JP2023147620A - Ceramic substrate, bonded body, and semiconductor device using the same - Google Patents

Ceramic substrate, bonded body, and semiconductor device using the same Download PDF

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JP2023147620A JP2022055241A JP2022055241A JP2023147620A JP 2023147620 A JP2023147620 A JP 2023147620A JP 2022055241 A JP2022055241 A JP 2022055241A JP 2022055241 A JP2022055241 A JP 2022055241A JP 2023147620 A JP2023147620 A JP 2023147620A
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notch
ceramic substrate
opening
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健太郎 岩井
Kentaro Iwai
亮人 佐々木
Ryoto Sasaki
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Toshiba Corp
Toshiba Materials Co Ltd
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Toshiba Corp
Toshiba Materials Co Ltd
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Abstract

To provide a ceramic substrate, a bonded body, and a semiconductor device using the same, with improved yield when forming a notch.SOLUTION: A ceramic substrate 1 having at least one notch 2 and an opening at the end of a notch includes a portion in which the angle of the notch between the notch and a straight line connecting the ends of the opening in the same notch at the angle of the end of the opening exceeds 90 degrees.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

後述する実施形態は、おおむね、セラミックス基板、接合体およびそれを用いた半導体
装置に関する。
The embodiments described below generally relate to a ceramic substrate, a bonded body, and a semiconductor device using the same.

半導体素子を搭載する基板には、絶縁性基板と回路部を接合した絶縁性回路基板が用いら
れている。絶縁性回路基板の固定方法としては、ねじ止めが用いられている。ねじ止め方
法としては、基板にねじ止め部を設ける方法や固定治具を使う方法がある。近年、ねじ止
め位置の安定化や省スペース化のために、基板にねじ止め部を設ける方法が試みられてい
る。基板に設けられたねじ止め部のことを切り欠き部と呼んでいる。

セラミックス基板の開口端部が特許文献1または2に記載のように直角であった場合、ね
じ止めをする際にねじ止め部において十分な位置精度が保てなくまた2箇所以上の切り欠
き部または1カ所の切り欠き部と貫通孔の組み合わせでないとねじ止め箇所が外れやすい
ことが分かった。一方、貫通孔のみのねじ止め部とするとねじ止め部より基板の辺部に近
い側(外縁側に)半導体素子を搭載するための回路部を形成することができないため基板
の面積を有効に活用することができていなかった。本発明によれば、位置精度よくねじ止
めが可能でかつ、基板の面積を有効に活用することのできる切り欠き部の形成ができる。

本発明は、このような問題に対処するためのものであり、少なくとも1カ所以上の切り欠
き部を有し、前記切り欠き部の端部には開口部を有する基板であって、前記開口部の端部
の角度において開口部端部同士と、切り欠き部とからなる切り欠き部の角度が90度を超
えて大きい箇所を有することを特徴とするセラミックス基板を提供することを目的とする

また、前述のような開口端部の角度の制御は微視的に行われるものであってもよい。
An insulating circuit board in which an insulating substrate and a circuit section are bonded is used as a board on which a semiconductor element is mounted. Screws are used as a method for fixing insulating circuit boards. As a screwing method, there are a method of providing a screwing part on the board and a method of using a fixing jig. In recent years, attempts have been made to provide screw-fastening portions on substrates in order to stabilize screw-fastening positions and save space. The screwed portion provided on the board is called a notch.

If the opening end of the ceramic substrate is at right angles as described in Patent Document 1 or 2, sufficient positional accuracy cannot be maintained at the screwed part when screwing, and two or more notches or It was found that unless there was a combination of one notch and a through hole, the screwed part would easily come off. On the other hand, if the screw-fastening part has only a through hole, it is not possible to form a circuit part for mounting a semiconductor element on the side closer to the side of the board (on the outer edge side) than the screw-fastening part, so the area of the board can be effectively utilized. I wasn't able to do that. According to the present invention, it is possible to form a cutout portion that can be screwed with high positional accuracy and that can effectively utilize the area of the board.

The present invention is intended to address such problems, and provides a substrate having at least one notch and an opening at an end of the notch, wherein the opening An object of the present invention is to provide a ceramic substrate characterized in that the angle between the opening ends and the notch part is larger than 90 degrees in some places.
Further, the angle of the opening end as described above may be controlled microscopically.

特開2005-56933号公報JP2005-56933A 国際公開2011/004798号公報International Publication No. 2011/004798

開口部の端部が直角になってたため、 ねじ止め時に基板が外れやすいという問題が起こ
っていた。本発明は、このような問題に対処するためのものであり、前記切り欠き部の端
部には開口部を有する基板であって、前記開口部の端部の角度において開口部端部同士と
、切り欠き部とからなる切り欠き部の角度が90度を超えて大きい箇所を有することを特
徴とするセラミックス基板を提供することを目的とする。
Because the edges of the opening were at right angles, there was a problem that the board could easily come off when screwing. The present invention is intended to deal with such problems, and provides a substrate having an opening at the end of the notch, the ends of the opening being at an angle with each other. An object of the present invention is to provide a ceramic substrate characterized in that the angle between the notch and the notch is larger than 90 degrees.

実施形態に係るセラミックス基板は、少なくとも1カ所以上の切り欠き部を有し、前記
切り欠き部の端部には開口部を有する基板であって、前記開口部の端部の角度において開
口部端部同士と、切り欠き部とからなる切り欠き部の角度が90度を超えて大きい箇所を
有することを特徴とするセラミックス基板であることを特徴とする。
The ceramic substrate according to the embodiment is a substrate having at least one notch, and an opening at an end of the notch, and the opening end at an angle of the end of the opening. The ceramic substrate is characterized in that the angle between the two parts and the notch part is larger than 90 degrees.

実施形態に係るセラミックス基板の切り欠き部形状と貫通孔を設けた際の一例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the shape of a cutout portion and a through hole provided in a ceramic substrate according to an embodiment. 実施形態に係るセラミックス基板の切り欠き部形状を設けた際の一例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a ceramic substrate having a cutout shape according to an embodiment. 実施形態に係るセラミックス基板の切り欠き部形状を設けた際の一例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a ceramic substrate having a cutout shape according to an embodiment. 実施形態に係るセラミックス基板の切り欠き部形状を設けた際の一例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a ceramic substrate having a cutout shape according to an embodiment. 実施形態に係るセラミックス基板の切り欠き部形状を設けた際の一例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a ceramic substrate having a cutout shape according to an embodiment. 実施形態に係るセラミックス基板の切り欠き部形状を設けた際の一例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a ceramic substrate having a cutout shape according to an embodiment. 実施形態に係るセラミックス基板の切り欠き部形状を設けた際の一例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a ceramic substrate having a cutout shape according to an embodiment. 実施形態に係るセラミックス基板の切り欠き部形状を設けた際の一例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a ceramic substrate having a cutout shape according to an embodiment. 実施形態に係るセラミックス基板の切り欠き部形状を設けた際の一例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a ceramic substrate having a cutout shape according to an embodiment. 実施形態に係る半導体装置の一例を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a semiconductor device according to an embodiment. 実施形態に係る半導体装置の別の一例を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of the semiconductor device according to the embodiment. 実施形態に係るセラミックス基板の切り欠き部の形状の側面形状の一例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a side surface shape of a cutout portion of a ceramic substrate according to an embodiment.

本実施形態にかかるセラミックス基板は、少なくとも1カ所以上の切り欠き部を有し、前
記切り欠き部の端部には開口部を有する基板であって、前記開口部端部同士を結んだ直線
と、切り欠き部とからなる切り欠き部の角度が90度を超えて大きい箇所を有することを
特徴とするセラミックス基板を提供することを特徴とするものである。開口部端部同士を
結んだ直線と、切り欠き部とからなる切り欠き部の角度のことを角度θ1と示す。角度θ1
は図1に示した。
The ceramic substrate according to the present embodiment has at least one notch, and has an opening at the end of the notch, and has a straight line connecting the ends of the opening. The present invention provides a ceramic substrate characterized in that the angle between the notch and the notch is greater than 90 degrees. The angle between the notch and the straight line connecting the ends of the opening is referred to as angle θ 1 . Angle θ 1
is shown in Figure 1.

