JP6201384B2

JP6201384B2 - パワーモジュール製造用積層基板

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Publication number: JP6201384B2
Application number: JP2013080567A
Authority: JP
Inventors: 小川　保; 保小川; 杉山　達雄; 達雄杉山
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2033-04-08
Also published as: JP2014204031A

Description

本発明は、電子部品を搭載するパワーモジュールの製造に用いられる小片に分割するための分割溝が形成されたパワーモジュール製造用セラミックス原板を用いたパワーモジュール製造用積層基板に関する。

半導体素子等の電子部品を搭載するためのパワーモジュール用基板は、これら基板を複数形成可能な広い面積を有するセラミックス原板等の板状素材の表面に、これらを各基板の大きさに区画するように分割溝（スクライブ溝）を予め設けておき、この分割溝によって区画される領域にそれぞれ回路層を形成した後、その分割溝に沿って分割することにより個片化されて製造される。

例えば、特許文献１では、基板（セラミックス板）の一方の面に分割溝を形成しておき、分割溝にしたがって、その分割溝とは反対側の面を第１押圧部により押圧するとともに、第２押圧部及び第３押圧部を、それぞれ分割溝を挟んだ両側の等距離の位置において、第１押圧部の押圧方向の反対方向に、分割溝に沿って押圧することにより、分割溝を支点として基板を折り曲げて個片化する装置が開示されている。
また、特許文献２では、第１固定部の端縁を基板（セラミックス板）の分割溝に一致させて、第２固定部との間に基板を挟持し、分割溝を境界とした第１固定部の反対側において、基板を分割溝に沿って押圧することにより、基板を折り曲げて分割する装置が開示されている。

そして、このようなセラミックス基板を製造する装置においては、セラミックス板に縦横のマトリクス状の分割溝を刻設し、いずれか一方の方向の分割溝に沿ってセラミックス板を分割して短冊状とし、次いで、その短冊状のセラミックス板を他方の分割溝に沿って分割することにより、所定寸法の矩形のセラミックス基板を得ることができる。

特開２０１１‐１０３４０４号公報特開２０１１‐１０１９３５号公報

ところで、分割した基板を箱体等に収容する場合などには、基板の四隅を面取りすることが必要な場合がある。しかし、面取り部は面積が小さく、その分割の際には大きな押圧力が必要となることから、作業が煩雑になる傾向にある。また、面取り部の分割時に大きな衝撃が加わることで、分割溝からクラックや欠損部が発生する等、他の部分に影響が生じることがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、セラミックス原板を効率的に個片化して面取りされたセラミックス基板を製造することができるパワーモジュール製造用セラミックス原板を用いたパワーモジュール製造用積層基板を提供することを目的とする。

本発明に用いられるパワーモジュール製造用セラミックス原板は、少なくとも一方の面に矩形状の四隅が面取りされたセラミックス基板を複数形成するための分割溝が形成されたパワーモジュール製造用セラミックス原板であって、前記分割溝により、前記セラミックス基板の外形形状の大きさに区画された基板形成領域と、該基板形成領域の四隅に配置される面取形成領域とが形成されている。

このパワーモジュール製造用セラミックス原板では、複数個のセラミックス基板を形成するためにセラミックス基板の面取り形状に沿って分割溝が形成されており、その分割溝によって、セラミックス基板の外形形状の大きさに区画された基板形成領域と、該基板形成領域の四隅に配置される面取形成領域とが形成されている。そのため、分割する際の押圧力の増大を抑制することができ、容易に分割することができる。したがって、分割の際に基板に大きな衝撃が加わることを防止でき、分割溝に生じるクラックや欠損部等の発生を抑制することができる。

また、パワーモジュール製造用セラミックス原板において、前記基板形成領域の周囲に配置される外枠領域を有しており、前記分割溝は前記基板形成領域と前記外枠領域とを隔てる外枠分割溝を有し、前記外枠分割溝は前記基板形成領域の四隅に配置される前記面取形成領域のうちの前記外枠領域に隣接する面取形成領域を前記外枠領域と一体に区画する面取り形成溝を有している。
この場合、基板形成領域と外枠領域とを分割する際に、同時にセラミックス基板の外周縁の面取り形状を形成することができ、工程処理を簡略化させることができる。

