KR101802531B1 - 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판 - Google Patents

파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판 Download PDF

Info

Publication number
KR101802531B1
KR101802531B1 KR1020120038560A KR20120038560A KR101802531B1 KR 101802531 B1 KR101802531 B1 KR 101802531B1 KR 1020120038560 A KR1020120038560 A KR 1020120038560A KR 20120038560 A KR20120038560 A KR 20120038560A KR 101802531 B1 KR101802531 B1 KR 101802531B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
metal
metal plates
power module
hole
Prior art date
Application number
KR1020120038560A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120120020A (ko
Inventor
소타로 오이
Original Assignee
미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Publication of KR20120120020A publication Critical patent/KR20120120020A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101802531B1 publication Critical patent/KR101802531B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76829—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing characterised by the formation of thin functional dielectric layers, e.g. dielectric etch-stop, barrier, capping or liner layers
    • H01L21/76832—Multiple layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C04B35/645—Pressure sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/023—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
    • C04B37/026—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used consisting of metals or metal salts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4803—Insulating or insulated parts, e.g. mountings, containers, diamond heatsinks
    • H01L21/4807—Ceramic parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4803—Insulating or insulated parts, e.g. mountings, containers, diamond heatsinks
    • H01L21/481—Insulating layers on insulating parts, with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814—Conductive parts
    • H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/4857—Multilayer substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897—Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6581—Total pressure below 1 atmosphere, e.g. vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/121—Metallic interlayers based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/124—Metallic interlayers based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/125—Metallic interlayers based on noble metals, e.g. silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/126—Metallic interlayers wherein the active component for bonding is not the largest fraction of the interlayer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/126—Metallic interlayers wherein the active component for bonding is not the largest fraction of the interlayer
    • C04B2237/128—The active component for bonding being silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/343—Alumina or aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/365—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/366—Aluminium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/402—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/407—Copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/62—Forming laminates or joined articles comprising holes, channels or other types of openings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/704—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the ceramic layers or articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/706—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the metallic layers or articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/708—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the interlayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/84—Joining of a first substrate with a second substrate at least partially inside the first substrate, where the bonding area is at the inside of the first substrate, e.g. one tube inside another tube
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/86—Joining of two substrates at their largest surfaces, one surface being complete joined and covered, the other surface not, e.g. a small plate joined at it's largest surface on top of a larger plate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00013—Fully indexed content
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

세라믹스 기판과 금속판을 다층으로 적층하고, 세라믹스 기판의 양측의 금속판을 접속 상태로 할 수 있고, 또한 세라믹스 기판과 금속판과의 사이의 박리나 세라믹스 기판의 균열 등이 생기기 어려운 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판을 제공한다.
세라믹스 기판(2) 및 금속판(4A, 4C, 4D, 5A, 6)을 적층할 때, 세라믹스 기판(2)의 관통공(11) 내에, 관통공(11)보다 긴 기둥 형상의 금속 부재(12)를 삽입해 두고, 세라믹스 기판 및 금속판을 접합할 때 금속 부재(12)를 가압하여 소성 변형시켜, 금속 부재(12)와 관통공(11)의 내주면과의 사이에 간극을 형성한 상태로 금속 부재(12)에 의해 세라믹스 기판(2)의 양측의 금속판(5A, 4A, 4D)을 접속 상태로 한다.

Description

파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판{MANUFACTURING METHOD OF SUBSTRATE FOR POWER MODULE AND SUBSTRATE FOR POWER MODULE}
본 발명은, 대전류, 대전압을 제어하는 반도체 장치에 사용되는 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판에 관한 것이다.
종래의 파워 모듈로서, 세라믹스 기판의 일방의 면에, 도체 패턴층을 형성하는 금속판이 적층되고, 이 도체 패턴층의 위에 반도체 칩 등의 전자 부품이 납땜됨과 함께, 세라믹스 기판의 타방의 면에 방열층이 되는 금속판이 형성되고, 이 방열층에 히트싱크가 접합된 구성의 것이 알려져 있다.
이 파워 모듈에 사용되는 파워 모듈용 기판에 있어서는, 세라믹스 기판의 표면에 금속판을 브레이징에 의해 접합하고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 세라믹스 기판의 표면에 휘발성 유기 매체의 표면장력에 의해 브레이징 포일을 가고정함과 함께, 그 브레이징 포일의 표면에 기재로부터 펀칭된 도체 패턴층을 가고정한 상태에서 가열하고, 휘발성 유기 매체를 휘발시키고, 이들을 두께 방향으로 가압하는 것에 의해, 금속판과 세라믹스 기판을 브레이징한 파워 모듈용 기판을 형성하고 있다.
한편, 이런 종류의 파워 모듈용 기판으로서는, 절연 기판으로서의 기능, 방열 기판으로서의 기능 외에, 최근의 고집적화에 따라, 배선 기판으로서의 기능도 요구되고 있어, 다층화되는 것이 검토되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 2에 개시된 금속-세라믹스 접합 기판(파워 모듈용 기판)에서는, 바이어홀용의 관통공이 형성된 복수의 세라믹스 기판과, 이들 세라믹스 기판의 사이에 개재하는 알루미늄제의 금속판이 다층 구조로 설치되어 있다. 이 경우, 금속판은, 주형 내에서 적층한 세라믹스 기판에 금속 용탕을 유입하여 고화하는 것에 의해 형성되어 있고, 이 때문에, 세라믹스 기판에 형성해 둔 관통공 내에도 금속 용탕이 유입되어 고화되고, 그 관통공 내의 금속을 통해 세라믹스 기판의 양측의 금속판 상호가 전기적 접속 상태로 되어 있다.
특허문헌 1: 특허 제4311303호 특허문헌 2: 특허 제4565249호
그러나, 금속 용탕을 유입하여 제조하는 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 세라믹스 기판의 관통공에 충만된 금속이 온도 사이클에 의해 열신축을 반복하면, 세라믹스 기판과의 열팽창 계수의 차에 의해, 양자간에서 박리가 생기거나, 세라믹스 기판에 균열이 생기는 등의 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 세라믹스 기판과 금속판을 다층으로 적층하여, 세라믹스 기판의 양측의 금속판을 접속 상태로 할 수 있고, 또한 세라믹스 기판과 금속판과의 사이의 박리나 세라믹스 기판의 균열 등이 생기기 어려운 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특허문헌 1에 기재된 파워 모듈용 기판과 같이, 세라믹스 기판에 금속판을 브레이징에 의해 접합하는 방법에 있어서, 세라믹스 기판에 관통공을 형성하고, 세라믹스 기판의 양측의 금속판을 관통공의 내부를 통해 접속 상태로 하는 경우, 관통공 내에 접속용의 금속 부재를 배치하여 양 금속판에 브레이징하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 세라믹스 기판은 소결 부품이고, 소결시의 수축에 의한 영향으로, 그 치수 공차는 금속제의 부품에 비해 상당히 크다. 이 때문에, 이러한 세라믹스 기판에 형성한 관통공에 금속 부재를 삽입하여 양 금속판에 브레이징하는 방법에서는, 금속 부재의 길이와 세라믹스 기판의 두께와의 치수차의 편차 때문에, 안정된 접합을 얻는 것이 어렵다. 이러한 견식하에, 본 발명은, 이하의 해결 수단으로 했다.
