JPH022290B2 - - Google Patents
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- JPH022290B2 JPH022290B2 JP60250481A JP25048185A JPH022290B2 JP H022290 B2 JPH022290 B2 JP H022290B2 JP 60250481 A JP60250481 A JP 60250481A JP 25048185 A JP25048185 A JP 25048185A JP H022290 B2 JPH022290 B2 JP H022290B2
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- JP
- Japan
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- circuit board
- bonded
- copper circuit
- aln
- board
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
- H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
- H10W70/67—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their insulating layers or insulating parts
- H10W70/69—Insulating materials thereof
- H10W70/692—Ceramics or glasses
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/4007—Surface contacts, e.g. bumps
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は半導体素子搭載用回路基板に関し、特
に大電力トランジスタ、サイリスタ等を直接搭載
してモジユール化するのに使用される高熱伝導性
の回路基板に係わる。
に大電力トランジスタ、サイリスタ等を直接搭載
してモジユール化するのに使用される高熱伝導性
の回路基板に係わる。
［発明の技術的背景とその問題点］
半導体モジユール装置において、素子を搭載す
る回路基板としては第４図Ａ，Ｂに示すように非
金属耐火材料板１と銅回路基板２とを接触させ、
加熱により生成した非金属耐火材料の酸素と銅の
共晶により接合した構造のものが知られている。
る回路基板としては第４図Ａ，Ｂに示すように非
金属耐火材料板１と銅回路基板２とを接触させ、
加熱により生成した非金属耐火材料の酸素と銅の
共晶により接合した構造のものが知られている。
上述した非金属耐火材料板としてはAl233板が
使用されていたが、最近、素子の大容量化により
発熱温度が高くなるに伴ない、熱伝導率の高い窒
化アルミニウム板（AlN板）に替りつつある。
しかしながら、かかるAlN板をベースとする回
路基板の銅回路板に半導体素子の外部端子を半田
を介して搭載すると、次のような問題を生じる。
使用されていたが、最近、素子の大容量化により
発熱温度が高くなるに伴ない、熱伝導率の高い窒
化アルミニウム板（AlN板）に替りつつある。
しかしながら、かかるAlN板をベースとする回
路基板の銅回路板に半導体素子の外部端子を半田
を介して搭載すると、次のような問題を生じる。
即ち、Al2O3板と銅回路及び半田との熱膨脹係
数の差と、AlN板のと銅回路板及び半田との熱
膨脹係数の差とを比較ると、Al2O3；7.5×10-6／
℃、銅；16.6×10-6／℃半田；25×10-6／℃の組
合せに対し、AlN：4.5×10-6／℃、銅；16.6×
10-6／℃、半田；25×10-6／℃となり、AlN板の
使用の場合は半田接合部の応力がAl2O3板の使用
の場合より約60％大きくなる。従つて、こうした
応力によつてAlN板と銅回路板の接合部分にク
ラツクが発生したり、銅回路板の剥がれによる
AlN板の劈開が生じたりする等の問題を招くこ
とがある。
数の差と、AlN板のと銅回路板及び半田との熱
膨脹係数の差とを比較ると、Al2O3；7.5×10-6／
℃、銅；16.6×10-6／℃半田；25×10-6／℃の組
合せに対し、AlN：4.5×10-6／℃、銅；16.6×
10-6／℃、半田；25×10-6／℃となり、AlN板の
使用の場合は半田接合部の応力がAl2O3板の使用
の場合より約60％大きくなる。従つて、こうした
応力によつてAlN板と銅回路板の接合部分にク
ラツクが発生したり、銅回路板の剥がれによる
AlN板の劈開が生じたりする等の問題を招くこ
とがある。
このようなことから、本出願人は第５図Ａ，Ｂ
に示すようにAlN板１と銅回路板２とを接合し
た構造において、半田付けすべき部分のみを非接
合とした非接合部３を形成した半導体素子搭載用
回路基板を提案した。かかる回路基板は、非接合
部とすべき銅回路板部分を予め両端支持形状にプ
レス成形して段付きとし、銅回路板とAlN板が
接触しないようにさせ、その後加熱により接触部
のみを前述した共晶を利用して接合することによ
つて製作される。しかしながら、第５図に示す回
路基板２の非接合部３に外端端子等を半田付けす
ると、半田付時の温度（通常200℃程度）でAlN
板１の熱膨脹係数（４×10-6／℃）と銅回路板２
の熱膨脹係数（16.6×10-6／℃）の差により、第
６図に示すように非接合部３の銅回路板２が