本発明は、パワーモジュール製造用セラミックス原板の少なくとも一方の面に金属層を接合したパワーモジュール製造用積層基板であって、前記パワーモジュール製造用セラミックス原板は、少なくとも一方の面に矩形状の四隅が面取りされたセラミックス基板を複数形成するための分割溝が形成され、前記分割溝により、前記セラミックス基板の外形形状の大きさに区画された基板形成領域と、該基板形成領域の四隅に配置される面取形成領域と、前記基板形成領域の周囲に配置される外枠領域と、が形成されており、前記分割溝は、前記基板形成領域と前記外枠領域とを隔てる外枠分割溝を有しており、前記外枠分割溝は、前記基板形成領域の四隅に配置される前記面取形成領域のうちの前記外枠領域に隣接する面取形成領域を前記外枠領域と一体に区画する面取り形成溝を有しており、前記金属層は、前記分割溝によって区画される各基板形成領域に設けられ、前記外枠領域に、前記金属層と同じ金属板からなる外枠用金属層が設けられ、該外枠用金属層の側縁は、前記外枠分割溝に沿って配置されていることを特徴とする。
また、本発明のパワーモジュール製造用積層基板において、前記面取形成領域のうちの前記基板形成領域により囲まれた４つの面取形成領域が組み合わされた中央領域に、前記金属層と同じ金属板からなる中央面取用金属層が設けられ、該中央面取用金属層の側縁は、前記中央領域と前記基板形成領域との間の分割溝に沿って配置されているとよい。

基板形成領域に回路層となる金属層を形成しておくとともに、面取形成領域に、その面取形成領域と基板形成領域との間の分割溝に沿って面取用金属層を形成しておくことで、面取用金属層によって面取形成領域を補強することができる。これにより、面取形成領域の剛性を高めることができ、基板を分割する際に必要となる押圧力の増大を抑制することができることから、面取形成領域を分割溝に沿って容易に分割することができる。
さらに、面取用金属層の側縁を面取形成領域と基板形成領域との間の分割溝に沿って配置したことから、面取形成部の分割時に大きな衝撃が加わることを防止でき、クラックや欠損部等の発生を抑制することができる。

外枠用金属層を形成することにより、外枠形成領域を補強して剛性を高めることができることから、外枠形成領域と基板形成領域とを分割溝に沿って容易に分割することができる。この場合も、外枠用金属層の側縁が、外枠領域と基板形成領域との間の分割溝に沿って配置されていることから、分割の際に分割溝に生じるクラックや欠損部等の発生を抑制することができる。

本発明によれば、予めセラミックス基板の四隅の面取り形状に沿って分割溝を形成しておくことにより、面取りされた複数のセラミックス基板を効率的に製造することができる。また、その分割溝に沿って金属層の側縁を設けておくことで、分割時に分割溝に生じるクラックや欠損部等の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態のパワーモジュール製造用積層基板を示す斜視図である。セラミックス原板の正面図である。パワーモジュール用基板を用いたパワーモジュールを示す断面図である。本発明のパワーモジュール製造用積層基板により製造されたパワーモジュール用基板を示す斜視図である。本発明の一実施形態のパワーモジュール用基板の製造装置の示す正面図である。図５に示す製造装置のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図５に示す製造装置のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。外枠領域を除去したパワーモジュール製造用積層基板を示す斜視図である。外枠領域の分割手順を説明する図であり、（ａ）が第１工程、（ｂ）が第２工程を示す。本発明のパワーモジュール用基板の製造方法を説明するパワーモジュール用基板の製造装置の要部拡大断面図であり、（ａ）が第２分割刃の当接開始の状態、（ｂ）が角取刃の当接開始の状態を示す。分割基板を説明する斜視図である。他の実施形態のパワーモジュール製造用積層基板を示す正面図である。本発明の第２実施形態のパワーモジュール製造用積層基板を示す斜視図である。図１３に示すパワーモジュール製造用積層基板の平面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図３は、本発明の第１実施形態のパワーモジュール製造用セラミックス原板及び積層基板により製造されるパワーモジュール用基板３を用いたパワーモジュール１を示している。この図３のパワーモジュール１は、パワーモジュール用基板３と、パワーモジュール用基板３の表面に搭載された半導体チップ等の電子部品４と、裏面に取り付けられたヒートシンク５とから構成される。

