JP2018022738A - Method for producing insulating substrate and insulating substrate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an insulating substrate, capable of satisfactorily joining an insulating layer made of ceramic and a layer arranged to be laminated to the insulating layer, and an insulating substrate.SOLUTION: An insulating substrate includes a first constituent layer and a second constituent layer 2 arranged on at least one side of both sides of the first constituent layer in a thickness direction to be laminated to the first constituent layer. The first constituent layer is an insulating layer 3 made of ceramic. The second constituent layer 2 is made of an aluminum-based composite material containing carbon particles as particles that are composited with aluminum. The insulating layer 3 and the second constituent layer 2 are joined to each other by brazing with a brazing sheet 10 interposed therebetween.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電子素子等の発熱性素子が搭載される絶縁基板及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an insulating substrate on which a heat generating element such as an electronic element is mounted and a method for manufacturing the same.

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の双方を含む意味で用いられ、また「板」の語は、特に明示する場合を除き「箔」も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 an aluminum alloy unless otherwise specified, and the term “plate” is specifically indicated. Except in some cases, “foil” is used to mean.

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、本明細書及び特許請求の範囲では、絶縁基板の構成を理解し易くするため、発熱性素子が搭載される絶縁基板の搭載面側を絶縁基板の上側、及び、その反対側を絶縁基板の下側とそれぞれ定義する。   Further, although the vertical direction of the insulating substrate according to the present invention is not limited, in this specification and the claims, in order to facilitate understanding of the configuration of the insulating substrate, the insulating substrate on which the heat generating element is mounted. Is defined as the upper side of the insulating substrate, and the opposite side is defined as the lower side of the insulating substrate.

電子素子等の発熱性素子が搭載される従来の絶縁基板の製造方法について、セラミック製の絶縁層の上側にろう材板を介して配線層(回路層とも呼ばれている)を積層状に配置し、絶縁層と配線層をろう付けにより互いに接合することは公知である(例えば特許文献1、2)。   Regarding the conventional method of manufacturing an insulating substrate on which an exothermic element such as an electronic element is mounted, a wiring layer (also referred to as a circuit layer) is arranged in a laminated form on a ceramic insulating layer via a brazing material plate. In addition, it is known that the insulating layer and the wiring layer are joined to each other by brazing (for example, Patent Documents 1 and 2).

絶縁基板では、発熱性素子は配線層の上面からなる搭載面に例えばはんだ付けにより接合されて搭載される。そして、絶縁基板は、発熱性素子の動作に伴い発熱する発熱性素子を冷却するため、冷却部材(放熱部材を含む)上に接合されるのが一般的である。   In the insulating substrate, the heat generating element is mounted on the mounting surface composed of the upper surface of the wiring layer by, for example, soldering. In general, the insulating substrate is bonded onto a cooling member (including a heat radiating member) in order to cool the heat generating element that generates heat as the heat generating element operates.

一般に、絶縁基板においては冷熱サイクル負荷に対して高い信頼性(例:接合信頼性)が要求される。   In general, an insulating substrate is required to have high reliability (eg, bonding reliability) with respect to a thermal cycle load.

実公平8−10202号公報No. 8-10202 特開2011−66387号公報(段落[0002])JP 2011-66387 A (paragraph [0002])

近年、発熱性素子からの発熱量の増大化や絶縁基板の絶縁層の薄肉化などにより絶縁層に作用する応力が増加する傾向にあり、そのため、絶縁基板においては冷熱サイクル負荷に対して更なる高い信頼性が要求される。この要求を満足させるためには、絶縁層と当該絶縁層に対し積層状に配置される層(例:配線層、緩衝層)とを良好に接合しなければならない。   In recent years, the stress acting on the insulating layer tends to increase due to an increase in the amount of heat generated from the heat generating element and the thinning of the insulating layer of the insulating substrate. High reliability is required. In order to satisfy this requirement, it is necessary to satisfactorily bond an insulating layer and a layer (for example, a wiring layer, a buffer layer) arranged in a laminated form with respect to the insulating layer.

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、セラミック製の絶縁層と当該絶縁層に対し積層状に配置される層とを良好に接合することができる絶縁基板の製造方法を提供することにあり、またセラミック製の絶縁層と当該絶縁層に対し積層状に配置される層とが良好に接合されている絶縁基板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 an object of the present invention is to provide an insulating substrate that can satisfactorily bond a ceramic insulating layer and a layer arranged in a laminated manner to the insulating layer. An object of the present invention is to provide a manufacturing method, and to provide an insulating substrate in which a ceramic insulating layer and a layer arranged in a laminated form with respect to the insulating layer are well bonded.

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

[1] 第1構成層と、前記第1構成層の厚さ方向の両側のうち少なくとも一方側に前記第1構成層に対し積層状に配置される第2構成層と、を備えた絶縁基板の製造方法であって、
第1構成層は、セラミック製の絶縁層であり、
第2構成層は、アルミニウムと複合化される粒子として炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材料製であり、
前記絶縁層と前記第2構成層をブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合する絶縁基板の製造方法。
[1] An insulating substrate comprising: a first constituent layer; and a second constituent layer disposed on at least one side of the first constituent layer in a thickness direction with respect to the first constituent layer. A manufacturing method of
The first constituent layer is a ceramic insulating layer,
The second constituent layer is made of an aluminum-based composite material containing carbon particles as particles to be composited with aluminum,
A method of manufacturing an insulating substrate, wherein the insulating layer and the second constituent layer are joined to each other by brazing via a brazing sheet.

[2] 前記絶縁層と前記第2構成層を接合した後の状態で前記ブレージングシートの平均結晶粒径が10μm以上300μm以下になるように、前記絶縁層と前記第2構成層を接合する前項1記載の絶縁基板の製造方法。   [2] The preceding item in which the insulating layer and the second constituent layer are joined so that an average crystal grain size of the brazing sheet is 10 μm or more and 300 μm or less after the insulating layer and the second constituent layer are joined. 2. A method for producing an insulating substrate according to 1.

[3] 前記絶縁層と前記第2構成層を接合した後の状態で前記ブレージングシートの厚さが60μm以上500μm以下になるように、前記絶縁層と前記第2構成層を接合する前項1又は2記載の絶縁基板の製造方法。   [3] The preceding item 1 or 2, wherein the insulating layer and the second constituent layer are joined such that the brazing sheet has a thickness of 60 μm or more and 500 μm or less after the insulating layer and the second constituent layer are joined. 3. A method for producing an insulating substrate according to 2.

[4] 前記第2構成層は、前記第1構成層の厚さ方向の両側にそれぞれ配置されるものであり、
前記絶縁層と一方の前記第2構成層を第1ブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合すると同時に前記絶縁層と他方の前記第2構成層を第2ブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合する前項1〜3のいずれかに記載の絶縁基板の製造方法。
[4] The second constituent layer is disposed on both sides in the thickness direction of the first constituent layer,
The insulating layer and one of the second constituent layers are joined to each other by brazing through the first brazing sheet, and at the same time, the insulating layer and the other second constituent layer are joined to each other by brazing through the second brazing sheet. The method for manufacturing an insulating substrate according to any one of the preceding items 1 to 3.

[5] 第1構成層と、前記第1構成層の厚さ方向の両側のうち少なくとも一方側に前記第1構成層に対し積層状に配置される第2構成層と、を備えた絶縁基板であって、
第1構成層は、セラミック製の絶縁層であり、
第2構成層は、アルミニウムと複合化される粒子として炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材料製であり、
前記絶縁層と前記第2構成層がブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合されている絶縁基板。
[5] Insulating substrate comprising: a first component layer; and a second component layer disposed on at least one side of both sides of the first component layer in the thickness direction with respect to the first component layer. Because
The first constituent layer is a ceramic insulating layer,
The second constituent layer is made of an aluminum-based composite material containing carbon particles as particles to be composited with aluminum,
An insulating substrate in which the insulating layer and the second constituent layer are joined to each other by brazing via a brazing sheet.

[6] 前記ブレージングシートの平均結晶粒径が10μm以上300μm以下である前項5記載の絶縁基板。   [6] The insulating substrate according to item 5 above, wherein an average crystal grain size of the brazing sheet is 10 μm or more and 300 μm or less.

[7] 前記ブレージングシートの厚さが60μm以上500μm以下である前項5又は6記載の絶縁基板。   [7] The insulating substrate according to item 5 or 6 above, wherein the thickness of the brazing sheet is 60 μm or more and 500 μm or less.

[8] 前記第2構成層は、前記第1構成層の厚さ方向の両側にそれぞれ配置されており、
前記絶縁層と一方の前記第2構成層が第1ブレージングヒートを介してろう付けにより互いに接合されるとともに、前記絶縁層と他方の前記第2構成層が第2ブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合されている前項5〜7のいずれかに記載の絶縁基板。
[8] The second constituent layer is disposed on both sides in the thickness direction of the first constituent layer,
The insulating layer and one of the second constituent layers are joined together by brazing via a first brazing heat, and the insulating layer and the other second constituent layer are joined by brazing via a second brazing sheet. The insulating substrate according to any one of the preceding items 5 to 7, which are bonded to each other.

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

前項1では、第2構成層がアルミニウムと複合化される粒子として炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材料製であるにより、第2構成層の線膨張係数が小さくなり、そのため、セラミック製絶縁層の線膨張係数と第2構成層の線膨張係数との差を小さくすることができる。これにより、絶縁層と第2構成層との間の線膨張係数差に起因する応力を小さくすることができる。   In the preceding paragraph 1, since the second constituent layer is made of an aluminum-based composite material containing carbon particles as particles to be composited with aluminum, the linear expansion coefficient of the second constituent layer is reduced. The difference between the linear expansion coefficient and the linear expansion coefficient of the second constituent layer can be reduced. Thereby, the stress resulting from the difference in linear expansion coefficient between the insulating layer and the second constituent layer can be reduced.

