JP2011014671A - Metal-ceramic circuit board with terminal, and method of manufacturing the same - Google Patents

Metal-ceramic circuit board with terminal, and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2011014671A
JP2011014671A JP2009156684A JP2009156684A JP2011014671A JP 2011014671 A JP2011014671 A JP 2011014671A JP 2009156684 A JP2009156684 A JP 2009156684A JP 2009156684 A JP2009156684 A JP 2009156684A JP 2011014671 A JP2011014671 A JP 2011014671A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
circuit board
terminal
ceramic
mold
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
Application number
JP2009156684A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5214546B2 (en
Inventor
Satoru Ideguchi
悟 井手口
Takayuki Takahashi
貴幸 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dowa Metaltech Co Ltd
Original Assignee
Dowa Metaltech Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dowa Metaltech Co Ltd filed Critical Dowa Metaltech Co Ltd
Priority to JP2009156684A priority Critical patent/JP5214546B2/en
Publication of JP2011014671A publication Critical patent/JP2011014671A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5214546B2 publication Critical patent/JP5214546B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and high-reliable metal-ceramic circuit board with a terminal in which the terminal is attached to the metal-ceramic circuit board without using solder, and to provide a method of manufacturing the metal-ceramic circuit board with the terminal.SOLUTION: A ceramic board is arranged in a ceramic board holding recess 22c. By cooling a first metal melt for solidification after pouring it into molds 22 and 24 so as to be in contact with both sides of the ceramic board, a metal circuit board is formed in a metal circuit board forming recess 24c, and one surface of the metal circuit board is directly joined to one surface of the ceramic board. At the same time, a metal base board is formed in a metal base board forming recess 22d and is directly joined to the other surface of the ceramic board. Thereafter, by cooling a second metal melt for solidification after pouring it so as to be in contact with the other surface of the metal circuit board in the mold, a terminal made of a second metal is formed in a terminal forming recess 24d and is directly joined to the other surface of the metal circuit board.

Description

本発明は、端子付き金属−セラミックス回路基板およびその製造方法に関し、特に、セラミックス基板に接合した金属回路基板に端子が取り付けられた端子付き金属−セラミックス回路基板に関する。   The present invention relates to a metal-ceramic circuit board with a terminal and a method for manufacturing the same, and more particularly to a metal-ceramic circuit board with a terminal in which a terminal is attached to a metal circuit board bonded to a ceramic substrate.

近年、電気自動車や工作機械などの大電流を制御する高信頼性パワーモジュール用の絶縁基板として、金属回路板がセラミックス基板に直接接合した金属−セラミックス回路基板が使用されている。このような金属−セラミックス回路基板は、例えば、所謂溶湯接合法では、鋳型内にセラミックス基板を設置した後、このセラミックス基板に接触するように金属溶湯を鋳型内に注湯し、冷却して溶湯を固化させることにより、セラミックス基板に金属回路板を直接接合することによって製造されている(例えば、特許文献1〜2参照)。このような金属−セラミックス回路基板を使用してパワーモジュールを製造する際には、金属−セラミックス回路基板の金属回路板上に、電極として銅などからなる端子が半田付けされている。   In recent years, a metal-ceramic circuit board in which a metal circuit board is directly bonded to a ceramic board has been used as an insulating board for a high-reliability power module that controls a large current of an electric vehicle or a machine tool. In such a metal-ceramic circuit board, for example, in the so-called molten metal bonding method, after a ceramic substrate is placed in a mold, the molten metal is poured into the mold so as to come into contact with the ceramic substrate, and then cooled to melt the molten metal. Is produced by directly joining a metal circuit board to a ceramic substrate (see, for example, Patent Documents 1 and 2). When a power module is manufactured using such a metal-ceramic circuit board, a terminal made of copper or the like is soldered on the metal circuit board of the metal-ceramic circuit board.

特開2002−76551号公報(段落番号0015)JP 2002-76551 A (paragraph number 0015) 特開2005−103560号公報(段落番号0008−0009)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-103560 (paragraph numbers 0008-0009)

しかし、金属−セラミックス回路基板の金属回路板上に端子を半田付けすると、端子が半田付けされた金属回路板の下の部分に大きな応力が生じて、セラミックス基板にクラックが生じるおそれがあり、金属−セラミックス回路基板の信頼性が低下するという問題がある。特に、金属−セラミックス回路基板の金属回路板がNiめっきを施したアルミニウム回路板の場合、このアルミニウム回路板に銅端子を半田付けすると、半田がNiめっきに浸食してNiめっきが剥がれて、金属−セラミックス回路基板の信頼性が低下するという問題がある。また、金属−セラミックス回路基板の金属回路板上に端子を半田付けするためには、半田材料や半田付けのコストが必要になり、製造コストが高くなる。   However, when a terminal is soldered onto a metal circuit board of a metal-ceramic circuit board, a large stress is generated in a lower portion of the metal circuit board to which the terminal is soldered, and there is a possibility that a crack may occur in the ceramic board. -There exists a problem that the reliability of a ceramic circuit board falls. In particular, when the metal circuit board of the metal-ceramic circuit board is an aluminum circuit board on which Ni plating is applied, when the copper terminal is soldered to the aluminum circuit board, the solder is eroded by the Ni plating and the Ni plating is peeled off. -There exists a problem that the reliability of a ceramic circuit board falls. Further, in order to solder the terminals on the metal circuit board of the metal-ceramic circuit board, a solder material and a soldering cost are required, and a manufacturing cost is increased.

また、近年、環境上の問題から半田のPbフリー化が望まれており、金属−セラミックス回路基板の金属回路板上に端子を半田付けする場合にも、Pbフリーの半田を使用するのが望ましい。しかし、高温半田を使用して半田付けしなければならない場合には、従来の高温半田と同等以上の特性を有するPbフリーの半田の代替材料が開発されていないため、Pbフリー化が困難である。   In recent years, it has been desired to make solder Pb-free due to environmental problems, and it is also desirable to use Pb-free solder when soldering terminals onto a metal circuit board of a metal-ceramic circuit board. . However, when soldering must be performed using high-temperature solder, an alternative material for Pb-free solder having characteristics equal to or higher than that of conventional high-temperature solder has not been developed, and thus it is difficult to make Pb-free. .

したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、半田を使用しないで金属−セラミックス回路基板に端子が取り付けられた安価且つ高信頼性の端子付き金属−セラミックス回路基板およびその製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, in view of such a conventional problem, the present invention provides an inexpensive and highly reliable metal-ceramic circuit board with a terminal in which terminals are attached to a metal-ceramic circuit board without using solder, and a method for manufacturing the same. The purpose is to provide.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、鋳型内において金属回路板を形成してセラミックス基板に直接接合させた後に、その鋳型内において端子を形成して金属回路板に直接接合することにより、あるいは、鋳型内において金属回路板を形成してセラミックス基板に直接接合させる際に、端子を金属回路板に直接接合することにより、半田を使用しないで金属−セラミックス回路基板に端子が取り付けられた安価且つ高信頼性の端子付き金属−セラミックス回路基板を製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have formed a metal circuit board in a mold and directly bonded it to a ceramic substrate, and then formed terminals in the mold to form a metal circuit board. By directly joining, or when forming a metal circuit board in a mold and joining it directly to a ceramic substrate, the terminals are directly joined to the metal circuit board, so that the metal-ceramic circuit board can be used without using solder. It has been found that an inexpensive and highly reliable metal-ceramic circuit board with a terminal to which a terminal is attached can be manufactured, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明による端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法は、鋳型内にセラミックス基板を配置させ、この鋳型内のセラミックス基板の一方の面に接触するように第1の金属の溶湯を注湯した後にその第1の金属の溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板の一方の面に金属回路板を形成してその金属回路板の一方の面を直接接合させ、その後、鋳型内の金属回路板の他方の面に接触するように第2の金属の溶湯を注湯した後にその第2の金属の溶湯を冷却して固化させることにより、金属回路板の他方の面に第2の金属からなる端子を形成して直接接合させることを特徴とする。   That is, in the method for manufacturing a metal-ceramic circuit board with terminals according to the present invention, a ceramic substrate is placed in a mold, and a molten metal of the first metal is poured so as to contact one surface of the ceramic substrate in the mold. After that, the molten metal of the first metal is cooled and solidified to form a metal circuit board on one surface of the ceramic substrate and to directly join one surface of the metal circuit board. After pouring the second metal melt so as to contact the other surface of the metal circuit board, the second metal melt is cooled and solidified, whereby the second surface of the metal circuit board is placed on the other surface. A metal terminal is formed and directly bonded.