本実施形態にかかるセラミックス基板は例えば、切り欠き部を1カ所設け、貫通孔を1か
所以上有してもよいし、切り欠き部を2カ所以上と、複数有していてもよい。また切り欠
き部を複数設ける場合には、切り欠き部の形状はすべて同じ形状であってもよいし、違っ
ていてもよい。さらに、切り欠き部を設ける箇所はセラミックス基板の角部であってもよ
い。またセラミックス基板が長方形であった場合には設ける箇所は短辺側であってもよい
し長辺側であってもよい。またセラミックス基板の形状は略円形や略楕円形や略半円形で
あってもよい。また、1カ所以上の開口端部にR部や面取り部を形成させていてもよい。
開口端部にR部や面取り部を形成させていてもよいとは、その大きさが特に検定されない
ことを示すものである。したがって、開口端部近傍のみに微小な面取り部やR部を形成さ
せることを含むものである。また本発明にかかる実施形態は、開口端部同士の中点から垂
線を引いたとき、この垂線に対して切り欠き部の形状が対称性のない箇所があってもよい
。また、このように形成された切り欠き部は貫通孔または開口部が他の箇所より狭い形状
になっている切り欠き部や、開口部が直角になっている切り欠き部と組み合わされていて
もよい。

図1は、切り欠き部と貫通孔を組合わせたものを例示したものである。
また、符号1はセラミックス基板であり、符号2は切り欠き部である。符号3は貫通孔で
ある。P1は開口端部1である。P2は開口端部2である。θ1は開口部端部同士を結ん
だ直線と、切り欠き部とからなる切り欠き部の角度である。 図2は、切り欠き部の開口
部でない側が略台形になるように設けたものであり、切り欠き端部は略台形状の切り欠き
部を設けた際の切り欠き部形状を例示したものである。また、P3は開口ではない端部を
示しており、符号θ2は開口部側ではない端部の角度である。
図4は略半円形状の切り欠き部を形成したものを例示したものである。P4は開口端部同
士の中点を示している。またP5は開口端部同士の中点から引いた垂線と基板との交点の
うち最も遠いものである。さらにP6は開口端部同士の中点から引いた垂線と前記開口部
を有する切り欠き部との交点である。またL1はP4とP5との距離であり、L2はP4
とP6との距離である。
図5は略U字形状と略V字形状を合わせたような形状の切り欠き部を例示したものである
。θ3は切り欠き部の端部における基板の内角の角度であり、θ4はR部ないしC部と開口
部の境界部の角度である。
図6は2か所の切り欠き部同士が同一形状ではない場合を例示している。
図7は基板の角部に切り欠き部を形成したものを例示している。また、もう一か所の切り
欠き部が貫通孔に近い形状を有した場合を示している。
図8は切り欠き部の開口端部においてR形状に面取りした箇所を有するものを例示したも
のである。
図9は切り欠き部の開口端部においてC形状に面取りした箇所を有するものを例示したも
のである。
図10はセラミック基板に導体部をもうけ接合した接合体を例示したものである。4は導
体部であり、5は活性金属接合層であり、6は接合体である。
図11は図10に示した接合体に半導体素子を搭載した半導体装置を示したものである。
7は半導体素子であり、8は接合層(半導体素子と導体部との)であり、9はメッキ膜で
あり10は半導体装置である。

図12はセラミックス基板の切り欠き部の形状側面形状の一例を示すものである。
The ceramic substrate according to the present embodiment may have, for example, one notch and one or more through holes, or it may have a plurality of notches, such as two or more. Moreover, when providing a plurality of notches, the shapes of the notches may all be the same or different. Furthermore, the notch portion may be provided at a corner of the ceramic substrate. Further, when the ceramic substrate is rectangular, the location may be provided on the short side or the long side. Further, the shape of the ceramic substrate may be approximately circular, approximately elliptical, or approximately semicircular. Further, a rounded portion or a chamfered portion may be formed at one or more opening ends.
The fact that a rounded part or a chamfered part may be formed at the opening end means that the size thereof is not particularly determined. Therefore, this includes forming a minute chamfer or rounded portion only in the vicinity of the opening end. Further, in the embodiment of the present invention, when a perpendicular line is drawn from the midpoint between the opening ends, there may be a portion where the shape of the cutout portion is not symmetrical with respect to the perpendicular line. Furthermore, the notch formed in this manner may be combined with a through hole or a notch in which the opening is narrower than other parts, or a notch in which the opening is at right angles. good.

FIG. 1 illustrates an example of a combination of a notch and a through hole.
Further, reference numeral 1 is a ceramic substrate, and reference numeral 2 is a notch. Reference numeral 3 is a through hole. P1 is the open end 1. P2 is the open end 2. θ 1 is the angle between the straight line connecting the ends of the opening and the notch. Fig. 2 shows a notch formed so that the side other than the opening is approximately trapezoidal, and the notch end is an example of the shape of the notch when a substantially trapezoidal notch is provided. be. Further, P3 indicates an end that is not an opening, and symbol θ 2 is an angle of the end that is not on the opening side.
FIG. 4 illustrates an example in which a substantially semicircular notch is formed. P4 indicates the midpoint between the open ends. Further, P5 is the farthest point of intersection between the perpendicular line drawn from the midpoint between the opening ends and the substrate. Furthermore, P6 is the intersection of a perpendicular line drawn from the midpoint between the opening ends and the notch portion having the opening. Also, L1 is the distance between P4 and P5, and L2 is the distance between P4 and P5.
and P6.
FIG. 5 shows an example of a notch shaped like a combination of a substantially U-shape and a substantially V-shape. θ 3 is the angle of the internal angle of the substrate at the end of the notch, and θ 4 is the angle of the boundary between the R or C portion and the opening.
FIG. 6 illustrates a case where the two cutout portions do not have the same shape.
FIG. 7 illustrates an example in which notches are formed at the corners of the substrate. Moreover, a case is shown in which the other notch has a shape similar to that of a through hole.
FIG. 8 illustrates an example in which the opening end of the notch has an R-shaped chamfer.
FIG. 9 shows an example in which the opening end of the notch has a C-shaped chamfer.
FIG. 10 shows an example of a bonded body in which a conductor portion is provided and bonded to a ceramic substrate. 4 is a conductor part, 5 is an active metal bonding layer, and 6 is a bonded body.
FIG. 11 shows a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on the assembly shown in FIG.
7 is a semiconductor element, 8 is a bonding layer (between the semiconductor element and the conductor part), 9 is a plating film, and 10 is a semiconductor device.

FIG. 12 shows an example of the side shape of the notch portion of the ceramic substrate.

開口部の端部の角度において同一切り欠き部における開口部端部同士と、切り欠き部とか
らなる切り欠き部の角度が90度を超えて大きい箇所を有する箇所は1カ所あたりの切り
欠き部の開口側の両端部であることがさらに好ましい。
前記角度θ1のより好ましい範囲としては100度以上170度以下であり、さらに好ま
しくは100度以上160度以下である。角度が100度未満と小さすぎると開口部の角
度が90度を超えて大きくなるようにした効果が十分に得られない虞がある。一方、角度
が170度より大きいと前述したように切り欠き部の形状の端部が尖りすぎてねじ止め後
に衝撃が加わった際に開口端部がかけてしまう虞がある。
また、複数の切り欠き部を有する場合、少なくとも1カ所の角度θ1が90度を超えて大
きければよいものとする。また、すべての角度θ1が90度を超えて大きいことがより好
ましい。さらに開口端部の基板中心側にR部や面取り部を形成してもよい。
また、前述のように開口端部の基板中心側にR部や面取り部を形成した際には、R部や面
取り部と他の部分との境界部(変曲点)と開口端部同士からなる直線との切り欠き部側の
角度をθ1とするものとする。また変曲点を有しない場合は、切り欠き部の最も中心に近
い箇所を変曲点の代わりに用いるものとする。また、R部やC部の大きさは特に問われる
ものではなく、開口端部近傍のみに設けられていてもよい。
Regarding the angle of the end of the opening, a location where the angle between the opening ends of the same notch and the notch is larger than 90 degrees is one notch. It is more preferable that the opening side end portions of the
A more preferable range of the angle θ 1 is 100 degrees or more and 170 degrees or less, and even more preferably 100 degrees or more and 160 degrees or less. If the angle is too small, such as less than 100 degrees, there is a risk that the effect of increasing the angle of the opening beyond 90 degrees may not be sufficiently achieved. On the other hand, if the angle is larger than 170 degrees, as described above, the end of the notch shape is too sharp and there is a risk that the open end will be damaged when an impact is applied after screwing.
Further, in the case of having a plurality of notches, it is sufficient that the angle θ 1 at at least one location is larger than 90 degrees. Moreover, it is more preferable that all angles θ 1 are larger than 90 degrees. Further, a rounded portion or a chamfered portion may be formed at the open end toward the center of the substrate.
In addition, when forming an R part or a chamfer on the center side of the board at the open end as described above, it is necessary to Let the angle of the notch side with the straight line be θ 1 . In addition, if there is no inflection point, the location closest to the center of the notch is used instead of the inflection point. Further, the size of the R portion and the C portion is not particularly limited, and they may be provided only near the opening end.

