JPH08274423A - セラミックス回路基板 - Google Patents
セラミックス回路基板Info
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- JPH08274423A JPH08274423A JP7295295A JP7295295A JPH08274423A JP H08274423 A JPH08274423 A JP H08274423A JP 7295295 A JP7295295 A JP 7295295A JP 7295295 A JP7295295 A JP 7295295A JP H08274423 A JPH08274423 A JP H08274423A
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- Japan
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- ceramic circuit
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- ceramic
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
Landscapes
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷熱サイクルが付加された場合等において
も、セラミックス基板のクラック発生や強度低下を有効
に防止することができ、しかも製造工程的に有利な機械
加工によっても金属板の変形を防止し得る、信頼性に優
れたセラミックス回路基板を提供する。 【構成】 セラミックス基板１に銅板２、３等の金属板
を、直接接合法や活性金属法等で接合して構成したセラ
ミックス回路基板４において、銅板２の接合面と反対面
側の外周縁部内側に、例えば外周縁部に沿って所定の間
隔で直線状に不連続な溝７が形成されている。
も、セラミックス基板のクラック発生や強度低下を有効
に防止することができ、しかも製造工程的に有利な機械
加工によっても金属板の変形を防止し得る、信頼性に優
れたセラミックス回路基板を提供する。 【構成】 セラミックス基板１に銅板２、３等の金属板
を、直接接合法や活性金属法等で接合して構成したセラ
ミックス回路基板４において、銅板２の接合面と反対面
側の外周縁部内側に、例えば外周縁部に沿って所定の間
隔で直線状に不連続な溝７が形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷熱サイクルの付加等
に対する信頼性を向上させたセラミックス回路基板に関
する。
に対する信頼性を向上させ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や
スイッチング電源モジュール等の比較的高電力を扱う半
導体部品の搭載用基板等として、セラミックス基板上に
銅板等の金属板を接合したセラミックス回路基板が用い
られている。
スイッチング電源モジュール等の比較的高電力を扱う半
導体部品の搭載用基板等として、セラミックス基板上に
銅板等の金属板を接合したセラミックス回路基板が用い
られている。
【０００３】上述したようなセラミックス回路基板の製
造方法、すなわちセラミックス基板と金属板との接合方
法としては、Ti、Zr、Hf、Nb等の活性金属を Ag-Cuろう
材等に 1〜 10%添加した活性金属ろう材を用いる方法
（活性金属法）や、金属板として酸素を 100〜 1000ppm
含有するタフピッチ電解銅や表面を 1〜10μm 酸化させ
た銅を用いてセラミックス基板と銅板とを直接接合させ
る、いわゆる直接接合法（ＤＢＣ法：ダイレクト・ボン
ディング・カッパー法）等が知られている。
造方法、すなわちセラミックス基板と金属板との接合方
法としては、Ti、Zr、Hf、Nb等の活性金属を Ag-Cuろう
材等に 1〜 10%添加した活性金属ろう材を用いる方法
（活性金属法）や、金属板として酸素を 100〜 1000ppm
含有するタフピッチ電解銅や表面を 1〜10μm 酸化させ
た銅を用いてセラミックス基板と銅板とを直接接合させ
る、いわゆる直接接合法（ＤＢＣ法：ダイレクト・ボン
ディング・カッパー法）等が知られている。
【０００４】例えば直接接合法においては、まず所定形
状に打ち抜かれた厚さ 0.3〜 0.5mmの銅回路板を、酸化
アルミニウム焼結体や窒化アルミニウム焼結体等からな
る厚さ 0.6〜 1.0mmのセラミックス基板上に接触配置さ
せて加熱し、接合界面に Cu-Cu2 O の共晶液相を生成さ
せ、この液相でセラミックス基板の表面を濡らした後、
液相を冷却固化することによって、セラミックス基板と
銅回路板とが接合される。このような直接接合法を適用
したセラミックス回路基板は、セラミックス基板と銅回
路板との接合強度が強く、またメタライズ層やろう材層
を必要としない単純構造なので小型高実装化が可能であ
る等の長所を有しており、また製造工程の短縮化を図る
こともできる。
状に打ち抜かれた厚さ 0.3〜 0.5mmの銅回路板を、酸化
アルミニウム焼結体や窒化アルミニウム焼結体等からな
る厚さ 0.6〜 1.0mmのセラミックス基板上に接触配置さ
せて加熱し、接合界面に Cu-Cu2 O の共晶液相を生成さ
せ、この液相でセラミックス基板の表面を濡らした後、
液相を冷却固化することによって、セラミックス基板と
銅回路板とが接合される。このような直接接合法を適用
したセラミックス回路基板は、セラミックス基板と銅回
路板との接合強度が強く、またメタライズ層やろう材層
を必要としない単純構造なので小型高実装化が可能であ
る等の長所を有しており、また製造工程の短縮化を図る
こともできる。
【０００５】ところで、上述した直接接合法や活性金属
法等により金属板をセラミックス基板に接合したセラミ
ックス回路基板においては、大電流を流せるように金属
板の厚さを 0.3〜 0.5mmと厚くしているため、熱履歴に
対して信頼性に乏しいという問題があった。すなわち、
熱膨張率が大きく異なるセラミックス基板と金属板とを
接合すると、接合後の冷却過程や冷熱サイクルの付加に
より、上記熱膨張差に起因する熱応力が発生する。この
応力は接合部付近のセラミックス基板側に圧縮と引張り
の残留応力分布として存在し、特に金属板の外周端部と
近接するセラミックス部分に残留応力の主応力が作用す
る。この残留応力は、セラミックス基板にクラックを生
じさせたり、あるいは金属板剥離の発生原因等となる。
また、セラミックス基板にクラックが生じないまでも、
セラミックス基板の強度を低下させるという悪影響を及
