JP4015023B2 - 電子回路用部材及びその製造方法並びに電子部品 - Google Patents
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Description
Claims (20)
- ヒートシンク材と、電子回路チップが実装される熱伝導層とを有し、前記ヒートシンク材に冷却フィンが取り付けられる電子回路用部材において、
前記熱伝導層は、
銅で構成され、前記電子回路チップが実装される電極と、
絶縁基板として機能する層と、
銅で構成された中間層と、
前記電極と前記絶縁基板として機能する層との間に介在され、活性元素を含む第1接合材と、
前記絶縁基板として機能する層と前記中間層との間に介在され、活性元素を含む第2接合材と、
前記中間層と前記ヒートシンク材との間に介在され、活性元素を含む第3接合材とを有し、
前記ヒートシンク材のうち、前記冷却フィンが取り付けられる面が外方に向かって凸形状とされていることを特徴とする電子回路用部材。 - 請求項1記載の電子回路用部材において、
前記絶縁基板として機能する層、前記接合材及び前記ヒートシンク材の熱膨張率が、3.0×10-6〜1.0×10-5/Kであることを特徴とする電子回路用部材。 - 請求項1又は2記載の電子回路用部材において、
前記第1接合材〜第3接合材は、それぞれ活性元素を含む硬ろう材であることを特徴とする電子回路用部材。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子回路用部材において、
前記活性元素は、周期律表第2A族、第3A族、第4A族、第5A族、第3B族又は第4B族のいずれかに属する元素の少なくとも1つであることを特徴とする電子回路用部材。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子回路用部材において、
前記ヒートシンク材は、SiC、AlN、Si3N4、BeO、Al2O3、Be2C、C、Cu、Cu合金、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Siからなる群から選択された少なくとも1つを構成材料とすることを特徴とする電子回路用部材。 - 請求項5記載の電子回路用部材において、
前記ヒートシンク材は、SiC母材にCu又はCu合金が含浸された複合材料で構成されていることを特徴とする電子回路用部材。 - 請求項5記載の電子回路用部材において、
前記ヒートシンク材は、C母材にCu又はCu合金が含浸された複合材料で構成されていることを特徴とする電子回路用部材。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の電子回路用部材において、
前記絶縁基板として機能する層は、AlN層又はSi3N4層であることを特徴とする電子回路用部材。 - 請求項1記載の電子回路用部材において、
前記ヒートシンク材の凸形状の突出量が前記ヒートシンク材の最大長に対して1/200〜1/20000であることを特徴とする電子回路用部材。 - 銅で構成され、電子回路チップが実装される電極と、絶縁基板として機能する層との間に活性元素を含む第1接合材を介在させ、前記絶縁基板として機能する層とヒートシンク材との間に銅で構成された中間層を介在させ、前記絶縁基板として機能する層と前記中間層との間に活性元素を含む第2接合材を介在させ、前記中間層と前記ヒートシンク材との間に活性元素を含む第3接合材を介在させて、これらの部材を接合する接合工程と、
前記部材を接合した後に、熱処理を行う熱処理工程とを有することを特徴とする電子回路用部材の製造方法。 - 請求項10記載の電子回路用部材の製造方法において、
前記接合工程は、加圧を伴って行うことを特徴とする電子回路用部材の製造方法。 - 請求項11記載の電子回路用部材の製造方法において、
前記加圧力は0.2MPa以上、10MPa以下であることを特徴とする電子回路用部材の製造方法。 - 請求項10記載の電子回路用部材の製造方法において、
前記絶縁基板として機能する層、前記第1接合材〜第3接合材並びにヒートシンク材として、それぞれ熱膨張率が、3.0×10-6〜1.0×10-5/Kのものを使用することを特徴とする電子回路用部材の製造方法。 - 請求項10〜13のいずれか1項に記載の電子回路用部材の製造方法において、
前記接合材として、活性元素を含む硬ろう材を使用することを特徴とする電子回路用部材の製造方法。 - 請求項14記載の電子回路用部材の製造方法において、
前記活性元素として、周期律表第2A族、第3A族、第4A族、第5A族、第3B族又は第4B族のいずれかに属する元素の少なくとも1つを使用することを特徴とする電子回路用部材の製造方法。 - 請求項10〜15のいずれか1項に記載の電子回路用部材の製造方法において、
前記ヒートシンク材として、SiC、AlN、Si3N4、BeO、Al2O3、Be2C、C、Cu、Cu合金、Al、Al合金、Ag、Ag合金、Siからなる群から選択された少なくとも1つを構成材料とするものを使用することを特徴とする電子回路用部材の製造方法。 - 請求項16記載の電子回路用部材の製造方法において、
前記ヒートシンク材として、SiC母材にCu又はCu合金が含浸された複合材料で構成されているものを使用することを特徴とする電子回路用部材の製造方法。 - 請求項16記載の電子回路用部材の製造方法において、
前記ヒートシンク材として、C母材にCu又はCu合金が含浸された複合材料で構成されているものを使用することを特徴とする電子回路用部材の製造方法。 - 請求項10〜18のいずれか1項に記載の電子回路用部材の製造方法において、
前記絶縁基板として機能する層として、AlN層又はSi3N4層を使用することを特徴とする電子回路用部材の製造方法。 - ヒートシンク材と、熱伝導層と、前記ヒートシンク材上に前記熱伝導層を介して実装された電子回路チップとを有し、前記ヒートシンク材に冷却フィンが取り付けられる電子部品において、
前記熱伝導層は、
銅で構成され、前記電子回路チップが実装される電極と、
絶縁基板として機能する層と、
銅で構成された中間層と、
前記電極と前記絶縁基板として機能する層との間に介在され、活性元素を含む第1接合材と、
前記絶縁基板として機能する層と前記中間層との間に介在され、活性元素を含む第2接合材と、
前記中間層と前記ヒートシンク材との間に介在され、活性元素を含む第3接合材とを有し、
前記ヒートシンク材のうち、前記冷却フィンが取り付けられる面が外方に向かって凸形状とされていることを特徴とする電子部品。
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