JP3100750B2 - セラミック誘電体基板 - Google Patents

セラミック誘電体基板

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JP3100750B2
JP3100750B2 JP04100025A JP10002592A JP3100750B2 JP 3100750 B2 JP3100750 B2 JP 3100750B2 JP 04100025 A JP04100025 A JP 04100025A JP 10002592 A JP10002592 A JP 10002592A JP 3100750 B2 JP3100750 B2 JP 3100750B2
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孝夫 岡田
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  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波の伝送線路
を構成したり、あるいは半導体チップなどを搭載したり
するセラミック誘電体基板に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックは、その強度や絶縁性の良
さ、あるいは熱伝導性の良さ、高周波損失の低さなどの
特長があり、マイクロ波伝送線路用や半導体チップ搭載
用などの基板に広く利用している。
【0003】また、その材質もアルミナやチタン酸マグ
ネシウムをはじめ、ベリリア、フェライト、最近では窒
化アルミなどのファインセラミックと呼ぶものまで多く
の種類があり、目的に応じて材質を使い分けている。
【0004】例えば、電力半導体にはその熱伝導度の良
さから、ベリリアや窒化アルミを用い、マイクロ波伝送
線路には高周波損失の低さからアルミナを用いる。ま
た、磁気的機能を必要とする場合にはフェライトを使用
し、高誘電率が必要な場合にはチタン酸マグネシウムを
用いている。
【0005】ところで、上記した用途のセラミックにベ
リリアを用いる場合、その有害性から必要最小限の大き
さに抑えている。またマイクロ波用に用いる場合も、種
々の機能を有するユニット基板を集積して、1つのまと
まった性能を発揮する回路に構成している。
【0006】このようにセラミック基板を用いてマイク
ロ波の伝送線路を構成したり、あるいは半導体チップな
どを搭載したりする場合、それらを構成する部分々々に
適したセラミック基板を用いることがあり、1枚でな
く、同質あるいは異種の複数のセラミック基板を組み合
わせて用いることがある。
【0007】例えば、図4(a)はセラミックを半導体
基板に使用した例で、発生する熱を効率良く放散するた
めに、半導体チップ1を搭載する部分にベリリア基板2
を使用し、その他の入出力回路を構成する部分にアルミ
ナ基板3を用いている。
【0008】また半導体チップ1と入出力導体4との接
続は、ボンディングワイヤ5などで行っている。この場
合、それぞれの基板2、3の裏面に金属導体6を、例え
ば蒸着で形成し、その金属導体6を利用して、各基板
2、3を、半田7などで別々にキャリアプレート8に固
着している。
【0009】また図4(b)は、セラミックをマイクロ
波基板に使用した例で、アイソレータを形成する部分に
フェライト基板9を使用し、他の機能を持つ回路、例え
ば発振器回路などを構成する部分にアルミナ基板10を
用いている。
【0010】そして2つの基板9、10をそれぞれ単
一、または個別のキャリアプレート8に、金属導体6を
利用して半田7などで固着している。また基板9、10
上の入出力導体4の接続は、金属箔11を溶接して行っ
ている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このように複数のセラ
ミック基板を用いて回路を構成する場合、各セラミック
基板を例えばキャリアプレートに固着して構成している
が、この固着はキャリアプレート8に各セラミック基板
を個別に半田付けして行っている。
【0012】この場合、各セラミック基板を半田付けす
るときに同じ融点の半田を使用すると、先に半田付けが
済んでいる基板の半田が、後の基板の半田付けの際に溶
けて位置ずれを起こし、その後のワイヤのボンディング
作業が困難になったり、また特性にバラツキを生じたり
する。
【0013】このため融点の異なる半田を使用すること
が考えられる。この場合は各基板を半田付けするとき
に、その都度、半田の種類を選ばなければならず、組み
