JP3329548B2 - ヒートシンク付きセラミックス回路基板 - Google Patents
ヒートシンク付きセラミックス回路基板Info
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- heat sink
- ceramic circuit
- aluminum nitride
- ceramic
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
- H01L2924/3511—Warping
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0014—Shaping of the substrate, e.g. by moulding
Landscapes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体実装基板等とし
て有用な窒化アルミニウム焼結体を用いたヒートシンク
付きセラミックス回路基板に関する。
て有用な窒化アルミニウム焼結体を用いたヒートシンク
付きセラミックス回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、パワーＩＣモジュール用基板やス
イッチング電源モジュール用基板等の回路基板として、
セラミックス基板上に銅板等の金属板を接合したものが
用いられている。また、上記セラミックス基板として
は、電気絶縁性を有すると共に、熱伝導性に優れた窒化
アルミニウム基板が注目されている。
イッチング電源モジュール用基板等の回路基板として、
セラミックス基板上に銅板等の金属板を接合したものが
用いられている。また、上記セラミックス基板として
は、電気絶縁性を有すると共に、熱伝導性に優れた窒化
アルミニウム基板が注目されている。
【０００３】上述したような窒化アルミニウム基板上に
回路構成用の銅板等を接合する方法としては、例えば窒
化アルミニウム基板上に銅板を Cu-Cu2 O 等の共晶液相
を利用して直接接合する、いわゆる銅直接接合法（ＤＢ
Ｃ法：Direct Bond Copper法）や、4A族元素や5A族元素
のような活性金属を含むろう材を用いて、窒化アルミニ
ウム基板上に銅板を接合する方法（活性金属ろう付け
法）等が用いられている。これらＤＢＣ法や活性金属ろ
う付け法により得られるセラミックス回路基板は、いず
れも単純構造で熱抵抗が小さく、大電流型や高集積型の
半導体チップに対応できる等の利点を有している。
回路構成用の銅板等を接合する方法としては、例えば窒
化アルミニウム基板上に銅板を Cu-Cu2 O 等の共晶液相
を利用して直接接合する、いわゆる銅直接接合法（ＤＢ
Ｃ法：Direct Bond Copper法）や、4A族元素や5A族元素
のような活性金属を含むろう材を用いて、窒化アルミニ
ウム基板上に銅板を接合する方法（活性金属ろう付け
法）等が用いられている。これらＤＢＣ法や活性金属ろ
う付け法により得られるセラミックス回路基板は、いず
れも単純構造で熱抵抗が小さく、大電流型や高集積型の
半導体チップに対応できる等の利点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな窒化アルミニウム基板を用いたセラミックス回路基
板上に半導体チップを搭載し、かつベースとなるヒート
シンクをはんだ付けしたモジュールを、各種装置に組み
込む際には、ヒートシンクに設けたねじ穴に差し込んだ
固定用ボルトを用いて、装置側の支持板に対してねじ止
めすることが一般的である。このような組み込み工程に
おいて、ねじ止め時の荷重によりヒートシンクが反り、
このヒートシンクにはんだ付けされたセラミックス回路
基板も同様に反るため、特に窒化アルミニウム基板を用
いたセラミックス回路基板においてはクラックが入りや
すいという問題があった。
うな窒化アルミニウム基板を用いたセラミックス回路基
板上に半導体チップを搭載し、かつベースとなるヒート
シンクをはんだ付けしたモジュールを、各種装置に組み
込む際には、ヒートシンクに設けたねじ穴に差し込んだ
固定用ボルトを用いて、装置側の支持板に対してねじ止
めすることが一般的である。このような組み込み工程に
おいて、ねじ止め時の荷重によりヒートシンクが反り、
このヒートシンクにはんだ付けされたセラミックス回路
基板も同様に反るため、特に窒化アルミニウム基板を用
いたセラミックス回路基板においてはクラックが入りや
すいという問題があった。
【０００５】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、各種装置に組み込む際等に荷重が加
わった場合においても、クラック等の発生を防止するこ
とを可能にしたヒートシンク付きセラミックス回路基板
を提供することを目的としている。
になされたもので、各種装置に組み込む際等に荷重が加
わった場合においても、クラック等の発生を防止するこ
とを可能にしたヒートシンク付きセラミックス回路基板
を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のヒートシンク付
きセラミックス回路基板は、窒化アルミニウム焼結体か
らなるセラミックス基板と、このセラミックス基板の両
面に接合された金属板とを有するセラミックス回路基板
と、このセラミックス回路基板の裏面側の金属板に接合
されたねじ穴を有するヒートシンクとを具備するヒート
シンク付きセラミックス回路基板において、前記セラミ
ックス基板は、Si成分濃度が0.01〜0.2重量%、板厚が0.
