JP2001156406A

JP2001156406A - 窒化ケイ素配線基板

Info

Publication number: JP2001156406A
Application number: JP33988199A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Makino; 晃久牧野; Tomohide Hasegawa; 智英長谷川
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-06-08
Anticipated expiration: 2019-11-30
Also published as: JP3652192B2

Abstract

(57)【要約】【課題】パワーモジュールなどの配線基板としてその放
熱性を高めるとともに、基板の熱抵抗を低減した配線基
板を提供する。【解決手段】窒化ケイ素を主成分とするセラミックスか
らなる絶縁基板１の一方の表面に配線回路層２が設けら
れ、他方の表面に放熱板４が貼付けられてなる窒化ケイ
素配線基板において、絶縁基板１の他方の表面側に、銅
を主成分とする導体が充填された複数のビア導体６が配
設されたビア形成層１ｂを具備し、ビア導体１ｂと放熱
板４とを熱的に接続してなり、絶縁基板１におけるビア
形成層１ｂの厚みを絶縁基板全体の３０〜８０％とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁基板の表面に
配線回路層が形成され、その配線回路層に対して大電流
が印加される配線基板に関し、特に絶縁基板が窒化ケイ
素を主成分とするセラミックスからなる配線基板の放熱
性の改良に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、産業機器の分野ではＭＯＳＦＥＴや
ＩＧＢＴなどのパワー系デバイスを用いたパワーモジュ
ールが制御基板に適用されつつある。これらのパワー系
デバイスに使用される電流は数十〜数百Ａを超え、非常
に高電力となるため、パワー系デバイスから発生する熱
も大きく、この熱によるデバイスの誤動作あるいは破壊
を防止するために、発生熱をいかに系外に放出するかが
大きな問題になっており、このようなパワー系デバイス
を搭載する配線基板に対しては、絶縁基板として高い熱
伝導性が要求されている。

【０００３】従来から、デバイスから発生した熱を放熱
するための好適な絶縁材料としては、炭化珪素、ベリリ
ウム、窒化アルミニウム等のセラミックスが用いられて
きたが、量産性、安全性などの点から窒化アルミニウム
質セラミックスが最も多く用いられてきた。

【０００４】そこで、従来のパワーモジュールに用いら
れる配線基板の構造について概略断面図を図３に示し
た。図３の配線基板によれば、絶縁基板２１の一方の表
面には、大電流が印加される肉厚の大きい銅あるいはア
ルミニウムなどの配線回路層２２がロウ材２３により被
着形成されている。そして、絶縁基板２１の他方の表面
には、パワー素子の作動によって発生した熱を効率的に
放熱するために、Ｃｕなどの高熱伝導体からなる放熱板
２４がロウ材２３により取付けられている。

【０００５】パワーモジュール用の配線基板は高放熱性
が要求されることから、その絶縁基板２１は高熱伝導性
を有し、また基板厚みを薄くして熱抵抗を下げるといっ
た手法が用いられている。

【０００６】従来、パワーモジュールの絶縁基板２１に
用いられている窒化アルミニウム質セラミックスは、熱
伝導率は高いものの、強度が低く、基板厚みを薄くでき
なかったため、放熱性を上げるためには熱伝導率を高く
しなければならず、その結果、窒化アルミニウムの純度
を高め、高温で焼成する必要があり、非常に高価な製造
装置が必要であるために製造コストが高くなっていた。
また、温度サイクル試験においても、配線回路層及び放
熱板に用いられるＣｕと窒化アルミニウムとの間に働く
熱応力により、基板−Ｃｕ板間でクラックが発生し、パ
ワーモジュールとして信頼性が劣っていた。

【０００７】これに対し、この窒化珪素質セラミックス
は、耐熱衝撃性、高温強度に優れたセラミックスとして
各種の構造材料用セラミックスとして用いられてきた
が、最近になって、上記特性に加え、組成や組織の制御
によっては高い熱伝導性を有することが見いだされ、パ
ワーモジュール用の絶縁基板材料として期待されてお
り、特開平４−２１２４４１号、特開平６−１３５７７
１号、特開平６−２１６４８１号などにおいて高熱伝導
性と高強度を兼ね備えた窒化珪素質セラミックスを用い
た配線基板が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この窒化ケイ素質セラ
ミックスをパワーモジュールにおける絶縁基板２１とし
て用いる場合、強度が非常に高いためにその基板２１の
厚みを０．３ｍｍ程度まで薄くして熱抵抗を低下させる
ことが可能である、窒化アルミニウム質セラミックスを
絶縁基板２１としたときの約半分まで基板厚みを薄くで
きるが、数十〜数百ＫＶの電圧に対する電気絶縁性を考
慮すると、これ以上基板を薄くすることができない。

