JPH07288296A - Ceramic circuit substrate - Google Patents

Ceramic circuit substrate

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Publication number
JPH07288296A
JPH07288296A JP7835194A JP7835194A JPH07288296A JP H07288296 A JPH07288296 A JP H07288296A JP 7835194 A JP7835194 A JP 7835194A JP 7835194 A JP7835194 A JP 7835194A JP H07288296 A JPH07288296 A JP H07288296A
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JP
Japan
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silicone adhesive
ceramic
copper plate
substrate
circuit board
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7835194A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Kajita
進 梶田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a ceramic circuit substrate having high heat radiation, which can be fabricated in a method which is excellent in resistance against thermal impact and excellent in economy. CONSTITUTION:A conductor circuit formed from a copper plate 0.1mm thick or thicker is jointed to at least one of surfaces of a ceramic substrate by silicone adhesive containing inorganic filler and/or metallic filler. Heat conductivity of the silicone adhesive is 1X10<-3>cal/cm.sec. deg.C or more. In addition, thickness of the silicone adhesive for jointing the ceramic substrate to the conductor circuit is 30mum or less.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、パワートランジスタ等
を搭載するのに用いられるセラミックス回路基板に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic circuit board used for mounting power transistors and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】バイポーラトランジスタ、パワーMOS
−FET等のパワートランジスタを搭載するパワーモジ
ュール用基板には高放熱性、高絶縁耐圧信頼性が要求さ
れるため、一般にアルミナ、窒化アルミなどのセラミッ
クス基板が用いられている。そして、パワートランジス
タに流れる電流が大きいため、導体回路としては0.1
mm以上の厚みの銅板(通常0.2〜0.3mm程度の
厚み)が用いられている。上記のセラミックス基板と銅
板の接合法にはDBC法(直接接合法:例えば特公昭5
7−13515の方法)や活性金属ろう法などがあり、
これらの方法により熱抵抗の小さいセラミックス回路基
板が得られている。これらの接合法に共通しているの
は、セラミックス基板と銅板の接合にセラミックス材料
と金属材料との化学結合を利用している点である。その
ため、接合にはDBC法で1065〜1083℃、活性
金属ろう法で800〜900℃という非常に高い温度の
熱処理を必要とする。さらにDBC法の場合、熱処理の
際の雰囲気としてN2 ガスと微量のO2 ガスとの混合ガ
ス雰囲気が必要であり、特にO2 ガスの分圧は厳密なコ
ントロールを必要とする。また活性金属ろう法において
もN2 やArなどの不活性ガス雰囲気か、もしくは真空
雰囲気が必要である。
2. Description of the Related Art Bipolar transistor, power MOS
Since a substrate for a power module on which a power transistor such as an FET is mounted requires high heat dissipation and high dielectric strength reliability, a ceramic substrate such as alumina or aluminum nitride is generally used. Since the current flowing through the power transistor is large, it is 0.1
A copper plate having a thickness of mm or more (usually a thickness of about 0.2 to 0.3 mm) is used. The DBC method (direct joining method: for example, Japanese Patent Publication No.
7-13515 method) and the active metal brazing method.
By these methods, a ceramic circuit board having a low thermal resistance has been obtained. What is common to these joining methods is that chemical bonding between a ceramic material and a metal material is used for joining the ceramic substrate and the copper plate. Therefore, the joining requires heat treatment at a very high temperature of 1065 to 1083 ° C. by the DBC method and 800 to 900 ° C. by the active metal brazing method. Furthermore, in the case of the DBC method, a mixed gas atmosphere of N 2 gas and a trace amount of O 2 gas is required as an atmosphere during heat treatment, and particularly, the partial pressure of O 2 gas requires strict control. Also in the active metal brazing method, an atmosphere of an inert gas such as N 2 or Ar or a vacuum atmosphere is required.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来のセラミックス基
板と銅板の接合法では、上述したように、高温の熱処理
と雰囲気制御が必要とされるため、設備が複雑で高価と
なり、また、ランニングコストも高くなるという問題が
あった。さらに、従来の接合法で得られた回路基板で
は、セラミックス基板と銅板とが化学的に強固に接合さ
れていて、かつ緩衝層がないため、セラミックス基板と
銅板との熱膨張率差による応力は直接セラミックス基板
にかかり、その応力の繰り返しのため、セラミックス基
板にクラックや割れが生じ、最終的にはセラミックス基
板と銅板の剥離や、基板の絶縁破壊に到るという問題が
あった。
In the conventional method of joining a ceramic substrate and a copper plate, as described above, high-temperature heat treatment and atmosphere control are required, so the equipment becomes complicated and expensive, and the running cost is also high. There was the problem of becoming expensive. Furthermore, in the circuit board obtained by the conventional joining method, the ceramic substrate and the copper plate are chemically strongly joined together, and since there is no buffer layer, the stress due to the difference in coefficient of thermal expansion between the ceramic substrate and the copper plate is Since the stress is applied directly to the ceramics substrate and the stress is repeated, cracks or fractures occur in the ceramics substrate, and finally there is a problem that the ceramics substrate and the copper plate are separated from each other, or the substrate is dielectrically broken down.

