JP2013177290A - Paste for joining copper member and manufacturing method of joined body - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide paste for joining a copper member which is capable of controlling the generation of cracks in a ceramic member without thickly forming a hard Ag-Cu eutectic structure layer, even if the copper member and the ceramic member are joined, and which is capable of surely joining the copper member with the ceramic member, and to provide a method for manufacturing a joined body using the paste for joining the copper member.SOLUTION: Paste for joining a copper member used in joining a copper member comprising copper or copper alloy and a ceramic member, includes a powder component containing Ag and a nitride-forming element, a resin, and a solvent. The composition includes 0.4 mass% or more and 75 mass% or less of the nitride-forming element and the balance of Ag and inevitable impurities.

Description

この発明は、銅または銅合金からなる銅部材とセラミックス部材とを接合する際に使用される銅部材接合用ペーストおよび銅部材とセラミックス部材とが接合されてなる接合体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a copper member bonding paste used when bonding a copper member made of copper or a copper alloy and a ceramic member, and a method for manufacturing a bonded body in which the copper member and the ceramic member are bonded. .

銅または銅合金からなる銅部材とセラミックス部材とを接合してなる接合体としては、例えば、特許文献１，２に開示されたパワーモジュール用基板が挙げられる。
このパワーモジュール用基板は、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミ）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）などからなるセラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面側に第一の金属板が接合されて構成された回路層と、セラミックス基板の他方の面側に第二の金属板が接合されて構成された金属層と、を備えている。 Examples of the joined body formed by joining a copper member made of copper or a copper alloy and a ceramic member include power module substrates disclosed in Patent Documents 1 and 2.
The power module substrate includes, for example, a ceramic substrate made of AlN (aluminum nitride), Al 2 O 3 (alumina), Si 3 N 4 (silicon nitride), etc., and a first substrate on one surface side of the ceramic substrate. A circuit layer formed by bonding a metal plate; and a metal layer formed by bonding a second metal plate to the other surface side of the ceramic substrate.

ここで、特許文献１，２に記載されたパワーモジュール用基板においては、第一の金属板（回路層）及び第二の金属板（金属層）が銅板とされており、これらの銅板を、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系のろう材を用いた活性金属法によってセラミックス基板に接合した構成とされている。
このようなパワーモジュール基板においては、回路層の上に、はんだ材を介してパワー素子等の半導体素子が搭載される。 Here, in the power module substrate described in Patent Documents 1 and 2, the first metal plate (circuit layer) and the second metal plate (metal layer) are copper plates, and these copper plates are It is set as the structure joined to the ceramic substrate by the active metal method using the brazing material of Ag-Cu-Ti system.
In such a power module substrate, a semiconductor element such as a power element is mounted on a circuit layer via a solder material.

特開昭６０−１７７６３４号公報JP 60-177634 A 特許第３２１１８５６号公報Japanese Patent No. 3211856

ところで、特許文献１，２に記載されたように、銅部材（銅板）とセラミックス部材（（セラミックス基板）とを活性金属法によって接合した場合には、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系のろう材がＣｕとＡｇの反応によって溶融し、これが凝固することによって、銅部材とセラミックス部材とが接合されるとともに、銅部材とセラミックス部材との接合部にＡｇ−Ｃｕ共晶組織層が形成される。   By the way, as described in Patent Documents 1 and 2, when a copper member (copper plate) and a ceramic member ((ceramic substrate)) are joined by an active metal method, an Ag—Cu—Ti brazing material is Cu. As a result of melting and solidifying by the reaction of Ag and Ag, the copper member and the ceramic member are joined, and an Ag—Cu eutectic structure layer is formed at the joint between the copper member and the ceramic member.

このＡｇ−Ｃｕ共晶組織層は非常に硬いことから、銅部材とセラミックス部材との接合部に、銅部材とセラミックス部材の熱膨張係数の差に起因するせん断応力が作用したときに、Ａｇ−Ｃｕ共晶組織層及び銅部材の変形が抑制され、セラミックス部材に割れ等が発生するといった問題があった。   Since this Ag-Cu eutectic structure layer is very hard, when a shear stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the copper member and the ceramic member acts on the joint between the copper member and the ceramic member, Ag-- There was a problem that deformation of the Cu eutectic structure layer and the copper member was suppressed, and the ceramic member was cracked.

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、銅部材とセラミックス部材とを接合した場合であっても、硬いＡｇ−Ｃｕ共晶組織層が厚く形成されることがなく、セラミックス部材における割れの発生を抑制でき、かつ、確実に銅部材とセラミックス部材とを接合することができる銅部材接合用ペースト、及び、この銅部材接合用ペーストを用いた接合体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even when a copper member and a ceramic member are joined, a hard Ag-Cu eutectic structure layer is not formed thick, and the ceramic Provided are a copper member bonding paste capable of suppressing the occurrence of cracks in a member and reliably bonding a copper member and a ceramic member, and a method of manufacturing a joined body using the copper member bonding paste. For the purpose.

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の銅部材接合用ペーストは、銅または銅合金からなる銅部材とセラミックス部材とを接合する際に使用される銅部材接合用ペーストであって、Ａｇおよび窒化物形成元素を含む粉末成分と、樹脂と、溶剤と、を含み、前記粉末成分の組成は、窒化物形成元素の含有量が０．４質量％以上７５質量％以下とされ、残部がＡｇ及び不可避不純物とされていることを特徴としている。   In order to solve such problems and achieve the above object, the copper member bonding paste of the present invention is a copper member bonding used when bonding a copper member made of copper or a copper alloy and a ceramic member. The paste includes a powder component containing Ag and a nitride-forming element, a resin, and a solvent. The composition of the powder component has a nitride-forming element content of 0.4 mass% or more and 75 mass%. % Or less, and the balance is Ag and inevitable impurities.

この構成の銅部材接合用ペーストにおいては、Ａｇおよび窒化物形成元素を含む粉末成分を有しているので、銅部材とセラミックス部材との接合部に塗布して加熱した際に、粉末成分中のＡｇが銅部材側に拡散することによって、ＣｕとＡｇの反応による溶融金属領域が形成されることになる。そして、この溶融金属領域が凝固することで、銅部材とセラミックス部材とが接合される。
すなわち、Ａｇの銅部材への拡散によって溶融金属領域が形成されることから、接合部において溶融金属領域が必要以上に形成されなくなり、接合後（凝固後）に形成されるＡｇ−Ｃｕ共晶組織層の厚さが薄くなるのである。このように、硬いＡｇ−Ｃｕ共晶組織層の厚さが薄く形成されることから、セラミックス部材における割れの発生を抑制することができる。 The copper member bonding paste having this configuration has a powder component containing Ag and a nitride-forming element. Therefore, when the paste is applied to the bonding portion between the copper member and the ceramic member and heated, When Ag diffuses to the copper member side, a molten metal region is formed by the reaction between Cu and Ag. And a copper member and a ceramic member are joined because this molten metal area | region solidifies.
That is, since the molten metal region is formed by diffusion of Ag into the copper member, the molten metal region is not formed more than necessary at the joint, and the Ag—Cu eutectic structure formed after joining (after solidification). The thickness of the layer is reduced. Thus, since the thickness of the hard Ag—Cu eutectic structure layer is formed thin, the occurrence of cracks in the ceramic member can be suppressed.

また、前記粉末成分の組成が、窒化物形成元素の含有量が０．４質量％以上７５質量％以下とされ、残部がＡｇ及び不可避不純物とされているので、セラミックス部材の表面に窒化物層を形成することができる。このように、窒化物層を介してセラミックス部材と銅部材とが接合されているので、セラミックス基板と銅板とを接合強度の向上を図ることができる。
ここで、窒化物形成元素の含有量が０．４質量％未満では、窒化物層を確実に形成することができず、セラミックス基板と銅板とを接合強度が劣化するおそれがある。また、窒化物形成元素の含有量が７５質量％を超えると、銅部材へ拡散するＡｇ量が確保できず、セラミックス基板と銅板とを接合できなくなるおそれがある。以上のことから、前記粉末成分において、窒化物形成元素の含有量を０．４質量％以上７５質量％以下の範囲内に設定しているのである。
なお、粉末成分は、Ａｇ粉末と窒化物形成元素の粉末を混合したものであってもよいし、Ａｇと窒化物形成元素との合金粉末であってもよい。 Further, since the composition of the powder component is such that the content of the nitride-forming element is 0.4 mass% or more and 75 mass% or less, and the balance is Ag and inevitable impurities, the nitride layer is formed on the surface of the ceramic member. Can be formed. Thus, since the ceramic member and the copper member are bonded via the nitride layer, the bonding strength of the ceramic substrate and the copper plate can be improved.
Here, if the content of the nitride-forming element is less than 0.4% by mass, the nitride layer cannot be reliably formed, and the bonding strength between the ceramic substrate and the copper plate may be deteriorated. On the other hand, if the content of the nitride-forming element exceeds 75% by mass, the amount of Ag diffusing into the copper member cannot be secured, and the ceramic substrate and the copper plate may not be bonded. From the above, in the powder component, the content of the nitride-forming element is set in the range of 0.4 mass% to 75 mass%.
The powder component may be a mixture of Ag powder and nitride-forming element powder, or an alloy powder of Ag and nitride-forming element.

ここで、前記粉末成分を構成する粉末の粒径を４０μｍ以下とすることが好ましい。
この場合、前記粉末成分を構成する粉末の粒径が４０μｍ以下とされているので、この銅部材接合用ペーストを薄く塗布することが可能となる。よって、接合後（凝固後）に形成されるＡｇ−Ｃｕ共晶組織層の厚さをさらに薄くすることが可能となる。 Here, the particle size of the powder constituting the powder component is preferably 40 μm or less.
In this case, since the particle size of the powder constituting the powder component is set to 40 μm or less, it is possible to apply the copper member bonding paste thinly. Therefore, the thickness of the Ag—Cu eutectic structure layer formed after bonding (after solidification) can be further reduced.

また、前記粉末成分の含有量が、４０質量％以上９０質量％以下とされていることが好ましい。
この場合、粉末成分の含有量が４０質量％以上とされているので、Ａｇを銅部材へと拡散させて確実に溶融金属領域を形成することができ、銅部材とセラミックス部材とを接合することができる。また、セラミックス部材の表面に確実に窒化物層を形成することができる。一方、粉末成分の含有量が９０質量％以下とされているので、樹脂及び溶剤の含有量が確保されることになり、銅部材とセラミックス部材との接合部に確実に塗布することができる。 Moreover, it is preferable that content of the said powder component shall be 40 to 90 mass%.
In this case, since the content of the powder component is 40% by mass or more, Ag can be diffused into the copper member to reliably form a molten metal region, and the copper member and the ceramic member can be joined. Can do. Further, the nitride layer can be reliably formed on the surface of the ceramic member. On the other hand, since the content of the powder component is 90% by mass or less, the content of the resin and the solvent is ensured and can be reliably applied to the joint portion between the copper member and the ceramic member.

また、前記窒化物形成元素は、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｎｂから選択される１種又は２種以上の元素であることが好ましい。
Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｎｂといった元素は、窒化物を形成しやすい元素でありセラミックス部材の表面に窒化物層を確実に形成することができる。よって、セラミックス部材と窒化物層とが強固に結合することになり、セラミックス部材と銅部材とを確実に接合することができる。 The nitride forming element is preferably one or more elements selected from Ti, Hf, Zr, and Nb.
Elements such as Ti, Hf, Zr, and Nb are elements that easily form nitrides, and a nitride layer can be reliably formed on the surface of the ceramic member. Therefore, the ceramic member and the nitride layer are firmly bonded, and the ceramic member and the copper member can be reliably bonded.

また、前記粉末成分は、前記窒化物形成元素の水素化物を含んでいても良い。
この場合、窒化物形成元素の水素化物の水素が還元剤として作用するので、銅板の表面に形成された酸化膜等を除去でき、Ａｇの拡散及び窒化物層の形成を確実に行うことができる。 The powder component may contain a hydride of the nitride forming element.
In this case, since the hydrogen of the nitride forming element hydride acts as a reducing agent, the oxide film formed on the surface of the copper plate can be removed, and the diffusion of Ag and the formation of the nitride layer can be performed reliably. .