前記開口部側ではない端部が略U字形状または略台形状または略V字形状であることが好
ましい。また、開口部側ではない端部が略V字形状の場合はその角度が切り欠き部側の角
度として70度以上であることが好ましい。70度より小さいとこの端部より亀裂が生じ
る虞があるためである。前述のように開口部側ではない端部の角度が切り欠き部側の角度
70度以上であれば略V字形状であってもよい。開口部側ではない端部の角度のことを角
度θ2とする。角度θ2は、切り欠き部2の側面同士がなす角度のことである。図3に角度
θ2として示した。略U字形状とは端部にR部を有したものであり、略台形状とは端部に
C部を有したものを指す。つまり前記切り欠き部は略五角形や略六角形のような形状であ
ってもよいものである。
It is preferable that the end portion that is not on the opening side has a substantially U-shape, a substantially trapezoidal shape, or a substantially V-shape. Further, when the end portion that is not on the opening side is approximately V-shaped, the angle thereof is preferably 70 degrees or more as the angle on the notch side. This is because if the angle is smaller than 70 degrees, cracks may occur from this end. As described above, it may have a substantially V-shape as long as the angle of the end not on the opening side is 70 degrees or more on the notch side. The angle of the end that is not on the opening side is defined as angle θ 2 . The angle θ 2 is the angle between the side surfaces of the cutout portion 2. It is shown in FIG. 3 as an angle θ 2 . A substantially U-shape is one that has an R section at the end, and a substantially trapezoidal shape is one that has a C section at the end. That is, the cutout portion may have a substantially pentagonal or hexagonal shape.

また、前記開口部側ではない箇所に面取り部を有することによりこの端部における亀裂の
発生抑制効果をより高めることができる。この面取り部はR部ないしはC部を有すること
によりこの端部における亀裂の発生抑制効果をより高めることができる。そのため前記開
口部側ではない箇所にR部ないしはC部を有することがより好ましい。この形状は略V字
形状(略V字角度が70度以上)、略台形状または略U字形状であることが好ましい。こ
の時、略V字形状(略V字角度が70度以上)、略台形状または略U字形状はその大きさは
どのようであってもよい。したがって切り欠き部形状のごく一部に設けられた非常に小さ
なものであってもよいし、切り欠き部全体にわたって形成されたものであってもよい。ま
た、前記R部ないしC部が略U字形状であると亀裂の発生抑制効果をさらに高めることが
できる。そのため前記R部ないしC部が略U字形状であることがさらに好ましい。ここで
R部とは、切り欠き部2の先端部の角を丸く切り取り略U字形状を形成したものをさす。
また、C部とは切り欠き部2の先端部の角を直線的に切り取り略台形状を形成したもの
をさす。
またこのようにC部を設けた場合にはこの台形の上底からなる切り欠き部側の角が30度
以上であることがよりこのましい。
またこの時、略台形の上底と下底の比は上底/下底が0.1以上となることがさらに好ましい
。略台形の上底とは切り欠き部2の先端部の辺の長さである。また、略台形の下底とは、
切り欠き部2の開口部の長さである。このため、開口部端部同士を結んだ直線の長さとな
る。
このようにすることで略V字形状を形成した際のねじ止め時のセラミックス基板の割れや
欠けの発生と比較して前記割れや欠けをさらに低減することが可能になる。
Further, by providing a chamfered portion at a location other than the opening side, the effect of suppressing the occurrence of cracks at this end portion can be further enhanced. By having this chamfered portion with an R portion or a C portion, the effect of suppressing the occurrence of cracks at this end portion can be further enhanced. Therefore, it is more preferable to have an R section or a C section at a location other than the opening side. This shape is preferably approximately V-shaped (approximately V-shaped angle is 70 degrees or more), approximately trapezoidal, or approximately U-shaped. At this time, the approximately V-shape (approximately V-shaped angle is 70 degrees or more), approximately trapezoidal shape, or approximately U-shape may have any size. Therefore, it may be very small, provided in a small portion of the notch shape, or it may be formed over the entire notch. Further, when the R portion to the C portion have a substantially U-shape, the effect of suppressing the occurrence of cracks can be further enhanced. Therefore, it is more preferable that the R portion to the C portion have a substantially U-shape. Here, the R section refers to the corner of the tip of the cutout section 2 that is rounded off to form a substantially U-shape.
Further, the C portion refers to a portion in which the corner of the tip of the notch portion 2 is cut linearly to form a substantially trapezoidal shape.
Further, when the C portion is provided in this manner, it is more preferable that the angle on the notch side formed from the upper base of the trapezoid is 30 degrees or more.
Further, at this time, it is more preferable that the ratio of the upper base to the lower base of the substantially trapezoidal shape is 0.1 or more. The upper base of the substantially trapezoid is the length of the side of the tip of the notch 2. Also, the bottom of the trapezoid is
This is the length of the opening of the notch 2. Therefore, the length is the straight line connecting the opening ends.
By doing so, it becomes possible to further reduce cracks and chips compared to the occurrence of cracks and chips in the ceramic substrate during screwing when a substantially V-shape is formed.

開口部端部同士と、切り欠き部とからなる切り欠き部の角度(例として図1にθ1として記
載の角度)が90度未満であっても、長方形や正方形といった四角形の基板の角部に対し
開口部を設けた場合には開口部の基板の開口端部が細くなることがある。そのような場合
には十分な強度を保つことが難しいことがあった。したがって、前記開口部の両端部の角
度において基板の内角が100度以上の箇所を有することが好ましい。
Even if the angle between the opening ends and the notch (for example, the angle shown as θ 1 in Figure 1) is less than 90 degrees, the corner of a rectangular or square board On the other hand, when an opening is provided, the opening end of the substrate of the opening may become thin. In such cases, it may be difficult to maintain sufficient strength. Therefore, it is preferable that the substrate has a portion where the internal angle is 100 degrees or more at both ends of the opening.

また、側面形状も制御されていることが好ましい。側面形状においても少なくとも1カ所
以上の端部がR部またはC部を有していることが好ましい。少なくとも1表面側(表面と
する)の両端部がR部またはC部を有していることがより好ましい。 また、両表面(表
面と裏面)において開口していてもよい。
またこの断面の算術平均粗さRaは1.2μm以下であることが好ましい。さらにはこの
断面の最大高さRzは2.0μm以下であることが好ましい。RaおよびRzは、JIS
B 0601:2013に記載されている。JIS B 0601:2013は、ISO
4287:1997/AMENDMENT 1:2009(IDT)に対応している。
Further, it is preferable that the side shape is also controlled. Also in the side shape, it is preferable that at least one end portion has an R portion or a C portion. It is more preferable that both ends of at least one surface side (referred to as the front surface) have an R section or a C section. Further, it may be open on both surfaces (front and back surfaces).
Further, the arithmetic mean roughness Ra of this cross section is preferably 1.2 μm or less. Furthermore, it is preferable that the maximum height Rz of this cross section is 2.0 μm or less. Ra and Rz are JIS
B 0601:2013. JIS B 0601:2013 is ISO
4287:1997/AMENDMENT 1:2009 (IDT).

