JPS59121890A - セラミツクスと金属との接合体 - Google Patents

セラミツクスと金属との接合体

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JPS59121890A
JPS59121890A JP22722182A JP22722182A JPS59121890A JP S59121890 A JPS59121890 A JP S59121890A JP 22722182 A JP22722182 A JP 22722182A JP 22722182 A JP22722182 A JP 22722182A JP S59121890 A JPS59121890 A JP S59121890A
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JP
Japan
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metal
ceramic
plate
metal plate
component mounting
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JP22722182A
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水野谷　信幸
小浜　一
杉浦　康之
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/022—Processes for manufacturing precursors of printed circuits, i.e. copper-clad substrates
    • 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
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal

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  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Ceramic Products (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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、ジャイアントトランジスターモジュール用基
板やスイッチング電源モジュール用基板などの半導体モ
ジュール用基板等として使用される、反りのないセラミ
ックスと金属との接合体に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、セラミック板に銅等の金属板を接合させた半導体
モジュール用基板が知られている。
このようなセラミックスと金属との接合体の製造は従来
、セラミック板をメタライズ処理することにより行われ
ていたが、近年、この方法に代ってセラミック板に金属
板を接触させ、加熱して直接セラミック板と金属板とを
接合する方法が検討されるようになってきている。
しかしながら、この方法ではセラミック板の片面のみに
金属板を接合させると反りが生じたり、また接合させる
金属板の板厚が厚いとセラミック板が割れたりするとい
う問題があった。
ま、た、半導体モジュール用基板として使用する場合、
部品搭載の半田付けの際に基板に反りが生ずるという問
題もあった。
［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
、部品搭載側のための半田付けの際に基板の反りや割れ
等がなく、また放熱性や耐電圧特性の改善された半導体
モジュール用基板として有用なセラミックスと金属との
接合体を提供することを目的とする。
［発明の概要］ すなわち本発明のセラミックスと金属との接合体は、セ
ラミック板の両面に、セラミック板の板厚より薄い板厚
の金属板を接触配置させた状態で加熱し接合させてなる
ことを特徴とする。
［発明の実施例］ 次に本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図（ａ　）は
第１図の上面図、第２図（ｂ）は第１図の底面図である
。
図において符号１は板厚Ｔが約０．５〜１．０鮨のアル
ミナ、窒化アルミニウム等のセラミック板であり、その
セラミック板１の両面に板厚ｔ１、ｔ２の銅、アルミニ
ウム等の金属板２ａ、２ｂが配置され、加熱により接合
されている。
しかして、本発明においてはセラミック板の板厚Ｔが金
属板２ａ、２ｂの板厚ｔ１、ｔ２より大きく、また金属
板のうち板厚の厚い方に部品３を搭載するのが好ましい
。セラミック板の板厚を金属板の板厚より厚くした理由
は、セラミック板の板厚を薄くするとセラミック板にク
ランクが生じることによる。また部品搭載側の金属板の
板厚を他方の金属板の板厚より厚くするのは部品搭載側
の金属板の板厚が薄いと半田付けの際に反りが生ずる理
由による。
さらにまた、反りを防止するために、部品搭載側の金属
板すなわちパターンの形成された金属板２ａの面積が第
２図（ａ　）、（ｂ）に見られるように、もう一方の金
属板２ｂの面積の５０％以上とし、またこのもう一方の
金属板２ｂにスリット４を形成するのが望ましい。また
部品搭載側の金属板において、部品搭載部分を伯の部分
より厚くすれば熱伝導が良くなり、熱抵抗が小さくなる
ので好ましい。
さらにまた、耐電圧特性を改善するために、部品搭載側
の金属板のかどに第２図（ａ　）に示すように、アール
をつけるのが望ましい。アールはＯ９１寵アール以上が
好ましい。また、−置局板表面の結晶粒の大きざを１０
〜１０００μｍすなわち表面の凹凸を５〜１５μ籍にす
れば粒界が少なくなり、電気抵抗が小さくなるので好ま
しい。
なおセラミック板１と金属板２ａおよび２ｂとの接合は
、例えば次のようにして行なう。
すなわち、セラミック板１の両面に金属板、例えば酸素
を１００〜２０００１］Ｄｍ含有する銅板あるいは表面
を酸化処理された銅板を配置し、不活性ガス雰囲気、例
えば窒素ガス中で１０６５〜１０８３℃で加熱させる。
あるいは耐水を含有しないあるいは酸化処理されていな
い銅板を使用する場合は、酸素を０．０３〜０．１ｖｏ
１％を含むガス雰囲気中で加熱させることにより行なう
。
「発明の効果］ このように形成されたセラミックスと金属との接合体は
、セラミック板にクラックが生じることがなく、また反
りも生じることがない。さらにまた、部品搭載のための
半田付（ブの際に反りが生じないので、半導体モジュー
ル用基板として有効である。
また、セラミック板の裏面にも金属板が形成されている
ので放熱性に優れ、特にセラミック板に窒化アルミニウ
ムを使用した場合は放熱性にも優れたものとなるＰ
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ　
）は第１図の上面図、第２図（ｂ　）は第１図の底面図
である。 １・・・・・・・・・・・・セラミック板２ａ　、２ｂ
・・・金属板 ３・・・・・・・・・・・・部　品 代理人弁理士　　　則　近　憲　佑 （ばか１名） 第１図 第？図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）セラミック板の両面に、セラミック板の板厚より
    薄い板厚の金属板を接触配置させた状態で加熱し接合さ
    せてなることを特徴とするセラミックスと金属との接合
    体。 （２）セラミックスと金属との接合体は、半導体モジュ
    ール用基板である特許請求の範囲第１項記載のセラミッ
    クスと金属との接合体。 （３）セラミック板の両面に接合させる金属板の板厚を
    異なるようにし、板厚の厚い方の金属板上に部品を搭載
    する特許請求の範囲第２項記載のセラミックスと金属と
    の接合体。 （４）部品搭載側の金属板の面積がもう一方の金属板の
    面積の５０％以上である特許請求の範囲第３項記載のセ
    ラミックスと金属との接合体。 （５〉部品搭載側でない金属板にはスリットが形成され
    ている第３項また第４項記載のセラミックスと金属との
    接合体。 （６）部品搭載側の金属板において、部品搭載部分が他
    の部分より厚い特許請求の範囲第３項〜第５項のいずれ
    か１項記載のセラミックスと金属との接合体。 （７）部品搭載側の金属板のかどにはアールがつけられ
    ている特許請求の範囲第２項〜第６項記載のいずれか１
    項記載のセラミックスと金属との接合体。 （８）金属板表面の結晶粒の大きざが１０〜１０００μ
    ｍである特許請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項
    記載のセラミックスと金属との接合体。
JP22722182A 1982-12-28 1982-12-28 セラミツクスと金属との接合体 Granted JPS59121890A (ja)

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