JPS59229841A - セラミツク基板およびセラミツク基板の製造法 - Google Patents
セラミツク基板およびセラミツク基板の製造法Info
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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】
本発明はセラミック基板およびセラミック基板の製造法
に関する。
に関する。
従来セラミック基板は、セラミックグリーンシート（以
下グリーンシートという）の一方の表面にタングステン
、モリブデン寺の導体ペーストを用いて回路を形成して
いる。このようなセラミック基板は回路におけるメタラ
イズ層の接着強度は十分でるるか、セラミックスの厚さ
が約０．４〜０．８ｍｍと厚く、かつセラミックスは金
属に比較し熱伝導率が低いため放熱性が悪いという欠点
がある。例えばセラミック基板の回路上にはパワートラ
ンジスタ、パワーサイリスタ、パワーダイオード等のパ
ワー半導体素子が塔載され、配線、樹脂封止等の工程を
経てパワーモジュール化して使用される。そしで動作中
にこれらパワー半導体素子から発生する熱はセラミック
基板を通して放熱されるが、セラミックスの放熱性が悪
いためパワー半導体素子の直下は高温にさらされ、パワ
ー半導体素子のろう付に使用したはんだ、銀ろう等が部
分的に高温となシ熱劣化によるろう封部が剥離する等の
不良が発生しパワーモジュールの寿命を低下させていた
。
下グリーンシートという）の一方の表面にタングステン
、モリブデン寺の導体ペーストを用いて回路を形成して
いる。このようなセラミック基板は回路におけるメタラ
イズ層の接着強度は十分でるるか、セラミックスの厚さ
が約０．４〜０．８ｍｍと厚く、かつセラミックスは金
属に比較し熱伝導率が低いため放熱性が悪いという欠点
がある。例えばセラミック基板の回路上にはパワートラ
ンジスタ、パワーサイリスタ、パワーダイオード等のパ
ワー半導体素子が塔載され、配線、樹脂封止等の工程を
経てパワーモジュール化して使用される。そしで動作中
にこれらパワー半導体素子から発生する熱はセラミック
基板を通して放熱されるが、セラミックスの放熱性が悪
いためパワー半導体素子の直下は高温にさらされ、パワ
ー半導体素子のろう付に使用したはんだ、銀ろう等が部
分的に高温となシ熱劣化によるろう封部が剥離する等の
不良が発生しパワーモジュールの寿命を低下させていた
。
放熱性を良くするためにセラミック基板の裏面（回路を
形成した部分の反対側の表面）に導体ペーストを印刷し
て放熱面とした導体パターンを形成したが十分な放熱性
を持たせることができなかった。
形成した部分の反対側の表面）に導体ペーストを印刷し
て放熱面とした導体パターンを形成したが十分な放熱性
を持たせることができなかった。
本発明はこれらの欠点のないセラミック基板およびセラ
ミック基板の製造法を提供することを目的とするもので
ある。
ミック基板の製造法を提供することを目的とするもので
ある。
本発明は回路を形成した表面と導体パターンを形成した
他の表面との間に中間導体パターン１埋込み形成してな
るセラミック基板および一方の表面に回路を形成した回
路形成セラミック板または一方の表面に回路を形成し、
他方の表面にセラミック基板中に埋込まれる中間導体パ
ターンを形成した回路形成セラミック板と、一方の表面
又は両面に導体パターンを形成した導体形成セラミック
板とを１回路形成セラミック板の回路を形成した面と導
体形成セラミック板の導体パターンを形成した面とが表
面（外側面）になるように重ねて焼成するセラミック基
板の製造法に関する。
他の表面との間に中間導体パターン１埋込み形成してな
るセラミック基板および一方の表面に回路を形成した回
路形成セラミック板または一方の表面に回路を形成し、
他方の表面にセラミック基板中に埋込まれる中間導体パ
ターンを形成した回路形成セラミック板と、一方の表面
又は両面に導体パターンを形成した導体形成セラミック
板とを１回路形成セラミック板の回路を形成した面と導
体形成セラミック板の導体パターンを形成した面とが表
面（外側面）になるように重ねて焼成するセラミック基
板の製造法に関する。
なお本発明において回路とは電圧信号、電流を供給伝播
するための配線のことであり、導体パターンとは放熱を
促進するための金属層のことである。
するための配線のことであり、導体パターンとは放熱を
促進するための金属層のことである。
回路を形成した表面と導体パターンを形成した他の表面
との間に埋込まれる中間導体パターンは一層に限らず複
数層形成してもよい。
との間に埋込まれる中間導体パターンは一層に限らず複
数層形成してもよい。
焼成後′に回路又は導体パターンにメッキ処理してもよ
い。メッキ処理はニッケルメッキ処理、ニッケルメッキ
と銅メッキとの二重メッキ処理、ニッケルメッキと金メ
ッキとの二重メッキ処理等が、適用されるが価格の面か
らニッケルメッキ処理。
い。メッキ処理はニッケルメッキ処理、ニッケルメッキ
と銅メッキとの二重メッキ処理、ニッケルメッキと金メ
ッキとの二重メッキ処理等が、適用されるが価格の面か
らニッケルメッキ処理。
ニッケルメッキと銅メッキの二重メッキ処理で行なうこ
とが好ましい。メッキの厚さについては特に制限はない
