TW201523803A - 接合體及功率模組用基板 - Google Patents
接合體及功率模組用基板 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201523803A TW201523803A TW103128294A TW103128294A TW201523803A TW 201523803 A TW201523803 A TW 201523803A TW 103128294 A TW103128294 A TW 103128294A TW 103128294 A TW103128294 A TW 103128294A TW 201523803 A TW201523803 A TW 201523803A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- ceramic substrate
- layer
- power module
- substrate
- paste
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 304
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 237
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 151
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims abstract description 84
- 229910017755 Cu-Sn Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 229910017927 Cu—Sn Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 229910004837 P—Sn Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 59
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 59
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 238000005304 joining Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 179
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 130
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 66
- 229910020938 Sn-Ni Inorganic materials 0.000 description 46
- 229910008937 Sn—Ni Inorganic materials 0.000 description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 description 36
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 26
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 23
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 22
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 19
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- AOSZTAHDEDLTLQ-AZKQZHLXSA-N (1S,2S,4R,8S,9S,11S,12R,13S,19S)-6-[(3-chlorophenyl)methyl]-12,19-difluoro-11-hydroxy-8-(2-hydroxyacetyl)-9,13-dimethyl-6-azapentacyclo[10.8.0.02,9.04,8.013,18]icosa-14,17-dien-16-one Chemical compound C([C@@H]1C[C@H]2[C@H]3[C@]([C@]4(C=CC(=O)C=C4[C@@H](F)C3)C)(F)[C@@H](O)C[C@@]2([C@@]1(C1)C(=O)CO)C)N1CC1=CC=CC(Cl)=C1 AOSZTAHDEDLTLQ-AZKQZHLXSA-N 0.000 description 12
- 229940126657 Compound 17 Drugs 0.000 description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 9
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 9
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 6
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 5
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 5
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 3