【０００９】また、窒化ケイ素質セラミックスを絶縁基
板として用いた場合、強度が高いことからＣｕとの熱応
力に対する耐久性が高く、その結果、Ｃｕ板厚を約０．
５ｍｍ程度と窒化アルミニウム質セラミックスを絶縁基
板としたときに比較して２倍以上まで厚くできるが、絶
縁基板とＣｕ板の接合信頼性の点からこれ以上厚くする
ことはできない。

【００１０】よって、従来のパワーモジュールの放熱性
や基板自体の強度を高めるためには窒化ケイ素質セラミ
ックス自体の特性を高めるしかなかったが、このような
特性を発揮させるには、非常に特殊な製造方法によらざ
る得ないために、高価となり、安価に製造することが困
難であった。

【００１１】従って、本発明の目的は、従来の窒化ケイ
素質セラミックスを用いながらも、高い放熱性を発揮す
ることのできる窒化ケイ素配線基板を提供することを目
的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
に対して検討を重ねた結果、絶縁基板を窒化ケイ素質セ
ラミックスによって形成するとともに、その絶縁基板の
放熱板接合側に銅を主成分とする導体を充填したビア導
体を複数配設したビア形成層を設けることによって、絶
縁基板自体の放熱性をさらに高めることができる、言い
換えれば、放熱性を劣化させることなく絶縁基板の厚さ
を厚くでき、基板の強度や破断荷重を高められる結果、
Ｃｕ板の厚みも厚くできることを見いだした。

【００１３】即ち、本発明の窒化ケイ素配線基板は、窒
化ケイ素を主成分とするセラミックスからなる絶縁基板
の一方の表面に配線回路層が設けられ、他方の表面に放
熱板が貼付けられた放熱板とを具備してなるものであっ
て、該絶縁基板の前記他方の表面側に、銅を主成分とす
る導体が充填された複数のビア導体が配設されたビア形
成層を具備し、前記ビア導体と前記放熱板とを接合して
なることを特徴とするものである。

【００１４】なお、かかる配線基板によれば、放熱性を
低下させることなく基板厚みを大きくすることができる
結果、配線回路層を０．５ｍｍ以上の金属板によって形
成することできる。

【００１５】また、放熱性の点から、前記絶縁基板にお
ける前記ビア形成層の厚みが絶縁基板全体の３０〜８０
％を占めることが望ましく、さらに前記ビア形成層にお
けるビア部総面積の絶縁基板全面積に対する面積比率が
３０〜８０％であることが望ましい。

【００１６】また、前記絶縁基板の熱伝導率が４０Ｗ／
ｍ・Ｋ以上であることが放熱性を高める上で望ましく、
絶縁基板を構成する窒化ケイ素質セラミックスとして
は、窒化ケイ素を主成分とし、希土類元素及びアルカリ
土類金属を酸化物換算による合量で４〜３０モル％、且
つ前記希土類金属（ＲＥ）及びアルカリ土類（Ｒ）の酸
化物換算によるモル比（ＲＥ₂Ｏ₃／ＲＯ）が０．１〜１
５の割合となる比率で含有するとともに、Ａｌの酸化物
換算による含有量が１．０モル％以下であることが望ま
しい。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の窒化ケイ素配線基板の概
略断面図を図１に示した。図１に示すように、窒化ケイ
素を主成分とする絶縁基板１の表面には、大電流が印加
される配線回路層２がロウ材３により被着形成されてお
り、その配線回路層２にはパワー素子（図示せず）など
が搭載される。一方、絶縁基板１の裏面には、パワー素
子などの作動によって発生した熱を効率的に放熱するた
めに、Ｃｕなどの高熱伝導体からなる放熱板４がロウ材
５により取付けられている。

【００１８】本発明によれば、上記絶縁基板１が絶縁層
１ａとＣｕを主成分とする導体が充填されたビア導体６
が多数配設されたビア形成層１ｂとの積層構造によって
構成されていることが大きな特徴である。このような高
熱伝導性に優れたビア導体６を多数配設したビア形成層
１ｂを形成することによって絶縁基板１の放熱性を高め
ることができる。