さらに、前記粉末成分は、前記Ａｇ及び前記窒化物形成元素以外に、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｍｎ及びＺｎから選択される１種又は２種以上の添加元素を含有し、Ａｇの含有量が少なくとも２５質量％以上であることが好ましい。
この場合、前記溶融金属領域をさらに低い温度で形成することができ、Ａｇの必要以上の拡散が抑制されることになり、Ａｇ−Ｃｕ共晶組織層の厚さを薄くすることができる。 Further, the powder component contains one or more additive elements selected from In, Sn, Al, Mn and Zn in addition to the Ag and the nitride-forming element, and the content of Ag is at least It is preferable that it is 25 mass% or more.
In this case, the molten metal region can be formed at a lower temperature, the diffusion of Ag more than necessary is suppressed, and the thickness of the Ag—Cu eutectic structure layer can be reduced.

また、前記粉末成分、前記樹脂及び前記溶剤に加えて、分散剤を含むことが好ましい。
この場合、粉末成分を分散させることができ、Ａｇの拡散を均一に行うことができる。また、窒化物層を均一に形成することができる。 In addition to the powder component, the resin, and the solvent, a dispersant is preferably included.
In this case, the powder component can be dispersed, and the diffusion of Ag can be performed uniformly. Further, the nitride layer can be formed uniformly.

また、前記粉末成分、前記樹脂及び前記溶剤に加えて、可塑剤を含むことが好ましい。
この場合、銅部材接合用ペーストの形状を比較的自由に成形することができ、銅部材とセラミックス部材の接合部に確実に塗布することができる。 Moreover, it is preferable that a plasticizer is included in addition to the powder component, the resin, and the solvent.
In this case, the shape of the copper member bonding paste can be formed relatively freely, and can be reliably applied to the bonding portion between the copper member and the ceramic member.

また、前記粉末成分、前記樹脂及び前記溶剤に加えて、還元剤を含むことが好ましい。
この場合、還元剤の作用により、粉末成分の表面に形成された酸化皮膜等を除去でき、Ａｇの拡散及び窒化物層の形成を確実に行うことができる。 In addition to the powder component, the resin, and the solvent, a reducing agent is preferably included.
In this case, the action of the reducing agent can remove the oxide film or the like formed on the surface of the powder component, and the diffusion of Ag and the formation of the nitride layer can be reliably performed.

本発明の接合体の製造方法は、銅または銅合金からなる銅部材とセラミックス部材とが接合されてなる接合体の製造方法であって、前記銅部材と前記セラミックス部材との間に、前述の銅部材接合用ペーストを介在させた状態で加熱処理を行い、前記銅部材と前記セラミックス部材とを接合することを特徴としている。   The method for manufacturing a joined body according to the present invention is a method for producing a joined body in which a copper member made of copper or a copper alloy and a ceramic member are joined, and the above-described method is performed between the copper member and the ceramic member. Heat treatment is performed with a copper member bonding paste interposed, and the copper member and the ceramic member are bonded.

この場合、前述の銅部材接合用ペーストを介在させた状態で加熱処理を行っていることから、銅部材接合用ペーストに含有されたＡｇを銅部材側に拡散させることで、溶融金属領域を形成することができ、この溶融金属領域を凝固させることにより銅部材とセラミックス部材とを接合できる。よって、硬いＡｇ−Ｃｕ共晶組織層の厚さが薄く形成されることから、セラミックス部材における割れの発生を抑制することができる。
また、セラミックス部材の表面に窒化物層を形成することができ、銅部材とセラミックス部材との接合強度の向上を図ることができる。 In this case, since the heat treatment is performed with the copper member bonding paste interposed, the molten metal region is formed by diffusing Ag contained in the copper member bonding paste to the copper member side. The copper member and the ceramic member can be joined by solidifying the molten metal region. Therefore, since the hard Ag-Cu eutectic structure layer is formed thin, the occurrence of cracks in the ceramic member can be suppressed.
In addition, a nitride layer can be formed on the surface of the ceramic member, and the bonding strength between the copper member and the ceramic member can be improved.

本発明によれば、銅部材とセラミックス部材とを接合した場合であっても、硬いＡｇ−Ｃｕ共晶組織層が厚く形成されることがなく、セラミックス部材における割れの発生を抑制でき、かつ、確実に銅部材とセラミックス部材とを接合することができる銅部材接合用ペースト、及び、この銅部材接合用ペーストを用いた接合体の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, even when the copper member and the ceramic member are joined, the hard Ag-Cu eutectic structure layer is not formed thick, the occurrence of cracks in the ceramic member can be suppressed, and It is possible to provide a copper member bonding paste capable of reliably bonding a copper member and a ceramic member, and a method for manufacturing a bonded body using the copper member bonding paste.

本発明の第一の実施形態である銅部材接合用ペーストの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the paste for copper member joining which is 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施形態である接合体の製造方法で製造された接合体（パワーモジュール用基板）、及び、パワーモジュール用基板を用いたパワーモジュールの概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the power module using the joined body (substrate for power modules) manufactured with the manufacturing method of the joined body which is a first embodiment of the present invention, and the substrate for power modules. 図２における回路層とセラミックス基板の接合界面の拡大説明図である。FIG. 3 is an enlarged explanatory view of a bonding interface between a circuit layer and a ceramic substrate in FIG. 本発明の第一の実施形態における接合体（パワーモジュール用基板）、このパワーモジュール用基板を用いたヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュールの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the joined body (power module board | substrate) in 1st embodiment of this invention, the heat sink using this power module board | substrate, and a power module with a buffer plate. 本発明の第一の実施形態における接合体（パワーモジュール用基板）、このパワーモジュール用基板を用いたヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュールの製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the joined body (substrate for power modules) in 1st embodiment of this invention, the heat sink using this power module substrate, and a power module with a shock absorber. セラミックス基板と銅板との接合工程を示す拡大説明図である。It is an enlarged explanatory view showing a joining process of a ceramic substrate and a copper plate. 本発明の第二の実施形態である接合体の製造方法で製造された接合体（パワーモジュール用基板）の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the conjugate | zygote (power module board | substrate) manufactured with the manufacturing method of the conjugate | zygote which is 2nd embodiment of this invention. 図７における回路層及び金属層とセラミックス基板の接合界面の拡大説明図である。FIG. 8 is an enlarged explanatory view of a bonding interface between a circuit layer and a metal layer in FIG. 7 and a ceramic substrate. 本発明の第二の実施形態における接合体（パワーモジュール用基板）の製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the conjugate | zygote (power module substrate) in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態における接合体（パワーモジュール用基板）の製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the conjugate | zygote (substrate for power modules) in 2nd embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態である接合体の製造方法で製造された接合体（パワーモジュール用基板）、及び、このパワーモジュール用基板を用いたヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法を示す説明図である。Explanatory drawing which shows the manufacturing method of the board | substrate for power modules with a heat sink using the conjugate | zygote (power module board | substrate) manufactured with the manufacturing method of the conjugate | zygote which is other embodiment of this invention, and this board | substrate for power modules. It is. 本発明の他の実施形態である接合体の製造方法で製造された接合体（パワーモジュール用基板）、及び、このパワーモジュール用基板を用いたヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法を示す説明図である。Explanatory drawing which shows the manufacturing method of the board | substrate for power modules with a heat sink using the conjugate | zygote (power module board | substrate) manufactured with the manufacturing method of the conjugate | zygote which is other embodiment of this invention, and this board | substrate for power modules. It is. 本発明の他の実施形態である接合体の製造方法で製造された接合体（パワーモジュール用基板）、及び、このパワーモジュール用基板を用いたヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板の製造方法を示す説明図である。The bonded body (power module substrate) manufactured by the bonded body manufacturing method according to another embodiment of the present invention, and the manufacturing method of the power module substrate with the heat sink and buffer plate using the power module substrate are shown. It is explanatory drawing. 実施例における膜厚の測定箇所を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the measurement location of the film thickness in an Example.

以下に、本発明の実施形態である銅部材接合用ペーストおよびこの銅部材接合用ペーストを用いた接合体の製造方法について添付した図面を参照して説明する。   Below, the manufacturing method of the bonded body using the paste for copper member joining which is embodiment of this invention and this copper member joining paste is demonstrated with reference to attached drawing.

（第一の実施形態）
まず、第一の実施形態について説明する。
本実施形態である銅部材接合用ペーストは、Ａｇおよび窒化物形成元素を含む粉末成分と、樹脂と、溶剤と、分散剤と、可塑剤と、還元剤と、を含有するものである。
ここで、粉末成分の含有量が、銅部材接合用ペースト全体の４０質量％以上９０質量％以下とされている。
また、本実施形態では、銅部材接合用ペーストの粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは５０Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下に調整されている。 (First embodiment)
First, the first embodiment will be described.
The copper member bonding paste according to the present embodiment contains a powder component containing Ag and a nitride-forming element, a resin, a solvent, a dispersant, a plasticizer, and a reducing agent.
Here, content of a powder component shall be 40 to 90 mass% of the whole copper member joining paste.
In the present embodiment, the viscosity of the copper member bonding paste is adjusted to 10 Pa · s to 500 Pa · s, more preferably 50 Pa · s to 300 Pa · s.

窒化物形成元素は、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｎｂから選択される１種又は２種以上の元素であることが好ましく、本実施形態では、窒化物形成元素としてＴｉを含有している。
ここで、粉末成分の組成は、窒化物形成元素（本実施形態ではＴｉ）の含有量が０．４質量％以上７５質量％以下とされ、残部がＡｇ及び不可避不純物とされている。本実施形態では、Ｔｉを１０質量％含んでおり、残部がＡｇ及び不可避不純物とされている。 The nitride forming element is preferably one or more elements selected from Ti, Hf, Zr, and Nb. In this embodiment, Ti is contained as the nitride forming element.
Here, the composition of the powder component is such that the content of the nitride-forming element (Ti in this embodiment) is 0.4 mass% or more and 75 mass% or less, and the balance is Ag and inevitable impurities. In this embodiment, 10% by mass of Ti is contained, and the balance is Ag and inevitable impurities.

また、本実施形態においては、Ａｇ及び窒化物形成元素（Ｔｉ）を含む粉末成分として、ＡｇとＴｉとの合金粉末を使用している。この合金粉末は、アトマイズ法によって作製されたものであり、作製された合金粉末を篩い分けすることによって、粒径を４０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下に設定している。
なお、この合金粉末の粒径は、例えば、マイクロトラック法を用いることで測定することができる。 In this embodiment, an alloy powder of Ag and Ti is used as a powder component containing Ag and a nitride forming element (Ti). This alloy powder is produced by an atomizing method, and the particle diameter is set to 40 μm or less, preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less by sieving the produced alloy powder.
The particle size of the alloy powder can be measured by using, for example, a microtrack method.

樹脂は、銅部材接合用ペーストの粘度を調整するものであり、例えば、エチルセルロース、メチルセルロース、ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂、アルキッド樹脂等を適用することができる。
溶剤は、前述の粉末成分の溶媒となるものであり、例えば、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、テルピネオール、トルエン、テキサノ−ル、トリエチルシトレート等を適用できる。 The resin adjusts the viscosity of the copper member bonding paste. For example, ethyl cellulose, methyl cellulose, polymethyl methacrylate, acrylic resin, alkyd resin, or the like can be applied.
A solvent becomes a solvent of the above-mentioned powder component, for example, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, terpineol, toluene, texanol, triethyl citrate, etc. are applicable.

