JPH0632354B2 - セラミック回路基板およびセラミック回路基板の製造方法 - Google Patents
セラミック回路基板およびセラミック回路基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH0632354B2 JPH0632354B2 JP63078373A JP7837388A JPH0632354B2 JP H0632354 B2 JPH0632354 B2 JP H0632354B2 JP 63078373 A JP63078373 A JP 63078373A JP 7837388 A JP7837388 A JP 7837388A JP H0632354 B2 JPH0632354 B2 JP H0632354B2
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- Japan
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- copper plate
- circuit board
- oxygen
- ceramic substrate
- ceramic circuit
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- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセラミック基板に銅板を直接接合して得られる
セラミック回路基板に係り、特にそのハンダ濡れ性の向
上を図るに好適なセラミック回路基板に関する。
セラミック回路基板に係り、特にそのハンダ濡れ性の向
上を図るに好適なセラミック回路基板に関する。
（従来の技術） 近年セラミック基板に回路板として銅板を直接接合させ
たものがパワートランジスタモジュール用基板やスイッ
チング電源モジュール用等の回路基板に使用されてい
る。このようなセラミック回路基板は酸素を１００〜２
０００ｐｐｍ含有したタフピッチ銅板あるいは両面に酸
化膜を形成した無酸素銅板をアルミナなどのセラミック
基板の両面に配置し、１０７０Ｃの温度で窒素雰囲気中
で接合を行っている。その結果前者のタフピッチ銅板を
使用した場合にはそれに含有される酸素が高温時に拡散
し易く１０６５Ｃ以上では銅板表面にＣｕ−Ｃu2Ｏ共晶
液を生成し、セラミック基板の表面を濡らし接合効果を
もたらすが反面セラミック基板と接しない側の銅板表面
にも上記共晶液が生成する。また後者の無酸素銅を使用
した場合にも形成した酸化膜が前記同様高温時にＣｕ−
Ｃu2Ｏ共晶液を生成し、片面はセラミック基板との接合
効果をあげるが反対側の銅板表面に多量の上記共晶液を
生成する。したがって両者とも接合完了後銅板表面に生
成した上記共晶液によって多量の酸化銅が残留し、ハン
ダ濡れ性を悪くする欠点がある。また銅板表面を粗面に
する欠点がある。さらに上記接合時に使用するセラミッ
ク基板の下側の銅板を支持する治具側の銅板表面にも上
記共晶液が生成するので支持治具の痕跡が接合後の銅板
表面に発生して該表面に段差を生じる欠点がある。他
方、タフピッチ銅板についてはその母材を製造する場合
に含有する酸素量が調整することが困難なため１００ｐ
ｐｍ程度のばらつきが生じることが公知であり、母材の
セットにより接合後の銅板表面状態が変動する欠点があ
る。
たものがパワートランジスタモジュール用基板やスイッ
チング電源モジュール用等の回路基板に使用されてい
る。このようなセラミック回路基板は酸素を１００〜２
０００ｐｐｍ含有したタフピッチ銅板あるいは両面に酸
化膜を形成した無酸素銅板をアルミナなどのセラミック
基板の両面に配置し、１０７０Ｃの温度で窒素雰囲気中
で接合を行っている。その結果前者のタフピッチ銅板を
使用した場合にはそれに含有される酸素が高温時に拡散
し易く１０６５Ｃ以上では銅板表面にＣｕ−Ｃu2Ｏ共晶
液を生成し、セラミック基板の表面を濡らし接合効果を
もたらすが反面セラミック基板と接しない側の銅板表面
にも上記共晶液が生成する。また後者の無酸素銅を使用
した場合にも形成した酸化膜が前記同様高温時にＣｕ−
Ｃu2Ｏ共晶液を生成し、片面はセラミック基板との接合
効果をあげるが反対側の銅板表面に多量の上記共晶液を
生成する。したがって両者とも接合完了後銅板表面に生
成した上記共晶液によって多量の酸化銅が残留し、ハン
ダ濡れ性を悪くする欠点がある。また銅板表面を粗面に
する欠点がある。さらに上記接合時に使用するセラミッ
ク基板の下側の銅板を支持する治具側の銅板表面にも上
記共晶液が生成するので支持治具の痕跡が接合後の銅板
表面に発生して該表面に段差を生じる欠点がある。他
方、タフピッチ銅板についてはその母材を製造する場合
に含有する酸素量が調整することが困難なため１００ｐ
ｐｍ程度のばらつきが生じることが公知であり、母材の
セットにより接合後の銅板表面状態が変動する欠点があ
る。
（発明が解決しようとする課題） そこで本発明が解決しようとする課題は上述したように
従来の技術におけるセラミック基板に接しない面の銅板
