JP3934966B2 - 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接合し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活性金属ロウ材を介して銅等から成る金属回路板を直接接合させたセラミック回路基板が用いられている。
【0003】
図3に従来のセラミック回路基板を用いた半導体モジュールの例を断面図で示す。図3において、11はセラミック回路基板を示し、このセラミック回路基板11は、セラミック基板12と、その上面に取着された複数の金属回路板13と、セラミック基板12の下面にこれら金属回路板13と対向させて取着された金属板14とから構成されている。そして、このようなセラミック回路基板11は、金属回路板13上に半導体素子17等の電子部品が搭載され、放熱部材16上に金属板14との間に伝熱性組成物15を介在させて接合実装されることにより、半導体モジュールとして使用される。
【0004】
かかるセラミック回路基板11は、酸化アルミニウム質焼結体から成るセラミック基板12を用いる場合には、具体的には以下の方法によって製作される。
【0005】
まず、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・可塑剤・溶剤等を添加混合して泥漿状と成すとともに、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のテープ成形技術を採用して複数のセラミックグリーンシートを得た後、所定寸法に成形し、次に、セラミックグリーンシートを必要に応じて上下に積層するとともに還元雰囲気中にて約1600℃の温度で焼成し、セラミックグリーンシートを焼結一体化させて酸化アルミニウム質焼結体から成るセラミック基板12を作製する。
【0006】
次に、銀−銅合金にチタン・ジルコニウム・ハフニウムおよびこれらの水素化物の少なくとも1種を添加した活性金属粉末に有機溶剤・溶媒を添加混合してロウ材ペーストを調製し、セラミック基板12の両主面上に塗布する。
【0007】
次に、セラミック基板12上面にロウ材ペーストを間に挟んで銅等から成る複数の金属回路板13を載置し、一方、これに対向するセラミック基板12の下面には同様にロウ材ペーストを間に挟んで銅等から成る金属板14を配置する。
【0008】
そして最後に、セラミック基板12と金属回路板13との間およびセラミック基板12と金属板14との間に配されているロウ材ペーストを非酸化性雰囲気中にて約900℃の温度に加熱して溶融させ、このロウ材でセラミック基板12と金属回路板13とを、およびセラミック基板12と金属板14とを接合することによって製作される。
【0009】
このように製作されたセラミック回路基板11は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOS−FET(Metal Oxide Semiconductor - Field Effect Transistor)等の半導体素子17等の電子部品を半田等の接着剤を介して接合した後、例えば、アルミニウム等の放熱部材16に半田で接合されることにより、半導体素子17の動作時の発熱を良好に放熱させる半導体モジュールとなる。
【0010】
しかしながら、セラミック回路基板11(熱膨張係数が約3〜10×10-6/℃)と放熱部材16(熱膨張係数が約18〜23×10-6/℃)の熱膨張係数が大きく相違することから、セラミック回路基板11と放熱部材16との間の半田にクラックが発生し、剥離が生じて信頼性が著しく劣化する場合がある。このため、半田に変えてグリース状の伝熱性組成物15を介してセラミック回路基板11と放熱部材16とを接合実装する構成が採用されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、グリース状の伝熱性組成物15は低熱伝導のため、セラミック回路基板11と放熱部材16との間の伝熱性組成物15が厚くなると、半導体素子17からの放熱経路が遮断されて良好な熱放散を行なえなくなってしまい、半導体素子17に熱破壊や特性の劣化を招来して半導体素子17を安定に信頼性よく作動させることができなくなるという問題点を有していた。
【0012】
また、セラミック基板12自体に若干のうねりが生じていること、また、セラミック基板12のサイズや金属回路板13の回路パターンおよびセラミック基板12の厚みにより、最適な金属回路板13や金属板14の厚みを設計する必要があるが、セラミック回路基板11の裏面を完全に平坦にすることは非常に困難である。従って、伝熱性組成物15を介してセラミック回路基板11を放熱部材16に接合する際、セラミック回路基板11を押さえつけても、半導体素子17の温度上昇に影響のある半導体素子17の下方の伝熱性組成物15は、伝熱性組成物15自体の粘性、さらにはセラミック基板12のうねりが障害になるため、十分に金属板14より外に流れ出ない傾向があり、その結果、半導体素子17の下方の伝熱性組成物15の厚みを薄くするのが困難であるという問題点もあった。
