JPH04103150A - Ic実装構造 - Google Patents

Ic実装構造

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JPH04103150A
JPH04103150A JP2221987A JP22198790A JPH04103150A JP H04103150 A JPH04103150 A JP H04103150A JP 2221987 A JP2221987 A JP 2221987A JP 22198790 A JP22198790 A JP 22198790A JP H04103150 A JPH04103150 A JP H04103150A
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Makoto Chokai
誠 鳥海
Hideaki Yoshida
秀昭 吉田
Michio Yuzawa
湯沢 通男
Hirokazu Tanaka
宏和 田中
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Mitsubishi Materials Corp
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はIC実装用基板、詳しくはセラミックス基板の
表面に金属板を融着したI’ C実装用基板の放熱構造
の改良に関する。
〈従来の技術〉 従来からこの種のIC実装用基板としては、DBC基板
が知られている(特開昭52−37914号公報参照)
この基板は、第4図に示すように、所定共晶点温度にま
で加熱することによりアルミナ基板41の表面に直接C
u板42を融着したものである。
この場合のCu板42は均一の厚さであってその表面は
平坦である。
そして、このCu板42をエツチングして複数部分に分
離し、その上にハンダ43付は等によって実装部品であ
るICチップ44が搭載される。
なお、図において、45はこのICチップ44に対して
アイソレートされてCu板42の上にハンダ43付けさ
れた外部出力用の端子である。
更に、46はこのICチップ44(パワートランジスタ
等搭載のチップ)と端子45とを接続するボンディング
ワイヤである。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来のCu導体を用いたt、
 C実装用基板にあっては、Cu導体は回路の電流密度
を減少させて抵抗発熱を小さくするためにCu導体板厚
が厚く、かつ、一定の厚さで形成されていたため、IC
等の実装後において、熱応力の発生により、セラミック
ス基板にあって疲労によるわれが発生したり、あるいは
実装電子部品(例えばパワーチップ)との接合部に割れ
や剥離が発生するという課題があった。
また、単一平面上にICチップや外部入出力端子をハン
ダ付けするために、位置決めが難しく、かつ、ハンダの
流動によって位置ズレを生じやすい。そのため、第3図
の平面図に示すような位置決め用のスリブ)31A、3
1Bや、平面上での凹凸部32A、32Bを回路として
設けたりしなければならず、そのために回路が複雑化し
、かつ、基板が大型化するという課題があった。
そこで、本発明は、セラミックス基板に割れが生じたり
、実装電子部品とCu導体〈金属板)との接合部に剥離
、割れが生じることのない、すなわち熱サイクル寿命が
長いIC実装用基板を提供することを、その目的として
いる。
〈課題を解決するための手段〉 本発明は、セラミックスを板℃表面に金属板を融着した
IC実装用基板において、上記金属板の表面を凹凸状に
形成したものである。
〈作用〉 本発明に係るIC実装用基板にあっては、回路パターン
による応力集中部、あるいは部品実装による熱の発生部
およびその熱応力発生部あるいは部品実装位置に対して
、必要形状に応じて段差あるいは金属板の厚さの異なる
部分を形成する。
この場合、金属板をセラミックス基板の表面に融着する
前、あるいは融着した後に、金属板に対して2回あるい
はそれ以上の回数のエツチング加工もしくは積層無電解
メツキ加工等により、あるいは、機械的加工法として、
切削加工、打ち抜き加工、型鍛造加工、もしくは、放電
加工等を施すことにより、該金属板の厚さを変更するも
のである。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を第1図(A)〜(F)および第
2図(A)〜(E)を参照して説明する。
第1図(A)〜(F)は本発明の実施例1に係るIC実
装用基板を作成する各工程を示す断面図である。
まず、アルミナ基板等のセラミックス基板11の表裏両
面(表面のみ図示、以下同じ)には所定の厚さのCu板
12が融着されている(第1図(A))。所定温度まで
加熱してCu−0の共晶融液によりこれらを接合したも
のである。
そして、このCu板12に対して第1回目のエツチング
を行うことにより、Cu板120表面の所定範囲に所定
深さの凹部13A、13Bを形成する(第1図(B))
。これは、Cu板12の表面に所定パターンのレジスト
を被着して、所定のエツチング液によってエツチングを
行うものである。
エツチング液としては、Cu板12の場合には、・・例
えば塩化第2鉄を主成分として30〜40重量%含む水
溶液を、Al板の場合には主成分とじて水酸化ナトリウ
ムを5〜10重量%含む水溶液を、それぞれ用いるもの
とする。なお、このエツチング液としてはこれらに限ら
れるものではない。
さらに、このCu板120表面に上記とは異なるパター
ンのレジストを被着して第2回目のエツチングを行う、
この結果、第1図(C)に示すように、Cu板12の凹
部13Bについて溝14が形成され絶縁基板であるセラ
ミックス基板11の一部表面が露出される。この結果、
回路形成用のこのCu板12は該基板ll上で絶縁分離
される。
したがって、凹部13Bについては階段状の凹所が形成
されることとなる。
なお、この場合のエツチング液等の条件は上記第1回目
のそれと同じとしてもよい。
さらに、このCu板120表面に上記とは異なるパター
ンのレジストを被着して無電解Cuメツキを行う。この
結果、第1図(D)に示すように、Cu板12に凸部1
5A、15Bが形成される。
次に、端子またはICチップ搭載位置のCu板120表
面にハンダ16A、18Bが例えば無電解メツキによっ
て被着される(第1図(E))。
以上の工程により、所望形状の凹凸を有するIC実装用
の基板が形成されるものである。
更に、この基板に対してハンダ被着部16Bの上には端
子19が、凹部13AにはICチップ17が、それぞれ
固着されることとなる。第1図(F)はICチップ17
を搭載した状態の基板を示している。なお、18はボン
ディングワイヤであってICチップ17とCu板の一部
(配線等)12Aとを接続するものである。
このようにしてICチップ17等を搭載した基板にあっ
ては、当該ICチップ17部分等より発熱があっても、
ICチップ17はCu板12の厚さが薄い凹部13Aに
搭載しているため、熱拡散距離が短くなりその放熱性は
向上している。とともに、セラミックス基板11とCu
板12との接合部に作用する力が低減されている。ゆえ
にセラミックス基板11へ作用する熱応力が低減されそ
の熱サイクル寿命が延びるものである。
また、Cu板12のエツジ部分13B等において2段階
のエツチングにより急激な形状変化を防止したため、エ
ツジへの応力集中は緩和される。
さらに、端子19はハンダ被着部16Bを介してCu板
12に搭載したため、端子19との間での熱による伸縮
量の差異を吸収することができる。
また、Cu板12との接合面積も低下しているため、熱
応力の影響も減少している。
そして、上記のようにCu板120所定位置に凹部13