表面の酸化物残留および粗面ならびに下面側の銅板の支
持治具痕跡という欠点を解決することにある。
従来の技術におけるセラミック基板に接しない面の銅板
表面の酸化物残留および粗面ならびに下面側の銅板の支
持治具痕跡という欠点を解決することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は上記の課題を解決するためになされたものであ
り、(1)セラミック基板に銅板を直接接合させてなるセ
ラミック回路基板において、該銅板はタフピッチ銅板と
無酸素銅板との接合体からなり、該タフピッチ銅板側を
セラミック基板と接合させてなることを特徴とする。ま
た、(2)セラミック基板に銅板を直接接合することによ
り回路基板を製造する方法において、無酸素銅板の片面
のみに酸化膜を形成させた後、該酸化膜形成面側をセラ
ミック基板に加熱接合することを特徴とする。
り、(1)セラミック基板に銅板を直接接合させてなるセ
ラミック回路基板において、該銅板はタフピッチ銅板と
無酸素銅板との接合体からなり、該タフピッチ銅板側を
セラミック基板と接合させてなることを特徴とする。ま
た、(2)セラミック基板に銅板を直接接合することによ
り回路基板を製造する方法において、無酸素銅板の片面
のみに酸化膜を形成させた後、該酸化膜形成面側をセラ
ミック基板に加熱接合することを特徴とする。
（作用） 本発明においては、(1)タフピッチ銅板と無酸素銅板と
を公知法により予め接合体とした銅板のタフピッチ同板
側がセラミック基板に接合されているので銅板表面は無
酸素銅側となるため純銅に近い状態となる。(2)無酸素
銅の片面すなわちセラミック基板と接合する側のみ酸化
膜を形成させる。この片面酸化方法としては銅板の片面
にテフロン、ポリイミド等の耐熱性樹脂で覆って空気中
で熱酸化させるか、または銅板の片面のみ耐薬品性樹脂
で覆って、KMnO2等の酸化剤で酸化するかまたは従来通
り両面酸化した後片面を耐薬品性樹脂で覆って反対面の
酸化膜をＨ2 SO4 等で溶解するかあるいはサンドブラス
トで物理的に除去する等の方法がある。上記のように接
合後の銅板表面は酸化膜がないので無酸素銅の純銅に近
い状態となる。したがって従来技術におけるような銅板
表面の酸化物残留および粗化ならびに下面側の銅板の支
持治具痕跡の欠点が克服される。
を公知法により予め接合体とした銅板のタフピッチ同板
側がセラミック基板に接合されているので銅板表面は無
酸素銅側となるため純銅に近い状態となる。(2)無酸素
銅の片面すなわちセラミック基板と接合する側のみ酸化
膜を形成させる。この片面酸化方法としては銅板の片面
にテフロン、ポリイミド等の耐熱性樹脂で覆って空気中
で熱酸化させるか、または銅板の片面のみ耐薬品性樹脂
で覆って、KMnO2等の酸化剤で酸化するかまたは従来通
り両面酸化した後片面を耐薬品性樹脂で覆って反対面の
酸化膜をＨ2 SO4 等で溶解するかあるいはサンドブラス
トで物理的に除去する等の方法がある。上記のように接
合後の銅板表面は酸化膜がないので無酸素銅の純銅に近
い状態となる。したがって従来技術におけるような銅板
表面の酸化物残留および粗化ならびに下面側の銅板の支
持治具痕跡の欠点が克服される。
（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例１ まず試験片として寸法が長さ５４mm、巾３３mm、厚さ
０．６３５mmの９６％アルミナ基板、各寸法が長さ５１
mm、巾３０mm、厚さ０．１５mmのタフピッチ銅板および
無酸素銅板を用意する。次に第１図に示すとおりタフピ
ッチ銅板１と無酸素銅板２とを圧着して接合体とした銅
板３を２ケ作成し、該銅板３のタフピッチ銅板１の表面
がセラミックの基板４の上下面に接するように配置し、
それを支持治具５の上にセットする。その後このセット
物を１０７０Ｃの窒素気流中に５分間加熱保持して接合
する。本実施例においてはタフピッチ銅板１と無酸素銅
板２の厚みの比率を１：１としたが、該比率は銅板３の
厚みが所定の厚みになるように任意に選択できる。なお
銅板３は前記圧着法の他にクラッド法やメッキ法により
タフピッチ銅板と無酸素銅板との接合体を作成してもよ
い。セラミック基板に接しない銅板表面について接合後
の結果を従来技術の課題項目と比較し第１表に示す。
０．６３５mmの９６％アルミナ基板、各寸法が長さ５１
mm、巾３０mm、厚さ０．１５mmのタフピッチ銅板および
無酸素銅板を用意する。次に第１図に示すとおりタフピ
ッチ銅板１と無酸素銅板２とを圧着して接合体とした銅
板３を２ケ作成し、該銅板３のタフピッチ銅板１の表面
がセラミックの基板４の上下面に接するように配置し、
それを支持治具５の上にセットする。その後このセット
物を１０７０Ｃの窒素気流中に５分間加熱保持して接合
する。本実施例においてはタフピッチ銅板１と無酸素銅
板２の厚みの比率を１：１としたが、該比率は銅板３の
厚みが所定の厚みになるように任意に選択できる。なお
銅板３は前記圧着法の他にクラッド法やメッキ法により
