JPH0437662A - セラミック基板と金属板の接合構造 - Google Patents
セラミック基板と金属板の接合構造Info
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- JPH0437662A JPH0437662A JP14463690A JP14463690A JPH0437662A JP H0437662 A JPH0437662 A JP H0437662A JP 14463690 A JP14463690 A JP 14463690A JP 14463690 A JP14463690 A JP 14463690A JP H0437662 A JPH0437662 A JP H0437662A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、でラミック基板と金属板を接合させた接合体
の構造に関する。このセラミック基板と金属板の接合体
は、例えばＩＣパッケージやパワーダイオード等を実装
するための基板として用いられるものである。
の構造に関する。このセラミック基板と金属板の接合体
は、例えばＩＣパッケージやパワーダイオード等を実装
するための基板として用いられるものである。
［背景技術］
半導体デバイスの高密度化、高速化および高出力化に伴
う発熱量の増大に対応するため、実装基板としては放熱
性に優れたものが要求されてきている。実装基板として
の放熱性を良好にするためには、セラミック基板に、ヒ
ートシンクとして厚さ数１００ｔＪｆｒｌの金属板を接
合させる必要がある。
う発熱量の増大に対応するため、実装基板としては放熱
性に優れたものが要求されてきている。実装基板として
の放熱性を良好にするためには、セラミック基板に、ヒ
ートシンクとして厚さ数１００ｔＪｆｒｌの金属板を接
合させる必要がある。
このため、従来にあってはチタン（Ｔｉ）等の活性金属
を添加したロウ材を用いてセラミック基板に金属板を接
合させている。
を添加したロウ材を用いてセラミック基板に金属板を接
合させている。
第３図は、従来におけるセラミック基板と金属板の接合
体の構造を示す断面図である。この接合体２１は、金属
板２２にロウ材のペーストを印刷した後、表面が平坦な
セラミック基板２３と重ね、真空中で熱処理を施してロ
ウ材のペーストを溶融させ、ロウ材層２４を挟んでセラ
ミック基板２３の平坦な表面に金属板２２を強固に接合
させている。しかして、この金属板２２は、ヒートシン
クとして働き、セラミック基板２３の放熱性を良好にし
、また配線パターンとしても使用できる。
体の構造を示す断面図である。この接合体２１は、金属
板２２にロウ材のペーストを印刷した後、表面が平坦な
セラミック基板２３と重ね、真空中で熱処理を施してロ
ウ材のペーストを溶融させ、ロウ材層２４を挟んでセラ
ミック基板２３の平坦な表面に金属板２２を強固に接合
させている。しかして、この金属板２２は、ヒートシン
クとして働き、セラミック基板２３の放熱性を良好にし
、また配線パターンとしても使用できる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記のような方法で製造された接合体に
あっては、熱処理時に溶融したロウ材が潤滑層となるた
め、セラミック基板と金属板がずれ動き易（、金属板の
位置決め精度を得ることか難しかった。
あっては、熱処理時に溶融したロウ材が潤滑層となるた
め、セラミック基板と金属板がずれ動き易（、金属板の
位置決め精度を得ることか難しかった。
「課題を解決するための手段コ
このため、本発明のセラミック基板と金属板の接合構造
においては、セラミック基板の金属板との接合面に凹部
を形成し、二の凹部に金属板の少なくとも一部を嵌合さ
せ、凹部内においてセラミック基板と金属板とをロウ材
を用いて接合させたことを特徴としている。
においては、セラミック基板の金属板との接合面に凹部
を形成し、二の凹部に金属板の少なくとも一部を嵌合さ
せ、凹部内においてセラミック基板と金属板とをロウ材
を用いて接合させたことを特徴としている。
［作用コ
本発明にあっては、セラミック基板の金属板との接合面
に凹部を設け、その凹部に金属板の少なくとも一部を嵌
合させているので、熱処理時にロウ材か溶融しても、金
属板か溶融したロウ材の上でずれ勧くことがなく、セラ
ミック基板上に金属板を精度良く接合させることかでき
る。また、セラミック基板に凹部を設けたことにより、
セラミック基板と金属板の接合面積が大きくなり、接合
強度が増大する。
に凹部を設け、その凹部に金属板の少なくとも一部を嵌
合させているので、熱処理時にロウ材か溶融しても、金
属板か溶融したロウ材の上でずれ勧くことがなく、セラ
ミック基板上に金属板を精度良く接合させることかでき
る。また、セラミック基板に凹部を設けたことにより、