본 발명의 파워 모듈용 기판의 제조 방법은, 복수의 세라믹스 기판과 금속판을 교대로 적층하여 접합함과 함께, 세라믹스 기판에 형성한 관통공을 통해 그 세라믹스 기판의 양측의 금속판을 접속 상태로 한 파워 모듈용 기판의 제조 방법으로서, 상기 세라믹스 기판 및 금속판을 적층할 때, 세라믹스 기판의 관통공 내에, 그 관통공보다 긴 기둥 형상의 금속 부재를 삽입해 두고, 상기 세라믹스 기판 및 금속판을 접합할 때 상기 금속 부재를 가압하여 소성 변형시켜, 상기 금속 부재에 의해 상기 세라믹스 기판의 양측의 금속판을 접합하는 것을 특징으로 한다.
세라믹스 기판의 관통공 내에 삽입한 금속 부재를 소성 변형시켜 양 금속판을 접합하는 것에 의해, 세라믹스 기판의 두께의 치수 편차를 금속 부재의 소성 변형량에 따라 조정할 수 있어, 안정된 접합을 얻을 수 있다. 따라서, 열응력의 발생이 경감되어, 박리나 균열 등의 발생이 방지된다.
또, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 금속 부재와 상기 관통공의 내주면과의 사이에 간극을 형성한 상태로 상기 금속판을 접합하는 것이 바람직하다. 관통공의 내주면과 금속 부재와의 사이에 간극이 형성되고, 관통공 내를 금속으로 충만시키지 않기 때문에, 온도 사이클에 의해 열신축을 반복해도, 금속 부재와 세라믹스 기판과의 열팽창 계수의 차를 간극에 의해 흡수하는 것이 가능하다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 금속 부재는, 상기 세라믹스 기판의 양측에 배치되는 양 금속판의 일방의 표면에 미리 일체로 세워 설치해 두어도 된다. 이 경우는, 금속 부재는 타방의 금속판에 접합된다.
혹은, 상기 금속 부재는, 상기 세라믹스 기판의 양측에 배치되는 양 금속판의 각각의 표면에 미리 일체로 세워 설치해 두어도 된다. 이 경우, 금속 부재는 2개의 부재로 이루어지고, 양 금속판의 각각에 세워 설치되어, 관통공의 길이의 도중 위치에서 접합된다.
또한, 다른 방법으로서, 상기 금속 부재는, 그 길이 방향의 양단에 단면을 가지고 있고, 상기 세라믹스 기판의 양측에 배치되는 양 금속판에 각각 접합되는 것으로 해도 된다.
본 발명의 파워 모듈용 기판은, 복수의 세라믹스 기판과 금속판을 교대로 적층하여 접합함과 함께, 세라믹스 기판에 형성한 관통공의 내부를 통해 그 세라믹스 기판의 양측의 금속판을 접속 상태로 한 파워 모듈용 기판으로서, 상기 관통공 내에 삽입된 금속 부재가 소성 변형된 상태로 상기 세라믹스 기판의 양측의 금속판이 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 파워 모듈용 기판은, 상기 금속 부재와 상기 관통공의 내주면과의 사이에 간극이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 세라믹스 기판의 두께의 치수 편차를 금속 부재의 소성 변형량에 따라 조정하여, 안정된 접합을 얻을 수 있다. 또, 관통공의 내주면과 금속 부재와의 사이에 간극을 형성한 경우, 온도 사이클에 의해 열신축을 반복해도, 금속 부재와 세라믹스 기판과의 열팽창 계수의 차에 기인하는 열응력의 발생이 경감되어, 박리나 균열 등의 발생이 방지된다. 이에 의해, 장기적으로 접합 신뢰성이 높은 다층의 파워 모듈용 기판을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 파워 모듈용 기판의 제1 실시 형태를 나타내는 종단면도이며, 도 4의 A－A선을 따르는 화살표 방향에서 본 도에 상당한다.
도 2는 도 1의 접합부 부근을 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 접합 전의 세라믹스 기판의 관통공과 금속판의 볼록부와의 치수 관계를 나타내는 도 2와 동일한 확대 단면도이다.
도 4는 도 1의 파워 모듈용 기판의 평면도이다.
도 5는 도 1의 B－B선을 따르는 화살표 방향에서 본 도이다.
도 6은 본 발명의 제조 방법에서 사용되는 가압 장치의 예를 나타내는 정면도이다.
도 7은 금속판의 진응력-진변형 선도이다.
도 8은 본 발명의 파워 모듈용 기판의 제2 실시 형태를 나타내는 종단면도이며, 도10의 C－C선을 따르는 화살표 방향에서 본 도에 상당한다.
도 9는 도 8의 파워 모듈용 기판의 평면도이다.
도 10은 도 8의 D－D선을 따르는 화살표 방향에서 본 도이다.
도 11은 본 발명의 파워 모듈용 기판의 제3 실시 형태를 나타내는 도 1과 동일한 종단면도이다.
도 12는 도 11의 파워 모듈용 기판의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 파워 모듈용 기판의 제4 실시 형태의 조립 도중의 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 14는 본 발명의 파워 모듈용 기판의 제5 실시 형태의 조립 전 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 15는 본 발명의 파워 모듈용 기판의 제6 실시 형태의 조립 도중의 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 16은 본 발명의 파워 모듈용 기판의 제3 실시 형태의 조립 도중의 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 17은 접합부 부근의 다른 예를 나타내는 도 2와 동일한 확대 단면도이다.
도 18은 접합부의 또 다른 예를 나타내는 도 2와 동일한 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 한 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.
＜제1 실시 형태＞
도 1~도 5는 제1 실시 형태의 파워 모듈용 기판을 나타내고 있고, 이 파워 모듈용 기판(1)은, 복수의 세라믹스 기판(2, 3)과 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)이 교대로 적층되어, 상호 브레이징에 의해 접합되고 있고, 최상단에 배치되는 금속판(4A~4E)의 일부(도시예에서는 4D, 4E)에 전자 부품(7)이 탑재되고, 최하단에 배치되는 금속판(6)에 히트싱크(8)가 접합된다.