タフピッチ銅板と無酸素銅板との接合体を作成してもよ
い。セラミック基板に接しない銅板表面について接合後
の結果を従来技術の課題項目と比較し第１表に示す。
実施例２ まず試験片として寸法が長さ５４mm、巾３３mm厚さ０．
６３５mmの９６％アルミナ基板と寸法が長さ５１mm、巾
３０mm、厚さ０．３mmの無酸素銅板を用意する。次に上
記無酸素銅板の片面をテフロン、ポリイミド等の耐熱性
樹脂で覆って空気中で熱酸化させる。次に第２図に示す
ように上記片面酸化した無酸素銅板６の酸化面側をセラ
ミック基板４の上下面に接するように配置してそれを支
持治具５の上にセットする。その後このセット物を1070
℃の窒素気流中に５分間加熱保持して接合する。セラミ
ック基板に接しない銅板表面について接合後の結果を従
来技術の課題項目と比較し第２表に示す。
６３５mmの９６％アルミナ基板と寸法が長さ５１mm、巾
３０mm、厚さ０．３mmの無酸素銅板を用意する。次に上
記無酸素銅板の片面をテフロン、ポリイミド等の耐熱性
樹脂で覆って空気中で熱酸化させる。次に第２図に示す
ように上記片面酸化した無酸素銅板６の酸化面側をセラ
ミック基板４の上下面に接するように配置してそれを支
持治具５の上にセットする。その後このセット物を1070
℃の窒素気流中に５分間加熱保持して接合する。セラミ
ック基板に接しない銅板表面について接合後の結果を従
来技術の課題項目と比較し第２表に示す。
（発明の効果） 以上の実施例から明らかなように本発明のセラミック回
路基板および本発明の方法で得られるセラミック回路基
板においては、いずれもセラミック基板に接しない面の
銅板表面に共晶液が生成しないため平滑で酸化膜のない
表面が得られる。その結果、セラミック基板の上面側に
おいては実装工程でのハンダ濡れ性が非常に向上し、ま
たワイヤーボンデング不良が低減するなど優れた効果が
あり、さらにセラミック基板の下面側においても支持治
具の痕跡が発生しない優れた効果がある。また従来のタ
フピッチ銅板を使用する場合には母材のロットにより接
合後銅板の表面状態が変動する欠点があったが、本発明
においては無酸素銅板とクラッドした銅板を使用し、タ
フピッチ銅板側をセラミック基板と接合させ、銅板の表
面は無酸素銅板とするため上記欠点を解消する利点があ
る。
路基板および本発明の方法で得られるセラミック回路基
板においては、いずれもセラミック基板に接しない面の
銅板表面に共晶液が生成しないため平滑で酸化膜のない
表面が得られる。その結果、セラミック基板の上面側に
おいては実装工程でのハンダ濡れ性が非常に向上し、ま
たワイヤーボンデング不良が低減するなど優れた効果が
あり、さらにセラミック基板の下面側においても支持治
具の痕跡が発生しない優れた効果がある。また従来のタ
フピッチ銅板を使用する場合には母材のロットにより接
合後銅板の表面状態が変動する欠点があったが、本発明
においては無酸素銅板とクラッドした銅板を使用し、タ
フピッチ銅板側をセラミック基板と接合させ、銅板の表
面は無酸素銅板とするため上記欠点を解消する利点があ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
本発明の他の実施例を示す要部断面図である。 １……タフピッチ銅板、２……無酸素銅板、３……銅
板、４……セラミック基板、５……支持治具、６……片
面酸化無酸素銅板
本発明の他の実施例を示す要部断面図である。 １……タフピッチ銅板、２……無酸素銅板、３……銅
板、４……セラミック基板、５……支持治具、６……片
面酸化無酸素銅板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−59793（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−208896（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−150453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−227035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−226692（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−217475（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−46693（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−153367（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】セラミック回路基板に銅板を直接接合させ
てなるセラミック回路基板において、該銅板はタフピッ
チ銅板と無酸素銅板との接合体からなり、該タフピッチ
銅板側を前記セラミック基板と接合させてなることを特
徴とするセラミックス回路基板。 - 【請求項２】セラミック基板に銅板を直接接合すること