前記切り欠き部が切り欠き部端部同士の中点をP4とし、P4から垂線を引いたときこの
垂線上の基板部端部のうちP4から最も離れた基板部端部をP5とし、基板の長さをP4
とP5の距離(L1)とし、垂線と前記開口部を有する切り欠き部との交点をP6とした
とき、P6とP4との距離で定義される切り欠き部の長さ(L2)はL2/L1が0.1
以上0.4以下であることが好ましい。P4から最も離れた基板部端部とは、切り欠き部
と貫通孔の組み合わせにおいて、貫通孔がP4から引いた垂線上にあった時には貫通孔は
無視した基板部端部をP5とすることを示したものである。
また開口端部(開口端部1とする)ともう一か所の開口端部(開口端部21とする)の中
点から引いた垂線が他の切り欠き部と交わらない場合はこの垂線と基板の交点からなる長
さをL1とする。また開口端部同士の中点から引いた垂線が他の切り欠き部と交わる場合
は他の切り欠き部の開口端部同士を結んだ直線と開口端部同士の中点との距離をL1とす
る。また、開口端部同士を結んだ直線から設けた垂線のうち切り欠き部縁部との交点で最
も長いものをL2とする。この時L2/L1は0.1以上0.4以下であることが好まし
い。より好ましくは0.1以上0.35以下である。この値が0.4よりおおきいと基板
が割れやすくなる虞がある。一方、0.05より小さいと、切り欠き部を設ける効果が十
分に得られない虞がある。つまり、切り欠き部が角部になく、切り欠き部の存在する箇所
が1箇所のみの場合のL1は基板の長さに相当するものである。切り欠き部最大幅をL3
とし、L3が開口幅をL4としたときL4との比において、0.5≦L4/L3<1である
ことが好ましい。この際L3とはL4に対して平行な幅であるものとする。L4/L3が
0.5より小さいと開口端部がかけやすくなる虞がある。一方、1以上であると開口部の
角度を90度より大きくした効果が十分に得られず、ねじ止め部の位置精度が悪化する虞
がある。
The midpoint of the notch ends is P4, and when a perpendicular line is drawn from P4, the end of the board furthest from P4 on this perpendicular line is P5, and the end of the board farthest from P4 is P5. length P4
The length of the notch (L2) defined by the distance between P6 and P4 is L2/ L1 is 0.1
It is preferable that it is 0.4 or less. The end of the board farthest from P4 is defined as P5, which is the end of the board that ignores the through hole when the through hole is on a perpendicular line drawn from P4 in a combination of a notch and a through hole. This is what is shown.
In addition, if the perpendicular line drawn from the midpoint of the opening end (referred to as opening end 1) and the other opening end (referred to as opening end 21) does not intersect with another notch, this perpendicular line Let the length consisting of the intersection of the substrates be L1. In addition, if a perpendicular line drawn from the midpoint between the opening ends intersects with another notch, the distance between the straight line connecting the opening ends of the other notch and the midpoint between the opening ends is L1. do. Moreover, among the perpendicular lines provided from the straight line connecting the opening ends, the longest one at the intersection with the edge of the notch is defined as L2. At this time, L2/L1 is preferably 0.1 or more and 0.4 or less. More preferably, it is 0.1 or more and 0.35 or less. If this value is larger than 0.4, there is a possibility that the substrate will be easily broken. On the other hand, if it is smaller than 0.05, there is a possibility that the effect of providing the notch portion may not be sufficiently obtained. In other words, L1 corresponds to the length of the substrate when the notch is not located at a corner and there is only one notch. The maximum width of the notch is L3
The ratio of L3 to L4, where L3 is the opening width, is preferably 0.5≦L4/L3<1. In this case, it is assumed that L3 is a width parallel to L4. If L4/L3 is smaller than 0.5, there is a possibility that the open end will be easily covered. On the other hand, if it is 1 or more, the effect of making the angle of the opening larger than 90 degrees cannot be sufficiently obtained, and there is a possibility that the positional accuracy of the screwed portion may deteriorate.

また、セラミックス基板は、窒化珪素、窒化アルミニウム、サイアロン、アルミナ、およ
びジルコニアから選択される1種または2種を主成分として含むことが好ましい。主成分
とは、50質量%以上含有される成分を指す。さらに、セラミックス基板は、窒化珪素基
板、窒化アルミニウム基板、アルジル基板のいずれかであることがより好ましい。アルジ
ルは、アルミナとジルコニアの2種を合計で50質量%以上含む材料である。
Further, the ceramic substrate preferably contains one or two selected from silicon nitride, aluminum nitride, sialon, alumina, and zirconia as a main component. The main component refers to a component contained in an amount of 50% by mass or more. Furthermore, it is more preferable that the ceramic substrate is one of a silicon nitride substrate, an aluminum nitride substrate, and an algyl substrate. Arsil is a material containing a total of 50% by mass or more of two types, alumina and zirconia.

セラミックス基板の厚さは、0.1mm以上1mm以下が好ましい。基板厚さが0.1
mm未満では、強度の低下を招く可能性がある。基板厚さが1mmより厚いと、絶縁性基
板自体が熱抵抗体となり、セラミックス回路基板の放熱性を低下させる可能性がある。
窒化珪素基板の3点曲げ強度は、600MPa以上であることが好ましい。窒化珪素基
板の熱伝導率は、80W/m・K以上であることが好ましい。窒化珪素基板の強度を上げ
ることにより、基板厚さを薄くできる。このため、窒化珪素基板の3点曲げ強度は、60
0MPa以上、さらには700MPa以上が好ましい。窒化珪素基板の厚さを、0.40
mm以下、さらには0.30mm以下と薄くできる。また、窒化アルミニウム基板の3点
曲げ強度は、300~450MPa程度である。その一方、窒化アルミニウム基板の熱伝
導率は、160W/m・K以上である。窒化アルミニウム基板の強度は低いため、基板厚
さは0.60mm以上が好ましい。
酸化アルミニウム基板の3点曲げ強度は300~450MPa程度であるが、酸化アル
ミニウム基板はセラミックス基板の中では安価である。アルジル基板の3点曲げ強度は5
50MPa程度と高いが、その熱伝導率は30~50W/m・K程度である。アルジル基
板とは、酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムを混合した焼結体からなる基板である。セ
ラミックス基板は窒素含有セラミックス基板であることが好ましい。また、窒素含有セラ
ミックス基板の中では、窒化物系セラミックスであることがより好ましく、窒化珪素基板
、窒化アルミニウム基板のいずれか一方であることがさらに好ましい。
The thickness of the ceramic substrate is preferably 0.1 mm or more and 1 mm or less. Substrate thickness is 0.1
If it is less than mm, the strength may decrease. If the substrate thickness is thicker than 1 mm, the insulating substrate itself becomes a thermal resistor, which may reduce the heat dissipation performance of the ceramic circuit board.
The three-point bending strength of the silicon nitride substrate is preferably 600 MPa or more. The thermal conductivity of the silicon nitride substrate is preferably 80 W/m·K or more. By increasing the strength of the silicon nitride substrate, the substrate thickness can be reduced. Therefore, the three-point bending strength of the silicon nitride substrate is 60
0 MPa or more, more preferably 700 MPa or more. The thickness of the silicon nitride substrate is 0.40
It can be made as thin as 0.30 mm or less. Further, the three-point bending strength of the aluminum nitride substrate is about 300 to 450 MPa. On the other hand, the thermal conductivity of the aluminum nitride substrate is 160 W/m·K or more. Since the aluminum nitride substrate has low strength, the substrate thickness is preferably 0.60 mm or more.
Although the three-point bending strength of an aluminum oxide substrate is about 300 to 450 MPa, aluminum oxide substrates are inexpensive among ceramic substrates. The three-point bending strength of Algyl board is 5
Although it is high at about 50 MPa, its thermal conductivity is about 30 to 50 W/m·K. The Algyl substrate is a substrate made of a sintered body of a mixture of aluminum oxide and zirconium oxide. Preferably, the ceramic substrate is a nitrogen-containing ceramic substrate. Among the nitrogen-containing ceramic substrates, nitride ceramics are more preferred, and either a silicon nitride substrate or an aluminum nitride substrate is even more preferred.

セラミックス基板の厚さは、0.1mm以上1mm以下が好ましい。基板厚さが0.1m
m未満では、強度が不十分となる可能性がある。また、基板厚さが1mmよりも大きいと
、絶縁性基板自体が熱抵抗体となり、絶縁性回路基板の放熱性を低下させる可能性がある
The thickness of the ceramic substrate is preferably 0.1 mm or more and 1 mm or less. Board thickness is 0.1m
If it is less than m, the strength may be insufficient. Further, if the substrate thickness is greater than 1 mm, the insulating substrate itself becomes a thermal resistor, which may reduce the heat dissipation performance of the insulating circuit board.

