JP2023044755A - Method for producing joint body and method for producing insulated circuit board - Google Patents

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遼平 湯本
Ryohei Yumoto
賢治 久保田
Kenji Kubota
丈嗣 北原
Joji Kitahara
敏之 長瀬
Toshiyuki Nagase
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Abstract

To uniformly pressurize a laminate of different plate members and producing an excellent joint body when joining them in a pressurized and heated state, and prevent foreign matter from depositing on the surface of the laminate.SOLUTION: The present invention provides a method for producing a joint body by pressurizing and heating a laminate, which comprises a first plate member and a second plate member, with a spacer brought into contact with the surface of the first plate member. The first plate member is a metal plate. In the spacer, at least a contact part with the first plate member is composed of a stainless plate comprising molybdenum of 2.0 mass% or more. The stainless plate has a thickness of 0.2 mm or more and 1.0 mm or less.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、パワーモジュール用基板のように複数の異なる板部材からなる接合体を製造する方法に関し、特に、金属板どうしを固相拡散接合によって接合する場合に好適な製造方法、及びその接合体の製造方法を用いた絶縁回路基板の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a bonded body composed of a plurality of different plate members, such as a power module substrate, and in particular, a manufacturing method suitable for bonding metal plates together by solid phase diffusion bonding, and a bonded body thereof. It relates to a method for manufacturing an insulated circuit board using the manufacturing method of

パワーモジュール用基板(絶縁回路基板)は、絶縁層となるセラミックス基板の一方の面に回路層が形成されるとともに、他方の面に放熱のための放熱層が形成された構成のものが一般に用いられる。 Power module substrates (insulated circuit substrates) generally have a structure in which a circuit layer is formed on one side of a ceramic substrate that serves as an insulating layer, and a heat dissipation layer is formed on the other side for heat dissipation. be done.

このパワーモジュール用基板として、例えば特許文献1におけるパワーモジュール用基板が開示されている。このパワーモジュール用基板は、アルミニウム又はアルミニウム合金、もしくは銅又は銅合金からなる金属板がセラミックス基板の両面にそれぞれろう材を介して接合されることにより、セラミックス基板の一方の面に回路層、他方の面に放熱層が形成されている。放熱層には、アルミニウム又はアルミニウム合金、もしくは銅又は銅合金からなる放熱板が接合されている。 As this power module substrate, for example, Patent Document 1 discloses a power module substrate. This power module substrate has a circuit layer on one side of the ceramic substrate and a circuit layer on the other side by bonding metal plates made of aluminum, aluminum alloy, copper, or copper alloy to both surfaces of the ceramic substrate via brazing filler metal. A heat dissipation layer is formed on the surface of A heat dissipation plate made of aluminum or an aluminum alloy, or copper or a copper alloy is joined to the heat dissipation layer.

このパワーモジュール用基板においてセラミックス基板と金属板とは、これらの積層体を加圧装置により加圧加熱することにより接合される。このとき、積層体と加圧装置との間には、カーボン層とグラファイト層とを積層してなるスペーサーが介在される。この場合、カーボン層が積層体側に配置される。 In this power module substrate, the ceramic substrate and the metal plate are joined together by applying pressure and heat to the laminate using a pressure device. At this time, a spacer formed by stacking a carbon layer and a graphite layer is interposed between the laminate and the pressure device. In this case, the carbon layer is arranged on the laminate side.

特開2016-63145号公報JP 2016-63145 A

この種のパワーモジュール用基板として、回路層をアルミニウムと銅との二層構造とする場合がある。このように複数の異なる金属板からなる接合体を製造するには、特許文献1記載の方法によりセラミックス基板に形成したアルミニウム層の上に銅板を接合して銅層を形成するが、アルミニウムと銅との接合には、ろう材を介さずに加圧加熱する固相拡散接合が行われることがある。 In some power module substrates of this type, the circuit layer has a two-layer structure of aluminum and copper. In order to manufacture a bonded body composed of a plurality of different metal plates, a copper layer is formed by bonding a copper plate to an aluminum layer formed on a ceramic substrate by the method described in Patent Document 1. Solid-phase diffusion bonding, in which pressure and heat are applied without using a brazing material, may be used for bonding.

この場合、ろう材を介した接合以上に均一に加圧することが求められるが、特許文献1記載の加圧装置では、スペーサーの積層体と接する側がカーボン層により形成されているため、加圧時の荷重付与による変位が少なく、積層体の表面に微小な凹凸が生じていたり、平面度が大きい場合などには、これらを吸収できないために均一に加圧されずに、接合不良を生じるおそれがある。 In this case, it is required to apply pressure more uniformly than bonding via a brazing material. If there is little displacement due to the application of a load, and if the surface of the laminate has minute unevenness or the flatness is large, these cannot be absorbed and pressure is not applied uniformly, which may result in poor bonding. be.

さらに、スペーサーにおける積層体に接する表面がカーボン層により形成されていると、このカーボン層が積層体とともに加熱しながら加圧された際に局所的に脱粒が生じて、積層体の表面にカーボン層の一部が付着することがある。この異物を除去するため接合体表面にソフトエッチング処理を行っても除去しきれず、接合後の積層体上(回路層上)に半導体素子等を搭載できないという問題が生じる。 Furthermore, when the surface of the spacer in contact with the laminate is formed of a carbon layer, when this carbon layer is pressed while being heated together with the laminate, grain shedding occurs locally, and the carbon layer is formed on the surface of the laminate. part of may adhere. Even if a soft etching process is performed on the surface of the bonded body to remove the foreign matter, the foreign matter cannot be completely removed, resulting in a problem that a semiconductor element or the like cannot be mounted on the laminated body (on the circuit layer) after bonding.

一方、異物を除去するため強いエッチング処理を施すと、接合後の積層体の表面が荒れるため、この場合も回路層上に半導体素子等を搭載できない。 On the other hand, if a strong etching treatment is applied to remove foreign matter, the surface of the laminated body after bonding becomes rough, and in this case also a semiconductor element or the like cannot be mounted on the circuit layer.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複数の異なる板部材の積層体を加圧及び加熱状態で接合する際に、積層体を均一に加圧して良好な接合体を製造するとともに、積層体の表面に異物が付着することを抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and when a laminate of a plurality of different plate members is joined under pressure and heat, the laminate is uniformly pressurized to produce a good joined body. It is also intended to prevent foreign matter from adhering to the surface of the laminate.