도시예에서는 세라믹스 기판(2, 3)이 2매 사용되고, 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)이 3층이 되도록 배치되어 있다. 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)은, 최상단에 5매, 양 세라믹스 기판의 사이에 2매, 최하단에 1매 각각 설치되어 있다. 최상단의 5매의 금속판(4A~4E)은, 중간의 위치에 1매(4C), 그 양측에 각각 2매씩(4A, 4B와 4D, 4E) 배치되어 있다. 양 세라믹스 기판(2, 3)의 사이의 금속판(이하, 중앙의 금속판이라고 한다)(5A, 5B)은, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 최상단의 양측 위치에 배치되어 있는 금속판(4A, 4D) 및 금속판(4B, 4E)을 각각 연결할 수 있는 길이가 가늘고 긴 띠판형으로 형성되고, 2매가 나란히 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 최상단에 있어서의 양측의 금속판(4A, 4D) 및 금속판(4B, 4E)이 세트가 되어, 중간 위치의 금속판(4C)의 하방에서 연결되도록, 중앙의 금속판(5A, 5B)을 통해 상호 전기적 접속 상태로 되어 있다.
그 접속 형태로서는, 세라믹스 기판(2)에 4개의 관통공(11)이 형성되고, 상기 서술한 5매의 최상단의 금속판(4A~4E) 중의 중간 위치의 금속판(4C)을 제외한 4매의 금속판(4A, 4B, 4D, 4E)의 한 면에 각각 볼록부(본 발명의 금속 부재에 상당)(12)가 원주 형상으로 일체로 형성되고, 이들 볼록부(12)가 각각 관통공(11) 내에 삽입되고, 양 세라믹스 기판(2, 3)의 사이의 중앙의 금속판(5A, 5B)에 접합된 구조로 되어 있다. 이 경우 후술하는 바와 같이, 볼록부(12)는, 중앙의 금속판(5A, 5B)에 접합되고, 중앙의 금속판(5A, 5B)으로의 접합부(P)와 금속판(4A, 4B, 4D 및 4E)의 하면과의 중간 부근이 소성 변형되어 약간 확경된 상태로 되어 있지만, 관통공(11)의 내주면과의 사이에는 간극(G)이 형성되어 있다.
세라믹스 기판(2, 3)은, AlN, Al2O3, SiC 등에 의해, 예를 들면 0.32mm~1.0mm의 두께로 형성되고, 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)은, 순 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해, 예를 들면 0.25mm~2.5mm의 두께로 형성되고, 이들을 접합하는 납재로서는, Al－Si계 또는 Al－Ge계의 납재가 사용된다.
다음으로, 이와 같이 구성한 파워 모듈용 기판(1)을 제조하는 방법에 대해 설명한다.
세라믹스 기판(2, 3) 중, 관통공(11)을 가지는 세라믹스 기판(2)은, 세라믹스의 소성 전의 그린 시트에 프레스 가공에 의해 관통공을 형성한 후에 소성하는 것에 의해 얻을 수 있다. 그 외형은 소성 후에 가공된다. 관통공을 가지지 않는 세라믹스 기판(3)은, 그린 시트를 고온에서 소성한 후에 외형 가공된다.
금속판(4C, 5A, 5B, 6)은, 브레이징 포일(13)(도 3 참조)을 옥탄디올 등의 휘발성 유기 매체 등에 의해 표면에 가고정해 두고, 프레스 가공에 의해 일체로 펀칭하는 것에 의해, 브레이징 포일을 접합한 금속판으로 해둔다. 이 경우, 최상단의 금속판(4C) 및 최하단의 금속판(6)은 한 면에 브레이징 포일이 접합되고, 중앙의 금속판(5A, 5B)에는 양면에 브레이징 포일이 접합된다.
또, 최상단의 금속판(4A~4E) 중, 볼록부(12)를 가지는 금속판(4A, 4B, 4D, 4E)은, 미리 프레스 가공에 의해 한 면에 볼록부(12)를 성형해 두고, 그 볼록부(12)를 제외하도록 구멍을 뚫은 브레이징 포일을 볼록부(12)의 주위의 평면에 접합하는 것에 의해 형성된다.
이와 같이 하여 성형되는 볼록부(12)는, 관통공(11)을 가지는 세라믹스 기판(2)의 두께보다 크고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 관통공(11)에 삽입했을 때 세라믹스 기판(2)으로부터 약간 돌출하는 길이로 설정된다. 세라믹스 기판(2)의 두께의 치수 편차를 고려하여, 그 공차의 최대치보다 0.02mm~0.2mm 큰 길이, 예를 들면 0.05mm 큰 길이로 설정된다. 또, 볼록부(12)의 외경(D1)과 세라믹스 기판(2)의 관통공(11)의 내경(D2)은, 후술하는 가압시에 볼록부(12)가 확경되므로, 그 확경 상태에서도 간극(G)이 형성되도록 볼록부(12)의 외경(D1)은 1.0mm~20mm, 세라믹스 기판(2)의 관통공(11)의 내경(D2)은 1.1mm~28mm로 형성된다. 예를 들면, 볼록부(12)의 외경(D1)이 10mm, 관통공(11)의 내경(D2)은 13mm가 된다.
이와 같이 하여 형성한 세라믹스 기판(2, 3)과 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)을 교대로 중첩시키고, 금속판(4A, 4B, 4D, 4E)의 볼록부(12)를 대응하는 세라믹스 기판(2)의 관통공(11)에 삽입한 상태로 하여, 그 적층체(S)를 도 6에 나타내는 가압 장치에 설치한다.
이 가압 장치(110)는, 베이스판(111)과, 베이스판(111)의 상면의 네 코너에 수직으로 장착된 가이드 포스트(112)와, 이들 가이드 포스트(112)의 상단부에 고정된 고정판(113)과, 이들 베이스판(111)과 고정판(113)과의 사이에서 상하 이동 가능하게 가이드 포스트(112)에 지지된 압압판(114)과, 고정판(113)과 압압판(114)과의 사이에 설치되어 압압판(114)을 하방으로 부세하는 스프링 등의 부세 수단(115)을 구비하고 있다.
고정판(113) 및 압압판(114)은, 베이스판(111)에 대해서 평행하게 배치되어 있고, 베이스판(111)과 압압판(114)과의 사이에 상기 서술한 적층체(S)가 배치된다. 적층체(S)의 양면에는 가압을 균일하게 하기 위해 카본 시트(116)가 배치된다.
이 가압 장치(110)에 의해 가압한 상태로, 가압 장치(110)마다 도시 생략한 가열로 내에 설치하고, 예를 들면 630℃의 브레이징 온도로 가열하여 브레이징한다.
이 브레이징시에 금속판(4A, 4B, 4D, 4E)의 볼록부(12)에 항복점 이상의 하중이 작용하도록, 미리 부세 수단(115)의 부세력을 설정해 둔다. 도 7은 순도가 99.99질량%인 알루미늄의 630℃ 부근에서의 진응력-진변형 선도이며, 3.5MPa 정도에서 항복하고 있다. 따라서, 예를 들면, 볼록부(12)의 외경(D1)이 10mm라고 하면, 630℃의 고온시에, 볼록부(12)에 270N 이상의 하중이 작용하도록, 상온에서의 부세 수단(115)의 부세력을 설정해 둔다.
