JP2003197824A

JP2003197824A - セラミックス回路基板

Info

Publication number: JP2003197824A
Application number: JP2001392491A
Authority: JP
Inventors: Norio Nakayama; 憲隆中山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミックス回路基板に使用されるセラミッ
クス基板には、ネジ止め等のために貫通孔が形成されて
いるが、ネジ止めする際や使用時にかかる応力により、
貫通孔周辺部分にクラック等が発生しやすく、その薄型
化が困難であった。【解決手段】セラミックス基板の表裏両主面に金属板
が接合されたセラミックス回路基板において、前記セラ
ミックス基板は両主面間を繋ぐ貫通孔を有し、前記貫通
孔のなかから選ばれる少なくとも一つの貫通孔の少なく
とも一方の端部に、前記貫通孔の周囲に連続的に形成さ
れ、かつ前記貫通孔の縁部から所定の範囲まで形成され
た補強部材を具備するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に高出力用トラ
ンジスタ、パワーモジュール等の実装に用いられるセラ
ミックス回路基板に係り、特に他部材との固定に用いら
れる貫通孔の強度に優れたセラミックス回路基板に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、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基板等の回路基板
として、セラミックス基板上に銅板、アルミニウム板、
各種クラッド板等の金属板を接合したセラミックス回路
基板が広く使用されている。また、上記セラミックス基
板としては、安価で汎用性が高いアルミナ（Ａｌ
_２Ｏ_３）基板、または電気絶縁性を有すると共に熱伝導
性に優れた窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板や窒化けい
素（Ｓｉ_３Ｎ_４）基板等が一般的に使用されている。

【０００３】上述したような銅板等で回路を構成したセ
ラミックス回路基板は、例えば図３に示されるように、
セラミックス基板１の一方の表面に金属回路板としての
銅板４を接合する一方、他方の表面に裏金属板としての
銅板を接合して形成されている。

【０００４】このような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基板等に使用さ
れるセラミックス回路基板には、高い電気絶縁性と熱衝
撃に対する信頼性が要求されるとともに、ヒートシン
ク、実装ボード、機械ケーシング等のベース部材との間
に高い接合強度が要求されている。

【０００５】セラミックス回路基板とベース部材等との
接合には、はんだ等のろう材を介して接合する手法が広
く利用されているが、さらに信頼性を向上させるため、
例えば図３に示されるように、セラミックス回路基板１
の角部付近に貫通孔２を形成し、この貫通孔２を利用し
てネジ等で固定する手法も多用されるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな貫通孔を有するセラミックス回路基板においては、
ベース部材等へネジ止めする際の締着力が僅かでも大き
くなると、セラミックス基板とネジとの接触部分、特に
セラミックス基板の貫通孔周辺部分にクラックが入って
しまうことがある。

【０００７】また、半導体素子の高集積化および高出力
化に伴い熱サイクル負荷も大幅に上昇しており、セラミ
ックス基板とネジとの接触部分、特に負荷が集中しやす
い貫通孔周辺部分を起点としてクラックが発生しやすく
なっている。

【０００８】さらに、近年、セラミックス回路基板の薄
型化が進んでおり、これに使用されるセラミックス基板
についても薄型化が求められている。このためセラミッ
クス基板の強度は必然的に低下しており、特に上記した
ようなセラミックス基板の貫通孔周辺部分には、ネジ止
めの際や使用時の応力によりクラック等が発生しやすく
なっていることから、その抑制が求められている。

【０００９】本発明は上記したような課題を解決するた
めになされたものであって、ネジ止めの際や使用時の応
力によるセラミックス基板貫通孔周辺部分の損傷が抑制
可能なセラミックス回路基板を提供することを目的とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミックス回
路基板は、セラミックス基板の表裏両主面に金属板が接
合されたセラミックス回路基板において、前記セラミッ
クス基板は両主面間を繋ぐ貫通孔を有し、前記貫通孔の
なかから選ばれる少なくとも一つの貫通孔の少なくとも
一方の端部に補強部材が具備されていることを特徴とす
る。

