JP2986531B2 - 銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法 - Google Patents
銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造
法に関する。
法に関する。
（従来の技術） 従来の銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造方法
としては、次の方法が提案されている。
としては、次の方法が提案されている。
（１）表面を酸化した窒化アルミニウム焼結体に銅板を
重ね合わせ配置し、銅の融点以下Cu2O−Ｏの共晶温度以
上で加熱接合する方法。
重ね合わせ配置し、銅の融点以下Cu2O−Ｏの共晶温度以
上で加熱接合する方法。
（２）窒化アルミニウム焼結体と銅板の間に、Ag箔、Cu
箔さらに活性金属箔を順次積層し、加熱接合する方法。
箔さらに活性金属箔を順次積層し、加熱接合する方法。
（３）Ag、Cu、活性金属の合金板を、窒化アルミニウム
焼結体と銅板との間に介在させ、加熱接合する方法。
焼結体と銅板との間に介在させ、加熱接合する方法。
（４）窒化アルミニウム焼結体の表面に、活性金属ペー
ストろうを塗布し、銅板を重ね合わせて、加熱接合する
方法。
ストろうを塗布し、銅板を重ね合わせて、加熱接合する
方法。
（発明が解決しようとする課題） ところで、上記（１）の方法では、銅板のふくれが発
生し易く、窒化アルミニウム焼結体に対する接着強度が
不十分であった。（２）の方法においては、各箔の厚み
が数μｍ〜数10μｍと薄い為、箔を積層配置することが
難しかった。（３）の方法では、Ag、Cu、活性金属の合
金板を銅板と同じ寸法、形状に予め成形しなければなら
ないという面倒があった。（４）の方法においては、銅
板と同じ形状に活性金属ペーストろうを窒化アルミニウ
ム焼結板に塗布しなければならないという難しさと、ビ
ヒクル成分が内部に残り、ボイドが発生し、且つ接合強
度が不十分であった。
生し易く、窒化アルミニウム焼結体に対する接着強度が
不十分であった。（２）の方法においては、各箔の厚み
が数μｍ〜数10μｍと薄い為、箔を積層配置することが
難しかった。（３）の方法では、Ag、Cu、活性金属の合
金板を銅板と同じ寸法、形状に予め成形しなければなら
ないという面倒があった。（４）の方法においては、銅
板と同じ形状に活性金属ペーストろうを窒化アルミニウ
ム焼結板に塗布しなければならないという難しさと、ビ
ヒクル成分が内部に残り、ボイドが発生し、且つ接合強
度が不十分であった。
そして上記いずれの方法も窒化アルミニウム焼結体と
銅の熱膨張率の差が大きい為、加熱、冷却の際に応力が
発生し、窒化アルミニウムと銅の密着が不十分であった
り、窒化アルミニウム焼結体に亀裂が生じることがあっ
た。
銅の熱膨張率の差が大きい為、加熱、冷却の際に応力が
発生し、窒化アルミニウムと銅の密着が不十分であった
り、窒化アルミニウム焼結体に亀裂が生じることがあっ
た。
そこで本発明は、窒化アルミニウム焼結体と銅板の接
着強度を強くし接合を確実にでき且つ接合を容易にでき
る銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法を提供し
ようとするものであり、また窒化アルミニウム焼結体と
銅板の接合において、接合界面に生じる加熱、冷却の際
の応力の発生を抑制し、密着の不十分、窒化アルミニウ
ム焼結体の亀裂の発生を抑えることのできる銅を接合し
た窒化アルミニウム基板の製造法を提供しようとするも
のである。
着強度を強くし接合を確実にでき且つ接合を容易にでき
る銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法を提供し
ようとするものであり、また窒化アルミニウム焼結体と
銅板の接合において、接合界面に生じる加熱、冷却の際
の応力の発生を抑制し、密着の不十分、窒化アルミニウ
ム焼結体の亀裂の発生を抑えることのできる銅を接合し
た窒化アルミニウム基板の製造法を提供しようとするも
のである。
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明の銅を接合した窒化
アルミニウム基板の製造法の１つは、銅板と活性金属ろ
う材板を接合してクラット板を作り、次にこのクラッド
板を圧延加工して所定の板厚に仕上げた後、プレス抜き
又はエッチング法で所望の寸法、形状のクラッド片を作
