JP7485129B2 - Insulated circuit board with heat sink and power module - Google Patents

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Description

本発明は、ヒートシンク付き絶縁回路基板及びこれを用いたパワーモジュールに関する。 The present invention relates to an insulating circuit board with a heat sink and a power module using the same.

絶縁回路基板として、窒化アルミニウムを始めとするセラミックス基板からなる絶縁層の一方の面に回路層が接合されるとともに、他方の面に金属層を介してヒートシンクが接合されたヒートシンク付き絶縁回路基板が知られている。
例えば、特許文献１に開示されているヒートシンク付き絶縁回路基板は、セラミックス基板の一方の面に回路層が接合されるとともに、セラミックス基板の他方の面に放熱層を介してヒートシンクが接合されてなり、ヒートシンクの天板部には、絶縁回路基板が収容される収容凹部が形成されている。 A known example of an insulated circuit board is an insulated circuit board with a heat sink, in which a circuit layer is bonded to one side of an insulating layer made of a ceramic substrate such as aluminum nitride, and a heat sink is bonded to the other side via a metal layer.
For example, the insulating circuit board with a heat sink disclosed in Patent Document 1 has a circuit layer bonded to one surface of a ceramic substrate and a heat sink bonded to the other surface of the ceramic substrate via a heat dissipation layer, and a accommodating recess is formed in the top plate of the heat sink to accommodate the insulating circuit board.

特開２０１６－１８１５４９号公報JP 2016-181549 A

ところで、上記特許文献１に開示されている絶縁回路基板をヒートシンクに接合する際に、マグネシウムを含むアルミニウム合金クラッド材（ろう材）を用いて接合すると、余剰な溶融ろうがヒートシンクにおける収容凹部の底部から該収容凹部の内側側面を這い上がり、収容凹部の外周に位置する周壁部の天面にまで達することがある。この内側側面及び周壁部の天面に這い上がった溶融ろうは、これらの表面で固化する。この固化した溶融ろう（以下、残存ろうという）は、周囲の周壁部とその組成が異なるため、外観不良が生じる。 However, when the insulating circuit board disclosed in Patent Document 1 is joined to a heat sink using an aluminum alloy clad material (brazing material) containing magnesium, excess molten brazing filler creeps up the inner side surface of the accommodating recess in the heat sink from the bottom of the accommodating recess, and may reach the top surface of the peripheral wall located on the outer periphery of the accommodating recess. The molten brazing filler that creeps up to the inner side surface and the top surface of the peripheral wall solidifies on these surfaces. This solidified molten brazing filler (hereinafter referred to as residual brazing) has a different composition from the surrounding peripheral wall, resulting in a poor appearance.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ヒートシンク付き絶縁回路基板におけるヒートシンクの周壁部の外観を向上できるヒートシンク付き絶縁回路基板及びパワーモジュールを提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide an insulated circuit board with a heat sink and a power module that can improve the appearance of the peripheral wall of the heat sink in the insulated circuit board with a heat sink.

本発明のヒートシンク付き絶縁回路基板は、セラミックス基板の一方の面に回路層が形成されているとともに、前記セラミックス基板の他方の面に金属層が形成されている絶縁回路基板における前記金属層と、中央部に前記絶縁回路基板の少なくとも一部が収容される収容凹部が形成されたヒートシンクにおける前記収容凹部の底面とがろう付けされたヒートシンク付き絶縁回路基板であって、前記収容凹部の外周に位置する前記ヒートシンクの周壁部の内側側面の少なくとも一部にろう溜まり凹部が形成されている。 The insulated circuit board with a heat sink of the present invention is an insulated circuit board with a ceramic substrate having a circuit layer formed on one side thereof and a metal layer formed on the other side thereof, the metal layer being brazed to the bottom surface of a heat sink having a central recess in which at least a portion of the insulated circuit board is accommodated, and a solder pool recess is formed on at least a portion of the inner side surface of the peripheral wall of the heat sink located on the outer periphery of the recess.

本発明では、ヒートシンクにおける収容凹部の底面と絶縁回路基板の金属層とをろう材を用いて接合する際に生じる余剰な溶融ろうが周壁部の内側側面に形成されたろう溜まり凹部に溜まる。これにより、ヒートシンクの周壁部の上面に溶融ろうが這い上がることを抑制でき、ヒートシンクの周壁部の外観を向上できる。 In the present invention, excess molten solder generated when joining the bottom surface of the accommodating recess in the heat sink to the metal layer of the insulating circuit board using solder material accumulates in a solder pool recess formed on the inner side surface of the peripheral wall. This prevents the molten solder from creeping up to the top surface of the peripheral wall of the heat sink, improving the appearance of the peripheral wall of the heat sink.

本発明のヒートシンク付き絶縁回路基板の好ましい態様としては、前記ろう溜まり凹部は、前記周壁部の内側側面の全周にわたって形成されているとよい。
上記態様では、ろう溜まり凹部が周壁部の内側側面の全周にわたって形成されているので、ヒートシンクにおける収容凹部の底面と絶縁回路基板の金属層とをろう材を用いて接合する際に生じる余剰な溶融ろうをろう溜まり凹部に確実に溜めることができ、ヒートシンクの周壁部の外観を確実に向上できる。 In a preferred embodiment of the insulating circuit board with a heat sink of the present invention, the solder pool recess is formed along the entire periphery of the inner side surface of the peripheral wall.
In the above-described embodiment, the solder pool recess is formed around the entire inner side surface of the peripheral wall portion, so that excess molten solder generated when joining the bottom surface of the accommodating recess in the heat sink and the metal layer of the insulating circuit board using solder material can be reliably stored in the solder pool recess, thereby reliably improving the appearance of the peripheral wall portion of the heat sink.

本発明のパワーモジュールは、上記ヒートシンク付き絶縁回路基板と、前記絶縁回路基板の前記回路層上に設けられる半導体チップと、前記半導体チップ上及び前記収容凹部内にモールドされた樹脂材と、を備える。 The power module of the present invention comprises the above-mentioned heat sink-equipped insulating circuit board, a semiconductor chip provided on the circuit layer of the insulating circuit board, and a resin material molded on the semiconductor chip and in the accommodating recess.

本発明では、ろう溜まり凹部に残存ろうが溜まることから、収容凹部の内側側面と樹脂との密着性を高めることができ、信頼性の高いパワーモジュールを提供できる。 In the present invention, the remaining solder accumulates in the solder pool recess, which improves adhesion between the inner side surface of the accommodating recess and the resin, providing a highly reliable power module.