セラミック基板と金属板の接合面積が大きくなり、接合
強度が増大する。
一実施例く
以下、本発明の一実施例を添付図に基づいて詳述する。
第１図に示すように、窒化アルミニウム（Ａ： Ｎ）か
らなるセラミック基板１の上面及び下面には、銅板２の
接合面（接合箇所）に対応させて銅＋ｆｊ、２と同じ平
面形状及び寸法の凹部３か形成されている。この凹部３
の濶さは、深くても差し支えないが、銅板２の厚みの一
部が嵌まり込むような浅いものでも充分である。この凹
部３内には、凹部３の平面形状と一致した熱伝導率の良
好な銅板２か嵌め込まれており、銅板２は、凹部３内に
おいてチタン（Ｔ１）等の活住金属を添加されたロウ材
層４によってセラミック基板ｌに接合されている。
らなるセラミック基板１の上面及び下面には、銅板２の
接合面（接合箇所）に対応させて銅＋ｆｊ、２と同じ平
面形状及び寸法の凹部３か形成されている。この凹部３
の濶さは、深くても差し支えないが、銅板２の厚みの一
部が嵌まり込むような浅いものでも充分である。この凹
部３内には、凹部３の平面形状と一致した熱伝導率の良
好な銅板２か嵌め込まれており、銅板２は、凹部３内に
おいてチタン（Ｔ１）等の活住金属を添加されたロウ材
層４によってセラミック基板ｌに接合されている。
すなわち、凹部３内にロウ材のペーストを塗布された銅
板２を嵌め込み、熱処理を加えてロウ材のペーストを溶
融させ、ロウ材層４を介して銅板２とセラミック基板１
を接合させている。
板２を嵌め込み、熱処理を加えてロウ材のペーストを溶
融させ、ロウ材層４を介して銅板２とセラミック基板１
を接合させている。
しかして、この接合体７は、銅板２かヒートシンクとし
て働き、半導体テハイフ、等を実装させるための基板と
して用いられるものである。また、銅板２を凹部３内に
嵌合させて位置決めさせているのて、熱処理時にロウ材
か溶融している場合にも、銅板２が凹部３の段差を乗り
越えてずれ動くことがなく、テ同板２の位置決め精度を
高めることかできる。
て働き、半導体テハイフ、等を実装させるための基板と
して用いられるものである。また、銅板２を凹部３内に
嵌合させて位置決めさせているのて、熱処理時にロウ材
か溶融している場合にも、銅板２が凹部３の段差を乗り
越えてずれ動くことがなく、テ同板２の位置決め精度を
高めることかできる。
次に、上記のような接合体の製造方法と共に実際に製作
した結果を説明する。まず、窒化アルミニウム（Ａ２：
＼−）粉末と焼結助剤として醇化イツトリウム（Ｙ２Ｏ
，、）を準備する。この順ｊ＼粉末にＹ２Ｏ３粉末を３
型開Ｃｑ添加混合し、さらに有機バインターを加えた５
ｆｉ、シート状に成形し、グリーンシートを得た。こ、
し際、クリーンシートは、焼成後の厚さか４３５ ｔ：
＝および１００Ｉ＃となるように厚さを調整し、２種類
作製した。この後、厚さか４３５訓となるクリーンシー
トから、焼成後に１インチ角となるように打ち抜いて一
枚のシー）−Ａ ｔｅ影形成た（第２区（ａ））。一方
、厚さか１００訓となるクリーンシートからも焼成後に
１インチ角となるようにシー］・Ｂ及びノー１− Ｃを
打ち抜き、各シートＢ、Ｃにそれぞれ第２図（ａ） （
ｂ）に示すような穴５，６を打ち抜きにより形成した。
した結果を説明する。まず、窒化アルミニウム（Ａ２：
＼−）粉末と焼結助剤として醇化イツトリウム（Ｙ２Ｏ
，、）を準備する。この順ｊ＼粉末にＹ２Ｏ３粉末を３
型開Ｃｑ添加混合し、さらに有機バインターを加えた５
ｆｉ、シート状に成形し、グリーンシートを得た。こ、
し際、クリーンシートは、焼成後の厚さか４３５ ｔ：
＝および１００Ｉ＃となるように厚さを調整し、２種類
作製した。この後、厚さか４３５訓となるクリーンシー
トから、焼成後に１インチ角となるように打ち抜いて一
枚のシー）−Ａ ｔｅ影形成た（第２区（ａ））。一方
、厚さか１００訓となるクリーンシートからも焼成後に
１インチ角となるようにシー］・Ｂ及びノー１− Ｃを
打ち抜き、各シートＢ、Ｃにそれぞれ第２図（ａ） （
ｂ）に示すような穴５，６を打ち抜きにより形成した。
この穴５゜６は、シートＢＣの焼成後に、接合しようと
する銅板２に対して、寸法比が１００．１〜１０１％と
なるように作製する。ついで、シートＢとン−ｌ−Ｃの
間にシートへを挾み込むようにして各シートＡ、Ｂ、Ｃ
を圧着させた。圧着後の成形体を、窒素雰囲気中におい
て８５０ ’Ｃで５時間熱処理してバインダーを飛散さ
せた接、窒素雰囲気中においてｌ ８５０ ’Ｃて５時
間焼成し、第１図に示すようなセラミック基板（ＡΩＮ
基板）Ｉを得た。そして、セラミック基板１の表裏に、
前記穴５，６によって凹部３を形成した。
する銅板２に対して、寸法比が１００．１〜１０１％と
なるように作製する。ついで、シートＢとン−ｌ−Ｃの
間にシートへを挾み込むようにして各シートＡ、Ｂ、Ｃ
を圧着させた。圧着後の成形体を、窒素雰囲気中におい
