JP3170004B2 - セラミック回路基板 - Google Patents
セラミック回路基板Info
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- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
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Description
スタモジュールまたはスイッチング電源モジュール等に
適用されるセラミック回路基板に関する。
化等に伴い、電子回路の高集積、高出力、高速化等が求
められている。これに伴って、単位面積当りの発熱量が
増大する傾向となるため、回路基板では放熱性の解決が
要請される。特にインバータ回路等のパワートランジス
タモジュール用回路基板、またはスイッチング電源モジ
ュール用回路基板等については、この要請が強い。そこ
で基板材料として高熱伝導率を有するセラミックスが着
目され、既に酸化アルミニウム(Al2O3)基板、窒
化アルミニウム(AlN)基板、酸化ベリリウム(Be
O)基板等が開発され、実用化されている。
4に示すように、板状焼結体であるセラミック基板1の
一側面に、銅回路板2を接合することによって構成され
る。銅回路板2にはシリコンチップ3等が搭載され、ワ
イヤ4による必要な回路接続が行われる。機器等への実
装については、例えばアルミニウム製のヒートシンク5
に、セラミック基板1の他側面側を樹脂接着材等を介し
て載置固定することにより行われる。
との熱膨張差による変形等を防止する目的で、セラミッ
ク基板1の他側面に補助銅板6を接合することが行われ
ている。すなわち、この補助銅板6と銅回路板2とによ
って、セラミック基板1の両側面を挾持状態とし、これ
によりセラミック基板1の両側面の熱膨張度合いを均一
化させるというものである。
いては、より一層の機能性向上、小形化、薄型化等が要
請されており、これに伴って回路基板についてもコンパ
クト化とともに部品効率の向上および機能性の向上等が
追及され続けている。
回路基板について検討した場合、例えば回路接続用ワイ
ヤ4を減少できれば、さらに構成のコンパクト化および
製造工程の簡易化が図れる等の余地が生じる。その一方
で、補助銅板6は単に熱膨張差吸収の目的で利用されて
いるだけで、導電性等は特に利用されず、したがって補
助銅板6の機能性が必ずしも十分に発揮されていないと
考えられる。
ので、補助銅板のもつ導電性を有効利用して機能性を向
上し、それにより回路接続用ワイヤの減少、通電効率の
向上、その他の付加的機能を発揮できるようにして、構
成のコンパクト化等が図れるセラミック回路基板を提供
することを目的とする。
めに、本発明はセラミック基板の一側面に銅回路板、他
側面に補助銅板をそれぞれ接合したセラミック回路基板
において、前記セラミック基板に貫通孔を穿設し、この
貫通孔に埋設した銅片を介して前記銅回路板と補助銅板
とを接合し、前記セラミック基板および銅片は、前記銅
回路板および補助銅板に対し、チタン、ジルコニウムお
よびハフニウムのうち少なくとも一種を含む銀または銅
を主体とする接合層によって接合され、前記銅片は、前
記銅回路板の回路部間が補助銅板を通して接続する配置
で設けられていることを特徴とする。
ク基板が、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウムに
よって構成されていることである。
置される銅回路板と補助銅板とが、セラミック基板の貫
通孔に埋設された銅片を介して接続されているので、こ
れら銅回路板と補助銅板とが電気的に導通状態となる。
したがって、補助銅板自体のもつ導電機能を銅回路板と
関連させて種々有効的に利用できるようになる。
路板および補助銅板に対し、チタン、ジルコニウムおよ
びハフニウムのうち少なくとも一種を含む銀または銅を
主体とする接合層により接合されているので、従来のセ
ラミック回路基板の製法として適用されている活性金属
法によってセラミック基板と銅回路板および補助銅板と
を接合する工程と同時に、銅片と銅回路板および補助銅
板との接合が行えるので、製作が容易に行えるようにな
る。
路板の回路部間を接続する配置とされているため、銅回
路板の回路接続用ワイヤとの代替が可能となり、補助銅
板を銅回路板とともに電気回路の一部として利用できる
ようになる。
能となり、それにより部品数を減少して基板構成のコン
パクト化が図れるとともに、ワイヤボンディング数の減
少によって製作工数の減少も図れるようになる。
高密度の固体である銅片によって行われるから、例えば
セラミック基板の貫通孔に銅ペーストを埋設して焼結さ
れる焼結体のようなポーラス構造物で接続される場合と
比較して、通電ロスが少なく、通電効率は極めて良好な
ものとなる。