【００１１】前記補強部材は前記貫通孔の周囲に連続的
に形成され、かつ前記貫通孔の縁部から所定の範囲まで
形成されていることが好ましく、例えば金属材料からな
るものであることが好ましい。また、前記貫通孔は、前
記セラミックス回路基板の長手方向の中心を通り、かつ
長手方向に垂直な直線に対して対称に形成されているこ
とが好ましい。前記貫通孔は、例えば前記セラミックス
基板をネジ止めするための孔として利用することができ
る。

【００１２】前記セラミックス基板は、窒化アルミニウ
ム、窒化けい素、アルミナ、およびアルミナとジルコニ
アの化合物の中から選ばれる少なくとも１種を主成分と
する焼結体からなることが好ましく、その板厚が０．８
ｍｍ以下であることが好ましい。また、前記補強部材が
活性金属ろう材またはＡｌろう材を用いて接合されるこ
と、さらには前記補強部材と前記金属板とが同じ材質か
らなることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１４】図１は本発明のセラミックス回路基板の一
例を示した外観図であり、図２は本発明のセラミックス
回路基板の一例を示した断面図である。

【００１５】セラミックス回路基板を構成するセラミッ
クス基板１には、少なくとも１つの貫通孔２が形成され
ている。この貫通孔２は、例えばネジ止め等に利用され
るものであり、その端部には補強部材３が設けられてい
る。本発明では貫通孔２の少なくとも１つに補強部材３
が設けられていることによって、ネジ止めの際や使用時
にかかる負荷により、貫通孔を起点とするクラックの発
生等を抑制することができる。

【００１６】また、セラミックス基板１の両主面には、
貫通孔２が形成された部分を除いて、金属板４が接合さ
れている。この金属板４のうち少なくとも一方は回路板
として使用される。回路板として使用する際は、所定の
回路形状のものを使用してよいことは言うまでもない。
また、回路板として使用しない際の裏金属板は貫通孔を
覆うサイズでもよく、また貫通孔を覆わないサイズでも
よく、特にサイズは限定されるものではない。

【００１７】セラミックス基板１に形成される貫通孔２
は、少なくとも１つ設けられていればよいが、貫通孔２
への負荷を低減させるために複数設けることが好まし
い。貫通孔２の形成位置はセラミックス基板１やこれに
接合される金属板４の形状や大きさにより適宜選択する
ことができるが、例えばセラミックス基板１の各角部等
に形成することが好ましい。また、貫通孔２の内面のネ
ジ溝の有無は、特に限定されるものではない。

【００１８】貫通孔を複数形成する場合には、セラミッ
クス基板の長手方向の中心を通り、かつ長手方向に垂直
な直線（中心線５）を引いた場合、この中心線５に対し
て対称な位置となるように形成されていることが好まし
い。このような配置とすることにより、各貫通孔２にか
かる負荷を均等にし、クラックの発生を低減することが
可能となる。また、このような配置とすることにより、
セラミックス回路基板の方向性がなくなるため、セラミ
ックス回路基板を固定する際に左右または上下の区別な
く固定することが可能となり、作業性も向上する。

【００１９】補強部材３は必ずしも貫通孔２の両端部に
設ける必要はなく、貫通孔２の少なくとも一方の端部に
設けられていれば、貫通孔２を起点とするクラックの発
生を抑制することができる。

【００２０】補強部材３を貫通孔２の一方の端部のみに
形成する場合には、ネジ止めの際にネジの頭部が接触す
る側の貫通孔２端部に形成されていることが好ましい。
このような部分に形成されていることで、ネジ頭部とセ
ラミックス基板との直接的な接触を防ぎ、クラックの発
生を有効に抑制することが可能となる。好ましくは、貫
通孔２の両端部に補強部材３を形成することで、貫通孔
２周辺部の強度をより一層向上させることが可能とな
り、クラックの発生を有効に抑制することが可能とな
る。

