JP2016132113A - Method for producing composite material of aluminum with carbon particle, and method for producing insulated substrate - Google Patents

Method for producing composite material of aluminum with carbon particle, and method for producing insulated substrate Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite material of aluminum with a carbon particle, the outer peripheral surface of which material can be made to have higher mechanical strength and dropout of the carbon particle from the outer peripheral surface of which material can be suppressed, and to provide a method for producing the composite material, an insulated substrate including a wiring layer comprising the composite material, and another method for producing the insulated substrate.SOLUTION: The method for producing the composite material comprises: a stacking step of alternately stacking a plurality of aluminum layers 1 and another plurality of brazing filler metal/carbon particle-containing layers 2, in each of which an aluminum-based brazing filler metal and the carbon particle are contained, to form a laminate 10; and a brazing step of heating the laminate 10 in such a state that the laminate 10 is pressurized to the stacked direction to braze/integrate all of the stacked layers to/with one another. The laminate 10 is heated in such a state that the laminate is pressurized so that a part of a molten material of the brazing filler metal in the brazing filler metal/carbon particle-containing layer is swollen out toward the outer peripheral surface side of the laminate 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、アルミニウムと炭素粒子との複合材、その製造方法、絶縁基板及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a composite material of aluminum and carbon particles, a manufacturing method thereof, an insulating substrate, and a manufacturing method thereof.

なお、本明細書及び特許請求の範囲では、「アルミニウム」の語は、特に明示する場合を除き、純アルミニウムとアルミニウム合金との双方を含む意味で用いられる。   In the present specification and claims, the term “aluminum” is used to include both pure aluminum and aluminum alloys, unless otherwise specified.

また、本発明に係るアルミニウムと炭素粒子との複合材の上下方向は限定されるものではないが、複合材の構成を理解し易くするため、本明細書及び特許請求の範囲では、積層体の積層方向を上下方向と定義する。   Further, although the vertical direction of the composite material of aluminum and carbon particles according to the present invention is not limited, in order to facilitate understanding of the composition of the composite material, in the present specification and claims, The stacking direction is defined as the vertical direction.

また、本発明に係る絶縁基板の上下方向は限定されるものではないが、絶縁基板の構成を理解し易くするため、本明細書及び特許請求の範囲では、絶縁基板における発熱性素子が搭載される搭載面側を上側、その反対側を下側と定義する。   In addition, although the vertical direction of the insulating substrate according to the present invention is not limited, in order to facilitate understanding of the configuration of the insulating substrate, in the present specification and claims, a heat generating element in the insulating substrate is mounted. The mounting surface side is defined as the upper side and the opposite side is defined as the lower side.

金属と炭素粒子との複合材として、例えば特許文献1(特許第5150905号公報)や特許文献2(特許第5145591号公報)に記載されているように、金属層と炭素粒子層としての炭素繊維層とが交互に複数積層されて接合一体化されたものが知られている。この種の複合材は、高い熱伝導特性が必要な部材用の材料としての利用が期待されている。   As a composite material of a metal and carbon particles, for example, as described in Patent Document 1 (Patent No. 5150905) and Patent Document 2 (Patent No. 5145591), a carbon fiber as a metal layer and a carbon particle layer A layer in which a plurality of layers are alternately laminated and integrated is known. This type of composite material is expected to be used as a material for members that require high heat conduction characteristics.

特許第5150905号公報Japanese Patent No. 5150905 特許第5145591号公報Japanese Patent No. 5145591

この種の複合材において、熱伝導率を高くするためには、炭素繊維層等の炭素粒子層をなるべく薄くするとともに炭素粒子の含有層をなるべく多くすることが望ましい。こうするためには、金属層と炭素粒子層をともに薄くして交互に複数積層させるのが良い。   In this type of composite material, in order to increase the thermal conductivity, it is desirable to make the carbon particle layer such as the carbon fiber layer as thin as possible and to increase the carbon particle containing layer as much as possible. In order to do this, it is preferable to make a plurality of metal layers and carbon particle layers thin and alternately laminated.

ところが、金属層と炭素粒子層をこのように積層すると次のような問題が発生する。   However, when the metal layer and the carbon particle layer are laminated in this way, the following problems occur.

すなわち、金属層と炭素粒子層を、各層の端部を揃えて交互に積層することが困難であり、また層の端部には層同士を接合するための接合荷重が加わりにくいので、各層の端部が接合不足になり、この部分から炭素粒子層中の炭素粒子が脱落し易いという問題があった。   That is, it is difficult to alternately stack metal layers and carbon particle layers with the end portions of each layer aligned, and it is difficult to apply a bonding load for bonding the layers to the end portions of the layers. There is a problem that the end portion becomes insufficiently bonded, and the carbon particles in the carbon particle layer easily fall off from this portion.

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、外周面の機械的強度が高く且つ外周面からの炭素粒子の脱落を抑制可能なアルミニウムと炭素粒子との複合材、その製造方法、複合材からなる配線層を備えた絶縁基板、及び、その製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described technical background, and the purpose thereof is a composite material of aluminum and carbon particles, which has high mechanical strength on the outer peripheral surface and can suppress the dropping of carbon particles from the outer peripheral surface. An object of the present invention is to provide a manufacturing method thereof, an insulating substrate having a wiring layer made of a composite material, and a manufacturing method thereof.

本発明は以下の手段を提供する。   The present invention provides the following means.

[1] アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の積層体を形成する積層工程と、
前記積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱することにより、前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とをろう付け一体化するろう付け工程と、を備え、
前記ろう付け工程では、前記ろう材−炭素粒子含有層中の前記ろう材の溶融物の一部が前記積層体の外周面側にはみ出るように前記積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱する、アルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
[1] A laminating step of forming a laminate in which a plurality of aluminum layers and brazing filler metal-carbon particle-containing layers containing an aluminum-based brazing material and carbon particles are alternately laminated;
A brazing step of brazing and integrating the plurality of aluminum layers and the plurality of brazing material-carbon particle-containing layers by heating the laminated body in a state of being pressed in the laminating direction;
In the brazing step, the laminated body is pressed in the laminating direction so that a part of the melt of the brazing material in the brazing material-carbon particle-containing layer protrudes to the outer peripheral surface side of the laminated body. A method for producing a composite material of aluminum and carbon particles to be heated.

[2] 前記ろう材−炭素粒子含有層は、前記ろう材を主に含有するろう材層と、前記炭素粒子を主に含有する炭素粒子層とに分かれており、
前記積層工程では、前記アルミニウム層を心材、前記ろう材層を皮材とするブレージングシート上に前記炭素粒子層を塗工することにより、塗工ブレージングシートを形成し、その後、前記塗工ブレージングシートを複数積層して前記積層材を形成する前項1記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
[2] The brazing material-carbon particle-containing layer is divided into a brazing material layer mainly containing the brazing material and a carbon particle layer mainly containing the carbon particles,
In the laminating step, a coating brazing sheet is formed by coating the carbon particle layer on a brazing sheet having the aluminum layer as a core material and the brazing material layer as a skin material, and then the coating brazing sheet. 2. The method for producing a composite material of aluminum and carbon particles according to item 1, wherein a plurality of layers are laminated to form the laminated material.

[3] 前記炭素粒子層に含まれる前記炭素粒子の塗工量が40g/m以下になるように前記炭素粒子層を塗工する前項2記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。 [3] The method for producing a composite material of aluminum and carbon particles according to item 2 above, wherein the carbon particle layer is applied so that the coating amount of the carbon particles contained in the carbon particle layer is 40 g / m 2 or less. .

[4] 複合材に対する前記炭素粒子の体積含有率が2体積%以上70体積%以下になるように前記炭素粒子層を塗工する前項2又は3記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。   [4] Manufacture of a composite material of aluminum and carbon particles according to item 2 or 3, wherein the carbon particle layer is applied so that a volume content of the carbon particles with respect to the composite material is 2% by volume or more and 70% by volume or less. Method.

[5] 前記積層工程では、前記アルミニウム層を形成するアルミニウム箔上に、ろう材粒子及び炭素粒子を混合状態に含有するろう材粒子−炭素粒子混合層を前記ろう材−炭素粒子含有層として塗工することにより、塗工アルミニウム箔を形成し、その後、前記塗工アルミニウム箔を複数積層して前記積層体を形成する前項1記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。   [5] In the laminating step, a brazing filler metal particle-carbon particle mixed layer containing brazing filler metal particles and carbon particles in a mixed state is applied on the aluminum foil forming the aluminum layer as the brazing filler metal-carbon particle-containing layer. The method for producing a composite material of aluminum and carbon particles according to item 1 above, wherein a coated aluminum foil is formed by processing, and then a plurality of the coated aluminum foils are laminated to form the laminate.

[6] 前記混合層に含まれる前記炭素粒子の塗工量が40g/m以下になるように前記混合層を塗工する前項5記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。 [6] The method for producing a composite material of aluminum and carbon particles according to item 5 above, wherein the mixed layer is applied so that the coating amount of the carbon particles contained in the mixed layer is 40 g / m 2 or less.

[7] 複合材に対する前記炭素粒子の体積含有率が2体積%以上70体積%以下になるように前記混合層を塗工する前項5又は6記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。   [7] The method for producing a composite material of aluminum and carbon particles according to 5 or 6 above, wherein the mixed layer is applied so that the volume content of the carbon particles with respect to the composite material is 2% by volume or more and 70% by volume or less. .

[8] 前記ろう材は、Mg、Bi及びSrからなる群より選択される少なくとも一つの元素が添加されたAl−Si系ろう材である前項1〜7のいずれかに記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。   [8] The aluminum and carbon particles according to any one of 1 to 7 above, wherein the brazing material is an Al—Si based brazing material to which at least one element selected from the group consisting of Mg, Bi, and Sr is added. And manufacturing method of composite material.

[9] 前項1〜8のいずれかに記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法により得られた、アルミニウムと炭素粒子との複合材。   [9] A composite material of aluminum and carbon particles obtained by the method for manufacturing a composite material of aluminum and carbon particles according to any one of 1 to 8 above.

[10] アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の積層体からなり、
前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とがろう付け一体化されるとともに、前記積層体の外周面側にはみ出た前記ろう材のはみ出し部が前記積層体の外周面に固着されている、アルミニウムと炭素粒子との複合材。
[10] A laminate in which a plurality of aluminum layers and brazing filler metal-carbon particle-containing layers containing an aluminum-based brazing material and carbon particles are alternately laminated,
The plurality of aluminum layers and the plurality of brazing material-carbon particle containing layers are brazed and integrated, and the protruding portion of the brazing material that protrudes to the outer peripheral surface side of the laminate is formed on the outer peripheral surface of the laminate. A composite of aluminum and carbon particles that is fixed.

[11] アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の配線層形成用第1積層体を形成するとともに、前記第1積層体と、絶縁層を少なくとも含む他の部材とを、前記第1積層体と前記絶縁層との間にろう材層を介在させて積層して第2積層体を形成する積層工程と、
前記第2積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱することにより、前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層と前記絶縁層とを一括してろう付け一体化し、これにより配線層を絶縁層に接合するろう付け工程と、を備え、
前記ろう付け工程では、前記ろう材−炭素粒子含有層中の前記ろう材の溶融物の一部が前記第1積層体の外周面側にはみ出るように前記第2積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱する、絶縁基板の製造方法。
[11] A first laminated body for forming a wiring layer in a state where a plurality of aluminum layers and a brazing filler metal-carbon particle-containing layer containing an aluminum-based brazing material and carbon particles are alternately laminated is formed. A laminating step of laminating the laminate and another member including at least an insulating layer with a brazing filler metal layer interposed between the first laminate and the insulating layer to form a second laminate;
By heating the second laminate in a state of being pressed in the laminating direction, the plurality of aluminum layers, the plurality of brazing material-carbon particle-containing layers, and the insulating layer are collectively brazed and integrated, This includes a brazing process for bonding the wiring layer to the insulating layer,
In the brazing step, the second laminated body is added in the laminating direction so that a part of the melt of the brazing material in the brazing material-carbon particle-containing layer protrudes to the outer peripheral surface side of the first laminated body. A method for manufacturing an insulating substrate, wherein heating is performed in a pressed state.

[12] 前項11記載の絶縁基板の製造方法により得られた絶縁基板。   [12] An insulating substrate obtained by the method for manufacturing an insulating substrate according to 11 above.