さらに、絶縁層と第2構成層をブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合することにより、絶縁層と第2構成層を良好に接合することができる。   Furthermore, the insulating layer and the second constituent layer can be favorably joined by joining the insulating layer and the second constituent layer to each other by brazing via a brazing sheet.

これらの作用により、絶縁基板の冷熱サイクル負荷に対する信頼性を高めることができる。   By these actions, the reliability of the insulating substrate with respect to the thermal cycle load can be enhanced.

前項2では、絶縁層と第2構成層を接合した後の状態でブレージングシートの平均結晶粒径が10μm以上300μm以下になることにより、冷熱サイクル負荷時に第2構成層とブレージングシートとのろう付け部に発生する応力を確実に緩和することができる。これにより、絶縁基板の冷却サイクル負荷に対する信頼性を更に高めることができる。   In the preceding item 2, the brazing sheet is brazed between the second component layer and the brazing sheet when the thermal cycle is applied, because the average crystal grain size of the brazing sheet is 10 μm or more and 300 μm or less after the insulating layer and the second component layer are joined. The stress generated in the part can be surely relieved. Thereby, the reliability with respect to the cooling cycle load of an insulated substrate can further be improved.

前項3では、絶縁層と第2構成層を接合した後の状態でブレージングシートの厚さが60μm以上500μm以下になることにより、絶縁層と第2構成層を更に良好に接合することができるし、ブレージングシートから絶縁層に作用する応力による絶縁層の破断を確実に抑制することができる。これにより、絶縁基板の冷却サイクル負荷に対する信頼性を更に高めることができる。   In the previous item 3, the thickness of the brazing sheet is 60 μm or more and 500 μm or less after the insulating layer and the second constituent layer are joined, so that the insulating layer and the second constituent layer can be joined better. Moreover, the breakage of the insulating layer due to the stress acting on the insulating layer from the brazing sheet can be reliably suppressed. Thereby, the reliability with respect to the cooling cycle load of an insulated substrate can further be improved.

前項4では、絶縁層と一方の第2構成層を接合すると同時に絶縁層と他方の第2構成層を接合するので、絶縁基板の製造時間の短縮化を図ることができる。   In the preceding item 4, since the insulating layer and one second constituent layer are joined simultaneously with the insulating layer and the other second constituent layer, the manufacturing time of the insulating substrate can be shortened.

前項5では、絶縁基板の冷熱サイクル負荷に対する信頼性を高めることができる。   In the preceding item 5, it is possible to improve the reliability of the insulating substrate with respect to the thermal cycle load.

前項6〜8では、それぞれ絶縁基板の冷却サイクル負荷に対する信頼性を更に高めることができる。   In the preceding items 6 to 8, the reliability of the insulating substrate with respect to the cooling cycle load can be further improved.

図1は、本発明の第1実施形態に係る絶縁基板の概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view of an insulating substrate according to the first embodiment of the present invention. 図2は、同絶縁基板を製造途中の状態で示す概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view showing the insulating substrate in a state of being manufactured. 図3は、本発明の第2実施形態に係る絶縁基板を製造途中の状態で示す概略正面図である。FIG. 3 is a schematic front view showing the insulating substrate according to the second embodiment of the present invention in the middle of manufacturing. 図4は、本発明の参考形態(比較例)に係る絶縁基板の概略正面図である。FIG. 4 is a schematic front view of an insulating substrate according to a reference embodiment (comparative example) of the present invention. 図5は、図4中のA部分の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion A in FIG. 図6は、同絶縁基板を製造途中の状態で示す概略正面図である。FIG. 6 is a schematic front view showing the insulating substrate in a state of being manufactured.

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及び2は、本発明の第1実施形態を説明する図である。   1 and 2 are diagrams for explaining a first embodiment of the present invention.

図1に示すように、本第1実施形態の絶縁基板1は、当該絶縁基板1を構成する複数の構成層を備えており、複数の構成層が積層状にろう付けにより接合一体化されることで形成されたものである。   As shown in FIG. 1, the insulating substrate 1 of the first embodiment includes a plurality of constituent layers constituting the insulating substrate 1, and the plurality of constituent layers are joined and integrated in a laminated form by brazing. It is formed by.

複数の構成層は、配線層2と絶縁層3と緩衝層4を含んでいる。そして、下から上へ順に緩衝層4と絶縁層3とブレージングシート10と配線層2が積層状に配置された状態でろう付けにより接合一体化されており、これにより絶縁基板1が形成されている。   The plurality of constituent layers include a wiring layer 2, an insulating layer 3, and a buffer layer 4. The buffer layer 4, the insulating layer 3, the brazing sheet 10, and the wiring layer 2 are joined and integrated by brazing in order from the bottom to the top, thereby forming the insulating substrate 1. Yes.

さらに、緩衝層4とその下側に配置された冷却部材5とがろう付けにより互いに接合されており、これにより絶縁基板1が冷却部材5上に接合されている。したがって、本第1実施形態の絶縁基板1は、詳述すると冷却部材5付きのものである。なお、このような冷却部材5付き絶縁基板1は冷却器とも呼ばれている。   Further, the buffer layer 4 and the cooling member 5 disposed below the buffer layer 4 are joined to each other by brazing, whereby the insulating substrate 1 is joined onto the cooling member 5. Therefore, the insulating substrate 1 of the first embodiment is provided with the cooling member 5 in detail. Such an insulating substrate 1 with the cooling member 5 is also called a cooler.

本第1実施形態の絶縁基板1では、絶縁層3と配線層2が本特許請求の範囲に記載された「第1構成層」と「第2構成層」にそれぞれ対応している。   In the insulating substrate 1 of the first embodiment, the insulating layer 3 and the wiring layer 2 correspond to the “first constituent layer” and the “second constituent layer” recited in the claims, respectively.

絶縁層(第1構成層)3は、セラミック製であり、電気絶縁性を有している。具体的には、絶縁層3は、AlN(窒化アルミ)板、Al(アルミナ)板、Si(窒化ケイ素)板などのセラミック板で形成されている。 The insulating layer (first constituent layer) 3 is made of ceramic and has electrical insulation. Specifically, the insulating layer 3 is formed of a ceramic plate such as an AlN (aluminum nitride) plate, an Al 2 O 3 (alumina) plate, or a Si 3 N 4 (silicon nitride) plate.

配線層(第2構成層)2は、回路層とも呼ばれているものであり、アルミニウムと複合化される粒子として炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材料製である。この複合材料の詳細については後述する。   The wiring layer (second constituent layer) 2 is also called a circuit layer and is made of an aluminum-based composite material containing carbon particles as particles to be combined with aluminum. Details of this composite material will be described later.

配線層2はその平坦状の上面からなる搭載面2aを有している。搭載面2aには発熱性素子20(図1中に二点鎖線で示す)が所定の接合手段(例:はんだ付け)によって接合されて搭載される。発熱性素子20は、発熱性素子20の動作に伴い発熱するものであり、例えば電子素子(半導体チップを含む)である。   The wiring layer 2 has a mounting surface 2a composed of the flat upper surface. A heat generating element 20 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 1) is mounted on the mounting surface 2a by a predetermined bonding means (eg, soldering). The exothermic element 20 generates heat with the operation of the exothermic element 20, and is, for example, an electronic element (including a semiconductor chip).

緩衝層4は、絶縁基板1に発生する熱応力等の応力を緩和するための層である。本第1実施形態では緩衝層4はアルミニウム板で形成されており、詳述すると例えば高純度アルミニウム板で形成されている。高純度アルミニウム板の純度は例えば4N以上である。   The buffer layer 4 is a layer for relaxing stress such as thermal stress generated in the insulating substrate 1. In the first embodiment, the buffer layer 4 is formed of an aluminum plate. More specifically, for example, the buffer layer 4 is formed of a high-purity aluminum plate. The purity of the high purity aluminum plate is, for example, 4N or more.

配線層2、絶縁層3及び緩衝層4の形状は例えばそれぞれ平面視で略方形状である。絶縁層3の一辺長さは、配線層2の一辺長さよりも大きく設定されており更に緩衝層4の一辺長さよりも大きく設定されている。   The shapes of the wiring layer 2, the insulating layer 3, and the buffer layer 4 are, for example, substantially rectangular shapes in plan view. The length of one side of the insulating layer 3 is set to be larger than the length of one side of the wiring layer 2 and further set to be longer than the length of one side of the buffer layer 4.

冷却部材5は、発熱性素子20を冷却するためのものであり、アルミニウム等の金属製である。本第1実施形態では冷却部材5は例えば放熱部材(ヒートシンク等)である。   The cooling member 5 is for cooling the exothermic element 20, and is made of metal such as aluminum. In the first embodiment, the cooling member 5 is, for example, a heat radiating member (such as a heat sink).

ただし本発明では、冷却部材5は放熱部材であることに限定されるものではなく、その他に例えば、後述する図3に示した第2実施形態の冷却部材105のように、その内部に冷却流体(例:冷却液)が流通する流路105aが設けられた冷却部材であっても良い。   However, in the present invention, the cooling member 5 is not limited to being a heat radiating member. In addition, for example, as in the cooling member 105 of the second embodiment shown in FIG. It may be a cooling member provided with a channel 105a through which (example: cooling liquid) flows.

絶縁層3と配線層2はブレージングシート10を介してろう付けにより互いに接合されている。絶縁層3と緩衝層4はろう付けにより互いに接合されている。緩衝層4と冷却部材5はろう付けにより互いに接合されている。   The insulating layer 3 and the wiring layer 2 are joined to each other by brazing via the brazing sheet 10. The insulating layer 3 and the buffer layer 4 are joined to each other by brazing. The buffer layer 4 and the cooling member 5 are joined together by brazing.