本発明の接合体の製造方法は、第一板部材と第二板部材との積層体の前記第一板部材の表面にスペーサーを接触させた状態で前記積層体を加圧及び加熱して接合体を製造する接合体の製造方法であって、前記第一板部材は金属板であり、前記スペーサーは、少なくとも前記第一板部材との接触部が、モリブデンを2.0質量%以上含有するステンレス板からなり、該ステンレス板の厚さが0.2mm以上1.0mm以下である。 In the method for producing a joined body of the present invention, the laminated body is joined by pressing and heating the laminated body of the first plate member and the second plate member while the spacer is in contact with the surface of the first plate member. In the method for manufacturing a bonded body for manufacturing a body, the first plate member is a metal plate, and the spacer contains 2.0% by mass or more of molybdenum at least at a contact portion with the first plate member. It is made of a stainless steel plate, and the thickness of the stainless steel plate is 0.2 mm or more and 1.0 mm or less.

スペーサーにおける第一板部材との接触部が、モリブデン(Mo)を2.0質量%以上含有するステンレス板からなるので、このスペーサーを介して積層体を加圧及び加熱したときに、スペーサーの接触部が積層体の第一板部材の表面に付着することを抑制できる。 Since the contact portion of the spacer with the first plate member is made of a stainless steel plate containing 2.0% by mass or more of molybdenum (Mo), when the laminate is pressurized and heated through this spacer, the contact of the spacer can be suppressed from adhering to the surface of the first plate member of the laminate.

また、スペーサーのステンレス板の厚さが1.0mmを超えると、積層体の第一板部材との熱膨張係数が異なる場合、これらの熱膨張係数差に伴って加熱及び冷却時にスペーサーと第一板部材との間に面方向に沿う応力が発生し、この応力が第一板部材の熱伸縮時の抵抗となって、第一部材と第二板部材との接合界面を破壊するおそれがある。また、ステンレス板の厚さが0.15mm未満であると、積層体を加圧したときにステンレス板が変形して、再使用することが難しくなる。
ステンレス板の厚さを0.2mm以上1.0mm以下としたことにより、加圧及び加熱時に積層体の第一板部材の熱伸縮にステンレス板が追従して、第一板部材と第二板部材との接合界面を破壊せず、また、自身の変形も抑制して再使用を可能にすることができる。
Further, when the thickness of the stainless steel plate of the spacer exceeds 1.0 mm, if the thermal expansion coefficient differs from that of the first plate member of the laminate, the spacer and the first plate member may be separated from each other during heating and cooling due to the difference in thermal expansion coefficient. A stress along the surface direction is generated between the first plate member and the first plate member. . Further, if the thickness of the stainless steel plate is less than 0.15 mm, the stainless steel plate will be deformed when the laminate is pressurized, making it difficult to reuse.
By setting the thickness of the stainless steel plate to 0.2 mm or more and 1.0 mm or less, the stainless steel plate follows the thermal expansion and contraction of the first plate member of the laminate during pressurization and heating, and the first plate member and the second plate are separated. It can be reused without destroying the joint interface with the member and suppressing deformation of itself.

本発明の接合体の製造方法において、前記接触部を構成するステンレス板はJISのSUS316であるとよい。
SUS316はモリブデンの含有量が適切で、各種用途に汎用されているため入手も容易であり、コスト的にも有利である。
In the method for manufacturing a joined body of the present invention, the stainless steel plate forming the contact portion is preferably JIS SUS316.
SUS316 has an appropriate molybdenum content and is widely used for various purposes, so it is easy to obtain and is advantageous in terms of cost.

本発明では、前記第一板部材又は前記第二板部材のうち、いずれか一方が銅又は銅合金からなり、他方がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるものとすることができる。 In the present invention, one of the first plate member and the second plate member can be made of copper or a copper alloy, and the other can be made of aluminum or an aluminum alloy.

アルミニウムと銅とは一般に固相拡散接合されるが、本発明は、このような固相で接合する場合に特に有効である。ただし、ろう材を用いた液相接合を除外するものではない。例えば、第一板部材が金属板からなり、第二板部材がセラミックス基板からなり、これらをろう材を用いて接合する場合にも本発明を適用できる。 Aluminum and copper are generally bonded by solid-phase diffusion bonding, and the present invention is particularly effective for such solid-phase bonding. However, liquid phase bonding using a brazing material is not excluded. For example, the present invention can be applied to a case where the first plate member is made of a metal plate and the second plate member is made of a ceramic substrate and these are joined together using a brazing material.

本発明の絶縁回路基板の製造方法は、前述の接合体の製造方法を用いた絶縁回路基板の製造方法であって、前記第一板部材は、銅又は銅合金からなる第一金属板からなり、前記第二板部材は、セラミックス基板と、前記セラミックス基板の一方の面に接合されたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第二金属板とからなり、前記セラミックス基板に接合された前記第二金属板に前記第一金属板を積層して前記積層体を形成し、前記第一金属板に前記ステンレス板を接触させた状態で前記第一金属板と前記第二金属板とを固相拡散接合する。 A method for manufacturing an insulated circuit board according to the present invention is a method for manufacturing an insulated circuit board using the above-described method for manufacturing a joined body, wherein the first plate member is a first metal plate made of copper or a copper alloy. The second plate member comprises a ceramic substrate and a second metal plate made of aluminum or an aluminum alloy bonded to one surface of the ceramic substrate, and the second metal plate bonded to the ceramic substrate The first metal plate is laminated to form the laminate, and the first metal plate and the second metal plate are solid-phase diffusion-bonded while the stainless steel plate is in contact with the first metal plate.

また、他の絶縁回路基板の製造方法は、前述の接合体の製造方法を用いた絶縁回路基板の製造方法であって、前記スペーサーを二組用い、前記第一板部材は、銅又は銅合金からなる第一金属板と、炭化ケイ素の多孔体にアルミニウムを主成分とする金属を含浸させてなるAlSiC複合材とが積層されてなり、前記第二板部材は、セラミックス基板と、前記セラミックス基板の両面に接合されたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第二金属板と、一方の前記第二金属板に積層された前記第一金属板とからなり、前記第二板部材の他方の前記第二金属板と前記第一板部材の前記第一金属板とを接触させて前記第一板部材と前記第二板部材とを積層することにより前記積層体を形成し、前記AlSiC複合材に一方の前記スペーサーの前記ステンレス板を接触させ、かつ、前記第二板部材の前記第一金属板の表面に他方の前記スペーサーの前記ステンレス板を接触させた状態で、前記第一金属板と前記第二金属板、及び前記第一金属板と前記AlSiC複合材を同時に固相拡散接合する。 Another method for manufacturing an insulated circuit board is a method for manufacturing an insulated circuit board using the above-described method for manufacturing a joined body, wherein two sets of the spacers are used, and the first plate member is made of copper or a copper alloy. and an AlSiC composite material obtained by impregnating a porous silicon carbide body with a metal containing aluminum as a main component, and the second plate member is a ceramic substrate and the ceramic substrate and the first metal plate laminated on one of the second metal plates, the second metal on the other of the second plate members The laminate is formed by laminating the first plate member and the second plate member by bringing the plate and the first metal plate of the first plate member into contact with each other, and the AlSiC composite material is provided with one of the With the stainless plate of the spacer in contact and the stainless steel plate of the other spacer in contact with the surface of the first metal plate of the second plate member, the first metal plate and the second metal The plate, and the first metal plate and the AlSiC composite material are simultaneously solid phase diffusion bonded.