本発明によれば、ヒートシンク付き絶縁回路基板におけるヒートシンクの周壁部の外観を向上でき、かつ、信頼性の高いパワーモジュールを提供できる。 The present invention can improve the appearance of the peripheral wall of the heat sink in an insulating circuit board with a heat sink, and can provide a highly reliable power module.

本発明の一実施形態に係るヒートシンク付き絶縁回路基板を用いたパワーモジュールを示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a power module using an insulating circuit board with a heat sink according to an embodiment of the present invention. 図１に示すヒートシンク付き絶縁回路基板の一部を拡大して示す拡大図である。2 is an enlarged view showing a part of the heat sink-equipped insulating circuit board shown in FIG. 1 . 図１に示すヒートシンク付き絶縁回路基板の製造方法を説明する断面図であり、（ａ）が絶縁回路基板とヒートシンクとの接合前、（ｂ）が接合後の状態を示す。2A and 2B are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing the insulating circuit board with the heat sink shown in FIG. 1, in which FIG. 2A shows a state before bonding the insulating circuit board and the heat sink, and FIG. 2B shows a state after bonding. 上記実施形態におけるヒートシンク付き絶縁回路基板の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the insulating circuit board with a heat sink in the embodiment. 上記実施形態におけるパワーモジュールのケースへの取り付け例を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example of mounting the power module to a case in the embodiment. 上記実施形態の第１変形例に係るヒートシンク付き絶縁回路基板を用いたパワーモジュールを示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a power module using an insulating circuit board with a heat sink according to a first modified example of the embodiment. 上記実施形態の第２変形例に係るヒートシンク付き絶縁回路基板の一部を拡大して示す図である。FIG. 11 is an enlarged view showing a part of an insulating circuit board with a heat sink according to a second modified example of the embodiment. 上記第２変形例に係るヒートシンク付き絶縁回路基板の側面を示す側面図である。FIG. 11 is a side view showing a side surface of the insulating circuit board with a heat sink according to the second modified example. 上記実施形態の第３変形例に係るヒートシンク付き絶縁回路基板の一部を拡大して示す図である。FIG. 13 is an enlarged view showing a part of an insulating circuit board with a heat sink according to a third modified example of the embodiment. 上記第３変形例に係るヒートシンク付き絶縁回路基板の側面を示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing a side surface of the insulating circuit board with a heat sink according to the third modified example.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

［ヒートシンク付き絶縁回路基板の概略構成］
本発明に係るヒートシンク付き絶縁回路基板の製造方法により製造されるヒートシンク付き絶縁回路基板１は、図１に示すように、絶縁回路基板１０に、複数のフィンが立設されたフィン一体型のヒートシンク２０が接合されたものである。 [Schematic configuration of an insulating circuit board with a heat sink]
An insulated circuit board 1 with a heat sink manufactured by the manufacturing method of an insulated circuit board with a heat sink according to the present invention is formed by joining a fin-integrated heat sink 20 having a plurality of fins standing on an insulated circuit board 10, as shown in FIG.

［パワーモジュールの構成］
そして、このヒートシンク付き絶縁回路基板１の表面に半導体チップ等の電子部品３０が搭載され、その上に樹脂材６０がモールドされることにより、パワーモジュール１００が製造される。
なお、フィン一体型のヒートシンク２０を備えるパワーモジュール１００は、例えば図５に示すようなケース４０に取り付けられた状態で使用される。このケース４０は、複数のピン状フィン２５を内部に挿入状態として取り付けるための開口部４１が形成されるとともに、その開口部４１の周囲を囲むようにパッキン収容溝４２が形成されている。そして、パッキン収容溝４２の外側にねじ穴４３が形成されており、ヒートシンク２０をピン状フィン２５が下方を向くように配置することにより開口部４１内に挿入し、開口部４１の周囲にパッキン５０を介して密接させ、ねじ止めにより固定する構成とされる。
図５に示す例では、２個のヒートシンク付き絶縁回路基板１（パワーモジュール１００）が取り付けられるようになっており、白抜き矢印で示すように、ケース４０の内部に冷却媒体が流通して挿入状態のピン状フィン２５を冷却するようになっている。 [Power module configuration]
Then, electronic components 30 such as semiconductor chips are mounted on the surface of this insulating circuit board 1 with a heat sink, and a resin material 60 is molded thereon, thereby manufacturing a power module 100.
The power module 100 including the fin-integrated heat sink 20 is used in a state where it is attached to a case 40 as shown in Fig. 5, for example. This case 40 has an opening 41 for inserting and attaching the multiple pin-shaped fins 25 therein, and a packing accommodating groove 42 formed so as to surround the periphery of the opening 41. A screw hole 43 is formed on the outside of the packing accommodating groove 42, and the heat sink 20 is inserted into the opening 41 by arranging the pin-shaped fins 25 facing downward, and is configured to be in close contact with the periphery of the opening 41 via a packing 50 and fixed by screws.
In the example shown in FIG. 5, two insulating circuit boards 1 with heat sinks (power modules 100) are attached, and as shown by the outlined arrows, a cooling medium flows inside the case 40 to cool the pin-shaped fins 25 in the inserted state.

［絶縁回路基板の構成］
ヒートシンク付き絶縁回路基板を構成する絶縁回路基板１０は、セラミックス基板１１と、セラミックス基板１１の一方の面に形成された回路層１２と、セラミックス基板１１の他方の面に形成された金属層１３とを備える。
セラミックス基板１１は、回路層１２と金属層１３の間の電気的接続を防止する絶縁材であって、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等により形成され、その板厚は０．２ｍｍ～１．２ｍｍである。 [Configuration of Insulated Circuit Board]
An insulating circuit board 10 constituting an insulating circuit board with a heat sink comprises a ceramic substrate 11, a circuit layer 12 formed on one surface of the ceramic substrate 11, and a metal layer 13 formed on the other surface of the ceramic substrate 11.
The ceramic substrate 11 is an insulating material that prevents electrical connection between the circuit layer 12 and the metal layer 13, and is made of, for example, aluminum nitride (AlN) or silicon nitride (Si 3 N 4 ), and has a thickness of 0.2 mm to 1.2 mm.

