JPH0566999U

JPH0566999U - 回路用基板

Info

Publication number: JPH0566999U
Application number: JP762592U
Authority: JP
Inventors: 孝志荘司; 恒夫河内
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1993-09-03
Anticipated expiration: 2007-02-21
Also published as: JP2566288Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】銅張りセラミック基板を製造するに際し、１
枚づつ処理するのではなく、複数枚を一度に処理して生
産性を向上させる。【構成】１枚のセラミック板上に複数個のモジュール
を作り、各モジュール間のセラミック板に溝を設け、溝
の交点には孔を設けて分割を容易にできるようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は回路基板にかかわり、特にセラミック板に金属を張り付けた接合基板にかかわるものである。

【０００２】

【従来の技術】

セラミック板の表面に銅等の金属板を接合した金属張りセラミック基板が、高出力用半導体モジュールやパワーモジュール用基板として使用されている。セラミックは一般に優れた耐熱性、熱衝撃性、高温強度、耐摩耗性および絶縁性を有しているため、自動車のエンジン周辺部品等過酷な条件下の使用に適している。

【０００３】近年、高度のエレクトロニクス化が進み、部品の小型化が進むと同時に部品の実装密度も高くなり、大電流を扱うことから金属張りセラミック基板の需要はますます増大している。また、大電流用の基板では裏面に良熱伝導体金属板から成るヒートシンクを取付けたものが多用されている（特開昭５９−１２１８９０参照）。また、用途が広がるにつれて、モジュール基板そのものは小型化するものの、生産数量は著しく拡大している。

【０００４】従来、パワーモジュール基板は一辺１０〜６０mm程度のセラミック基板の表面に回路パターン用銅板を接合し、裏面にヒートシンク用の銅板を接合する等の工程を経て１枚毎に製造されていた（特開昭６３−２４８１９５参照）。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

接合型のモジュール基板では、セラミック板に金属板を接合するための複数の工程を経て作られるが、生産数量が増してくると工程中でのハンドリングが問題となり、１枚づつ処理していたのでは生産性が上がらないという問題点がある。本考案は一度に処理するモジュール基板の枚数を増やし、効率良く作業できるようにしようとすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案ではまず１枚のセラミック板の上に複数個のモジュールを搭載することとし、１回の処理で得られるモジュールの数を多くする手段を採用した。次にパターン形成後に各モジュールを分離し易くするため、セラミック上の各モジュール間に溝（スナップ・ラインと呼ぶ）を設けることとした。さらにこの溝が交差する箇所のセラミック板に孔を明け、分割を容易にすることとした。また、各モジュール毎に耳となる余分のセラミック部分を付け、この耳部にスナップラインを取付け、加工中のハンドリングや位置決めを容易にすることとした。

【０００７】本考案で使用する回路基板は、セラミックに金属板を接合したものが対象となる。セラミックとしてはアルミナ、窒化アルミ、炭化硅素等がある。金属としては銅、アルミニウム、ニッケル等がある。接合方法は公知の活性金属法、酸素原子を介した直接接合法等が利用でき、特にパワーモジュール用としては活性金属法により接合したものが耐熱衝撃性に優れているので好ましい。活性金属法は活性金属を含むペースト状の接合材料を使用し、印刷手法を利用して回路モジュールを容易に複製できる点でも優れている。

【０００８】

【作用】

本考案は１枚のセラミック基板の上に複数のモジュールを形成し、生産効率を高めるようにしたものである。各モジュールの分割はあらかじめセラミック板に溝（スナップ・ライン）を設け、セラミックの脆性を利用して容易に分離可能とした。さらに各モジュールのコーナー部の形状を確保するため、切欠きを設けることとした。

【実施例】

図面を用いて本考案の具体例をあげて説明する。

【０００９】本考案では１枚のセラミック基板上に複数個の回路モジュールを設け、回路パターンを作って複合基板がすべて完成した後にＣＯ₂レーザー等のレーザービームを使用して切断分離し、個々のパワーモジュール基板を得るものである。この実施態様例を図１に示す。図１において２はセラミック板、３はセラミック板上に形成された１ケのモジュール、４は良電導性金属からなる回路パターンである。本考案の基板は１枚のセラミック板上に複数個のモジュールを搭載したものであり、横方向に一列に連らねたものでも、縦横方向に多数個連らねたものでも良い。各モジュールの回路パターンは全く同一である。モジュール間の間隔は２mm 程度あれば充分である。裏面にヒートシンク用の金属板を接合したものであっても良い。