ぼす。
法等により金属板をセラミックス基板に接合したセラミ
ックス回路基板においては、大電流を流せるように金属
板の厚さを 0.3〜 0.5mmと厚くしているため、熱履歴に
対して信頼性に乏しいという問題があった。すなわち、
熱膨張率が大きく異なるセラミックス基板と金属板とを
接合すると、接合後の冷却過程や冷熱サイクルの付加に
より、上記熱膨張差に起因する熱応力が発生する。この
応力は接合部付近のセラミックス基板側に圧縮と引張り
の残留応力分布として存在し、特に金属板の外周端部と
近接するセラミックス部分に残留応力の主応力が作用す
る。この残留応力は、セラミックス基板にクラックを生
じさせたり、あるいは金属板剥離の発生原因等となる。
また、セラミックス基板にクラックが生じないまでも、
セラミックス基板の強度を低下させるという悪影響を及
ぼす。
【０００６】上述した残留応力のうち、金属板の接合後
の冷却過程で発生する熱応力に基くものは、冷却速度の
調節等によりある程度までは低減できるものの、実使用
時における搭載部品からの発熱等に起因する残留応力
は、外的条件によっては低減することができず、重大な
問題となっている。このため、上記したようなセラミッ
クス回路基板は、通常、セラミックス基板の裏面にも表
面すなわち半導体部品の実装部と同一あるいは 5〜 30%
薄い金属板を接合して、セラミックス回路基板の反りを
防止しているが、残留応力の問題は根本的には解決され
ていない。
の冷却過程で発生する熱応力に基くものは、冷却速度の
調節等によりある程度までは低減できるものの、実使用
時における搭載部品からの発熱等に起因する残留応力
は、外的条件によっては低減することができず、重大な
問題となっている。このため、上記したようなセラミッ
クス回路基板は、通常、セラミックス基板の裏面にも表
面すなわち半導体部品の実装部と同一あるいは 5〜 30%
薄い金属板を接合して、セラミックス回路基板の反りを
防止しているが、残留応力の問題は根本的には解決され
ていない。
【０００７】上述したような熱応力や残留応力による問
題、すなわち接合強度の低下やクラックの発生等への対
応策として、例えば特公平 5-25397号公報には、金属板
としての銅板の外周端部を薄肉形状（薄肉部）、具体的
には外周端部を段付き形状やテーパー形状とすることが
記載されている。また、特開平3-145748号公報には、金
属板の外周縁部に沿った内側に溝を形成することが記載
されている。これにより、金属板の外周端部に集中する
応力を溝で分散させることによって、接合強度の低下や
クラックの発生等を防止している。
題、すなわち接合強度の低下やクラックの発生等への対
応策として、例えば特公平 5-25397号公報には、金属板
としての銅板の外周端部を薄肉形状（薄肉部）、具体的
には外周端部を段付き形状やテーパー形状とすることが
記載されている。また、特開平3-145748号公報には、金
属板の外周縁部に沿った内側に溝を形成することが記載
されている。これにより、金属板の外周端部に集中する
応力を溝で分散させることによって、接合強度の低下や
クラックの発生等を防止している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のセラミックス回路基板における熱履歴に対する
信頼性の向上手法のうち、特公平 5-25397号公報に記載
されている手法では、金属板外周端部の薄肉部を回路パ
ターンの形成と同時にエッチング等で形成しているため
に製造工程が繁雑となり、製造工数の増大を招いてい
た。
た従来のセラミックス回路基板における熱履歴に対する
信頼性の向上手法のうち、特公平 5-25397号公報に記載
されている手法では、金属板外周端部の薄肉部を回路パ
ターンの形成と同時にエッチング等で形成しているため
に製造工程が繁雑となり、製造工数の増大を招いてい
た。
【０００９】また、特開平3-145748号公報においても、
同様に金属板の外周縁部に沿った溝をエッチング法で形
成することが主に記載されている。エッチング法によれ
ば、回路パターンの形成と同時に溝を形成することがで
きるものの、上述したようにエッチング法は工程が複雑
で、製造工数の増大を招くといった難点を有している。
さらに、溝を金型等を用いた機械加工により形成するこ
とも示されているが、この機械加工による方法で金属板
の外周縁部の内側全周にわたって溝を形成した場合、押
圧等により溝を形成する際に押圧部周辺の金属板に塑性
変形が発生し、これに伴って特に金属板中央部にゆがみ
等の変形が発生する。この金属板の変形は、金属板の接
合不良あるいは接合強度低下の原因となってしまう。
同様に金属板の外周縁部に沿った溝をエッチング法で形
成することが主に記載されている。エッチング法によれ
ば、回路パターンの形成と同時に溝を形成することがで
きるものの、上述したようにエッチング法は工程が複雑
で、製造工数の増大を招くといった難点を有している。
さらに、溝を金型等を用いた機械加工により形成するこ
とも示されているが、この機械加工による方法で金属板
の外周縁部の内側全周にわたって溝を形成した場合、押
圧等により溝を形成する際に押圧部周辺の金属板に塑性
変形が発生し、これに伴って特に金属板中央部にゆがみ
等の変形が発生する。この金属板の変形は、金属板の接
合不良あるいは接合強度低下の原因となってしまう。
【００１０】このようなことから、金属板接合後の冷却
過程や冷熱サイクルの付加により、金属板に生じる熱応
力や残留応力を分散、緩和して、セラミックス基板のク
ラック発生や強度低下を有効に防止すると共に、製造工
程の簡略化が図れる機械加工によっても金属板の変形を
防止し得る技術が強く求められている。
過程や冷熱サイクルの付加により、金属板に生じる熱応
力や残留応力を分散、緩和して、セラミックス基板のク
ラック発生や強度低下を有効に防止すると共に、製造工
程の簡略化が図れる機械加工によっても金属板の変形を
防止し得る技術が強く求められている。
【００１１】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、冷熱サイクルが付加された場合等に
おいても、金属板に生じる熱応力や残留応力を分散させ
ることにより金属板の外周端部への応力集中を緩和し、
セラミックス基板のクラック発生や強度低下を有効に防
止することができ、しかも製造工程的に有利な機械加工
によっても金属板の変形を防止し得る、信頼性や製造性
に優れる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。
になされたもので、冷熱サイクルが付加された場合等に
おいても、金属板に生じる熱応力や残留応力を分散させ