また、本発明による端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法は、鋳型内にセラミックス基板を配置させ、この鋳型内のセラミックス基板の両面に接触するように第1の金属の溶湯を注湯した後にその第1の金属の溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板の一方の面に金属回路板を形成してその金属回路板の一方の面を直接接合させるとともに、セラミックス基板の他方の面に金属部材を形成してその金属部材を直接接合させ、その後、鋳型内の金属回路板の他方の面に接触するように第2の金属の溶湯を注湯した後にその第2の金属の溶湯を冷却して固化させることにより、金属回路板の他方の面に第2の金属からなる端子を形成して直接接合させることを特徴とする。   Also, the method of manufacturing a metal-ceramic circuit board with terminals according to the present invention includes disposing a ceramic substrate in a mold and pouring a first metal melt so as to contact both surfaces of the ceramic substrate in the mold. By cooling and solidifying the molten metal of the first metal, a metal circuit board is formed on one surface of the ceramic substrate, and one surface of the metal circuit plate is directly bonded to the other surface of the ceramic substrate. A metal member is formed on the metal member, the metal member is directly joined, and after that, a second metal melt is poured so as to contact the other surface of the metal circuit board in the mold, and then the second metal melt By cooling and solidifying, a terminal made of the second metal is formed on the other surface of the metal circuit board and directly bonded.

上記の端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法において、第1の金属湯がアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯であるのが好ましい。また、第2の金属が、第1の金属より融点が低い金属であるのが好ましく、第1の金属より融点が低いアルミニウムまたはアルミニウム合金であるのが好ましい。   In the above method for producing a metal-ceramic circuit board with a terminal, the first metal hot water is preferably a molten aluminum or aluminum alloy. The second metal is preferably a metal having a melting point lower than that of the first metal, and is preferably aluminum or an aluminum alloy having a melting point lower than that of the first metal.

また、本発明による端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法は、鋳型内にセラミックス基板と端子を(好ましくは離間して)配置させ、この鋳型内のセラミックス基板の一方の面と端子に接触するように金属溶湯を注湯した後にその金属溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板の一方の面に金属回路板を形成してその金属回路板の一方の面を直接接合させるとともに、その金属回路板(好ましくはその他方の面)に端子を直接接合させることを特徴とする。   In addition, the method for manufacturing a metal-ceramic circuit board with a terminal according to the present invention places a ceramic substrate and a terminal (preferably apart from each other) in a mold and makes contact with one surface of the ceramic substrate in the mold and the terminal. After pouring the molten metal in this way, the molten metal is cooled and solidified to form a metal circuit board on one surface of the ceramic substrate and directly bond one surface of the metal circuit board, A terminal is directly joined to a metal circuit board (preferably the other surface).

さらに、本発明による端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法は、鋳型内にセラミックス基板と端子を(好ましくは離間して)配置させ、この鋳型内のセラミックス基板の両面と端子に接触するように金属溶湯を注湯した後にその金属溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板の一方の面に金属回路板を形成してその金属回路板の一方の面を直接接合させ、セラミックス基板の他方の面に金属部材を形成してその金属部材を直接接合させるとともに、その金属回路板(好ましくはその他方の面)に端子を直接接合させることを特徴とする。   Furthermore, in the method for manufacturing a metal-ceramic circuit board with a terminal according to the present invention, the ceramic substrate and the terminal are arranged (preferably separated from each other) in the mold, and the both sides of the ceramic substrate in the mold are in contact with the terminal. After pouring the molten metal, the molten metal is cooled and solidified to form a metal circuit board on one surface of the ceramic substrate and directly bond one surface of the metal circuit board to the other surface of the ceramic substrate. A metal member is formed on this surface and the metal member is directly bonded, and a terminal is directly bonded to the metal circuit board (preferably the other surface).

上記の端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法において、金属溶湯がアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯であるのが好ましく、端子が金属溶湯の融点より高い融点の金属からなるのが好ましい。   In the method for producing a metal-ceramic circuit board with a terminal, the molten metal is preferably a molten aluminum or an aluminum alloy, and the terminal is preferably made of a metal having a melting point higher than that of the molten metal.

また、本発明による端子付き金属−セラミックス回路基板は、セラミックス基板の一方の面に金属回路板の一方の面が直接接合し、この金属回路板(好ましくはその他方の面)に端子が直接接合していることを特徴とする。   Further, in the metal-ceramic circuit board with a terminal according to the present invention, one surface of the metal circuit board is directly bonded to one surface of the ceramic substrate, and the terminal is directly bonded to the metal circuit board (preferably the other surface). It is characterized by that.

この端子付き金属−セラミックス回路基板において、金属回路板がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるのが好ましい。また、端子は、半田を使用することなく金属回路板(好ましくはその他方の面)に接合することができ、金属回路板より高い強度の金属からなるのが好ましい。また、金属回路板を形成してセラミックス基板に直接接合させた後に端子を形成して金属回路板に直接接合する場合には、端子が金属回路板より低い融点の金属からなるのが好ましく、金属回路板を形成してセラミックス基板に直接接合させる際に端子を金属回路板に直接接合させる場合には、端子が金属回路板より高い融点の金属からなるのが好ましい。   In this metal-ceramic circuit board with terminals, the metal circuit board is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. The terminal can be bonded to a metal circuit board (preferably the other surface) without using solder, and is preferably made of a metal having higher strength than the metal circuit board. In addition, when the terminal is formed after the metal circuit board is formed and directly bonded to the ceramic substrate, the terminal is preferably made of a metal having a melting point lower than that of the metal circuit board. When the terminal is directly bonded to the metal circuit board when the circuit board is formed and directly bonded to the ceramic substrate, the terminal is preferably made of a metal having a melting point higher than that of the metal circuit board.

上記の端子付き金属−セラミックス回路基板において、セラミックス基板の他方の面に、金属回路板と同一のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属部材が直接接合しているのが好ましい。   In the metal-ceramic circuit board with terminals described above, it is preferable that a metal member made of the same aluminum or aluminum alloy as the metal circuit board is directly bonded to the other surface of the ceramic board.

本発明によれば、半田を使用しないで金属−セラミックス回路基板に端子が取り付けられた安価且つ高信頼性の端子付き金属−セラミックス回路基板を製造することができる。   According to the present invention, it is possible to manufacture an inexpensive and highly reliable metal-ceramic circuit board with terminals in which terminals are attached to a metal-ceramic circuit board without using solder.