本発明の接合体の製造方法によれば、複数の異なる板部材の積層体を加熱状態で加圧して接合する際に、積層体に均一な加圧力を付与して良好な接合体を製造するとともに、積層体の表面に異物が付着することを抑制できる。 According to the method for manufacturing a joined body of the present invention, when a laminated body of a plurality of different plate members is pressurized and joined in a heated state, a uniform pressure is applied to the laminated body to produce a good joined body. At the same time, it is possible to prevent foreign matter from adhering to the surface of the laminate.

本発明の接合体(絶縁回路基板)の実施形態としてパワーモジュール用基板を示す断面図である。1 is a sectional view showing a power module substrate as an embodiment of a bonded body (insulated circuit substrate) of the present invention; FIG. 図1におけるパワーモジュール用基板のセラミックス基板に金属板を接合する前の状態を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a state before joining a metal plate to a ceramic substrate of the power module substrate in FIG. 1; FIG. 図2から接合した後の金属層に第2金属板を接合する前の状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state before joining a second metal plate to the metal layer after joining from FIG. 2 ; 図2及び図3の接合の際に用いる加圧装置の正面図である。FIG. 4 is a front view of a pressurizing device used for joining of FIGS. 2 and 3; 図4の加圧装置で用いられるスペーサーの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a spacer used in the pressure device of FIG. 4; 他のパワーモジュール用基板を製造する場合の接合前の状態を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state before bonding when manufacturing another power module substrate.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
この実施形態は絶縁回路基板(接合体)の例としてのパワーモジュール用基板1である。このパワーモジュール用基板1は、図1に示すように、セラミックス基板10と、このセラミックス基板10の一方の面に接合された回路層20と、セラミックス基板10の他方の面に接合された放熱層30とを備える。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
This embodiment is a power module board 1 as an example of an insulated circuit board (bonded body). As shown in FIG. 1, the power module substrate 1 includes a ceramic substrate 10, a circuit layer 20 bonded to one surface of the ceramic substrate 10, and a heat dissipation layer bonded to the other surface of the ceramic substrate 10. 30.

セラミックス基板10は、例えばAlN(窒化アルミニウム)、Si(窒化珪素)等の窒化物系セラミックス、もしくはAl(アルミナ)等の酸化物系セラミックスを用いることができる。また、セラミックス基板10の厚さは、0.2mm以上1.5mm以下とされる。 For the ceramic substrate 10 , for example, nitride ceramics such as AlN (aluminum nitride) and Si3N4 (silicon nitride), or oxide ceramics such as Al2O3 (alumina) can be used. Moreover, the thickness of the ceramics substrate 10 is set to 0.2 mm or more and 1.5 mm or less.

回路層20及び放熱層30は、それぞれアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第二金属層41と、銅又は銅合金からなる第一金属層42との二層構造とされている。換言すると、パワーモジュール用基板1において、セラミックス基板10の両面に第二金属層41が形成され、その第二金属層41の上に第一金属層42が形成されている。 The circuit layer 20 and the heat dissipation layer 30 each have a two-layer structure of a second metal layer 41 made of aluminum or an aluminum alloy and a first metal layer 42 made of copper or a copper alloy. In other words, in the power module substrate 1 , the second metal layer 41 is formed on both surfaces of the ceramic substrate 10 , and the first metal layer 42 is formed on the second metal layer 41 .

第二金属層41は、純度99質量%以上の純アルミニウム(例えば、JIS規格では1000番台の純アルミニウム、特に1N90(純度99.9質量%以上:いわゆる3Nアルミニウム)又は、1N99(純度99.99質量%以上:いわゆる4Nアルミニウム)や、A6063系等のアルミニウム合金等を用いることができる。第一金属層42とセラミックス基板10との熱伸縮差を緩衝するためには、第二金属層41として純アルミニウムを用いるのが好ましい。 The second metal layer 41 is made of pure aluminum with a purity of 99% by mass or more (for example, pure aluminum in the 1000s according to JIS standards, particularly 1N90 (purity of 99.9% by mass or more: so-called 3N aluminum) or 1N99 (purity of 99.99 mass % or more: so-called 4N aluminum), aluminum alloys such as A6063 series, etc. In order to buffer the difference in thermal expansion and contraction between the first metal layer 42 and the ceramic substrate 10, the second metal layer 41 It is preferred to use pure aluminum.

第一金属層42は、例えば純度99.96質量%以上の銅(無酸素銅)や純度99.90質量%以上の銅(タフピッチ銅)が好適である。 The first metal layer 42 is preferably made of copper (oxygen-free copper) with a purity of 99.96% by mass or more or copper (tough pitch copper) with a purity of 99.90% by mass or more, for example.

これら第二金属層41及び第一金属層42の厚さは限定されないが、例えば、第二金属層41が0.1mm以上2.0mm以下、第一金属層42が0.2mm以上5.0mm以下とされる。回路層20と放熱層30とで同じ厚さの第二金属層41と第一金属層42とを用いてもよいし、異なる厚さの組み合わせとしてもよい。図示例では、回路層20と放熱層30とで区別することなく、第二金属層41、第一金属層42として、同一符号を付している。 Although the thicknesses of the second metal layer 41 and the first metal layer 42 are not limited, for example, the thickness of the second metal layer 41 is 0.1 mm or more and 2.0 mm or less, and the thickness of the first metal layer 42 is 0.2 mm or more and 5.0 mm. It is assumed that: The second metal layer 41 and the first metal layer 42 having the same thickness may be used for the circuit layer 20 and the heat dissipation layer 30, or a combination of different thicknesses may be used. In the illustrated example, the second metal layer 41 and the first metal layer 42 are denoted by the same reference numerals without distinction between the circuit layer 20 and the heat dissipation layer 30 .

このように構成されるパワーモジュール用基板1の製造方法について説明する。 A method of manufacturing the power module substrate 1 configured in this way will be described.

