JP6587373B2 - セラミック回路基板、放熱器付セラミック回路基板、及びセラミック回路基板の製造方法 - Google Patents
セラミック回路基板、放熱器付セラミック回路基板、及びセラミック回路基板の製造方法Info
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Description
図1は本発明の実施の形態1による放熱器付セラミック回路基板の断面模式図であり、図2は図1のセラミック基板の断面模式図である。図3は、本発明の実施の形態1によるセラミック回路基板の断面模式図である。放熱器付セラミック回路基板20は、セラミック回路基板1と、金属ベース板5と、ヒートシンク16とを備える。セラミック回路基板1は、セラミック基板2と、半導体チップ等の電子部品(図示せず)を接続する回路パターンを構成する金属配線3a、3b、3c、3dを備える。セラミック基板2は、電子部品を搭載する表面側に、金属配線3a、3b、3c、3dを配置する配線配置部9a、9b、9c、9dが設けられている。金属配線3a、3b、3c、3dは、配線配置部9a、9b、9c、9dに接合される。セラミック基板2の裏面側には、金属ベース板5が接合される。この金属ベース板5の他方の面、すなわち、セラミック基板2に接合される面と反対側の面には、ヒートシンク16が取り付けられる。金属配線の符号は、総括的に3を用い、区別して説明する場合に3a乃至3dを用いる。配線配置部の符号は、総括的に9を用い、区別して説明する場合に9a乃至9dを用いる。
選ばれる1種類以上からなる有機化合物を用いる。特に熱可塑性樹脂では、ポリスチレン、ブチルメタクリレート、エチレン・酢酸ビニル共重合体又はエチレン・ブチルアクリレート共重合体が望ましく、ワックス、可塑剤、滑剤には、パラフィンワックス、脂肪酸アミド又はフタル酸エステルが望ましい。
実施の形態2では、テープ成形を用いて形成するセラミック基板2を説明する。図4は、本発明の実施の形態2によるセラミック回路基板の断面模式図である。実施の形態2のセラミック基板2は、複数のグリーンシートを用いて作成される。図4では、2つのグリーンシート17、18を用いて作成されたセラミック基板2を示した。グリーンシート18から、3つの絶縁部4a、4b、4cと、外周部10a、10bの上部が形成されている。まず、テープ成形について説明する。
実施の形態1及び2のセラミック基板2は、凸形状の絶縁部4を備えた例で説明したが、絶縁部4の形状は凸形状に限定されるものではない。図5は本発明の実施の形態3による第1のセラミック回路基板の断面模式図であり、図6は本発明の実施の形態3による第2のセラミック回路基板の断面模式図である。図7は本発明の実施の形態3による第3のセラミック回路基板の断面模式図である。図5は凹形状(穴形状の一種)の絶縁部6を備えたセラミック基板2の例であり、図6は1つの段差を有する絶縁部7を備えたセラミック基板2の例である。図7は、凸形状と凹形状とが複合した突起穴複合形状の絶縁部8を備えたセラミック基板2の例である。
実施の形態1乃至3では、金属回路パターンを金属配線3がセラミック基板2にろう付けされることにより接合、形成したが、金属配線3をセラミック基板2に溶融接合することも可能である。
15であるアルミニウム又はアルミニウム合金を配置する。その後、真空又は不活性ガス中で700℃以上に加熱することで、金属配線部材15は溶融し、冷却固化することにより、図9のようにセラミック基板2へ金属配線3が接合される。
Claims (7)
- 電子部品を搭載するセラミック回路基板であって、
複数の配線配置部を有するセラミック基板と、前記セラミック基板に配置されると共に前記電子部品を接続する複数の金属配線とを備え、
前記セラミック基板は、隣接する2つの前記金属配線の間に、凹形状を有する絶縁部を備え、かつ端部に接した外周部と前記外周部に隣接する前記金属配線が配置された前記配線配置部との間に凹部を備え、
前記絶縁部は、底面と、前記隣接する2つの前記金属配線のうち一方の金属配線側に位置する第一の側面と、前記隣接する2つの前記金属配線のうち他方の金属配線側に位置する第二の側面とを有し、
前記底面の高さは、前記隣接する2つの前記金属配線が配置された前記配線配置部それぞれの高さよりも低く、
前記一方の金属配線から前記第一の側面までの距離、前記第一の側面の高さ、前記底面の幅、前記第二の側面の高さ、及び前記他方の金属配線から前記第二の側面までの距離の合計は、前記隣接する2つの前記金属配線の間の絶縁のために必要とされる沿面距離以上であり、
更に、前記絶縁部は、前記隣接する2つの前記金属配線が配置されたそれぞれの前記配線配置部側に前記配線配置部よりも高い突起形状を有し、
前記外周部は、当該外周部に隣接する前記金属配線が配置された前記配線配置部と前記凹部との間に前記配線配置部よりも高い突起形状部を有し、