パワーモジュール用基板３は、図１に示すパワーモジュール製造用積層基板３０から製造され、図４に示すように、互いに接合されたセラミックス基板２と、金属層６，７とから構成される。
パワーモジュール製造用積層基板３０は、四角形の四隅を面取りした外形形状を有するセラミックス基板２を複数形成するための分割溝２１が形成されたものであり、図１及び図２に示すように、予めセラミックス基板２の外形形状に沿って分割溝２１が形成された矩形状のパワーモジュール製造用セラミックス原板２０Ｐの少なくとも一方の面に金属板を接合し、その金属板をエッチングすることにより、金属層が形成された積層基板である。図１及び図２に示す本実施形態のパワーモジュール製造用積層基板３０においては、パワーモジュール製造用セラミックス原板２０Ｐの両面に金属層６，７が形成されている。
そして、パワーモジュール製造用積層基板３０を構成するセラミックス原板２０Ｐには、分割溝２１よって、パワーモジュール用基板３を構成するセラミックス基板２の外形形状の大きさに区画された４つの基板形成領域２２が縦横に２つずつ整列して形成されるとともに、それら４つの基板形成領域２２の周囲に配置される外枠領域２４が形成されている。

分割溝２１は、隣接する４つの基板形成領域２２を分割するように、セラミックス原板２０Ｐの中央部を除いて隣接する各基板形成領域２２の境界線上に縦横に形成された十字形分割溝２１Ａ，２１Ｂと、その中央部で十字形分割溝２１Ａ，２１Ｂの内側端部間をセラミックス基板２の外形形状の面取り形状１６に沿って順次繋いで形成された四角形状の中央分割溝２１Ｃとを有する。また、分割溝２１は、基板形成領域２２の外周縁を構成する外枠分割溝２１Ｄ〜２１Ｇを有しており、これら外枠分割溝２１Ｄ〜２１Ｇにより基板形成領域２２と外枠領域２４とを隔てるとともに、外枠領域２４を基板形成領域２２の各辺に沿う短冊状の４つの領域２４Ａ，２４Ｂに区画している。また、図２に示すように、各基板形成領域２２の両端に配置される面取形成領域２６を外枠領域２４と一体にして区画する面取り形成溝２１Ｇを有しており、隣接する基板形成領域２２の間に配置される面取形成領域２６ａと、２つずつ整列された基板形成領域２２の四隅に配置される面取形成領域２６ｂとを、外枠領域２４の分割と同時に分離して、基板形成領域２２の外周縁に設けられる面取り形状１６を形成できるように構成されている。
なお、これら分割溝２１は、セラミックス原板２０Ｐの金属層６側に配置される表面に形成されており、金属層６，７は、分割溝２１により区画された４つの領域２２に、それぞれ設けられている。

そして、パワーモジュール用基板３は、パワーモジュール製造用積層基板３０を、分割溝２１に沿って所定のサイズに分割することにより製造される。なお、図１のパワーモジュール製造用積層基板３０において、セラミックス原板２０Ｐの表面に接合された金属層７は放熱層用、セラミックス原板２０Ｐの裏面に接合された金属層６は回路層用である。

セラミックス原板２０Ｐは、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ_３Ｎ_４（窒化珪素）等の窒化物系セラミックス、もしくはＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）等の酸化物系セラミックスにより矩形状に形成されている。
また、金属層６，７は、純度９９．００質量％以上のアルミニウム（いわゆる２Ｎアルミニウム）により形成されている。特に、純度９９．９０質量％以上のアルミニウムが望ましく、ＪＩＳ規格では、１Ｎ９０（純度９９．９０質量％以上：いわゆる３Ｎアルミニウム）又は１Ｎ９９（純度９９．９９質量％以上：いわゆる４Ｎアルミニウム）を用いることができる。なお、金属層６，７には、アルミニウムの他、アルミニウム合金、銅及び銅合金を用いることもできる。