【0013】
本発明は以上のような従来の技術における問題点を解決すべく案出されたものであり、その目的は、熱伝導率が相対的に低い伝熱性組成物を薄くして熱抵抗の増加を防ぐことができ、放熱特性が良好であり、金属回路板上に搭載される半導体素子等の電子部品を長期にわたり安定して作動させることができるセラミック回路基板を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属板と、該金属板上に搭載されたセラミック基板と、該セラミック基板上に搭載されるとともに、上面に電子部品の搭載領域を有する金属回路板とを備え、前記金属板の下面に伝熱性組成物が入り込むための溝が形成されたセラミック回路基板において、前記電子部品の搭載領域における前記金属板の下面から前記金属回路板の上面までの厚みがHであるときに、前記電子部品の搭載領域の外辺から平面視で距離Hだけ離間した位置に、前記溝の電子部品側の端部が位置することを特徴とする。
【0015】
また本発明は、下面に伝熱性組成物が入り込むための溝が形成された金属板と、該金属板上に搭載されたセラミック基板と、該セラミック基板上に搭載された金属回路板と、該金属回路板上に搭載された電子部品と、前記金属板の下面に前記伝熱性組成物を介して接合される放熱部材とを備えたモジュールであって、前記電子部品の搭載領域における前記金属板の下面から前記金属回路板の上面までの厚みがHであるときに、前記電子部品の外辺から平面視で距離Hだけ離間した位置に、前記溝の電子部品側の端部が位置することを特徴とする。
【0016】
本発明のセラミック回路基板によれば、上記構成により半導体素子7で発生した熱は、放熱部材6側へ伝導する際に約 45 °の角度で広がるのに対し、その熱伝導経路に溝8により金属板4の厚みが薄くなっている部分がないので、また伝熱性組成物5が侵入して存在している溝8がないので、金属板4における熱伝導が阻害されることはない。
【0018】
このような構成により、本発明のセラミック回路基板によれば、放熱特性が良好であり、金属回路板上に搭載される半導体素子等の電子部品を長期にわたり安定して作動させることができるものとなる。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のセラミック回路基板の実施の形態の例を添付図面に基づき詳細に説明する。
【0020】
図1は、本発明のセラミック回路基板1を用いた半導体モジュールの一例を示す断面図であり、2はセラミック基板、3は金属回路板、4は金属板、5は伝熱性組成物、6は放熱部材、7は電子部品としての半導体素子、8は溝である。また、図2は本発明のセラミック回路基板1を金属板4側から見た場合の金属板4の平面図である。
【0021】
セラミック基板2は、金属回路板3および金属板4を支持する支持部材として機能し、酸化アルミニウム(Al2O3)質焼結体・ムライト(3Al2O3・2SiO2)質焼結体・炭化珪素(SiC)質焼結体・窒化アルミニウム(AlN)質焼結体・窒化珪素(Si3N4)質焼結体等のセラミック材料で形成されている。
【0022】
セラミック基板2は、機械的強度が強く、高靭性な窒化珪素質焼結体で形成されていることが好ましい。また、金属回路板3上に搭載される半導体素子7が発生する熱を金属回路板3から金属板4へと有効に伝導して放散させ、セラミック回路基板1の放熱特性を向上させるためには、セラミック基板2の熱伝導率が少なくとも60W/m・K以上であることが好ましく、特に80W/m・K以上、さらには100W/m・K以上であることが好ましい。
【0023】
セラミック基板2は、例えば窒化珪素質焼結体で形成されている場合であれば、まず、窒化珪素粉末に希土類酸化物粉末や酸化アルミニウム粉末等の焼結助剤を添加・混合して窒化珪素質焼結体原料粉末を調整する。次いで、窒化珪素質焼結体原料粉末に有機バインダおよび分散媒を添加・混合してペースト化し、このペーストをドクターブレード法等の通常の成形法でシート状に成形して窒化珪素質グリーンシートを作製する。このような窒化珪素質グリーンシートを必要枚数積層し、プレス加工等を施して圧着(加圧接着)して窒化珪素質成形体を作製する。この後、窒化珪素質成形体を空気中もしくは窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気中で脱脂処理した後、窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気中で焼成して、目的とするセラミック基板2を得る。
【0024】
また、セラミック基板2は、セラミック回路基板1の機械的強度を向上させつつ放熱特性を劣化させないためには、その厚みを0.2〜1.0mmとすることが好ましい。0.2mm未満では、セラミック基板2と金属回路板3および金属板4とを接合したときに発生する応力により、セラミック基板2に割れ等が発生しやすくなる傾向がある。他方、1.0mmを超えると、半導体素子7から発生する熱を良好に放熱部材6に伝達することが困難となる傾向がある。
【0025】
