JPS61225047A - セラミツクス回路基板の製造方法 - Google Patents
セラミツクス回路基板の製造方法Info
- Publication number
- JPS61225047A JPS61225047A JP6589685A JP6589685A JPS61225047A JP S61225047 A JPS61225047 A JP S61225047A JP 6589685 A JP6589685 A JP 6589685A JP 6589685 A JP6589685 A JP 6589685A JP S61225047 A JPS61225047 A JP S61225047A
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- JP
- Japan
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- circuit board
- bulge
- copper plate
- ceramic circuit
- ceramic
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- Laminated Bodies (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
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】
［発明の技術分野］
本発明は歩留を向上させたセラミックス回路基板の製造
方法に関する。 。
方法に関する。 。
［発明の技術的背景とその問題点１
近年、セラミックス回路基板の製造方法として、セラミ
ックス基板の所定位置に回路を構成する銅板を接触配置
させ、酸素を含むガス雰囲気中で銅の融点１０８３℃以
下、銅−酸素の共晶温度で１０６５℃以上に加熱、ある
いは酸素を含有する銅板を使用して非酸化性雰囲気中で
同様に加熱させることにより両者を直接接合させる方法
が検討されている。
ックス基板の所定位置に回路を構成する銅板を接触配置
させ、酸素を含むガス雰囲気中で銅の融点１０８３℃以
下、銅−酸素の共晶温度で１０６５℃以上に加熱、ある
いは酸素を含有する銅板を使用して非酸化性雰囲気中で
同様に加熱させることにより両者を直接接合させる方法
が検討されている。
この方法は非常に簡便であるという利点があるが、セラ
ミックス基板と銅板との接合面にセラミックス基板ある
いは銅板から発生したガスが密閉されて銅板の一部に微
小なふくれが生じ、接合が不充分な箇所が発生すること
があった。このようなふくれはふくれの高さが３０μｍ
以下であれば半導体シリコンチップの゛搭載が可能で、
基板の特性上も問題ないが、ふくれの高さが３０μｍ以
上に大きくなるとふくれの上部が凸状を呈しているため
半導体シリコンチップの搭載が困難になり、製品の歩留
りが低くなるという問題があった。また、搭載できても
密着が良くないので熱伝導性が悪くなるということも問
題となっていた。
ミックス基板と銅板との接合面にセラミックス基板ある
いは銅板から発生したガスが密閉されて銅板の一部に微
小なふくれが生じ、接合が不充分な箇所が発生すること
があった。このようなふくれはふくれの高さが３０μｍ
以下であれば半導体シリコンチップの゛搭載が可能で、
基板の特性上も問題ないが、ふくれの高さが３０μｍ以
上に大きくなるとふくれの上部が凸状を呈しているため
半導体シリコンチップの搭載が困難になり、製品の歩留
りが低くなるという問題があった。また、搭載できても
密着が良くないので熱伝導性が悪くなるということも問
題となっていた。
［発明の目的］
本発明はこのような問題を解消するためなされたもので
、セラミックス回路基板の銅板の一部にみられていたふ
くれの高さが３０μ−以上のふくれの上部を平坦化し、
あるいはくぼみをもたせて半導体シリコンチップの搭載
を可能ならしめ、製品の歩留りを向上させたセラミック
ス回路基板の製造方法を提供することを目的とする。
、セラミックス回路基板の銅板の一部にみられていたふ
くれの高さが３０μ−以上のふくれの上部を平坦化し、
あるいはくぼみをもたせて半導体シリコンチップの搭載
を可能ならしめ、製品の歩留りを向上させたセラミック
ス回路基板の製造方法を提供することを目的とする。
［発明の概要］
すなわち本°発明方法はセラミックス基板に銅板を接触
配置し、１０６５〜１０８３℃に加熱して両者を直接接
合させたのち、銅板に加圧処理を施すことを特徴として
いる。
配置し、１０６５〜１０８３℃に加熱して両者を直接接
合させたのち、銅板に加圧処理を施すことを特徴として
いる。
本発明に使用するセラミックス基板としてはアルミナ、
酸化ペリラム等の酸化物系セラミックスや窒化アルミニ
ウム、窒化ケイ素等の非酸化物系セラミックスが上げら
れ、非酸化物系セラミックスを使用する場合は接合を充