回路層１２は、セラミックス基板１１に接合された第１回路層１２１と、第１回路層１２１の上面に接合された第２回路層１２２とを備えている。
これらのうち第１回路層１２１は、純度９９質量％以上の純アルミニウムが用いられ、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）を用いることができる。一方、第２回路層１２２は、Ａ６０６３系等のアルミニウム合金が用いられている。例えば、第１回路層１２１の厚さは、０．４ｍｍ～１．６ｍｍに設定され、第２回路層１２１の厚さは、０．５ｍｍ～１．５ｍｍに設定されている。
なお、本実施形態では、第２回路層１２２は、Ａ６０６３系等のアルミニウム合金が用いられることとしたが、これに限らず、銅又は銅合金を用いてもよい。また、回路層１２は、第１回路層１２１及び第２回路層１２２を備えることとしたが、これに限らず、純アルミニウム又はアルミニウム合金からなる１つの回路層により構成されてもよい。 The circuit layer 12 includes a first circuit layer 121 bonded to the ceramic substrate 11 and a second circuit layer 122 bonded to the upper surface of the first circuit layer 121 .
Of these, the first circuit layer 121 uses pure aluminum with a purity of 99% by mass or more, and according to the JIS standard, pure aluminum in the 1000 series, particularly 1N90 (purity of 99.9% by mass or more: so-called 3N aluminum) or 1N99 (purity of 99.99% by mass or more: so-called 4N aluminum) can be used. On the other hand, the second circuit layer 122 uses an aluminum alloy such as A6063. For example, the thickness of the first circuit layer 121 is set to 0.4 mm to 1.6 mm, and the thickness of the second circuit layer 121 is set to 0.5 mm to 1.5 mm.
In the present embodiment, the second circuit layer 122 is made of an aluminum alloy such as A6063, but is not limited thereto and may be made of copper or a copper alloy. Also, the circuit layer 12 includes the first circuit layer 121 and the second circuit layer 122, but is not limited thereto and may be made of a single circuit layer made of pure aluminum or an aluminum alloy.

金属層１３は、純度９９質量％以上の純アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられ、ＪＩＳ規格では１０００番台のアルミニウム、特に１Ｎ９９（純度９９．９９質量％以上：いわゆる４Ｎアルミニウム）を用いることができる。例えば、金属層１３の厚さは、０．４ｍｍ～１．６ｍｍに設定されている。 The metal layer 13 is made of pure aluminum or an aluminum alloy with a purity of 99% by mass or more. According to the JIS standard, aluminum in the 1000 series, particularly 1N99 (purity of 99.99% by mass or more: so-called 4N aluminum), can be used. For example, the thickness of the metal layer 13 is set to 0.4 mm to 1.6 mm.

［ヒートシンクの構成］
この絶縁回路基板１０に接合されるヒートシンク２０は、Ａ６０６３系等のアルミニウム合金からなる板材により形成される。そして、金属層１３に接合されるヒートシンクの中央部２１に、絶縁回路基板１０の少なくとも一部が収容される収容凹部２２が形成され、収容凹部２２の外周側に厚肉部分が残されることにより周壁部２３が形成されている。この収容凹部２２の底面に絶縁回路基板１０の金属層１３が、アルミニウム系ろう材箔を介して積層し、これらを積層方向に加圧して加熱することにより絶縁回路基板１０にヒートシンク２０が接合される。
例えば、ヒートシンク２０の中央部２１は、平面視で７７ｍｍ×６７ｍｍ、周壁部２３の外径は、平面視で１００ｍｍ×８０ｍｍとされ、絶縁回路基板１０は、平面視で７５ｍｍ×６５ｍｍとされている。 [Heat sink configuration]
The heat sink 20 joined to the insulating circuit board 10 is formed from a plate material made of an aluminum alloy such as A6063. An accommodating recess 22 for accommodating at least a part of the insulating circuit board 10 is formed in a central portion 21 of the heat sink joined to the metal layer 13, and a peripheral wall portion 23 is formed by leaving a thick portion on the outer periphery of the accommodating recess 22. The metal layer 13 of the insulating circuit board 10 is laminated on the bottom surface of the accommodating recess 22 via an aluminum-based brazing foil, and these are pressed and heated in the lamination direction to join the heat sink 20 to the insulating circuit board 10.
For example, the central portion 21 of the heat sink 20 is 77 mm×67 mm in plan view, the outer diameter of the peripheral wall portion 23 is 100 mm×80 mm in plan view, and the insulating circuit board 10 is 75 mm×65 mm in plan view.

また、ヒートシンク２０は、中央部２１の厚み寸法（収容凹部２２の底面部分の厚み寸法）が周壁部２３の厚み寸法よりも薄く形成されている。本実施形態においては、ヒートシンク２０がＡ６０６３系アルミニウム合金からなる総厚２．１ｍｍ～６．８ｍｍの板材により形成され、周壁部２３の厚み寸法が２．１ｍｍ～６．８ｍｍ、収容凹部２２の底面部分の厚み寸法が０．５ｍｍ～１．５ｍｍに設定されている。このヒートシンク２０の中央部２１の下面２１ｂには、複数のピン状フィン２５が立設され、このピン状フィン２５の先端位置は水平面上に揃えられ、下面２１ｂの表面からほぼ等しい立設高さとなるように形成されている。 The heat sink 20 is also formed so that the thickness of the central portion 21 (the thickness of the bottom portion of the accommodation recess 22) is thinner than the thickness of the peripheral wall portion 23. In this embodiment, the heat sink 20 is formed from a plate material made of an A6063-based aluminum alloy with a total thickness of 2.1 mm to 6.8 mm, the thickness of the peripheral wall portion 23 is set to 2.1 mm to 6.8 mm, and the thickness of the bottom portion of the accommodation recess 22 is set to 0.5 mm to 1.5 mm. A plurality of pin-shaped fins 25 are erected on the lower surface 21b of the central portion 21 of the heat sink 20, and the tip positions of the pin-shaped fins 25 are aligned on a horizontal plane and are formed so as to be approximately equal in height from the surface of the lower surface 21b.