本発明のセラミック回路基板1は、上記のように製造したセラミック基板2の上面および下面に、直接接合法や活性金属法を用いて導電性を有する銅やアルミニウム等の金属材料から成る金属回路板3および金属板4をそれぞれ一体的に接合して製造される。
【0026】
例えば、活性金属法を用いる場合であれば、銀−銅合金粉末等から成る銀ロウ粉末や、アルミニウム−シリコン合金粉末等から成るアルミニウムロウ粉末に、チタン・ジルコニウム・ハフニウム等の活性金属やその水素化物の少なくとも1種からなる活性金属粉末を2〜5重量%添加した活性金属ロウ材に、適当な有機溶剤・溶媒を添加混合して得た活性金属ロウ材ペーストを、セラミック基板2の上下面に従来周知のスクリーン印刷技術を用いて金属回路板3および金属板4に対応させた所定パターンに印刷する。
【0027】
その後、金属回路板3および金属板4を活性金属ロウ材ペーストのパターン上に載置し、これを真空中または中性もしくは還元雰囲気中で、所定温度(銀ロウの場合であれば約900℃、アルミニウムロウ材の場合であれば約600℃)で加熱処理し、活性金属ロウ材を溶融させて、セラミック基板2の上下面と金属回路板3および金属板4とを接合させる。これにより、セラミック基板2の上下面に金属回路板3および金属板4が取着されることとなる。
【0028】
銅やアルミニウム等から成る金属回路板3および金属板4は、銅やアルミニウム等のインゴット(塊)に圧延加工法や抜き打ち加工法等の従来周知の金属加工法を施すことによって、例えば、標準の厚さが0.5mmで、回路パターンの形状または回路パターンおよびその回路間の形状に対応する所定のパターン形状に製作される。金属回路板3および金属板4の標準の厚さは、大電流による金属回路板3の発熱を抑制し、金属回路板3と窒化珪素質焼結体等から成るセラミック基板2の接合時に接合界面に発生する熱負荷によるクラックの発生を抑制するためには、0.1〜1.0mmであることが好ましい。厚みが0.1mm未満では、金属回路板3の電気抵抗が大きくなるため半導体素子7からの高電流信号を伝播しにくくなる傾向がある。他方、1.0mmを超えると、セラミック基板2と金属回路板3および金属板4とを接合したときに発生する応力により、セラミック基板2に割れ等が発生しやすくなる傾向がある。
【0029】
金属回路板3および金属板4は、銅から成る場合であれは、これを無酸素銅で形成しておくと、無酸素銅はロウ付けの際に銅の表面が銅中に存在する酸素により酸化されることなくロウ材との濡れ性が良好となるので、セラミック基板2とのロウ材を介しての接合が強固になる。したがって、金属回路板3および金属板4は、これを無酸素銅で形成しておくことが好ましい。
【0030】
金属回路板3および金属板4の標準の厚みと材質は、活性金属によるロウ付け時や半導体素子7等の電子部品を搭載するためのリフロー時の加熱による反りを抑制するために、同じ材質の場合には、金属板4の厚みは金属回路板3の厚みより薄くすることが好ましい。
【0031】
また、金属回路板3は、その表面にニッケルから成る良導電性で、かつ耐蝕性およびロウ材との濡れ性が良好な金属をメッキ法により被着させておくと、金属回路板3と外部電気回路との電気的接続を良好とすることができるとともに、金属回路板3に半導体素子7等の電子部品を半田を介して強固に接着させることができる。従って、金属回路板3は、その表面にニッケルから成る良導電性で、かつ耐蝕性およびロウ材との濡れ性が良好な金属をメッキ法により被着させておくことが好ましい。
【0032】
金属板4は、放熱部材6に実装される面に、半導体素子7の外周からセラミック回路基板1の全厚みの距離(図1および図2にHで示す)の部位に溝8(図2では白抜き部で示す)が形成されている。このように溝8を形成したことにより、セラミック回路基板1を放熱部材6に伝熱性組成物5を介して接合する際に、金属板4の溝8にその周りから伝熱性組成物5が侵入するため、半導体素子7の直下およびその周囲に介在する、熱伝導率が相対的に低い伝熱性組成物7の厚みを薄くして接合することが可能となる。そのため、熱抵抗の増加を防ぐことができ、放熱性を改善したセラミック回路基板1を提供することができる。
【0033】
半導体素子7で発生した熱は、放熱部材6側へ伝導する際に約45°の角度で広がるのに対し、その熱伝導経路に溝8により金属板4の厚みが薄くなっている部分がないので、また伝熱性組成物5が侵入して存在している溝8がないので、金属板4における熱伝導が阻害されることはない。
【0034】
溝8の半導体素子7側の端部が、半導体素子7の搭載領域の外辺から平面視で距離Hだけ離間した位置より半導体素子7の搭載領域に近い側にあると、伝熱性組成物5が存在する溝8の影響を受けて金属板4における熱拡散が阻害されることとなるため、熱抵抗が増加する傾向にある。また、溝8の半導体素子7側の端部が、半導体素子7の搭載領域の外辺から平面視で距離Hだけ離間した位置より半導体素子7の搭載領域に遠い側にあると、セラミック回路基板1を放熱部材6に伝熱性組成物5を介して接合する際に、半導体素子7の直下およびその周囲にある伝熱性組成物5が外側に向かって広がって溝8と放熱部材6との隙間に侵入するのが困難になり、半導体素子7の直下およびその周囲の金属板4と放熱部材6との間に介在する伝熱性組成物7の厚みを充分に薄くすることができなくなる。
