JPH0823052A - リード端子付き厚膜ハイブリッドic用基板 - Google Patents
リード端子付き厚膜ハイブリッドic用基板Info
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- JPH0823052A JPH0823052A JP6154848A JP15484894A JPH0823052A JP H0823052 A JPH0823052 A JP H0823052A JP 6154848 A JP6154848 A JP 6154848A JP 15484894 A JP15484894 A JP 15484894A JP H0823052 A JPH0823052 A JP H0823052A
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- ceramic substrate
- film circuit
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- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 厚膜抵抗体を形成しても厚膜回路が酸化せ
ず、リード端子を接着でき、かつ高周波用回路基板に利
用できる。放熱性に優れる。 【構成】 ハイブリッドIC用基板10は、第1放熱用
セラミック基板11の表面に厚膜抵抗体12aを含むA
u系,Ag系又はCu系金属からなる厚膜回路12が形
成され、かつこのセラミック基板11の表面端部に厚膜
回路12に電気的に接続するためのアルミニウムからな
るリード端子13がAl−Si系ろう材を介して接着さ
れる。
ず、リード端子を接着でき、かつ高周波用回路基板に利
用できる。放熱性に優れる。 【構成】 ハイブリッドIC用基板10は、第1放熱用
セラミック基板11の表面に厚膜抵抗体12aを含むA
u系,Ag系又はCu系金属からなる厚膜回路12が形
成され、かつこのセラミック基板11の表面端部に厚膜
回路12に電気的に接続するためのアルミニウムからな
るリード端子13がAl−Si系ろう材を介して接着さ
れる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップが実装さ
れるハイブリッドIC用基板に関する。更に詳しくはア
ルミニウムリード端子付きの厚膜ハイブリッドIC用基
板に関するものである。
れるハイブリッドIC用基板に関する。更に詳しくはア
ルミニウムリード端子付きの厚膜ハイブリッドIC用基
板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、基板表面にタングステン回路を形
成したAl2O3基板の端部にCu又はコバール(Kova
r)からなるリード端子をAg−Cu系ろう材で接着し
たハイブリッドIC用基板が知られている。このハイブ
リッドIC用基板はアルミナグリーンシートの表面にタ
ングステンペーストを印刷して回路を形成し、これを水
素と窒素を混合した還元性雰囲気で1600℃前後の高
温で同時焼成した後、リード端子をやはり還元性雰囲気
で850℃の温度でAg−Cu系ろう材を溶融して基板
端部に接着することにより作られる。
成したAl2O3基板の端部にCu又はコバール(Kova
r)からなるリード端子をAg−Cu系ろう材で接着し
たハイブリッドIC用基板が知られている。このハイブ
リッドIC用基板はアルミナグリーンシートの表面にタ
ングステンペーストを印刷して回路を形成し、これを水
素と窒素を混合した還元性雰囲気で1600℃前後の高
温で同時焼成した後、リード端子をやはり還元性雰囲気
で850℃の温度でAg−Cu系ろう材を溶融して基板
端部に接着することにより作られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記リード端
子付きハイブリッドIC用基板では、その回路の所定の
箇所に後からRuO2系厚膜抵抗体ペーストを塗布し
て、大気中、850℃の温度で焼成し、厚膜抵抗体を形
成しようとしても、焼成時にタングステンが酸化してし
まうため、実質的に厚膜抵抗体を形成することができな
い不具合があった。また、上記ハイブリッドIC用基板
では、回路を構成するタングステンの抵抗値が他の厚膜
回路を構成するAu系,Ag系又はCu系金属の抵抗値
と比べて高く、高周波用の回路基板として用いることが
できない欠点があった。更に上記ハイブリッドIC用基
板は、電子機器の小型化、高性能化によって単位体積当
りの発熱量が増大した場合にその放熱性が十分でない問
題点があった。
子付きハイブリッドIC用基板では、その回路の所定の
箇所に後からRuO2系厚膜抵抗体ペーストを塗布し
て、大気中、850℃の温度で焼成し、厚膜抵抗体を形
成しようとしても、焼成時にタングステンが酸化してし
まうため、実質的に厚膜抵抗体を形成することができな
い不具合があった。また、上記ハイブリッドIC用基板
では、回路を構成するタングステンの抵抗値が他の厚膜
回路を構成するAu系,Ag系又はCu系金属の抵抗値
と比べて高く、高周波用の回路基板として用いることが
できない欠点があった。更に上記ハイブリッドIC用基
板は、電子機器の小型化、高性能化によって単位体積当
りの発熱量が増大した場合にその放熱性が十分でない問
題点があった。
【0004】本発明の目的は、厚膜抵抗体を形成しても
厚膜回路が酸化せず、かつ高周波用に利用可能なリード
端子付き厚膜ハイブリッドIC用基板を提供することに
