JP2018006377A - Composite substrate, electronic device, and electronic module - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite substrate and the like enabling easy manufacturing of an electronic module with high heat dissipation properties.SOLUTION: A composite substrate 10 includes a laminated body 9 composed of an insulating substrate 1 having an upper surface and a lower surface, a first metal plate 2 bonded to the upper surface of the insulating substrate 1, and a second metal plate 3 bonded to the lower surface of the insulating substrate 1 and thicker than the first metal plate 2. The laminated body 9 has a convex portion 9a curved upward at an intermediate portion between a central portion and the outer peripheral portion in plan view.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、絶縁基板と絶縁基板上面および下面に接合された金属板とを含む複合基板、電子装置および複合基板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a composite substrate including an insulating substrate and a metal plate bonded to the upper and lower surfaces of the insulating substrate, an electronic device, and a method for manufacturing the composite substrate.

従来、たとえばパワーモジュールまたはスイッチングモジュール等のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの電子部品が搭載された電子装置に用いられる複合
基板として、絶縁基板の上面に、回路パターン状に形成された銅製の回路板が接合され、下面に、回路板に搭載された電子部品から発生する熱を放熱させるための銅製の放熱板が接合されたものが用いられている。回路板および放熱板は、活性金属を含むろう材等によって絶縁基板の上面または下面に接合されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, a copper circuit formed in a circuit pattern on the upper surface of an insulating substrate as a composite substrate used in an electronic device on which electronic components such as IGBTs (insulated gate bipolar transistors) such as power modules or switching modules are mounted. A board is joined, and a copper heatsink for radiating heat generated from an electronic component mounted on a circuit board is joined to the lower surface. The circuit board and the heat sink are joined to the upper surface or the lower surface of the insulating substrate by a brazing material containing an active metal (see, for example, Patent Document 1).

複合基板は、例えば、絶縁基板の上面側の金属板上に電子部品が搭載されて電子装置となり、各種の電子機器に含まれるマザーボードまたは放熱体等の外部部材に実装される。   For example, an electronic component is mounted on a metal plate on the upper surface side of an insulating substrate to form an electronic device, and the composite substrate is mounted on an external member such as a mother board or a heat radiator included in various electronic devices.

上記複合基板および電子装置では、近年、搭載される電子部品から発生する熱量の増加に対応する必要が出てきている。これに対しては、下面の金属板を上面の金属板よりも厚くして、外部への放熱性を高めることが考えられる。   In recent years, it has become necessary for the composite substrate and the electronic device to cope with an increase in the amount of heat generated from the electronic components to be mounted. For this, it is conceivable to increase the heat dissipation to the outside by making the lower metal plate thicker than the upper metal plate.

特開平8−139420号公報JP-A-8-139420

しかしながら、絶縁基板の下面の金属板を上面の金属板よりも厚くすると、絶縁基板の下面側の比較的厚い金属板の熱膨張の影響が大きくなり、電子装置としての実装時等の熱によって複合基板全体が外周部において上方向に反りやすくなる。この場合、複合基板の外周部等が放熱用等の外部部材に密着しにくくなるため、複合基板(電子装置)から外部部材への熱伝導が低下し、放熱性を効果的に向上させることが難しい。   However, if the metal plate on the lower surface of the insulating substrate is made thicker than the metal plate on the upper surface, the influence of the thermal expansion of the relatively thick metal plate on the lower surface side of the insulating substrate becomes larger, and it is combined by heat during mounting as an electronic device. The entire substrate tends to warp upward at the outer periphery. In this case, since the outer peripheral portion of the composite substrate is less likely to adhere to an external member for heat dissipation or the like, heat conduction from the composite substrate (electronic device) to the external member is reduced, and heat dissipation is effectively improved. difficult.

本発明の1つの態様の複合基板は、上面および下面を有する絶縁基板と、該絶縁基板の上面に接合された第1金属板と、前記絶縁基板の下面に接合されており、前記第1金属板よりも厚い第2金属板とからなる積層体を備えており、該積層体が、平面視における中央部と外周部との間の中間部において上方向に湾曲した凸部を有している。   A composite substrate according to one aspect of the present invention includes an insulating substrate having an upper surface and a lower surface, a first metal plate bonded to the upper surface of the insulating substrate, and a lower surface of the insulating substrate. The laminate includes a second metal plate that is thicker than the plate, and the laminate has a convex portion that curves upward in an intermediate portion between the central portion and the outer peripheral portion in plan view. .

本発明の1つの態様の電子装置は、上記構成の複合基板と、前記第1金属板上に搭載された電子部品とを備える。   An electronic device according to an aspect of the present invention includes the composite substrate having the above-described configuration and an electronic component mounted on the first metal plate.

本発明の1つの態様の電子モジュールは、上記構成の電子装置と、該電子装置が接合材を介して接合された外部部材とを備える。   An electronic module according to one aspect of the present invention includes the electronic device having the above configuration and an external member to which the electronic device is bonded via a bonding material.

本発明の一つの態様による複合基板によれば、上記構成であることから、外部部材への実装時に熱が加わると、積層体において凸部の周辺部が上方向に反るような応力が生じる。この、凸部の周辺部は、平面視における積層体(複合基板)の外周部および中央部に相
当する。そのため、この熱応力で、複合基板全体の平坦度を高めることができる。したがって、外部部材に対する密着性を向上させることができ、例えば電子装置としての放熱性の向上に有利な複合基板を提供することができる。
According to the composite substrate according to one aspect of the present invention, because of the above-described configuration, when heat is applied during mounting on the external member, stress is generated such that the peripheral portion of the convex portion is warped upward in the laminate. . The peripheral portions of the convex portions correspond to the outer peripheral portion and the central portion of the laminate (composite substrate) in plan view. Therefore, the flatness of the entire composite substrate can be increased by this thermal stress. Therefore, the adhesiveness with respect to an external member can be improved, for example, the composite substrate advantageous for the improvement of the heat dissipation as an electronic device can be provided.

なお、上記凸部の周辺部に生じる応力によって、平面視における複合基板の中央部が下方に湾曲する場合もあるが、この場合も、例えば中央部において第1金属板上に電子部品が搭載されていれば、電子部品から外部部材までの距離が小さく抑えられるため、放熱性に関しては向上が可能である。   The central portion of the composite substrate in a plan view may be curved downward due to the stress generated in the peripheral portion of the convex portion. In this case, for example, the electronic component is mounted on the first metal plate in the central portion. If so, the distance from the electronic component to the external member can be kept small, so that the heat dissipation can be improved.

本発明の1つの態様の電子装置によれば、上記構成の複合基板を含んでいることから、外部部材への実装時に積層体の外周部が上方向に反ることの抑制が容易であり、外部部材に対する密着性および放熱性の向上が容易な電子装置を提供することができる。   According to the electronic device of one aspect of the present invention, since the composite substrate having the above-described configuration is included, it is easy to suppress the outer peripheral portion of the multilayer body from warping upward when mounted on an external member. It is possible to provide an electronic device that can easily improve adhesion to an external member and heat dissipation.

本発明の1つの態様の電子モジュールによれば、上記構成の複合基板を含む電子装置が外部部材に実装されたものであることから、電子装置と外部部材との密着性が高く、放熱性が高い電子モジュールを提供することができる。   According to the electronic module of one aspect of the present invention, since the electronic device including the composite substrate having the above-described configuration is mounted on the external member, the adhesion between the electronic device and the external member is high, and the heat dissipation is high. A high electronic module can be provided.