【0038】
上記のようにして作製された本発明のセラミック回路基板1は、金属板4上にグリース状の伝熱性組成物5を塗布した後、アルミニウム等から成る放熱部材6に接合されて半導体素子モジュールとなる。このとき、伝熱性組成物5は溝8を避けて金属板4上に、その塗布厚みを調整して均一に塗布しておくと、半導体素子7の直下およびその周囲にある伝熱性組成物5が溝8に効率よく侵入するため、半導体素子7の直下およびその周囲に介在する、熱伝導率が相対的に低い伝熱性組成物7の厚みを薄くして接合することが可能となる。
【0049】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【0050】
例えば、上述の例ではセラミック基板2が窒化珪素質焼結体で形成された例を示したが、半導体素子7が多量の熱を発し、この熱を効率良く放熱したい場合には、セラミック基板2を熱伝達率の高い窒化アルミニウム質焼結体や窒化珪素質焼結体で形成すればよい。また、上述の例ではセラミック基板2に活性金属ロウ材を介して直接に金属回路板3および金属板4をロウ付けしたが、これをセラミック基板2の表面に予めタングステンまたはモリブデン等のメタライズ金属層を被着させておき、このメタライズ金属層に金属回路板3および金属板4をロウ材を介して接合させてもよい。また、セラミック基板2に活性金属ロウ材を介してあらかじめ回路配線のパターン形状に形成された金属回路板3をロウ付けすることにより、回路配線のパターン形成を行なってもよい。
【0051】
【発明の効果】
本発明のセラミック回路基板によれば、半導体素子7で発生した熱は、放熱部材6側へ伝導する際に約45°の角度で広がるのに対し、その熱伝導経路に溝8により金属板4の厚みが薄くなっている部分がないので、また伝熱性組成物5が侵入して存在している溝8がないので、金属板4における熱伝導が阻害されることはない。
【0053】
このような構成により、本発明のセラミック回路基板によれば、放熱特性が良好であり、金属回路板上に搭載される半導体素子等の電子部品を長期にわたり安定して作動させることができるものとなる。
【0054】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセラミック回路基板を用いた半導体モジュールの一例を示す断面図である。
【図2】図1に示すセラミック回路基板1を金属板4側から見た場合の金属板4の平面図である。
【図3】従来のセラミック回路基板を用いた半導体モジュールの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1:セラミック回路基板
2:セラミック基板
3:金属回路板
4:金属板
5:伝熱性組成物
6:放熱部材
7:半導体素子
8:溝
T:溝の深さ
S:溝の幅
L:半導体素子の外辺の長さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ceramic circuit board in which a metal circuit board is bonded to a ceramic board.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a ceramic circuit board in which a metal circuit board made of copper or the like is directly bonded to a ceramic board via an active metal brazing material is used as a circuit board such as a power module board or a switching module board.
[0003]
FIG. 3 is a sectional view showing an example of a conventional semiconductor module using a ceramic circuit board. In FIG. 3,
[0004]
The
[0005]
First, an appropriate organic binder, plasticizer, solvent, etc. are added to the raw material powders such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and calcium oxide to form a slurry, and this is made into a conventionally known doctor blade method or calendar roll. After obtaining a plurality of ceramic green sheets by adopting a tape forming technique such as the method, the ceramic green sheets are molded to a predetermined size, and then stacked as needed up and down at about 1600 ° C in a reducing atmosphere The