分なものとするためあらかじめ表面を、酸化処理するの
が望ましい。
酸化ペリラム等の酸化物系セラミックスや窒化アルミニ
ウム、窒化ケイ素等の非酸化物系セラミックスが上げら
れ、非酸化物系セラミックスを使用する場合は接合を充
分なものとするためあらかじめ表面を、酸化処理するの
が望ましい。
銅板としては含有酸素濃度が１００〜２０００ｐｐｍの
、たとえばタフピッチ電解銅の使用が好ましい。酸素を
ほとんど含んでいない銅を使用する場合は、雰囲気中に
酸素を混入させる必要がある。
、たとえばタフピッチ電解銅の使用が好ましい。酸素を
ほとんど含んでいない銅を使用する場合は、雰囲気中に
酸素を混入させる必要がある。
酸素の混入量は０．０３〜０．１ｖｏ１％とする。
本発明においてはセラミックス基板の所定位置に銅板を
配置し、この状態で非酸化性雰囲気あるいは無酸素銅を
使用した場合は酸化性雰囲気中で１０６５〜１０８３℃
、好ましくは１０７０〜１０７５℃に加熱する。加熱時
間は２〜３０分間が適切である。このようにして加熱し
たのち自然冷却して、あるいは熱いうちに１００ｋｇ／
ｃぜ以上に加圧する。加圧は、第２図の拡大断面図に示
すように、セラミックス基板１に接合した銅板２にみら
れる凸状のふ（れ３を低くし、第１図（ａ ）に示すよ
うな上部が平坦なふくれ４、より好ましくは第１図（ｂ
）に示すような中央部にくぼみを有するやや凹状のふく
れ５にして半導体シリコンチップの搭載を可能にするた
めである。なおふくれを凹状にすると、半導体シリコン
チップを搭載したとき半導体シリコンチップのすわりが
安定し、またふくれの中心部がセラミックス基板と密着
しやすくなり熱伝導性が向上し、好ましい効果を奏する
。
配置し、この状態で非酸化性雰囲気あるいは無酸素銅を
使用した場合は酸化性雰囲気中で１０６５〜１０８３℃
、好ましくは１０７０〜１０７５℃に加熱する。加熱時
間は２〜３０分間が適切である。このようにして加熱し
たのち自然冷却して、あるいは熱いうちに１００ｋｇ／
ｃぜ以上に加圧する。加圧は、第２図の拡大断面図に示
すように、セラミックス基板１に接合した銅板２にみら
れる凸状のふ（れ３を低くし、第１図（ａ ）に示すよ
うな上部が平坦なふくれ４、より好ましくは第１図（ｂ
）に示すような中央部にくぼみを有するやや凹状のふく
れ５にして半導体シリコンチップの搭載を可能にするた
めである。なおふくれを凹状にすると、半導体シリコン
チップを搭載したとき半導体シリコンチップのすわりが
安定し、またふくれの中心部がセラミックス基板と密着
しやすくなり熱伝導性が向上し、好ましい効果を奏する
。
加圧の手段としては機械プレスや液圧プレス等の通常の
プレス機を使用することもできるが、より好ましくは窒
素ガスやアルゴンガスのようなガス雰囲気による等方加
圧、あるいは水のような液体による等方加圧がよい。そ
の理由は等方的に加圧する場合は平均に荷重がかかり、
クラックのおそれがなく、しかもふくれ上部はやや凹状
になり、好ましい形が得られ易いからである。なお雰囲
気ガスによる等方加圧の場合は、セラミックス回路基板
を３００〜１０００℃に加熱すると塑性変形を生じ易く
なりふくれ部分の矯正が容易になるので加熱するのが好
ましい。１０００℃を越えるとかえって接合強度が低下
することがある。また液体による等方加圧の場合には加
熱が困難であるのでやや高い圧力、たとえば１０００ｋ
ｇ／ｄ程度で加圧することが望ましい。
プレス機を使用することもできるが、より好ましくは窒
素ガスやアルゴンガスのようなガス雰囲気による等方加
圧、あるいは水のような液体による等方加圧がよい。そ
の理由は等方的に加圧する場合は平均に荷重がかかり、
クラックのおそれがなく、しかもふくれ上部はやや凹状
になり、好ましい形が得られ易いからである。なお雰囲
気ガスによる等方加圧の場合は、セラミックス回路基板
を３００〜１０００℃に加熱すると塑性変形を生じ易く
なりふくれ部分の矯正が容易になるので加熱するのが好
ましい。１０００℃を越えるとかえって接合強度が低下
することがある。また液体による等方加圧の場合には加
熱が困難であるのでやや高い圧力、たとえば１０００ｋ
ｇ／ｄ程度で加圧することが望ましい。
［発明の実施例］
次に本発明の実施例について説明する。
実施例１
純度的９６％のアルミナからなる、厚さ０．６３５ｎ１
面積２５ｃぜのセラミックス基板の両面に、タフピッチ
電解銅からなる厚さ０．３ｎ、面積２２ ｃｊの銅板を
配置し、窒素雰囲気中で、１０７５℃×１０分間の条件
にて加熱し、自然冷却してセラミックス回路基板を得た
。
面積２５ｃぜのセラミックス基板の両面に、タフピッチ
電解銅からなる厚さ０．３ｎ、面積２２ ｃｊの銅板を
配置し、窒素雰囲気中で、１０７５℃×１０分間の条件
にて加熱し、自然冷却してセラミックス回路基板を得た
。
このセラミックス回路基板の銅板には直径約５１１、高
さ４５μｍのふくれ２個と直径約３ ｎ Ｎ高さ３５μ
