JP2018037515A - Insulating substrate and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulating substrate manufacturing method capable of easily performing bonding operation between a metallic layer and a ceramic insulating layer.SOLUTION: The insulating substrate manufacturing method includes: a step for temporally fixing a brazing sheet 4 to the metallic layer so as to be superposed to the metallic layer by locally applying plasticity processing to a polymer 14 obtained by polymerizing the metallic layer and the brazing sheet 4; and a step, after the temporary fixing step, for collectively bonding the metallic layer, the brazing sheet 4 and a ceramic insulating layer 6 in a laminated state by brazing.SELECTED DRAWING: Figure 8

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の製造方法及び絶縁基板に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an insulating substrate on which a heat generating element such as an electronic element is mounted, and the insulating substrate.

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配線層(回路層とも呼ばれている)を絶縁層に対し積層状に配置し、配線層と絶縁層をろう付けにより接合することは公知である(例えば特許文献1、2)。また、絶縁層の下側に緩衝層を配線層に対し積層状に配置し、絶縁層と緩衝層をろう付けにより接合することも知られている。配線層と緩衝層のうち少なくとも配線層は一般に金属質材料製である。   For a 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 on the insulating layer in a stacked manner on the upper side of the ceramic insulating layer, It is known to join a wiring layer and an insulating layer by brazing (for example, Patent Documents 1 and 2). It is also known that a buffer layer is disposed below the insulating layer in a stacked manner with respect to the wiring layer, and the insulating layer and the buffer layer are joined by brazing. At least the wiring layer of the wiring layer and the buffer layer is generally made of a metallic material.

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。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、絶縁基板は冷却部材(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 order to cool the exothermic element that generates heat in accordance with the operation of the exothermic element, the insulating substrate is generally bonded onto a cooling member (including a heat radiating member).

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])

上述した従来の絶縁基板の製造方法では、配線層と絶縁層をろう付けにより接合するため、配線層と絶縁層を接合する際に配線層と絶縁層の間にろう材板(例:ろう材箔)が配置されていた。しかしながら、ろう材板はハンドリング性が悪い。そのため、配線層と絶縁層との接合作業が困難であったし、またこの接合作業を機械化することが困難であった。また、絶縁層と緩衝層の間にろう材板(例:ろう材箔)を配置して絶縁層と緩衝層をろう付けにより接合する場合でも、上記と同じ理由により、やはり絶縁層と緩衝層との接合作業が困難であったし、またこの接合作業を機械化することが困難であった。   In the above-described conventional method for manufacturing an insulating substrate, the wiring layer and the insulating layer are joined by brazing. Therefore, when joining the wiring layer and the insulating layer, a brazing material plate (eg, brazing material) is provided between the wiring layer and the insulating layer. Foil) was placed. However, the brazing material plate has poor handling properties. Therefore, it is difficult to join the wiring layer and the insulating layer, and it is difficult to mechanize this joining work. Further, even when a brazing material plate (eg, brazing material foil) is disposed between the insulating layer and the buffer layer and the insulating layer and the buffer layer are joined by brazing, the insulating layer and the buffer layer are still used for the same reason as described above. It was difficult to perform the joining work with the machine, and it was difficult to mechanize the joining work.

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、金属質層とセラミック製絶縁層との接合作業を容易に行うことができる絶縁基板の製造方法及び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 thereof is to provide an insulating substrate manufacturing method and an insulating substrate capable of easily performing a joining operation between a metallic layer and a ceramic insulating layer. There is.

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

[1] 金属質層とブレージングシートを重合した重合体を局部的に塑性加工することにより前記金属質層に前記ブレージングシートを前記金属質層に対し重合した状態に仮固定する工程と、
前記仮工程する工程の後で、前記金属質層と前記ブレージングシートとセラミック製絶縁層を積層状にろう付けにより一括して接合する工程と、を含む絶縁基板の製造方法。
[1] A step of temporarily fixing a polymer obtained by polymerizing a metal layer and a brazing sheet to the metal layer by locally plastically processing the brazing sheet on the metal layer;
A method of manufacturing an insulating substrate, comprising: after the step of performing the temporary step, joining the metallic layer, the brazing sheet, and the ceramic insulating layer together by brazing in a laminated form.

[2] 前記金属質層は、発熱性素子が搭載される搭載面を有しており、
前記搭載面は、前記発熱性素子が接合される接合予定領域と前記発熱性素子が接合されない非接合予定領域とを含んでおり、
前記仮固定する工程では、前記重合体を前記金属質層の前記搭載面の前記非接合予定領域にて局部的に塑性加工する前項1記載の絶縁基板の製造方法。
[2] The metallic layer has a mounting surface on which the exothermic element is mounted,
The mounting surface includes a planned joining region where the exothermic element is joined and a non-joining planned region where the exothermic element is not joined,
2. The method for manufacturing an insulating substrate according to claim 1, wherein, in the temporarily fixing step, the polymer is locally plastically processed in the non-bonding scheduled region of the mounting surface of the metallic layer.

[3] 前記仮固定する工程の後で、前記重合体の塑性加工部を前記ブレージングシートの前記絶縁層側の表面が平坦状になるように平坦化加工する工程を更に含んでおり、
前記接合する工程は、前記平坦化加工する工程の後で行われる前項1又は2記載の絶縁基板の製造方法。
[3] After the step of temporarily fixing, the method further includes a step of flattening the plastic processing portion of the polymer so that the surface on the insulating layer side of the brazing sheet becomes flat.
3. The method for manufacturing an insulating substrate according to item 1 or 2, wherein the bonding step is performed after the planarization step.

[4] 前記金属質層は、炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材層を含む前項1〜3のいずれかに記載の絶縁基板の製造方法。   [4] The method for manufacturing an insulating substrate according to any one of items 1 to 3, wherein the metallic layer includes an aluminum-based composite material layer containing carbon particles.

[5] 積層状に配置された金属質層とブレージングシートとセラミック製絶縁層を備えるとともに、
さらに、
前記金属質層と前記ブレージングシートのうち少なくとも一方に前記ブレージングシートの前記金属質層への仮固定部として局部的に形成された塑性加工部と、
前記金属質層と前記ブレージングシートを接合した第1ろう付け部と、
前記ブレージングシートと前記絶縁層を接合した第2ろう付け部と、を備えた絶縁基板。
[5] A metal layer, a brazing sheet, and a ceramic insulating layer arranged in a laminated shape are provided.
further,
A plastic working part locally formed as a temporary fixing part to the metallic layer of the brazing sheet on at least one of the metallic layer and the brazing sheet;
A first brazing portion joining the metallic layer and the brazing sheet;
An insulating substrate comprising: the brazing sheet; and a second brazing portion that joins the insulating layer.

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、仮固定する工程において金属質層にブレージングシートが仮固定されることにより、接合する工程において金属質層とブレージングシートと絶縁層との接合作業を容易に行うことができるし、またこの接合作業の機械化を図り得る。   According to the preceding paragraph 1, since the brazing sheet is temporarily fixed to the metallic layer in the temporary fixing step, the joining operation of the metallic layer, the brazing sheet, and the insulating layer can be easily performed in the bonding step. In addition, mechanization of this joining work can be achieved.

前項2によれば、仮固定する工程において重合体を金属質層の搭載面の非接合予定領域にて局部的に塑性加工することにより、重合体の塑性加工部が金属質層の搭載面の非接合予定領域に形成される。そのため、発熱性素子を搭載面に接合する際において塑性加工部による発熱性素子の接合不良を回避することができる。   According to the preceding item 2, in the step of temporarily fixing, the polymer is locally plastically processed in the non-joining region of the mounting surface of the metal layer, so that the plastic processing portion of the polymer becomes the mounting surface of the metal layer. It is formed in a non-joining planned area. For this reason, when the heat generating element is bonded to the mounting surface, it is possible to avoid poor bonding of the heat generating element due to the plastic working portion.

前項3によれば、平坦化加工する工程において重合体の塑性加工部をブレージングシートの絶縁層側の表面が平坦状になるように平坦化加工することにより、ブレージングシートと絶縁層をろう付けにより良好に接合することがきる。   According to the previous item 3, in the step of flattening, the plastic working portion of the polymer is flattened so that the surface on the insulating layer side of the brazing sheet is flat, thereby brazing the brazing sheet and the insulating layer by brazing. It can be joined well.

前項4によれば、金属質層が炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材層を含んでいることにより、金属質層の線膨張係数を小さくすることができる。これにより、金属質層と絶縁層との間の線膨張係数差に起因して発生する応力を小さくすることができる。   According to the preceding item 4, the linear expansion coefficient of the metallic layer can be reduced because the metallic layer includes the aluminum-based composite material layer containing carbon particles. Thereby, the stress generated due to the difference in linear expansion coefficient between the metallic layer and the insulating layer can be reduced.