が、ニッケルメッキ処理のみの場合は１μｎ１以上あれ
ば十分でるるが１０μｍ以上あればより好ましい。また
ニッケルメッキと銅メッキとの二重メッキ処理の場合は
、ニッケルメッキは１〜４μｍの範囲でメッキすること
が好ましく。
とが好ましい。メッキの厚さについては特に制限はない
が、ニッケルメッキ処理のみの場合は１μｎ１以上あれ
ば十分でるるが１０μｍ以上あればより好ましい。また
ニッケルメッキと銅メッキとの二重メッキ処理の場合は
、ニッケルメッキは１〜４μｍの範囲でメッキすること
が好ましく。
５０μｍ以上であればさらに好ましい。メッキの処理法
についても特に制限はな〈従来公知の方法で行なうもの
とする。
についても特に制限はな〈従来公知の方法で行なうもの
とする。
回路、導体パターンおよび中間導体パターンを形成する
材料としては、タングステン、モリブデン、銀、銀−パ
ラジウム、金等が用いられ、ｔ−た回路形成セラミック
板および導体形成セラミック板はグリーンシートを用い
てもよく、これを焼結したセラミック板を用いても７−
よい。グリーンシートを用いる場合には焼成前に両セラ
ミック板を圧着することが好ましい。
材料としては、タングステン、モリブデン、銀、銀−パ
ラジウム、金等が用いられ、ｔ−た回路形成セラミック
板および導体形成セラミック板はグリーンシートを用い
てもよく、これを焼結したセラミック板を用いても７−
よい。グリーンシートを用いる場合には焼成前に両セラ
ミック板を圧着することが好ましい。
また中間導体パターンは回路との絶縁性の保持およびセ
ラミック板を一体化して強度を持たせるために緑を少し
残して全面に形成することが好ましい。同様に導体パタ
ーンも回路との絶縁性を保持するため緑を少し残して全
面に形成することが好ましい。
ラミック板を一体化して強度を持たせるために緑を少し
残して全面に形成することが好ましい。同様に導体パタ
ーンも回路との絶縁性を保持するため緑を少し残して全
面に形成することが好ましい。
得られるセラミック基板の厚さは強度および放熱性の面
から０．３〜０．８ｍであることが好ましい。
から０．３〜０．８ｍであることが好ましい。
本発明では中間導体パターンと表面の導体パターンとの
間にスルーホール（穴）を形成すればさらに放熱性が向
上するので好ましく、その開孔率はセラミック板の面積
に対し１％以上めれば十分でるるか、５チ以上でるれば
さらに放熱性が向上するので好ましい。穴径としては作
業性および使用する導体ペーストの緻密化のため０．２
〜２０■であることが好ましく、０．２〜１．０ ｍｍ
であればさらに好ましい。
間にスルーホール（穴）を形成すればさらに放熱性が向
上するので好ましく、その開孔率はセラミック板の面積
に対し１％以上めれば十分でるるか、５チ以上でるれば
さらに放熱性が向上するので好ましい。穴径としては作
業性および使用する導体ペーストの緻密化のため０．２
〜２０■であることが好ましく、０．２〜１．０ ｍｍ
であればさらに好ましい。
以下実施例によシ本発明を説明する。
実施例１
第１表に示す組成の材料をボールミルにて５０時間均一
に混合した後ドクターブレード法によりテープキャステ
ィングして厚さ０．３５ｍｍのグリーンシートを得た。
に混合した後ドクターブレード法によりテープキャステ
ィングして厚さ０．３５ｍｍのグリーンシートを得た。
次に第１図に示す如く前述のグリーンシート１の一方の
表面にタングステンベース） （３ＴＷ−１２００：日
立化成製、商品名）を印刷して回路２を形成し、他方の
表面には中間導体パターン３を形成し２回路形成セラミ
ック板４とした。
表面にタングステンベース） （３ＴＷ−１２００：日
立化成製、商品名）を印刷して回路２を形成し、他方の
表面には中間導体パターン３を形成し２回路形成セラミ
ック板４とした。
上記とは別に第２図に示す如く他のグリーンシート１に
直径１．０ ｍｍの穴（スルーホール）５を１、５ Ｗ
Ｈｎ格子でろけ、この中に前述のタングステンペースト
を緻密に充填し、さらに一方の表面に導体パターン６を
形成し、導体形成セラミック板７とした。
直径１．０ ｍｍの穴（スルーホール）５を１、５ Ｗ
Ｈｎ格子でろけ、この中に前述のタングステンペースト
を緻密に充填し、さらに一方の表面に導体パターン６を
形成し、導体形成セラミック板７とした。
次に第３図に示す如く回路形成セラミック板４の回路２
を形成した面と導体形成セラミック板７の導体パターン
６を形成した面とが表面（外側面）になるように重ねそ
れを圧着した後空気中で２００℃まで５０℃／時間の昇
温速度で加熱し、２００℃で１時間保持した後、２００
’ＩＣからは水素雰囲気中で３０℃／時間の昇温速度で
１５５ｏ″Ｃまで昇温させて焼成し、その後無電解ニッ
ケルメッキにて２μｍの厚さにメッキ被膜を施してセラ
ミック基板を得た。
を形成した面と導体形成セラミック板７の導体パターン
６を形成した面とが表面（外側面）になるように重ねそ
れを圧着した後空気中で２００℃まで５０℃／時間の昇
温速度で加熱し、２００℃で１時間保持した後、２００
’ＩＣからは水素雰囲気中で３０℃／時間の昇温速度で
１５５ｏ″Ｃまで昇温させて焼成し、その後無電解ニッ
ケルメッキにて２μｍの厚さにメッキ被膜を施してセラ
ミック基板を得た。
上記のセラミック基板についてレーザーフラッシュ法熱