3〜1.0mm 、かつ3点曲げ強度が50kgf/mm2以上であり、前記
セラミックス回路基板に 3点曲げ荷重を加えた際に、支
点間距離が30mmの場合のたわみ量が 0.1〜 0.5mmの範
囲、あるいは支点間距離が50mmの場合のたわみ量が0.15
〜1.0mmの範囲であることを特徴としている。また、本
発明のヒートシンク付きセラミックス回路基板において
は、前記窒化アルミニウム焼結体の破壊靱性値が2.8MPa
m 1/2 以上であることが好ましく、前記金属板は銅板であ
ることが好ましい。
きセラミックス回路基板は、窒化アルミニウム焼結体か
らなるセラミックス基板と、このセラミックス基板の両
面に接合された金属板とを有するセラミックス回路基板
と、このセラミックス回路基板の裏面側の金属板に接合
されたねじ穴を有するヒートシンクとを具備するヒート
シンク付きセラミックス回路基板において、前記セラミ
ックス基板は、Si成分濃度が0.01〜0.2重量%、板厚が0.
3〜1.0mm 、かつ3点曲げ強度が50kgf/mm2以上であり、前記
セラミックス回路基板に 3点曲げ荷重を加えた際に、支
点間距離が30mmの場合のたわみ量が 0.1〜 0.5mmの範
囲、あるいは支点間距離が50mmの場合のたわみ量が0.15
〜1.0mmの範囲であることを特徴としている。また、本
発明のヒートシンク付きセラミックス回路基板において
は、前記窒化アルミニウム焼結体の破壊靱性値が2.8MPa
m 1/2 以上であることが好ましく、前記金属板は銅板であ
ることが好ましい。
【０００７】本発明のヒートシンク付きセラミックス回
路基板においては、セラミックス基板の板厚を0.3〜1.0
mmかつ3点曲げ強度を50kgf/mm2以上とし、セラミックス
回路基板に3点曲げ荷重を加えた際のたわみ量を 0.1〜
0.5mm（支点間距離：30mm）の範囲、あるいは0.15〜 1.
0mm（支点間距離：50mm）の範囲に規定することによっ
て、各種装置に組み込む際等にヒートシンク付きセラミ
ックス回路基板に荷重が加わった場合においても、より
たわみやすくさせ、クラック等が発生することを防止し
ている。また、本発明のヒートシンク付きセラミックス
回路基板においては、前記窒化アルミニウム焼結体中の
Si成分濃度を0.01〜0.2重量%とすることにより、結晶組
織を細分化し、クラック等の発生をより一層抑制するこ
とができる。
路基板においては、セラミックス基板の板厚を0.3〜1.0
mmかつ3点曲げ強度を50kgf/mm2以上とし、セラミックス
回路基板に3点曲げ荷重を加えた際のたわみ量を 0.1〜
0.5mm（支点間距離：30mm）の範囲、あるいは0.15〜 1.
