JPH05121845A - セラミツク回路基板 - Google Patents
セラミツク回路基板Info
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- JPH05121845A JPH05121845A JP28305391A JP28305391A JPH05121845A JP H05121845 A JPH05121845 A JP H05121845A JP 28305391 A JP28305391 A JP 28305391A JP 28305391 A JP28305391 A JP 28305391A JP H05121845 A JPH05121845 A JP H05121845A
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- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- 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
-
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- 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
- H05K3/4038—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
Abstract
導電性を有効利用して機能性を向上し、それにより回路
接続用ワイヤの減少、通電効率の向上、その他の付加的
機能を発揮できるようにして、構成のコンパクト化等を
図る。 【構成】セラミック基板11の一側面に銅回路板12、
他側面に補助銅板15をそれぞれ銅と酸素との共晶接合
によって接合する。セラミック基板11に貫通孔17を
穿設し、この貫通孔17に埋設した銅片18を介して銅
回路板12と補助銅板15とを接合する。
Description
スタモジュールまたはスイッチング電源モジュール等に
適用されるセラミック回路基板に関する。
化等に伴い、電子回路の高集積、高出力、高速化等が求
められている。これに伴って、単位面積当りの発熱量が
増大する傾向となるため、回路基板では放熱性の解決が
要請される。特にインバータ回路等のパワートランジス
タモジュール用回路基板、またはスイッチング電源モジ
ュール用回路基板等については、この要請が強い。そこ
で基板材料として高熱伝導率を有するセラミックスが着
目され、既に酸化アルミニウム(Al2O3)基板、窒
化アルミニウム(AlN)基板、酸化ベリリウム(Be
O)基板等が開発され、実用化されている。
4に示すように、板状焼結体であるセラミック基板1の
一側面に、銅回路板2を接合することによって構成され
る。銅回路板2にはシリコンチップ3等が搭載され、ワ
イヤ4による必要な回路接続が行われる。機器等への実
装については、例えばアルミニウム製のヒートシンク5
に、セラミック基板1の他側面側を樹脂接着材等を介し
て載置固定することにより行われる。
との熱膨張差による変形等を防止する目的で、セラミッ
ク基板1の他側面に補助銅板6を接合することが行われ
ている。すなわち、この補助銅板6と銅回路板2とによ
って、セラミック基板1の両側面を挾持状態とし、これ
によりセラミック基板1の両側面の熱膨張度合いを均一
化させるというものである。
いては、より一層の機能性向上、小形化、薄型化等が要
請されており、これに伴って回路基板についてもコンパ
クト化とともに部品効率の向上および機能性の向上等が
追及され続けている。
回路基板について検討した場合、例えば回路接続用ワイ
ヤ4を減少できれば、さらに構成のコンパクト化および
製造工程の簡易化が図れる等の余地が生じる。その一方
で、補助銅板6は単に熱膨張差吸収の目的で利用されて
いるだけで、導電性等は特に利用されず、したがって補
助銅板6の機能性が必ずしも十分に発揮されていないと
考えられる。
ので、補助同板のもつ導電性を有効利用して機能性を向
上し、それにより回路接続用ワイヤの減少、通電効率の
向上、その他の付加的機能を発揮できるようにして、構
成のコンパクト化等が図れるセラミック回路基板を提供
することを目的とする。
めに、本発明はセラミック基板の一側面に銅回路板、他
側面に補助銅板をそれぞれ銅と酸素との共晶接合によっ
て接合したセラミック回路基板において、前記セラミッ
ク基板に貫通孔を穿設し、この貫通孔に埋設した銅片を
介して前記銅回路板と補助銅板とを接合したことを特徴
とする。
回路板の回路部間を補助銅板を通して接続する配置で設
けられていることである。
は、セラミック基板が、窒化アルミニウムまたは酸化ア
ルミニウムによって構成されていることである。
置される銅回路板と補助銅板とが、セラミック基板の貫
通孔に埋設された銅片を介して接続されているので、こ
れら銅回路板と補助銅板とが電気的に導通状態となる。
したがって、補助銅板自体のもつ導電機能を銅回路板と
関連させて種々有効的に利用できるようになる。
路板の回路部間を接続する配置とされている場合には、
これにより銅回路板の回路接続用ワイヤとの代替が可能
となり、補助銅板を銅回路板とともに電気回路の一部と
して利用できるようになる。
能となり、それにより部品数を減少して基板構成のコン
パクト化が図れるとともに、ワイヤボンディング数の減