前項5に記載の絶縁基板は、その製造の際に前項1〜4の効果のうち少なくとも一つの効果を奏する。   The insulating substrate according to the preceding item 5 exhibits at least one of the effects of the preceding items 1 to 4 when the substrate is manufactured.

図1は、本発明の第1実施形態に係る絶縁基板における配線層と絶縁層の概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of a wiring layer and an insulating layer in an insulating substrate according to the first embodiment of the present invention. 図2は、図1中のA−A線概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line AA in FIG. 図3は、絶縁基板の製造工程フロー図である。FIG. 3 is a manufacturing process flow diagram of the insulating substrate. 図4は、配線層とブレージングシートを重合した重合体の概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a polymer obtained by polymerizing a wiring layer and a brazing sheet. 図5は、重合体を局部的に塑性加工している途中の状態の重合体の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the polymer in a state where the polymer is locally plastically processed. 図6は、配線層にブレージングシートを仮固定した状態の重合体の概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a polymer in a state where a brazing sheet is temporarily fixed to a wiring layer. 図7は、重合体の塑性加工部を平坦化加工した状態の重合体の概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the polymer in a state in which the plastic processing portion of the polymer is flattened. 図8は、配線層とブレージングシートと緩衝層と冷却部材を接合する前の状態の概略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a state before the wiring layer, the brazing sheet, the buffer layer, and the cooling member are joined. 図9は、本発明の第2実施形態に係る絶縁基板の概略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of an insulating substrate according to the second embodiment of the present invention. 図10は、配線層と第1ブレージングシートと絶縁層と第2ブレージングシートと緩衝層と第3ブレージングシートと冷却部材を接合する前の状態の概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a state before the wiring layer, the first brazing sheet, the insulating layer, the second brazing sheet, the buffer layer, the third brazing sheet, and the cooling member are joined together.

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1〜8は、本発明の第1実施形態に係る絶縁基板及びその製造方法を説明する図である。   FIGS. 1-8 is a figure explaining the insulated substrate which concerns on 1st Embodiment of this invention, and its manufacturing method.

図2に示すように、本第1実施形態の絶縁基板1は、絶縁基板1を構成する互いに上下方向に積層状に配置された複数の構成層を備えている。複数の構成層は、配線層2、ブレージングシート4、絶縁層6及び緩衝層8を含んでいる。そして、配線層2とブレージングシート4と絶縁層6と緩衝層8がこの順に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。   As shown in FIG. 2, the insulating substrate 1 according to the first embodiment includes a plurality of constituent layers that are disposed in a stacked manner in the vertical direction to constitute the insulating substrate 1. The plurality of constituent layers include a wiring layer 2, a brazing sheet 4, an insulating layer 6, and a buffer layer 8. Then, the wiring layer 2, the brazing sheet 4, the insulating layer 6 and the buffer layer 8 are joined and integrated by brazing in a state where they are arranged in this order, whereby the insulating substrate 1 is formed.

さらに、緩衝層8とその下側に配置された冷却部材12とがろう付けにより接合されており、これにより絶縁基板1が冷却部材12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12付きのものである。   Further, the buffer layer 8 and the cooling member 12 disposed below the buffer layer 8 are joined by brazing, whereby the insulating substrate 1 is joined on the cooling member 12. Therefore, the insulating substrate 1 of the first embodiment is provided with the cooling member 12 in detail.

本第1実施形態の絶縁基板1では、配線層2が特許請求の範囲に記載された「金属質層」の「アルミニウム基複合材層」に相当している。   In the insulating substrate 1 of the first embodiment, the wiring layer 2 corresponds to the “aluminum-based composite material layer” of the “metallic layer” recited in the claims.

配線層2は、回路層とも呼ばれているものであり、炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材製のものであり、すなわち炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材層である。この複合材の詳細については後述する。   The wiring layer 2 is also called a circuit layer and is made of an aluminum-based composite material containing carbon particles, that is, an aluminum-based composite material layer containing carbon particles. Details of the composite material will be described later.

配線層2はその上面からなる平坦状の搭載面3を有している。搭載面3には少なくとも一つの発熱性素子(図2中に二点鎖線で示す)30がはんだ付けによってはんだ層(図示せず)を介して接合されて搭載される。本第1実施形態では搭載面3に接合される発熱性素子30の個数は例えば4つである。   The wiring layer 2 has a flat mounting surface 3 formed from the upper surface thereof. At least one exothermic element (indicated by a two-dot chain line in FIG. 2) 30 is mounted on the mounting surface 3 by soldering via a solder layer (not shown). In the first embodiment, the number of exothermic elements 30 bonded to the mounting surface 3 is, for example, four.

配線層2の搭載面3は、図1に示すように、4つの発熱性素子30が接合される4つの接合予定領域3a、3a、3a、3aと発熱性素子30が接合されない非接合予定領域3bとを含んでいる。各接合予定領域3aは、搭載面3における図1中に示した二点鎖線で包囲された方形状の領域である。非接合予定領域3bは、搭載面3におけるこれらの接合予定領域3a以外の領域からなる。   As shown in FIG. 1, the mounting surface 3 of the wiring layer 2 is a non-joined planned area where the four heat generating elements 30 are bonded to the four planned bonding areas 3 a, 3 a, 3 a, 3 a and the heat generating elements 30 are not bonded. 3b. Each joining planned area | region 3a is a square area | region enclosed by the dashed-two dotted line shown in FIG. The non-joining planned area 3b is composed of areas other than these planned joining areas 3a on the mounting surface 3.

発熱性素子30は、発熱性素子30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)を含む。   The exothermic element 30 generates heat as the exothermic element 30 operates, and includes, for example, an electronic element (including a semiconductor chip).

図2に示すように、ブレージングシート4は、配線層2に対し絶縁層6側に配置されており、配線層2と絶縁層6をブレージングシート4を介してろう付けにより互いに接合したのものである。   As shown in FIG. 2, the brazing sheet 4 is disposed on the insulating layer 6 side with respect to the wiring layer 2, and the wiring layer 2 and the insulating layer 6 are joined to each other by brazing via the brazing sheet 4. is there.

絶縁層6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6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 6 is made of ceramic and has electrical insulation. Specifically, the insulating layer 6 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.

緩衝層8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8はアルミニウム板で形成されており、詳述すると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 8 is a layer for relaxing stress such as thermal stress generated in the insulating substrate 1. In the first embodiment, the buffer layer 8 is formed of an aluminum plate. More specifically, the buffer layer 8 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6及び緩衝層8の形状はそれぞれ平面視で略方形状である(図1参照)。絶縁層6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、また緩衝層8の一辺長さよりも大きく設定されている。   Each of the wiring layer 2, the insulating layer 6, and the buffer layer 8 has a substantially rectangular shape in plan view (see FIG. 1). The length of one side of the insulating layer 6 is set larger than the length of one side of the wiring layer 2 and is set larger than the length of one side of the buffer layer 8.

冷却部材12は、発熱性素子30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12は放熱部材(ヒートシンク等)である。   The cooling member 12 is for cooling the exothermic element 30, and is made of metal such as aluminum. In the first embodiment, the cooling member 12 is a heat radiating member (such as a heat sink).

ただし本発明では、冷却部材12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9に示した第2実施形態の冷却部材112のように、その内部に冷却流体(例:冷却液)が流通する流路112aが設けられたものであっても良い。   However, in the present invention, the cooling member 12 is not limited to being a heat radiating member. In addition, for example, as in the cooling member 112 of the second embodiment shown in FIG. It may be provided with a flow path 112a through which (example: cooling liquid) flows.

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、上述したように炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材製である。すなわち、複合材は、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したものである。以下では、この複合材を「アルミニウム基炭素粒子複合材」ともいう。   As described above, the wiring layer 2 is made of an aluminum-based composite material containing carbon particles. That is, the composite material includes aluminum as a matrix and carbon particles as particles to be combined with the aluminum. Hereinafter, this composite material is also referred to as “aluminum-based carbon particle composite material”.

複合材の種類は限定されるものではない。望ましくは、複合材は、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に焼結一体化されたもの(このような複合材を以下では「積層焼結型複合材」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(このような複合材を以下では「粒子焼結型複合材」という)であることが良い。焼結方法は限定されるものではない。特に焼結方法は真空ホットプレス焼結法又は放電プラズマ焼結法であることが好ましい。放電プラズ焼結法による好ましい焼結条件は以下のとおりである。   The kind of composite material is not limited. Desirably, the composite material is a laminate in which a plurality of coating foils obtained by coating a carbon particle layer on an aluminum foil is laminated and integrated (such a composite material is hereinafter referred to as a “stacked sintering type”). Composites) or a mixture of aluminum particles (eg, aluminum powder) and carbon particles (eg, carbon powder) sintered (hereinafter referred to as “particle-sintered composite”). It is good to be called “material”. The sintering method is not limited. In particular, the sintering method is preferably a vacuum hot press sintering method or a discharge plasma sintering method. Preferable sintering conditions by the electric discharge plasma sintering method are as follows.

