、発熱性
電気部品をその一部に搭載される回路となる金属板とし
ては、良導電性の金属であれば何でもかまわないが、安
価で熱伝導率が高い銅やアルミニウムが好ましく用いら
れる。また、前記銅やアルミニウムとしては、熱伝導率
や電気伝導率が高く、応力発生に対して塑性変形能が高
い、高純度のものが好ましい。The metal plate which is provided on one surface of the ceramic substrate and has a heat-generating electric component mounted on a part thereof as a circuit may be any metal having good conductivity, but it is inexpensive and has a high thermal conductivity. High copper and aluminum are preferably used. Further, as the copper or aluminum, those of high purity, which have high thermal conductivity and electrical conductivity and high plastic deformability with respect to stress generation, are preferable.
【0027】本発明に於いて、セラミック基板のベース
板側にベース板と接するように設けられた金属板は、好
ましくは200MPa以下の引っ張り強度と20%以上
の伸びを有する金属、更に好ましくは150MPa以下
の引っ張り強度と30%以上の伸びを有する金属が選ば
れる。即ち、前記金属板の存在は、熱放散性とともにセ
ラミックス基板とベース板との接合力向上を主目的とす
るものであるが、本発明者の実験的検討結果に拠れば、
前記特性を有するものを選択するときに、応力緩和性に
優れ、実使用下で繰り返しの熱履歴を受けても高信頼性
のモジュールが得られ、本発明の効果を一層容易に達成
しやすくなるからである。前記金属板の例としては、ア
ルミニウム、スズ、鉛、亜鉛、バナジウム、イットリウ
ム、カドミウム、カルシウム、インジウム、白金、パラ
ジウム、銀、金、それらの合金等がある。中でも、入手
しやすさ、安価な点から、アルミニウム、亜鉛、スズお
よびそれらの合金等を用いると良い。また、アルミニウ
ム合金の中では、純度99%以上のアルミニウム、JI
S呼称3003、8011等が特に好ましく用いられ
る。In the present invention, the metal plate provided on the base plate side of the ceramic substrate so as to be in contact with the base plate is preferably a metal having a tensile strength of 200 MPa or less and an elongation of 20% or more, more preferably 150 MPa. A metal having the following tensile strength and an elongation of 30% or more is selected. That is, the presence of the metal plate is mainly intended to improve the bonding force between the ceramic substrate and the base plate as well as heat dissipation, but according to the results of the experimental study by the present inventor,
When selecting one having the above-mentioned characteristics, it is possible to obtain a module having excellent stress relaxation property and having high reliability even if it is subjected to repeated thermal history under actual use, and the effect of the present invention is more easily achieved. Because. Examples of the metal plate include aluminum, tin, lead, zinc, vanadium, yttrium, cadmium, calcium, indium, platinum, palladium, silver, gold and alloys thereof. Among them, aluminum, zinc, tin and alloys thereof are preferably used from the viewpoint of easy availability and low cost. Among aluminum alloys, aluminum with a purity of 99% or more, JI
S designations 3003, 8011 and the like are particularly preferably used.
【0028】本発明に於いて、セラミックス基板の両面
に設けられた金属層がいずれも高純度アルミニウムから
なり、特に99.9%以上の純度を持つ高純度アルミニ
ウムが好ましい。これは、前述の通りに高純度アルミニ
ウムが、回路となる金属板の有すべき性質とセラミック
基板のベース板側にベース板と接するように設けられた
金属板の有すべき性質とを併せ持つからである。また、
前記金属層のうち金属製ベース板に面する側の金属層
が、その反対側の金属層と同等以上の厚さであることが
望ましい。これは、ベース板に面する側の金属層がある
厚さを持っていないと、セラミック基板とベース板の熱
膨張率差を緩和するのに充分ではなく、ヒートサイクル
などの長期信頼性が劣ることがあるからである。In the present invention, the metal layers provided on both surfaces of the ceramic substrate are made of high-purity aluminum, and high-purity aluminum having a purity of 99.9% or more is particularly preferable. This is because, as described above, high-purity aluminum has both the properties that a metal plate to be a circuit should have and the properties that a metal plate provided on the base plate side of a ceramic substrate in contact with the base plate should have. Is. Also,
It is desirable that the metal layer of the metal layer on the side facing the metal base plate has a thickness equal to or greater than that of the metal layer on the opposite side. This is not enough to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion between the ceramic substrate and the base plate unless the metal layer on the side facing the base plate has a certain thickness, resulting in poor long-term reliability such as heat cycles. Because there are things.
【0029】本発明に用いるベース板の熱膨張率とセラ
ミックス基板の熱膨張率の差は、6〜23ppmである
ように選択される。熱膨張率差が23ppmより大きな
材料の組み合わせでは、熱膨張率差に起因する応力や反
りが大きくなり、信頼性を損ねるからである。一方、熱
膨張率差が小さい場合は、熱履歴によって反りの変化は
小さく、枠材を用いなくても比較的信頼性を確保しやす
くなり、本発明による必要が無くなること、熱膨張率が
セラミックと大差ない材料、例えばAl−SiC複合材
やCu−Mo複合材等をベース板として用いると、それ
らは金属製ベース板より高価なためコストアップになる
し、金属製枠材よりベース板の方が熱膨張率が小さくな
り、一体化した構造物の信頼性が劣る場合があることか
ら、6〜23ppmのときに本発明の目的を明瞭に達成
できる。The difference between the coefficient of thermal expansion of the base plate and the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate used in the present invention is selected to be 6 to 23 ppm. This is because in a combination of materials having a difference in thermal expansion coefficient of more than 23 ppm, stress and warpage due to the difference in thermal expansion coefficient increase, and reliability is impaired. On the other hand, when the difference in the coefficient of thermal expansion is small, the change in the warpage due to the thermal history is small, and it is relatively easy to ensure reliability without using a frame material, and the need for the present invention is eliminated. If a material such as Al-SiC composite material or Cu-Mo composite material is used as the base plate, the cost is higher than the metal base plate, and the cost is higher than the metal frame material. However, since the coefficient of thermal expansion becomes small and the reliability of the integrated structure may be poor, the object of the present invention can be clearly achieved at 6 to 23 ppm.