【００１９】例えば、同一の厚みの絶縁基板において放
熱板接合側にビア形成層１ｂを設けることによって、絶
縁基板全体の熱抵抗を下げることができる。

【００２０】また、同一の放熱性を具備させる場合、ビ
ア形成層１ｂを設けない場合に比較して、窒化ケイ素単
板よりも熱伝導性のよいビア形成層１ｂを設けることに
よって、その絶縁基板１の全体の厚みを厚くすることが
でき、絶縁基板の破壊荷重をを高めることができる。

【００２１】そして、絶縁基板１の強度や破壊荷重を高
めることができる結果、配線回路層２や放熱板４を絶縁
基板１に接合した場合、窒化ケイ素質絶縁基板１と配線
回路層２や放熱板４との熱膨張差に起因する熱応力に対
する耐性を高めることができ、配線回路層２や放熱板４
の厚みを厚くでき、配線基板としての配線回路層に対し
てさらに大電流を印加することができ、また放熱性を高
めることができる。

【００２２】また、このビア形成層１ｂの厚さは、絶縁
基板１の放熱性を決定する１つの要因であって、その厚
さが厚いほど熱伝導性を高めることができるが、ビア形
成層１ｂの厚さが厚く、絶縁層１ａの厚さが薄すぎる
と、絶縁層１ａの表面に形成された配線回路層２に電圧
を印加した場合に、絶縁層１ａが絶縁破壊を起こしてし
まう虞がある。かかる観点から、ビア形成層の厚さは絶
縁基板全体厚みの３０〜８０％、特に５０〜８０％が適
当である。

【００２３】また、絶縁基板１における絶縁層１ａは、
配線回路層２間の電気絶縁性を保つために必要であり、
その厚さは、絶縁性を維持し電圧印加時に絶縁破壊を起
こさない最低限の厚さであればよく、具体的には０．２
ｍｍ以上であることが望ましい。また、この絶縁層１ａ
の厚さが厚すぎると、配線基板全体の熱抵抗を増大させ
てしまうために、その厚さは０．５ｍｍ以下、特に０．
４ｍｍ以下であることが望ましい。

【００２４】また、本発明の配線基板は、絶縁基板１の
放熱性および強度を高めることができる結果、配線回路
層２及び放熱板４の厚さを従来よりも厚くすることがで
き、その厚さを０．５ｍｍ以上、特に０．６ｍｍ以上、
さらには０．７ｍｍ以上とすることができる。

【００２５】さらに、ビア形成層１ｂにおけるビア導体
６は、図２の絶縁基板１の裏面の平面図に示すように、
複数のビア導体６がアレイ状に配設されているが、この
ビア導体６の絶縁基板１全面積に占める全ビア部の総面
積が大きい程、ビア形成層１ｂの熱抵抗を低くすること
ができるが、その面積が大きすぎると、基板強度の向上
効果が小さくなってしまう。かかる観点から、ビア導体
６の絶縁基板１全面積に占める全ビア部の総面積の比率
が３０〜８０％、特に４０〜７０％であることが望まし
い。

【００２６】また、本発明によれば、絶縁基板１を構成
する窒化ケイ素質セラミックスは、それ自体の熱伝導率
が高いことが望まれ、特に熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋ以
上、特に６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上が望ましい。

【００２７】このような絶縁基板を構成する窒化ケイ素
質セラミックスは、β−窒化ケイ素を主体とするもので
あり、焼結体の断面における電子顕微鏡写真より求めた
平均アスペクト比が１．５〜５、短軸径が０．１〜１μ
ｍの結晶から構成される。

【００２８】そして、この焼結体の粒界相には、焼結助
剤成分として、少なくとも希土類元素（ＲＥ）を含有す
るものである。希土類元素（ＲＥ）としてはＹ、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈ
ｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの何れの元素でも好適に用
いる事ができるが、これらの中でもＹ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｄ
ｙ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、とりわけＹ、Ｅｒが特性、コス
トの点で望ましい。

【００２９】また、本発明によれば、上記特性を具備す
るとともに低温での焼結性を高める上でアルカリ土類金
属、特にＭｇを含有することが望ましく、前記希土類元
素（ＲＥ）及びアルカリ土類金属（Ｒ）は酸化物換算に
よる合量で４〜３０モル％、特に５〜２５モル％の範囲
で配合される。但し、前記希土類元素とアルカリ土類金
属との酸化物換算によるモル比（ＲＥ₂Ｏ₃／ＲＯ）が
０．１〜１５、特に０．５〜１３の範囲となることが望
ましい。