【００２１】補強部材３の形状は特に制限されるもので
はないが、図１に示されるように貫通孔２の周囲に連続
的に形成されていることが好ましい。これは、補強部材
３が連続していない部分があると、その部分に負荷が集
中してしまい、クラックが発生しやすくなる場合がある
ためである。このような形状としては、例えば円状、多
角形状のものであって、その中心部に貫通孔を有するも
のが挙げられる。

【００２２】また、補強部材３は、貫通孔２の縁部から
一定の距離まで形成することが好ましい。補強部材３の
形成範囲が少ないと、クラックの発生を有効に抑制する
ことが困難となり、また形成範囲を必要以上に大きくし
ても、クラックの発生を抑制する効果は大きく変化せ
ず、かえって回路板等の金属板の形成範囲を狭めてしま
う。例えば、金属等からなるネジを利用して他部材と固
定する場合、補強部材３の形成範囲はネジの頭部と同等
の大きさ、あるいはそれより僅かに大きくすることが好
ましい。

【００２３】一応の目安として、ネジの頭部と同じ大き
さから２ｍｍ程度大きいことが好ましい。２ｍｍを超え
て大きくしても、セラミックス基板上での回路板の形成
面積が小さくなってしまうので、必ずしもよいとは言え
ない。また、補強部材３の厚さは０．１ｍｍ以上、さら
には０．１〜０．３ｍｍとすることが好ましい。補強部
材３の厚さが０．１ｍｍ未満では補強の効果が小さい。
また、０．３ｍｍを超えたものは補強の効果は十分であ
るが、補強部材として金属板を使用した場合に、あまり
厚い金属板を使用すると金属板とセラミックス基板との
熱膨張差によりセラミックス基板にクラックが生じる可
能性がでてくるので必ずしもよいとは言えない。

【００２４】なお、本発明においては必ずしもネジ溝を
有するようなネジのみに限られず、セラミックス回路基
板の貫通孔２を利用して固定する一般的な固定部材、例
えばピン状、釘状の固定部材を用いる場合であっても十
分な効果を有するものである。また、固定方法に関して
もネジ溝を利用したボルト（雄ネジ）とナット（雌ネ
ジ）のような方式で固定する方法であってもよいし、ネ
ジ溝のないネジ（ピン等の固定部材）を使用し、ネジの
先端をかしめる方式または半田等のろう材や接着剤で固
定する方式であってもよい。

【００２５】セラミックス回路基板を構成するセラミッ
クス基板としては、特に限定されるものではなく、酸化
アルミニウム（アルミナ：Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア
（ＺｒＯ）等の酸化物系セラミックス基板の他に、窒化
アルミニウム（ＡｌＮ），窒化けい素（Ｓｉ_３Ｎ_４），
窒化チタン（ＴｉＮ）等の窒化物、炭化けい素（Ｓｉ
Ｃ），炭化チタン（ＴｉＣ）等の炭化物、または窒化ホ
ウ素（ＢＮ）等の非酸化物系セラミックス基板でもよ
い。しかしながら、より高い電気絶縁性を確保するため
には、ＡｌＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２の少
なくとも１種を主成分とするセラミックス焼結体からな
るセラミックス基板が好ましい。なお、本発明における
アルミナとジルコニアの化合物とは、アルミナ：ジルコ
ニアの重量比（質量％比）が２０：８０〜８０：２０、
かつ焼結体中のアルミナとジルコニアの合計量が９０質
量％以上となるものを示すものである。

【００２６】これらのセラミックス基板には酸化イット
リウムなどの希土類化合物、酸化カルシウムなどのアル
カリ土類化合物、タングステン酸化物などの遷移金属化
合物などの各種焼結助剤等が含有されていてもよい。

【００２７】また、セラミックス基板の板厚は０．８ｍ
ｍ以下であることが好ましい。セラミックス基板の板厚
を０．８ｍｍ以下とすることにより、熱抵抗が低減さ
れ、回路基板の放熱性が向上される。また、本発明で
は、セラミックス基板の貫通孔の端部に補強部材を設け
ることにより、特に０．８ｍｍ以下といった薄いセラミ
ックス基板についてもネジ止めする際や使用時にかかる
応力によりクラックが発生することを有効に抑制するこ
とができる。