[0006]
Next, a brazing paste is prepared by adding an organic solvent / solvent to an active metal powder in which at least one of titanium, zirconium, hafnium and hydrides thereof is added to a silver-copper alloy. Apply on the main surface.
[0007]
Next, a plurality of
[0008]
Finally, the brazing paste disposed between the
[0009]
The
[0010]
However, the thermal expansion coefficients of the ceramic circuit board 11 (thermal expansion coefficient is about 3 to 10 × 10 −6 / ° C.) and the heat radiating member 16 (thermal expansion coefficient is about 18 to 23 × 10 −6 / ° C.) are greatly different. For this reason, a crack may be generated in the solder between the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the grease-like
[0012]
In addition, the
[0013]
The present invention has been devised in order to solve the above-described problems in the prior art, and its purpose is to reduce the heat conductive composition having a relatively low thermal conductivity to increase the thermal resistance. An object of the present invention is to provide a ceramic circuit board that can be prevented, has good heat dissipation characteristics, and can stably operate electronic components such as semiconductor elements mounted on a metal circuit board over a long period of time.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a metal plate, a ceramic substrate mounted on the metal plate, and a metal circuit plate mounted on the ceramic substrate and having an electronic component mounting area on the upper surface thereof. In the ceramic circuit board in which the groove for entering the heat transfer composition is formed on the lower surface, when the thickness from the lower surface of the metal plate to the upper surface of the metal circuit plate in the mounting region of the electronic component is H, The end of the groove on the electronic component side is located at a position separated from the outer side of the electronic component mounting area by a distance H in plan view.