定数測定装置により熱抵抗を測定したところ０．８℃／
Ｗ（ワット）でめった。
定数測定装置により熱抵抗を測定したところ０．８℃／
Ｗ（ワット）でめった。
実施例２
実施例１で得たグリーンシートを大気中で１５２０℃で
焼成して焼結したセラミック板を得た。
焼成して焼結したセラミック板を得た。
上記とは別のグリーンシートに直径１．２ｍの穴を１．
８ ａｍ格子であけた後上記と同様の条件にて焼成して
焼結した穴付のセラミック板を得た。
８ ａｍ格子であけた後上記と同様の条件にて焼成して
焼結した穴付のセラミック板を得た。
次にタルク８７．５重量部、ドロマイト１２．５重量部
、アルミナ２０重量部をボールミルで１０００時間混合
後、乾燥し、その後エチルセルロース５重量部、テルピ
ネオール２０Ｘ量部を加え３本ロールミルで混合して得
た接着ペーストを前述の焼結したセラミック板および穴
付のセラミック板の両表面と穴の内面に約１０μｍの厚
さに塗布した。
、アルミナ２０重量部をボールミルで１０００時間混合
後、乾燥し、その後エチルセルロース５重量部、テルピ
ネオール２０Ｘ量部を加え３本ロールミルで混合して得
た接着ペーストを前述の焼結したセラミック板および穴
付のセラミック板の両表面と穴の内面に約１０μｍの厚
さに塗布した。
さらにセラミック板の一方の表面には実施例１と同様の
タングステンペーストにて実施例１と同様の回路を形成
し、他方の表面には実施例１と同様の中間導体パターン
を形成し１回路形成セラミック板とした。
タングステンペーストにて実施例１と同様の回路を形成
し、他方の表面には実施例１と同様の中間導体パターン
を形成し１回路形成セラミック板とした。
また前述の穴付のセラミック板の穴の中には実施例１と
同様にタングステンペーストを緻密に充填し、さらに一
方の表面に導体パターンを形成し導体形成セラミック板
とした。
同様にタングステンペーストを緻密に充填し、さらに一
方の表面に導体パターンを形成し導体形成セラミック板
とした。
次に回路形成セラミック板の回路を形成した面と導体形
成セラミック板の導体パターンを形成した面とが表面（
外側面）になるように重ねた後空気中で２００℃まで室
温から１０時間で昇温し。
成セラミック板の導体パターンを形成した面とが表面（
外側面）になるように重ねた後空気中で２００℃まで室
温から１０時間で昇温し。
２００℃からは水素雰囲気中で１４５０ ℃まで３０時
間で昇温させて焼成し、その後無醋解ニッケルメッキに
て２μｍの厚さにメッキ被膜を施してセラミック基板を
得た。
間で昇温させて焼成し、その後無醋解ニッケルメッキに
て２μｍの厚さにメッキ被膜を施してセラミック基板を
得た。
上記のセラミック基板を実施例１と同様の装置にて熱抵
抗を測定したととろα９５℃／Ｗでめった。
抗を測定したととろα９５℃／Ｗでめった。
実施例３
メッキ処理が無電解ニッケルメッキにて２μｍの厚さ、
硫酸鋼メッキにて１００μｍの厚さにメッキ被膜を施し
た以外は実施例１と同様の工程を経てセラミック基板を
得た。このセラミック基板を実施例１と同様の装置にて
熱抵抗を測定したところ淀０．６℃／Ｗでめった。
硫酸鋼メッキにて１００μｍの厚さにメッキ被膜を施し
た以外は実施例１と同様の工程を経てセラミック基板を
得た。このセラミック基板を実施例１と同様の装置にて
熱抵抗を測定したところ淀０．６℃／Ｗでめった。
実施例４
メッキ処理が無電解ニッケルメッキにて２μｍの厚さ、
硫酸鋼メッキにて２０μｍの厚さにメッキ被膜を施した
以外は実施例２と同様の工程を経てセラミック基板を得
た。このセラミック基板を実施例１と同様の装置にて熱
抵抗を測定したところ０．７５℃／Ｗでめった。
硫酸鋼メッキにて２０μｍの厚さにメッキ被膜を施した
以外は実施例２と同様の工程を経てセラミック基板を得
た。このセラミック基板を実施例１と同様の装置にて熱
抵抗を測定したところ０．７５℃／Ｗでめった。
比較例１
実施例１で得たグリーンシートを２枚貼り合わせ厚さ０
．７０ｍｍのグリーンシートとした。このグリーンシー
トの一方の表面に実施例１と同様のタングステンペース
トにて実施例１と同様の回路を形成し、他方の表面には
実施例１と同様の導体パターンを形成し、以下実施例１
と同様の焼成およびメッキ処理工程を経てセラミック基
板を得た。
．７０ｍｍのグリーンシートとした。このグリーンシー
トの一方の表面に実施例１と同様のタングステンペース
トにて実施例１と同様の回路を形成し、他方の表面には
実施例１と同様の導体パターンを形成し、以下実施例１
と同様の焼成およびメッキ処理工程を経てセラミック基
板を得た。
このセラミック基板を実施例１と同様の装置にて熱抵抗
を測定したところ１．２０℃／Ｗでめった。
を測定したところ１．２０℃／Ｗでめった。
比較例２
外
メッキ処理を実施例３の方法で行なった以下は比較例１
と同様の工程を経てセラミック基板を得た。このセラミ
ック基板を実施例１と同様の装置にて熱抵抗を測定した
とと６１，０５℃／Ｗであった。
と同様の工程を経てセラミック基板を得た。このセラミ
ック基板を実施例１と同様の装置にて熱抵抗を測定した
とと６１，０５℃／Ｗであった。
本発明によれば、中間導体パターンを形成しない従来の
セラミック基板に比較し９本発明の実施例になるセラミ
ック基板は熱抵抗を約２０〜４゜チ向上することができ