【００３０】これは上記合量が４モル％より少ないと、
焼結体を十分に緻密化させることは困難であり、３０モ
ル％を越えると、焼結体中での粒界相の占める割合が増
加する為に熱伝導率が低下するためである。またＲＥ₂
Ｏ₃／ＲＯの比率が１５を越えたり、０．１より小さく
なっても、緻密化は不十分となり、熱伝導率は低下す
る。

【００３１】また、Ａｌ₂Ｏ₃などのＡｌ化合物の配合
は、焼結性の向上に大きく寄与するが、Ｓｉ₃Ｎ₄結晶中
に固溶してフォノンの伝播を阻害する結果、焼結体の熱
伝導率を著しく低下させるため、高熱伝導化のためには
存在しないことが望ましく、具体的には、Ａｌは酸化物
換算で１．０モル％以下、望ましくは０．５モル％以
下、より望ましくは０．１モル％以下、更には０．０１
モル％以下にするのが良い。

【００３２】なおこの焼結体中には着色成分としてＴ
ｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、など周
期律表第４ａ、５ａ、６ａ属金属のうち少なくとも１種
を酸化物換算で０．０５〜１重量％の割合で含んでいて
もよい。

【００３３】本発明の窒化ケイ素配線基板を製造するに
は、まず絶縁基板を作製する。この絶縁基板は、窒化ケ
イ素粉末に対して、焼結助剤として、希土類元素化合
物、アルカリ土類金属化合物を前述の比率に配合する。

【００３４】このとき、用いる窒化ケイ素粉末としては
不純物酸素量が０．５〜３．０重量％のものが望まし
い。これは不純物酸素量が３．０重量％よりも多いと、
焼結体表面が荒れ、強度劣化を招く虞があり、０．５重
量％よりも少ないと焼結性が悪くなるためである。ま
た、平均粒径は、０．１〜１．５μｍであり、α率が８
０％以上であることが望ましい。なお、焼結助剤となる
化合物は、酸化物、炭酸塩、酢酸塩など焼成によって酸
化物を形成しうる化合物であることが望ましい。

【００３５】該混合粉末に有機バインダーと溶媒とを添
加してスラリーを調製し、このスラリーをドクターブレ
ード法、カレンダーロール法、圧延法、押し出し成形法
等の周知の成形方法によりシート状成形体を作製する。

【００３６】そして、ビア形成層用として、シート状成
形体に対して、マイクロドリル、レーザー等により直径
が５０〜２５０μｍのビアホールを所定のピッチで複数
個に形成する。その後、このビア形成用シート状成形体
とビアホールを形成していない絶縁層用シート状成形体
とを積層圧着する。

【００３７】その後、上記積層成形体を弱酸化性雰囲気
中にて脱バインダー処理した後、窒素などの非酸化性雰
囲気中で、１８００℃以下の温度で焼成することにより
絶縁基板素体を作製することができる。

【００３８】次に、得られた絶縁基板素体のビアホール
内に、銅粉末を主成分とする導体ペーストを調製し、こ
のペーストをビアホールにスクリーン印刷、プレス埋め
込み等の手法によって印刷充填することによって絶縁基
板を作製することができる。

【００３９】その後、この絶縁基板の表面にＣｕ−Ａｇ
−Ｔｉ或いはＣｕ−Ａｕ−Ｔｉなどの活性金属を含有す
るロウ材のペーストを塗布し、厚さ０．５ｍｍ以上の金
属箔あるいは金属板を積層し、８００〜９００℃で加圧
しながら焼付けを行う。焼付け後、金属箔や金属板にレ
ジスト塗布、露光、現像、エッチング処理、レジスト剥
離などの手法によって、所定の回路パターンからなる配
線回路層を形成することにより窒化ケイ素配線基板を得
る。

【００４０】また、この配線基板の裏面に、放熱板を取
り付けるには、配線回路層形成と同様に、活性金属を含
有するロウ材のペーストを塗布し、厚さ０．５ｍｍ以上
の金属箔あるいは金属板を積層し、８００〜９００℃で
加圧しながら焼付けを行うことにより取り付けられる。

