JP3709085B2 - Ceramic circuit board - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック基板に金属回路板をロウ付けにより接合させたセラミック回路基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、パワーモジュール用基板やスイッチングモジュール用基板等の回路基板として、セラミック基板上に銅等から成る金属回路板をロウ付けにより接合させたセラミック回路基板がよく用いられている。
【0003】
かかるセラミック回路基板は一般に、
(1)酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等からなるセラミック原料粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿物を作り、次にこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形して四角形状のセラミックグリーンシート(セラミック生シート)を形成し、
(2)次に前記セラミックグリーンシートの表面に、タングステンやモリブデン等の高融点金属粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストをスクリーン印刷法等の厚膜形成技術を採用することによって所定パターンに印刷塗布し、
(3)次に前記金属ペーストを印刷塗布したセラミックグリーンシートを還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成し、セラミックグリーンシートと金属ペーストとを焼結一体化させて上面に金属層を有する酸化アルミニウム質焼結体から成るセラミック基板を形成し、
(4)最後に、前記セラミック基板上面の金属層上に銅等から成る所定パターンの金属回路板を間に銀ロウ等のロウ材を挟んで載置させるとともにこれを還元雰囲気中、約900℃の温度に加熱してロウ材を溶融させ、該溶融したロウ材で金属層の表面全面と金属回路板の下面全面とを接合することによって作成されている。
【0004】
なお、前記セラミック回路基板は、例えば、セラミック基板の両端にねじ止め用の貫通孔を形成しておき、セラミック回路基板を支持部材上に載置させるとともにセラミック回路基板の上面側より貫通孔内にネジ等を挿入し、そのネジの先端を支持部材に設けたネジ溝に螺着させることによって支持部材上に固定されるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のセラミック回路基板においては、セラミック基板を形成する酸化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数が約7ppm/℃、金属回路板を形成する銅の熱膨張係数が約18ppm/℃であり、両者の熱膨張係数が大きく相違することから、セラミック基板の表面に被着させた金属層に金属回路板をロウ付けによって接合させた場合、セラミック基板と金属回路板との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する大きな応力が発生し、該応力によってセラミック回路基板に大きな反りが発生するという欠点を有していた。
またセラミック回路基板を支持部材上に、例えば、ネジ等を使用して固定した場合、セラミック回路基板に反りを是正する方向の応力が発生するとともにこれが金属回路板の外周部に集中し、金属回路板の外周部に位置するセラミック基板にクラックや割れ等が発生するという欠点も有していた。
【0006】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的はセラミック基板にクラックや割れ等が発生することのない平坦なセラミック回路基板を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、セラミック基板の端部に貫通孔が設けられており、セラミック基板の貫通孔が設けられた位置より外側に枠状の凸部材が接着材を介して取着されており、凸部材の熱膨張係数とセラミック基板の熱膨張係数との差が5ppm/℃を超えるとき、接着材のビッカース硬度を50Hv以下としたことを特徴とするものである。
【0008】
また本発明は、前記凸部材の厚みが前記セラミック基板の厚みの0.5倍以上であり、かつ幅が0.2mm以上であることを特徴とするものである。
【0009】
本発明のセラミック回路基板によれば、セラミック基板の外周部に接着材を介して枠状の凸部材を、例えば、厚みをセラミック基板の厚みの0.5倍以上に、幅を0.2mm以上として取着したことから、セラミック基板の表面に取着させた金属層に金属回路板をロウ付けにより接合させる際、セラミック基板と金属回路板との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する応力が発生し、該応力によってセラミック基板に反りが発生しようとしても、その反りの発生は前記セラミック基板の外周部に接着材を介して取着された枠状の凸部材が反りに対して梁の作用をなすことによって有効に防止され、その結果、セラミック回路基板は平坦となる。
