JP2001230351A - 電子モジュール用接合材料、モジュール型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

電子モジュール用接合材料、モジュール型半導体装置及びその製造方法

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JP2001230351A
JP2001230351A JP2000035750A JP2000035750A JP2001230351A JP 2001230351 A JP2001230351 A JP 2001230351A JP 2000035750 A JP2000035750 A JP 2000035750A JP 2000035750 A JP2000035750 A JP 2000035750A JP 2001230351 A JP2001230351 A JP 2001230351A
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point material
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high melting
bonding
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Isao Okutomi
功 奥富
Atsushi Yamamoto
敦史 山本
Yutaka Ishiwatari
裕 石渡
Akira Tanaka
明 田中
Takashi Kusano
貴史 草野
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Shibafu Engineering Corp
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Toshiba Corp
Shibafu Engineering Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁耐圧が高く、機械的信頼性の高く、且つ
熱放出特性の優れたモジュール型半導体装置を提供す
る。 【解決手段】 第１の接合面１ａを有する第１の被接合
体１と、第１の接合面１ａに相対して配置された第２の
接合面２ａを有する第２の被接合体２と、第１の接合面
１ａ及び第２の接合面２ａに溶着され、３００℃以下の
融点を有する低融点材料層１１、１２と、第１の接合面
１ａと第２の接合面２ａの間に配置され、低融点材料層
１１、１２よりも高い融点を有し、熱伝導率が低融点材
料層１１、１２よりも高い高融点材料層１３とを有す
る。低融点材料層１１、１２のみを溶融させて高融点材
料層１３と反応させることにより、低融点材料層１１、
１２の中に高融点材料層１３の一部が溶解される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子モジュール用接
合材料、モジュール型半導体装置及びその製造方法に係
わり、特に、低熱抵抗で且つ熱疲労特性に優れた電子モ
ジュール用接合材料に関する。また、電子モジュールよ
う接合材料を用い、絶縁耐圧、機械的信頼性、熱放出特
性の優れたモジュール型半導体装置及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電力変換器などに用いられるモジ
ュール型半導体装置は、ＩＧＢＴ、ＩＥＧＴなどのＩＣ
チップと、ＩＣチップから発生する熱を装置外部に放出
する銅製の放熱板と、ＩＣチップと放熱板間を絶縁する
絶縁基板を有する。絶縁基板は、セラミックス層と、セ
ラミックス層の両面上に配置された銅製の金属薄膜層を
有する。セラミックス層の厚さは、ＩＣチップの定格電
圧に応じて決められる。放熱板と絶縁基板の間及び絶縁
基板とＩＣチップの間は、鉛とスズの合金（Ｐｂ−Ｓｎ
合金）からなる半田により接続されている。ＩＣチップ
と絶縁基板の間は、微量添加元素として主にＳｎを含む
Ｐｂ固溶体の半田により接続されている。一方、絶縁基
板と放熱板の間は、主として鉛と銀（Ｐｂ−Ａｇ）の共
晶ハンダあるいはスズと銀の合金（Ｓｎ−Ａｇ合金）か
らなる半田により接続されている。Ｓｎ−Ａｇ合金半田
において、半田中の総ての銀は金属間化合物（Ａｇ３Ｓ
ｎ）になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成を有する従来のモジュール型半導体装置において、Ｉ
Ｃチップが扱う電圧・電流の高電圧化及び大電流化に対
して、以下の問題点が生じる。高電圧化に応じて絶縁基
板が保証する絶縁耐圧が高耐圧化するため、絶縁基板の
セラミックス層の厚さを増大する必要がある。しかし、
セラミックス層の厚さに比例して、ＩＣチップと放熱板
の間の熱抵抗が増大する。また、セラミックス層の厚さ
が増大すると、セラミックスと放熱板の材料である銅と
の熱膨張差により、半田付け時に絶縁基板と放熱板との
接続面に反りが生じる。接続面の反りによりセラミック
ス層表面の引張応力が生じ、セラミックス層にクラック
が発生しやすくなる。セラミックス層自体の信頼性が低
下し、ひいては絶縁基板の絶縁耐圧が低下する。つま
り、セラミックス層の厚さの増大により、モジュール型
半導体装置の機械的信頼性が低下する。
【０００４】絶縁基板と放熱板の間の反りを防ぐには、
放熱板の厚さを増大する必要がある。しかし、放熱板の
厚さの増大により、絶縁基板と放熱板の間を接続する半
田に対して大きな熱応力が生じるため、絶縁基板と放熱
板の接続部分の機械的強度が低下する。半田に対する熱
応力を低減するには、半田の厚さを増大させる必要があ
る。しかし、従来のＰｂ−Ｓｎ合金やＳｎ−Ａｇ合金な
どの半田材料では、半田の厚さを増大させると、半田の
厚さを均一にすることが困難になる。
【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するためになされたものであり、その目的は、熱抵
抗が低く、且つ熱疲労特性に優れた電子モジュール用接
合材料を提供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、絶縁耐圧が高く、機
械的信頼性の高く、且つ熱放出特性の優れたモジュール
型半導体装置及びその製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の特徴は、３００℃以下の融点を有す
る低融点材料層と、低融点材料層よりも高い融点を有
し、熱伝導率が低融点材料層よりも高い高融点材料層と
を有する電子モジュール用接合材料であることである。
また、低融点材料層のみを溶融させて高融点材料層と反
応させることにより低融点材料層の中に高融点材料層の
一部が溶解される。
【０００８】本発明の第１の特徴によれば、低融点材料
層が溶融しても高融点材料層は溶融させずに十分な厚さ
を維持するため、容易に十分な厚さを有する接合層を形
成することができる。したがって、本発明の第１の特徴
に係わる電子モジュール用接合材料を用いて絶縁基板と
放熱板の間などの材質の異なる被接合体間を接合する接
合層を形成した場合に、接合層に加わる熱疲労を軽減す
ることができる。また同時に、高い熱伝導率を有する高
融点材料が接合層内に存在するため熱抵抗も小さくな
る。
【０００９】本発明の第１の特徴において、低融点材料
層は接合部分の厚さ方向に２層以上配置され、高融点材
料層は２層以上の低融点材料層の間に配置されているこ
とが望ましい。低融点材料層と高融点材料層の厚さが薄
くても、厚い接合層を形成することが可能となる。ま
た、高融点材料層は接合部分の厚さ方向に均一に分布す
るように配置され、低融点材料層は高融点材料層の間に
配置されていてもよい。また、低融点材料層マトリック
スの中に、溶解した高融点材料層の一部が主体を成す層
が形成されることが望ましい。
【００１０】本発明の第２の特徴は、第１の接合面を有
する第１の被接合体と、第１の接合面に相対して配置さ
れた第２の接合面を有する第２の被接合体と、第１の接
合面及び第２の接合面に溶着され、３００℃以下の融点
を有する低融点材料層と、第１の接合面と第２の接合面
の間に配置され、低融点材料層よりも高い融点を有し、
熱伝導率が低融点材料層よりも高い高融点材料層とを有
するモジュール型半導体装置であることである。また、
低融点材料層のみを溶融させて高融点材料層と反応させ
ることにより、低融点材料層の中に高融点材料層の一部
が溶解される。
【００１１】本発明の第２の特徴によれば、低融点材料
層が溶融しても、高融点材料層は溶融されずに十分な厚
さを維持するため、第１の接合面と第２の接合面の間を
接合し、十分な厚さを有する接合層を容易に形成するこ
とができる。ここで、接合層は、低融点材料層と高融点
材料層とからなる。したがって、本発明の第２の特徴に
係わるモジュール型半導体装置は、絶縁基板と放熱板な
どの材質の異なる被接合体間を接合した場合に、接合層
に加わる熱疲労を軽減することができる。また同時に、
高い熱伝導率を有する高融点材料層が接合層内に存在す