- -1 for example Polymers 0.000 description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- DAFHKNAQFPVRKR-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl) 2-methylpropanoate Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)COC(=O)C(C)C DAFHKNAQFPVRKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- XTJFFFGAUHQWII-UHFFFAOYSA-N Dibutyl adipate Chemical compound CCCCOC(=O)CCCCC(=O)OCCCC XTJFFFGAUHQWII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020836 Sn-Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020941 Sn-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020994 Sn-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020988 Sn—Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019192 Sn—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018956 Sn—In Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008953 Sn—Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009069 Sn—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- DOOTYTYQINUNNV-UHFFFAOYSA-N Triethyl citrate Chemical compound CCOC(=O)CC(O)(C(=O)OCC)CC(=O)OCC DOOTYTYQINUNNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 229940100539 dibutyl adipate Drugs 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N perfluorotributylamine Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)N(C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- 229910000048 titanium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000001069 triethyl citrate Substances 0.000 description 1
- VMYFZRTXGLUXMZ-UHFFFAOYSA-N triethyl citrate Natural products CCOC(=O)C(O)(C(=O)OCC)C(=O)OCC VMYFZRTXGLUXMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013769 triethyl citrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0233—Sheets, foils
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
- B23K35/025—Pastes, creams, slurries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/302—Cu as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3026—Mn as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
- B23K35/325—Ti as the principal constituent
-
- 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
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
-
- 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 potential barriers, e.g. a 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
- H01L21/4871—Bases, plates or heatsinks
- H01L21/4882—Assembly of heatsink parts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
- H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
- H01L23/15—Ceramic or glass substrates
-
- 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