立てに時間がかかってしまう。
【0014】本発明は、複数のセラミック基板を使用す
る場合に、その回路基板を一体化することによって組み
立て時間が短縮でき、また基板相互の位置ずれを軽減あ
るいは防止できるセラミック誘電体基板を提供すること
を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミック誘電
体基板は、複数のセラミック基板と、セラミックと銅と
の直接接合技術によって、前記複数のセラミック基板を
それぞれの少なくとも1つの面で一体に接合した単一の
銅板と、前記複数のセラミック基板を一体に接合した前
記単一の銅板に接合したキャリアプレートとを具備した
ことを特徴としている。
【0016】また複数のセラミック基板の互いに隣接
る同士の端面に挟まれて、直接接合技術によって単一の
銅板の折り曲げられた部分が接合されている。
【0017】
【作用】本発明によれば、複数のセラミック基板それぞ
れの少なくとも1つの面を、セラミックと銅との直接接
合技術によって単一の銅板上に接合している。したがっ
て組み立て時間が短縮できる。
【0018】また複数のセラミック基板の互いに隣接し
ている面の間に、直接接合技術によって銅板を接合して
いるので、セラミック基板同士の位置ずれが防止でき、
寸法規格の均一な、また特性の揃った誘電体基板が実現
できる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。なお、従来と同一部分には同一符号を付して詳
細な説明を省略する。
【0020】図1(a)は本発明を半導体基板に適用し
た実施例である。
【0021】半導体チップ1を搭載するベリリア基板2
と入出力回路を構成する部分のアルミナ基板3とは、各
基板2、3の少なくとも一つの面、例えば裏面が共に単
一の銅板12に接合している。この接合は直接接合技
術、いわゆるDBC技術(Direct Bond Copper技術)に
よって行っている。DBC技術は、セラミックと銅板を
密着させ、これを微量酸素中で銅と酸素の共晶温度(10
65℃)に加熱するもので、この加熱により銅の表面のみ
が溶融し、溶融した銅がセラミックの空孔に作用するこ
とによって機械的結合力を生じるものである。
【0022】このように2枚の基板2、3と銅板12と
の接合を、DBC技術を用いて行えば、各基板2、3を
個々に銅板12と接合する必要がなく、1回の工程です
み製作に要する時間が短縮できる。
【0023】図1(b)は、DBC技術で基板2、3と
単一の銅板12とを接合する工程で、半導体チップ1を
搭載したベリリア基板2とアルミナ基板3とが接してい
る端面13に、銅板14を同時に接合するものである。
【0024】この場合、アルミナ基板3の端面13に形
成する銅板14と入出力導体4とが短絡する恐れが有る
ときは、銅板14は端面13の全域ではなく、入出力導
体4を除く部分で接合するようにする。
【0025】なお図1(c)は図1(b)を側面から見
た図である。
【0026】また図2(a)は、アイソレータを形成す
る部分のフェライト基板9や発振器回路などを構成する
部分のアルミナ基板10のそれぞれの裏面に形成する各
金属導体を、DBC技術により単一の銅板12を接合し
て一体化した構造にしている。 なお各セラミック基板
9、10の表面に形成する入出力導体4は、例えば各基
板9、10毎にそれぞれ別個に形成している。
【0027】また図2(b)は、図2(a)の構成にお
いて、さらにフェライト基板9とアルミナ基板10とに
跨がる入出力導体4を、他の伝送線路部分とともにDB
C技術で銅板15を各基板9、10の表面に接合して構
成した例である。
【0028】また図2(c)は、図2(b)の構成にお
いて、DBC技術で銅板12や入出力導体4を接合する
工程で、さらに両基板9、10が互いに接する面に、銅
板14をDBC技術で同時に接合した例である。
【0029】この場合も、銅板14が入出力導体と短絡
する恐れが有るときは、銅板14は基板の端面13の全
域でなく、入出力導体4を除く部分に接合するようにす
る。また図3(a)は、本発明の他の実施例を示し、D
BC技術によりセラミック基板の裏面に銅板12を接合
する前に、その銅板12の一部を折り曲げ、その折り曲
げた銅板14を各基板9、10の間に挟んでいる。そし
てこの銅板14をDBC技術により銅板12の接合と同
時に両基板9、10に接合する。
【0030】また図3(b)は、DBC技術による銅板
12の接合前に、セラミック基板9の裏面と接合する銅
板12の一部を折り曲げて各基板9、10の間に挟み、