によって構成される場合には、比較的入手が容易な利点
と前記の銅片による機能性向上との利点が共に得られ、
さらにセラミック基板が窒化アルミニウムによって構成
されている場合には、熱伝導率が極めて大きく、放電性
のよい利点と前記の銅片による機能性向上との利点が共
に得られる。
参照して説明する。
インバータ回路用のパワートランジスタモジュール等に
適用されるもので、図1はセラミック回路基板を示す縦
断面図、図2は平面図である。
ミニウム基板(AlN基板)11とされており、このA
lN基板11の一側面(表面)に銅回路板12が接合さ
れている。そして、銅回路板12上にシリコンチップ1
3が搭載され、これら銅回路板12とシリコンチップ1
3とが、ワイヤ14によって接続されている。
は補助銅板15が接合されている。この補助銅板15に
よって、AlN基板11の裏面側が表面側とともに同一
熱膨張係数の金属による挾持状態とされ、AlN基板1
1と銅回路板12との熱膨張差による変形等が防止され
るようになっている。
m〜3.0mmの範囲内で適宜設定され、銅回路板12
および補助銅板15の肉厚は50μm〜3.0mmの範
囲内で適宜設定される。
の裏面側は、例えばアルミニウム製のヒートシンク16
上に、樹脂接着材等を介して電気的に絶縁された状態で
載置固定されている。
の貫通孔17が穿設され、この各貫通孔17に埋設した
銅片18が、銅回路板12および補助銅板15に接合さ
れている。
銅回路板12と補助銅板15とが互いに接合される配置
で穿設されている。また、AlN基板11および銅片1
8と、銅回路板12および補助銅板15とは、例えばチ
タンを含む銀または銅を主体とする接合層により接合さ
れている。なお、銅片18の直径は1mm以上とされて
いる。
製造は例えば次の手順で行われる。
助銅板15等を用意しておき、まずAlN基板11に複
数の貫通孔17をパンチング装置またはレーザ装置によ
って穿設する。
れ挿入するとともに、そのAlN基板11および銅片1
8と、銅回路板12および補助銅板15との接合面の必
要箇所に、混合ペーストの印刷塗布を行う。混合ペース
トは、例えば銀(Ag)または銅(Cu)を主体とし、
チタン(Ti)を含むものである。
0℃で30分)後、AlN基板11の各側面に対して銅
回路板12および補助銅板15を当接する組立てを行
い、約850℃で加熱し、活性金属法による接合を行な
わせる。
N基板11のNiと結合してTiNとなり、また同ペー
スト中のAgまたはCuは、銅回路板12、補助銅板1
5および銅片18のCuと共晶結合し、これによりAl
N基板11および銅片18と、銅回路板12および補助
銅板15とは、例えばチタンを含む銀または銅を主体と
する接合層により接合されるものである。
に代えてジルコニウム(Zr)またはハフニウム(H
f)を含むものとしてもよい。この場合には、AlN基
板11のNiとZi,Af等とが結合して接合層を形成
する。
ングおよびNiメッキ等を施し、その後、検査工程を経
て製品とする。
各側面に配置される銅回路板12と補助銅板15とが、
AlN基板11の貫通孔17に埋設された銅片18を介
して接続されるので、これら銅回路板12と補助銅板1
5とが電気的に導通状態となる。したがって、補助銅板
15自体のもつ導電機能を銅回路板12と関連させて有
効的に利用できるようになる。
5を通して銅回路板12の回路部間を接続する配置とさ
れているので、これにより銅片18が銅回路板12の回
路接続用ワイヤ(例えば図4に示す従来例の回路パター
ン間のワイヤ4a)と代替させることが可能となり、補
助銅板15を銅回路板12とともに電気回路の一部とし
て利用できるようになる。
能となり、それにより部品数を減少して基板構成のコン
パクト化が図れるとともに、ワイヤボンディング数の減
少によって製作工数の減少も図れるようになる。
板15との接続は高密度の固体である銅片18によって
行われるから、例えばAlN基板11の貫通孔に銅ペー
ストを埋設して焼結される焼結体のようなポーラス構造
物で接続される場合と比較して、通電ロスが少なく、通
電効率は極めて良好なものとなる。
宜の配線を施すことによって、補助銅板15側にダイオ
ードの役割をもたせることも可能である。
lN基板11としたので、熱伝導率が極めて大きく、放
電性のよい利点と銅片18による機能性向上との利点が
共に得られる。
および銅片18が、銅回路板12および補助銅板15に
対し、チタンを含む銀または銅を主体とする接合層によ
り接合したので、従来のセラミック回路基板の製法とし
て適用されている活性金属法によってAlN基板11と
銅回路板12および補助銅板15とを接合する工程と同
時に、銅片18と銅回路板12および補助銅板15との
接合が行えるので、製作が容易に行えるようになる。
AlN基板としたが、酸化アルミニウム(Al2O3)