分散剤は、粉末成分を均一に分散させるものであり、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等を適用することができる。
可塑剤は、銅部材接合用ペーストの成形性を向上させるものであり、例えば、フタル酸ジブチル、アジピン酸ジブチル等を適用することができる。
還元剤は、粉末成分の表面に形成された酸化皮膜等を除去するものであり、例えば、ロジン、アビエチン酸等を適用することができる。なお、本実施形態では、アビエチン酸を用いている。
なお、分散剤、可塑剤、還元剤は、必要に応じて添加すればよく、分散剤、可塑剤、還元剤を添加することなく銅部材接合用ペーストを構成してもよい。 The dispersant uniformly disperses the powder component, and for example, an anionic surfactant or a cationic surfactant can be applied.
The plasticizer improves the moldability of the copper member bonding paste, and for example, dibutyl phthalate, dibutyl adipate, or the like can be applied.
The reducing agent removes an oxide film or the like formed on the surface of the powder component. For example, rosin, abietic acid, or the like can be applied. In this embodiment, abietic acid is used.
In addition, what is necessary is just to add a dispersing agent, a plasticizer, and a reducing agent as needed, and you may comprise the paste for copper member joining, without adding a dispersing agent, a plasticizer, and a reducing agent.

次に、本実施形態である銅部材接合用ペーストの製造方法について、図１に示すフロー図を参照して説明する。
まず、前述のように、Ａｇと窒化物形成元素（Ｔｉ）とを含有する合金粉末をアトマイズ法によって作製し、これを篩い分けすることによって粒径４０μｍ以下の合金粉末を得る（合金粉末作製工程Ｓ０１）。
また、溶剤と樹脂とを混合して有機混合物を生成する（有機物混合工程Ｓ０２）。
そして、合金粉末作製工程Ｓ０１で得られた合金粉末と、有機物混合工程Ｓ０２で得られた有機混合物と、分散剤、可塑剤、還元剤等の副添加剤と、をミキサーによって予備混合する（予備混合工程Ｓ０３）。
次いで、予備混合物を、複数のロールを有するロールミル機を用いて練り込みながら混合する（混錬工程Ｓ０４）。
混錬工程Ｓ０４によって得られた混錬物を、ペーストろ過機によってろ過する（ろ過工程Ｓ０５）。
このようにして、本実施形態である銅部材接合用ペーストが製出されることになる。 Next, the manufacturing method of the copper member joining paste which is this embodiment is demonstrated with reference to the flowchart shown in FIG.
First, as described above, an alloy powder containing Ag and a nitride-forming element (Ti) is prepared by an atomizing method, and this is sieved to obtain an alloy powder having a particle size of 40 μm or less (alloy powder preparation step). S01).
Moreover, a solvent and resin are mixed and an organic mixture is produced | generated (organic substance mixing process S02).
Then, the alloy powder obtained in the alloy powder production step S01, the organic mixture obtained in the organic material mixing step S02, and auxiliary additives such as a dispersant, a plasticizer, and a reducing agent are premixed by a mixer (preliminary). Mixing step S03).
Next, the preliminary mixture is mixed while kneading using a roll mill having a plurality of rolls (kneading step S04).
The kneaded material obtained by kneading process S04 is filtered with a paste filter (filtration process S05).
In this way, the copper member bonding paste according to the present embodiment is produced.

次に、本実施形態である接合体の製造方法について説明する。本実施形態における接合体は、銅部材としての銅板と、セラミックス部材としてのセラミックス基板と、が接合されてなるパワーモジュール用基板１０とされている。
図２に、本実施形態である接合体の製造方法によって製造されたパワーモジュール用基板１０、及び、このパワーモジュール用基板１０を用いて構成されたパワーモジュール１を示す。 Next, the manufacturing method of the joined body which is this embodiment is demonstrated. The joined body in the present embodiment is a power module substrate 10 in which a copper plate as a copper member and a ceramic substrate as a ceramic member are joined.
FIG. 2 shows a power module substrate 10 manufactured by the bonded body manufacturing method according to the present embodiment, and a power module 1 configured using the power module substrate 10.

図２に示すパワーモジュール１は、回路層１２が配設されたパワーモジュール用基板１０と、回路層１２の表面にはんだ層２を介して接合された半導体素子３と、緩衝板４１と、ヒートシンク５１とを備えている。ここで、はんだ層２は、例えばＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、若しくはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ材とされている。なお、本実施形態では、回路層１２とはんだ層２との間にＮｉめっき層（図示なし）が設けられている。   A power module 1 shown in FIG. 2 includes a power module substrate 10 on which a circuit layer 12 is disposed, a semiconductor element 3 bonded to the surface of the circuit layer 12 via a solder layer 2, a buffer plate 41, a heat sink. 51. Here, the solder layer 2 is made of, for example, a Sn—Ag, Sn—In, or Sn—Ag—Cu solder material. In the present embodiment, a Ni plating layer (not shown) is provided between the circuit layer 12 and the solder layer 2.

パワーモジュール用基板１０は、セラミックス基板１１と、このセラミックス基板１１の一方の面（図２において上面）に配設された回路層１２と、セラミックス基板１１の他方の面（図２において下面）に配設された金属層１３と、を備えている。
セラミックス基板１１は、回路層１２と金属層１３との間の電気的接続を防止するものであって、絶縁性の高いＡｌＮ（窒化アルミ）で構成されている。また、セラミックス基板１１の厚さは、０．２〜１．５ｍｍの範囲内に設定されており、本実施形態では、０．６３５ｍｍに設定されている。 The power module substrate 10 has a ceramic substrate 11, a circuit layer 12 disposed on one surface (the upper surface in FIG. 2) of the ceramic substrate 11, and the other surface (lower surface in FIG. 2) of the ceramic substrate 11. And a disposed metal layer 13.
The ceramic substrate 11 prevents electrical connection between the circuit layer 12 and the metal layer 13, and is made of highly insulating AlN (aluminum nitride). In addition, the thickness of the ceramic substrate 11 is set within a range of 0.2 to 1.5 mm, and in this embodiment is set to 0.635 mm.

回路層１２は、図５に示すように、セラミックス基板１１の一方の面（図５において上面）に、銅板２２が接合されることにより形成されている。回路層１２の厚さは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、０．３ｍｍに設定されている。また、この回路層１２には、回路パターンが形成されており、その一方の面（図１において上面）が、半導体素子３が搭載される搭載面とされている。
本実施形態においては、銅板２２（回路層１２）は、純度９９．９９質量％以上の無酸素銅（ＯＦＣ）の圧延板とされている。
そして、セラミックス基板１１と回路層１２との接合に、本実施形態である銅部材接合用ペーストが使用されている。 As shown in FIG. 5, the circuit layer 12 is formed by bonding a copper plate 22 to one surface (upper surface in FIG. 5) of the ceramic substrate 11. The thickness of the circuit layer 12 is set in a range of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, and is set to 0.3 mm in the present embodiment. In addition, a circuit pattern is formed on the circuit layer 12, and one surface (the upper surface in FIG. 1) is a mounting surface on which the semiconductor element 3 is mounted.
In the present embodiment, the copper plate 22 (circuit layer 12) is a rolled plate of oxygen-free copper (OFC) having a purity of 99.99% by mass or more.
The copper member bonding paste according to this embodiment is used for bonding the ceramic substrate 11 and the circuit layer 12.

金属層１３は、図５に示すように、セラミックス基板１１の他方の面（図５において下面）に、アルミニウム板２３が接合されることにより形成されている。金属層１３の厚さは０．６ｍｍ以上６．０ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、０．６ｍｍに設定されている。
本実施形態においては、アルミニウム板２３（金属層１３）は、純度が９９．９９質量％以上のアルミニウム（いわゆる４Ｎアルミニウム）の圧延板とされている。 As shown in FIG. 5, the metal layer 13 is formed by joining an aluminum plate 23 to the other surface (the lower surface in FIG. 5) of the ceramic substrate 11. The thickness of the metal layer 13 is set within a range of 0.6 mm or more and 6.0 mm or less, and is set to 0.6 mm in the present embodiment.
In this embodiment, the aluminum plate 23 (metal layer 13) is a rolled plate of aluminum (so-called 4N aluminum) having a purity of 99.99% by mass or more.

緩衝板４１は、冷熱サイクルによって発生する歪みを吸収するものであり、図２に示すように、金属層１３の他方の面（図２において下面）に形成されている。緩衝板４１の厚さは０．５ｍｍ以上７．０ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、０．９ｍｍに設定されている。
本実施形態においては、緩衝板４１は、純度が９９．９９質量％以上のアルミニウム（いわゆる４Ｎアルミニウム）の圧延板とされている。 The buffer plate 41 absorbs strain generated by the cooling / heating cycle, and is formed on the other surface (the lower surface in FIG. 2) of the metal layer 13 as shown in FIG. The thickness of the buffer plate 41 is set in the range of 0.5 mm or more and 7.0 mm or less, and is set to 0.9 mm in this embodiment.
In the present embodiment, the buffer plate 41 is a rolled plate of aluminum (so-called 4N aluminum) having a purity of 99.99% by mass or more.

ヒートシンク５１は、前述のパワーモジュール用基板１０からの熱を放散するためのものである。本実施形態におけるヒートシンク５１は、パワーモジュール用基板１０と緩衝板４１を介して接合されている。
本実施形態においては、ヒートシンク５１は、アルミニウム及びアルミニウム合金で構成されており、具体的にはＡ６０６３合金の圧延板とされている。また、ヒートシンク５１の厚さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、５ｍｍに設定されている。 The heat sink 51 is for dissipating heat from the power module substrate 10 described above. The heat sink 51 in this embodiment is joined to the power module substrate 10 via the buffer plate 41.
In the present embodiment, the heat sink 51 is made of aluminum and an aluminum alloy, and specifically, is a rolled plate of A6063 alloy. Further, the thickness of the heat sink 51 is set within a range of 1 mm or more and 10 mm or less, and is set to 5 mm in the present embodiment.

図３に、セラミックス基板１１と回路層１２との接合界面の拡大図を示す。セラミックス基板１１の表面には、銅部材接合用ペーストに含有された窒化物形成元素（本実施形態ではＴｉ）の窒化物（本実施形態ではＴｉＮ）からなる窒化物層３１が形成されている。
そして、この窒化物層３１に積層するようにＡｇ−Ｃｕ共晶組織層３２が形成されている。ここで、Ａｇ−Ｃｕ共晶組織層３２の厚さは１５μｍ以下とされている。 FIG. 3 shows an enlarged view of the bonding interface between the ceramic substrate 11 and the circuit layer 12. A nitride layer 31 made of a nitride (TiN in this embodiment) of a nitride-forming element (Ti in this embodiment) contained in the copper member bonding paste is formed on the surface of the ceramic substrate 11.
An Ag—Cu eutectic structure layer 32 is formed so as to be laminated on the nitride layer 31. Here, the thickness of the Ag—Cu eutectic structure layer 32 is 15 μm or less.

以下に、前述の構成のパワーモジュール用基板１０の製造方法、ヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板の製造方法について、図４から図６を参照して説明する。   Below, the manufacturing method of the board | substrate 10 for power modules of the above-mentioned structure and the manufacturing method of a power module board | substrate with a heat sink and a buffer plate are demonstrated with reference to FIGS.

（銅部材接合用ペースト塗布工程Ｓ１１）
まず、図５に示すように、セラミックス基板１１の一方の面に、スクリーン印刷によって、前述の本実施形態である銅部材接合用ペーストを塗布して乾燥させることにより、銅部材接合用ペースト層２４を形成する。なお、銅部材接合用ペースト層２４の厚さは、乾燥後で２０μｍ以上３００μｍ以下とされている。 (Copper member bonding paste application step S11)
First, as shown in FIG. 5, the copper member bonding paste layer 24 is applied to one surface of the ceramic substrate 11 by screen printing and dried by applying the copper member bonding paste according to this embodiment described above. Form. The thickness of the copper member bonding paste layer 24 is set to 20 μm or more and 300 μm or less after drying.

（積層工程Ｓ１２）
次に、銅板２２をセラミックス基板１１の一方の面側に積層する。すなわち、セラミックス基板１１と銅板２２との間に、銅部材接合用ペースト層２４を介在させているのである。 (Lamination process S12)
Next, the copper plate 22 is laminated on one surface side of the ceramic substrate 11. In other words, the copper member bonding paste layer 24 is interposed between the ceramic substrate 11 and the copper plate 22.