이와 같이 부세력을 설정해 두는 것에 의해, 브레이징시에 볼록부(12)가 소성 변형되어 짓눌리면서, 중앙의 금속판(5A, 5B)에 접합함과 함께, 이 볼록부(12)의 주위의 금속판(4A~4E)의 평면이 세라믹스 기판(2)의 표면에 밀접하여, 면방향으로 균일한 접합 상태를 얻을 수 있다.
또, 접합한 후의 상태에 있어서도, 볼록부(12)는 부분적으로 확경되지만, 상기서술한 바와 같이 확경된 상태로 볼록부(12)와 관통공(11)의 내주면과의 사이에 간극(G)이 형성되는 설정이므로, 볼록부(12)가 관통공(11)의 내주면에 압박되는 일은 없다.
이와 같이 하여 제조된 파워 모듈용 기판(1)은, 최상단의 금속판(4A~4E)의 일부에 전자 부품(7)이 탑재되고, 최하단의 금속판(6)에 히트싱크(8)가 장착되어 사용에 제공된다. 볼록부(12)와 관통공(11)의 내주면과의 사이에 간극(G)이 형성되어 있으므로, 사용시의 온도 사이클에 의해 열신축이 반복되어도, 관통공(11)의 부분에서의 열응력이 경감되고, 접합부의 박리나 세라믹스 기판(2, 3)의 균열 등이 방지되어, 파워 모듈용 기판으로서 높은 신뢰성을 유지할 수 있다.
또, 최상단의 금속판(4D, 4E)에 탑재되어 있는 전자 부품(7)에서 발생하는 열은, 그 금속판(4D, 4E)으로부터 볼록부(12)를 경유하여 중앙의 금속판(5A, 5B)에도 열전달되지만, 볼록부(12)가 전자 부품(7)의 바로 아래에 배치되는 경우는, 금속판(4D, 4E)으로부터 볼록부(12)를 통해 직선적으로 중앙의 금속판(5A, 5B)에 열전달되어, 신속하게 방열할 수 있다. 이 방열성을 높이기 위해서는 볼록부(12)의 외경(D1)은 큰 편이 좋고, 예를 들면 전자 부품(7)의 투영 면적보다 큰 횡단 면적이라면, 볼록부(12)의 연장 상에 전자 부품(7)을 탑재하면 뛰어난 방열성을 발휘한다. 또, 파워 모듈로 해도 대전류가 흐르므로, 큰 단면적의 볼록부(12)가 전류 밀도가 작아지므로 바람직하다.
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이 중앙의 복수의 금속판(5A, 5B)에 의해 회로를 분할하여 구성하는 경우, 상기 서술한 특허문헌 2에 기재된 바와 같이 금속 용탕을 유입하는 방법에서는, 제조상의 곤란성이 있지만, 본 발명의 방법에서는 중앙의 금속판에 의해 회로를 분할하는 형태도 용이하게 제조할 수 있다.
＜제2 실시 형태＞
도 8~도 10은, 본 발명의 제2 실시 형태의 파워 모듈용 기판을 나타내고 있다.
이 파워 모듈용 기판(21)에서는, 2매의 세라믹스 기판과 3층의 금속판과의 적층 구조인 점은 제1 실시 형태와 동일하지만, 양 세라믹 기판(2, 3)의 사이에 배치되는 중앙의 금속판(22A, 22B)이, 평면에서 보아 L자 형상으로 굴곡 성형되고, 그 굴곡 부분을 대치시키도록 하여 나열되어 있다.
최상단의 금속판(23A~23E)은 5매 배치되고, 그 중의 2매씩(23A와 23B, 23C와 23D)이 중앙의 금속판(22A, 22B)을 통해 전기적 접속 상태로 되고, 그 접속 구조에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일하여, 설명을 생략한다.
이 제2 실시 형태의 파워 모듈용 기판(21)에서는, 양 세라믹스 기판(2, 3)의 사이에 배치되는 중앙의 금속판(22A, 22B)이, 굴곡부를 대치시켜 나열되어 있기 때문에, 이들 세라믹스 기판(2, 3)과 금속판(22A, 22B)에 의해 형성되는 공동부(24)가 크랭크 형상으로 굴곡 상태로 형성된다. 이 때문에, 상기 서술한 특허문헌 2에 기재된 바와 같이 금속 용탕을 유입하는 방식으로는 제조할 수 없다. 본 발명의 방법이면, 세라믹스 기판(2, 3)의 사이에 배치되는 금속판(22A, 22B)의 매수나 형상도 임의로 설정할 수 있어, 설계의 자유도가 높아져, 고집적화에 유리하다.
＜제3 실시 형태＞
도 11~도 13은, 본 발명의 제3 실시 형태의 파워 모듈용 기판을 나타내고 있다.
이 파워 모듈용 기판(31)에서는, 2매의 세라믹스 기판(2, 3)과 3층의 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)과의 적층 구조로 됨과 함께, 최하단의 금속판(6)에 핀(pin) 형상 핀(fin) 부착 히트싱크(32)가 접합되어 있다. 각 도의 부호는 제1 실시 형태와 공통 부분에 동일 부호로서 설명한다.
2매의 세라믹스 기판(2, 3)은, AlN, Al2O3, SiC 등에 의해, 예를 들면 0.635mm의 두께로 형성되고, 3층의 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)은, 순도 99.99질량%(4N)의 순 알루미늄에 의해, 두께는, 예를 들면 최상단의 회로층을 구성하는 금속판(4A~4E)이 0.5mm, 중간층의 금속판(5A, 5B)이 0.5mm, 하층의 금속판(6)이 2mm로 형성된다. 또, 그 중간층의 금속판(5A, 5B)의 상면에 볼록부(12)가 일체로 형성되고, 상측 세라믹스 기판(2)에 형성한 관통공(11) 내에 볼록부(12)가 삽입되고, 최상단의 금속판(4A~4E)에 접합되어 있다.
히트싱크(32)는, 예를 들면 A6063 알루미늄 합금의 열간 단조에 의해, 판형 부(33)의 한 면에 다수의 핀(pin) 형상 핀(fin)(34)이 일체 성형된 것이며, 치수적으로 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 판형부(33)는, 네 변이 50mm이고 두께가 5mm인 정사각형 판으로 형성되고, 각 핀(fin)(34)은, 직경 3mm, 높이 15mm로 형성되고, 피치 6mm의 지그재그 형상으로 배열되어 있다.
이러한 구조의 파워 모듈용 기판(31)을 제조하려면, 세라믹스 기판(2, 3)을 상기 서술한 제1 실시 형태와 같은 방법에 의해 그린 시트를 소성하여 제작함과 함께, 각 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)을 프레스 가공에 의해 펀칭 성형한다. 또, 열간 단조에 의해, 판형부(33)와 핀(fin)(34)을 일체 성형한 히트싱크(32)를 제작한다. 각 금속판에는, 최상단의 금속판(4A~4E)의 이면 및 중간층의 금속판(5A, 5B)의 양면에 각각 브레이징 포일을 접합한 상태로 한다.
그리고, 2매의 세라믹스 기판(2, 3)과 3층의 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)을 먼저 접합(1차 접합)하고, 그 후에 히트싱크(32)를 접합(2차 접합)한다.