そして、これらセラミックス原板２０Ｐと金属層６，７とは、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｇｅ系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系またはＡｌ−Ｍｎ系等の合金のろう材により、ろう付け接合されている。
また、セラミックス原板２０Ｐと金属層６，７との接合は、ろう付け以外にもＴＬＰ接合法（ＴｒａｎｓｉｅｎｔＬｉｑｕｉｄＰｈａｓｅＢｏｎｄｉｎｇ）と称される過渡液相接合法によって接合してもよい。この過渡液相接合法においては、金属層の表面に蒸着させた銅層を、金属層とセラミックス原板との界面に介在させて行う。加熱により、金属層のアルミニウム中に銅が拡散し、金属層の銅層近傍の銅濃度が上昇して融点が低下し、アルミニウムと銅との共晶域にて接合界面に金属液相が形成される。この金属液相が形成された状態で温度を一定に保持しておくと、金属液相がセラミックス原板と反応するとともに、銅がさらにアルミニウム中に拡散することに伴い、金属液相中の銅濃度が徐々に低下して融点が上昇し、温度を一定に保持した状態で凝固が進行する。これにより、金属層とセラミックス原板との強固な接合が得られる。
また、セラミックス原板と銅製の金属層とを、活性金属ろう材を用いて接合する方法を採用することもできる。例えば、活性金属であるＴｉを含む活性金属ろう材（Ａｇ‐２７．４質量％Ｃｕ‐２．０質量％Ｔｉ）を用い、銅製の金属層とセラミックス原板との積層体を加圧した状態のまま真空中で加熱し、活性金属であるＴｉをセラミックス原板に優先的に拡散させて、Ａｇ‐Ｃｕ合金を介して金属層とセラミックス原板とを接合できる。

なお、回路層となる金属層６と電子部品４との接合には、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系，Ｚｎ−Ａｌ系もしくはＰｂ−Ｓｎ系等のはんだ材が用いられる。図中符号８がそのはんだ接合層を示す。また、電子部品４と金属層６の端子部との間は、アルミニウム等からなるワイヤ及びリボンボンディング等（図示略）により接続される。
また、ヒートシンク５は、平板状のもの、熱間鍛造等によって多数のピン状フィンを一体に形成したもの、押出成形によって相互に平行な帯状フィンを一体に形成したもの等、適宜の形状のものを採用することができる。

次に、パワーモジュール用基板の製造装置１００について、説明する。
図５から図７に示すパワーモジュール用基板の製造装置１００は、図８に示すように、パワーモジュール製造用積層基板３０を構成するセラミックス原板２０Ｐの外周部の外枠領域２４を外枠分割溝２１Ｄ〜２１Ｇに沿って予め除去したパワーモジュール製造用積層基板３１を、十字形分割溝２１Ａ，２１Ｂと中央分割溝２１Ｃとから分割して、中央分割溝２１Ｃにより面取りされた４個のパワーモジュール用基板３を製造する装置である。
なお、パワーモジュール製造用積層基板３０の外枠領域２４は、図９に示すように、まず外枠領域２４Ａを分割した後（図９（ａ））、さらに外枠領域２４Ｂを分割することにより除去され（図９（ｂ））、外枠領域２４と一体に区画された面取形成領域２６を、外枠領域２４Ａ，２４Ｂの分割と同時にパワーモジュール製造用積層基板から分離して、図８に示すように、パワーモジュール製造用積層基板３１の外周面に面取り形状１６を形成することができる。

製造装置１００は、パワーモジュール製造用積層基板３１を構成するセラミックス原板２０の分割溝形成面２０ａの四隅部を下方から支持する支持部材４０と、支持部材４０上にパワーモジュール製造用積層基板３１を載置した際にセラミックス原板２０の側面を支持し、面方向に位置決めするガイド枠５０と、セラミックス原板２０の分割溝形成面２０ａとは反対側の押圧面２０ｂを十字形の分割溝２１Ａ，２１Ｂに沿って押圧する分割刃６０と、その分割刃６０の下方に配置され、中央分割溝２１Ｃにより区画された分割溝形成面２０ａの中央部（領域２３）に当接する角取刃７０とを備える。

支持部材４０は、図５に示すように、パワーモジュール製造用積層基板３１（セラミックス原板２０）の四隅部をそれぞれ支持するように４個配置されており、それぞれが図２に示すように垂直に立設する壁状に形成されている。図５の縦方向を前後方向とし、横方向を左右方向とすると、各支持部材４０は、２枚ずつが若干の間隙をあけて前後方向に沿って並べられた状態で、左右に一対配設されている。また、各支持部材４０の上面は、中央の間隙に向けて漸次高さが低くなるように傾斜面４１に形成されており、図５の後方向に配置される各支持部材４０Ａにおいては、傾斜面４１の頂点でパワーモジュール製造用積層基板３１を支持するようになっており、前方向に配置される各支持部材４０Ｂにおいては、傾斜面４１の途中位置でパワーモジュール製造用積層基板３１を支持するようになっている。そして、各支持部材４０のパワーモジュール製造用積層基板３１の支持点Ｐは、同一水平面上に配置されている。このため、パワーモジュール製造用積層基板３１を、後述するガイド枠５０の内側面５１，５２に突き当てた状態で支持部材４０上に載置することにより、水平に支持することができる。