【0004】本発明の目的は上記の事情に鑑み、セラミ
ックス回路基板に要求される高放熱性を有していて、耐
熱衝撃性に優れ、かつ、特殊な雰囲気制御等を必要とし
ない、経済性に優れた方法で製造可能なセラミックス回
路基板を提供することにある。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is that it has high heat dissipation required for ceramics circuit boards, is excellent in thermal shock resistance, and does not require special atmosphere control, etc. Another object of the present invention is to provide a ceramics circuit board that can be manufactured by an excellent method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
セラミックス回路基板は、セラミックス基板の少なくと
も一方の表面に0.1mm以上の厚みの銅板よりなる導
体回路を、無機フィラー及び/または金属フィラーを含
有するシリコーン接着剤により接着していることを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a ceramic circuit board, wherein a conductor circuit made of a copper plate having a thickness of 0.1 mm or more is provided on at least one surface of the ceramic board with an inorganic filler and / or a metal. It is characterized in that it is adhered by a silicone adhesive containing a filler.

【0006】本発明の請求項2に係るセラミックス回路
基板は、シリコーン接着剤の熱伝導率が1×10-3ca
l/cm・秒・℃以上であることを特徴とする請求項1
または請求項1記載のセラミックス回路基板である。
In the ceramic circuit board according to claim 2 of the present invention, the silicone adhesive has a thermal conductivity of 1 × 10 −3 ca.
The ratio is 1 / cm · second · ° C. or higher, and
Alternatively, it is the ceramic circuit board according to claim 1.

【0007】本発明の請求項3に係るセラミックス回路
基板は、セラミックス基板と導体回路を接着しているシ
リコーン接着剤の厚みが30μm以下であることを特徴
とする請求項1または請求項2記載のセラミックス回路
基板である。
The ceramic circuit board according to claim 3 of the present invention is characterized in that the thickness of the silicone adhesive for adhering the ceramic circuit and the conductor circuit is 30 μm or less. It is a ceramic circuit board.

【0008】以下、本発明を詳細に説明する。発明者等
は上記の従来技術の問題点の改善について検討した結
果、セラミックス基板と銅板との接合をシリコーン接着
剤により接着する方法で行うことによって、耐熱衝撃性
に優れ、かつ、特殊な雰囲気制御等を必要としない、す
なわち経済性に優れた方法でセラミックス回路基板が得
られることを見出した。さらには、シリコーン接着剤が
セラミックス基板と銅板との間に存在することによるセ
ラミックス回路基板としての熱抵抗の増加は、シリコー
ン接着剤中に高熱伝導性の無機フィラー及び/または金
属フィラーを充填した、高熱伝導性のシリコーン接着剤
を用いることにより、改善できることも見出し本発明に
到ったものである。
The present invention will be described in detail below. As a result of studying the improvement of the above-mentioned problems of the prior art, the inventors have performed a method of bonding a ceramics substrate and a copper plate with a silicone adhesive to provide excellent thermal shock resistance and special atmosphere control. It was found that the ceramic circuit board can be obtained by a method which does not require the above, that is, which is excellent in economic efficiency. Furthermore, the increase in thermal resistance as a ceramic circuit board due to the presence of the silicone adhesive between the ceramic substrate and the copper plate is achieved by filling the silicone adhesive with a high thermal conductive inorganic filler and / or a metal filler. The present invention has also been found to be improved by using a silicone adhesive having high thermal conductivity.

