JPH0367987B2 - - Google Patents
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- JPH0367987B2 JPH0367987B2 JP21105585A JP21105585A JPH0367987B2 JP H0367987 B2 JPH0367987 B2 JP H0367987B2 JP 21105585 A JP21105585 A JP 21105585A JP 21105585 A JP21105585 A JP 21105585A JP H0367987 B2 JPH0367987 B2 JP H0367987B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
［発明の技術分野］
本発明は製造工程の簡略化されたヒートシンク
付セラミツクス−金属接合体の製造方法に関す
る。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 従来からセラミツクス基板上に銅板およびヒー
トシンク用金属板を接合させてなるヒートシンク
付セラミツクス−金属接合体は、セラミツクス基
板の表面にモリブデンペースト等を塗布し、焼結
してメタライズし、その上に銅板およびヒートシ
ンク用金属板をろう付けして接合するという方法
により行なわれていた。また近年になつてセラミ
ツクス基板上に銅回路板を直接接合した、いわゆ
るDBC基板が開発されたが、このDBC基板にヒ
ートシンク用金属板を半田付け等によつて接合す
るということも行なわれている。 しかしながらこれらの方法ではヒートシンク付
セラミツクス−金属接合体とするまでに数工程を
要するので作業性が悪いと共に、メタライズ、は
んだ付け等が不十分であることに原因する不良品
が多く発生するという問題点があつた。 ［発明の目的］ 本発明者らは、例えばタングステンの焼結体に
銅を含浸させた焼結合金体がセラミツクス基板と
熱膨脹係数がほぼ等しく、かつ熱伝導度が良好で
あるとともに、焼結合金体中に含浸している銅に
よつて焼結合金体と銅板との結合がセラミツクス
基板と銅板との接合と同時に行なわれ得ることを
見い出した。 本発明は以上のような知見に基づいてなされた
もので、製造工程が簡略化され、かつ一定以上の
品質の製品が安定して得られるヒートシンク付セ
ラミツクス−金属接合体の製造方法を提供するこ
とを目的とする。 ［発明の概要］ すなわち本発明のヒートシンク付セラミツクス
−金属接合体の製造方法は、表面に付着銅が形成
された焼結合金体、銅板、セラミツクス基板およ
び銅板を順に接触配置し、加熱して接合させるこ
とを特徴とする。 本発明においてヒートシンク用材料として用い
られる表面に付着銅が形成された焼結合金体はタ
ングステンの多孔質焼結体に銅を10〜60w％含浸
させたものが好ましい。また表面の付着銅は銅板
との接合に必要なもので厚さは約0.1〜2.0mmが好
ましい。 本発明に使用するセラミツクス基板としては、
アルミナ、酸化ケイ素等の酸化物系セラミツク、
あるいは窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化チ
タン等の非酸化物系セラミツク等があげられる。
後者の非酸化物系セラミツクを使用する場合に
は、あらかじめ表面に酸化処理を施してから使用
するのが好ましい。 本発明に使用する銅板としては、酸素を100〜
3000ppm含有する、たとえばタフピツチ電解銅等
の使用が好ましく、必要に応じて無酸素銅を予め
酸化処理して使用することもできる。 本発明においては、このような銅板をセラミツ
クス基板上に接触配置し、さらに焼結合金体を付
着銅層を介して銅板の一方に接触配置し、銅の接
点（1083℃）以下で銅−酸素の共晶温度）1065
℃）以上の温度に加熱し接合させる。 加熱雰囲気は酸素を含有する銅板を使用する場
合には非酸化性雰囲気とし、酸素を含有しない銅
板の場合には微量の酸化性雰囲気とするのが好ま
しい。 ［発明の実施例］ 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 タングステンの多孔質焼結体に銅を30wt％含
浸させて表面に厚さ0.5mmの付着銅層が形成され
た圧さ５mmの焼結合金体である板を作成した。 次いでアルミナを主成分とする厚さ0.6mmのセ
ラミツクス基板に、タフピツチ電解銅からなる厚
さ0.3mmの銅板を接触配置した。さらに前記焼結
合金体を付着銅層が銅板に接触するように配置
し、窒素雰囲気中、約1075℃の温度で３分間加熱
して接合させた後、急冷してヒートシンク付セラ
ミツクス−金属接合体を製造した。 図面はこうして得られたヒートシンク付セラミ
ツクス−金属接合体の横断面図である。図におい
て符号１はアルミナを主成分とするセラミツクス
基板、２は銅板、３は付着銅層、４は焼結合金体
を示す。 このヒートシンク付セラミツクス−金属接合体
部品の組立工数、接着強度および信頼性を従来例
による場合と併せて次表に示す。
付セラミツクス−金属接合体の製造方法に関す
る。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 従来からセラミツクス基板上に銅板およびヒー
トシンク用金属板を接合させてなるヒートシンク
付セラミツクス−金属接合体は、セラミツクス基
板の表面にモリブデンペースト等を塗布し、焼結
してメタライズし、その上に銅板およびヒートシ
ンク用金属板をろう付けして接合するという方法
により行なわれていた。また近年になつてセラミ
ツクス基板上に銅回路板を直接接合した、いわゆ
るDBC基板が開発されたが、このDBC基板にヒ
ートシンク用金属板を半田付け等によつて接合す
るということも行なわれている。 しかしながらこれらの方法ではヒートシンク付
セラミツクス−金属接合体とするまでに数工程を
要するので作業性が悪いと共に、メタライズ、は
んだ付け等が不十分であることに原因する不良品
が多く発生するという問題点があつた。 ［発明の目的］ 本発明者らは、例えばタングステンの焼結体に
銅を含浸させた焼結合金体がセラミツクス基板と
熱膨脹係数がほぼ等しく、かつ熱伝導度が良好で
あるとともに、焼結合金体中に含浸している銅に
よつて焼結合金体と銅板との結合がセラミツクス
基板と銅板との接合と同時に行なわれ得ることを
見い出した。 本発明は以上のような知見に基づいてなされた
もので、製造工程が簡略化され、かつ一定以上の
品質の製品が安定して得られるヒートシンク付セ
ラミツクス−金属接合体の製造方法を提供するこ
とを目的とする。 ［発明の概要］ すなわち本発明のヒートシンク付セラミツクス