るため放熱性の良いセラミック基板を得ることができる
。
セラミック基板に比較し９本発明の実施例になるセラミ
ック基板は熱抵抗を約２０〜４゜チ向上することができ
るため放熱性の良いセラミック基板を得ることができる
。
第１図、第２図および第３図は１本発明の実施例になる
セラミック基板の製造工程を示す縦断面図でろる。 符号の説明 ｌ・・・グリーンシート ２・・・回路３・・・中
間導体パターン ４・・・回路形成セラミック板 ５・・・穴 ６用導体パターン７・・
・導体形成セラミック板 第１図 手続補正書（方式） 昭和 ５８年 ９月１イｉ日 特許庁長官殿 、事件の表示 昭和５８年特許願第９５４５５号 一１発明の名称 セラミック基板およびセラミック基板の製造法４、補正
をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 （４４５） 日立化成工業株式会社−代 理
人 ！補正の対象 明細書全文 ノ補正の内容 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １８事件の表示 昭和５８年特許願第９５４５５号 ２発明の名称 セラミック配線板及びセラミック配線板の製造法（新名
称）３補正をする者 事イ１との１ｉｌｌｌ＃−特許出願人 名 栓 （４４５） Ｂ立化成工業株式会社４ 代
理 人 電話東京３４６−３１１１（大代表） ５、補正の対象 発明の名称および明細書全文 別紙 明 細 書 １、発明の名称 セラミック配線板およびセラミック配線板の製造法 ２、特許請求の範囲 ツク配線板。 ２、一方の表面に回路部を形成した回路形成セラミック
板又は一方の表面に回路部を形成し、他方の表面に伝熱
導体部を形成した回路形成セラミ成した導体形成セラミ
ック板とを１回路形成セラミック板の回路部を形成した
面と導体形成セラミック板の表面放熱導体部を形成した
面とが表面（外側面）になるように重ねて焼成すること
を特徴とするセラミック配線板の製造法。 囲第２項記載のセラミック配線板の製造法。 ４、 メッキ処理がニッケルメッキ処理でるる特許請求
の範囲第２項又は第３項記載のセラミック配線板の製造
法。 ５、 メッキ処理がニッケルメッキと銅メッキの二重メ
ッキ処理である特許請求の範囲第２項又は第３項記載の
セラミック配線板の製造法。 ３、発明の詳細な説明 本発明はセラミック配線板及びセラミック配線板の製造
法に関する。 従来セラミック配線板は、セラミックグリーンシート（
以下グリーンシートという）の一方の表面にタングステ
ン、モリブデン等の導体ペーストを用いて回路を形成し
ている。このようなセラミック配線板は回路におけるメ
タライズ層の接着強度は十分であるが、セラミックスの
厚さが約０．４〜０．８ｍｍと厚く、かつセラミックス
は金属に比較し熱伝導率が低いため放熱性が悪いという
欠点がある。例えばセラミック配線板の回路上にはパワ
ートランジスタ、パワーサイリスタ、パワーダイオード
等のパワー半導体素子が搭載され、配線。 樹脂封上等の工程を経てパワーモジュール化して使用さ
れる。そして動作中にこれらパワー半導体素子から発生
する熱はセラミック配線板を通して放熱されるが、セラ
ミックスの放熱性が悪いためパワー半導体素子の直下は
高温にさらされ、パワー半導体素子のろう付に使用した
はんだ、銀ろう等が部分的に高温となり熱劣化によるろ
う何部が剥離する等の不良が発生しパワーモジュールの
寿命を低下させていた。 放熱性を良くするためにセラミック配線板の裏面（回路
を形成した部分の反対側の表面）に導体ペーストを印刷
して放熱面とした表面放熱導体部を形成したが十分な放
熱性を持たせることができなかった。 本発明はこれらの欠点のないセラミック配線板及びセラ
ミック配線板の製造法を提供することを目的とするもの
でるる。 本発明は一方の表面に形成された回路部と、他方の表面
に形成された表面放熱導体部と、セラミック基板中に埋
込まれた伝熱導体部とからなるセラミック配線板並びに
一方の表面に回路部を形成した回路形成セラミック板又
は一方の表面に回路部を形成し、他方の表面に伝熱導体
部を形成した回路形成セラミック板と、一方の表面に表
面放熱導体部を形成した導体形成セラミック板又社一方
の表面に表面放熱導体部を形成し、他方の表面に伝熱導
体部を形成した導体形成セラミック板とを。 回路形成セラミック板の回路部を形成した面と導体形成
セラミック板の表面放熱導体部を形成した面とが表面（
外側面）になるように−重ねて焼成するセラミック配線
板の製造法に関する。 なお本発明において回路部とは電圧信号、電流を供給伝
播するための配線のことでるり９表面放熱溝体部とは放
熱を促進するための金属層のことでるる。 回路形成セラミック板と導体形成セラミック板との間に
埋込まれる伝熱導体部は一層に限らず複数層形成しても
よい。 焼成後に回路部及び／又は表面導体部にメッキ処理して
もよい。メッキ処理はニッケルメッキ処理、ニッケルメ
ッキと銅メッキとの二重メッキ処理、ニッケルメッキと
金メッキとの二重メッキ処理等が適用されるが価格の面
からニッケルメッキ処理、ニッケルメッキと銅メッキの
二１メッキ処理で行なうことが好ましい。メッキの厚さ
については特に制限はないが、ニッケルメッキ処理のみ
の場合は１μｍ以上おれば十分でろるが、１０μｎ１以