焼結温度は450〜640℃、焼結時間(即ち焼結温度の保持時間)は10〜300min、焼結素材への加圧力は1〜40MPaである。   The sintering temperature is 450 to 640 ° C., the sintering time (that is, the holding time of the sintering temperature) is 10 to 300 min, and the pressure applied to the sintered material is 1 to 40 MPa.

マトリックスとしての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するものであることが望ましい。   The kind of aluminum as a matrix is not limited. In particular, it is desirable that aluminum has a high thermal conductivity such as high-purity aluminum.

炭素粒子の種類は限定されるものではない。特に炭素粒子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、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。   The kind of carbon particle is not limited. In particular, it is desirable that the carbon particles have high thermal conductivity and can be easily combined with aluminum. Specifically, 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. More desirably, it is at least one selected from the group consisting of graphite 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.

炭素粒子の大きさは限定されるものではない。炭素粒子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 is not limited. When the carbon particles are carbon fibers, short carbon fibers are preferably used, and in particular, short carbon fibers having an average fiber length of 10 μm to 2 mm are preferably used. When the carbon particles 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 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3に示すように、絶縁基板1の製造方法は、仮固定工程S1と平坦化加工工程S2と接合工程S3を含んでいる。   As shown in FIG. 3, the method for manufacturing the insulating substrate 1 includes a temporary fixing step S1, a flattening step S2, and a joining step S3.

仮固定工程S1は、図4〜6に示すように、配線層2とブレージングシート4を重合した重合体14を局部的に塑性加工することにより配線層2にブレージングシート4を配線層2に対し絶縁層6側に重合した状態に仮固定する工程である。   As shown in FIGS. 4 to 6, the temporary fixing step S <b> 1 is performed by locally plastically processing the polymer 14 obtained by polymerizing the wiring layer 2 and the brazing sheet 4, so that the brazing sheet 4 is attached to the wiring layer 2. This is a step of temporarily fixing the polymerized state on the insulating layer 6 side.

重合体14において、ブレージングシート4は、配線層2の絶縁層6側の表面に略面接触した状態に配線層2と重合されている。なお、配線層2の絶縁層6側の表面は、配線層2の搭載面3とは反対側の表面である。   In the polymer 14, the brazing sheet 4 is polymerized with the wiring layer 2 in a state of being substantially in surface contact with the surface of the wiring layer 2 on the insulating layer 6 side. The surface of the wiring layer 2 on the insulating layer 6 side is the surface opposite to the mounting surface 3 of the wiring layer 2.

ブレージングシート4は、図4に示すように、心材4aの厚さ方向の両表面にそれぞれろう材からなる皮材4b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。したがって、ブレージングシート4は詳述すると両面ブレージングシートからなるものである。   As shown in FIG. 4, the brazing sheet 4 is formed by cladding a skin material 4b made of a brazing material on both surfaces in the thickness direction of the core material 4a by rolling or the like. Therefore, the brazing sheet 4 is a double-sided brazing sheet in detail.

ブレージングシート4の心材4aの種類は限定されるものではない。心材4aの材質は例えばアルミニウムであり、特にアルミニウム合金(より望ましくはAl−Mn系アルミニウム合金)であることが望ましい。その理由は皮材4bを心材4aの表面に良好にクラッドし得るからである。心材4aの厚さは限定されるものではなく、例えば50〜400μmである。   The kind of the core material 4a of the brazing sheet 4 is not limited. The material of the core material 4a is, for example, aluminum, and is particularly preferably an aluminum alloy (more preferably, an Al—Mn-based aluminum alloy). This is because the skin material 4b can be satisfactorily clad on the surface of the core material 4a. The thickness of the core material 4a is not limited and is, for example, 50 to 400 μm.

ブレージングシート4の各皮材4bのろう材の種類は限定されるものではない。各皮材4bのろう材は例えばアルミニウムのろう材であり、特にAl−Si−Mg系アルミニウム合金等のアルミニウム合金のろう材であることが望ましい。各皮材4bの厚さは限定されるものではなく、例えば10〜100μmである。   The kind of brazing material of each skin material 4b of the brazing sheet 4 is not limited. The brazing material of each skin material 4b is, for example, an aluminum brazing material, and is particularly preferably an aluminum alloy brazing material such as an Al—Si—Mg based aluminum alloy. The thickness of each skin material 4b is not limited, For example, it is 10-100 micrometers.

配線層2の厚さは限定されるものではなく、通常100μm〜2mmである。   The thickness of the wiring layer 2 is not limited, and is usually 100 μm to 2 mm.

ブレージングシート4を配線層2に仮固定するための、配線層2とブレージングシート4を重合した重合体14を局部的に塑性加工する方法は限定されるものではない。望ましくは、図5に示すように、押圧凸部41aを有する雄金型41と押圧凸部41aに対応する凹部42aを有する雌金型42とを具備するプレス加工装置(かしめ固定装置)40を用い、重合体14の塑性加工予定部Bを雄金型41の押圧凸部41aと雌金型42の凹部42aとの間で挟圧してプレス加工することにより、配線層2にブレージングシート4が配線層2に対し絶縁層6側に重合した状態に仮固定されるように重合体14の塑性加工予定部Bを塑性加工(詳述するとかしめ加工)する方法が用いられる。   The method of locally plastically processing the polymer 14 obtained by polymerizing the wiring layer 2 and the brazing sheet 4 for temporarily fixing the brazing sheet 4 to the wiring layer 2 is not limited. Desirably, as shown in FIG. 5, a press working device (caulking and fixing device) 40 including a male die 41 having a pressing convex portion 41a and a female die 42 having a concave portion 42a corresponding to the pressing convex portion 41a is provided. The brazing sheet 4 is formed on the wiring layer 2 by pressing the plastic processing scheduled portion B of the polymer 14 between the pressing convex portion 41 a of the male die 41 and the concave portion 42 a of the female die 42. A method is used in which the plastic processing scheduled portion B of the polymer 14 is plastic processed (clamped in detail) so that the wiring layer 2 is temporarily fixed in a state of being polymerized on the insulating layer 6 side.

図1において、配線層2の搭載面3に付されたクロスハッチング部は、重合体14(詳述すると重合体14の塑性加工予定部B)を塑性加工することにより重合体14に局部的に形成された塑性加工部15である。図6に示すように、ブレージングシート4はこの塑性加工部15で配線層2に配線層2に対し絶縁層6側に重合した状態に仮固定されている。したがって、この塑性加工部15は、ブレージングシート4を配線層2に仮固定した仮固定部として捉えることもできる。   In FIG. 1, the cross-hatching portion attached to the mounting surface 3 of the wiring layer 2 is locally applied to the polymer 14 by plastic processing of the polymer 14 (specifically, the plastic processing scheduled portion B of the polymer 14). It is the formed plastic working part 15. As shown in FIG. 6, the brazing sheet 4 is temporarily fixed to the wiring layer 2 at the plastic processing portion 15 in a state of being polymerized on the insulating layer 6 side with respect to the wiring layer 2. Therefore, this plastic working part 15 can also be regarded as a temporary fixing part in which the brazing sheet 4 is temporarily fixed to the wiring layer 2.

重合体14の塑性加工予定部Bの箇所は限定されるものではないが、特に、配線層2の搭載面3の非接合予定領域3bであることが望ましい。すなわち、仮固定工程S1では、重合体14は配線層2の搭載面3の非接合予定領域3bにて局部的に塑性加工されることが望ましい。その理由は、発熱性素子30を搭載面3に接合する際において塑性加工部15による発熱性素子30の接合不良を回避できるからである。本第1実施形態では、重合体14は配線層2の搭載面3の非接合予定領域3bにて局部的に塑性加工されている。   Although the place of the plastic processing planned portion B of the polymer 14 is not limited, it is particularly desirable that the planned region 3b of the mounting surface 3 of the wiring layer 2 is the non-bonding planned region 3b. That is, in the temporary fixing step S <b> 1, it is desirable that the polymer 14 is locally plastically processed in the non-joining scheduled region 3 b of the mounting surface 3 of the wiring layer 2. This is because, when the heat generating element 30 is bonded to the mounting surface 3, it is possible to avoid poor bonding of the heat generating element 30 by the plastic working portion 15. In the first embodiment, the polymer 14 is locally plastically processed in the non-bonding scheduled region 3 b of the mounting surface 3 of the wiring layer 2.

さらに、重合体14の塑性加工予定部Bの箇所数は、図1に示すように互いに離間した複数の箇所数であることが望ましい。その理由は、配線層2に仮固定されたブレージングシート4が塑性加工部15を回転中心に配線層2に対し相対的に回転するのを防止できるからである。   Furthermore, it is desirable that the number of places of the plastic processing scheduled portion B of the polymer 14 is a plurality of places separated from each other as shown in FIG. The reason is that the brazing sheet 4 temporarily fixed to the wiring layer 2 can be prevented from rotating relative to the wiring layer 2 with the plastic working portion 15 as the rotation center.