【００２８】本発明におけるより好ましいセラミックス
基板の板厚は、０．１５〜０．７ｍｍ、さらには０．１
５〜０．５ｍｍである。セラミックス基板の熱伝導率は
アルミナ基板で２０〜４０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化けい素基板
で６０〜１２０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化アルミニウム基板で１
６０〜２３０Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、銅板（４００Ｗ／
ｍ・Ｋ程度）と比べると熱伝導率は劣ってしまう。その
ため、セラミックス基板は銅板等の金属板と比べるとど
うしても熱抵抗体になってしまう。そこで、セラミック
ス基板の板厚を薄くすることにより熱抵抗を下げ、実質
的に回路基板としての放熱性を向上させる。しかしなが
ら、セラミックス基板の板厚が０．１ｍｍより薄くなる
と基板の強度が低下し、ネジ止め等の応力に耐えられな
くなるおそれがあるため本発明では好ましい板厚として
上記数値を示した。

【００２９】このようなセラミックス基板に接合される
金属板または回路板を構成する金属としては、銅、アル
ミニウム、鉄、ニッケル、クロム、銀、モリブデン、コ
バルトの単体またはその合金またはクラッド材が挙げら
れ、特に限定されるものではないが、導電性などに優れ
る銅、アルミニウムまたはその合金またはクラッド材が
好ましい。

【００３０】金属板とセラミックス基板とは、例えば直
接接合法、活性金属接合法、あるいはＡｌろう材接合ま
たは接着剤により接合される。

【００３１】以下に直接接合法による金属板の接合方法
を説明する。例えば、金属板として銅板を使用し、直接
接合法によって金属板をアルミナ基板に接合する場合に
は、酸素を１００〜１０００ｐｐｍ含有するタフピッチ
電解銅からなる銅板を使用し、さらに後述するように銅
板表面に所定厚さの酸化銅層を予め形成し、直接接合時
に発生するＣｕ−Ｏ共晶の量を増加させ、セラミックス
基板と銅板とを接合することが好ましい。

【００３２】上記酸化銅層などの酸化物層は、例えば金
属板を大気中において温度１５０〜３６０℃の範囲にて
２０〜１２０秒間加熱する表面酸化処理を実施すること
によって形成することができる。また、窒化けい素や窒
化アルミニウムのような窒化物系のセラミックス基板に
接合する場合には、あらかじめセラミックス基板の表面
に酸化膜を形成しておくことが好ましい。

【００３３】そして、セラミックス基板がアルミナ基板
の場合には、銅板を所定位置に接触配置して基板方向に
押圧した状態で銅の融点未満の温度（１０８３℃）で、
かつ銅−酸化銅の共晶温度（１０６５℃）以上に加熱
し、生成したＣｕ−Ｏ共晶化合物液相を結合剤として銅
板を直接的に接合する。また、セラミックス基板が窒化
物系のセラミックス基板の場合には、酸化膜を形成した
部分に銅板を接触配置して、上記したような加熱処理を
行う。

【００３４】また、アルミニウムからなる金属板とＳｉ
_３Ｎ_４基板とを接合する場合には、Ｓｉ_３Ｎ_４基板表面
に金属板を押圧した状態でアルミニウム−けい素の共晶
温度以上に加熱し、生成したＡｌ−Ｓｉ共晶化合物を接
合剤として金属板をＳｉ_３Ｎ _４基板表面に直接的に接合
することができる。

【００３５】このように直接接合法を使用して金属板を
セラミックス基板表面に直接接合することで、金属板と
セラミックス基板との間に、接着剤やろう材のような介
在物が存在しないため、両者間の熱抵抗が小さく、金属
板上に設けられた半導体素子等の発熱を系外に迅速に放
散させることが可能である。