1차 접합에서는, 3층의 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)과 2매의 세라믹스 기판(2, 3)을 교대로 적층하여, 금속판(5A, 5B)의 볼록부(12)를 세라믹스 기판(2)의 관통공(11) 내에 삽입한 상태로 하고, 그 적층체를 제1 실시 형태와 동일하게, 도 6에 나타내는 가압 장치(110)에 설치하여 가압한다. 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)에 접합해 둔 브레이징 포일로서는, 예를 들면 Al－7.5질량% Si로 이루어진 15㎛의 두께의 것이 사용된다. 이들의 적층체를 가압한 상태로 진공 중에서 가열하여 브레이징한다. 가열 온도로서는 예를 들면 630℃, 가압력으로서는 예를 들면 0.5MPa(5kg/cm2)가 되고, 630℃의 고온시에, 볼록부(12)에 3.5MPa 이상의 하중이 작용하도록 한다.
이 1차 접합에 의해, 중간층의 금속판(5A, 5B)에 형성한 볼록부(12)가 소성 변형되면서 최상단의 금속판(4A~4E)에 접합하고, 세라믹스 기판(2)의 관통공(11)을 경유해 양 층의 금속판(4A~4E, 5A, 5B)이 접속 상태가 된다. 이 경우에도, 소성 변형에 의해 확경된 볼록부(12)의 외주면과 세라믹스 기판(2)의 관통공(11)의 내주면과의 사이에는 간극이 형성된다.
2차 접합에서는, 1차 접합체(31X)의 최하단의 금속판(6)과 히트싱크(32)의 판형부(33)의 상면과의 사이에 브레이징 포일(35)을 개재시켜, 이들을 가압한 상태로 진공 중에서 가열하여 브레이징한다. 이 경우의 브레이징 포일(35)으로서는, 예를 들면 Al－10.5질량% Si로 이루어진 50㎛ 두께의 것이 사용된다. 가압력으로서는 예를 들면 0.7MPa(7kg/cm2), 가열 온도로서는 예를 들면 610℃가 된다. 이 경우의 가압 장치로서도 도 6과 동일한 것이 사용되지만, 히트싱크(32)에 핀(pin) 형상 핀(fin)(34)이 돌출되어 있으므로, 히트싱크(32)에 접하는 카본 시트로서는, 이들 핀(fin)(34)을 배치하는 구멍이 뚫린 카본 시트가 사용되고, 핀(fin)(34)의 주위에서 히트싱크(32)의 판형부(33)를 누르도록 한다.
이와 같이 제조하는 것에 의해, 세라믹스 기판(2, 3)을 통해 최상단의 금속판 (4A~4E)과 중간층의 금속판(5A, 5B)이 접속 상태로 되고, 제1 실시 형태와 같은 전기적 특성의 것이 얻어짐과 함께, 히트싱크(32)와 일체의 파워 모듈용 기판(31)으로서 제공할 수 있다.
＜제4 실시 형태＞
제3 실시 형태에서는, 2매의 세라믹스 기판(2, 3)과 3층의 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)을 먼저 접합한 후에 히트싱크(32)를 접합했지만, 제4 실시 형태에서는, 이들을 동시에 접합한 히트싱크 부착 파워 모듈용 기판(41)을 제공한다. 이 제4 실시형태에서는, 각 요소의 부호는 제3 실시 형태와 동일하게 하여 설명한다.
이러한 구조의 파워 모듈용 기판(41)을 제조하려면, 세라믹스 기판(2, 3)을 상기 서술한 제1 실시 형태 등과 동일한 방법에 의해 그린 시트를 소성하여 제작함과 함께, 각 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)을 프레스 가공에 의해 펀칭 성형한다. 또, 열간 단조에 의해, 판형부(33)와 핀(fin)(34)을 일체 성형한 히트싱크(32)를 제작한다. 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)에 대해서는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 세라믹스 기판(2, 3)과의 접합면 및 히트싱크(32)와의 접합면, 즉, 최상단의 금속판(4A~4E)은 이면, 중간층의 금속판(5A, 5B)은 볼록부(12)를 제외하고 양면의 평면 부분, 최하단의 금속판(6)은 양면에, 각각 증착 등에 의해 두께 0.4㎛ 정도의 구리층(42)을 형성해 둔다.
그리고, 히트싱크(32)의 판형부(33)의 상면에, 각 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)과 세라믹스 기판(2, 3)을 교대로 적층하여, 금속판(5A, 5B)의 볼록부(12)를 세라믹스 기판(2)의 관통공(11) 내에 삽입한 상태로 하고, 도 6과 동일한 가압 장치(110)에 설치하여 가압한다. 제3 실시 형태에서 서술한 바와 같이, 히트싱크(32)에 접하는 카본 시트는, 핀(fin)(34)을 배치하는 구멍이 뚫린 카본 시트가 사용되고, 핀(fin)(34)의 주위에서 히트싱크(32)의 판형부(33)를 누르도록 한다. 가압력으로서는, 예를 들면 0.6MPa(6kg/cm2)로 하고, 600℃의 고온시에, 볼록부(12)가 항복하는 이상의 하중이 작용하도록 한다. 이 가압 상태에서 10－3~10－6Pa의 진공 중에서, 600℃에서 0.5시간 가열하는 것에 의해, 3층의 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)과 2매의 세라믹스 기판(2, 3) 및 히트싱크(32)를 동시에 접합한다. 이 접합법은, TLP 접합법(Transient Liquid Phase Diffusion Bonding)으로 불리는 과도액상접합법이다.
이 과도액상접합법에 있어서는, 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)의 표면에 증착시킨 구리층(42)이 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)과 세라믹스 기판(2, 3) 및 히트싱크(32)와의 계면에 개재되어 있어, 가열에 의해, 그 구리가 먼저 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)의 알루미늄 내에 확산되어, 그 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)의 구리층 근방의 구리 농도가 상승하여 융점이 저하되고, 이에 의해, 알루미늄과 구리와의 공정 영역에서 접합 계면에 금속 액상이 형성된다. 이 금속 액상이 형성된 상태로 온도를 일정하게 유지해 두면, 금속 액상이 세라믹스 기판(2, 3) 또는 히트싱크(32)와 일정 온도로 일정시간 접촉하여 반응함과 함께, 구리가 다시 알루미늄 중에 확산되는 것에 따라, 금속 액상 중의 구리 농도가 서서히 저하되어 융점이 상승하게 되어, 온도를 일정하게 유지한 상태로 응고가 진행되어 간다. 이에 의해 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6)과 세라믹스 기판(2, 3) 및 히트싱크(32)와의 강고한 접합이 얻어지고, 응고가 진행된 후에, 상온으로까지 냉각된다.