上ろればさらに好ましい。またニッケルメッキと銅メッ
キとの二重メッキ処理の場合は、ニッケルメッキは１〜
４μｍの範囲でメッキすることが好ましく、５０μｍ以
上でめればさらに好ましい。 メッキの処理法についても特に制限はな〈従来公知の方
法で行なうものとする。 回路部２表面放熱導体部及び伝熱導体部を形成する材料
としては、タングステン、モリブデン。 銀、銀−パラジウム、金等が用いられ、また回路形成セ
ラミック板及び導体形成キラミック板はグリーンシート
を用いてもよく、これを焼結したセラミック板を用いて
もよい。グリーンシートを用いる場合には焼成前に両セ
ラミック板を圧着することが好ましい。 ｉた伝熱導体部は回路部との絶縁性の保持及びセラミッ
ク板を一体化して強度を持九せるために縁を少し残して
全面に形成することが好ましい。 同様に表面導体部も回路部との絶縁性を保持するため緑
を少し残して＃よぼ全面に形成することが好ましい。 得られるセラミック配線板の厚さは強度及び放熱性の面
から０．３〜０．８閣でるることが好ましい。 本発明では伝熱導体部と表面の表面放熱導体部との間に
スルーホール（穴）を形成すればさらに放熱性が向上す
るので好ましく、その開孔率はセラミック板の面積に対
しｌｑ６以上ろれば十分であるが、５チ以上であればさ
らに放熱性が向上するので好ましい。穴径としては作業
性および使用する導体ペーストの緻密化のため０．２〜
２ｈＯｍ＋であ゛ることが好ましく、０．２〜１．０
ｍｍであればさらに好ましい。 以下実施例により本発明を説明する。 実施例１ 第１表に示す組成の材料をボールミルにて５０時間均一
に混合した後ドクターブレード法によりテープキャステ
ィングして厚さ０．３５ｍｍのグリーンシートを得た。 次に第１図に示す如く前述のグリーンシートエノ一方の
表面にタングステンペース）（３ＴＷ−１２００：日立
化成製、商品名）を印刷して回路部２を形成し、他方の
表面には伝熱導体部３を形成し１回路形成セラミック板
４とした。 上記とは別に第２図に示す如く他のグリーンシート１に
直径１．０−の穴（スルーホール）５を１．５職格子で
るけ、この中に前述のタングステンペーストを緻密に充
填し、さらに一方の表面に表面放熱導体部６を形成し、
導体形成セラミック板７とした。 次忙第３図に示す如く回路形成セラミック板４の回路部
２を形成した面と導体形成セラミック板７の表面放熱導
体部６を形成した面とが表面（外側面）になるように重
ねそれを圧着した後空気中で２（）・０℃まで５０℃／
時間の昇温速度で加熱し。 ２００℃で１時間保持した後、２００℃からは水素雰囲
気中で３０℃／時間の昇温速度で１５５０℃まで昇温さ
せて焼成し、その後無電解ニッケルメッキにて２μｍの
厚さにメッキ被膜を施してセラミック配線板を得た。 上記のセラミック配線板についてレーザーフラッシュ法
熱定数測定装置により熱抵抗を測定したところ０．８℃
／Ｗ（ワット）でろうた。 実施例２ 実施例１で得たグリーンシートを大気中で１５２０℃で
焼成して焼結したセラミック板を得た。 上記とは別のグリーンシートに直径１．２鵬の穴を１．
８肛格子で套けた後上記と同様の条件にて焼成して焼結
した穴付のセラミック板を得た。 次にタルク８７．５重量部、ドロマイト１２．５重量部
及びアルミナ２０３ｉ量部をボールミルで１０００時間
混合後、乾燥し、その後エチルセルロース５重量部及び
テルピネオール２０重量部を加え３本ロールミルで混合
して得た接着ペーストを前述の焼結したセラミック板及
び穴付のセラミック板の両表面と穴の内面に約１０μｍ
の厚さに塗布した。 さらにセラミック板の一方の表面には実施例１と同様の
タングステンペーストにて実施例１と同様の回路部を形
成し、他方の表面には実施例１と同様の伝熱導体部を形
成し９回路形成セラミック板とした。 また前述の穴付のセラミック板の穴の中には実施例１と
同様にタングステンペーストを緻密に充填し、さらに一
方の表面に表面放熱導体部を形成し導体形成セラミック
板とした。 次に回路形成セラミック板の回路部を形成した面と導体
形成セラミック板の表面放熱の導体部とを形成した面と
が表面（外側面）になるように皇ねた後空気中で２００
℃まで室温から１０時間で昇温し、２００℃からは水素
雰囲気中で１４５０℃まで３０時間で昇温させて焼成し
、その後無電解ニッケルメッキにて２μｍの厚さにメッ
キ被膜を施してセラミック配線板を得た。 上記のセラミック配線板を実施例１と同様の装置にて熱
抵抗を測定したところ０．９５℃／Ｗでめった。 実施例３ メッキ処理として無電解ニッケルメッキにて２μｍの厚
さ、硫酸銅メッキにて１００μｍの厚さにメッキ被膜を
施した以外は実施例１と同様の工程を経てセラミック配
線板を得た。このセラミック配線板を実施例１と同様の
装置にて熱抵抗を測定したところ０．６℃／Ｗでめった
。 実施例４ メッキ処理として無電解ニッケルメッキにて２μｍの厚
さ、硫酸銅メッキにて２０μｍの厚さにメッキ被膜を施
した以外は実施例２と同様の工程を経てセラミック配線
板多得た。このセラミック配線板を実施例１と同様の装
置にて熱抵抗を測定したとζろ０．７５℃／Ｗでめった
ｂ 比較例１ 実施例１で得たグリーンシートを２枚貼り合わせ厚さ０
．７０ｍｍのグリーンシートとした。このグリーンシー
トの一方の表面に実施例１と同様のタングステンペース