【００４１】本発明によれば、上述したように、絶縁基
板１に上記ビア形成層１ｂを設けることにより、絶縁層
１ａを絶縁性が劣化しない最低限の厚みにすることがで
きる。ビア形成層１ｂのビア中には高熱伝導性を有する
Ｃｕを主成分とする導体が充填されているため熱伝導率
は高く、またビアの面積比率を特定の範囲にすることに
より、基板強度をも高くすることができる。これによ
り、放熱板や配線回路層の厚さを厚くすることも可能と
なり、パワーモジュール全体としての放熱性を向上させ
ることが可能となる。

【００４２】

【実施例】実施例１平均粒径が１．２μｍ、酸素量が１．３重量％、α率９
３％の直接窒化法により製造された窒化ケイ素原料粉末
にＥｒ₂Ｏ₃とＭｇＯ換算で１４．９９モル％、Ｅｒ₂Ｏ₃
／ＭｇＯ比＝１，Ａｌ₂Ｏ₃量０．０１モル％以下となる
量で配合して、その混合粉末に対して成形用バインダー
としてアクリル樹脂バインダーを、溶媒としてトルエン
を添加してスラリー化した。そして、そのスラリーを用
いてドクターブレード法により厚さ０．１〜０．３ｍｍ
のグリーンシートを得た。

【００４３】そして、ビア形成層用のグリーンシートに
はホール径１２０μｍのビアホールをレーザーにより所
定箇所へ複数個形成した。そして絶縁層及びビア形成層
の各グリーンシートを位置合わせして積層圧着し、積層
成形体を作製した。

【００４４】かくして得られた積層成形体を弱酸化性雰
囲気中、所定温度で脱バインダーした後、常圧窒素雰囲
気中で焼成した。

【００４５】なお、熱伝導率測定のために、ビアホール
を形成していない単板を作製し、この単板の熱伝導率を
レーザーフラッシュ法により測定した。また、アルキメ
デス法によって基板の相対密度を算出した。

【００４６】次に、銅粉末（平均粒径５μｍ）とアクリ
ル系バインダーとをアセトンを溶媒としてビア導体用の
導体ペーストを調製し、このペーストをビアホールにス
クリーン印刷によって印刷充填し、９５０℃で焼結させ
た。なお、焼結後の基板全体面積に対するビア導体の総
面積が６２％であった。

【００４７】その後、絶縁基板の表面にＣｕ−Ａｇ−Ｔ
ｉの活性金属ロウを塗布し、厚さ５００μｍの銅板を貼
り付け、また配線基板の裏面に厚さ０．５ｍｍの銅板を
Ｃｕ−Ａｇ−Ｔｉの活性金属ロウを塗布し貼り付け、９
００℃で熱処理して銅板を接合した。その後、この銅板
にレジスト塗布、露光、現像、レジスト除去の処理を施
し、所定パターンの配線回路層を形成し、配線回路層表
面に無電解Ｎｉメッキを施した。その後、この配線基板
の配線回路層の上に実際に半導体チップを実装し、配線
基板の熱抵抗を測定した。

【００４８】また、上記の絶縁基板に対して、ＪＩＳＲ
１６０１の３点曲げ抗折試験法に従って、５０ｍｍスパ
ンで支持し、中央部に応力印加して破断したときの強度
を基板強度として評価した。

【００４９】なお、表１では、絶縁基板の全体厚みを
０．６ｍｍに一定として、ビア形成層の厚みを徐々に厚
くした場合の特性の変化について評価した。また、表２
は、絶縁層の厚みを０．３ｍｍと一定とし、ビア形成層
の厚みを徐々に大きくした。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】表１の結果から明らかなように、ビア形成
層の形成によって、強度の低下を低減しつつ、絶縁基板
の熱抵抗を大幅に低減することができる。また、表２の
結果から明らかなように、ビア形成層の厚みを厚くする
ことにより、基板の熱伝導率を高めることができ、また
基板の破断荷重を高くすることができる。

【００５３】実施例２実施例１において、基板全体厚みを０．６ｍｍ（絶縁層
０．２ｍｍ，ビア形成層０．４ｍｍ）とし、ビア形成層
におけるビア導体の大きさおよび個数を変えて、全基板
の面積に対する比率を変えるか、放熱板の厚みを変える
ことによる配線基板の熱抵抗、基板強度を測定した。結
果は表３に示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】表３の結果から明らかなように、ビア導体
の面積比率を高めることにより基板強度を大きく低下さ
せることなく、熱抵抗を低減することができた。また、
放熱板の厚みを大きくするに従って熱抵抗を低減するこ
とができ、放熱板の厚みが０．５ｍｍ以上の場合におい
ても放熱板の剥がれや絶縁基板に割れなどの発生がなか
った。