また、本願に記載のセラミックス基板の切り欠き部はねじ止めに好適に用いることができ
る。
Further, the cutout portion of the ceramic substrate described in this application can be suitably used for screwing.

窒化珪素基板については、3点曲げ強度が600MPa以上であることが好ましい。熱伝
導率は80W/m・K以上であることが好ましい。窒化珪素基板の強度を上げることによ
り、基板厚さを薄くできる。このため、窒化珪素基板の3点曲げ強度は600MPa以上
であることが好ましく、700MPa以上であることがさらに好ましい。窒化珪素基板の
基板厚さを、0.40mm以下、さらには0.30mm以下と薄くできる。
窒化アルミニウム基板の3点曲げ強度は、300~450MPa程度である。その一方
、窒化アルミニウム基板の熱伝導率は、160W/m・K以上である。窒化アルミニウム
基板の強度は低いため、基板厚さは0.60mm以上が好ましい。
酸化アルミニウム基板の3点曲げ強度は300~450MPa程度であるが、酸化アル
ミニウム基板は安価である。アルジル基板の3点曲げ強度は550MPa程度と高いが、
熱伝導率は30~50W/m・K程度である。アルジル基板とは、酸化アルミニウムと酸
化ジルコニウムを混合した焼結体からなる基板のことである。
このような切り欠き部を有したセラミックス基板に導体部を接合してもよいし、導体部を
接合した後のセラミックス基板との接合体に前記形状の切り欠き部を刑させてもよい。ま
た導体部はセラミックス基板の片面のみ(表導体部とする)に設けてもよいし裏面(裏導
体部とする)にも設け両面に設けたものであってもよい。また、導体部は裏導体部と表導
体部で異なった組成のものを用いてもよい。表導体部と裏導体部は組成が同じであった場
合には使い勝手が良い接合体の提供が可能であるため、裏導体部と表導体部は組成が同じ
であることがより好ましい。
導体部は、銅部材又はアルミニウム部材であることが好ましい。銅部材は、銅板、銅合
金板、銅板に回路形状が付与されて作製された部材、又は銅合金板に回路形状が付与され
て作製された部材であり、銅又は銅合金からなる。アルミニウム部材は、アルミニウム板
、アルミニウム合金板、アルミニウム板に回路形状が付与されて作製された部材、又はア
ルミニウム合金板に回路形状が付与されて作製された部材であり、アルミニウム又はアル
ミニウム合金からなる。以降では、銅板に回路形状が付与されて作製された部材を、銅回
路と呼ぶ。アルミニウム板に回路形状が付与されて作製された部材を、アルミニウム回路
と呼ぶ。導体部は、銅部材又はアルミニウム部材以外の、メタライズ層又は導電性薄膜で
あっても良い。メタライズ層は、金属ペーストの焼成により形成される。導体部の厚さは
、0.3mm以上、さらには0.6mm以上であってもよい。導体部を厚くすることによ
り、接合体の放熱性を向上させることができる。表導体部の厚さは、裏導体部の厚さと同
じでも良いし、異なっていてもよい。導体部としては、銅部材が特に好ましい。銅部材は
、無酸素銅からなることが好ましい。無酸素銅はJIS-H-3100に示されたように
、99.96質量%以上の銅純度を有する。
The silicon nitride substrate preferably has a three-point bending strength of 600 MPa or more. The thermal conductivity is preferably 80 W/m·K or more. By increasing the strength of the silicon nitride substrate, the substrate thickness can be reduced. Therefore, the three-point bending strength of the silicon nitride substrate is preferably 600 MPa or more, more preferably 700 MPa or more. The thickness of the silicon nitride substrate can be reduced to 0.40 mm or less, and further to 0.30 mm or less.
The three-point bending strength of an aluminum nitride substrate is about 300 to 450 MPa. On the other hand, the thermal conductivity of the aluminum nitride substrate is 160 W/m·K or more. Since the aluminum nitride substrate has low strength, the substrate thickness is preferably 0.60 mm or more.
Although the three-point bending strength of an aluminum oxide substrate is about 300 to 450 MPa, aluminum oxide substrates are inexpensive. The three-point bending strength of Algyl substrate is high at around 550 MPa,
Thermal conductivity is about 30 to 50 W/m·K. The Algyl substrate is a substrate made of a sintered body of a mixture of aluminum oxide and zirconium oxide.
The conductor portion may be bonded to a ceramic substrate having such a notch, or the notch portion having the shape described above may be formed in a bonded body with the ceramic substrate after the conductor portion is bonded. Further, the conductor portion may be provided on only one side of the ceramic substrate (referred to as the front conductor portion) or may be provided on the back surface (referred to as the back conductor portion) on both sides. Furthermore, the conductor portion may have different compositions for the back conductor portion and the front conductor portion. If the front conductor part and the back conductor part have the same composition, it is possible to provide a joined body that is easy to use, so it is more preferable that the back conductor part and the front conductor part have the same composition.
It is preferable that the conductor part is a copper member or an aluminum member. The copper member is a copper plate, a copper alloy plate, a member produced by imparting a circuit shape to a copper plate, or a member produced by imparting a circuit shape to a copper alloy plate, and is made of copper or a copper alloy. The aluminum member is an aluminum plate, an aluminum alloy plate, a member produced by imparting a circuit shape to an aluminum plate, or a member produced by imparting a circuit shape to an aluminum alloy plate, and is made of aluminum or an aluminum alloy. Hereinafter, a member manufactured by adding a circuit shape to a copper plate will be referred to as a copper circuit. A member manufactured by adding a circuit shape to an aluminum plate is called an aluminum circuit. The conductor portion may be a metallized layer or a conductive thin film other than a copper member or an aluminum member. The metallized layer is formed by firing a metal paste. The thickness of the conductor portion may be 0.3 mm or more, and further 0.6 mm or more. By increasing the thickness of the conductor portion, the heat dissipation of the joined body can be improved. The thickness of the front conductor portion may be the same as or different from the thickness of the back conductor portion. As the conductor part, a copper member is particularly preferable. Preferably, the copper member is made of oxygen-free copper. Oxygen-free copper has a copper purity of 99.96% by mass or more as shown in JIS-H-3100.

セラミックス基板と銅部材は、チタンを含有する接合層を介して接合されていることが好
ましい。活性金属接合法では、Tiを含む活性金属ろう材が用いられる。活性金属ろう材
は、銀または銅を主成分として含有し、且つTiを含有する。セラミックス基板と銅部材
は、炭素を含有する接合層を介して接合されていることが好ましい。活性金属ろう材に炭
素を含有させることにより、炭素を含有する接合層を形成することができる。活性金属ろ
う材に炭素を含有させることで、ろう材の流動性を向上させることができる。これにより
、接合強度を向上させることができる。
The ceramic substrate and the copper member are preferably bonded via a bonding layer containing titanium. In the active metal bonding method, an active metal brazing material containing Ti is used. The active metal brazing material contains silver or copper as a main component, and also contains Ti. The ceramic substrate and the copper member are preferably bonded via a bonding layer containing carbon. By incorporating carbon into the active metal brazing material, a bonding layer containing carbon can be formed. By incorporating carbon into the active metal brazing material, the fluidity of the brazing material can be improved. Thereby, bonding strength can be improved.