0mm（支点間距離：50mm）の範囲に規定することによっ
て、各種装置に組み込む際等にヒートシンク付きセラミ
ックス回路基板に荷重が加わった場合においても、より
たわみやすくさせ、クラック等が発生することを防止し
ている。また、本発明のヒートシンク付きセラミックス
回路基板においては、前記窒化アルミニウム焼結体中の
Si成分濃度を0.01〜0.2重量%とすることにより、結晶組
織を細分化し、クラック等の発生をより一層抑制するこ
とができる。
【０００８】上記たわみ量とは、図１に示すように、い
わゆる 3点曲げ荷重（支点間距離:y）を加えた際に中央
部のたわんだ距離(x) である。なお図１において、１は
窒化アルミニウム基板、２、３は窒化アルミニウム基板
に接合された金属板である。この金属板２、３の接合方
法としては、ＤＢＣ法および活性金属ろう付け法のいず
れでもよく、また金属板２、３の材質は接合法に応じて
選択するものとする。このたわみ量が支点間距離が30mm
の場合に 0.1mm未満、あるいは支点間距離が50mmの場合
に0.15mm未満であるということは、曲げ荷重が加わった
際の抵抗力が弱いことを示し、よって容易にクラックが
発生してしまう。一方、たわみ量が支点間距離が30mmの
場合に 0.5mmを超える、あるいは支点間距離が50mmの場
合に 1.0mmを超えることも好ましくない。上記セラミッ
クス回路基板のより好ましいたわみ量は、支点間距離が
30mmの場合には 0.2〜 0.4mmの範囲、また支点間距離が
50mmの場合には 0.5〜 0.8mmの範囲である。
わゆる 3点曲げ荷重（支点間距離:y）を加えた際に中央
部のたわんだ距離(x) である。なお図１において、１は
窒化アルミニウム基板、２、３は窒化アルミニウム基板
に接合された金属板である。この金属板２、３の接合方
法としては、ＤＢＣ法および活性金属ろう付け法のいず
れでもよく、また金属板２、３の材質は接合法に応じて
選択するものとする。このたわみ量が支点間距離が30mm
の場合に 0.1mm未満、あるいは支点間距離が50mmの場合
に0.15mm未満であるということは、曲げ荷重が加わった
際の抵抗力が弱いことを示し、よって容易にクラックが
発生してしまう。一方、たわみ量が支点間距離が30mmの
場合に 0.5mmを超える、あるいは支点間距離が50mmの場
合に 1.0mmを超えることも好ましくない。上記セラミッ
クス回路基板のより好ましいたわみ量は、支点間距離が
30mmの場合には 0.2〜 0.4mmの範囲、また支点間距離が
50mmの場合には 0.5〜 0.8mmの範囲である。
【０００９】上述したようなセラミックス回路基板のた
わみ量を実現するための具体的な手法としては、 (1) 破壊靭性値や機械的強度に優れた窒化アルミニウ
ム焼結体を、セラミックス基板として用いる。
わみ量を実現するための具体的な手法としては、 (1) 破壊靭性値や機械的強度に優れた窒化アルミニウ
ム焼結体を、セラミックス基板として用いる。
【００１０】(2) セラミックス基板（窒化アルミニウ
ム基板）を薄型化する。
ム基板）を薄型化する。
【００１１】(3) セラミックス基板（窒化アルミニウ
ム基板）上に接合する金属板の配置により、窒化アルミ
ニウム基板の曲げ荷重が加わった際に最大荷重点となる
部分の応力を緩和する。
ム基板）上に接合する金属板の配置により、窒化アルミ
ニウム基板の曲げ荷重が加わった際に最大荷重点となる
部分の応力を緩和する。
【００１２】等が例示され、これらは複合して適用する
ことも可能である。特に、上記 (1)の手法が効果的であ
り、 (1)の手法に (2)の手法や (3)の手法を組合わせる
ことが好ましい。
ことも可能である。特に、上記 (1)の手法が効果的であ
り、 (1)の手法に (2)の手法や (3)の手法を組合わせる
ことが好ましい。
【００１３】上記 (1)の手法における破壊靭性値や機械
的強度に優れる窒化アルミニウム基板としては、例えば
平均結晶粒子径が 1〜 4μm と微細な組織を有するもの
が例示される。このような微細組織を有する窒化アルミ
ニウム基板は、例えば焼結助剤として3A族元素、Ca、Sr
およびBaの酸化物から選ばれた少なくとも 1種を 1〜10
重量% の範囲で含有させると共に、Si成分濃度を0.01〜
0.2重量% の範囲とすることにより得られる。Si成分
は、 SiO2 、Si3 N 4 、 SiCおよびSi2 N 2 O から選ば
れた少なくとも 1種のSi化合物として含有させることが
好ましい。さらに、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Moおよび Wか
ら選ばれた少なくとも 1種の金属元素を酸化物換算で
0.1〜 0.5重量% の範囲で含有させることも効果的であ
る。また、FeMo等の不純物陽イオンの含有量は 0.2重量
% 以下にするとよい。このような条件を満足させること
により、破壊靭性値Ｋ1Cが2.8MPa m1/2 以上で、 3点曲
げ強度が50kgf/mm2 以上の窒化アルミニウム基板を再現
性よく得ることが可能となる。また、上記 (2)の手法