ることにより金属板の外周端部への応力集中を緩和し、
セラミックス基板のクラック発生や強度低下を有効に防
止することができ、しかも製造工程的に有利な機械加工
によっても金属板の変形を防止し得る、信頼性や製造性
に優れる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。
【００１２】
【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、請求項１に記載したように、セラミックス基
板と、前記セラミックス基板の少なくとも表面に接合さ
れた金属板とを具備するセラミックス回路基板におい
て、前記金属板の前記セラミックス基板との接合面と反
対面側の外周縁部内側に、不連続な溝が形成されている
ことを特徴としている。
路基板は、請求項１に記載したように、セラミックス基
板と、前記セラミックス基板の少なくとも表面に接合さ
れた金属板とを具備するセラミックス回路基板におい
て、前記金属板の前記セラミックス基板との接合面と反
対面側の外周縁部内側に、不連続な溝が形成されている
ことを特徴としている。
【００１３】また、本発明の他のセラミックス回路基板
は、請求項８に記載したように、セラミックス基板と、
前記セラミックス基板の表裏両面にそれぞれ接合された
金属板とを具備するセラミックス回路基板において、前
記表裏両面の金属板の前記セラミックス基板との接合面
と反対面側の外周縁部内側に、それぞれ不連続な溝が形
成されていることを特徴としている。
は、請求項８に記載したように、セラミックス基板と、
前記セラミックス基板の表裏両面にそれぞれ接合された
金属板とを具備するセラミックス回路基板において、前
記表裏両面の金属板の前記セラミックス基板との接合面
と反対面側の外周縁部内側に、それぞれ不連続な溝が形
成されていることを特徴としている。
【００１４】ここで、本発明のセラミックス回路基板に
おいては、セラミックス基板に接合された全ての金属板
に上記不連続な溝が形成されていることが好ましいが、
セラミックス基板に接合された少なくとも 1つの金属板
に上記不連続な溝が形成されていれば本発明に包含され
るものである。また、金属板の全周でなくても包含され
る。
おいては、セラミックス基板に接合された全ての金属板
に上記不連続な溝が形成されていることが好ましいが、
セラミックス基板に接合された少なくとも 1つの金属板
に上記不連続な溝が形成されていれば本発明に包含され
るものである。また、金属板の全周でなくても包含され
る。
【００１５】上述した本発明のセラミックス回路基板の
より好ましい形態としては、請求項２に記載したよう
に、前記金属板のうち応力が集中しやすい角部には前記
溝が形成されている形態が挙げられ、さらには請求項３
に記載したように、前記不連続な溝はプレス加工により
形成された溝である形態、請求項４に記載したように、
前記不連続な溝は前記金属板の外周縁部に沿って直線状
に形成されている形態、請求項５に記載したように、前
記不連続な溝の長さをＬ0 、近接する前記不連続な溝間
の最短距離をＬ1 としたとき、1/10Ｌ0 ≦Ｌ1 ≦ 1/2Ｌ
0 を満足する形態が挙げられる。ここで、本発明のセラ
ミックス回路基板に用いられるセラミックス基板として
は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素の他ムラ
イト等、特に限定されず広く適用である。
より好ましい形態としては、請求項２に記載したよう
に、前記金属板のうち応力が集中しやすい角部には前記
溝が形成されている形態が挙げられ、さらには請求項３
に記載したように、前記不連続な溝はプレス加工により
形成された溝である形態、請求項４に記載したように、
前記不連続な溝は前記金属板の外周縁部に沿って直線状
に形成されている形態、請求項５に記載したように、前
記不連続な溝の長さをＬ0 、近接する前記不連続な溝間
の最短距離をＬ1 としたとき、1/10Ｌ0 ≦Ｌ1 ≦ 1/2Ｌ
0 を満足する形態が挙げられる。ここで、本発明のセラ
ミックス回路基板に用いられるセラミックス基板として
は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素の他ムラ
イト等、特に限定されず広く適用である。
【００１６】
【作用】本発明のセラミックス回路基板においては、金
属板の接合面と反対面側の外周縁部内側に不連続な溝を
形成している。ここで、金属板の接合後の冷却過程で発
生する熱応力や冷熱サイクルの付加等による熱応力、ま
たそれらに基く残留応力は、金属板の外周縁部内側に設
けられた不連続な溝により分散されるため、金属板の外
周端部への応力集中が緩和される。これにより、金属板
の外周端部での応力値自体を低減することができるた
め、従来問題となっていたセラミックス基板のクラック
発生や強度低下等を有効に防止することが可能となる。
属板の接合面と反対面側の外周縁部内側に不連続な溝を
形成している。ここで、金属板の接合後の冷却過程で発
生する熱応力や冷熱サイクルの付加等による熱応力、ま
たそれらに基く残留応力は、金属板の外周縁部内側に設
けられた不連続な溝により分散されるため、金属板の外
周端部への応力集中が緩和される。これにより、金属板
の外周端部での応力値自体を低減することができるた
め、従来問題となっていたセラミックス基板のクラック
発生や強度低下等を有効に防止することが可能となる。
【００１７】そして、本発明のセラミックス回路基板に
おいては、上述した応力の分散を不連続な溝により達成
しているため、機械加工により溝を形成しても、機械加
工時の押圧による金属板の変形を溝と溝の間の溝非形成
領域により緩和することができる。従って、機械加工時
における金属板、特に金属板中央部の変形を防止するこ
とが可能となる。ただし、金属板の角部近傍は特に熱応
力や残留応力が集中するため、溝が形成されていること
が好ましい。
おいては、上述した応力の分散を不連続な溝により達成
しているため、機械加工により溝を形成しても、機械加
工時の押圧による金属板の変形を溝と溝の間の溝非形成
領域により緩和することができる。従って、機械加工時
における金属板、特に金属板中央部の変形を防止するこ
とが可能となる。ただし、金属板の角部近傍は特に熱応
力や残留応力が集中するため、溝が形成されていること
が好ましい。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【００１９】図１は、本発明の一実施例によるセラミッ
クス回路基板の構造を示す図である。同図において、１
はセラミックス基板であり、このセラミックス基板１の