少によって製作工数の減少も図れるようになる。
との接続は高密度の固体である銅片によって行われるか
ら、例えばセラミック基板の貫通孔に銅ペーストを埋設
して焼結される焼結体のようなポーラス構造物で接続さ
れる場合と比較して、通電ロスが少なく、通電効率は極
めて良好なものとなる。
によって構成される場合には、比較的入手が容易な利点
と前記の銅片による機能性向上との利点が共に得られ、
さらにセラミック基板が窒化アルミニウムによって構成
されている場合には、熱伝導率が極めて大きく、放電性
のよい利点と前記の銅片による機能性向上との利点が共
に得られる。
び補助銅板に対して接合する同質材料の接合とすること
ができるので、従来セラミック回路基板の製法として適
用されているDBC法(Direct Bond Co
pper法)によってセラミック基板と銅回路板および
補助銅板とを接合する工程と同時に、銅片と銅回路板お
よび補助銅板との接合が行え、製作が容易に行えるよう
になる。
参照して説明する。
インバータ回路用のパワートランジスタモジュール等に
適用されるもので、図1はセラミック回路基板を示す縦
断面図、図2は平面図である。
ミニウム基板(AlN基板)11とされており、このA
lN基板11の一側面(表面)に銅回路板12が接合さ
れている。そして、銅回路板12上にシリコンチップ1
3が搭載され、これら銅回路板12とシリコンチップ1
3とが、ワイヤ14によって接続されている。
は補助銅板15が接合されている。この補助銅板15に
よって、AlN基板11の裏面側が表面側とともに同一
熱膨張係数の金属による挾持状態とされ、AlN基板1
1と銅回路板12との熱膨張差による変形等が防止され
るようになっている。
m〜3.0mmの範囲内で適宜設定され、銅回路板12
および補助銅板15の肉厚は50μm〜3.0mmの範
囲内で適宜設定される。
の裏面側は、例えばアルミニウム製のヒートシンク16
上に、樹脂接着材等を介して電気的に絶縁された状態で
載置固定されている。
の貫通孔17が穿設され、この各貫通孔17に埋設した
銅片18が、銅回路板12および補助銅板15に接合さ
れている。
銅回路板12と補助銅板15とが互いに接合される配置
で穿設されている。また、AlN基板11および銅片1
8と、銅回路板12および補助銅板15とは、DBC法
によって直接接合されており、AlN基板11と銅回路
板12および補助銅板15とは銅と酸素との共晶接合に
より、また銅片18と銅回路板12および補助銅板15
とは銅の共晶接合によりそれぞれ一体的に接合されてい
る。なお、銅片18の直径は1mm以上とされている。
製造は例えば次の手順で行われる。
助銅板15等を用意しておき、まずAlN基板11に複
数の貫通孔17をパンチング装置またはレーザ装置によ
って穿設する。
れ挿入するとともに、そのAlN基板11および銅片1
8と、銅回路板12および補助銅板15とを接合して、
例えば1075℃の共晶温度まで加熱して加圧接合す
る。
lN基板11のNiと結合してTiNとなり、また同ペ
ースト中のAgまたはCuは、銅回路板12、補助銅板
15および銅片18のCuと共晶結合し、これにより銅
片18と銅回路板12および補助銅板15とは銅の共晶
接合により接合されるとともに、セラミック基板11と
銅回路板12および補助銅板15とは銅と酸素との共晶
接合により接合される。
ングおよびNiメッキ等を施し、その後、検査工程を経
て製品とする。
各側面に配置される銅回路板12と補助銅板15とが、
AlN基板11の貫通孔17に埋設された銅片18を介
して接続されるので、これら銅回路板12と補助銅板1
5とが電気的に導通状態となる。したがって、補助銅板
15自体のもつ導電機能を銅回路板12と関連させて有
効的に利用できるようになる。
助銅板15を通して銅回路板12の回路部間を接続する
配置とされているので、これにより銅片18が銅回路板
12の回路接続用ワイヤ(例えば図4に示す従来例の回
路パターン間のワイヤ4a)と代替させることが可能と
なり、補助銅板15を銅回路板12とともに電気回路の
一部として利用できるようになる。
能となり、それにより部品数を減少して基板構成のコン
パクト化が図れるとともに、ワイヤボンディング数の減
少によって製作工数の減少も図れるようになる。
板15との接続は高密度の固体である銅片18によって
行われるから、例えばAlN基板11の貫通孔に銅ペー
ストを埋設して焼結される焼結体のようなポーラス構造
物で接続される場合と比較して、通電ロスが少なく、通
電効率は極めて良好なものとなる。
宜の配線を施すことによって、補助銅板15側にダイオ
ードの役割をもたせることも可能である。
lN基板11としたので、熱伝導率が極めて大きく、放
電性のよい利点と銅片18による機能性向上との利点が
共に得られる。
路板12および補助銅板15に対して接合する同質材料
の接合とすることができるので、従来セラミック回路基
板の製法として適用されているDBC法によってセラミ
ック基板11と銅回路板12および補助銅板15とを接
合する工程と同時に、銅片18と銅回路板12および補
助銅板15との接合が行え、製作が容易行え、かつ高強
度の接合構造のものが得られるようになる。
AlN基板としたが、酸化アルミニウム(Si2O3)
によって構成することも可能である。その場合には、比
較的入手が容易な利点と前記の銅片18による機能性向
上との利点が共に得られる。
ック基板の各側面に配置される銅回路板と補助銅板とを