本発明による端子付き金属−セラミックス回路基板の第1の実施の形態の斜視図である。It is a perspective view of 1st Embodiment of the metal-ceramics circuit board with a terminal by this invention. 図1Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の平面図である。It is a top view of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 1A. 図1BのIC−IC線断面図である。It is IC-IC sectional view taken on the line of FIG. 1B. 図1Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の製造に使用する鋳型の斜視図である。It is a perspective view of the casting_mold | template used for manufacture of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 1A. 図1Dの鋳型の平面図である。1D is a plan view of the mold of FIG. 1D. FIG. 図1EのIF−IF線断面図である。It is IF-IF sectional view taken on the line of FIG. 1E. 図1Dの鋳型の下側鋳型部材の平面図である。1D is a plan view of a lower mold member of the mold of FIG. 1D. FIG. 図1Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の第1の変形例の斜視図である。It is a perspective view of the 1st modification of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 1A. 図2Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の平面図である。It is a top view of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 2A. 図2BのIIC−IIC線断面図である。It is the IIC-IIC sectional view taken on the line of FIG. 2B. 図2Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の製造に使用する鋳型の斜視図である。It is a perspective view of the casting_mold | template used for manufacture of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 2A. 図2Dの鋳型の平面図である。It is a top view of the casting_mold | template of FIG. 2D. 図2EのIIF−IIF線断面図である。It is the IIF-IIF sectional view taken on the line of FIG. 2E. 図2Dの鋳型の下側鋳型部材の平面図である。It is a top view of the lower mold member of the mold of FIG. 2D. 図1Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の第2の変形例の斜視図である。It is a perspective view of the 2nd modification of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 1A. 図3Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の平面図である。It is a top view of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 3A. 図3BのIIIC−IIIC線断面図である。It is the IIIC-IIIC sectional view taken on the line of FIG. 3B. 図3Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の製造に使用する鋳型の斜視図である。It is a perspective view of the casting_mold | template used for manufacture of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 3A. 図3Dの鋳型の平面図である。It is a top view of the casting_mold | template of FIG. 3D. 図3EのIIIF−IIIF線断面図である。It is the IIIF-IIIF sectional view taken on the line of FIG. 3E. 図3Dの鋳型の下側鋳型部材の平面図である。It is a top view of the lower mold member of the mold of FIG. 3D. 本発明による端子付き金属−セラミックス回路基板の第2の実施の形態の斜視図である。It is a perspective view of 2nd Embodiment of the metal-ceramics circuit board with a terminal by this invention. 図4Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の平面図である。It is a top view of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 4A. 図4BのIVC−IVC線断面図である。It is the IVC-IVC sectional view taken on the line of FIG. 4B. 図4Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の製造に使用する鋳型の斜視図である。It is a perspective view of the casting_mold | template used for manufacture of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 4A. 図4Dの鋳型の平面図である。It is a top view of the casting_mold | template of FIG. 4D. 図4EのIVF−IVF線断面図である。It is the IVF-IVF sectional view taken on the line of FIG. 4E. 図4Dの鋳型の下側鋳型部材の平面図である。FIG. 4D is a plan view of the lower mold member of the mold of FIG. 4D. 図4Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の第1の変形例の斜視図である。It is a perspective view of the 1st modification of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 4A. 図5Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の平面図である。It is a top view of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 5A. 図5BのVC−VC線断面図である。It is the VC-VC sectional view taken on the line of FIG. 5B. 図5Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の製造に使用する鋳型の斜視図である。It is a perspective view of the casting_mold | template used for manufacture of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 5A. 図5Dの鋳型の平面図である。It is a top view of the casting_mold | template of FIG. 5D. 図5EのVF−VF線断面図である。It is the VF-VF sectional view taken on the line of FIG. 5E. 図5Dの鋳型の下側鋳型部材の平面図である。5D is a plan view of the lower mold member of the mold of FIG. 5D. FIG. 図4Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の第2の変形例の斜視図である。It is a perspective view of the 2nd modification of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 4A. 図6Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の平面図である。It is a top view of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 6A. 図6BのVIC−VIC線断面図である。It is the VIC-VIC sectional view taken on the line of FIG. 6B. 図6Aの端子付き金属−セラミックス回路基板の製造に使用する鋳型の斜視図である。It is a perspective view of the casting_mold | template used for manufacture of the metal-ceramics circuit board with a terminal of FIG. 6A. 図6Dの鋳型の平面図である。It is a top view of the casting_mold | template of FIG. 6D. 図6EのVIF−VIF線断面図である。It is the VIF-VIF sectional view taken on the line of FIG. 6E. 図6Dの鋳型の下側鋳型部材の平面図である。FIG. 6D is a plan view of the lower mold member of the mold of FIG. 6D.

以下、添付図面を参照して、本発明による端子付き金属−セラミックス回路基板およびその製造方法の実施の形態について説明する。   Embodiments of a metal-ceramic circuit board with a terminal and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[第1の実施の形態]
図1A〜図1Cは、本発明による端子付き金属−セラミックス回路基板の第1の実施の形態を示し、図1D〜図1Gは、その端子付き金属−セラミックス回路基板を製造するための鋳型を示している。
[First Embodiment]
1A to 1C show a first embodiment of a metal-ceramic circuit board with a terminal according to the present invention, and FIGS. 1D to 1G show a mold for manufacturing the metal-ceramic circuit board with a terminal. ing.

図1A〜図1Cに示すように、本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板は、セラミックス基板10と、このセラミックス基板10の一方の面に直接接合した放熱用金属ベース板12と、セラミックス基板10の他方の面に直接接合した金属回路板14と、この金属回路板14に直接接合した端子16とから構成されている。本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板の端子16は、金属回路板14より高い強度の金属からなり、金属回路板14の上面の長手方向一端部から垂直方向上方に延びる略四角柱の形状を有する。   As shown in FIGS. 1A to 1C, the metal-ceramic circuit board with terminals of the present embodiment includes a ceramic substrate 10, a heat-dissipating metal base plate 12 directly bonded to one surface of the ceramic substrate 10, and ceramics. The metal circuit board 14 is directly bonded to the other surface of the substrate 10 and the terminals 16 are directly bonded to the metal circuit board 14. The terminal 16 of the metal-ceramic circuit board with a terminal according to the present embodiment is made of a metal having a higher strength than the metal circuit board 14, and is a substantially square pillar extending vertically upward from one longitudinal end of the upper surface of the metal circuit board 14. Has a shape.

セラミックス基板10と放熱用金属ベース板12との間、セラミックス基板10と金属回路板14との間、金属回路板14と端子16との間の直接接合は、所謂溶湯接合法によって行うことができ、例えば、図1D〜図1Gに示すような下側鋳型部材22と上側鋳型部材24とからなる鋳型20に金属溶湯を流し込んで冷却することによって行われる。   Direct bonding between the ceramic substrate 10 and the heat radiating metal base plate 12, between the ceramic substrate 10 and the metal circuit board 14, and between the metal circuit board 14 and the terminal 16 can be performed by a so-called melt bonding method. For example, it is performed by pouring a molten metal into a mold 20 composed of a lower mold member 22 and an upper mold member 24 as shown in FIGS. 1D to 1G and cooling it.