るため熱抵抗も小さくなる。したがって、絶縁基板と放
熱板の間を接合し、熱抵抗特性、熱疲労特性が良好な接
合層を形成できるため、絶縁基板を厚くしても熱サイク
ルによる破壊が起こらずに、モジュール型半導体装置を
高耐圧化することができる。
【００１２】本発明の第２の特徴において、低融点材料
層は第１の接合面に垂直な方向に２層以上配置され、高
融点材料層は２層以上の低融点材料層の間に配置されて
いることが望ましい。各低融点材料層の厚さが薄くて
も、厚い接合層を形成することが可能となる。また、低
融点材料層マトリックスの中に、溶解した高融点材料層
の一部が主体を成す層が形成されていることが望まし
い。
【００１３】また、低融点材料層と高融点材料層の総質
量に占める高融点材料層の割合が１０％以上３０％以下
であることが望ましい。また、低融点材料層及び高融点
材料層の全体の厚さが０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下である
ことが望ましい。高融点材料層が占める割合及び接合層
の厚さをこの範囲にすることにより、接合層の熱疲労強
度及び低熱抵抗性を最適化することができる。
【００１４】さらに、高融点材料層は、第１の接合面の
外周部分を含むリング状の平面形状を有することが望ま
しい。また、高融点材料層は、細線を巻いたコイル状の
平面形状を有し、第１の接合面の面積に占める最外周の
細線が囲む面積の割合が５０％以上であってもよい。さ
らに、高融点材料層は、第１の接合面内に均一な間隔で
配置され、直径が等しい複数の粒子であってもよい。さ
らに、高融点材料層は、第１の接合面内に均一な間隔で
複数の孔が配置された板状の形状を有していてもよい。
さらに、高融点材料層は、複数の細線を編んだ格子状の
平面形状を有していてもよい。高融点材料層がこれらの
形状を有することにより、低融点材料層が溶融する時
に、高融点材料層によって接合層の厚さを確保すると同
時に、接合層の厚さを均一に保持することができる。し
たがって、接合層の健全性、熱疲労特性、熱抵抗特性を
さらに向上させることができる。
【００１５】さらに、低融点材料層は３層配置され、高
融点材料層は各低融点材料層の間に１層づつ配置されい
ていてもよい。低融点材料層及び高融点材料層の層数を
増やすことで、各低融点材料層及び各高融点材料層の厚
さが薄くても、十分厚い接合層を形成することが可能と
なる。
【００１６】さらに、第１の接合面に垂直な方向に２層
以上配置された低融点材料層、及び２層以上の低融点材
料層の間に配置されている高融点材料層の代わりに、高
融点材料層は、第１の接合面に垂直な方向に均一に分布
するように配置され、低融点材料層は、高融点材料層の
間に配置されていてもよい。この場合に、第１の接合面
あるいは第２の接合面のうち高融点材料層が配置される
部分に高融点材料層と第２の被接合体が嵌合する溝が配
置されていることが望ましい。接合面に溝を形成するこ
とにより、厚さまたは径が大きい高融点材料層を用いた
場合であっても、熱抵抗特性、熱疲労特性の優れた接合
層を形成することができる。また、高融点材料層の低融
点材料層が溶融する時に高融点材料層が移動することを
抑制することができ、接合作業をさらに容易にすること
ができる。
【００１７】さらに、低融点材料層と高融点材料層の総
質量に占める低融点材料層の割合（Ｘ）に対する接合温
度における低融点材料層への高融点材料層の溶解度
（Ｓ）の割合（Ｓ／Ｘ）が０．０５以上０．２以下であ
ることが望ましい。高融点材料層の低融点材料層への過
剰な溶解を抑制することができるため、高融点材料層に
より十分な厚さ及び平坦性を有する接合層を得ることが
できる。
【００１８】さらに、低融点材料層は、スズまたは、ス
ズを主成分とする合金からなることが望ましい。１８０
〜２５０℃の比較的低い温度での接合が可能となり、接
合時のＩＣチップへの熱の影響を少なくすることができ
る。また、高融点材料層は、銀または、銀を主成分とす
る合金からなることが望ましい。熱伝導率の大きい高融
点材料層を接合層内に形成することができ、接合層の熱
抵抗をさらに低減することができる。特に、低融点材料
層は、スズ（Ｓｎ）の中に３．５％の割合で銀（Ａｇ）
が含浸された合金（Ｓｎ−３．５ｗｔ％Ａｇ合金）から
なり、高融点材料層は銀からなることが望ましい。ある
いは、低融点材料層は、スズの中に５％の割合でアンチ
モン（Ｓｎ）が含浸された合金（Ｓｎ−５ｗｔ％Ｓｎ合
金）からなり、高融点材料層は銀からなってもよい。あ
るいは、低融点材料層は、スズの中に５％の割合でビス
マス（Ｂｉ）が含浸された合金（Ｓｎ−５ｗｔ％Ｂｉ合
金）からなり、高融点材料層は銀からなってもよい。低
融点材料層と高融点材料層をこれらの組み合わせにする
ことにより、高融点材料層の過剰な低融点材料層への溶
解を抑制することができ、高融点材料層により十分な厚
さ及び平坦性を有する接合層を得ることができる。ま
た、接合温度を最適化することができるため、第１の被
接合体及び第２の接合体を最適な温度条件で接合するこ
とが可能となる。
【００１９】本発明の第３の特徴は、第１の接合面を有
する第１の被接合体の第１の接合面と第２の接合面を有
する第２の被接合体の第２の接合面を相対して配置する
第１の工程と、３００℃以下の融点を有する低融点材料
層を第１の接合面と第２の接合面の間に配置する第２の
工程と、低融点材料層よりも高い融点を有し、熱伝導率
が低融点材料層よりも高い高融点材料層を第１の接合面
と第２の接合面の間に配置する第３の工程と、低融点材
料層のみを溶融させて第１の接合面及び第２の接合面に
低融点材料層を溶着させると同時に、低融点材料層の中
に高融点材料層の一部を溶解させて、第１の接合面と第
２の接合面間を接合する第４の工程とを有するモジュー
ル型半導体装置の製造方法であることである。
【００２０】本発明の第３の特徴によれば、低融点材料
層が溶融しても、高融点材料層は溶融されずに十分な厚
さを維持するため、第１の接合面と第２の接合面の間を
接合し、十分な厚さを有する接合層を容易に形成するこ
とができる。ここで、接合層は、低融点材料層と高融点
材料層とからなる。したがって、絶縁基板と放熱板など
の材質の異なる被接合体間を接合する場合に、接合層に
加わる熱疲労を軽減することができる。また同時に、高
い熱伝導率を有する高融点材料層が接合層内に存在する
ため熱抵抗も小さくなる。したがって、絶縁基板と放熱
板の間を接合し、熱抵抗特性、熱疲労特性が良好な厚い
接合層を形成できるため、絶縁基板を厚くしても熱サイ
クルによる破壊が起こらず、モジュール型半導体装置を
高耐圧化することができる。
【００２１】本発明の第３の特徴において、第２の工程
は、第１の接合面上に３００℃以下の融点を有する第１
の低融点材料層を配置する第１のステップと、第２の接
合面上に３００℃以下の融点を有する第２の低融点材料
層を配置する第２のステップとからなることが望まし
い。また、第３の工程は、高融点材料層を第１の低融点
材料層と第２の低融点材料層の間に配置するステップか
らなることが望ましい。
【００２２】また、第４の工程における接合温度は、低
融点材料層と高融点材料層の総質量に占める低融点材料
層の割合（Ｘ）に対する接合温度における低融点材料層
への高融点材料層の溶解度（Ｓ）の割合（Ｓ／Ｘ）が
０．０５以上０．２以下になる温度であることが望まし
い。高融点材料層の低融点材料層への過剰な溶解を抑制
することができるため、高融点材料層により十分な厚さ
及び平坦性を有する接合層を形成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】＜基本構成＞以下に本発明の実施
の形態について図面を参照して説明する。実施の形態で
は、まず、本発明に係わる電子モジュール用接合材料、
モジュール型半導体装置、及びモジュール型半導体装置
の製造方法の基本構成を示す。次に、この基本構成に基
づき各構成要素を変化させた変形例、及び各変形例の優
位性を示すための比較例を、発明者等が行った実験に基
づいて示す。実施例及び変形例において基本構成と代わ
らない構成要素については同一の符号を付し、変化させ
た構成要素については異なる符号を付した。
【００２４】図１は、本発明の実施の形態に係わるモジ
ュール型半導体装置全体の構成を示す断面図である。図
１に示すように、本発明に係わるモジュール型半導体装
置は、第１の接合面を有する第１の被接合体１と、第１
の接合面に相対して配置された第２の接合面を有する第
２の被接合体２と、第１の被接合体と第２の被接合体の
間を接合する接合層３とを少なくとも有する。ここで
は、第１の被接合体は絶縁基板１であり、第２の被接合
体は放熱板２である場合について述べる。
【００２５】また、モジュール型半導体装置は、絶縁基
板１の上に固着された１つまたは複数のＩＣチップ４
と、複数のＩＣチップ４の間、及びＩＣチップ４と装置
外部の間を電気的に接続するボンディングワイヤー５
と、絶縁基板１、ＩＣチップ４、及びボンディングワイ
ヤー５を封止するための有機性絶縁物からなる外囲器６
と、外囲器６の内部及び外部にそれぞれ端子を有し、内