[13] 配線層を備えた絶縁基板であって、
前記配線層は、アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の積層体からなり、
前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とがろう付け一体化されるとともに、前記配線層の外周面側にはみ出た前記ろう材のはみ出し部が前記配線層の外周面に固着されている、絶縁基板。
[13] An insulating substrate provided with a wiring layer,
The wiring layer is composed of a laminate in a state where a plurality of aluminum layers and a brazing filler metal containing carbon particles and a carbon particle-containing layer are alternately laminated.
The plurality of aluminum layers and the plurality of brazing material-carbon particle containing layers are brazed and integrated, and the protruding portion of the brazing material that protrudes to the outer peripheral surface side of the wiring layer is formed on the outer peripheral surface of the wiring layer. An insulated substrate that is fixed.

本発明は以下の効果を奏する。   The present invention has the following effects.

前項[1]によれば、積層工程では、積層体は、アルミニウム層とろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態で形成されているので、得られる複合材の熱伝導率を高めることができる。さらに、ろう付け工程では、ろう材−炭素粒子含有層中のろう材の溶融物の一部が積層体の外周面側にはみ出るように積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱するので、ろう付け工程後において、ろう材のはみ出し部が複合材の外周面に固着する。その結果、複合材の外周面の機械的強度が向上するし、ろう材−炭素粒子含有層中の炭素粒子が複合材の外周面から脱落するのを抑制することができる。   According to the preceding item [1], in the laminating step, the laminated body is formed in a state where a plurality of aluminum layers and brazing filler metal-carbon particle-containing layers are alternately laminated, so that the thermal conductivity of the obtained composite material Can be increased. Furthermore, in the brazing step, the laminate is heated in a state of being pressurized in the laminating direction so that a part of the melt of the brazing material in the brazing material-carbon particle-containing layer protrudes to the outer peripheral surface side of the laminate. After the brazing process, the protruding portion of the brazing material adheres to the outer peripheral surface of the composite material. As a result, the mechanical strength of the outer peripheral surface of the composite material is improved, and the carbon particles in the brazing material-carbon particle-containing layer can be prevented from falling off from the outer peripheral surface of the composite material.

前項[2]では、積層体は、ブレージングシート上に炭素粒子層を塗工して形成された塗工ブレージングシートを複数積層して形成されるので、積層体を容易に形成することができる。   In the preceding item [2], since the laminate is formed by laminating a plurality of coated brazing sheets formed by coating a carbon particle layer on the brazing sheet, the laminate can be easily formed.

前項[3]では、炭素粒子の塗工量が40g/m以下になるように炭素粒子層を塗工することにより、複合材の層間剥離を確実に抑制することができる。 In the preceding item [3], delamination of the composite material can be reliably suppressed by applying the carbon particle layer so that the coating amount of the carbon particles is 40 g / m 2 or less.

前項[4]では、炭素粒子の体積含有率が所定範囲であることにより、複合材の熱伝導率を確実に高めることができるし、積層体を構成する全ての層を確実にろう付け一体化することができる。   In the previous item [4], the volume content of the carbon particles is within a predetermined range, so that the thermal conductivity of the composite material can be reliably increased, and all the layers constituting the laminate are surely brazed and integrated. can do.

前項[5]では、積層体は、アルミニウム箔上にろう材粒子−炭素粒子混合層が塗工された塗工アルミニウム箔を複数積層して形成されるので、積層体を容易に形成することができる。   In the preceding item [5], since the laminate is formed by laminating a plurality of coated aluminum foils in which a brazing filler metal particle-carbon particle mixed layer is coated on an aluminum foil, the laminate can be easily formed. it can.

前項[6]では、前項[3]と同様の効果を奏する。   The previous item [6] has the same effect as the previous item [3].

前項[7]では、前項[4]と同様の効果を奏する。   The previous item [7] has the same effect as the previous item [4].

前記[8]では、ろう材がAl−Si系ろう材であることにより、ろう材の炭素粒子との濡れ性及びろう付け性を向上させることができる。さらに、Al−Si系ろう材に所定元素が添加されることにより、ろう材の流動性が高められる。これにより、ろう付け工程において、ろう材の溶融物の一部が積層体の外周面側にはみ出し易くなる。その結果、複合材の外周面の機械的強度が確実に向上するし、炭素粒子の脱落を確実に抑制することができる。   In the above [8], since the brazing material is an Al—Si based brazing material, the wettability of the brazing material with the carbon particles and the brazing property can be improved. Furthermore, the fluidity | liquidity of a brazing material is improved by adding a predetermined element to an Al-Si type brazing material. Thereby, in a brazing process, it becomes easy to protrude a part of molten material of a brazing material to the outer peripheral surface side of a laminated body. As a result, the mechanical strength of the outer peripheral surface of the composite material is reliably improved, and the dropping of the carbon particles can be reliably suppressed.

前項[9]では、前項[1]〜[8]のいずれかの効果を奏し得る、アルミニウムと炭素粒子との複合材を提供できる。   In the preceding item [9], it is possible to provide a composite material of aluminum and carbon particles that can achieve the effect of any one of the preceding items [1] to [8].

前項[10]では、積層体が、アルミニウム層とろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態であることにより、得られる複合材の熱伝導率を高めることができる。さらに、複数のアルミニウム層と複数のろう材−炭素粒子含有層とがろう付け一体化されるとともに、積層体の外周面側にはみ出たろう材のはみ出し部が積層体の外周面に固着されていることにより、複合材の外周面の機械的強度が向上するし、炭素粒子が複合材の外周面から脱落するのを抑制することができる。   In the preceding item [10], the laminated body is in a state in which a plurality of aluminum layers and brazing material-carbon particle-containing layers are alternately laminated, whereby the thermal conductivity of the obtained composite material can be increased. Further, the plurality of aluminum layers and the plurality of brazing material-carbon particle-containing layers are integrated by brazing, and the protruding portion of the brazing material that protrudes to the outer peripheral surface side of the laminate is fixed to the outer peripheral surface of the laminate. As a result, the mechanical strength of the outer peripheral surface of the composite material can be improved, and the carbon particles can be prevented from falling off from the outer peripheral surface of the composite material.

前項[11]では、前項[1]と同様の理由により、絶縁基板における配線層の熱伝導率を高めることができるし、炭素粒子が配線層の外周面から脱落するのを抑制することができる。しかも、ろう付け工程において、複数のアルミニウム層と複数のろう材−炭素粒子含有層と絶縁層とが一括してろう付け一体化されることにより、配線層が絶縁層に接合されるので、複数のアルミニウム層と複数のろう材−炭素粒子含有層との接合と、配線層と絶縁層との接合とを同時に行うことができる。そのため、絶縁基板の製造に要する時間を短縮することができる。   In the previous item [11], for the same reason as in the previous item [1], the thermal conductivity of the wiring layer in the insulating substrate can be increased, and the carbon particles can be prevented from falling off from the outer peripheral surface of the wiring layer. . In addition, in the brazing step, the plurality of aluminum layers, the plurality of brazing material-carbon particle-containing layers, and the insulating layer are integrally brazed and integrated so that the wiring layer is joined to the insulating layer. The bonding of the aluminum layer and the plurality of brazing material-carbon particle-containing layers and the bonding of the wiring layer and the insulating layer can be performed simultaneously. Therefore, the time required for manufacturing the insulating substrate can be shortened.

前項[12]では、前項[11]の効果を奏し得る絶縁基板を提供できる。   In the preceding item [12], it is possible to provide an insulating substrate capable of producing the effect of the preceding item [11].

前項[13]では、前項[10]と同様の理由により、配線層の熱伝導率を高めることができるし、配線層の外周面の機械的強度が向上するし、炭素粒子が配線層の外周面から脱落するのを抑制することができる。   In the preceding item [13], the thermal conductivity of the wiring layer can be increased for the same reason as in the preceding item [10], the mechanical strength of the outer peripheral surface of the wiring layer is improved, and the carbon particles are added to the outer periphery of the wiring layer. It can suppress falling off from the surface.

図1は、本発明の第1実施形態に係るアルミニウムと炭素粒子との複合材からなる配線層を備えた絶縁基板を発熱性素子と一緒に示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an insulating substrate including a wiring layer made of a composite material of aluminum and carbon particles according to a first embodiment of the present invention, together with a heat generating element. 図2は、同絶縁基板の製造方法の積層工程を説明する概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a stacking process of the method for manufacturing the insulating substrate. 図3は、同絶縁基板の製造方法のろう付け工程を説明する概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a brazing process of the method for manufacturing the insulating substrate. 図4は、ブレージングシート条材上に炭素粒子層を塗工する工程を説明する概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a process of applying a carbon particle layer on a brazing sheet strip. 図5は、図4中のZ1部分の拡大概略断面図である。FIG. 5 is an enlarged schematic cross-sectional view of the Z1 portion in FIG. 図6は、図4中のZ2部分の拡大概略断面図である。FIG. 6 is an enlarged schematic cross-sectional view of a Z2 portion in FIG. 図7は、本発明の第2実施形態においてろう材粒子−炭素粒子混合層が塗工される前の状態のアルミニウム箔条材を示す、図5に対応する拡大概略断面図である。FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 5 showing the aluminum foil strip in a state before the brazing filler metal particle-carbon particle mixed layer is applied in the second embodiment of the present invention. 図8は、ろう材粒子−炭素粒子混合層が塗工された後の状態のアルミニウム箔条材(即ち塗工アルミニウム箔条材)を示す、図6に対応する拡大概略断面図である。FIG. 8 is an enlarged schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 6 showing the aluminum foil strip (that is, the coated aluminum foil strip) in a state after the brazing filler metal particle-carbon particle mixed layer is applied.

次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。   Next, several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1〜6は、本発明の第1実施形態を説明する図である。   1-6 is a figure explaining 1st Embodiment of this invention.

図1に示すように、本第1実施形態に係るアルミニウムと炭素粒子との複合材は、例えば、本第1実施形態に係る絶縁基板25における配線層11を形成する材料として用いられている。   As shown in FIG. 1, the composite material of aluminum and carbon particles according to the first embodiment is used as a material for forming the wiring layer 11 in the insulating substrate 25 according to the first embodiment, for example.

絶縁基板25は、電子モジュール用基板(例:パワーモジュール用基板)等として用いられるものであり、積層状に一体化された複数の層から構成されており、具体的には、上から順に、配線層11、絶縁層12、金属緩衝層13、及び、冷却層としての金属製冷却部材14が積層状に配置されるとともに、これらが一体化されて形成されたものである。なお、本第1実施形態の絶縁基板25は冷却部材14を備えていることから、冷却基板とも呼ばれている。   The insulating substrate 25 is used as an electronic module substrate (e.g., a power module substrate) or the like, and is composed of a plurality of layers integrated in a laminated form. Specifically, in order from the top, The wiring layer 11, the insulating layer 12, the metal buffer layer 13, and the metal cooling member 14 as a cooling layer are arranged in a laminated form, and these are integrally formed. In addition, since the insulating substrate 25 of the first embodiment includes the cooling member 14, it is also called a cooling substrate.

配線層11は電子回路が形成される層であり、回路層とも呼ばれている。配線層11の上面11aは、絶縁基板25の搭載面を構成する。すなわち、電子素子(例:半導体素子)等の発熱性素子26は、配線層11の上面11a上にはんだ付け等により接合されて搭載される。なお、発熱性素子26が搭載される際には、はんだ付け性を向上させるため配線層11の上面11aにNi−Pめっき層等のNiめっき層(図示せず)が形成されることがある。配線層11は上述したように本第1実施形態の複合材から形成されている。   The wiring layer 11 is a layer in which an electronic circuit is formed, and is also called a circuit layer. The upper surface 11 a of the wiring layer 11 constitutes a mounting surface of the insulating substrate 25. That is, the heat-generating element 26 such as an electronic element (eg, a semiconductor element) is mounted on the upper surface 11a of the wiring layer 11 by being joined by soldering or the like. When the exothermic element 26 is mounted, a Ni plating layer (not shown) such as a Ni-P plating layer may be formed on the upper surface 11a of the wiring layer 11 in order to improve solderability. . As described above, the wiring layer 11 is formed of the composite material of the first embodiment.

