JPS62224995A - パワ−モジュ−ル基盤の製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パワーモジュール基盤の製造方法に関する。

さらに詳しくは、複数個の成形銅板がタブ部分により互
いに連結された形の成形銅板集合体を酸化物セラミック
ス基板に直接接合させ、接合後、該タブ部分を切り取る
事により、熱放散性に優れ、回路構成されたパワーモジ
ュール基盤を製造する方法を提供する事に関する。

［従来の技術］ 従来のパワーモジュール基盤ｌｉｔ造方法では、酸化物
セラミックス基盤に、モリブデン又はタングステンをメ
タライズさせ、ニッケルメッキし、その後、ハンダ付け
を行ない銅の熱拡散板を接合させている。しかし、この
ような従来技術の方法では回路構成が比較的容易なため
、熱伝導度の悪いモリブデンおよびタングステンが用い
られ、放熱性に欠点があった。又、特開昭４９−１７３
８１号公報に詳細に述べられている様に、酸化物セラミ
ックスと銅どを直接接触させて・接合させる直接接合法
があるが、銅板を回路構成した時、多くの小さな要素に
分かれるため、酸化物セラミックス基盤上に精度よく配
置し、直接接合することは難しく、高コストとなる欠点
がある。さらに、酸化物セラミックス基盤の表面に銅を
メッキづるパワーモジコール基盤の製造方法があるが、
酸化物セラミックス基盤上の銅メッキの厚さが薄いため
、放熱性に劣り、熱を多量に発生する電子部品を搭載す
ると、故障の原因となる欠点があり、又、銅メッキを行
なうために、酸化物セラミックス基盤の表面処理が必要
となり、高コストどなる欠点がある。

又、酸化物セラミックスＭ盤に接合された銅に、必要な
回路構成を行なう方法として、エツチングが考えられる
が、接合された銅が厚い場合、エツチングが表面から行
なわれていくため、第５図に示すごとく、レジストを塗
布した表面層と、酸化物セラミックスどの接合面に差が
生じ、精度のよい回路構成が行なえない欠点がある。

［発明が解決しようとＪる問題点］ 本発明は、上述のごとき欠点がなく、しかも安価なパワ
ーモジコール基盤の製造方法を提供せんとするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、回路構成された要素となる銅板部分がタブ部
分でつなぎ合わされた形の複数の銅板の集合体をプレス
で成形加工してつくり、次に酸化物セラミックス基盤に
タブ部分が接触しない様にするため、プレスで成形加工
された成形銅板の回路構成された各要素部分だ【プをレ
ジストでおおい、露出したタブ部分を１ツヂングにより
各要素部分より薄くシ、次いでレジストを除去し、酸化
物セラミックス基盤上に精度よく配置して直接接合させ
た後、接合されずに残っているタブ部分を、カッターあ
るいはルータ等で除去することからなるパワーモジュー
ル基盤のＬｕ方法を提供せんとするものである。

回路構成された要素となる銅板部分がタブでつなぎ合わ
された状態の銅板集合体をプレスで成形加工してつくり
、酸化物セラミックス基盤上に精度よく配置し、直接接
合さゼる時、タブ部分と回路構成された各要素の銅板と
なる部分の厚さが同一であれば、タブ部分も接合され、
接合後タブ部分の除去が必要となる。そこで、タブ部分
を接合させないため、プレスで成形した銅板の回路構成
された各要素部分をレジストでおおい、タブ部分だけを
エツチングにより、板厚を、各要素より薄くし、レジス
トを除去したあと、酸化物セラミックス基盤上に精度よ
く配置し、直接接合させると、タブ部分は、回路構成さ
れた各要素部分の銅板より板厚が薄いので、酸化物セラ
ミックス基盤に接触しないため、接合せず、カッターあ
るいはルータ等で容易に除去出来る。タブ部分のエツチ
ングは、回路構成された各要素となる部分の成形銅板を
酸化物セラミックスＭ！２！上に精度よく配置して直接
接合を行う際に、タブ部分が酸化物セラミックス基盤に
接触しない程度であればよい。このようにエツチングの
程度を最小限に留めれば、エツチングによる銅板サイド
のアンダーカットが大きくならないので、成形銅板の板
厚が厚くても、精度よく回路構成された、パワーモジュ
ール基盤が製造出来る。