部の端子にはボンディングワイヤー５が接続されて外部
の端子からＩＣチップ４へ入出力を行う端子取り付け部
７と、放熱板２に密接して配置され、放熱板２を冷却す
る冷却器８と、放熱板２と冷却器８の間を密着させるた
めの複数のボルト９及びナット１０などの締め付け具と
を有する。
【００２６】絶縁基板１は、図に示さないが、ＩＣチッ
プ４と放熱板２の間を絶縁するための窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）や酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などのセ
ラミックス層と、ＩＣチップ４及び放熱板２に接する絶
縁基板１の両面に配置された銅（Ｃｕ）あるいはアルミ
ニウム（Ａｌ）などの金属からなる薄膜層とを有する。
ここでは、ＡｌＮ製のセラミックス層の両面にＣｕ製の
薄膜層を張り合わせた高熱電導性を有する絶縁基板２を
使用する。ＩＣチップ４側の面に配置された薄膜層には
複数のＩＣチップ間の接続及び外部との接続のための配
線パターンが形成されている。絶縁基板１が有する第１
の接合面は、接合層３側の面に配置されている。放熱板
２は、ＩＣチップ４から発生する熱を装置外部に放出す
るため、熱伝導率の優れたＣｕなどを主原料とする材料
で構成されている。外囲器６と放熱板２で囲まれた空間
内には、絶縁性ゲルが充填されている。ＩＣチップ４か
ら発生した熱は、絶縁基板１及び放熱板２を通り、冷却
器８から装置外部に放出される。
【００２７】図２（ａ）は、図１に示した絶縁基板１、
放熱板２、及び接合層３の構成を示す断面図である。図
２（ａ）に示すように、接合層３は、絶縁基板１が有す
る第１の接合面１ａ及び放熱板２が有する第２の接合面
２ａに溶着され、３００℃以下の融点を有する低融点材
料層（１１、１２）と、第１の接合面１ａと第２の接合
面２ａの間に配置され、低融点材料層（１１、１２）よ
りも高い融点を有し、熱伝導率が低融点材料層（１１、
１２）よりも高い高融点材料層１３とからなる電子モジ
ュール用接合材料を用いて形成される。また、低融点材
料層（１１、１２）のみを溶融させて高融点材料層１３
と反応させることにより、低融点材料層（１１、１２）
の中に高融点材料層１３の一部が溶解される。図２
（ａ）において、絶縁基板１及び放熱板２の断面形状
は、簡略化のため同一に示した。また、接合層３の構成
を理解しやすくするため各材料層（１１〜１３）の間を
離して示した。また、低融点材料層（１１、１２）は、
第１の接合面１ａに垂直な方向に２層で配置された第１
の低融点材料層１１と第２の低融点材料層１２とからな
り、高融点材料層１３は第１の低融点材料層１１と第２
の低融点材料層１２の間に配置されている。絶縁基板１
は、一辺の長さが４５ｍｍの正方形の第１の接合面１ａ
を有し、放熱板２は、一辺の長さが５０ｍｍの正方形の
第２の接合面２ａを有する。接合前の第１の低融点材料
層１１及び第２の低融点材料層１２の厚さは、それぞれ
０．１３ｍｍであり、同様に高融点材料層１３の厚さ
は、０．３ｍｍである。したがって、第１の低融点材料
層１１、第２の低融点材料層１２、及び高融点材料層１
３の全体の厚さは、０．５６ｍｍになる。また、第１の
接合面１ａ及び第２の接合面２ａは平面であり、溝、突
起などの凹凸は形成されていない。また、第１の低融点
材料層１１及び第２の低融点材料層１２の材料は、スズ
（Ｓｎ）の中に３．５％の割合で銀（Ａｇ）が含浸され
た合金（Ｓｎ−３．５ｗｔ％Ａｇ合金）であり、高融点
材料層１３の材料はＡｇである。
【００２８】図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した接合層
３を構成する各材料層（１１〜１３）の平面形状を示す
斜視図である。図２（ｂ）に示すように、第１の低融点
材料層１１及び第２の低融点材料層１２は、第１の接合
面１ａの全面を覆う一辺４５ｍｍの正方形の平面形状を
有し、高融点材料層１３は、第１の接合面１ａの外周部
分を含むリング状の平面形状を有する。第１の接合面１
ａの面積に占める高融点材料層１３の面積の割合は１５
％である。低融点材料層（１１、１２）全体の厚さと高
融点材料層１３の厚さが実質的に等しいため、第１の低
融点材料層１１、第２の低融点材料層１２、及び高融点
材料層１３の総質量に占める高融点材料層１３の割合
（以後、「Ｘ」と略す）も約１５％になる。
【００２９】図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した電子モ
ジュール用接合材料により絶縁基板１と放熱板２の間を
接合する方法は、絶縁基板１が有する第１の接合面１ａ
と放熱板２が有する第２の接合面２ａを相対して配置す
る第１の工程と、低融点材料層（１１、１２）を第１の
接合面１ａと第２の接合面２ａの間に配置する第２の工
程と、高融点材料層１３を第１の接合面１ａと第２の接
合面２ａの間に配置する第３の工程と、低融点材料層
（１１、１２）のみを溶融させて第１の接合面１ａ及び
第２の接合面２ａに低融点材料層（１１、１２）を溶着
させると同時に、低融点材料層（１１、１２）の中に高
融点材料層１３の一部を溶解させて、第１の接合面１ａ
と第２の接合面２ａの間を接合する第４の工程とを有す
る。なお、第２の工程における低融点材料層（１１、１
２）は、第１の低融点材料層１１と第２の低融点材料層
１２とからなる。第３の工程において、高融点材料層１
３は第１の低融点材料層１１と第２の低融点材料層の間
に配置される。また、第１乃至第３の工程は実施する順
序を問わないことは言うまでもない。つまり、低融点材
料層（１１、１２）及び高融点材料層１３を先に配置
し、その後、材料層（１１〜１３）の両側に絶縁基板１
及び放熱板２を配置してもよい。
【００３０】以上説明したように、本発明の実施の形態
の基本形態に係わるモジュール型半導体装置によれば、
低融点材料層（１１、１２）が溶融しても、高融点材料
層１３は溶融されずに十分な厚さを維持するため、第１
の接合面１ａと第２の接合面２ａの間を接合し、十分な
厚さを有する接合層３を容易に形成することができる。
したがって、絶縁基板１と放熱板２などの材質の異なる
被接合体間を接合した場合に、接合層３に加わる熱疲労
を軽減することができる。また同時に、高い熱伝導率を
有する高融点材料層１３が接合層３内に存在するため熱
抵抗も小さくなる。したがって、絶縁基板１と放熱板２
の間を接合し、熱抵抗特性、熱疲労特性が良好な接合層
３を形成できるため、絶縁基板１を厚くしても熱サイク
ルによる破壊が起こらずに、モジュール型半導体装置を
高耐圧化することができる。
【００３１】＜実験方法及び評価方法＞次に、上記の基
本構成に基づき各構成要素を変化させた変形例、及び各
変形例の優位性を示すための比較例を、発明者等が行っ
た実験に基づいて説明する。電子モジュール用接合材料
を構成する低融点材料層（１１、１２）及び高融点材料
層１３は、互いの配置関係、厚さ、立体的な形状あるい
は接合面（１ａ、２ａ）面内の平面形状、層数、接合時
の接合温度など各条件は、上記の基本構成に限られるも
のではない。発明者等は、上記条件を変化させて絶縁基
板１と放熱板２の間を電子モジュール用接合材料を用い
て接合させる実験を行った。実験を行った各実施例及び
各変形例ごとの上記条件を図１０にまとめた。そして、
形成された接合層３の健全性、熱疲労特性、及び熱抵抗
特性の観点から接合状態を評価して、よりよい接合状態
を得るための上記条件を求めた。各実施例及び各変形例
ごとの評価結果を図１１にまとめた。
【００３２】接合層３の健全性、熱疲労特性、及び熱抵
抗特性の評価方法を以下に示す。まず、接合層３の健全
性は、接合層３の断面を組織観察し、接合層３内の欠陥
の有無及び厚さのバラツキの有無を調べることにより評
価した。接合層３の厚さのバラツキは、接合層３の両端
における厚さの差が２倍以上ある場合にバラツキ有りと
した。次に、接合層３の熱疲労特性は、絶縁基板１と放
熱板２を接合した際の熱疲労強度により評価した。熱疲
労強度は、熱サイクル試験による実施例３の熱サイクル
寿命回数を１．０として相対値で評価した。実施例３に
ついては後述する。次に、接合層３の熱抵抗特性は、絶
縁基板１と放熱板２の間の熱抵抗により評価した。熱抵
抗の値は、実施例３の熱抵抗を１．０として相対値で評
価した。
【００３３】＜実施例１、２及び比較例１＞まず、第１
の低融点材料層１１、第２の低融点材料層１２、及び高
融点材料層１３の総質量に占める高融点材料層１３の割
合を１０％以上５０％以下の範囲で変化させた。実際に
は、高融点材料層１３の形状は基本構成のままで、第１
の低融点材料層１１及び第２の低融点材料層１２の厚さ
を変化させることで、高融点材料層１３が占める割合を
変化させた。具体的には図１０に示すように、比較例１
において各低融点接合層（１１、１２）の厚さを０．０
８ｍｍとした。実施例１において各低融点接合層（１
１、１２）の厚さを０．１１ｍｍとした。実施例２にお
いて各低融点接合層（１１、１２）の厚さを０．１４ｍ
ｍとした。したがって、低融点材料層（１１、１２）及
