JP5176042B2 - 電子部品搭載基板の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品搭載基板、その製造装置および製造方法に関し、特に、金属板上に半導体チップなどの電子部品が取り付けられた電子部品搭載基板、その製造装置および製造方法に関する。
近年、電気自動車、電車、工作機械などの大電流を制御するために、パワーモジュールが使用されている。従来のパワーモジュールでは、ベース板と呼ばれている金属板または複合材の一方の面に金属−セラミックス絶縁基板が半田付けにより固定され、この金属−セラミックス絶縁基板上に半導体チップが半田付けにより固定されている。また、ベース板の他方の面（裏面）には、ねじ止めなどにより熱伝導グリースを介して金属製の放熱フィンや冷却ジャケットが取り付けられている。
この金属−セラミックス絶縁基板へのベース板や半導体チップの半田付けは加熱により行われるため、半田付けの際に接合部材間の熱膨張係数の差によりベース板の反りが生じ易い。また、半導体チップから発生した熱は、金属−セラミックス絶縁基板と半田とベース板を介して放熱フィンや冷却ジャケットにより空気や冷却水に逃がされるため、半田付けの際にベース板の反りが生じると、放熱フィンや冷却ジャケットをベース板に取り付けたときのクリアランスが大きくなり、放熱性が極端に低下するという問題がある。さらに、半田自体の熱伝導率が低いため、大電流を流すパワーモジュールでは、より高い放熱性が求められていた。
このような問題を解決するため、ベース板と金属−セラミックス絶縁基板との間を半田付けすることなく、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるベース板をセラミックス基板に直接接合した金属−セラミックス回路基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、特許文献１に開示された金属−セラミックス回路基板では、ベース板と金属−セラミックス絶縁基板の半田付けが不要になってこれらの間の熱伝導性が改善されたものの、依然として半導体チップを金属−セラミックス回路基板上に半田付けする必要がある。
近年、半田の鉛フリー化が望まれており、特許文献１に開示された金属−セラミックス回路基板に半導体チップなどの電子部品を半田付けにより取り付ける場合にも、鉛フリーの半田を使用するのが望ましい。しかし、高温半田を使用して半田付けを行わなければならない場合には、従来の高温半田と同等以上の特性を有する鉛フリーの代替材料が開発されていないため、鉛フリー化が困難である。
また、半導体チップなどの電子部品を半田付けにより固定する場合には、半田の熱伝導率が十分でないため放熱性が十分でなく、また、ボイドが生じ易く、放熱性および信頼性が低下する場合もある。さらに、半導体チップなどの電子部品を半田付けにより金属板に取り付ける前に金属板にめっきを施して半田濡れ性を向上させる必要がある場合もあり、製造コストが高くなる。
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、半田を使用しないで金属板に半導体チップなどの電子部品を取り付けることができる、電子部品搭載基板の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、鋳型内に配置された半導体チップなどの電子部品を冷却しながら、電子部品に接触するように鋳型内に金属溶湯を注湯した後、金属溶湯を冷却して固化させ、電子部品に当接するように金属板を形成して、金属板の一方の面に電子部品を直接接合することにより、半田を使用しないで金属板に半導体チップなどの電子部品を固定することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明による電子部品搭載基板の製造装置は、金属板の一方の面に電子部品が取り付けられた電子部品搭載基板の製造装置において、金属板を形成する空間である金属板形成部と、この金属板形成部によって形成される金属板の一方の面に電子部品が当接するように電子部品を収容する空間である電子部品収容部とが内部に形成された鋳型と、電子部品収容部に収容される電子部品を冷却する冷却体とを備えたことを特徴とする。