絶縁層12は、電気絶縁性を有しており、AlN(窒化アルミニウム)、Si(窒化ケイ素)、Al(アルミナ)等のセラミック板で形成されている。 The insulating layer 12 has electrical insulation, and is formed of a ceramic plate such as AlN (aluminum nitride), Si 3 N 4 (silicon nitride), Al 2 O 3 (alumina).

緩衝層13は、絶縁基板25に発生する熱応力等の応力を緩和するための層であり、厚さ方向に貫通した複数の貫通孔13aを有するパンチングメタルで形成されている。パンチングメタルの材質は例えばアルミニウムである。   The buffer layer 13 is a layer for relaxing a stress such as a thermal stress generated in the insulating substrate 25, and is formed of a punching metal having a plurality of through holes 13a penetrating in the thickness direction. The material of the punching metal is aluminum, for example.

冷却部材14は、発熱性素子26の動作に伴い発熱性素子26に発生した熱を放散することで発熱性素子26を冷却するものである。本第1実施形態では、冷却部材14として、複数の放熱フィン14aを有するアルミニウム製放熱部材(例:ヒートシンク)が用いられている。   The cooling member 14 cools the exothermic element 26 by radiating heat generated in the exothermic element 26 along with the operation of the exothermic element 26. In the first embodiment, an aluminum heat radiating member (eg, heat sink) having a plurality of heat radiating fins 14 a is used as the cooling member 14.

絶縁基板25では、発熱性素子26に発生した熱は、発熱性素子26から配線層11、絶縁層12、緩衝層13及び冷却部材14に順次伝導して冷却部材14の放熱フィン14aから放散される。その結果、発熱性素子26の温度が低下し、即ち発熱性素子26が冷却される。   In the insulating substrate 25, heat generated in the heat generating element 26 is sequentially conducted from the heat generating element 26 to the wiring layer 11, the insulating layer 12, the buffer layer 13, and the cooling member 14, and is dissipated from the radiation fins 14 a of the cooling member 14. The As a result, the temperature of the heat generating element 26 decreases, that is, the heat generating element 26 is cooled.

次に、本実施形態の絶縁基板25の製造方法について図2〜6を参照して以下に説明する。   Next, a method for manufacturing the insulating substrate 25 of the present embodiment will be described below with reference to FIGS.

絶縁基板25の製造方法は、積層工程、ろう付け工程等を備えている。   The method for manufacturing the insulating substrate 25 includes a lamination process, a brazing process, and the like.

図2及び3に示すように、積層工程は、第1積層体10を形成する第1積層体形成工程と、第2積層体20を形成する第2積層体形成工程とを含んでいる。本実施形態は、第1積層体形成工程と第2積層体形成工程は同時に行われる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the stacking process includes a first stack forming process for forming the first stack 10 and a second stack forming process for forming the second stack 20. In the present embodiment, the first stacked body forming step and the second stacked body forming step are performed simultaneously.

ろう付け工程は、絶縁基板25を構成する全ての層(部材)を一括してろう付け一体化する工程である。   The brazing process is a process in which all the layers (members) constituting the insulating substrate 25 are integrated together by brazing.

第1積層体10は、配線層11を形成するためのものであり、図3に示すようにアルミニウム層1とろう材−炭素粒子含有層2とが交互に複数積層された状態で形成されている。   The first laminated body 10 is for forming the wiring layer 11, and is formed in a state where a plurality of aluminum layers 1 and brazing filler metal-carbon particle-containing layers 2 are alternately laminated as shown in FIG. Yes.

ろう材−炭素粒子含有層2とは、アルミニウム系ろう材と炭素粒子とを含有する層である。本第1実施形態では、図2に示すように、ろう材−炭素粒子含有層2は、ろう材及び炭素粒子のうちろう材を主に含有するろう材層2aと炭素粒子を主に含有する炭素粒子層2b(ドットハッチングで示す)とに分かれている。詳述すると、ろう材層2aは、炭素粒子を含有しないでろう材で形成された層であり、炭素粒子層2bは、ろう材を含有しないで炭素粒子で形成された層である。   The brazing filler metal-carbon particle-containing layer 2 is a layer containing an aluminum brazing filler metal and carbon particles. In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the brazing material-carbon particle-containing layer 2 mainly contains the brazing material layer 2 a mainly containing the brazing material and the carbon particles among the brazing material and the carbon particles. It is divided into a carbon particle layer 2b (indicated by dot hatching). More specifically, the brazing material layer 2a is a layer formed of brazing material without containing carbon particles, and the carbon particle layer 2b is a layer formed of carbon particles without containing brazing material.

第2積層体20は、第1積層体10と、絶縁層12を少なくとも含む他の部材とを、第1積層体10と絶縁層12との間にろう材層を介在させて積層して形成されている。   The second laminate 20 is formed by laminating the first laminate 10 and another member including at least the insulating layer 12 with a brazing filler metal layer interposed between the first laminate 10 and the insulating layer 12. Has been.

絶縁層12を少なくとも含む他の部材とは、本第1実施形態では、絶縁層12、緩衝層13及び冷却部材14である。なお本発明では、絶縁層12を少なくとも含む他の部材は、絶縁層12、緩衝層13及び冷却部材14であることが絶縁基板25の製造に要する時間を大幅に短縮し得る点で特に望ましいが、これに限定されず、その他に例えば、絶縁層12だけであっても良いし、絶縁層12と緩衝層13であっても良い。   In the first embodiment, the other members including at least the insulating layer 12 are the insulating layer 12, the buffer layer 13, and the cooling member 14. In the present invention, it is particularly desirable that the other members including at least the insulating layer 12 are the insulating layer 12, the buffer layer 13, and the cooling member 14 in that the time required for manufacturing the insulating substrate 25 can be greatly shortened. For example, only the insulating layer 12 or the insulating layer 12 and the buffer layer 13 may be used.

第2積層体20において、第1積層体10と絶縁層12の間には上述したようにろう材層が介在されており、更に、絶縁層12と緩衝層13の間、及び、緩衝層13と冷却部材14の間にもそれぞれろう材層(例:ろう材箔)15が介在されている。   In the second stacked body 20, the brazing filler metal layer is interposed between the first stacked body 10 and the insulating layer 12 as described above, and further between the insulating layer 12 and the buffer layer 13, and between the buffer layer 13. Also, a brazing filler metal layer (for example, brazing filler metal foil) 15 is interposed between the cooling member 14 and the cooling member 14, respectively.

第1積層体形成工程は、上述したように第1積層体10を形成する工程である。   A 1st laminated body formation process is a process of forming the 1st laminated body 10 as mentioned above.

図2に示したろう材−炭素粒子含有層2の炭素粒子層2bにおいて、炭素粒子は、限定されるものではないが、なるべく高い熱伝導率を有するもの、即ち高熱伝導性のものであることが望ましい。特に、炭素粒子は、炭素繊維、カーボンナノチューブ、グラフェン、天然黒鉛粒子及び人造黒鉛粒子からなる群より選択される少なくとも一種であることが望ましく、更には、炭素繊維、カーボンナノチューブ、グラフェン及び天然黒鉛粒子からなる群より選択される少なくとも一種であることがより望ましい。その理由は、配線層11の熱伝導率を確実に向上させることができるし、ろう材層2aのアルミニウムと炭素粒子との複合化を確実に行えるからである。   In the carbon particle layer 2b of the brazing filler metal-carbon particle-containing layer 2 shown in FIG. 2, the carbon particles are not limited, but have a high thermal conductivity as much as possible, that is, a high thermal conductivity. desirable. In particular, the carbon particles are preferably at least one selected from the group consisting of carbon fibers, carbon nanotubes, graphene, natural graphite particles, and artificial graphite particles, and further, carbon fibers, carbon nanotubes, graphene, and natural graphite particles. It is more desirable that it is at least one selected from the group consisting of The reason is that the thermal conductivity of the wiring layer 11 can be reliably improved, and the aluminum and carbon particles of the brazing material layer 2a can be reliably combined.

炭素繊維は、ピッチ系炭素繊維、PAN系炭素繊維等であることが特に望ましい。   The carbon fiber is particularly preferably pitch-based carbon fiber, PAN-based carbon fiber, or the like.

カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ、気相成長炭素繊維(Vapor-Grown Carbon Fiber,VGCF)等であることが特に望ましい。   The carbon nanotube is particularly preferably a single-walled carbon nanotube, a multi-walled carbon nanotube, a vapor-grown carbon fiber (VGCF), or the like.

グラフェンは、単層グラフェン、多層グラフェン等であることが特に望ましい。   The graphene is particularly preferably single layer graphene, multilayer graphene, or the like.

天然黒鉛粒子には、鱗片状黒鉛粒子、塊状黒鉛粒子、土状黒鉛粒子等が含まれ、特に、天然黒鉛粒子は鱗片状黒鉛粒子であることが望ましい。   Natural graphite particles include flaky graphite particles, massive graphite particles, earthy graphite particles, and the like. In particular, natural graphite particles are desirably flaky graphite particles.

人造黒鉛粒子には、等方性黒鉛粒子、異方性黒鉛粒子(例:電極材用黒鉛粒子)、熱分解黒鉛粒子等が含まれる。   The artificial graphite particles include isotropic graphite particles, anisotropic graphite particles (eg, graphite particles for electrode materials), pyrolytic graphite particles, and the like.

炭素粒子の大きさは限定されるものではない。しかるに、炭素粒子が炭素繊維である場合、その平均繊維長さは10μm以上2mm以下、及び、その平均繊維直径は1μm以上0.5mm以下であることが特に望ましい。炭素粒子がカーボンナノチューブである場合、その平均長さは1μm以上10μm以下、及び、その平均直径は50nm以上500nm以下であることが特に望ましい。炭素粒子が天然黒鉛粒子である場合、その平均粒子径は10μm以上3mm以下、及び扁平率が5以上500以下であることが特に望ましい。炭素粒子の大きさがこのような範囲であることにより、ろう材−炭素粒子含有層2における炭素粒子の含有量の均一化を確実に図ることができる。   The size of the carbon particles is not limited. However, when the carbon particles are carbon fibers, it is particularly desirable that the average fiber length is 10 μm or more and 2 mm or less, and the average fiber diameter is 1 μm or more and 0.5 mm or less. When the carbon particles are carbon nanotubes, it is particularly desirable that the average length is 1 μm or more and 10 μm or less and the average diameter is 50 nm or more and 500 nm or less. When the carbon particles are natural graphite particles, it is particularly desirable that the average particle diameter is 10 μm or more and 3 mm or less and the flatness is 5 or more and 500 or less. When the size of the carbon particles is within such a range, the content of the carbon particles in the brazing filler metal-carbon particle-containing layer 2 can be surely made uniform.

ろう材−炭素粒子含有層2のろう材層2aにおいて、ろう材は、アルミニウム系ろう材であれば限定されるものではないが、Al−Si系ろう材であることが、ろう材の炭素粒子との濡れ性及びろう付け性を向上させ得る点で望ましい。さらに、ろう材は、Mg、Bi及びSrからなる群より選択される少なくとも一つの元素が添加されたAl−Si系ろう材であることが特に望ましい。その理由は、ろう付け工程において、ろう付けが真空ろう付けにより行われる場合にろう材の流動性を確実に高めることができ、その結果、ろう材の溶融物の一部が第1積層体10の外周面側にはみ出し易くなるからである。   In the brazing filler metal layer 2a of the brazing filler metal-carbon particle containing layer 2, the brazing filler is not limited as long as it is an aluminum brazing filler. It is desirable in that it can improve the wettability and brazing property. Furthermore, the brazing material is particularly preferably an Al—Si based brazing material to which at least one element selected from the group consisting of Mg, Bi and Sr is added. The reason for this is that in the brazing step, when brazing is performed by vacuum brazing, the flowability of the brazing material can be reliably increased, and as a result, a part of the brazing material melt is first laminated 10. It is because it becomes easy to protrude to the outer peripheral surface side.

Mgの特に望ましい添加量は、ろう材全体の質量に対して0.1質量%以上3質量%以下である。Biの特に望ましい添加量は、ろう材全体の質量に対して0.01質量%以上2質量%以下である。Srの特に望ましい添加量は、ろう材全体の質量に対して0.0001質量%以上0.3質量%以下である。   A particularly desirable addition amount of Mg is not less than 0.1% by mass and not more than 3% by mass with respect to the mass of the entire brazing filler metal. A particularly desirable addition amount of Bi is 0.01% by mass or more and 2% by mass or less with respect to the mass of the entire brazing filler metal. A particularly desirable addition amount of Sr is 0.0001 mass% or more and 0.3 mass% or less with respect to the mass of the entire brazing filler metal.

