JP3846586B2 - 多層セラミック基板の放熱構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子部品を実装して電子回路を構成するための回路基板として使用される低温焼成多層セラミック基板の放熱構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の低温焼成多層セラミック基板の放熱構造は、半導体素子の放熱のため、サーマルビアを設けていたが、焼成工程で生じるセラミックの収縮量とサーマルビアに使用する導体の収縮量が異なるため、サーマルビアが低温焼成多層セラミック基板の表面層より突き出すために半導体素子の実装ができず、基板表面にキャビティを設けてペースト材を埋め込んで半導体素子を実装する方式で低温焼成多層セラミック基板の放熱構造を維持していた。(例えば、特許文献1)
また、一方で低温焼成多層セラミック基板の放熱能力を高めるために、半導体素子直下にヒートシンク用サーマルビアを複数配置し、基板の表面には熱伝導用の表面導体層を形成して放熱能力を向上させる方式で低温焼成多層セラミック基板の放熱構造を形成していた。(例えば、特許文献2)
【0003】
【特許文献1】
特開平6−21108号公報(第1−2頁、第1図)
【特許文献2】
特開平9−153679号公報(第1−3頁、第1図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の低温焼成多層セラミック基板の放熱構造では、サーマルビアの突き出しが問題になることから、低温焼成多層セラミック基板内にキャビティを形成してペースト材を埋め込む方式により対処していたが、一般にペースト材の熱伝導率が悪く、ペーストそのものの温度上昇値が大きくなるという問題がある。
【0005】
さらに、低温焼成多層セラミック基板の表面に熱伝導用の表面導体層を形成する放熱構造では、サーマルビアの突き出しによる表面導体層の凹凸が生じ、半導体素子を表面導体層に密着して実装するのが困難であり、半導体素子実装に使用する接着材に段差が生じて、前記接着材の温度上昇を招くという問題がある。
【0006】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、低温焼成多層セラミック基板の放熱構造において、サーマルビアの突き出し量を所定の精度内に抑制することで低温焼成多層セラミックへの半導体素子実装を容易にでき、放熱性の維持向上を図ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために、半導体素子が実装された低温焼成多層セラミック基板の放熱構造において、絶縁部材からなる内層絶縁層と、前記内層絶縁層内に導電性部材からなるサーマルビアを形成した内部伝熱層が順次積層されてなるものであって、前記内部伝熱層に形成されたサーマルビアは所望の積層数を越えて同一位置に重ならないようにシフトして配置され、前記サーマルビアをシフトした層間には全面に渡り導電性部材からなる導体層を積層して一括形成したものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、本発明の実施例について図を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態1を示す斜視図であり、図2は、図1に示したものの断面図である。図1、図2において、低温焼成多層セラミック基板1には半導体素子2が実装され、ボンディングワイヤ3を介して電気的に接合されている。また、サーマルビア4の高さが低温焼成多層セラミック基板1の積層数を所望の積層数以上にならないように上下各サーマルビア4はシフトして配置されており、各々のサーマルビア4は全面導体層5との積層により接合されている。
【0009】
上記のように構成された低温焼成多層セラミック基板の放熱構造においては、サーマルビア4が、半導体素子2が実装される低温焼成多層セラミック基板1の上面から底面まで連続して配置されないため、低温焼成多層セラミック基板1とサーマルビア4の焼成工程において生じる収縮量の差により、サーマルビアの突き出しを連続して配置された場合と比較して、サーマルビアの突き出し量を低減することができるので半導体素子2を容易に実装することが可能となる。
【0010】
また、サーマルビアの突出量はサーマルビアを形成した内部伝熱層の積層数によって異なる。これは焼成工程で生じるセラミックの収縮量とサーマルビアに使用する導体の収縮量が異なり、サーマルビアに使用する導体の収縮量がセラミックの収縮量より小さいためで、焼成工程においてサーマルビアが低温焼成多層セラミック基板の表面層より突出する。この結果、過去のデータより積層数が5層を越えた場合のサーマルビア突出量は、25μm以上となり半導体素子の実装ができなくなる。よって、半導体素子の実装を容易とするためには、連続するサーマルビアを形成した内部伝熱の積層数は4層以下とすることが好ましい。
【0011】
このように、連続するサーマルビアを所望の積層数を超過しないように配置するとともに、サーマルビアを形成した内部伝熱層間には全面導体層を積層して層間のサーマルビアを接合させることにより、低温焼成多層セラミック基板1内の放熱能力を確保することが可能となる。
【0012】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、連続するサーマルビアを所望の積層数を超過しないように配置することでサーマルビアの突き出しを抑制でき、半導体素子の実装を密着性良く実装することが可能となる。
【0013】
また、サーマルビアを形成した内部伝熱層の層間には、全面導体層を積層して層間のサーマルビアを接合させることにより熱的に経路ができるため放熱能力を確保することができ、低温焼成セラミック基板の放熱構造が達成される。
【0014】
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による低温焼成多層セラミック基板の放熱構造の実施の形態1を示す斜視図である。
【図2】 この発明による低温焼成多層セラミック基板の放熱構造の実施の形態1を示す断面図である。
【符号の説明】
1 低温焼成多層セラミック基板
2 半導体素子
3 ボンディングワイヤ
4 サーマルビア
5 全面導体層
Claims (1)
- 半導体素子が上面に実装された多層セラミック基板の放熱構造において、
上層から下層までの各層間で相互にずれなく形成され、上記半導体素子の実装される上面直下における同一層内に複数配列されたサーマルビアを有し、積層数が4層以下の複数層から成る第1の多層セラミック基板と、
上層から下層までの各層間で相互にずれなく形成され、上記半導体素子の実装される上面直下における同一層内に複数配列されたサーマルビアを有し、積層数が4層以下の複数層から成る第2の多層セラミック基板とを備え、
上記第1、第2の多層セラミック基板は、導体層を挟んで、上記半導体素子の実装される上面からの上記サーマルビアの突出量が25μm以上にならないように、上記第1の多層セラミック基板のサーマルビアと上記第2の多層セラミック基板のサーマルビアとが同一位置に重ならないように相互にずれた状態で積層された後、一括して低温焼成された、
ことを特徴とする多層セラミック基板の放熱構造。
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- 2003-01-09 JP JP2003002841A patent/JP3846586B2/ja not_active Expired - Lifetime
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