は、窒化アルミニウム基板を薄型化することにより、セ
ラミックス回路基板をたわみやすくさせたものであり、
具体的には窒化アルミニウム基板の厚さを 0.3〜 1.0mm
の範囲とすることが好ましい。窒化アルミニウム基板の
厚さが 1.0mmを超えると、セラミックス回路基板がたわ
みにくくなり、また窒化アルミニウム基板の厚さが 0.3
mm未満であると、逆に機械的強度の低下を招いてしま
う。
的強度に優れる窒化アルミニウム基板としては、例えば
平均結晶粒子径が 1〜 4μm と微細な組織を有するもの
が例示される。このような微細組織を有する窒化アルミ
ニウム基板は、例えば焼結助剤として3A族元素、Ca、Sr
およびBaの酸化物から選ばれた少なくとも 1種を 1〜10
重量% の範囲で含有させると共に、Si成分濃度を0.01〜
0.2重量% の範囲とすることにより得られる。Si成分
は、 SiO2 、Si3 N 4 、 SiCおよびSi2 N 2 O から選ば
れた少なくとも 1種のSi化合物として含有させることが
好ましい。さらに、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Moおよび Wか
ら選ばれた少なくとも 1種の金属元素を酸化物換算で
0.1〜 0.5重量% の範囲で含有させることも効果的であ
る。また、FeMo等の不純物陽イオンの含有量は 0.2重量
% 以下にするとよい。このような条件を満足させること
により、破壊靭性値Ｋ1Cが2.8MPa m1/2 以上で、 3点曲
げ強度が50kgf/mm2 以上の窒化アルミニウム基板を再現
性よく得ることが可能となる。また、上記 (2)の手法
は、窒化アルミニウム基板を薄型化することにより、セ
ラミックス回路基板をたわみやすくさせたものであり、
具体的には窒化アルミニウム基板の厚さを 0.3〜 1.0mm
の範囲とすることが好ましい。窒化アルミニウム基板の
厚さが 1.0mmを超えると、セラミックス回路基板がたわ
みにくくなり、また窒化アルミニウム基板の厚さが 0.3
mm未満であると、逆に機械的強度の低下を招いてしま
う。
【００１４】さらに、上記 (3)の手法は、例えば曲げ荷
重が加わった際に最大荷重点となる部分（具体的には中
央部付近）に、金属板の端部が存在していると、金属板
の加熱接合においては金属板端部の残留応力が大きくな
るため、曲げ荷重が加わった際に窒化アルミニウム基板
にクラックが生じやすくなる。これに対して、最大荷重
点となる中央部付近を金属板で覆うことによって、曲げ
荷重が加わった際に窒化アルミニウム基板のクラック発
生を抑制することが可能となる。
重が加わった際に最大荷重点となる部分（具体的には中
央部付近）に、金属板の端部が存在していると、金属板
の加熱接合においては金属板端部の残留応力が大きくな
るため、曲げ荷重が加わった際に窒化アルミニウム基板
にクラックが生じやすくなる。これに対して、最大荷重
点となる中央部付近を金属板で覆うことによって、曲げ
荷重が加わった際に窒化アルミニウム基板のクラック発
生を抑制することが可能となる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１６】実施例１、２ まず、不純物としての酸素含有量が 0.8重量% である平
均粒径 1μm の AlN粉末を用い、これに焼結助剤として
5重量% の Y2 O 3 粉末と、Si成分として 0.1重量% の
SiO2 粉末を添加（実施例１）し、あるいは AlN粉末に
焼結助剤として5重量% の Y2 O 3 粉末および 0.2重量%
の HfO2 粉末と、Si成分として 2.5重量% のSi3 N 4
粉末を添加（実施例２）し、これらをそれぞれエチルア
ルコールを溶媒としてボールミルで20時間混合して、各
々原料混合体を作製した。
均粒径 1μm の AlN粉末を用い、これに焼結助剤として
5重量% の Y2 O 3 粉末と、Si成分として 0.1重量% の
SiO2 粉末を添加（実施例１）し、あるいは AlN粉末に
焼結助剤として5重量% の Y2 O 3 粉末および 0.2重量%
の HfO2 粉末と、Si成分として 2.5重量% のSi3 N 4
粉末を添加（実施例２）し、これらをそれぞれエチルア
ルコールを溶媒としてボールミルで20時間混合して、各
々原料混合体を作製した。
【００１７】次に、これら原料混合体に有機バインダと
してＰＶＡをそれぞれ 5.5重量% 添加して、各々造粒粉
を作製した。次いで、得られた各造粒粉を1200kgf/cm2
の圧力で一軸プレスして、それぞれ66×44× 1.0mmの成
形体を作製した。得られた各成形体を窒素雰囲気中にて
700℃で脱脂した後、窒素雰囲気中にて1740℃、1720℃
の各焼成下限温度で 4時間焼成して、それぞれ窒化アル
ミニウム基板を得た。これら窒化アルミニウム基板の特
性は、 3点曲げ強度が60kgf/mm2 、63kgf/mm2であり、
破壊靭性値Ｋ1Cは 2.86MPa m1/2 、 2.90MPa m1/2 であ
った。
してＰＶＡをそれぞれ 5.5重量% 添加して、各々造粒粉
を作製した。次いで、得られた各造粒粉を1200kgf/cm2