さらに、ヒートシンク２０の収容凹部２２の外周に位置する周壁部２３の内側側面２３０にろう溜まり凹部２３１が形成されている。このろう溜まり凹部２３１は、図１及び２に示すように、内側側面２３０における中腹部より上側（収容凹部２２の開口端部側）に位置し、図４に示すように、周壁部２３の内側側面２３０の全周にわたって形成される溝部により構成されている。このろう溜まり凹部２３１の縦幅ｗ１は、絶縁回路基板１０とヒートシンク２０とを接合する際に用いられるろう材箔１４（図３（ａ）参照）の厚さよりも大きく形成され、例えば、その厚さは０．０５ｍｍ～０．５ｍｍに設定されている。このろう溜まり凹部２３１の縦幅ｗ１がろう材箔１４の厚さより小さいと、余剰なろう材を保持できなくなる可能性がある。
また、ろう溜まり凹部２３１は、ヒートシンク２０に絶縁回路基板１０をろう付けする際に生じた余剰な溶融ろうを溜めおく必要があるため、その深さｈ１は、例えば、０．０５ｍｍ～１０ｍｍに設定されている。 Furthermore, a brazing filler pool recess 231 is formed on the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23 located on the outer periphery of the accommodating recess 22 of the heat sink 20. As shown in Figures 1 and 2, this brazing filler pool recess 231 is located above the middle part of the inner side surface 230 (the opening end side of the accommodating recess 22), and as shown in Figure 4, it is configured by a groove portion formed over the entire circumference of the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23. The vertical width w1 of this brazing filler pool recess 231 is formed to be larger than the thickness of the brazing filler foil 14 (see Figure 3 (a)) used when joining the insulating circuit board 10 and the heat sink 20, and the thickness is set to, for example, 0.05 mm to 0.5 mm. If the vertical width w1 of this brazing filler pool recess 231 is smaller than the thickness of the brazing filler foil 14, there is a possibility that it will not be possible to hold excess brazing filler.
Furthermore, since the brazing filler pool recess 231 is required to store excess molten brazing filler generated when the insulating circuit board 10 is brazed to the heat sink 20, the depth h1 thereof is set to, for example, 0.05 mm to 10 mm.

例えば、図３（ａ）に示すろう材箔１４の平面視における縦寸法がＸｍｍ、横寸法がＹｍｍに形成され、絶縁回路基板１０とヒートシンク２０との接合に最低必要なろう材箔１４の厚さが０．０１ｍｍであると推定される場合、上記接合に必要なろう材箔１４の体積は、０．０１ＸＹｍｍ２となる。この場合において、接合に用いられるろう材箔１４の厚さが０．０３ｍｍである場合、余剰となるろう材の体積は０．０２ＸＹｍｍ２となる。このため、ろう溜まり凹部２３１の体積は、０．０２ＸＹｍｍ２以上であることが好ましい。
この場合、接合に必要なろう材箔の厚さより大きい厚さである０．０３ｍｍの厚さのろう材箔１４を用いるのは、最低必要な厚さである０．０１ｍｍであるとした場合、絶縁回路基板１０とヒートシンク２０との接合が安定せず、これらの接合率が低下するおそれがあるためである。
このろう溜まり凹部２３１には、図２に示すように、上記ろう付けの際に周壁部２３の内側側面２３０を這い上がった溶融ろうが固化した残存ろう１４ａが固定されている。 For example, if the brazing material foil 14 shown in Fig. 3(a) is formed to have a vertical dimension of X mm and a horizontal dimension of Y mm in a plan view, and the minimum thickness of the brazing material foil 14 required for joining the insulating circuit board 10 and the heat sink 20 is estimated to be 0.01 mm, the volume of the brazing material foil 14 required for the above-mentioned joining will be 0.01XY mm2 . In this case, if the thickness of the brazing material foil 14 used for joining is 0.03 mm, the volume of the excess brazing material will be 0.02XY mm2 . For this reason, it is preferable that the volume of the brazing material pool recess 231 be 0.02XY mm2 or more.
In this case, the reason why the brazing foil 14 having a thickness of 0.03 mm, which is thicker than the thickness of the brazing foil required for joining, is used is that if the minimum required thickness was 0.01 mm, the joining between the insulating circuit board 10 and the heat sink 20 would not be stable, and there is a risk that the joining rate between them would decrease.
As shown in FIG. 2, residual brazing filler 14a, which is the solidified molten brazing filler that has crept up the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23 during the brazing process, is fixed in the brazing filler pool recess 231.

なお、このようなヒートシンク２０の外周縁には、例えば図５に示すように、ケース４０等の各種機器への取り付けの際にねじ止めを行うための締結穴２６が形成されている。
また、ヒートシンク２０に立設されるフィンの形状は特に限定されるものではなく、本実施形態のようなピン状フィン２５の他、ひし形フィンや帯板状のフィン等を形成することもできる。 As shown in FIG. 5, for example, fastening holes 26 are formed on the outer periphery of the heat sink 20 for use in fastening with screws when mounting the heat sink 20 to various devices such as a case 40.
Furthermore, the shape of the fins erected on the heat sink 20 is not particularly limited. In addition to the pin-shaped fins 25 of this embodiment, diamond-shaped fins, band-shaped fins, etc. may also be formed.

なお、パワーモジュール１００を構成する電子部品３０は、必ずしも限定されるものではないが、回路層１２の表面に形成されたＮｉめっき（不図示）上に、Ｓｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系、Ｚｎ‐Ａｌ系、Ｓｎ‐Ａｇ系、Ｓｎ‐Ｃｕ系、Ｓｎ‐Ｓｂ系もしくはＰｂ‐Ｓｎ系等のはんだ材を用いて接合される。また、電子部品３０と回路層１２の端子部との間は、アルミニウムからなるボンディングワイヤ（不図示）により接続される。 The electronic components 30 constituting the power module 100 are joined to the Ni plating (not shown) formed on the surface of the circuit layer 12 using a solder material such as Sn-Ag-Cu, Zn-Al, Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-Sb, or Pb-Sn, although this is not necessarily limited thereto. The electronic components 30 and the terminals of the circuit layer 12 are connected by aluminum bonding wires (not shown).

［ヒートシンク付き絶縁回路基板の製造方法］
次に、本実施形態のヒートシンク付き絶縁回路基板１の製造方法について説明する。
その製造方法は、セラミックス基板１１に回路層１２及び金属層１３を接合して絶縁回路基板１０を形成する絶縁回路基板形成工程と、絶縁回路基板１０にヒートシンク２０を接合するヒートシンク接合工程とからなる。以下、この工程順に説明する。 [Method of manufacturing an insulating circuit board with a heat sink]
Next, a method for manufacturing the insulating circuit board 1 with a heat sink of this embodiment will be described.
The manufacturing method includes an insulating circuit board forming step of forming the insulating circuit board 10 by bonding the circuit layer 12 and the metal layer 13 to the ceramic substrate 11, and a heat sink bonding step of bonding the heat sink 20 to the insulating circuit board 10. The steps will be described below in order.