A、13Bを形成したため、ICチップ17等の電子部
品の搭載に際しての位置決めが容易になっている。かつ
、位置決めのための目印としてのスリット等が必要でな
いために、回路パターンが平面方向に拡大せず、回路パ
ターンの簡略化、かつ、基板面積の縮小化をなし得る。
また、半導体装置の回路(配線)としてのCu板12の
高さとICチップ17の上面の高さとはほぼ同一の高さ
に設定することができ、ボンディング時の作業性も向上
している。
なお、この実施例では、Cu板についてその板厚のみ異
なる階段構造を採用している。これは、セラミックス基
板に対して垂直面もしくは、不可避の傾斜角をもつ面取
外の任意の角度の任意の面を、エツチングまたはメツキ
により形成することが、非常に困難であるからである。
第2図(A)〜(E)は、本発明の他の実施例2に係わ
るIC実装用基板を作製する各工程を示す構造図である
まず、金属板として所定の厚さのCu板22に対して金
型鍛造、放電加工、もしくは切削加工等を所定回数だけ
行い、Cu板220両面の所定範囲に所定深さの凹部2
3A、23B、23C,ならびに、所定高さの凸部23
D、23Eを形成する(第2図(A))。
次に、このCu板22に対して、打ち抜き加工を行い、
回路パターンの絶縁分離部である溝24を形成する(第
2図(B))。この際に、回路パターンによっては、C
u板がばらばらに分割されるために、回路パターンとし
て残ったCu板のそれぞれの間にリード25Aを所定の
形状および配置で形成し、分解されないようにしてもよ
い。あるいは、回路パターン間だけでなく、回路パター
ンよりも外の位置にフレーム26を設け、フレーム26
と回路パターンの間にリード25Bを配置してもよい(
第2図(C))。
以上のように形成されたCu板22を、アルミナ板等の
セラミックス基板21の表面に融着し、裏面には所定厚
さの他のCu板を同時に融着する。
そして、このCu板220表面に所定のパターンのレジ
ストを被着してエツチングを行い、この結果、第2図(
B)に示したリード25Aを除去することにより、所定
の回路パターンを形成されたCu板22を表面に融着さ
れたセラミックス基板が形成される(第2図(D))(
表面のみ図示、以下同じ)。
この場合のエツチング液等の条件は、前出の実施例1の
それと同じでもよい。
第2図(E)は、本実施例2による基板上に、ICチッ
プ28.端子29をそれぞれハンダ27A、27Bを介
してCu板22の表面の所定の位置に実装し、かつ、I
Cチップ28とCu板回路22Aとをボンディングワイ
ヤ30により結線したものである。
なお、実施例2では、Cu板について実施例1と同様に
階段構造を用いているが、金型による鍛造あるいは打ち
抜き加工を実施する場合には、セラミックス基板に対し
て平行でない階段構造の面部は、セラミックス基板に対
して任意の角度の任意の面を形成することが容易であり
、セラミックス基板に対して90度以下の任意の傾斜角
を持つ面でよい。さらに、絶縁分離部24は、階段構造
ではなく、Cu板表面からセラミックス基板表面まで連
続した任意の角度の任意の曲面構造としてもよい。この
ような曲面構造においても、応力集中部でのCu板の板
厚が連続的に変化するだけであり、応力集中の緩和構造
としての基本的な効果は発揮される。
また、上記実施例の金属板はCuに限られることなく、
A1等でもよい。セラミックス基板としてはアルミナ基
板の他にも窒化アルミニウム基板等を用いてもよい。
く効果〉 以上説明してきたように、本発明によれば、金属板部の
熱応力が低下するので、熱サイクル寿命が延びる。また
、ICチップ搭載部等の発熱部分の板厚を薄くすること
ができ、熱拡散距離が短くなって、その放熱性が向上す
る。また、金属板に凹凸を形成することにより、半導体
装置等の電子部品実装時の位置ずれかない。更に、半導
体回路面と金属導体面との高さの差が小さくなったので
、ワイヤボンディング時の第1のボンドと第2のボンド
の高さの差も小さくなり作業性が向上した。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)〜(F)および第2図(A)〜(E)は、
本発明の実施例に係わるIC実装用基板を作製する場合
の各工程を説明するための基板の概略構造を示す構造図
、第3図および第4図は、従来のIC実装用基板を示す
断面図である。 11.21,41・・・・・セラミックス基板、12、
 22. 42 13A、13B 中 23A、  23B。 14.24# ψ 15A、15B 23D、  23E 25A、  25B 2611会ΦΦ番 16A、  18B。 17、 28. 44 18、 30. 46 19、 29. 45 31A、31B− ・金属板、 ・凹部、 ・凹部、 ・溝、 ・凸部、 ・凸部、 ・ リード、 φフレーム、 27B−中ハンダ、 φφICチップ、 ・ボンディングワイヤ、 ・端子、 ・スリット。 第1図 (A) 第1図(B) 第1図(C)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 セラミックス基板の表面に金属板を融着したIC実装用
    基板において、 上記金属板の表面を凹凸状に形成したことを特徴とする
    IC実装用基板。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6379996B1 (en) 1998-04-17 2002-04-30 Nec Corporation Package for semiconductor chip having thin recess portion and thick plane portion
US6693350B2 (en) 1999-11-24 2004-02-17 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure and method for manufacturing semiconductor device having radiation structure
US6703707B1 (en) 1999-11-24 2004-03-09 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
US6946730B2 (en) 2001-04-25 2005-09-20 Denso Corporation Semiconductor device having heat conducting plate
JP2007022893A (ja) * 2005-07-21 2007-02-01 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 金属電極/セラミックス接合体及びその製造方法
JP2007173831A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Internatl Rectifier Corp 高電力密度デバイス用のパッケージ
JP2009173541A (ja) * 2009-04-30 2009-08-06 Toshiba Corp セラミックス回路基板の製造方法
US10937715B2 (en) 2015-05-27 2021-03-02 NGK Electronics Devices, Inc. Substrate for power module, collective substrate for power modules, and method for manufacturing substrate for power module
WO2022163599A1 (ja) * 2021-01-29 2022-08-04 京セラ株式会社 電子素子実装用基板