したがって、絶縁基板1は、絶縁層3とブレージングシート10を接合したろう付け部(第1ろう付け部)1aと、配線層2とブレージングシート10を接合したろう付け部(第2ろう付け部)1bと、絶縁層3と緩衝層4を接合したろう付け部(第3ろう付け部)1cと、緩衝層4と冷却部材5を接合したろう付け部(第4ろう付け部)1dとを備えている。   Therefore, the insulating substrate 1 includes a brazing part (first brazing part) 1a in which the insulating layer 3 and the brazing sheet 10 are joined, and a brazing part (second brazing part) in which the wiring layer 2 and the brazing sheet 10 are joined. 1b, a brazing part (third brazing part) 1c in which the insulating layer 3 and the buffer layer 4 are joined, and a brazing part (fourth brazing part) 1d in which the buffer layer 4 and the cooling member 5 are joined. ing.

なお図1では、配線層2とブレージングシート10は、それぞれの構成を理解し易くするため、断面で図示されるとともに、配線層2の断面及びブレージングシート10の断面に付される斜線等のハッチングはそれぞれ省略されている。   In FIG. 1, the wiring layer 2 and the brazing sheet 10 are shown in cross section for easy understanding of the respective configurations, and hatching such as oblique lines attached to the cross section of the wiring layer 2 and the cross section of the brazing sheet 10. Are omitted.

次に、配線層2の構成について以下に説明する。   Next, the configuration of the wiring layer 2 will be described below.

配線層2は、上述したようにアルミニウムと複合化される粒子として炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材料製である。以下では、この複合材料を「アルミニウム基炭素粒子複合材料」ともいう。   The wiring layer 2 is made of an aluminum-based composite material containing carbon particles as particles that are combined with aluminum as described above. Hereinafter, this composite material is also referred to as “aluminum-based carbon particle composite material”.

この複合材料の種類は限定されるものではない。望ましくは、複合材料は、アルミニウム箔上に炭素粒子層が塗工されてなる複数の塗工箔が積層状態で焼結一体化されたもの(この複合材料を以下では「積層焼結型複合材料」という)であるか、アルミニウム粒子(例:アルミニウム粉末)と炭素粒子(例:炭素粉末)との混合物が焼結されたもの(この複合材料を以下では「粒子焼結型複合材料」という)であることが良い。これらの複合材料は、いずれも、マトリックスとしてアルミニウムが用いられるとともに、当該アルミニウムと複合化される粒子として炭素粒子を含有するものである。   The type of the composite material is not limited. Desirably, the composite material is obtained by sintering and integrating a plurality of coated foils obtained by coating a carbon particle layer on an aluminum foil in a laminated state (hereinafter referred to as “laminated sintered composite material”). Or a mixture of aluminum particles (eg, aluminum powder) and carbon particles (eg, carbon powder) sintered (this composite material is hereinafter referred to as “particle-sintered composite material”). It is good to be. All of these composite materials use aluminum as a matrix and contain carbon particles as particles to be combined with the aluminum.

図1中の符号「7」は複合材料の炭素粒子を示しており、同図中の符号「8」は複合材料のマトリックスを示している。マトリックス8は上述したようにアルミニウムからなる。   Reference numeral “7” in FIG. 1 indicates carbon particles of the composite material, and reference numeral “8” in FIG. 1 indicates a matrix of the composite material. The matrix 8 is made of aluminum as described above.

アルミニウムの種類は限定されるものではない。特にアルミニウムは高純度アルミニウム等の高い熱伝導率を有していることが望ましい。   The kind of aluminum is not limited. In particular, it is desirable that aluminum has a high thermal conductivity such as high-purity aluminum.

炭素粒子7の種類は限定されるものではない。特に炭素粒子7は高い熱伝導率を有し且つアルミニウムとの複合化が容易であるものが望ましい。具体的には、炭素粒子7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一種の炭素粒子又は二種以上の炭素粒子を混合した混合炭素粒子であることが望ましく、更に、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一種の炭素粒子又は二種以上の炭素粒子を混合した混合炭素粒子であることがより望ましい。   The kind of carbon particle 7 is not limited. In particular, it is desirable that the carbon particles 7 have a high thermal conductivity and can be easily combined with aluminum. Specifically, the carbon particles 7 are one type of carbon particles selected from the group consisting of carbon fibers, carbon nanotubes, graphene, natural graphite particles, and artificial graphite particles, or mixed carbon particles in which two or more types of carbon particles are mixed. It is desirable that the carbon particle, carbon nanotube, graphene, and natural graphite particles are selected from one type of carbon particles or a mixture of two or more types of carbon particles.

炭素繊維としては、ピッチ系炭素繊維、PAN系炭素繊維などが好適に用いられる。   As the carbon fiber, pitch-based carbon fiber, PAN-based carbon fiber, or the like is preferably used.

カーボンナノチューブとしては、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(VGCF(登録商標)を含む)などが好適に用いられる。   As the carbon nanotubes, single-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, vapor-grown carbon fibers (including VGCF (registered trademark)) and the like are preferably used.

グラフェンとしては、単層グラフェン、多層グラフェンなどが好適に用いられる。   As graphene, single layer graphene, multilayer graphene, or the like is preferably used.

天然黒鉛粒子としては、鱗片状黒鉛粒子などが好適に用いられる。   As natural graphite particles, scaly graphite particles and the like are preferably used.

人造黒鉛粒子としては、異方性黒鉛粒子、熱分解黒鉛粒子などが好適に用いられる。   As the artificial graphite particles, anisotropic graphite particles, pyrolytic graphite particles and the like are preferably used.

炭素粒子7の大きさは限定されるものではない。しかるに、炭素粒子7が炭素繊維である場合、短炭素繊維が好適に用いられ、特に平均繊維長が10μm以上2mm以下の短炭素繊維が好適に用いられる。炭素粒子7がカーボンナノチューブである場合、平均長さが1μm以上10μm以下のカーボンナノチューブが特に好適に用いられる。炭素粒子7が天然黒鉛粒子及び人造黒鉛粒子である場合、平均粒子径が10μm以上3mm以下の天然黒鉛粒子及び人造黒鉛粒子が特に好適に用いられる。   The size of the carbon particles 7 is not limited. However, when the carbon particles 7 are carbon fibers, short carbon fibers are preferably used, and in particular, short carbon fibers having an average fiber length of 10 μm or more and 2 mm or less are preferably used. When the carbon particles 7 are carbon nanotubes, carbon nanotubes having an average length of 1 μm or more and 10 μm or less are particularly preferably used. When the carbon particles 7 are natural graphite particles and artificial graphite particles, natural graphite particles and artificial graphite particles having an average particle diameter of 10 μm or more and 3 mm or less are particularly preferably used.

次に、本第1実施形態の絶縁基板1の製造方法について以下に説明する。   Next, a method for manufacturing the insulating substrate 1 according to the first embodiment will be described below.

図2に示すように、配線層2、絶縁層3、緩衝層4、冷却部材5及びブレージングシート10を準備する。   As shown in FIG. 2, the wiring layer 2, the insulating layer 3, the buffer layer 4, the cooling member 5, and the brazing sheet 10 are prepared.

ブレージングシート10は、配線層2と絶縁層3をろう付けにより互いに接合するためのものであり、図2に示すように、心材11の上下両面にそれぞれろう材からなる皮材12が圧延等によりクラッドされることで形成されたものである。すなわち、ブレージングシート10は詳述すると両面ブレージングシートからなる。本実施形態では、ブレージングシート10の上面に設けられた皮材12をブレージングシート10の上皮材12aといい、ブレージングシート10の下面に設けられた皮材12をブレージングシート10の下皮材12bという。   The brazing sheet 10 is for joining the wiring layer 2 and the insulating layer 3 to each other by brazing. As shown in FIG. 2, the skin material 12 made of brazing material is formed on the upper and lower surfaces of the core material 11 by rolling or the like. It is formed by being clad. That is, the brazing sheet 10 is a double-sided brazing sheet in detail. In the present embodiment, the skin material 12 provided on the upper surface of the brazing sheet 10 is referred to as the epithelial material 12a of the brazing sheet 10, and the skin material 12 provided on the lower surface of the brazing sheet 10 is referred to as the lower skin material 12b of the brazing sheet 10. .

ブレージングシート10は、絶縁層3と配線層2を接合した後の状態でブレージングシート10の平均結晶粒径が10μm以上300μm以下になるものであることが望ましい。その理由は次のとおりである。すなわち、ブレージングシート10中に含まれる結晶粒(図1参照、符号「9」)が細かくなることによりブレージングシート10の強度が高くなる。これにより、ブレージングシート10の強度が配線層2の強度(即ち配線層2の素材である上述したアルミニウム基炭素粒子複合材料の強度)に近づく。その結果、冷熱サイクル負荷時に配線層2とブレージングシート10とのろう付け部(第2ろう付け部)1bに発生する応力を確実に緩和することができる。平均結晶粒径の特に望ましい下限は30μmであり、特に望ましい上限は200μmである。   It is desirable that the brazing sheet 10 has an average crystal grain size of 10 μm or more and 300 μm or less after the insulating layer 3 and the wiring layer 2 are joined. The reason is as follows. That is, the strength of the brazing sheet 10 increases as the crystal grains contained in the brazing sheet 10 (see FIG. 1, reference numeral “9”) become finer. Thereby, the strength of the brazing sheet 10 approaches the strength of the wiring layer 2 (that is, the strength of the above-described aluminum-based carbon particle composite material that is the material of the wiring layer 2). As a result, the stress generated in the brazed portion (second brazed portion) 1b between the wiring layer 2 and the brazing sheet 10 during a cold cycle load can be reliably relaxed. A particularly desirable lower limit of the average crystal grain size is 30 μm, and a particularly desirable upper limit is 200 μm.