び高融点材料層１３の総質量に占める高融点材料層１３
の割合（Ｘ）は、比較例１が５０％、実施例１が３０
％、実施例２が１０％となる。その他の条件は基本構成
のままである。
【００３４】図１１に示すように、Ｘが３０％である実
施例１及びＸが１０％である実施例２に係わる接合層３
は、接合層３の健全性、熱抵抗特性、及び熱疲労特性に
ついて良好であった。しかし、Ｘが５０％である比較例
１の接合層３は、溶融しない高融点材料層１３が占める
割合が大き過ぎるため、接合層３内部での熱応力が高く
なりすぎてしまい、十分な熱疲労特性を得ることができ
なかった。したがって、低融点材料層（１１、１２）及
び高融点材料層１３の総質量に占める高融点材料層１３
の割合は１０％以上３０％以下であることが望ましいこ
とがわかった。
【００３５】なお、ここでは、低融点材料層（１１、１
２）の厚さをパラメータとしてＸを変化させたが、これ
に限られるわけではない。高融点材料層１３の厚さをパ
ラメータとしてＸを変化させても構わない。
【００３６】＜実施例３、４及び比較例２、３＞次に、
低融点材料層（１１、１２）及び高融点材料層１３の全
体の厚さを、０．１１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲で変化
させた。ただしこの時、低融点材料層（１１、１２）及
び高融点材料層１３の総質量に占める高融点材料層１３
の割合（Ｘ）が１５％を維持するように、各材料層（１
１〜１３）の厚さを均等に変化させた。具体的には図１
０に示すように、比較例２において、各低融点材料層
（１１、１２）の厚さを０．０３ｍｍとし、高融点材料
層１３の厚さを０．０５ｍｍとした。実施例３におい
て、各低融点材料層（１１、１２）の厚さを０．０５ｍ
ｍとし、高融点材料層１３の厚さを０．１０ｍｍとし
た。実施例４において、各低融点材料層（１１、１２）
の厚さを０．５０ｍｍとし、高融点材料層１３の厚さを
１．００ｍｍとした。比較例３において、各低融点材料
層（１１、１２）の厚さを０．７５ｍｍとし、高融点材
料層１３の厚さを１．５０ｍｍとした。その他の条件は
基本構成のままである。
【００３７】図１１に示すように、低融点材料層（１
１、１２）及び高融点材料層１３の全体の厚さが０．２
ｍｍである実施例３に係わる接合層３、及び全体の厚さ
が２ｍｍである実施例４に係わる接合層３は、接合層の
健全性、熱抵抗特性、及び熱疲労特性について良好であ
った。しかし、比較例２に係わる接合層３は、低融点材
料層（１１、１２）及び高融点材料層１３の全体の厚さ
が０．１１ｍｍであるため、接合層３の厚さが薄く、接
合層３内部に加わる熱応力が高すぎた。したがって十分
な熱疲労特性を得ることができなかった。また、比較例
３に係わる接合層３は、全体の厚さが４．５ｍｍである
ため、接合層３の厚さが厚く、接合層３自体の熱抵抗が
高すぎた。したがって十分な熱疲労特性を得ることがで
きなかった。したがって、低融点材料層（１１、１２）
及び高融点材料層１３の全体の厚さを、０．２ｍｍ以上
２ｍｍ以下であることで、接合層３の熱疲労特性及び低
熱抵抗特性を最適化することができることがわかった。
【００３８】＜実施例５、６及び比較例４＞次に、高融
点材料層１３の平面形状を、第１の接合面１ａの外周部
分を含むリング状の代わりに、細線を巻いたコイル状と
した。図３（ａ）は、実施例５、６及び比較例４に係わ
る接合層３の構成を示す断面図である。図３（ａ）に示
すように、コイル状の高融点材料層１４は第１の低融点
材料層１１と第２の低融点材料層１２の間に配置されて
いる。図３（ａ）では高融点材料層１４を構成する細線
の断面が示されている。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示
したコイル状の高融点材料層１４及び低融点材料層（１
１、１２）の平面形状を示すための斜視図である。図３
（ｂ）に示すように、細線を巻いたコイル状の高融点材
料層１４は第１及び第２の低融点材料層（１１、１２）
の間に配置されている。図５（ｂ）は、コイル状の高融
点材料層１４の平面形状を示す平面図である。第１の接
合面１ａの面積に占める、図５（ｂ）に示した点線で示
す最外周１９の細線が囲む面積の割合（以後、「Ｙ」と
略す）は８０％である。
【００３９】さらに、＜実施例１、２及び比較例１＞と
同様に、低融点材料層（１１、１２）及び高融点材料層
１４の総質量に占める高融点材料層１４の割合（Ｘ）を
１０％以上５０％以下の範囲で変化させた。具体的には
図１０に示すように、比較例４において、各低融点接合
層（１１、１２）の厚さを０．０８ｍｍとした。実施例
５において、各低融点接合層（１１、１２）の厚さを
０．１１ｍｍとし、実施例６において、各低融点接合層
（１１、１２）の厚さを０．１４ｍｍとした。したがっ
て、Ｘは、比較例４が５０％、実施例５が３０％、実施
例６が１０％となる。その他の条件は基本構成のままで
ある。
【００４０】図１１に示すように、Ｘが３０％である実
施例５、及びＸが１０％である実施例６に係わる接合層
３は、接合層３の健全性、熱抵抗特性、及び熱疲労特性
について良好であった。しかし、Ｘが５０％である比較
例４に係わる接合層３は、高融点材料層１４が占める割
合が大き過ぎるため、接合層３内部での熱応力が高くな
りすてしまい、十分な熱疲労特性を得ることができなか
った。したがって、高融点材料層１４の形状がコイル状
であっても、＜実施例１、２及び比較例１＞と同様に、
低融点材料層（１１、１２）及び高融点材料層１４の総
質量に占める高融点材料層１４の割合を１０％以上３０
％以下であることで、接合層３の熱疲労特性及び低熱抵
抗特性を最適化することができることがわかった。
【００４１】＜実施例７、８及び比較例５＞次に、高融
点材料層の形状を、第１の接合面の外周部分を含むリン
グ状の代わりに、第１の接合面１ａ内に均一な間隔で配
置された直径が等しい複数の粒子状にした。図４（ａ）
は、実施例７、８及び比較例５に係わる接合層３の構成
を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、複数の
粒子からなる高融点材料層１５は、第１の低融点材料層
１１と第２の低融点材料層１２の間に配置されている。
図４（ａ）では高融点材料層１４を構成する粒子の断面
が示されている。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した高
融点材料層１５及び低融点材料層（１１、１２）の平面
形状を示すための斜視図である。図４（ｂ）に示すよう
に、径が等しい複数の粒子が均一な間隔で第１の接合面
１ａ内全体に配置されている。図４（ｂ）には示さない
が、高融点材料層１５を構成する複数の粒子は、揮発性
のバインダー材料と混合してペースト状にして第２の低
融点材料層１２の上に塗布されている。
【００４２】さらに、＜実施例１、２及び比較例１＞と
同様に、低融点材料層（１１、１２）及び高融点材料層
１５の総質量に占める高融点材料層１５の割合（Ｘ）を
１０％以上５０％以下の範囲で変化させた。具体的には
図１０に示すように、比較例５において、各低融点接合
層（１１、１２）の厚さを０．０８ｍｍとした。実施例
７において、各低融点接合層（１１、１２）の厚さを
０．１１ｍｍとした。実施例８において、各低融点接合
層（１１、１２）の厚さを０．１４ｍｍとした。したが
って、Ｘは、比較例５が５０％、実施例７が３０％、実
施例８が１０％となる。その他の条件は基本構成のまま
である。
【００４３】図１１に示すように、Ｘが３０％である実
施例７及びＸが１０％である実施例８に係わる接合層３
は、接合層３の健全性、熱抵抗特性、及び熱疲労特性に
ついて良好であった。しかし、Ｘが５０％である比較例
５に係わる接合層３は、高融点材料層１５が占める割合
が大き過ぎるため、接合層３内部での熱応力が高くなり
すぎてしまい、十分な熱疲労特性を得ることができなか
った。したがって、高融点材料層１５の形状が粒子状で
あっても、＜実施例１、２及び比較例１＞と同様に、低
融点材料層（１１、１２）及び高融点材料層１５の総質
量に占める高融点材料層１５の割合が１０％以上３０％
以下であることで、接合層３の熱疲労特性及び低熱抵抗
特性を最適化することができることがわかった。
【００４４】＜実施例９、１０及び比較例６＞次に、高
融点材料層の形状を、第１の接合面１ａの外周部分を含
むリング状の代わりに、方形状、あるいは孔を有する板
状とした。具体的には、比較例６に係わる高融点材料層
は、第１の接合面１ａの中央に配置され、正方形の平面
形状を有する。第１の接合面１ａの面積に占める正方形
の高融点材料層の面積の割合は１５％である。実施例９
に係わる高融点材料層は、基本構成と同様に第１の接合
面１ａの外周を含むリング状の平面形状を有する。実施
例１０に係わる高融点材料層２０は、第１の接合面１ａ
内に均一な間隔で複数の孔が配置された板状の形状を有
する。図６は、実施例１０に係わる高融点材料層２０の
平面形状を示す平面図である。図６に示すように、高融
点材料層２０には複数の孔２１が均一な間隔で形成され