ある。本発明の別の目的は、放熱性に優れたリード端子
付き厚膜ハイブリッドIC用基板を提供することにあ
る。
厚膜回路が酸化せず、かつ高周波用に利用可能なリード
端子付き厚膜ハイブリッドIC用基板を提供することに
ある。本発明の別の目的は、放熱性に優れたリード端子
付き厚膜ハイブリッドIC用基板を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、図1に示すように、本発明の第1のハイブリッドI
C用基板10は、第1放熱用セラミック基板11の表面
に厚膜抵抗体12aを含むAu系,Ag系又はCu系金
属からなる厚膜回路12が形成され、かつこのセラミッ
ク基板11の表面端部に厚膜回路12に電気的に接続す
るためのアルミニウムからなるリード端子13がAl−
Si系ろう材を介して接着されたものである。
に、図1に示すように、本発明の第1のハイブリッドI
C用基板10は、第1放熱用セラミック基板11の表面
に厚膜抵抗体12aを含むAu系,Ag系又はCu系金
属からなる厚膜回路12が形成され、かつこのセラミッ
ク基板11の表面端部に厚膜回路12に電気的に接続す
るためのアルミニウムからなるリード端子13がAl−
Si系ろう材を介して接着されたものである。
【0006】図2に示すように、本発明の第2のハイブ
リッドIC用基板20は、第1放熱用セラミック基板1
1とアルミニウム板21と第2放熱用セラミック基板2
2とがそれぞれAl−Si系ろう材を介してこの順に積
層接着され、第1放熱用セラミック基板11の表面に厚
膜抵抗体12aを含むAu系,Ag系又はCu系金属か
らなる厚膜回路12が形成され、第1放熱用セラミック
基板11の表面端部に厚膜回路12に電気的に接続する
ためのアルミニウムからなるリード端子13がAl−S
i系ろう材を介して接着されたものである。
リッドIC用基板20は、第1放熱用セラミック基板1
1とアルミニウム板21と第2放熱用セラミック基板2
2とがそれぞれAl−Si系ろう材を介してこの順に積
層接着され、第1放熱用セラミック基板11の表面に厚
膜抵抗体12aを含むAu系,Ag系又はCu系金属か
らなる厚膜回路12が形成され、第1放熱用セラミック
基板11の表面端部に厚膜回路12に電気的に接続する
ためのアルミニウムからなるリード端子13がAl−S
i系ろう材を介して接着されたものである。
【0007】また図3に示すように、本発明の第3のハ
イブリッドIC用基板30は、第2のハイブリッドIC
用基板20の第2放熱用セラミック基板22の裏面に放
熱フィン31が接着されたものである。
イブリッドIC用基板30は、第2のハイブリッドIC
用基板20の第2放熱用セラミック基板22の裏面に放
熱フィン31が接着されたものである。
【0008】更に図4及び図5に示すように、本発明の
第4のハイブリッドIC用基板40は、第1放熱用セラ
ミック基板11の表面中央部に厚膜抵抗体12aを含む
Au系,Ag系又はCu系金属からなる厚膜回路12が
形成され、この放熱用セラミック基板11の表面端部に
厚膜回路12に電気的に接続するためのアルミニウムか
らなるリード端子13がAl−Si系ろう材を介して接
着され、厚膜回路12及びリード端子13に電気的に絶
縁するように放熱用セラミック基板11の表面周縁部に
アルミニウムからなる枠板32がAl−Si系ろう材を
介して接着され、放熱用セラミック基板11の裏面全体
にアルミニウム板21がAl−Si系ろう材を介して接
着されたものである。
第4のハイブリッドIC用基板40は、第1放熱用セラ
ミック基板11の表面中央部に厚膜抵抗体12aを含む
Au系,Ag系又はCu系金属からなる厚膜回路12が
形成され、この放熱用セラミック基板11の表面端部に
厚膜回路12に電気的に接続するためのアルミニウムか
らなるリード端子13がAl−Si系ろう材を介して接
着され、厚膜回路12及びリード端子13に電気的に絶
縁するように放熱用セラミック基板11の表面周縁部に
アルミニウムからなる枠板32がAl−Si系ろう材を
介して接着され、放熱用セラミック基板11の裏面全体
にアルミニウム板21がAl−Si系ろう材を介して接
着されたものである。
【0009】なお、図1〜図5に示した上記第1放熱用
セラミック基板11又は第2放熱用セラミック基板22
としては、Al2O3基板、AlN基板又はSiC基板を
用いることができる。図2及び図3に示すように第1放
熱用セラミック基板とともに第2放熱用セラミック基板
が用いられる場合には、両基板に同一組成の基板を用い
ることができることは勿論、組成の違うもの同士を用い
ることも可能である。図6に示すように、放熱用セラミ
ック基板41がAlN基板の場合には、基板に化学安定
性を付与するために基板41を酸化処理して基板表面に
Al2O3層42を形成した後、SiO2層43を被覆し
ておくことが必要である。Al2O3層とSiO2層の形
成を要するのは、AlN基板に厚膜を直接形成すると、
厚膜形成後、大気中で焼成したときに厚膜中に含まれて
いるガラスとAlN(窒化アルミニウム)が反応してN
2やNOのガスを発生し、厚膜に気泡を生じる不具合を
解消するためである。
セラミック基板11又は第2放熱用セラミック基板22
としては、Al2O3基板、AlN基板又はSiC基板を
用いることができる。図2及び図3に示すように第1放
熱用セラミック基板とともに第2放熱用セラミック基板
が用いられる場合には、両基板に同一組成の基板を用い
ることができることは勿論、組成の違うもの同士を用い
ることも可能である。図6に示すように、放熱用セラミ