【0010】
またこのセラミック回路基板を支持部材上に、例えば、ネジ等を使用して固定した場合、セラミック回路基板は平坦であることからセラミック回路基板に反りを是正する方向の応力が発生することはなく、該是正の応力によってセラミック基板にクラックや割れ等が発生することもない。
更に前記凸部材の熱膨張係数がセラミック基板の熱膨張係数に対して5ppm/℃以上を超える差の時、凸部材とセラミック基板との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する熱応力が発生したとしてもその熱応力は凸部材をセラミック基板に取着する接着材がビッカース硬度50Hv以下の軟質なものであるため接着材を適度に変形させることによって完全に吸収され、その結果、凸部材をセラミック基板に確実に取着させておくことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明のセラミック回路基板の一実施例を示し、1はセラミック基板、2は金属層、3は金属回路板である。
【0012】
前記セラミック基板1は四角形状をなし、その上面の中央領域に金属層2が被着されており、該金属層2には金属回路板3がロウ付けされている。
【0013】
前記セラミック基板1は、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等からなり、例えば、窒化アルミニウム質焼結体からなる場合、主原料としての窒化アルミニウムに焼結助剤としての酸化イットリウムと適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用し、シート状に成形してセラミックグリーンシート(セラミック生シート)を得、次に、前記セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施し、所定形状となすとともにこれを高温(約1800℃)で焼成することによって、あるいは窒化アルミニウム、酸化イットリウム等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して原料粉末を調整するとともに該原料粉末をプレス成形機によってに所定形状に形成し、しかる後、前記形成体を約1800℃の温度で焼成することによって製作される。
【0014】
また前記セラミック基板1はその上面に金属層2が被着されており、該金属層2は金属回路板3をセラミック基板1にロウ付けする際の下地金属層として作用する。
【0015】
前記金属層2はタングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末により形成されており、タングステンやモリブデン、マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機バインダー、溶剤、可塑剤等を添加混合して得た金属ペーストを焼成によってセラミック基板1となるセラミックグリーンシートの上面に予め従来周知のスクリーン印刷法等により所定パターンに印刷塗布しておくことによってセラミック基板1の上面に所定パターン、所定厚み(10〜50μm)に被着される。
【0016】
なお、前記金属層2はその表面にニッケル、金等の良導電性で、耐蝕性及びロウ材との濡れ性が良好な金属をメッキ法により1μm乃至20μmの厚みに被着させておくと、金属層2の酸化腐食を有効に防止することができるとともに金属層2と金属回路板3とのロウ付けを極めて強固になすことができる。従って、前記金属層2の酸化腐食を有効に防止し、金属層2と金属回路板3とのロウ付けを強固と成すには金属層2の表面にニッケル、金等の良導電性で、耐蝕性及びロウ材との濡れ性が良好な金属を1μm乃至20μmの厚みに層着させておくことが好ましい。
【0017】
また前記金属層2の上面には金属回路板3がロウ材4を介して取着されている。
【0018】
前記金属回路板3は銅やアルミニウム等の金属材料から成り、セラミック基板1の上面に形成した金属層2上に金属回路板3を、例えば、銀ロウ材(銀:72重量%、銅:28重量%)やアルミニウムロウ材(アルミニウム:88重量%、シリコン:12重量%)等からなるロウ材4を挟んで載置させ、しかる後、これを真空中もしくは中性、還元性雰囲気中、所定温度(銀ロウ材の場合は約900℃、アルミニウムロウ材の場合は約600℃)で加熱処理し、ロウ材4を溶融せしめるとともに金属層2の上面と金属回路板3の下面とに接合させることによってセラミック基板1上に取着されることとなる。
【0019】
なお、前記銅やアルミニウム等からなる金属回路板3は、銅やアルミニウム等のインゴット(塊)に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工法を施すことによって、例えば、厚さが500μmで、金属層2のパターン形状に対応する所定パターン形状に形成される。
【0020】