したがって、仮固定工程S1では、図1に示すように、重合体14は配線層2の搭載面3の非接合予定領域3bにおける互いに離間した複数の箇所にて局部的に塑性加工されることが特に望ましい。本第1実施形態では、重合体14は配線層2の搭載面3の非接合予定領域3bにおける互いに離間した二つの箇所にて局部的に塑性加工されている。   Therefore, in the temporary fixing step S1, as shown in FIG. 1, the polymer 14 may be locally plastically processed at a plurality of locations spaced apart from each other in the non-joined planned region 3b of the mounting surface 3 of the wiring layer 2. Particularly desirable. In the first embodiment, the polymer 14 is locally plastically processed at two locations that are spaced apart from each other in the non-bonding scheduled region 3 b of the mounting surface 3 of the wiring layer 2.

上述した塑性加工方法において、雄金型41の押圧凸部41aが重合体14を押圧する方向は限定されるものではない。特に、図5に示すように押圧凸部41aが重合体14の配線層2側からブレージングシート4側へ移動する方向(矢印Cの方向)であることが望ましい。押圧凸部41aの重合体14への押圧方向がこの望ましい方向Cである場合、図6に示すように、重合体14の塑性加工予定部Bを塑性加工した後の状態において、重合体14の塑性加工部15における配線層2の搭載面3(詳述すると搭載面3の非接合予定領域3b)に凹部3cが局部的に形成されるとともに、重合体14の塑性加工部15におけるブレージングシート4の絶縁層6側の表面5に凸部5aが局部的に形成される。換言すると、配線層2の搭載面3(詳述すると搭載面3の非接合予定領域3b)に凹部3cがブレージングシート4の絶縁層6側の表面5に凸部5aがそれぞれ局部的に形成されるように、重合体14の塑性加工予定部Bが局部的に塑性加工される。   In the plastic working method described above, the direction in which the pressing protrusion 41a of the male die 41 presses the polymer 14 is not limited. In particular, as shown in FIG. 5, it is desirable that the pressing convex portion 41 a be in the direction in which the polymer 14 moves from the wiring layer 2 side to the brazing sheet 4 side (the direction of arrow C). When the pressing direction of the pressing convex portion 41a to the polymer 14 is the desired direction C, as shown in FIG. 6, in the state after the plastic processing portion B of the polymer 14 is plastic processed, Concave portions 3c are locally formed in the mounting surface 3 of the wiring layer 2 in the plastic processing portion 15 (more specifically, the non-joining scheduled region 3b of the mounting surface 3), and the brazing sheet 4 in the plastic processing portion 15 of the polymer 14 is formed. Convex portions 5a are locally formed on the surface 5 on the insulating layer 6 side. In other words, the concave portion 3c is formed on the mounting surface 3 of the wiring layer 2 (more specifically, the non-bonding scheduled region 3b of the mounting surface 3), and the convex portion 5a is locally formed on the surface 5 of the brazing sheet 4 on the insulating layer 6 side. Thus, the plastic processing scheduled portion B of the polymer 14 is locally plastic processed.

平坦化加工工程S2は、図7に示すように、仮固定工程S1の後で、重合体14の塑性加工部15をブレージングシート4の絶縁層6側の表面5が平坦状になるように平坦化加工する工程である。   In the flattening step S2, as shown in FIG. 7, after the temporary fixing step S1, the plastic processed portion 15 of the polymer 14 is flattened so that the surface 5 on the insulating layer 6 side of the brazing sheet 4 is flat. This is the process of chemical processing.

平坦化加工としては、重合体14の塑性加工部15におけるブレージングシート4の絶縁層6側の表面5に局部的に形成された凸部5aを叩くことで当該表面5を平坦状に形成する叩き加工が好適に適用可能である。図7中の矢印「D」は、叩き加工による叩き方向を示している。   As the flattening process, the surface 5 is formed into a flat shape by hitting a convex part 5a locally formed on the surface 5 on the insulating layer 6 side of the brazing sheet 4 in the plastic processed part 15 of the polymer 14. Processing is preferably applicable. An arrow “D” in FIG. 7 indicates a hitting direction by the hitting process.

本第1実施形態では、平坦化加工として叩き加工が適用されている。そして、重合体14の塑性加工部15を叩き加工することにより、重合体14の塑性加工部15におけるブレージングシート4の絶縁層6側の表面5に局部的に形成された凸部5aが平坦状に塑性的に押潰されて当該表面5が平坦化される同時に、重合体14の塑性加工部15における配線層2の搭載面3(詳述すると搭載面3の非接合予定領域3b)に局部的に形成された凹部3cがその深さが浅くなるように塑性変形して当該搭載面3が略平坦化される。   In the first embodiment, the hitting process is applied as the flattening process. And the convex part 5a formed locally on the surface 5 by the side of the insulating layer 6 of the brazing sheet 4 in the plastic processing part 15 of the polymer 14 by flattening the plastic processing part 15 of the polymer 14 is flat. The surface 5 is flattened by being plastically crushed at the same time, and at the same time, locally on the mounting surface 3 of the wiring layer 2 in the plastic processing portion 15 of the polymer 14 (specifically, the non-bonding scheduled region 3b of the mounting surface 3). Thus, the mounting surface 3 is substantially flattened by plastic deformation so that the concave portion 3c formed is shallow.

接合工程S3は、図8に示すように、平坦化加工工程S2の後で、配線層2とブレージングシート4と絶縁層6と緩衝層8と冷却部材12を積層状にろう付けにより一括して接合一体化する工程である。   As shown in FIG. 8, the bonding step S3 is performed by brazing the wiring layer 2, the brazing sheet 4, the insulating layer 6, the buffer layer 8, and the cooling member 12 in a lump after the flattening step S2. It is a process of joining and integrating.

これら(2、6、7、12)を接合一体化する前の状態では、同図に示すように、ブレージングシート4は配線層2に配線層2に対し絶縁層6側に重合した状態に仮固定されている。   In a state before these (2, 6, 7, 12) are joined and integrated, as shown in the figure, the brazing sheet 4 is temporarily put on the wiring layer 2 in a state of being polymerized on the insulating layer 6 side with respect to the wiring layer 2. It is fixed.

緩衝層8の厚さ方向の両表面にはそれぞれろう材層8aが圧延等によりクラッドされており、これにより緩衝層8の両表面にそれぞれろう材層8aが形成されている。   A brazing filler metal layer 8 a is clad by rolling or the like on both surfaces in the thickness direction of the buffer layer 8, whereby a brazing filler metal layer 8 a is formed on both surfaces of the buffer layer 8.

緩衝層8の絶縁層6側の表面に形成されたろう材層8aは、絶縁層6と緩衝層8をろう付けにより接合するためのものである。緩衝層8の冷却部材12側の表面に形成されたろう材層8aは、緩衝層8と冷却部材12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8aのろう材の種類は限定されるものではない。例えば、各ろう材層8aのろう材はアルミニウムのろう材であり、具体的には上述したブレージングシート4の皮材4bのろう材と同種のろう材である。   The brazing material layer 8a formed on the surface of the buffer layer 8 on the insulating layer 6 side is for joining the insulating layer 6 and the buffer layer 8 by brazing. The brazing material layer 8a formed on the surface of the buffer layer 8 on the cooling member 12 side is for joining the buffer layer 8 and the cooling member 12 by brazing. The type of brazing material for each brazing material layer 8a is not limited. For example, the brazing material of each brazing material layer 8a is an aluminum brazing material, specifically, the brazing material of the same kind as the brazing material of the skin material 4b of the brazing sheet 4 described above.

接合工程S3では、配線層2と配線層2に仮固定されたブレージングシート4と絶縁層6と緩衝層8と冷却部材12をこの順に積層状に配置する。そして、これらを所定のろう付け条件でろう付けにより一括して接合一体化する。   In the joining step S3, the wiring layer 2, the brazing sheet 4, the insulating layer 6, the buffer layer 8, and the cooling member 12 temporarily fixed to the wiring layer 2 are arranged in this order. These are joined and integrated together by brazing under predetermined brazing conditions.

ろう付け条件は限定されるものではなく、例えば、ろう付け温度は580〜630℃、ろう付け時間(即ちろう付け温度の保持時間)は3〜60min、ろう付け雰囲気は真空又は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)である。   The brazing conditions are not limited. For example, the brazing temperature is 580 to 630 ° C., the brazing time (that is, the brazing temperature holding time) is 3 to 60 min, and the brazing atmosphere is a vacuum or a non-oxidizing gas atmosphere (Example: Argon gas atmosphere, nitrogen gas atmosphere).