（加熱工程Ｓ１３）
次いで、銅板２２、セラミックス基板１１を積層方向に加圧（圧力１〜３５ｋｇｆ／ｃｍ２）した状態で真空加熱炉内に装入して加熱する。すると、図６に示すように、銅部材接合用ペースト層２４のＡｇが銅板２２に向けて拡散する。このとき、銅板２２の一部がＣｕとＡｇとの反応によって溶融し、銅板２２とセラミックス基板１１との界面に、溶融金属領域２７が形成されることになる。
ここで、本実施形態では、真空加熱炉内の圧力は１０−６Ｐａ以上１０−３Ｐａ以下の範囲内に、加熱温度は７９０℃以上８５０℃以下の範囲内に設定している。 (Heating step S13)
Next, the copper plate 22 and the ceramic substrate 11 are charged in a stacking direction (pressure 1 to 35 kgf / cm 2 ) in a vacuum heating furnace and heated. Then, as shown in FIG. 6, Ag in the copper member bonding paste layer 24 diffuses toward the copper plate 22. At this time, a part of the copper plate 22 is melted by the reaction between Cu and Ag, and a molten metal region 27 is formed at the interface between the copper plate 22 and the ceramic substrate 11.
Here, in this embodiment, the pressure in the vacuum heating furnace is set in a range of 10 −6 Pa to 10 −3 Pa, and the heating temperature is set in a range of 790 ° C. to 850 ° C.

（凝固工程Ｓ１４）
次に、溶融金属領域２７を凝固させることにより、セラミックス基板１１と銅板２２とを接合する。なお、凝固工程Ｓ１４が終了した後では、銅部材接合用ペースト層２４のＡｇが十分に拡散されており、セラミックス基板１１と銅板２２との接合界面に銅部材接合用ペースト層２４が残存することはない。 (Coagulation step S14)
Next, the ceramic substrate 11 and the copper plate 22 are joined by solidifying the molten metal region 27. After the solidification step S <b> 14 is completed, the Ag of the copper member bonding paste layer 24 is sufficiently diffused, and the copper member bonding paste layer 24 remains at the bonding interface between the ceramic substrate 11 and the copper plate 22. There is no.

（金属層接合工程Ｓ１５）
次に、セラミックス基板１１の他方の面側に金属層１３となるアルミニウム板２３を接合する。本実施形態では、図５に示すように、セラミックス基板１１の他方の面側に、金属層１３となるアルミニウム板２３が厚さ５〜５０μｍ（本実施形態では１４μｍ）のろう材箔２５を介して積層される。なお、本実施形態においては、ろう材箔２５は、融点降下元素であるＳｉを含有したＡｌ−Ｓｉ系のろう材とされている。
次に、セラミックス基板１１、アルミニウム板２３を積層方向に加圧（圧力１〜３５ｋｇｆ／ｃｍ２）した状態で加熱炉内に装入して加熱する。すると、ろう材箔２５とアルミニウム板２３の一部とが溶融し、アルミニウム板２３とセラミックス基板１１との界面に溶融金属領域が形成される。ここで、加熱温度は５５０℃以上６５０℃以下、加熱時間は３０分以上１８０分以下とされている。
次に、アルミニウム板２３とセラミックス基板１１との界面に形成された溶融金属領域を凝固させることにより、セラミックス基板１１とアルミニウム板２３とを接合する。
このようにして、本実施形態であるパワーモジュール用基板１０が製出される。 (Metal layer bonding step S15)
Next, an aluminum plate 23 to be the metal layer 13 is bonded to the other surface side of the ceramic substrate 11. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, an aluminum plate 23 to be the metal layer 13 is disposed on the other surface side of the ceramic substrate 11 with a brazing material foil 25 having a thickness of 5 to 50 μm (14 μm in this embodiment). Are stacked. In the present embodiment, the brazing material foil 25 is an Al—Si based brazing material containing Si which is a melting point lowering element.
Next, the ceramic substrate 11 and the aluminum plate 23 are charged in a heating furnace in a state of being pressurized in the stacking direction (pressure 1 to 35 kgf / cm 2 ) and heated. Then, the brazing filler metal foil 25 and a part of the aluminum plate 23 are melted, and a molten metal region is formed at the interface between the aluminum plate 23 and the ceramic substrate 11. Here, the heating temperature is 550 ° C. or more and 650 ° C. or less, and the heating time is 30 minutes or more and 180 minutes or less.
Next, the ceramic substrate 11 and the aluminum plate 23 are joined by solidifying the molten metal region formed at the interface between the aluminum plate 23 and the ceramic substrate 11.
In this way, the power module substrate 10 according to the present embodiment is produced.

（緩衝板及びヒートシンク接合工程Ｓ１６）
次に、図５に示すように、パワーモジュール用基板１０の金属層１３の他方の面側（図５において下側）に、緩衝板４１と、ヒートシンク５１と、を、それぞれろう材箔４２，５２を介して積層する。
本実施形態では、ろう材箔４２，５２は、厚さ５〜５０μｍ（本実施形態では１４μｍ）とされ、融点降下元素であるＳｉを含有したＡｌ−Ｓｉ系のろう材とされている。
次に、パワーモジュール用基板１０、緩衝板４１、ヒートシンク５１を積層方向に加圧（圧力１〜３５ｋｇｆ／ｃｍ２）した状態で加熱炉内に装入して加熱する。すると、金属層１３と緩衝板４１との界面及び緩衝板４１とヒートシンク５１との界面に、それぞれ溶融金属領域が形成される。ここで、加熱温度は５５０℃以上６５０℃以下、加熱時間は３０分以上１８０分以下とされている。 (Buffer plate and heat sink joining step S16)
Next, as shown in FIG. 5, a buffer plate 41 and a heat sink 51 are placed on the other surface side (lower side in FIG. 5) of the metal layer 13 of the power module substrate 10. 52 are stacked.
In the present embodiment, the brazing material foils 42 and 52 have a thickness of 5 to 50 μm (14 μm in the present embodiment), and are Al—Si brazing materials containing Si that is a melting point lowering element.
Next, the power module substrate 10, the buffer plate 41, and the heat sink 51 are charged in the stacking direction (pressure 1 to 35 kgf / cm 2 ) in a heating furnace and heated. Then, molten metal regions are formed at the interface between the metal layer 13 and the buffer plate 41 and at the interface between the buffer plate 41 and the heat sink 51, respectively. Here, the heating temperature is 550 ° C. or more and 650 ° C. or less, and the heating time is 30 minutes or more and 180 minutes or less.

次に、金属層１３と緩衝板４１との界面及び緩衝板４１とヒートシンク５１との界面にそれぞれに形成された溶融金属領域を凝固させることにより、パワーモジュール用基板１０と緩衝板４１とヒートシンク５１とを接合する。
これにより、ヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板が製出されることになる。 Next, the power module substrate 10, the buffer plate 41, and the heat sink 51 are solidified by solidifying the molten metal regions formed at the interface between the metal layer 13 and the buffer plate 41 and the interface between the buffer plate 41 and the heat sink 51. And join.
As a result, the power module substrate with the heat sink and the buffer plate is produced.

そして、回路層１２の表面に、はんだ材を介して半導体素子３を載置し、還元炉内においてはんだ接合する。
これにより、はんだ層２を介して半導体素子３が回路層１２上に接合されたパワーモジュール１が製出されることになる。 Then, the semiconductor element 3 is placed on the surface of the circuit layer 12 via a solder material, and soldered in a reduction furnace.
Thereby, the power module 1 in which the semiconductor element 3 is bonded onto the circuit layer 12 via the solder layer 2 is produced.

以上のような構成とされた本実施形態である銅部材接合用ペーストおよび接合体の製造方法によれば、Ａｇをセラミックス基板１１と銅板２２との界面に介在させることができ、このＡｇを銅板２２側へと拡散させることで、ＣｕとＡｇの反応によって溶融金属領域２７を形成することが可能となる。そして、この溶融金属領域２７を凝固させることによって、セラミックス基板１１と銅板２２とを接合することができる。   According to the copper member bonding paste and the manufacturing method of the bonded body according to the present embodiment configured as described above, Ag can be interposed at the interface between the ceramic substrate 11 and the copper plate 22. By diffusing to the 22 side, it becomes possible to form the molten metal area | region 27 by reaction of Cu and Ag. The ceramic substrate 11 and the copper plate 22 can be joined by solidifying the molten metal region 27.

このように、Ａｇの銅板２２への拡散によって溶融金属領域２７が形成されることから、セラミックス基板１１と銅板２２との接合部において溶融金属領域２７が必要以上に形成されなくなり、接合後（凝固後）に形成されるＡｇ−Ｃｕ共晶組織層３２の厚さが薄くなるのである。このように、Ａｇ−Ｃｕ共晶組織層３２の厚さが薄く形成されることから、セラミックス基板１１における割れの発生を抑制することができる。   As described above, since the molten metal region 27 is formed by diffusion of Ag into the copper plate 22, the molten metal region 27 is not formed more than necessary at the joint portion between the ceramic substrate 11 and the copper plate 22, and after joining (solidification) The thickness of the Ag—Cu eutectic structure layer 32 formed later is reduced. Thus, since the thickness of the Ag—Cu eutectic structure layer 32 is formed thin, the occurrence of cracks in the ceramic substrate 11 can be suppressed.

また、銅部材接合用ペーストにおける粉末成分の組成が、窒化物形成元素の含有量が０．４質量％以上７５質量％以下とされ、残部がＡｇ及び不可避不純物とされているので、セラミックス基板１１の表面に窒化物層３１を形成することができる。このように、窒化物層３１を介してセラミックス基板１１と銅板２２からなる回路層１２が接合されているので、セラミックス基板１１と回路層１２との接合強度の向上を図ることができる。   Further, the composition of the powder component in the copper member bonding paste is such that the content of the nitride forming element is 0.4 mass% or more and 75 mass% or less, and the balance is Ag and inevitable impurities. A nitride layer 31 can be formed on the surface. Thus, since the circuit layer 12 which consists of the ceramic substrate 11 and the copper plate 22 is joined via the nitride layer 31, the joint strength of the ceramic substrate 11 and the circuit layer 12 can be improved.

また、本実施形態では、粉末成分を構成する粉末、すなわち、Ａｇと窒化物形成元素（Ｔｉ）とを含有する合金粉末の粒径が４０μｍ以下とされているので、この銅部材接合用ペーストを薄く塗布することが可能となる。よって、接合後（凝固後）に形成されるＡｇ−Ｃｕ共晶組織層３２の厚さをさらに薄くすることが可能となる。   In this embodiment, since the particle size of the powder constituting the powder component, that is, the alloy powder containing Ag and the nitride-forming element (Ti) is 40 μm or less, this copper member bonding paste is used. Thin coating is possible. Therefore, the thickness of the Ag—Cu eutectic structure layer 32 formed after bonding (after solidification) can be further reduced.

また、粉末成分の含有量が、４０質量％以上９０質量％以下とされているので、Ａｇを銅板２２へと拡散させて確実に溶融金属領域２７を形成し、銅板２２とセラミックス基板１１とを接合することができる。また、溶剤の含有量が確保されることになり、銅板２２とセラミックス基板１１との接合部に銅部材接合用ペーストを確実に塗布することができる。   Moreover, since content of a powder component shall be 40 mass% or more and 90 mass% or less, Ag is spread | diffused to the copper plate 22, the molten metal area | region 27 is formed reliably, and the copper plate 22 and the ceramic substrate 11 are made. Can be joined. Moreover, content of a solvent will be ensured and the paste for copper member joining can be reliably apply | coated to the junction part of the copper plate 22 and the ceramic substrate 11. FIG.

また、本実施形態では、窒化物形成元素としてＴｉを含有しているので、ＡｌＮからなるセラミックス基板１１とＴｉが反応して窒化物層３１が形成されることになり、セラミックス基板１１と銅板２２とを確実に接合することができる。   In this embodiment, since Ti is contained as a nitride forming element, the ceramic substrate 11 made of AlN reacts with Ti to form the nitride layer 31, and the ceramic substrate 11 and the copper plate 22 are formed. Can be reliably joined.