【００１０】次に本考案のもう一つの態様は、複数個のモジュールを有する基板において、各モジュール間に溝(スナップ・ライン)を設けたものである。この態様を図２に示す。図２においてセラミック板２の各モジュール３の間にＶ字状の溝５を設けてある。溝５はセラミック板２の両面に設けても良いが片面でも充分である。溝５の断面形状は特に制限はないが、たとえば深さはセラミック板２の厚さの１０〜３０％あれば充分で、断面はＶ字形又はＵ字形とすれば良い。溝５はセラミック板２を焼成する前のグリーンシートにスクレーパー加工したり、レーザー加工や金型で打抜加工して形成する。金型打抜きの場合は金型自身にスナップ・ライン用のＶ字型の凸ラインを形成しておき、グリーンシートを加工すれば良い。このようにして溝５を設けておけば、複合基板完成後にこの溝に沿って分割することにより、多数の目的とするモジュール基板を簡単に得ることができる。

【００１１】さらに分割を容易にするため、前記溝５の交点部分に孔６を設けた。この態様を図３に示す。孔６は溝５と同様にセラミック焼成前にグリーンシート上に打抜きで形成しておけば良い。図３では１枚のセラミック板上に複数のモジュール３を形成し、各モジュール間に溝５を設け、溝５の交点部分に孔６を形成する。最も外側に並んだモジュールの接点の部分にも孔６と同形状の切欠き７をつけておくと割り易いので好ましい。

【００１２】孔６の形状は図４に示すごとく一定の曲率半径ｒをもった円が接したもの（図４(ａ)参照）、または一辺ｄの正方形状のもの(図４(ｂ)参照)が利用できる。ｄは０．５〜１mm程度で良い。また図４(ｃ)に示すように、一定の曲率半径ｒをもった円と直線ｌを組合わせ、幅ｗを有する十字状の孔を利用することもできる。この態様にすれば熱による膨張収縮を吸収し、寸法精度の良いモジュール基板が得られ、亀裂の発生も少ない。また金型の寿命も長い。この場合各モジュール間に溝５を２本設けておくと良い。この場合曲率半径ｒは０．５〜１mm程度、直線ｌは５mm程度、モジュール間の幅ｗは２．５〜３．０mm程度とすれば良い。耐熱衝撃性の面では各モジュールのコーナー部を鋭角にしておくのは好ましくなく、曲線半径を持たせておくのが良い。

【００１３】図４ｃに示す態様を利用して１枚のセラミック基板上に複数のモジュールを形成した場合に、セラミック板の最外縁に配置されたモジュールの外側にセラミック板の耳部８を取付けるとハンドリング上位置決めが容易となり都合が良い。耳部の取付け例を図５に示す。図５(ａ)はモジュール３を横方向に複数個設け、両端のモジュールに耳部８を作った。図５(ｂ)は縦横方向に複数のモジュールを設け、最外側に耳部８を作った例である。耳部８の幅は３mm程度あれば良い。モジュール３と耳部８の境目にはスナップ・ライン５を設けておけば、完成後に分割するのに便利である。

【考案の効果】

本考案によれば１回の処理で得られるモジュールの箇数が飛躍的に増え、増大する金属−セラミック接合基板の需要に充分応えることができ経済的効果は大きい。特に最近の機器の小型化に伴う小型基板の需要に応える効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】１枚のセラミック枚に複数個のモジュールを設
けた態様を示す図である。

【図２】セラミック板の各モジュール間に溝を設けた態
様を示す図である。

【図３】セラミック板の各モジュール間の溝の交点に孔
を設けた態様を示す図である。

【図４】孔の形状例を示す図である。

【図５】最外縁のモジュールにセラミック板の耳部を設
けた態様を示す図である。

【符号の説明】

１回路用基板２セラミック板３モジュール４回路パターン５溝（スナップ・ライン）６孔７切欠き８耳部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】セラミックと金属を接合した基板であっ
て、１枚のセラミック板に複数の同一回路モジュールを
有することを特徴とする回路用基板。
【請求項２】セラミックと金属を接合した基板であっ
て、１枚のセラミック板に複数の同一回路モジュールを
有し、セラミック板の各モジュール間に溝を具備してい
ることを特徴とする回路用基板。
【請求項３】溝の交点に孔を有していることを特徴と
する請求項２記載の回路用基板。
【請求項４】セラミックと金属を接合した基板であっ
て、１枚のセラミック板に複数の同一回路モジュールを
有し、各回路モジュールに耳となるセラミック部分を具
備したことを特徴とする回路用基板。
【請求項５】セラミックと金属の接合方法が活性金属
法であることを特徴とする請求項１ないし４記載の回路
用基板。