上述した仮固定工程S1、平坦化加工工程S2及び接合工程S3を順次経ることにより、本第1実施形態の絶縁基板1(詳述すると冷却部材12付き絶縁基板1)が得られる。   By sequentially performing the temporary fixing step S1, the flattening step S2, and the joining step S3 described above, the insulating substrate 1 of the first embodiment (specifically, the insulating substrate 1 with the cooling member 12) is obtained.

したがって、本第1実施形態の絶縁基板1は、図2に示すように、互いに積層状に配置された配線層2とブレージングシート4と絶縁層6と緩衝層8と冷却部材12を備えており、更に、配線層2とブレージングシート4との重合体14にブレージングシート4の配線層2への仮固定部として局部的に形成された塑性加工部15と、配線層2とブレージングシート4を接合した第1ろう付け部21と、ブレージングシート4と絶縁層6を接合した第2ろう付け部22と、絶縁層6と緩衝層8を接合した第3ろう付け部23と、緩衝層8と冷却部材12を接合した第4ろう付け部24と、を備えている。   Therefore, as shown in FIG. 2, the insulating substrate 1 of the first embodiment includes a wiring layer 2, a brazing sheet 4, an insulating layer 6, a buffer layer 8, and a cooling member 12 that are arranged in a stacked manner. Furthermore, the plastic processing part 15 locally formed as a temporary fixing part to the wiring layer 2 of the brazing sheet 4 and the wiring layer 2 and the brazing sheet 4 are joined to the polymer 14 of the wiring layer 2 and the brazing sheet 4. The first brazing part 21, the second brazing part 22 in which the brazing sheet 4 and the insulating layer 6 are joined, the third brazing part 23 in which the insulating layer 6 and the buffer layer 8 are joined, the buffer layer 8 and the cooling And a fourth brazing part 24 to which the member 12 is joined.

本第1実施形態の絶縁基板1の製造方法によれば、仮固定工程S1においてブレージングシート4は配線層2に配線層2に対し絶縁層6側に重合した状態に仮固定されているので、接合工程S3において配線層2とブレージングシート4と絶縁層6と緩衝層8と冷却部材12を容易に積層状に配置することができる。したがって、これらを接合する接合作業を容易に行うことができるし、またこの接合作業の機械化を図り得る。   According to the manufacturing method of the insulating substrate 1 of the first embodiment, the brazing sheet 4 is temporarily fixed to the wiring layer 2 in a state of being polymerized on the insulating layer 6 side with respect to the wiring layer 2 in the temporary fixing step S1, In the bonding step S3, the wiring layer 2, the brazing sheet 4, the insulating layer 6, the buffer layer 8, and the cooling member 12 can be easily arranged in a laminated form. Therefore, the joining operation for joining them can be easily performed, and the joining operation can be mechanized.

さらに、平坦化加工工程S2において重合体14の塑性加工部15はブレージングシート4の絶縁層6側の表面5が平坦状になるように平坦化加工(叩き加工)されているので、ブレージングシート4と絶縁層6を積層した状態においてブレージングシート4と絶縁層6との間の隙間を小さくすることができる。これにより、ブレージングシート4と絶縁層6をろう付けにより良好に接合することがきる。   Further, in the flattening step S2, the plastic working portion 15 of the polymer 14 is flattened (tapped) so that the surface 5 on the insulating layer 6 side of the brazing sheet 4 is flattened. In the state where the insulating layer 6 is laminated, the gap between the brazing sheet 4 and the insulating layer 6 can be reduced. Thereby, the brazing sheet 4 and the insulating layer 6 can be favorably joined by brazing.

しかも、配線層2がアルミニウム基炭素粒子複合材製であるから、配線層2の線膨張係数を小さくすることができる。これにより、配線層2と絶縁層6との間の線膨張係数差に起因して発生する応力が小さくなっている。したがって、絶縁基板1は冷熱サイクル負荷に対して高い接合信頼性を有している。   Moreover, since the wiring layer 2 is made of an aluminum-based carbon particle composite material, the linear expansion coefficient of the wiring layer 2 can be reduced. Thereby, the stress generated due to the difference in linear expansion coefficient between the wiring layer 2 and the insulating layer 6 is reduced. Therefore, the insulating substrate 1 has high bonding reliability with respect to the cooling / heating cycle load.

なお、本第1実施形態の絶縁基板1では、緩衝層8はアルミニウム板で形成されているが、本発明に係る絶縁基板では、緩衝層8はその他に例えばアルミニウム基炭素粒子複合材製であっても良い。   In the insulating substrate 1 of the first embodiment, the buffer layer 8 is formed of an aluminum plate. However, in the insulating substrate according to the present invention, the buffer layer 8 is made of, for example, an aluminum-based carbon particle composite material. May be.

図9及び10は、本発明の第2実施形態に係る絶縁基板101及びその製造方法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。   9 and 10 are diagrams for explaining an insulating substrate 101 and a method for manufacturing the same according to the 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、配線層102と緩衝層108がそれぞれ本特許請求の範囲に記載された「金属質層」に相当している。   In the insulating substrate 101 of the second embodiment, each of the wiring layer 102 and the buffer layer 108 corresponds to a “metallic layer” recited in the claims.

本第2実施形態の絶縁基板101は、配線層102と第1ブレージングシート104と絶縁層106と第2ブレージングシート107と緩衝層108と第3ブレージングシート109と冷却部材112を備えている。そして、これら(102、104、106、107、108、109、112)がこの順に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101(詳述すると冷却部材112付き絶縁基板101)が形成されている。   The insulating substrate 101 of the second embodiment includes a wiring layer 102, a first brazing sheet 104, an insulating layer 106, a second brazing sheet 107, a buffer layer 108, a third brazing sheet 109, and a cooling member 112. These (102, 104, 106, 107, 108, 109, 112) are joined and integrated by brazing in a state where they are arranged in this order, whereby the insulating substrate 101 (more specifically, a cooling member) An insulating substrate 101 with 112 is formed.

配線層102はアルミニウム製であり、詳述すると高純度アルミニウム板で形成されている。アルミニウム板の純度は例えば4Nである。   The wiring layer 102 is made of aluminum, and more specifically, is formed of a high-purity aluminum plate. The purity of the aluminum plate is, for example, 4N.

第1ブレージングシート104は、配線層102に対し絶縁層106側に配置されており、配線層102と絶縁層106を第1ブレージングシート104を介してろう付けにより互いに接合したものである。   The first brazing sheet 104 is disposed on the insulating layer 106 side with respect to the wiring layer 102, and the wiring layer 102 and the insulating layer 106 are joined to each other by brazing via the first brazing sheet 104.

緩衝層108はアルミニウム製であり、詳述すると高純度アルミニウム板で形成されている。アルミニウム板の純度は例えば4Nである。   The buffer layer 108 is made of aluminum, and more specifically, is formed of a high-purity aluminum plate. The purity of the aluminum plate is, for example, 4N.

第2ブレージングシート107は、緩衝層108に対し絶縁層106側に配置されており、絶縁層106と緩衝層108を第2ブレージングシート107を介してろう付けにより互いに接合したものである。   The second brazing sheet 107 is disposed on the insulating layer 106 side with respect to the buffer layer 108, and the insulating layer 106 and the buffer layer 108 are joined to each other by brazing via the second brazing sheet 107.

第3ブレージングシート109は、緩衝層108に対し冷却部材112側に配置されており、緩衝層108と冷却部材112を第3ブレージングシート109を介してろう付けにより互いに接合したものである。   The third brazing sheet 109 is disposed on the cooling member 112 side with respect to the buffer layer 108, and the buffer layer 108 and the cooling member 112 are joined to each other by brazing via the third brazing sheet 109.

冷却部材112は、その内部に冷却流体(例:冷却液)が流通する流路112aが設けられたものである。   The cooling member 112 is provided with a flow path 112a through which a cooling fluid (eg, a cooling liquid) flows.

第1〜第3ブレージングシート104、107、109は、それぞれ、心材の上下両面にそれぞれろう材からなる皮材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〜第3ブレージングシート104、107、109は、それぞれ、詳述すると両面ブレージングシートからなるものであり、例えば上記第1実施形態のブレージングシート4と同じ構成のものである。   The first to third brazing sheets 104, 107, 109 are each formed by cladding a brazing material made of brazing material on the upper and lower surfaces of the core material by rolling or the like. That is, each of the first to third brazing sheets 104, 107, and 109 is a double-sided brazing sheet in detail, and has the same configuration as the brazing sheet 4 of the first embodiment, for example.

本第2実施形態の絶縁基板101の製造方法について図10を参照して以下に説明する。   A method for manufacturing the insulating substrate 101 according to the second embodiment will be described below with reference to FIG.