前記金属配線は、隣接する前記絶縁部又は前記外周部の突起形状部の両端側の厚さが中央部よりも薄くなっている溶融後固化したアルミニウム又はアルミニウム合金であり、
前記絶縁部を介した前記隣接する2つの前記金属配線の間の沿面距離は、前記突起形状に伴った増加距離が付加されており、
前記増加距離は、前記突起形状に沿った沿面距離から前記突起形状の底面の幅を引いた距離であることを特徴とするセラミック回路基板。 - 前記セラミック基板は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素の内、少なくとも1種類以上を含有していることを特徴とする請求項1記載のセラミック回路基板。
- 電子部品を搭載するセラミック回路基板と、
前記セラミック回路基板における前記電子部品が搭載される表面と逆側に位置する裏面に接着された金属ベース板と、
前記金属ベース板における前記セラミック回路基板が接着された面と逆側に位置する裏面に取り付けられたヒートシンクとを備え、
前記セラミック回路基板は、請求項1または2に記載のセラミック回路基板であることを特徴とする放熱器付セラミック回路基板。 - 請求項1または2に記載のセラミック回路基板を製造するセラミック回路基板の製造方法であって、
セラミック材料を金型に射出して前記セラミック回路基板の形状を有するセラミック体を形成するセラミック基板射出成形工程と、
前記セラミック体に対して脱脂を行うセラミック基板脱脂工程と、
前記セラミック基板脱脂工程が実施された後の前記セラミック体を焼成するセラミック基板焼成工程と、
前記セラミック基板焼成工程が実施された後の前記セラミック体に、前記金属配線を形成する回路パターン形成工程と、を含み、
前記セラミック基板脱脂工程において、前記セラミック体が配置された炉内の温度を、10℃/hr以下の加熱速度で500℃以上の処理温度に加熱し、この処理温度で前記セラミック体に対して脱脂を行うことを特徴とするセラミック回路基板の製造方法。 - 請求項1または2に記載のセラミック回路基板を製造するセラミック回路基板の製造方法であって、
平板状のセラミック材料のグリーンシートと、前記絶縁部及び前記金属配線を配置する前記配線配置部の形状に応じて加工されたセラミック材料のグリーンシートとを積層し、前記セラミック回路基板の形状を有するセラミック体を形成するセラミック基板成形工程と、
前記セラミック体に対して脱脂を行うセラミック基板脱脂工程と、
前記セラミック基板脱脂工程が実施された後の前記セラミック体を焼成するセラミック基板焼成工程と、
前記セラミック基板焼成工程が実施された後の前記セラミック体に、前記金属配線を形成する回路パターン形成工程と、を含むことを特徴とするセラミック回路基板の製造方法。 - 請求項1または2に記載のセラミック回路基板を製造するセラミック回路基板の製造方法であって、
セラミック材料を金型に射出して前記セラミック回路基板の形状を有するセラミック体を形成するセラミック基板射出成形工程と、
前記セラミック体に対して脱脂を行うセラミック基板脱脂工程と、
前記セラミック基板脱脂工程が実施された後の前記セラミック体を焼成するセラミック基板焼成工程と、
前記セラミック基板焼成工程が実施された後の前記セラミック体に、前記金属配線を形成する回路パターン形成工程と、を含み、
前記セラミック基板脱脂工程において、前記セラミック体が配置された炉内の温度を、10℃/hr以下の加熱速度で500℃以上の処理温度に加熱し、この処理温度で前記セラミック体に対して脱脂を行い、
前記回路パターン形成工程は、金属箔状、金属粉末状、金属含有ペースト状のいずれかで構成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の金属配線部材を溶融して、冷却固化した前記金属配線を形成することを特徴とするセラミック回路基板の製造方法。 - 請求項1または2に記載のセラミック回路基板を製造するセラミック回路基板の製造方法であって、
平板状のセラミック材料のグリーンシートと、前記絶縁部及び前記金属配線を配置する前記配線配置部の形状に応じて加工されたセラミック材料のグリーンシートとを積層し、前記セラミック回路基板の形状を有するセラミック体を形成するセラミック基板成形工程と、
前記セラミック体に対して脱脂を行うセラミック基板脱脂工程と、
前記セラミック基板脱脂工程が実施された後の前記セラミック体を焼成するセラミック基板焼成工程と、
前記セラミック基板焼成工程が実施された後の前記セラミック体に、前記金属配線を形成する回路パターン形成工程と、を含み、
前記回路パターン形成工程は、金属箔状、金属粉末状、金属含有ペースト状のいずれかで構成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の金属配線部材を溶融して、冷却固化した前記金属配線を形成することを特徴とするセラミック回路基板の製造方法。
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