이러한 과도액상접합법에 있어서의 가압력에 의해, 중간층의 금속판(5A, 5B)에 형성한 볼록부(12)도 소성 변형되면서 최상단의 금속판(4A~4E)에 접합하고, 세라믹스 기판(2)의 관통공(11)을 경유하여 양 금속판(4A~4E, 5A, 5B)이 접속 상태가 된다. 이 경우에도, 소성 변형에 의해 확경된 볼록부(12)의 외주면과 세라믹스 기판(2)의 관통공(11)의 내주면과의 사이에는 간극이 형성된다.
그리고, 세라믹스 기판(2)을 통해 최상단의 금속판(4A~4E)과 중간층의 금속판 (5A, 5B)이 접속 상태로 됨과 함께, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 히트싱크(32)와 일체의 파워 모듈용 기판(41)으로서 제공할 수 있다.
이 제조 방법에 의하면, 세라믹스 기판(2, 3), 각 금속판(4A~4E, 5A, 5B, 6), 히트싱크(32)를 한 번에 접합할 수 있어, 조립 작업의 효율이 좋다.
＜제5 실시 형태＞
이상의 각 실시 형태에서는, 기판으로서 세라믹스 기판의 양면의 금속판에 알루미늄을 사용한, 이른바 DBA(Direct Brazed Aluminum) 기판의 예를 나타냈지만, 도 15에 나타내는 제5 실시 형태의 파워 모듈용 기판(51)에서는 최상단의 금속판(52A~52E) 및 중간층의 금속판(53A, 53B)으로서 구리판이 사용된다. 또, 도 시예에서는, 히트싱크(54)로서는 스트레이트 핀(fin)(55)을 가지는 히트싱크가 사용된다. 또한, 각 금속판의 평면 형상 및 평면 상의 배치는 도 4 및 도 5와 마찬가지로 하고, 도 15는 도 1과 마찬가지로, 도 4의 A－A선을 따르는 단면에 상당하는 것으로 하고, 각 금속판(52A~52E, 53A, 53B) 중, 금속판(52A, 52C, 52D, 53A)이 나타나 있다.
최상단 및 중간층의 양 금속판(52A~52E, 53A, 53B)으로서는 예를 들면 0.3mm 두께의 터프 피치 구리가 사용된다. 최하단의 금속판(6)은 상기 서술한 각 실시 형태와 마찬가지로 예를 들면 두께 2.0mm의 99.99질량% 순 알루미늄, 세라믹스 기판(2, 3)으로서는 두께 0.635mm의 AlN이 사용된다. 히트싱크(54)는, 예를 들면 A6063 알루미늄 합금의 압출 성형에 의해 형성된다. 도시예에서는, 지면에 직교하는 방향으로 압출되고, 그 압출 방향을 따라 띠판형으로 스트레이트의 핀(fin)(55)이 형성된다. 치수적으로 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 네 변이 50mm이고 두께 5mm인 판형부(56)의 한 면에, 압출 방향을 따르는 두께 4mm, 높이 15mm의 스트레이트 형상의 핀(fin)(55)이 복수 형성되어 있다.
이 구조의 파워 모듈용 기판(51)을 제조하는 경우, 세라믹스 기판(2, 3)을 상기서술한 제1 실시 형태 등과 동일한 방법에 의해 그린 시트를 소성하여 제작함과 함께, 각 금속판(52A~52E, 53A, 53B, 6)을 프레스 가공에 의해 펀칭 성형한다. 또, 압출 성형에 의해, 판형부(56)와 핀(fin)(55)을 일체 성형한 히트싱크(54)를 제작한다.
그리고, 이들 금속판(52A~52E, 53A, 53B, 6), 세라믹스 기판(2, 3), 히트싱크(54)를 1차 접합과 2차 접합의 2회로 나누어 접합한다. 1차 접합에 있어서는, 2매의 세라믹스 기판(2, 3)과 최상단 및 중간층의 금속판(52A~52E, 53A, 53B)을 납재를 통해 적층한다. 이 납재에는, 예를 들면 Ag－27.4질량% Cu－2.0질량% Ti의 활성 금속 납재가 사용된다. 이 납재를 개재시킨 적층체를 가압 장치에 의해 850℃의 고온시에, 볼록부(12)가 항복하는 이상의 하중이 작용하도록 가압하고, 진공 중에서 850℃에서 약 10분 가열한다.
이 1차 접합에서는, 납재 중의 활성 금속인 Ti가 우선적으로 세라믹스 기판(2, 3)의 표면에 확산되어 TiN을 형성하고, Ag－Cu 합금을 통해 금속판(52A~52E, 53A, 53B)과 접합한다. 그리고, 이 1차 접합시에 중간층의 금속판(53A, 53B)의 볼록부(12)가 세라믹스 기판(2)의 관통공(11)을 통해 최상단의 금속판(52A~52E)에 접합한다.
다음으로, 2차 접합에서는, 최하단을 구성하는 금속판(6)의 양면에 증착 등에 의해 두께 0.4㎛ 정도의 구리층(57)을 형성해 두고, 히트싱크의 판형부의 상면에 적층하고, 그 위에 1차 접합체(51X)의 하단측 세라믹스 기판(3)을 적층하여, 이들을 과도액상접합법(Transient Liquid Phase Diffusion Bonding)에 의해 접합한다. 그 때의 가압력으로서는 98kPa(1kg/cm2)~3.4MPa(35kg/cm2), 10－3~10－6Pa의 진공 중에서, 600℃에서 0.5시간 가열한다.
＜제6 실시 형태＞
도 16에 나타내는 제6 실시 형태의 파워 모듈용 기판(61)은, 금속판(52A~52E, 53A, 53B, 62)이 모두 구리(예를 들면 터프 피치 구리)에 의해 형성됨과 함께, 히트싱크(63)도 구리에 의해 형성되고, 이 히트싱크(63)와 최하단의 금속판(62)과의 사이가 납땜에 의해 접합되어 있다. 세라믹스 기판(2, 3)은 각 실시 형태와 마찬가지로, A1N이 사용된다. 또, 도시예에서는 히트싱크(63)는 판형인 것이 사용되고 있다.
이 파워 모듈용 기판(61)을 제조하려면, 먼저, 2매의 세라믹스 기판(2, 3)과 3층의 금속판(52A~52E, 53A, 53B, 62)을 활성 금속 접합에 의해 접합(1차 접합)하고, 그 후에 히트싱크(63)를 접합(2차 접합)한다.
1차 접합에서는, 납재에, 예를 들면 Ag－27.4질량% Cu－2.0질량% Ti의 활성 금속 납재를 사용하고, 이들 금속판과 세라믹스 기판과의 적층체를, 850℃의 고온시에 볼록부(12)가 항복하는 이상의 하중이 작용하도록 가압하고, 진공 중에서 850℃에서 약 10분 가열하는 것에 의해, 활성 금속인 Ti를 세라믹스 기판(2, 3)에 우선적으로 확산시켜 TiN를 형성하고, Ag－Cu합금을 통해 금속판(52A~52E, 53A, 53B, 62)과 접합한다.
