JP2016048789A - アルミニウム−セラミックス接合体の製造方法 - Google Patents
アルミニウム−セラミックス接合体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016048789A JP2016048789A JP2015217293A JP2015217293A JP2016048789A JP 2016048789 A JP2016048789 A JP 2016048789A JP 2015217293 A JP2015217293 A JP 2015217293A JP 2015217293 A JP2015217293 A JP 2015217293A JP 2016048789 A JP2016048789 A JP 2016048789A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- ceramic
- insulating substrate
- plate
- mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 204
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 144
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 132
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 94
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 12
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 20
- 238000007747 plating Methods 0.000 abstract description 19
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 10
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 45
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 19
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 4
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
- H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
【解決手段】セラミックス絶縁基板1としてアルミナ基板を2枚用意し、酸化被膜を取り除き鋳型に流し込む。鋳型はセラミックスの一面に板状になるようにアルミニウムが流れ込み、他面に板3状になるようにアルミニウムが流れ込み、さらに板3にはセラミックス板1と接触する面と反対側の面にストレートフィン4がベース長手方向と平行に形成されるように流れ込む形状にする。この鋳型を冷却し、アルミニウム板2の表面に所定形状のエッチングレジストを印刷して、塩化第二鉄溶液にてエッチング処理し回路パターンを形成する。次いで、レジストを剥離した後、無電解Ni−Pメッキをアルミニウム上につけ、セラミックス絶縁基板が二枚のベース板に直接接合されたフィン付きベース一体型基板とした。
【選択図】図1
Description
は夫々のセラミックスを繋げた形で110mm×60mm、厚み5mmの板3状になるようにアルミニウムが流れ込み、さらにこの5mmの板にはセラミックスと接触する面と反対側の面に高さ25mm、幅5mmのストレートフィン4がベース長手方向と平行に5mm間隔で形成されるように流れ込む形状にした。この鋳型を冷却し、アルミニウムを凝固、セラミックスと接合させた後、室温まで冷却し、接合体を鋳型より取り出した。この後、0.4mm厚のアルミニウム板2の表面に所定形状のエッチングレジストを印刷して、塩化第二鉄溶液にてエッチング処理し回路パターンを形成した。次いで、レジストを剥離した後、無電解Ni−Pメッキをアルミニウム上に3μmつけ、セラミックス絶縁基板が二枚ベース板に直接接合されたフィン付きベース一体型基板とした。
この後、0.4mm厚のアルミニウム板表面に所定形状のエッチングレジストを印刷して、塩化第二鉄溶液にてエッチング処理し回路パターンを形成した。次いで、レジストを剥離した後、無電解Ni−Pメッキをアルミニウム上に3μmつけ、セラミックス絶縁基板が二枚ベース板に直接接合されたフィン付き端子台付きベース一体型基板とした。
接合後、0.4mm厚のアルミニウム板表面に所定形状のエッチングレジストを印刷して、塩化第二鉄溶液にてエッチング処理し回路パターンを形成した。次いで、レジストを剥離した後、無電解Ni−Pメッキをアルミニウム上に3μmつけ、セラミックス絶縁基板が二枚ベース板に直接接合されたベース一体型基板とした。
2 アルミニウム板
3 板
4 ストレートフィン
5 水路
6 アルミニウム板
7 ゴム管
8 開口
9 壁
10 端子台
Claims (7)
- 鋳型にセラミックス絶縁基板をセットし、溶融状態の金属としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を前記鋳型に流し込んだ後、前記金属を室温まで冷却することにより、セラミックス絶縁基板の一方の面に直接接合されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる電子部品搭載用導体を形成し、他方の面に直接接合されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる板状部と前記板状部の前記セラミックス絶縁基板と接触する面と反対側の面に形成されたフィン部からなり前記板状部と前記フィン部が一体となっている放熱フィンを形成することを特徴とするアルミニウム−セラミックス接合体の製造方法。
- 上記放熱フィンの板状部が上記セラミックス絶縁基板より大きい形状であることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム−セラミックス接合体の製造方法。
- 上記放熱フィンが銅を含むことを特徴とする請求項1または2記載のアルミニウム−セラミックス接合体の製造方法。
- 上記直接接合が溶湯接合法であることを特徴とする請求項1、2または3記載のアルミニウム−セラミックス接合体の製造方法。
- 上記セラミックス絶縁基板の主成分がアルミナ、窒化アルミ、窒化硅素の一つであることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のアルミニウム−セラミックス接合体の製造方法。
- 上記セラミックス絶縁基板が複数であることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のアルミニウム−セラミックス接合体の製造方法。
- 前記鋳型に前記セラミックス絶縁基板をセットした後、前記鋳型を窒素雰囲気で酸素濃度100ppm以下の雰囲気中において加熱して、溶融状態の前記金属としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を前記鋳型に流し込んだ後、前記金属を室温まで冷却することを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載のアルミニウム−セラミックス接合体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015217293A JP2016048789A (ja) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | アルミニウム−セラミックス接合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015217293A JP2016048789A (ja) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | アルミニウム−セラミックス接合体の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013241697A Division JP2014082502A (ja) | 2013-11-22 | 2013-11-22 | アルミニウム−セラミックス接合体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016048789A true JP2016048789A (ja) | 2016-04-07 |
Family