ている。第１の接合面１ａの面積に占める高融点材料層
２０の面積の割合は１００％である。その他の条件は基
本構成のままである。
【００４５】図１１に示すように、高融点材料層がリン
グ状である実施例９、及び複数の孔が形成された板状で
ある実施例１０に係わる接合層３は、接合層３の健全
性、熱疲労特性、及び熱抵抗特性について良好であっ
た。しかし、高融点材料層が第１の接合面１ａの中央に
配置された正方形である比較例６は、溶融されない高融
点材料層２０が第１の接合面１ａの中央部分にのみ存在
するため、第１の接合面１ａと第２の接合面２ａの間が
傾きやすく、接合層３の厚さにバラツキが生じ、接合層
３の健全性に問題があった。したがって、複数の孔が形
成された板状の高融点材料層２０を用いても、リング状
の高融点材料層１３と同様な接合層３を構成することが
できることがわかった。
【００４６】なお、図６において、縦横方向に４つの円
状の孔２１が形成された板状の高融点材料層２０を示し
たが、これに限られるわけではない。孔２１の形状は方
形状、その他の形状であっても構わない。また、縦横方
向に４つの孔２１がマトリックス状に形成されている必
要はない。小数の大きな孔２１を形成しても、多数の小
さい孔２１を形成してもよい。マトリックス状ではな
く、複数の孔２１を不規則に形成してもよい。
【００４７】＜実施例１１〜１３及び比較例７＞次に、
高融点材料層の平面形状を、第１の接合面１ａの外周部
分を含むリング状の代わりに、細線を巻いたコイル状、
あるいは複数の細線を編んだ格子状とした。コイル状の
高融点材料層１４は、＜実施例５、６及び比較例４＞に
おいて図３（ａ）、図３（ｂ）に示したように、第１の
低融点材料層１１と第２の低融点材料層１２の間に配置
されている。さらに、第１の接合面１ａの面積に占め
る、図５（ｂ）に示した点線で示す最外周１９の細線が
囲む面積の割合（Ｙ）を、４０％以上８０％以下の範囲
で変化させた。具体的には図１０に示すように、比較例
７においてＹを４０％とし、実施例１１においてＹを５
０％とし、実施例１２においてＹを８０％とした。な
お、上述のＹの変化において、使用する細線の径及び長
さは変化させない。径及び長さが等しい細線を用いて、
細線を巻く密度を変化させることで、Ｙを変化させた。
したがって、Ｙを変化させても、低融点材料層（１１、
１２）及び高融点材料層１３の総質量に占める高融点材
料層１３の割合（Ｘ）、及び高融点材料層１３の厚さは
変化しない。また、コイル高融点材料層１３の中心と第
１の接合面１ａの中心は一致させた。その他の条件は基
本構成のままである。
【００４８】図５（ａ）は、格子状の高融点材料層１６
の平面形状を示す平面図である。図５（ａ）に示すよう
に、格子状の高融点材料層１６は、直線状の複数の細線
を縦方向及び横方向に編んだ格子状の平面形状を有す
る。また、第１の接合面１ａの面積に占める、点線で示
した高融点材料層１６の最外周１７が囲む面積の割合
は、１００％である。つまり、第１の接合面１ａと高融
点材料層１６の最外周１７は、平面形状が一致する。そ
の他の条件は基本構成のままである。
【００４９】図１１に示すように、高融点材料層１４が
コイル状であり、Ｙが５０％である実施例１１に係わる
接合層３、及び高融点材料層１４がコイル状であり、Ｙ
が８０％である実施例１２に係わる接合層３は、接合層
３の健全性、熱疲労特性、及び熱抵抗特性について良好
であった。また、高融点材料層２０が格子状である実施
例１３に係わる接合層３も、接合層３の健全性、熱疲労
特性、及び熱抵抗特性について良好であった。しかし、
高融点材料層１４がコイル状であり、Ｙが４０％である
比較例７に係わる接合層３は、溶融されない高融点材料
層１４が第１の接合面１ａの中央部分にのみ存在するた
め、第１の接合面１ａと第２の接合面２ａの間が傾きや
すく、接合層３の厚さが不均一となり、健全性に問題が
あった。したがって、高融点材料層１４がコイル状であ
る場合には、第１の接合面１ａの面積に占める、図５
（ｂ）で示した点線で示す最外周１９の細線が囲む面積
の割合（Ｙ）が５０％以上８０％以下であることで、接
合層３の熱疲労特性及び低熱抵抗特性を最適化すること
ができることがわかった。
【００５０】なお、図５（ａ）において縦横方向それぞ
れ５本づつの細線を用いて格子を形成しているが、５本
に限られるわけではない。細線の間隔を広げあるいは狭
めて細線の数を増減させても構わない。また、細線の径
を変化させても構わない。
【００５１】＜実施例１４及び比較例８＞次に、高融点
材料層の形状が複数の粒子状である場合において、複数
の粒子の径を実質的に均一にした場合と、不均一（ラン
ダム）にした場合について比較した。＜実施例７、８及
び比較例５＞において、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示
した、直径が実質的に等しい複数の粒子状である高融点
材料層１５を用いた実験は、良好な結果が得られてい
る。ここでは実施例１４として実験を行った。これに対
して、比較例８において、粒子の径が不均一な複数の粒
子状の高融点材料層を用いて実験を行った。なお、高融
点材料層を構成する複数の粒子は、互いに均一な間隔で
第１の接合面１ａ内全体に配置されている。また、複数
の粒子は、揮発性のバインダー材料と混合してペースト
状にして第２の低融点材料層１２の上に塗布されてい
る。その他の条件は基本構成のままである。
【００５２】図１１に示すように、複数の粒子が実質的
に同じ径を有する実施例１４に係わる接合層３は、接合
層３の健全性、熱抵抗特性、熱疲労特性について良好で
あった。しかし、複数の粒子の径が不均一である比較例
８に係わる接合層３は、溶融しない高融点材料層１５を
構成する複数の粒子の径が不均一であるため、接合層３
の厚さも不均一となり、接合層３の健全性に問題があっ
た。
【００５３】＜実施例１５、１６及び比較例９＞次に、
低融点材料層及び高融点材料層の層数を変化させた。ま
ず、実施例１５に係わる接合層３は、基本構成と同様に
２層の低融点材料層（１１、１２）と、低融点材料層
（１１、１２）の間に配置された高融点材料層１３とか
らなる。なお、実施例１５における各低融点材料層（１
１、１２）の厚さは、０．１５ｍｍである。また、高融
点材料層１３は第１の接合面１ａの外周部分を含むリン
グ状の平面形状を有する。その他の条件は基本構成のま
まである。
【００５４】次に、図７は実施例１６に係わる接合層３
の構成を示す断面図である。実施例１６に係わる接合層
３は、図７に示すように、第１の接合面１ａと第２の接
合面２ａの間に配置された３層の低融点材料層（２２ａ
〜２２ｃ）と、低融点材料層（２２ａ、２２ｂ）及び低
融点材料層（２２ｂ、２２ｃ）の間にそれぞれ１層づつ
配置された高融点材料層（２３ａ、２３ｂ）を有する。
なお、実施例１６における各低融点材料層（２２ａ〜２
２ｃ）の厚さは０．１０ｍｍであり、各高融点材料層
（２３ａ、２３ｂ）の厚さは０．１５ｍｍである。ま
た、各高融点材料層（２３ａ、２３ｂ）は第１の接合面
１ａの外周部分を含むリング状の形状を有する。その他
の条件は基本構成のままである。
【００５５】次に、比較例９に係わる接合層は、１層の
低融点材料層と１層の高融点材料層とからなる。低融点
材料層の厚さは０．３０ｍｍであり、高融点材料層の厚
さは０．３０ｍｍである。また、高融点材料層の平面形
状は第１の接合面１ａの外周部分を含むリング状であ
る。その他の条件は基本構成のままである。
【００５６】図１１に示すうに、低融点材料層が２層、
高融点材料層が１層である実施例１５、及び低融点材料
層が３層、高融点材料層が２層である実施例１６に係わ
る接合層３は、接合層３の健全性、熱疲労特性、及び熱
抵抗特性について良好であった。しかし、低融点材料層
が１層、高融点材料層が１層である比較例９に係わる接
合層は、一方の接合面と高融点材料層とが直接接してし
まうため、高融点材料層と接合面の間隙を溶融した低融
点材料層が完全に満たしきれず、接合層の組織中に一部
欠陥が見られ、接合層の健全性に問題があった。したが
って、低融点材料層及び高融点材料層の層数を増やすこ
とで、各低融点材料層及び各高融点材料層の厚さが薄く
ても、十分厚い接合層を形成することが可能であること
がわかった。
【００５７】＜実施例１７〜１９及び比較例１０＞次
に、本発明の実施の形態に係わる電子モジュール用接合
材料を用いた絶縁基板１と放熱板２との接合方法に係わ
る実施例及び比較例を示す。ここでは、構成要素は総て
基本構成のままとして、接合温度を２３０℃以上３００
℃以下の範囲で変化させて実験を行った。接合温度を変
化させることにより、接合温度における低融点材料層へ
の高融点材料層の溶解度（以後、「Ｓ」と略す）が０．
８以上７．７以下の範囲で変化する。そして、低融点材
料層（１１、１２）と高融点材料層１３の総質量に占め
る低融点材料層の割合（Ｘ）に対するＳの割合（Ｓ／
Ｘ）が、０．０５以上０．５１以下の範囲で変化する。
具体的には、比較例１０において、接合温度を３００
℃、Ｓを７．７、Ｓ／Ｘを０．５１とした。実施例１７