（絶縁回路基板形成工程）
第１回路層１２１、セラミックス基板１１、金属層１３を、それぞれＡｌ－Ｓｉ系、Ａｌ－Ｇｅ系、Ａｌ－Ｃｕ系、Ａｌ－Ｍｇ系、Ａｌ－Ｍｎ系、又はＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材箔を介して積層し、その積層体を積層方向に加圧した状態で加熱した後、冷却することにより、セラミックス基板１１の一方の面１１ａに第１回路層１２１、他方の面１１ｂに金属層１３が接合される。
このときの接合条件は、必ずしも限定されるものではないが、真空雰囲気中で、積層方向の加圧力が０．３ＭＰａ～１．５ＭＰａで、６３０℃以上６５５℃以下の加熱温度に２０分以上１２０分以下保持するのが好適である。 (Insulated circuit board forming process)
The first circuit layer 121, the ceramic substrate 11, and the metal layer 13 are laminated with Al-Si-based, Al-Ge-based, Al-Cu-based, Al-Mg-based, Al-Mn-based, or Al-Si-Mg-based brazing foil interposed therebetween, and the laminate is heated while being pressed in the lamination direction and then cooled, whereby the first circuit layer 121 is bonded to one surface 11a of the ceramic substrate 11, and the metal layer 13 is bonded to the other surface 11b.
The bonding conditions at this time are not necessarily limited, but it is preferable to hold the bonding in a vacuum atmosphere at a pressure of 0.3 MPa to 1.5 MPa in the stacking direction and at a heating temperature of 630° C. to 655° C. for 20 minutes to 120 minutes.

そして、第１回路層１２１上にアルミニウム系ろう材箔１４を介して積層し、その積層体を積層方向に加圧した状態で加熱した後、冷却することにより、第１回路層１２１と第２回路層１２２とを強固に接合する。このろう材箔１４は、例えば、Ａｌ－Ｓｉ系やＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材箔を用いることもできるが、好適には、Ａ３００３等のアルミ合金の両面にＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材（一例として、Ａｌ－１０．５質量％Ｓｉ－１．５質量％Ｍｇ）が形成されたアルミニウム合金クラッド材を用いるとよい。このような、クラッド材を用いると、比較的固相線温度の低いアルミニウム合金からなる第２回路層１２２を比較的低温で接合することができる。この積層方向の加圧力は、０．１ＭＰａ～０．５ＭＰａで、５９０℃以上６１５℃以下の加熱温度に３分以上２０分以下保持するのが好適である。
これにより、セラミックス基板１１の一方の面に回路層１２（第１回路層１２１及び第２回路層１２２）が接合され、他方の面に金属層１３が接合された絶縁回路基板１０が形成される。 Then, the aluminum-based brazing material foil 14 is laminated on the first circuit layer 121, and the laminate is heated while being pressed in the lamination direction, and then cooled, thereby firmly bonding the first circuit layer 121 and the second circuit layer 122. For the brazing material foil 14, for example, an Al-Si or Al-Si-Mg brazing material foil can be used, but it is preferable to use an aluminum alloy clad material in which an Al-Si-Mg brazing material (for example, Al-10.5 mass% Si-1.5 mass% Mg) is formed on both sides of an aluminum alloy such as A3003. By using such a clad material, the second circuit layer 122 made of an aluminum alloy with a relatively low solidus temperature can be bonded at a relatively low temperature. The pressure in the lamination direction is preferably 0.1 MPa to 0.5 MPa, and the heating temperature is preferably maintained at 590°C to 615°C for 3 minutes to 20 minutes.
This forms an insulating circuit board 10 in which the circuit layer 12 (first circuit layer 121 and second circuit layer 122) is bonded to one surface of the ceramic substrate 11 and the metal layer 13 is bonded to the other surface.

（ヒートシンク接合工程）
そして、図３（ａ）に示すように、絶縁回路基板１０の金属層１３の下面と、ヒートシンク２０の収容凹部２２の底面（中央部２１）との間にアルミニウム系ろう材箔１４を介在させ、積層方向に加圧した状態で加熱することにより、金属層１３とヒートシンク２０とを接合する。なお、アルミニウム系ろう材箔としては、上述したものと同様のものを利用でき、ヒートシンクが比較的の固相線温度が低いアルミニウム合金から構成されることから、アルミニウム合金クラッド材を用いることが好適な点も同様である。
これにより、絶縁回路基板１０にヒートシンク２０が接合され、図３（ｂ）に示すヒートシンク付き絶縁回路基板１が形成される。
なお、この積層方向の加圧力は、０．１ＭＰａ～０．５ＭＰａで、５９０℃以上６１５℃以下の加熱温度に３分以上２０分以下保持するのが好適である。 (Heat sink bonding process)
3(a), an aluminum-based brazing material foil 14 is interposed between the lower surface of the metal layer 13 of the insulating circuit board 10 and the bottom surface (central portion 21) of the accommodation recess 22 of the heat sink 20, and heated while being pressed in the lamination direction, thereby joining the metal layer 13 and the heat sink 20. Note that the aluminum-based brazing material foil may be the same as that described above, and since the heat sink is made of an aluminum alloy with a relatively low solidus temperature, it is also preferable to use an aluminum alloy clad material.
As a result, the heat sink 20 is joined to the insulating circuit board 10, and the insulating circuit board 1 with the heat sink shown in FIG. 3(b) is formed.
The pressure in the lamination direction is preferably 0.1 MPa to 0.5 MPa, and the heating temperature is preferably maintained at 590° C. to 615° C. for 3 minutes to 20 minutes.

ここで、ヒートシンク接合工程において、アルミニウム系ろう材箔１４を用いて絶縁回路基板１０をヒートシンク２０に接合すると、余剰な溶融ろうがヒートシンク２０における収容凹部２２の底面から周壁部２３の内側側面２３０を這い上がる。特に、アルミニウム系ろう材箔にＭｇを含む場合や、上述した、Ａ３００３等のアルミ合金の両面にＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材が形成されたアルミニウム合金クラッド材を用いた場合には、ろう材が溶融しやすいため、このような這い上がりが顕著に生じる。この点、本実施形態では、内側側面２３０にろう溜まり凹部２３１が形成されているので、図２に示すように、ヒートシンク２０における収容凹部２２の底面と絶縁回路基板１０の金属層１３とを上記ろう材を用いて接合する際に生じる余剰な溶融ろうが周壁部２３の内側側面２３０に形成されたろう溜まり凹部２３１に溜まる。そして、積層体の加熱が終了して、これが冷却されると、溶融ろうが固化して残存ろう１４ａとなり、この残存ろう１４ａが内側側面２３０の一部及びろう溜まり凹部２３１内に固定される。これにより、ヒートシンク２０の周壁部２３の上面２４に溶融ろうが這い上がることを抑制している。 Here, when the insulating circuit board 10 is joined to the heat sink 20 using the aluminum-based brazing material foil 14 in the heat sink joining process, excess molten brazing material creeps up from the bottom surface of the accommodating recess 22 in the heat sink 20 to the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23. In particular, when the aluminum-based brazing material foil contains Mg, or when an aluminum alloy clad material in which an Al-Si-Mg brazing material is formed on both sides of an aluminum alloy such as A3003 is used, the brazing material is easily melted, and such creeping up occurs significantly. In this regard, in this embodiment, a brazing material pool recess 231 is formed on the inner side surface 230, so that, as shown in FIG. 2, excess molten brazing material generated when the bottom surface of the accommodating recess 22 in the heat sink 20 and the metal layer 13 of the insulating circuit board 10 are joined using the brazing material accumulates in the brazing material pool recess 231 formed on the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23. When the heating of the laminate is completed and it is cooled, the molten solder solidifies and becomes the remaining solder 14a, which is fixed to a part of the inner side surface 230 and in the solder pool recess 231. This prevents the molten solder from creeping up onto the upper surface 24 of the peripheral wall portion 23 of the heat sink 20.