下側鋳型部材22は、平面形状が略矩形の底面部22aと、この底面部22aの周縁部から垂直方向上方に延びる側壁部22bとからなる。この下側鋳型部材22の底面部22aの上面には、セラミックス基板10と略等しい形状および大きさのセラミックス基板収容凹部22cが形成され、このセラミックス基板収容凹部22cの底面には、放熱用金属ベース板12と略等しい形状および大きさの金属ベース板形成凹部22dが形成されている。   The lower mold member 22 includes a bottom surface portion 22a having a substantially rectangular planar shape, and a side wall portion 22b extending vertically upward from a peripheral edge portion of the bottom surface portion 22a. A ceramic substrate housing recess 22c having substantially the same shape and size as the ceramic substrate 10 is formed on the upper surface of the bottom surface portion 22a of the lower mold member 22, and a heat radiating metal base is formed on the bottom surface of the ceramic substrate housing recess 22c. A metal base plate forming recess 22d having a shape and size substantially the same as the plate 12 is formed.

上側鋳型部材24は、平面形状が略矩形の上面部24aと、この上面部24aの周縁部から垂直方向下方に延びる側壁部24bとからなる。この上側鋳型部材24の上面部24aの底面には、金属回路板14と略等しい形状および大きさの金属回路板形成凹部24cが形成されている。この金属回路板形成凹部24cの底面の長手方向一端部には、端子16と略等しい形状および大きさの端子形成凹部24dが形成されている。   The upper mold member 24 includes an upper surface portion 24a having a substantially rectangular planar shape, and a side wall portion 24b extending vertically downward from a peripheral edge portion of the upper surface portion 24a. On the bottom surface of the upper surface portion 24a of the upper mold member 24, a metal circuit plate forming recess 24c having a shape and size substantially equal to those of the metal circuit plate 14 is formed. A terminal forming recess 24d having a shape and size substantially equal to the terminal 16 is formed at one end in the longitudinal direction of the bottom surface of the metal circuit board forming recess 24c.

また、上側鋳型部材24の上面部24aには、金属溶湯を鋳型20内に注湯するための注湯口24eと、鋳型20内のガスを抜くためのガス抜き穴24fが形成されている。注湯口24eは、端子形成凹部24dを介して金属回路板形成凹部24cの底面の長手方向一端部と連通し、ガス抜き穴24fは、金属回路板形成凹部24cの底面の長手方向他端部と連通している。   In addition, a top 24 a of the upper mold member 24 is formed with a pouring port 24 e for pouring the molten metal into the mold 20 and a gas vent 24 f for venting the gas in the mold 20. The pouring port 24e communicates with one end in the longitudinal direction of the bottom surface of the metal circuit board forming recess 24c via the terminal forming recess 24d, and the vent hole 24f is connected to the other end in the longitudinal direction of the bottom surface of the metal circuit board forming recess 24c. Communicate.

また、上側鋳型部材24および下側鋳型部材22には、セラミックス基板収容凹部22c内にセラミックス基板10を収容した後に上側鋳型部材24を下側鋳型部材22上に配置させたときに、金属回路板形成凹部24cと金属ベース板形成凹部22dとの間を連通させて、上側鋳型部材24の金属回路板形成凹部24cから下側鋳型部材22の金属ベース板形成凹部22dまで溶湯を注入するための(図示しない)溶湯流路が形成されている。   Further, when the upper mold member 24 and the lower mold member 22 are placed on the lower mold member 22 after the ceramic substrate 10 is accommodated in the ceramic substrate accommodating recess 22c, the metal circuit board is formed. In order to inject the molten metal from the metal circuit plate forming recess 24c of the upper mold member 24 to the metal base plate forming recess 22d of the lower mold member 22 by communicating between the forming recess 24c and the metal base plate forming recess 22d ( A melt flow path (not shown) is formed.

この鋳型20の下側鋳型部材22のセラミックス基板収容凹部22c内にセラミックス基板10を収容して炉内に入れ、この炉内を不活性ガス(例えば窒素ガス)雰囲気にして酸素濃度を(例えば10ppm以下まで)低下させ、注湯口24eから金属回路板形成凹部24c内に第1の金属の溶湯(例えば、アルミニウム溶湯またはアルミニウム合金溶湯)を酸化皮膜を取り除きながら注湯し、(図示しない)溶湯流路を介して金属ベース板形成凹部22dまで第1の金属の溶湯を充填し、その後、冷却して第1の金属の溶湯を固化させることにより、セラミックス基板10、放熱用金属ベース板12および金属回路板14が一体に接合した金属−セラミックス回路基板を製造し、次いで、注湯口24eから第1の金属より融点が低い第2の金属の溶湯(例えば、第1の金属と異なる組成のアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯)を注湯して端子形成凹部24dに充填し、その後、冷却して第2の金属の溶湯を固化させることにより、金属回路板14に端子16を直接接合させて端子付き金属−セラミックス回路基板を製造することができる。   The ceramic substrate 10 is housed in a ceramic substrate housing recess 22c of the lower mold member 22 of the mold 20 and placed in a furnace. The furnace is filled with an inert gas (for example, nitrogen gas) atmosphere, and the oxygen concentration is set to 10 ppm (for example, 10 ppm). The first metal melt (for example, molten aluminum or molten aluminum alloy) is poured from the pouring port 24e into the metal circuit board forming recess 24c while removing the oxide film, and the molten metal flow (not shown) The first metal melt is filled up to the metal base plate formation recess 22d through the path, and then cooled to solidify the first metal melt, whereby the ceramic substrate 10, the heat radiating metal base plate 12, and the metal A metal-ceramic circuit board in which the circuit board 14 is integrally bonded is manufactured, and then the second melting point is lower than that of the first metal from the pouring port 24e. By pouring molten metal of the genus (for example, molten aluminum or aluminum alloy having a composition different from that of the first metal) into the terminal forming recess 24d, and then cooling to solidify the molten metal of the second metal The metal-ceramic circuit board with terminals can be manufactured by directly joining the terminals 16 to the metal circuit board 14.

なお、鋳型20内に第1の金属の溶湯を注湯する前に、鋳型20と第1の金属の溶湯の温度差を小さくするために、鋳型20を予め加熱して注湯時の熱衝撃を小さくするのが好ましい。また、注湯口24eから第2の金属の溶湯を注湯する際には、注湯口24eの一部をガス抜き穴をして利用することができる。   Before the molten metal of the first metal is poured into the mold 20, in order to reduce the temperature difference between the molten metal of the mold 20 and the first metal, the mold 20 is preheated and the thermal shock during the pouring is performed. Is preferably small. Further, when pouring the second metal melt from the pouring port 24e, a part of the pouring port 24e can be used with a vent hole.

(第1の変形例)
図2A〜図2Cは、本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板の第1の変形例を示し、図2D〜図2Gは、その端子付き金属−セラミックス回路基板を製造するための鋳型を示している。本変形例の端子付き金属−セラミックス回路基板は、端子の形状が異なる以外は、図1Aの端子付き金属−セラミックス回路基板と略同一の構成を有するので、同一の部分の参照符号に100を加えて、その説明を省略する。
(First modification)
2A to 2C show a first modification of the metal-ceramic circuit board with a terminal of the present embodiment, and FIGS. 2D to 2G show a mold for manufacturing the metal-ceramic circuit board with a terminal. Show. Since the metal-ceramic circuit board with terminals of this modification has substantially the same configuration as the metal-ceramic circuit board with terminals of FIG. 1A except for the shape of the terminals, 100 is added to the reference numerals of the same parts. The description is omitted.

本変形例の端子付き金属−セラミックス回路基板の端子116は、金属回路板114の上面の長手方向一端部から垂直方向上方に延びる略四角柱状の第1の鉛直部と、この第1の鉛直部の先端から金属回路板114に略平行に延びる略四角柱状の水平部とから構成されている。   The terminal 116 of the metal-ceramic circuit board with terminals of the present modification includes a first vertical portion having a substantially quadrangular prism shape extending vertically upward from one longitudinal end portion of the upper surface of the metal circuit board 114, and the first vertical portion. And a horizontal portion having a substantially quadrangular prism shape extending substantially parallel to the metal circuit board 114 from the front end thereof.