セラミック基板の貫通孔に埋設された銅片を介して接続
する構成とすることにより、銅回路板と補助銅板とを電
気的に導通状態として、補助銅板自体のもつ導電機能を
銅回路板と関連させて種々有効的に利用することができ
る。
路板の回路部間を接続する配置とした場合には、これに
より銅回路板の回路接続用ワイヤとの代替が可能とな
り、補助銅板を銅回路板とともに電気回路の一部として
利用することができる。すなわち、ワイヤ本数を減少す
ることができ、それにより部品数を減少して基板構成の
コンパクト化が図れるとともに、ワイヤボンディング数
の減少によって製作工数の減少も図れる。この場合、銅
回路板と補助銅板との接続は高密度の固体である銅片に
よって行われるから、通電ロスが少なく、通電効率は極
めて良好なものとなる。
によって構成した場合には、比較的入手が容易な利点と
銅片による機能性向上との利点が共に得られ、さらにセ
ラミック基板を窒化アルミニウムによって構成した場合
には、熱伝導率が極めて大きく、放電性のよい利点と銅
片による機能性向上との利点が共に得られる。
板に対して接合する同質材料の接合とすることができる
ので、従来セラミック回路基板の製法として適用されて
いるDBC法によってセラミック基板と銅回路板および
補助銅板とを接合する工程と同時に、銅片と銅回路板お
よび補助銅板との接合が行え、製作が容易に行える等、
多くの効果が奏される。
Claims (3)
- 【請求項1】 セラミック基板の一側面に銅回路板、他
側面に補助銅板をそれぞれ銅と酸素との共晶接合によっ
て接合したセラミック回路基板において、前記セラミッ
ク基板に貫通孔を穿設し、この貫通孔に埋設した銅片を
介して前記銅回路板と補助銅板とを接合したことを特徴
とするセラミック回路基板。 - 【請求項2】 銅片は、銅回路板の回路部間を補助銅板
を通して接続する配置で設けられている請求項1に記載
のセラミック回路基板。 - 【請求項3】 セラミック基板は、窒化アルミニウムま
たは酸化アルミニウムによって構成されている請求項1
に記載のセラミック回路基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28305391A JP3170005B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | セラミック回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28305391A JP3170005B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | セラミック回路基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05121845A true JPH05121845A (ja) | 1993-05-18 |
JP3170005B2 JP3170005B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=17660596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28305391A Expired - Lifetime JP3170005B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | セラミック回路基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3170005B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP2010114469A (ja) * | 2010-02-08 | 2010-05-20 | Kyocera Corp | セラミック回路基板および半導体モジュール |
WO2021210395A1 (ja) * | 2020-04-14 | 2021-10-21 | 学校法人関西学院 | 窒化アルミニウム基板の製造方法、窒化アルミニウム基板、及び、レーザー加工により窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去する方法 |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP28305391A patent/JP3170005B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP2010114469A (ja) * | 2010-02-08 | 2010-05-20 | Kyocera Corp | セラミック回路基板および半導体モジュール |
WO2021210395A1 (ja) * | 2020-04-14 | 2021-10-21 | 学校法人関西学院 | 窒化アルミニウム基板の製造方法、窒化アルミニウム基板、及び、レーザー加工により窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去する方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3170005B2 (ja) | 2001-05-28 |
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