JPH09315874A - Al−セラミックス複合基板 - Google Patents
Al−セラミックス複合基板Info
- Publication number
- JPH09315874A JPH09315874A JP15476196A JP15476196A JPH09315874A JP H09315874 A JPH09315874 A JP H09315874A JP 15476196 A JP15476196 A JP 15476196A JP 15476196 A JP15476196 A JP 15476196A JP H09315874 A JPH09315874 A JP H09315874A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- aluminum
- ceramic substrate
- copper
- ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
は、Alとセラミックス基板との接合強度が弱く、ヒー
トサイクル耐量が低いという欠点があった。 【解決手段】 Al−セラミックス複合基板において
は、所定の表面粗さを有するセラミックス基板にアルミ
ニウム溶融を直接接合せしめる。
Description
にアルミニウム溶湯を直接接合した接合強度の大きいA
l−セラミックス複合基板に関する。
電子部品の実装に使用する基板として、セラミックス基
板の表面に銅板を接合して作製された銅張りセラミック
ス複合基板が使用されている。この複合基板は更に、使
用するセラミックス基板の種類やその製造法によって、
銅/アルミナ直接接合基板、銅/窒化アルミニウム直接
接合基板、銅/アルミナろう接基板、及び銅/窒化アル
ミニウムろう接基板に分けられている。
特開昭52−37914号公報に開示されるように、酸
素を含有する銅板を使用するか、無酸素銅板を使用して
酸化性雰囲気中で加熱することによって無酸素銅板の表
面に酸化銅を発生させてから、銅板とアルミナ基板を重
ねて不活性雰囲気中で加熱し、銅板とアルミナ基板との
界面に銅とアルミニウムとの複合酸化物を生成させ銅板
とアルミナ基板とを接合するものである。
の場合には、予め窒化アルミニウム基板の表面に酸化物
を形成する必要がある。例えば特開平3−93687号
公報に開示するように、予め空気中において、約100
0℃の温度で窒化アルミニウム基板を処理し、表面に酸
化物を生成させてから、この酸化物層を介して上述の方
法により銅板と窒化アルミニウム基板とを接合してい
る。
アルミニウムろう接基板は、銅板とセラミックス基板と
の間に低触点のろう材を用いて接合するが、この場合、
使用するろう材に銅の他、融点を下げる為の合金元素及
びセラミックスとの濡れを良くする為の合金元素が添加
され、一例としてAg−Cu−Ti系のような活性金属
ろう材はよく使用されている。
広く使用されるにもかかわらず、製造中及び実用上幾つ
かの問題点がある。その中で最も重大な問題点は、電子
部品の実装及び使用中にセラミックス基板の内部にクラ
ックが形成し、基板の表裏間を電気的に導通することに
よる故障である。
数より約一桁大きいことに起因するが、接合の場合、セ
ラミックス基板と銅が1000℃近くまで加熱され、接
合温度から室温に冷却する時に、熱膨張係数の違いによ
り複合基板の内部に多大の熱応力が発生する。
装するときに、銅・セラミックス複合基板は400℃近
くまで加熱されるため、さらに使用環境や使用中の発熱
により、同複合基板の温度が常に変化し、同複合基板に
変動熱応力が掛けられる。これらの熱応力によってセラ
ミックス基板にクラックが発生する。
発により、ヒートサイクル耐量の優れた複合基板への要
望が特に高まっており、例えば電気自動車の様に温度変
化が激しく、振動が大きい使用条件の場合、複合基板の
ヒートサイクル耐量が500回以上必要であると言われ
ているが現在使用されている銅・セラミックス複合基板
では、このような要望に対応できない。
するアルミニウムを導電回路材料として使う構想は以前
からあり、例えば特開昭59−121890号にこのよ
うな構想が記述されている。アルミニウムとセラミック
スとの接合に一般的にろう接法は使用され、特開平3−
125463号、特開平4−12554号及び特開平4
−18746号にろう接法で作製したアルミニウム−セ
ラミックス基板を開示しているが、上述のように高いヒ
ートサイクル耐量が要求される用途には、依然として充
分対応できないものであった。
/セラミックス複合基板やアルミニウム材をAl−Si
系ろう材を介して接合したアルミニウム−セラミックス
基板はいずれも自動車用又は電車用パワーモジュール体
として使用するには問題があった。
面粗さを有するセラミックス基板に直接的接合せしめる
ことによって接合強度を高め最終的にヒートサイクル耐
量の高い接合基板を開発することを目的とする。
を解決するために鋭意研究したところ使用するセラミッ
クス基板によって表面粗さ(最大表面粗さ)の範囲が異
なるが、特定範囲のセラミックス基板を用いると接合強
度並びにヒートサイクル耐量に富むアルミニウム−セラ
