JP3007086U - 絶縁基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板に反りを発生させず、放熱板上に密着し
た状態で半田付けでき、また、基板上に固着される半導
体チップの特性を劣化させることがない絶縁基板を得る
こと。 【構成】 銅層１３の長手方向の略中間位置にスリット
状の非固着部１４を設ける。これにより上記銅層１３に
半導体チップ等の部品を搭載して半田付けしても絶縁基
板１０自体に反りは発生しない。従って、放熱板に密着
した状態で半田付けできると共に、機械的ストレスを加
えないので、半導体チップの特性に悪影響を与えること
もない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複合半導体装置等の基板として使用される窒化アルミニュウム板を 有する絶縁基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

複合半導体装置の基板として、例えば図４に示すような絶縁基板が使用される 。この絶縁基板１は、アルミナや窒化アルミニュウム板２等を基板とし、該基板 の両主面に銅層３等の金属層が形成されている。そして、上面の金属層上には、 図示を省略したが半導体チップ、外部導出端子等が半田付けされた構成となって いる。 ところで、特に電力用の複合半導体装置においては、上記絶縁基板１の上面に 搭載される半導体チップからの発熱を効率良く放熱板へ伝達するために、熱伝導 率の良好な窒化アルミニュウム板２からなる基板が多用されている。この窒化ア ルミニュウム板２を使用した絶縁基板１は、図５の断面図に示すように、板厚（ ｔ３）＝数ｍｍの窒化アルミニュウム板２の両主面に銅層３が物理的に固着され ている。

【０００３】 上記の絶縁基板１の下面は、図示を省略した放熱板との半田付けのために比較 的薄い厚さｔ２の銅層３とし、また、該絶縁基板１の上面は、電流が流れるため に、下面よりも厚くした厚さｔ１の銅層３からなるパターンが形成されている。 上記の各銅層３の厚さｔ１，ｔ２は、例えばｔ１＝０．３〜０．５ｍｍ、ｔ２ ＝０．１〜０．３ｍｍ程度である。 上記の絶縁基板１の上面に図示しない半導体チップ、外部導出端子、その他の 電子部品を半田付けすると、図６に示すように窒化アルミニュウム板２と銅層３ との熱膨張率の差及び銅層３の両面の厚さの差等に起因する反りｔ４が発生する 。その反りｔ４は窒化アルミニュウム板２の長手方向の寸法によって異なるが、 例えば長手方向の寸法が約７０ｍｍの時に、反りｔ４は１００〜２００μｍ程度 発生する。 上記の絶縁基板１は次の工程で放熱板上に半田付けするが、この反りｔ４のた めに、該絶縁基板１の下面が放熱板上に密着しない事態が生じる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の絶縁基板は、上記のように構成されているので、次のような解決すべき 課題があった。 （１）窒化アルミニュウム板２と銅層３との熱膨張率の差及び銅層３の両面の厚 さの差等に起因して反りｔ４が発生するために、放熱板上に密着させた状態で半 田付けすることができない。 （２）機械的力を付与して無理に反りｔ４を矯正しようとすると、窒化アルミニ ュウム板２上に固着させた半導体チップに機械的ストレスが加わり特性が劣化す る。

【０００５】

【考案の目的】

本考案は、上記のような各課題を解決するためになされたもので、基板に反り を発生させず、放熱板上に密着した状態で半田付けでき、また、基板上に固着さ れる半導体チップの特性を劣化させることがない絶縁基板を提供することを目的 とするものである。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】

本考案の絶縁基板は、両主面に銅層が固着された窒化アルミニュウム板を有し 、該アルミニュウム板の一方の主面に形成された銅層の長手方向の略中間位置に スリット状の非固着部を少なくとも１箇所以上設けたことを特徴とするものであ る。

【０００７】

【作用】

本考案の絶縁基板は、銅層の長手方向の略中間位置にスリット状の非固着部を 設けたので、上記銅層に半導体チップ等の部品を搭載して半田付けしても絶縁基 板自体に反りは発生しない。従って、放熱板に密着した状態で半田付けできると 共に、機械的ストレスを加えないので、半導体チップの特性に悪影響を与えるこ ともない。