ＨＣて実施例１と同様の回路部を形成し、他方の表面に
は実施例１と同様の表面放熱導体部を形成し、以下実施
例１と同様の焼成及びメッキ処理工程を経てセラミック
配線板を得た。このセラミック配線板を実施例１と同様
の装置にて熱抵抗を測定したと仁ろ１．２０℃／Ｗでめ
った。 比較例２ メッキ処理を実施例３の方法で行なった以外は比較例１
と同様の工程を経てセラミック配線板を得た。このセラ
ミック配線板を実施例１と同様の装置にて熱抵抗を測定
したところ１．０５℃／Ｗであった。 本発明によれば、伝熱導体部を形成しない従来のセラミ
ック配線板に比軟し９本発明の実施例になるセラミック
配線板は熱抵抗を約２０〜４０チ向上することができる
ため放熱性の良いセラミック配線板を得ることができる
。 ４、図面の簡単な説明 第１図、第２図及び第３図は１本発明の実施例になるセ
ラミック配線板の製造工程を示す縦断面図である。 符号の説明 １・・・グリーンシート ２・・・回路部３・・・
伝熱導体部 ４・・・回路形成セラミック仮 ５１０．穴 ６・・・表面放熱導体部
７・・・導体形成セラミック板
セラミック基板の製造工程を示す縦断面図でろる。 符号の説明 ｌ・・・グリーンシート ２・・・回路３・・・中
間導体パターン ４・・・回路形成セラミック板 ５・・・穴 ６用導体パターン７・・
・導体形成セラミック板 第１図 手続補正書（方式） 昭和 ５８年 ９月１イｉ日 特許庁長官殿 、事件の表示 昭和５８年特許願第９５４５５号 一１発明の名称 セラミック基板およびセラミック基板の製造法４、補正
をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 （４４５） 日立化成工業株式会社−代 理
人 ！補正の対象 明細書全文 ノ補正の内容 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １８事件の表示 昭和５８年特許願第９５４５５号 ２発明の名称 セラミック配線板及びセラミック配線板の製造法（新名
称）３補正をする者 事イ１との１ｉｌｌｌ＃−特許出願人 名 栓 （４４５） Ｂ立化成工業株式会社４ 代
理 人 電話東京３４６−３１１１（大代表） ５、補正の対象 発明の名称および明細書全文 別紙 明 細 書 １、発明の名称 セラミック配線板およびセラミック配線板の製造法 ２、特許請求の範囲 ツク配線板。 ２、一方の表面に回路部を形成した回路形成セラミック
板又は一方の表面に回路部を形成し、他方の表面に伝熱
導体部を形成した回路形成セラミ成した導体形成セラミ
ック板とを１回路形成セラミック板の回路部を形成した
面と導体形成セラミック板の表面放熱導体部を形成した
面とが表面（外側面）になるように重ねて焼成すること
を特徴とするセラミック配線板の製造法。 囲第２項記載のセラミック配線板の製造法。 ４、 メッキ処理がニッケルメッキ処理でるる特許請求
の範囲第２項又は第３項記載のセラミック配線板の製造
法。 ５、 メッキ処理がニッケルメッキと銅メッキの二重メ
ッキ処理である特許請求の範囲第２項又は第３項記載の
セラミック配線板の製造法。 ３、発明の詳細な説明 本発明はセラミック配線板及びセラミック配線板の製造
法に関する。 従来セラミック配線板は、セラミックグリーンシート（
以下グリーンシートという）の一方の表面にタングステ
ン、モリブデン等の導体ペーストを用いて回路を形成し
ている。このようなセラミック配線板は回路におけるメ
タライズ層の接着強度は十分であるが、セラミックスの
厚さが約０．４〜０．８ｍｍと厚く、かつセラミックス
は金属に比較し熱伝導率が低いため放熱性が悪いという
欠点がある。例えばセラミック配線板の回路上にはパワ
ートランジスタ、パワーサイリスタ、パワーダイオード
等のパワー半導体素子が搭載され、配線。 樹脂封上等の工程を経てパワーモジュール化して使用さ
れる。そして動作中にこれらパワー半導体素子から発生
する熱はセラミック配線板を通して放熱されるが、セラ
ミックスの放熱性が悪いためパワー半導体素子の直下は
高温にさらされ、パワー半導体素子のろう付に使用した
はんだ、銀ろう等が部分的に高温となり熱劣化によるろ
う何部が剥離する等の不良が発生しパワーモジュールの
寿命を低下させていた。 放熱性を良くするためにセラミック配線板の裏面（回路
を形成した部分の反対側の表面）に導体ペーストを印刷
して放熱面とした表面放熱導体部を形成したが十分な放
熱性を持たせることができなかった。 本発明はこれらの欠点のないセラミック配線板及びセラ
ミック配線板の製造法を提供することを目的とするもの
でるる。 本発明は一方の表面に形成された回路部と、他方の表面
に形成された表面放熱導体部と、セラミック基板中に埋
込まれた伝熱導体部とからなるセラミック配線板並びに
一方の表面に回路部を形成した回路形成セラミック板又
は一方の表面に回路部を形成し、他方の表面に伝熱導体
部を形成した回路形成セラミック板と、一方の表面に表
面放熱導体部を形成した導体形成セラミック板又社一方
の表面に表面放熱導体部を形成し、他方の表面に伝熱導
体部を形成した導体形成セラミック板とを。 回路形成セラミック板の回路部を形成した面と導体形成
セラミック板の表面放熱導体部を形成した面とが表面（
外側面）になるように−重ねて焼成するセラミック配線