AlN板１より余計に伸びて銅回路板２が円弧状
となつて中央が盛り上がる。その結果、外部端子
４は銅回路板２が円弧状態のまま半田付けされる
ため、半田５の厚さが一様とならず、製品の寿命
テスト等においてその半田付部分からクラツクが
発生する等の問題があつた。
に示すようにAlN板１と銅回路板２とを接合し
た構造において、半田付けすべき部分のみを非接
合とした非接合部３を形成した半導体素子搭載用
回路基板を提案した。かかる回路基板は、非接合
部とすべき銅回路板部分を予め両端支持形状にプ
レス成形して段付きとし、銅回路板とAlN板が
接触しないようにさせ、その後加熱により接触部
のみを前述した共晶を利用して接合することによ
つて製作される。しかしながら、第５図に示す回
路基板２の非接合部３に外端端子等を半田付けす
ると、半田付時の温度（通常200℃程度）でAlN
板１の熱膨脹係数（４×10-6／℃）と銅回路板２
の熱膨脹係数（16.6×10-6／℃）の差により、第
６図に示すように非接合部３の銅回路板２が
AlN板１より余計に伸びて銅回路板２が円弧状
となつて中央が盛り上がる。その結果、外部端子
４は銅回路板２が円弧状態のまま半田付けされる
ため、半田５の厚さが一様とならず、製品の寿命
テスト等においてその半田付部分からクラツクが
発生する等の問題があつた。
［発明の目的］
本発明は、AlN板と銅回路板の非接合部に外
部端子を半田付けする際、該半田つけの温度によ
る非接合部の銅回路板の熱膨脹に伴なう半田膜厚
の不均一化を防止した半導体素子搭載用回路基板
を提供しようとするものである。
部端子を半田付けする際、該半田つけの温度によ
る非接合部の銅回路板の熱膨脹に伴なう半田膜厚
の不均一化を防止した半導体素子搭載用回路基板
を提供しようとするものである。
［発明の概要］
本発明は、AlN板と銅回路板とを加熱により
生成した共晶を利用して接合した半導体素子搭載
用回路基板において、前記銅回路板の一部を
AlN板に対して非接合とし、かつ非接合部分に
該非接合部近傍の銅回路板とAlN板の接合線と
平行なスリツトを形成したことを特徴とするもの
である。かかる本発明によれば既述の如く非接合
部に外部端子を半田付けする際、該半田付けの温
度による非接合部の銅回路板の熱膨脹に伴なう半
田膜厚の不均一化等を防止できる。
生成した共晶を利用して接合した半導体素子搭載
用回路基板において、前記銅回路板の一部を
AlN板に対して非接合とし、かつ非接合部分に
該非接合部近傍の銅回路板とAlN板の接合線と
平行なスリツトを形成したことを特徴とするもの
である。かかる本発明によれば既述の如く非接合
部に外部端子を半田付けする際、該半田付けの温
度による非接合部の銅回路板の熱膨脹に伴なう半
田膜厚の不均一化等を防止できる。
［発明の実施例］
以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明
する。
する。
図中の１１はAlN板であり、このAlN板１１
の両面には銅回路板１２が加熱により生成した
AlN中の酸素と銅の共晶によつて接合されてい
る。また、前記銅回路板１２の半田付けされる部
分にはAlN板１１に対して非接合として非接合
部１３が形成されている。この非接合部１３の中
央には、スリツト１４が該非接合部１３の近傍の
AlN板１１と銅回路板１２の接合線１５と平行
となるように形成されている。つまり、非接合部
１３の中央にスリツト１４を形成することによつ
て、該非接合部１３が２個の片持ち支持形状をな
す。なお、かかる非接合部１３を形成するには、
予め非接合部となるなるべき銅回路板１２部分を
両端支持形状にすると共に、スリツト１４をプレ
ス形成して段付きとし、銅回路板とAlN板が接
触しないようにさせ、その後加熱により接触部の
みを共晶を利用して接合する。別の方法として
は、非接合部１３を両端支持形状とし、その後ブ
レード等により非接合部１３の銅回路板１２にス
リツト１４を形成してもよい。
の両面には銅回路板１２が加熱により生成した
AlN中の酸素と銅の共晶によつて接合されてい
る。また、前記銅回路板１２の半田付けされる部
分にはAlN板１１に対して非接合として非接合
部１３が形成されている。この非接合部１３の中
央には、スリツト１４が該非接合部１３の近傍の
AlN板１１と銅回路板１２の接合線１５と平行
となるように形成されている。つまり、非接合部
１３の中央にスリツト１４を形成することによつ
て、該非接合部１３が２個の片持ち支持形状をな
す。なお、かかる非接合部１３を形成するには、
予め非接合部となるなるべき銅回路板１２部分を
両端支持形状にすると共に、スリツト１４をプレ
ス形成して段付きとし、銅回路板とAlN板が接
触しないようにさせ、その後加熱により接触部の
みを共晶を利用して接合する。別の方法として
は、非接合部１３を両端支持形状とし、その後ブ
レード等により非接合部１３の銅回路板１２にス
リツト１４を形成してもよい。
このような構成によれば、第２図に示すように
銅回路板１２の非接合部１３に外部端子１６を半
田付した場合、非接合部１３はスリツト１４の形
成により２個の片持ち形状をなすため、半田付時
に温度が上がつて同非接合部１３での銅回路板１
２は片側に伸縮が自由で、横方向に伸びるだけで
円弧にならない。その結果、半田１７は平面のま
まで、均一な膜厚が維持されるため、外部端子１
６を回路基板の非接合部１３に強固に半田付けで
きる。事実、非接合部にスリツトを形成しない従
来の回路基板は寿命試験の一つである温度サイク
ルテスト（−40℃→25℃→125℃→25℃）におい
て100回で半田付け部分にクラツクが生じたが、
本実施例の回路基板では200回以上耐えることが
できた。