によって構成することも可能である。その場合には、比
較的入手が容易な利点と前記の銅片18による機能性向
上との利点が共に得られる。
ック基板の各側面に配置される銅回路板と補助銅板とを
セラミック基板の貫通孔に埋設された銅片を介して接続
する構成とすることにより、銅回路板と補助銅板とを電
気的に導通状態として、補助銅板自体のもつ導電機能を
銅回路板と関連させて種々有効的に利用することができ
る。
路板および補助銅板に対し、チタン、ジルコニウムおよ
びハフニウムのうち少なくとも一種を含む銀または銅を
主体とする接合層により接合することにより、従来のセ
ラミック回路基板の製法として適用されている活性金属
法によってセラミック基板と銅回路板および補助銅板と
を接合する工程と同時に、銅片と銅回路板および補助銅
板との接合が行えるので、製作が容易に行える。
路板の回路部間を接続する配置としたため、銅回路板の
回路接続用ワイヤとの代替が可能となり、補助銅板を銅
回路板とともに電気回路の一部として利用することがで
きる。すなわち、ワイヤ本数を減少することができ、そ
れにより部品数を減少して基板構成のコンパクト化が図
れるとともに、ワイヤボンディング数の減少によって製
作工数の減少も図れる。この場合、銅回路板と補助銅板
との接続は高密度の固体である銅片によって行われるか
ら、通電ロスが少なく、通電効率は極めて良好なものと
なる。
によって構成した場合には、比較的入手が容易な利点と
銅片による機能性向上との利点が共に得られ、さらにセ
ラミック基板を窒化アルミニウムによって構成した場合
には、熱伝導率が極めて大きく、放電性のよい利点と銅
片による機能性向上との利点が共に得られる。
Claims (2)
- 【請求項1】 セラミック基板の一側面に銅回路板、他
側面に補助銅板をそれぞれ接合したセラミック回路基板
において、前記セラミック基板に貫通孔を穿設し、この
貫通孔に埋設した銅片を介して前記銅回路板と補助銅板
とを接合し、前記セラミック基板および銅片は、前記銅
回路板および補助銅板に対し、チタン、ジルコニウムお
よびハフニウムのうち少なくとも一種を含む銀または銅
を主体とする接合層によって接合され、前記銅片は、前
記銅回路板の回路部間が補助銅板を通して接続する配置
で設けられていることを特徴とするセラミック回路基
板。 - 【請求項2】 セラミック基板は、窒化アルミニウムま
たは酸化アルミニウムによって構成されている請求項1
に記載のセラミック回路基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28305291A JP3170004B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | セラミック回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28305291A JP3170004B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | セラミック回路基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05121844A JPH05121844A (ja) | 1993-05-18 |
JP3170004B2 true JP3170004B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=17660583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28305291A Expired - Lifetime JP3170004B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | セラミック回路基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3170004B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101182301B1 (ko) * | 2005-06-28 | 2012-09-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | Led가 실장된 인쇄회로기판 |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP28305291A patent/JP3170004B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05121844A (ja) | 1993-05-18 |
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