活性金属ろう材は、Ag(銀)を0質量%以上70質量%以下、Cu(銅)を15質量
%以上85質量%以下、Ti(チタン)またはTiH2(水素化チタン)を1質量%以上
15質量%以下、含有することが好ましい。また、活性金属ろう材には、Tiの代わりに
、NbまたはZrを用いたり、TiにNb、Zrを添加してもよい。しかし、活性金属ろ
う材は、Ti(チタン)またはTiH2(水素化チタン)を、1質量%以上15質量%以
下含有することが好ましい。
TiとTiH2の両方を用いる場合は、それらの合計が1質量%以上15質量%以下の
範囲内とする。AgとCuを両方用いる場合、Agの含有量は20質量%以上70質量%
以下、Cuの含有量は15質量%以上65質量%以下であることが好ましい。
ろう材には、必要に応じ、Sn(錫)またはIn(インジウム)の1種または2種を1
質量%以上50質量%以下含有させてもよい。TiまたはTiH2の含有量は、1質量%
以上15質量%以下であることが好ましい。また、ろう材には、必要に応じ、C(炭素)
を0.1質量%以上2質量%以下含有させても良い。
The active metal brazing material contains Ag (silver) from 0% by mass to 70% by mass, Cu (copper) from 15% by mass to 85% by mass, and Ti (titanium) or TiH2 (titanium hydride) from 1% by mass or more. The content is preferably 15% by mass or less. Furthermore, Nb or Zr may be used instead of Ti, or Nb or Zr may be added to Ti for the active metal brazing material. However, the active metal brazing material preferably contains 1% by mass or more and 15% by mass or less of Ti (titanium) or TiH2 (titanium hydride).
When both Ti and TiH2 are used, the total thereof is in the range of 1% by mass or more and 15% by mass or less. When both Ag and Cu are used, the Ag content is 20% by mass or more and 70% by mass.
Hereinafter, the content of Cu is preferably 15% by mass or more and 65% by mass or less.
If necessary, one or two of Sn (tin) or In (indium) may be added to the brazing filler metal.
The content may be greater than or equal to 50% by mass. Content of Ti or TiH2 is 1% by mass
The content is preferably 15% by mass or less. In addition, if necessary, C (carbon) may be added to the brazing filler metal.
You may contain 0.1 mass % or more and 2 mass % or less.

活性金属ろう材組成の比率は、混合する固体原料の合計を100質量%で計算する。こ
の固体原料は、粉末状であることが好ましい。例えば、Ag、Cu、Tiの3種で活性金
属ろう材を構成する場合、Ag+Cu+Ti=100質量%とする。Ag、Cu、TiH
2、Inの4種で活性金属ろう材を構成する場合、Ag+Cu+TiH2+In=100
質量%とする。Ag、Cu、Ti、Sn、Cの5種で活性金属ろう材を構成する場合は、
Ag+Cu+Ti+Sn+C=100質量%とする。
上記の組成の粉末原料に対し、組成に応じた溶媒を混合することが好ましい。溶媒を混
合することで、ろう材をペースト状にすることができる。
The active metal brazing material composition ratio is calculated based on the total of the solid raw materials to be mixed as 100% by mass. This solid raw material is preferably in powder form. For example, when the active metal brazing material is composed of three types of Ag, Cu, and Ti, Ag+Cu+Ti=100% by mass. Ag, Cu, TiH
2. When composing an active metal brazing filler metal with four types of In, Ag+Cu+TiH2+In=100
Mass%. When configuring the active metal brazing filler metal with five types of Ag, Cu, Ti, Sn, and C,
Ag+Cu+Ti+Sn+C=100% by mass.
It is preferable to mix a solvent according to the composition with the powder raw material having the above composition. By mixing a solvent, the brazing filler metal can be made into a paste.

このようにしてセラミックス基板に導体部を形成して得られた接合体に対して、前述した
切り欠き部形状を設けてもよい。また、前述した切り欠き部形状を付与したセラミックス
基板に導体部を設けてもよい。また前記導体部はあらかじめ回路形状を付与したものを接
合してもよいし、セラミックス基板に導体部を接合したのちに回路形状を付与させてもよ
いものである。
The above-mentioned notch shape may be provided in the bonded body obtained by forming the conductor portion on the ceramic substrate in this manner. Further, the conductor portion may be provided on a ceramic substrate provided with the above-mentioned notch shape. Further, the conductor portion may be bonded to a circuit shape in advance, or may be bonded to a circuit shape after bonding the conductor portion to the ceramic substrate.

上述した銅部材の側面は、傾斜形状を具備していることが好ましい。すなわち、銅部材
の側面は、面内方向及び厚み方向に対して、傾斜していることが好ましい。面内方向は、
セラミックス基板の銅部材との接合面に平行な方向である。厚み方向は、セラミックス基
板と銅部材とを結ぶ方向であり、面内方向に対して垂直である。
接合層5の厚さは、10μm以上60μm以下の範囲内であることが好ましい。また、
絶縁性回路基板は、銅部材の側面から接合層がはみ出した形状を有することが好ましい。
はみ出した接合層の一部を、接合層はみだし部と呼ぶ。接合層はみだし部は、厚さTに対
する長さLの比(L/T)が、0.5以上3.0以下の範囲内であることが好ましい。接
合層はみだし部の厚さは、接合層はみだし部の中で最も厚い箇所の厚さである。接合層は
みだし部の長さは、銅部材側面からはみ出た最も長い箇所の長さである。接合層はみだし
部の厚さと長さは、セラミックス銅回路基板の任意の断面から測定する。銅部材に傾斜形
状を設け、接合層はみだし部を設けることにより、セラミックス銅回路基板のTCT特性
を向上させることができる。
また、メッキ膜と半導体素子との接合または導体部と半導体素子との接合に用いる接合
層とは銅を用いたものやスズを用いたものや半田ペーストや銀ペーストを用いたものが挙
げられる。
セラミックス基板は、厚さ0.4mm以下の窒化珪素基板であり、銅部材の厚さは、0
.6mm以上であることが好ましい。厚さ0.4mm以下の薄い窒化珪素基板であると、
セラミックス基板の熱抵抗を下げる効果がある。また、厚さ0.6mm以上の厚い銅板で
あると、放熱性が向上する。さらに、3点曲げ強度600MPa以上の窒化珪素基板であ
れば、効果を得やすくなる。そのため、厚さ0.4mm以下の珪素基板と厚さ0.6mm
以上の厚い銅板を組み合わせてもよい。
It is preferable that the side surface of the copper member described above has an inclined shape. That is, the side surface of the copper member is preferably inclined with respect to the in-plane direction and the thickness direction. The in-plane direction is
This is a direction parallel to the bonding surface of the ceramic substrate with the copper member. The thickness direction is a direction connecting the ceramic substrate and the copper member, and is perpendicular to the in-plane direction.
The thickness of the bonding layer 5 is preferably in the range of 10 μm or more and 60 μm or less. Also,
The insulating circuit board preferably has a shape in which the bonding layer protrudes from the side surface of the copper member.
The part of the bonding layer that protrudes is called a bonding layer protrusion part. The protruding portion of the bonding layer preferably has a ratio of length L to thickness T (L/T) within a range of 0.5 or more and 3.0 or less. The thickness of the protruding portion of the bonding layer is the thickness of the thickest portion of the protruding portion of the bonding layer. The length of the bonding layer protruding portion is the length of the longest portion protruding from the side surface of the copper member. The thickness and length of the protruding portion of the bonding layer are measured from an arbitrary cross section of the ceramic copper circuit board. By providing the copper member with an inclined shape and providing the bonding layer with a protruding portion, the TCT characteristics of the ceramic copper circuit board can be improved.
Further, the bonding layer used for bonding the plating film and the semiconductor element or the conductor part and the semiconductor element may include those using copper, tin, solder paste, or silver paste.
The ceramic substrate is a silicon nitride substrate with a thickness of 0.4 mm or less, and the thickness of the copper member is 0.4 mm or less.
.. It is preferable that it is 6 mm or more. A thin silicon nitride substrate with a thickness of 0.4 mm or less,
It has the effect of lowering the thermal resistance of ceramic substrates. Further, if the copper plate is thicker than 0.6 mm, heat dissipation is improved. Furthermore, if the silicon nitride substrate has a three-point bending strength of 600 MPa or more, the effect can be easily obtained. Therefore, silicon substrates with a thickness of 0.4 mm or less and silicon substrates with a thickness of 0.6 mm are used.
The above thick copper plates may be combined.

次に製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method will be explained.