ブレージングシート10の心材11の種類は限定されるものではない。心材11は例えばアルミニウムからなり、特に、Al−Mn系アルミニウム合金(例:A3003)からなることが望ましい。その理由は、絶縁層3と配線層2を接合した後の状態でブレージングシート10の平均結晶粒径が上述した望ましい範囲に確実になりうるからである。   The kind of the core material 11 of the brazing sheet 10 is not limited. The core material 11 is made of, for example, aluminum, and is particularly preferably made of an Al—Mn-based aluminum alloy (eg, A3003). The reason is that the average crystal grain size of the brazing sheet 10 can be reliably in the above-described desirable range after the insulating layer 3 and the wiring layer 2 are joined.

ブレージングシート10の各皮材12(12a、12b)の種類は限定されるものではない。各皮材12は例えばアルミニウム合金のろう材からなり、特に、Al−Si−Mg系アルミニウム合金のろう材からなることが望ましい。その理由は、絶縁層3と配線層2との接合が真空ろう付けにより行われる場合において絶縁層3と配線層2を良好に接合できるからである。さらに、各皮材12は、Biが添加されたアルミニウム合金のろう材からなるものであっても良く、この場合、接合時(即ちろう付け時)において各皮材(ろう材)12の流動性が向上する点で望ましい。   The kind of each skin material 12 (12a, 12b) of the brazing sheet 10 is not limited. Each skin material 12 is made of, for example, a brazing material of an aluminum alloy, and particularly preferably made of a brazing material of an Al—Si—Mg-based aluminum alloy. The reason is that the insulating layer 3 and the wiring layer 2 can be satisfactorily bonded when the bonding between the insulating layer 3 and the wiring layer 2 is performed by vacuum brazing. Further, each skin material 12 may be made of an aluminum alloy brazing material to which Bi is added. In this case, the fluidity of each skin material (brazing material) 12 at the time of joining (ie, brazing). Is desirable in terms of improvement.

さらに、ブレージングシート10は、絶縁層3と配線層2を接合した後の状態でブレージングシート10の厚さが60μm以上500μm以下になるものであることが望ましい。その理由は次のとおりである。すなわち、ブレージングシート10が薄すぎることによるブレージングシート10のエロージョンの発生を確実に抑制でき、そのため絶縁層3と配線層2を確実に良好に接合することができる。さらに、ブレージングシート10が厚すぎることによって絶縁層3に作用する大きな応力により絶縁層3が破断する不具合を確実に抑制することがきる。厚さの特に望ましい下限は80μmであり、特に望ましい上限は300μmである。   Furthermore, it is desirable that the brazing sheet 10 has a thickness of 60 μm or more and 500 μm or less after the insulating layer 3 and the wiring layer 2 are joined. The reason is as follows. That is, the occurrence of erosion of the brazing sheet 10 due to the brazing sheet 10 being too thin can be reliably suppressed, so that the insulating layer 3 and the wiring layer 2 can be reliably bonded to each other. Furthermore, the problem that the insulating layer 3 breaks due to a large stress acting on the insulating layer 3 when the brazing sheet 10 is too thick can be reliably suppressed. A particularly desirable lower limit of the thickness is 80 μm, and a particularly desirable upper limit is 300 μm.

緩衝層4の厚さ方向の両面にはそれぞれろう材層4a、4bが圧延等によりクラッドされており、これにより緩衝層4の両面にそれぞれろう材層4a、4bが設けられている。   Brazing material layers 4 a and 4 b are clad by rolling or the like on both surfaces in the thickness direction of the buffer layer 4, respectively, whereby brazing material layers 4 a and 4 b are provided on both surfaces of the buffer layer 4, respectively.

緩衝層4の厚さ方向の一方の片面(即ち緩衝層4の上面)のろう材層4aは、絶縁層3と緩衝層4をろう付けにより接合するためのものである。緩衝層4の厚さ方向の他方の片面(即ち緩衝層4の下面)のろう材層4bは、緩衝層4と冷却部材5をろう付けにより接合するためのものである。各ろう材層4a、4bの種類は限定されるものではない。例えば、各ろう材層4a、4bは例えばアルミニウム合金のろう材からなり、具体的には上述したブレージングシート10の皮材12のろう材と同種のろう材からなる。   The brazing material layer 4a on one surface in the thickness direction of the buffer layer 4 (that is, the upper surface of the buffer layer 4) is for joining the insulating layer 3 and the buffer layer 4 by brazing. The brazing material layer 4b on the other side in the thickness direction of the buffer layer 4 (that is, the lower surface of the buffer layer 4) is for joining the buffer layer 4 and the cooling member 5 by brazing. The kind of each brazing filler metal layer 4a, 4b is not limited. For example, each brazing material layer 4a, 4b is made of, for example, an aluminum alloy brazing material, and more specifically, is made of the same kind of brazing material as the brazing material of the skin material 12 of the brazing sheet 10 described above.

次いで、図2に示すように、配線層2とブレージングシート10と絶縁層3と緩衝層4と冷却部材5をこの順に積層状に配置し、これらの積層体を形成する。そして、積層体にろう付け荷重として積層方向の圧縮荷重を加えた状態で積層体を所定のろう付け雰囲気中にて所定のろう付け温度及び所定のろう付け時間加熱することにより、配線層2とブレージングシート10と絶縁層3と緩衝層4と冷却部材5をろう付け(例:真空ろう付け)により一括して接合一体化する。すなわち、配線層2と絶縁層3をブレージングシート10を介してろう付けにより互いに接合すると同時に絶縁層3と緩衝層4をろう付けにより互いに接合し、更に同時に緩衝層4と冷却部材5をろう付けにより互いに接合する。その結果、本第1実施形態の上述した絶縁基板1(詳述すると冷却部材5付き絶縁基板1)が得られる。   Next, as shown in FIG. 2, the wiring layer 2, the brazing sheet 10, the insulating layer 3, the buffer layer 4, and the cooling member 5 are arranged in this order to form a laminated body. Then, by heating the laminated body in a predetermined brazing atmosphere with a predetermined brazing temperature and a predetermined brazing time in a state where a compressive load in the laminating direction is applied as a brazing load to the laminated body, The brazing sheet 10, the insulating layer 3, the buffer layer 4 and the cooling member 5 are joined and integrated together by brazing (eg, vacuum brazing). That is, the wiring layer 2 and the insulating layer 3 are joined to each other by brazing via the brazing sheet 10, and at the same time, the insulating layer 3 and the buffer layer 4 are joined to each other by brazing, and at the same time, the buffer layer 4 and the cooling member 5 are brazed. Are joined together. As a result, the above-described insulating substrate 1 (specifically, the insulating substrate 1 with the cooling member 5) of the first embodiment is obtained.

上述のろう付けによる接合条件、即ちろう付け条件は限定されるものではない。望ましいろう付け荷重は0.01〜1MPaであり、望ましいろう付け雰囲気は真空、非酸化性ガス雰囲気(例:アルゴンガス雰囲気、窒素ガス雰囲気)であり、望ましいろう付け温度は590〜620℃であり、望ましいろう付け時間(即ちろう付け温度の保持時間)は1〜60minである。この望ましいろう付け条件で配線層2とブレージングシート10と絶縁層3と緩衝層4と冷却部材5を接合一体化することにより、絶縁層3と配線層2を接合した後の状態でブレージングシート10の平均結晶粒径及び厚さをそれぞれ上述した望ましい範囲に確実に設定することができる。   The joining condition by brazing described above, that is, the brazing condition is not limited. Desirable brazing load is 0.01-1 MPa, desirable brazing atmosphere is vacuum, non-oxidizing gas atmosphere (eg, argon gas atmosphere, nitrogen gas atmosphere), and desirable brazing temperature is 590-620 ° C. The desirable brazing time (ie, the brazing temperature holding time) is 1 to 60 min. By joining and integrating the wiring layer 2, the brazing sheet 10, the insulating layer 3, the buffer layer 4, and the cooling member 5 under these desirable brazing conditions, the brazing sheet 10 in a state after the insulating layer 3 and the wiring layer 2 are joined. The average crystal grain size and thickness of each can be reliably set within the desired ranges described above.

絶縁基板1において、絶縁層3とブレージングシート10はブレージングシート10の下皮材12bのろう材で接合されており、配線層2とブレージングシート10はブレージングシートの上皮材12aのろう材で接合されており、絶縁層3と緩衝層4は緩衝層4の上面のろう材層4aのろう材で接合されており、緩衝層4と冷却部材5は緩衝層4の下面のろう材層4bのろう材で接合されている。   In the insulating substrate 1, the insulating layer 3 and the brazing sheet 10 are joined by a brazing material of a base material 12 b of the brazing sheet 10, and the wiring layer 2 and the brazing sheet 10 are joined by a brazing material of an epithelial material 12 a of the brazing sheet. The insulating layer 3 and the buffer layer 4 are joined by the brazing material of the brazing material layer 4 a on the upper surface of the buffer layer 4, and the buffer layer 4 and the cooling member 5 are brazed on the brazing material layer 4 b on the lower surface of the buffer layer 4. Joined with materials.

なお、絶縁基板1の配線層2の搭載面2aには、搭載面2aのはんだ付け性を向上させるため、搭載面2aに発熱性素子20をはんだ付けにより接合する前にニッケルめっき等のニッケル層を形成しても良い。   In order to improve the solderability of the mounting surface 2a on the mounting surface 2a of the wiring layer 2 of the insulating substrate 1, a nickel layer such as nickel plating is bonded before the exothermic element 20 is joined to the mounting surface 2a by soldering. May be formed.