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
-
- 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
- C04B2237/122—Metallic interlayers based on refractory metals
-
- 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
- C04B2237/123—Metallic interlayers based on iron group metals, e.g. steel
-
- 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
- C04B2237/30—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
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/36—Non-oxidic
- C04B2237/368—Silicon 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
- C04B2237/58—Forming a gradient in composition or in properties across the laminate or the joined articles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—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
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- 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
- H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
- H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本發明之接合體係由陶瓷所成之陶瓷構件、及由Cu或Cu合金所成之Cu構件透過Cu-P-Sn系硬焊材及Ti材而相接合的接合體，在前述陶瓷構件與前述Cu構件的接合界面係形成有Sn固溶在Cu中的Cu-Sn層，在該Cu-Sn層中係分散有含有P及Ti的金屬間化合物。
Description
本發明係關於陶瓷構件與Cu構件相接合的接合體、及在陶瓷基板的其中一面形成有電路層的功率模組用基板。
本案係根據2013年8月26日日本申請的特願2013-175002號主張優先權，在此沿用其內容。
LED或功率模組等半導體裝置係具備有在由導電材料所成之電路層之上接合有半導體元件的構造。
被使用在用以控制風力發電、電動車等電動車輛等的大電力控制用的功率半導體元件係發熱量多。因此，以裝載如上所示之功率半導體元件的基板而言，自以往以來廣為使用例如在由AlN(氮化鋁)等所成之陶瓷基板的其中一面，接合導電性優異的金屬板作為電路層的功率模組用基板。此外，亦有在陶瓷基板的另一面接合金屬板作為金屬層的情形。
例如，專利文獻1所示之功率模組用基板係
形成為在陶瓷基板(陶瓷構件)的其中一面接合Cu板(Cu構件)，藉此形成有電路層的構造。在該功率模組用基板中，係在陶瓷基板的其中一面介在Cu-Mg-Ti硬焊材而配置Cu板的狀態下，進行加熱處理，藉此接合Cu板。
〔專利文獻1〕日本專利第4375730號公報
但是，如專利文獻1之揭示，若透過Cu-Mg-Ti硬焊材來將陶瓷基板與Cu板接合且形成電路層時，在陶瓷基板與硬焊材的接合界面係厚層形成有含有Cu、Mg、或Ti的金屬間化合物。
形成在該陶瓷基板與硬焊材的接合界面的金屬間化合物由於較硬，因此當在功率模組用基板被負荷冷熱循環時在陶瓷基板發生的熱應力會變大，會有容易在陶瓷基板產生裂痕的問題。
此外，當透過硬焊材來接合陶瓷基板與Cu板時，若在陶瓷基板與硬焊材的接合界面厚層形成較硬的金屬間化合物層時，亦會有陶瓷基板與電路層的接合率惡化而無法良好接合之虞。
本發明係鑑於前述情形而研創者，目的在提供陶瓷構件與Cu構件被良好接合，而且當被負荷冷熱循環時，可抑制在陶瓷構件發生裂痕的接合體、及功率模組用基板。
為解決前述課題，本發明之第一態樣之接合體係由陶瓷所成之陶瓷構件、及由Cu或Cu合金所成之Cu構件透過Cu-P-Sn系硬焊材及Ti材而相接合的接合體，在前述陶瓷構件與前述Cu構件的接合界面係形成有Sn固溶在Cu中的Cu-Sn層，在該Cu-Sn層中係分散有含有P及Ti的金屬間化合物接合體。
藉由本發明之第一態樣之接合體，在陶瓷構件與Cu構件的接合界面，Cu-P-Sn系硬焊材所含有的P被取入在金屬間化合物，藉此形成Cu-Sn層，金屬間化合物分散在該Cu-Sn層中。亦即，在陶瓷構件與Cu-Sn層的接合界面未形成有較硬的金屬間化合物層，因此當被負荷冷熱循環時可減低在陶瓷構件產生的熱應力。結果，可抑制在陶瓷構件發生裂痕。
此外，由於在陶瓷構件與Cu-Sn層的接合界面未形成有較硬的金屬間化合物層，因此陶瓷構件與Cu構件的接合率提升，陶瓷構件與Cu構件被良好接合。
本發明之第二態樣之功率模組用基板係由上述之接合體所成，具備有：前述由陶瓷構件所成之陶瓷基
板；及透過Cu-P-Sn系硬焊材及Ti材，由前述Cu構件所成之Cu板被接合在該陶瓷基板的第一面而成之電路層，在前述陶瓷基板與前述電路層的接合界面係形成有Sn固溶在Cu中的Cu-Sn層，在該Cu-Sn層中係分散有含有P及Ti的金屬間化合物。