【0009】本発明のセラミックス回路基板は、セラミ
ックス基板の少なくとも一方の表面に0.1mm以上の
厚みの銅板をシリコーン接着剤により接着している。本
発明で使用する銅板としては電解銅箔や圧延銅板が挙げ
られ、その厚みはパワートランジスタを搭載するパワー
モジュール用基板としての必要性から0.1mm以上の
厚さに制限される。また、接着条件については、シリコ
ーン接着剤の種類により選択すればよいが、加熱により
硬化するタイプのシリコーン接着剤を用いた場合でも、
硬化温度は通常120〜150℃程度であるため、上記
の従来技術のような大がかりな熱処理炉は必要なく、し
かも熱による銅の酸化がないため不活性ガス雰囲気にす
る必要もなく、大気雰囲気での接着が可能である。な
お、例えばシリコーン接着剤中にボイドを残さないため
等、必要に応じて、真空雰囲気でシリコーン接着剤を硬
化させるようにしてもかまわないが、その場合でも従来
技術のような高い温度を必要としないので、高価な熱処
理炉は不要であり、ランニングコストも低くて済み、経
済性に優れた方法で生産が可能である。
In the ceramic circuit board of the present invention, a copper plate having a thickness of 0.1 mm or more is adhered to at least one surface of the ceramic board with a silicone adhesive. Examples of the copper plate used in the present invention include electrolytic copper foil and rolled copper plate, and the thickness thereof is limited to 0.1 mm or more because of the necessity as a power module substrate on which a power transistor is mounted. The bonding conditions may be selected according to the type of silicone adhesive, but even when a type of silicone adhesive that cures by heating is used,
Since the curing temperature is usually about 120 to 150 ° C., there is no need for a large-scale heat treatment furnace as in the above-mentioned prior art, and since there is no copper oxidation due to heat, it is not necessary to use an inert gas atmosphere. Can be adhered. It should be noted that the silicone adhesive may be cured in a vacuum atmosphere if necessary, for example, in order not to leave voids in the silicone adhesive, but in such a case, a high temperature as in the conventional technique is required. Since it does not require an expensive heat treatment furnace, the running cost is low, and the production can be performed by an economical method.

【0010】次に、熱抵抗に関する事項について以下に
説明する。銅板からセラミックス基板へと熱が伝わる際
の、銅板とセラミックス基板との間における熱抵抗は、
DBC法(直接接合法)ではその間になにもないので0
となり、活性金属ろう法ではろう材層の熱抵抗となり、
本発明ではシリコーン接着剤層の熱抵抗となる。ろう材
とシリコーン接着剤との熱伝導率を比較してみると、ろ
う材がおよそ7×10-1cal/cm・秒・℃であるの
に対して、シリコーン接着剤ではフィラーの入っていな
いタイプで通常4×10-4cal/cm・秒・℃程度で
あり、シリコーン接着剤法が従来法に比べて熱抵抗的に
不利であるこいとは避けられない。
Next, matters relating to thermal resistance will be described below. When heat is transferred from the copper plate to the ceramic substrate, the thermal resistance between the copper plate and the ceramic substrate is
0 in the DBC method (direct joining method) because there is nothing in between
In the active metal brazing method, the thermal resistance of the brazing material layer becomes
In the present invention, the heat resistance of the silicone adhesive layer is obtained. Comparing the thermal conductivities of the brazing material and the silicone adhesive, the brazing material has a thermal conductivity of approximately 7 × 10 −1 cal / cm · sec · ° C, whereas the silicone adhesive does not contain a filler. The type is usually about 4 × 10 −4 cal / cm · second · ° C., and it is unavoidable that the silicone adhesive method is disadvantageous in terms of heat resistance as compared with the conventional method.