ック基板41がAlN基板の場合には、基板に化学安定
性を付与するために基板41を酸化処理して基板表面に
Al2O3層42を形成した後、SiO2層43を被覆し
ておくことが必要である。Al2O3層とSiO2層の形
成を要するのは、AlN基板に厚膜を直接形成すると、
厚膜形成後、大気中で焼成したときに厚膜中に含まれて
いるガラスとAlN(窒化アルミニウム)が反応してN
2やNOのガスを発生し、厚膜に気泡を生じる不具合を
解消するためである。
【0010】また、第1又は第2放熱用セラミック基板
の厚さが0.1〜1.0mmであって、アルミニウム板
の厚さが0.1〜1.0mmであって、アルミニウム板
の厚さが第1又は第2放熱用セラミック基板の厚さの1
0〜100%であることが好ましい。セラミック基板が
0.1mm未満であると、絶縁特性及び機械的強度に劣
り、アルミニウム板がセラミック基板より相対的に厚く
なると、接着後の応力緩和時のクラック、割れが生じや
すくなる。アルミニウム板の厚さが0.1mm未満であ
るか、或いはセラミック基板の10%未満になると、ハ
イブリッドIC用基板としての放熱性が十分でない。
の厚さが0.1〜1.0mmであって、アルミニウム板
の厚さが0.1〜1.0mmであって、アルミニウム板
の厚さが第1又は第2放熱用セラミック基板の厚さの1
0〜100%であることが好ましい。セラミック基板が
0.1mm未満であると、絶縁特性及び機械的強度に劣
り、アルミニウム板がセラミック基板より相対的に厚く
なると、接着後の応力緩和時のクラック、割れが生じや
すくなる。アルミニウム板の厚さが0.1mm未満であ
るか、或いはセラミック基板の10%未満になると、ハ
イブリッドIC用基板としての放熱性が十分でない。
【0011】
【作用】図1に示すように、Au又はAg導体で厚膜回
路を形成する場合には、Au又はAgペーストを放熱性
セラミック基板11の表面に印刷し大気中850℃で焼
成した後、RuO2系厚膜抵抗体ペーストを印刷し大気
中850℃で焼成することにより、基板表面に厚膜回路
12とこの回路に厚膜抵抗体12aとをそれぞれ形成す
る。Cu導体で厚膜回路を形成する場合には、RuO2
系厚膜抵抗体ペーストを印刷し大気中850℃で焼成し
た後、Cuペーストを印刷しN2雰囲気中、850℃で
焼成する。次いで真空中630℃でAl−Si系ろう材
を介してアルミニウムのリード端子13を基板の表面端
部に接着する。リード端子13の接着温度が厚膜回路1
2及び厚膜抵抗体12aを形成するときの温度よりも低
いため、リード端子接着時に厚膜回路及び厚膜抵抗体を
熱変質させない。また本発明のAu,Ag又はCuの厚
膜導体は従来のWの厚膜導体に比べて抵抗値が小さく、
高周波用の回路基板に利用できる。図2〜図5に示すよ
うに、厚膜回路12を形成した放熱性セラミック基板1
1の裏面にアルミニウム板21又はアルミニウム板2
1,放熱フィン31を接着することにより、放熱性が高
まる。
路を形成する場合には、Au又はAgペーストを放熱性
セラミック基板11の表面に印刷し大気中850℃で焼
成した後、RuO2系厚膜抵抗体ペーストを印刷し大気
中850℃で焼成することにより、基板表面に厚膜回路
12とこの回路に厚膜抵抗体12aとをそれぞれ形成す
る。Cu導体で厚膜回路を形成する場合には、RuO2
系厚膜抵抗体ペーストを印刷し大気中850℃で焼成し
た後、Cuペーストを印刷しN2雰囲気中、850℃で
焼成する。次いで真空中630℃でAl−Si系ろう材
を介してアルミニウムのリード端子13を基板の表面端
部に接着する。リード端子13の接着温度が厚膜回路1
2及び厚膜抵抗体12aを形成するときの温度よりも低
いため、リード端子接着時に厚膜回路及び厚膜抵抗体を
熱変質させない。また本発明のAu,Ag又はCuの厚
膜導体は従来のWの厚膜導体に比べて抵抗値が小さく、
高周波用の回路基板に利用できる。図2〜図5に示すよ
うに、厚膜回路12を形成した放熱性セラミック基板1
1の裏面にアルミニウム板21又はアルミニウム板2
1,放熱フィン31を接着することにより、放熱性が高
まる。
【0012】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 <実施例1>Al2O3が96%純度の厚さ0.815m
mのAl2O3基板の表面にAuペーストをスクリーン印
刷し150℃で乾燥した後、大気中で連続ベルト炉を用
いて850℃で10分間焼成した。次いでRuO2系厚
膜抵抗体ペーストを印刷して150℃で乾燥し、再び、
大気中、850℃で10分間焼成し厚膜回路基板を得
た。次に基板の厚膜回路が形成されていない表面端部
と、アルミニウムからなる複数の厚さ0.4mmのリー
ド端子との間に厚さ30μmのAl−7.5%Si箔
(重量%、以下同じ)をそれぞれ挟んでこれらを重ね、
これらに2kgf/cm2の荷重を加えて真空炉中で6
30℃、30分間加熱して、リード端子を基板の表面端
部に接着した。
る。 <実施例1>Al2O3が96%純度の厚さ0.815m
mのAl2O3基板の表面にAuペーストをスクリーン印
刷し150℃で乾燥した後、大気中で連続ベルト炉を用
いて850℃で10分間焼成した。次いでRuO2系厚
膜抵抗体ペーストを印刷して150℃で乾燥し、再び、
大気中、850℃で10分間焼成し厚膜回路基板を得
た。次に基板の厚膜回路が形成されていない表面端部
と、アルミニウムからなる複数の厚さ0.4mmのリー
ド端子との間に厚さ30μmのAl−7.5%Si箔
(重量%、以下同じ)をそれぞれ挟んでこれらを重ね、