の圧力で一軸プレスして、それぞれ66×44× 1.0mmの成
形体を作製した。得られた各成形体を窒素雰囲気中にて
700℃で脱脂した後、窒素雰囲気中にて1740℃、1720℃
の各焼成下限温度で 4時間焼成して、それぞれ窒化アル
ミニウム基板を得た。これら窒化アルミニウム基板の特
性は、 3点曲げ強度が60kgf/mm2 、63kgf/mm2であり、
破壊靭性値Ｋ1Cは 2.86MPa m1/2 、 2.90MPa m1/2 であ
った。
【００１８】次に、このようにして得た各窒化アルミニ
ウム基板を用いて、図２に示すセラミックス回路基板１
０およびそれを用いた半導体モジュール２０を作製し
た。すなわち、各窒化アルミニウム基板１１の両表面
に、厚さ 0.3mmのタフピッチ銅板１２と厚さ0.25mmのタ
フピッチ銅板１３とをそれぞれ接触配置し、窒素ガス雰
囲気中にて1075℃×10分の条件で加熱して接合させ、目
的とするセラミックス回路基板１０をそれぞれ得た。な
お、銅板１２、１３はそれぞれ窒化アルミニウム基板１
１のほぼ全面に接合した。これら各セラミックス回路基
板のたわみ量を支点間距離30mmで測定したところ、それ
ぞれ0.15mm、 0.2mmであった。また、支点間距離50mmで
測定したたわみ量は、それぞれ 0.6mm、 0.7mmであっ
た。
ウム基板を用いて、図２に示すセラミックス回路基板１
０およびそれを用いた半導体モジュール２０を作製し
た。すなわち、各窒化アルミニウム基板１１の両表面
に、厚さ 0.3mmのタフピッチ銅板１２と厚さ0.25mmのタ
フピッチ銅板１３とをそれぞれ接触配置し、窒素ガス雰
囲気中にて1075℃×10分の条件で加熱して接合させ、目
的とするセラミックス回路基板１０をそれぞれ得た。な
お、銅板１２、１３はそれぞれ窒化アルミニウム基板１
１のほぼ全面に接合した。これら各セラミックス回路基
板のたわみ量を支点間距離30mmで測定したところ、それ
ぞれ0.15mm、 0.2mmであった。また、支点間距離50mmで
測定したたわみ量は、それぞれ 0.6mm、 0.7mmであっ
た。
【００１９】次に、これら各セラミックス回路基板１０
の表面側の銅板１２上に、半導体チップ１４を接合搭載
すると共に、裏面側の銅板１２を介してヒートシンク
（厚さ3mmの銅板）１５をはんだ層１６によりはんだ付
けし、それぞれ半導体モジュール２０を得た。なお、セ
ラミックス回路基板１０とヒートシンク１５とを接合し
たものをヒートシンク付きセラミックス回路基板とす
る。また、図中１７はモールド用樹脂である。
の表面側の銅板１２上に、半導体チップ１４を接合搭載
すると共に、裏面側の銅板１２を介してヒートシンク
（厚さ3mmの銅板）１５をはんだ層１６によりはんだ付
けし、それぞれ半導体モジュール２０を得た。なお、セ
ラミックス回路基板１０とヒートシンク１５とを接合し
たものをヒートシンク付きセラミックス回路基板とす
る。また、図中１７はモールド用樹脂である。
【００２０】これら各半導体モジュール２０を、ヒート
シンク１５に設けたねじ穴に差し込んだ固定用ボルト２
１を用いて、アルミ製支持板２２に対してそれぞれねじ
止めした。このねじ止めによって、各セラミックス回路
基板１０は 0.1mmたわんだが、それぞれ窒化アルミニウ
ム基板１１にクラックが生じることはなかった。
シンク１５に設けたねじ穴に差し込んだ固定用ボルト２
１を用いて、アルミ製支持板２２に対してそれぞれねじ
止めした。このねじ止めによって、各セラミックス回路
基板１０は 0.1mmたわんだが、それぞれ窒化アルミニウ
ム基板１１にクラックが生じることはなかった。
【００２１】比較例１ 3点曲げ強度が46kgf/mm2 で、破壊靭性値Ｋ1Cは2.3MPa
m1/2 である窒化アルミニウム基板を用いて、上記実施
例と同様にして、セラミックス回路基板を作製した。こ
のセラミックス回路基板のたわみ量を支点間距離30mmで
測定したところ0.12mmであった。また、支点間距離50mm
で測定したたわみ量は 0.5mmであった。このようなセラ
ミックス回路基板を用いて、実施例１と同様に半導体モ
ジュールを作製した後、アルミ製支持板に対して実施例
１と同一条件でねじ止めしたところ、ねじ止め途中で窒
化アルミニウム基板の中央付近にクラックが生じた。
m1/2 である窒化アルミニウム基板を用いて、上記実施
例と同様にして、セラミックス回路基板を作製した。こ
のセラミックス回路基板のたわみ量を支点間距離30mmで
測定したところ0.12mmであった。また、支点間距離50mm
で測定したたわみ量は 0.5mmであった。このようなセラ
ミックス回路基板を用いて、実施例１と同様に半導体モ
ジュールを作製した後、アルミ製支持板に対して実施例
１と同一条件でねじ止めしたところ、ねじ止め途中で窒
化アルミニウム基板の中央付近にクラックが生じた。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のヒートシ
ンク付きセラミックス回路基板によれば、各種装置に組
み込む際等に荷重が加わった場合においても、それに用
いられるセラミックス回路基板が十分にたわむため、窒
化アルミニウム基板にクラック等が生じることを防止す