本第1実施形態の絶縁基板1では、配線層2がアルミニウム基炭素粒子複合材料製であるにより、配線層2の線膨張係数が小さくなり、そのため、セラミック製絶縁層3の線膨張係数と配線層2の線膨張係数との差を小さくすることができる。これにより、絶縁層3と配線層2との間の線膨張係数差に起因する応力を小さくすることができる。   In the insulating substrate 1 of the first embodiment, since the wiring layer 2 is made of an aluminum-based carbon particle composite material, the linear expansion coefficient of the wiring layer 2 is reduced. Therefore, the linear expansion coefficient and the wiring of the ceramic insulating layer 3 are reduced. The difference from the linear expansion coefficient of the layer 2 can be reduced. Thereby, the stress resulting from the difference in coefficient of linear expansion between the insulating layer 3 and the wiring layer 2 can be reduced.

さらに、絶縁層3と配線層2をブレージングシート10を介してろう付けにより互いに接合することにより、絶縁層3と配線層2を良好に接合することができる。   Furthermore, the insulating layer 3 and the wiring layer 2 can be favorably bonded by bonding the insulating layer 3 and the wiring layer 2 to each other by brazing via the brazing sheet 10.

これらの作用により、絶縁基板1の冷熱サイクル負荷に対する信頼性(特に接合信頼性)を高めることができる。   By these actions, the reliability (especially the bonding reliability) of the insulating substrate 1 with respect to the thermal cycle load can be improved.

図3は、本発明の第2実施形態を説明する図である。同図において、上記第1実施形態の絶縁基板1の要素と同じ作用を奏する要素にはその符号に100を加算した符号が付されている。本第2実施形態の絶縁基板101及びその製造方法を、上記第1実施形態の絶縁基板1及びその製造方法との相異点を中心に以下に説明する。   FIG. 3 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention. In the figure, elements having the same action as the elements of the insulating substrate 1 of the first embodiment are given reference numerals obtained by adding 100 to the reference numerals. The insulating substrate 101 and the manufacturing method thereof according to the second embodiment will be described below with a focus on differences from the insulating substrate 1 according to the first embodiment and the manufacturing method thereof.

本第2実施形態の絶縁基板101では、絶縁層103が本特許請求の範囲に記載された「第1構成層」に対応し、配線層102及び緩衝層104が本特許請求の範囲に記載された「一方の第2構成層」及び「他方の第2構成層」にそれぞれ対応する。   In the insulating substrate 101 of the second embodiment, the insulating layer 103 corresponds to the “first constituent layer” described in the claims, and the wiring layer 102 and the buffer layer 104 are described in the claims. It corresponds to “one second constituent layer” and “the other second constituent layer”.

本第2実施形態の絶縁基板101の製造方法では、同図に示すように、配線層102、絶縁層103、緩衝層104、冷却部材105、第1ブレージングシート110、第2ブレージングシート120及び第3ブレージングシート130を準備する。   In the manufacturing method of the insulating substrate 101 of the second embodiment, as shown in the figure, the wiring layer 102, the insulating layer 103, the buffer layer 104, the cooling member 105, the first brazing sheet 110, the second brazing sheet 120, and the first Three brazing sheets 130 are prepared.

第1ブレージングシート110は、配線層102と絶縁層103をろう付けにより互いに接合するためのものであり、心材111の両面にそれぞれろう材からなる皮材112a、112bが圧延等によりクラッドされることで形成されたものである。すなわち、第1ブレージングシート110は詳述すると両面ブレージングシートからなる。   The first brazing sheet 110 is for joining the wiring layer 102 and the insulating layer 103 together by brazing, and the core materials 111 are clad by rolling or the like with the skin materials 112a and 112b made of brazing material, respectively. Is formed. That is, the first brazing sheet 110 is a double-sided brazing sheet in detail.

第2ブレージングシート120は、絶縁層103と緩衝層104をろう付けにより互いに接合するためのものであり、心材121の両面にそれぞれろう材からなる皮材122a、122bが圧延等によりクラッドされることで形成されたものである。すなわち、第2ブレージングシート120は詳述すると両面ブレージングシートからなる。   The second brazing sheet 120 is for joining the insulating layer 103 and the buffer layer 104 to each other by brazing, and the skin materials 122a and 122b made of brazing material are clad by rolling or the like on both surfaces of the core material 121, respectively. Is formed. That is, in detail, the second brazing sheet 120 is a double-sided brazing sheet.

第3ブレージングシート130は、緩衝層104と冷却部材105をろう付けにより互いに接合するためのものであり、心材131の両面にそれぞれろう材からなる皮材132a、132bが圧延等によりクラッドされることで形成されたものである。すなわち、第3ブレージングシート130は詳述すると両面ブレージングシートからなる。   The third brazing sheet 130 is for joining the buffer layer 104 and the cooling member 105 to each other by brazing, and the skin materials 132a and 132b made of brazing material are clad by rolling or the like on both surfaces of the core material 131, respectively. Is formed. That is, the third brazing sheet 130 is a double-sided brazing sheet in detail.

第1ブレージングシート110は、配線層102と絶縁層103を接合した後の状態で第1ブレージングシート110の平均結晶粒径が10μm以上300μm以下になるものであることが望ましい。その理由は上述した第1実施形態のブレージングシート10の理由と同様である。平均結晶粒径の特に望ましい下限は30μmであり、特に望ましい上限は200μmである。   It is desirable that the first brazing sheet 110 has an average crystal grain size of 10 μm or more and 300 μm or less after the wiring layer 102 and the insulating layer 103 are joined. The reason is the same as that of the brazing sheet 10 of the first embodiment described above. A particularly desirable lower limit of the average crystal grain size is 30 μm, and a particularly desirable upper limit is 200 μm.

第2ブレージングシート120は、絶縁層103と緩衝層104を接合した後の状態で第2ブレージングシート120の平均結晶粒径が10μm以上300μm以下になるものであることが望ましい。その理由は上述した第1実施形態のブレージングシート10の理由と同様である。平均結晶粒径の特に望ましい下限は30μmであり、特に望ましい上限は200μmである。   As for the 2nd brazing sheet 120, it is desirable for the average crystal grain size of the 2nd brazing sheet 120 to become 10 micrometers or more and 300 micrometers or less after the insulating layer 103 and the buffer layer 104 are joined. The reason is the same as that of the brazing sheet 10 of the first embodiment described above. A particularly desirable lower limit of the average crystal grain size is 30 μm, and a particularly desirable upper limit is 200 μm.

第3ブレージングシート130は、緩衝層104と冷却部材105を接合した後の状態で第3ブレージングシート130の平均結晶粒径が10μm以上300μm以下になるものであることが望ましい。その理由は上述した第1実施形態のブレージングシート10の理由と同様である。平均結晶粒径の特に望ましい下限は30μmであり、特に望ましい上限は200μmである。   As for the 3rd brazing sheet 130, it is desirable for the average crystal grain size of the 3rd brazing sheet 130 to become 10 micrometers or more and 300 micrometers or less after the buffer layer 104 and the cooling member 105 are joined. The reason is the same as that of the brazing sheet 10 of the first embodiment described above. A particularly desirable lower limit of the average crystal grain size is 30 μm, and a particularly desirable upper limit is 200 μm.

第1〜第3ブレージングシート110、120、130の心材111、121、131の種類は限定されるものではない。心材111、121、131は例えばアルミニウムからなり、特に、Al−Mn系アルミニウム合金(例:A3003)からなることが望ましい。その理由は上述した第1実施形態のブレージングシート10の心材11の理由と同じである。   The types of the core materials 111, 121, and 131 of the first to third brazing sheets 110, 120, and 130 are not limited. The cores 111, 121, and 131 are made of, for example, aluminum, and are particularly preferably made of an Al—Mn-based aluminum alloy (eg, A3003). The reason is the same as the reason for the core material 11 of the brazing sheet 10 of the first embodiment described above.

第1〜第3ブレージングシート110、120、130の皮材112、122、132の種類は限定されるものではない。各皮材112、122、132は例えばアルミニウム合金のろう材からなり、特に、Al−Si−Mg系アルミニウム合金のろう材からなることが望ましい。その理由は上述した第1実施形態のブレージングシート10の皮材12の理由と同様である。また各皮材12は、Biが添加されたアルミニウム合金のろう材からなるものであっても良い。   The types of the skin materials 112, 122, 132 of the first to third brazing sheets 110, 120, 130 are not limited. Each of the skin materials 112, 122, 132 is made of, for example, a brazing material of an aluminum alloy, and particularly preferably made of a brazing material of an Al—Si—Mg-based aluminum alloy. The reason is the same as the reason for the skin 12 of the brazing sheet 10 of the first embodiment described above. Each skin material 12 may be made of an aluminum alloy brazing material to which Bi is added.

第1ブレージングシート110は、配線層102と絶縁層103を接合した後の状態で第1ブレージングシート110の厚さが60μm以上500μm以下になるものであることが望ましい。その理由は上述した第1実施形態のブレージングシート10の厚さの理由と同様である。厚さの特に望ましい下限は80μmであり、特に望ましい上限は300μmである。   It is preferable that the first brazing sheet 110 has a thickness of 60 μm or more and 500 μm or less after the wiring layer 102 and the insulating layer 103 are joined. The reason is the same as the reason for the thickness of the brazing sheet 10 of the first embodiment described above. A particularly desirable lower limit of the thickness is 80 μm, and a particularly desirable upper limit is 300 μm.

第2ブレージングシート120は、絶縁層103と緩衝層104を接合した後の状態で第2ブレージングシート120の厚さが60μm以上500μm以下になるものであることが望ましい。その理由は上述した第1実施形態のブレージングシート10の厚さの理由と同様である。厚さの特に望ましい下限は80μmであり、特に望ましい上限は300μmである。   As for the 2nd brazing sheet 120, it is desirable for the thickness of the 2nd brazing sheet 120 to be 60 micrometers or more and 500 micrometers or less after the insulating layer 103 and the buffer layer 104 are joined. The reason is the same as the reason for the thickness of the brazing sheet 10 of the first embodiment described above. A particularly desirable lower limit of the thickness is 80 μm, and a particularly desirable upper limit is 300 μm.