銅回路板１２の非接合部１３に外部端子１６を半
田付した場合、非接合部１３はスリツト１４の形
成により２個の片持ち形状をなすため、半田付時
に温度が上がつて同非接合部１３での銅回路板１
２は片側に伸縮が自由で、横方向に伸びるだけで
円弧にならない。その結果、半田１７は平面のま
まで、均一な膜厚が維持されるため、外部端子１
６を回路基板の非接合部１３に強固に半田付けで
きる。事実、非接合部にスリツトを形成しない従
来の回路基板は寿命試験の一つである温度サイク
ルテスト（−40℃→25℃→125℃→25℃）におい
て100回で半田付け部分にクラツクが生じたが、
本実施例の回路基板では200回以上耐えることが
できた。
なお、本発明の回路基板は前述した第１図Ａ，
Ｂに示す構造に限定されない。例えば、第３図
Ａ，Ｂに示すように非接合部１３のAlN板１１
と銅回路板１２の接合線１５近傍にスリツト１４
を形成する片持ち支持形状しても、実施例と同様
な効果を達成できる。
Ｂに示す構造に限定されない。例えば、第３図
Ａ，Ｂに示すように非接合部１３のAlN板１１
と銅回路板１２の接合線１５近傍にスリツト１４
を形成する片持ち支持形状しても、実施例と同様
な効果を達成できる。
［発明の効果］
以上詳述した如く、本発明によればAlN板と
銅回路板の非接合部に外部端子を半田付けする
際、該半田付けの温度による非接合部の銅回路板
の熱膨脹に伴なう半田膜厚の不均一化を防止し、
ひいては信頼性の高い外部端子の半田付けが可能
な半導体素子搭載用回路基板を提供できる。
銅回路板の非接合部に外部端子を半田付けする
際、該半田付けの温度による非接合部の銅回路板
の熱膨脹に伴なう半田膜厚の不均一化を防止し、
ひいては信頼性の高い外部端子の半田付けが可能
な半導体素子搭載用回路基板を提供できる。
第１図Ａは本発明の一実施例を示す回路基板の
要部平面図、同図Ｂは同図Ａの断面図、第２図は
第１図の回路基板に外部端子を半田付けした状態
を示す断面図、第３図Ａは本発明の他の実施例を
示す平面図、同図Ｂは同図Ａの断面図、第４図Ａ
は一般的な回路基板を示す平面図、同図Ｂは同図
Ａの断面図、第５図Ａは本出願人が既に提案した
回路基板の平面図、同図Ｂは同図Ａの断面図、第
６図は第５図の回路基板の問題点を説明するため
の断面図である。 １１……AlN板、１２……銅回路板、１３…
…非接合部、１４……スリツト、１５……接合
線、１６……外部端子、１７……半田。
要部平面図、同図Ｂは同図Ａの断面図、第２図は
第１図の回路基板に外部端子を半田付けした状態
を示す断面図、第３図Ａは本発明の他の実施例を
示す平面図、同図Ｂは同図Ａの断面図、第４図Ａ
は一般的な回路基板を示す平面図、同図Ｂは同図
Ａの断面図、第５図Ａは本出願人が既に提案した
回路基板の平面図、同図Ｂは同図Ａの断面図、第
６図は第５図の回路基板の問題点を説明するため
の断面図である。 １１……AlN板、１２……銅回路板、１３…
…非接合部、１４……スリツト、１５……接合
線、１６……外部端子、１７……半田。
Claims (1)
- １ 窒化アルミニウム板と銅回路板とを加熱によ
り生成した共晶を利用して接合した半導体素子塔
載用回路基板において、前記銅回路板の一部を窒
化アルミニウム板に対して非接合とし、かつ非接
合部に該非接合部近傍の銅回路板と窒化アルミニ
ウム板の接合線と平行なスリツトを形成したこと
を特徴とする半導体素子塔載用回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60250481A JPS62111452A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 半導体素子塔載用回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60250481A JPS62111452A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 半導体素子塔載用回路基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62111452A JPS62111452A (ja) | 1987-05-22 |
| JPH022290B2 true JPH022290B2 (ja) | 1990-01-17 |
Family
ID=17208495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60250481A Granted JPS62111452A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 半導体素子塔載用回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62111452A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0174746B1 (ko) * | 1989-06-26 | 1999-02-01 | 고스기 노부미쓰 | 반도체칩의 배선구조 |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP60250481A patent/JPS62111452A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62111452A (ja) | 1987-05-22 |
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