【0030】一般に金属の熱膨張率はセラミクスのそれ
より大きく、窒化アルミニウムや窒化珪素は3〜5pp
mであるのに対し、銅やアルミニウムは15〜25pp
m程度であるので、これら材料の組み合わせは本発明に
用いることが出来る。本発明の構造物を用いれば、この
様に大きな熱膨張率差がある材料の組み合わせでも、長
期信頼性が保たれるという点で画期的である。Generally, the coefficient of thermal expansion of metals is larger than that of ceramics, and aluminum nitride and silicon nitride have a coefficient of thermal expansion of 3 to 5 pp.
m is 15 to 25 pp for copper and aluminum
Since it is about m, a combination of these materials can be used in the present invention. The structure of the present invention is epoch-making in that long-term reliability can be maintained even with a combination of materials having such a large difference in coefficient of thermal expansion.
【0031】本発明の構造物は、好ましくは、セラミッ
クス基板の金属製ベース板に面する側の金属層と、金属
製ベース板とがロウ材で接合されているとよい。ロウ付
けは半田付けより接合の信頼性や接合強度が高いからで
ある。更に好ましくは、セラミックス基板と金属製ベー
ス板に面する側の金属層との接合、また前記金属層と金
属製ベース板との接合が、いずれも、Mg、Ag、Cu
のうちの一種以上を含むアルミニウム合金からなるロウ
材により接合されていることが好ましい。このようなロ
ウ材を用いることにより、一層信頼性の高い接合を実現
できる。In the structure of the present invention, preferably, the metal layer on the side of the ceramic substrate facing the metal base plate and the metal base plate are joined with a brazing material. This is because brazing has higher joint reliability and joint strength than soldering. More preferably, the joining of the ceramic substrate and the metal layer on the side facing the metal base plate, and the joining of the metal layer and the metal base plate are made of Mg, Ag, and Cu.
It is preferable that they are joined by a brazing material made of an aluminum alloy containing one or more of the above. By using such a brazing material, more reliable joining can be realized.
【0032】本発明の放熱構造体において、ベース板に
接する金属板の大きさが、該セラミックス回路基板の表
面回路上に搭載する発熱性電気部品の外形よりも片側
(以下同じ)で1mm以上(すなわち両側2mm)大き
いことが好ましい。更に長期の信頼性を必要とする場合
は、2.0mm以上大きいことが望ましい。この要件を
満たすとき、発熱性電気部品からの熱放散が確実に保た
れ易くなり、本発明の目的を一層確実に達成できるから
である。In the heat dissipation structure of the present invention, the size of the metal plate in contact with the base plate is 1 mm or more on one side (hereinafter the same) of the external shape of the heat-generating electric component mounted on the surface circuit of the ceramic circuit board (hereinafter the same). That is, it is preferable that both sides are 2 mm larger. If long-term reliability is required, it is desirable that the size be 2.0 mm or more. This is because when this requirement is satisfied, the heat dissipation from the heat-generating electric component can be easily maintained reliably, and the object of the present invention can be achieved more reliably.
【0033】モジュールに於いては、半導体素子等の発
熱性電気部品で発生した熱の大部分は、セラミック基板
やベース板を通じて外部に逃げていく。その時、熱を放
散する面積を十分大きく取ることが熱の放散性を確保す
るために重要である。特に、ベース板とセラミック回路
基板が半田を介さずに接合された場合、前述したよう
に、熱発生により生じた温度差が原因となる部分的な反
りの発生を促すので、セラミック基板裏面の熱放散のた
めの接触面積を十分確保するために、ベース板と接する
金属板の大きさを発熱素子の外周より1mm以上大きく
取る必要がある。In the module, most of the heat generated in the heat-generating electric parts such as semiconductor elements escapes to the outside through the ceramic substrate and the base plate. At that time, it is important to secure a sufficiently large area to dissipate the heat in order to secure the heat dissipation. In particular, when the base plate and the ceramic circuit board are joined without using solder, as described above, the partial warpage caused by the temperature difference caused by heat generation is promoted. In order to secure a sufficient contact area for radiation, the size of the metal plate in contact with the base plate needs to be larger than the outer circumference of the heating element by 1 mm or more.
【0034】また、ベース板に接する側の金属板の大き
さは、セラミック基板の外形を基準として、−2.0m
m以上大きくすることが好ましい。この理由は、金属板
がセラミック基板より小さすぎると、発熱性電気部品か
らの熱の放散性の確保が難しくなり、発熱性電気部品の
配置に制限が生じたり、接合後のニッケルメッキ工程で
セラミック基板とベース板の間のすきまにメッキ液が残
りやすく不都合が生じる、等の欠点が生じることがある
ためである。尚、金属板の大きさは、セラミックス基板
の外形を基準として、+4.0mm以上大きくないこと
が好ましく、その理由は金属板が大きすぎるとその外周
部に集中する応力により金属板の不規則な変形が起きた
り、ベース板との接合不良が起きることがあるからであ
る。最も好ましくは、セラミック基板の外形を基準とし
て−1.5〜+1.0mmである。The size of the metal plate on the side in contact with the base plate is -2.0 m based on the outer shape of the ceramic substrate.
It is preferable to make it larger than m. The reason for this is that if the metal plate is too smaller than the ceramic substrate, it becomes difficult to secure the heat dissipation from the heat-generating electrical components, the placement of the heat-generating electrical components is limited, or the ceramic is used in the nickel plating process after joining. This is because a plating solution may easily remain in the clearance between the substrate and the base plate, which may cause inconvenience. It should be noted that the size of the metal plate is preferably not larger than +4.0 mm or more with respect to the outer shape of the ceramics substrate, because if the metal plate is too large, the stress concentrated on the outer periphery of the metal plate causes irregularity of the metal plate. This is because deformation may occur, or a joint failure with the base plate may occur. Most preferably, it is -1.5 to +1.0 mm based on the outer shape of the ceramic substrate.
【0035】また、前記したとおりに、回路基板に接合
されるベース板側の金属板の厚さは、回路側の金属板の
厚さより厚い方が好ましい。実用上からは、ベース板側
金属板の厚さを回路側金属板の厚さの1から3倍程度に
することが好ましい。更に好ましくは1.2倍から2.
5倍、更に好ましくは1.4倍から2倍にするとよい。
こうすることにより、半田付け工程などの熱サイクルに
よっても反りの変化の少ない基板とベース板の一体化物
が得られる。Further, as described above, the thickness of the metal plate on the side of the base plate to be joined to the circuit board is preferably thicker than the thickness of the metal plate on the side of the circuit. From the practical point of view, it is preferable that the thickness of the metal plate on the base plate side is about 1 to 3 times the thickness of the metal plate on the circuit side. More preferably 1.2 times to 2.