酸化物セラミックス基盤に直接接合される成形銅板部分
が厚くなるに従い、タブ部分の板厚を、切除可能な厚さ
にエツチングする必要性を生じる。

しかし、厚さ方向に、一方向からのみエツチングを続け
ると、アンダーカットが著しくなり、垂直なエツジを呈
ざなくなる。そこで成形銅板の回路構成された各要素部
分をレジストでおおい、タブ部分を両面からエツチング
し、エツチングサイドのアンダーカットが著しくならな
い程度でエツチングを止め、レジストを除去し、酸化物
セラミックス基盤上に、精度良く配置し、直接接合を行
なえば、カッターおよびルータ等で、切除可能なタブ部
分の厚さが実用できる。パワーモジュール基盤に搭載さ
れる電子部品の消費電力が大きくなるに従い、酸化物セ
ラミックス基盤に直接接合させる成形銅板の板厚が厚＜
＜Ｋるので、タブ部分を両面からエツチングすることに
Ｊ：す、精度よく回路構成されたパワーモジュール基盤
を製造することができる。しかしながら、この方法によ
り、ざらに厚い成形銅板をエツチングしようとするとき
、エツチングサイドのアンダーカットが激しくなり、実
用的でない場合がある。そこで、上記製造方法により製
造されたパワーモジコール基盤の回路構成された成形銅
板部分の上に、銅メッキを施ツ事により、所定の厚さの
、アンダーカットの少ない成形銅板を得ることができ、
精度の良い、パワーモジュール基盤が製造出来る。この
場合、回路構成された各要素の中で、さらに厚くする必
要のない要素となる部分の成形銅板をレジストでおおう
事により、必要とり°る要素部分の成形銅板だけに銅メ
ッキを施す事も出来る。

［実施例　１］ 第１図に示すように、回路構成された銅板がタブで接続
された形の連結体をプレスで成形加工してつくった。タ
ブ部分以外の銅板表面にレジストを塗布し、乾燥後、塩
化第二鉄溶液の中に１０分間浸せきした。水洗い後、レ
ジストを除去し、水洗、乾燥後アルミナＩＩ＜９６％Ａ
ｆＪ２０３〉に上記銅板を載せて、１０６５℃で５分間
、酸素８１度２１）ｌ’１ｌｌｌの雰囲気中で加熱し、
銅板どセラミックス基盤を直接接合させた。タブ部分と
回路構成された銅板部分との境界をカッターで切断した
。切断したときの銅板の断面形状を第３図に示す。銅板
表面はレジストが塗布されているが、エツチング時のサ
イドエッチによりアンダーカッ１〜が発生していた。

しかし、カッターで切削した断面はアルミナ１１％に対
して、直角に切断されており、精度的には問題はない製
品であった。

［実施例　２］ 実施例１と同様の手順で同様の銅−アルミナ基盤接合体
を作成した。タブ部分を切削して良好な接合体を得た後
レジストを銅板の表面部以外に塗布して乾燥させ、銅メ
ッキを施し、銅板上に所望のメッキ層を形成させた。メ
ッキ終了後、レジストを除去した。この時の断面を第４
図に六す。図から理解出来る様に、タブ部分のエツチン
グ時に形成されたアンダーツコツトが若干残っている。

又、メッキ層の断面もかならずしも垂直ではない。しか
し銅板と銅板のギャップが設甜仕様内に入っており、パ
ワーモジュール基盤としての使用に問題はない製品であ
った。この方法によれば、メッキにより、最終の板厚を
所望の厚さに仕上げる事が可能である。

［比較例　１］ 第１図に示した回路構成された銅板のギャップにタブ部
分を設けず、連続した一枚の銅板をアルミナ基盤に直接
接合させ、回路構成された銅板に相当する面積に、レジ
ストを塗布し、乾燥後、エツチングによりギャップを作
成した。この時の基盤の断面図を第５図に示す。サイド
エッチが激しく、銅板表面近傍のギャップはかなり大き
くなり、このため銅板表面の面積が小さくなり電子部品
の搭載が難かしい製品となった。

［発明の効果］ 上記のごとき本発明の方法によって製造したパー　　８
　　＝ ワーモジコール基盤は、成形銅板より薄いタブ部分で複
数個の成形銅板が互いに連結された形のよ）酸化物セラ
ミックス接合体に直接ｉ斉合された後タブを切除してつ
くられるものであるため、低コス１〜で回路構成された
要素を粘度よく配置出来、厚い銅板を接合体どして形成
出来るため、熱放散性の優れた製品どして１ｑることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いる回路構成された銅板２枚がタブ
部分で連結された形の銅板集合体を表わず。 第２図はアルミナ基盤に、エツチングされたタブ部分で
連結されている成形銅板集合体を直接接合した時の断面
図を表わす。 第３図は接合した銅板のタブ部分をカッターで切除した
後の断面図を表わず。 第４図は接合した銅板の表面にメッキを施した後の断面
図を表ねり。 第５図は本発明の方法によらずにエツチングを行なった
場合の銅−セラミックス接合体の断面図を表わす。 図中の参照番号は次のものを表ね寸。 １・・・回路構成された銅板 ２・・・タ　ブ　　　　　　３・・・アルミナ基盤４・
・・メッキ層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続した１枚の銅板から、複数個の成形銅板がタ
   ブ部分により互いに連結された形の成形銅板集合体をつ
   くり、該集合体のタブ部分以外の部分をレジストで覆っ
   てエッチングすることにより、タブ部分がタブ以外の部
   分の成形銅板より薄くなるように処理した後レジストを
   除去して前記集合体をセラミックス基板上に位置精度よ
   く配置して成形銅板とセラミックス基板とを直接接合さ
   せ、接合後にタブ部分を切除することを特徴とするパワ
   ーモジュール基盤の製造方法。
2. （２）タブのエッチングを両面から行なうことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）接合させた成形銅板の表面にメッキを施すことを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜２項のいずれかに記載
   の方法。
4. （４）接合させた成形銅板の中で、特定の成形銅板の表
   面だけにメッキを施すことを特徴とする特許請求の範囲
   第３項に記載の方法。