また、本実施形態では、必要に応じて分散剤を含有しているので、粉末成分を分散させることができ、Ａｇの拡散を均一に行うことができる。また、窒化物層３１を均一に形成することができる。
さらに、本実施形態では、必要に応じて可塑剤を含有しているので、銅部材接合用ペーストの形状を比較的自由に成形することができ、銅板２２とセラミックス基板１１の接合部に確実に塗布することができる。
また、本実施形態では、必要に応じて還元剤を含有しているので、還元剤の作用により、粉末成分の表面に形成された酸化皮膜等を除去でき、Ａｇの拡散及び窒化物層３１の形成を確実に行うことができる。 Moreover, in this embodiment, since the dispersing agent is contained as needed, a powder component can be disperse | distributed and Ag can be spread | diffused uniformly. Further, the nitride layer 31 can be formed uniformly.
Furthermore, in this embodiment, since it contains a plasticizer as necessary, the shape of the copper member bonding paste can be formed relatively freely, and the bonding portion between the copper plate 22 and the ceramic substrate 11 can be reliably formed. Can be applied.
Moreover, in this embodiment, since it contains a reducing agent as required, an oxide film or the like formed on the surface of the powder component can be removed by the action of the reducing agent, diffusion of Ag and the nitride layer 31 Formation can be performed reliably.

（第二の実施形態）
次に、第二の実施形態について説明する。
本実施形態である銅部材接合用ペーストは、Ａｇ及び窒化物形成元素を含む粉末成分と、樹脂と、溶剤と、分散剤と、可塑剤と、還元剤と、を含有するものである。
そして、粉末成分は、Ａｇ及び窒化物形成元素以外に、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｍｎ及びＺｎから選択される１種又は２種以上の添加元素を含有し、Ａｇの含有量が少なくとも２５質量％以上であることとされており、本実施形態では、Ｓｎを含有している。 (Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
The copper member bonding paste according to the present embodiment contains a powder component containing Ag and a nitride-forming element, a resin, a solvent, a dispersant, a plasticizer, and a reducing agent.
The powder component contains one or more additive elements selected from In, Sn, Al, Mn, and Zn in addition to Ag and nitride-forming elements, and the Ag content is at least 25% by mass. In this embodiment, Sn is contained.

ここで、粉末成分の含有量が、銅部材接合用ペースト全体の４０質量％以上９０質量％以下とされている。
また、本実施形態では、銅部材接合用ペーストの粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは５０Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下に調整されている。 Here, content of a powder component shall be 40 to 90 mass% of the whole copper member joining paste.
In the present embodiment, the viscosity of the copper member bonding paste is adjusted to 10 Pa · s to 500 Pa · s, more preferably 50 Pa · s to 300 Pa · s.

窒化物形成元素は、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｎｂから選択される１種又は２種以上の元素であることが好ましく、本実施形態では、窒化物形成元素としてＺｒを含有している。
ここで、粉末成分の組成は、窒化物形成元素（本実施形態ではＺｒ）の含有量が０．４質量％以上７５質量％以下とされ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｍｎ及びＺｎから選択される１種又は２種以上の添加元素（本実施形態ではＳｎ）の含有量が０質量％以上５０質量％以下とされ、残部がＡｇ及び不可避不純物とされている。ただし、Ａｇの含有量は２５質量％以上である。本実施形態では、Ｚｒ；４０質量％、Ｓｎ；２０質量％を含んでおり、残部がＡｇ及び不可避不純物とされている。 The nitride forming element is preferably one or more elements selected from Ti, Hf, Zr, and Nb. In the present embodiment, Zr is contained as the nitride forming element.
Here, the composition of the powder component is such that the content of the nitride-forming element (Zr in this embodiment) is 0.4 mass% or more and 75 mass% or less, and is selected from In, Sn, Al, Mn, and Zn. The content of one or more additive elements (Sn in this embodiment) is 0% by mass or more and 50% by mass or less, and the balance is Ag and inevitable impurities. However, the content of Ag is 25% by mass or more. In the present embodiment, Zr: 40 mass%, Sn: 20 mass% is contained, and the balance is Ag and inevitable impurities.

また、本実施形態においては、粉末成分として、要素粉末（Ａｇ粉末、Ｚｒ粉末、Ｓｎ粉末）を用いている。これらのＡｇ粉末、Ｚｒ粉末、Ｓｎ粉末は、粉末成分全体が上述の組成となるように、配合されているのである。
これらのＡｇ粉末、Ｚｒ粉末、Ｓｎ粉末は、それぞれ粒径を４０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下に設定している。
なお、これらのＡｇ粉末、Ｚｒ粉末、Ｓｎ粉末の粒径は、例えば、マイクロトラック法を用いることで測定することができる。 In this embodiment, element powder (Ag powder, Zr powder, Sn powder) is used as a powder component. These Ag powder, Zr powder, and Sn powder are blended so that the entire powder component has the above-described composition.
These Ag powder, Zr powder, and Sn powder each have a particle size set to 40 μm or less, preferably 20 μm or less, and more preferably 10 μm or less.
In addition, the particle size of these Ag powder, Zr powder, and Sn powder can be measured by using, for example, a microtrack method.

ここで、樹脂、溶剤は、第一の実施形態と同様のものが適用されている。また、本実施形態においても、必要に応じて分散剤、可塑剤、還元剤が添加されている。
また、本実施形態である銅部材接合用ペーストは、第一の実施形態で示した製造方法に準じて製造されている。すなわち、合金粉末の代わりに、Ａｇ粉末、Ｚｒ粉末、Ｓｎ粉末を用いた以外は、第一の実施形態と同様の手順で製造されているのである。 Here, the same resin and solvent as those in the first embodiment are applied. Also in this embodiment, a dispersant, a plasticizer, and a reducing agent are added as necessary.
Moreover, the paste for copper member joining which is this embodiment is manufactured according to the manufacturing method shown in 1st embodiment. That is, it is manufactured in the same procedure as in the first embodiment except that Ag powder, Zr powder, and Sn powder are used instead of the alloy powder.

次に、本実施形態である接合体の製造方法について説明する。本実施形態における接合体は、銅部材としての銅板１２２、１２３と、セラミックス部材としてのセラミックス基板１１１と、が接合されてなるパワーモジュール用基板１１０とされている。   Next, the manufacturing method of the joined body which is this embodiment is demonstrated. The joined body in the present embodiment is a power module substrate 110 formed by joining copper plates 122 and 123 as copper members and a ceramic substrate 111 as a ceramic member.

図７に、本実施形態である接合体の製造方法によって製造されたパワーモジュール用基板１１０を示す。   In FIG. 7, the board | substrate 110 for power modules manufactured by the manufacturing method of the conjugate | zygote which is this embodiment is shown.

図７に示すパワーモジュール用基板１１０は、セラミックス基板１１１と、このセラミックス基板１１１の一方の面（図７において上面）に配設された回路層１１２と、セラミックス基板１１１の他方の面（図７において下面）に配設された金属層１１３と、を備えている。
セラミックス基板１１１は、回路層１１２と金属層１１３との間の電気的接続を防止するものであって、絶縁性の高いＳｉ３Ｎ４（窒化珪素）で構成されている。また、セラミックス基板１１１の厚さは、０．２〜１．５ｍｍの範囲内に設定されており、本実施形態では、０．３２ｍｍに設定されている。 A power module substrate 110 shown in FIG. 7 includes a ceramic substrate 111, a circuit layer 112 disposed on one surface of the ceramic substrate 111 (upper surface in FIG. 7), and the other surface of the ceramic substrate 111 (FIG. 7). And a metal layer 113 disposed on the lower surface.
The ceramic substrate 111 prevents electrical connection between the circuit layer 112 and the metal layer 113, and is made of highly insulating Si 3 N 4 (silicon nitride). Further, the thickness of the ceramic substrate 111 is set in a range of 0.2 to 1.5 mm, and in this embodiment, is set to 0.32 mm.

回路層１１２は、図１０に示すように、セラミックス基板１１１の一方の面（図１０において上面）に、銅板１２２が接合されることにより形成されている。回路層１１２の厚さは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、０．６ｍｍに設定されている。また、この回路層１１２には、回路パターンが形成されており、その一方の面（図７において上面）が、半導体素子が搭載される搭載面とされている。
本実施形態においては、銅板１２２（回路層１１２）は、純度９９．９９質量％以上の無酸素銅（ＯＦＣ）の圧延板とされている。 As shown in FIG. 10, the circuit layer 112 is formed by bonding a copper plate 122 to one surface (upper surface in FIG. 10) of the ceramic substrate 111. The thickness of the circuit layer 112 is set within a range of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, and is set to 0.6 mm in the present embodiment. In addition, a circuit pattern is formed on the circuit layer 112, and one surface (the upper surface in FIG. 7) is a mounting surface on which a semiconductor element is mounted.
In the present embodiment, the copper plate 122 (circuit layer 112) is a rolled plate of oxygen-free copper (OFC) having a purity of 99.99% by mass or more.

金属層１１３は、図１０に示すように、セラミックス基板１１１の他方の面（図１０において下面）に、銅板１２３が接合されることにより形成されている。金属層１１３の厚さは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、０．６ｍｍに設定されている。
本実施形態においては、銅板１２３（金属層１１３）は、純度９９．９９質量％以上の無酸素銅（ＯＦＣ）の圧延板とされている。 As shown in FIG. 10, the metal layer 113 is formed by bonding a copper plate 123 to the other surface (the lower surface in FIG. 10) of the ceramic substrate 111. The thickness of the metal layer 113 is set within a range of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, and is set to 0.6 mm in the present embodiment.
In the present embodiment, the copper plate 123 (metal layer 113) is an oxygen-free copper (OFC) rolled plate having a purity of 99.99% by mass or more.

そして、セラミックス基板１１１と回路層１１２及び金属層１１３との接合に、本実施形態である銅部材接合用ペーストが使用されている。   The copper member bonding paste according to this embodiment is used for bonding the ceramic substrate 111 to the circuit layer 112 and the metal layer 113.

図８に、セラミックス基板１１１と回路層１１２及び金属層１１３との接合界面の拡大図を示す。セラミックス基板１１１の表面には、銅部材接合用ペーストに含有された窒化物形成元素（本実施形態ではＺｒ）の窒化物（本実施形態ではＺｒＮ）からなる窒化物層１３１が形成されている。
また、本実施形態では、第一の実施形態で観察されたＡｇ−Ｃｕ共晶組織層が明確に観察されない構成とされている。 FIG. 8 shows an enlarged view of the bonding interface between the ceramic substrate 111 and the circuit layer 112 and the metal layer 113. A nitride layer 131 made of a nitride (ZrN in this embodiment) of a nitride forming element (Zr in this embodiment) contained in the copper member bonding paste is formed on the surface of the ceramic substrate 111.
In the present embodiment, the Ag—Cu eutectic structure layer observed in the first embodiment is not clearly observed.

以下に、前述の構成のパワーモジュール用基板１１０の製造方法について、図９、図 １０を参照して説明する。     Below, the manufacturing method of the board | substrate 110 for power modules of the above-mentioned structure is demonstrated with reference to FIG. 9, FIG.

（銅部材接合用ペースト塗布工程Ｓ１１１）
まず、図１０に示すように、セラミックス基板１１１の一方の面及び他方の面に、スクリーン印刷によって、前述の本実施形態である銅部材接合用ペーストを塗布し、銅部材接合用ペースト層１２４，１２５を形成する。なお、銅部材接合用ペースト層１２４，１２５の厚さは、乾燥後で２０μｍ以上３００μｍ以下とされている。 (Copper member bonding paste application step S111)
First, as shown in FIG. 10, the copper member bonding paste 124 according to the present embodiment is applied to one surface and the other surface of the ceramic substrate 111 by screen printing, 125 is formed. The copper member bonding paste layers 124 and 125 have a thickness of 20 μm or more and 300 μm or less after drying.

（積層工程Ｓ１１２）
次に、銅板１２２をセラミックス基板１１１の一方の面側に積層する。また、銅板１２３をセラミックス基板１１１の他方の面側に積層する。すなわち、セラミックス基板１１１と銅板１２２、セラミックス基板１１１と銅板１２３との間に、銅部材接合用ペースト層１２４，１２５を介在させているのである。 (Lamination process S112)
Next, the copper plate 122 is laminated on one surface side of the ceramic substrate 111. Further, the copper plate 123 is laminated on the other surface side of the ceramic substrate 111. That is, the copper member bonding paste layers 124 and 125 are interposed between the ceramic substrate 111 and the copper plate 122 and between the ceramic substrate 111 and the copper plate 123.