(第2の変形例)
図3A〜図3Cは、本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板の第2の変形例を示し、図3D〜図3Gは、その端子付き金属−セラミックス回路基板を製造するための鋳型を示している。本変形例の端子付き金属−セラミックス回路基板は、端子16の代わりに高さの低い略円筒形の端子(電極)としてバンプ216を設けた以外は、図1Aの端子付き金属−セラミックス回路基板と略同一の構成を有するので、同一の部分の参照符号に200を加えて、その説明を省略する。
(Second modification)
FIGS. 3A to 3C show a second modification of the metal-ceramic circuit board with terminals of the present embodiment, and FIGS. 3D to 3G show a mold for manufacturing the metal-ceramic circuit board with terminals. Show. The metal-ceramic circuit board with terminals of this modification is the same as the metal-ceramic circuit board with terminals of FIG. 1A except that bumps 216 are provided as substantially cylindrical terminals (electrodes) having low height instead of the terminals 16 Since they have substantially the same configuration, 200 is added to the reference numerals of the same parts, and the description thereof is omitted.

このように、本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法では、鋳型の端子形成凹部の形状を変更することにより、半田を使用しないで(且つ端子接続部にNiなどのめっきを不要として)様々な形状の端子を金属−セラミックス回路基板に取り付けて、安価且つ高信頼性の端子付き金属−セラミックス回路基板を製造することができる。   Thus, in the method for manufacturing a metal-ceramic circuit board with a terminal according to the present embodiment, by changing the shape of the terminal-forming recess of the mold, solder is not used (and the terminal connection portion is plated with Ni or the like). Various types of terminals can be attached to the metal-ceramic circuit board (unnecessarily) to produce a low-cost and highly reliable metal-ceramic circuit board with terminals.

なお、本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板において、端子を十分な強度(硬度)の材質にするとともに、金属回路板を軟らかい材質にすることにより、セラミックス基板に生じる熱応力を低減するために、金属回路板がビッカース硬度HV25〜40のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、端子がビッカース硬度HV50以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるのが好ましい。   In the metal-ceramic circuit board with terminals of the present embodiment, the terminals are made of a material having sufficient strength (hardness) and the metal circuit board is made of a soft material, thereby reducing the thermal stress generated in the ceramics board. Therefore, it is preferable that the metal circuit board is made of aluminum or an aluminum alloy having a Vickers hardness HV25 to 40 and the terminal is made of aluminum or an aluminum alloy having a Vickers hardness HV50 or more.

[第2の実施の形態]
図4A〜図4Cは、本発明による端子付き金属−セラミックス回路基板の第2の実施の形態を示し、図4D〜図4Gは、その端子付き金属−セラミックス回路基板を製造するための鋳型を示している。
[Second Embodiment]
4A to 4C show a second embodiment of a metal-ceramic circuit board with a terminal according to the present invention, and FIGS. 4D to 4G show a mold for manufacturing the metal-ceramic circuit board with a terminal. ing.

図4A〜図4Cに示すように、本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板は、セラミックス基板310と、このセラミックス基板310の一方の面に直接接合した放熱用金属ベース板312と、セラミックス基板310の他方の面に直接接合した金属回路板314と、この金属回路板314に直接接合した端子316とから構成されている。本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板の端子316は、金属回路板314より高い融点の銅や銅合金などの金属からなり、金属回路板314の上面の長手方向一端部から垂直方向上方に延びる略四角柱の形状を有する。   As shown in FIGS. 4A to 4C, the metal-ceramic circuit board with terminals of the present embodiment includes a ceramic substrate 310, a heat-dissipating metal base plate 312 directly bonded to one surface of the ceramic substrate 310, and ceramics. A metal circuit board 314 directly bonded to the other surface of the substrate 310 and a terminal 316 directly bonded to the metal circuit board 314 are configured. The terminal 316 of the metal-ceramic circuit board with terminal of the present embodiment is made of a metal such as copper or copper alloy having a melting point higher than that of the metal circuit board 314, and is vertically upward from one longitudinal end of the upper surface of the metal circuit board 314. It has the shape of a substantially quadrangular prism extending in the direction.

セラミックス基板310と放熱用金属ベース板312との間、セラミックス基板310と金属回路板314との間、金属回路板314と端子316との間の直接接合は、所謂溶湯接合法によって行うことができ、例えば、図4D〜図4Gに示すような下側鋳型部材322と上側鋳型部材324とからなる鋳型320に金属溶湯を流し込んで冷却することによって行われる。なお、図4D〜図4Fは、鋳型320に端子316を配置させた状態を示している。   Direct bonding between the ceramic substrate 310 and the heat radiating metal base plate 312, between the ceramic substrate 310 and the metal circuit board 314, and between the metal circuit board 314 and the terminal 316 can be performed by a so-called melt bonding method. For example, it is performed by pouring a molten metal into a mold 320 composed of a lower mold member 322 and an upper mold member 324 as shown in FIGS. 4D to 4G and cooling it. 4D to 4F show a state in which the terminals 316 are arranged on the mold 320. FIG.

下側鋳型部材322は、平面形状が略矩形の底面部322aと、この底面部322aの周縁部から垂直方向上方に延びる側壁部322bとからなる。この下側鋳型部材322の底面部322aの上面には、セラミックス基板310と略等しい形状および大きさのセラミックス基板収容凹部322cが形成され、このセラミックス基板収容凹部322cの底面には、放熱用金属ベース板312と略等しい形状および大きさの金属ベース板形成凹部322dが形成されている。   The lower mold member 322 includes a bottom surface portion 322a having a substantially rectangular planar shape, and a side wall portion 322b extending vertically upward from the peripheral edge portion of the bottom surface portion 322a. A ceramic substrate housing recess 322c having substantially the same shape and size as the ceramic substrate 310 is formed on the upper surface of the bottom surface portion 322a of the lower mold member 322, and a heat radiating metal base is formed on the bottom surface of the ceramic substrate housing recess 322c. A metal base plate forming recess 322d having a shape and size substantially the same as the plate 312 is formed.

上側鋳型部材324は、平面形状が略矩形の上面部324aと、この上面部324aの周縁部から垂直方向下方に延びる側壁部324bとからなる。この上側鋳型部材324の上面部324aの底面には、金属回路板314と略等しい形状および大きさの金属回路板形成凹部324cが形成されている。   The upper mold member 324 includes an upper surface portion 324a having a substantially rectangular planar shape, and a side wall portion 324b extending vertically downward from a peripheral edge portion of the upper surface portion 324a. On the bottom surface of the upper surface portion 324a of the upper mold member 324, a metal circuit board forming recess 324c having a shape and size substantially the same as the metal circuit board 314 is formed.