It is good to set it to 5 times, more preferably 1.4 to 2 times.
By doing so, an integrated product of the substrate and the base plate can be obtained in which the warpage is less likely to change due to a thermal cycle such as a soldering process.
【0036】放熱構造体の熱放散特性に関して、構成材
料のベース板とセラミックス回路基板間の接触面積を充
分に大きくとることは、実使用条件下でその初期から熱
抵抗を下げるためにも重要であるが、同時に長期的な熱
放散性の確保、従って信頼性の観点からも非常に重要で
ある。後者については、例えば、−40℃〜125℃の
ヒートサイクルを長期間継続することによって、その傾
向をとらえることが出来る。Regarding the heat dissipation characteristics of the heat dissipation structure, it is important to make the contact area between the base plate of the constituent material and the ceramics circuit board sufficiently large in order to reduce the thermal resistance from the initial stage under actual use conditions. However, at the same time, it is very important from the perspective of ensuring long-term heat dissipation and therefore reliability. Regarding the latter, for example, the tendency can be grasped by continuing the heat cycle of −40 ° C. to 125 ° C. for a long period of time.
【0037】本発明に用いる金属製枠については、鉄、
アルミニウム、銅、又は鉄、アルミニウム、銅のいずれ
かを主成分とする合金からなることが好ましい。出来る
だけ高い剛性を持った枠材を用いるのが好ましいので、
純金属より合金が望ましく、また、加工硬化が施された
材料が望ましい。コスト面と剛性の面から鉄を枠材に用
いるとよい。Regarding the metal frame used in the present invention, iron,
It is preferably made of aluminum, copper, or an alloy containing iron, aluminum, or copper as a main component. Since it is preferable to use a frame material with as high rigidity as possible,
An alloy is preferable to a pure metal, and a work-hardened material is preferable. Iron is preferably used for the frame material in terms of cost and rigidity.
【0038】本発明の放熱構造物は、上述したとおり
に、特定の構造を採用しているので、繰り返しの熱変動
を受けてもセラミックス基板や半田層でのクラックや割
れの発生がなく、熱放散性が確保され、長期に渡って高
信頼性を呈することができる特徴がある。As described above, the heat dissipation structure of the present invention adopts a specific structure, so that even if it is subjected to repeated heat fluctuations, no cracks or breaks occur in the ceramic substrate or the solder layer, It has the characteristics that the radiation is secured and that it can exhibit high reliability for a long period of time.
【0039】また、本発明は、前記放熱構造物を用い、
前記放熱構造物中のセラミックス基板上の金属製ベース
板に面していない側の金属層を回路形成し、更に前記回
路上に1個以上の半導体素子を搭載してなることを特徴
とするモジュールである。本発明のモジュールは、前記
の特徴を有する放熱構造体を用いていることから、高信
頼性のモジュールであるが、この特性は回路上に1個以
上の半導体素子を搭載したモジュールに於いて顕著であ
る。然るに、半導体素子を搭載したモジュールは、電源
用途に於いて電力制御用に用いられ、この用途に於いて
は極めて過酷な繰り返しの熱変動を受けるからである。
本発明のモジュールは、例えば、自動車を初めとする移
動機器の電源用途の電力制御用のモジュールとして好適
である。尚、本発明のモジュールには、1個の枠に複数
の金属製ベース板、更にその上に複数のセラミックス基
板を有する構造のものも当然含まれる。Further, the present invention uses the heat dissipation structure,
A module characterized in that a circuit is formed in a metal layer on a side of the ceramic substrate in the heat dissipation structure that does not face the metal base plate, and one or more semiconductor elements are mounted on the circuit. Is. The module of the present invention is a highly reliable module because it uses the heat dissipation structure having the characteristics described above, but this characteristic is remarkable in a module in which one or more semiconductor elements are mounted on the circuit. Is. However, a module equipped with a semiconductor element is used for power control in a power source application, and is subject to extremely severe repeated thermal fluctuations in this application.
The module of the present invention is suitable, for example, as a power control module for use as a power source for mobile devices such as automobiles. The module of the present invention naturally includes a module having a plurality of metal base plates in one frame and a plurality of ceramic substrates on the metal base plates.
【0040】次に、本発明の放熱構造物を得る方法につ
いて、本発明の構造物の製造方法を例として説明する。Next, a method of obtaining the heat dissipation structure of the present invention will be described by taking the method of manufacturing the structure of the present invention as an example.
【0041】本発明の構造物は、枠とベース板を一体化
してから、セラミック基板を接合しても良いし、ベース
板にセラミック基板を接合した後、枠と結合しても良
い。また、セラミック基板の両面に設けられた金属層
は、ベース板と接合するときに同時に接合しても良い。In the structure of the present invention, the ceramic substrate may be joined after the frame and the base plate are integrated, or the ceramic substrate may be joined to the base plate and then joined to the frame. Further, the metal layers provided on both sides of the ceramic substrate may be joined at the same time when they are joined to the base plate.
【0042】本発明の構造物の製造方法は、(1)両面
に金属層を有するセラミックス基板を作製する工程、
(2)セラミックス基板のいずれかの金属層上に金属製
べース板を設けることでベース板一体型セラミックス基
板とする工程、(3)予め前記セラミックス基板及び/
又は金属製ベース板を収納し得る大きさの開口部を有す
る金属製枠を準備する工程、(4)前記ベース板一体型
セラミックス基板のセラミックス基板及び/又は金属製
ベース板を前記金属製枠の開口部に配置し、金属製枠と
金属製ベース板とを固定し一体化する工程、を含むこと
を特徴とする構造物の製造方法である。The method of manufacturing a structure of the present invention includes (1) a step of manufacturing a ceramic substrate having metal layers on both sides,
(2) A step of forming a base plate-integrated ceramic substrate by providing a metal base plate on any metal layer of the ceramic substrate, (3) the ceramic substrate and /
Or a step of preparing a metal frame having an opening of a size capable of accommodating a metal base plate, (4) a ceramic substrate of the base plate integrated ceramic substrate and / or a metal base plate of the metal frame. And a step of fixing the metal frame and the metal base plate to integrate them by arranging them in the opening.