これらに2kgf/cm2の荷重を加えて真空炉中で6
30℃、30分間加熱して、リード端子を基板の表面端
部に接着した。
【0013】図1に示すように、これによりAl2O3基
板11の表面に厚膜抵抗体12aを有する厚膜回路12
が形成され、基板11の表面端部に複数のリード端子1
3が接着されたハイブリッドIC用基板10が得られ
た。この基板10の厚膜回路12に更に半導体チップ1
4をAl−Siはんだを用いて420℃でダイボンディ
ングした後、300℃でAuワイヤボンディングを行
い、続いてチップコンデンサ15をはんだ付けすること
により実装した。このハイブリッドIC用基板10はリ
ード端子13の接着温度(630℃)が厚膜回路12及
び厚膜抵抗体12aを形成するときの温度(850℃)
よりも低いため、リード端子接着時に厚膜回路及び厚膜
抵抗体を熱変質させず、またAuの厚膜導体は比抵抗が
小さく、高周波用の回路基板に利用できる。
板11の表面に厚膜抵抗体12aを有する厚膜回路12
が形成され、基板11の表面端部に複数のリード端子1
3が接着されたハイブリッドIC用基板10が得られ
た。この基板10の厚膜回路12に更に半導体チップ1
4をAl−Siはんだを用いて420℃でダイボンディ
ングした後、300℃でAuワイヤボンディングを行
い、続いてチップコンデンサ15をはんだ付けすること
により実装した。このハイブリッドIC用基板10はリ
ード端子13の接着温度(630℃)が厚膜回路12及
び厚膜抵抗体12aを形成するときの温度(850℃)
よりも低いため、リード端子接着時に厚膜回路及び厚膜
抵抗体を熱変質させず、またAuの厚膜導体は比抵抗が
小さく、高周波用の回路基板に利用できる。
【0014】<実施例2>Al2O3が96%純度の厚さ
0.38mmのAl2O3基板の表面に実施例1と同様に
Auペーストを印刷乾燥して焼成し、かつRuO2系厚
膜抵抗体ペーストを印刷乾燥して焼成することにより、
厚膜回路基板を得た。次にこの基板と、この基板と同形
同大の厚さ0.15mmの純アルミニウム板と、このア
ルミニウム板と同形同大のAl2O3が96%純度の厚さ
0.38mmのAl2O3基板の間に、これらと同形同大
の厚さ30μmのAl−7.5%Si箔をそれぞれ挟ん
でこれらを重ね、これらに2kgf/cm2の荷重を加
えて真空炉中で630℃、30分間加熱して3枚の板を
積層接着した。この接着されかつ厚膜回路を形成した側
のAl2O3基板の表面端部と、アルミニウムからなる複
数の厚さ0.4mmのリード端子との間に厚さ30μm
のAl−7.5%Si箔をそれぞれ挟んでこれらを重
ね、これらに2kgf/cm2の荷重を加えて真空炉中
で630℃、30分間加熱して、リード端子を基板の厚
膜回路の形成していない表面端部に接着した。
0.38mmのAl2O3基板の表面に実施例1と同様に
Auペーストを印刷乾燥して焼成し、かつRuO2系厚
膜抵抗体ペーストを印刷乾燥して焼成することにより、
厚膜回路基板を得た。次にこの基板と、この基板と同形
同大の厚さ0.15mmの純アルミニウム板と、このア
ルミニウム板と同形同大のAl2O3が96%純度の厚さ
0.38mmのAl2O3基板の間に、これらと同形同大
の厚さ30μmのAl−7.5%Si箔をそれぞれ挟ん
でこれらを重ね、これらに2kgf/cm2の荷重を加
えて真空炉中で630℃、30分間加熱して3枚の板を
積層接着した。この接着されかつ厚膜回路を形成した側
のAl2O3基板の表面端部と、アルミニウムからなる複
数の厚さ0.4mmのリード端子との間に厚さ30μm
のAl−7.5%Si箔をそれぞれ挟んでこれらを重
ね、これらに2kgf/cm2の荷重を加えて真空炉中
で630℃、30分間加熱して、リード端子を基板の厚
膜回路の形成していない表面端部に接着した。
【0015】図2に示すように、これによりAl2O3基
板11とAl2O3基板22の間に高熱伝導層としてのア
ルミニウム板21が接着され、基板11の表面に厚膜抵
抗体12aを有する厚膜回路12が形成され、かつ基板
11の表面端部に複数のリード端子13が接着されたハ
イブリッドIC用基板20が得られた。ここで、Al2
O3基板22はアルミニウム板21を接着したことによ
って生じるAl2O3基板11の反りを防止し、応力的に
釣り合わせるために接着される。このハイブリッドIC
用基板20の厚膜回路12に更に実施例1と同様にして
半導体チップ14及びチップコンデンサ15を実装し
た。このハイブリッドIC用基板20は実施例1の特長
を備える他、実施例1と比較して基板表面に実装した半
導体チップ14等の発熱をアルミニウム板21を介して
放散させることができた。
板11とAl2O3基板22の間に高熱伝導層としてのア
ルミニウム板21が接着され、基板11の表面に厚膜抵
抗体12aを有する厚膜回路12が形成され、かつ基板
11の表面端部に複数のリード端子13が接着されたハ
イブリッドIC用基板20が得られた。ここで、Al2
O3基板22はアルミニウム板21を接着したことによ
って生じるAl2O3基板11の反りを防止し、応力的に
釣り合わせるために接着される。このハイブリッドIC
用基板20の厚膜回路12に更に実施例1と同様にして
半導体チップ14及びチップコンデンサ15を実装し
た。このハイブリッドIC用基板20は実施例1の特長
を備える他、実施例1と比較して基板表面に実装した半
導体チップ14等の発熱をアルミニウム板21を介して
放散させることができた。
【0016】<実施例3>Al2O3が96%純度の厚さ
0.38mmのAl2O3基板の表面に実施例1と同様に