仮固定工程S1において配線層102と第1ブレージングシート104を重合した第1重合体114を配線層102の搭載面103の非接合予定領域における少なくとも一つの箇所にて局部的に塑性加工することにより、配線層102に第1ブレージングシート104を配線層102に対し絶縁層106側に重合した状態に仮固定する。   In the temporary fixing step S1, the first polymer 114 obtained by polymerizing the wiring layer 102 and the first brazing sheet 104 is locally plastically processed at at least one location in the non-joined region of the mounting surface 103 of the wiring layer 102. Then, the first brazing sheet 104 is temporarily fixed to the wiring layer 102 in a state of being superimposed on the insulating layer 106 side with respect to the wiring layer 102.

また、仮固定工程S1において第2ブレージングシート107と緩衝層108と第3ブレージングシート109を重合した第2重合体117を第2重合体117の少なくとも一つの箇所にて局部的に塑性加工することにより、緩衝層108に第2ブレージングシート107を緩衝層108に対し絶縁層106側に重合した状態に仮固定すると同時に緩衝層108に第3ブレージングシート109を緩衝層108に対し冷却部材112側に重合した状態に仮固定する。   Further, the second polymer 117 obtained by polymerizing the second brazing sheet 107, the buffer layer 108, and the third brazing sheet 109 in the temporary fixing step S1 is locally plastically processed at at least one location of the second polymer 117. Thus, the second brazing sheet 107 is temporarily fixed to the buffer layer 108 in a state of being polymerized on the insulating layer 106 side with respect to the buffer layer 108, and at the same time, the third brazing sheet 109 is placed on the buffer layer 108 on the cooling member 112 side. Temporarily fix in a polymerized state.

次いで、平坦化加工工程S2において第1重合体114の第1塑性加工部(第1仮固定部)115を第1ブレージングシート104の絶縁層106側の表面105が平坦状になるように平坦化加工(叩き加工)する。また、平坦化加工工程S2において第2重合体117の第2塑性加工部(第2仮固定部)118を第2ブレージングシート107の絶縁層106側の表面110が平坦状になるように平坦化加工(叩き加工)する。   Next, in the flattening step S2, the first plastic working portion (first temporary fixing portion) 115 of the first polymer 114 is flattened so that the surface 105 on the insulating layer 106 side of the first brazing sheet 104 becomes flat. Processing (striking). Further, in the flattening step S2, the second plastic working portion (second temporary fixing portion) 118 of the second polymer 117 is flattened so that the surface 110 on the insulating layer 106 side of the second brazing sheet 107 becomes flat. Processing (striking).

なお、図10中の符号「111c」は、第2重合体117の第2塑性加工部118における第3ブレージングシート109の冷却部材112側の表面111に局部的に形成された凹部111cである。この凹部111cは、平坦化加工工程S2において第2重合体117の第2塑性加工部118が平坦化加工(叩き加工)されることにより、凹部111cがその深さが浅くなるように塑性変形されて表面111が略平坦化されている。   Note that the reference numeral “111 c” in FIG. 10 is a concave portion 111 c locally formed on the surface 111 on the cooling member 112 side of the third brazing sheet 109 in the second plastic working portion 118 of the second polymer 117. The concave portion 111c is plastically deformed so that the depth of the concave portion 111c is reduced by flattening (striking) the second plastic working portion 118 of the second polymer 117 in the flattening step S2. Thus, the surface 111 is substantially flattened.

その後、接合工程S3において、配線層102と、配線層102に仮固定された第1ブレージングシート104と、絶縁層106と、緩衝層108に仮固定された第2ブレージングシート107と、緩衝層108と、緩衝層108に仮固定された第3ブレージングシート109と、冷却部材112をこの順に積層状に配置する。そして、これらをろう付けにより一括して接合一体化する。これにより、図9に示した本第2実施形態の絶縁基板101が得られる。   Thereafter, in the bonding step S3, the wiring layer 102, the first brazing sheet 104 temporarily fixed to the wiring layer 102, the insulating layer 106, the second brazing sheet 107 temporarily fixed to the buffer layer 108, and the buffer layer 108 Then, the third brazing sheet 109 temporarily fixed to the buffer layer 108 and the cooling member 112 are arranged in this order. These are joined and integrated together by brazing. Thereby, the insulating substrate 101 of the second embodiment shown in FIG. 9 is obtained.

したがって、本第2実施形態の絶縁基板101は、互いに積層状に配置された配線層102と第1ブレージングシート104と絶縁層106と第2ブレージングシート107と緩衝層108と第3ブレージングシート109と冷却部材112を備えており、更に、配線層102と第1ブレージングシート104との第1重合体114に第1ブレージングシート104の配線層102への第1仮固定部として局部的に形成された第1塑性加工部115と、配線層102と第1ブレージングシート104を接合した第1ろう付け部121と、第1ブレージングシート104と絶縁層106を接合した第2ろう付け部122と、第2ブレージングシート107と緩衝層108と第3ブレージングシート109との第2重合体117に第2及び第3ブレージングシート107、109の緩衝層108への第2仮固定部として局部的に形成された第2塑性加工部118と、絶縁層106と第2ブレージングシート107を接合した第3ろう付け部125と、第2ブレージングシート107と緩衝層108を接合した第4ろう付け部126と、緩衝層108と第3ブレージングシート109を接合した第5ろう付け部127と、第3ブレージングシート109と冷却部材112を接合した第6ろう付け部128と、を備えている。   Therefore, the insulating substrate 101 of the second embodiment includes the wiring layer 102, the first brazing sheet 104, the insulating layer 106, the second brazing sheet 107, the buffer layer 108, and the third brazing sheet 109, which are arranged in a stacked manner. The cooling member 112 is provided, and the first polymer 114 of the wiring layer 102 and the first brazing sheet 104 is locally formed as a first temporary fixing portion to the wiring layer 102 of the first brazing sheet 104. A first plastic working part 115; a first brazing part 121 in which the wiring layer 102 and the first brazing sheet 104 are joined; a second brazing part 122 in which the first brazing sheet 104 and the insulating layer 106 are joined; The second and third brazing sheets 107, the buffer layer 108, and the third brazing sheet 109 are added to the second polymer 117. A second plastic working part 118 locally formed as a second temporary fixing part of the easing sheets 107 and 109 to the buffer layer 108, a third brazing part 125 joining the insulating layer 106 and the second brazing sheet 107, The fourth brazing part 126 in which the second brazing sheet 107 and the buffer layer 108 are joined, the fifth brazing part 127 in which the buffer layer 108 and the third brazing sheet 109 are joined, the third brazing sheet 109 and the cooling member 112 are provided. And a sixth brazed portion 128 joined together.

本第2実施形態の絶縁基板101の製造方法によれば、第1ブレージングシート104は配線層102に配線層102に対し絶縁層106側に重合した状態に仮固定されており、第2ブレージングシート107は緩衝層108に緩衝層108に対し絶縁層106側に重合した状態に仮固定されており、第3ブレージングシート109は緩衝層108に緩衝層108に対し冷却部材112側に重合した状態に仮固定されている。したがって、接合工程S3において配線層102と第1ブレージングシート104と絶縁層106と第2ブレージングシート107と緩衝層108と第3ブレージングシート109と冷却部材112を容易に積層状に配置することができる。これにより、これらを接合する接合作業を更に容易に行うことができるし、またこの接合作業の機械化を確実に図り得る。   According to the method for manufacturing the insulating substrate 101 of the second embodiment, the first brazing sheet 104 is temporarily fixed to the wiring layer 102 in a state of being superimposed on the insulating layer 106 side with respect to the wiring layer 102. 107 is temporarily fixed to the buffer layer 108 in a state of being polymerized on the insulating layer 106 side with respect to the buffer layer 108, and the third brazing sheet 109 is in a state of being polymerized on the buffer layer 108 on the cooling member 112 side with respect to the buffer layer 108. Temporarily fixed. Accordingly, in the bonding step S3, the wiring layer 102, the first brazing sheet 104, the insulating layer 106, the second brazing sheet 107, the buffer layer 108, the third brazing sheet 109, and the cooling member 112 can be easily arranged in a laminated form. . Thereby, the joining operation | work which joins these can be performed still more easily, and mechanization of this joining operation can be achieved reliably.

なお、本第2実施形態の絶縁基板101では、緩衝層108はアルミニウム板で形成されているが、本発明に係る絶縁基板では、緩衝層108はその他に例えばアルミニウム基炭素粒子複合材製のものであっても良い。   In the insulating substrate 101 of the second embodiment, the buffer layer 108 is formed of an aluminum plate. However, in the insulating substrate according to the present invention, the buffer layer 108 is made of, for example, an aluminum-based carbon particle composite material. It may be.

以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上述した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 scope of the present invention.