【００３６】次に活性金属法による金属板の接合方法を
説明する。活性金属法では、Ｔｉ，Ｚｒ，ＨｆおよびＮ
ｂから選択される少なくとも１種の活性金属を含有し適
切な組成比を有するＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材等でセラ
ミックス基板表面に、厚さ２０μｍ前後の活性金属ろう
材層（金属接合層）を形成し、この金属接合層を介して
金属板を接合する。活性金属は、基板に対するろう材の
濡れ性を改善し、接合強度を高める作用を有する。

【００３７】活性金属ろう材の具体例としては、重量％
で上記活性金属を１〜１０％，Ｃｕを１５〜４０％，残
部が実質的にＡｇからなるろう材組成物が好適である。
また、このようなろう材にはＩｎやＳｎを添加してもよ
い。

【００３８】上記金属接合層は、このろう材組成物を有
機溶媒中に分散して調製した接合用組成物ペーストをセ
ラミックス基板表面にスクリーン印刷する等の方法で形
成される。そしてスクリーン印刷した金属接合層上に、
金属板を接触配置した状態で、真空中または不活性ガス
雰囲気中で、例えばＡｇ−Ｃｕ共晶温度（７８０℃）以
上で、かつ金属板の融点（銅の場合は１０８３℃）以下
の温度に加熱することにより、金属板が金属接合層を介
してセラミックス基板に一体に接合される。

【００３９】また、ろう材としてＡｌろう材を使用し
て、金属板とセラミックス基板とを接合してもよい。こ
のＡｌろう材としては例えばＡｌ−Ｓｉ系ろう材が挙げ
られ、この場合Ｓｉを１〜１０ｗｔ％含み、残部がＡｌ
であるようなろう材を使用することが好ましい。

【００４０】このようなろう材組成物を有機溶媒中に分
散して調製した接合用組成物ペーストをセラミックス基
板表面にスクリーン印刷する等の方法で形成し、この部
分に金属板を接触配置した状態で、真空中または不活性
ガス雰囲気中で、加熱処理することによりこれらを接合
することができる。

【００４１】セラミックス基板に設けられる補強部材と
しては、金属材料および樹脂材料等からなるものを使用
することができる。金属材料としては、上記金属板と同
様のものが使用でき、具体的には銅、アルミニウム、
鉄、ニッケル、クロム、銀、モリブデン、コバルトの単
体またはその合金またはクラッド材である。樹脂材料と
しては、ゴム、プラスチック等の各種の有機化合物が挙
げられる。

【００４２】補強部材とセラミックス基板との接合は、
補強部材が板状の金属からなるものである場合には、上
記金属板と同様の方法、すなわち直接接合法、活性金属
接合法、またはＡｌろう材接合により接合することがで
きる。補強部材が樹脂からなるものである場合には、エ
ポキシ樹脂をはじめとする各種の接着剤を用いて接合す
ることができる。特に、金属板と補強部材が同一材質の
場合は、上記直接接合法、活性金属接合法、Ａｌろう材
接合法により金属板と補強部材の接合を一度に行うこと
ができるので製造性が向上する。

【００４３】補強部材の形成は、上記したような板状の
金属あるいは樹脂を接合する他に、例えばセラミックス
基板上に樹脂材料を直接塗布して形成してもよい。ま
た、例えばセラミックス基板に、その主面全体を覆うよ
うな金属板を接合した後、この金属板をエッチングして
回路等を形成する際に、その金属板の一部を補強部材と
して利用してもよい。

【００４４】このような本発明のセラミックス回路基板
は、例えば高出力トランジスタ、パワーモジュール等の
実装に好適に使用することができる。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の実施の形態について実施例を
参照して説明する。

【００４６】（実施例１〜７、比較例１〜２）セラミッ
クス粉末を焼結助剤および粘結助剤と混合し、シート状
に形成した後、脱脂処理および焼結を行い、板厚０．６
３５ｍｍ、長辺６０ｍｍ、短辺４０ｍｍのセラミックス
基板を作製した。このセラミックス基板に、レーザー加
工にて、所定の位置に両主面間に連続する直径１ｍｍの
貫通孔を形成した。