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6459986A (en) * 1987-08-31 1989-03-07 Toshiba Corp Ceramic circuit board

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6459986A (en) * 1987-08-31 1989-03-07 Toshiba Corp Ceramic circuit board

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6379996B1 (en) 1998-04-17 2002-04-30 Nec Corporation Package for semiconductor chip having thin recess portion and thick plane portion
US6967404B2 (en) 1999-11-24 2005-11-22 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
US6998707B2 (en) 1999-11-24 2006-02-14 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
US6798062B2 (en) 1999-11-24 2004-09-28 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
US6891265B2 (en) 1999-11-24 2005-05-10 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
US6693350B2 (en) 1999-11-24 2004-02-17 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure and method for manufacturing semiconductor device having radiation structure
US6960825B2 (en) 1999-11-24 2005-11-01 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
US6703707B1 (en) 1999-11-24 2004-03-09 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
US6992383B2 (en) 1999-11-24 2006-01-31 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
US6946730B2 (en) 2001-04-25 2005-09-20 Denso Corporation Semiconductor device having heat conducting plate
US6963133B2 (en) 2001-04-25 2005-11-08 Denso Corporation Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP2007022893A (ja) * 2005-07-21 2007-02-01 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 金属電極/セラミックス接合体及びその製造方法
JP2007173831A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Internatl Rectifier Corp 高電力密度デバイス用のパッケージ
JP2009173541A (ja) * 2009-04-30 2009-08-06 Toshiba Corp セラミックス回路基板の製造方法
US10937715B2 (en) 2015-05-27 2021-03-02 NGK Electronics Devices, Inc. Substrate for power module, collective substrate for power modules, and method for manufacturing substrate for power module
WO2022163599A1 (ja) * 2021-01-29 2022-08-04 京セラ株式会社 電子素子実装用基板

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