て８５０ ’Ｃで５時間熱処理してバインダーを飛散さ
せた接、窒素雰囲気中においてｌ ８５０ ’Ｃて５時
間焼成し、第１図に示すようなセラミック基板（ＡΩＮ
基板）Ｉを得た。そして、セラミック基板１の表裏に、
前記穴５，６によって凹部３を形成した。
イ欠に、シートＢＩＣの穴５，６と同し刑に力Ｉ！工し
た銅板（Ｃｕ枦）２の片面にチタン（Ｔｉ） ２重量％
、銀（Ａｇ） ７１重量％、Ｃｕ２７重母％からなる混
合粉にポリヒニルフチラール５重量％と有機溶剤を添加
して１作製したロウ材ペーストを塗布した。
た銅板（Ｃｕ枦）２の片面にチタン（Ｔｉ） ２重量％
、銀（Ａｇ） ７１重量％、Ｃｕ２７重母％からなる混
合粉にポリヒニルフチラール５重量％と有機溶剤を添加
して１作製したロウ材ペーストを塗布した。
そして、ペースト塗布面をセラミック基板１の凹部３と
接するようにして銅板２を凹部３内に嵌め、１×１Ｏ−
５Ｔｏｒｒの真空中において８５０°Ｃで１０分間熱処
理した。熱処理後の接合体７には、セラミック基板１と
銅板２の間に位置ずれが発生しておらす、また接合状態
も良好であった。
接するようにして銅板２を凹部３内に嵌め、１×１Ｏ−
５Ｔｏｒｒの真空中において８５０°Ｃで１０分間熱処
理した。熱処理後の接合体７には、セラミック基板１と
銅板２の間に位置ずれが発生しておらす、また接合状態
も良好であった。
一方、比較のため、厚さ６３５顔の表面が平坦な鹸Ｎ基
板に直接Ｃｕ板をロウ付けした第１図のような構造の試
料も作製したか、この場合には、Ｃｕ板かＡ！ＱＮ基板
に対してＣｕ板サイズの数％の位置ずれを起こした。
板に直接Ｃｕ板をロウ付けした第１図のような構造の試
料も作製したか、この場合には、Ｃｕ板かＡ！ＱＮ基板
に対してＣｕ板サイズの数％の位置ずれを起こした。
［発明の効果］
本発明によれば、金属板が凹部内に位置決めされ、熱処
理時に金属板がセラミック基板上でずれ動くことがない
ので、金属板を位置きめ精度良く、セラミック基板に接
合させることができる。また、セラミックー金属接合界
面の外へはみ出した溶融状態のロウオオか、金属板の側
面と凹部の内側面を接合させるため、接合強度か増し、
接合自体の信頼性も著しく向上する。
理時に金属板がセラミック基板上でずれ動くことがない
ので、金属板を位置きめ精度良く、セラミック基板に接
合させることができる。また、セラミックー金属接合界
面の外へはみ出した溶融状態のロウオオか、金属板の側
面と凹部の内側面を接合させるため、接合強度か増し、
接合自体の信頼性も著しく向上する。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ）
（ｂ） （ｃ）は同上のセラミック基板の製作に用い
られる各セラミッククリーンシートを示す平面図、第３
図は従来例の断面図である。 １・・・セラミック基板 ２・・・銅板 ３・・・凹部 ４・・・ロウ材層 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 中 野 雅 房
（ｂ） （ｃ）は同上のセラミック基板の製作に用い
られる各セラミッククリーンシートを示す平面図、第３
図は従来例の断面図である。 １・・・セラミック基板 ２・・・銅板 ３・・・凹部 ４・・・ロウ材層 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 中 野 雅 房
Claims (1)
- （１）セラミック基板の金属板との接合面に凹部を形成
し、この凹部に金属板の少なくとも一部を嵌合させ、凹
部内においてセラミック基板と金属板とをロウ材を用い
て接合させたことを特徴とするセラミック基板と金属板
の接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14463690A JPH0437662A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | セラミック基板と金属板の接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14463690A JPH0437662A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | セラミック基板と金属板の接合構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437662A true JPH0437662A (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=15366670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14463690A Pending JPH0437662A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | セラミック基板と金属板の接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0437662A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008128944A1 (de) * | 2007-04-24 | 2008-10-30 | Ceramtec Ag | Bauteil mit einem keramikkörper, dessen oberfläche metallisiert ist |