(a)は本発明の実施形態の複合基板を示す平面図であり、(b)は(a)のA−A線における断面図であり、(c)はB−B線における断面図である。(A) is a top view which shows the composite substrate of embodiment of this invention, (b) is sectional drawing in the AA of (a), (c) is sectional drawing in the BB line. . 本発明の実施形態の電子装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electronic device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の電子モジュールを示す平面図である。It is a top view which shows the electronic module of embodiment of this invention. (a)は図1に示す複合基板の変形例を示す平面図であり、(b)は(a)のA−A線における断面図であり、(c)はB−B線における断面図である。(A) is a top view which shows the modification of the composite substrate shown in FIG. 1, (b) is sectional drawing in the AA of (a), (c) is sectional drawing in the BB line. is there. 図4に示す複合基板の要部を拡大して模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows typically the principal part of the composite substrate shown in FIG. 図2に示す電子装置の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the electronic device shown in FIG. 図3に示す電子モジュールの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the electronic module shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際に複合基板、電子装置および電子モジュールが使用される際の上下を限定するものではない。また、以下の各図においては、形状等をわかりやすくするために、曲率を含む寸法を実際よりも強調して示す場合がある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the distinction between the upper and lower sides in the following description is for convenience, and does not limit the upper and lower sides when the composite substrate, the electronic device, and the electronic module are actually used. Moreover, in the following drawings, in order to make the shape and the like easier to understand, dimensions including the curvature may be emphasized more than actual.

(複合基板)
図1(a)は本発明の実施形態の複合基板を示す平面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A線における断面図である。複合基板10は、絶縁基板1と、絶縁基板1の上面に接合された第1金属板2と、絶縁基板1の下面に接合された第2金属板3とからなる積層体9を含んでいる。複合基板10は、積層体9以外にめっき膜または樹脂膜等の補助的な部材(図示せず)を含んでいても構わない。
(Composite substrate)
FIG. 1A is a plan view showing a composite substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The composite substrate 10 includes a laminate 9 including an insulating substrate 1, a first metal plate 2 bonded to the upper surface of the insulating substrate 1, and a second metal plate 3 bonded to the lower surface of the insulating substrate 1. . The composite substrate 10 may include an auxiliary member (not shown) such as a plating film or a resin film in addition to the laminate 9.

絶縁基板1、第1金属板2および第2金属板3からなる積層体9は、複合基板10を基本的に構成する部分である。例えば、第1金属板2の上面の一部が電子部品の搭載部として用いられる。また、第2金属板3の下面の一部または全部が外部部材との接続用の部位として利用される。外部部材は、電子機器、車両または産業用機械等の各種の機器に含まれる電子回路または放熱部材等であり、これに複合基板10が電気的および熱的に接続される。外部部材の詳細については後述する。   A laminate 9 composed of the insulating substrate 1, the first metal plate 2 and the second metal plate 3 is a part that basically constitutes the composite substrate 10. For example, a part of the upper surface of the first metal plate 2 is used as a mounting part for electronic components. Moreover, a part or all of the lower surface of the second metal plate 3 is used as a part for connection to an external member. The external member is an electronic circuit, a heat radiating member, or the like included in various devices such as an electronic device, a vehicle, or an industrial machine, and the composite substrate 10 is electrically and thermally connected thereto. Details of the external member will be described later.

絶縁基板1は、第1金属板2と第2金属板3との電気絶縁性を確保しながら保持する基体として機能する。第1金属板2の上面に電子部品4が搭載されて後述する電子装置20が
形成され、さらに第2金属板3の下面が外部部材に接続されれば後述する電子モジュール30が形成される。この場合には、電子部品4で発生した熱が、第1金属板2、絶縁基板1および第2金属板3を通って外部部材に伝導される。
The insulating substrate 1 functions as a base that holds the first metal plate 2 and the second metal plate 3 while ensuring electrical insulation. When the electronic component 4 is mounted on the upper surface of the first metal plate 2 to form an electronic device 20 to be described later, and when the lower surface of the second metal plate 3 is connected to an external member, an electronic module 30 to be described later is formed. In this case, heat generated in the electronic component 4 is conducted to the external member through the first metal plate 2, the insulating substrate 1, and the second metal plate 3.

絶縁基板1は、平面視で矩形状または角部を曲面状に成形(面取り)した板状等の形状である。絶縁基板1は、電気絶縁材料からなり、例えば、窒化ケイ素質焼結体、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化ケイ素質焼結体または窒化アルミニウム質焼結体等の材料からなる。これらの材料の中で、放熱性に影響する熱伝導性を重視する場合には、窒化ケイ素質焼結体、炭化ケイ素質焼結体または窒化アルミニウム質焼結体等が用いられる。また、機械的な強度も考慮したときには、例えば窒化ケイ素質焼結体または炭化ケイ素質焼結体が用いられる。   The insulating substrate 1 has a rectangular shape or a plate shape or the like in which a corner is curved (chamfered) in a plan view. The insulating substrate 1 is made of an electrically insulating material, for example, a material such as a silicon nitride sintered body, an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, or an aluminum nitride sintered body. Become. Among these materials, when importance is attached to thermal conductivity that affects heat dissipation, a silicon nitride sintered body, a silicon carbide sintered body, an aluminum nitride sintered body, or the like is used. In consideration of mechanical strength, for example, a silicon nitride sintered body or a silicon carbide sintered body is used.

絶縁基板1が窒化ケイ素質焼結体のように機械的強度が比較的大きいセラミック材料からなる場合、より厚みの厚い(厚さが大きい)第1金属板2および第2金属板3を用いたとしても、絶縁基板1にクラック等の機械的な破壊が生じる可能性を低減できる。そのため、小型化を図りながら、より大きな電流を流すことができる複合基板10を実現することができる。   When the insulating substrate 1 is made of a ceramic material having a relatively high mechanical strength such as a silicon nitride sintered body, the first metal plate 2 and the second metal plate 3 having a greater thickness (thickness) are used. However, the possibility of mechanical damage such as cracks occurring in the insulating substrate 1 can be reduced. Therefore, it is possible to realize the composite substrate 10 capable of flowing a larger current while reducing the size.

絶縁基板1の厚みは、薄い方が熱伝導性の点ではよい。ただし、機械的強度や電気絶縁性等を考慮した場合には、薄くなり過ぎないようにする。絶縁基板1の厚みは、例えば約0.1mm〜1mmであり、複合基板10の大きさまたは用いる材料の熱伝導率または強度に
応じて選択すればよい。絶縁基板1の大きさは、平面視で、例えば、縦が5〜50mm程度であり、横が10〜60mm程度である。
The thinner the insulating substrate 1, the better in terms of thermal conductivity. However, when considering mechanical strength, electrical insulation, etc., it should not be too thin. The thickness of the insulating substrate 1 is, for example, about 0.1 mm to 1 mm, and may be selected according to the size of the composite substrate 10 or the thermal conductivity or strength of the material used. The size of the insulating substrate 1 is, for example, about 5 to 50 mm in length and about 10 to 60 mm in width in plan view.