ることができる。従って、ヒートシンク付きセラミック
ス回路基板を用いた各種モジュール等の信頼性を大幅に
高めることが可能となる。
ンク付きセラミックス回路基板によれば、各種装置に組
み込む際等に荷重が加わった場合においても、それに用
いられるセラミックス回路基板が十分にたわむため、窒
化アルミニウム基板にクラック等が生じることを防止す
ることができる。従って、ヒートシンク付きセラミック
ス回路基板を用いた各種モジュール等の信頼性を大幅に
高めることが可能となる。
【図１】 本発明のセラミックス回路基板におけるたわ
み量を説明するための図である。
み量を説明するための図である。
【図２】 本発明の一実施例によるセラミックス回路基
板を用いた半導体モジュールの構成を示す断面図であ
る。
板を用いた半導体モジュールの構成を示す断面図であ
る。
１、１１……窒化アルミニウム基板 ２、３、１２、１３……銅板 １０……セラミックス回路基板 １５……ヒートシンク ２０……半導体モジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日野 高志 神奈川県横浜市鶴見区末広町２の４ 株 式会社東芝 京浜事業所内 審査官 坂本 薫昭 (56)参考文献 特開 昭63−242974（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−63878（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−304240（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−21641（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/13
Claims (3)
- 【請求項１】 窒化アルミニウム焼結体からなるセラミ
ックス基板と、このセラミックス基板の両面に接合され
た金属板とを有するセラミックス回路基板と、このセラ
ミックス回路基板の裏面側の金属板に接合されたねじ穴
を有するヒートシンクとを具備するヒートシンク付きセ
ラミックス回路基板において、前記セラミックス基板
は、Si成分濃度が0.01〜0.2重量%、板厚が0.3〜1.0mm 、
かつ3点曲げ強度が50kgf/mm2以上であり、前記セラミッ
クス回路基板に3点曲げ荷重を加えた際に、支点間距離
が30mmの場合のたわみ量が0.1〜0.5mmの範囲、あるいは
支点間距離が50mmの場合のたわみ量が0.15〜1.0mmの範
囲であることを特徴とするヒートシンク付きセラミック
ス回路基板。 - 【請求項２】 前記窒化アルミニウム焼結体の破壊靱性
値が2.8MPam1/2以上であることを特徴とする請求項１記
載のヒートシンク付きセラミックス回路基板。 - 【請求項３】 前記金属板が銅板であることを特徴とす
る請求項１または２記載のヒートシンク付きセラミック
ス回路基板。
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|---|---|---|---|
| JP33531593A JP3329548B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ヒートシンク付きセラミックス回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33531593A JP3329548B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ヒートシンク付きセラミックス回路基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202073A JPH07202073A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3329548B2 true JP3329548B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=18287153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33531593A Expired - Lifetime JP3329548B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ヒートシンク付きセラミックス回路基板 |
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| JP (1) | JP3329548B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-12-28 JP JP33531593A patent/JP3329548B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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