Auペーストを印刷乾燥して焼成し、かつRuO2系厚
膜抵抗体ペーストを印刷乾燥して焼成することにより、
厚膜回路基板を得た。次にこの基板と、この基板と同形
同大の厚さ0.15mmの純アルミニウム板と、このア
ルミニウム板と同形同大のAl2O3が96%純度の厚さ
0.38mmのAl2O3基板の間に、これらと同形同大
の厚さ30μmのAl−7.5%Si箔をそれぞれ挟ん
でこれらを重ねた。このとき、この厚膜回路を形成して
いない側のAl2O3基板には、内径0.8mmのスルー
ホールをレーザ加工などにより形成し、この中にAlワ
イヤを挿入しておいた。実施例2と同様にして3枚の板
を積層接着した後、厚膜回路を形成した側のAl2O3基
板の表面端部にアルミニウムからなる複数の厚さ0.4
mmのリード端子を実施例2と同様に接着した。接着さ
れかつ厚膜回路を形成していない側のAl2O3基板と放
熱フィンの間に厚さ60μmのAl−7.5%Si箔を
挟み、20g/cm2の荷重を加えて真空炉中で630
℃、30分間加熱してスルーホールに挿入したAlワイ
ヤと放熱フィンを接着した。即ちアルミニウム板にサー
マルビア(thermal via hole)を介して放熱フィンが接
続された。
0.38mmのAl2O3基板の表面に実施例1と同様に
Auペーストを印刷乾燥して焼成し、かつRuO2系厚
膜抵抗体ペーストを印刷乾燥して焼成することにより、
厚膜回路基板を得た。次にこの基板と、この基板と同形
同大の厚さ0.15mmの純アルミニウム板と、このア
ルミニウム板と同形同大のAl2O3が96%純度の厚さ
0.38mmのAl2O3基板の間に、これらと同形同大
の厚さ30μmのAl−7.5%Si箔をそれぞれ挟ん
でこれらを重ねた。このとき、この厚膜回路を形成して
いない側のAl2O3基板には、内径0.8mmのスルー
ホールをレーザ加工などにより形成し、この中にAlワ
イヤを挿入しておいた。実施例2と同様にして3枚の板
を積層接着した後、厚膜回路を形成した側のAl2O3基
板の表面端部にアルミニウムからなる複数の厚さ0.4
mmのリード端子を実施例2と同様に接着した。接着さ
れかつ厚膜回路を形成していない側のAl2O3基板と放
熱フィンの間に厚さ60μmのAl−7.5%Si箔を
挟み、20g/cm2の荷重を加えて真空炉中で630
℃、30分間加熱してスルーホールに挿入したAlワイ
ヤと放熱フィンを接着した。即ちアルミニウム板にサー
マルビア(thermal via hole)を介して放熱フィンが接
続された。
【0017】図3に示すように、これによりAl2O3基
板11とAl2O3基板22の間に高熱伝導層としてのア
ルミニウム板21が接着され、基板11の表面に厚膜抵
抗体12aを有する厚膜回路12が形成され、サーマル
ビア22aで基板22に放熱フィン31が接着され、か
つ基板11の表面端部に複数のリード端子13が接着さ
れたハイブリッドIC用基板30が得られた。この基板
30の厚膜回路12に更に実施例1と同様にして半導体
チップ14及びチップコンデンサ15を実装した。アル
ミニウム板21に伝導された熱はサーマルビア22aを
介して放熱フィン31から効率良く放散させることがで
きた。
板11とAl2O3基板22の間に高熱伝導層としてのア
ルミニウム板21が接着され、基板11の表面に厚膜抵
抗体12aを有する厚膜回路12が形成され、サーマル
ビア22aで基板22に放熱フィン31が接着され、か
つ基板11の表面端部に複数のリード端子13が接着さ
れたハイブリッドIC用基板30が得られた。この基板
30の厚膜回路12に更に実施例1と同様にして半導体
チップ14及びチップコンデンサ15を実装した。アル
ミニウム板21に伝導された熱はサーマルビア22aを
介して放熱フィン31から効率良く放散させることがで
きた。
【0018】<実施例4>Al2O3が96%純度の厚さ
0.635mmのAl2O3基板の表面にAuペーストを
スクリーン印刷し150℃で乾燥した後、更にこのAl
2O3基板に形成したスルーホール内にAuペーストを充
填し150℃で乾燥した。その後大気中で連続ベルト炉
を用いて850℃で10分間焼成した。次いでRuO2
系厚膜抵抗体ペーストを印刷して150℃で乾燥し、再
び、大気中、850℃で10分間焼成し厚膜回路基板を
得た。次にこの基板と、この基板と同形同大の厚さ0.
2mmの純アルミニウム板の間に厚さ30μmのAl−
7.5%Si箔を挟んでこれらを重ね、これらに2kg
f/cm2の荷重を加えて真空炉中で630℃、30分
間加熱して2枚の板を接着した。このAl2O3基板の表
面端部とアルミニウムからなる複数の厚さ0.4μmの
リード端子との間に厚さ30μmのAl−7.5%Si
箔を挟んでこれらを重ね、更にリード端子を設けないA
l2O3基板の表面端部に厚さ0.4μmの純アルミニウ
ムの枠板を配し、基板の表面端部と枠板との間に厚さ3
0μmのAl−7.5%Si箔を挟んでこれらを重ね、
リード端子、枠板及び表面端部に2kgf/cm2の荷
重を加えて真空炉中で630℃、30分間加熱して、リ
ード端子及び枠板を基板の表面端部に接着した。
0.635mmのAl2O3基板の表面にAuペーストを
スクリーン印刷し150℃で乾燥した後、更にこのAl
2O3基板に形成したスルーホール内にAuペーストを充
填し150℃で乾燥した。その後大気中で連続ベルト炉
を用いて850℃で10分間焼成した。次いでRuO2
系厚膜抵抗体ペーストを印刷して150℃で乾燥し、再
び、大気中、850℃で10分間焼成し厚膜回路基板を
得た。次にこの基板と、この基板と同形同大の厚さ0.