表面１ａには金属板として銅板２が接合されている。ま
た、セラミックス基板１の裏面１ｂにも、同様に銅板３
が接合されており、これらによりセラミックス回路基板
４が構成されている。
クス回路基板の構造を示す図である。同図において、１
はセラミックス基板であり、このセラミックス基板１の
表面１ａには金属板として銅板２が接合されている。ま
た、セラミックス基板１の裏面１ｂにも、同様に銅板３
が接合されており、これらによりセラミックス回路基板
４が構成されている。
【００２０】ここで、上記セラミックス基板１として
は、酸化アルミニウム焼結体、ムライト焼結体(3Al2 O
3 −2SiO2 ）等の酸化物系焼結体から、窒化アルミニウ
ム焼結体、窒化ケイ素焼結体等の非酸化物系焼結体ま
で、各種のセラミックス焼結体からなる基板を用いるこ
とができ、用途や要求特性に応じて適宜選択して使用す
ることが可能である。なお、非酸化物系の焼結体を使用
する際には、その表面に酸化物層を形成した後に用いる
ことが好ましい場合がある。
は、酸化アルミニウム焼結体、ムライト焼結体(3Al2 O
3 −2SiO2 ）等の酸化物系焼結体から、窒化アルミニウ
ム焼結体、窒化ケイ素焼結体等の非酸化物系焼結体ま
で、各種のセラミックス焼結体からなる基板を用いるこ
とができ、用途や要求特性に応じて適宜選択して使用す
ることが可能である。なお、非酸化物系の焼結体を使用
する際には、その表面に酸化物層を形成した後に用いる
ことが好ましい場合がある。
【００２１】また、図１に示すセラミックス回路基板４
における銅板２、３は、セラミックス基板１に対して直
接接合法、いわゆるＤＢＣ法により接合されている。こ
のようなＤＢＣ法を利用する場合の銅板２、３として
は、タフピッチ銅のような酸素を 100〜3000ppm の割合
で含有する銅を用いることが好ましいが、接合時の条件
によっては無酸素銅を用いることも可能である。なお、
銅や銅合金の単板に代えて、セラミックス基板１との接
合面が少なくとも銅により構成されている他の金属部材
とのクラッド板等を用いることもできる。
における銅板２、３は、セラミックス基板１に対して直
接接合法、いわゆるＤＢＣ法により接合されている。こ
のようなＤＢＣ法を利用する場合の銅板２、３として
は、タフピッチ銅のような酸素を 100〜3000ppm の割合
で含有する銅を用いることが好ましいが、接合時の条件
によっては無酸素銅を用いることも可能である。なお、
銅や銅合金の単板に代えて、セラミックス基板１との接
合面が少なくとも銅により構成されている他の金属部材
とのクラッド板等を用いることもできる。
【００２２】セラミックス基板１の表面１ａ側に接合さ
れた銅板２は、半導体部品等の実装部となるものであ
り、所望の回路形状にパターニングされている。また、
セラミックス基板１の裏面１ｂ側に接合された銅板３
は、接合時におけるセラミックス基板１の反り等を防止
するものであり、中央付近から 2分割された状態でほぼ
セラミックス基板１の裏面１ｂ全面に接合、形成されて
いる。裏面１ｂ側の銅板３には、半導体部品等の実装部
となる銅板２と同じ厚さのものを使用してもよいが、銅
板２の厚さの70〜 90%の厚さの銅板を使用することが好
ましい。
れた銅板２は、半導体部品等の実装部となるものであ
り、所望の回路形状にパターニングされている。また、
セラミックス基板１の裏面１ｂ側に接合された銅板３
は、接合時におけるセラミックス基板１の反り等を防止
するものであり、中央付近から 2分割された状態でほぼ
セラミックス基板１の裏面１ｂ全面に接合、形成されて
いる。裏面１ｂ側の銅板３には、半導体部品等の実装部
となる銅板２と同じ厚さのものを使用してもよいが、銅
板２の厚さの70〜 90%の厚さの銅板を使用することが好
ましい。
【００２３】ここで、図１に示したセラミックス回路基
板４は、セラミックス基板１に銅板２、３をＤＢＣ法に
より接合したものであるが、例えば図２に示すように、
銅板２、３を活性金属法でセラミックス基板１に接合し
たセラミックス回路基板５であってもよい。上記活性金
属法は、例えばTi、Zr、Hf、Nb等から選ばれた少なくと
も 1種の活性金属を含むろう材（以下、活性金属含有ろ
う材と記す）層６を介して、セラミックス基板１と銅板
２、３とを接合する方法である。用いる活性金属含有ろ
う材の組成としては、例えば Ag-Cuの共晶組成（72wt%A
g-28wt%Cu)もしくはその近傍組成の Ag-Cu系ろう材やCu
系ろう材を主体とし、これに 1〜10重量% のTi、Zr、H
f、Nb等から選ばれた少なくとも 1種の活性金属を添加
した組成等が例示される。なお、活性金属含有ろう材に
Inのような低融点金属を添加して用いることもできる。
板４は、セラミックス基板１に銅板２、３をＤＢＣ法に
より接合したものであるが、例えば図２に示すように、
銅板２、３を活性金属法でセラミックス基板１に接合し
たセラミックス回路基板５であってもよい。上記活性金
属法は、例えばTi、Zr、Hf、Nb等から選ばれた少なくと
も 1種の活性金属を含むろう材（以下、活性金属含有ろ
う材と記す）層６を介して、セラミックス基板１と銅板
２、３とを接合する方法である。用いる活性金属含有ろ
う材の組成としては、例えば Ag-Cuの共晶組成（72wt%A
g-28wt%Cu)もしくはその近傍組成の Ag-Cu系ろう材やCu
系ろう材を主体とし、これに 1〜10重量% のTi、Zr、H
f、Nb等から選ばれた少なくとも 1種の活性金属を添加
した組成等が例示される。なお、活性金属含有ろう材に
Inのような低融点金属を添加して用いることもできる。
【００２４】図１に示したセラミックス回路基板４のよ
うに、銅板２、３をセラミックス基板１にＤＢＣ法で接
合したものは、単純構造で高接合強度が得られ、また製
造工程を簡易化できる等の利点を有する。また、図２に
示したセラミックス回路基板５のように、銅板２、３を
セラミックス基板１に活性金属法で接合したものは、高
接合強度が得られると共に、活性金属含有ろう材層６が
応力緩和層としても機能するため、より信頼性の向上が
図れる。このようなことから、要求特性や用途等に応じ
て接合法を選択することが好ましい。
うに、銅板２、３をセラミックス基板１にＤＢＣ法で接
合したものは、単純構造で高接合強度が得られ、また製
造工程を簡易化できる等の利点を有する。また、図２に
示したセラミックス回路基板５のように、銅板２、３を
セラミックス基板１に活性金属法で接合したものは、高
接合強度が得られると共に、活性金属含有ろう材層６が
応力緩和層としても機能するため、より信頼性の向上が
図れる。このようなことから、要求特性や用途等に応じ
て接合法を選択することが好ましい。