また前記金属回路板3はその表面に、ニッケル、金等の良導電性で、且つ耐蝕性及びロウ材4との濡れ性が良好な金属をメッキ法により1μm乃至20μmの厚みに被着させておくと、金属回路板3の酸化腐食を有効に防止し、且つ金属回路板3と外部電気回路との電気的接続を良好となすとともに金属回路板3に半導体素子等の電子部品を強固に固着させることができる。従って、前記金属回路板3はその表面にニッケル、金等を1μm乃至20μmの厚みに被着させておくことが好ましい。
【0021】
更に、前記上面に金属回路板3が取着されているセラミック基板1はその上面外周部に断面が四角形状をなす枠状の凸部材1aが接着材5を介して取着されている。
【0022】
前記凸部材1aはセラミック基板1に反りが発生するのを防止する梁の作用をなし、セラミック基板1に被着される金属層2に金属回路板3を銀ロウ等のロウ材4を介してロウ付けする際、金属回路板3とセラミック基板1との間に両者の熱膨張係数の相違により応力が発生し、該応力によってセラミック基板1に反りが発生しようとしてもその反りの発生は前記凸部材1aが梁の作用をなすことから有効に阻止され、セラミック回路基板は平坦となる。
【0023】
前記凸部材1aは鉄−ニッケル−コバルト合金、鉄−ニッケル合金、タングステン、モリブデン、銅−タングステン合金等の金属材料、或いは酸化ベリリウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、酸化アルミニウム質焼結体等の無機物から形成されている。
【0024】
前記セラミック基板1の外周部への凸部材1aの取着は、ロウ材からなる接着材5を介して行われ、凸部材1aが、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金、鉄−ニッケル合金、タングステン、モリブデン、銅−タングステン合金等の金属材料からなる場合、セラミック基板1の上面外周部に予め枠状のメタライズ金属層を被着させておき、該枠状のメタライズ金属層に金属材料からなる凸部材1aを銀、銀ー15%銅等のロウ材からなる接着材5でロウ付け取着することによって行われ、また酸化アルミニウム質焼結体等の無機物からなる場合、凸部材1aの下面にメタライズ金属層を被着させておき、これをセラミック基板1の上面外周部に予め被着させておいた枠状のメタライズ金属層に銀、銀ー15%銅等のロウ材からなる接着材5でロウ付け取着することによって行われる。
【0025】
なお、前記凸部材1aはその厚みがセラミック基板1の厚みの0.5倍未満、あるいは幅が0.2mm未満となると、セラミック基板1と金属回路板3との間に発生する応力によってセラミック基板1に反りが発生してしまう危険性がある。従って、前記セラミック基板1に反りが全く発生しないようにするには前記凸部材1aの厚みはセラミック基板1の厚みの0.5倍以上、幅は0.2mm以上としておくことが好ましい。
【0026】
また、前記凸部材1aはセラミック基板1の外周部全域にわたって設ける必要はなく、外周各辺に任意の長さに設けておいて枠状としてもよい。
【0027】
更に、前記凸部材1aはセラミック基板1の上面側外周部のみに形成されるものではなく、上下両面の外周部に形成しておいてもよい。セラミック基板1の上下両面の外周部に凸部材1aを形成した場合、セラミック基板1の上面側に取着された凸部材1aの厚みと下面側に取着された凸部材1aの厚みの合計がセラミック基板1の厚みに対し0.5倍以上となるようにしておくとセラミック基板1に反りが発生するのを極めて有効に防止することができる。
【0028】
また更に、前記凸部材1aはその断面が四角形状のものに限定されるものではなく、三角形上や半円形状等であってもよい。
【0029】
更にまた、前記接着材5は、ビッカース硬度が50Hv以下となっており、凸部材1aの熱膨張係数がセラミック基板1の熱膨張係数に対して5ppm/℃を超える差となる材質により形成されており、セラミック基板1の上面外周部に凸部材1aを取着させた後、セラミック基板1と凸部材1aの両者に熱が印加され、両者間に大きな熱応力が発生したとしてもその熱応力は凸部材1aをセラミック基板に1に取着する接着材5がビッカース硬度50Hv以下の軟質なものであるため接着材5を適度に変形させることによって完全に吸収され、その結果、凸部材1aをセラミック基板1に確実に取着させておくことができる。
【0030】
また一方、前記四角形状をなすセラミック基板1はその両端に上下に貫通する孔径が、例えば、3mm〜4mmの貫通孔6が形成されている。
【0031】
前記貫通孔6はセラミック回路基板を支持部材(不図示)上にネジ等を用いて固定する際、ネジの挿通孔として作用し、セラミック回路基板を支持部材上に載置させるとともにセラミック基板1の上面側より貫通孔6内にネジ等を挿入し、そのネジの先端を支持部材に設けたネジ溝に螺着させることによってセラミック回路基板は支持部材上に固定されるようになっている。この場合、セラミック回路基板は凸部材1aの形成により平坦となっていることからセラミック回路基板の反りを是正する応力が発生することはなく、該応力によってセラミック基板1にクラックや割れ等が発生することもなくなる。
【0032】