【0043】この工程の組み合わせを採用することで、
枠とベース板を一体化してからセラミック基板を接合す
る場合に比べて枠材がさらされる温度が低下するので、
枠材の剛性を高く保つことが出来、本発明の目的の一つ
である、枠材によるベース板の変形を押さえる効果を発
揮することが出来る。By adopting this combination of steps,
Since the temperature to which the frame material is exposed is lower than when the ceramic substrate is joined after the frame and base plate are integrated,
The rigidity of the frame material can be kept high, and the effect of suppressing the deformation of the base plate due to the frame material, which is one of the objects of the present invention, can be exhibited.
【0044】一般にベース板表面はニッケルメッキ膜で
覆われていることが多いが、使用環境で腐食等の問題が
起きなければ必ずしも必要がない。また、ロウ付け前に
ベース板にメッキが必要かどうかは、採用する製造方法
によっても異なる。また、枠材も、必要に応じてメッキ
処理をしても良い。鉄を用いる場合は、クロメート処理
などの防錆処理を行うとよい。In general, the surface of the base plate is often covered with a nickel-plated film, but it is not always necessary unless problems such as corrosion occur in the environment of use. Whether or not the base plate needs to be plated before brazing also depends on the manufacturing method used. Further, the frame material may be plated if necessary. When using iron, it is advisable to carry out anticorrosion treatment such as chromate treatment.
【0045】前記(1)両面に金属層を有するセラミッ
クス基板を作製する工程では、前記セラミックス基板を
作製する方法を特に限定する必要はなく、公知の方法を
用いることが出来る。例えば、金属層がアルミニウムで
ある場合は、銅とゲルマニウムとケイ素からなる群から
選ばれる少なくとも一種以上の元素とマグネシウムとを
含有するアルミニウム合金をロウ材に用いるとよい。特
にJIS呼称2017の箔を、金属板とセラミック基板
の間に挿入し、圧力をかけながら600℃以上に加熱す
ると、信頼性の高い接合が可能である。金属板としてア
ルミニウムより融点の低い金属を用いる場合は、適宜、
低融点ロウ材を用いたり、超音波やプラズマ処理等の表
面反応促進手段を併用して接合することが望ましい。In the step (1) of producing a ceramic substrate having metal layers on both sides, it is not necessary to specifically limit the method of producing the ceramic substrate, and a known method can be used. For example, when the metal layer is aluminum, an aluminum alloy containing magnesium and at least one element selected from the group consisting of copper, germanium, and silicon may be used for the brazing material. Particularly, if a JIS No. 2017 foil is inserted between a metal plate and a ceramic substrate and heated to 600 ° C. or higher while applying pressure, highly reliable bonding is possible. When using a metal having a lower melting point than aluminum as the metal plate, if appropriate,
It is desirable to use a low melting point brazing filler metal or to jointly use a surface reaction promoting means such as ultrasonic wave or plasma treatment.
【0046】前記(2)セラミックス基板のいずれかの
金属層上に金属製べース板を設けることでベース板一体
型セラミックス基板とする工程においては、接合する材
料に応じてロウ材を適宜選択してロウ付けしたり、場合
によってはロウ材を用いず固相拡散接合により接合する
ことができる。好ましくは、前記金属層がアルミニウム
の場合、金属製ベース板との接合が、いずれも、Mg、
Ag、Cuのうちの一種以上を含むアルミニウム合金か
らなるロウ材により接合されているとよい。このような
ロー材を用いることにより、一層信頼性の高い接合を実
現できる。銅とアルミニウムを接合するには、ロウ材を
使用しなくても銅板とアルミニウム板を重ね合わせて、
銅とアルミニウムの共晶温度付近に加熱することにより
接合出来るし、マグネシウムや亜鉛等を含む融点の低い
ロウ材を用いて接合する事もできる。特に融点の低い金
属を接合する場合、固相拡散接合は有用である。In the step (2) in which the metal base plate is provided on any of the metal layers of the ceramic substrate to form the base plate-integrated ceramic substrate, a brazing material is appropriately selected according to the material to be joined. Then, brazing can be performed, or in some cases, solid state diffusion bonding can be used without using a brazing material. Preferably, when the metal layer is aluminum, the bonding with the metal base plate is Mg,
It is preferable that they are joined by a brazing material made of an aluminum alloy containing one or more of Ag and Cu. By using such a brazing material, more reliable bonding can be realized. To join copper and aluminum, you can stack copper and aluminum plates without using brazing material,
Bonding can be performed by heating near the eutectic temperature of copper and aluminum, or bonding can be performed using a brazing material having a low melting point containing magnesium, zinc, or the like. Solid phase diffusion bonding is particularly useful for bonding metals having a low melting point.
【0047】本発明の放熱構造体は、金属板をあらかじ
め接合して得たセラミック回路基板とベース板とを接合
して得ることが出来るが、金属板とセラミック基板とベ
ース板とを一回で接合して作製することもできる。即
ち、所望の形状の凹面とそれに対向する凸面とを一対と
する型の前記凹凸面間に、一主面上に回路となる金属板
を設け、それと反対面に所望の金属板を設けたセラミッ
ク回路基板と、ロウ材を介して、又は介することなく、
ベース板を配置して、治具に固定し、ロウ材の一部を溶
融するように或いは所望の金属板とベース板との表面を
反応させながら、加熱して、セラミック回路基板とベー
ス板とを接合し、本発明で使用する放熱構造体を得る事
もできるし、また、所望の形状の凹面とそれに対向する
凸面とを一対とする型の前記凹凸面間に、回路となる金
属板、ロウ材、セラミック基板、ロウ材、金属板、ロウ
材、ベース板の順に積層し、治具に固定し、ロウ材の一
部を溶融するように或いは所望の金属板とベース板との
表面を反応させながら、加熱して、セラミック回路基板
とベース板とを接合し、本発明で使用する放熱構造体を
得る事もできる。The heat dissipation structure of the present invention can be obtained by joining a ceramic circuit board and a base plate, which are obtained by joining metal plates in advance, but the metal plate, the ceramic substrate and the base plate can be obtained at once. It can also be manufactured by joining. That is, between the concave and convex surfaces of a mold having a concave surface having a desired shape and a convex surface facing the concave surface, a metal plate to be a circuit is provided on one main surface, and a desired metal plate is provided on the opposite surface. With or without the circuit board and the brazing material,
The base plate is arranged and fixed to a jig, and heated so that a part of the brazing material is melted or while the surfaces of the desired metal plate and the base plate are reacted, and the ceramic circuit board and the base plate are heated. , It is also possible to obtain a heat dissipation structure used in the present invention, also between the concave and convex surfaces of a mold having a concave surface of a desired shape and a convex surface facing it, a metal plate to be a circuit, The brazing material, the ceramic substrate, the brazing material, the metal plate, the brazing material, and the base plate are laminated in this order and fixed to a jig so that a part of the brazing material is melted or the surfaces of the desired metal plate and base plate are It is also possible to obtain a heat dissipation structure used in the present invention by heating while reacting to bond the ceramic circuit board and the base plate.