また、本発明に係る絶縁基板及びその製造方法は、上記第1実施形態の絶縁基板及びその製造方法に適用された技術的事項と上記第2実施形態の絶縁基板及びその製造方法に適用された技術的事項とのうち二つ以上を備えたものであっても良い。   The insulating substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention are applied to the technical matter applied to the insulating substrate and the manufacturing method of the first embodiment, and the insulating substrate and the manufacturing method of the second embodiment. Two or more technical matters may be provided.

また、本発明に係る絶縁基板の金属質層は、上記第1実施形態の絶縁基板1の配線層2のようにアルミニウム基炭素粒子複合材層だけで構成されていても良いし、その他に例えば、アルミニウム基炭素粒子複合材層と一つ以上の金属質層とが重合されて構成されていても良い。   Further, the metal layer of the insulating substrate according to the present invention may be composed of only an aluminum-based carbon particle composite material layer like the wiring layer 2 of the insulating substrate 1 of the first embodiment. The aluminum-based carbon particle composite material layer and one or more metallic layers may be polymerized.

次に本発明の具体的実施例を以下に示す。ただし、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 of the present invention are shown below. However, the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>
本実施例1では、図1〜8に示した上述した第1実施形態の絶縁基板1を以下の製造方法により製造した。
<Example 1>
In Example 1, the insulating substrate 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 was manufactured by the following manufacturing method.

配線層2、ブレージングシート4、絶縁層6、緩衝層8及び冷却部材12を準備した。   The wiring layer 2, the brazing sheet 4, the insulating layer 6, the buffer layer 8, and the cooling member 12 were prepared.

配線層2は、板状のアルミニウム基炭素粒子複合材製であり、詳述すると上述した積層焼結型複合材製であった。複合材中の炭素粒子の含有率(Vf)は15質量%であった。配線層2の厚さは400μmであった。   The wiring layer 2 is made of a plate-like aluminum-based carbon particle composite material, and more specifically, the above-described laminated sintered composite material. The carbon particle content (Vf) in the composite material was 15% by mass. The thickness of the wiring layer 2 was 400 μm.

ブレージングシート4は、厚さ200μm及びクラッド率12%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った。ブレージングシート4の心材4aの材質はアルミニウムであり、ブレージングシート4の各皮材4bのろう材はアルミニウム合金のろう材であった。   The brazing sheet 4 was a double-sided aluminum brazing sheet having a thickness of 200 μm and a cladding rate of 12%. The material of the core material 4a of the brazing sheet 4 was aluminum, and the brazing material of each skin material 4b of the brazing sheet 4 was an aluminum alloy brazing material.

絶縁層6は、セラミック板としてのAlN板で形成されたものであった。絶縁層6の厚さは0.63mmであった。   The insulating layer 6 was formed of an AlN plate as a ceramic plate. The thickness of the insulating layer 6 was 0.63 mm.

緩衝層8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った。緩衝層8の厚さは1.6mmであった。さらに、緩衝層8の厚さ方向の両表面にはそれぞれろう材層8aが圧延によりクラッドされていた。各ろう材層8aのろう材はアルミニウム合金のろう材であった。各ろう材層8aの厚さは50μmであった。   The buffer layer 8 was formed of a high purity aluminum plate having a purity of 4N. The thickness of the buffer layer 8 was 1.6 mm. Furthermore, the brazing filler metal layer 8a was clad by rolling on both surfaces of the buffer layer 8 in the thickness direction. The brazing material of each brazing material layer 8a was an aluminum alloy brazing material. Each brazing material layer 8a had a thickness of 50 μm.

冷却部材12はアルミニウム製ヒートシンクであった。   The cooling member 12 was an aluminum heat sink.

次いで、配線層2と配線層2に対し絶縁層6側にブレージングシート4とを重合することで配線層2とブレージングシート4との重合体14を形成した。そして、重合体14をプレス加工装置(かしめ固定装置)40により局部的に塑性加工することにより、配線層2にブレージングシート4を配線層2に対し絶縁層6側に重合した状態に仮固定した。   Subsequently, the polymer 14 of the wiring layer 2 and the brazing sheet 4 was formed by polymerizing the brazing sheet 4 on the insulating layer 6 side with respect to the wiring layer 2 and the wiring layer 2. Then, the polymer 14 is locally plastically processed by a press working device (caulking and fixing device) 40 to temporarily fix the brazing sheet 4 on the wiring layer 2 in a state of being polymerized on the insulating layer 6 side with respect to the wiring layer 2. .

そして、重合体14の塑性加工部(仮固定部)15をブレージングシート4の絶縁層6側の表面5が平坦状になるように叩き加工工具としてのハンマーによって叩き加工した。   Then, the plastic working portion (temporary fixing portion) 15 of the polymer 14 was beaten with a hammer as a hitting tool so that the surface 5 on the insulating layer 6 side of the brazing sheet 4 was flat.

その後、配線層2と配線層2に仮固定されたブレージングシート4と絶縁層6と緩衝層8と冷却部材12をこの順に積層状に配置した。そして、これらを真空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は、ろう付け温度600℃、ろう付け時間20minである。   Thereafter, the wiring layer 2, the brazing sheet 4, the insulating layer 6, the buffer layer 8, and the cooling member 12 temporarily fixed to the wiring layer 2 were arranged in this order. These were joined and integrated together by vacuum brazing. The brazing conditions applied at this time are a brazing temperature of 600 ° C. and a brazing time of 20 minutes.

以上の方法により絶縁基板1を得た。得られた絶縁基板1では、配線層2とブレージングシート4の接合状態は良好であり、更に、ブレージングシート4と絶縁層6の接合状態は良好であった。   The insulating substrate 1 was obtained by the above method. In the obtained insulating substrate 1, the bonding state between the wiring layer 2 and the brazing sheet 4 was good, and the bonding state between the brazing sheet 4 and the insulating layer 6 was good.

<実施例2>
本実施例2では、図9及び10に示した上述した第2実施形態の絶縁基板101を以下の製造方法により製造した。
<Example 2>
In Example 2, the insulating substrate 101 of the second embodiment described above shown in FIGS. 9 and 10 was manufactured by the following manufacturing method.

板状の配線層素材、板状の第1ブレージングシート素材、絶縁層106、板状の第2ブレージングシート素材、板状の緩衝層素材、板状の第3ブレージングシート素材及び冷却部材112を準備した。   Prepare plate-like wiring layer material, plate-like first brazing sheet material, insulating layer 106, plate-like second brazing sheet material, plate-like buffer layer material, plate-like third brazing sheet material, and cooling member 112 did.

配線層素材は、高純度アルミニウム板で形成されたものであった。配線層素材の厚さは400μmであった。   The wiring layer material was formed of a high purity aluminum plate. The thickness of the wiring layer material was 400 μm.

第1ブレージングシート素材は、厚さ200μm及びクラッド率12%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った。第1ブレージングシート素材の心材の材質はアルミニウムであり、第1ブレージングシート素材の各皮材のろう材はアルミニウム合金のろう材であった。   The first brazing sheet material was a double-sided aluminum brazing sheet having a thickness of 200 μm and a cladding rate of 12%. The core material of the first brazing sheet material was aluminum, and the brazing material of each skin material of the first brazing sheet material was an aluminum alloy brazing material.

絶縁層106は、セラミック板としてのAlN板で形成されたものであった。絶縁層106の厚さは0.63mmであった。   The insulating layer 106 was formed of an AlN plate as a ceramic plate. The thickness of the insulating layer 106 was 0.63 mm.

第2及び第3ブレージングシート素材は、それぞれ第1ブレージングシート素材と同じものであった。   The second and third brazing sheet materials were the same as the first brazing sheet materials, respectively.

緩衝層素材は、純度4Nの高純度アルミニウム板で形成されたものであった。緩衝層素材の厚さは1.2mmであった。   The buffer layer material was formed of a high purity aluminum plate having a purity of 4N. The thickness of the buffer layer material was 1.2 mm.

冷却部材112はアルミニウム製であり、その内部に冷却液が流通する流路112aが設けられたものであった。   The cooling member 112 is made of aluminum, and has a flow path 112a through which a coolant flows.

次いで、配線層素材と配線層素材に対し絶縁層6側に第1ブレージングシート素材とを重合することで両素材の第1重合体素材を形成した。そして、第1重合体素材をプレス加工装置(かしめ固定装置)により局部的に塑性加工することにより、配線層素材に第1ブレージングシート素材を配線層素材に対し絶縁層106側に重合した状態に仮固定した。   Next, the first polymer material of both materials was formed by polymerizing the first brazing sheet material on the insulating layer 6 side with respect to the wiring layer material and the wiring layer material. Then, the first polymer material is locally plastically processed by a press working device (caulking and fixing device) so that the first brazing sheet material is polymerized on the wiring layer material on the insulating layer 106 side with respect to the wiring layer material. Temporarily fixed.