2mmの純アルミニウム板の間に厚さ30μmのAl−
7.5%Si箔を挟んでこれらを重ね、これらに2kg
f/cm2の荷重を加えて真空炉中で630℃、30分
間加熱して2枚の板を接着した。このAl2O3基板の表
面端部とアルミニウムからなる複数の厚さ0.4μmの
リード端子との間に厚さ30μmのAl−7.5%Si
箔を挟んでこれらを重ね、更にリード端子を設けないA
l2O3基板の表面端部に厚さ0.4μmの純アルミニウ
ムの枠板を配し、基板の表面端部と枠板との間に厚さ3
0μmのAl−7.5%Si箔を挟んでこれらを重ね、
リード端子、枠板及び表面端部に2kgf/cm2の荷
重を加えて真空炉中で630℃、30分間加熱して、リ
ード端子及び枠板を基板の表面端部に接着した。
【0019】図4及び図5に示すように、これによりA
l2O3基板11の裏面に高熱伝導層及びグランド層とし
てのアルミニウム板21が接着され、基板11の表面に
厚膜抵抗体12aを有する厚膜回路12が形成され、か
つ基板11の表面端部に複数のリード端子13と枠板3
2が接着されたハイブリッドIC用基板40が得られ
た。ここで枠板32はAl2O3基板11のアルミニウム
板21を接着したことによって生じる基板の反りを防止
し、応力的に釣り合わせるために接着される。この基板
40の厚膜回路12に更に実施例1と同様にして半導体
チップ14及びチップコンデンサ15を実装した。図5
に示すように半導体チップ14直下の基板11にはAu
が充填されたスルーホール11aが設けられ、半導体チ
ップ14のアース回路12bはこのスルーホール11a
を介してアルミニウム板21に電気的に接続された。
l2O3基板11の裏面に高熱伝導層及びグランド層とし
てのアルミニウム板21が接着され、基板11の表面に
厚膜抵抗体12aを有する厚膜回路12が形成され、か
つ基板11の表面端部に複数のリード端子13と枠板3
2が接着されたハイブリッドIC用基板40が得られ
た。ここで枠板32はAl2O3基板11のアルミニウム
板21を接着したことによって生じる基板の反りを防止
し、応力的に釣り合わせるために接着される。この基板
40の厚膜回路12に更に実施例1と同様にして半導体
チップ14及びチップコンデンサ15を実装した。図5
に示すように半導体チップ14直下の基板11にはAu
が充填されたスルーホール11aが設けられ、半導体チ
ップ14のアース回路12bはこのスルーホール11a
を介してアルミニウム板21に電気的に接続された。
【0020】<実施例5>厚さ0.635mmのAlN
基板を酸素雰囲気中で1300℃、1時間熱処理し、基
板の表裏両面に酸化層であるAl2O3層を形成した。次
いで厚膜回路が形成されるAlN基板の表面部分及び裏
面全体にSiO2ゾルを塗布した後、300℃で1時間
乾燥させ、続いて900℃で1時間焼成することによ
り、AlN基板の表面部分及び裏面全体にSiO2層を
形成した。表面部分のSiO2層の上に実施例1と同様
にAuペーストを印刷乾燥して焼成し、かつRuO2系
厚膜抵抗体ペーストを印刷乾燥して焼成することによ
り、厚膜回路基板を得た。次にこの基板のSiO2層の
形成していない表面端部と、アルミニウムからなる複数
の厚さ0.4mmのリード端子との間にそれぞれ厚さ3
0μmのAl−7.5%Si箔を挟んでこれらを重ね、
これらに2kgf/cm2の荷重を加えて真空炉中で6
30℃、30分間加熱して、リード端子を基板の表面端
部に接着した。
基板を酸素雰囲気中で1300℃、1時間熱処理し、基
板の表裏両面に酸化層であるAl2O3層を形成した。次
いで厚膜回路が形成されるAlN基板の表面部分及び裏
面全体にSiO2ゾルを塗布した後、300℃で1時間
乾燥させ、続いて900℃で1時間焼成することによ
り、AlN基板の表面部分及び裏面全体にSiO2層を
形成した。表面部分のSiO2層の上に実施例1と同様
にAuペーストを印刷乾燥して焼成し、かつRuO2系
厚膜抵抗体ペーストを印刷乾燥して焼成することによ
り、厚膜回路基板を得た。次にこの基板のSiO2層の
形成していない表面端部と、アルミニウムからなる複数
の厚さ0.4mmのリード端子との間にそれぞれ厚さ3
0μmのAl−7.5%Si箔を挟んでこれらを重ね、
これらに2kgf/cm2の荷重を加えて真空炉中で6
30℃、30分間加熱して、リード端子を基板の表面端
部に接着した。
【0021】図6に示すように、これによりAlN基板
41の表面に酸化層42を介してSiO2層43が形成
され、その基板表面に厚膜抵抗体12aを有する厚膜回
路12が形成され、かつ基板41の表面端部に複数のリ
ード端子13が接着されたハイブリッドIC用基板50
が得られた。この基板50の厚膜回路12に更に実施例
1と同様にして半導体チップ14及びチップコンデンサ
15を実装した。このハイブリッドIC用基板50は熱
伝導率が100〜180W/m・KのAlNを回路形成
用基板に用いるため、熱伝導率が20W/m・K程度の
Al2O3を回路形成用基板に用いた実施例1のものよ
り、放熱性に優れる。
41の表面に酸化層42を介してSiO2層43が形成
され、その基板表面に厚膜抵抗体12aを有する厚膜回
路12が形成され、かつ基板41の表面端部に複数のリ
ード端子13が接着されたハイブリッドIC用基板50
が得られた。この基板50の厚膜回路12に更に実施例
1と同様にして半導体チップ14及びチップコンデンサ
15を実装した。このハイブリッドIC用基板50は熱
伝導率が100〜180W/m・KのAlNを回路形成
用基板に用いるため、熱伝導率が20W/m・K程度の
Al2O3を回路形成用基板に用いた実施例1のものよ
り、放熱性に優れる。
【0022】なお、上記実施例2〜実施例4ではAl2
O3基板とアルミニウム板とを接着した後に、アルミニ
ウムのリード端子を接着したが、これらの接着は同時に
行ってもよい。また、放熱性セラミック基板はAl2O3
基板及びAlN基板に限らず、SiC基板でもよい。実