（加熱工程Ｓ１１３）
次いで、銅板１２２、セラミックス基板１１１、銅板１２３を積層方向に加圧（圧力１〜３５ｋｇｆ／ｃｍ２）した状態で真空加熱炉内に装入して加熱する。すると、銅部材接合用ペースト層１２４のＡｇが銅板１２２に向けて拡散するとともに、銅部材接合用ペースト層１２５のＡｇが銅板１２３に向けて拡散する。 (Heating step S113)
Next, the copper plate 122, the ceramic substrate 111, and the copper plate 123 are charged in a stacking direction (pressure 1 to 35 kgf / cm 2 ) in a vacuum heating furnace and heated. Then, Ag in the copper member bonding paste layer 124 diffuses toward the copper plate 122, and Ag in the copper member bonding paste layer 125 diffuses toward the copper plate 123.

このとき、銅板１２２のＣｕとＡｇとが反応によって溶融し、銅板１２２とセラミックス基板１１１との界面に、溶融金属領域が形成される。また、銅板１２３のＣｕとＡｇとが反応によって溶融し、銅板１２３とセラミックス基板１１１との界面に、溶融金属領域が形成される。
ここで、本実施形態では、真空加熱炉内の圧力は１０−６Ｐａ以上１０−３Ｐａ以下の範囲内に、加熱温度は７９０℃以上８５０℃以下の範囲内に設定している。 At this time, Cu and Ag of the copper plate 122 are melted by reaction, and a molten metal region is formed at the interface between the copper plate 122 and the ceramic substrate 111. Moreover, Cu and Ag of the copper plate 123 are melted by reaction, and a molten metal region is formed at the interface between the copper plate 123 and the ceramic substrate 111.
Here, in this embodiment, the pressure in the vacuum heating furnace is set in a range of 10 −6 Pa to 10 −3 Pa, and the heating temperature is set in a range of 790 ° C. to 850 ° C.

（凝固工程Ｓ１１４）
次に、溶融金属領域を凝固させることにより、セラミックス基板１１１と銅板１２２、１２３とを接合する。なお、凝固工程Ｓ１１４が終了した後では、銅部材接合用ペースト層１２４，１２５のＡｇが十分に拡散されており、セラミックス基板１１１と銅板１２２、１２３との接合界面に銅部材接合用ペースト層１２４、１２５が残存することはない。 (Coagulation step S114)
Next, the ceramic substrate 111 and the copper plates 122 and 123 are joined by solidifying the molten metal region. Note that after the solidification step S114 is completed, the Ag of the copper member bonding paste layers 124 and 125 is sufficiently diffused, and the copper member bonding paste layer 124 is bonded to the bonding interface between the ceramic substrate 111 and the copper plates 122 and 123. , 125 does not remain.

このようにして、本実施形態であるパワーモジュール用基板１１０が製出される。
このパワーモジュール用基板１１０には、回路層１１２の上に半導体素子が搭載されるとともに、金属層１１３の他方側にヒートシンクが配設されることになる。 In this way, the power module substrate 110 according to the present embodiment is produced.
In the power module substrate 110, a semiconductor element is mounted on the circuit layer 112, and a heat sink is disposed on the other side of the metal layer 113.

以上のような構成とされた本実施形態である銅部材接合用ペーストおよび接合体の製造方法によれば、Ａｇをセラミックス基板１１１と銅板１２２、銅板１２３との界面に介在させることができ、このＡｇを銅板１２２，１２３側へと拡散させることで、ＣｕとＡｇの反応によって溶融金属領域を形成することが可能となる。そして、この溶融金属領域を凝固させることによって、セラミックス基板１１１と銅板１２２，１２３とを接合することができる。   According to the copper member bonding paste and the manufacturing method of the bonded body according to the present embodiment configured as described above, Ag can be interposed at the interface between the ceramic substrate 111, the copper plate 122, and the copper plate 123. By diffusing Ag toward the copper plates 122 and 123, a molten metal region can be formed by the reaction between Cu and Ag. The ceramic substrate 111 and the copper plates 122 and 123 can be bonded by solidifying the molten metal region.

このように、Ａｇの銅板１２２，１２３への拡散によって溶融金属領域が形成されることから、セラミックス基板１１１と銅板１２２、１２３との接合部において溶融金属領域が必要以上に形成されなくなり、接合後（凝固後）に形成されるＡｇ−Ｃｕ共晶組織層の厚さが薄くなるのである。よって、セラミックス基板１１１における割れの発生を抑制することができる。   As described above, since the molten metal region is formed by diffusion of Ag into the copper plates 122 and 123, the molten metal region is not formed more than necessary at the joint portion between the ceramic substrate 111 and the copper plates 122 and 123. The thickness of the Ag-Cu eutectic structure layer formed (after solidification) is reduced. Therefore, generation | occurrence | production of the crack in the ceramic substrate 111 can be suppressed.

また、本実施形態では、窒化物形成元素としてＺｒを含有しているので、Ｓｉ３Ｎ４からなるセラミックス基板１１１とＺｒが反応して窒化物層１３１が形成されることになり、セラミックス基板１１１と銅板１２２，１２３とを確実に接合することができる。
そして、本実施形態では、粉末成分として、Ａｇ及び窒化物形成元素（本実施形態ではＺｒ）以外に、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｍｎ及びＺｎから選択される１種又は２種以上の添加元素（本実施形態ではＳｎ）を含有し、Ａｇの含有量が少なくとも２５質量％以上であることとしているので、溶融金属領域をさらに低い温度で形成することができ、形成されるＡｇ−Ｃｕ共晶組織層の厚さをさらに薄くすることができる。 In this embodiment, since Zr is contained as a nitride forming element, the ceramic substrate 111 made of Si 3 N 4 reacts with Zr to form the nitride layer 131, and the ceramic substrate 111 And the copper plates 122 and 123 can be reliably bonded.
In this embodiment, as a powder component, in addition to Ag and a nitride-forming element (Zr in this embodiment), one or more additive elements selected from In, Sn, Al, Mn, and Zn (in addition to Ag and nitride-forming elements) In the present embodiment, Sn) is contained and the Ag content is at least 25% by mass or more, so that the molten metal region can be formed at a lower temperature, and the formed Ag—Cu eutectic structure The layer thickness can be further reduced.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態の銅部材接合用ペーストは、セラミックス基板と銅板とを接合する際に使用するものとして説明したが、これに限定されることはなく、セラミックス部材と銅部材とを接合する際に、本発明の銅部材接合用ペーストを用いてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which does not deviate from the technical idea of the invention.
For example, the copper member bonding paste of the present embodiment has been described as being used when bonding a ceramic substrate and a copper plate, but is not limited to this, and when bonding a ceramic member and a copper member Moreover, you may use the paste for copper member joining of this invention.

窒化物形成元素としてＴｉ、Ｚｒを用いたものとして説明したが、これに限定されることはなく、Ｈｆ，Ｎｂ等の他の窒化物形成元素であってもよい。
また、銅部材接合用ペーストに含まれる粉末成分がＴｉＨ２、ＺｒＨ２等の窒化物形成元素の水素化物を含んでいてもよい。この場合、窒化物形成元素の水素化物の水素が還元剤として作用するので、銅板の表面に形成された酸化膜等を除去でき、Ａｇの拡散及び窒化物層の形成を確実に行うことができる。
また、第二の実施形態において、添加元素としてＳｎを添加したものとして説明したが、これに限定されることはなく、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｍｎ及びＺｎから選択される１種又は２種以上の添加元素を添加してもよい。 Although it has been described that Ti and Zr are used as the nitride forming elements, the present invention is not limited to this, and other nitride forming elements such as Hf and Nb may be used.
Further, the powder component contained in the copper member joining paste may include a hydride of the nitride-forming elements such as TiH 2, ZrH 2. In this case, since the hydrogen of the nitride forming element hydride acts as a reducing agent, the oxide film formed on the surface of the copper plate can be removed, and the diffusion of Ag and the formation of the nitride layer can be performed reliably. .
Moreover, in 2nd embodiment, although demonstrated as what added Sn as an addition element, it is not limited to this, 1 type, or 2 or more types selected from In, Sn, Al, Mn, and Zn These additional elements may be added.

粉末成分を構成する粉末の粒径を４０μｍ以下としたもので説明したが、これに限定されることはなく、粒径に限定はない。
また、分散剤、可塑剤、還元剤を含むものとして説明したが、これに限定されることはなく、これらを含んでいなくてもよい。これら分散剤、可塑剤、還元剤は、必要に応じて添加すればよい。 Although the description has been given on the case where the particle size of the powder constituting the powder component is 40 μm or less, the present invention is not limited thereto, and the particle size is not limited.
Moreover, although demonstrated as a thing containing a dispersing agent, a plasticizer, and a reducing agent, it is not limited to this and does not need to contain these. These dispersants, plasticizers, and reducing agents may be added as necessary.

さらに、アルミニウム板とセラミックス基板、あるいは、アルミニウム板同士をろう付けにて接合するものとして説明したが、これに限定されることはなく、鋳造法、金属ペースト法等を適用してもよい。また、アルミニウム板とセラミックス基板、アルミニウム板と天板、あるいは、その他のアルミニウム材間に、Ｃｕ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｇｅ，Ａｇ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｇａ，Ｌｉを配し、過渡液相接合法（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｂｏｎｄｉｎｇ）を用いて接合してもよい。   Furthermore, although it demonstrated as what joins an aluminum plate and a ceramic substrate or aluminum plates by brazing, it is not limited to this, You may apply a casting method, a metal paste method, etc. Also, Cu, Si, Zn, Ge, Ag, Mg, Ca, Ga, Li are arranged between an aluminum plate and a ceramic substrate, an aluminum plate and a top plate, or other aluminum materials, and a transient liquid phase bonding method ( You may join using Transient Liquid Phase Bonding.

また、図５、図６及び図１０に示す製造方法で製造されたパワーモジュール用基板、ヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板に限定されることはなく、他の製造方法で製造されたパワーモジュール用基板等であってもよい。   Further, the power module substrate manufactured by the manufacturing method shown in FIGS. 5, 6, and 10 is not limited to the power module substrate with the heat sink and the buffer plate, but for power modules manufactured by other manufacturing methods. It may be a substrate or the like.

例えば、図１１に示すように、セラミックス基板２１１の一方の面に銅部材接合用ペースト層２２４を介して回路層２１２となる銅板２２２を接合し、セラミックス基板２１１の他方の面にろう材箔２２５を介して金属層２１３となるアルミニウム板２２３を接合するとともに、アルミニウム板２２３の他方の面にろう材箔２５２を介してヒートシンク２５１を接合してもよい。このようにして、パワーモジュール用基板２１０と、ヒートシンク２５１と、を備えたヒートシンク付パワーモジュール用基板が製造されることになる。   For example, as shown in FIG. 11, a copper plate 222 to be a circuit layer 212 is bonded to one surface of a ceramic substrate 211 via a copper member bonding paste layer 224, and a brazing material foil 225 is bonded to the other surface of the ceramic substrate 211. The aluminum plate 223 to be the metal layer 213 may be bonded via the heat sink 251 and the heat sink 251 may be bonded to the other surface of the aluminum plate 223 via the brazing material foil 252. In this way, a power module substrate with a heat sink including the power module substrate 210 and the heat sink 251 is manufactured.