り、次いでこのクラッド片のろう材面と窒化アルミニウ
ム焼結体とを重ね合わせて配置し、真空中又は不活性雰
囲気中でろう材の融点〜融点＋100℃の温度範囲で加熱
して、窒化アルミニウム焼結体と銅板の接合体を得るこ
とを特徴とするものである。
アルミニウム基板の製造法の１つは、銅板と活性金属ろ
う材板を接合してクラット板を作り、次にこのクラッド
板を圧延加工して所定の板厚に仕上げた後、プレス抜き
又はエッチング法で所望の寸法、形状のクラッド片を作
り、次いでこのクラッド片のろう材面と窒化アルミニウ
ム焼結体とを重ね合わせて配置し、真空中又は不活性雰
囲気中でろう材の融点〜融点＋100℃の温度範囲で加熱
して、窒化アルミニウム焼結体と銅板の接合体を得るこ
とを特徴とするものである。
本発明の銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法
の他の１つは、銅板と活性金属ろう材板を接合してクラ
ッド板を作り、次にこのクラッド板を圧延加工して所定
の板厚に仕上げた後、ろう材面側に一定間隔に溝を設
け、次いでクラッド板をプレス抜き又はエッチング法に
より所望の寸法、形状のクラッド片となし、然る後この
クラッド片のろう材面と窒化アルミニウム焼結体とを重
ね合わせ配置し、真空中又は不活性雰囲気中でろう材の
融点〜融点＋100℃の温度範囲で加熱して、窒化アルミ
ニウム焼結体と銅板の接合体を得ることを特徴とするも
のである。
の他の１つは、銅板と活性金属ろう材板を接合してクラ
ッド板を作り、次にこのクラッド板を圧延加工して所定
の板厚に仕上げた後、ろう材面側に一定間隔に溝を設
け、次いでクラッド板をプレス抜き又はエッチング法に
より所望の寸法、形状のクラッド片となし、然る後この
クラッド片のろう材面と窒化アルミニウム焼結体とを重
ね合わせ配置し、真空中又は不活性雰囲気中でろう材の
融点〜融点＋100℃の温度範囲で加熱して、窒化アルミ
ニウム焼結体と銅板の接合体を得ることを特徴とするも
のである。
本発明の銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法
のさらに他の１つは、上記２つの製造法における活性金
属ろう材板が、Ag、CuにTi、Zr、Hfの中から１種類を0.
5〜5wt％添加したろう材、又はAg、Cu、InにTi、Zr、Hf
の中から１種類を0.5〜5wt％添加したろう材から成るこ
とを特徴とするものである。
のさらに他の１つは、上記２つの製造法における活性金
属ろう材板が、Ag、CuにTi、Zr、Hfの中から１種類を0.
5〜5wt％添加したろう材、又はAg、Cu、InにTi、Zr、Hf
の中から１種類を0.5〜5wt％添加したろう材から成るこ
とを特徴とするものである。
上記各製造法において、クラッド材をプレス抜き又は
エッチング法により得るクラッド片の形状は、平板状又
はパターン形状のいずれでも良い。
エッチング法により得るクラッド片の形状は、平板状又
はパターン形状のいずれでも良い。
また窒化アルミニウム基板としてのパターン形成は、
予めCuクラッド板をパターン形状にしたものを接合する
方法と、平板状ｕクラッド板を接合した後エッチング法
により作る方法のいずれでも良い。
予めCuクラッド板をパターン形状にしたものを接合する
方法と、平板状ｕクラッド板を接合した後エッチング法
により作る方法のいずれでも良い。
（作用） 上記の本発明の銅を接合した窒化アルミニウム基板の
製造法の１つによれば、銅板と活性金属ろう材板とのク
ラッド板を単体材料と同じように所望の寸法、形状のク
ラッド片に成形し易く、その成形はプレス抜き又はエッ
チング法により行われるので量産性が高い。また窒化ア
ルミニウム焼結体とクラッド片との重ね合わせが容易で
あり、位置決めも容易である。さらに窒化アルミニウム
焼結体とクラッド片の銅との接合に際しては、活性金属
ろう材がバルク材に介在しているので、ろうの漏れ性も
良く、強固で安定した接合が得られる。
製造法の１つによれば、銅板と活性金属ろう材板とのク
ラッド板を単体材料と同じように所望の寸法、形状のク
ラッド片に成形し易く、その成形はプレス抜き又はエッ
チング法により行われるので量産性が高い。また窒化ア
ルミニウム焼結体とクラッド片との重ね合わせが容易で
あり、位置決めも容易である。さらに窒化アルミニウム
焼結体とクラッド片の銅との接合に際しては、活性金属
ろう材がバルク材に介在しているので、ろうの漏れ性も
良く、強固で安定した接合が得られる。