다음으로, 2차 접합에서는, 1차 접합체(61X)의 최하단의 금속판(62)의 이면 및 히트싱크(63)의 상면에 각각 무전해 도금에 의해 예를 들면 5㎛ 정도의 두께로 니켈 도금을 형성해 두고, 이들 사이에 Sn－3.5질량% Ag－0.5질량% Cu 등으로 이루어진 두께 200㎛의 땜납박(64)을 개재하여, 예를 들면 3% 수소에 의한 환원 분위기 중에서 280℃까지 가열하는 것에 의해, 땜납박(64)을 리플로우시켜, 냉각하여 접합한다.
이 파워 모듈용 기판(61)은, 금속판(52A~52E, 53A, 53B, 62)이 모두 구리에 의해 형성되어 있으므로, 방열성이 뛰어나다.
또한, 금속판에 볼록부를 일체로 형성한 실시 형태로서 설명했지만, 도 17에 나타내는 바와 같이, 기둥 형상의 금속 부재(71)를 금속판(4, 5)과는 별도로 형성해 두고, 세라믹스 기판(2)의 관통공(11) 내에 금속 부재(71)를 배치하여, 그 양 단면을 양 금속판(4, 5)에 접합시키는 것으로 해도 된다. 이 경우는, 금속 부재(71)의 양 단면에 접합부(P)가 형성된다.
또한, 도 18에 나타내는 바와 같이, 양 금속판(4, 5)에 각각 볼록부(금속 부재)(12A, 12B)를 형성해 두고, 세라믹스 기판(2)의 관통공(11)의 길이의 도중 위치에서 접합되는 구성으로 해도 된다. 이 경우는, 관통공(11)의 도중 위치에 접합부(P)가 형성된다.
또, 이 금속 부재는 원주 형상이 아닌, 횡단면 다각형의 기둥 형상으로 형성하고, 관통공도 동일한 다각형으로 하는 것에 의해, 관통공 내에서 금속 부재를 돌려 고정하는 것이 가능하게 되어, 다층 구조로 하는 경우의 금속판의 위치 결정을 용이하게 할 수 있다.
또, 각 실시 형태에서는 세라믹스 기판을 2매로 금속판을 3층 구조로 했지만, 이에 한정하지 않고, 세라믹스 기판을 3매 이상으로 하여 금속판을 적층해도 된다.
또한, 본 명세서에서는, 핀(pin) 형상 핀(fin)이나 스트레이트 핀(fin) 등의 핀(fin) 부착 타입에 한정하지 않고, 방열판으로 불리는 판형의 타입도 함께 히트싱크로 정의한다.
1 파워 모듈용 기판
2, 3 세라믹스 기판
4, 5, 4A~4E, 5A, 5B, 6 금속판
7 전자 부품
8 히트싱크
11 관통공
12, 12A, 12B 볼록부(금속 부재)
21 파워 모듈용 기판
22A, 22B, 23A~23E 금속판
24 공동부
31 파워 모듈용 기판
31X 1차 접합체
32 히트싱크
33 판형부
34 핀(fin)
35 브레이징 포일
41 파워 모듈용 기판
42 구리층
51 파워 모듈용 기판
52A~52E, 53A, 53B 금속판
54 히트싱크
55 핀(fin)
61 파워 모듈용 기판
61X 1차 접합체
62 금속판
63 히트싱크
71 금속 부재

Claims (7)

  1. 복수의 세라믹스 기판과 금속판을 교대로 적층하여 접합함과 함께, 세라믹스 기판에 형성한 관통공을 통해 상기 세라믹스 기판의 양측의 금속판을 접속 상태로 한 파워 모듈용 기판의 제조 방법으로서, 상기 세라믹스 기판 및 금속판을 적층할 때, 세라믹스 기판의 관통공 내에, 상기 관통공보다 긴 기둥 형상의 금속 부재를 삽입하여 두고, 상기 세라믹스 기판 및 금속판을 접합할 때 상기 금속 부재를 가압하여 소성 변형시켜, 상기 금속 부재에 의해 상기 세라믹스 기판의 양측의 금속판을 접합하고,
    상기 금속 부재와 상기 관통공의 내주면과의 사이에 간극을 형성한 상태에서 상기 금속판을 접합하는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 기판의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 부재는, 상기 세라믹스 기판의 양측에 배치되는 양 금속판의 일방의 표면에 미리 일체로 세워 설치해 두는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 기판의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 부재는, 상기 세라믹스 기판의 양측에 배치되는 양 금속판의 각각의 표면에 미리 일체로 세워 설치해 두는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 기판의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 부재는, 그 길이 방향의 양단에 단면을 가지고 있고, 상기 세라믹스 기판의 양측에 배치되는 양 금속판에 각각 접합되는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 기판의 제조 방법.
  6. 복수의 세라믹스 기판과 금속판을 교대로 적층하여 접합함과 함께, 세라믹스 기판에 형성한 관통공의 내부를 통해 상기 세라믹스 기판의 양측의 금속판을 접속 상태로 한 파워 모듈용 기판으로서, 상기 관통공 내에 삽입된 금속 부재가 소성 변형된 상태로 상기 세라믹스 기판의 양측의 금속판이 접합되어 있고,
    상기 금속 부재와 상기 관통공의 내주면과의 사이에 간극이 형성된 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 기판.