[0015]
The present invention also includes a metal plate having a groove formed on the lower surface for allowing the heat conductive composition to enter, a ceramic substrate mounted on the metal plate, a metal circuit plate mounted on the ceramic substrate, A module comprising: an electronic component mounted on a metal circuit board; and a heat dissipating member joined to the lower surface of the metal plate via the heat conductive composition, wherein the metal plate in a mounting area of the electronic component When the thickness from the lower surface of the metal circuit board to the upper surface of the metal circuit board is H, the end of the groove on the electronic component side is located at a position separated from the outer side of the electronic component by a distance H in plan view. It is characterized by.
[0016]
According to the ceramic circuit board of the present invention, the heat generated in the semiconductor element 7 due to the above configuration spreads at an angle of about 45 ° when conducted to the
[0018]
With such a configuration, according to the ceramic circuit board of the present invention, heat dissipation characteristics are good, and electronic components such as semiconductor elements mounted on the metal circuit board can be stably operated over a long period of time. Become.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an example of an embodiment of the ceramic circuit board of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0020]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor module using a ceramic circuit board 1 of the present invention, in which 2 is a ceramic substrate, 3 is a metal circuit board, 4 is a metal plate, 5 is a heat transfer composition, and 6 is A heat radiating member, 7 is a semiconductor element as an electronic component, and 8 is a groove. FIG. 2 is a plan view of the
[0021]
The ceramic substrate 2 functions as a support member for supporting the metal circuit board 3 and the
[0022]
The ceramic substrate 2 is preferably formed of a silicon nitride sintered body having high mechanical strength and high toughness. In order to effectively dissipate and dissipate the heat generated by the semiconductor element 7 mounted on the metal circuit board 3 from the metal circuit board 3 to the
[0023]
If the ceramic substrate 2 is formed of, for example, a silicon nitride-based sintered body, first, a silicon nitride powder is added and mixed with a sintering aid such as a rare earth oxide powder or an aluminum oxide powder. The material sintered compact raw material powder is adjusted. Next, an organic binder and a dispersion medium are added to and mixed with the silicon nitride-based sintered raw material powder to form a paste, and this paste is formed into a sheet shape by a normal forming method such as a doctor blade method to obtain a silicon nitride-based green sheet. Make it. A required number of such silicon nitride green sheets are laminated, pressed, etc., and subjected to pressure bonding (pressure bonding) to produce a silicon nitride molded body. Thereafter, the silicon nitride-based molded body is degreased in air or a non-oxidizing atmosphere such as a nitrogen atmosphere, and then fired in a non-oxidizing atmosphere such as a nitrogen atmosphere to obtain the target ceramic substrate 2.
[0024]
The ceramic substrate 2 preferably has a thickness of 0.2 to 1.0 mm in order to improve the mechanical strength of the ceramic circuit substrate 1 and not to deteriorate the heat dissipation characteristics. If it is less than 0.2 mm, the ceramic substrate 2 tends to be easily cracked due to the stress generated when the ceramic substrate 2 is bonded to the metal circuit board 3 and the
[0025]
The ceramic circuit board 1 of the present invention is a metal circuit board made of a metal material such as copper or aluminum having conductivity on the upper and lower surfaces of the ceramic substrate 2 manufactured as described above by using a direct bonding method or an active metal method. 3 and the
[0026]
For example, when the active metal method is used, an active metal such as titanium, zirconium or hafnium or its hydrogen is added to a silver braze powder made of silver-copper alloy powder or an aluminum braze powder made of aluminum-silicon alloy powder. An active metal brazing paste obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent / solvent with an active metal brazing material to which 2 to 5% by weight of an active metal powder comprising at least one chemical compound is added is mixed with the upper and lower surfaces of the ceramic substrate 2. In addition, printing is performed in a predetermined pattern corresponding to the metal circuit board 3 and the
[0027]
Thereafter, the metal circuit board 3 and the
[0028]
The metal circuit board 3 and the
[0029]
If the metal circuit board 3 and the
[0030]
The standard thickness and material of the metal circuit board 3 and the
[0031]
Further, the metal circuit board 3 is formed on the surface of the metal circuit board 3 and the outside by depositing a metal having good conductivity made of nickel and having good corrosion resistance and wettability with the brazing material. The electrical connection with the electric circuit can be improved, and the electronic component such as the semiconductor element 7 can be firmly bonded to the metal circuit board 3 via the solder. Therefore, the metal circuit board 3 is preferably coated with a metal having good conductivity made of nickel and having good corrosion resistance and wettability with the brazing material on the surface thereof.
[0032]
The
[0033]
Heat generated in the semi-conductor element 7, while spreading at an angle of approximately 45 ° when conducted to the
[0034]
When the end of the groove 8 on the semiconductor element 7 side is closer to the mounting area of the semiconductor element 7 than the position separated from the outer side of the mounting area of the semiconductor element 7 by a distance H in plan view, the heat transfer composition 5 The thermal diffusion in the
[0038]
The ceramic circuit board 1 of the present invention manufactured as described above is coated with a heat conductive composition 5 in the form of grease on a
[0049]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0050]
For example, in the above example, the ceramic substrate 2 is formed of a silicon nitride sintered body. However, when the semiconductor element 7 generates a large amount of heat and wants to efficiently dissipate this heat, the ceramic substrate 2 May be formed of an aluminum nitride sintered body or a silicon nitride sintered body having a high heat transfer coefficient. In the above example, the metal circuit board 3 and the
[0051]
【The invention's effect】
According to the ceramic circuit board of the present invention, heat generated in the semi-conductor element 7, while spreading at an angle of approximately 45 ° when conducted to the
[0053]
With such a configuration, according to the ceramic circuit board of the present invention, heat dissipation characteristics are good, and electronic components such as semiconductor elements mounted on the metal circuit board can be stably operated over a long period of time. Become.
[0054]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor module using a ceramic circuit board of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor module using a conventional ceramic circuit board.
[Explanation of symbols]
1: Ceramic circuit board 2: Ceramic board 3: Metal circuit board 4: Metal board 5: Heat transfer composition 6: Heat radiation member 7: Semiconductor element 8: Groove T: Groove depth S: Groove width L: Semiconductor element The outer length of
Claims (2)
前記金属板の下面に伝熱性組成物が入り込むための溝が形成されたセラミック回路基板において、 In the ceramic circuit board formed with grooves for the heat conductive composition to enter the lower surface of the metal plate,
前記電子部品の搭載領域における前記金属板の下面から前記金属回路板の上面までの厚みがHであるときに、前記電子部品の搭載領域の外辺から平面視で距離Hだけ離間した位置に、前記溝の電子部品側の端部が位置することを特徴とするセラミック回路基板。 When the thickness from the lower surface of the metal plate to the upper surface of the metal circuit board in the electronic component mounting region is H, at a position separated from the outer side of the electronic component mounting region by a distance H in plan view, An end of the groove on the electronic component side is located.
前記電子部品の搭載領域における前記金属板の下面から前記金属回路板の上面までの厚みがHであるときに、前記電子部品の外辺から平面視で距離Hだけ離間した位置に、前記溝の電子部品側の端部が位置することを特徴とするモジュール。 When the thickness from the lower surface of the metal plate to the upper surface of the metal circuit board is H in the mounting area of the electronic component, the groove is located at a position separated from the outer side of the electronic component by a distance H in plan view. An electronic component side end portion is located.
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