施例5のようにAlN基板を第2、第3及び第4のハイ
ブリッドIC用基板に用いることもできる。この場合に
は、AlN基板の表面熱酸化処理と回路形成面にSiO
2層はそれぞれ必要であるが、そのアルミニウム板に接
着する面にはSiO2層は不要である。また、Al−S
i系ろう材として、Al−7.5%Si箔を例示した
が、これ以外にAl−13%Si、Al−9.5%Si
−1.0%Mg、Al−7.5%Si−10%Ge等か
らなる箔を用いることもできる。更に、厚膜回路をAu
ペーストをスクリーン印刷してAu系金属により形成し
たが、Agペースト、Ag−Pdペースト又はCuペー
ストをスクリーン印刷してAg系又はCu系金属により
形成してもよい。
O3基板とアルミニウム板とを接着した後に、アルミニ
ウムのリード端子を接着したが、これらの接着は同時に
行ってもよい。また、放熱性セラミック基板はAl2O3
基板及びAlN基板に限らず、SiC基板でもよい。実
施例5のようにAlN基板を第2、第3及び第4のハイ
ブリッドIC用基板に用いることもできる。この場合に
は、AlN基板の表面熱酸化処理と回路形成面にSiO
2層はそれぞれ必要であるが、そのアルミニウム板に接
着する面にはSiO2層は不要である。また、Al−S
i系ろう材として、Al−7.5%Si箔を例示した
が、これ以外にAl−13%Si、Al−9.5%Si
−1.0%Mg、Al−7.5%Si−10%Ge等か
らなる箔を用いることもできる。更に、厚膜回路をAu
ペーストをスクリーン印刷してAu系金属により形成し
たが、Agペースト、Ag−Pdペースト又はCuペー
ストをスクリーン印刷してAg系又はCu系金属により
形成してもよい。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、従来のタングステン
の厚膜回路が形成されるハイブリッドIC用基板と比べ
て、本発明のハイブリッドIC用基板はAu又はAgペ
ーストをセラミック基板表面に印刷乾燥した後、厚膜抵
抗体ペーストを塗布乾燥して同時焼成しても、或いは厚
膜抵抗体ペーストを基板表面に塗布乾燥し焼成した後、
Cuペーストを印刷乾燥しN2雰囲気中で焼成しても、
厚膜回路が酸化せず、しかもリード端子の接着温度が厚
膜回路及び厚膜抵抗体を形成するときの温度よりも低い
ため、リード端子接着時に厚膜回路及び厚膜抵抗体が熱
変質することがない。またAu,Ag又はCuの厚膜導
体はWの厚膜導体に比べて抵抗値が小さく、高周波用の
回路基板に利用可能な利点もある。更に厚膜回路を形成
したAl2O3基板の裏面にアルミニウム板又はアルミニ
ウム板,放熱フィンを接着すれば、Al2O3基板に実装
された電子部品の熱をより効率的に放散し、放熱性の高
い基板が得られる。
の厚膜回路が形成されるハイブリッドIC用基板と比べ
て、本発明のハイブリッドIC用基板はAu又はAgペ
ーストをセラミック基板表面に印刷乾燥した後、厚膜抵
抗体ペーストを塗布乾燥して同時焼成しても、或いは厚
膜抵抗体ペーストを基板表面に塗布乾燥し焼成した後、
Cuペーストを印刷乾燥しN2雰囲気中で焼成しても、
厚膜回路が酸化せず、しかもリード端子の接着温度が厚
膜回路及び厚膜抵抗体を形成するときの温度よりも低い
ため、リード端子接着時に厚膜回路及び厚膜抵抗体が熱
変質することがない。またAu,Ag又はCuの厚膜導
体はWの厚膜導体に比べて抵抗値が小さく、高周波用の
回路基板に利用可能な利点もある。更に厚膜回路を形成
したAl2O3基板の裏面にアルミニウム板又はアルミニ
ウム板,放熱フィンを接着すれば、Al2O3基板に実装
された電子部品の熱をより効率的に放散し、放熱性の高
い基板が得られる。
【図1】本発明の第1のリード端子付き厚膜ハイブリッ
ドIC用基板の断面図。
ドIC用基板の断面図。
【図2】本発明の第2のリード端子付き厚膜ハイブリッ
ドIC用基板の断面図。
ドIC用基板の断面図。
【図3】本発明の第3のリード端子付き厚膜ハイブリッ
ドIC用基板の断面図。
ドIC用基板の断面図。
【図4】本発明の第4のリード端子付き厚膜ハイブリッ
ドIC用基板の平面図。
ドIC用基板の平面図。
【図5】図4のA−A線断面図。
【図6】本発明の別の第1のリード端子付き厚膜ハイブ
リッドIC用基板の断面図。
リッドIC用基板の断面図。
10,20,30,40,50 ハイブリッドIC用基
板 11 第1放熱用セラミック基板(Al2O3基板) 11a スルーホール 12 厚膜回路 12a 厚膜抵抗体 12b アース回路 13 リード端子 21 アルミニウム板 22 第2放熱用セラミック基板(Al2O3基板) 22a サーマルビア 31 放熱フィン 32 枠板 41 第1放熱用セラミック基板(AlN基板) 42 酸化層(Al2O3層) 43 SiO2層
板 11 第1放熱用セラミック基板(Al2O3基板) 11a スルーホール 12 厚膜回路 12a 厚膜抵抗体 12b アース回路 13 リード端子 21 アルミニウム板 22 第2放熱用セラミック基板(Al2O3基板) 22a サーマルビア 31 放熱フィン 32 枠板 41 第1放熱用セラミック基板(AlN基板) 42 酸化層(Al2O3層) 43 SiO2層
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 1/03 L 7511−4E 1/05 Z
Claims (7)
- 【請求項1】 第1放熱用セラミック基板(11,41)の表
面に厚膜抵抗体(12a)を含むAu系,Ag系又はCu系
金属からなる厚膜回路(12)が形成され、かつ前記基板(1
1,41)の表面端部に前記厚膜回路(12)に電気的に接続す
るためのアルミニウムからなるリード端子(13)がAl−
Si系ろう材を介して接着されたリード端子付き厚膜ハ
イブリッドIC用基板。 - 【請求項2】 第1放熱用セラミック基板(11,41)とア
ルミニウム板(21)と第2放熱用セラミック基板(22)とが
それぞれAl−Si系ろう材を介してこの順に積層接着