本発明の銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法
の他の１つによれば、上記作用の他、クラッド板のろう
材面側に一定間隔に溝を設けているので、これをプレス
抜き又はエッチング法により得た所望の寸法、形状のク
ラッド片と窒化アルミニウム焼結体との接合に際して発
生するCuの膨張、収縮が吸収され、接合界面での応力の
集中、歪の発生が抑制される為、Cuが反ったりして密着
不十分になることはなく、全面均一に接合される。ま
た、窒化アルミニウム焼結体への応力も防ぐことができ
るので、亀裂の発生を抑えることができる。
の他の１つによれば、上記作用の他、クラッド板のろう
材面側に一定間隔に溝を設けているので、これをプレス
抜き又はエッチング法により得た所望の寸法、形状のク
ラッド片と窒化アルミニウム焼結体との接合に際して発
生するCuの膨張、収縮が吸収され、接合界面での応力の
集中、歪の発生が抑制される為、Cuが反ったりして密着
不十分になることはなく、全面均一に接合される。ま
た、窒化アルミニウム焼結体への応力も防ぐことができ
るので、亀裂の発生を抑えることができる。
（実施例） 本発明の銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法
の１つの一実施例を説明すると、Ag70wt％、Cu28wt％、
Ti2wt％から成る活性金属ろう材板と銅板を板厚比1:10
で接合してクラッド板を作り、次にこのクラッド板を圧
延加工して厚さ0.33mmに仕上げた後、プレス抜きにより
パターン形状のクラッド片を作り、次いでこのクラッド
片のろう材面と厚さ0.625mmの窒化アルミニウム焼結体
とを重ね合わせ配置し、真空中820℃、３分間加熱して
接合し、窒化アルミニウム回路基板を得た。
の１つの一実施例を説明すると、Ag70wt％、Cu28wt％、
Ti2wt％から成る活性金属ろう材板と銅板を板厚比1:10
で接合してクラッド板を作り、次にこのクラッド板を圧
延加工して厚さ0.33mmに仕上げた後、プレス抜きにより
パターン形状のクラッド片を作り、次いでこのクラッド
片のろう材面と厚さ0.625mmの窒化アルミニウム焼結体
とを重ね合わせ配置し、真空中820℃、３分間加熱して
接合し、窒化アルミニウム回路基板を得た。
次に他の実施例を説明すると、Ag63wt％、Cu27wt％、
In7wt％、Ti3wt％から成る活性金属ろう材板と銅板を板
厚比1:8で接合してクラッド板を作り、次にこのクラッ
ド板を圧延加工して厚さ0.35mmに仕上げた後、プレス抜
きして平板状のクラッド片を作り、次いでこのクラッド
片のろう材面と厚さ0.625mmの窒化アルミニウム焼結体
とを重ね合わせ配置し、Arガス雰囲気中、760℃、３分
間加熱して接合し、窒化アルミニウム基板を得た。
In7wt％、Ti3wt％から成る活性金属ろう材板と銅板を板
厚比1:8で接合してクラッド板を作り、次にこのクラッ
ド板を圧延加工して厚さ0.35mmに仕上げた後、プレス抜
きして平板状のクラッド片を作り、次いでこのクラッド
片のろう材面と厚さ0.625mmの窒化アルミニウム焼結体
とを重ね合わせ配置し、Arガス雰囲気中、760℃、３分
間加熱して接合し、窒化アルミニウム基板を得た。
こうして得た２つの実施例の窒化アルミニウム回路基
板と窒化アルミニウム基板を検査した処、いずれも接合
界面は完全に接着し、ろう層にはボイドの生成がなく、
良好な接合状態が得られた。また引張り試験機でのピー
ル強さが5.2kg/cm2以上あった。
板と窒化アルミニウム基板を検査した処、いずれも接合
界面は完全に接着し、ろう層にはボイドの生成がなく、
良好な接合状態が得られた。また引張り試験機でのピー
ル強さが5.2kg/cm2以上あった。
次に本発明の銅を接合した窒化アルミニウム基板の製
造法の他の１つの一実施例を説明すると、Ag70wt％、Cu
28wt％、Ti2wt％から成る活性金属ろう材板と銅板を板
厚比1:10で接合してクラッド板を作り、次にこのクラッ
ド板を圧延加工して圧さ0.3mmに仕上げた後、ろう材面
側に幅0.1mm、深さ0.07mmの溝を5mm間隔に設け、次いで
クラッド板をプレス抜きによりパターン形状のクラッド
片を作り、然る後このクラッド片のろう材面と厚さ0.63
5mmの窒化アルミニウム焼結体とを重ね合わせ配置し、
真空中、820℃、５分間加熱して接合し、窒化アルミニ
ウム回路基板を得た。