【００２５】また、活性金属法によりセラミックス基板
１に金属板を接合する場合には、銅板に限らず、用途に
応じて各種の金属板、例えばニッケル板、タングステン
板、モリブデン板、これらの合金板やクラッド板（銅板
とのクラッド板を含む）等を用いることも可能である。
１に金属板を接合する場合には、銅板に限らず、用途に
応じて各種の金属板、例えばニッケル板、タングステン
板、モリブデン板、これらの合金板やクラッド板（銅板
とのクラッド板を含む）等を用いることも可能である。
【００２６】そして、上述したセラミックス回路基板
４、５においては、図３に示すように、半導体部品等の
実装部となる銅板２の外周縁部内側に、不連続な溝７が
外周縁部に沿って、すなわち銅板２の各回路パターン部
の外周縁部に沿って形成されている。不連続な溝７は、
製造工程の繁雑化を避けると共に、製造工数の低減を図
るために、金型を用いたプレス加工等の機械加工により
形成することが望ましい。ただし、必ずしも他の形成方
法の適用を除外するものではない。
４、５においては、図３に示すように、半導体部品等の
実装部となる銅板２の外周縁部内側に、不連続な溝７が
外周縁部に沿って、すなわち銅板２の各回路パターン部
の外周縁部に沿って形成されている。不連続な溝７は、
製造工程の繁雑化を避けると共に、製造工数の低減を図
るために、金型を用いたプレス加工等の機械加工により
形成することが望ましい。ただし、必ずしも他の形成方
法の適用を除外するものではない。
【００２７】ここで、上述した銅板２（金属板）の外周
縁部内側とは、図４に示すように銅板２の幅Ｄを基準と
して、外周縁部から中央方向へ向って銅板２の幅Ｄの 1
/3以内の部分とする。すなわち、銅板２の幅Ｄを基準と
して、外周縁部を含まない外周縁部から中央方向に両側
1/3Ｄ以内の部分を外周縁部内側（図４においては斜線
で示す）とし、銅板２の幅Ｄの中央 1/3の部分を中央部
とする。不連続な溝７の形成領域が上記外周縁部内側を
超えて中央部に達すると、銅板２の外周端部の応力集中
を十分に緩和できなくなると共に、実装面積の低下を招
くことになる。上述した不連続な溝７は、銅板２の各回
路パターン部の外周縁部に沿って、所定の間隔で直線状
に形成することが好ましい。このように、不連続な溝７
を直線状に形成することによって、銅板２の外周端部へ
の応力集中を効率的に緩和、言い換えると応力を効率的
に分散させることができる。不連続な溝７を構成する各
単体溝７ａの形状、すなわち単体溝７ａの幅Ｗおよび長
さＬ0 は、後述する単体溝７ａの形成間隔や銅板２の大
きさ等にもよるが、幅Ｗを 0.2〜 1.0mmの範囲、長さＬ
0 を20mm以下の範囲とすることが好ましい。単体溝７ａ
の幅Ｗが 0.2mm未満の場合には、十分に応力を分散でき
ないおそれがあり、また 1.0mmを超えると銅板２の強度
低下を招きやすくなると共に、実装面積の低下を招くこ
とになる。幅Ｗのさらに好ましい範囲は同様の理由から
0.4〜 0.8mmである。また、各単体溝７ａの長さＬ0 が
20mmを超えると、溝非形成領域の減少に伴って銅板２の
変形を十分に抑制できないおそれがある。各単体溝７ａ
の最小長さは特に限定されるものではないが、銅板２の
外周端部への応力集中を効率的に緩和するという点から
2mm以上とすることが好ましい。
縁部内側とは、図４に示すように銅板２の幅Ｄを基準と
して、外周縁部から中央方向へ向って銅板２の幅Ｄの 1
/3以内の部分とする。すなわち、銅板２の幅Ｄを基準と
して、外周縁部を含まない外周縁部から中央方向に両側
1/3Ｄ以内の部分を外周縁部内側（図４においては斜線
で示す）とし、銅板２の幅Ｄの中央 1/3の部分を中央部
とする。不連続な溝７の形成領域が上記外周縁部内側を
超えて中央部に達すると、銅板２の外周端部の応力集中
を十分に緩和できなくなると共に、実装面積の低下を招
くことになる。上述した不連続な溝７は、銅板２の各回
路パターン部の外周縁部に沿って、所定の間隔で直線状
に形成することが好ましい。このように、不連続な溝７
を直線状に形成することによって、銅板２の外周端部へ
の応力集中を効率的に緩和、言い換えると応力を効率的
に分散させることができる。不連続な溝７を構成する各
単体溝７ａの形状、すなわち単体溝７ａの幅Ｗおよび長
さＬ0 は、後述する単体溝７ａの形成間隔や銅板２の大
きさ等にもよるが、幅Ｗを 0.2〜 1.0mmの範囲、長さＬ
0 を20mm以下の範囲とすることが好ましい。単体溝７ａ
の幅Ｗが 0.2mm未満の場合には、十分に応力を分散でき
ないおそれがあり、また 1.0mmを超えると銅板２の強度
低下を招きやすくなると共に、実装面積の低下を招くこ
とになる。幅Ｗのさらに好ましい範囲は同様の理由から
0.4〜 0.8mmである。また、各単体溝７ａの長さＬ0 が
20mmを超えると、溝非形成領域の減少に伴って銅板２の
変形を十分に抑制できないおそれがある。各単体溝７ａ
の最小長さは特に限定されるものではないが、銅板２の
外周端部への応力集中を効率的に緩和するという点から
2mm以上とすることが好ましい。
【００２８】また、直線状に配列された不連続な溝７
は、上述した各単体溝７ａの長さＬ0に対して近接する
単体溝７ａ間の最短距離Ｌ1 が、1/10Ｌ0 ≦Ｌ1 ≦ 1/2
Ｌ0 を満足するように形成することが好ましい。不連続
な溝７の形成間隔（近接する単体溝７ａ間の最短距離Ｌ
1 ）があまり大きすぎると、具体的にはＬ1 ＞ 1/2Ｌ0
となると、溝形成による応力の分散効果を十分に得られ
ないおそれがあり、一方不連続な溝７の形成間隔があま
り小さすぎると、具体的にはＬ1 ＜1/10Ｌ0 となると、
溝非形成領域による銅板２の変形抑制効果が十分に得ら
れなくなるおそれがある。
は、上述した各単体溝７ａの長さＬ0に対して近接する
単体溝７ａ間の最短距離Ｌ1 が、1/10Ｌ0 ≦Ｌ1 ≦ 1/2
Ｌ0 を満足するように形成することが好ましい。不連続
な溝７の形成間隔（近接する単体溝７ａ間の最短距離Ｌ
1 ）があまり大きすぎると、具体的にはＬ1 ＞ 1/2Ｌ0
となると、溝形成による応力の分散効果を十分に得られ
ないおそれがあり、一方不連続な溝７の形成間隔があま
り小さすぎると、具体的にはＬ1 ＜1/10Ｌ0 となると、
溝非形成領域による銅板２の変形抑制効果が十分に得ら
れなくなるおそれがある。
【００２９】不連続な溝７は、上述したような形成間隔
を満足していれば溝非形成領域の位置等が特に限定され
るものではないが、銅板２の角部近傍には溝が形成され
るように、各単体溝７ａを配置することが望ましい。こ
れは、銅板２の角部近傍は特に熱応力や残留応力が集中
するためである。また、不連続な溝７を構成する各単体