  7. 삭제
KR1020120038560A 2011-04-20 2012-04-13 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판 KR101802531B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011093788 2011-04-20
JPJP-P-2011-093788 2011-04-20
JP2011175282A JP5821389B2 (ja) 2011-04-20 2011-08-10 パワーモジュール用基板の製造方法及びパワーモジュール用基板
JPJP-P-2011-175282 2011-08-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120120020A KR20120120020A (ko) 2012-11-01
KR101802531B1 true KR101802531B1 (ko) 2017-11-28

Family

ID=47019769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120038560A KR101802531B1 (ko) 2011-04-20 2012-04-13 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9018534B2 (ko)
JP (1) JP5821389B2 (ko)
KR (1) KR101802531B1 (ko)
CN (1) CN102751201B (ko)
DE (1) DE102012206276B4 (ko)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2008069260A1 (ja) * 2006-11-30 2010-03-25 三洋電機株式会社 回路素子実装用の基板、これを用いた回路装置およびエアコンディショナ
WO2014034245A1 (ja) * 2012-08-31 2014-03-06 三菱マテリアル株式会社 パワーモジュール用基板及びパワーモジュール
CN105189409B (zh) * 2013-03-29 2018-11-09 三菱综合材料株式会社 金属-陶瓷板层压体的制造装置及制造方法、功率模块用基板的制造装置及制造方法
JP5720839B2 (ja) 2013-08-26 2015-05-20 三菱マテリアル株式会社 接合体及びパワーモジュール用基板
CN106062949B (zh) * 2014-09-17 2018-11-30 富士电机株式会社 半导体模块
CN107004653B (zh) * 2015-01-26 2019-03-22 三菱电机株式会社 半导体装置以及半导体装置的制造方法
CN107851634B (zh) 2015-05-22 2020-06-30 Abb电网瑞士股份公司 功率半导体模块
JPWO2017037837A1 (ja) * 2015-08-31 2017-09-07 株式会社日立製作所 半導体装置およびパワーエレクトロニクス装置
US9905532B2 (en) * 2016-03-09 2018-02-27 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Methods and apparatuses for high temperature bonding and bonded substrates having variable porosity distribution formed therefrom
JP6680634B2 (ja) * 2016-06-29 2020-04-15 京セラ株式会社 半導体素子実装用基板および半導体装置
DE102016125348B4 (de) 2016-12-22 2020-06-25 Rogers Germany Gmbh Trägersubstrat für elektrische Bauteile und Verfahren zur Herstellung eines Trägersubstrats
WO2018154687A1 (ja) * 2017-02-23 2018-08-30 三菱電機株式会社 半導体装置
JP6717238B2 (ja) * 2017-03-07 2020-07-01 三菱マテリアル株式会社 ヒートシンク付パワーモジュール用基板
JP6717245B2 (ja) * 2017-03-17 2020-07-01 三菱マテリアル株式会社 接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法、及び、ヒートシンク付き絶縁回路基板の製造方法
US10083917B1 (en) 2017-03-22 2018-09-25 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Power electronics assemblies and vehicles incorporating the same
JP6795441B2 (ja) * 2017-03-30 2020-12-02 日本特殊陶業株式会社 セラミック配線基板及びその製造方法
AT519451B1 (de) * 2017-04-26 2018-07-15 Zkw Group Gmbh Verfahren zur Herstellung zumindest einer elektrisch leitenden Verbindung in einem Schaltungsträger und ein nach diesem Verfahren hergestellter Schaltungsträger
CN110945971B (zh) * 2017-08-24 2023-09-26 阿莫善斯有限公司 制造陶瓷基板的方法以及陶瓷基板
JP7054073B2 (ja) * 2018-03-27 2022-04-13 三菱マテリアル株式会社 ヒートシンク付き絶縁回路基板
CN109509744A (zh) * 2018-12-19 2019-03-22 常州瑞华新能源科技有限公司 高压功率模块封装结构
DE102019118966A1 (de) * 2019-07-12 2021-01-14 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsträgerplatte und Schaltungsträgerplatte
TW202326057A (zh) * 2019-09-12 2023-07-01 美商瓦特洛威電子製造公司 陶瓷加熱器及使用暫態液相接合之形成方法
CN112437559B (zh) * 2020-11-16 2022-02-18 中国科学院空天信息创新研究院 Ltcc基板双面腔体结构的叠压方法
US20220243921A1 (en) * 2021-01-29 2022-08-04 Koninklijke Fabriek Inventum B.V. Vehicle oven having an improved heating element
DE102022122799A1 (de) 2022-09-08 2024-03-14 Rogers Germany Gmbh Elektronikmodul und Verfahren zur Herstellung eines solchen Elektronikmoduls
CN115802596B (zh) * 2023-02-13 2023-05-05 四川斯艾普电子科技有限公司 一种厚薄膜陶瓷线路板及其制作方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007109697A (ja) * 2005-10-11 2007-04-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 多層プリント配線板及びその製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4771537A (en) * 1985-12-20 1988-09-20 Olin Corporation Method of joining metallic components
DE3723236A1 (de) 1987-07-14 1989-01-26 Hartmuth F Ing Grad Thaler Verfahren zur herstellung einer schaltungsplatte
DE4103294C2 (de) * 1991-02-04 2000-12-28 Altan Akyuerek Verfahren zum Herstellen von keramischen Leiterplatten mit Durchkontaktierungen
JP2913345B2 (ja) 1991-04-10 1999-06-28 株式会社スズテック 育苗箱における隅部床土押圧装置
US5285352A (en) * 1992-07-15 1994-02-08 Motorola, Inc. Pad array semiconductor device with thermal conductor and process for making the same
US5600103A (en) * 1993-04-16 1997-02-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Circuit devices and fabrication method of the same
DE4318061C2 (de) 1993-06-01 1998-06-10 Schulz Harder Juergen Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates
JPH09307231A (ja) * 1996-05-13 1997-11-28 Mitsui Toatsu Chem Inc 積層板とプリント配線板及びその製造法
JP2002094200A (ja) * 2000-09-18 2002-03-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回路基板用電気絶縁材と回路基板およびその製造方法
JP4311303B2 (ja) 2004-08-17 2009-08-12 三菱マテリアル株式会社 パワーモジュール用基板の製造方法
JP4565249B2 (ja) 2004-08-26 2010-10-20 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 金属−セラミックス接合基板およびその製造方法
JP2006294725A (ja) * 2005-04-07 2006-10-26 Fujikura Ltd 配線基板、多層配線基板およびそれらの製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007109697A (ja) * 2005-10-11 2007-04-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 多層プリント配線板及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012206276A1 (de) 2012-11-08
DE102012206276B4 (de) 2023-02-02
KR20120120020A (ko) 2012-11-01
JP2012235077A (ja) 2012-11-29
JP5821389B2 (ja) 2015-11-24
US20120267149A1 (en) 2012-10-25
US9018534B2 (en) 2015-04-28
CN102751201A (zh) 2012-10-24
CN102751201B (zh) 2016-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101802531B1 (ko) 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판
JP6171622B2 (ja) パワーモジュール用基板、パワーモジュール及びパワーモジュール用基板を製造する方法
US9096471B2 (en) Method for producing a layered material
EP3166140B1 (en) Substrate unit for power modules, and power module
JP2011071260A (ja) 積層材およびその製造方法、絶縁積層材およびその製造方法
CN111758302A (zh) 绝缘电路基板
JP6331867B2 (ja) ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びその製造方法
JP2019087586A (ja) 絶縁回路基板の製造方法、ヒートシンク付き絶縁回路基板の製造方法、及び、絶縁回路基板、ヒートシンク付き絶縁回路基板、並びに、絶縁回路基板の積層構造体の製造方法
JP2013222758A (ja) 絶縁基板の製造方法
JP5966275B2 (ja) パワーモジュール用基板の製造方法
JP2016012612A (ja) ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びその製造方法、パワーモジュール
JP2010238963A (ja) パワーモジュール用基板、パワーモジュール用基板の製造方法及びパワーモジュール
KR102335531B1 (ko) 세라믹 기판 제조 방법
JP5831419B2 (ja) パワーモジュール用基板
JP5666372B2 (ja) 絶縁基板用積層材
JP5613913B2 (ja) パワーモジュール用基板、パワーモジュール用基板の製造方法及びパワーモジュール
EP3395783B1 (en) Method for producing a sintered joint between a ceramic substrate and a carrier
JP5939113B2 (ja) ヒートシンク付パワーモジュール用基板
JP2012204741A (ja) パワーモジュール用基板の製造方法および製造装置
JP2010219231A (ja) 複合配線板
JP2012004355A (ja) パワーモジュール用基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant