JPH03265194A - 多層セラミック回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要］ 各種電子機器の構成ムこ広く使用される多層セラミック
回路基板に関し、 半導体素子の発熱による絶縁基体の温度上昇を抑制する
ことを目的とし、 冷媒流路となるスリットを設けたグリーンシートを内部
で複数枚積層し、上下両側に内層用回路パターンとビア
充填材を充填したグリーンシートをそれぞれ複数枚積層
して焼成することにより、両端面で開口する複数本の上
記冷媒流路とビアを形成するとともに表面に回路パター
ンを形成した絶縁基体と、上記絶縁基体の該冷媒流路開
口部に接合できる寸法に曲折した接続パイプとから構成
する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、各種電子機器の構成に広く使用される多層セ
ラミック回路基板に関する。

最近、大型電算機等に装着されるプリント板は大型化、
高密度化されてきたが、一方ではそのプリント板に実装
される半導体素子は更に高集積化されてその発熱量が増
大しており、この半導体素子の冷却性能に対する要求も
大変厳しいものとなっている。

そのため、強制空冷あるいは不活性の冷却液循環させて
半導体素子の放熱面を伝熱冷却する方法が採用されてい
るが、回路基板自体の温度上昇により誘電率が大きくな
って信号の伝播遅延時間が増大するとともに半導体素子
に悪影響を与えるので、当該回路基板の温度上昇を抑制
する冷却装置を内設した新しい多層セラミック回路基板
が要求されている。

（従来の技術〕 従来広く使用されている多層セラミック回路基板は、第
３図に示すように多数個の微細な貫通孔に導電性の優れ
たビア充填材を充填するとともに、内層用の回路パター
ンを形成した複数枚のグリーンシートを積層、押圧した
積層体を成形して、その積層体を所定温度で焼成するこ
とにより多数個のビア２ａを配設したセラミックよりな
る絶縁基体２を形成し、その表裏両面ムこスパッタ、ま
たはメツキ等によｌ／）導体薄膜の図示していない回路
パターンが形成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明した従来の多層セラミック回路基板で問題とな
るのは、第４図に示すように大きな熱量を発する複数個
の半導体素子ｌを絶縁基体２の主面側に実装され、その
半導体素子１の放熱面１−１に冷却構造体３の冷却面３
−１を圧接させて冷却した場合に、前記半導体素子１の
放熱面１−１から伝熱された熱は冷却面３−１を循環す
る冷媒で冷却されるが、絶縁基体２に伝熱した熱は冷却
されないので温度によりポリイミド樹脂等の絶縁被膜が
劣化するとともに、当該絶縁基体２自身の誘電率が大き
くなって信号の伝播遅延時間が増大し、また実装したそ
れぞれの半導体素子１に悪影響を与えるという問題が生
している。

本発明は上記のような問題点に鑑み、半導体素子の発熱
による絶縁基体の温度上昇を抑制する冷却装置を内設し
た新しい多層セラ旦ツタ回路基板が要求されている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図に示すように冷媒流路１２ｂとなるス
リットを設けたグリーンシートを内部で複数枚積層し、
上下両側に内層用回路パターンとビア充填材を充填した
グリーンシートをそれぞれ複数枚積層して焼成すること
により、両端面で開口する複数本の上記冷媒流路１２ｂ
とビア１２ａを形成するとともに表面に回路パターンを
形成した絶縁基体１２と、上記絶縁基体１２の該冷媒流
路１２ｂ開口部に接合できる寸法に曲折した接続パイプ
１３とから構成する。

〔作　用〕

本発明では、絶縁基体１２に形成されたそれぞれの冷媒
流路１２ｂを開口部を接続パイプ１３で一本に連結され
るよう接続して両端に冷媒の入口と出口を設け、その入
口から冷媒流路１２ｂに冷媒を圧送して出口より排出す
ることにより、半導体素子から絶縁基体１２に伝熱され
た熱は循環する冷媒により冷却されるから、多層セラミ
ック回路基板の温度上昇が抑制されて信号の伝播遅延時
間の増大防止と、実装した半導体素子１への熱影響がな
くなるので信頼性の向上が可能となる。

〔実　施　例］ 以下第１図および第２図について本発明の詳細な説明す
る。

第１図は本実施例による多層セラミック回路基板を示す
斜視図、第２図は本実施例の製造方法の図を示し、図中
において、第３図と同一部材には同一記号が付しである
が、その他の１２は内部に冷媒流路を形成した絶縁基体
、　１３は前記絶縁基体に形成した冷媒流路を連結する
接続パイプである。

絶縁基体１２は、第１図に示すように一定断面寸法の冷
媒流路１２ｂを形成するスリットを配列して所定枚数重
層したグリーンシートと、内層用回路パターンを形成し
てビア１２ａを形成するグリーンシートを、上記グリー
ンシートの上下両面にそれぞれ複数枚を積層して焼成す
ることにより、両端面で開口部が露出する複数本の冷媒
流路１２ｂが形成され、表面に図示していない回路パタ
ーンを形成したものである。

接続パイプ１３は、上記絶縁基体１２に形成された冷媒
流路１２ｂと等しい内径の薄肉パイプの両端縁を、当該
冷媒流路１２ｂの開口部に挿入できる寸法に曲折したも
のである。

上記部材を使用した多層セラミック回路基板は、上記絶
縁基体１２に形成されたそれぞれの冷媒流路１２ｂが一
本に連結されるように、両端面でそれぞれ隣接する冷媒
流路１２ｂの開口部に接続パイプ１３の両端を挿入して
、半田あるいは接着材で接合することにより流路の両端
に冷媒の入口と出口を設けている。