また、上側鋳型部材324の上面部324aには、金属溶湯を鋳型320内に注湯するための注湯口324eと、鋳型320内のガスを抜くためのガス抜き穴324fが形成されている。注湯口324eは、金属回路板形成凹部324cの底面の長手方向一端部と連通し、ガス抜き穴324fは、金属回路板形成凹部324cの底面の長手方向他端部と連通している。なお、注湯口324eの一部は、端子316が金属回路板形成凹部324cの底面の長手方向一端部から注湯口324eに沿って延びるように、端子316の一部を収容する端子収容部としての役割も有する。   In addition, a top 324 a of the upper mold member 324 is formed with a pouring port 324 e for pouring the molten metal into the mold 320 and a gas vent hole 324 f for venting the gas in the mold 320. The pouring port 324e communicates with one end in the longitudinal direction of the bottom surface of the metal circuit board forming recess 324c, and the vent hole 324f communicates with the other end in the longitudinal direction of the bottom surface of the metal circuit plate forming recess 324c. A part of the pouring port 324e serves as a terminal accommodating part that accommodates a part of the terminal 316 so that the terminal 316 extends from one end in the longitudinal direction of the bottom surface of the metal circuit board forming recess 324c along the pouring port 324e. Also has a role.

また、上側鋳型部材324および下側鋳型部材322には、セラミックス基板収容凹部322c内にセラミックス基板310を収容した後に上側鋳型部材324を下側鋳型部材322上に配置させたときに、金属回路板形成凹部324cと金属ベース板形成凹部322dとの間を連通させて、上側鋳型部材324の金属回路板形成凹部324cから下側鋳型部材322の金属ベース板形成凹部322dまで溶湯を注入するための(図示しない)溶湯流路が形成されている。   Further, when the upper mold member 324 is placed on the lower mold member 322 after the ceramic substrate 310 is accommodated in the ceramic substrate accommodation recess 322c, the upper mold member 324 and the lower mold member 322 have a metal circuit board. In order to inject the molten metal from the metal circuit plate forming recess 324c of the upper mold member 324 to the metal base plate forming recess 322d of the lower mold member 322 by communicating between the forming recess 324c and the metal base plate forming recess 322d ( A melt flow path (not shown) is formed.

この鋳型320の下側鋳型部材322のセラミックス基板収容凹部322c内にセラミックス基板310を収容し、注湯口324eの一部の端子収容部に端子316を配置させて炉内に入れ、この炉内を不活性ガス(例えば窒素ガス)雰囲気にして酸素濃度を(例えば10ppm以下まで)低下させ、注湯口324eから金属回路板形成凹部324c内に金属溶湯(例えば、アルミニウム溶湯またはアルミニウム合金溶湯)を酸化皮膜を取り除きながら注湯し、(図示しない)溶湯流路を介して金属ベース板形成凹部322dまで金属溶湯を充填し、その後、冷却して金属溶湯を固化させることにより、セラミックス基板10、放熱用金属ベース板12、金属回路板14および端子16が一体に接合した端子付き金属−セラミックス回路基板を製造することができる。   The ceramic substrate 310 is accommodated in the ceramic substrate accommodating recess 322c of the lower mold member 322 of the mold 320, the terminal 316 is disposed in a part of the terminal accommodating portion of the pouring port 324e, and is placed in the furnace. An oxygen gas is reduced (for example, to 10 ppm or less) in an inert gas (for example, nitrogen gas) atmosphere, and a molten metal (for example, a molten aluminum or molten aluminum alloy) is formed in the metal circuit board formation recess 324c from the pouring port 324e. The ceramic substrate 10 and the heat-dissipating metal are melted by filling the molten metal up to the metal base plate formation recess 322d through a molten metal flow path (not shown) and then cooling to solidify the molten metal. Metal-ceramic circuit board with terminals in which base plate 12, metal circuit board 14 and terminals 16 are integrally joined It can be produced.

なお、鋳型320内に金属溶湯を注湯する前に、鋳型20と金属溶湯の温度差を小さくするために、鋳型20を予め加熱して注湯時の熱衝撃を小さくするのが好ましい。また、注湯口24eから金属溶湯を注湯する際には、注湯口24eの一部もガス抜き穴をして利用することができる。   Before pouring the molten metal into the mold 320, it is preferable to reduce the thermal shock during pouring by preheating the mold 20 in order to reduce the temperature difference between the mold 20 and the molten metal. Moreover, when pouring a molten metal from the pouring port 24e, a part of the pouring port 24e can also be used with a vent hole.

(第1の変形例)
図5A〜図5Cは、本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板の第1の変形例を示し、図5D〜図5Gは、その端子付き金属−セラミックス回路基板を製造するための鋳型を示している。本変形例の端子付き金属−セラミックス回路基板は、端子の形状が異なる以外は、図4Aの端子付き金属−セラミックス回路基板と略同一の構成を有するので、同一の部分の参照符号に100を加えて、その説明を省略する。
(First modification)
5A to 5C show a first modification of the metal-ceramic circuit board with terminals of the present embodiment, and FIGS. 5D to 5G show a mold for manufacturing the metal-ceramic circuit board with terminals. Show. Since the metal-ceramic circuit board with terminals of this modification has substantially the same configuration as the metal-ceramic circuit board with terminals of FIG. 4A except for the shape of the terminals, 100 is added to the reference numerals of the same parts. The description is omitted.

本変形例の端子付き金属−セラミックス回路基板の端子416は、金属回路板414の上面の長手方向一端部から垂直方向上方に延びる略四角柱状の第1の鉛直部と、この第1の鉛直部の先端から金属回路板414に略平行に延びる略四角柱状の水平部と、この水平部の先端から第1の鉛直部に略平行に延びる略四角柱状の第2の鉛直部とから構成されている。   The terminal 416 of the metal-ceramic circuit board with terminals of the present modification includes a first vertical portion having a substantially quadrangular prism shape extending vertically upward from one longitudinal end portion of the upper surface of the metal circuit board 414, and the first vertical portion. A substantially rectangular column-shaped horizontal portion extending substantially parallel to the metal circuit board 414 from the front end thereof, and a substantially rectangular column-shaped second vertical portion extending substantially parallel to the first vertical portion from the front end of the horizontal portion. Yes.

(第2の変形例)
図6A〜図6Cは、本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板の第2の変形例を示し、図6D〜図6Gは、その端子付き金属−セラミックス回路基板を製造するための鋳型を示している。本変形例の端子付き金属−セラミックス回路基板は、端子316の代わりに高さの低い略円筒形の端子(電極)としてバンプ516を設けた以外は、図4Aの端子付き金属−セラミックス回路基板と略同一の構成を有するので、同一の部分の参照符号に200を加えて、その説明を省略する。
(Second modification)
6A to 6C show a second modification of the terminal-equipped metal-ceramic circuit board according to the present embodiment, and FIGS. 6D to 6G show a mold for manufacturing the terminal-equipped metal-ceramic circuit board. Show. The metal-ceramics circuit board with terminals of this modification is the same as the metal-ceramics circuit board with terminals of FIG. 4A except that bumps 516 are provided as substantially cylindrical terminals (electrodes) having a low height instead of the terminals 316. Since they have substantially the same configuration, 200 is added to the reference numerals of the same parts, and the description thereof is omitted.

このように、本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法では、注湯口の一部の端子収容部に配置させる端子の形状(および必要に応じて端子収容部の形状)を変更することにより、半田を使用しないで(且つ端子接続部にNiなどのめっきを不要として)様々な形状の端子を金属−セラミックス回路基板に取り付けて、安価且つ高信頼性の端子付き金属−セラミックス回路基板を製造することができる。   Thus, in the manufacturing method of the metal-ceramic circuit board with a terminal according to the present embodiment, the shape of the terminal (and the shape of the terminal accommodating portion as necessary) is changed in a part of the terminal accommodating portion of the pouring gate. By doing so, it is possible to attach various shapes of terminals to the metal-ceramic circuit board without using solder (and to eliminate the need for plating of Ni or the like at the terminal connection portion), and to provide an inexpensive and highly reliable metal-ceramic circuit with terminals. A substrate can be manufactured.