【００４７】この後、実施例１〜３、７については、酸
素含有量１００〜３００ｐｐｍ、板厚０．３ｍｍのタフ
ピッチ銅板をセラミックス基板上に配置し、窒素雰囲気
中、１０６５〜１０８３℃の範囲内で加熱処理を行い、
銅板とセラミックス基板とを直接接合させた。

【００４８】なお、窒化アルミニウム基板については、
酸素雰囲気中、１０００〜１２５０℃の範囲内で加熱処
理を行い、基板表面に厚さ１〜３μｍのα型酸化アルミ
ニウム膜を形成した後、直接接合を行った。また、実施
例４〜６については、エポキシ樹脂系接着剤にて実施例
１と同様の金属板を接合した。

【００４９】次に、接合された銅板部分をエッチングす
ることにより金属板（回路部分）および補強部材を同時
に形成し、実施例１〜７のセラミックス回路基板を作製
した。補強部材はセラミックス基板の貫通孔の周囲に形
成し、外径３ｍｍ、内径１ｍｍとした。なお、セラミッ
クス回路基板の他方の主面の金属板については、回路を
形成せずベタパターンのままとした。また、比較のため
に、補強部材を設けない比較例１および２のセラミック
ス回路基板を作製した。なお、比較例１は直接接合法、
比較例２はエポキシ樹脂系接着剤により接合したもので
ある。また、アルミナ基板は熱伝導率２５Ｗ／ｍ・Ｋ、
窒化アルミニウム基板は１９０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化けい素
基板は９０Ｗ／ｍ・Ｋ、アルミナ−ジルコニア基板（ア
ルミナとジルコニウムの化合物）は３０Ｗ／ｍ・Ｋのも
のを使用した。

【００５０】次に、実施例および比較例のセラミックス
回路基板について、実際にネジ止めを行い、その際の基
板の割れ等の発生率を測定した。測定は各実施例、比較
例のセラミックス回路基板について、それぞれ３００枚
ずつ行った。結果を表１に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１に示されるように、直接接合あるいは
接着剤による接合のいずれの方法により補強部材を設け
た場合においても、本発明のセラミックス回路基板で
は、不良発生率が大幅に改善されていることが認められ
た。

【００５３】（実施例８〜１４、比較例３〜４）セラミ
ックス基板（縦６０ｍｍ×横４０ｍｍ×厚さ０．６３５
ｍｍ）として窒化アルミニウム基板（熱伝導率２００Ｗ
／ｍ・Ｋ）または窒化けい素基板（熱伝導率８０Ｗ／ｍ
・Ｋ）を用い、活性金属接合法またはＡｌろう材接合に
よりセラミックス基板と無酸素銅板（板厚０．２５ｍ
ｍ）あるいはアルミニウム板（板厚０．２ｍｍ）とを接
合した。なお、活性金属接合法による接合はＡｇ−２７
ｗｔ％Ｃｕ−３ｗｔ％Ｔｉろう材を用いて、８３０℃で
熱処理を行い、Ａｌろう材による接合は、Ａｌ−５ｗｔ
％Ｓｉろう材を用いて、６５０℃で熱処理を行った。

【００５４】さらに、接合された銅板またはＡｌ板部分
をエッチングすることにより金属板（回路部分）と補強
部材とを同時に形成し、セラミックス回路基板を作製し
た。補強部材はセラミックス基板の貫通孔の周囲に形成
し、外径３ｍｍ、内径１ｍｍとした。

【００５５】また、比較のために、窒化アルミニウム基
板または窒化けい素基板に同様の方法により銅板あるい
はアルミニウム板を接合し、これをエッチングすること
により金属板（回路部分）のみを設け、補強部材は設け
ない比較例３および４を作製した。