【0011】そこで、本発明のセラミックス回路基板で
は、シリコーン接着剤がセラミックス基板と銅の導体回
路との間に存在することによる熱抵抗の増加を改善する
ために、シリコーン接着剤は無機フィラー及び/または
金属フィラーが充填されていることが重要である。この
充填されるフィラーは絶縁性のものであっても、導電性
のものであっても良いが、フィラー自身の熱伝導率が高
く、充填率も高いということが、シリコーン接着剤層の
熱抵抗の低減すなわちセラミックス回路基板に高放熱性
を持たせるためには必要である。無機フィラーとして
は、例えば、アルミナ、窒化アルミ、炭化珪素、窒化珪
素、窒化硼素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、ムライ
ト、コージェライト等が挙げられ、金属フィラーとして
は、例えば、銅、銀、タングステン、モリブデン、カー
ボン等が挙げられる。これらのフィラーはそれぞれ単独
で充填しても構わないし、複数種を混合して充填しても
構わない。
Therefore, in the ceramic circuit board of the present invention, in order to improve the increase in thermal resistance due to the silicone adhesive existing between the ceramic board and the copper conductor circuit, the silicone adhesive is an inorganic filler and / or Alternatively, it is important that the metal filler is filled. The filler to be filled may be insulative or conductive, but the high thermal conductivity of the filler itself and the high filling rate mean that the thermal resistance of the silicone adhesive layer is high. Is required, that is, in order to provide the ceramic circuit board with high heat dissipation. Examples of the inorganic filler include alumina, aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, titanium oxide, zirconium oxide, mullite, cordierite, and the like, and examples of the metal filler include copper, silver, tungsten, molybdenum. , Carbon and the like. These fillers may be filled individually or as a mixture of a plurality of types.

【0012】上記の無機フィラー及び/または金属フィ
ラーを含有させて高熱伝導率化されたシリコーン接着剤
の熱伝導率は1×10-3cal/cm・秒・℃以上であ
ることが、シリコーン接着剤層の熱抵抗を低減して、セ
ラミックス回路基板の特徴である高放熱性を損なわない
ためには望ましい。
The silicone adhesive having a high thermal conductivity containing the above-mentioned inorganic filler and / or metal filler has a thermal conductivity of 1 × 10 −3 cal / cm · sec · ° C. or more. It is desirable in order to reduce the thermal resistance of the agent layer and not to impair the high heat dissipation characteristic of the ceramic circuit board.

【0013】また、本発明におけるシリコーン接着剤層
の厚みは、特に限定するものではないが、硬化後の厚み
で30μm以下であることが望ましい。なぜならば、シ
リコーン接着剤層の熱抵抗は、層の厚みに比例し、シリ
コーン接着剤の熱伝導率に反比例するため、層の厚みが
厚いとそれだけ熱抵抗が大きくなり、セラミックス回路
基板の特徴である高放熱性を損なうことになるからであ
る。
The thickness of the silicone adhesive layer in the present invention is not particularly limited, but the thickness after curing is preferably 30 μm or less. Because the thermal resistance of the silicone adhesive layer is proportional to the thickness of the layer and inversely proportional to the thermal conductivity of the silicone adhesive, the greater the thickness of the layer, the greater the thermal resistance. This is because some high heat dissipation is impaired.