造法の他の１つの一実施例を説明すると、Ag70wt％、Cu
28wt％、Ti2wt％から成る活性金属ろう材板と銅板を板
厚比1:10で接合してクラッド板を作り、次にこのクラッ
ド板を圧延加工して圧さ0.3mmに仕上げた後、ろう材面
側に幅0.1mm、深さ0.07mmの溝を5mm間隔に設け、次いで
クラッド板をプレス抜きによりパターン形状のクラッド
片を作り、然る後このクラッド片のろう材面と厚さ0.63
5mmの窒化アルミニウム焼結体とを重ね合わせ配置し、
真空中、820℃、５分間加熱して接合し、窒化アルミニ
ウム回路基板を得た。
次に他の実施例を説明すると、Ag60wt％、Cu28wt％、
In10wt％、Ti2wt％から成る活性金属ろう材板と銅板を
板厚比1:9で接合してクラッド板を作り、次にこのクラ
ッド板を圧延加工して厚さ0.3mmに仕上げた後、ろう材
面側に幅0.1mm、深さ0.07mmの溝を3mm間隔に設け、次い
でクラッド板をプレス抜きによりパターン形状のクラッ
ド片を作り、然る後このクラッド片のろう材面と厚さ0.
635mmの窒化アルミニウム焼結体とを重ね合わせ配置
し、真空中750℃、５分間加熱して接合し、窒化アルミ
ニウム回路基板を得た。
In10wt％、Ti2wt％から成る活性金属ろう材板と銅板を
板厚比1:9で接合してクラッド板を作り、次にこのクラ
ッド板を圧延加工して厚さ0.3mmに仕上げた後、ろう材
面側に幅0.1mm、深さ0.07mmの溝を3mm間隔に設け、次い
でクラッド板をプレス抜きによりパターン形状のクラッ
ド片を作り、然る後このクラッド片のろう材面と厚さ0.
635mmの窒化アルミニウム焼結体とを重ね合わせ配置
し、真空中750℃、５分間加熱して接合し、窒化アルミ
ニウム回路基板を得た。
こうして得た２つの実施例の窒化アルミニウム回路基
板を検査した処、接合端部でのCuの反り（浮き）が無
く、全面に亘って完全に接合し、良好な接合状態が得ら
れた。また窒化アルミニウム焼結体の内部に亀裂の発生
も認められなかった。さらに引張り試験機でのピール強
さが5.5kg/cm2以上あった。
板を検査した処、接合端部でのCuの反り（浮き）が無
く、全面に亘って完全に接合し、良好な接合状態が得ら
れた。また窒化アルミニウム焼結体の内部に亀裂の発生
も認められなかった。さらに引張り試験機でのピール強
さが5.5kg/cm2以上あった。
（発明の効果） 以上の通り本発明の銅を接合した窒化アルミニウム基
板の製造法の１つによれば、銅板と活性金属ろう材板を
接合してクラッド板を作り、プレス抜き、エッチング法
により同じ寸法、形状のクラッド片を連続的に容易に準
備でき、また窒化アルミニウム焼結体との接合の際の重
ね合わせ配置のセッティングが容易で量産に適し、しか
も銅板と同一形状、面積のろう材が存在し、且つろう付
けを阻害するような物質（例えばペーストろうの場合、
ビヒクル成分）が無い為、全面にわたって均一で、ボイ
ドの無い強固な接合状態が得られる。
板の製造法の１つによれば、銅板と活性金属ろう材板を
接合してクラッド板を作り、プレス抜き、エッチング法
により同じ寸法、形状のクラッド片を連続的に容易に準
備でき、また窒化アルミニウム焼結体との接合の際の重
ね合わせ配置のセッティングが容易で量産に適し、しか
も銅板と同一形状、面積のろう材が存在し、且つろう付
けを阻害するような物質（例えばペーストろうの場合、
ビヒクル成分）が無い為、全面にわたって均一で、ボイ
ドの無い強固な接合状態が得られる。
また本発明の銅を接合した窒化アルミニウム基板の製
造法の他の１つによれば、前記と同様にクラッド板を作
った後、ろう材面側に一定間隔に溝を作るので、上記と
同様の効果を奏する他、プレス抜き又はエッチング法に
より得たクラッド片と窒化アルミニウム焼結体との接合
に際して発生するCuの膨張、収縮が吸収され、接合界面
での応力の集中、歪の発生が抑制される為、Cuが反った
り密着不十分になることはなく、全面均一に接合され
る。また、窒化アルミニウム焼結体への応力も防ぐこと
ができるので、亀裂の発生を抑えることができる。
造法の他の１つによれば、前記と同様にクラッド板を作
った後、ろう材面側に一定間隔に溝を作るので、上記と
同様の効果を奏する他、プレス抜き又はエッチング法に
より得たクラッド片と窒化アルミニウム焼結体との接合
に際して発生するCuの膨張、収縮が吸収され、接合界面
での応力の集中、歪の発生が抑制される為、Cuが反った
り密着不十分になることはなく、全面均一に接合され