において、接合温度を２６０℃、Ｓを３．７、Ｓ／Ｘを
０．２５とした。実施例１８において、接合温度を２４
０℃、Ｓを１．５、Ｓ／Ｘを０．１０とした。実施例１
９において、接合温度を２３０℃、Ｓを０．８、Ｓ／Ｘ
を０．０５とした。その他の条件は基本構成のままであ
る。
【００５８】図１１に示すように、Ｓ／Ｘが０．０５以
上０．２５以下の範囲である実施例１７乃至１９に係わ
る接合方法は、接合温度における低融点材料層への高融
点材料層の溶解度（Ｓ）が低く、接合の前後での高融点
材料層１３の厚さの変化が２０％以下に抑えられるた
め、接合後の接合層３は十分な厚さを維持することがで
きた。したがって、実施例１７乃至１９に係わる接合方
法により形成された接合層３は、接合層３の健全性、熱
疲労特性、及び熱抵抗特性について良好であった。しか
し、Ｓ／Ｘが０．５１である比較例１０に係わる接合方
法は、高融点材料層の約半分が低融点材料中に溶解し
て、接合後の接合層の厚さが０．１５ｍｍまで薄くなっ
てしまった。したがって、接合層３内部に加わる熱応力
が高くなり過ぎてしまうため、熱サイクル試験で良好な
結果を得ることができず、十分な熱疲労特性を得ること
ができなかった。したがって、低融点材料層と高融点材
料層の総質量に占める低融点材料層の割合（Ｘ）に対す
る接合温度における低融点材料層への高融点材料層の溶
解度（Ｓ）の割合（Ｓ／Ｘ）を０．０５以上０．２以下
にすることにより、高融点材料層の低融点材料層への過
剰な溶解を抑制することができることわかった。また、
上記接合条件を満たすことで、高融点材料層により十分
な厚さ及び平坦性を有する接合層を得ることができるこ
とがわかった。
【００５９】＜実施例２０＞次に、基本構成のなかで、
低融点材料層は第１の接合面に垂直な方向に２層以上配
置され、高融点材料層は２層以上の低融点材料層の間に
配置されている点について、以下に示すような変更を加
えた電子モジュール用接合材料を用いて接合層３を形成
した。
【００６０】図８は、実施例２０に係わる接合層３の構
成を示す断面図（その１）である。図８に示すように、
実施例２０に係わる接合層３において、高融点材料層２
６は、第１の接合面に垂直な方向に均一に分布するよう
に配置され、低融点材料層２７は、高融点材料層２６の
間に配置されている。さらに、実施例２０に係わる接合
層３において、第２の接合面２８ａ上に高融点材料層２
６が配置される部分に高融点材料層２６と放熱板２８が
嵌合する溝２８ｂが配置されている。高融点材料層２６
は、基本構成と同様に、絶縁基板１の第１の接合面１ａ
の外周部分を含むリング状の平面形状を有している。ま
た高融点材料層２６の厚さは１．３０ｍｍである。第２
の接合面２８ａに配置された溝２８ｂの深さは１．０ｍ
ｍである。したがって、第２の接合面２８ａからの高融
点材料層２６の厚さは、基本構成と同様に０．３０ｍｍ
である。低融点材料層２７は、リング状の高融点材料層
２８の間に１層のみが配置されている。また、低融点材
料層２７の厚さは、０．２６ｍｍである。その他の条件
は基本構成のままである。
【００６１】図１１に示すように、高融点材料層２６が
第１の接合面に垂直な方向に均一に分布するように配置
され、低融点材料層２７が高融点材料層２６の間に配置
されている場合であっても、接合層３の健全性、熱疲労
特性、及び熱抵抗特性について良好な結果を得られた。
また、厚い高融点材料層２６を用いて接合層３を構成す
る場合であっても、高融点材料層２６と第２の被接合体
２８が嵌合する溝２８ｂを配置することで、高融点材料
層２６が低融点材料層２７中に溶融する時に高融点材料
層２６が移動することを抑制することができ、接合作業
を容易にすることができる。さらに、高融点材料層２６
の厚さが１ｍｍより大きくても、溝２８ｂに入っている
１ｍｍ分の厚さを引いた残りの高融点材料層２６が接合
層３の厚さを決めることとなるため、熱抵抗を増大させ
ることはなく良好であった。さらに、低融点材料層２７
と高融点材料層２６の総質量に占める高融点材料層２６
の割合（Ｘ）が比較的大きいため、高融点材料層２６の
厚さの変化もほとんどなく、接合層３の健全性、熱疲労
特性、及び熱抵抗特性について良好な結果が得られた。
なお、図８では、放熱板２の第２の接合面２８ａに溝２
８ｂを配置した場合について示したが、絶縁基板１の第
１の接合面１ａに溝を形成しても構わない。
【００６２】なお、実施例２０では、第２の接合面２８
ａに溝２８ｂを配置する場合について説明したが、これ
に限られるわけではない。図９（ａ）は、実施例２０に
係わる接合層３の構造を示す断面図（その２）であり、
図９（ｂ）は、図９（ａ）の接合層３の平面構造を示す
斜視図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すよう
に、高融点材料層２４は、第１の接合面１ａに垂直な方
向に均一に分布するように配置され、低融点材料層２５
は、高融点材料層２６の間に配置されて、溝が形成され
ていない場合であっても、実施例２０と同様な接合層を
得ることができる。
【００６３】＜その他の実施例＞以上説明した実施例及
び比較例では、低融点材料層としてＳｎ−３．５Ａｇ合
金を用い、高融点材料層の材料としてＡｇを用いて行っ
た実験について説明し、これらの材料をパラメータとし
て変化させていない。しかし、これらの材料に限られる
わけではなく、Ｓｎ−３．５Ａｇ合金の代わりに、スズ
とアンチモンの合金（Ｓｎ−Ｓｂ合金）あるいはスズと
ビスマスの合金（Ｓｎ−Ｂｉ合金）などを用いても同様
な結果が得られる。つまり、低融点材料層の材料とし
て、ＳｎあるいはＳｎを主成分とする合金を用いること
により、上述した作用効果が得られる。また、低融点材
料層の材料として、ＳｎあるいはＳｎを主成分とする合
金を用いることにより、１８０〜２５０℃の比較的低い
温度での接合が可能となり、ＩＣチップへの熱の影響を
少なくすることができる。なお、Ｓｎ−Ｓｂ合金のなか
でも、スズの中に５％の割合でアンチモン（Ｓｎ）が含
浸された合金（Ｓｎ−５ｗｔ％Ｓｎ合金）であることが
望ましい。また、Ｓｎ−Ｂｉ合金のなかでも、スズの中
に５％の割合でビスマス（Ｂｉ）が含浸された合金（Ｓ
ｎ−５ｗｔ％Ｂｉ合金）であることが望ましい。これら
の材料を用いた低融点材料層と、Ａｇを用いた高融点材
料層を組み合わせることにより、高融点材料層の過剰な
低融点材料層への溶解を抑制することができ、高融点材
料層により十分な厚さ及び平坦性を有する接合層を得る
ことができる。また、接合温度を最適化することができ
るため、第１の被接合体及び第２の接合体に最適な温度
条件での接合が可能となる。
【００６４】また、高融点材料としてＡｇの代わりにＣ
ｕ、またはＡｇとＣｕの合金（Ａｇ−Ｃｕ合金）などを
用いても同様な結果が得られる。つまり、高融点材料層
を構成する材料を、銀または、銀を主成分とする合金と
することにより、上述した作用効果が得られる。特に、
高融点材料層を構成する材料を、銀または、銀を主成分
とする合金とすることにより、熱伝導率の大きい高融点
材料層を接合層内に形成することができ、接合層の熱抵
抗をさらに低減することができる。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱抵抗が低く、且つ熱疲労特性に優れた電子モジュール
用接合材料を提供することができる。
【００６６】また本発明によれば、絶縁耐圧が高く、機
械的信頼性の高く、且つ熱放出特性の優れたモジュール
型半導体装置及びその製造方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるモジュール型半導
体装置の全体の構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示した接合層の基本構成
を示すための断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）
に示した接合層の平面形状を示すための斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、実施例５、６及び比較例４に係
わる接合層の構成を示すための断面図であり、図３
（ｂ）は、図３（ａ）に示した接合層の平面形状を示す
ための斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、実施例７、８及び比較例５に係
わる接合層の構成を示すための断面図であり、図４
（ｂ）は、図４（ａ）に示した接合層の平面形状を示す
ための斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、実施例１３に係わる格子状の高
融点材料層の形状を示すための平面図であり、図５
（ｂ）は、実施例５、６、１１、１２及び比較例４、７
に係わるコイル状の高融点材料層の形状を示すための平
面図である。
【図６】実施例１０に係わる複数の孔が配置された板状
の高融点材料層の平面形状を示すための図である。
【図７】実施例１６に係わる３層の低融点材料層と２層
の高融点材料層とを有する接合層の構成を示すための断