まず、図2に示すように、セラミックス基板10の両面にアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第二金属板41aをろう材50を介して積層し、その積層体を加圧加熱することにより、セラミックス基板10と第二金属板41aとを接合して、セラミックス基板10の両面に第二金属層41を形成する(第一接合工程)。 First, as shown in FIG. 2, a second metal plate 41a made of aluminum or an aluminum alloy is laminated on both sides of the ceramic substrate 10 via a brazing material 50, and the laminate is heated under pressure to form the ceramic substrate 10. and the second metal plate 41a are joined to form the second metal layer 41 on both surfaces of the ceramic substrate 10 (first joining step).

次いで、図3に示すように、その第二金属層41の上に銅又は銅合金からなる第一金属板42aを積層し、その積層体を加圧加熱することにより、アルミニウムと銅とを固相拡散接合して、第二金属層41の上に第一金属層42を形成する(第二接合工程)。 Next, as shown in FIG. 3, a first metal plate 42a made of copper or a copper alloy is laminated on the second metal layer 41, and the laminate is heated under pressure to solidify aluminum and copper. Phase diffusion bonding is performed to form the first metal layer 42 on the second metal layer 41 (second bonding step).

これらの両接合工程において、本発明が適用される。
第一接合工程においては、第二金属板41aが本発明の第一板部材に相当し、セラミックス基板10が本発明の第二板部材に相当する。一方、第二接合工程においては、第一金属板42aが本発明の第一板部材に相当し、セラミックス基板10と前記セラミックス基板10の一方の面に接合された第二金属板41a(第二金属層41)が本発明の第二板部材に相当する。
The present invention is applied to both of these joining processes.
In the first bonding step, the second metal plate 41a corresponds to the first plate member of the invention, and the ceramic substrate 10 corresponds to the second plate member of the invention. On the other hand, in the second bonding step, the first metal plate 42a corresponds to the first plate member of the present invention, and the ceramic substrate 10 and the second metal plate 41a (second metal plate 41a) bonded to one surface of the ceramic substrate 10 The metal layer 41) corresponds to the second plate member of the present invention.

この製造方法において、第一接合工程における積層体及び第二接合工程における積層体を加圧するために、図4に示す加圧装置110が用いられる。以下では、第一接合工程における積層体(セラミックス基板10と両第二金属板41aとからなる積層体)及び第二接合工程における積層体(両第二金属層41が形成されたセラミックス基板10と、第一金属板42aとからなる積層体)を区別することなく、積層体Sとして説明する。 In this manufacturing method, a pressurizing device 110 shown in FIG. 4 is used to pressurize the laminate in the first bonding step and the laminate in the second bonding step. In the following, the laminate in the first bonding step (laminate consisting of the ceramic substrate 10 and both second metal plates 41a) and the laminate in the second bonding step (ceramic substrate 10 on which both second metal layers 41 are formed and , and the first metal plate 42a) will be described as a laminate S without distinction.

加圧装置110は、ベース板111と、ベース板111の上面の四隅に垂直に取り付けられたガイドポスト112と、これらガイドポスト112の上端部に固定された固定板113と、これらベース板111と固定板113との間で上下移動自在にガイドポスト112に支持された押圧板114と、固定板113と押圧板114との間に設けられて押圧板114を下方に付勢するばね等の付勢部115とを備えている。 The pressure device 110 includes a base plate 111, guide posts 112 vertically attached to the four corners of the upper surface of the base plate 111, fixed plates 113 fixed to the upper ends of the guide posts 112, and the base plate 111. A pressing plate 114 supported by the guide post 112 so as to be vertically movable between the fixing plate 113 and a spring or the like provided between the fixing plate 113 and the pressing plate 114 to bias the pressing plate 114 downward. A force portion 115 is provided.

固定板113および押圧板114は、ベース板111に対して平行に配置されており、ベース板111と押圧板114との間に積層体Sが配設される。
ベース板111及び押圧板114において、積層体Sと接する側に、加圧を均一にするためのスペーサー60が配設される。
The fixing plate 113 and the pressing plate 114 are arranged parallel to the base plate 111 , and the laminate S is arranged between the base plate 111 and the pressing plate 114 .
Spacers 60 are provided on the sides of the base plate 111 and the pressing plate 114 that are in contact with the laminate S for uniform pressure application.

各スペーサー60は、図5に示すように、グラファイトシート61とステンレス板62とを積層した構造とされている。
グラファイトシート61は、クッション性を有する軟質のグラファイト材料により、鱗片状のグラファイト薄膜が雲母のように複数枚積層されて構成されたものであり、天然黒鉛を酸処理した後にシート状に成形してロール圧延してなる。このグラファイトシート61は、かさ密度が0.5Mg/m以上1.3Mg/m以下で軟質である。例えば旭グラファイト株式会社製T-5(熱伝導率:75.4W/mK、弾性率:11.4GPa)や、東洋炭素工業株式会社製黒鉛シートPF(圧縮率47%、復元率14%)などを用いることができる。
Each spacer 60 has a structure in which a graphite sheet 61 and a stainless steel plate 62 are laminated, as shown in FIG.
The graphite sheet 61 is made of a flexible graphite material having cushioning properties and is constructed by laminating a plurality of scale-like graphite thin films like mica. It is made by roll rolling. The graphite sheet 61 has a bulk density of 0.5 Mg/m 3 or more and 1.3 Mg/m 3 or less and is soft. For example, T-5 manufactured by Asahi Graphite Co., Ltd. (thermal conductivity: 75.4 W / mK, elastic modulus: 11.4 GPa), graphite sheet PF manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd. (compression rate 47%, recovery rate 14%), etc. can be used.

ステンレス板62は、モリブデン(Mo)を少なくとも2.0質量%以上含有しているものが選択され、JIS(日本産業規格)のSUS316を用いるのが好ましい。
このモリブデンを2.0質量%以上含有するステンレス板62は、積層体Sの表面と加熱時に反応しない。反応しないとは、接合温度から常温まで冷却した際に剥がれることがなく、かつ、金属板と積層体表面との金属間化合物が形成されないことを示す。モリブデンの含有量が2.0質量%未満では、接合時の熱で積層体表面の金属板と反応することがある。
The stainless steel plate 62 is selected to contain at least 2.0% by mass of molybdenum (Mo), preferably JIS (Japanese Industrial Standard) SUS316.
The stainless plate 62 containing 2.0% by mass or more of molybdenum does not react with the surface of the laminate S when heated. "No reaction" means that there is no peeling when cooling from the bonding temperature to room temperature and no intermetallic compound is formed between the metal plate and the surface of the laminate. If the content of molybdenum is less than 2.0% by mass, it may react with the metal plate on the surface of the laminate due to heat during bonding.

このステンレス板62の厚さは、0.2mm以上1.0mm以下とされる。この厚さの範囲とすることにより、接合工程の加圧及び加熱時に積層体Sの第二金属板41aあるいは第一金属板42aの熱伸縮にステンレス板62が追従して、セラミックス基板10と第二金属板41aとの接合、あるいは第二金属層41と第一金属板42aとの接合界面を破壊せず、また、自身の変形も抑制して再使用を可能にすることができる。
グラファイトシート61の厚さは特に限定されるものではないが、例えば0.5mm以上5.0mm以下とされる。
The thickness of this stainless steel plate 62 is set to 0.2 mm or more and 1.0 mm or less. By setting the thickness within this range, the stainless steel plate 62 follows the thermal expansion and contraction of the second metal plate 41a or the first metal plate 42a of the laminate S during pressurization and heating in the bonding process. It can be reused without destroying the joint with the two metal plates 41a or the joint interface between the second metal layer 41 and the first metal plate 42a, and suppressing deformation of itself.
Although the thickness of the graphite sheet 61 is not particularly limited, it is, for example, 0.5 mm or more and 5.0 mm or less.

以下、この加圧装置110を用いた第一接合工程、第二接合工程を順に説明する。 A first bonding process and a second bonding process using the pressure device 110 will be described in order below.

(第一接合工程)
図2に示すように、セラミックス基板10の両面に、それぞれろう材50を介して、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる第二金属板41aを積層して積層体Sを形成する。ろう材50としては、Al-Si系、Al-Ge系、Al-Cu系、Al-Mg系又はAl-Mn系等の合金が使用される。
(First joining step)
As shown in FIG. 2, a laminate S is formed by laminating a second metal plate 41a made of aluminum or an aluminum alloy on both surfaces of the ceramic substrate 10 with brazing material 50 interposed therebetween. As the brazing material 50, an alloy such as Al--Si system, Al--Ge system, Al--Cu system, Al--Mg system or Al--Mn system is used.

積層体Sを図4に示す加圧装置110を用いて積層方向に加圧して、加圧装置110ごと真空雰囲気下で加熱することにより、第二金属板41aをセラミックス基板10に接合して、セラミックス基板10の両面に第二金属層41を形成する。このとき、スペーサーは金属板が第二金属板に接触するように配置される。 The second metal plate 41a is bonded to the ceramic substrate 10 by pressing the laminate S in the stacking direction using the pressure device 110 shown in FIG. A second metal layer 41 is formed on both surfaces of the ceramic substrate 10 . At this time, the spacer is arranged so that the metal plate contacts the second metal plate.

このときの加圧力としては、例えば0.1MPa以上3.4MPa以下、接合温度としては600℃以上655℃以下、加熱時間としては15分以上120分以下とされる。 At this time, the pressure is, for example, 0.1 MPa or more and 3.4 MPa or less, the bonding temperature is 600° C. or more and 655° C. or less, and the heating time is 15 minutes or more and 120 minutes or less.

(第二接合工程)
図3に示すように、セラミックス基板10の両面に形成された第二金属層41の上に、それぞれ銅又は銅合金からなる第一金属板42aを積層して積層体Sを形成する。
(Second joining step)
As shown in FIG. 3, a laminate S is formed by laminating first metal plates 42a made of copper or a copper alloy on the second metal layers 41 formed on both surfaces of the ceramic substrate 10, respectively.

積層体Sを図4に示す加圧装置110を用いて積層方向に加圧した状態で、加圧装置110ごと真空雰囲気下で加熱して、第二金属層41に対して第一金属板42aをそれぞれ固相拡散接合することにより、第二金属層41の上に第一金属層42を形成する。 While the laminate S is pressurized in the stacking direction using the pressurizing device 110 shown in FIG. are respectively solid phase diffusion bonded to form the first metal layer 42 on the second metal layer 41 .

この場合の加圧力としては、例えば0.3MPa以上3.5MPa以下、加熱温度としては400℃以上548℃未満とされる。この加圧及び加熱状態を5分以上240分以下保持することにより、第二金属層41と第一金属板42aとが固相拡散接合され、第二金属層41の上に第一金属層42が形成される。 In this case, the pressure is 0.3 MPa or more and 3.5 MPa or less, and the heating temperature is 400° C. or more and less than 548° C., for example. By maintaining this pressurized and heated state for 5 minutes or more and 240 minutes or less, the second metal layer 41 and the first metal plate 42a are solid phase diffusion bonded, and the first metal layer 42 is formed on the second metal layer 41. is formed.

前述したように、この実施形態の加圧装置110では、第二金属層41の上に第一金属板42aを積層状態とした積層体Sとベース板111及び押圧板114との間にスペーサー60を介在させ、このスペーサー60の積層体Sとの接触面側にステンレス板62を配置している。 As described above, in the pressurizing device 110 of this embodiment, the spacer 60 is provided between the laminate S in which the first metal plate 42a is laminated on the second metal layer 41, the base plate 111, and the pressing plate 114. , and a stainless steel plate 62 is arranged on the side of the contact surface of the spacer 60 with the laminate S. As shown in FIG.

このステンレス板62は、延性材料であるため、積層体Sの表面に凹凸が生じている場合やその平面度が低い場合にも、ステンレス板62がその表面形状に追従するように変形する。このため、積層体Sの全面に均一な加圧力を付与して、全面を均等に接合できる。また、カーボンシートのような脆性材料ではないため、加圧によって破損することはなく、かつ積層体Sの表面に設けられている第一金属板42aとも反応しないため、第一金属板42aに付着することもない。 Since the stainless plate 62 is made of a ductile material, even if the surface of the laminate S is uneven or the flatness thereof is low, the stainless plate 62 is deformed so as to follow the shape of the surface. Therefore, a uniform pressure can be applied to the entire surface of the laminate S, and the entire surface can be evenly bonded. In addition, since it is not a brittle material like a carbon sheet, it is not damaged by pressure and does not react with the first metal plate 42a provided on the surface of the laminate S, so it adheres to the first metal plate 42a. I don't even have to.

また、スペーサー60のステンレス板62の厚さが0.2mm以上1.0mm以下に形成されているので、接合時に、スペーサー60のステンレス板62と積層体Sの金属板41a,42aとが圧着することが抑制される。
すなわち、スペーサー60の接触部を構成するステンレス板62と積層体Sの金属板41a,42aとは熱膨張係数が異なっており、このため、加圧装置110で加圧した状態で加熱したときに、スペーサー60のステンレス板62と積層体Sの金属板41a,42aとが密接状態となり、ステンレス板62が厚いと、これらの熱膨張係数差に伴って加熱及び冷却時にスペーサー60のステンレス板62と積層体Sの金属板41a,42aとの間に面方向に沿う大きな応力が発生し、この応力が接合対象のセラミックス基板10や第二金属層41との接合界面を破壊するおそれがある。
Further, since the thickness of the stainless steel plate 62 of the spacer 60 is formed to be 0.2 mm or more and 1.0 mm or less, the stainless steel plate 62 of the spacer 60 and the metal plates 41a, 42a of the laminate S are crimped during bonding. is suppressed.
That is, the stainless steel plate 62 forming the contact portion of the spacer 60 and the metal plates 41a and 42a of the laminate S have different coefficients of thermal expansion. , the stainless steel plate 62 of the spacer 60 and the metal plates 41a, 42a of the laminate S are in close contact with each other. A large stress along the surface direction is generated between the laminate S and the metal plates 41 a and 42 a , and this stress may destroy the bonding interface with the ceramic substrate 10 to be bonded and the second metal layer 41 .

この点、スペーサー60のステンレス板62の厚さを1.0mm以下に形成したことにより、積層体Sの金属板41a,42aとの熱膨張係数差に追従するようにステンレス板62が変形して、積層体Sと圧着状態となることを抑制し、良好な接合を行わせることができる。
また、ステンレス板62の厚さが1.0mm以下であれば、グラファイトシート61が圧し潰されるおそれもない。
In this respect, by setting the thickness of the stainless plate 62 of the spacer 60 to 1.0 mm or less, the stainless plate 62 is deformed so as to follow the difference in thermal expansion coefficient between the metal plates 41a and 42a of the laminate S. , it is possible to suppress the state of being crimped with the laminated body S, and to perform good bonding.
Moreover, if the thickness of the stainless steel plate 62 is 1.0 mm or less, there is no possibility that the graphite sheet 61 will be crushed.

ただし、ステンレス板62が薄すぎると、カーボンシート61がクッション性を有していることから、加圧時に積層体Sにより押圧されて変形し易い。特に、積層体Sよりステンレス板62が広いので、積層体Sの周縁によってステンレス板62が折り曲げられ、積層体Sに押圧されている部分に対して、積層体Sからはみ出している部分が傾斜するように変形するおそれがある。このスペーサー60は複数の接合体を製造する際に、繰り返し用いられるものであり、大きな変形が生じると、次に使用したときに、積層体Sを均一に加圧できない。このステンレス板62の変形を小さく抑制するため、ステンレス板62の厚さは0.2mm以上あるのが好ましい。 However, if the stainless steel plate 62 is too thin, the carbon sheet 61 has a cushioning property, and is easily deformed by being pressed by the laminate S during pressurization. In particular, since the stainless plate 62 is wider than the laminate S, the stainless steel plate 62 is bent by the periphery of the laminate S, and the portion protruding from the laminate S is inclined with respect to the portion pressed against the laminate S. There is a risk of deformation. This spacer 60 is used repeatedly when manufacturing a plurality of joined bodies, and if large deformation occurs, the laminated body S cannot be uniformly pressurized the next time it is used. In order to suppress the deformation of the stainless plate 62, the thickness of the stainless plate 62 is preferably 0.2 mm or more.

以上により、このスペーサー60を設けた加圧装置110を用いることにより、接合不良のない高品質のパワーモジュール用基板(絶縁回路基板)1を製造できる。 As described above, by using the pressure device 110 provided with the spacer 60, it is possible to manufacture a high-quality power module substrate (insulated circuit substrate) 1 free from poor bonding.

本発明は上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the configurations of the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、本発明の製造方法は、セラミックス基板の一方の面にアルミニウム層と銅層との二層構造からなる回路層を形成する場合に適用でき、セラミックス基板の他方の面に実施形態のように二層構造の放熱層を有しなくてもよい。この場合、セラミックス基板10に接触するスペーサーは、ステンレス板62を備えなくてもよい。 For example, the manufacturing method of the present invention can be applied to the case of forming a circuit layer having a two-layer structure of an aluminum layer and a copper layer on one side of a ceramic substrate, and on the other side of the ceramic substrate, as in the embodiment. It is not necessary to have a two-layered heat dissipation layer. In this case, the spacer in contact with the ceramic substrate 10 does not have to have the stainless steel plate 62 .

本発明の製造方法は、銅又は銅合金からなる金属板とアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板との接合だけでなく、AlSiC複合材と銅又は銅合金との接合に適用してもよい。 The production method of the present invention may be applied not only to joining a metal plate made of copper or a copper alloy and a metal plate made of aluminum or an aluminum alloy, but also to joining an AlSiC composite material and copper or a copper alloy.

AlSiC複合材は、炭化ケイ素(SiC)からなる多孔体にアルミニウム(Al:純アルミニウム又はアルミニウム合金)を主成分とする金属を含浸して形成されたアルミニウムと炭化ケイ素の複合体であり、多孔体の表面にはアルミニウムの被覆層が形成される。 The AlSiC composite is a composite of aluminum and silicon carbide formed by impregnating a porous body made of silicon carbide (SiC) with a metal containing aluminum (Al: pure aluminum or an aluminum alloy) as a main component. A coating layer of aluminum is formed on the surface of .

このAlSiC複合材を用いる場合、図6に示すように、セラミックス基板10の両面に形成された各第二金属層41の上に、それぞれ銅又は銅合金からなる第一金属板42aを積層するとともに、一方の第一金属板42aに板状のAlSiC複合材70を積層し、積層体を形成する。 When using this AlSiC composite material, as shown in FIG. 6, on each second metal layer 41 formed on both sides of the ceramic substrate 10, a first metal plate 42a made of copper or a copper alloy is laminated. , a plate-like AlSiC composite material 70 is laminated on one of the first metal plates 42a to form a laminate.

この積層体に対して、AlSiC複合材70の表面にスペーサー60のステンレス板62を接触させるとともに、第一金属板42aの表面にスペーサー60のステンレス板62を接触させた状態で、かつ、積層体を積層方向に加圧した状態で、真空雰囲気下で加熱することにより、各第二金属層41と第一金属板42a、さらに第一金属板42aとAlSiC複合材70とをそれぞれ同時に固相拡散接合できる。 With respect to this laminate, the stainless steel plate 62 of the spacer 60 is in contact with the surface of the AlSiC composite material 70, and the stainless steel plate 62 of the spacer 60 is in contact with the surface of the first metal plate 42a. are pressed in the stacking direction and heated in a vacuum atmosphere, the second metal layer 41 and the first metal plate 42a, and the first metal plate 42a and the AlSiC composite material 70 are simultaneously solid-phase diffused. Can be spliced.