ミックス複合基板を得ることができることを見出し本発
明を提出することができた。
面粗さ)が1.0〜5.0μmRyのセラミックス基板
の片面または両面にアルミニウム溶湯を直接接合せしめ
たことを特徴とするAl−セラミックス複合基板に関す
る。
アルミニウム材との接合強度が5.0kg/cm2 以上
であることを特徴とする請求項1記載のAl−セラミッ
クス複合基板に関する。
ナ、窒化アルミニウム、炭化硅素、ジルコニア等のセラ
ミックス基板やガラス等であり、この場合、高純度の素
材であればなおさら好ましい。そして、これらの基板の
うち、表面粗さ(最大表面粗さ)が1.0〜5.0μm
Ryの範囲にあるものが特に好ましいが、この理由とし
て1.0μmRaより小さいと溶湯アルミニウムが漏れ
にくくなり、接着強度が弱くなり、逆に5.0μmより
大きくなるとポアーが大きくなって溶湯アルミニウムと
接合する面積が小さくなるので接着強度が不充分となる
ことによる。
アルミニウムの純金属または合金であるが、これにより
導電性が向上し、且つ、軟らかさを得るものである。こ
の場合、純度が高い程導電性が向上するが、逆に価格が
高くなるため本発明では99.9%(3N)の純アルミ
ニウムを使用した。
融接合法で行ない、これにより高い接合強度と未接欠陥
の少ない複合基板が得られる。また、接合雰囲気として
窒素雰囲気下で行なうことができるため、従来法のよう
に真空下で行なう必要がなく製造コストが安くなり、更
に、窒化アルミニウム基板や炭化硅素基板にも表面改質
することなく直接に接合することができる(第1工
程)。
クス複合基板の一主面にエッチングレジストを加熱圧着
し、遮光・現像処理を行なって所望のパターンを形成し
た後、塩化第2鉄溶液にてエッチングを行なって回路を
形成する(第2工程)。
基板(以下、アルミニウム−セラミックス直接接合基板
とする)について詳細に説明する。
ス直接接合基板を製造するための設備の原理図である。
純度99.9%のアルミニウム2をヒーター7を有する
ルツボ6にセットしてから蓋9をしめて、ケース8の内
部に窒素ガスを充填する。ルツボ6内に設けたガイド一
体型ダイス10の左側入口からセラミックス基板1(3
6mm×52mm×0.685mm)を順番に挿入し
た。
粗さ(最大表面粗さ)が1.0〜5.0μmの範囲内に
あるアルミナ基板や窒化アルミニウム基板を選択して用
いた。これらのセラミックス基板1はルツボ6内におい
て、基板両面に純アルミニウム溶湯が接触し、次いで出
口側において凝固されることによって、厚さ0.5mm
のアルミニウム板が接合されたアルミニウム−セラミッ
クス直接接合基板を得た(第1工程)。
エッチングレジストを加熱圧着し、遮光・現像処理を行
なって所望のパターンを形成した後、塩化第2鉄溶液に
てエッチングを行なって図1aに示す回路4を形成した
(第2工程)。
サイクル耐性及び接合強度(ピール強度)を調べたとこ
ろ、アルミナ基板及び窒化アルミニウム基板のいずれも
ヒートサイクル耐性を1000回以上でもクラックの発
生は見られず、また接合強度もユーザー指定の5.0k
g/cm2 以上の10〜40kg/cm2 であった。
部、図1bにおいて5は放熱板である。
ム−セラミックス直接接合基板は、従来の複合基板では
得られなかったヒートサイクル耐性に富み、またそのた
めにある程度の接合強度を併せて確保し、電気自動車や
電車向けのように大電力パワーモジュール基板として特
に好ましいものである。
直接接合基板の模式平面図である。
直接接合基板の模式底面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 表面粗さ(最大表面粗さ)が1.0〜
5.0μmRyのセラミックス基板の片面または両面に
アルミニウム溶湯を直接接合せしめたことを特徴とする
Al−セラミックス複合基板。 - 【請求項2】 上記セラミックス基板とアルミニウム材
との接合強度が5.0kg/cm2 以上であることを特
徴とする請求項1記載のAl−セラミックス複合基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15476196A JPH09315874A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | Al−セラミックス複合基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15476196A JPH09315874A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | Al−セラミックス複合基板 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005223363A Division JP2006028018A (ja) | 2005-08-01 | 2005-08-01 | Al−セラミックス複合基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09315874A true JPH09315874A (ja) | 1997-12-09 |