第3ブレージングシート130は、緩衝層104と冷却部材105を接合した後の状態で第3ブレージングシート130の厚さが60μm以上500μm以下になるものであることが望ましい。その理由は上述した第1実施形態のブレージングシート10の厚さの理由と同様である。厚さの特に望ましい下限は80μmであり、特に望ましい上限は300μmである。   As for the 3rd brazing sheet 130, it is desirable for the thickness of the 3rd brazing sheet 130 to become 60 micrometers or more and 500 micrometers or less in the state after joining the buffer layer 104 and the cooling member 105. FIG. The reason is the same as the reason for the thickness of the brazing sheet 10 of the first embodiment described above. A particularly desirable lower limit of the thickness is 80 μm, and a particularly desirable upper limit is 300 μm.

緩衝層104はアルミニウム基炭素粒子複合材料製である。この複合材料の種類は限定されるものではなく、例えば、複合材料として、上述した第1実施形態の配線層2の素材であるアルミニウム基炭素粒子複合材料と同じもの又は異なるものが用いられる。   The buffer layer 104 is made of an aluminum-based carbon particle composite material. The type of the composite material is not limited. For example, the composite material may be the same as or different from the aluminum-based carbon particle composite material that is the material of the wiring layer 2 of the first embodiment described above.

さらに、緩衝層104の厚さ方向の両面にはそれぞれろう材層は設けられていない。   Further, the brazing material layer is not provided on both surfaces of the buffer layer 104 in the thickness direction.

冷却部材105は、その内部に冷却流体(例:冷却液)が流通する流路105aが設けられたものである。なお図3では、冷却部材105の内部構造を理解し易くするため、冷却部材105は断面で図示されており、また冷却部材105の断面に付される斜線等のハッチングは省略されている。   The cooling member 105 is provided with a flow path 105a through which a cooling fluid (for example, cooling liquid) flows. In FIG. 3, in order to facilitate understanding of the internal structure of the cooling member 105, the cooling member 105 is shown in cross section, and hatching such as oblique lines attached to the cross section of the cooling member 105 is omitted.

次いで、同図に示すように、配線層102と第1ブレージングシート110と絶縁層103と第2ブレージングシート120と緩衝層104と第3ブレージングシート130と冷却部材105をこの順に積層状に配置し、これらの積層体を形成する。そして、積層体にろう付け荷重として積層方向の圧縮荷重を加えた状態で積層体を所定のろう付け雰囲気中にて所定のろう付け温度及び所定のろう付け時間加熱することにより、配線層102と第1ブレージングシート110と絶縁層103と第2ブレージングシート120と緩衝層104と第3ブレージングシート130と冷却部材105をろう付け(例:真空ろう付け)により一括して接合一体化する。すなわち、配線層102と絶縁層103を第1ブレージングシート110を介してろう付けにより互いに接合すると同時に絶縁層103と緩衝層104を第2ブレージングシート120を介してろう付けにより互いに接合し、更に同時に緩衝層104と冷却部材105を第3ブレージングシート130を介してろう付けにより互いに接合する。その結果、本第2実施形態の絶縁基板101(詳述すると冷却部材105付き絶縁基板101)が得られる。   Next, as shown in the figure, the wiring layer 102, the first brazing sheet 110, the insulating layer 103, the second brazing sheet 120, the buffer layer 104, the third brazing sheet 130, and the cooling member 105 are arranged in this order. These laminates are formed. Then, by heating the laminated body in a predetermined brazing atmosphere with a predetermined brazing temperature and a predetermined brazing time in a state where a compressive load in the laminating direction is applied as a brazing load to the laminated body, The first brazing sheet 110, the insulating layer 103, the second brazing sheet 120, the buffer layer 104, the third brazing sheet 130, and the cooling member 105 are joined and integrated together by brazing (eg, vacuum brazing). That is, the wiring layer 102 and the insulating layer 103 are joined to each other by brazing via the first brazing sheet 110, and at the same time, the insulating layer 103 and the buffer layer 104 are joined to each other by brazing via the second brazing sheet 120. The buffer layer 104 and the cooling member 105 are joined to each other by brazing via the third brazing sheet 130. As a result, the insulating substrate 101 of the second embodiment (more specifically, the insulating substrate 101 with the cooling member 105) is obtained.

上述のろう付けによる接合条件、即ちろう付け条件は限定されるものではなく、例えば上述した第1実施形態のろう付け条件と同じである。   The joining condition by brazing described above, that is, the brazing condition is not limited, and is the same as, for example, the brazing condition of the first embodiment described above.

絶縁基板101において、絶縁層103と第1ブレージングシート110は第1ブレージングシート110の下皮材112bのろう材で接合され、配線層102と第1ブレージングシート110は第1ブレージングシート110の上皮材112aのろう材で接合され、絶縁層103と第2ブレージングシート120は第2ブレージングシート120の上皮材122aのろう材で接合され、緩衝層104と第2ブレージングシート120は第2ブレージングシート120の下皮材122bのろう材で接合され、緩衝層104と第3ブレージングシート130は第3ブレージングシート130の上皮材132aのろう材で接合され、冷却部材105と第3ブレージングシート130は第3ブレージングシート130の下皮材132bのろう材で接合される。   In the insulating substrate 101, the insulating layer 103 and the first brazing sheet 110 are joined by the brazing material of the base material 112 b of the first brazing sheet 110, and the wiring layer 102 and the first brazing sheet 110 are the epithelial material of the first brazing sheet 110. 112 a brazing material, the insulating layer 103 and the second brazing sheet 120 are joined by the epithelial material 122 a brazing material of the second brazing sheet 120, and the buffer layer 104 and the second brazing sheet 120 are joined by the second brazing sheet 120. The brazing material of the lower skin material 122b is joined, the buffer layer 104 and the third brazing sheet 130 are joined by the brazing material of the epithelial material 132a of the third brazing sheet 130, and the cooling member 105 and the third brazing sheet 130 are joined by the third brazing. Contact with the brazing material of the base material 132b of the sheet 130 It is.

したがって、絶縁基板101は、絶縁層103と第1ブレージングシート110を接合したろう付け部(第1ろう付け部)と、配線層102と第1ブレージングシート110を接合したろう付け部(第2ろう付け部)と、絶縁層103と第2ブレージングシート120を接合したろう付け部(第3ろう付け部)と、緩衝層104と第2ブレージングシート120を接合したろう付け部(第4ろう付け部)と、緩衝層104と第3ブレージングシート130を接合したろう付け部(第5ろう付け部)と、冷却部材105と第3ブレージングシート130を接合したろう付け部(第6ろう付け部)とを備えている。   Therefore, the insulating substrate 101 includes a brazing portion (first brazing portion) where the insulating layer 103 and the first brazing sheet 110 are joined, and a brazing portion (second brazing portion) where the wiring layer 102 and the first brazing sheet 110 are joined. Brazing part), a brazing part (third brazing part) in which the insulating layer 103 and the second brazing sheet 120 are joined, and a brazing part (fourth brazing part) in which the buffer layer 104 and the second brazing sheet 120 are joined. ), A brazing part (fifth brazing part) in which the buffer layer 104 and the third brazing sheet 130 are joined, and a brazing part (sixth brazing part) in which the cooling member 105 and the third brazing sheet 130 are joined. It has.

本第2実施形態の絶縁基板101の製造方法では、絶縁層103と配線層102を第1ブレージングシート110を介してろう付けにより互いに接合すると同時に絶縁層103と緩衝層104を第2ブレージングシート120を介してろう付けにより互いに接合し、更に同時に緩衝層104と冷却部材105を第3ブレージングシート130を介してろう付けにより互いに接合するので、絶縁基板101の製造時間の大幅な短縮化を図ることができる。   In the manufacturing method of the insulating substrate 101 of the second embodiment, the insulating layer 103 and the wiring layer 102 are joined to each other by brazing via the first brazing sheet 110, and at the same time, the insulating layer 103 and the buffer layer 104 are bonded to the second brazing sheet 120. Since the buffer layer 104 and the cooling member 105 are joined to each other by brazing via the third brazing sheet 130, the manufacturing time of the insulating substrate 101 can be greatly shortened. Can do.

さらに、配線層102だけでなく緩衝層104もアルミニウム基炭素粒子複合材料製であるから、絶縁層103と配線層102との間の線膨張係数差に起因する応力だけでなく絶縁層103と緩衝層104との間の線膨張係数差に起因する応力も小さくすることができるし、更には、絶縁層103と緩衝層104を良好に接合することができる。したがって、絶縁基板101の冷熱サイクル負荷に対する信頼性(特に接合信頼性)を大幅に高めることができる。   Furthermore, since not only the wiring layer 102 but also the buffer layer 104 is made of an aluminum-based carbon particle composite material, not only the stress caused by the difference in the linear expansion coefficient between the insulating layer 103 and the wiring layer 102 but also the insulating layer 103 and the buffer layer 104. The stress caused by the difference in linear expansion coefficient between the layer 104 and the insulating layer 103 and the buffer layer 104 can be favorably bonded. Therefore, the reliability (especially the bonding reliability) of the insulating substrate 101 with respect to the thermal cycle load can be greatly increased.

図4〜6は、本発明の参考形態を説明する図である。同図において、上記第1実施形態の絶縁基板1の要素と同じ作用を奏する要素にはその符号に200を加算した符号が付されている。本参考形態の絶縁基板201及びその製造方法を、上記第1実施形態の絶縁基板1及びその製造方法との相異点を中心に以下に説明する。   4-6 is a figure explaining the reference form of this invention. In the drawing, elements having the same action as the elements of the insulating substrate 1 of the first embodiment are given reference numerals obtained by adding 200 to the reference numerals. The insulating substrate 201 and its manufacturing method of the present embodiment will be described below with a focus on differences from the insulating substrate 1 of the first embodiment and its manufacturing method.