図2に示すように、アルミニウム層1は、ブレージングシート(詳述するとアルミニウムブレージングシート)3の心材で形成されている。ろう材層2aは、ブレージングシート3の皮材で形成されている。すなわち、ろう材層2aは、心材としてのアルミニウム層1の片面にその全面に亘ってクラッドされている。さらに、本第1実施形態では、アルミニウム層1の他方の片面にもろう材層2aがクラッドされている。すなわち、ブレージングシート3は、詳述すると、アルミニウム層(心材)1の両面にそれぞれろう材層2aがクラッドされた両面ブレージングシートである。両方のろう材層2aの厚さは略同じである。   As shown in FIG. 2, the aluminum layer 1 is formed of a core material of a brazing sheet (more specifically, an aluminum brazing sheet) 3. The brazing material layer 2 a is formed of a skin material of the brazing sheet 3. That is, the brazing filler metal layer 2a is clad over the entire surface of one side of the aluminum layer 1 as the core material. Further, in the first embodiment, the brazing material layer 2 a is also clad on the other side of the aluminum layer 1. Specifically, the brazing sheet 3 is a double-sided brazing sheet in which the brazing filler metal layer 2a is clad on both sides of the aluminum layer (core material) 1 in detail. Both brazing material layers 2a have substantially the same thickness.

アルミニウム層1の厚さは限定されるものではないが、特に30μm以上800μm以下であることが望ましい。アルミニウム層1の材質は限定されるものではなく、例えば、A1000系(純アルミニウム)、A3000系、A6000系のアルミニウムである。   The thickness of the aluminum layer 1 is not limited, but is particularly preferably 30 μm or more and 800 μm or less. The material of the aluminum layer 1 is not limited and is, for example, A1000 series (pure aluminum), A3000 series, or A6000 series aluminum.

ろう材層2aの厚さは、互いに隣接する層同士を接合可能な厚さであれば限定されるものではないが、特に5μm以上であることが望ましい。ろう材層2aの厚さが5μm以上であることにより、ろう材層2aのアルミニウムと炭素粒子とを確実に複合化することができるし、更に、ろう付け工程において、ろう材の溶融物が第1積層体10の外周面側にはみ出す量を確実に多くすることができる。ろう材層2aの厚さの望ましい上限値は100μmである。ろう材層2aの厚さが100μm以下であることにより、絶縁基板(複合材)25の製造コストを引き下げることができるし、ろう付け時にアルミニウム層(心材)1にエロージョンが発生するのを確実に抑制することができる。ろう材層2aの厚さの特に望ましい上限値は50μmである。   The thickness of the brazing filler metal layer 2a is not limited as long as the adjacent layers can be joined to each other, but is particularly preferably 5 μm or more. When the thickness of the brazing filler metal layer 2a is 5 μm or more, the aluminum and the carbon particles of the brazing filler metal layer 2a can be reliably combined. The amount that protrudes to the outer peripheral surface side of the one laminate 10 can be surely increased. A desirable upper limit of the thickness of the brazing material layer 2a is 100 μm. When the thickness of the brazing material layer 2a is 100 μm or less, the manufacturing cost of the insulating substrate (composite material) 25 can be reduced, and erosion is surely generated in the aluminum layer (core material) 1 during brazing. Can be suppressed. A particularly desirable upper limit of the thickness of the brazing material layer 2a is 50 μm.

第1積層体形成工程における第1積層体10の具体的な形成方法は次のとおりである。   The specific formation method of the 1st laminated body 10 in a 1st laminated body formation process is as follows.

図4に示すように、炭素粒子5とバインダー41とバインダー41用溶剤42とを混合容器44内に入れ、これらを撹拌羽根付きミキサー45により撹拌混合する。これにより、炭素粒子5とバインダー41と溶剤42とを混合状態に含有する塗液6を得る。このとき、分散剤、表面調整剤、粘度調整剤なども必要に応じて混合容器44内に入れて撹拌混合しても良い。   As shown in FIG. 4, the carbon particles 5, the binder 41, and the binder 41 solvent 42 are put in a mixing container 44, and these are stirred and mixed by a mixer 45 with stirring blades. Thereby, the coating liquid 6 which contains the carbon particle 5, the binder 41, and the solvent 42 in a mixed state is obtained. At this time, a dispersing agent, a surface adjusting agent, a viscosity adjusting agent, etc. may be put into the mixing container 44 and mixed with stirring as necessary.

バインダー41は、炭素粒子5にブレージングシート3への付着力を付与し、これにより、積層工程の時にブレージングシート3上から炭素粒子5が脱落するのを抑制するためのものである。バインダー41は、非酸化雰囲気中にて約300℃〜約600℃の温度で炭化せずに昇華又は分解などにより消失するものを用いることが望ましい。このようなバインダー41として、アクリル系樹脂、ポリエチレングリコール系樹脂、ブチルゴム樹脂、フェノール樹脂、セルロース系樹脂などの樹脂が好適に用いられる。   The binder 41 imparts adhesion to the brazing sheet 3 to the carbon particles 5, thereby suppressing the carbon particles 5 from falling off from the brazing sheet 3 during the lamination process. As the binder 41, it is desirable to use a binder that disappears by sublimation or decomposition without carbonizing at a temperature of about 300 ° C. to about 600 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. As such a binder 41, resins such as acrylic resin, polyethylene glycol resin, butyl rubber resin, phenol resin, and cellulose resin are preferably used.

溶剤42は、バインダー41を溶解するものであればその種類に限定されず、溶剤42として、水、アルコール系溶剤(例:メタノール、イソプロピルアルコール)、炭化水素系溶剤などが好適に用いられる。   The solvent 42 is not limited to the type as long as it dissolves the binder 41. As the solvent 42, water, an alcohol solvent (eg, methanol, isopropyl alcohol), a hydrocarbon solvent, or the like is preferably used.

塗液6は、バインダー41の質量が炭素粒子5の質量に対して0.5%〜25%となるように炭素粒子5とバインダー41とを含有していることが特に望ましい。   The coating liquid 6 particularly preferably contains the carbon particles 5 and the binder 41 so that the mass of the binder 41 is 0.5% to 25% with respect to the mass of the carbon particles 5.

次いで、塗工装置50によって塗液6をブレージングシート3の条材3Aの片面上にその略全面に亘って層状に塗工し、これにより、図5及び6に示すように条材3Aの片面上に炭素粒子層2bが形成(塗工)されてなる塗工ブレージングシート4の条材4A(詳述すると塗工両面ブレージングシート4の条材4A)を形成する。   Next, the coating liquid 6 is applied in a layer over substantially the entire surface of the strip 3A of the brazing sheet 3 by the coating device 50, whereby one side of the strip 3A is formed as shown in FIGS. The strip material 4A of the coating brazing sheet 4 on which the carbon particle layer 2b is formed (coated) is formed (specifically, the strip material 4A of the coated double-sided brazing sheet 4).

なお、図5は条材3A上に炭素粒子層2bが形成される前の状態を示し、図6は炭素粒子層2bが形成された後の状態を示している。本第1実施形態では、炭素粒子層2bが塗工される条材3Aの面は上面である。   5 shows a state before the carbon particle layer 2b is formed on the strip 3A, and FIG. 6 shows a state after the carbon particle layer 2b is formed. In the first embodiment, the surface of the strip 3A to which the carbon particle layer 2b is applied is the upper surface.

塗工装置50を用いた塗工工程について以下に詳細に説明する。   The coating process using the coating apparatus 50 will be described in detail below.

塗工装置50としては、塗液6をシート上に塗工するのに広く知られた装置を用いることができ、具体的にはロールコーター、ナイフコーター、ダイコーター、グラビアコーターなどを使用可能である。   As the coating device 50, a widely known device can be used for coating the coating liquid 6 on the sheet. Specifically, a roll coater, a knife coater, a die coater, a gravure coater, or the like can be used. is there.

図4に示した塗工装置50では、巻出しローラ51から巻き出されたブレージングシート3の条材3Aは、塗工ローラユニット52と乾燥装置としての乾燥炉55とを順次通過して巻取りローラ53に巻き取られる。   In the coating apparatus 50 shown in FIG. 4, the strip material 3A of the brazing sheet 3 unwound from the unwinding roller 51 passes through the coating roller unit 52 and a drying furnace 55 as a drying apparatus in order and is wound up. The roller 53 is wound up.

塗液6の条材3A上への塗工は塗工ローラユニット52で行われる。すなわち、巻出しローラ51から巻き出された条材3Aは、塗工ローラユニット52を通過する際にその片面(上面)上に塗液6が塗工ローラユニット52によりその略全面に亘って塗工されて、図6に示すように条材3A上にその略全面に亘って炭素粒子層2bが形成(塗工)される。これにより、塗工ブレージングシート条材4Aが得られる。この段階では、炭素粒子層2b中にはバインダー41及び溶剤42が含まれている。   Application of the coating liquid 6 onto the strip 3 </ b> A is performed by the coating roller unit 52. That is, when the strip 3A unwound from the unwinding roller 51 passes through the coating roller unit 52, the coating liquid 6 is applied over the substantially entire surface by the coating roller unit 52 on one surface (upper surface) thereof. As shown in FIG. 6, the carbon particle layer 2b is formed (coated) over the substantially entire surface of the strip 3A. Thereby, 4 A of coating brazing sheet strips are obtained. At this stage, the binder 41 and the solvent 42 are contained in the carbon particle layer 2b.

塗工ローラユニット52は、塗工用パン52a、ピックアップローラ52b、アプリケーターローラ52c、バックアップローラ52dなどを備えている。   The coating roller unit 52 includes a coating pan 52a, a pickup roller 52b, an applicator roller 52c, a backup roller 52d, and the like.

塗工ローラユニット52を通過した塗工ブレージングシート条材4Aは、乾燥炉55を通過する際に乾燥炉55により炭素粒子層2b中に含まれたバインダー41及び溶剤42の殆どが炭素粒子層2bから蒸発除去される。   When the coating brazing sheet strip 4A that has passed through the coating roller unit 52 passes through the drying furnace 55, most of the binder 41 and the solvent 42 contained in the carbon particle layer 2b by the drying furnace 55 are in the carbon particle layer 2b. Is removed by evaporation.

炭素粒子層2bからバインダー41及び溶剤42を除去する理由は次のとおりである。すなわち、炭素粒子層2b中にバインダー41及び溶剤42が含まれている場合、ろう付け工程時に炭素粒子層2bが加熱されると、バインダー41及び溶剤42が有機物の残渣となる虞があり、得られる配線層11の熱伝導率が低下する要因となる。そこで、炭素粒子層2bからバインダー41及び溶剤42を除去することが望ましい。   The reason why the binder 41 and the solvent 42 are removed from the carbon particle layer 2b is as follows. That is, when the binder 41 and the solvent 42 are contained in the carbon particle layer 2b, the binder 41 and the solvent 42 may become an organic residue when the carbon particle layer 2b is heated during the brazing process. This causes a decrease in the thermal conductivity of the wiring layer 11 to be formed. Therefore, it is desirable to remove the binder 41 and the solvent 42 from the carbon particle layer 2b.

炭素粒子層2bの塗工量は、ろう材層2aのアルミニウムと炭素粒子5との複合化が可能な塗工量であれば限定されるものではない。特に、炭素粒子層2bは、炭素粒子層2bに含まれる炭素粒子5の塗工量が40g/m(特に望ましくは30g/m)以下になるように塗工されることが望ましい。その理由は、配線層11(複合材)内の層間剥離を確実に抑制できるからである。また、炭素粒子層2bは、炭素粒子5の塗工量が1g/m以上になるように塗工されることが望ましい。その理由は、配線層11の熱伝導率を確実に高めることができるからである。 The coating amount of the carbon particle layer 2b is not limited as long as the coating amount is such that the aluminum of the brazing filler metal layer 2a and the carbon particles 5 can be combined. In particular, the carbon particle layer 2b is preferably applied so that the coating amount of the carbon particles 5 contained in the carbon particle layer 2b is 40 g / m 2 (particularly desirably 30 g / m 2 ) or less. The reason is that delamination in the wiring layer 11 (composite material) can be reliably suppressed. The carbon particle layer 2b is preferably applied so that the amount of the carbon particles 5 applied is 1 g / m 2 or more. The reason is that the thermal conductivity of the wiring layer 11 can be reliably increased.