Family
ID=15591325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15476196A Pending JPH09315874A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | Al−セラミックス複合基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09315874A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008283210A (ja) * | 2008-07-14 | 2008-11-20 | Dowa Holdings Co Ltd | 金属セラミックス回路基板の製造方法 |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP15476196A patent/JPH09315874A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008283210A (ja) * | 2008-07-14 | 2008-11-20 | Dowa Holdings Co Ltd | 金属セラミックス回路基板の製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4756200B2 (ja) | 金属セラミックス回路基板 | |
JPS60177635A (ja) | 良熱伝導性基板の製造方法 | |
KR100374379B1 (ko) | 기판 | |
JPH08255973A (ja) | セラミックス回路基板 | |
JP4124497B2 (ja) | 金属−セラミックス複合基板及びその製造法 | |
JP2642574B2 (ja) | セラミックス電子回路基板の製造方法 | |
JPH09234826A (ja) | 金属−セラミックス複合基板及びその製造法 | |
US5754403A (en) | Constraining core for surface mount technology | |
JP3613759B2 (ja) | 金属−セラミックス複合基板 | |
JPH09315874A (ja) | Al−セラミックス複合基板 | |
JP4427154B2 (ja) | セラミックス回路基板 | |
JP3890540B2 (ja) | 金属−セラミックス複合基板及びその製造法 | |
JPH09315875A (ja) | アルミニウム−セラミックス複合基板及びその製造方法 | |
US6699571B1 (en) | Devices and methods for mounting components of electronic circuitry | |
JP3383892B2 (ja) | 半導体実装構造体の製造方法 | |
JPH107480A (ja) | 金属−セラミックス複合基板及びその製造法 | |
JP2006028018A (ja) | Al−セラミックス複合基板 | |
JP3392594B2 (ja) | アルミニウム−セラミックス複合基板のエッチング処理方法およびエッチング液 | |
JP3430348B2 (ja) | 金属−セラミックス複合基板 | |
JP2503778B2 (ja) | 半導体装置用基板 | |
JPH09286681A (ja) | 金属−セラミックス複合基板 | |
JP2001326002A (ja) | 気密端子 | |
JPH0967685A (ja) | プラズマエッチング用平行平板電極 | |
JPH09286680A (ja) | 金属−セラミックス複合基板 | |
JPS61121489A (ja) | 基板製造用Cu配線シ−ト |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050301 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050308 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20050509 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050531 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050801 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070807 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071030 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20080104 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080205 |