【0048】前記の(3)開口部を有する金属製枠を準
備する工程において、開口部の形成の方法は公知の各種
方法を用いることができる。最も一般的な方法は、金属
板をプレス機と金型を用いて打ち抜く方法である。開口
部の寸法は、ベース板と金属板の熱膨張率差を考慮して
決める必要があり、またベース板と枠の組み立て方法に
よっても異なる。In the step (3) of preparing the metal frame having the opening, various known methods can be used for forming the opening. The most general method is a method of punching a metal plate using a press machine and a die. The size of the opening needs to be determined in consideration of the difference in thermal expansion coefficient between the base plate and the metal plate, and also depends on the method of assembling the base plate and the frame.
【0049】従来のパワーモジュールは、ベース板に設
けられた穴を利用して水冷ブロックや放熱フィンにねじ
で取り付けて使用される。本発明の構造物を用いたパワ
ーモジュールでは、枠に設けた取り付け用穴を利用して
同様にねじで締め付けて使用することができる。このと
き、回路基板が取り付けられたベース板が、水冷ブロッ
クや放熱フィンに密着するよう、十分に押しつける力が
働くような構造とする必要がある。そのため、ベース板
と枠とが相対する面に関して、図3に示すように段差を
設けたり、テーパーをつける等することが好ましい。The conventional power module is used by attaching it to a water cooling block or a heat radiation fin with a screw by using a hole provided in the base plate. In the power module using the structure of the present invention, it is possible to similarly tighten the screws by using the mounting holes provided in the frame. At this time, the base plate to which the circuit board is attached needs to have a structure in which a sufficient pressing force is exerted so that the base plate is in close contact with the water cooling block and the heat radiation fin. Therefore, it is preferable to provide a step or a taper on the surface where the base plate and the frame face each other as shown in FIG.
【0050】前記の(4)の工程では、公知の各種方法
を用いることが出来るが、圧入、焼きばめ、又はかしめ
のいずれかであることが好ましい。圧入とは、ベース板
とほぼ同寸法の開口部を枠材に設け、その開口部にベー
ス板をプレス機などを用いて、押し込む方法である。こ
の時、開口部寸法をベース板より5〜40μm小さくす
ると、ベース板と枠の密着性がよくなり、熱を放散する
のに都合がよいし、信頼性も高くなる。In the step (4), various known methods can be used, but press fitting, shrink fitting, or caulking is preferable. Press-fitting is a method in which an opening having substantially the same size as the base plate is provided in the frame member and the base plate is pushed into the opening using a press or the like. At this time, if the size of the opening is smaller than that of the base plate by 5 to 40 μm, the adhesion between the base plate and the frame is improved, which is convenient for dissipating heat and the reliability is also increased.
【0051】焼きばめとは、ベース板寸法より若干小さ
な開口部を設けた金属製枠を加熱して膨張させ、開口部
を大きくしたところに、金属製ベース板を収納し、冷却
することで、金属製枠とベース材を固定し一体化する方
法である。この方法は、他の方法に比して格別高価な設
備を必要とせず、量産性にも優れる特徴があり、好まし
い。Shrink-fit is a process in which a metal frame provided with an opening slightly smaller than the size of the base plate is heated and expanded, and the metal base plate is stored and cooled in the place where the opening is enlarged. A method of fixing and integrating a metal frame and a base material. This method is preferable because it does not require any expensive equipment and is excellent in mass productivity as compared with other methods.
【0052】かしめとは、枠材またはベース板の一部を
機械的に変形させて突起を作り、それで枠とベース板を
固着させる方法である。かしめて一体化する場合、枠材
の熱膨張率がベース板に比べて大きいと、通常の外周か
しめでは、加熱に伴って枠とベース板の結合力が小さく
なり、問題が生じることがある。この場合は、ベース板
に一個若しくは複数個の穴を開け、そこに枠材に形成し
たボスを挿入し、そのボスを上下からプレス機で押しつ
ぶしてかしめるとよい。このポイント式のかしめ方法
は、枠材とベース板の熱膨張率に差がある場合に適して
いる。枠材とベース板の熱膨張率差による新たな応力発
生を避けるには、開口部内周とベース板外周の間に、加
熱冷却時の寸法変化を吸収する隙間を開ける必要があ
り、そのような場合、ベース板外周でのかしめは信頼性
が劣る。また、かしめる点数が少ない方が、余計な応力
が発生しないので、構造物の信頼性を増すことが出来
る。The crimping is a method of mechanically deforming a part of the frame material or the base plate to form a protrusion, and thereby fixing the frame and the base plate. In the case of caulking and integrating, if the thermal expansion coefficient of the frame material is larger than that of the base plate, the bonding force between the frame and the base plate may be reduced due to heating in normal outer peripheral caulking, which may cause a problem. In this case, one or a plurality of holes may be opened in the base plate, a boss formed in the frame material may be inserted into the hole, and the boss may be crushed from above and below with a pressing machine. This point-type caulking method is suitable when there is a difference in thermal expansion coefficient between the frame material and the base plate. In order to avoid the generation of new stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the frame material and the base plate, it is necessary to provide a gap between the inner circumference of the opening and the outer circumference of the base plate to absorb the dimensional change during heating and cooling. In this case, the caulking on the outer periphery of the base plate is inferior in reliability. Further, the smaller the number of points to be crimped, the more stress is not generated, so that the reliability of the structure can be increased.