さらに、炭素粒子層2bは、配線層(複合材)11に対する炭素粒子5の体積含有率が2体積%以上70体積%以下になるように塗工されることが望ましい。炭素粒子5の体積含有率が2体積%以上であることにより、配線層11の熱伝導率を確実に高めることができる。炭素粒子5の体積含有率が70体積%以下であることにより、第1積層体10を構成する全ての層を確実にろう付け一体化することができる。炭素粒子5の体積含有率の特に望ましい下限値は3体積%であり、その特に望ましい上限値は50体積%である。   Furthermore, the carbon particle layer 2b is preferably applied so that the volume content of the carbon particles 5 with respect to the wiring layer (composite material) 11 is 2% by volume or more and 70% by volume or less. When the volume content of the carbon particles 5 is 2% by volume or more, the thermal conductivity of the wiring layer 11 can be reliably increased. When the volume content of the carbon particles 5 is 70% by volume or less, it is possible to reliably braze and integrate all the layers constituting the first laminate 10. A particularly desirable lower limit of the volume content of the carbon particles 5 is 3% by volume, and a particularly desirable upper limit thereof is 50% by volume.

乾燥炉55を通過した塗工ブレージングシート条材4Aは、巻取りローラ53に巻き取られる。   The coating brazing sheet strip 4 </ b> A that has passed through the drying furnace 55 is wound around the winding roller 53.

巻取りローラ53に巻き取られた塗工ブレージングシート条材4Aは、巻取りローラ53から巻き出されながら又は巻き出された後で所定の形状(例:四角形状)に切断され、これにより、複数の塗工ブレージングシート4が得られる。   The coating brazing sheet strip 4A taken up by the take-up roller 53 is cut into a predetermined shape (eg, a square shape) while being unwound from the take-up roller 53 or after being unwound, A plurality of coated brazing sheets 4 are obtained.

次いで、図2に示すように、第1積層体形成工程と第2積層体形成工程を行う。すなわち、第1積層体形成工程では、塗工ブレージングシート4を複数積層して第1積層体10を形成する。第2積層体形成工程では、第1積層体10と絶縁層12と緩衝層13と冷却部材14とを、第1積層体10と絶縁層12の間、絶縁層12と緩衝層13の間、及び、緩衝層13と冷却部材14の間にそれぞれろう材層を介在させて積層して第2積層体20を形成する。   Next, as shown in FIG. 2, a first stacked body forming process and a second stacked body forming process are performed. That is, in the first laminated body forming step, the first laminated body 10 is formed by laminating a plurality of coating brazing sheets 4. In the second stacked body forming step, the first stacked body 10, the insulating layer 12, the buffer layer 13, and the cooling member 14 are arranged between the first stacked body 10 and the insulating layer 12, between the insulating layer 12 and the buffer layer 13, And the 2nd laminated body 20 is formed by laminating | inserting a brazing filler metal layer between the buffer layer 13 and the cooling member 14, respectively.

本第1実施形態では、上述したように第1積層体形成工程と第2積層体形成工程は同時に行われる。こうすることにより、絶縁基板25の製造に要する時間を大幅に短縮することができ、ひいては絶縁基板25の製造コストを大幅に引き下げることができる。   In the first embodiment, as described above, the first stacked body forming step and the second stacked body forming step are performed simultaneously. By doing so, the time required for manufacturing the insulating substrate 25 can be greatly shortened, and as a result, the manufacturing cost of the insulating substrate 25 can be significantly reduced.

第1積層体形成工程において、第1積層体10の最上位には塗工ブレージングシート4ではなくアルミニウム層1が上面カバー層として配置されている。本第1実施形態では、最上位のアルミニウム層1は片面ブレージングシートの心材で形成されている。すなわち、この片面ブレージングシートは、アルミニウム層1を心材とし、アルミニウム層(心材)の下面に皮材としてろう材層2aがクラッドされたものである。したがって、第1積層体10の上面には炭素粒子層2bが露出しないでアルミニウム層1が露出している。   In the first laminated body forming step, the aluminum layer 1 is arranged as the upper cover layer instead of the coating brazing sheet 4 at the uppermost position of the first laminated body 10. In the first embodiment, the uppermost aluminum layer 1 is formed of a core material of a single-sided brazing sheet. That is, this single-sided brazing sheet has an aluminum layer 1 as a core material, and a brazing material layer 2a is clad as a skin material on the lower surface of the aluminum layer (core material). Therefore, the aluminum layer 1 is exposed on the upper surface of the first stacked body 10 without exposing the carbon particle layer 2b.

また、複数の塗工ブレージングシート4を、その端部を揃えて積層することが困難であるため、図3に示すように第1積層体10では複数の塗工ブレージングシート4の端部は僅かに揃っていない。   Moreover, since it is difficult to laminate | stack the coating brazing sheet 4 with the edge part aligned, as shown in FIG. 3, in the 1st laminated body 10, the edge part of the coating brazing sheet 4 is a little. It is not aligned.

第2積層体形成工程において、塗工ブレージングシート4のブレージングシート3は両面ブレージングシートであることから、第1積層体10と絶縁層12の間に介在されるろう材層は、第1積層体10の最下位に配置された塗工ブレージングシート4の下面のろう材層2aである。絶縁層12と緩衝層13の間に介在されるろう材層15、及び、緩衝層13と冷却部材14の間に介在されるろう材層15は、それぞれろう材箔である。   In the second laminate forming step, since the brazing sheet 3 of the coating brazing sheet 4 is a double-sided brazing sheet, the brazing filler metal layer interposed between the first laminate 10 and the insulating layer 12 is the first laminate. 10 is a brazing filler metal layer 2 a on the lower surface of the coating brazing sheet 4 disposed at the lowest position of 10. The brazing material layer 15 interposed between the insulating layer 12 and the buffer layer 13 and the brazing material layer 15 interposed between the buffer layer 13 and the cooling member 14 are respectively brazing material foils.

次いで、ろう付け工程を行う。すなわち、図3に示すように、ろう付け装置のろう付け炉(例:真空ろう付け炉)35内において、第2積層体20を載置台31上に載置するとともに、第1積層体10上に平板状の押さえ部材32を第1積層体10の上面全体を覆う状態に載置する。そして、押さえ部材32の上側から第2積層体20を下方向に押圧し、これにより、載置台31と押さえ部材32との間で第2積層体20をその積層方向(下方向)に加圧手段30により加圧する。これにより、第2積層体20が不慮に分解されないよう第2積層体20を拘束することで、第2積層体20(絶縁基板25)を仮組みする。   Next, a brazing process is performed. That is, as shown in FIG. 3, in the brazing furnace (eg, vacuum brazing furnace) 35 of the brazing apparatus, the second stacked body 20 is mounted on the mounting table 31 and the first stacked body 10 The flat pressing member 32 is placed so as to cover the entire top surface of the first laminate 10. And the 2nd laminated body 20 is pressed below from the upper side of the pressing member 32, and, thereby, the 2nd laminated body 20 is pressed in the lamination direction (downward) between the mounting base 31 and the pressing member 32. Pressure is applied by means 30. Thus, the second stacked body 20 (insulating substrate 25) is temporarily assembled by restraining the second stacked body 20 so that the second stacked body 20 is not inadvertently decomposed.

加圧手段30は限定されるものではなく、例えば、弾性バネ力により第2積層体20をろう付け時に常時加圧する方式のものであっても良いし、押さえ部材32の上側に載置された重しの重量により第2積層体20をろう付け時に常時加圧する方式のものであっても良い。   The pressurizing means 30 is not limited. For example, the pressurizing means 30 may be of a type that constantly pressurizes the second laminated body 20 by an elastic spring force, or is placed on the upper side of the pressing member 32. A system in which the second laminated body 20 is always pressurized when brazed by the weight of the weight may be used.

加圧手段30による第2積層体20への加圧力は、ろう付け工程の際に第1積層体10の塗工ブレージングシート4の各ろう材層2aのろう材の溶融物の一部が第1積層体10の外周面側にはみ出るように第2積層体20を加圧可能な加圧力であれば限定されるものではないが、特に0.03N/mm以上1N/mm以下であることが望ましい。その理由は、ろう材の溶融物の一部を確実にはみ出させることができるし、第1積層体10を構成する全ての層を確実にろう付け一体化できるからである。 The pressure applied to the second laminate 20 by the pressurizing means 30 is such that a part of the melt of the brazing material of each brazing filler metal layer 2a of the coating brazing sheet 4 of the first laminate 10 is the first during the brazing process. but is not limited as long as the pressurizable pressure the second stack 20 so as to extend to the outside of the outer peripheral surface side of the first stack 10, is in particular 0.03 N / mm 2 or more 1N / mm 2 or less It is desirable. The reason is that a part of the melt of the brazing material can be reliably protruded, and all the layers constituting the first laminate 10 can be reliably brazed and integrated.

次いで、ろう付け炉35内において、第2積層体20をその積層方向に加圧した状態のままで所定のろう付け雰囲気(例:不活性雰囲気、真空)中にて第2積層体20を加熱する。これにより、第1積層体10を構成する全ての層と絶縁層12と緩衝層13と冷却部材14とを一括してろう付け一体化する。   Next, in the brazing furnace 35, the second stacked body 20 is heated in a predetermined brazing atmosphere (eg, inert atmosphere, vacuum) while the second stacked body 20 is pressed in the stacking direction. To do. Thereby, all the layers which comprise the 1st laminated body 10, the insulating layer 12, the buffer layer 13, and the cooling member 14 are integrated by brazing collectively.

その結果、図1に示すように、第1積層体10を構成する全ての層が、第1積層体10の塗工ブレージングシート4の各ろう材層2aのろう材で接合一体化されて配線層11が形成される。さらに、配線層11が絶縁層12に両者11、12の間に介在されたろう材層2aのろう材で接合される。さらに、絶縁層12が緩衝層13に両者12、13の間に介在されたろう材層15のろう材で接合される。さらに、緩衝層13が冷却部材14に両者13、14の間に介在されたろう材層15のろう材で接合される。   As a result, as shown in FIG. 1, all the layers constituting the first laminate 10 are joined and integrated with the brazing material of each brazing material layer 2 a of the coating brazing sheet 4 of the first laminate 10. Layer 11 is formed. Further, the wiring layer 11 is joined to the insulating layer 12 with the brazing material of the brazing material layer 2a interposed between the two. Further, the insulating layer 12 is joined to the buffer layer 13 with the brazing material of the brazing material layer 15 interposed between the two layers 12 and 13. Further, the buffer layer 13 is joined to the cooling member 14 with the brazing material of the brazing material layer 15 interposed between the both.

ろう付けが終了したら、加圧手段30による第2積層体20への加圧を解除する。これにより、本第1実施形態の絶縁基板25が得られる。   When the brazing is completed, the pressurization to the second stacked body 20 by the pressurizing means 30 is released. Thereby, the insulating substrate 25 of the first embodiment is obtained.

上述したろう付け工程について第1積層体10で生じるろう付け現象を中心に詳述すると、次のとおりである。   The above-described brazing process will be described in detail with a focus on the brazing phenomenon that occurs in the first laminate 10 as follows.

すなわち、第2積層体20をろう付け温度まで加熱すると、第1積層体10において塗工ブレージングシート4の各ろう材層2aのろう材が溶融する。そして、第2積層体20がその積層方向に加圧されていることにより、各ろう材の溶融物が炭素粒子層2b内に浸入し更には炭素粒子層2bを通過するとともに各ろう材の溶融物の一部が第1積層体10の外周面側にはみ出て外周面に付着する。   That is, when the 2nd laminated body 20 is heated to brazing temperature, the brazing material of each brazing material layer 2a of the coating brazing sheet 4 will fuse | melt in the 1st laminated body 10. FIG. And since the 2nd laminated body 20 is pressurized in the lamination direction, the melt of each brazing material permeates into the carbon particle layer 2b and further passes through the carbon particle layer 2b and melts each brazing material. A part of the object protrudes to the outer peripheral surface side of the first laminated body 10 and adheres to the outer peripheral surface.