溝７ａの長さＬ0 は、全て同一としなければならないも
のではなく、上述した各条件を満足する範囲内で適宜変
更することが可能である。
を満足していれば溝非形成領域の位置等が特に限定され
るものではないが、銅板２の角部近傍には溝が形成され
るように、各単体溝７ａを配置することが望ましい。こ
れは、銅板２の角部近傍は特に熱応力や残留応力が集中
するためである。また、不連続な溝７を構成する各単体
溝７ａの長さＬ0 は、全て同一としなければならないも
のではなく、上述した各条件を満足する範囲内で適宜変
更することが可能である。
【００３０】不連続な溝７の縦断面形状は、図５に示す
ように深さ方向にほぼ均等な形状であっても、また図６
に示すように逆三角形状であってもよい。ただし、その
深さｄは銅板２の厚さｔの 1/3〜 2/3の範囲とすること
が好ましい。不連続な溝７の深さが銅板２の厚さｔの 1
/3未満であると、応力の分散効果が不十分となるおそれ
があり、また厚さｔの 2/3を超えると銅板２の強度低下
等を招きやすくなる。また、不連続な溝７の形成位置、
すなわち銅板２の外周縁部から溝７までの最短距離Ｌ2
は、銅板２の厚さや大きさ等によっても異なるが、 0.3
〜 1.0mmとすることが好ましい。不連続な溝７の形成位
置を示す距離Ｌ2 が 0.3mm未満であると、銅板２の形状
維持能が低下し、また距離Ｌ2 が 1.0mmを超えると銅板
２の外周端部での応力集中を十分に緩和できないおそれ
がある。
ように深さ方向にほぼ均等な形状であっても、また図６
に示すように逆三角形状であってもよい。ただし、その
深さｄは銅板２の厚さｔの 1/3〜 2/3の範囲とすること
が好ましい。不連続な溝７の深さが銅板２の厚さｔの 1
/3未満であると、応力の分散効果が不十分となるおそれ
があり、また厚さｔの 2/3を超えると銅板２の強度低下
等を招きやすくなる。また、不連続な溝７の形成位置、
すなわち銅板２の外周縁部から溝７までの最短距離Ｌ2
は、銅板２の厚さや大きさ等によっても異なるが、 0.3
〜 1.0mmとすることが好ましい。不連続な溝７の形成位
置を示す距離Ｌ2 が 0.3mm未満であると、銅板２の形状
維持能が低下し、また距離Ｌ2 が 1.0mmを超えると銅板
２の外周端部での応力集中を十分に緩和できないおそれ
がある。
【００３１】以上半導体部品等の実装部となるセラミッ
クス基板１の表面１ａに接合する銅板２について詳述し
たが、セラミックス基板１の裏面１ｂに接合する銅板３
についても、表面１ａ側の銅板２と同様に、その外周縁
部内側に不連続な溝７を形成することが好ましい。特
に、放熱性等の点から比較的厚い銅板（金属板）を用い
る場合には、裏面１ｂ側の銅板３にも不連続な溝７を形
成することが望ましい。裏面１ｂ側の銅板３に形成する
不連続な溝７の形状や形成間隔等は、表面１ａ側の銅板
２に形成する不連続な溝７に準ずるものとする。
クス基板１の表面１ａに接合する銅板２について詳述し
たが、セラミックス基板１の裏面１ｂに接合する銅板３
についても、表面１ａ側の銅板２と同様に、その外周縁
部内側に不連続な溝７を形成することが好ましい。特
に、放熱性等の点から比較的厚い銅板（金属板）を用い
る場合には、裏面１ｂ側の銅板３にも不連続な溝７を形
成することが望ましい。裏面１ｂ側の銅板３に形成する
不連続な溝７の形状や形成間隔等は、表面１ａ側の銅板
２に形成する不連続な溝７に準ずるものとする。
【００３２】上述したセラミックス回路基板４は、例え
ば以下のようにして製造される。すなわち、例えばタフ
ピッチ銅のような酸素含有銅板を、所定形状（銅板２に
関しては回路パターン形状）に加工すると共に、その外
周縁部内側に例えば直線状に不連続な溝７をプレス加工
等の機械加工により形成する。このような不連続な溝７
を有する銅板２、３をセラミックス基板上にそれぞれ接
触配置し、銅の融点（1356K)以下で銅と酸化銅の共晶温
度（1338K)以上の温度で加熱することにより、セラミッ
クス回路基板４を作製する。この加熱の際の雰囲気は、
銅板として酸素含有銅板を使用する場合には不活性ガス
雰囲気とすることが好ましい。
ば以下のようにして製造される。すなわち、例えばタフ
ピッチ銅のような酸素含有銅板を、所定形状（銅板２に
関しては回路パターン形状）に加工すると共に、その外
周縁部内側に例えば直線状に不連続な溝７をプレス加工
等の機械加工により形成する。このような不連続な溝７
を有する銅板２、３をセラミックス基板上にそれぞれ接
触配置し、銅の融点（1356K)以下で銅と酸化銅の共晶温
度（1338K)以上の温度で加熱することにより、セラミッ
クス回路基板４を作製する。この加熱の際の雰囲気は、
銅板として酸素含有銅板を使用する場合には不活性ガス
雰囲気とすることが好ましい。
【００３３】また、セラミックス回路基板５は、例えば
以下のようにして製造される。まず、上記セラミックス
回路基板４と同様に、不連続な溝７を有する銅板２、３
を用意する。一方、前述したような活性金属含有ろう材
をペースト化したものを、例えばセラミックス基板１側
に塗布する。ろう材層の塗布厚は、冷熱サイクル特性の
向上を図る上で、加熱接合後のろう材層６の層厚があま
り厚くならないようにすることが好ましい。次に、ろう
材ペーストを塗布したセラミックス基板１上に、銅板
２、３をそれぞれ積層配置し、使用したろう材に応じた
温度で熱処理することにより、セラミックス回路基板５
を作製する。
以下のようにして製造される。まず、上記セラミックス
回路基板４と同様に、不連続な溝７を有する銅板２、３
を用意する。一方、前述したような活性金属含有ろう材
をペースト化したものを、例えばセラミックス基板１側
に塗布する。ろう材層の塗布厚は、冷熱サイクル特性の
向上を図る上で、加熱接合後のろう材層６の層厚があま
り厚くならないようにすることが好ましい。次に、ろう
材ペーストを塗布したセラミックス基板１上に、銅板
２、３をそれぞれ積層配置し、使用したろう材に応じた
温度で熱処理することにより、セラミックス回路基板５
を作製する。
【００３４】上述したような構成のセラミックス回路基
板４、５においては、銅板２、３の接合後の冷却過程で
発生する熱応力や冷熱サイクルの付加等による熱応力、
およびそれらに基く残留応力は、銅板２、３の外周縁部
内側に設けられた不連続な溝７により分散されて、銅板
２、３の各外周端部への応力集中が緩和される。これに
より、銅板２、３の外周端部での応力値自体が低減する
ため、従来問題となっていたセラミックス基板１のクラ
ック発生や強度低下等を有効に防止することができる。
そして、上述した応力の分散を不連続な溝７により達成
しているため、不連続な溝７の形成にプレス加工等の機