切り欠き部を形成する方法としては上記記載の切り欠き部を形成できるものであればどの
ようなものであってもよいが、レーザーによって形成する方法、グリーンシートの時に圧
力をかけ凹部を設けておく方法、糸鋸で切り取る方法などがあげられる。この中ではレー
ザーによって形成する方法であることがより好ましい。この方法を用いた場合には位置精
度よく切り欠き部を形成することができるためである。 また、レーザー加工を用いるこ
とで基板の側面から切り欠き部形状を見たときに、表面側が基板中心部に対して開口した
形状とすることが可能となる。また、用いられるレーザーは特に限定されるものではない
が、CO2レーザー、YAGレーザー(基本波、2倍波、3倍波、4倍波のいずれか)、フ
ェムト秒レーザー、ピコ秒レーザー、半導体レーザー、LDレーザー、エキシマレーザー
、YVO4レーザー、DDLレーザーの中から選ばれるいずれか1種以上であることが好まし
い。またこのようにレーザー加工によって切り欠き部を形成させる方法としては、一回の
レーザー照射によって形成せてもよいし、複数回にわたって照射し形成させてもよい。ま
た、必要に応じて、集塵やアシストガスを用いてもよい。また、一方の面のみから照射し
てもよく、両面から照射してもよい。しかし、両面から照射する場合には最初の照射面に
対する位置精度が重要になってくる。そのため一方の面のみから照射することが好ましい
。このように切り欠き部を形成するためには連続溝を設けてもよいし、ドット形状であっ
てもよい。また、レーザーの出力モードはパルスであってもCW(連続)であってもよいし
、両方組み合わせてもよい。また、基板の厚さに対してレーザーによって形成された溝の
最大深さは制御されることが好ましい。基板の厚さをtとし、溝の最大深さをdとしてあ
らわすと0.5<d/t≦1であることが好ましい。ここで、溝の最大深さとは表裏両面から
レーザーを照射した場合はその合計値で示すものである。また0.7≦d/t≦1.0であるこ
とがより好ましい。さらに好ましくはd/tが1.0であることである。また、さらに好まし
くは形成された溝が表裏両面にわたって存在することであり。溝の深さが常にtに対する
比において1.0であることがさらに好ましい。このように溝深さを基板厚さに対し一定以
上に深くし、溝形成を行うことで切り欠き部を形成するために切り欠き部側を基板から分
離させるための分離工程において過大な圧力をかけて切り欠き部形状を得る必要がないた
めコストを低減できる。
またセラミックス基板は必要に応じてホーニングを行ってもよい。ホーニングは焼結後の
セラミックス基板であれば切り欠き部形状を形成する前であっても、切り欠き部形成後で
あってもよい。
The notch can be formed by any method as long as it can form the notch as described above, such as by using a laser, or by applying pressure to the green sheet to form the recess. Methods include leaving it in place and cutting it out with a scroll saw. Among these, a method of forming using a laser is more preferable. This is because when this method is used, the notch can be formed with high positional accuracy. Further, by using laser processing, when the shape of the notch is viewed from the side of the substrate, it is possible to make the shape such that the front side is open to the center of the substrate. In addition, the lasers used are not particularly limited, but include CO2 laser, YAG laser (fundamental wave, 2nd harmonic, 3rd harmonic, or 4th harmonic), femtosecond laser, picosecond laser, and semiconductor laser. , LD laser, excimer laser, YVO4 laser, and DDL laser. Further, as a method of forming the cutout portion by laser processing, the cutout portion may be formed by one laser irradiation, or may be formed by irradiation multiple times. Further, dust collection or assist gas may be used as necessary. Further, irradiation may be performed from only one side or from both sides. However, when irradiating from both sides, positional accuracy with respect to the first irradiation surface becomes important. Therefore, it is preferable to irradiate from only one side. In order to form such a notch, a continuous groove may be provided or a dot shape may be provided. Further, the output mode of the laser may be pulsed or CW (continuous), or a combination of both may be used. Furthermore, it is preferable that the maximum depth of the groove formed by the laser be controlled with respect to the thickness of the substrate. It is preferable that 0.5<d/t≦1, where t is the thickness of the substrate and d is the maximum depth of the groove. Here, the maximum depth of the groove is indicated by the total value when the laser is irradiated from both the front and back sides. Further, it is more preferable that 0.7≦d/t≦1.0. More preferably, d/t is 1.0. Moreover, it is more preferable that the formed grooves exist on both the front and back surfaces. It is further preferred that the depth of the groove is always 1.0 in ratio to t. In this way, by increasing the groove depth to a certain level or more relative to the substrate thickness and forming the groove, excessive pressure is applied during the separation process to separate the notch side from the substrate in order to form the notch. Since it is not necessary to obtain the shape of the notch through the process, costs can be reduced.
Further, the ceramic substrate may be honed if necessary. If the ceramic substrate is a sintered ceramic substrate, the honing may be performed before or after the notch shape is formed.

切り欠き部の形成のタイミングは特に限定されるものではないが、グリーンシートの時に
形成するとその後の焼結工程により位置精度が落ちる虞がある。そのため焼結後であるこ
とが好ましい。また、切り欠き部の形成は導体部接合後であっても接合前であってもよい
ものである。
また、切り欠き部形状を制御することでねじ止め時のトルクを大きくすることもできる。
Although the timing of forming the notch is not particularly limited, if it is formed when the green sheet is formed, there is a risk that the positional accuracy will be degraded due to the subsequent sintering process. Therefore, it is preferable to perform the process after sintering. Further, the notch portion may be formed after or before the conductor portions are bonded.
Furthermore, by controlling the shape of the notch, it is possible to increase the torque when screwing.


(実施例)
(実施例1~7、比較例1)
表1には用いたセラミックス基板の種類と厚さを記載した。また、窒化珪素基板は熱伝導
率90W/m・K、3点曲げ強度700MPaのものを用いた。窒化アルミニウム基板は
熱伝導率170W/m・K、3点曲げ強度400MPaのものを用いた。アルミナ(酸化
アルミニウム)基板は熱伝導率25W/m・K、強度450MPaのものを用いた。ジル
コニア(酸化ジルコニウム)基板は25W/m・K、強度500MPaのものを用いた。
アルジル基板は、基板は25W/m・K、強度550MPaのものを用いた。

(Example)
(Examples 1 to 7, Comparative Example 1)
Table 1 lists the types and thicknesses of the ceramic substrates used. Further, the silicon nitride substrate used had a thermal conductivity of 90 W/m·K and a three-point bending strength of 700 MPa. The aluminum nitride substrate used had a thermal conductivity of 170 W/m·K and a three-point bending strength of 400 MPa. The alumina (aluminum oxide) substrate used had a thermal conductivity of 25 W/m·K and a strength of 450 MPa. A zirconia (zirconium oxide) substrate with a strength of 25 W/m·K and a strength of 500 MPa was used.
The Algyl substrate used had a substrate of 25 W/m·K and a strength of 550 MPa.

Figure 2023147620000002
Figure 2023147620000002

表2は表1に記載の実施例および比較例における切り欠き部の形状を示したものである。
ここで、開口側ではない切り欠き部端部の角度の欄に90度以上と記載したものは端部が
R形状であったことを示す。

Figure 2023147620000003
Table 2 shows the shapes of the notches in the Examples and Comparative Examples listed in Table 1.
Here, if 90 degrees or more is written in the angle column of the end of the notch that is not on the opening side, it means that the end was rounded.
Figure 2023147620000003

表3は切り欠き部を4カ所ずつ形成したセラミックス基板を各実施例につき100個用意
した。このセラミックス基板においてねじ止めをしたのちにねじ止め部の位置精度の不良
の測定を行った。また、切り欠き部の専有面積を実施例1に対する増加量において百分率
(%)で示したものである。この割合はねじ止め部の位置精度不良率及び切り欠き部の専
有面積を実施例1に対する増加した切り欠き部1カ所を1として400カ所(セラミック
ス基板100枚×セラミックス基板1枚当たり4カ所ずつの切り欠き部)測定したもので
ある。この面積増加率とは、同じ大きさの基板に対し、同じ大きさのねじを固定するため
の切り欠き部形状の占める割合を比較したものである。
In Table 3, 100 ceramic substrates each having four notches were prepared for each example. After screwing was performed on this ceramic substrate, the positional accuracy of the screwed portion was measured. Further, the exclusive area of the notch portion is expressed as a percentage (%) of the increase relative to Example 1. This ratio is based on 400 locations (100 ceramic substrates x 4 locations per ceramic substrate), where the defective rate of positional accuracy of the screwed part and the exclusive area of the notch are taken as 1, which is increased from 1 notch compared to Example 1. Notch part) Measured. This area increase rate is a comparison of the ratio occupied by the shape of a notch for fixing a screw of the same size to a board of the same size.