なお、本実施の形態の端子付き金属−セラミックス回路基板において、端子を十分な強度(硬度)の材質にするとともに、金属回路板を軟らかい材質にすることにより、セラミックス基板に生じる熱応力を低減するために、金属回路板がビッカース硬度HV25〜40のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、端子がビッカース硬度HV50以上の金属からなるのが好ましい。   In the metal-ceramic circuit board with terminals of the present embodiment, the terminals are made of a material having sufficient strength (hardness) and the metal circuit board is made of a soft material, thereby reducing the thermal stress generated in the ceramics board. Therefore, it is preferable that the metal circuit board is made of aluminum or an aluminum alloy having a Vickers hardness HV25 to 40, and the terminal is made of a metal having a Vickers hardness HV50 or more.

10、110、210、310、410、510 セラミックス基板
12、112、212、312、412、512 放熱用金属ベース板
14、114、214、314、414、514 金属回路板
16、116、216、316、416、516 端子
20、120、220、320、420、520 鋳型
22、122、222、322、422、522 下側鋳型部材
24、124、224、324、424、524 上側鋳型部材
22a、122a、222a、322a、422a、522a 底面部
22b、122b、222b、322b、422b、522b 側壁部
22c、122c、222c、322c、422c、522c セラミックス基板収容凹部
22d、122d、222d、322d、422d、522d 金属ベース板形成凹部
24a、124a、224a、324a、424a、524a 上面部
24b、124b、224b、324b、424b、524b 側壁部
24c、124c、224c、324c、424c、524c 金属回路板形成凹部
24d、124d、224d 端子形成凹部
24e、124e、224e、324e、424e、524e 注湯口
24f、124f、224f、324f、424f、524f ガス抜き穴
10, 110, 210, 310, 410, 510 Ceramic substrate 12, 112, 212, 312, 412, 512 Metal base plate for heat dissipation 14, 114, 214, 314, 414, 514 Metal circuit board 16, 116, 216, 316 416, 516 terminal 20, 120, 220, 320, 420, 520 mold 22, 122, 222, 322, 422, 522 lower mold member 24, 124, 224, 324, 424, 524 upper mold member 22a, 122a, 222a, 322a, 422a, 522a Bottom surface portion 22b, 122b, 222b, 322b, 422b, 522b Side wall portion 22c, 122c, 222c, 322c, 422c, 522c Ceramic substrate receiving recess 22d, 122d, 222d, 322d, 422d, 522d Metal base Plate formation recesses 24a, 124a, 224a, 324a, 424a, 524a Upper surface portions 24b, 124b, 224b, 324b, 424b, 524b Side wall portions 24c, 124c, 224c, 324c, 424c, 524c Metal circuit plate formation recesses 24d, 124d, 224d Terminal forming recess 24e, 124e, 224e, 324e, 424e, 524e Pouring port 24f, 124f, 224f, 324f, 424f, 524f Gas vent hole

Claims (16)

鋳型内にセラミックス基板を配置させ、この鋳型内のセラミックス基板の一方の面に接触するように第1の金属の溶湯を注湯した後にその第1の金属の溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板の一方の面に金属回路板を形成してその金属回路板の一方の面を直接接合させ、その後、鋳型内の金属回路板の他方の面に接触するように第2の金属の溶湯を注湯した後にその第2の金属の溶湯を冷却して固化させることにより、金属回路板の他方の面に第2の金属からなる端子を形成して直接接合させることを特徴とする、端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法。 By placing a ceramic substrate in a mold, pouring a molten metal of the first metal so as to contact one surface of the ceramic substrate in the mold, and then cooling and solidifying the molten metal of the first metal The metal circuit board is formed on one surface of the ceramic substrate, and one surface of the metal circuit board is directly joined, and then the second metal is contacted with the other surface of the metal circuit board in the mold. After the molten metal is poured, the second metal melt is cooled and solidified, thereby forming a terminal made of the second metal on the other surface of the metal circuit board and directly joining it, Manufacturing method of metal-ceramic circuit board with terminal. 鋳型内にセラミックス基板を配置させ、この鋳型内のセラミックス基板の両面に接触するように第1の金属の溶湯を注湯した後にその第1の金属の溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板の一方の面に金属回路板を形成してその金属回路板の一方の面を直接接合させるとともに、セラミックス基板の他方の面に金属部材を形成してその金属部材を直接接合させ、その後、鋳型内の金属回路板の他方の面に接触するように第2の金属の溶湯を注湯した後にその第2の金属の溶湯を冷却して固化させることにより、金属回路板の他方の面に第2の金属からなる端子を形成して直接接合させることを特徴とする、端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法。 A ceramic substrate is disposed in a mold, and after pouring a molten metal of the first metal so as to contact both surfaces of the ceramic substrate in the mold, the molten metal of the first metal is cooled and solidified. Forming a metal circuit board on one side of the substrate and directly bonding one surface of the metal circuit board, forming a metal member on the other surface of the ceramic substrate and directly bonding the metal member, The second metal melt is poured so as to contact the other surface of the metal circuit board in the mold, and then the second metal melt is cooled and solidified, so that the other surface of the metal circuit board is placed on the other surface. A method of manufacturing a metal-ceramic circuit board with a terminal, wherein a terminal made of a second metal is formed and directly joined. 前記第1の金属が、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする、請求項1または2に記載の端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法。 The method for producing a metal-ceramic circuit board with a terminal according to claim 1 or 2, wherein the first metal is aluminum or an aluminum alloy. 前記第2の金属が、前記第1の金属より融点が低い金属であることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法。 4. The method for manufacturing a metal-ceramic circuit board with a terminal according to claim 1, wherein the second metal is a metal having a melting point lower than that of the first metal. 前記第2の金属が、前記第1の金属より融点が低いアルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法。 4. The method for manufacturing a metal-ceramic circuit board with a terminal according to claim 1, wherein the second metal is aluminum or an aluminum alloy having a melting point lower than that of the first metal. 鋳型内にセラミックス基板と端子を配置させ、この鋳型内のセラミックス基板の一方の面と端子に接触するように金属溶湯を注湯した後にその金属溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板の一方の面に金属回路板を形成してその金属回路板の一方の面を直接接合させるとともに、その金属回路板に端子を直接接合させることを特徴とする、端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法。 A ceramic substrate and a terminal are arranged in a mold, and after pouring a molten metal so as to be in contact with one surface of the ceramic substrate and the terminal in the mold, the molten metal is cooled and solidified. A metal-ceramic circuit board with a terminal, characterized in that a metal circuit board is formed on one side and one side of the metal circuit board is directly joined, and a terminal is directly joined to the metal circuit board. Method. 鋳型内にセラミックス基板と端子を配置させ、この鋳型内のセラミックス基板の両面と端子に接触するように金属溶湯を注湯した後にその金属溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板の一方の面に金属回路板を形成してその金属回路板の一方の面を直接接合させ、セラミックス基板の他方の面に金属部材を形成してその金属部材を直接接合させるとともに、その金属回路板に端子を直接接合させることを特徴とする、端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法。 By placing the ceramic substrate and terminals in the mold, pouring the molten metal in contact with both sides of the ceramic substrate and the terminals in the mold, and then cooling and solidifying the molten metal, A metal circuit board is formed on the surface, one surface of the metal circuit board is directly bonded, a metal member is formed on the other surface of the ceramic substrate, the metal member is directly bonded, and a terminal is connected to the metal circuit board. A method for producing a terminal-attached metal-ceramic circuit board, wherein: 前記金属溶湯がアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯であることを特徴とする、請求項6または7に記載の端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法。 The method of manufacturing a metal-ceramic circuit board with a terminal according to claim 6 or 7, wherein the molten metal is a molten aluminum or aluminum alloy. 前記端子が前記金属溶湯の融点より高い融点の金属からなることを特徴とする、請求項6乃至8のいずれかに記載の端子付き金属−セラミックス回路基板の製造方法。 The method for producing a metal-ceramic circuit board with a terminal according to any one of claims 6 to 8, wherein the terminal is made of a metal having a melting point higher than that of the molten metal. セラミックス基板の一方の面に金属回路板の一方の面が直接接合し、この金属回路板に端子が直接接合していることを特徴とする、端子付き金属−セラミックス回路基板。 A metal-ceramic circuit board with a terminal, wherein one surface of a metal circuit board is directly bonded to one surface of the ceramic substrate, and a terminal is directly bonded to the metal circuit board. 前記金属回路板がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする、請求項10に記載の端子付き金属−セラミックス回路基板。 The metal-ceramic circuit board with a terminal according to claim 10, wherein the metal circuit board is made of aluminum or an aluminum alloy. 前記端子が、半田を使用することなく前記金属回路板に接合していることを特徴とする、請求項10または11に記載の端子付き金属−セラミックス回路基板。 The metal-ceramic circuit board with a terminal according to claim 10 or 11, wherein the terminal is joined to the metal circuit board without using solder. 前記端子が、前記金属回路板より高い強度の金属からなることを特徴とする、請求項10乃至12のいずれかに記載の端子付き金属−セラミックス回路基板。 13. The metal-ceramic circuit board with a terminal according to claim 10, wherein the terminal is made of a metal having a higher strength than the metal circuit board. 前記端子が、前記金属回路板より低い融点の金属からなることを特徴とする、請求項10乃至13のいずれかに記載の端子付き金属−セラミックス回路基板。 The metal-ceramic circuit board with a terminal according to any one of claims 10 to 13, wherein the terminal is made of a metal having a melting point lower than that of the metal circuit board. 前記端子が、前記金属回路板より高い融点の金属からなることを特徴とする、請求項10乃至13のいずれかに記載の端子付き金属−セラミックス回路基板。 The metal-ceramic circuit board with a terminal according to any one of claims 10 to 13, wherein the terminal is made of a metal having a melting point higher than that of the metal circuit board. 前記セラミックス基板の他方の面に、前記金属回路板と同一のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属部材が直接接合していることを特徴とする、請求項10乃至15のいずれかに記載の端子付き金属−セラミックス回路基板。 The metal with terminal according to any one of claims 10 to 15, wherein a metal member made of the same aluminum or aluminum alloy as the metal circuit board is directly bonded to the other surface of the ceramic substrate. -Ceramic circuit board.
JP2009156684A 2009-07-01 2009-07-01 Method for manufacturing metal-ceramic circuit board with terminal Active JP5214546B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009156684A JP5214546B2 (en) 2009-07-01 2009-07-01 Method for manufacturing metal-ceramic circuit board with terminal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009156684A JP5214546B2 (en) 2009-07-01 2009-07-01 Method for manufacturing metal-ceramic circuit board with terminal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011014671A true JP2011014671A (en) 2011-01-20
JP5214546B2 JP5214546B2 (en) 2013-06-19