図4に示すように、本参考形態の絶縁基板201では、絶縁層203と配線層202はブレージングシートを介さないでろう付けにより直接的に互いに接合されたものである。   As shown in FIG. 4, in the insulating substrate 201 of this embodiment, the insulating layer 203 and the wiring layer 202 are directly joined to each other by brazing without using a brazing sheet.

本参考形態の絶縁基板201の製造方法では、図6に示すように、配線層202、絶縁層203、緩衝層204、冷却部材205及びろう材板15を準備する。   In the method for manufacturing the insulating substrate 201 according to this embodiment, as shown in FIG. 6, a wiring layer 202, an insulating layer 203, a buffer layer 204, a cooling member 205 and a brazing material plate 15 are prepared.

配線層202は、上記第1実施形態の配線層2と同じくアルミニウム基炭素粒子複合材料製である。   The wiring layer 202 is made of an aluminum-based carbon particle composite material, like the wiring layer 2 of the first embodiment.

ろう材板15は、配線層202と絶縁層203を接合するためのものであり、例えばAl−Si−Mg系アルミニウム合金のろう材からなるものである。   The brazing material plate 15 is for joining the wiring layer 202 and the insulating layer 203, and is made of, for example, a brazing material of an Al—Si—Mg based aluminum alloy.

絶縁層203は、上記第1実施形態の絶縁層3と同じくセラミック製である。   The insulating layer 203 is made of ceramic like the insulating layer 3 of the first embodiment.

緩衝層204は、上記第1実施形態の緩衝層4と同じくアルミニウム板で形成されており、詳述すると例えば高純度アルミニウム板で形成されている。さらに、緩衝層204の厚さ方向の両面には上記第1実施形態の緩衝層4と同じくそれぞれろう材層204a、204bが圧延等によりクラッドされており、これにより緩衝層4の両面にそれぞれろう材層204a、204bが設けられている。   The buffer layer 204 is formed of an aluminum plate in the same manner as the buffer layer 4 of the first embodiment. More specifically, the buffer layer 204 is formed of, for example, a high-purity aluminum plate. Further, brazing material layers 204a and 204b are clad by rolling or the like on both surfaces in the thickness direction of the buffer layer 204, as in the buffer layer 4 of the first embodiment, whereby the both surfaces of the buffer layer 4 are brazed. Material layers 204a and 204b are provided.

冷却部材205は、上記第1実施形態の冷却部材5と同じくアルミニウム等の金属製である。   The cooling member 205 is made of a metal such as aluminum, like the cooling member 5 of the first embodiment.

次いで、図6に示すように、配線層202とろう材板15と絶縁層203と緩衝層204と冷却部材205をこの順に積層状に配置し、これらの積層体を形成する。そして、積層体にろう付け荷重として積層方向の圧縮荷重を加えた状態で積層体を所定のろう付け雰囲気中にて所定のろう付け温度及び所定のろう付け時間加熱することにより、配線層202と絶縁層203と緩衝層204と冷却部材205をろう付け(例:真空ろう付け)により一括して接合一体化する。すなわち、配線層202と絶縁層203をろう付けにより互いに接合すると同時に絶縁層203と緩衝層204をろう付けにより互いに接合し、更に同時に緩衝層204と冷却部材205をろう付けにより互いに接合する。その結果、図4に示した本参考形態の絶縁基板201(詳述すると冷却部材205付き絶縁基板201)が得られる。   Next, as shown in FIG. 6, the wiring layer 202, the brazing material plate 15, the insulating layer 203, the buffer layer 204, and the cooling member 205 are arranged in this order to form a laminated body. Then, the wiring body 202 is heated by a predetermined brazing temperature and a predetermined brazing time in a predetermined brazing atmosphere in a state where a compressive load in the stacking direction is applied as a brazing load to the laminated body. The insulating layer 203, the buffer layer 204, and the cooling member 205 are joined and integrated together by brazing (eg, vacuum brazing). That is, the wiring layer 202 and the insulating layer 203 are joined together by brazing, and at the same time, the insulating layer 203 and the buffer layer 204 are joined together by brazing, and at the same time, the buffer layer 204 and the cooling member 205 are joined together by brazing. As a result, the insulating substrate 201 of this embodiment shown in FIG. 4 (more specifically, the insulating substrate 201 with the cooling member 205) is obtained.

本参考形態の絶縁基板201では、絶縁層203と配線層202は上述したようにブレージングシートを介さないでろう付けにより互いに接合されている。すなわち、絶縁層203と配線層202はろう材板15のろう材で接合されている。この場合、図5に示すように、絶縁層203と配線層202を接合したろう付け部201eは、配線層202中に含まれる炭素粒子207の絶縁層203との接触部分207aで殆ど接合されない。そのため、絶縁層203と配線層202との接合率が低く、絶縁層203と配線層202との接合状態はあまり良好ではない。その結果、絶縁基板201の冷熱サイクル負荷に対する信頼性(特に接合信頼性)が低下している。   In the insulating substrate 201 of this reference embodiment, the insulating layer 203 and the wiring layer 202 are joined to each other by brazing without using a brazing sheet as described above. That is, the insulating layer 203 and the wiring layer 202 are joined by the brazing material of the brazing material plate 15. In this case, as shown in FIG. 5, the brazed portion 201 e where the insulating layer 203 and the wiring layer 202 are joined is hardly joined at the contact portion 207 a of the carbon particles 207 included in the wiring layer 202 with the insulating layer 203. Therefore, the bonding rate between the insulating layer 203 and the wiring layer 202 is low, and the bonding state between the insulating layer 203 and the wiring layer 202 is not very good. As a result, the reliability (particularly the bonding reliability) of the insulating substrate 201 with respect to the cooling / heating cycle load is reduced.

以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明はこれらの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 these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上述した第1実施形態の絶縁基板1では、絶縁基板1を構成する複数の構成層うち配線層2がアルミニウム基炭素粒子複合材料製であり、上述した第2実施形態の絶縁基板101では、配線層2と緩衝層4がそれぞれアルミニウム基炭素粒子複合材料製であるが、本発明に係る絶縁基板では、その他に例えば、緩衝層4だけがアルミニウム基炭素粒子複合材料製であっても良い。   For example, in the insulating substrate 1 of the first embodiment described above, the wiring layer 2 is made of an aluminum-based carbon particle composite material among the plurality of constituent layers constituting the insulating substrate 1, and in the insulating substrate 101 of the second embodiment described above. The wiring layer 2 and the buffer layer 4 are each made of an aluminum-based carbon particle composite material. However, in the insulating substrate according to the present invention, for example, only the buffer layer 4 may be made of an aluminum-based carbon particle composite material. .

次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を以下に示す。ただし、本発明は下記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. However, the present invention is not limited to the following examples.

<実施例>
本実施例では、図1及び2に示した上記第1実施形態の絶縁基板を次の方法により製造した。
<Example>
In this example, the insulating substrate of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured by the following method.

配線層2、ブレージングシート10、絶縁層3、緩衝層4及び冷却部材としてのヒートシンク5を準備した。   A wiring layer 2, a brazing sheet 10, an insulating layer 3, a buffer layer 4, and a heat sink 5 as a cooling member were prepared.

配線層2はアルミニウム基炭素粒子複合材料製であり、詳述すると、上述した積層焼結型複合材料製である。配線層2の厚さは0.4mmである。   The wiring layer 2 is made of an aluminum-based carbon particle composite material. More specifically, the wiring layer 2 is made of the above-described laminated sintered composite material. The thickness of the wiring layer 2 is 0.4 mm.

絶縁層3は、セラミック板としてのAlN板で形成されたものである。   The insulating layer 3 is formed of an AlN plate as a ceramic plate.

ブレージングシート10は、厚さ200μm及びクラッド率10%の両面アルミニウムブレージングシートからなるものである。ブレージングシート10の心材11はA3003からなるものである。ブレージングシート10の各皮材12(12a、12b)はAl−10質量%Si−1質量%Mg−0.1質量%Biのアルミニウム合金のろう材からなるものである。   The brazing sheet 10 is a double-sided aluminum brazing sheet having a thickness of 200 μm and a cladding rate of 10%. The core material 11 of the brazing sheet 10 is made of A3003. Each skin material 12 (12a, 12b) of the brazing sheet 10 is made of a brazing material of an aluminum alloy of Al-10 mass% Si-1 mass% Mg-0.1 mass% Bi.

緩衝層4は純度4Nの高純度アルミニウム板で形成されたものである。緩衝層4の厚さは1.6mmである。さらに、緩衝層4の厚さ方向の両面にはそれぞれろう材層4a、4bが圧延によりクラッドされている。各ろう材層4a、4bはAl−10質量%Si−1質量%Mg−0.1質量%Biのアルミニウム合金のろう材からなるものである。各ろう材層4a、4bの厚さは30μmであある。   The buffer layer 4 is formed of a high purity aluminum plate having a purity of 4N. The thickness of the buffer layer 4 is 1.6 mm. Furthermore, brazing material layers 4a and 4b are clad by rolling on both surfaces in the thickness direction of the buffer layer 4, respectively. Each brazing filler metal layer 4a, 4b consists of a brazing material of an aluminum alloy of Al-10 mass% Si-1 mass% Mg-0.1 mass% Bi. The thickness of each brazing material layer 4a, 4b is 30 μm.

ヒートシンク5はアルミニウム製である。   The heat sink 5 is made of aluminum.