【0014】さらに、従来法ではセラミックス基板の片
面のみに銅板を接合しようとすると、接合時の銅板また
はろう材とセラミックス基板の熱膨張率差に起因する応
力のため、セラミックス基板に反りを生じていた。すな
わち、銅板を接合する側には冷却時に銅板、ろう材の収
縮力がかかるため、接合面側を凹の形として反りが発生
していた。この現象を防ぐために、導体回路が必要な側
だけではなく、もう一方の側にも銅板を接合して、セラ
ミックス基板の表裏両面の応力をバランスをとることが
必要とされている。しかし、本発明によれば、銅板の接
合時にセラミックス基板に応力は殆どかからないため、
導体回路が必要な側だけに銅板を接着することが可能と
なり、銅板の使用量が削減されると共に工程数も減る利
点がある。
Further, according to the conventional method, when a copper plate is bonded to only one surface of the ceramic substrate, the ceramic substrate is warped due to the stress caused by the difference in coefficient of thermal expansion between the copper plate or the brazing material and the ceramic substrate at the time of bonding. It was That is, since the contracting force of the copper plate and the brazing material is applied to the side where the copper plates are joined during cooling, warpage occurs because the joining surface side is concave. In order to prevent this phenomenon, it is necessary to bond a copper plate not only on the side where a conductor circuit is required, but also on the other side to balance the stress on both the front and back surfaces of the ceramic substrate. However, according to the present invention, since stress is hardly applied to the ceramics substrate at the time of joining the copper plates,
It is possible to bond the copper plate only to the side where the conductor circuit is required, which has the advantage of reducing the amount of copper plate used and the number of steps.

【0015】なお、本発明における銅板への回路形成法
については、特に制限はなく、例えばセラミックス基板
に接着した後で、エッチングにより回路形成したり、あ
るいは、予め打抜きによって回路形成した銅板をセラミ
ックス基板に接着するようにしても構わない。
The method for forming a circuit on a copper plate in the present invention is not particularly limited. For example, a circuit board may be formed by etching after adhering to a ceramic substrate, or a circuit board may be preliminarily punched to form a circuit board on a ceramic substrate. You may make it adhere to.

【0016】[0016]

【作用】セラミックス回路基板の耐熱衝撃性の劣化は主
としてセラミックス基板と銅板よりなる導体回路との熱
膨張差に起因する。例えばアルミナセラミックスの熱膨
張率は7.2(×10-6/℃)であるのに対して、銅の
熱膨張率は17.0(×10-6/℃)と両者には大きな
開きがある。従来のDBC法(直接接合法)ではセラミ
ックス基板と銅板とが直接接合されており、活性金属ろ
う法の場合にはセラミックス基板と銅板の間に銀と銅を
主成分とする活性金属ろう層が存在しており、その熱膨
張率は18(×10-6/℃)程度である。従って、従来
の接合法ではこの熱膨張率の差により生じる応力が、接
合界面に作用し、金属に比べてもろいセラミックスを破
壊してしまうのである。
The deterioration of the thermal shock resistance of the ceramics circuit board is mainly due to the difference in thermal expansion between the ceramics board and the conductor circuit made of the copper plate. For example, the coefficient of thermal expansion of alumina ceramics is 7.2 (× 10 -6 / ° C), while the coefficient of thermal expansion of copper is 17.0 (× 10 -6 / ° C), which shows a large difference between the two. is there. In the conventional DBC method (direct joining method), a ceramic substrate and a copper plate are directly joined, and in the case of the active metal brazing method, an active metal brazing layer containing silver and copper as a main component is provided between the ceramic substrate and the copper plate. It exists and its coefficient of thermal expansion is about 18 (× 10 −6 / ° C.). Therefore, in the conventional joining method, the stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion acts on the joining interface and destroys the ceramics which are more brittle than the metal.

【0017】本発明で使用するシリコン接着剤は硬化
後、弾性の高いゴム質であるため、セラミックス基板と
銅板よりなる導体回路の間に介在させることは、上記の
熱膨張率の差により生じる接合界面への応力を緩和する
作用をし、従ってセラミックス回路基板の耐熱衝撃性が
改良される。
Since the silicone adhesive used in the present invention is a rubber material having a high elasticity after being hardened, it is necessary to interpose it between the ceramic substrate and the conductor circuit made of the copper plate due to the difference in the coefficient of thermal expansion. It acts to relieve the stress on the interface and thus improves the thermal shock resistance of the ceramic circuit board.