【００５６】以上の表１〜表３の結果から、絶縁層厚み
を０．５ｍｍ以下、且つビア形成層の厚みを全体厚みの
３０〜８０％とし、ビアの面積比率を３０〜８０％にす
ることにより、熱抵抗は０．６℃／Ｗ以下になり、従来
のパワーモジュール用配線基板（試料Ｎｏ．１）に比
べ、放熱性を大幅に改善することが可能となった。

【００５７】実施例３配線基板の全体厚みを０．６ｍｍ（絶縁層厚み０．２ｍ
ｍ、ビア形成層厚み０．４ｍｍ）とし、絶縁基板を形成
する窒化ケイ素質焼結体の組成を種々変更した場合の特
性の変化をみた。結果は表４に示した。

【００５８】

【表４】

【００５９】表４の結果によれば、希土類元素（ＲＥ）
及びＭｇを酸化物換算による合量が４モル％以上で相対
密度９５％以上が達成されたが、その含有量が増加する
に従い、熱伝導率が低下した。特に４〜３０モル％で４
０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の特性が達成された。

【００６０】また、希土類金属及びＭｇの酸化物換算に
よるモル比（ＲＥ₂Ｏ₃／ＭｇＯ）では０．１〜１５、ま
た、Ａｌ₂Ｏ₃量が１モル％以下で４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の
特性が達成された。

【００６１】以上の結果、熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋを
下回るものは、ビア形成層を設けても熱抵抗が０．６℃
／Ｗ以上と高くなり、材料特性として４０Ｗ／ｍ・Ｋ以
上が望ましいことがわかる。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明の配線基板
は、絶縁基板を、絶縁層とビア形成層の２層から構成
し、ビア形成層にＣｕを主成分とする導体を充填したビ
ア導体を形成することにより、放熱性を高める、あるい
は放熱性を劣化させることなく基板を厚くでき、その結
果、放熱板あるいは配線回路層に用いるＣｕ板を厚くす
ることができ、従来に比べて高放熱性である配線基板が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の窒化ケイ素配線基板の概略断面図であ
る。

【図２】本発明の窒化ケイ素配線基板におけるビア形成
層の構造を説明するための概略平面図である。

【図３】従来のパワーモジュール用配線基板の概略断面
図である。

【符号の説明】

１絶縁基板１ａ絶縁層１ｂビア形成層２配線回路層３ロウ材４放熱板５ロウ材６ビア導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ０１Ｌ 23/14 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒化ケイ素を主成分とするセラミックスか
らなる絶縁基板の一方の表面に配線回路層が設けられ、
他方の表面に放熱板が貼付けられた放熱板とを具備して
なる窒化ケイ素配線基板において、該絶縁基板の前記他
方の表面側に、銅を主成分とする導体が充填された複数
のビア導体が配設されたビア形成層を具備し、前記ビア
導体と前記放熱板とが接合されてなることを特徴とする
窒化ケイ素配線基板。
【請求項２】前記配線回路層が０．５ｍｍ以上の金属板
からなる請求項１記載の窒化ケイ素配線基板。
【請求項３】前記絶縁基板における前記ビア形成層の厚
みが絶縁基板全体の３０〜８０％を占めることを特徴と
する請求項１記載の窒化ケイ素配線基板。
【請求項４】前記ビア形成層におけるビア部総面積の絶
縁基板全面積に対する面積比率が３０〜８０％であるこ
とを特徴とする請求項１記載の窒化ケイ素配線基板。
【請求項５】前記絶縁基板の熱伝導率が４０Ｗ／ｍ・Ｋ
以上であることを特徴とする請求項１記載の窒化ケイ素
配線基板
【請求項６】前記絶縁基板が、窒化ケイ素を主成分と
し、希土類元素及びアルカリ土類金属を酸化物換算によ
る合量で４〜３０モル％、且つ前記希土類金属（ＲＥ）
及びアルカリ土類金属（Ｒ）の酸化物換算によるモル比
（ＲＥ₂Ｏ₃／ＲＯ）が０．１〜１５の割合となる比率で
含有するとともに、Ａｌの酸化物換算による含有量が
１．０モル％以下であることを特徴とする請求項１記載
の窒化ケイ素配線基板。