ガイド枠５０は、図５に示すように、一対のＬ字型に形成されており、そのＬ字型の内側面５１，５２にセラミックス原板２０の側面を突き当てた状態で、支持部材４０上に載置することにより、面方向に位置決めすることができる。

分割刃６０は、縦横の十字形に形成された十字形分割溝２１のうち一方の十字形分割溝２１Ａ（図５では縦方向に形成された分割溝）に沿って押し当てられる第１分割刃６０Ａと、他方の十字形分割溝２１Ｂ（図５では横方向に形成された分割溝）に沿って押し当てられる第２分割刃６０Ｂとから構成されている。
これら両分割刃６０Ａ，６０Ｂの刃先は、十字形分割溝２１Ａ，２１Ｂに沿って当接するように、中央部を除いて形成されている。また、第１分割刃６０Ａの刃先は、両端から中央に向けて傾斜して設けられており、その刃先の中央部側が、最も下方に突出して形成されている。また、第２分割刃６０Ｂの刃先は、水平に形成されている。そして、これら両分割刃６０Ａ，６０Ｂは、第１分割刃６０Ａの刃先の中央部側が第２分割刃６０Ｂの刃先の両端部よりも下方に突出して設けられており、第２分割刃６０Ｂの刃先の両端部から第１分割刃６０Ａの刃先の中央部側にかけての突出高さｈ１が、第１分割刃６０Ａによるセラミックス原板２０（パワーモジュール製造用積層基板３１）の最大たわみ量以下に設定されている。したがって、分割刃６０は、第１分割刃６０Ａの刃先の中央部側が押圧面２０ｂに当接してからセラミックス原板２０が分割されるまでの間、すなわちセラミックス原板２０にたわみが生じている間に第２分割刃６０Ｂの刃先の両端部が押圧面２０ｂに当接するように構成されている。

また、角取刃７０の先端部は、支持部材４０によるセラミックス原板２０の支持位置（支持点Ｐ）からの高さｈ２が、第１分割刃６０Ａと第２分割刃６０Ｂとの突出高さｈ１より大きく、且つ、その突出高さｈ１との差が、第２分割刃６０Ｂによるセラミックス原板２０の最大たわみ量以下に設定されている。したがって、第２分割刃６０Ｂの刃先の両端部が押圧面２０ｂに当接してから、セラミックス原板２０が他方の十字形分割溝２１Ｂで完全に分割されるまでの間、すなわちセラミックス原板２０にたわみが生じている間に、第２分割刃６０Ｂとは反対側から、角取刃７０の先端部をセラミックス原板２０の中央部（領域２３）に当接するように構成されている。

上述した製造装置１００を用いて、パワーモジュール用基板を製造する方法について説明する。
まず、図５から図７に示すように、パワーモジュール製造用積層基板３１を支持部材４０の載置面４１上に載置する。この際、セラミックス原板２０は、分割溝２１が形成された分割溝形成面２０ａを下方に向けるとともに、側面をガイド枠５０の内側面５１，５２に突き当てた状態で載置する。この状態で、セラミックス原板２０の押圧面２０ｂに、縦横それぞれの十字形分割溝２１Ａ，２１Ｂに沿って設けられた分割刃６０を押し当てることにより、セラミックス原板２０が十字形分割溝２１Ａ，２１Ｂから分割される。このとき、分割刃６０は、図１０（ａ）に示すように、一方の十字形分割溝２１Ａに沿って設けられた第１分割刃６０Ａを押圧面２０ｂに当接させた後、第１分割刃６０Ａが当接してからセラミックス原板２０が分割されるまでの間に、他方の十字形分割溝２１Ｂに沿って設けられた第２分割刃６０Ｂを押し当てる構成とされており、それぞれの各分割刃６０Ａ，６０Ｂにより十字形分割溝２１Ａ，２１Ｂを順番に折り曲げて押し割ることができる。