され、 前記第1放熱用セラミック基板(11,41)の表面に厚膜抵
抗体(12a)を含むAu系,Ag系又はCu系金属からな
る厚膜回路(12)が形成され、前記第1放熱用セラミック
基板(11,41)の表面端部に前記厚膜回路(12)に電気的に
接続するためのアルミニウムからなるリード端子(13)が
Al−Si系ろう材を介して接着されたリード端子付き
厚膜ハイブリッドIC用基板。 - 【請求項3】 第1放熱用セラミック基板(11,41)とア
ルミニウム板(21)と第2放熱用セラミック基板(22)とが
それぞれAl−Si系ろう材を介してこの順に積層接着
され、 前記第1放熱用セラミック基板(11,41)の表面に厚膜抵
抗体(12a)を含むAu系,Ag系又はCu系金属からな
る厚膜回路(12)が形成され、前記第1放熱用セラミック
基板(11,41)の表面端部に前記厚膜回路(12)に電気的に
接続するためのアルミニウムからなるリード端子(13)が
Al−Si系ろう材を介して接着され、かつ前記第2放
熱用セラミック基板(22)の裏面に放熱フィン(31)が接着
されたリード端子付き厚膜ハイブリッドIC用基板。 - 【請求項4】 第1放熱用セラミック基板(11,41)の表
面中央部に厚膜抵抗体(12a)を含むAu系,Ag系又は
Cu系金属からなる厚膜回路(12)が形成され、前記放熱
用セラミック基板(11,41)の表面端部に前記厚膜回路(1
2)に電気的に接続するためのアルミニウムからなるリー
ド端子(13)がAl−Si系ろう材を介して接着され、前
記厚膜回路(12)及びリード端子(13)に電気的に絶縁する
ように前記放熱用セラミック基板(11,41)の表面周縁部
にアルミニウムからなる枠板(32)がAl−Si系ろう材
を介して接着され、前記放熱用セラミック基板(11,41)
の裏面全体にアルミニウム板(21)がAl−Si系ろう材
を介して接着されたリード端子付き厚膜ハイブリッドI
C用基板。 - 【請求項5】 第1放熱用セラミック基板(11,41)の表
面中央部に形成された厚膜回路(12)のうちのアース回路
(12b)とアルミニウム板(21)とを電気的に接続するスル
ーホール(11a)が前記放熱用セラミック基板(11,41)に形
成された請求項4記載のリード端子付き厚膜ハイブリッ
ドIC用基板。 - 【請求項6】 第1放熱用セラミック基板(11,41)がA
l2O3基板、SiC基板又は基板を酸化処理後基板表面
がSiO2層で被覆されたAlN基板である請求項1な
いし5いずれか記載のリード端子付き厚膜ハイブリッド
IC用基板。 - 【請求項7】 第1及び第2放熱用セラミック基板(11,
41,21)がそれぞれAl2O3基板、SiC基板又は基板を
酸化処理後基板表面がSiO2層で被覆されたAlN基
板である請求項2又は3記載のリード端子付き厚膜ハイ
ブリッドIC用基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6154848A JPH0823052A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | リード端子付き厚膜ハイブリッドic用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6154848A JPH0823052A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | リード端子付き厚膜ハイブリッドic用基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0823052A true JPH0823052A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15593227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6154848A Withdrawn JPH0823052A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | リード端子付き厚膜ハイブリッドic用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823052A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009246077A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | セラミックパッケージ |
| JP2013080936A (ja) * | 2012-11-22 | 2013-05-02 | Tohoku Univ | 炭化珪素基板、半導体装置及び配線基板 |
| JP2014187812A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 電源回路及び照明装置 |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP6154848A patent/JPH0823052A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009246077A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | セラミックパッケージ |
| JP2013080936A (ja) * | 2012-11-22 | 2013-05-02 | Tohoku Univ | 炭化珪素基板、半導体装置及び配線基板 |
| JP2014187812A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 電源回路及び照明装置 |
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