前記貫通孔6はセラミック基板1にドリル孔あけ加工を施すことによってセラミック基板1の両端の所定位置に所定形状に形成される。
【0033】
かくして、上述のセラミック回路基板によれば、セラミック基板1の上面に取着させた金属回路板3に半導体素子等の電子部品を固着させ、半導体素子等の電極をボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介して金属回路板3に電気的に接続させれば半導体素子等の電子部品はセラミック回路基板に実装され、金属回路板3を外部電気回路と接続される。
【0034】
次に本発明の作用効果を以下の実験例に基づき説明する。
〔実験例〕
まず、厚さ:0.5mm、幅:25mm、長さ:50mmの窒化アルミニウム質焼結体から成るセラミック基板を準備する。
【0035】
次に前記セラミック基板の上面外周部に表1に示す幅;W(mm)、厚さ;h(mm)を有する枠状の凸部材を形成し、しかる後、前記セラミック基板の短辺部を支持してセラミック基板の中央部を押圧し、セラミック基板に100μmのたわみが発生する際の荷重の大きさを調べ、その荷重の大きさによってセラミック基板の反りの発生のし易さを確認した。
【0036】
上記の結果を表1に示す。
【0037】
【表1】
【0038】
表1の結果から判るように、上面外周部に凸部材を設けていない従来のセラミック基板は0.31kgfという小さな荷重によって100μmのたわみが発生し、極めて反りを発生し易いものであるのに対し、本発明のセラミック基板の上面外周部に凸部材を設けたものは0.50kgf以上という従来品に比べ1.6倍以上の荷重を加えた際にはじめて100μmのたわみが発生し、反りが発生し難いことが判る。特に凸部材の厚みをセラミック基板の厚みに対し、0.5倍以上、幅を0.2mm以上とすると0.99kgf以上という従来品に比べ約3倍以上の荷重を加えなければセラミック基板に100μmのたわみは発生せず、極めて反りが発生し難いことが判る。
【0039】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば、上述の実施例、実験例ではセラミック基板として窒化アルミニウム質焼結体を使用したが、これに限定されることなく他のセラミック材で形成してもよい。
【0040】
【発明の効果】
本発明のセラミック回路基板によれば、セラミック基板の外周部に接着材を介して枠状の凸部材を、例えば、厚みをセラミック基板の厚みの0.5倍以上に、幅を0.2mm以上として取着したことから、セラミック基板の表面に取着させた金属層に金属回路板をロウ付けにより接合させる際、セラミック基板と金属回路板との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する応力が発生し、該応力によってセラミック基板に反りが発生しようとしても、その反りの発生は前記セラミック基板の外周部に接着材を介して取着された枠状の凸部材が反りに対して梁の作用をなすことによって有効に防止され、その結果、セラミック回路基板は平坦となる。
【0041】
またこのセラミック回路基板を支持部材上に、例えば、ネジ等を使用して固定した場合、セラミック回路基板は平坦であることからセラミック回路基板に反りを是正する方向の応力が発生することはなく、該是正の応力によってセラミック基板にクラックや割れ等が発生することもない。
更に前記凸部材の熱膨張係数がセラミック基板の熱膨張係数に対して5ppm/℃を超える差を有し、凸部材とセラミック基板との間に両者の熱膨張係数の相違に起因する熱応力が発生したとしてもその熱応力は凸部材をセラミック基板に取着する接着材がビッカース硬度50Hv以下の軟質なものであるため接着材を適度に変形させることによって完全に吸収され、その結果、凸部材をセラミック基板に確実に取着させておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の配線基板の一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・・セラミック基板
1a・・・凸部材
2・・・・金属層
3・・・・金属回路板
4・・・・ロウ材
5・・・・接着材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ceramic circuit board in which a metal circuit board is joined to a ceramic board by brazing.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a ceramic circuit board in which a metal circuit board made of copper or the like is joined to a ceramic board by brazing is often used as a circuit board such as a power module board or a switching module board.