【0053】[0053]
【実施例】〔実施例1〕セラミック基板として、レーザ
ーフラッシュ法で測定した熱伝導率が65W/mK、3
点曲げ強さの平均値が720MPaの窒化ケイ素基板
(寸法45×30×0.635mm)を用意した。ま
た、寸法が45×30×0.4mm、純度が99.99
%のアルミニウム板を用意した。前記窒化ケイ素基板の
表裏両面に、JIS呼称2017アルミニウム合金箔を
介して前記アルミニウム板を重ねて、治具にセットし、
加圧しながら、真空中で、アルミニウム板と窒化ケイ素
板とを接合した。接合後、アルミニウム板表面の所望部
分にエッチングレジストをスクリーン印刷して、エッチ
ング処理することによりパターンを形成し、セラミック
回路基板を作製した。Example 1 As a ceramic substrate, the thermal conductivity measured by a laser flash method was 65 W / mK, 3
A silicon nitride substrate (dimensions 45 × 30 × 0.635 mm) having an average point bending strength of 720 MPa was prepared. Also, the dimensions are 45 × 30 × 0.4 mm and the purity is 99.99.
% Aluminum plate was prepared. The aluminum plates are stacked on both sides of the silicon nitride substrate via JIS nominal 2017 aluminum alloy foil, and set on a jig.
The aluminum plate and the silicon nitride plate were bonded together in a vacuum while applying pressure. After the joining, an etching resist was screen-printed on a desired portion of the surface of the aluminum plate, and a pattern was formed by performing an etching treatment to produce a ceramic circuit board.
【0054】次に、ベース板として、寸法55×40×
4mm厚のアルミニウム合金JIS呼称6063材を用
意した。そして、前記セラミック回路基板と前記アルミ
ニウム合金ベース板との間に、JIS呼称2017アル
ミニウム合金箔を置き、各部が図1、図2に示された形
状になるように配置して黒鉛治具にセットした。黒鉛治
具は、凹面を有する板と凸面を有する板を一対として、
前記凹凸面がスパン50mmで100μmのものを用い
た。黒鉛治具で加圧しながら590℃×4minの加熱
条件で接合して、回路基板とベース板の一体化物を得
た。Next, as a base plate, dimensions 55 × 40 ×
A 4 mm thick aluminum alloy JIS No. 6063 material was prepared. Then, a JIS name 2017 aluminum alloy foil is placed between the ceramic circuit board and the aluminum alloy base plate, arranged so that each part has the shape shown in FIGS. 1 and 2, and set on a graphite jig. did. The graphite jig is a pair of a plate having a concave surface and a plate having a convex surface,
The uneven surface had a span of 50 mm and 100 μm. Bonding was performed under a heating condition of 590 ° C. × 4 min while pressing with a graphite jig to obtain an integrated product of the circuit board and the base plate.
【0055】枠材として、厚さ4mmのアルミニウム合
金JIS呼称6063を用意し、前記の一体化物の外形
寸法より20μm小さい開口部を中央付近に設け、外周
部に4つのねじ穴を設けた、外形115×80mmの板
を作成した。この枠に上記の一体化物をプレス機で押し
込み、構造物を得た。An aluminum alloy JIS No. 6063 having a thickness of 4 mm was prepared as a frame material, an opening 20 μm smaller than the external dimensions of the integrated product was provided near the center, and four screw holes were provided in the outer peripheral portion. A plate of 115 × 80 mm was prepared. The above integrated product was pushed into this frame with a press machine to obtain a structure.
【0056】構造物の放熱性の評価のために、回路基板
の所定の位置に10mm角のシリコン半導体素子(以
下、シリコン素子という)を半田付けした。半田付け前
と後に、構造物の裏面のベース板中央を通る長手方向の
形状を輪郭形状測定器で測定し、その差を求めた。その
後、構造物の底面にアルミニウム製放熱ユニットをシリ
コーングリースを介して、四つのネジで締め付けた。こ
のネジで締め付けた状態のモジュールを、−40℃〜1
25℃のヒートサイクル試験を行い、所定のサイクル数
毎に熱抵抗の変化を調べた。熱抵抗は、放熱ユニットを
水冷し、シリコン素子の厚さ方向に定電流を流しなが
ら、シリコン素子の温度とアルミニウム製放熱ユニット
の温度を測定することにより求めた。表1には、半田付
け前後の反り変化量と、熱抵抗が初期値の120%に達
したときのヒートサイクル試験のサイクル数を示した。To evaluate the heat dissipation of the structure, a 10 mm square silicon semiconductor element (hereinafter referred to as a silicon element) was soldered to a predetermined position on the circuit board. Before and after soldering, the shape in the longitudinal direction passing through the center of the base plate on the back surface of the structure was measured with a contour shape measuring instrument, and the difference was obtained. Then, an aluminum heat dissipation unit was fastened to the bottom surface of the structure with four screws via silicone grease. The module tightened with this screw, -40 ℃ ~ 1
A heat cycle test was performed at 25 ° C., and the change in thermal resistance was examined every predetermined number of cycles. The thermal resistance was determined by cooling the heat dissipation unit with water and measuring the temperature of the silicon element and the temperature of the aluminum heat dissipation unit while applying a constant current in the thickness direction of the silicon element. Table 1 shows the amount of change in warpage before and after soldering and the number of cycles in the heat cycle test when the thermal resistance reached 120% of the initial value.
【0057】[0057]
【表1】 [Table 1]
【0058】〔実施例2〕実施例1と同様に作製した鋼
製の枠材を300℃に加熱して膨張させ、その中央の穴
に実施例1と同様に作製した一体化物を素早く押し込ん
だ後冷却し、構造物を作製した。実施例1と同様に評価
し、その結果を表1に示した。Example 2 A steel frame material produced in the same manner as in Example 1 was heated to 300 ° C. to be expanded, and the integrated article produced in the same manner as in Example 1 was quickly pushed into the central hole. After cooling, a structure was produced. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
【0059】〔実施例3〕アルミニウム合金製のベース
板の外周部に段差を設け、その段差を上から押さえるこ
とのできる段差付き枠を鋼材で作製した。また、ベース
板にかしめ用の直径3mmの穴をあけ、ベース板と枠を
組み立てたときにベース板の前記かしめ用穴にはまるよ
うなボスを枠側に設け、これらを組み合わせた後、プレ
ス機と金型を用いてボスを上下からたたいてつぶし、か
しめて構造物を作製した(図3参照)。実施例1と同様
に評価し、その結果を表1に示した。[Example 3] A step was provided on the outer peripheral portion of a base plate made of an aluminum alloy, and a frame with steps capable of pressing the step from above was made of a steel material. In addition, a hole having a diameter of 3 mm for caulking is made in the base plate, and a boss is provided on the frame side so as to fit in the caulking hole of the base plate when the base plate and the frame are assembled. A boss was struck from the top and bottom using a mold and crushed and crimped to produce a structure (see FIG. 3). Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
【0060】〔実施例4〕実施例1において、窒化珪素
板を窒化アルミニウム板に換え、ベース板をニッケルメ
ッキ付き無酸素銅に換え、更に枠材を銅合金CDAN
o.19210相当に換えて、その他は同様にして、構
造物を得た。実施例1と同様に評価し、その結果を表1
に示した。Example 4 In Example 1, the silicon nitride plate was replaced with an aluminum nitride plate, the base plate was replaced with nickel-plated oxygen-free copper, and the frame material was copper alloy CDAN.