ｍのふくれ１個が生じていた。このセラミックス回路基
板はふくれ部分に半導体シリコンチップを搭載すること
ができなかったが、等方加圧装置内に入れ、８００℃、
５ＱＱｋｇ／ｃ＋／の条件で等方的に窒素ガスで加圧し
たところ、ふくれの高さはすべて１０μｍ以下となり、
ふくれ上部が凹状化したので、半田を使用してふくれ部
分に半導体シリコンチップを搭載したところ、うまく固
定された。また基板放熱特性も向上した。
さ４５μｍのふくれ２個と直径約３ ｎ Ｎ高さ３５μ
ｍのふくれ１個が生じていた。このセラミックス回路基
板はふくれ部分に半導体シリコンチップを搭載すること
ができなかったが、等方加圧装置内に入れ、８００℃、
５ＱＱｋｇ／ｃ＋／の条件で等方的に窒素ガスで加圧し
たところ、ふくれの高さはすべて１０μｍ以下となり、
ふくれ上部が凹状化したので、半田を使用してふくれ部
分に半導体シリコンチップを搭載したところ、うまく固
定された。また基板放熱特性も向上した。
実施例２
実行例１の等方加圧において窒素ガスによる加圧を水圧
による加圧とし、温度を常温、圧力を１０００＋ｃｇ／
ｄとした外は実施例１と同様にしてセラミックス回路基
板を製造した。その結果ふくれの高さは４５μ論のもの
が２３μｍ、３５μｌのものは２０μｍとなり、ふくれ
上部は凹状化して半導体シリコンチップの搭載も良好に
行なうことができた。
による加圧とし、温度を常温、圧力を１０００＋ｃｇ／
ｄとした外は実施例１と同様にしてセラミックス回路基
板を製造した。その結果ふくれの高さは４５μ論のもの
が２３μｍ、３５μｌのものは２０μｍとなり、ふくれ
上部は凹状化して半導体シリコンチップの搭載も良好に
行なうことができた。
実施例３
実施例と同様にアルミナ製セラミックス基板の両面にタ
フピッチ電解銅からなる銅板を配置し、同様の条件で加
熱して接合したところ、セラミックス回路基板の銅板に
は直径５ｎ、高さ４０μ−のふくれ１個と直径３ ｎ
％高さ３０μ■のふくれが２個生じた。このセラミック
ス回路基板はふくれ部分における半導体シリコンチップ
の搭載が不可能であったが、これを２枚の平らな鉄板に
はさみ、油圧プレス機にて全荷重２トンで加圧したとこ
ろ、ふくれ高さが４０μｍのものも３０μ糟のものも２
５μｍと低くなって上部が平坦化したので半導体シリコ
ンチップを半田により搭載したところ、うまく固定され
た。
フピッチ電解銅からなる銅板を配置し、同様の条件で加
熱して接合したところ、セラミックス回路基板の銅板に
は直径５ｎ、高さ４０μ−のふくれ１個と直径３ ｎ
％高さ３０μ■のふくれが２個生じた。このセラミック
ス回路基板はふくれ部分における半導体シリコンチップ
の搭載が不可能であったが、これを２枚の平らな鉄板に
はさみ、油圧プレス機にて全荷重２トンで加圧したとこ
ろ、ふくれ高さが４０μｍのものも３０μ糟のものも２
５μｍと低くなって上部が平坦化したので半導体シリコ
ンチップを半田により搭載したところ、うまく固定され
た。
［ｆｅ明の効果］
以上説明したように、本発明方法によれば、従来、半導
体シリコンチップを実装することが困難であった銅板の
ふくれ部分が平坦化あるいは凹状化して高さも低くなる
ので半導体シリコンチップの搭載が可能になる。したが
って歩留りが従来９５％であったのが９９％以上と改善
され、しかも基板の放熱特性が向上するという利点があ
る。なお本発明は、セラミックス基板として窒化アルミ
ニウムや酸化ベリリウム等の高価なセラミックスを使用
した場合は特に有用である。
体シリコンチップを実装することが困難であった銅板の
ふくれ部分が平坦化あるいは凹状化して高さも低くなる
ので半導体シリコンチップの搭載が可能になる。したが
って歩留りが従来９５％であったのが９９％以上と改善
され、しかも基板の放熱特性が向上するという利点があ
る。なお本発明は、セラミックス基板として窒化アルミ
ニウムや酸化ベリリウム等の高価なセラミックスを使用
した場合は特に有用である。
第１図＜ａ ）および（ｂ ”）は本発明方法により得
られるセラミックス回路基板の部分拡大断面図、第２図
は従来方法により得られるセラミックス回路基板の部分
拡大断面図である。 １・・・・・・・・・セラミックス基板２・・・・・・
・・・銅板 ３．４．５・・・ふくれ 代理人弁理士 須 山 佐 − 第１図 第２図
られるセラミックス回路基板の部分拡大断面図、第２図
は従来方法により得られるセラミックス回路基板の部分
拡大断面図である。 １・・・・・・・・・セラミックス基板２・・・・・・
・・・銅板 ３．４．５・・・ふくれ 代理人弁理士 須 山 佐 − 第１図 第２図
Claims (4)
- （１）セラミックス基板に銅板を接触配置し、１０６５
〜１０８３℃に加熱して両者を直接接合させたのち、銅
板に加圧処理を施すことを特徴とするセラミックス回路
基板の製造方法。 - （２）加圧処理は１００ｋｇ／ｃｍ＾２以上で行なう特
許請求の範囲第１項記載のセラミックス回路基板の製造