また、セラミックス原板２０は、図１０（ｂ）及び図１１に示すように、第２分割刃６０Ｂが押圧面２０ｂに押し当てられた後に、一方の十字形分割溝２１Ａから分割されて分割基板２９が形成されるが、中央分割溝２１Ｃにより区画された基板の中央部（領域２３）は、図１１に示すように、これら分割基板２９のうち一方の分割基板２９Ｂから分割され、他方の分割基板２９Ａのみに結合された状態となる。
そして、角取刃７０の先端部は、分割基板２９が形成された後、他方の十字形分割溝２１Ｂが完全に分割されるまでの間に、第２分割刃６０Ｂとは反対側からセラミックス原板２０の中央部（領域２３）に当接する。このとき、図１０（ｂ）に示すように、第２分割刃６０Ｂと角取刃７０とは、中央分割溝２１Ｃを境界として、互いにセラミックス原板２０の異なる面側に当接することになる。これにより、分割基板２９Ａを、第２分割刃６０Ｂの押圧に伴って中央分割溝２１Ｃから、その中央分割溝２１Ｃを広げる方向に折り曲げて分割させることができる。
したがって、分割基板２９Ａは、他方の十字形分割溝２１Ｂから分割されるとともに、中央部分割溝２１Ｃからも分割され、中央部（領域２３）が除去された状態でパワーモジュール用基板３が形成される。

このように、縦横に形成した十字形分割溝により４個のセラミックス基板を製造する場合に、予めパワーモジュール用基板（セラミックス基板）の四隅の面取り形状に沿って、セラミックス原板の中央部を囲むようにして中央分割溝を形成しておくことにより、中央分割溝に囲まれた部分は、縦横の分割溝に対する分割処理と同時に、４個のセラミックス基板のいずれか1個のセラミックス基板に連結された状態で分割されるとともに、他のセラミックス基板からは分割され、面取りされた複数のセラミックス基板を効率的に製造することができる。また、１個のセラミックス基板に連結されたままとなった中央分割溝で囲まれた部分は、４つの面取り形状を構成する領域を組み合わせた面積を有しているので、単体の面積よりも大きい面積を確保することができる。そのため、セラミックス基板と分割する際の押圧力の増大を抑制することができ、容易に分割することができる。したがって、分割の際に基板に大きな衝撃が加わることを防止でき、分割溝に生じるクラックや欠損部等の発生を抑制することができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１３及び図１４は、本発明の第２実施形態のパワーモジュール製造用積層基板を示している。
このパワーモジュール製造用積層基板３１は、四角形の四隅を面取りした外形形状を有するセラミックス基板２を複数形成するための分割溝２１が形成されたものであり、予めセラミックス基板２の外形形状に沿って分割溝２１が形成された矩形状のセラミックス原板２０Ｐの両面に金属板を接合し、その金属板をエッチングすることにより、金属層６，７，７１〜７３が形成された積層基板である。
そして、パワーモジュール製造用積層基板３１を構成するセラミックス原板２０Ｐには、図１４に示すように、分割溝２１によって、パワーモジュール用基板３を構成するセラミックス基板２の外形形状の大きさに区画された４つの基板形成領域２２が縦横に２つずつ整列して形成されるとともに、それら４つの基板形成領域２２の周囲に配置される外枠領域２４が形成されている。

分割溝２１は、セラミックス原板２０Ｐの金属層６側に配置される表面に形成されており、分割溝２１により区画された４つの基板形成領域２２に、金属層６，７がそれぞれ設けられている。また、外枠領域２４には外枠用金属層７１，７２が設けられ、中央分割溝２１Ｃにより囲まれた中央領域２５には中央面取用金属層７３が設けられており、これら金属層７１〜７３は、金属層７と同じ金属板により形成されている。
また、外枠領域２４及び中央領域２５に設けられた金属層７１〜７３の側縁は、図１４に示すように、外枠分割溝２１Ｄ〜２１Ｇ及び中央分割溝２１Ｃに沿って配置されている。そのため、分割の際に基板に大きな衝撃が加わることを防止することができ、分割溝に生じるクラックや欠損部等の発生をより確実に防ぐことができる。
なお、その他の構成は、第１実施形態のものと同じであり、共通部分に同一符号を付して説明を省略する。