[0003]
Such ceramic circuit boards are generally
(1) A ceramic raw material powder made of aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium oxide, etc. is mixed with an organic solvent and a solvent to make a mud, and this is then used in the well-known doctor blade method, calendar roll method, etc. To form a square ceramic green sheet (ceramic green sheet)
(2) Next, a thick film forming technique such as a screen printing method is employed for the metal paste obtained by adding an organic solvent and a solvent to a high melting point metal powder such as tungsten or molybdenum on the surface of the ceramic green sheet. By applying and printing in a predetermined pattern,
(3) Next, the ceramic green sheet on which the metal paste is printed and applied is fired in a reducing atmosphere at a temperature of about 1600 ° C., and the ceramic green sheet and the metal paste are sintered and integrated to have a metal layer on the upper surface. A ceramic substrate made of an aluminum sintered body is formed,
(4) Finally, a metal circuit board having a predetermined pattern made of copper or the like is placed on the metal layer on the upper surface of the ceramic substrate with a brazing material such as silver solder interposed therebetween, and this is placed in a reducing atmosphere at about 900 ° C. The brazing material is melted by heating to a temperature of 2 mm, and the entire surface of the metal layer and the entire lower surface of the metal circuit board are joined by the molten brazing material.
[0004]
The ceramic circuit board has, for example, through holes for screwing at both ends of the ceramic substrate, the ceramic circuit board is placed on the support member, and is placed in the through hole from the upper surface side of the ceramic circuit board. A screw or the like is inserted, and the tip of the screw is screwed into a screw groove provided in the support member, so that the screw is fixed on the support member.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this conventional ceramic circuit board, the thermal expansion coefficient of the aluminum oxide sintered body forming the ceramic substrate is about 7 ppm / ° C., and the thermal expansion coefficient of copper forming the metal circuit board is about 18 ppm / ° C. When the metal circuit board is joined to the metal layer deposited on the surface of the ceramic substrate by brazing, the thermal expansion coefficient of the two is greatly different between the ceramic substrate and the metal circuit board. A large stress is generated due to the difference in expansion coefficient, and the ceramic circuit board is warped due to the stress.
In addition, when the ceramic circuit board is fixed on the support member using, for example, screws, stress is generated in the direction of correcting the warp in the ceramic circuit board, and this is concentrated on the outer periphery of the metal circuit board. The ceramic substrate located on the outer peripheral portion of the plate also has a drawback that cracks and cracks occur.
[0006]
The present invention has been devised in view of the above disadvantages, and an object thereof is to provide a flat ceramic circuit board in which no cracks or cracks are generated in the ceramic board.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a through hole is provided at an end of the ceramic substrate, and a frame-like convex member is attached to the outside of the ceramic substrate through a position where the through hole is provided. When the difference between the coefficient of thermal expansion and the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate exceeds 5 ppm / ° C., the adhesive has a Vickers hardness of 50 Hv or less.
[0008]
In the present invention, the thickness of the convex member is 0.5 times or more the thickness of the ceramic substrate, and the width is 0.2 mm or more.
[0009]
According to the ceramic circuit board of the present invention, a frame-like convex member is disposed on the outer peripheral portion of the ceramic substrate via an adhesive, for example, the thickness is 0.5 times or more the thickness of the ceramic substrate, and the width is 0.2 mm or more. When the metal circuit board is bonded to the metal layer attached to the surface of the ceramic substrate by brazing, it is caused by the difference in thermal expansion coefficient between the ceramic substrate and the metal circuit board. Even if the stress is generated and the warp of the ceramic substrate is caused by the stress, the warpage is caused by the fact that the frame-shaped convex member attached to the outer peripheral portion of the ceramic substrate with an adhesive is not warped. Thus, the ceramic circuit board becomes flat as a result.
[0010]
In addition, when this ceramic circuit board is fixed on the support member using, for example, screws, the ceramic circuit board is flat, so that stress in a direction to correct warping is not generated in the ceramic circuit board. The correct stress does not cause cracks or cracks in the ceramic substrate.
Further, when the difference in thermal expansion coefficient of the convex member exceeds 5 ppm / ° C. relative to the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate, thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the convex member and the ceramic substrate is present. Even if it occurs, the thermal stress is completely absorbed by moderately deforming the adhesive because the adhesive that attaches the convex member to the ceramic substrate is a soft material having a Vickers hardness of 50 Hv or less. Can be securely attached to the ceramic substrate.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a ceramic circuit board according to the present invention, wherein 1 is a ceramic substrate, 2 is a metal layer, and 3 is a metal circuit board.