| WO2008128947A1 (de) * | 2007-04-24 | 2008-10-30 | Ceramtec Ag | Verfahren zur herstellung eines metallisierten bauteils, bauteil sowie einen träger zur auflage des bauteils bei der metallisierung |
| WO2008128945A1 (de) * | 2007-04-24 | 2008-10-30 | Ceramtec Ag | Bauteil mit einem keramischen körper mit metallisierter oberfläche |
| JP2008311296A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Mitsubishi Materials Corp | パワーモジュール用基板 |
| JP2010067678A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 接合構造体及び半導体素子収納用パッケージ |
| CN108465891A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种钇铁石榴石铁氧体陶瓷与铜的连接方法 |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP14463690A patent/JPH0437662A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008128944A1 (de) * | 2007-04-24 | 2008-10-30 | Ceramtec Ag | Bauteil mit einem keramikkörper, dessen oberfläche metallisiert ist |
| WO2008128947A1 (de) * | 2007-04-24 | 2008-10-30 | Ceramtec Ag | Verfahren zur herstellung eines metallisierten bauteils, bauteil sowie einen träger zur auflage des bauteils bei der metallisierung |
| WO2008128945A1 (de) * | 2007-04-24 | 2008-10-30 | Ceramtec Ag | Bauteil mit einem keramischen körper mit metallisierter oberfläche |
| JP2010524736A (ja) * | 2007-04-24 | 2010-07-22 | セラムテック アクチエンゲゼルシャフト | 金属被覆された構成部分を製造するための方法、金属被覆された構成部分、並びに金属被覆の際に構成部分を支持するための支持体 |
| JP2008311296A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Mitsubishi Materials Corp | パワーモジュール用基板 |
| JP2010067678A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 接合構造体及び半導体素子収納用パッケージ |
| CN108465891A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种钇铁石榴石铁氧体陶瓷与铜的连接方法 |
| CN108465891B (zh) * | 2018-03-22 | 2020-08-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种钇铁石榴石铁氧体陶瓷与铜的连接方法 |
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