面図である。
【図８】実施例２０に係わる接合層の構成を示す断面図
である（その１）。
【図９】図９（ａ）は、実施例２０に係わる接合層の構
成を示す断面図であり（その２）、図９（ｂ）は、図９
（ａ）に示した接合層の平面形状を示すための斜視図で
ある。
【図１０】本発明の実施の形態における各実施例及び各
比較例の構成要素の条件をまとめた図である。
【図１１】本発明の実施の形態における各実施例及び各
比較例の接合層の健全性、熱疲労特性、及び熱抵抗特性
などの評価結果をまとめた図である。
【符号の説明】
１ 絶縁基板（第１の被接合体） １ａ 第１の接合面 ２、２８ 放熱板（第２の被接合体） ２ａ、２８ａ 第２の接合面 ３ 接合層 ４ ＩＣチップ ５ ボンディングワイヤー ６ 外囲器 ７ 端子取り付け部 ８ 冷却器 ９ ボルト １０ ナット １１ 第１の低融点材料層 １２ 第２の低融点材料層 １３、１４、１５、１６、２０ 高融点材料層 １７、１９ 最外周 ２１ 孔 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２５、２７ 低融点材料層 ２３ａ、２３ｂ、２４、２６ 高融点材料層 ２８ｂ 溝
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｌ 25/18 (72)発明者 山本 敦史 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 石渡 裕 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 田中 明 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 草野 貴史 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BA23 BB01 BB21 BC06 BC22 BE01

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ３００℃以下の融点を有する低融点材料
    層と、 前記低融点材料層よりも高い融点を有し、熱伝導率が該
    低融点材料層よりも高い高融点材料層とを有し、 前記低融点材料層のみを溶融させて前記高融点材料層と
    反応させることにより該低融点材料層の中に該高融点材
    料層の一部が溶解することを特徴とする電子モジュール
    用接合材料。
  2. 【請求項２】 前記低融点材料層は接合部分の厚さ方向
    に２層以上配置され、前記高融点材料層は２層以上の該
    低融点材料層の間に配置されていることを特徴とする請
    求項１記載の電子モジュール用接合材料。
  3. 【請求項３】 前記高融点材料層は接合部分の厚さ方向
    に均一に分布するように配置され、前記低融点材料層は
    該高融点材料層の間に配置されていることを特徴とする
    請求項１記載の電子モジュール用接合材料。
  4. 【請求項４】 第１の接合面を有する第１の被接合体
    と、 前記第１の接合面に相対して配置された第２の接合面を
    有する第２の被接合体と、 前記第１の接合面及び前記第２の接合面に溶着され、３
    ００℃以下の融点を有する低融点材料層と、 前記第１の接合面と前記第２の接合面の間に配置され、
    前記低融点材料層よりも高い融点を有し、熱伝導率が該
    低融点材料層よりも高い高融点材料層とを有し、 前記低融点材料層のみを溶融させて前記高融点材料層と
    反応させることにより該低融点材料層の中に該高融点材
    料層の一部が溶解することを特徴とするモジュール型半
    導体装置。
  5. 【請求項５】 前記低融点材料層は前記第１の接合面に
    垂直な方向に２層以上配置され、前記高融点材料層は２
    層以上の該低融点材料層の間に配置されていることを特
    徴とする請求項４記載のモジュール型半導体装置。
  6. 【請求項６】 前記低融点材料層と前記高融点材料層の
    総質量に占める該高融点材料層の割合が１０％以上３０
    ％以下であることを特徴とする請求項５記載のモジュー
    ル型半導体装置。
  7. 【請求項７】 前記低融点材料層及び前記高融点材料層
    の全体の厚さが０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを
    特徴とする請求項５記載のモジュール型半導体装置。
  8. 【請求項８】 前記高融点材料層は、前記第１の接合面
    の外周部分を含むリング状の平面形状を有することを特
    徴とする請求項６または７記載のモジュール型半導体装
    置。
  9. 【請求項９】 前記高融点材料層は、細線を巻いたコイ
    ル状の平面形状を有し、前記第１の接合面の面積に占め
    る最外周の該細線が囲む面積の割合が５０％以上である
    ことを特徴とする請求項６または７記載のモジュール型
    半導体装置。
  10. 【請求項１０】 前記高融点材料層は、前記第１の接合
    面内に均一な間隔で配置され、直径が等しい複数の粒子
    であることを特徴とする請求項６または７記載のモジュ
    ール型半導体装置。
  11. 【請求項１１】 前記高融点材料層は、前記第１の接合
    面内に均一な間隔で複数の孔が配置された板状の形状を
    有することを特徴とする請求項６または７記載のモジュ
    ール型半導体装置。
  12. 【請求項１２】 前記高融点材料層は、複数の細線を編
    んだ格子状の平面形状を有することを特徴とする請求項
    ６または７記載のモジュール型半導体装置。
  13. 【請求項１３】 前記低融点材料層は３層配置され、前
    記高融点材料層は該各低融点材料層の間に１層づつ配置
    されいてることを特徴とする請求項５記載のモジュール
    型半導体装置。
  14. 【請求項１４】 前記高融点材料層は、前記第１の接合
    面に垂直な方向に均一に分布するように配置され、前記
    低融点材料層は、該高融点材料層の間に配置されている
    ことを特徴とする請求項４記載のモジュール型半導体装
    置。
  15. 【請求項１５】 前記第１の接合面あるいは前記第２の
    接合面のうち前記高融点材料層が配置される部分に該高
    融点材料層と前記第２の被接合体が嵌合する溝が配置さ
    れていることを特徴とする請求項１４記載のモジュール
    型半導体装置。
  16. 【請求項１６】 前記低融点材料層と前記高融点材料層
    の総質量に占める該低融点材料層の割合（Ｘ）に対する
    接合温度における該低融点材料層への該高融点材料層の
    溶解度（Ｓ）の割合（Ｓ／Ｘ）が０．０５以上０．２以
    下であることを特徴とする請求項４記載のモジュール型
    半導体装置。
  17. 【請求項１７】 前記低融点材料層は、スズまたは、ス
    ズを主成分とする合金からなることを特徴とする請求項
    ４記載のモジュール型半導体装置。
  18. 【請求項１８】 前記高融点材料層は、銀または、銀を
    主成分とする合金からなることを特徴とする請求項４記
    載のモジュール型半導体装置。
  19. 【請求項１９】 前記低融点材料層は、Ｓｎ−３．５ｗ
    ｔ％Ａｇ合金からなり、前記高融点材料層は銀からなる
    ことを特徴とする請求項１７または１８記載のモジュー
    ル型半導体装置。
  20. 【請求項２０】 前記低融点材料層は、Ｓｎ−５ｗｔ％
    Ｓｂ合金からなり、前記高融点材料層は銀からなること
    を特徴とする請求項１７または１８記載のモジュール型
    半導体装置。
  21. 【請求項２１】 前記低融点材料層は、Ｓｎ−５ｗｔ％
    Ｂｉ合金からなり、前記高融点材料層は銀からなること
    を特徴とする請求項１７または１８記載のモジュール型
    半導体装置。
  22. 【請求項２２】 第１の接合面を有する第１の被接合体
    の該第１の接合面と第２の接合面を有する第２の被接合
    体の該第２の接合面を相対して配置する第１の工程と、 ３００℃以下の融点を有する低融点材料層を前記第１の
    接合面と前記第２の接合面の間に配置する第２の工程
    と、 前記低融点材料層よりも高い融点を有し、熱伝導率が該
    低融点材料層よりも高い高融点材料層を前記第１の接合
    面と前記第２の接合面の間に配置する第３の工程と、 前記低融点材料層のみを溶融させて第１の接合面及び第
    ２の接合面に該低融点材料層を溶着させると同時に、該
    低融点材料層の中に前記高融点材料層の一部を溶解させ
    て、前記第１の接合面と前記第２の接合面の間を接合す
    る第４の工程とを有することを特徴とするモジュール型
    半導体装置の製造方法。
  23. 【請求項２３】 前記第２の工程は、 前記第１の接合面上に３００℃以下の融点を有する第１
    の低融点材料層を配置する第１のステップと、 前記第２の接合面上に３００℃以下の融点を有する第２