そして、配線層2とブレージングシート10と絶縁層3と緩衝層4とヒートシンク5をこの順に積層状に配置し、これらの積層体を形成した。次いで、積層体にろう付け荷重として0.1MPaの積層方向の圧縮荷重を加えた状態で積層体をろう付け雰囲気として真空中にてろう付け温度610℃及びろう付け時間20min加熱することにより、配線層2とブレージングシート10と絶縁層3と緩衝層4とヒートシンク5を真空ろう付けにより一括して接合一体化した。以上の手順により、絶縁基板1(詳述するとヒートシンク5付き絶縁基板1)を得た。   Then, the wiring layer 2, the brazing sheet 10, the insulating layer 3, the buffer layer 4 and the heat sink 5 were arranged in this order in a laminated form to form these laminated bodies. Next, by heating the laminated body in a vacuum as a brazing atmosphere in a state where a compressive load in the laminating direction of 0.1 MPa is applied as a brazing load to the laminated body, wiring is performed by brazing temperature 610 ° C. and brazing time 20 minutes. The layer 2, the brazing sheet 10, the insulating layer 3, the buffer layer 4 and the heat sink 5 were joined and integrated together by vacuum brazing. The insulating substrate 1 (specifically, the insulating substrate 1 with the heat sink 5) was obtained by the above procedure.

絶縁基板1において、ブレージングシート10の平均結晶粒径は50μmであり、ブレージングシート10の厚さは170μmであった。   In the insulating substrate 1, the average crystal grain size of the brazing sheet 10 was 50 μm, and the thickness of the brazing sheet 10 was 170 μm.

また、絶縁基板1の絶縁層3とブレージングシート10との接合界面を超音波探傷装置で確認したところ、絶縁層3とブレージングシート10がほぼ100%の接合率で接合されていた。したがって、絶縁層3とブレージングシート10との接合状態は良好であった。   Further, when the bonding interface between the insulating layer 3 of the insulating substrate 1 and the brazing sheet 10 was confirmed by an ultrasonic flaw detector, the insulating layer 3 and the brazing sheet 10 were bonded at a bonding rate of almost 100%. Therefore, the bonding state between the insulating layer 3 and the brazing sheet 10 was good.

<比較例>
本比較例では、図4〜6に示した上記参考形態の絶縁基板201を次の方法により製造した。
<Comparative example>
In this comparative example, the insulating substrate 201 of the above reference embodiment shown in FIGS. 4 to 6 was manufactured by the following method.

配線層202、ろう材板15、絶縁層203、緩衝層204及び冷却部材としてのヒートシンク205を準備した。   A wiring layer 202, a brazing material plate 15, an insulating layer 203, a buffer layer 204, and a heat sink 205 as a cooling member were prepared.

配線層202、絶縁層203、緩衝層204及びヒートシンク205は、実施例1と同じである。   The wiring layer 202, the insulating layer 203, the buffer layer 204, and the heat sink 205 are the same as those in the first embodiment.

ろう材板15は、Al−10質量%Si−1質量%Mg−0.1質量%Biのアルミニウム合金のろう材からなるものである。ろう材板15の厚さは20μmである。   The brazing material plate 15 is made of an aluminum alloy brazing material of Al-10 mass% Si-1 mass% Mg-0.1 mass% Bi. The thickness of the brazing material plate 15 is 20 μm.

そして、配線層202とろう材板15と絶縁層203と緩衝層204とヒートシンク205をこの順に積層状に配置し、これらの積層体した。次いで、積層体を加熱することにより、配線層202と絶縁層203と緩衝層204とヒートシンク205をろう付けにより一括して接合一体化した。この際に適用したろう付け条件(ろう付け荷重、ろう付け雰囲気、ろう付け温度、ろう付け時間)は実施例1のろう付け条件と同じである。以上の手順により、絶縁基板201(詳述するとヒートシンク205付き絶縁基板201)を得た。   Then, the wiring layer 202, the brazing material plate 15, the insulating layer 203, the buffer layer 204, and the heat sink 205 were arranged in this order in a laminated form, and these were laminated. Next, by heating the laminated body, the wiring layer 202, the insulating layer 203, the buffer layer 204, and the heat sink 205 were joined and integrated together by brazing. The brazing conditions (brazing load, brazing atmosphere, brazing temperature, brazing time) applied at this time are the same as the brazing conditions in Example 1. Through the above procedure, an insulating substrate 201 (specifically, an insulating substrate 201 with a heat sink 205) was obtained.

絶縁基板201の絶縁層203と配線層202との接合界面を超音波探傷装置で確認したところ、絶縁層203と配線層202が95%の接合率で接合されていた。したがって、絶縁層203と配線層202との接合状態はあまり良好ではなかった。   When the bonding interface between the insulating layer 203 and the wiring layer 202 of the insulating substrate 201 was confirmed with an ultrasonic flaw detector, the insulating layer 203 and the wiring layer 202 were bonded at a bonding rate of 95%. Therefore, the bonding state between the insulating layer 203 and the wiring layer 202 was not very good.

本発明は、電子素子等の発熱性素子が搭載される絶縁基板の製造方法及び絶縁基板に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an insulating substrate manufacturing method and an insulating substrate on which a heat generating element such as an electronic element is mounted.

1:絶縁基板
2:配線層(第2構成層)
3:絶縁層(第1構成層)
4:緩衝層(第2構成層)
5:冷却部材
7:炭素粒子
10:ブレージングシート
20:発熱性素子
1: Insulating substrate 2: Wiring layer (second component layer)
3: Insulating layer (first component layer)
4: Buffer layer (second component layer)
5: Cooling member 7: Carbon particle 10: Brazing sheet 20: Exothermic element

Claims (8)

第1構成層と、前記第1構成層の厚さ方向の両側のうち少なくとも一方側に前記第1構成層に対し積層状に配置される第2構成層と、を備えた絶縁基板の製造方法であって、
第1構成層は、セラミック製の絶縁層であり、
第2構成層は、アルミニウムと複合化される粒子として炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材料製であり、
前記絶縁層と前記第2構成層をブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合する絶縁基板の製造方法。
A method of manufacturing an insulating substrate, comprising: a first component layer; and a second component layer disposed on at least one side of the first component layer in a thickness direction with respect to the first component layer. Because
The first constituent layer is a ceramic insulating layer,
The second constituent layer is made of an aluminum-based composite material containing carbon particles as particles to be composited with aluminum,
A method of manufacturing an insulating substrate, wherein the insulating layer and the second constituent layer are joined to each other by brazing via a brazing sheet.
前記絶縁層と前記第2構成層を接合した後の状態で前記ブレージングシートの平均結晶粒径が10μm以上300μm以下になるように、前記絶縁層と前記第2構成層を接合する請求項1記載の絶縁基板の製造方法。   The said insulating layer and the said 2nd structural layer are joined so that the average crystal grain diameter of the said brazing sheet may be 10 micrometers or more and 300 micrometers or less in the state after joining the said insulating layer and the said 2nd structural layer. Method for manufacturing an insulating substrate. 前記絶縁層と前記第2構成層を接合した後の状態で前記ブレージングシートの厚さが60μm以上500μm以下になるように、前記絶縁層と前記第2構成層を接合する請求項1又は2記載の絶縁基板の製造方法。   The said insulating layer and the said 2nd structural layer are joined so that the thickness of the said brazing sheet may be 60 micrometers or more and 500 micrometers or less in the state after joining the said insulating layer and the said 2nd structural layer. Method for manufacturing an insulating substrate. 前記第2構成層は、前記第1構成層の厚さ方向の両側にそれぞれ配置されるものであり、
前記絶縁層と一方の前記第2構成層を第1ブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合すると同時に前記絶縁層と他方の前記第2構成層を第2ブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合する請求項1〜3のいずれかに記載の絶縁基板の製造方法。
The second constituent layer is disposed on both sides in the thickness direction of the first constituent layer,
The insulating layer and one of the second constituent layers are joined to each other by brazing through the first brazing sheet, and at the same time, the insulating layer and the other second constituent layer are joined to each other by brazing through the second brazing sheet. The manufacturing method of the insulated substrate in any one of Claims 1-3 to do.
第1構成層と、前記第1構成層の厚さ方向の両側のうち少なくとも一方側に前記第1構成層に対し積層状に配置される第2構成層と、を備えた絶縁基板であって、
第1構成層は、セラミック製の絶縁層であり、
第2構成層は、アルミニウムと複合化される粒子として炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材料製であり、
前記絶縁層と前記第2構成層がブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合されている絶縁基板。
An insulating substrate comprising: a first component layer; and a second component layer disposed on at least one side of both sides of the first component layer in the thickness direction with respect to the first component layer. ,
The first constituent layer is a ceramic insulating layer,
The second constituent layer is made of an aluminum-based composite material containing carbon particles as particles to be composited with aluminum,
An insulating substrate in which the insulating layer and the second constituent layer are joined to each other by brazing via a brazing sheet.
前記ブレージングシートの平均結晶粒径が10μm以上300μm以下である請求項5記載の絶縁基板。   The insulating substrate according to claim 5, wherein an average crystal grain size of the brazing sheet is 10 μm or more and 300 μm or less. 前記ブレージングシートの厚さが60μm以上500μm以下である請求項5又は6記載の絶縁基板。   The insulating substrate according to claim 5 or 6, wherein a thickness of the brazing sheet is 60 µm or more and 500 µm or less. 前記第2構成層は、前記第1構成層の厚さ方向の両側にそれぞれ配置されており、
前記絶縁層と一方の前記第2構成層が第1ブレージングヒートを介してろう付けにより互いに接合されるとともに、前記絶縁層と他方の前記第2構成層が第2ブレージングシートを介してろう付けにより互いに接合されている請求項5〜7のいずれかに記載の絶縁基板。
The second constituent layer is disposed on both sides in the thickness direction of the first constituent layer, respectively.
The insulating layer and one of the second constituent layers are joined together by brazing via a first brazing heat, and the insulating layer and the other second constituent layer are joined by brazing via a second brazing sheet. The insulating substrate according to claim 5, which is bonded to each other.
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