板の製造法に関する。 なお本発明において回路部とは電圧信号、電流を供給伝
播するための配線のことでるり９表面放熱溝体部とは放
熱を促進するための金属層のことでるる。 回路形成セラミック板と導体形成セラミック板との間に
埋込まれる伝熱導体部は一層に限らず複数層形成しても
よい。 焼成後に回路部及び／又は表面導体部にメッキ処理して
もよい。メッキ処理はニッケルメッキ処理、ニッケルメ
ッキと銅メッキとの二重メッキ処理、ニッケルメッキと
金メッキとの二重メッキ処理等が適用されるが価格の面
からニッケルメッキ処理、ニッケルメッキと銅メッキの
二１メッキ処理で行なうことが好ましい。メッキの厚さ
については特に制限はないが、ニッケルメッキ処理のみ
の場合は１μｍ以上おれば十分でろるが、１０μｎ１以
上ろればさらに好ましい。またニッケルメッキと銅メッ
キとの二重メッキ処理の場合は、ニッケルメッキは１〜
４μｍの範囲でメッキすることが好ましく、５０μｍ以
上でめればさらに好ましい。 メッキの処理法についても特に制限はな〈従来公知の方
法で行なうものとする。 回路部２表面放熱導体部及び伝熱導体部を形成する材料
としては、タングステン、モリブデン。 銀、銀−パラジウム、金等が用いられ、また回路形成セ
ラミック板及び導体形成キラミック板はグリーンシート
を用いてもよく、これを焼結したセラミック板を用いて
もよい。グリーンシートを用いる場合には焼成前に両セ
ラミック板を圧着することが好ましい。 ｉた伝熱導体部は回路部との絶縁性の保持及びセラミッ
ク板を一体化して強度を持九せるために縁を少し残して
全面に形成することが好ましい。 同様に表面導体部も回路部との絶縁性を保持するため緑
を少し残して＃よぼ全面に形成することが好ましい。 得られるセラミック配線板の厚さは強度及び放熱性の面
から０．３〜０．８閣でるることが好ましい。 本発明では伝熱導体部と表面の表面放熱導体部との間に
スルーホール（穴）を形成すればさらに放熱性が向上す
るので好ましく、その開孔率はセラミック板の面積に対
しｌｑ６以上ろれば十分であるが、５チ以上であればさ
らに放熱性が向上するので好ましい。穴径としては作業
性および使用する導体ペーストの緻密化のため０．２〜
２ｈＯｍ＋であ゛ることが好ましく、０．２〜１．０
ｍｍであればさらに好ましい。 以下実施例により本発明を説明する。 実施例１ 第１表に示す組成の材料をボールミルにて５０時間均一
に混合した後ドクターブレード法によりテープキャステ
ィングして厚さ０．３５ｍｍのグリーンシートを得た。 次に第１図に示す如く前述のグリーンシートエノ一方の
表面にタングステンペース）（３ＴＷ−１２００：日立
化成製、商品名）を印刷して回路部２を形成し、他方の
表面には伝熱導体部３を形成し１回路形成セラミック板
４とした。 上記とは別に第２図に示す如く他のグリーンシート１に
直径１．０−の穴（スルーホール）５を１．５職格子で
るけ、この中に前述のタングステンペーストを緻密に充
填し、さらに一方の表面に表面放熱導体部６を形成し、
導体形成セラミック板７とした。 次忙第３図に示す如く回路形成セラミック板４の回路部
２を形成した面と導体形成セラミック板７の表面放熱導
体部６を形成した面とが表面（外側面）になるように重
ねそれを圧着した後空気中で２（）・０℃まで５０℃／
時間の昇温速度で加熱し。 ２００℃で１時間保持した後、２００℃からは水素雰囲
気中で３０℃／時間の昇温速度で１５５０℃まで昇温さ
せて焼成し、その後無電解ニッケルメッキにて２μｍの
厚さにメッキ被膜を施してセラミック配線板を得た。 上記のセラミック配線板についてレーザーフラッシュ法
熱定数測定装置により熱抵抗を測定したところ０．８℃
／Ｗ（ワット）でろうた。 実施例２ 実施例１で得たグリーンシートを大気中で１５２０℃で
焼成して焼結したセラミック板を得た。 上記とは別のグリーンシートに直径１．２鵬の穴を１．
８肛格子で套けた後上記と同様の条件にて焼成して焼結
した穴付のセラミック板を得た。 次にタルク８７．５重量部、ドロマイト１２．５重量部
及びアルミナ２０３ｉ量部をボールミルで１０００時間
混合後、乾燥し、その後エチルセルロース５重量部及び
テルピネオール２０重量部を加え３本ロールミルで混合
して得た接着ペーストを前述の焼結したセラミック板及
び穴付のセラミック板の両表面と穴の内面に約１０μｍ
の厚さに塗布した。 さらにセラミック板の一方の表面には実施例１と同様の
タングステンペーストにて実施例１と同様の回路部を形
成し、他方の表面には実施例１と同様の伝熱導体部を形
成し９回路形成セラミック板とした。 また前述の穴付のセラミック板の穴の中には実施例１と
同様にタングステンペーストを緻密に充填し、さらに一
方の表面に表面放熱導体部を形成し導体形成セラミック
板とした。 次に回路形成セラミック板の回路部を形成した面と導体
形成セラミック板の表面放熱の導体部とを形成した面と
が表面（外側面）になるように皇ねた後空気中で２００
℃まで室温から１０時間で昇温し、２００℃からは水素
雰囲気中で１４５０℃まで３０時間で昇温させて焼成し
、その後無電解ニッケルメッキにて２μｍの厚さにメッ
キ被膜を施してセラミック配線板を得た。 上記のセラミック配線板を実施例１と同様の装置にて熱