    の低融点材料層を配置する第２のステップとからなり、 前記第３の工程は、前記高融点材料層を第１の低融点材
    料層と第２の低融点材料層の間に配置するステップから
    なることを特徴とする請求項２２記載のモジュール型半
    導体装置の製造方法。
  24. 【請求項２４】 第４の工程における接合温度は、前記
    低融点材料層と前記高融点材料層の総質量に占める該低
    融点材料層の割合（Ｘ）に対する該接合温度における該
    低融点材料層への該高融点材料層の溶解度（Ｓ）の割合
    （Ｓ／Ｘ）が０．０５以上０．２以下になる温度である
    ことを特徴とする請求項２２記載のモジュール型半導体
    装置の製造方法。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007027513A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Toyota Motor Corp 熱電発電装置
JP2008021716A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Mitsubishi Materials Corp パワーモジュール用基板の製造方法およびパワーモジュール用基板並びにパワーモジュール
JP2009016527A (ja) * 2007-07-04 2009-01-22 Toyota Motor Corp パワーモジュールとその放熱板・セラミック層接合基板の製造方法
JP2009164016A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Fujitsu Ltd 端子シート、端子シートの製造方法及び半導体装置
CN102194784A (zh) * 2010-03-12 2011-09-21 三菱电机株式会社 半导体装置
US8299607B2 (en) 2010-05-17 2012-10-30 Fujitsi Semiconductor Limited Semiconductor device
JP2013030755A (ja) * 2011-06-01 2013-02-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America Inc 多部品出力構造体及びその形成方法
WO2013099243A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 パナソニック株式会社 接合構造体
JP2014060458A (ja) * 2013-12-27 2014-04-03 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置とその製造方法
US20160064350A1 (en) * 2012-02-09 2016-03-03 Robert Bosch Gmbh Connection arrangement of an electric and/or electronic component
KR101776427B1 (ko) 2015-12-10 2017-09-08 기아자동차주식회사 파워모듈용 접합재를 이용한 파워모듈 접합방법
JPWO2019097790A1 (ja) * 2017-11-15 2020-10-08 パナソニックセミコンダクターソリューションズ株式会社 半導体モジュールおよびその製造方法
JP2022549450A (ja) * 2019-10-23 2022-11-25 アルファ・アセンブリー・ソリューションズ・インコーポレイテッド 電子アセンブリのための工学材料
WO2023214450A1 (ja) * 2022-05-02 2023-11-09 三菱電機株式会社 半導体装置及びその製造方法

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007027513A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Toyota Motor Corp 熱電発電装置
JP2008021716A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Mitsubishi Materials Corp パワーモジュール用基板の製造方法およびパワーモジュール用基板並びにパワーモジュール
JP2009016527A (ja) * 2007-07-04 2009-01-22 Toyota Motor Corp パワーモジュールとその放熱板・セラミック層接合基板の製造方法
JP2009164016A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Fujitsu Ltd 端子シート、端子シートの製造方法及び半導体装置
CN102194784A (zh) * 2010-03-12 2011-09-21 三菱电机株式会社 半导体装置
JP2011192695A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
CN102194784B (zh) * 2010-03-12 2015-06-17 三菱电机株式会社 半导体装置
US8933568B2 (en) 2010-03-12 2015-01-13 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device
US8933560B2 (en) 2010-05-17 2015-01-13 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device
US9472482B2 (en) 2010-05-17 2016-10-18 Socionext Inc. Semiconductor device
US8299607B2 (en) 2010-05-17 2012-10-30 Fujitsi Semiconductor Limited Semiconductor device
JP2013030755A (ja) * 2011-06-01 2013-02-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America Inc 多部品出力構造体及びその形成方法
JP2016066806A (ja) * 2011-06-01 2016-04-28 トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ，インコーポレイティド 多部品出力構造体及びその形成方法
US8957521B2 (en) 2011-12-27 2015-02-17 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Mounted structure
JP5608824B2 (ja) * 2011-12-27 2014-10-15 パナソニック株式会社 接合構造体
WO2013099243A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 パナソニック株式会社 接合構造体
CN103493190A (zh) * 2011-12-27 2014-01-01 松下电器产业株式会社 接合结构体
US20160064350A1 (en) * 2012-02-09 2016-03-03 Robert Bosch Gmbh Connection arrangement of an electric and/or electronic component
JP2014060458A (ja) * 2013-12-27 2014-04-03 Fujitsu Semiconductor Ltd 半導体装置とその製造方法
KR101776427B1 (ko) 2015-12-10 2017-09-08 기아자동차주식회사 파워모듈용 접합재를 이용한 파워모듈 접합방법
JPWO2019097790A1 (ja) * 2017-11-15 2020-10-08 パナソニックセミコンダクターソリューションズ株式会社 半導体モジュールおよびその製造方法
JP7201439B2 (ja) 2017-11-15 2023-01-10 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 半導体モジュールおよびその製造方法
JP2022549450A (ja) * 2019-10-23 2022-11-25 アルファ・アセンブリー・ソリューションズ・インコーポレイテッド 電子アセンブリのための工学材料
WO2023214450A1 (ja) * 2022-05-02 2023-11-09 三菱電機株式会社 半導体装置及びその製造方法

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