【0018】また、セラミックス基板と銅板よりなる導
体回路をシリコーン接着剤により接着することは、従来
技術のような大がかりな熱処理炉や不活性ガス雰囲気を
必要としないでセラミックス基板と銅板を接合する働き
をする。
Further, the bonding of the conductor circuit composed of the ceramic substrate and the copper plate with a silicone adhesive serves to bond the ceramic substrate and the copper plate without requiring a large-scale heat treatment furnace and an inert gas atmosphere unlike the prior art. do.

【0019】さらに、シリコーン接着剤中に無機フィラ
ー及び/または金属フィラーを含有すること及びシリコ
ーン接着剤層の厚みを30μm以下とすることは、シリ
コーン接着剤層の熱伝導率を高くする作用をし、その結
果、セラミックス回路基板としての高放熱性が達成され
る。
Furthermore, the inclusion of an inorganic filler and / or a metal filler in the silicone adhesive and the thickness of the silicone adhesive layer being 30 μm or less have the effect of increasing the thermal conductivity of the silicone adhesive layer. As a result, high heat dissipation as a ceramic circuit board is achieved.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
説明する。
EXAMPLES The present invention will be described below based on Examples and Comparative Examples.

【0021】下記の実施例及び比較例で使用したシリコ
ーン接着剤は次の4種類である。 シリコーン接着剤A:アルミナフィラー充填シリコー
ン接着剤、1液性、付加反応加熱硬化型、 熱伝導率=2.5×10-3cal/cm・秒・℃ シリコーン接着剤B:アルミナフィラー充填シリコー
ン接着剤、1液性、付加反応加熱硬化型、 熱伝導率=4.0×10-3cal/cm・秒・℃ シリコーン接着剤C:カーボンフィラー充填シリコー
ン接着剤、1液性、付加反応加熱硬化型、 熱伝導率=3.0×10-2cal/cm・秒・℃ シリコーン接着剤D:フィラー未充填シリコーン接着
剤、1液性、付加反応加熱硬化型、 熱伝導率=4.0×10-4cal/cm・秒・℃
The silicone adhesives used in the following examples and comparative examples are the following four types. Silicone Adhesive A: Alumina Filler Filled Silicone Adhesive, 1-Liquid, Addition Reaction Heat Curing Type, Thermal Conductivity = 2.5 × 10 −3 cal / cm · sec · ° C. Silicone Adhesive B: Alumina Filler Filled Silicone Adhesive Agent, 1 liquid type, addition reaction heat curing type, thermal conductivity = 4.0 × 10 −3 cal / cm · sec · ° C. Silicone adhesive C: carbon filler filled silicone adhesive, 1 liquid type, addition reaction heat curing Mold, thermal conductivity = 3.0 × 10 −2 cal / cm · sec · ° C. Silicone adhesive D: filler-unfilled silicone adhesive, one-component, addition reaction heat curing type, thermal conductivity = 4.0 × 10 -4 cal / cm ・ sec ・ ° C