o. In place of 19210, a structure was obtained in the same manner as above. Evaluation was carried out in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
It was shown to.
【0061】〔実施例5〕実施例4で、窒化アルミニウ
ム回路基板とベース板を一体化する工程を、ロウ付けで
なく半田付けによって行った以外は、実施例4と同様に
して構造物を得た。実施例1と同様に評価し、その結果
を表1に示した。[Embodiment 5] A structure is obtained in the same manner as in Embodiment 4, except that the step of integrating the aluminum nitride circuit board and the base plate in Embodiment 4 is performed by soldering instead of brazing. It was Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
【0062】〔実施例6〕窒化珪素基板の片面に厚さ
0.4mmの99.99%の高純度アルミニウム板を、
片面に厚さ0.8mmの高純度アルミニウム板を接合
し、回路基板とベース板の接合にAl−Ag−Mg系ロ
ー材を用いた以外は、実施例1と同様にして構造物を作
製した。実施例1と同様に評価し、その結果を表1に示
した。Example 6 A 99.99% high-purity aluminum plate having a thickness of 0.4 mm was formed on one surface of a silicon nitride substrate.
A structure was prepared in the same manner as in Example 1 except that a high-purity aluminum plate having a thickness of 0.8 mm was bonded to one surface and an Al—Ag—Mg-based brazing material was used to bond the circuit board and the base plate. . Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
【0063】〔比較例〕ベース板寸法を115×80m
mとし枠材を用いなかったこと以外は実施例1と同様に
して構造物を作製した。半田付け前後の反りの変化量と
ヒートサイクル試験を行って熱抵抗が初期値の120%
になった回数を表1に示した。[Comparative Example] The size of the base plate is 115 × 80 m.
A structure was produced in the same manner as in Example 1 except that m was used and no frame material was used. The amount of change in warpage before and after soldering and the heat cycle test were performed, and the thermal resistance was 120% of the initial value.
The number of occurrences is shown in Table 1.
【0064】[0064]
【発明の効果】本発明の構造物は、高い信頼性と高い熱
放散性を有する特徴があり、半導体素子の半田付け時に
反りの変化が小さく、反りに起因するパワーモジュール
組み立て工程における問題を解決し、しかもこれを用い
て得られるモジュールは、長期間のヒートサイクルを経
た後にも、高い放熱性を維持する特徴があるので高信頼
性と高い放熱性能の両方が求められる電力制御用のパワ
ーモジュール、ことに自動車や電車等の移動用機器の電
力制御用のパワーモジュールとして好適に用いることが
でき、産業上有用である。The structure of the present invention is characterized by high reliability and high heat dissipation, and has a small change in warpage during soldering of semiconductor elements, and solves the problems in the power module assembly process due to the warpage. In addition, the module obtained using this has the characteristic of maintaining high heat dissipation even after a long-term heat cycle, so a power module for power control that requires both high reliability and high heat dissipation performance. In particular, it can be suitably used as a power module for power control of mobile equipment such as automobiles and trains, and is industrially useful.
【図1】本発明の構造物の一例の平面図。FIG. 1 is a plan view of an example of a structure of the present invention.
【図2】本発明の構造物の一例の断面図。FIG. 2 is a sectional view of an example of a structure of the present invention.
【図3】本発明の実施例3に係る構造物の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a structure according to a third embodiment of the present invention.
1 (金属製)ベース板 2 セラミック回路基板 3 セラミック基板 4 金属板(回路) 5 金属板 6 接合層 7 半田層 8 半導体素子 9 ネジ穴 10 (金属製)枠 11 開口部 12 かしめ用穴 13 ボス 14 段差 1 (Metal) base plate 2 Ceramic circuit board 3 Ceramic substrate 4 Metal plate (circuit) 5 metal plates 6 Bonding layer 7 Solder layer 8 Semiconductor elements 9 screw holes 10 (Metal) frame 11 openings 12 Caulking hole 13 Boss 14 steps
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 拓也 東京都町田市旭町三丁目5番1号 電気化 学工業株式会社中央研究所内 Fターム(参考) 5F036 AA01 BB08 BC06 BD01 BD03 BD14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Takuya Okada 3-5 Asahi-cho, Machida-shi, Tokyo Electrification Gakkou Central Research Institute F term (reference) 5F036 AA01 BB08 BC06 BD01 BD03 BD14
Claims (9)
が設けられたセラミックス基板と、前記セラミックス基
板の一方の金属層側に設けられた金属製ベース板とから
なり、前記セラミックス基板及び/又は金属製ベース板
が前記金属製枠の前記開口部に配置され、前記金属ベー
ス板を前記金属製枠が固定している構造物であって、セ
ラミックス基板の熱膨張率と金属製ベース板の熱膨張率
の差が6〜23ppmであることを特徴とする構造物。1. A ceramic substrate comprising a metal frame having an opening, a ceramic substrate having metal layers on both sides thereof, and a metal base plate provided on one metal layer side of the ceramic substrate. And / or a structure in which a metal base plate is arranged in the opening of the metal frame, and the metal base plate is fixed to the metal frame, wherein the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate and the metal base. A structure characterized in that the difference in the coefficient of thermal expansion of the plates is 6 to 23 ppm.