なお、第１回路層１２１と第２回路層１２２との接合と、ヒートシンク接合工程は同時に行うことが可能である。この場合、同じアルミニウム系ろう材箔１４を用いることが好ましい。すなわち、第１回路層１２１とセラミックス基板１１と金属層１３の接合体に対し、第１回路層１２１上にアルミニウム系ろう材箔１４を介して第２回路層１２２を積層するとともに、ヒートシンク２０上にアルミニウム系ろう材箔１４を介して金属層１３が接触するように積層し、この積層体を積層方向に加圧しながら加熱して、第１回路層１２１と第２回路層１２２とを接合するとともに、ヒートシンク２０と金属層１３とを接合してヒートシンク付き絶縁回路基板１を製造することができる。なお、この積層方向の加圧力は、０．１ＭＰａ～０．５ＭＰａで、５９０℃以上６１５℃以下の加熱温度に３分以上２０分以下保持するのが好適である。 The bonding of the first circuit layer 121 and the second circuit layer 122 and the heat sink bonding process can be performed simultaneously. In this case, it is preferable to use the same aluminum-based brazing material foil 14. That is, for the bonded body of the first circuit layer 121, the ceramic substrate 11, and the metal layer 13, the second circuit layer 122 is laminated on the first circuit layer 121 via the aluminum-based brazing material foil 14, and the metal layer 13 is laminated on the heat sink 20 so that the metal layer 13 is in contact with the aluminum-based brazing material foil 14. The laminate is heated while being pressurized in the stacking direction to bond the first circuit layer 121 and the second circuit layer 122, and also bond the heat sink 20 and the metal layer 13, thereby manufacturing the insulated circuit board 1 with the heat sink. The pressure in the stacking direction is preferably 0.1 MPa to 0.5 MPa, and the heating temperature is preferably kept at 590°C to 615°C for 3 minutes to 20 minutes.

そして、上記製造方法により製造されたヒートシンク付き絶縁回路基板１の回路層１２の表面に半導体チップ等の電子部品３０が搭載され、その上に樹脂材６０がモールドされることにより、パワーモジュール１００が製造される。 Then, electronic components 30 such as semiconductor chips are mounted on the surface of the circuit layer 12 of the heat sink-equipped insulating circuit board 1 manufactured by the above manufacturing method, and a resin material 60 is molded on top of it, thereby manufacturing the power module 100.

上記実施形態のヒートシンク付き絶縁回路基板１では、ヒートシンク２０における収容凹部２２の底面と絶縁回路基板１０の金属層１３とをろう材箔１４を用いて接合する際に生じる余剰な溶融ろうが周壁部２３の内側側面２３０に形成されたろう溜まり凹部２３１に溜まるので、ヒートシンク２０の周壁部２３の上面２４に溶融ろうが這い上がることを抑制でき、ヒートシンク２０の周壁部２３の外観を向上できる。
また、ヒートシンク付き絶縁回路基板１を用いたパワーモジュール１００は、ろう溜まり凹部２３１に残存ろう１４ａが溜まることから、周壁部２３の内側側面２３０と樹脂との密着性を高めることができ、信頼性の高いパワーモジュールを提供できる。 In the above embodiment of the insulated circuit board 1 with a heatsink, excess molten solder generated when joining the bottom surface of the accommodating recess 22 in the heatsink 20 and the metal layer 13 of the insulated circuit board 10 using the brazing material foil 14 accumulates in the braze pool recess 231 formed on the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23, thereby preventing the molten solder from creeping up to the upper surface 24 of the peripheral wall portion 23 of the heatsink 20 and improving the appearance of the peripheral wall portion 23 of the heatsink 20.
Furthermore, in the power module 100 using the insulating circuit board 1 with a heat sink, the remaining solder 14a accumulates in the solder pool recess 231, thereby improving the adhesion between the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23 and the resin, thereby providing a highly reliable power module.

その他、細部構成は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。
例えば、上記実施形態では、ろう溜まり凹部２３１は、周壁部２３の内側側面２３０における中腹部よりも収容凹部２２の開口端側に形成することとしたが、これに限らない。 In addition, the detailed configuration is not limited to that of the embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the brazing filler pool recess 231 is formed closer to the opening end of the accommodation recess 22 than the middle portion of the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23, but this is not limited to the above.

［実施形態の第１変形例］
図６は、上記実施形態の第１変形例に係るヒートシンク付き絶縁回路基板１Ａを示す断面図である。本変形例では、ろう溜まり凹部２３１Ａは、周壁部２３の内側側面２３０における収容凹部２２の底面側の端部に形成されている。具体的には、収容凹部２２の底面とろう溜まり凹部２３１Ａの底面とが一致している。このため、絶縁回路基板１０とヒートシンク２０とを接合する際に生じた余剰な溶融ろうは、収容凹部２２の底面を伝って、直接ろう溜まり凹部２３１Ａへと流入し、ろう溜まり凹部２３１Ａ内に溜められることとなる。 [First Modification of the Embodiment]
6 is a cross-sectional view showing an insulating circuit board 1A with a heat sink according to a first modified example of the above embodiment. In this modified example, the brazing material pool recess 231A is formed at an end of the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23 on the bottom side of the accommodation recess 22. Specifically, the bottom surface of the accommodation recess 22 and the bottom surface of the brazing material pool recess 231A are flush with each other. Therefore, excess molten brazing material generated when joining the insulating circuit board 10 and the heat sink 20 flows directly into the brazing material pool recess 231A along the bottom surface of the accommodation recess 22 and is accumulated in the brazing material pool recess 231A.