この電子部品搭載基板の製造装置において、金属板形成部によって形成される金属板の他方の面にセラミックス基板の一方の面が当接するようにセラミックス基板を収容する空間であるセラミックス基板収容部を、鋳型の内部に形成してもよい。また、セラミックス基板の他方の面に金属部材が当接するように金属部材を形成する空間である金属部材形成部を、鋳型の内部に形成してもよい。さらに、冷却体と鋳型との間の熱伝導を遮断する断熱材を設けてもよい。
また、本発明による電子部品搭載基板の製造方法は、金属板の一方の面に電子部品が取り付けられた電子部品搭載基板の製造方法において、鋳型内に電子部品を配置させ、この電子部品を冷却しながら鋳型内の電子部品に接触するように金属溶湯を注湯した後に、金属溶湯を冷却して固化させることにより、電子部品に当接するように金属板を形成して、金属板の一方の面に電子部品を直接接合することを特徴とする。
この電子部品搭載基板の製造方法において、電子部品から離間して鋳型内にセラミックス基板を配置させ、鋳型内に金属溶湯を注湯する際に、セラミックス基板の一方の面に金属溶湯を接触させ、金属板を形成する際に、金属板の他方の面にセラミックス基板の一方の面を直接接合するようにしてもよい。また、鋳型内に金属溶湯を注湯する際に、セラミックス基板の他方の面に金属溶湯を接触させ、金属板を形成する際に、セラミックス基板の他方の面に金属部材を形成して直接接合するようにしてもよい。また、電子部品は、半導体チップであるのが好ましく、半導体チップとこの半導体チップに直接接合した金属片とからなる電子部品でもよい。さらに、金属溶湯がアルミニウム溶湯またはアルミニウム合金溶湯であるのが好ましい。
また、本発明による電子部品搭載基板は、金属板の一方の面に電子部品が取り付けられた電子部品搭載基板において、鋳型内に電子部品を配置させ、この電子部品を冷却しながら鋳型内の電子部品に接触するように金属溶湯を注湯した後に、金属溶湯を冷却して固化させることにより、電子部品に当接するように金属板を形成して、金属板の一方の面に電子部品を直接接合することにより製造されたことを特徴とする。この電子部品搭載基板において、金属溶湯がアルミニウム溶湯またはアルミニウム合金溶湯であり、電子部品が半導体チップであるのが好ましい。
本発明によれば、半田を使用しないで金属板に半導体チップなどの電子部品が取り付けられた電子部品搭載基板を製造することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明による電子部品搭載基板の製造装置および製造方法の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本発明による電子部品搭載基板の製造装置および製造方法の実施の形態によって製造される電子部品搭載基板は、セラミックス基板１０と、このセラミックス基板１０の一方の面に直接接合したアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる放熱用金属ベース板１２と、セラミックス基板１０の他方の面に直接接合したアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる回路用金属板１４と、この回路用金属板１４に直接接合した半導体チップなどの電子部品１６とから構成されている。
図２に示すように、本発明による電子部品搭載基板の製造装置の実施の形態は、下側鋳型部材１０２と上側鋳型部材１０４からなる鋳型１００と、断熱材１０６と、冷却体１０８とから構成されている。