絶縁基板1は、例えば窒化ケイ素質焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。まず、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化イットリウム等の原料粉末に適当な有機バインダー、可塑剤および溶剤を添加混合して作製したスラリーをドクターブレード法またはカレンダーロール法等の方法でシート状に成形してセラミックグリーンシートを形成する。次にこのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工等を施して所定形状にするとともに、必要に応じて複数枚を積層して成形体に加工する。その後、この成形体を窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気中、1600〜2000℃の温度で焼成する。以上の工程によって絶縁基板1を製作することができる。   If the insulating substrate 1 is made of, for example, a silicon nitride sintered body, it can be manufactured as follows. First, a slurry prepared by adding and mixing an appropriate organic binder, plasticizer and solvent to raw powders such as silicon nitride, aluminum oxide, magnesium oxide and yttrium oxide is formed into a sheet by a method such as a doctor blade method or a calender roll method. Molding to form a ceramic green sheet. Next, the ceramic green sheet is subjected to an appropriate punching process or the like to obtain a predetermined shape, and a plurality of sheets are laminated and processed into a molded body as necessary. Thereafter, the compact is fired at a temperature of 1600 to 2000 ° C. in a non-oxidizing atmosphere such as a nitrogen atmosphere. The insulating substrate 1 can be manufactured by the above process.

第1金属板2は、絶縁基板1の上面に接合され、第2金属板3は、絶縁基板1の下面に接合されている。第1金属板2および第2金属板3は、例えば銅または銅を主成分とする合金等の金属材料によって形成されている。複合基板10および電子装置20において、第2金属板3の厚みが第1金属板2の厚みの2倍以上に設定されている。具体例を挙げれば、第1金属板2の厚みが約0.4〜0.6mm程度に設定され、第2金属板3の厚みが約0.8〜1.2mm程度に設定される。この場合、第2金属板3の厚みは、放熱性の向上、熱応力に起因する積層体9の変形の抑制および経済性等を考慮しながら、1.2mmを超える厚みに設定
されても構わない。
The first metal plate 2 is bonded to the upper surface of the insulating substrate 1, and the second metal plate 3 is bonded to the lower surface of the insulating substrate 1. The first metal plate 2 and the second metal plate 3 are made of, for example, a metal material such as copper or an alloy containing copper as a main component. In the composite substrate 10 and the electronic device 20, the thickness of the second metal plate 3 is set to be twice or more the thickness of the first metal plate 2. If a specific example is given, the thickness of the 1st metal plate 2 will be set to about 0.4-0.6 mm, and the thickness of the 2nd metal plate 3 will be set to about 0.8-1.2 mm. In this case, the thickness of the second metal plate 3 may be set to a thickness exceeding 1.2 mm in consideration of improvement in heat dissipation, suppression of deformation of the laminated body 9 due to thermal stress, economy, and the like. .

第1金属板2および第2金属板3は、例えば、銅の原板(図示せず)を金型打ち抜き加工またはエッチング加工等の所定の金属加工で成形した後に絶縁基板1に張り付けられている。また、銅の原板を絶縁基板1の上面または下面に接合した後に、この原板にエッチング加工等の加工を施して第1金属板2または第2金属3を形成することもできる。第1金属板2および第2金属板3は、絶縁基板1にろう付け等の接合法で接合されている。ろう材は、例えば銀ろうであり、銀ろうにさらにチタン等の活性金属材料が添加されたものでもよい。   The first metal plate 2 and the second metal plate 3 are attached to the insulating substrate 1 after a copper original plate (not shown) is formed by a predetermined metal processing such as die punching or etching, for example. Alternatively, the first metal plate 2 or the second metal 3 can be formed by bonding an original copper plate to the upper surface or the lower surface of the insulating substrate 1 and then performing an etching process or the like on the original plate. The first metal plate 2 and the second metal plate 3 are joined to the insulating substrate 1 by a joining method such as brazing. The brazing material is, for example, silver brazing, and may be obtained by adding an active metal material such as titanium to silver brazing.

また、複合基板10に含まれる積層体9は、平面視における中央部と外周部との間の中間部において上方向に湾曲した凸部9aを有している。積層体9の平面視における中央部は、例えば図1(a)において内側の仮想線(二点鎖線)で囲んだ部分である。矩形状の積層体9であれば、その中心と近傍が中央部である。積層体9の平面視における外周部は、例えば図1(a)において外側の仮想線(二点鎖線)よりも外側の部分である。矩形状の積層体9であれば、その外周に沿った四角枠状の部分である。   In addition, the laminate 9 included in the composite substrate 10 has a convex portion 9a that is curved upward in an intermediate portion between the central portion and the outer peripheral portion in plan view. The central portion of the laminate 9 in plan view is, for example, a portion surrounded by an inner virtual line (two-dot chain line) in FIG. In the case of the rectangular laminated body 9, the center and the vicinity thereof are the central part. The outer peripheral part in planar view of the laminated body 9 is a part outside the outer virtual line (two-dot chain line) in FIG. 1A, for example. If it is the rectangular laminated body 9, it is a square frame-shaped part along the outer periphery.

なお、積層体9の外周は、上から見たときに最も外側に位置している部材の外縁であり、この例では絶縁基板1の外周に相当する。すなわち、上記の積層体9の平面視における中央部および外周部は、それぞれ、平面透視における絶縁基板1の中央部および外周部に相当するとみなすこともできる。   In addition, the outer periphery of the laminated body 9 is an outer edge of the member located on the outermost side when viewed from above, and corresponds to the outer periphery of the insulating substrate 1 in this example. That is, the central portion and the outer peripheral portion of the laminate 9 in plan view can be regarded as corresponding to the central portion and the outer peripheral portion of the insulating substrate 1 in plan view, respectively.

このような実施形態の複合基板10によれば、上記構成であることから、外部部材への実装時に熱が加わると、積層体9において凸部9aの周辺部が上方向に反るような応力が生じる。この、凸部9aの周辺部は、平面視における積層体9(複合基板10)の外周部および中央部に相当する。そのため、この熱応力で、複合基板10全体の平坦度を高めることができる。したがって、外部部材に対する密着性を向上させることができ、例えば電子装置20としての放熱性の向上に有利な複合基板10を提供することができる。   According to the composite substrate 10 of such an embodiment, because of the above configuration, when heat is applied during mounting on an external member, stress that causes the peripheral portion of the convex portion 9a to warp upward in the laminate 9. Occurs. The peripheral portion of the convex portion 9a corresponds to the outer peripheral portion and the central portion of the laminate 9 (composite substrate 10) in plan view. Therefore, the flatness of the entire composite substrate 10 can be increased by this thermal stress. Therefore, it is possible to improve the adhesion to the external member, and for example, it is possible to provide the composite substrate 10 that is advantageous for improving the heat dissipation as the electronic device 20.

言い換えれば、積層体9を上記のような形態で(縦断面視でM字状に)曲げておくことによって、実装時の熱で逆に積層体9全体を平坦にするような変形を生じさせることができる。この応力による変形は、従来技術における複合基板(図示せず)の外周部を上方向に反らせるような変形とは逆方向である。そのため、実装後の電子装置(電子モジュール)において複合基板10の平坦度が向上する。これは、実装時の熱応力によって凸部9aが横方向に引き伸ばされた結果とみなすこともできる。   In other words, by bending the laminated body 9 in the above-described form (in an M shape in a longitudinal cross-sectional view), a deformation that causes the entire laminated body 9 to be flattened by the heat during mounting is generated. be able to. The deformation due to the stress is opposite to the deformation that causes the outer peripheral portion of the composite substrate (not shown) in the prior art to warp upward. Therefore, the flatness of the composite substrate 10 is improved in the electronic device (electronic module) after mounting. This can also be regarded as a result of the protrusions 9a being stretched in the lateral direction due to thermal stress during mounting.