る。また、窒化アルミニウム焼結体への応力も防ぐこと
ができるので、亀裂の発生を抑えることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 31/02 ３１０ Ｂ２３Ｋ 31/02 ３１０Ａ ３１０Ｆ 35/22 ３１０ 35/22 ３１０Ｄ
Claims (3)
- 【請求項１】銅板と活性金属ろう材板を接合してクラッ
ド板を作り、次にこのクラッド板を圧延加工して所定の
板厚に仕上げた後、プレス抜き又はエッチング法で所望
の寸法、形状のクラッド片を作り、次いでこのクラッド
片のろう材面と窒化アルミニウム焼結体とを重ね合わせ
配置し、真空中又は不活性雰囲気中でろう材の融点〜融
点＋100℃の温度範囲で加熱して、窒化アルミニウム焼
結体と銅板の接合体を得ることを特徴とする銅を接合し
た窒化アルミニウム基板の製造法。 - 【請求項２】銅板と活性金属ろう材板を接合してクラッ
ド板を作り、次にこのクラッド板を圧延加工して所定の
板厚に仕上げた後、ろう材面側に一定間隔に溝を設け、
次いでクラッド板をプレス抜き又はエッチング法により
所定の寸法、形状のクラッド片となし、然る後このクラ
ッド片のろう材面と窒化アルミニウム焼結体とを重ね合
わせ配置し、真空中又は不活性雰囲気中でろう材の融点
〜融点＋100℃の温度範囲で加熱して、窒化アルミニウ
ム焼結体と銅板の接合体を得ることを特徴とする銅を接
合した窒化アルミニウム基板の製造法。 - 【請求項３】活性金属ろう材板が、Ag、CuにTi、Zr、Hf
の中から１種類を0.5〜5wt％添加したろう材、又はAg、
Cu、InにTi、Zr、Hfの中から１種類を0.5〜5wt％添加し
たろう材から成ることを特徴とする請求項１及び２に記
載の銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2293983A JP2986531B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2293983A JP2986531B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04170372A JPH04170372A (ja) | 1992-06-18 |
| JP2986531B2 true JP2986531B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=17801731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2293983A Expired - Lifetime JP2986531B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 銅を接合した窒化アルミニウム基板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2986531B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6176854B2 (ja) * | 2014-03-13 | 2017-08-09 | 田中貴金属工業株式会社 | 活性金属ろう材層を備える複合材料 |
| DE102015108668B4 (de) * | 2015-06-02 | 2018-07-26 | Rogers Germany Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials |
| CN114227064B (zh) * | 2021-12-27 | 2022-10-04 | 浙江亚通焊材有限公司 | 一种银铜钛活性钎料层状复合带材及其制备方法 |
| CN115028467B (zh) * | 2022-06-20 | 2023-07-18 | 昆明冶金研究院有限公司北京分公司 | 低空洞率陶瓷覆铜板及其制备方法 |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP2293983A patent/JP2986531B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04170372A (ja) | 1992-06-18 |
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