鋳型１００の下側鋳型部材１０２は、平面形状が略矩形の底面部１０２ａと、この底面部１０２ａの周縁部から垂直方向上方に向かって延びる側壁部１０２ｂとからなる。この下側鋳型部材１０２の上部に平面形状が略矩形の上側鋳型部材１０４を被せることによって、放熱用金属ベース板１２と略等しい形状および大きさの放熱用金属ベース板形成部１０２ｃが画定される。
鋳型１００の下側鋳型部材１０２の底面部１０２ａには、セラミックス基板１０と略等しい形状および大きさの１つまたは複数（図２では１つのみを示す）の凹部が形成され、この凹部によって放熱用金属ベース板形成部１０２ｃに隣接したセラミックス基板収容部１０２ｄが画定される。このセラミックス基板収容部１０２ｄとしての凹部の底面には、回路用金属板１４と略等しい形状および大きさの１つまたは複数（図２では１つのみを示す）の凹部が形成され、この凹部によってセラミックス基板収容部１０２ｄに隣接した回路用金属板形成部１０２ｅが画定される。この回路用金属板形成部１０２ｅとしての凹部の底面には、略矩形の開口部１０２ｆが形成されている。
断熱材１０６は、下側鋳型部材１０２の底面部１０２ａと略等しい大きさの略矩形の平面形状の平面部１０６ａと、この平面部１０６ａから略垂直方向に突出する略矩形の嵌合部１０６ｂとからなり、この嵌合部１０６ｂの内部には、略矩形の開口部１０６ｃが形成されている。この断熱材１０６を下側鋳型部材１０２の底面部１０２ａの下面に当接して配置させると、断熱材１０６の嵌合部１０６ｂが、下側鋳型部材１０２の底面部１０２ａに形成された開口部１０２ｆに気密に嵌合するようになっている。
冷却体１０８は、下側鋳型部材１０２の底面部１０２ａと略等しい大きさの略矩形の平面形状の平面部１０８ａと、この平面部１０８ａから略垂直方向に突出する略矩形の嵌合部１０８ｂとからなる。この冷却体１０８を断熱材１０６の下面に当接して配置させると、冷却体１０８の嵌合部１０８ｂが、断熱材１０６の嵌合部１０６ｂの内部に形成された開口部１０６ｃに気密に嵌合するようになっている。
冷却体１０８の嵌合部１０８ｂの上面と、断熱材１０６の嵌合部１０６ｂの開口部１０６ｃの内面とによって、電子部品１６と略等しい形状および大きさの１つまたは複数（図２では１つのみを示す）の凹部が形成され、この凹部によって回路用金属板形成部１０２ｅに隣接した電子部品収容部１０２ｇが画定される。
なお、上側鋳型部材１０４には、金属溶湯を鋳型１００内に注湯するための（図示しない）注湯口が形成されている。また、下側鋳型部材１０２には、放熱用金属ベース板形成部１０２ｃと回路用金属板形成部１０２ｅとの間に延びる（図示しない）溶湯流路が形成され、セラミックス基板収容部１０２ｄ内にセラミックス基板１０を収容したときにも放熱用金属ベース板形成部１０２ｃと回路用金属板形成部１０２ｅとの間が連通するようになっている。
この鋳型１００の下側鋳型部材１０２の電子部品収容部１０２ｇ内に半導体チップなどの電子部品１６を収容し、セラミックス基板収容部１０２ｄ内にセラミックス基板１０を収容した後、断熱材１０６によって冷却体１０８と下側鋳型部材１０２との間の熱伝導を遮断し且つ冷却体１０８によって電子部品１６を冷却しながら、放熱用金属ベース板形成部１０２ｃ内に金属溶湯を注湯し、（図示しない）溶湯流路を介して回路用金属板形成部１０２ｅまで金属溶湯を充填し、その後、冷却して金属溶湯を固化させることにより、セラミックス基板１０、放熱用金属ベース板１２、回路用金属板１４および電子部品１６を一体に接合した電子部品搭載基板を製造することができる。
このように、半田を使用しないで電子部品１６をアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる回路用金属板１４に直接接合することにより、熱伝導率を向上させて放熱性を向上させることができる。また、半田を使用した場合に生じ易いボイドが生じ難くなり、アルミニウムまたはアルミニウム合金は半田より熱伝導率が高いため、放熱性および信頼性を向上させることができる。また、鉛フリー化が難しい高温半田を使用する必要がないので、鉛フリー化を図ることができる。さらに、半田濡れ性を向上させるために回路用金属板１４にめっきを施す必要もない。なお、電子部品１６は、金属溶湯と反応して合金または化合物を生成しない物質からなるものであれば、半導体チップ、抵抗体チップおよびコンデンサチップなどのいずれの電子部品でもよい。