ここで、上記実施形態のように、ろう溜まり凹部２３１が周壁部２３の内側側面２３０における中間部や収容凹部２２の底面とは反対側（開口端側）に形成されている場合、内側側面２３０におけるろう溜まり凹部２３１に達するまでの領域には、残存ろう１４ａが固定されることとなる。
これに対し、本変形例では、ろう溜まり凹部２３１Ａが周壁部２３の内側側面２３０における底面側の端部に形成されているので、溶融ろうの内側側面２３０の這い上がりを確実に抑制でき、周壁部２３の内側側面２３０の外観を向上できる。また、内側側面２３０の大部分に残存ろう１４ａが固定されることがないので、収容凹部２２内に樹脂材６０をモールドした際における樹脂密着性を向上できる。 Here, as in the above embodiment, when the braze pool recess 231 is formed in the middle portion of the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23 or on the opposite side (opening end side) from the bottom surface of the accommodating recess 22, the remaining braze 14a is fixed in the area of the inner side surface 230 up to the braze pool recess 231.
In contrast, in this modification, the braze pool recess 231A is formed at the end of the bottom surface side of the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23, so that it is possible to reliably suppress the molten braze from creeping up the inner side surface 230, thereby improving the appearance of the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23. In addition, since the remaining braze 14a is not fixed to most of the inner side surface 230, it is possible to improve the resin adhesion when the resin material 60 is molded in the accommodation recess 22.

上記実施形態では、ろう溜まり凹部２３１は、周壁部２３の内側側面２３０の全周にわたって形成される溝部により構成されていることとしたが、これに限らない。例えば、ろう溜まり凹部２３１は、周壁部２３の内側側面２３０の全周にわたって連続して形成されなくてもよく、断続的に形成されるものでもよい。 In the above embodiment, the solder pool recess 231 is configured by a groove portion formed around the entire circumference of the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23, but this is not limited to the above. For example, the solder pool recess 231 does not have to be formed continuously around the entire circumference of the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23, and may be formed intermittently.

［実施形態の第２変形例］
図７は、上記実施形態の第２変形例に係るヒートシンク付き絶縁回路基板１Ｂの一部を拡大して示す断面図であり、図８は、上記実施形態の第２変形例に係るヒートシンク付き絶縁回路基板１Ｂの側面を示す側面図である。
本変形例では、ろう溜まり凹部２３１Ｂは、上記実施形態と同様に周壁部２３の内側側面２３０における中腹部より若干収容凹部２２の開口端側に形成されている。このろう溜まり凹部２３１Ｂは、複数（例えば、２０個）の細長い溝部からなり、例えば、１つの溝部の縦幅ｗ１が０．２ｍｍ、横寸法ｗ２が５ｍｍ、深さ寸法ｈ１が５ｍｍとされる。これら複数の溝部のそれぞれは、所定の間隔をあけて断続的に配置され、隣り合う溝部の間隔ｗ３は、例えば、０．０５ｍｍ～１０ｍｍとされる。また、このろう溜まり凹部２３１Ｂを構成する複数の溝部の体積の総和は、絶縁回路基板１０とヒートシンク２０とを接合する際に生じた余剰な溶融ろうの体積よりも大きく設定されている。 [Second Modification of the Embodiment]
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a portion of an insulating circuit board 1B with a heat sink according to a second modified example of the above embodiment, and FIG. 8 is a side view showing a side surface of an insulating circuit board 1B with a heat sink according to the second modified example of the above embodiment.
In this modification, the brazing filler pool recess 231B is formed slightly closer to the opening end of the accommodation recess 22 than the middle part of the inner side surface 230 of the peripheral wall 23, as in the above embodiment. This brazing filler pool recess 231B is composed of a plurality of (e.g., 20) elongated grooves, and each groove has a vertical width w1 of 0.2 mm, a horizontal dimension w2 of 5 mm, and a depth dimension h1 of 5 mm, for example. Each of these grooves is intermittently arranged at a predetermined interval, and the interval w3 between adjacent grooves is, for example, 0.05 mm to 10 mm. The sum of the volumes of the grooves constituting this brazing filler pool recess 231B is set to be larger than the volume of the excess molten brazing filler generated when the insulating circuit board 10 and the heat sink 20 are joined.

このため、本変形例においても絶縁回路基板１０とヒートシンク２０とを接合する際に生じた余剰な溶融ろうは、収容凹部２２の底面及び周壁部２３を伝って、ろう溜まり凹部２３１Ｂ（複数の溝部）へと流入し、ろう溜まり凹部２３１Ｂ内に溜められることとなることから、溶融ろうの内側側面２３０の這い上がりを抑制して、周壁部２３の外観を向上できる。 Therefore, even in this modified example, the excess molten solder generated when joining the insulating circuit board 10 and the heat sink 20 flows along the bottom surface of the accommodation recess 22 and the peripheral wall portion 23 into the solder pool recess 231B (multiple groove portions) and is stored in the solder pool recess 231B, thereby preventing the molten solder from creeping up the inner side surface 230 and improving the appearance of the peripheral wall portion 23.

［実施形態の第３変形例］
図９は、上記実施形態の第２変形例に係るヒートシンク付き絶縁回路基板１Ｃの一部を拡大して示す断面図であり、図１０は、上記実施形態の第３変形例に係るヒートシンク付き絶縁回路基板１Ｃの側面を示す側面図である。
本変形例では、ろう溜まり凹部２３２は、周壁部２３の内側側面２３０における中腹部より若干収容凹部２２の開口端側に形成されている。このろう溜まり凹部２３２は、複数（例えば、３２個）の貫通孔からなり、例えば、１つの貫通孔の径ｗ１が０．２ｍｍとされる。これら複数の貫通孔のそれぞれは、所定の間隔をあけて断続的に配置され、隣り合う貫通孔の間隔ｗ４は、例えば、０．０５ｍｍ～１０ｍｍとされる。
なお、本変形例では、ろう溜まり凹部２３２が複数の貫通孔により構成されているため、複数の貫通孔の体積の総和は、絶縁回路基板１とヒートシンク２０とを接合する際に生じた余剰な溶融ろうの体積よりも大きくする必要はない。 [Third Modification of the Embodiment]
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a portion of an insulating circuit board 1C with a heat sink according to a second modified example of the above embodiment, and FIG. 10 is a side view showing a side surface of an insulating circuit board 1C with a heat sink according to a third modified example of the above embodiment.
In this modification, the brazing filler pool recess 232 is formed slightly closer to the opening end of the accommodation recess 22 than the middle portion of the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23. This brazing filler pool recess 232 is made up of a plurality of (e.g., 32) through holes, and each through hole has a diameter w1 of, for example, 0.2 mm. Each of the plurality of through holes is arranged intermittently at a predetermined interval, and the interval w4 between adjacent through holes is, for example, 0.05 mm to 10 mm.
In addition, in this modified example, since the solder pool recess 232 is composed of a plurality of through holes, the sum of the volumes of the plurality of through holes does not need to be greater than the volume of the excess molten solder generated when joining the insulating circuit board 1 and the heat sink 20.