【００５６】次に、各セラミックス回路基板に対し、実
施例１と同様の測定を行った。結果を表２に示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】表２に示されるように、活性金属法または
Ａｌろう材接合により補強部材を設けた本発明のセラミ
ックス回路基板についても、不良発生率が大幅に改善さ
れていることが認められた。また、前述の直接接合法お
よび接着剤を用いた接合法と比較して、活性金属接合法
およびＡｌろう材接合法は接合強度が高いので補強部材
とセラミックス基板の接合強度が向上したためネジ止め
時の不良率が相対的に改善されたものと思われる。

【００５９】（実施例１５〜２０、比較例５〜６）次
に、セラミックス基板のサイズを変えた以外は実施例９
と同じ窒化アルミニウム基板を用いたセラミックス回路
基板を実施例１５〜１７、基板サイズを変えた以外は実
施例１２と同じ窒化けい素基板を用いたセラミックス回
路基板を実施例１８〜２０として用意し、同様にネジ止
め時の不良発生率（％）を測定した。また、比較のため
に本発明の好ましい範囲外である基板厚さを具備するも
のを比較例５、６として用意し同様の測定を行った。結
果を表３に示す。

【００６０】

【表３】

【００６１】表３からも分かる通り、本実施例にかかる
基板厚さが０．１５〜０．８ｍｍと薄いものであって
も、不良発生率は低くなった。また、窒化アルミニウム
基板と窒化けい素基板とを比べた場合、窒化けい素基板
の方が強度が高いため不良発生率が相対的に低くなっ
た。このことから、ネジ止めを行う際は窒化けい素基板
の方が好ましいことが分かった。一方、比較例５や６の
ようにセラミックス基板の板厚があまり薄いと補強部材
を設ける効果が小さいことが分かった。

【００６２】

【発明の効果】本発明のセラミックス回路基板によれ
ば、セラミックス基板に形成された少なくとも１つの貫
通孔に補強部材が設けられているため、ネジ止めの際や
使用時にかかる負荷により貫通孔からクラック等が発生
することを有効に抑制することができる。

【００６３】また、本発明のセラミックス回路基板によ
れば、セラミックス基板の貫通孔に補強部材が設けられ
ており、貫通孔からのクラック等の発生が抑制されるた
め、従来よりもセラミックス基板の厚さを薄くすること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックス基板の一例を示した外観
図

【図２】本発明のセラミックス基板の一例を示した断面
図

【図３】従来のセラミックス基板の一例を示した外観図

【符号の説明】

１…セラミックス基板、２…貫通孔、３…補強部材、４
…金属板

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックス基板の表裏両主面に金属板
が接合されたセラミックス回路基板において、前記セラ
ミックス基板は両主面間を繋ぐ貫通孔を有し、前記貫通
孔のなかから選ばれる少なくとも一つの貫通孔の少なく
とも一方の端部に補強部材が具備されていることを特徴
とするセラミックス回路基板。
【請求項２】前記補強部材は前記貫通孔の周囲に連続
的に形成され、かつ前記貫通孔の縁部から所定の範囲ま
で形成されてい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。
【請求項３】前記貫通孔は前記セラミックス回路基板
をネジ止めするための孔であることを特徴とする請求項
１または２記載のセラミックス回路基板。
【請求項４】前記補強部材が金属材料からなるもので
あることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記
載のセラミックス回路基板。
【請求項５】前記貫通孔は、前記セラミックス基板の
長手方向の中心を通り、かつ長手方向に垂直な直線に対
して対称に形成されていることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれか１項記載のセラミックス回路基板。
【請求項６】前記セラミックス基板が、窒化アルミニ
ウム、窒化けい素、アルミナ、およびアルミナとジルコ
ニアの化合物の中から選ばれる少なくとも１種を主成分
とする焼結体からなることを特徴とする請求項１乃至５
のいずれか１項記載のセラミックス回路基板。
【請求項７】前記セラミックス基板の板厚が０．８ｍ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
か１項記載のセラミックス回路基板。
【請求項８】前記補強部材が、活性金属ろう材または
Ａｌろう材を用いてセラミックス基板に接合されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の
セラミックス回路基板。
【請求項９】前記補強部材と前記金属板の材質が同じ
であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項
記載のセラミックス回路基板。