また、図１２に示すように、セラミックス基板３１１の一方の面に銅部材接合用ペースト層３２４を介して回路層３１２となる銅板３２２を接合し、セラミックス基板３１１の他方の面にろう材箔３２５を介して金属層３１３となるアルミニウム板３２３を接合することで、パワーモジュール用基板３１０を製造し、その後、金属層２１３の他方の面にろう材箔３５２を介してヒートシンク３５１を接合してもよい。このようにして、パワーモジュール用基板３１０と、ヒートシンク３５１と、を備えたヒートシンク付パワーモジュール用基板が製造されることになる。   Also, as shown in FIG. 12, a copper plate 322 to be the circuit layer 312 is bonded to one surface of the ceramic substrate 311 via a copper member bonding paste layer 324, and the brazing material foil 325 is bonded to the other surface of the ceramic substrate 311. The power module substrate 310 is manufactured by bonding the aluminum plate 323 to be the metal layer 313 via the heat sink 351, and then the heat sink 351 is bonded to the other surface of the metal layer 213 via the brazing material foil 352. Good. In this manner, a power module substrate with a heat sink including the power module substrate 310 and the heat sink 351 is manufactured.

さらに、図１３に示すように、セラミックス基板４１１の一方の面に銅部材接合用ペースト層４２４を介して回路層４１２となる銅板４２２を接合し、セラミックス基板４１１の他方の面にろう材箔４２５を介して金属層４１３となるアルミニウム板４２３を接合するとともに、アルミニウム板４２３の他方の面にろう材箔４４２を介して緩衝板４４１を接合し、この緩衝板４４１の他方の面にろう材箔４５２を介してヒートシンク４５１を接合してもよい。このようにして、パワーモジュール用基板４１０と、緩衝板４４１と、ヒートシンク４５１と、を備えたヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板が製造されることになる。   Further, as shown in FIG. 13, a copper plate 422 to be a circuit layer 412 is bonded to one surface of the ceramic substrate 411 via a copper member bonding paste layer 424, and a brazing material foil 425 is bonded to the other surface of the ceramic substrate 411. The aluminum plate 423 to be the metal layer 413 is joined via the brazing material, the buffer plate 441 is joined to the other surface of the aluminum plate 423 via the brazing material foil 442, and the brazing material foil is joined to the other surface of the buffer plate 441. The heat sink 451 may be joined via 452. In this way, a power module substrate with a power module and a buffer plate including the power module substrate 410, the buffer plate 441, and the heat sink 451 is manufactured.

本発明の有効性を確認するために行った比較実験について説明する。表１、表２、表３に示す条件で各種ペーストを作成した。なお、表１では、粉末成分として合金粉末を使用した。表２では、粉末成分として各元素の粉末（要素粉末）を使用した。表３では、粉末成分として各元素の粉末（要素粉末）を使用し、窒化物形成元素については窒化物形成元素の水素化物の粉末を使用した。なお、表３には、窒化物形成元素の水素化物の要素粉混合比の他に、窒化物形成元素の含有量（活性金属含有量）も併せて記載した。
また、分散剤としてアニオン性界面活性剤を、可塑剤としてアジピン酸ジブチルを、還元剤としてアビエチン酸を用いた。
粉末成分以外の樹脂、溶剤、分散剤、可塑剤、還元剤の混合比率は、質量比で、樹脂：溶剤：分散剤：可塑剤：還元剤＝７：７０：３：５：１５とした。 A comparative experiment conducted to confirm the effectiveness of the present invention will be described. Various pastes were prepared under the conditions shown in Table 1, Table 2, and Table 3. In Table 1, alloy powder was used as the powder component. In Table 2, powder of each element (element powder) was used as a powder component. In Table 3, powder of each element (element powder) was used as a powder component, and a hydride powder of a nitride forming element was used as a nitride forming element. In Table 3, in addition to the element powder mixing ratio of the hydride of the nitride-forming element, the content of the nitride-forming element (active metal content) is also shown.
Further, an anionic surfactant was used as a dispersant, dibutyl adipate was used as a plasticizer, and abietic acid was used as a reducing agent.
The mixing ratio of the resin, solvent, dispersant, plasticizer, and reducing agent other than the powder component was a mass ratio of resin: solvent: dispersant: plasticizer: reducing agent = 7: 70: 3: 5: 15.

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この表１、表２、表３に示す各種ペーストを用いてセラミックス基板と銅板とを接合することによって、図１０に示す構造及び製造方法で製造されたパワーモジュール用基板、図１１、図１２に示す構造及び製造方法で製造されたヒートシンク付パワーモジュール用基板、図５、図１３に示す構造及び製造方法で製造されたヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板を作製した。   The power module substrate manufactured by the structure and the manufacturing method shown in FIG. 10 by bonding the ceramic substrate and the copper plate using the various pastes shown in Table 1, Table 2 and Table 3, FIG. 11 and FIG. A power module substrate with a heat sink manufactured by the structure and manufacturing method shown in FIG. 5, and a power module substrate with a heat sink and buffer plate manufactured by the structure and manufacturing method shown in FIGS.

図１０に示すパワーモジュール用基板においては、セラミックス基板の一方の面及び他方の面に、上述の各種ペーストを用いて銅板を接合し、回路層及び金属層が銅板で構成されたパワーモジュール用基板とした。なお、銅板として無酸素銅の圧延板を使用した。   In the power module substrate shown in FIG. 10, a copper plate is bonded to one surface and the other surface of the ceramic substrate using the above-mentioned various pastes, and the circuit layer and the metal layer are made of a copper plate. It was. An oxygen-free copper rolled plate was used as the copper plate.

図１１、図１２に示すヒートシンク付パワーモジュール用基板は、セラミックス基板の一方の面に、上述の各種ペーストを用いて銅板を接合して回路層とした。
また、セラミックス基板の他方の面に、アルミニウム板をろう材を介して接合して金属層を形成した。なお、アルミニウム板として純度９９．９９質量％以上の４Ｎアルミを使用し、ろう材としてＡｌ−７．５質量％Ｓｉ、厚さ２０μｍのろう材箔を用いた。
さらに、金属層の他方の面側に、ヒートシンクとしてＡ６０６３からなるアルミニウム板を、ろう材を介してパワーモジュール用基板の金属層側に接合した。なお、ろう材としてＡｌ−７．５質量％Ｓｉ、厚さ７０μｍのろう材箔を用いた。 The power module substrate with a heat sink shown in FIGS. 11 and 12 was formed into a circuit layer by bonding a copper plate to one surface of the ceramic substrate using the various pastes described above.
Further, an aluminum plate was joined to the other surface of the ceramic substrate via a brazing material to form a metal layer. Note that 4N aluminum having a purity of 99.99% by mass or more was used as the aluminum plate, and Al-7.5% by mass Si and a brazing material foil having a thickness of 20 μm were used as the brazing material.
Further, an aluminum plate made of A6063 as a heat sink was joined to the metal layer side of the power module substrate via a brazing material on the other surface side of the metal layer. A brazing material foil of Al-7.5 mass% Si and a thickness of 70 μm was used as the brazing material.

図５、図１３に示すヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板は、セラミックス基板の一方の面に、上述の各種ペーストを用いて銅板を接合して回路層とした。
また、セラミックス基板の他方の面に、アルミニウム板をろう材を介して接合して金属層を形成した。なお、アルミニウム板として純度９９．９９質量％以上の４Ｎアルミニウムを使用し、ろう材としてＡｌ−７．５質量％Ｓｉ、厚さ１４μｍのろう材箔を用いた。
さらに、金属層の他方の面に、緩衝板として４Ｎアルミニウムからなるアルミニウム板をろう材を介して接合した。なお、ろう材としてＡｌ−７．５質量％Ｓｉ、厚さ１００μｍのろう材箔を用いた。
また、緩衝板の他方の面側に、ヒートシンクとしてＡ６０６３からなるアルミニウム板を、ろう材を介してパワーモジュール用基板の金属層側に接合した。なお、ろう材としてＡｌ−７．５質量％Ｓｉ、厚さ１００μｍのろう材箔を用いた。 The power module substrate with heat sink and buffer plate shown in FIG. 5 and FIG. 13 was formed into a circuit layer by bonding a copper plate to one surface of the ceramic substrate using the various pastes described above.
Further, an aluminum plate was joined to the other surface of the ceramic substrate via a brazing material to form a metal layer. Note that 4N aluminum having a purity of 99.99% by mass or more was used as the aluminum plate, and Al-7.5% by mass Si and a brazing material foil having a thickness of 14 μm were used as the brazing material.
Further, an aluminum plate made of 4N aluminum was joined to the other surface of the metal layer as a buffer plate via a brazing material. Note that a brazing material foil of Al-7.5 mass% Si and a thickness of 100 μm was used as the brazing material.
Moreover, the aluminum plate which consists of A6063 as a heat sink was joined to the metal layer side of the board | substrate for power modules through the brazing | wax material on the other surface side of the buffer plate. Note that a brazing material foil of Al-7.5 mass% Si and a thickness of 100 μm was used as the brazing material.

なお、セラミックス基板と銅板との接合は、表４、表５、表６に示す条件で実施した。
また、セラミックス基板とアルミニウム板、アルミニウム板同士をろう付けする際の接合条件は、真空雰囲気、加圧圧力１２ｋｇｆ／ｃｍ２、加熱温度６５０℃、加熱時間３０分とした。さらに、アルミニウム板同士をろう付けする際の接合条件は、 真空雰囲気、加圧圧力６ｋｇｆ／ｃｍ２、加熱温度６１０℃、加熱時間３０分とした。 The ceramic substrate and the copper plate were joined under the conditions shown in Table 4, Table 5, and Table 6.
The bonding conditions for brazing the ceramic substrate, the aluminum plate, and the aluminum plates were a vacuum atmosphere, a pressure of 12 kgf / cm 2 , a heating temperature of 650 ° C., and a heating time of 30 minutes. Furthermore, the joining conditions for brazing the aluminum plates were a vacuum atmosphere, a pressure of 6 kgf / cm 2 , a heating temperature of 610 ° C., and a heating time of 30 minutes.

セラミックス基板の材質、サイズを表４、表５、表６に示す。
銅板のサイズは、３７ｍｍ×３７ｍｍ×０．３ｍｍとした。
金属層となるアルミニウム板のサイズは、ヒートシンク付パワーモジュール用基板の場合は３７ｍｍ×３７ｍｍ×２．１ｍｍとし、ヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板の場合は３７ｍｍ×３７ｍｍ×０．６ｍｍとした。
ヒートシンクとなるアルミニウム板のサイズは、５０ｍｍ×６０ｍｍ×５ｍｍとした。
緩衝板となるアルミニウム板のサイズは、４０ｍｍ×４０ｍｍ×０．９ｍｍとした。 Tables 4, 5, and 6 show the materials and sizes of the ceramic substrate.
The size of the copper plate was 37 mm × 37 mm × 0.3 mm.
The size of the aluminum plate used as the metal layer was 37 mm × 37 mm × 2.1 mm in the case of the power module substrate with a heat sink, and 37 mm × 37 mm × 0.6 mm in the case of the power module substrate with the heat sink and the buffer plate.
The size of the aluminum plate used as a heat sink was 50 mm × 60 mm × 5 mm.
The size of the aluminum plate used as the buffer plate was 40 mm × 40 mm × 0.9 mm.

また、表４、表５、表６に、上述の各種ペーストを用いて構成したパワーモジュール用基板、ヒートシンク付パワーモジュール用基板、ヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板の構造及び製造方法について記載した。
構造「ＤＢＣ」が図１０に示すパワーモジュール用基板、
構造「Ｈ−１」が図１１に示すヒートシンク付パワーモジュール用基板、
構造「Ｈ−２」が図１２に示すヒートシンク付パワーモジュール用基板、
構造「Ｂ−１」が図１３に示すヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板、
構造「Ｂ−２」が図５に示すヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板、である。 Tables 4, 5, and 6 describe the structures and manufacturing methods of the power module substrate, the power module substrate with a heat sink, the heat sink, and the power module substrate with a buffer plate that are configured using the various pastes described above.
The structure “DBC” is the power module substrate shown in FIG.
The structure “H-1” is a power module substrate with a heat sink shown in FIG.
The structure “H-2” is a power module substrate with a heat sink shown in FIG.
The structure “B-1” is a power module substrate with a heat sink and a buffer plate shown in FIG.
The structure “B-2” is the power module substrate with the heat sink and the buffer plate shown in FIG.