そして、第2積層体20への加熱を停止して第2積層体20を冷却することにより、第1積層体10を構成する互いに隣接する層同士が両者の間に介在されたろう材層2aのろう材で接合されるとともに、更に、図1に示すように第1積層体10の外周面側にはみ出した溶融したろう材のはみ出し部2ax(クロスハッチングで示す)が凝固して第1積層体10の外周面にその略全体を覆う状態に固着する。このような状態で第1積層体10を構成する全ての層が接合一体化されて、配線層11が形成される。   And the heating to the 2nd laminated body 20 is stopped, and the 2nd laminated body 20 is cooled, The mutually adjacent layers which comprise the 1st laminated body 10 of the brazing material layer 2a interposed between both are made. In addition to joining with the brazing material, as shown in FIG. 1, the protruding portion 2ax (shown by cross-hatching) of the molten brazing material that protrudes to the outer peripheral surface side of the first laminated body 10 is solidified. It adheres to the outer peripheral surface of 10 so as to cover substantially the whole. In this state, all layers constituting the first stacked body 10 are joined and integrated to form the wiring layer 11.

ろう付け工程で適用されるろう付け手段は限定されるものではないが、特に真空ろう付けであることが望ましい。その理由は、ろう付け工程の際にろう付け炉35内において真空状態で第2積層体20を加熱することにより、炭素粒子層2bに存在するバインダー41及び溶剤42を容易に且つ確実に蒸発除去することができるし、加熱による炭素粒子5の酸化消耗の発生を確実に抑制することができるからである。   The brazing means applied in the brazing process is not limited, but vacuum brazing is particularly desirable. The reason is that the binder 41 and the solvent 42 present in the carbon particle layer 2b are easily and reliably evaporated and removed by heating the second laminate 20 in a vacuum state in the brazing furnace 35 during the brazing step. This is because the generation of oxidative consumption of the carbon particles 5 due to heating can be reliably suppressed.

ろう付け工程で適用されるろう付け条件(ろう付け温度、その保持時間、冷却速度等)は限定されるものではないが、ろう材の溶融物の一部が第1積層体10の外周面側に確実に且つ十分にはみ出るようにするため、ろう付け温度はなるべく高い方が望ましく、更に、ろう付け温度の保持時間もなるべく長い方が望ましい。特に望ましいろう付け温度は590℃以上620℃以下である。ろう付け温度の特に望ましい保持時間は10min以上60min以下である。ろう付け温度からの冷却速度はなるべく速い方が望ましい。特に望ましい冷却速度は、ろう付け温度から300℃までの範囲内において30℃/min以上100℃/min以下である。   The brazing conditions (the brazing temperature, the holding time, the cooling rate, etc.) applied in the brazing step are not limited, but a part of the brazing material melt is on the outer peripheral surface side of the first laminate 10. Therefore, it is desirable that the brazing temperature is as high as possible, and that the brazing temperature holding time is as long as possible. A particularly desirable brazing temperature is 590 ° C. or more and 620 ° C. or less. A particularly desirable holding time of the brazing temperature is 10 min or more and 60 min or less. The cooling rate from the brazing temperature is preferably as fast as possible. A particularly desirable cooling rate is 30 ° C./min to 100 ° C./min in the range from the brazing temperature to 300 ° C.

本第1実施形態の絶縁基板25の製造方法によれば、図3に示すように、積層工程では、第1積層体10は、アルミニウム層1とろう材−炭素粒子含有層2とが交互に複数積層された状態で形成されている。そのため、得られる配線層(複合材)11の熱伝導率を高めることができる。さらに、ろう付け工程では、ろう材−炭素粒子含有層2中のろう材の溶融物の一部が第1積層体10の外周面側にはみ出るように第2積層体20をその積層方向に加圧した状態で加熱するので、第1積層体10の外周面側にはみ出たろう材のはみ出し部2axが第1積層体10の外周面にその略全面を覆う状態に固着される。これにより、配線層11の外周面の機械的強度が向上するし、ろう材−炭素粒子含有層2中の炭素粒子5が配線層11の外周面から脱落するのを抑制することができる。したがって、絶縁基板25によれば、脱落した炭素粒子5による電気的短絡の発生を抑制することができる。   According to the method for manufacturing the insulating substrate 25 of the first embodiment, as shown in FIG. 3, in the stacking process, the first stacked body 10 includes the aluminum layer 1 and the brazing material-carbon particle-containing layer 2 alternately. It is formed in a stacked state. Therefore, the thermal conductivity of the obtained wiring layer (composite material) 11 can be increased. Further, in the brazing step, the second laminated body 20 is added in the laminating direction so that a part of the brazing material melt in the brazing material-carbon particle-containing layer 2 protrudes to the outer peripheral surface side of the first laminated body 10. Since the heating is performed in a pressed state, the protruding portion 2ax of the brazing material protruding to the outer peripheral surface side of the first stacked body 10 is fixed to the outer peripheral surface of the first stacked body 10 so as to cover substantially the entire surface. Thereby, the mechanical strength of the outer peripheral surface of the wiring layer 11 is improved, and the carbon particles 5 in the brazing filler metal-carbon particle-containing layer 2 can be prevented from falling off from the outer peripheral surface of the wiring layer 11. Therefore, according to the insulating substrate 25, generation | occurrence | production of the electrical short circuit by the dropped carbon particle 5 can be suppressed.

しかも、ろう付け工程において、第1積層体10を構成する全ての層と絶縁層12と緩衝層13と冷却部材14とが一括してろう付け一体化されるので、配線層11が絶縁層12に接合されるとともに絶縁層12が緩衝層13に接合され更に緩衝層13が冷却部材14に接合される。したがって、第1積層体10を構成する全ての層の接合と、配線層11と絶縁層12との接合と、絶縁層12と緩衝層13との接合と、緩衝層13と冷却部材14との接合とを同時に行うことができる。これにより、絶縁基板25製造に要する時間を大幅に短縮することができる。   In addition, in the brazing process, all the layers constituting the first laminate 10, the insulating layer 12, the buffer layer 13, and the cooling member 14 are integrally brazed and integrated, so that the wiring layer 11 is insulated from the insulating layer 12. The insulating layer 12 is bonded to the buffer layer 13, and the buffer layer 13 is bonded to the cooling member 14. Therefore, the bonding of all the layers constituting the first stacked body 10, the bonding of the wiring layer 11 and the insulating layer 12, the bonding of the insulating layer 12 and the buffer layer 13, and the buffer layer 13 and the cooling member 14 are performed. Bonding can be performed simultaneously. Thereby, the time required for manufacturing the insulating substrate 25 can be significantly shortened.

さらに、本1実施形態では、ろう材−炭素粒子含有層2はろう材層2aと炭素粒子層2bとに分かれており、積層工程では、アルミニウム層1を心材、ろう材層2aを皮材とするブレージングシート3上に炭素粒子層2bを塗工し、その後、塗工ブレージングシート4を複数積層して第1積層体10を形成するので、第1積層体10を容易に形成することができる。   Furthermore, in the first embodiment, the brazing material-carbon particle-containing layer 2 is divided into a brazing material layer 2a and a carbon particle layer 2b. In the laminating step, the aluminum layer 1 is a core material, and the brazing material layer 2a is a skin material. Since the carbon particle layer 2b is applied on the brazing sheet 3 to be formed, and then the first laminated body 10 is formed by laminating a plurality of the coated brazing sheets 4, the first laminated body 10 can be easily formed. .

なお、本第1実施形態に示すように、ブレージングシート3及びその条材3Aは、両面ブレージングシート及びその条材であることが特に望ましいが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、アルミニウム層(心材)の片面(上面)だけに皮材としてのろう材層がクラッドされた片面ブレージングシート及びその条材であることを排除するものではない。   As shown in the first embodiment, the brazing sheet 3 and its strip 3A are particularly preferably a double-sided brazing sheet and its strip, but the present invention is not limited to this. For example, it is not excluded that it is a single-sided brazing sheet in which a brazing material layer as a skin material is clad only on one side (upper surface) of an aluminum layer (core material) and its strip material.

さらに、本第1実施形態に示すように、第1積層体10において、ろう材層2aはアルミニウム層(心材)1にクラッドされていることが積層工程(第1積層体形成工程)を容易に行うことができる点等で特に望ましいが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、ろう材層2aはアルミニウム層1にクラッドされていないろう材箔であることを排除するものではない。   Furthermore, as shown in the first embodiment, in the first laminated body 10, the brazing material layer 2a is clad by the aluminum layer (core material) 1 to facilitate the lamination process (first laminated body forming process). However, the present invention is not limited to this. For example, it is not intended to exclude that the brazing material layer 2a is a brazing material foil not clad with the aluminum layer 1. Absent.

また、本第1実施形態では、第1積層体10の上面に炭素粒子層2b等のろう材−炭素粒子含有層2が露出しないようにするため、更には、押さえ部材32が第1積層体10の上面に接合されないようにするため、第1積層体10の最上位にはアルミニウム層(心材)1の下面に皮材としてろう材層2aがクラッドされた片面ブレージングシートが配置されているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本発明では、第1積層体10の最上位に、ろう材層が下面にクラッドされていないアルミニウム箔だけがアルミニウム層として配置されていても良いし、上から順にNi層とTi層とAl層とが積層され且つ一体にクラッドされてなるNi/Ti/Alクラッド板が第1積層体10の最上位に配置されていても良いし、押さえ部材32における第1積層体10との接触面側(即ち押さえ部材32の下面側)にろう材との接合を阻害する離型層が配置されていても良い。   Further, in the first embodiment, in order to prevent the brazing material-carbon particle-containing layer 2 such as the carbon particle layer 2b from being exposed on the upper surface of the first laminated body 10, the pressing member 32 is further provided with the first laminated body. In order not to be bonded to the upper surface of the first laminated body 10, a single-sided brazing sheet in which a brazing filler metal layer 2 a is clad as a skin material on the lower surface of the aluminum layer (core material) 1 is disposed at the top of the first laminate 10. However, the present invention is not limited to this. For example, in the present invention, only the aluminum foil in which the brazing filler metal layer is not clad on the lower surface may be disposed as the aluminum layer on the uppermost layer of the first stacked body 10, or the Ni layer and the Ti layer in order from the top. A Ni / Ti / Al clad plate laminated with an Al layer and clad integrally may be disposed at the uppermost position of the first laminate 10, or the pressing member 32 contacts the first laminate 10. A release layer that inhibits bonding with the brazing material may be disposed on the surface side (that is, the lower surface side of the pressing member 32).

図7及び8は、本発明の第2実施形態を説明する図である。   7 and 8 are diagrams for explaining a second embodiment of the present invention.

本第2実施形態では、図8に示すように、ろう材−炭素粒子含有層2は、上記第1実施形態のようにろう材層2aと炭素粒子層2bとに分かれているものではなく、アルミニウム系ろう材粒子及び炭素粒子を混合状態に含有したろう材粒子−炭素粒子混合層2cである。   In the second embodiment, as shown in FIG. 8, the brazing material-carbon particle-containing layer 2 is not divided into the brazing material layer 2a and the carbon particle layer 2b as in the first embodiment, This is a brazing filler metal particle-carbon particle mixed layer 2c containing aluminum brazing filler metal particles and carbon particles in a mixed state.

さらに、混合層2cは、上記第1実施形態のようにブレージングシート3ではなく、図7に示すようにアルミニウム層を形成するアルミニウム箔1の片面(上面)上に塗工されている。   Further, the mixed layer 2c is applied not on the brazing sheet 3 as in the first embodiment but on one surface (upper surface) of the aluminum foil 1 forming the aluminum layer as shown in FIG.

混合層2cの塗工は、例えば図4に示した塗工装置を用いた塗工方法に従って行われる。すなわち、ろう材粉末等のろう材粒子(図示せず)は、炭素粒子5とバインダー41とバインダー41用溶剤42と一緒に混合容器44内に入れられ、これらが撹拌羽根付きミキサー45により撹拌混合される。これにより、ろう材粒子と炭素粒子5とバインダー41と溶剤42とを混合状態に含有する塗液が得られる。   The application of the mixed layer 2c is performed, for example, according to a coating method using the coating apparatus shown in FIG. That is, brazing filler metal particles (not shown) such as brazing filler metal powder are placed in a mixing container 44 together with the carbon particles 5, the binder 41, and the solvent 42 for the binder 41, and these are stirred and mixed by the mixer 45 with stirring blades. Is done. Thereby, the coating liquid containing the brazing filler metal particles, the carbon particles 5, the binder 41, and the solvent 42 in a mixed state is obtained.