Family

ID=43593292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009156684A Active JP5214546B2 (en) 2009-07-01 2009-07-01 Method for manufacturing metal-ceramic circuit board with terminal

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5214546B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103035605A (en) * 2011-09-29 2013-04-10 三菱电机株式会社 Semiconductor device and method of manufacture thereof
WO2020170877A1 (en) * 2019-02-22 2020-08-27 Dowaメタルテック株式会社 Metal-ceramic joined substrate and manufacturing method thereof
JP7480533B2 (en) 2020-03-10 2024-05-10 東ソー株式会社 Cr-Si sintered body

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003198077A (en) * 2001-12-26 2003-07-11 Kyocera Corp Ceramic circuit board
JP2004115337A (en) * 2002-09-27 2004-04-15 Dowa Mining Co Ltd Aluminum-ceramic bonded body
JP2005093965A (en) * 2003-09-22 2005-04-07 Dowa Mining Co Ltd Method for manufacturing metal-ceramic bonded circuit board

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003198077A (en) * 2001-12-26 2003-07-11 Kyocera Corp Ceramic circuit board
JP2004115337A (en) * 2002-09-27 2004-04-15 Dowa Mining Co Ltd Aluminum-ceramic bonded body
JP2005093965A (en) * 2003-09-22 2005-04-07 Dowa Mining Co Ltd Method for manufacturing metal-ceramic bonded circuit board

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103035605A (en) * 2011-09-29 2013-04-10 三菱电机株式会社 Semiconductor device and method of manufacture thereof
JP2013074254A (en) * 2011-09-29 2013-04-22 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same
US9425065B2 (en) 2011-09-29 2016-08-23 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device and method of manufacture thereof
WO2020170877A1 (en) * 2019-02-22 2020-08-27 Dowaメタルテック株式会社 Metal-ceramic joined substrate and manufacturing method thereof
JP2020136581A (en) * 2019-02-22 2020-08-31 Dowaメタルテック株式会社 Metal-ceramic bonded substrate and manufacturing method thereof
JP7202213B2 (en) 2019-02-22 2023-01-11 Dowaメタルテック株式会社 METAL-CERAMIC BONDING SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
JP7480533B2 (en) 2020-03-10 2024-05-10 東ソー株式会社 Cr-Si sintered body

Also Published As

Publication number Publication date
JP5214546B2 (en) 2013-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9615442B2 (en) Power module substrate and power module
JP4543279B2 (en) Manufacturing method of aluminum joining member
JP4438489B2 (en) Semiconductor device
JP4302607B2 (en) Semiconductor device
JP2007335538A (en) Method of manufacturing semiconductor device
US20090194854A1 (en) Semiconductor device package and method of making a semiconductor device package
JP2006517744A (en) Alternative FLMP package design and package manufacturing method
US6957898B2 (en) Adhesive type LED lead frame
JP3993302B2 (en) Semiconductor device
JP5214546B2 (en) Method for manufacturing metal-ceramic circuit board with terminal
TWI321513B (en) Mold for resin molding, resin molding apparatus, and semiconductor device manufacture method
US4709849A (en) Solder preform and methods employing the same
JP2017212316A (en) Metal-ceramic bonding substrate and manufacturing method thereof
JPH06326141A (en) Base material for semiconductor-chip bonding and solder material for semiconductor-chip bonding as well as manufacture of solder material for semiconductor-chip bonding
JP4565249B2 (en) Metal-ceramic bonding substrate and manufacturing method thereof
TWI344197B (en) Semiconductor device
JP4806803B2 (en) Metal-ceramic bonding substrate and manufacturing method thereof
JP2012182279A (en) Insulation circuit board, manufacturing method of insulation circuit board, base for power module, and manufacturing method of base for the power module
JP6331867B2 (en) Power module substrate with heat sink and manufacturing method thereof
JP6357917B2 (en) Power module substrate with heat sink, method for manufacturing the same, and power module
JP6380561B2 (en) Semiconductor module
JP6972174B2 (en) Semiconductor devices and methods for manufacturing semiconductor devices
JP2013084764A (en) Power semiconductor device
JP7298201B2 (en) Insulated circuit board with heat sink and power module
US20210035879A1 (en) Encapsulated package with carrier, laminate body and component in between

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120501

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120910

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121120

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5214546

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160308

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250