また、図９および図１０に示すように、本発明による電子部品搭載基板の製造装置および製造方法の実施の形態によって製造される電子部品搭載基板の電子部品１６として、回路用金属板１４に直接接合した半導体チップ１６ａの上面（回路用金属板１４に直接接合した面の反対側の面）に、電極として使用可能なアルミニウムやアルミニウム合金などの金属からなる金属片１６ｂを直接接合してもよい。このように電極として使用可能な金属片１６ｂを半導体チップ１６ａに直接接合すれば、半導体チップ１６ａに大電流を流した場合の容量不足を防止することができる。すなわち、半導体チップ１６ａを従来のＳｉチップからＳｉＣチップに変更すると、スイッチングが早くなるために電気的損失を低下させることができ、また、ＳｉＣチップが熱に強いために大電流を流すことができるので、現在一般に行われているワイヤーボンドによる半導体チップ１６ａへの電極の接合では容量が足りなくなるおそれがあるが、このように電極として使用可能な金属片１６ｂを半導体チップ１６ａに直接接合すれば、そのような容量の不足を防止することができる。
図９および図１０に示す電子部品搭載基板は、図１１に示すような装置を用いて半導体チップ１６ａの一方の面に電極用金属片１６ｂを直接接合した後、図１２に示すような電子部品搭載基板の製造装置を用いて製造することができる。
図１１に示す装置は、図２に示す電子部品搭載基板の製造装置の実施の形態と同様に、下側鋳型部材４０２と上側鋳型部材４０４からなる鋳型４００と、断熱材４０６と、冷却体４０８とから構成されている。この装置では、下側鋳型部材４０２の上面に、電極用金属片１６ｂと略等しい形状および大きさの一つまたは複数（図１１では１つのみを示す）の凹部が形成され、この凹部によって半導体チップ１６ａに接合される電極用金属片形成部４０２ｂが画定されている。また、この電極用金属片形成部４０２ｂと冷却体４０８の間には、半導体チップ１６ａと略等しい形状および大きさの１つまたは複数（図２では１つのみを示す）の空間が形成され、この空間によって電極用金属片形成部４０２ｂに隣接したチップ収容部４０２ａが画定されている。この装置のその他の構成は、図２に示す電子部品搭載基板の製造装置の実施の形態と略同一であるので、その説明を省略する。この装置の鋳型４００の下側鋳型部材４０２のチップ収容部４０２ｂ内に半導体チップ１６ａを収容した後、断熱材４０６によって冷却体４０８と下側鋳型部材４０２との間の熱伝導を遮断し且つ冷却体４０８によって半導体チップ１６ａを冷却しながら、電極用金属片形成部４０２ｂ内に金属溶湯を注湯し、その後、冷却して金属溶湯を固化させることにより、半導体チップ１６ａに電極用金属片１６ｂが直接接合した電子部品１６を製造することができる。
このようにして製造された電子部品１６を使用すれば、図１２に示す電子部品搭載基板の製造装置によって図９および図１０に示す電子部品搭載基板を製造することができる。なお、図１２に示す電子部品搭載基板の製造装置は、電子部品収容部１０２ｇが、半導体チップ１６ａと略等しい形状および大きさの１つまたは複数（図１２では１つのみを示す）のチップ収容部１０２ｈと、電極として使用可能な金属片１６ｂと略等しい形状および大きさの１つまたは複数（図１２では１つのみを示す）の電極用金属片収容部１０２ｉとから構成されていること以外は、図２に示す電子部品搭載基板の製造装置と略同一であるので、その説明を省略する。
このように、本発明による電子部品搭載基板の製造装置および製造方法の実施の形態によれば、図１３〜図１９に示すような様々な電子部品搭載基板を製造することができる。すなわち、図１３〜図１９に示すように、セラミックス基板１０、放熱用金属ベース板１２、回路用金属板１４、半導体チップ１６ａおよび電極用金属片１６ｂを様々な組み合わせで直接接合させることができる。