鉄、アルミニウム、銅のいずれかを主成分とする合金か
らなり、セラミックス基板が、窒化珪素又は窒化アルミ
ニウムであり、金属製ベース板がアルミニウム、銅、又
はアルミニウム若しくは銅を主成分とする合金からなる
ことを特徴とする請求項1記載の構造物。2. The metal frame is made of iron, aluminum, copper, or an alloy containing iron, aluminum, or copper as a main component, the ceramic substrate is silicon nitride or aluminum nitride, and the metal base plate is The structure according to claim 1, comprising aluminum, copper, or an alloy containing aluminum or copper as a main component.
が、圧入、焼きばめ、又はかしめのいずれかであること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の構造物。3. The structure according to claim 1, wherein the method of fixing the metal base plate to the metal frame is any of press fitting, shrink fitting, and caulking.
る側の金属層と、金属製ベース板とがロウ材で接合され
てなることを特徴とする請求項1、請求項2、又は請求
項3記載の構造物。4. The metal layer on the side of the ceramic substrate facing the metal base plate and the metal base plate are joined by a brazing material, claim 1, or claim 2. The structure according to 3.
層がいずれも高純度アルミニウムからなり、前記金属層
のうち金属製ベース板に面する側の金属層が、その反対
側の金属層と同等以上の厚さであることを特徴とする請
求項1、請求項2、請求項3、又は請求項4記載の構造
物。5. The metal layers provided on both sides of the ceramic substrate are made of high-purity aluminum, and the metal layer of the metal layer facing the metal base plate is equivalent to the metal layer on the opposite side. The structure according to claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4 having the above thickness.
る側の金属層との接合、また前記金属層と金属製ベース
板との接合が、いずれも、Mg、Ag、Cuのうちの一
種以上を含むアルミニウム合金からなるロウ材により接
合されていることを特徴とする請求項4又は請求項5記
載の構造物。6. The bonding of the ceramics substrate and the metal layer on the side facing the metal base plate, and the bonding of the metal layer and the metal base plate are all one or more of Mg, Ag and Cu. The structure according to claim 4 or 5, wherein the structure is joined by a brazing material made of an aluminum alloy containing a.
4、請求項5又は請求項6記載の構造物を用い、セラミ
ックス基板上の金属製ベース板に面していない側の金属
層を回路形成し、更に前記回路上に1個以上の半導体素
子を搭載してなることを特徴とするモジュール。7. The structure according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5 or claim 6 is used, which is located on the side not facing the metal base plate on the ceramic substrate. A module, wherein a metal layer is formed into a circuit, and one or more semiconductor elements are mounted on the circuit.
基板を作製する工程、(2)セラミックス基板のいずれ
かの金属層上に金属製べース板を設けることでベース板
一体型セラミックス基板とする工程、(3)予め前記セ
ラミックス基板及び/又は金属製ベース板を収納し得る
大きさの開口部を有する金属製枠を準備する工程、
(4)前記ベース板一体型セラミックス基板のセラミッ
クス基板及び/又は金属製ベース板を前記金属製枠の開
口部に配置し、金属製枠と金属製ベース板とを固定し一
体化する工程、を含むことを特徴とする構造物の製造方
法。8. A base plate-integrated ceramics substrate comprising: (1) a step of producing a ceramics substrate having metal layers on both sides thereof; and (2) a metal base plate provided on one of the metal layers of the ceramics substrate. And (3) preparing a metal frame having an opening having a size capable of accommodating the ceramic substrate and / or the metal base plate in advance,
(4) a step of arranging the ceramic substrate of the base plate-integrated ceramic substrate and / or the metal base plate in the opening of the metal frame, and fixing and integrating the metal frame and the metal base plate. A method of manufacturing a structure, comprising:
属製枠の開口部内に前記ベース板一体型セラミックス基
板の金属製ベース部分を収納し、冷却することで、金属
製枠ベース板一体型セラミックス基板の金属ベース板と
を固定し一体化する工程、であることを特徴とする請求
項8記載の構造物の製造方法。9. In the step (4), the metal frame is heated, the metal base portion of the base plate-integrated ceramics substrate is stored in the opening of the metal frame, and the metal frame is cooled. 9. The method for manufacturing a structure according to claim 8, which is a step of fixing and integrating the frame base plate and the metal base plate of the ceramic substrate.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008172192A (en) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Taida Electronic Ind Co Ltd | Heat dissipating device and method of manufacturing heat dissipating base |
JP2008198908A (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Mitsubishi Materials Corp | Substrate for power module with heat sink and power module |
JP2014060216A (en) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Mitsubishi Materials Corp | Substrate for power module with heat sink, power module with heat sink and manufacturing method of substrate for power module with heat sink |
EP2830403A4 (en) * | 2012-03-19 | 2015-11-11 | Nippon Light Metal Co | Method for manufacturing substrate with integrated radiator, and substrate with integrated radiator |
JP2017112277A (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | 三菱マテリアル株式会社 | Bonded body, substrate for power module with cooler, method of manufacturing substrate for power module with cooler |
JP2017168568A (en) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 三菱マテリアル株式会社 | Method for manufacturing conjugant and method for manufacturing power module substrate |
CN110999544A (en) * | 2017-08-04 | 2020-04-10 | 电化株式会社 | Ceramic circuit board |
-
2002
- 2002-03-04 JP JP2002057018A patent/JP2003258167A/en active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008172192A (en) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Taida Electronic Ind Co Ltd | Heat dissipating device and method of manufacturing heat dissipating base |
JP2008198908A (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Mitsubishi Materials Corp | Substrate for power module with heat sink and power module |
EP2830403A4 (en) * | 2012-03-19 | 2015-11-11 | Nippon Light Metal Co | Method for manufacturing substrate with integrated radiator, and substrate with integrated radiator |
US9474146B2 (en) | 2012-03-19 | 2016-10-18 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Manufacturing method of radiator-integrated substrate and radiator-integrated substrate |
JP2014060216A (en) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Mitsubishi Materials Corp | Substrate for power module with heat sink, power module with heat sink and manufacturing method of substrate for power module with heat sink |
JP2017112277A (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | 三菱マテリアル株式会社 | Bonded body, substrate for power module with cooler, method of manufacturing substrate for power module with cooler |
JP2017168568A (en) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 三菱マテリアル株式会社 | Method for manufacturing conjugant and method for manufacturing power module substrate |
CN110999544A (en) * | 2017-08-04 | 2020-04-10 | 电化株式会社 | Ceramic circuit board |
CN110999544B (en) * | 2017-08-04 | 2024-06-07 | 电化株式会社 | Ceramic circuit board |
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