このように、予め十字形分割溝により区画された各基板形成領域にそれぞれ回路層となる金属層を形成しておくとともに、中央領域には中央分割溝に沿って中央面取部金属層を形成しており、その中央領域を補強している。さらに、中央領域は、４つの面取り形状を構成する領域を組み合わせた面積を有しているので、単体の面積よりも大きい面積を確保することができる。そのため、基板を分割する際の押圧力の増大を抑制することができるとともに、中央面取金属層によって補強したことで中央領域の剛性を高めることができ、分割溝に沿って容易に分割することができる。

また、第１実施形態又は第２実施形態のように、４つの基板形成領域の周囲に配置される外枠領域に、面取形成領域を一体に区画しておくことで、外枠領域の分割と同時に、パワーモジュール製造用積層基板の外周面に面取り形状を形成することができ、工程処理を簡略化させることができる。

なお、本発明は上記実施形態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において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、パワーモジュール製造用積層基板の外枠領域を４つに区画した領域２４Ａ，２４Ｂを形成していたが、図１２に示すパワーモジュール製造用積層基板８０のように、十字形分割溝２１Ａ，２１Ｂをセラミックス原板２０Ｐの外周縁まで延長した分割溝を形成することによって、外枠領域２４を４つ以上に区画してもよい。この場合、外枠領域は８つに区画されており、外枠領域２４を除去する前に、十字形分割溝２１Ａ，２１Ｂから分割して４つのセラミックス基板を形成しておき、個々のセラミックス基板に連結状態となっている外枠領域２４を除去する工程としてもよい。
また、上記実施形態では、面取形成領域、外枠領域又は中央領域の金属層を、セラミックス原板の一方の面だけに設ける構成としていたが、金属層をセラミックス原板の両面に設ける構成としてもよい。

１パワーモジュール
２セラミックス基板
３パワーモジュール用基板
４電子部品
５ヒートシンク
６金属層（回路層）
７金属層（放熱層）
８はんだ接合層
１６面取り形状
２０，２０Ｐセラミックス原板
２０ａ分割溝形成面
２０ｂ押圧面
２１，２１Ａ〜２１Ｇ分割溝
２２基板形成領域
２３中央領域
２４，２４Ａ，２４Ｂ外枠領域
２６，２６ａ，２６ｂ面取形成領域
２９，２９Ａ，２９Ｂ分割基板
３０，３１，８０パワーモジュール製造用積層基板
４０支持部材
４１載置面
５０ガイド枠
５１，５２内側面
６０分割刃
６０Ａ第１分割刃
６０Ｂ第２分割刃
７０角取刃
１００パワーモジュール用基板の製造装置

Claims

パワーモジュール製造用セラミックス原板の少なくとも一方の面に金属層を接合したパワーモジュール製造用積層基板であって、
前記パワーモジュール製造用セラミックス原板は、少なくとも一方の面に矩形状の四隅が面取りされたセラミックス基板を複数形成するための分割溝が形成され、前記分割溝により、前記セラミックス基板の外形形状の大きさに区画された基板形成領域と、該基板形成領域の四隅に配置される面取形成領域と、前記基板形成領域の周囲に配置される外枠領域と、が形成されており、
前記分割溝は、前記基板形成領域と前記外枠領域とを隔てる外枠分割溝を有しており、
前記外枠分割溝は、前記基板形成領域の四隅に配置される前記面取形成領域のうちの前記外枠領域に隣接する面取形成領域を前記外枠領域と一体に区画する面取り形成溝を有しており、
前記金属層は、前記分割溝によって区画される各基板形成領域に設けられ、
前記外枠領域に、前記金属層と同じ金属板からなる外枠用金属層が設けられ、
該外枠用金属層の側縁は、前記外枠分割溝に沿って配置されていることを特徴とするパワーモジュール製造用積層基板。
前記面取形成領域のうちの前記基板形成領域により囲まれた４つの面取形成領域が組み合わされた中央領域に、前記金属層と同じ金属板からなる中央面取用金属層が設けられ、該面取用金属層の側縁は、前記中央領域と前記基板形成領域との間の分割溝に沿って配置されていることを特徴とする請求項１記載のパワーモジュール製造用積層基板。