以上説明した多層セラミック回路基板の製造方法を第２
図に示す。

（ａ）は、パンチング、あるいはドリリング等により微
細径の貫通孔を多数個の穿設して、その貫通孔に導電性
の優れたビア充填材２４ａを充填するとともに内層用の
図示していない回路パターンを形成した約０．３　ａｍ
板厚のグリーンシート２〜１と、同しく多数個の貫通孔
にビア充填材１２−１ａを充填して、複数本の例えば３
ｍｍ幅のスリット１２−１ｂを一定の間隔で一端面と平
行に配列されたグリーンシート１２−１を底形した状態
。

（ｂ）は、スリット１２−１　ｂを形成した複数枚１例
えば１０枚のグリーンシート１２−１を前記スリット１
２１ｂが同一位置となるように重層して、その上下面に
開口したスリット１２−１　ｂの内部に熱分解性を有す
る樹脂より底形した３鵬径の中子１２−２を挿入した状
態、 （ｃ）は、上記重層したグリーンシート１２−１の上下
両面のそれぞれに、複数枚１例えば２５枚の上記グリー
ンシート２−１を図示していない専用治具により位置合
わせを行って積層、押圧することによりグリーンシート
の積層ブロックを形成した状態、（ｄ）は、この積層ブ
ロツクを所定温度で焼成することにより多数個のビア１
２ａが配設されるとともに前記中子１２−２が熱分解し
て冷媒流路１２ｂを内設した絶縁基体１２が形成され、
この冷媒流路１２ｂが両端面で開口するように１点鎖線
の位置で切断する状態、 （ｅ）は、この絶縁基体１２の端面より露出したそれぞ
れ冷媒流路１２ｂの開口部を段付は加工して、互いに隣
接する開口部を交互に接続パイプ１３で連結して一本の
流路を形成し、その表裏両面を平面状に研削するととも
に表面に図示していない回路パターンを施した状態、 の工程順により多層セラミック回路基板を製造している
。

その結果、接続パイプ１３で連結された絶縁基体１２の
冷媒流路１２ｂに冷媒を循環させると、半導体素子から
絶縁基体１２に伝熱された熱は冷媒により冷却されるか
ら、多層セラミック回路基板の温度上昇を抑制して信号
の伝播時間と実装した半導体素子１の信頼性を向上する
ことができる。

以上、図示実施例に基づき説明したが、本発明は上記実
施例の態様のみに限定されるものでなく、例えば絶縁基
体１２に冷媒流路１２ｂを４本以上内設して接続パイプ
１３により複数本の循環流路を形成しても良く、３本の
循環流路を連結することに限定しなくても良い。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば極めて簡
単な構成で、半導体素子の発熱による絶縁基体の温度上
昇を抑制して信号の伝播時間と実装した半導体素子１の
信頼性を向上することができる等の利点があり、著しい
信頼性向上の効果が期待できる多層セラミック回路基板
を提供することができる。

２−１ａ、　１２−１ａはビア充填材、１２は絶縁基体
、 １２ａはビア、 １２ｂは冷媒流路、 １２−１ｂはスリット、 １２−２は中子、 １３は接続パイプ、 を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による多層セラミック回路基
板を示す斜視図、 第２図は本実施例の製造方法を示す図、第３図は従来の
多層セラミック回路基板を示す斜視図、 第４図は課題を示す要部断面図である。 図において、 ２−１，１２−１はグリーンシート、 ビア１２ａ （Ｃ） １２−１−は＝＝◎＞２−＋ ・イト突釘ス合Ｉｊ−汐層ｔラミー／７目縄」−及替矛
〜Ｔ余籾交閏第１図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷媒流路（１２ｂ）となるスリットを設けたグリ
   ーンシートを内部で複数枚積層し、上下両側に内層用回
   路パターンとビア充填材を充填したグリーンシートをそ
   れぞれ複数枚積層して焼成することにより、両端面で開
   口する複数本の上記冷媒流路（１２ｂ）とビア（１２ａ
   ）を形成するとともに表面に回路パターンを形成した絶
   縁基体（１２）と、上記絶縁基体（１２）の該冷媒流路
   （１２ｂ）開口部に接合できる寸法に曲折した接続パイ
   プ（１３）とから構成したことを特徴とする多層セラミ
   ック回路基板。
2. （２）多数個の微細孔に導電性の優れたビア充填材（２
   −１ａ）が充填されて複数本のスリット（１２−１ｂ）
   を形成した複数枚のグリーンシート（１２−１）を重層
   するとともに、該スリット（１２−１ｂ）により形成さ
   れた空間に熱分解性を有する中子（１２−２）を挿入し
   、重層された当該グリーンシート（１２−１）の上下両
   面のそれぞれに、ビア充填材（２−１ａ）を充填すると
   ともに所定の内層パターンを形成した複数枚のグリーン
   シート（２−１）を積層，押圧して焼成することにより
   、多数個のビア（１２ａ）が形成されるとともに複数本
   の冷媒流路（１２ｂ）を内設した絶縁基体（１２）が形
   成され、当該絶縁基体（１２）の端縁切断により該冷媒
   流路（１２ｂ）の両端を開口させるとともに接続パイプ
   （１３）で連結し、該絶縁基体（１２）の両面を平面状
   に研削して表面に回路パターンを形成したことを特徴と
   する請求項１記載の多層セラミック回路基板。