上記のような効果を得るために、凸部9aの高さは約20μm〜80μm程度に設定されていればよい。凸部9aの高さは、例えば、図1(b)に示すような縦断面視において、仮想の水準面L0から凸部9aの上面までの距離であり、特に極大状の部分における高さHである。複数の凸部9aが存在している(複数の極大状の部分が複数存在している)場合には、それぞれの凸部9aの高さが個別に規定され、これらの凸部9aの高さが上記の範囲であればよい。   In order to obtain the above effects, the height of the convex portion 9a may be set to about 20 μm to 80 μm. The height of the convex portion 9a is, for example, the distance from the virtual level surface L0 to the upper surface of the convex portion 9a in the longitudinal sectional view as shown in FIG. 1B, and particularly the height H at the maximal portion. It is. When there are a plurality of convex portions 9a (a plurality of maximal portions are present), the height of each convex portion 9a is individually defined, and the height of these convex portions 9a May be in the above range.

なお、仮想の水準面は、任意に設定しても構わないが、上記の例における水準面L0は、積層体9の上面の位置、つまり第1金属板2の上面の位置が最も低い位置に設定している。この例の場合には、矩形状の第1金属板2の上面のうち中央部を水準面L0としている。   The virtual level surface may be set arbitrarily, but the level surface L0 in the above example is the position where the upper surface of the laminate 9, that is, the position of the upper surface of the first metal plate 2 is the lowest. It is set. In the case of this example, the center portion of the upper surface of the rectangular first metal plate 2 is the level surface L0.

(複合基板の製造方法)
実施形態の複合基板10は、例えば次のような工程を含む製造方法で製作することができる。ただし、複合基板10の製造方法は、この例に限定されず、用いる材料の種類または寸法、生産性および経済性等に応じて適宜変更することができる。
(Production method of composite substrate)
The composite substrate 10 of the embodiment can be manufactured by a manufacturing method including the following processes, for example. However, the manufacturing method of the composite substrate 10 is not limited to this example, and can be appropriately changed according to the type or size of the material to be used, productivity, economy, and the like.

まず、前述したような方法で絶縁基板1を作製する。絶縁基板1は、製作する複合基板10の外形寸法、所定の特性および経済性等に応じて、その外形の寸法を設定し、用いる材料を選択する。例えば、厚みが約0.1mm〜1mmであり、平面視における1辺の寸法が
複5〜60mm程度の矩形状(正方形状または長方形状)の絶縁基板1を、セラミックグリーンシートを焼成する方法で作製する。
First, the insulating substrate 1 is produced by the method as described above. The insulating substrate 1 is set in accordance with the outer dimensions, predetermined characteristics, economy, etc. of the composite substrate 10 to be manufactured, and the material to be used is selected. For example, the insulating substrate 1 having a rectangular shape (square shape or rectangular shape) having a thickness of about 0.1 mm to 1 mm and a side dimension of about 5 to 60 mm in plan view is manufactured by a method of firing a ceramic green sheet. To do.

次に、第1金属板2および第2金属板3を作製する。第1金属板2および第2金属板3
は、例えば無酸素銅等の銅の原板に対して、切断、圧延およびエッチング等の所定の金属加工を施すことによって作製することができる。第1金属板2および第2金属板3は、例えば、平面視において上記の絶縁基板1よりも若干小さい外形寸法を有する平板として作製する。このときに、第2金属板3の厚みが第1金属板2の厚みの約2倍程度になるように、上記の金属加工時の寸法を調整する。なお、第1金属板2および第2金属板3の平面視における大きさ(寸法)は、製作する複合基板10における第1金属板2および第2金属板3の平面視における大きさに応じて適宜調整して構わない。例えば、作製する第1金属板2および第2金属板3の少なくとも一方を、平面視において絶縁基板1以上の大きさにしてもよい。
Next, the first metal plate 2 and the second metal plate 3 are produced. First metal plate 2 and second metal plate 3
Can be produced by subjecting a copper base plate such as oxygen-free copper to predetermined metal processing such as cutting, rolling and etching. The first metal plate 2 and the second metal plate 3 are produced, for example, as flat plates having outer dimensions slightly smaller than those of the insulating substrate 1 in plan view. At this time, the dimension at the time of metal processing is adjusted so that the thickness of the second metal plate 3 is about twice the thickness of the first metal plate 2. The size (dimension) in plan view of the first metal plate 2 and the second metal plate 3 depends on the size in plan view of the first metal plate 2 and the second metal plate 3 in the composite substrate 10 to be manufactured. It may be adjusted appropriately. For example, at least one of the first metal plate 2 and the second metal plate 3 to be manufactured may be larger than the insulating substrate 1 in plan view.

次に、第1金属板2および第3金属板3を絶縁基板1に接合する。この接合は、例えば、銀ろう等のろう材(図示せず)を介した接合法によって行なうことができる。銀ろうは、例えばJIS規格のBAg−8等の銀−銅ろうである。   Next, the first metal plate 2 and the third metal plate 3 are joined to the insulating substrate 1. This joining can be performed by, for example, a joining method through a brazing material (not shown) such as silver brazing. The silver solder is, for example, a silver-copper solder such as JIS standard BAg-8.

ろう材は、接合のための活性金属として、モリブデン、チタンおよびジルコニウム、ハフニウムおよびニオブのうち少なくとも1種の金属材料をさらに添加材として含有するものでもよい。これらの金属材料について、活性金属としての有効性、ろう付けの作業性および経済性(コスト)等を考慮すれば、モリブデン、チタンおよびジルコニウムが上記用途の活性金属として適している。   The brazing material may further contain at least one metal material of molybdenum, titanium and zirconium, hafnium and niobium as an additive as an active metal for bonding. In consideration of the effectiveness as an active metal, the workability of brazing, and the economical efficiency (cost) of these metal materials, molybdenum, titanium, and zirconium are suitable as the active metal for the above-mentioned use.

下から順に第2金属板3、絶縁基板1および第1金属板2を積層した積層体9(未接合の仮積層体)を加熱する際に、この仮積層体を所定の形状(上記縦断面視でM字状)に変形させるような荷重を加える。例えば、仮積層体を上下ひっくり返して加熱する際に、中間部に下向きに荷重を加える。具体例としては第2金属板3上(ひっくり返す前は下面の面上)に適当な質量のジグを載せて加熱する。この荷重によって、加熱中に仮積層体の中間部に変形が生じ、所定の形状の積層体9を含む複合基板10を製作することができる。つまり、加熱中にジグの質量に起因した力で中間部が下方向に凸になり、このときの下方向は図1の例では上方向であるので、図1に示すような、中間部が上方向に凸状に湾曲した積層体9とすることができる。   When heating the laminated body 9 (unjoined temporary laminated body) obtained by laminating the second metal plate 3, the insulating substrate 1, and the first metal plate 2 in order from the bottom, the temporary laminated body has a predetermined shape (the longitudinal section described above). Apply a load that can be deformed into an M shape. For example, when the temporary laminate is turned upside down and heated, a load is applied downward to the intermediate portion. As a specific example, a jig having an appropriate mass is placed on the second metal plate 3 (on the lower surface before being turned over) and heated. Due to this load, deformation occurs in the intermediate portion of the temporary laminate during heating, and the composite substrate 10 including the laminate 9 having a predetermined shape can be manufactured. That is, during heating, the intermediate portion becomes convex downward due to the force due to the mass of the jig, and the downward direction at this time is the upward direction in the example of FIG. 1, so the intermediate portion as shown in FIG. It can be set as the laminated body 9 curving convexly upward.