以下、本発明による電子部品搭載基板の製造装置および製造方法の実施例について詳細に説明する。
［実施例１］
まず、図３および図４に示すように、下側鋳型部材２０２と平面形状が略矩形の（図示しない）上側鋳型部材とからなるカーボン製鋳型と、下側鋳型部材２０２内に配置される半導体チップを冷却するために通水可能な流路が内部に形成された銅製冷却体２０８と、下側鋳型部材２０２と冷却体２０８との間の熱伝導を遮断するアルミナ製断熱材２０６とから構成される製造装置を用意した。
まず、図３および図４に示すように、下側鋳型部材２０２と平面形状が略矩形の（図示しない）上側鋳型部材とからなるカーボン製鋳型と、下側鋳型部材２０２内に配置される半導体チップを冷却するために通水可能な流路が内部に形成された銅製冷却体２０８と、下側鋳型部材２０２と冷却体２０８との間の熱伝導を遮断するアルミナ製断熱材２０６とから構成される製造装置を用意した。
この製造装置の鋳型の下側鋳型部材２０２の内部には、下側鋳型部材２０２の上部に（図示しない）上側鋳型部材を被せたときに１１０ｍｍ×６０ｍｍ×５ｍｍの放熱用金属ベース板を形成し得る形状および大きさの放熱用金属ベース板形成部２０２ｃが形成され、この放熱用金属ベース板形成部２０２ｃの底面に隣接して４０ｍｍ×４０ｍｍ×０．６３５ｍｍのセラミックス基板と略等しい形状および大きさで且つそのセラミックス基板を収容し得る形状および大きさの２つのセラミックス基板収容部２０２ｄが互いに１０ｍｍ離間して形成され、これらのセラミックス基板収容部２０２ｄの各々の底面に隣接して３９ｍｍ×３９ｍｍ×０．４ｍｍの回路用金属板を形成し得る形状および大きさの回路用金属板形成部２０２ｅが形成され、これらの回路用金属板形成部２０２ｅの各々の底面に２つの略矩形の開口部２０２ｆが形成されている。
また、断熱材２０６を下側鋳型部材２０２の底面に当接して配置させるとともに断熱材２０６の嵌合部２０６ｂを下側鋳型部材２０２のそれぞれの開口部２０２ｆに嵌合させ、冷却体２０８を断熱材２０６の底面に当接して配置させるとともに冷却体２０８の嵌合部２０８ｂを断熱材２０６のそれぞれの嵌合部２０６ｂの開口部２０６ｃに嵌合させると、冷却体２０８の嵌合部２０８ｂの上面と断熱材２０６の嵌合部２０６ｂの開口部２０６ｃの内面とによって、１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．３ｍｍのＳｉＣチップと略等しい形状および大きさで且つそのＳｉＣチップを収容し得る形状および大きさの４つの半導体チップ収容部２０２ｇが形成されるようになっている。
なお、この製造装置の鋳型の上側鋳型部材には、金属溶湯を鋳型内に注湯するための（図示しない）注湯口が形成されている。また、下側鋳型部材２０２には、放熱用金属ベース板形成部２０２ｃと回路用金属板形成部２０２ｅとの間に延びる（図示しない）溶湯流路が形成され、セラミックス基板収容部２０２ｄ内にセラミックス基板を収容したときにも放熱用金属ベース板形成部２０２ｃと回路用金属板形成部２０２ｅとの間が連通するようになっている。
次に、この製造装置の鋳型の下側鋳型部材２０２の半導体チップ収容部２０２ｇ内に１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．３ｍｍの４枚のＳｉＣチップを収容し、セラミックス基板収容部２０２ｄ内に４０ｍｍ×４０ｍｍ×０．６３５ｍｍの２枚の窒化アルミニウム基板を収容し、下側鋳型部材２０２に上側鋳型部材を被せて炉内に入れ、炉内を酸素濃度１００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気にした。この状態でカーボン製鋳型が６６０℃になるまで加熱した。このとき、半導体チップ収容部２０２ｇ内に収容されているＳｉＣチップは、冷却体２０８に通水することによって冷却され、５００℃以下の温度に保たれた。この状態で６６０℃の溶融状態の純度４Ｎのアルミニウムを、（図示しない）カーボン製シリンダで圧力をかけることにより酸化被膜を取り除きながら、鋳型内に流し込んだ。その後、鋳型を冷却してアルミニウムを凝固させ、さらに室温まで冷却した。このようにして、図５に示すように、１１０ｍｍ×６０ｍｍ×５ｍｍのアルミニウムベース板２１２に２枚のセラミックス基板２１０のそれぞれの一方の面が直接接合し、それぞれのセラミックス基板２１０の他方の面に３９ｍｍ×３９ｍｍ×０．４ｍｍの回路用アルミニウム板２１４の一方の面が直接接合し、それぞれの回路用アルミニウム板２１４の他方の面に２枚のＳｉＣチップ２１６が直接接合した接合体を製造し、この接合体を鋳型から取り出した。
その後、それぞれの回路用アルミニウム板２１４およびＳｉＣチップ２１６の表面に所定の形状のエッチングレジストをインクジェット法により塗布し、塩化第二鉄溶液によってエッチング処理を行って回路パターンを形成した後、レジストを剥離した。
このようにして得られた接合体について、ＳｉＣチップ２１６とアルミニウム回路板２１４との間の接合界面と、アルミニウム回路板２１４とセラミックス基板２１０との間の接合界面と、セラミックス基板２１０とアルミニウムベース板２１４との間の接合界面を超音波探傷装置によって調べたところ、接合欠陥が認められず、セラミックス基板２１０にもクラックが認められなかった。また、ＳｉＣチップ２１６の回路部分を観察したところ、異常は認められなかった。
［実施例２］
図８に示すように、１枚のセラミックス基板３１０の一方の面に１枚の回路用金属板３１４が接合するとともに他方の面に３９ｍｍ×３９ｍｍ×０．４ｍｍの放熱用金属板３１２が接合した以外は、実施例１と同様の接合体を製造するための下側鋳型部材３０２と上側鋳型部材３０４とからなる鋳型３００と、断熱材３０６と、冷却体３０８（図７および図８を参照）とから構成される製造装置を使用して、実施例１と同様の方法で接合体を製造した後、実施例１と同様のエッチング処理を行った。
図８に示すように、１枚のセラミックス基板３１０の一方の面に１枚の回路用金属板３１４が接合するとともに他方の面に３９ｍｍ×３９ｍｍ×０．４ｍｍの放熱用金属板３１２が接合した以外は、実施例１と同様の接合体を製造するための下側鋳型部材３０２と上側鋳型部材３０４とからなる鋳型３００と、断熱材３０６と、冷却体３０８（図７および図８を参照）とから構成される製造装置を使用して、実施例１と同様の方法で接合体を製造した後、実施例１と同様のエッチング処理を行った。
このようにして得られた接合体について、ＳｉＣチップ３１６とアルミニウム回路板３１４との間の接合界面と、アルミニウム回路板３１４とセラミックス基板３１０との間の接合界面と、セラミックス基板３１０とアルミニウム放熱板３１２との間の接合界面を超音波探傷装置によって調べたところ、接合欠陥が認められず、セラミックス基板３１０にもクラックが認められなかった。また、ＳｉＣチップ３１６の回路部分を観察したところ、異常は認められなかった。
１０、２１０、３１０ セラミックス基板
１２ 放熱用金属ベース板
１４ 回路用金属板
１６ 電子部品
１６ａ 半導体チップ
１６ｂ 電極用金属片
１００、３００、４００ 鋳型
１０２、２０２、３０２、４０２ 下側鋳型部材
１０２ａ 底面部
１０２ｂ 側壁部
１０２ｃ、２０２ｃ 放熱用金属ベース板形成部
１０２ｄ、２０２ｄ セラミックス基板収容部
１０２ｅ、２０２ｅ 回路用金属板形成部
１０２ｆ、２０２ｆ 開口部
１０２ｇ 電子部品収容部
１０２ｈ チップ収容部
１０２ｉ 電極用金属片収容部
１０４、３０４、４０４ 上側鋳型部材
１０６、２０６、３０６、４０６ 断熱材
１０６ａ 平面部
１０６ｂ、２０６ｂ 嵌合部
１０６ｃ、２０６ｃ 開口部
１０８、２０８、３０８、４０８ 冷却体
１０８ａ 平面部
１０８ｂ、２０８ｂ 嵌合部