【0022】(実施例1)アルミナ基板(30×40m
m、厚み0.635mm)の上面に上記のシリコーン接
着剤Aを回路パターン状にスクリーン印刷し、その上に
接着面を化学研磨処理した0.2mm厚の銅板をのせ、
真空雰囲気中にて150℃で30分間熱処理を施してシ
リコーン接着剤Aを硬化させ、アルミナ基板と銅板を接
合した。次いで、得られた基板の銅板を接合していない
アルミナ基板面の全面にシリコーン接着剤Aをベタ状に
スクリーン印刷し、その上に、上記と同様にして、接着
面を化学研磨処理した0.2mm厚の銅板を接合した。
その後、レジストを用いたエッチング法にて、アルミナ
基板の両面に接合されている銅板の一方の面の銅板にの
み回路パターンを形成し、次いで、銅板上にのみ無電解
Niメッキを施してセラミックス回路基板を得た。な
お、シリコーン接着剤層の厚みは約20μmとなるよう
にした。
Example 1 Alumina substrate (30 × 40 m)
m, thickness 0.635 mm), the above silicone adhesive A was screen-printed in a circuit pattern on the upper surface, and a 0.2 mm-thick copper plate whose adhesive surface was chemically polished was placed thereon,
Heat treatment was performed at 150 ° C. for 30 minutes in a vacuum atmosphere to cure the silicone adhesive A and bond the alumina substrate and the copper plate. Then, a silicone adhesive A was solidly screen-printed on the entire surface of the alumina substrate on which the copper plate of the obtained substrate was not bonded, and the adhesive surface was chemically polished in the same manner as above. A 2 mm thick copper plate was joined.
After that, an etching method using a resist is used to form a circuit pattern only on the copper plate on one side of the copper plates bonded to both sides of the alumina substrate, and then electroless Ni plating is applied only on the copper plate to form a ceramic circuit. A substrate was obtained. The thickness of the silicone adhesive layer was set to about 20 μm.

【0023】(実施例2〜実施例6)下記の表1に示す
ようにセラミックス基板として、アルミナ基板または窒
化アルミ基板を使用した。これらのセラミックス基板の
大きさ及び厚みは実施例1で使用したアルミナ基板と同
様のものを用いた。そして、表1に示すように、シリコ
ーン接着剤として上記のシリコーン接着剤A、シリコー
ン接着剤Bまたはシリコーン接着剤Cのいずれかを使用
した。その他の条件は実施例1と同様にしてセラミック
ス回路基板を得た。なお、シリコーン接着剤層の厚みは
約20μmとなるようにした。
(Examples 2 to 6) As shown in Table 1 below, an alumina substrate or an aluminum nitride substrate was used as a ceramic substrate. The size and thickness of these ceramic substrates were the same as those of the alumina substrate used in Example 1. Then, as shown in Table 1, any of the above-mentioned silicone adhesive A, silicone adhesive B, or silicone adhesive C was used as the silicone adhesive. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a ceramic circuit board. The thickness of the silicone adhesive layer was set to about 20 μm.

【0024】(比較例1)シリコーン接着剤として上記
のシリコーン接着剤Dを使用した。その他の条件は実施
例1と同様にしてセラミックス回路基板を得た。なお、
シリコーン接着剤層の厚みは約20μmとなるようにし
た。
Comparative Example 1 The above silicone adhesive D was used as the silicone adhesive. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a ceramic circuit board. In addition,
The thickness of the silicone adhesive layer was set to about 20 μm.

【0025】(比較例2)シリコーン接着剤として上記
のシリコーン接着剤Dを使用し、シリコーン接着剤層の
厚みを35μmとなるようにした。その他の条件は実施
例1と同様にしてセラミックス回路基板を得た。
Comparative Example 2 The above silicone adhesive D was used as the silicone adhesive, and the thickness of the silicone adhesive layer was set to 35 μm. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a ceramic circuit board.

【0026】(比較例3、比較例4)下記の表1に示す
ようにセラミックス基板として、アルミナ基板または窒
化アルミ基板を使用した。これらのセラミックス基板の
大きさ及び厚みは実施例1で使用したアルミナ基板と同
様のものを用いた。これらの基板の両面に活性金属ろう
法により0.2mm厚の銅板を接合した。銅板との接合
を終えた後の条件は実施例1と同様にしてセラミックス
回路基板を得た。
(Comparative Examples 3 and 4) As shown in Table 1 below, an alumina substrate or an aluminum nitride substrate was used as a ceramic substrate. The size and thickness of these ceramic substrates were the same as those of the alumina substrate used in Example 1. Copper plates having a thickness of 0.2 mm were bonded to both surfaces of these substrates by the active metal brazing method. The conditions after the joining with the copper plate was completed were the same as in Example 1 to obtain a ceramics circuit board.