Figure 2013177290
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ここで、膜厚換算量（換算平均膜厚）を次のように測定し表７、表８、表９に示した。
まず、セラミックス基板と銅板との界面に、表１、表２、表３に示す各種ペーストを塗布して乾燥した。乾燥された各種ペーストにおける各元素の膜厚換算量（換算平均膜厚）を測定した。
膜厚は、蛍光Ｘ線膜厚計（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製ＳＴＦ９４００）を用いて、塗布した各種ペーストに対し、図１４に示す箇所（９点）を各３回測定した平均値とした。なお、予め膜厚が既知のサンプルを測定して蛍光Ｘ線強度と濃度の関係を求めておき、その結果を基準として、各試料において測定された蛍光Ｘ線強度から各元素の膜厚換算量を決定した。 Here, the film thickness conversion amount (converted average film thickness) was measured as follows and shown in Table 7, Table 8, and Table 9.
First, various pastes shown in Table 1, Table 2, and Table 3 were applied to the interface between the ceramic substrate and the copper plate and dried. The film thickness conversion amount (converted average film thickness) of each element in various dried pastes was measured.
The film thickness is an average value obtained by measuring the locations (9 points) shown in FIG. 14 three times for each of the applied pastes using a fluorescent X-ray film thickness meter (STF9400 manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.). did. In addition, a sample with a known film thickness is measured in advance to obtain the relationship between the fluorescent X-ray intensity and the concentration, and based on the result, the film thickness converted amount of each element from the fluorescent X-ray intensity measured in each sample. It was determined.

Figure 2013177290
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上述のようにして得られたパワーモジュール用基板、ヒートシンク付パワーモジュール用基板、ヒートシンク及び緩衝板付パワーモジュール用基板について、セラミックス割れ、冷熱サイクル負荷後の接合率、窒化物層の有無、Ａｇ−Ｃｕ共晶組織層の厚さを評価した。評価結果を表１０、表１１、表１２に示す。なお、３５００回を満たないうちにクラックが発生した場合には、４０００回繰り返した後の接合率については評価しなかった。   About the power module substrate, power module substrate with heat sink, heat sink and power module substrate with buffer plate obtained as described above, ceramic cracking, bonding rate after thermal cycle loading, presence or absence of nitride layer, Ag-Cu The thickness of the eutectic structure layer was evaluated. The evaluation results are shown in Table 10, Table 11, and Table 12. In addition, when the crack generate | occur | produced before less than 3500 times, it did not evaluate about the joining rate after repeating 4000 times.

セラミックス割れは、冷熱サイクル（−４５℃←→１２５℃）を５００回繰り返す毎にクラックの発生の有無を確認し、クラックが確認された回数で評価した。
冷熱サイクル負荷後の接合率は、冷熱サイクル（−４５℃←→１２５℃）を４０００回繰り返した後のパワーモジュール用基板を用いて、以下の式で算出した。
接合率 ＝ （初期接合面積−剥離面積）／初期接合面積 The ceramic crack was evaluated by checking the occurrence of cracks every time the cooling cycle (−45 ° C. ← → 125 ° C.) was repeated 500 times, and the number of cracks confirmed.
The joining rate after the thermal cycle load was calculated by the following equation using the power module substrate after 4000 cycles of the thermal cycle (−45 ° C. ← → 125 ° C.).
Bonding rate = (initial bonding area-peeling area) / initial bonding area

窒化物層は、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）による窒化物形成元素のマッピングから銅板／セラミックス基板界面での窒化物形成元素の存在を確認して実施した。
Ａｇ−Ｃｕ共晶組織層の厚さは、銅板／セラミックス基板界面のＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）による反射電子像から、倍率２０００倍の視野（縦４５μｍ；横６０μｍ）において接合界面に連続的に形成されたＡｇ−Ｃｕ共晶組織層の面積を測定し、測定視野の幅の寸法で除して求め、５視野の平均をＡｇ−Ｃｕ共晶組織層の厚さとした。なお、銅板とセラミックス基板との接合部に形成されたＡｇ−Ｃｕ共晶組織層のうち、接合界面から厚さ方向に連続的に形成されていない領域を含めずに、Ａｇ−Ｃｕ共晶組織層の面積を測定した。 The nitride layer was formed by confirming the presence of the nitride forming element at the copper plate / ceramic substrate interface from the mapping of the nitride forming element by EPMA (electron beam microanalyzer).
The thickness of the Ag-Cu eutectic structure layer is determined continuously from the reflected electron image by EPMA (electron beam microanalyzer) at the copper plate / ceramic substrate interface in the field of view of magnification 2000 times (length 45 μm; width 60 μm). The area of the formed Ag—Cu eutectic structure layer was measured and obtained by dividing by the width of the measurement field of view, and the average of the five fields was taken as the thickness of the Ag—Cu eutectic structure layer. In addition, among the Ag-Cu eutectic structure layers formed at the joint between the copper plate and the ceramic substrate, the Ag-Cu eutectic structure is not included without including a region that is not continuously formed in the thickness direction from the bonding interface. The area of the layer was measured.

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窒化物形成元素の含有量が７５質量％以上である比較例１及び比較例５２では、Ａｇの含有量が少ないため、銅板とセラミックス基板との界面に、溶融金属領域が十分に形成されず、４０００回に至る前にクラックが発生してしまった。窒化物形成元素の含有量が０．４質量％未満である比較例２及び比較例５１では、十分な窒化物層が形成できず、４０００回後の接合率が７０％以下と悪い結果となった。
また、従来例１では、共晶組織厚さが１５μｍを超えてしまい、少ないサイクル数でセラミックス基板にクラックが発生した。従来例５１では、十分な窒化物層が形成されなかったため、接合率が６７．２％と悪い結果となった。
一方、窒化物形成元素が０．４質量％以上７５質量％未満である本発明例１−２２、５１−７２、８１−９０においては、セラミックス基板におけるクラックの発生が抑制されていることが確認される。また、４０００サイクル後の接合率も９３％以上と高かった。
以上の結果から、本発明例によれば、銅部材とセラミックス部材とを接合した場合であっても、セラミックス部材における割れの発生を抑制でき、かつ、確実に銅部材とセラミックス部材とを接合することができる銅部材接合用ペーストを提供できることが確認された。 In Comparative Example 1 and Comparative Example 52 in which the content of the nitride-forming element is 75% by mass or more, since the content of Ag is small, a molten metal region is not sufficiently formed at the interface between the copper plate and the ceramic substrate, Cracks occurred before reaching 4000 times. In Comparative Example 2 and Comparative Example 51 in which the content of the nitride-forming element is less than 0.4% by mass, a sufficient nitride layer cannot be formed, and the bonding rate after 4000 times is 70% or less. It was.
In Conventional Example 1, the eutectic structure thickness exceeded 15 μm, and cracks occurred in the ceramic substrate with a small number of cycles. In Conventional Example 51, since a sufficient nitride layer was not formed, the bonding rate was 67.2%, which was a bad result.
On the other hand, in the inventive examples 1-22, 51-72, 81-90 in which the nitride forming element is 0.4 mass% or more and less than 75 mass%, it is confirmed that the generation of cracks in the ceramic substrate is suppressed. Is done. Moreover, the joining rate after 4000 cycles was as high as 93% or more.
From the above results, according to the example of the present invention, even when the copper member and the ceramic member are joined, the occurrence of cracks in the ceramic member can be suppressed, and the copper member and the ceramic member are reliably joined. It was confirmed that a copper member bonding paste that can be provided can be provided.

１ パワーモジュール
３ 半導体素子（電子部品）
１０、１１０、２１０、３１０、４１０ パワーモジュール用基板
１１、１１１、２１１、３１１、４１１ セラミックス基板（セラミックス部材）
１２、１１２、２１２、３１２、４１２ 回路層
１３、１１３、２１３、３１３、４１３ 金属層
２２、１２２、１２３、２２２、３２２、４２２ 銅板（銅部材）
２３、２２３、３２３、４２３ アルミニウム板
３１、１３１ 窒化物層
３２ Ａｇ−Ｃｕ共晶組織層
４１、４４１ 緩衝板
５１、２５１、３５１、４５１ ヒートシンク 1 Power module 3 Semiconductor element (electronic component)
10, 110, 210, 310, 410 Power module substrate 11, 111, 211, 311, 411 Ceramic substrate (ceramic member)
12, 112, 212, 312, 412 Circuit layers 13, 113, 213, 313, 413 Metal layers 22, 122, 123, 222, 322, 422 Copper plate (copper member)
23, 223, 323, 423 Aluminum plate 31, 131 Nitride layer 32 Ag-Cu eutectic structure layer 41, 441 Buffer plate 51, 251, 351, 451 Heat sink

Claims (10)

銅または銅合金からなる銅部材とセラミックス部材とを接合する際に使用される銅部材接合用ペーストであって、
Ａｇおよび窒化物形成元素を含む粉末成分と、樹脂と、溶剤と、を含み、
前記粉末成分の組成は、窒化物形成元素の含有量が０．４質量％以上７５質量％以下とされ、残部がＡｇ及び不可避不純物とされていることを特徴とする銅部材接合用ペースト。 A copper member bonding paste used when bonding a copper member made of copper or a copper alloy and a ceramic member,
A powder component containing Ag and a nitride-forming element, a resin, and a solvent,
The composition of the powder component is a paste for joining a copper member, wherein the content of the nitride-forming element is 0.4 mass% or more and 75 mass% or less, and the balance is Ag and inevitable impurities. 前記粉末成分を構成する粉末の粒径が４０μｍ以下とされていることを特徴とする請求項１に記載の銅部材接合用ペースト。   2. The paste for bonding a copper member according to claim 1, wherein a particle diameter of the powder constituting the powder component is 40 [mu] m or less. 前記粉末成分の含有量が、４０質量％以上９０質量％以下とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の銅部材接合用ペースト。   Content of the said powder component shall be 40 mass% or more and 90 mass% or less, The copper member joining paste of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. 前記窒化物形成元素は、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｎｂから選択される１種又は２種以上の元素であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の銅部材接合用ペースト。   The copper member according to any one of claims 1 to 3, wherein the nitride forming element is one or more elements selected from Ti, Hf, Zr, and Nb. Bonding paste. 前記粉末成分は、前記窒化物形成元素の水素化物を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の銅部材接合用ペースト。   The said powder component contains the hydride of the said nitride formation element, The paste for copper member joining as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 前記粉末成分は、前記Ａｇ及び前記窒化物形成元素以外に、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｍｎ及びＺｎから選択される１種又は２種以上の添加元素を含有し、Ａｇの含有量が少なくとも２５質量％以上であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の銅部材接合用ペースト。   The powder component contains one or more additive elements selected from In, Sn, Al, Mn, and Zn in addition to the Ag and the nitride-forming element, and the Ag content is at least 25 masses. The copper member bonding paste according to any one of claims 1 to 5, wherein the paste is for bonding to a copper member. 前記粉末成分、前記樹脂及び前記溶剤に加えて、分散剤を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の銅部材接合用ペースト。   The copper member bonding paste according to any one of claims 1 to 6, further comprising a dispersant in addition to the powder component, the resin, and the solvent. 前記粉末成分、前記樹脂及び前記溶剤に加えて、可塑剤を含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の銅部材接合用ペースト。   The copper member bonding paste according to any one of claims 1 to 7, further comprising a plasticizer in addition to the powder component, the resin, and the solvent. 前記粉末成分、前記樹脂及び前記溶剤に加えて、還元剤を含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の銅部材接合用ペースト。   The copper member bonding paste according to any one of claims 1 to 8, further comprising a reducing agent in addition to the powder component, the resin, and the solvent. 銅または銅合金からなる銅部材とセラミックス部材とが接合されてなる接合体の製造方法であって、
前記銅部材と前記セラミックス部材との間に、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の銅部材接合用ペーストを介在させた状態で加熱処理を行い、前記銅部材と前記セラミックス部材とを接合することを特徴とする接合体の製造方法。 A method of manufacturing a joined body in which a copper member made of copper or a copper alloy and a ceramic member are joined,
The copper member and the ceramic member are subjected to heat treatment with the copper member bonding paste according to any one of claims 1 to 9 interposed between the copper member and the ceramic member. A method for manufacturing a joined body, characterized in that:
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