抵抗を測定したところ０．９５℃／Ｗでめった。 実施例３ メッキ処理として無電解ニッケルメッキにて２μｍの厚
さ、硫酸銅メッキにて１００μｍの厚さにメッキ被膜を
施した以外は実施例１と同様の工程を経てセラミック配
線板を得た。このセラミック配線板を実施例１と同様の
装置にて熱抵抗を測定したところ０．６℃／Ｗでめった
。 実施例４ メッキ処理として無電解ニッケルメッキにて２μｍの厚
さ、硫酸銅メッキにて２０μｍの厚さにメッキ被膜を施
した以外は実施例２と同様の工程を経てセラミック配線
板多得た。このセラミック配線板を実施例１と同様の装
置にて熱抵抗を測定したとζろ０．７５℃／Ｗでめった
ｂ 比較例１ 実施例１で得たグリーンシートを２枚貼り合わせ厚さ０
．７０ｍｍのグリーンシートとした。このグリーンシー
トの一方の表面に実施例１と同様のタングステンペース
ＨＣて実施例１と同様の回路部を形成し、他方の表面に
は実施例１と同様の表面放熱導体部を形成し、以下実施
例１と同様の焼成及びメッキ処理工程を経てセラミック
配線板を得た。このセラミック配線板を実施例１と同様
の装置にて熱抵抗を測定したと仁ろ１．２０℃／Ｗでめ
った。 比較例２ メッキ処理を実施例３の方法で行なった以外は比較例１
と同様の工程を経てセラミック配線板を得た。このセラ
ミック配線板を実施例１と同様の装置にて熱抵抗を測定
したところ１．０５℃／Ｗであった。 本発明によれば、伝熱導体部を形成しない従来のセラミ
ック配線板に比軟し９本発明の実施例になるセラミック
配線板は熱抵抗を約２０〜４０チ向上することができる
ため放熱性の良いセラミック配線板を得ることができる
。 ４、図面の簡単な説明 第１図、第２図及び第３図は１本発明の実施例になるセ
ラミック配線板の製造工程を示す縦断面図である。 符号の説明 １・・・グリーンシート ２・・・回路部３・・・
伝熱導体部 ４・・・回路形成セラミック仮 ５１０．穴 ６・・・表面放熱導体部
７・・・導体形成セラミック板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回路を形成した表向と導体パターンを形成した他の
表面との間に中間導体パターンを埋込み形成してなるセ
ラミック基板。 ２一方の表面に回路を形成した回路形成セラミック板又
は一方の表面に回路を形成し、他方の表面にセラミック
基板中に埋込まれる中間導体パターンを形成した回路形
成セラミック板と、一方の表面又は両面に導体パターン
を形成した導体形成セラミック板とを９回路形成セラミ
ック板の回路を形成した面と導体形成セラミック板の導
体パターンを形成した面とが表面（外側面）になるよう
に重ねて焼成することを特徴とするセラミック基板の製
造法。 ＆ 焼成後メッキ処理する特許請求の範囲第２項記載の
セラミック基板の製造法。 ４、 メッキ処理がニッケルメッキ処理でるる特許請求
の範囲第２項又は第３項記載のセラミック基板の製造法
。 ５、 メッキ処理がニッケルメッキと銅メッキの二重メ
ッキ処理である特許請求の範囲第２項又は第３項記載の
セラミック基板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9545583A JPS59229841A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | セラミツク基板およびセラミツク基板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9545583A JPS59229841A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | セラミツク基板およびセラミツク基板の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59229841A true JPS59229841A (ja) | 1984-12-24 |
Family
ID=14138157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9545583A Pending JPS59229841A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | セラミツク基板およびセラミツク基板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59229841A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62224951A (ja) * | 1986-03-27 | 1987-10-02 | Toshiba Corp | 高周波電力増幅モジユ−ル |
-
1983
- 1983-05-30 JP JP9545583A patent/JPS59229841A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62224951A (ja) * | 1986-03-27 | 1987-10-02 | Toshiba Corp | 高周波電力増幅モジユ−ル |
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