(電子装置)
図2は、本発明の実施形態の電子装置20を示す断面図である。上記構成の複合基板10と、第1金属板2上に搭載された電子部品4とによって実施形態の電子装置20が基本的に構成されている。図2において図1と同様の部位には同様の符号を付している。なお、図2においては、電子部品4と複合基板10とを分け示し、電子部品4が搭載される方向を矢印で示している。また、この電子装置20が外部部材5に実装される方向を矢印で示している。以下の各図においても、図2と同様に、構成部材を分けて示すことがあり、搭載等の方向を矢印で示すことがある。
(Electronic device)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the electronic device 20 according to the embodiment of the present invention. The electronic device 20 of the embodiment is basically configured by the composite substrate 10 having the above configuration and the electronic component 4 mounted on the first metal plate 2. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. In FIG. 2, the electronic component 4 and the composite substrate 10 are shown separately, and the direction in which the electronic component 4 is mounted is indicated by an arrow. The direction in which the electronic device 20 is mounted on the external member 5 is indicated by an arrow. In each of the following drawings, as in FIG. 2, the constituent members may be shown separately, and the mounting direction may be indicated by an arrow.

電子部品4は、例えば平面視において矩形状である第1金属板2の上面の中央部に搭載される。電子部品4は、例えば、トランジスタ、CPU(Central Processing Unit)用
のLSI(Large Scale Integrated circuit)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)またはMOS−FET(Metal Oxide Semiconductor - Field Effect Transistor)等の半導体素子である。電子部品4は、半導体素子に限らず、温度センサ素子等のセンサ素子および容量素子等の受動部品を含む各種の電子部品から適宜選択されたものでもよく、複数個でもよい。また、互いに異なる種類の電子部品(図示せず)が搭載されてもよい。
The electronic component 4 is mounted, for example, at the center of the upper surface of the first metal plate 2 that is rectangular in plan view. The electronic component 4 is, for example, a semiconductor element such as a transistor, an LSI (Large Scale Integrated circuit) for a CPU (Central Processing Unit), an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), or a MOS-FET (Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor). is there. The electronic component 4 is not limited to a semiconductor element, and may be appropriately selected from various electronic components including a sensor element such as a temperature sensor element and a passive component such as a capacitive element, or may be plural. Different types of electronic components (not shown) may be mounted.

電子部品4は、部品用の接合材(図示せず)を介した接合等の接合法で第1金属板2の上面に接合される。部品用の接合材は、例えば、金属または導電性樹脂等からなる。部品
用の接合材は、例えば、はんだ(スズ−鉛共晶はんだ等)、金−スズ(Au−Sn)合金またはスズ−銀−銅(Sn−Ag−Cu)合金等である。
The electronic component 4 is bonded to the upper surface of the first metal plate 2 by a bonding method such as bonding via a bonding material (not shown) for components. The bonding material for parts is made of, for example, metal or conductive resin. The bonding material for components is, for example, solder (tin-lead eutectic solder or the like), gold-tin (Au-Sn) alloy, tin-silver-copper (Sn-Ag-Cu) alloy, or the like.

なお、第1金属板2の表面に、めっき法によってめっき膜(図示せず)を形成してもよい。この構成によれば、部品用の接合材の濡れ性が向上するので、電子部品4を第1金属板2の上面に対する接合の強度を向上させることができる。めっき膜は、導電性および耐食性が高い金属を用いればよく、たとえば、ニッケル、コバルト、銀、銅または金等のめっき膜である。めっき膜は、これらの金属材料を主成分とする合金材料でもよく、複数層が順次被着されたものでもよい。めっき膜の厚みは、たとえば0.1〜10μmであればよい
A plating film (not shown) may be formed on the surface of the first metal plate 2 by a plating method. According to this configuration, since the wettability of the bonding material for components is improved, the bonding strength of the electronic component 4 to the upper surface of the first metal plate 2 can be improved. As the plating film, a metal having high conductivity and corrosion resistance may be used. For example, a plating film of nickel, cobalt, silver, copper, gold, or the like is used. The plating film may be an alloy material mainly composed of these metal materials, or may be one in which a plurality of layers are sequentially deposited. The thickness of the plating film may be, for example, 0.1 to 10 μm.

電子部品4として搭載された半導体素子は、例えばボンディングワイヤ等の導電性接続材(図示せず)によって外部電気回路(図示せず)と電気的に接続される。外部電気回路は外部部材5に含まれるものであり、半導体素子と外部電気回路との間で各種の信号または接地等の所定の電位が授受される。   The semiconductor element mounted as the electronic component 4 is electrically connected to an external electric circuit (not shown) by a conductive connecting material (not shown) such as a bonding wire. The external electric circuit is included in the external member 5, and various signals or predetermined potentials such as ground are exchanged between the semiconductor element and the external electric circuit.

例えば外部部材5がコンピュータまたは自動車等の電子制御機構を有する機器の回路基板(マザーボード等)であるときには、演算の基礎になる情報が外部部材5から電子部品4に伝送され、電子部品4から外部電気回路に演算結果または記憶情報等が伝送される。   For example, when the external member 5 is a circuit board (motherboard or the like) of a device having an electronic control mechanism such as a computer or an automobile, information serving as a basis for calculation is transmitted from the external member 5 to the electronic component 4 and from the electronic component 4 to the outside. An operation result or stored information is transmitted to the electric circuit.

また、電子部品4の作動に伴い発生する熱は、前述したように第2金属板3に伝導され、第2金属板3から外部部材5に伝導される。この場合には、上記の回路基板が伝熱および外部への放熱を促進するものであってもよい。また、外部電気回路以外の放熱用の外部部材5が第2金属板3に接合されて、外部への放熱が促進されてもよい。   Further, the heat generated by the operation of the electronic component 4 is conducted to the second metal plate 3 as described above, and is conducted from the second metal plate 3 to the external member 5. In this case, the circuit board may promote heat transfer and heat dissipation to the outside. Moreover, the external member 5 for heat dissipation other than an external electric circuit may be joined to the 2nd metal plate 3, and heat dissipation to the exterior may be accelerated | stimulated.