【0027】上記の各実施例及び比較例で得られたセラ
ミックス回路基板の性能として、耐熱衝撃性及び熱抵抗
を評価し、その結果を表1に示す。なお、それぞれの評
価方法を下記に示す。
Thermal shock resistance and thermal resistance were evaluated as performances of the ceramic circuit boards obtained in each of the above Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 1. The respective evaluation methods are shown below.

【0028】(耐熱衝撃性の評価方法)下記の一連の条
件の処理を1サイクルとして熱衝撃試験を行い、目視に
て、セラミックスにクラックが確認できるか、銅板の剥
離が確認できるまでのサイクル数を調べた。
(Evaluation method of thermal shock resistance) The number of cycles until the cracks can be visually confirmed in the ceramics or the peeling of the copper plate can be confirmed by conducting a thermal shock test with the treatment under the following series of conditions as one cycle. I checked.

【0029】第1番目の処理:−60℃で30分 第2番目の処理: 室温℃で10分 第3番目の処理:150℃で30分First treatment: -60 ° C for 30 minutes Second treatment: Room temperature for 10 minutes Third treatment: 150 ° C for 30 minutes

【0030】(熱抵抗の評価方法)TO−220型トラ
ンジスタをセラミックス回路基板上にハンダ付けし、基
板の下面には理想放熱状態のアルミニウム放熱フィンを
ハンダ付けし、前記トランジスタに通電する。通電時の
トランジスタの上昇温度とトランジスタのコレクター損
失からセラミックス回路基板の熱抵抗を求めた。
(Method of Evaluating Thermal Resistance) A TO-220 type transistor is soldered on a ceramic circuit board, and an aluminum radiation fin in an ideal heat radiation state is soldered on the lower surface of the substrate to energize the transistor. The thermal resistance of the ceramics circuit board was determined from the temperature rise of the transistor when energized and the collector loss of the transistor.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】表1の結果に見るように、本発明の実施例
は比較例1及び2に比べて熱抵抗が低く、また、比較例
3及び4に比べて耐熱衝撃性が良好であることが確認さ
れた。
As can be seen from the results in Table 1, the examples of the present invention have lower thermal resistance than Comparative Examples 1 and 2 and have better thermal shock resistance than Comparative Examples 3 and 4. confirmed.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の請求項1〜3に係るセラミック
ス回路基板は上記のように構成されているので、本発明
によれば高放熱性を有していて、耐熱衝撃性に優れ、か
つ、経済性に優れた方法で製造可能なセラミックス回路
基板が得られるので、パワーモジュール用回路基板等の
用途において有用である。
Since the ceramic circuit board according to claims 1 to 3 of the present invention is constructed as described above, according to the present invention, it has a high heat dissipation property, an excellent thermal shock resistance, and Since a ceramics circuit board that can be manufactured by a highly economical method can be obtained, it is useful in applications such as circuit boards for power modules.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/38 E 7011−4E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H05K 3/38 E 7011-4E

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックス基板の少なくとも一方の表
面に0.1mm以上の厚みの銅板よりなる導体回路を、
無機フィラー及び/または金属フィラーを含有するシリ
コーン接着剤により接着していることを特徴とするセラ
ミックス回路基板。
1. A conductor circuit comprising a copper plate having a thickness of 0.1 mm or more on at least one surface of a ceramic substrate,
A ceramic circuit board characterized by being bonded by a silicone adhesive containing an inorganic filler and / or a metal filler.
【請求項2】 シリコーン接着剤の熱伝導率が1×10
-3cal/cm・秒・℃以上であることを特徴とする請
求項1記載のセラミックス回路基板。
2. The silicone adhesive has a thermal conductivity of 1 × 10.
3. The ceramic circuit board according to claim 1, which has a temperature of -3 cal / cm.sec..degree. C. or more.
【請求項3】 セラミックス基板と導体回路を接着して
いるシリコーン接着剤の厚みが30μm以下であること
を特徴とする請求項1または請求項2記載のセラミック
ス回路基板。
3. The ceramic circuit board according to claim 1, wherein the thickness of the silicone adhesive that bonds the ceramic board and the conductor circuit is 30 μm or less.
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