−金属接合体の製造方法は、表面に付着銅が形成
された焼結合金体、銅板、セラミツクス基板およ
び銅板を順に接触配置し、加熱して接合させるこ
とを特徴とする。 本発明においてヒートシンク用材料として用い
られる表面に付着銅が形成された焼結合金体はタ
ングステンの多孔質焼結体に銅を10〜60w％含浸
させたものが好ましい。また表面の付着銅は銅板
との接合に必要なもので厚さは約0.1〜2.0mmが好
ましい。 本発明に使用するセラミツクス基板としては、
アルミナ、酸化ケイ素等の酸化物系セラミツク、
あるいは窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化チ
タン等の非酸化物系セラミツク等があげられる。
後者の非酸化物系セラミツクを使用する場合に
は、あらかじめ表面に酸化処理を施してから使用
するのが好ましい。 本発明に使用する銅板としては、酸素を100〜
3000ppm含有する、たとえばタフピツチ電解銅等
の使用が好ましく、必要に応じて無酸素銅を予め
酸化処理して使用することもできる。 本発明においては、このような銅板をセラミツ
クス基板上に接触配置し、さらに焼結合金体を付
着銅層を介して銅板の一方に接触配置し、銅の接
点（1083℃）以下で銅−酸素の共晶温度）1065
℃）以上の温度に加熱し接合させる。 加熱雰囲気は酸素を含有する銅板を使用する場
合には非酸化性雰囲気とし、酸素を含有しない銅
板の場合には微量の酸化性雰囲気とするのが好ま
しい。 ［発明の実施例］ 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 タングステンの多孔質焼結体に銅を30wt％含
浸させて表面に厚さ0.5mmの付着銅層が形成され
た圧さ５mmの焼結合金体である板を作成した。 次いでアルミナを主成分とする厚さ0.6mmのセ
ラミツクス基板に、タフピツチ電解銅からなる厚
さ0.3mmの銅板を接触配置した。さらに前記焼結
合金体を付着銅層が銅板に接触するように配置
し、窒素雰囲気中、約1075℃の温度で３分間加熱
して接合させた後、急冷してヒートシンク付セラ
ミツクス−金属接合体を製造した。 図面はこうして得られたヒートシンク付セラミ
ツクス−金属接合体の横断面図である。図におい
て符号１はアルミナを主成分とするセラミツクス
基板、２は銅板、３は付着銅層、４は焼結合金体
を示す。 このヒートシンク付セラミツクス−金属接合体
部品の組立工数、接着強度および信頼性を従来例
による場合と併せて次表に示す。
【表】
［発明の効果］
以上説明したように本発明のヒートシンク付セ
ラミツクス−金属接合体の製造方法によればセラ
ミツクス基板へのヒートシンク基材の接合が銅板
とセラミツクス基板との接合と同時に行なわれる
ので、製造工程が簡略化される。またメタライズ
やはんだ付け等の工程を要しないので得られる製
品の品質が安定し、製造歩留りが向上する。
ラミツクス−金属接合体の製造方法によればセラ
ミツクス基板へのヒートシンク基材の接合が銅板
とセラミツクス基板との接合と同時に行なわれる
ので、製造工程が簡略化される。またメタライズ
やはんだ付け等の工程を要しないので得られる製
品の品質が安定し、製造歩留りが向上する。
図面は本発明の一実施例によるヒートシンク付
セラミツクス−金属接合体の横断面図を示す。 １……セラミツクス基板、２……銅板、３……
付着銅層、４……焼結合金体。
セラミツクス−金属接合体の横断面図を示す。 １……セラミツクス基板、２……銅板、３……
付着銅層、４……焼結合金体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 表面に付着銅が形成された焼結合金体、銅
板、セラミツク基板および銅板を順に接触配置
し、加熱して接合させることを特徴とするセラミ
ツクス−金属接合体の製造方法。 ２ 焼結合金体中の銅の含有量は10〜60wt％で
ある特許請求の範囲第１項記載のセラミツクス−
金属接合体の製造方法。 ３ 付着銅の圧さは0.1〜2.0mmである特許請求の
範囲第１項記載のセラミツクス−金属接合体の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21105585A JPS6272575A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | セラミツクス−金属接合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21105585A JPS6272575A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | セラミツクス−金属接合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6272575A JPS6272575A (ja) | 1987-04-03 |
| JPH0367987B2 true JPH0367987B2 (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=16599641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21105585A Granted JPS6272575A (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | セラミツクス−金属接合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6272575A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2738840B2 (ja) * | 1988-07-22 | 1998-04-08 | 三菱電機株式会社 | セラミック−金属複合基板 |
| JP5664949B2 (ja) * | 2008-10-07 | 2015-02-04 | ロジャース ジャーマニー ゲーエムベーハー | 金属−セラミック基板または銅−セラミック基板の製造方法および該方法で使用するための支持体 |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP21105585A patent/JPS6272575A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6272575A (ja) | 1987-04-03 |
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