械加工を適用しても、銅板２、３特にその中央部の変形
を防止することができる。従って、銅板２、３の変形に
よる接合強度の低下等を招くことなく、製造工程の簡略
化および製造工数の低減が実現できる。
板４、５においては、銅板２、３の接合後の冷却過程で
発生する熱応力や冷熱サイクルの付加等による熱応力、
およびそれらに基く残留応力は、銅板２、３の外周縁部
内側に設けられた不連続な溝７により分散されて、銅板
２、３の各外周端部への応力集中が緩和される。これに
より、銅板２、３の外周端部での応力値自体が低減する
ため、従来問題となっていたセラミックス基板１のクラ
ック発生や強度低下等を有効に防止することができる。
そして、上述した応力の分散を不連続な溝７により達成
しているため、不連続な溝７の形成にプレス加工等の機
械加工を適用しても、銅板２、３特にその中央部の変形
を防止することができる。従って、銅板２、３の変形に
よる接合強度の低下等を招くことなく、製造工程の簡略
化および製造工数の低減が実現できる。
【００３５】次に、上記実施例の具体例およびその評価
結果について述べる。
結果について述べる。
【００３６】実施例１ まず、セラミックス基板１として、表面に厚さ 4μm 酸
化物層を有する厚さ0.7mmの窒化アルミニウム基板を用
意すると共に、外周縁部内側に直線状の不連続な溝７を
外周縁部に沿ってプレス加工により形成した、タフピッ
チ銅（酸素含有量:300ppm)からなる所定形状の厚さ 0.3
mmの銅板２、３を用意した。不連続な溝７の形状は、縦
断面形状を図５に示した深さ方向にほぼ均等形状とする
と共に、各単体溝７ａの幅Ｗを 0.5mm、長さＬ0 を10m
m、深さｄを0.15mmとし、近接する各単体溝７ａ間の最
短距離Ｌ1 を 2mm（=0.2Ｌ0 ）とし、また形成位置は銅
板２、３の外周縁部からの距離Ｌ2 が 0.5mmとなるよう
にした。
化物層を有する厚さ0.7mmの窒化アルミニウム基板を用
意すると共に、外周縁部内側に直線状の不連続な溝７を
外周縁部に沿ってプレス加工により形成した、タフピッ
チ銅（酸素含有量:300ppm)からなる所定形状の厚さ 0.3
mmの銅板２、３を用意した。不連続な溝７の形状は、縦
断面形状を図５に示した深さ方向にほぼ均等形状とする
と共に、各単体溝７ａの幅Ｗを 0.5mm、長さＬ0 を10m
m、深さｄを0.15mmとし、近接する各単体溝７ａ間の最
短距離Ｌ1 を 2mm（=0.2Ｌ0 ）とし、また形成位置は銅
板２、３の外周縁部からの距離Ｌ2 が 0.5mmとなるよう
にした。
【００３７】そして、図１に示したように、窒化アルミ
ニウム基板１の両面に 2枚の銅板２、３をそれぞれ直接
接触配置し、窒素ガス雰囲気中にて 1348Kの条件で加熱
して接合させ、目的とするセラミックス回路基板４を得
た。
ニウム基板１の両面に 2枚の銅板２、３をそれぞれ直接
接触配置し、窒素ガス雰囲気中にて 1348Kの条件で加熱
して接合させ、目的とするセラミックス回路基板４を得
た。
【００３８】このようにして得たセラミックス回路基板
４に対して熱サイクル試験(TCT:233K ×30分＋RT×10分
＋398K×30分を 1サイクルとする）を施し、この熱サイ
クル付加時における応力分布を測定した。その結果を図
７に示す。なお、図７における比較例（一点鎖線で示
す）は、不連続な溝を有しない銅板２′を用いる以外は
上記実施例１と同一条件で作製したセラミックス回路基
板に対して、同一条件で熱サイクルを付加した際の応力
分布の測定結果である。
４に対して熱サイクル試験(TCT:233K ×30分＋RT×10分
＋398K×30分を 1サイクルとする）を施し、この熱サイ
クル付加時における応力分布を測定した。その結果を図
７に示す。なお、図７における比較例（一点鎖線で示
す）は、不連続な溝を有しない銅板２′を用いる以外は
上記実施例１と同一条件で作製したセラミックス回路基
板に対して、同一条件で熱サイクルを付加した際の応力
分布の測定結果である。
【００３９】図７から明らかなように、銅板２、３の外
周縁部に沿って不連続な溝７を形成することにより、冷
熱サイクル付加時の応力は不連続な溝７により分散さ
れ、外周端部の応力は不連続な溝を有しない比較例に比
べて明らかに低減されていることが分かる。これによ
り、窒化アルミニウム基板のクラック発生や強度低下等
を防止することが可能となる。ちなみに、実施例１のセ
ラミックス回路基板は、100サイクルの TCT後において
もクラックが発生しなかったのに対して、比較例による
セラミックス回路基板は 100サイクルで窒化アルミニウ
ム基板の 35%にクラックが生じた。
周縁部に沿って不連続な溝７を形成することにより、冷
熱サイクル付加時の応力は不連続な溝７により分散さ
れ、外周端部の応力は不連続な溝を有しない比較例に比
べて明らかに低減されていることが分かる。これによ
り、窒化アルミニウム基板のクラック発生や強度低下等
を防止することが可能となる。ちなみに、実施例１のセ
ラミックス回路基板は、100サイクルの TCT後において
もクラックが発生しなかったのに対して、比較例による
セラミックス回路基板は 100サイクルで窒化アルミニウ
ム基板の 35%にクラックが生じた。
【００４０】また、不連続な溝７をプレス加工により形
成した際には、銅板２、３に変形等が生じなかったのに
対し、同様にプレス加工により銅板の外周縁部に沿って
全周に溝を形成した場合には銅板の中央部に変形が発生
するものがあった。また、プレス加工時には変形が小さ
い銅板であっても、窒化アルミニウム基板との加熱接合
や放冷の際に変形が発生していた。
成した際には、銅板２、３に変形等が生じなかったのに
対し、同様にプレス加工により銅板の外周縁部に沿って
全周に溝を形成した場合には銅板の中央部に変形が発生
するものがあった。また、プレス加工時には変形が小さ
い銅板であっても、窒化アルミニウム基板との加熱接合
や放冷の際に変形が発生していた。
【００４１】実施例２ セラミックス基板１として、厚さ 0.6mmの窒化アルミニ
ウム基板を用意すると共に、外周縁部内側に直線状の不
連続な溝７を外周縁部に沿ってプレス加工により形成し
た所定形状の厚さ 0.3mmの銅板２、３とを用意した。不
連続な溝７の形状は、縦断面形状を図５に示した深さ方
向にほぼ均等形状とすると共に、各単体溝７ａの幅Ｗを
0.5mm、長さＬ0 を10mm、深さｄを0.15mmとし、近接す
る各単体溝７ａ間の最短距離Ｌ1 を 2mm（=0.2Ｌ0 ）と
し、また形成位置は銅板２、３の外周縁部からの距離Ｌ
2 が 0.5mmとなるようにした。
ウム基板を用意すると共に、外周縁部内側に直線状の不
連続な溝７を外周縁部に沿ってプレス加工により形成し
た所定形状の厚さ 0.3mmの銅板２、３とを用意した。不
連続な溝７の形状は、縦断面形状を図５に示した深さ方
向にほぼ均等形状とすると共に、各単体溝７ａの幅Ｗを
0.5mm、長さＬ0 を10mm、深さｄを0.15mmとし、近接す
る各単体溝７ａ間の最短距離Ｌ1 を 2mm（=0.2Ｌ0 ）と
し、また形成位置は銅板２、３の外周縁部からの距離Ｌ
2 が 0.5mmとなるようにした。
【００４２】そして、図２に示したように、窒化アルミ
ニウム基板の両面に、In:Ag:Cu:Ti=14.0:59.0:23.0:4.0
組成の活性金属含有ろう材をペースト化したものを塗布
し、この塗布層を介して銅板２、３を積層配置した後、
窒素ガス雰囲気中にて加熱して接合させ、目的とするセ
ラミックス回路基板５を得た。
ニウム基板の両面に、In:Ag:Cu:Ti=14.0:59.0:23.0:4.0
組成の活性金属含有ろう材をペースト化したものを塗布
し、この塗布層を介して銅板２、３を積層配置した後、
窒素ガス雰囲気中にて加熱して接合させ、目的とするセ
ラミックス回路基板５を得た。
【００４３】このようにして得たセラミックス回路基板
５に対して熱サイクル試験を実施例１と同一条件下で実
施したところ、実施例１と同様な良好な結果が得られ、
冷熱サイクルに対する信頼性に優れることを確認した。
また、上記銅板２、３に不連続な溝７をプレス加工で形
成した後の変形についても実施例１と同様であった。
５に対して熱サイクル試験を実施例１と同一条件下で実
施したところ、実施例１と同様な良好な結果が得られ、
冷熱サイクルに対する信頼性に優れることを確認した。
また、上記銅板２、３に不連続な溝７をプレス加工で形
成した後の変形についても実施例１と同様であった。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
クス回路基板によれば、冷熱サイクルが付加された場合
等においても、金属板に生じる熱応力や残留応力を不連
続な溝により分散させることで、金属板の外周端部への
応力集中を緩和することができると共に、製造工程的に
有利な機械加工によっても金属板の変形を防止すること
ができる。従って、製造工程の簡略化および製造工数の
低減を図った上で、冷熱サイクルの付加等によるセラミ
ックス基板のクラック発生や強度低下を有効に防止する
ことができ、信頼性および製造性に優れたセラミックス
回路基板を提供することが可能となる。
クス回路基板によれば、冷熱サイクルが付加された場合
等においても、金属板に生じる熱応力や残留応力を不連
続な溝により分散させることで、金属板の外周端部への
応力集中を緩和することができると共に、製造工程的に
有利な機械加工によっても金属板の変形を防止すること
ができる。従って、製造工程の簡略化および製造工数の
低減を図った上で、冷熱サイクルの付加等によるセラミ
ックス基板のクラック発生や強度低下を有効に防止する
ことができ、信頼性および製造性に優れたセラミックス
回路基板を提供することが可能となる。
【図１】 本発明の一実施例によるセラミックス回路基
板の構造を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は
その断面図である。
板の構造を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は
その断面図である。
【図２】 本発明の他の実施例によるセラミックス回路
基板の構造を示す断面図である。
基板の構造を示す断面図である。
【図３】 本発明における不連続な溝の一形状例を示す
図である。
図である。
【図４】 本発明における不連続な溝の形成位置を示す
図である。
図である。
【図５】 本発明における不連続な溝の縦断面形状の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図６】 本発明における不連続な溝の縦断面形状の他
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図７】 本発明の一実施例によるセラミックス回路基
板に熱サイクルを付加した際の銅板端部近傍の応力分布
の測定結果を従来例と比較して示す図である。
板に熱サイクルを付加した際の銅板端部近傍の応力分布
の測定結果を従来例と比較して示す図である。
１……セラミックス基板 ２、３……銅板 ４、５……セラミックス回路基板 ６……活性金属含有ろう材層 ７……不連続な溝
Claims (8)
- 【請求項１】 セラミックス基板と、前記セラミックス
基板の少なくとも表面に接合された金属板とを具備する
セラミックス回路基板において、 前記金属板の前記セラミックス基板との接合面と反対面
側の外周縁部内側に、不連続な溝が形成されていること
を特徴とするセラミックス回路基板。 - 【請求項２】 請求項１記載のセラミックス回路基板に
おいて、 前記金属板の角部には、前記溝が形成されていることを
特徴とするセラミックス回路基板。 - 【請求項３】 請求項１記載のセラミックス回路基板に
おいて、 前記不連続な溝は、プレス加工により形成された溝であ
ることを特徴とするセラミックス回路基板。 - 【請求項４】 請求項１記載のセラミックス回路基板に
おいて、 前記不連続な溝は、前記金属板の外周縁部に沿って直線
状に形成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５】 請求項１記載のセラミックス回路基板に
おいて、 前記不連続な溝の長さをＬ0 、近接する前記不連続な溝
間の最短距離をＬ1 としたとき、1/10Ｌ0 ≦Ｌ1 ≦ 1/2
Ｌ0 を満足することを特徴とするセラミックス回路基
板。 - 【請求項６】 請求項１記載のセラミックス回路基板に
おいて、 前記金属板は、前記セラミックス基板に直接接合法によ
り接合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７】 請求項１記載のセラミックス回路基板に
おいて、 前記金属板は、前記セラミックス基板に活性金属法によ
り接合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８】 セラミックス基板と、前記セラミックス
基板の表裏両面にそれぞれ接合された金属板とを具備す
るセラミックス回路基板において、 前記表裏両面の金属板の前記セラミックス基板との接合
面と反対面側の外周縁部内側に、それぞれ不連続な溝が
形成されていることを特徴とするセラミックス回路基
板。
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