方法。 - （３）加圧処理はガス雰囲気による等方加圧で、かつ３
００〜１０００℃の温度で行われる特許請求の範囲第１
項または第２項記載のセラミックス回路基板の製造方法
。 - （４）加圧は液体による等方加圧で行なわれる特許請求
の範囲第１項記載のセラミックス回路基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60065896A JPH062386B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | セラミックス回路基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60065896A JPH062386B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | セラミックス回路基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61225047A true JPS61225047A (ja) | 1986-10-06 |
| JPH062386B2 JPH062386B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=13300185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60065896A Expired - Lifetime JPH062386B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | セラミックス回路基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062386B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH029190A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 抵抗体付セラミック回路板の製造方法 |
| JP2008505503A (ja) * | 2004-07-08 | 2008-02-21 | エレクトロヴァック エージー | セラミック−金属基板を製作するための方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50132022A (ja) * | 1974-03-04 | 1975-10-18 | ||
| JPS5237914A (en) * | 1975-07-30 | 1977-03-24 | Gen Electric | Method of directly combining metal to ceramics and metal |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60065896A patent/JPH062386B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50132022A (ja) * | 1974-03-04 | 1975-10-18 | ||
| JPS5237914A (en) * | 1975-07-30 | 1977-03-24 | Gen Electric | Method of directly combining metal to ceramics and metal |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH029190A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 抵抗体付セラミック回路板の製造方法 |
| JP2008505503A (ja) * | 2004-07-08 | 2008-02-21 | エレクトロヴァック エージー | セラミック−金属基板を製作するための方法 |
| JP4764877B2 (ja) * | 2004-07-08 | 2011-09-07 | キュラミック エレクトロニックス ゲーエムベーハー | セラミック−金属基板を製作するための方法 |
| US8683682B2 (en) | 2004-07-08 | 2014-04-01 | Curamik Electronics Gmbh | Method for the production of a metal-ceramic substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH062386B2 (ja) | 1994-01-12 |
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