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
When the
[0017]
A
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
Further, the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
When the
[0026]
The
[0027]
Further, the
[0028]
Furthermore, the
[0029]
Furthermore, the adhesive material 5 is formed of a material having a Vickers hardness of 50 Hv or less and a difference in thermal expansion coefficient of the
[0030]
On the other hand, the
[0031]
The through-
[0032]
The through
[0033]
Thus, according to the above-described ceramic circuit board, an electronic component such as a semiconductor element is fixed to the
[0034]
Next, the function and effect of the present invention will be described based on the following experimental examples.
[Experimental example]
First, a ceramic substrate made of an aluminum nitride sintered body having a thickness of 0.5 mm, a width of 25 mm, and a length of 50 mm is prepared.
[0035]
Next, a frame-shaped convex member having a width; W (mm), thickness: h (mm) shown in Table 1 is formed on the outer peripheral portion of the upper surface of the ceramic substrate, and then the short side portion of the ceramic substrate is formed. The center part of the ceramic substrate was supported and pressed, and the magnitude of the load when a 100 μm deflection was generated on the ceramic board was examined, and the ease of warping of the ceramic board was confirmed by the magnitude of the load.
[0036]
The results are shown in Table 1.
[0037]
[Table 1]
[0038]
As can be seen from the results in Table 1, a conventional ceramic substrate without a convex member on the outer periphery of the upper surface is subject to a 100 μm deflection due to a small load of 0.31 kgf, which is very easy to warp. When the ceramic substrate of the present invention is provided with a convex member on the outer periphery of the upper surface, a deflection of 100 μm occurs only when a load more than 1.6 times that of the conventional product of 0.50 kgf or more is applied, and warpage occurs. It turns out that it is difficult. In particular, if the thickness of the convex member is 0.5 times or more the thickness of the ceramic substrate and the width is 0.2 mm or more, a load of about 3 times or more compared to the conventional product of 0.99 kgf or more is not applied to the ceramic substrate. It can be seen that there is no deflection, and warping is extremely difficult.
[0039]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiments and experimental examples, nitriding as a ceramic substrate is possible. Although the aluminum sintered body is used, it is not limited to this and may be formed of other ceramic materials.
[0040]
【The invention's effect】
According to the ceramic circuit board of the present invention, a frame-like convex member is disposed on the outer peripheral portion of the ceramic substrate via an adhesive, for example, the thickness is 0.5 times or more the thickness of the ceramic substrate, and the width is 0.2 mm or more. When the metal circuit board is bonded to the metal layer attached to the surface of the ceramic substrate by brazing, it is caused by the difference in thermal expansion coefficient between the ceramic substrate and the metal circuit board. Even if the stress is generated and the warp of the ceramic substrate is caused by the stress, the warpage is caused by the fact that the frame-shaped convex member attached to the outer peripheral portion of the ceramic substrate with an adhesive is not warped. Thus, the ceramic circuit board becomes flat as a result.
[0041]
In addition, when this ceramic circuit board is fixed on the support member using, for example, screws, the ceramic circuit board is flat, so that stress in a direction to correct warping is not generated in the ceramic circuit board. The correct stress does not cause cracks or cracks in the ceramic substrate.
Furthermore, the thermal expansion coefficient of the convex member has a difference exceeding 5 ppm / ° C. with respect to the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate, and thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the convex member and the ceramic substrate is present. Even if it occurs, the thermal stress is completely absorbed by moderately deforming the adhesive because the adhesive that attaches the convex member to the ceramic substrate is a soft material having a Vickers hardness of 50 Hv or less. Can be securely attached to the ceramic substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a wiring board according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記セラミック基板の端部に貫通孔が設けられており、
前記セラミック基板の前記貫通孔が設けられた位置より外側に枠状の凸部材が接着材を介して取着されており、
該凸部材の熱膨張係数と前記セラミック基板の熱膨張係数との差が5ppm/℃を超えるとき、前記接着材のビッカース硬度を50Hv以下としたことを特徴とするセラミック回路基板。Rutotomoni metal layer on the surface of the ceramic substrate are deposited, the metal circuit board to the metal layer is a ceramic circuit board formed by attached via a brazing material,
A through hole is provided at an end of the ceramic substrate;
Wherein the outer side convex member of the frame are attached through an adhesive from the position where the through hole is provided in the ceramic substrate,
A ceramic circuit board, wherein the adhesive has a Vickers hardness of 50 Hv or less when a difference between a thermal expansion coefficient of the convex member and a thermal expansion coefficient of the ceramic substrate exceeds 5 ppm / ° C.
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