２０２ｇ 半導体チップ収容部
２１２ アルミニウムベース板
２１４ 回路用アルミニウム板
２１６、３１６ ＳｉＣチップ
３１２ アルミニウム放熱板
３１４ アルミニウム回路板
４０２ａ チップ収容部
４０２ｂ 電極用金属片形成部
１２ 放熱用金属ベース板
１４ 回路用金属板
１６ 電子部品
１６ａ 半導体チップ
１６ｂ 電極用金属片
１００、３００、４００ 鋳型
１０２、２０２、３０２、４０２ 下側鋳型部材
１０２ａ 底面部
１０２ｂ 側壁部
１０２ｃ、２０２ｃ 放熱用金属ベース板形成部
１０２ｄ、２０２ｄ セラミックス基板収容部
１０２ｅ、２０２ｅ 回路用金属板形成部
１０２ｆ、２０２ｆ 開口部
１０２ｇ 電子部品収容部
１０２ｈ チップ収容部
１０２ｉ 電極用金属片収容部
１０４、３０４、４０４ 上側鋳型部材
１０６、２０６、３０６、４０６ 断熱材
１０６ａ 平面部
１０６ｂ、２０６ｂ 嵌合部
１０６ｃ、２０６ｃ 開口部
１０８、２０８、３０８、４０８ 冷却体
１０８ａ 平面部
１０８ｂ、２０８ｂ 嵌合部
２０２ｇ 半導体チップ収容部
２１２ アルミニウムベース板
２１４ 回路用アルミニウム板
２１６、３１６ ＳｉＣチップ
３１２ アルミニウム放熱板
３１４ アルミニウム回路板
４０２ａ チップ収容部
４０２ｂ 電極用金属片形成部
Claims (8)
- 金属板の一方の面に電子部品が取り付けられた電子部品搭載基板の製造装置において、金属板を形成する空間である金属板形成部と、この金属板形成部によって形成される金属板の一方の面に電子部品が当接するように電子部品を収容する空間である電子部品収容部と、金属板形成部によって形成される金属板の他方の面にセラミックス基板の一方の面が当接するようにセラミックス基板を収容する空間であるセラミックス基板収容部とが内部に形成された鋳型と、電子部品収容部に収容される電子部品を冷却する冷却体とを備えたことを特徴とする、電子部品搭載基板の製造装置。
- 前記セラミックス基板の他方の面に金属部材が当接するように金属部材を形成する空間である金属部材形成部が、前記鋳型の内部に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品搭載基板の製造装置。
- 前記冷却体と前記鋳型との間の熱伝導を遮断する断熱材が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の電子部品搭載基板の製造装置。
- 金属板の一方の面に電子部品が取り付けられた電子部品搭載基板の製造方法において、鋳型内にセラミックス基板と電子部品とを離間させて配置させ、電子部品を冷却しながら鋳型内のセラミックス基板の一方の面と電子部品に接触するように金属溶湯を注湯した後に、金属溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板の一方の面と電子部品に当接するように金属板を形成して、金属板の一方の面に電子部品を直接接合するとともに他方の面にセラミックス基板の一方の面を直接接合することを特徴とする、電子部品搭載基板の製造方法。
- 前記鋳型内に金属溶湯を注湯する際に、前記セラミックス基板の他方の面に金属溶湯を接触させ、前記金属板を形成する際に、前記セラミックス基板の他方の面に金属部材を形成して直接接合することを特徴とする、請求項４に記載の電子部品搭載基板の製造方法。
- 前記電子部品が半導体チップであることを特徴とする、請求項４または５に記載の電子部品搭載基板の製造方法。
- 前記電子部品が、半導体チップと、この半導体チップに直接接合した金属片とからなることを特徴とする、請求項４または５に記載の電子部品搭載基板の製造方法。
- 前記金属溶湯がアルミニウム溶湯またはアルミニウム合金溶湯であることを特徴とする、請求項４乃至７のいずれかに記載の電子部品搭載基板の製造方法。
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