ろう材粒子の大きさは限定されるものではないが、特にその平均粒子径が5μm以上500μm以下であることが、アルミニウムと炭素粒子との複合化を確実に行える点等で望ましい。   The size of the brazing filler metal particles is not limited, but it is particularly preferable that the average particle diameter is 5 μm or more and 500 μm or less because the composite of aluminum and carbon particles can be reliably performed.

塗工装置50の巻出しローラ51にはブレージングシート3の条材3Aではなくアルミニウム箔1の条材1Aが巻かれる。そして、塗工装置50を用いて混合層2cをアルミニウム箔条材1Aの片面(上面)上にその略全面に亘って層状に塗工する。これにより、アルミニウム箔条材1Aの片面(上面)上に混合層2cが形成(塗工)されてなる塗工アルミニウム箔8の条材8Aが得られるとともに、巻取りローラ53に巻き取られる。   The strip 1 </ b> A of the aluminum foil 1 is wound around the unwind roller 51 of the coating apparatus 50 instead of the strip 3 </ b> A of the brazing sheet 3. And using the coating apparatus 50, the mixed layer 2c is coated on the single side | surface (upper surface) of 1 A of aluminum foil strips in the layer form over the substantially whole surface. Thereby, the strip material 8A of the coated aluminum foil 8 in which the mixed layer 2c is formed (coated) on one surface (upper surface) of the aluminum foil strip material 1A is obtained and wound around the winding roller 53.

この塗工工程において、混合層2cの塗工量は限定されるものではないが、特に、混合層2cは、混合層2cに含まれる炭素粒子5の塗工量が40g/m以下になるように塗工されることが望ましく、また混合層2cは、混合層2cに含まれる炭素粒子5の塗工量が1g/m以上になるように塗工されることが望ましい。それらの理由は、上記第1実施形態で説明した理由と同じである。 In this coating step, the coating amount of the mixed layer 2c is not limited. In particular, the mixed layer 2c has a coating amount of the carbon particles 5 included in the mixed layer 2c of 40 g / m 2 or less. The mixed layer 2c is preferably coated so that the coating amount of the carbon particles 5 contained in the mixed layer 2c is 1 g / m 2 or more. These reasons are the same as those explained in the first embodiment.

さらに、混合層2cは、配線層(複合材)11に対する炭素粒子5の体積含有率が2体積%以上70体積%以下になるように塗工されることが望ましい。その理由は、上記第1実施形態で説明した理由と同じである。   Furthermore, the mixed layer 2c is preferably applied such that the volume content of the carbon particles 5 with respect to the wiring layer (composite material) 11 is 2% by volume or more and 70% by volume or less. The reason is the same as the reason described in the first embodiment.

巻取りローラ53に巻き取られた塗工アルミニウム箔条材8Aは、巻取りローラ53から巻き出されながら又は巻き出された後で所定の形状(例:四角形状)に切断され、これにより、複数の塗工アルミニウム箔8が得られる。   The coated aluminum foil strip 8A taken up by the take-up roller 53 is cut into a predetermined shape (eg, a square shape) while being unwound from the take-up roller 53 or after being unwound, A plurality of coated aluminum foils 8 are obtained.

次いで、塗工アルミニウム箔8を複数積層して第1積層体10を形成するとともに、第1積層体10と絶縁層12と緩衝層13と冷却部材14とを、第1積層体10と絶縁層12の間、絶縁層12と緩衝層13の間、及び、緩衝層13と冷却部材14の間にそれぞれろう材層を介在させて積層して第2積層体20を形成する。その後の工程は、上記実施形態と同様に行われる。   Next, a plurality of coated aluminum foils 8 are laminated to form the first laminate 10, and the first laminate 10, the insulating layer 12, the buffer layer 13, and the cooling member 14 are combined with the first laminate 10 and the insulating layer. 12, the insulating layer 12 and the buffer layer 13, and the buffer layer 13 and the cooling member 14 are laminated with the brazing material layer interposed therebetween to form the second stacked body 20. Subsequent steps are performed in the same manner as in the above embodiment.

なお本発明では、塗工アルミニウム箔8を上下反転させて複数積層して第1積層体10を形成しても良い。   In the present invention, the first laminated body 10 may be formed by stacking a plurality of coated aluminum foils 8 upside down.

以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変更可能である。   Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

また、上記実施形態では絶縁基板の配線層が本発明の複合材で形成されているが、本発明ではその他に例えば更に絶縁基板の緩衝層も本発明の複合材で形成されていても良い。さらに、本発明は緩衝層だけが本発明の複合材で形成されることを排除するものではない。   In the above embodiment, the wiring layer of the insulating substrate is formed of the composite material of the present invention. However, in the present invention, for example, the buffer layer of the insulating substrate may be further formed of the composite material of the present invention. Furthermore, the present invention does not exclude that only the buffer layer is formed of the composite material of the present invention.

また、上記実施形態では冷却部材は放熱部材であるが、本発明ではその他に例えば冷却液(例:冷却水)が流通する流通路を有する冷却器であっても良い。   Moreover, in the said embodiment, although a cooling member is a heat radiating member, in this invention, the cooler which has a flow path through which a cooling fluid (for example, cooling water) distribute | circulates may be used.

次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を以下に示す。なお本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Next, specific examples and comparative examples of the present invention are shown below. The present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>
図1〜6に示した上記第1実施形態の絶縁基板25をその製造方法に従って製造した。その製造方法及びその条件は次のとおりである。
<Example 1>
The insulating substrate 25 of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 was manufactured according to the manufacturing method. The manufacturing method and the conditions are as follows.

厚さ70μmの両面ブレージングシート条材(クラッド率20%)3Aの片面上に炭素粒子層としてのピッチ系炭素繊維層2bを当該層2bに含まれるピッチ系炭素繊維の塗工量が21g/mになるように塗工しそして乾燥した。これにより、塗工ブレージングシート条材(詳述すると塗工両面ブレージングシート条材)4Aを得た。なお、ピッチ系炭素繊維の平均繊維長さは200μm、その平均繊維直径は15μmであった。 The coating amount of the pitch-based carbon fiber contained in the layer 2b of the pitch-based carbon fiber layer 2b as the carbon particle layer on one side of the double-sided brazing sheet strip (cladding rate 20%) 3A having a thickness of 70 μm is 21 g / m. coating at 2 and then dried. In this way, a coated brazing sheet strip (more specifically, a coated double-sided brazing sheet strip) 4A was obtained. The average fiber length of the pitch-based carbon fibers was 200 μm, and the average fiber diameter was 15 μm.

次いで、塗工ブレージングシート条材4Aを縦25mm×横25mmの正方形状に切断することで、塗工ブレージングシート4を複数得た。そして、これを10枚積層して第1積層体10を形成するとともに、第1積層体10と絶縁層12と緩衝層13と冷却部材14とを積層して第2積層体20を形成した。絶縁層12はAlN層であり、緩衝層13は純度4Nのアルミニウム層であり、冷却部材14はアルミニウム製ヒートシンクであった。第2積層体20を形成する際には、絶縁層12と緩衝層13の間、及び、緩衝層13と冷却部材14の間にそれぞれろう材層15としてのろう材箔を介在させた。そして、第2積層体20をその積層方向に0.15N/mmの加圧力で加圧して第2積層体20を仮組した。 Next, a plurality of coating brazing sheets 4 were obtained by cutting the coating brazing sheet strip 4A into a square shape having a length of 25 mm and a width of 25 mm. Then, 10 sheets were laminated to form the first laminated body 10, and the first laminated body 10, the insulating layer 12, the buffer layer 13, and the cooling member 14 were laminated to form the second laminated body 20. The insulating layer 12 was an AlN layer, the buffer layer 13 was an aluminum layer with a purity of 4N, and the cooling member 14 was an aluminum heat sink. When forming the 2nd laminated body 20, the brazing material foil as the brazing material layer 15 was interposed between the insulating layer 12 and the buffer layer 13, and between the buffer layer 13 and the cooling member 14, respectively. And the 2nd laminated body 20 was temporarily assembled by pressurizing the 2nd laminated body 20 with the applied pressure of 0.15 N / mm < 2 > in the lamination direction.

次いで、真空ろう付け装置を用いて第2積層体20に対してろう付けを行い、絶縁基板25を製造した。その際に適用したろう付け条件は、真空度1×10-4Pa、ろう付け温度600℃、その保持時間20min、ろう付け温度から300℃までの範囲内における冷却速度50℃/minであった。 Next, the second laminated body 20 was brazed using a vacuum brazing apparatus, and the insulating substrate 25 was manufactured. The brazing conditions applied at that time were a vacuum of 1 × 10 −4 Pa, a brazing temperature of 600 ° C., a holding time of 20 min, and a cooling rate of 50 ° C./min within the range from the brazing temperature to 300 ° C. .

こうして得られた絶縁基板25では、配線層11の外周面にその略全面を覆う状態にろう材のはみ出し部2axが固着しており、そのため、配線層11の外周面の機械的強度が高く、また配線層11の外周面からの炭素繊維の脱落も見られなかった。さらに、絶縁基板25は高い熱伝導性を有していた。   In the insulating substrate 25 obtained in this way, the protruding portion 2ax of the brazing material is fixed to the outer peripheral surface of the wiring layer 11 so as to cover the substantially entire surface, and therefore, the mechanical strength of the outer peripheral surface of the wiring layer 11 is high, In addition, the carbon fiber was not dropped from the outer peripheral surface of the wiring layer 11. Furthermore, the insulating substrate 25 has high thermal conductivity.

<実施例2>
図1〜6に示した上記第1実施形態の絶縁基板25をその製造方法に従って製造した。その製造方法及びその条件は次のとおりである。
<Example 2>
The insulating substrate 25 of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 was manufactured according to the manufacturing method. The manufacturing method and the conditions are as follows.

厚さ60μmの両面ブレージングシート条材(クラッド率20%)3Aの片面上に炭素粒子層としての高熱伝導性鱗片状黒鉛粒子層2bを当該層2bに含まれる鱗片状黒鉛粒子の塗工量が9g/mになるように塗工しそして乾燥した。これにより、塗工ブレージングシート条材(詳述すると塗工両面ブレージングシート条材)4Aを得た。なお、鱗片状黒鉛粒子の平均粒子径は200μm、その偏平率は10であった。 The coating amount of the scaly graphite particles contained in the layer 2b is a high thermal conductivity scaly graphite particle layer 2b as a carbon particle layer on one side of a double-sided brazing sheet strip (cladding rate 20%) 3A having a thickness of 60 μm. It was applied to 9 g / m 2 and dried. In this way, a coated brazing sheet strip (more specifically, a coated double-sided brazing sheet strip) 4A was obtained. The average particle diameter of the scaly graphite particles was 200 μm, and the flatness was 10.

次いで、塗工ブレージングシート条材4Aを縦25mm×横25mmの正方形状に切断することで、塗工ブレージングシート4を複数得た。そして、これを20枚積層して第1積層体10を形成するとともに、第1積層体10と絶縁層12と緩衝層13と冷却部材14とを積層して第2積層体20を形成した。絶縁層12、緩衝層13及び冷却部材14は、上記実施例1と同じである。第2積層体20を形成する際には、絶縁層12と緩衝層13の間、及び、緩衝層13と冷却部材14の間にそれぞれろう材層15としてのろう材箔を介在させた。そして、第2積層体20をその積層方向に0.15N/mmの加圧力で加圧して第2積層体20を仮組した。 Next, a plurality of coating brazing sheets 4 were obtained by cutting the coating brazing sheet strip 4A into a square shape having a length of 25 mm and a width of 25 mm. Then, 20 sheets were laminated to form the first laminated body 10, and the first laminated body 10, the insulating layer 12, the buffer layer 13, and the cooling member 14 were laminated to form the second laminated body 20. The insulating layer 12, the buffer layer 13, and the cooling member 14 are the same as those in the first embodiment. When forming the 2nd laminated body 20, the brazing material foil as the brazing material layer 15 was interposed between the insulating layer 12 and the buffer layer 13, and between the buffer layer 13 and the cooling member 14, respectively. And the 2nd laminated body 20 was temporarily assembled by pressurizing the 2nd laminated body 20 with the applied pressure of 0.15 N / mm < 2 > in the lamination direction.