このため、本変形例では、絶縁回路基板１０とヒートシンク２０とを接合する際に生じた余剰な溶融ろうは、収容凹部２２の底面及び周壁部２３を伝って、ろう溜まり凹部２３２（複数の貫通孔）へと流入し、ろう溜まり凹部２３２内に溜まるか、若しくは、周壁部２３の外周面側へと流れ出ることから、溶融ろうの内側側面２３０の這い上がりを抑制して、周壁部２３の外観を向上できる。 Therefore, in this modified example, the excess molten solder generated when joining the insulating circuit board 10 and the heat sink 20 flows along the bottom surface of the accommodation recess 22 and the peripheral wall portion 23 into the solder pool recess 232 (multiple through holes), and either accumulates in the solder pool recess 232 or flows out to the outer circumferential surface side of the peripheral wall portion 23, thereby preventing the molten solder from creeping up the inner side surface 230 and improving the appearance of the peripheral wall portion 23.

なお、上記第２変形例及び第３変形例においても、第１変形例と同様に、ろう溜まり凹部２３１Ｂ，２３２を周壁部２３の内側側面２３０における収容凹部２２の底面側の端部に形成してもよい。
また、上記実施形態では、図１に示すように回路層１２が２個に分かれている構成としたが、これに限らず、２個以上の複数、例えば６個や１２個等に分かれている構造としてもよい。 In the second and third modified examples, similar to the first modified example, the brazing filler pool recesses 231B, 232 may be formed at the end of the inner side surface 230 of the peripheral wall portion 23 on the bottom side of the accommodating recess 22.
In the above embodiment, the circuit layer 12 is configured to be divided into two pieces as shown in FIG. 1 , but the present invention is not limited to this. The circuit layer 12 may be configured to be divided into a plurality of pieces, such as two or more pieces, for example, six or twelve pieces.

１ １Ａ １Ｂ １Ｃ ヒートシンク付き絶縁回路基板
１０ 絶縁回路基板
１１ セラミックス基板
１２ 回路層
１２１ 第１回路層
１２２ 第２回路層
１３ 金属層
２０ ヒートシンク
２１ 中央部
２２ 収容凹部
２３ 周壁部
２３０ 内側側面
２３１ ２３１Ａ ２３１Ｂ ろう溜まり凹部
２３２ ろう溜まり凹部
２４ 上面
２４Ａ 下面
２５ ピン状フィン
２６ 締結穴
３０ 電子部品
４０ ケース
４１ 開口部
４２ パッキン収容溝
４３ ねじ穴
５０ パッキン
６０ 樹脂材
１００ パワーモジュール REFERENCE SIGNS LIST 1 1A 1B 1C Insulated circuit board with heat sink 10 Insulated circuit board 11 Ceramic substrate 12 Circuit layer 121 First circuit layer 122 Second circuit layer 13 Metal layer 20 Heat sink 21 Central portion 22 Accommodating recess 23 Peripheral wall portion 230 Inner side surface 231 231A 231B Brazing filler recess 232 Brazing filler recess 24 Upper surface 24A Lower surface 25 Pin-shaped fin 26 Fastening hole 30 Electronic component 40 Case 41 Opening 42 Gasket accommodating groove 43 Screw hole 50 Gasket 60 Resin material 100 Power module

Claims (3)

セラミックス基板の一方の面に電子部品を搭載するための回路層が接合されるとともに、前記セラミックス基板の他方の面にアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層が接合されてなる絶縁回路基板における前記金属層と、中央部に前記絶縁回路基板の少なくとも一部が収容される収容凹部が形成されたアルミニウム合金からなるヒートシンクにおける前記収容凹部の底面とがアルミニウム系ろう材によりろう付けされたヒートシンク付き絶縁回路基板であって、
前記収容凹部の外周に位置する前記ヒートシンクの周壁部の内側側面の少なくとも一部にろう溜まり凹部が形成されており、
平面視で、前記ヒートシンクの前記収容凹部は前記絶縁回路基板の前記セラミックス基板より大きく形成され、
前記ろう溜まり凹部は、前記ヒートシンクの前記周壁部の上面より下方位置に形成されていることを特徴とするヒートシンク付き絶縁回路基板。 An insulating circuit board with a heat sink, comprising: an insulating circuit board having a circuit layer for mounting electronic components bonded to one surface of a ceramic substrate; and a metal layer made of aluminum or an aluminum alloy bonded to the other surface of the ceramic substrate; and a heat sink made of an aluminum alloy, the metal layer being formed in a central portion of the recess for accommodating at least a part of the insulating circuit board, the metal layer being brazed to a bottom surface of the recess using an aluminum-based brazing material,
a solder pool recess is formed in at least a part of an inner side surface of a peripheral wall portion of the heat sink located on an outer periphery of the accommodating recess,
the accommodating recess of the heat sink is formed larger than the ceramic substrate of the insulating circuit board in a plan view,
2. An insulating circuit board with a heat sink, comprising: a solder pool recess formed at a position lower than an upper surface of the peripheral wall of the heat sink. 前記ろう溜まり凹部は、前記周壁部の内側側面の全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク付き絶縁回路基板。 The insulated circuit board with heat sink according to claim 1, characterized in that the solder pool recess is formed around the entire periphery of the inner side surface of the peripheral wall portion. 請求項１又は２に記載のヒートシンク付き絶縁回路基板と、
前記絶縁回路基板の前記回路層上に設けられる半導体チップと、
前記半導体チップ上及び前記収容凹部内にモールドされた樹脂材と、を備えることを特徴とするパワーモジュール。 An insulating circuit board with a heat sink according to claim 1 or 2;
a semiconductor chip provided on the circuit layer of the insulating circuit board;
a resin material molded on the semiconductor chip and in the accommodating recess.
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