(電子モジュール)
図3は、本発明の実施形態の電子モジュールを示す平面図である。上記構成の電子装置20と、電子装置20が接合材6を介して接合された外部部材5とによって、実施形態の電子モジュール30が基本的に構成されている。図3において図1および図2と同様の部位には同様の符号を付している。
(Electronic module)
FIG. 3 is a plan view showing the electronic module according to the embodiment of the present invention. The electronic module 30 of the embodiment is basically configured by the electronic device 20 having the above configuration and the external member 5 to which the electronic device 20 is bonded via the bonding material 6. In FIG. 3, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

接合材6は、例えばはんだ等の低融点ろう材である。はんだとしては、スズ−鉛はんだ(共晶はんだ等)、スズ−銅系、スズ−銀−銅系、スズ−銀−ビスマス系等のはんだが挙げられる。例えば、電子装置20と外部部材5とを、はんだペーストを介して位置合わせした後、はんだペーストを加熱溶融させることで、電子装置20と外部部材5とを互いに接合させることができる。   The bonding material 6 is a low melting point brazing material such as solder. Examples of the solder include tin-lead solder (eutectic solder, etc.), tin-copper, tin-silver-copper, tin-silver-bismuth, and the like. For example, the electronic device 20 and the external member 5 can be joined to each other by aligning the electronic device 20 and the external member 5 via a solder paste and then heating and melting the solder paste.

外部部材5は、例えば前述したように、コンピュータ、車両用の各種の制御機器、産業用機械および通信機器等における電子回路部分を構成している各種の部材である。外部部材5は、電子回路を有する外部電気回路の機能を有するものでもよく、放熱の機能を有するものでもよい。図3に示す例では、コンピュータ等の電子機器に含まれるマザーボード(外部部材5)に電子装置20が接合され、実装された例を示している。   For example, as described above, the external member 5 is various members constituting an electronic circuit portion in a computer, various control devices for vehicles, industrial machines, communication devices, and the like. The external member 5 may have a function of an external electric circuit having an electronic circuit, or may have a function of heat dissipation. In the example shown in FIG. 3, an example is shown in which the electronic device 20 is bonded and mounted on a mother board (external member 5) included in an electronic device such as a computer.

このような実施形態の電子モジュール30によれば、前述したように、実装時の熱に起因して、凸部9a部分で積層体9が延びるような熱応力が生じる。この変形は、積層体9の外周部分が上方向平坦になる方向とは逆方向に作用する。つまり、実装前は曲がっていた積層体9全体を平坦にするような応力が生じる。   According to the electronic module 30 of such an embodiment, as described above, due to heat at the time of mounting, a thermal stress is generated such that the laminate 9 extends at the convex portion 9a. This deformation acts in the direction opposite to the direction in which the outer peripheral portion of the laminate 9 becomes flat in the upward direction. That is, a stress is generated that flattens the entire laminated body 9 that was bent before mounting.

なお、例えば図3に示す例のように、上記凸部9aの周辺部に生じる応力によって、平面視における積層体9(複合基板10)の中央部が下方に湾曲する場合もある。しかし、こ
の場合にも、例えば中央部において第1金属板2上に電子部品4が搭載されていれば、電子部品4から外部部材5までの距離が小さく抑えられるため、放熱性に関しては向上が可能である。
For example, as in the example shown in FIG. 3, the central portion of the laminate 9 (composite substrate 10) in a plan view may be curved downward due to the stress generated in the peripheral portion of the convex portion 9a. However, even in this case, for example, if the electronic component 4 is mounted on the first metal plate 2 in the central portion, the distance from the electronic component 4 to the external member 5 can be kept small, so that the heat dissipation is improved. Is possible.

積層体9(複合基板10)の中央部が下方に湾曲する場合、その湾曲部分の高さ(第2金属板3の下面のうち湾曲部分以外の部分から湾曲部分の下端までの側面視における距離)は、例えば約20〜80μm程度の範囲であればよい。この程度の範囲であれば、湾曲部分において電子部品4と外部部材5との間の距離を近づける効果を有効に得ることができるとともに、中間部および外周部における第2金属板3(複合基板10)の下面と外部部材5との間の距離を比較的小さく抑えて伝熱性を高く確保することができる。   When the center part of the laminated body 9 (composite substrate 10) curves downward, the height of the curved part (distance in side view from the part other than the curved part of the lower surface of the second metal plate 3 to the lower end of the curved part) ) May be in the range of, for example, about 20 to 80 μm. Within this range, the effect of reducing the distance between the electronic component 4 and the external member 5 in the curved portion can be effectively obtained, and the second metal plate 3 (composite substrate 10) in the intermediate portion and the outer peripheral portion can be obtained. ) And the external member 5 can be kept relatively small to ensure high heat transfer.

(複合基板の変形例)
図4(a)は図1に示す複合基板10の変形例を示す平面図であり、図4(b)は図4(a)のA−A線における断面図であり、図4(c)は図4(a)のB−B線における断面図である。また、図5は、図4に示す複合基板10の要部を拡大して模式的に示す断面図である。図4および図5において図1〜図3と同様の部位には同様の符号を付している。上記電子装置20および電子モジュール30は、この変形例の複合基板10を含むものでも構わない。
(Modified example of composite substrate)
4A is a plan view showing a modification of the composite substrate 10 shown in FIG. 1, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4A, and FIG. These are sectional drawings in the BB line of Drawing 4 (a). FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged main part of the composite substrate 10 shown in FIG. 4 and 5, the same reference numerals are given to the same parts as those in FIGS. 1 to 3. The electronic device 20 and the electronic module 30 may include the composite substrate 10 of this modification.

図4に示す例において、積層体9が平面視において矩形状であり、凸部9aの上端が、積層体9の角部に近い部分において他の部分よりも上側に位置している。言い換えれば、凸部9aの高さが、積層体9の角部に近い部分において他の部分よりも高い。図4(a)に示す例では、前述した水準面L0からの距離が近い部分から順にL1、L2およびL3として、凸部9aの高さを示している。例えば、平面視における絶縁基板1の寸法が上記のように約50〜60mm程度の複合基板10であれば、L1はL0中心点からの距離が約6〜58mm程度の領域であり、L2はL0からの距離が約15〜54mm程度の領域であり、L3はL0からの距離が約23〜49mm程度の領域である。   In the example shown in FIG. 4, the stacked body 9 has a rectangular shape in plan view, and the upper end of the convex portion 9 a is located above the other portion in a portion near the corner of the stacked body 9. In other words, the height of the convex portion 9a is higher in the portion near the corner portion of the stacked body 9 than in other portions. In the example shown in FIG. 4A, the heights of the convex portions 9a are shown as L1, L2, and L3 in order from the portion having the closest distance from the level surface L0. For example, if the size of the insulating substrate 1 in plan view is about 50 to 60 mm as described above, L1 is a region whose distance from the L0 center point is about 6 to 58 mm, and L2 is L0. Is a region where the distance from L0 is about 15 to 54 mm, and L3 is a region where the distance from L0 is about 23 to 49 mm.

前述した、凸部9aの高さを約20〜80μm程度に設定した場合には、角部の近くでは凸部9aの上面のうち最も高い部分(L3)の高さは約40〜80μm程度であればよい。また、この場合に、角部以外の部分である辺部の近くでは凸部9aの上面のうち最も高い部分(L2)の高さは約20〜60μm程度であればよい。また、この場合のL1の領域における凸部9aの高さは約40μm未満であり、1μm以上である。   When the height of the convex portion 9a is set to about 20 to 80 μm as described above, the height of the highest portion (L3) of the upper surface of the convex portion 9a near the corner is about 40 to 80 μm. I just need it. In this case, the height of the highest portion (L2) of the upper surface of the convex portion 9a may be about 20 to 60 μm near the side portion that is a portion other than the corner portion. In this case, the height of the convex portion 9a in the region L1 is less than about 40 μm, and is 1 μm or more.

なお、このような凸部9aの高さおよびその高さの分布は、積層体9を厚み方向に切断した断面を観察し、金属顕微鏡等で凸部9aの高さを測ることで測定することができる。また、シャドウモアレ法等の測定機器を用いて凸部9aの高さを測定することもでき、具体には各種の市販の測定機器で測定することができる。   Note that the height of the convex portion 9a and the distribution of the height are measured by observing a cross section of the laminate 9 cut in the thickness direction and measuring the height of the convex portion 9a with a metal microscope or the like. Can do. Moreover, the height of the convex part 9a can also be measured using measuring instruments, such as a shadow moire method, and can be specifically measured with various commercially available measuring instruments.

また、図4に示す例において、例えば図5に示すように、積層体9の角部に近い部分における凸部9aの側面の勾配が、積層体9の外周側において中央部側よりも大きいものであってもよい。図5は、図4に示す複合基板10の要部を拡大して模式的に示す断面図である。図5において図4と同様の部位には同様の符号を付している。   In the example shown in FIG. 4, for example, as shown in FIG. 5, the slope of the side surface of the convex portion 9 a in the portion near the corner of the laminate 9 is larger on the outer peripheral side of the laminate 9 than on the center side. It may be. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged main part of the composite substrate 10 shown in FIG. 5, parts similar to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.

凸部9aの側面の勾配は、例えば図5に示す例のような縦断面視において、凸部9aの側面と仮想の水平面Lとのなす角の角度θに相当する。凸部9aの側面が曲面であり、縦断面視で曲線であるときには、その曲線に対する接線Sと水平面Lとのなす角θが上記勾配になる。また、仮想の水平面Lは、例えば上記の例における仮想の水準面L0と平行な平面である。   The gradient of the side surface of the convex portion 9a corresponds to the angle θ of the angle formed between the side surface of the convex portion 9a and the virtual horizontal plane L in a longitudinal sectional view as in the example illustrated in FIG. When the side surface of the convex portion 9a is a curved surface and is a curved line in a longitudinal sectional view, the angle θ between the tangent line S and the horizontal plane L with respect to the curved line has the above gradient. The virtual horizontal plane L is a plane parallel to the virtual level surface L0 in the above example, for example.

なお、凸部9aの側面と水平面とのなす角(側面の傾き)が側面の長さ方向で一定でないときには、その角の平均値を勾配とみなすことができる。また、この平均値は、凸部9aの極大状の部分(頂点等)と凸部9aの側面の下端とを結ぶ仮想の直線と仮想の水平面とのなす角で代用することもできる。   When the angle between the side surface of the convex portion 9a and the horizontal plane (side surface inclination) is not constant in the length direction of the side surface, the average value of the angles can be regarded as the gradient. Further, this average value can be substituted by an angle formed by a virtual straight line connecting a maximal portion (vertex or the like) of the convex portion 9a and the lower end of the side surface of the convex portion 9a and a virtual horizontal plane.

この場合には、凸部9aのうち積層体9の外周側の側面において上方向への変形の余地(変形しろ)をより大きく取ることができる。つまり積層体9のうち上方向への反りをより効果的に抑制したい外周側の部分について、このような反りに至るまでの変形の余地をより大きく取ることができる。したがって、電子モジュール30における積層体9の外周部の上方向への反りを効果的に抑制することができる。   In this case, it is possible to increase the room for deformation (deformation margin) in the upward direction on the outer peripheral side surface of the stacked body 9 in the convex portion 9a. That is, it is possible to further increase the room for deformation until reaching the warpage of the portion of the laminate 9 on the outer peripheral side where it is desired to more effectively suppress the upward warping. Therefore, the upward warpage of the outer peripheral portion of the multilayer body 9 in the electronic module 30 can be effectively suppressed.

したがって、電子装置20と外部部材5との密着性および放熱性等の向上に有利な電子モジュール30とすることができる。また、そのような電子モジュール30の製作が容易な電子装置20および複合基板10とすることができる。   Therefore, an electronic module 30 that is advantageous in improving the adhesion between the electronic device 20 and the external member 5 and heat dissipation can be obtained. Further, the electronic device 20 and the composite substrate 10 in which the electronic module 30 can be easily manufactured can be obtained.

(電子装置の変形例)
図6は、図2に示す電子装置20の変形例を示す断面図である。図6において図1〜図3と同様の部位には同様の符号を付している。
(Modification of electronic device)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modification of the electronic device 20 shown in FIG. In FIG. 6, the same parts as those in FIGS.

図6に示す例では、複合基板10が上下ひっくり返されて用いられ、電子装置20が形成されている。前述したように、複合基板10が実際に用いられるときの上下は上記実施形態およびその変形例(図1〜図6に示す例等)に限定されるものではなく、図6の例のように第2金属板3が上向きになるようにして用いてもよく、第2金属板3上に電子部品4が搭載されてもよい。また第1金属板2が外部部材5に対向して実装されてよい。   In the example shown in FIG. 6, the composite substrate 10 is turned upside down and used to form the electronic device 20. As described above, the upper and lower sides when the composite substrate 10 is actually used are not limited to the above-described embodiment and its modified examples (examples shown in FIGS. 1 to 6), but as in the example of FIG. The second metal plate 3 may be used in an upward direction, and the electronic component 4 may be mounted on the second metal plate 3. The first metal plate 2 may be mounted to face the external member 5.

図6に示す形態の電子装置20の場合でも、図2に示す電子装置20の場合と同様に、実施形態の複合基板10を含んでいることから、外部部材5への実装時の熱で複合基板10が平坦になるような変形が生じる。そのため、外部部材5に対する密着性の高い電子装置20とすることができる。   Even in the case of the electronic device 20 of the form shown in FIG. 6, the composite substrate 10 of the embodiment is included as in the case of the electronic device 20 shown in FIG. Deformation occurs such that the substrate 10 becomes flat. Therefore, the electronic device 20 having high adhesion to the external member 5 can be obtained.

また、比較的厚さが大きい第2金属板3上に電子部品4が搭載されるため、電子部品4から複合基板10への熱の伝導を効果的に高めることもできる。また、この熱を、比較的面積が大きい第2金属板3の側面から外部に効果的に放散させることもできる。また、第1金属板2と第2金属板3との合計の厚みは上記実施形態の電子装置20と同じ程度であるため、電子部品4から外部部材5への熱の伝導も効果的に生じる。したがって、電子部品4からの放熱性の高い電子装置20を提供することができる。   Further, since the electronic component 4 is mounted on the second metal plate 3 having a relatively large thickness, heat conduction from the electronic component 4 to the composite substrate 10 can be effectively increased. Further, this heat can be effectively dissipated to the outside from the side surface of the second metal plate 3 having a relatively large area. Further, since the total thickness of the first metal plate 2 and the second metal plate 3 is approximately the same as that of the electronic device 20 of the above embodiment, heat conduction from the electronic component 4 to the external member 5 is also effectively generated. . Therefore, it is possible to provide the electronic device 20 with high heat dissipation from the electronic component 4.

(電子モジュールの変形例)
図7は、図3に示す電子モジュール30の変形例を示す断面図である。図7において図1〜図3と同様の部位には同様の符号を付している。
(Modification of electronic module)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the electronic module 30 shown in FIG. 7, parts similar to those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals.

図7に示す例では、複合基板10が縦方向になって外部部材5に実装されている。このように、複合基板10が実際に用いられるときの上下を含む方向は、上記実施形態およびその変形例には限定されない。   In the example shown in FIG. 7, the composite substrate 10 is mounted on the external member 5 in the vertical direction. As described above, the direction including the top and bottom when the composite substrate 10 is actually used is not limited to the above-described embodiment and its modification.

また、図7に示す例では、複数の電子部品4が複合基板10に実装されている。前述したように、電子部品4についても、1つに限らず、複数でもよく、互いに種類が異なるものが複数搭載されていても構わない。複数の電子部品4が搭載されるときには、電子モジュール30としての高機能化が効果的に行なわれる。   In the example shown in FIG. 7, a plurality of electronic components 4 are mounted on the composite substrate 10. As described above, the number of electronic components 4 is not limited to one, and a plurality of electronic components 4 may be mounted. When a plurality of electronic components 4 are mounted, high functionality as the electronic module 30 is effectively performed.

図7に示す形態の電子装置20および電子モジュール30の場合でも、図2に示す電子装置20および図3に示す電子モジュール30の場合と同様に、実施形態の複合基板10を含んでいることから、実装時に効果的に平坦化して、電子装置20と外部部材5との密着性の高い電子モジュール30とすることができる。   Even in the case of the electronic device 20 and the electronic module 30 of the form shown in FIG. 7, the composite substrate 10 of the embodiment is included as in the case of the electronic device 20 shown in FIG. 2 and the electronic module 30 shown in FIG. Thus, the electronic module 30 can be effectively flattened during mounting, and the electronic device 30 having high adhesion between the electronic device 20 and the external member 5 can be obtained.

搭載される複数の電子部品4は、互いに同じ種類のもの(例えば、記憶用の複数の半導体素子等)であってもよく、互いに異なるもの(例えば、半導体集積回路素子とセンサ素子および受動部品との組み合わせ等)であってもよい。   The plurality of electronic components 4 to be mounted may be of the same type (for example, a plurality of semiconductor elements for storage) or different from each other (for example, a semiconductor integrated circuit element, a sensor element, and a passive component). Or a combination thereof.

電子装置20が実装される外部部材5についても、前述した例におけるマザーボード等には限定されず、放熱フィン等を含む放熱部材5(5A)でもよい。これによって、放熱性が向上した電子モジュール30とすることができる。   The external member 5 on which the electronic device 20 is mounted is not limited to the mother board or the like in the above-described example, and may be the heat radiating member 5 (5A) including the heat radiating fins. Thereby, the electronic module 30 with improved heat dissipation can be obtained.

また、外部部材5は、バスバー5(5B)等でもよい。バスバー5(5B)は、例えば電動機を搭載する各種の車両における電池等の電源部分に電気的に接続されている。これによって、ハイブリッド車または電動車等の電導機構を有する車両の電源の管理、制御が効果的に行なわれる。   The external member 5 may be a bus bar 5 (5B) or the like. The bus bar 5 (5B) is electrically connected to a power source portion such as a battery in various vehicles on which an electric motor is mounted, for example. Thereby, the management and control of the power source of the vehicle having a conductive mechanism such as a hybrid vehicle or an electric vehicle can be effectively performed.

1・・絶縁基板
2・・第1金属板
3・・第2金属板
4・・電子部品
5・・外部部材
5(5A)・・外部部材(放熱部材)
5(5B)・・外部部材(バスバー)
6・・接合材
9・・積層体
10・・複合基板
20・・電子装置
30・・電子モジュール
L0・・仮想の水準面
1..Insulating substrate 2..First metal plate 3..Second metal plate 4..Electronic component 5..External member 5 (5A) .. External member (heat dissipating member)
5 (5B) ・ ・ External material (Bus bar)
6 ・ ・ Joint material 9 ・ ・ Laminate
10. ・ Composite substrate
20 ・ ・ Electronic equipment
30 ・ ・ Electronic module L0 ・ ・ Virtual level

Claims (5)

上面および下面を有する絶縁基板と、
該絶縁基板の上面に接合された第1金属板と、
前記絶縁基板の下面に接合されており、前記第1金属板よりも厚い第2金属板とからなる積層体を備えており、
該積層体が、平面視における中央部と外周部との間の中間部において上方向に湾曲した凸部を有している複合基板。
An insulating substrate having an upper surface and a lower surface;
A first metal plate bonded to the upper surface of the insulating substrate;
It is bonded to the lower surface of the insulating substrate, and includes a laminate composed of a second metal plate thicker than the first metal plate,
A composite substrate in which the laminate has a convex portion that curves upward in an intermediate portion between a central portion and an outer peripheral portion in plan view.
前記積層体が平面視において矩形状であり、前記凸部の上端が、前記積層体の角部に近い部分において他の部分よりも上側に位置している請求項1に記載の複合基板。 2. The composite substrate according to claim 1, wherein the stacked body is rectangular in a plan view, and an upper end of the convex portion is positioned above the other portion in a portion close to a corner of the stacked body. 前記積層体の角部に近い部分における前記凸部の側面の勾配が、前記積層体の外周側において中央部側よりも大きい請求項2に記載の複合基板。 The composite substrate according to claim 2, wherein a slope of a side surface of the convex portion in a portion near the corner portion of the stacked body is larger on the outer peripheral side of the stacked body than on the central portion side. 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の複合基板と、
前記第1金属板上に搭載された電子部品とを備える電子装置。
The composite substrate according to any one of claims 1 to 3,
An electronic device comprising: an electronic component mounted on the first metal plate.
請求項4に記載の電子装置と、
該電子装置が接合材を介して接合された外部部材とを備える電子モジュール。
An electronic device according to claim 4,
An electronic module comprising: an external member to which the electronic device is bonded via a bonding material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108847450A (en) * 2018-06-12 2018-11-20 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 A kind of substrate of Organic Light Emitting Diode and preparation method thereof
CN111629533A (en) * 2020-06-30 2020-09-04 生益电子股份有限公司 Warpage improving method of PCB

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057413A (en) * 2000-08-09 2002-02-22 Kyocera Corp Ceramic substrate and its producing method
JP2006019494A (en) * 2004-07-01 2006-01-19 Hitachi Metals Ltd Silicon nitride circuit board and semiconductor module
JP2014209539A (en) * 2013-03-29 2014-11-06 三菱マテリアル株式会社 Substrate for power module, substrate for power module with heat sink and power module
JP2015216349A (en) * 2014-04-21 2015-12-03 三菱電機株式会社 Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057413A (en) * 2000-08-09 2002-02-22 Kyocera Corp Ceramic substrate and its producing method
JP2006019494A (en) * 2004-07-01 2006-01-19 Hitachi Metals Ltd Silicon nitride circuit board and semiconductor module
JP2014209539A (en) * 2013-03-29 2014-11-06 三菱マテリアル株式会社 Substrate for power module, substrate for power module with heat sink and power module
JP2015216349A (en) * 2014-04-21 2015-12-03 三菱電機株式会社 Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108847450A (en) * 2018-06-12 2018-11-20 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 A kind of substrate of Organic Light Emitting Diode and preparation method thereof
US11329261B2 (en) 2018-06-12 2022-05-10 Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Organic light emitting diode substrate and manufacturing method thereof
CN111629533A (en) * 2020-06-30 2020-09-04 生益电子股份有限公司 Warpage improving method of PCB

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