この場合、前述の実施形態で述べた方法によりセラミックス基板に第一金属層、第二金属層からなる回路層及び放熱層をそれぞれ形成し、その放熱層の第一金属層にAlSiC複合材をヒートシンクとして接合した絶縁回路基板とすることができる。 In this case, a circuit layer and a heat dissipation layer each comprising a first metal layer and a second metal layer are formed on a ceramic substrate by the method described in the above embodiment, and an AlSiC composite material is applied to the first metal layer of the heat dissipation layer as a heat sink. It can be an insulated circuit board that is bonded as an insulated circuit board.

すなわち、セラミックス基板の両面に第二金属層を形成しておき(第一接合工程により)、各第二金属層に各第一金属板をそれぞれ積層し、さらに一方の第一金属板にAlSiC複合材を積層して、これらの積層体を加圧加熱して固相拡散接合する(第二接合工程)とよい。 That is, a second metal layer is formed on both sides of the ceramic substrate (by the first bonding step), each first metal plate is laminated on each second metal layer, and one of the first metal plates is AlSiC composite It is preferable that the materials are laminated and the laminated body is pressurized and heated for solid-phase diffusion bonding (second bonding step).

その他、本発明は、パワーモジュール用基板の回路層および放熱層に限らず、液相及び固相で接合できる金属の組み合わせのものに適用することが可能であり、特に固相で接合できる金属の組み合わせのものに有効である。また、本発明は、金属板と金属板以外の板部材(例えば、セラミックス基板)との接合にも適用できる。 In addition, the present invention is not limited to the circuit layer and the heat dissipation layer of the power module substrate, and can be applied to a combination of metals that can be bonded in a liquid phase and a solid phase. Effective for combinations. The present invention can also be applied to bonding between a metal plate and a plate member other than the metal plate (for example, a ceramic substrate).

本発明の効果を確認するために評価試験を実施した。この試験では、アルミニウム合金(A6063)からなる金属板と、純銅(C1020)からなる金属板とを積層して接合した。スペーサーに接する側の金属板を被着材とした。 An evaluation test was conducted to confirm the effects of the present invention. In this test, a metal plate made of aluminum alloy (A6063) and a metal plate made of pure copper (C1020) were laminated and joined. The metal plate on the side in contact with the spacer was used as an adherend.

スペーサーは、グラファイトシート(東洋炭素株式会社製PF-100)と、接触部として、ステンレス板との積層構造体とした。ステンレス板には、SUS304、SUS316、SUS316L、SUS317L、SUS430のいずれかを用いた。従来例として、SUS304の箔(厚さ0.15mm)を用いたものも試験した。そのモリブデン(Mo)含有量、厚みは表1に示す通りであった。 The spacer had a laminate structure of a graphite sheet (PF-100 manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd.) and a stainless steel plate as a contact portion. Any one of SUS304, SUS316, SUS316L, SUS317L, and SUS430 was used for the stainless steel plate. As a conventional example, a test was also conducted using a SUS304 foil (thickness: 0.15 mm). The molybdenum (Mo) content and thickness were as shown in Table 1.

両金属板の積層体を加圧力1.0MPa、温度500℃、保持時間30分加圧加熱して、スペーサーの金属板の変形、密着性、接合性(追従性)について評価した。 A laminate of both metal plates was heated under pressure of 1.0 MPa at a temperature of 500° C. for a holding time of 30 minutes, and the deformation, adhesion and bondability (followability) of the metal plates of the spacer were evaluated.

(スペーサーの変形の評価)
接合後にスペーサーを被着材からはがし、スペーサーに割れや変形(被着材のエッジの部分で折り曲げられるなど、再使用ができなくなる程度の変形)が生じた場合を「B」、そのような割れや変形が生じていない場合を「A」とした。
(Evaluation of spacer deformation)
When the spacer is peeled off from the adherend after bonding, cracking or deformation (deformation to the extent that it cannot be reused, such as being bent at the edge of the adherend) occurs in the spacer. A case where no deformation occurred was rated as "A".

(スペーサーの密着性の評価)
スペーサーの密着性については、接合後に常温まで冷却し、積層体から金属板を人力で剥がすことができ、かつ、金属板と積層体表面の断面をSEM観察し、金属板と積層体表面に金属間化合物が生成されていない場合を「A」と評価し、それ以外の場合を「B」と評価した。
(Evaluation of Spacer Adhesion)
Regarding the adhesion of the spacer, it was confirmed that the metal plate was cooled to room temperature after bonding, the metal plate could be manually peeled off from the laminate, and the cross section of the metal plate and the laminate surface was observed with an SEM, and the metal plate and the laminate surface were examined. A case where no intercalation compound was produced was evaluated as "A", and a case other than that was evaluated as "B".

(接合性の評価)
接合性は、超音波探傷装置(日立パワーソリューションズ社製FINESAT)を用いて、両金属層の界面を観察し、被接合面積を測定し、接合前における接合すべき面積(金属層の面積)から接合率を割り出し、接合率が95%以上を「A」、95%未満を「B」とした。
これらの結果を表1に示す。いずれの評価も「A」を合格とする。
(Evaluation of bondability)
Bondability is determined by observing the interface between both metal layers using an ultrasonic flaw detector (FINESAT manufactured by Hitachi Power Solutions Co., Ltd.), measuring the area to be bonded, and determining the area to be bonded before bonding (area of metal layer). The bonding rate was determined, and the bonding rate was 95% or more as "A", and less than 95% as "B".
These results are shown in Table 1. Any evaluation also sets "A" as a pass.