により回路基板を製造する方法において、無酸素銅板の
片面のみに酸化膜を形成させた後、該酸化膜形成面側を
前記セラミック基板に加熱接合することを特徴とする回
路基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63078373A JPH0632354B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | セラミック回路基板およびセラミック回路基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63078373A JPH0632354B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | セラミック回路基板およびセラミック回路基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01251781A JPH01251781A (ja) | 1989-10-06 |
| JPH0632354B2 true JPH0632354B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=13660211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63078373A Expired - Lifetime JPH0632354B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | セラミック回路基板およびセラミック回路基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632354B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6904088B2 (ja) | 2016-06-30 | 2021-07-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅／セラミックス接合体、及び、絶縁回路基板 |
| WO2018003845A1 (ja) | 2016-06-30 | 2018-01-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅／セラミックス接合体、及び、絶縁回路基板 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5559793A (en) * | 1978-10-30 | 1980-05-06 | Tokyo Shibaura Electric Co | Printed circuit board |
| JPS5846693A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-18 | 株式会社東芝 | セラミツク基板に銅箔を接着する方法 |
| DE3204167A1 (de) * | 1982-02-06 | 1983-08-11 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Verfahren zum direkten verbinden von metallstuecken mit oxidkeramiksubstraten |
| JPS59150453A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-08-28 | Toshiba Corp | 半導体モジユ−ル用基板の製造方法 |
| JPS59208896A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | 日立電線株式会社 | 高周波プリント回路用銅張積層基板 |
| JPS61153367U (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-22 | ||
| JPS61227035A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-09 | 株式会社東芝 | セラミツクス回路基板 |
| JPS62226692A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-05 | 株式会社東芝 | セラミツクス回路基板の製造方法 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63078373A patent/JPH0632354B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01251781A (ja) | 1989-10-06 |
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