JP2010147398A - パワーモジュール用基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セラミックス基板22と、このセラミックス基板22にろう材35によってろう付けされ回路パターンをなす金属層とを有し、この金属層は、2枚の金属板31,32と、この金属板31,32の同質材からなり金属板31,32間に接合された緩衝性多孔質層33とを備える。
【選択図】図2
Description
この場合、金属層とセラミックス基板とを接合するろう材の余剰分が少なくても、各層間を確実にろう付けすることができる。
図1に、本発明に係るパワーモジュール用基板が用いられるパワーモジュール10を示す。パワーモジュール10は、表面に回路パターンPが形成されたパワーモジュール用基板20と、このパワーモジュール用基板20の表面に搭載された半導体チップ等の電子部品11と、パワーモジュール用基板20の裏面に接合される冷却器13とから構成される。
ここで、セラミックス基板22は、本実施形態ではAlN(窒化アルミニウム)を母材として形成されている。なお、このセラミックス基板22は、例えばAlN、Si3N4(窒化珪素)等の窒化物系セラミックス、若しくはAl2O3(アルミナ)等の酸化物系セラミックスから形成されていてもよい。
金属積層体30は、図2に示すように、第1金属板31および第2金属板32と、これら金属板31,32間に配置された緩衝性多孔質層33と、この緩衝性多孔質層33と第1金属板31との間に配置された第1ろう材層34と、第2金属板32の外面に配置された第2ろう材層35と、緩衝性多孔質層33と第2金属板32との間に配置された第3ろう材層36とを備える。
なお、セラミックス基板22の表面に接合される回路層用の金属積層体30は、パワーモジュール10の回路パターンPの形状に形成されており、セラミックス基板22の裏面に接合される放熱層用の金属積層体30も、必要な大きさ、形状に形成されているが、ここでは詳細な形状の図示は省略する。
各ろう材層34,35,36に用いられるろう材は、本実施形態ではAl−Si系合金であるが、たとえばAl−Ge系、Al−Cu系、Al−Mg系またはAl−Mn系等の合金であってもよい。
この接合工程においては、セラミックス基板22の両面に金属積層体30を配置した積層体が、面方向に複数個並べられ、一対の加圧板40間に配置される。加圧板40はカーボンからなり、ばね等の手段によって互いに近接する方向に付勢されている。
11 電子部品
12 はんだ材
13 冷却器
13a 流路
14 めっき被膜
20 パワーモジュール用基板
22 セラミックス基板
24 金属層
30 金属積層体
31 第1金属板
32 第2金属板
33 緩衝性多孔質層
33a 中実層
34 第1ろう材層
35 第2ろう材層
35a 余剰ろう材
36 第3ろう材層
40 加圧板
P 回路パターン
Claims (3)
- セラミックス基板と、このセラミックス基板にろう材によってろう付けされ回路パターンをなす金属層とを有し、
前記金属層は、2枚の金属板と、この金属板の同質材からなり前記金属板間に接合された緩衝性多孔質層とを備えることを特徴とするパワーモジュール用基板。 - セラミックス基板に金属層を接合してなるパワーモジュール用基板の製造方法であって、
第1金属板および第2金属板と、これら金属板の同質材からなり前記金属板間に挟まれた緩衝性多孔質層と、この緩衝性多孔質層と前記第1金属板との間または前記緩衝性多孔質層と前記第2金属板との間の少なくともいずれか一方に配置された第1ろう材層と、前記第2金属板の外面に配置された第2ろう材層とを有する金属積層体を形成する金属積層工程と、
前記第2ろう材層を前記セラミックス基板に接触させるように前記セラミックス基板と前記金属層積層体とを積層し、これらを厚さ方向に加圧しながら加熱することにより、前記金属積層体の前記各金属板と前記緩衝性多孔質層とを接合するとともに、前記第2金属板と前記セラミックス基板とを接合して、前記セラミックス基板に前記金属層を接合する接合工程とを有することを特徴とするパワーモジュール用基板の製造方法。 - 前記金属積層工程において、前記緩衝性多孔質層と前記第1金属板との間または前記緩衝性多孔質層と前記第2金属板との間の他方に、さらに第3ろう材層を配置することを特徴とする請求項2に記載のパワーモジュール用基板の製造方法。
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2008
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