ID=55649512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015217293A Pending JP2016048789A (ja) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | アルミニウム−セラミックス接合体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016048789A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108336029A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-07-27 | 哈尔滨奥瑞德光电技术有限公司 | 一种氮化铝底板与铜热沉复合体的制备方法 |
CN108337862A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-07-27 | 惠州市博宇科技有限公司 | 一种新能源电动车专用铝基板 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4700273A (en) * | 1986-06-03 | 1987-10-13 | Kaufman Lance R | Circuit assembly with semiconductor expansion matched thermal path |
JPH07193358A (ja) * | 1992-12-17 | 1995-07-28 | Dowa Mining Co Ltd | セラミックス電子回路基板の製造方法 |
JPH07276035A (ja) * | 1994-04-11 | 1995-10-24 | Dowa Mining Co Ltd | 金属−セラミックス複合部材の製造方法 |
JPH11226717A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-08-24 | Dowa Mining Co Ltd | 金属ーセラミックス複合部材の製造方法、製造装置、及び製造用鋳型 |
JPH11269577A (ja) * | 1998-03-20 | 1999-10-05 | Denso Corp | 金属基複合鋳造品及びその製造方法 |
JP2002076551A (ja) * | 2000-09-04 | 2002-03-15 | Dowa Mining Co Ltd | 金属セラミックス回路基板及びその製造方法 |
JP2002203930A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-07-19 | Kubota Corp | 半導体素子用放熱性部品及び半導体装置 |
-
2015
- 2015-11-05 JP JP2015217293A patent/JP2016048789A/ja active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4700273A (en) * | 1986-06-03 | 1987-10-13 | Kaufman Lance R | Circuit assembly with semiconductor expansion matched thermal path |
JPH07193358A (ja) * | 1992-12-17 | 1995-07-28 | Dowa Mining Co Ltd | セラミックス電子回路基板の製造方法 |
JPH07276035A (ja) * | 1994-04-11 | 1995-10-24 | Dowa Mining Co Ltd | 金属−セラミックス複合部材の製造方法 |
JPH11226717A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-08-24 | Dowa Mining Co Ltd | 金属ーセラミックス複合部材の製造方法、製造装置、及び製造用鋳型 |
JPH11269577A (ja) * | 1998-03-20 | 1999-10-05 | Denso Corp | 金属基複合鋳造品及びその製造方法 |
JP2002076551A (ja) * | 2000-09-04 | 2002-03-15 | Dowa Mining Co Ltd | 金属セラミックス回路基板及びその製造方法 |
JP2002203930A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-07-19 | Kubota Corp | 半導体素子用放熱性部品及び半導体装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108336029A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-07-27 | 哈尔滨奥瑞德光电技术有限公司 | 一种氮化铝底板与铜热沉复合体的制备方法 |
CN108337862A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-07-27 | 惠州市博宇科技有限公司 | 一种新能源电动车专用铝基板 |
CN108337862B (zh) * | 2018-03-02 | 2019-09-06 | 惠州市博宇科技有限公司 | 一种新能源电动车专用铝基板 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4133170B2 (ja) | アルミニウム−セラミックス接合体 | |
JP4756200B2 (ja) | 金属セラミックス回路基板 | |
TWI609461B (zh) | 接合體之製造方法及功率模組用基板之製造方法 | |
EP3306655B1 (en) | Substrate for power modules, substrate assembly for power modules, and method for producing substrate for power modules | |
TW201626513A (zh) | 功率模組用基板單元及功率模組 | |
CN105580131A (zh) | 自带散热器的功率模块用基板及其制造方法 | |
TWI661516B (zh) | 接合體,附散熱器電源模組用基板,散熱器,接合體的製造方法,附散熱器電源模組用基板的製造方法及散熱器的製造方法 | |
JP5467407B2 (ja) | アルミニウム−セラミックス接合体 | |
KR102425880B1 (ko) | 히트 싱크가 형성된 파워 모듈용 기판의 제조 방법 | |
CN111819683A (zh) | 带散热器的绝缘电路基板 | |
JP2016048789A (ja) | アルミニウム−セラミックス接合体の製造方法 | |
CN106132909B (zh) | 陶瓷-铝接合体的制造方法、功率模块用基板的制造方法以及陶瓷-铝接合体、功率模块用基板 | |
KR20210096069A (ko) | 접합체, 히트 싱크가 부착된 절연 회로 기판 및 히트 싱크 | |
JP2014082502A (ja) | アルミニウム−セラミックス接合体 | |
JP6020256B2 (ja) | ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法 | |
JP2004055576A (ja) | 回路基板及びそれを用いたパワーモジュール | |
JP4821013B2 (ja) | アルミニウム−セラミックス接合基板およびその製造方法 | |
JP2016187009A (ja) | 金属−セラミックス接合基板およびその製造方法 | |
JP2005252136A (ja) | アルミニウム−セラミックス接合基板およびその製造方法 | |
JP4862196B2 (ja) | 金属セラミックス回路基板の製造方法 | |
JP4692908B2 (ja) | モジュール構造体 | |
JP4121827B2 (ja) | モジュール構造体の製造方法 | |
JP4895638B2 (ja) | セラミックス回路基板の製造方法 | |
JP5966790B2 (ja) | ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法 | |
JP2006192468A (ja) | アルミニウム−セラミックス接合基板およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160105 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170424 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170919 |