【０００８】

【実施例】

以下に、本考案の実施例を図１乃至図３を参照して説明する。 これらの図において、１０は絶縁基板全体を示している。この絶縁基板１０は 窒化アルミニュウム板１１を基板とし、該窒化アルミニュウム板１１の下面には 、例えば０．２ｍｍの厚みの銅層１２が略全面に固着されている。 窒化アルミニュウム板１１の上面には所定のパターンの銅層１３が、例えば厚 み０．４ｍｍで形成されている。その時、絶縁基板１０の長手方向の中間部に、 すなわち銅層１３の鎖線で示す部分が窒化アルミニュウム板１１に固着されない スリット状の非固着部１４を設ける。この非固着部１４は、窒化アルミニュウム 板１１の表面に銅層１３を固着する場合に、窒化アルミニュウム板１１の表面を 活性化して銅層１３の固着を図るが、その場合に図示の鎖線の部分の窒化アルミ ニュウム板１１の表面は、活性化をしないで処理することにより容易に形成され る。

【０００９】 次に、上記のようにして形成した絶縁基板１０の上面に従来と同様に半導体チ ップ、外部導出端子、その他の電子部品を搭載して半田付けする。 以上の構成によれば、半田付けした後に絶縁基板１０に殆ど反りが発生しない 。 これは、窒化アルミニュウム板１１と銅層１３との間に非固着部１４が存在す るために、当該窒化アルミニュウム板１１と銅層１３との熱膨張率の差を、かか る非固着部１４における銅層１３側で吸収するためと考えられる。

【００１０】 次に、本発明の第２の実施例を図３に基づいて説明する。 この実施例では、窒化アルミニュウム板１１の上面に固着させる銅層１３の内 側に凹部１５を形成するようにしたものである。そしてこの凹部１５の部分を非 固着部とし、他の部分を窒化アルミニュウム板１１に固着させたものである。 上記の構成の絶縁基板１０によれば、銅層１３の凹部１５で窒化アルミニュウ ム板１１との熱膨張率の差を吸収することができ、第１の実施例と同様の効果が 得られる。 なお、上記の凹部１５及び第１の実施例における非固着部１４は、半導体チッ プ等の発熱部品がそれらの直上に搭載されない部分に設けるものとする。

【００１１】

【考案の効果】

以上のように、本考案の絶縁基板は、銅層の長手方向の略中間位置にスリット 状の非固着部を設けたので、上記銅層に半導体チップ等の部品を搭載して半田付 けしても絶縁基板自体に反りは発生しない。従って、放熱板に密着した状態で半 田付けできると共に、機械的ストレスを加えないので、半導体チップの特性に悪 影響を与えることもないなどの優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す絶縁基板の平面図
である。

【図２】上記図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であ
る。

【図３】本考案の第２の実施例を示す絶縁基板の断面図
である。

【図４】従来の絶縁基板の平面図である。

【図５】上記図４におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図であ
る。

【図６】従来の絶縁基板を用いて上面銅層上に半導体チ
ップ等を半田付けした場合の絶縁基板の反りの状態を説
明するための断面図である。

【符号の説明】

１０ 絶縁基板 １１ 窒化アルミニュウム板 １２，１３ 銅層 １４ 非固着部 １５ 凹部

【手続補正書】

【提出日】平成６年８月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 窒化アルミニュウム板の両主面に銅層が
   固着されたアルミニュウム基板を備え、該アルミニュウ
   ム基板の一方の主面に形成された銅層の長手方向の略中
   間位置にスリット状の非固着部を少なくとも１箇所以上
   設けたことを特徴とする絶縁基板。
2. 【請求項２】 前記非固着部は、銅層を凹状にして窒化
   アルミニュウム基板の表面との間に所定の隙間を形成す
   るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の絶縁基
   板。
3. 【請求項３】 前記窒化アルミニュウム基板は、一方の
   主面に固着されている銅層の厚みが他方の主面に固着さ
   れている銅層の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項
   １又は請求項２に記載の絶縁基板。