Figure 2023147620000004
Figure 2023147620000004

表3より、実施例のセラミックス基板は切り欠き部形成時のバリや欠けやクラックの発生
を従来の端部が直角のものより低減させることができたことがわかる。
From Table 3, it can be seen that the ceramic substrates of the examples were able to reduce the occurrence of burrs, chips, and cracks during the formation of notches compared to conventional ceramic substrates with right-angled edges.

表4は切り欠き部側面の算術表面粗さRa、最大表面粗さRzを測定した値である。切り
欠き部側面とは切り欠き部の基板厚さ方向のことである。また、切り欠き部の形状とは、
切り欠き部を上から見たときの形状である。また、開口部端部とは、開口部でない側の形
状である。
Table 4 shows the measured values of the arithmetic surface roughness Ra and maximum surface roughness Rz of the side surface of the notch. The notch side surface refers to the notch in the thickness direction of the substrate. Also, the shape of the notch is
This is the shape of the notch when viewed from above. Further, the opening end is the shape of the side that is not the opening.

Figure 2023147620000005
Figure 2023147620000005

表2および表3および表4よりわかる通り、請求項をすべて満たすものはねじ止め時に欠
けや割れの発生が起こらなかった。このことより、基板の切り欠き部の形状を側面的にも
制御することはねじ止め時の歩留まりを上げることに寄与するものである。
As can be seen from Table 2, Table 3, and Table 4, in the case where all the claims were satisfied, no chipping or cracking occurred during screwing. From this, controlling the shape of the cutout portion of the substrate also from the lateral aspect contributes to increasing the yield when screwing.

1…セラミックス基板
2…切り欠き部
3…貫通孔
4…導体部
5…活性金属接合層
6…接合体
7…半導体素子
8…接合層(半導体素子と導体部との

9…メッキ膜
10…半導体装置
θ1…開口部端部同士と、切り欠き部とからなる切り欠き部の角度
θ2…開口部側ではない端部の角度
θ3…切り欠き部の端部における基板の内角の角度
θ4…R部ないしC部と開口部の境界部の角度
P1…開口端部1
P2…開口端部2
P3…開口ではない端部
P4…開口端部同士の中点
P5…開口端部同士の中点から引いた垂線と基板との交点のうち最も遠いもの
P6…開口端部同士の中点から引いた垂線と前記開口部を有する切り欠き部との交点
1... Ceramic substrate 2... Notch 3... Through hole 4... Conductor part 5... Active metal bonding layer 6... Bonded body 7... Semiconductor element 8... Bonding layer (between semiconductor element and conductor part)
9...Plated film 10...Semiconductor device θ1 ...Angle θ2 of the notch formed between the ends of the opening and the notch 2 ...Angle θ3 of the end not on the opening side 3 ...End of the notch Angle θ 4 of the internal angle of the substrate in...Angle P1 of the boundary between the R part or C part and the opening part...Opening end 1
P2...Opening end 2
P3... End that is not an opening P4... Midpoint between the open ends P5... Farthest point of intersection between the perpendicular line drawn from the midpoint between the open ends and the board P6... Drawn from the midpoint between the open ends the intersection of the perpendicular line and the notch having the opening;

Claims (15)

少なくとも1カ所以上の切り欠き部を有し、前記切り欠き部の端部には開口部を有する基
板であって、前記開口部の端部の角度において同一切り欠き部における開口部端部同士を
結んだ直線と、切り欠き部とからなる切り欠き部の角度が90度を超えて大きい箇所を有
することを特徴とするセラミックス基板
A substrate having at least one notch and an opening at an end of the notch, wherein the ends of the openings in the same notch are connected to each other at an angle of the end of the opening. A ceramic substrate characterized by having a portion where the angle of the cutout portion formed by the connected straight line and the cutout portion is larger than 90 degrees.
前記開口部側ではない端部の形状が略U字形状または略台形状または略V字形状であり、
前記略V字形状においては端部の角度が切り欠き部側の角度として70度以上であること
を特徴とする請求項1に記載のセラミックス基板
The shape of the end that is not on the opening side is approximately U-shaped, approximately trapezoidal, or approximately V-shaped;
The ceramic substrate according to claim 1, wherein in the substantially V-shape, the angle of the end portion is 70 degrees or more as the angle on the notch side.
前記開口部側ではない箇所にR部ないしはC部を有することを特徴とする請求項1ないし
は2のいずれか1項以上に記載のセラミックス基板
The ceramic substrate according to claim 1 or 2, characterized in that the ceramic substrate has an R section or a C section at a location other than the opening side.
前記開口部側ではない端部の形状が略U字形状であることを特徴とする請求項2ないし3
のいずれか1項以上に記載のセラミックス基板
Claims 2 to 3, wherein the shape of the end portion that is not on the opening side is approximately U-shaped.
Ceramic substrate according to any one or more of
前記開口部の両端部の角度において基板の内角が100度以上の箇所を有することを特徴
とする請求項1ないし4のいずれか1項以上に記載のセラミックス基板
The ceramic substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate has a portion where an internal angle of 100 degrees or more is formed at both ends of the opening.
前記開口部側ではない端部を有する箇所と開口部の境界部が存在しないか境界部における
基板側の角度が100度以上であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項以
上に記載のセラミックス基板
Any one or more of claims 1 to 5, characterized in that there is no boundary between the opening and the portion having the end that is not on the opening side, or the angle on the substrate side at the boundary is 100 degrees or more. Ceramic substrate described in
前記切り欠き部側面を見たときその算術表面粗さRaが1.2μm以下であることを特徴
とする請求項1ないし6のいずれか1項以上に記載のセラミックス基板
The ceramic substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein the arithmetic surface roughness Ra of the notch is 1.2 μm or less when viewed from a side surface of the notch.
前記切り欠き部側面を見たときその最大表面粗さRzが2.0μm以下であることを特徴
とする請求項1ないし7のいずれか1項以上に記載のセラミックス基板。
8. The ceramic substrate according to claim 1, wherein the maximum surface roughness Rz of the side surface of the notch is 2.0 μm or less.
前記切り欠き部の側面形状が少なくとも1表面側において開口している箇所を有すること
を特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項以上に記載のセラミックス基板
The ceramic substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein the side surface shape of the notch portion has an open portion on at least one surface side.
前記切り欠き部が切り欠き部端部同士の中点をP4とし、P4から垂線を引いたときこの
垂線上の基板端部のうちP4から最も離れた基板部端部をP5 とし、基板の長さをP4
とP5の距離(L1)とし、垂線と前記開口部を有する切り欠き部との交点をP6とした
とき、P6とP4との距離で定義される切り欠き部の長さ(L2)はL2/L1が0.1
以上0.4以下であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項以上に記載のセ
ラミックス基板。
The midpoint of the notch ends is P4, and when a perpendicular line is drawn from P4, the end of the board furthest from P4 on this perpendicular line is P5, and the length of the board is Sawo P4
The length of the notch (L2) defined by the distance between P6 and P4 is L2/ L1 is 0.1
10. The ceramic substrate according to claim 1, wherein the ceramic substrate is 0.4 or more.
前記セラミックスが窒素含有セラミックスであることを特徴とする請求項1ないし10の
いずれか1項以上に記載のセラミックス基板。
11. The ceramic substrate according to claim 1, wherein the ceramic is a nitrogen-containing ceramic.
請求項1ないし11のいずれか1項以上に記載のセラミックス基板に導体部を接合したこ
とを特徴とする接合体。
A bonded body comprising a ceramic substrate according to any one of claims 1 to 11 and a conductor portion bonded to the ceramic substrate.
前記導体部が銅部材またはアルミニウム部材であることを特徴とする請求項12に記載の
接合体。
The joined body according to claim 12, wherein the conductor portion is a copper member or an aluminum member.
前記導体部とセラミックス基板との接合に少なくとも銅または銀のいずれか1種以上を含
有し、かつ活性金属を含有したろう材を用いることを特徴とする請求項12ないし13の
いずれか1項以上に記載の接合体。
Any one or more of claims 12 to 13, characterized in that a brazing material containing at least one of copper or silver and containing an active metal is used to bond the conductor portion and the ceramic substrate. The zygote described in.
請求項12ないし14のいずれか1項以上に記載の接合体において半導体素子を搭載した
ことを特徴とする半導体装置
A semiconductor device, characterized in that a semiconductor element is mounted in the bonded body according to any one or more of claims 12 to 14.
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