次いで、真空ろう付け装置を用いて第2積層体20に対して上記実施例1と同じろう付け条件でろう付けを行い、絶縁基板25を製造した。   Next, the insulating substrate 25 was manufactured by brazing the second laminate 20 using the vacuum brazing apparatus under the same brazing conditions as in Example 1 above.

こうして得られた絶縁基板25では、配線層11の外周面にその略全面を覆う状態にろう材のはみ出し部2axが固着しており、そのため、配線層11の外周面の機械的強度が高く、また配線層11の外周面からの鱗片状黒鉛粒子の脱落も見られなかった。さらに、絶縁基板25は高い熱伝導性を有していた。   In the insulating substrate 25 obtained in this way, the protruding portion 2ax of the brazing material is fixed to the outer peripheral surface of the wiring layer 11 so as to cover the substantially entire surface, and therefore, the mechanical strength of the outer peripheral surface of the wiring layer 11 is high, Moreover, the flake graphite particles did not fall off from the outer peripheral surface of the wiring layer 11. Furthermore, the insulating substrate 25 has high thermal conductivity.

<比較例>
厚さ60μmのアルミニウム箔条材の片面上に炭素粒子層としての高熱伝導性鱗片状黒鉛粒子層を当該層に含まれる鱗片状黒鉛粒子の塗工量が9g/mになるように塗工しそして乾燥した。これにより、塗工アルミニウム箔条材を得た。なお、鱗片状黒鉛粒子の平均粒子径は200μm、その偏平率は10であった。
<Comparative example>
A high thermal conductivity scaly graphite particle layer as a carbon particle layer is coated on one surface of a 60 μm thick aluminum foil strip so that the coating amount of scaly graphite particles contained in the layer is 9 g / m 2. And dried. Thereby, a coated aluminum foil strip was obtained. The average particle diameter of the scaly graphite particles was 200 μm, and the flatness was 10.

次いで、塗工アルミニウム箔条材を縦25mm×横25mmの正方形状に切断することで、塗工アルミニウム箔を複数得た。そして、これを20枚積層して積層体を形成した。   Next, a plurality of coated aluminum foils were obtained by cutting the coated aluminum foil strip into a square shape of 25 mm long × 25 mm wide. And 20 sheets of these were laminated | stacked and the laminated body was formed.

次いで、ホットプレス装置を用いて積層体を、加熱温度600℃、その保持時間60min及び加圧力1MPaの条件で加熱及び加圧して焼結することで複合材を製造した。   Subsequently, the laminate was manufactured by heating and pressurizing and sintering the laminate using a hot press apparatus under conditions of a heating temperature of 600 ° C., a holding time of 60 min, and a pressing force of 1 MPa.

こうして得られた複合材では、複合材の外周面の接合が不完全であり、そのため、複合材の外周面の機械的強度が弱く、また複合材の外周面から鱗片状黒鉛粒子の脱落が見られた。   In the composite material obtained in this way, the joining of the outer peripheral surface of the composite material is incomplete. Therefore, the mechanical strength of the outer peripheral surface of the composite material is weak, and scaly graphite particles have fallen off from the outer peripheral surface of the composite material. It was.

本発明は、アルミニウムと炭素粒子との複合材、その製造方法、絶縁基板及びその製造方法に利用可能である。   The present invention can be used for a composite material of aluminum and carbon particles, a manufacturing method thereof, an insulating substrate, and a manufacturing method thereof.

1:アルミニウム層(アルミニウム箔)
1A:アルミニウム箔条材
2:ろう材−炭素粒子含有層
2a:ろう材層
2b:炭素粒子層
2c:ろう材粒子−炭素粒子混合層
3:ブレージングシート
3A:ブレージングシート条材
4:塗工ブレージングシート
4A:塗工ブレージングシート条材
5:炭素粒子
8:塗工アルミニウム箔
8A:塗工アルミニウム箔条材
10:第1積層体
11:配線層
12:絶縁層
20:第2積層体
25:絶縁基板
30:加圧手段
1: Aluminum layer (aluminum foil)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A: Aluminum foil strip material 2: Brazing material-carbon particle content layer 2a: Brazing material layer 2b: Carbon particle layer 2c: Brazing material particle-carbon particle mixed layer 3: Brazing sheet 3A: Brazing sheet strip material 4: Coating brazing Sheet 4A: Coating brazing sheet strip 5: Carbon particles 8: Coating aluminum foil 8A: Coating aluminum foil strip 10: First laminate 11: Wiring layer 12: Insulating layer 20: Second laminate 25: Insulation Substrate 30: Pressurizing means

Claims (13)

アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の積層体を形成する積層工程と、
前記積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱することにより、前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とをろう付け一体化するろう付け工程と、を備え、
前記ろう付け工程では、前記ろう材−炭素粒子含有層中の前記ろう材の溶融物の一部が前記積層体の外周面側にはみ出るように前記積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱する、アルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
A lamination step of forming a laminate in which a plurality of aluminum layers and a brazing filler metal-carbon particle-containing layer containing an aluminum-based brazing material and carbon particles are alternately laminated;
A brazing step of brazing and integrating the plurality of aluminum layers and the plurality of brazing material-carbon particle-containing layers by heating the laminated body in a state of being pressed in the laminating direction;
In the brazing step, the laminated body is pressed in the laminating direction so that a part of the melt of the brazing material in the brazing material-carbon particle-containing layer protrudes to the outer peripheral surface side of the laminated body. A method for producing a composite material of aluminum and carbon particles to be heated.
前記ろう材−炭素粒子含有層は、前記ろう材を主に含有するろう材層と、前記炭素粒子を主に含有する炭素粒子層とに分かれており、
前記積層工程では、前記アルミニウム層を心材、前記ろう材層を皮材とするブレージングシート上に前記炭素粒子層を塗工することにより、塗工ブレージングシートを形成し、その後、前記塗工ブレージングシートを複数積層して前記積層材を形成する請求項1記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。
The brazing material-carbon particle-containing layer is divided into a brazing material layer mainly containing the brazing material and a carbon particle layer mainly containing the carbon particles,
In the laminating step, a coating brazing sheet is formed by coating the carbon particle layer on a brazing sheet having the aluminum layer as a core material and the brazing material layer as a skin material, and then the coating brazing sheet. The method for producing a composite material of aluminum and carbon particles according to claim 1, wherein a plurality of layers are laminated to form the laminated material.
前記炭素粒子層に含まれる前記炭素粒子の塗工量が40g/m以下になるように前記炭素粒子層を塗工する請求項2記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。 The manufacturing method of the composite material of the aluminum and carbon particle of Claim 2 which coats the said carbon particle layer so that the coating amount of the said carbon particle contained in the said carbon particle layer may be 40 g / m < 2 > or less. 複合材に対する前記炭素粒子の体積含有率が2体積%以上70体積%以下になるように前記炭素粒子層を塗工する請求項2又は3記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。   The method for producing a composite material of aluminum and carbon particles according to claim 2 or 3, wherein the carbon particle layer is applied so that a volume content of the carbon particles with respect to the composite material is 2 vol% or more and 70 vol% or less. 前記積層工程では、前記アルミニウム層を形成するアルミニウム箔上に、ろう材粒子及び炭素粒子を混合状態に含有するろう材粒子−炭素粒子混合層を前記ろう材−炭素粒子含有層として塗工することにより、塗工アルミニウム箔を形成し、その後、前記塗工アルミニウム箔を複数積層して前記積層体を形成する請求項1記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。   In the laminating step, a brazing filler metal particle-carbon particle mixed layer containing brazing filler metal particles and carbon particles in a mixed state is applied onto the aluminum foil forming the aluminum layer as the brazing filler metal-carbon particle-containing layer. The method for producing a composite material of aluminum and carbon particles according to claim 1, wherein a coated aluminum foil is formed, and then the laminated body is formed by laminating a plurality of the coated aluminum foils. 前記混合層に含まれる前記炭素粒子の塗工量が40g/m以下になるように前記混合層を塗工する請求項5記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。 The method for producing a composite material of aluminum and carbon particles according to claim 5, wherein the mixed layer is applied so that a coating amount of the carbon particles contained in the mixed layer is 40 g / m 2 or less. 複合材に対する前記炭素粒子の体積含有率が2体積%以上70体積%以下になるように前記混合層を塗工する請求項5又は6記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。   The manufacturing method of the composite material of the aluminum and carbon particle of Claim 5 or 6 which coats the said mixed layer so that the volume content rate of the said carbon particle with respect to a composite material may be 2 volume% or more and 70 volume% or less. 前記ろう材は、Mg、Bi及びSrからなる群より選択される少なくとも一つの元素が添加されたAl−Si系ろう材である請求項1〜7のいずれかに記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法。   The brazing material is an Al-Si brazing material to which at least one element selected from the group consisting of Mg, Bi, and Sr is added. The aluminum and carbon particles according to any one of claims 1 to 7 A method of manufacturing a composite material. 請求項1〜8のいずれかに記載のアルミニウムと炭素粒子との複合材の製造方法により得られた、アルミニウムと炭素粒子との複合材。   A composite material of aluminum and carbon particles obtained by the method for producing a composite material of aluminum and carbon particles according to claim 1. アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の積層体からなり、
前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とがろう付け一体化されるとともに、前記積層体の外周面側にはみ出た前記ろう材のはみ出し部が前記積層体の外周面に固着されている、アルミニウムと炭素粒子との複合材。
An aluminum layer and a brazing material containing an aluminum-based brazing material and carbon particles-a laminated body in a state where a plurality of carbon particle-containing layers are alternately laminated,
The plurality of aluminum layers and the plurality of brazing material-carbon particle containing layers are brazed and integrated, and the protruding portion of the brazing material that protrudes to the outer peripheral surface side of the laminate is formed on the outer peripheral surface of the laminate. A composite of aluminum and carbon particles that is fixed.
アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の配線層形成用第1積層体を形成するとともに、前記第1積層体と、絶縁層を少なくとも含む他の部材とを、前記第1積層体と前記絶縁層との間にろう材層を介在させて積層して第2積層体を形成する積層工程と、
前記第2積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱することにより、前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層と前記絶縁層とを一括してろう付け一体化し、これにより配線層を絶縁層に接合するろう付け工程と、を備え、
前記ろう付け工程では、前記ろう材−炭素粒子含有層中の前記ろう材の溶融物の一部が前記第1積層体の外周面側にはみ出るように前記第2積層体をその積層方向に加圧した状態で加熱する、絶縁基板の製造方法。
Forming a first laminated body for forming a wiring layer in which a plurality of aluminum layers and brazing filler metal-carbon particle-containing layers containing an aluminum-based brazing material and carbon particles are alternately laminated; and the first laminated body, A stacking step of stacking another member including at least an insulating layer with a brazing filler metal layer interposed between the first stack and the insulating layer to form a second stack;
By heating the second laminate in a state of being pressed in the laminating direction, the plurality of aluminum layers, the plurality of brazing material-carbon particle-containing layers, and the insulating layer are collectively brazed and integrated, This includes a brazing process for bonding the wiring layer to the insulating layer,
In the brazing step, the second laminated body is added in the laminating direction so that a part of the melt of the brazing material in the brazing material-carbon particle-containing layer protrudes to the outer peripheral surface side of the first laminated body. A method for manufacturing an insulating substrate, wherein heating is performed in a pressed state.
請求項11記載の絶縁基板の製造方法により得られた絶縁基板。   An insulating substrate obtained by the method for manufacturing an insulating substrate according to claim 11. 配線層を備えた絶縁基板であって、
前記配線層は、アルミニウム層と、アルミニウム系ろう材及び炭素粒子を含有するろう材−炭素粒子含有層とが交互に複数積層された状態の積層体からなり、
前記複数のアルミニウム層と前記複数のろう材−炭素粒子含有層とがろう付け一体化されるとともに、前記配線層の外周面側にはみ出た前記ろう材のはみ出し部が前記配線層の外周面に固着されている、絶縁基板。
An insulating substrate having a wiring layer,
The wiring layer is composed of a laminate in a state where a plurality of aluminum layers and a brazing filler metal containing carbon particles and a carbon particle-containing layer are alternately laminated.
The plurality of aluminum layers and the plurality of brazing material-carbon particle containing layers are brazed and integrated, and the protruding portion of the brazing material that protrudes to the outer peripheral surface side of the wiring layer is formed on the outer peripheral surface of the wiring layer. An insulated substrate that is fixed.
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