Figure 2023044755000002
Figure 2023044755000002

表1に示されるように、スペーサーの接触部として、モリブデンを2質量%以上含有するステンレス板を用いた実施例では、接合後にスペーサーの変形や被着材との圧着がなく、接合性も良好であった。
これに対して、比較例1及び比較例2では、ステンレス板のモリブデン含有量が0質量%であったため、接合時に被着材に圧着してしまった。比較例2も、ステンレス板のモリブデン含有量が0質量%であったため、接合時に被着材との圧着が認められた。比較例3はステンレス板のモリブデンの含有量は2.5質量%であったが、その厚さが0.15mmと薄かったため、加圧による変形が認められた。比較例4は逆にステンレス板の厚さが1.2mmと大きかったため、接合性が悪かった。従来例は、加圧による変形と圧着の両方が認められた。
As shown in Table 1, in the examples using a stainless steel plate containing 2% by mass or more of molybdenum as the contact portion of the spacer, there was no deformation of the spacer or pressure bonding with the adherend after bonding, and the bondability was good. Met.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, since the molybdenum content of the stainless steel plate was 0% by mass, the stainless steel plate was crimped to the adherend during bonding. Also in Comparative Example 2, since the molybdenum content of the stainless steel plate was 0% by mass, pressure bonding with the adherend was observed during bonding. In Comparative Example 3, the molybdenum content of the stainless steel plate was 2.5% by mass, but because the thickness was as thin as 0.15 mm, deformation due to pressurization was observed. In Comparative Example 4, on the contrary, the thickness of the stainless steel plate was as large as 1.2 mm, resulting in poor bondability. In the conventional example, both deformation and crimping due to pressurization were observed.

1 パワーモジュール用基板(接合体)(絶縁回路基板)
10 セラミックス基板(第二板部材)
20 回路層
30 放熱層
41 第二金属層(第二板部材)
41a 第二金属板(第一板部材/第二板部材)
42 第一金属層
42a 第一金属板(第一板部材)
50 ろう材
60 スペーサー
61 グラファイトシート
62 ステンレス板
70 AlSiC複合材
110 加圧装置
1 Substrate for power module (joint) (insulated circuit substrate)
10 ceramic substrate (second plate member)
20 circuit layer 30 heat dissipation layer 41 second metal layer (second plate member)
41a second metal plate (first plate member/second plate member)
42 first metal layer 42a first metal plate (first plate member)
50 Brazing material 60 Spacer 61 Graphite sheet 62 Stainless steel plate 70 AlSiC composite material 110 Pressure device

Claims (5)

第一板部材と第二板部材との積層体の前記第一板部材の表面にスペーサーを接触させた状態で前記積層体を加圧及び加熱して接合体を製造する接合体の製造方法であって、前記第一板部材は金属板であり、前記スペーサーは、少なくとも前記第一板部材との接触部が、モリブデンを2.0質量%以上含有するステンレス板からなり、該ステンレス板の厚さが0.2mm以上1.0mm以下であることを特徴とする接合体の製造方法。 A method for manufacturing a joined body, wherein the laminated body of a first plate member and a second plate member is pressurized and heated while a spacer is in contact with the surface of the first plate member to produce a joined body. The first plate member is a metal plate, and the spacer is made of a stainless steel plate containing 2.0% by mass or more of molybdenum at least at a contact portion with the first plate member, and the thickness of the stainless steel plate is A method for producing a joined body, characterized in that the thickness is 0.2 mm or more and 1.0 mm or less. 前記接触部を構成するステンレス板はJISのSUS316であることを特徴とする請求項1に記載の接合体の製造方法。 2. The method of manufacturing a joined body according to claim 1, wherein the stainless steel plate forming said contact portion is JIS SUS316. 前記第一板部材又は前記第二板部材のうち、いずれか一方が銅又は銅合金からなり、他方がアルミニウム又はアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の接合体の製造方法。 3. The manufacturing of the joined body according to claim 1, wherein one of the first plate member and the second plate member is made of copper or a copper alloy, and the other is made of aluminum or an aluminum alloy. Method. 請求項1から3のいずれか一項に記載の接合体の製造方法を用いた絶縁回路基板の製造方法であって、
前記第一板部材は、銅又は銅合金からなる第一金属板からなり、
前記第二板部材は、セラミックス基板と、前記セラミックス基板の一方の面に接合されたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第二金属板とからなり、
前記セラミックス基板に接合された前記第二金属板に前記第一金属板を積層して前記積層体を形成し、前記第一金属板に前記ステンレス板を接触させた状態で前記第一金属板と前記第二金属板とを固相拡散接合することを特徴とする絶縁回路基板の製造方法。
A method for manufacturing an insulated circuit board using the method for manufacturing a joined body according to any one of claims 1 to 3,
The first plate member is made of a first metal plate made of copper or a copper alloy,
The second plate member comprises a ceramic substrate and a second metal plate made of aluminum or an aluminum alloy bonded to one surface of the ceramic substrate,
The first metal plate is laminated on the second metal plate bonded to the ceramic substrate to form the laminate, and the first metal plate and the stainless steel plate are in contact with the first metal plate. A method for manufacturing an insulated circuit board, characterized in that solid-phase diffusion bonding is performed to the second metal plate.
請求項1から3のいずれか一項に記載の接合体の製造方法を用いた絶縁回路基板の製造方法であって、
前記スペーサーを二組用い、
前記第一板部材は、銅又は銅合金からなる第一金属板と、炭化ケイ素の多孔体にアルミニウムを主成分とする金属を含浸させてなるAlSiC複合材とが積層されてなり、
前記第二板部材は、セラミックス基板と、前記セラミックス基板の両面に接合されたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる第二金属板と、一方の前記第二金属板に積層された前記第一金属板とからなり、
前記第二板部材の他方の前記第二金属板と前記第一板部材の前記第一金属板とを接触させて前記第一板部材と前記第二板部材とを積層することにより前記積層体を形成し、
前記AlSiC複合材に一方の前記スペーサーの前記ステンレス板を接触させ、かつ、前記第二板部材の前記第一金属板の表面に他方の前記スペーサーの前記ステンレス板を接触させた状態で、前記第一金属板と前記第二金属板、及び前記第一金属板と前記AlSiC複合材を同時に固相拡散接合することを特徴とする絶縁回路基板の製造方法。
A method for manufacturing an insulated circuit board using the method for manufacturing a joined body according to any one of claims 1 to 3,
Using two pairs of the spacers,
The first plate member is formed by laminating a first metal plate made of copper or a copper alloy and an AlSiC composite material obtained by impregnating a porous body of silicon carbide with a metal containing aluminum as a main component,
The second plate member comprises a ceramic substrate, a second metal plate made of aluminum or an aluminum alloy bonded to both surfaces of the ceramic substrate, and the first metal plate laminated on one of the second metal plates. become,
The laminate by laminating the first plate member and the second plate member by bringing the other second metal plate of the second plate member and the first metal plate of the first plate member into contact with each other to form
With the stainless steel plate of one spacer in contact with the AlSiC composite material and the stainless steel plate of the other spacer in contact with the surface of the first metal plate of the second plate member, the second A method for manufacturing an insulated circuit board, characterized in that the first metal plate and the second metal plate, and the first metal plate and the AlSiC composite material are simultaneously solid-phase diffusion-bonded.
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