その後、第1重合体素材を打抜き加工装置により打抜き加工することにより、配線層102と第1ブレージングシート104との第1重合体114を得た。第1重合体114において、第1ブレージングシート104は配線層102に配線層102に対し絶縁層106側に重合した状態に仮固定されている。   Then, the 1st polymer 114 of the wiring layer 102 and the 1st brazing sheet 104 was obtained by punching a 1st polymer raw material with a punching apparatus. In the first polymer 114, the first brazing sheet 104 is temporarily fixed to the wiring layer 102 in a state of being polymerized on the insulating layer 106 side with respect to the wiring layer 102.

そして、第1重合体114の第1塑性加工部(第1仮固定部)115を第1ブレージングシート104の絶縁層106側の表面105が平坦状になるように叩き加工工具としてのハンマーによって叩き加工した。   Then, the first plastic working portion (first temporary fixing portion) 115 of the first polymer 114 is hit with a hammer as a hitting tool so that the surface 105 on the insulating layer 106 side of the first brazing sheet 104 becomes flat. processed.

また、第2ブレージングシート素材と緩衝層素材と第3ブレージングシート素材を重合することでこれらの素材の第2重合体素材を形成した。そして、第2重合体素材をプレス加工装置(かしめ固定装置)40により局部的に塑性加工することにより、緩衝層素材に第2ブレージングシート素材を緩衝層素材に対し絶縁層106側に重合した状態に仮固定すると同時に緩衝層素材に第3ブレージングシート素材を緩衝層素材に対し冷却部材112側に重合した状態に仮固定した。   Moreover, the 2nd polymer material of these materials was formed by superposing | polymerizing the 2nd brazing sheet material, the buffer layer material, and the 3rd brazing sheet material. Then, the second polymer material is locally plastically processed by a press working device (caulking and fixing device) 40, whereby the second brazing sheet material is polymerized on the insulating layer 106 side with respect to the buffer layer material. At the same time, the third brazing sheet material was temporarily fixed to the buffer layer material in a state of being polymerized on the cooling member 112 side with respect to the buffer layer material.

その後、第2重合体素材を打抜き加工装置により打抜き加工することにより、第2ブレージングシート107と緩衝層108と第3ブレージングシート109との第2重合体117を得た。第2重合体117において、第2ブレージングシート107は緩衝層108に緩衝層108に対し絶縁層106側に重合した状態に仮固定されおり、第3ブレージングシート109は緩衝層108に緩衝層108に対し冷却部材112側に重合した状態に仮固定されている。   Then, the 2nd polymer 117 of the 2nd brazing sheet 107, the buffer layer 108, and the 3rd brazing sheet 109 was obtained by carrying out the punching process of the 2nd polymer material with a punching device. In the second polymer 117, the second brazing sheet 107 is temporarily fixed to the buffer layer 108 in a state of being polymerized on the insulating layer 106 side with respect to the buffer layer 108, and the third brazing sheet 109 is fixed to the buffer layer 108 on the buffer layer 108. On the other hand, it is temporarily fixed in a superposed state on the cooling member 112 side.

そして、第2重合体117の第2塑性加工部(第2仮固定部)118を第2ブレージングシート107の絶縁層106側の表面110が平坦状になるように叩き加工工具としてのハンマーによって叩き加工した。   Then, the second plastic working portion (second temporary fixing portion) 118 of the second polymer 117 is hit with a hammer as a hitting tool so that the surface 110 on the insulating layer 106 side of the second brazing sheet 107 becomes flat. processed.

その後、配線層102と、配線層102に仮固定された第1ブレージングシート104と、絶縁層106と、緩衝層108に仮固定された第2ブレージングシート107と、緩衝層108と、緩衝層108に仮固定された第3ブレージングシート109と、冷却部材112をこの順に積層状に配置した。そして、これらを真空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は、ろう付け温度600℃、ろう付け時間20minである。   Thereafter, the wiring layer 102, the first brazing sheet 104 temporarily fixed to the wiring layer 102, the insulating layer 106, the second brazing sheet 107 temporarily fixed to the buffer layer 108, the buffer layer 108, and the buffer layer 108 The third brazing sheet 109 and the cooling member 112 temporarily fixed to each other were arranged in this order. These were joined and integrated together by vacuum brazing. The brazing conditions applied at this time are a brazing temperature of 600 ° C. and a brazing time of 20 minutes.

以上の方法により絶縁基板101を得た。得られた絶縁基板101では、配線層102と第1ブレージングシート104の接合状態、第1ブレージングシート104と絶縁層106の接合状態、絶縁層106と第2ブレージングシート107の接合状態、第2ブレージングシート107と緩衝層108の接合状態、緩衝層108と第3ブレージングシート109の接合状態、及び、第3ブレージングシート109と冷却部材112の接合状態は、それぞれ良好であった。   The insulating substrate 101 was obtained by the above method. In the obtained insulating substrate 101, the bonding state of the wiring layer 102 and the first brazing sheet 104, the bonding state of the first brazing sheet 104 and the insulating layer 106, the bonding state of the insulating layer 106 and the second brazing sheet 107, and the second brazing. The joined state between the sheet 107 and the buffer layer 108, the joined state between the buffer layer 108 and the third brazing sheet 109, and the joined state between the third brazing sheet 109 and the cooling member 112 were 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(アルミニウム基複合材層)
3:搭載面
4:ブレージングシート
5:ブレージングシートの絶縁層側の表面
6:絶縁層
8:緩衝層
12:冷却部材
14:重合体
15:塑性加工部(仮固定部)
1: Insulating substrate 2: Wiring layer (aluminum-based composite material layer)
3: Mounting surface 4: Brazing sheet 5: Surface on the insulating layer side of the brazing sheet 6: Insulating layer 8: Buffer layer 12: Cooling member 14: Polymer 15: Plastic working part (temporary fixing part)

Claims (5)

金属質層とブレージングシートを重合した重合体を局部的に塑性加工することにより前記金属質層に前記ブレージングシートを前記金属質層に対し重合した状態に仮固定する工程と、
前記仮固定する工程の後で、前記金属質層と前記ブレージングシートとセラミック製絶縁層を積層状にろう付けにより一括して接合する工程と、を含む絶縁基板の製造方法。
Temporarily fixing the brazing sheet in a polymerized state with respect to the metallic layer by locally plastically processing a polymer obtained by polymerizing the metallic layer and the brazing sheet;
After the step of temporarily fixing, a method of manufacturing an insulating substrate, including a step of collectively joining the metallic layer, the brazing sheet, and the ceramic insulating layer by brazing in a laminated form.
前記金属質層は、発熱性素子が搭載される搭載面を有しており、
前記搭載面は、前記発熱性素子が接合される接合予定領域と前記発熱性素子が接合されない非接合予定領域とを含んでおり、
前記仮固定する工程では、前記重合体を前記金属質層の前記搭載面の前記非接合予定領域にて局部的に塑性加工する請求項1記載の絶縁基板の製造方法。
The metallic layer has a mounting surface on which a heat generating element is mounted,
The mounting surface includes a planned joining region where the exothermic element is joined and a non-joining planned region where the exothermic element is not joined,
The method for manufacturing an insulating substrate according to claim 1, wherein, in the temporarily fixing step, the polymer is locally plastically processed in the non-bonding scheduled region of the mounting surface of the metallic layer.
前記仮固定する工程の後で、前記重合体の塑性加工部を前記ブレージングシートの前記絶縁層側の表面が平坦状になるように平坦化加工する工程を更に含んでおり、
前記接合する工程は、前記平坦化加工する工程の後で行われる請求項1又は2記載の絶縁基板の製造方法。
After the step of temporarily fixing, the method further includes a step of flattening the plastic processing portion of the polymer so that the surface on the insulating layer side of the brazing sheet is flat.
The method for manufacturing an insulating substrate according to claim 1, wherein the bonding step is performed after the flattening step.
前記金属質層は、炭素粒子を含有するアルミニウム基複合材層を含む請求項1〜3のいずれかに記載の絶縁基板の製造方法。   The said metallic layer is a manufacturing method of the insulated substrate in any one of Claims 1-3 containing the aluminum group composite material layer containing a carbon particle. 積層状に配置された金属質層とブレージングシートとセラミック製絶縁層を備えるとともに、
さらに、
前記金属質層と前記ブレージングシートのうち少なくとも一方に前記ブレージングシートの前記金属質層への仮固定部として局部的に形成された塑性加工部と、
前記金属質層と前記ブレージングシートを接合した第1ろう付け部と、
前記ブレージングシートと前記絶縁層を接合した第2ろう付け部と、を備えた絶縁基板。
With a metal layer, a brazing sheet, and a ceramic insulating layer arranged in a laminated manner,
further,
A plastic working part locally formed as a temporary fixing part to the metallic layer of the brazing sheet on at least one of the metallic layer and the brazing sheet;
A first brazing portion joining the metallic layer and the brazing sheet;
An insulating substrate comprising: the brazing sheet; and a second brazing portion that joins the insulating layer.
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