さらにその折り曲げた銅板12の先端を、自身のセラミ
ック基板9の表側または隣接するセラミック基板10の
表側に接触させ、DBC技術による銅板12の接合時
に、各基板9、10の間や各基板9、10の表面にある
銅板12を同時にDBC技術で接合する例である。
【0031】上記したように本発明の構成によれば、複
数のセラミック基板の裏面に形成する金属導体を、DB
C技術によって銅板を接合し一体化する場合に、各基板
を個別にキャリアプレートに半田付けする場合と違っ
て、一度にまとめて固着できる。 また、複数のセラミ
ック基板の表面に跨がる金属導体を、裏面の金属導体の
接合と同時にDBC技術で接合すれば、各セラミック基
板のいくつかの表面に多くの金属導体を一度に形成でき
る。この場合は、個々のセラミック基板の表面に形成し
た金属導体を接続する作業が不要になる。
【0032】さらに、隣接するセラミック基板の端面
を、銅板を介して接合する構成にすれば、セラミック基
板同士が銅板を介して接合するので、DBC接合や半田
付けなどのときにセラミック基板の位置ずれを無くすこ
とができる。
【0033】
【発明の効果】本発明のセラミック誘電体基板によれ
ば、複数のセラミック基板と単一の銅板をDBC技術で
接合して一体化しているため、キャリアプレートに各基
板を個別に半田付けする作業が不要となり、また、セラ
ミック基板の位置ずれのない安価な誘電体基板を提供で
きる。
【0034】また隣接する各基板の端面の間に銅板をD
BC技術で接合する構成の場合には、基板間の位置ずれ
を無くすことができ、寸法規格の均一な、また特性の揃
った誘電体基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【図4】従来の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…半導体チップ 2…ベリリア基板 3…アルミナ基板 4…入出力導体 6…金属導体 7…半田 8…キャリアプレート 9…フェライト基板 10…アルミナ基板 11…金属箔 12、13、14…銅板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01P 3/08 H01P 3/08 11/00 11/00 F H05K 3/46 H05K 3/46 H (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 1/02 H01L 23/12 301 H01P 1/00 H01P 1/04 H01P 1/36 H01P 3/08 H01P 11/00 H05K 3/46

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のセラミック基板と、セラミックと
    銅との直接接合技術によって、前記複数のセラミック基
    板をそれぞれの少なくとも1つの面で一体に接合した単
    一の銅板と、前記複数のセラミック基板を一体に接合し
    た前記単一の銅板に接合したキャリアプレートとを具備
    したことを特徴とするセラミック誘電体基板。
  2. 【請求項2】 複数のセラミック基板のそれぞれを形成
    するセラミックの材質が2種以上である請求項1記載の
    セラミック誘電体基板。
  3. 【請求項3】 複数のセラミック基板の1つに半導体チ
    ップが搭載され、前記複数のセラミック基板の他の1つ
    に入出力導体が形成されている請求項1記載のセラミッ
    ク誘電体基板。
  4. 【請求項4】 複数のセラミック基板の少なくとも1つ
    を形成するセラミックの材質がフェライトである請求項
    1記載のセラミック誘電体基板。
  5. 【請求項5】 複数のセラミック基板の互いに隣接する
    同士の端面に挟まれて、直接接合技術によって単一の銅
    板の折り曲げられた部分が接合されている請求項1記載
    のセラミック誘電体基板。
  6. 【請求項6】 複数のセラミック基板の互いに隣接する
    同士の端面に挟まれて、直接接合技術によって単一の銅
    板の折り曲げられた部分が接合され、かつ、前記単一の
    銅板の前記折り曲げられた部分に連続してさらに折り曲
    げられた他の部分が、直接接合技術によって前記隣接す
    る同士の少なくとも一方のセラミック基板の所定の面に
    接合されている請求項1記載のセラミック誘電体基板。
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