藉由本發明之第二態樣之功率模組用基板，在陶瓷基板與電路層的接合界面，Cu-P-Sn系硬焊材所含有的P被取入在金屬間化合物，藉此形成Cu-Sn層，金屬間化合物分散在該Cu-Sn層中。亦即，由於在陶瓷基板與Cu-Sn層的接合界面未形成有較硬的金屬間化合物層，因此可減低當被負荷冷熱循環時在陶瓷基板產生的熱應力。結果，可抑制在陶瓷基板發生裂痕。此外，由於在陶瓷基板與Cu-Sn層的接合界面未形成有較硬的金屬間化合物層，因此陶瓷基板與電路層的接合率提升，陶瓷基板與電路層被良好接合。
此外，在本發明之第二態樣之功率模組用基板中，較佳為在前述陶瓷基板的第二面形成有金屬層。
此時，由於在陶瓷基板的第二面形成有金屬層，因此可透過金屬層而將陶瓷基板側的熱有效率地散放。
此外，較佳為前述金屬層係透過Cu-P-Sn系硬焊材及Ti材，由Cu或Cu合金所成之Cu板被接合在前述陶瓷基板的第二面而成，在前述陶瓷基板與前述金屬層的接合界面係形成有Sn固溶在Cu中的Cu-Sn層，在該Cu-Sn層中係分散有含有P及Ti的金屬間化合物。
此時，在陶瓷基板與金屬層的接合界面，Cu-P-Sn系硬焊材所含有的P被取入至金屬間化合物，藉此形成Cu-Sn層，金屬間化合物分散在該Cu-Sn層中。亦即，由於在陶瓷基板與Cu-Sn層的接合界面未形成有較硬的金屬間化合物層，因此可減低當被負荷冷熱循環時在陶瓷基板產生的熱應力。結果，可抑制在陶瓷基板發生裂痕。此外，由於在陶瓷基板與Cu-Sn層的接合界面未形成有較硬的金屬間化合物層，因此陶瓷基板與金屬層的接合率提升，陶瓷基板與金屬層被良好接合。
此外，前述金屬層亦可形成為由Al或Al合金所成的構成。
此時，由Al或Al合金所成之金屬層由於強度低，因此當被負荷冷熱循環時，可減低在陶瓷基板產生的熱應力。
藉由本發明，可提供陶瓷構件與Cu構件被良好接合，而且，當被負荷冷熱循環時，可抑制在陶瓷構件發生裂痕的接合體、及功率模組用基板。
1、101、201‧‧‧功率模組
2、232‧‧‧接合層
3‧‧‧半導體元件
10、110、210、310‧‧‧功率模組用基板(接合體)
11‧‧‧陶瓷基板(陶瓷構件)
12、112、212、312‧‧‧電路層(Cu構件)
14‧‧‧Cu-Sn層
17、317‧‧‧金屬間化合物
17a‧‧‧Cu-Ni-Ti相
17b‧‧‧P-Ti相
17c‧‧‧P-Ni-Ti相
18‧‧‧Ti粒子
22、122、123、222、322‧‧‧Cu板(Cu構件)
24‧‧‧Ti糊膏
25‧‧‧Cu-P-Sn-Ni硬焊材
113、213‧‧‧金屬層(Cu構件)
130、230‧‧‧散熱片
131、231‧‧‧流路
132‧‧‧軟焊材層
223‧‧‧Al板
227、242‧‧‧接合材
319‧‧‧Cu3P相
324‧‧‧Ti糊膏
圖1係使用本發明之第一實施形態之功率模組用基板的功率模組的概略說明圖。
圖2係本發明之第一實施形態之功率模組用基板的概略說明圖。
圖3係對圖2所示的電路層與陶瓷基板的接合界面中的剖面進行攝影的電子顯微鏡照片及其概略說明圖。
圖4係說明本發明之第一實施形態之功率模組用基板之製造方法及功率模組之製造方法的流程圖。
圖5係本發明之第一實施形態之功率模組用基板之製造方法及功率模組之製造方法的概略說明圖。
圖6係使用本發明之第二實施形態之功率模組用基板的功率模組的概略說明圖。
圖7係本發明之第二實施形態之功率模組用基板的概略說明圖。
圖8係說明本發明之第二實施形態之功率模組用基板之製造方法及功率模組之製造方法的流程圖。
圖9係本發明之第二實施形態之功率模組用基板之製造方法及功率模組之製造方法的概略說明圖。
圖10係使用本發明之第三實施形態之功率模組用基板的功率模組的概略說明圖。
圖11係本發明之第三實施形態之功率模組用基板的概略說明圖。
圖12係說明本發明之第三實施形態之功率模組用基板之製造方法及功率模組之製造方法的流程圖。
圖13係本發明之第三實施形態之功率模組用基板之製造方法及功率模組之製造方法的概略說明圖。
圖14係本發明之第四實施形態之功率模組用基板的概略說明圖。
圖15係對圖14所示之電路層與陶瓷基板的接合界面中的剖面進行攝影的電子顯微鏡照片。
圖16係說明本發明之第四實施形態之功率模組用基板之製造方法的流程圖。
圖17係本發明之第四實施形態之功率模組用基板之製造方法的概略說明圖。
以下參照所附圖示，說明本發明之實施形態。首先，說明本發明之第一實施形態。
本實施形態之接合體係接合作為陶瓷構件的陶瓷基板11與作為Cu構件的Cu板22(電路層12)而成的功率模組用基板10。在圖1中顯示具備有作為本實施形態的功率模組用基板10的功率模組1。
該功率模組1係具備有：配設有電路層12的功率模組用基板10；及透過接合層2而被接合在電路層12的其中一面(圖1中為上面)的半導體元件3。
功率模組用基板10係如圖2所示，具備有：具有第一面及第二面的陶瓷基板11；及被配設在作為該陶瓷基板11的其中一面的第一面(圖2中為上面)的電
路層12。
陶瓷基板11係由絕緣性高的AlN(氮化鋁)、Si3N4(氮化矽)、Al2O3(氧化鋁)等陶瓷所構成。在本實施形態中，陶瓷基板11係由放熱性優異的AlN(氮化鋁)所構成。此外，陶瓷基板11的厚度係被設定在0.2~1.5mm的範圍內，在本實施形態中係被設定為0.635mm。
電路層12係藉由將具有導電性的Cu或Cu合金的金屬板(Cu板22)透過Cu-P-Sn系的硬焊材而接合在陶瓷基板11的第一面而形成。Cu板22係可形成為例如無氧銅、脫氧銅、精煉銅等，在本實施形態中係被設為無氧銅。此外，Cu板22的厚度較佳為被設為0.1~1.0mm的範圍，在本實施形態中係被設定為0.6mm。
以Cu-P-Sn系的硬焊材而言，具體而言列舉有：Cu-P-Sn硬焊材、Cu-P-Sn-Ni系硬焊材、Cu-P-Sn-Zn系硬焊材、Cu-P-Sn-Mn系硬焊材、Cu-P-Sn-Cr系硬焊材等。在Cu-P-Sn系的硬焊材較佳為含有P為3mass%以上、10mass%以下、Sn為0.5mass%以上、25mass%以下。在本實施形態中，以Cu-P-Sn系的硬焊材而言，使用Cu-P-Sn-Ni硬焊材25。此外，Cu-P-Sn系的硬焊材係以箔狀被使用，其厚度較佳為5~150μm的範圍內。
其中，Cu-P-Sn系硬焊材的熔點為710℃以下，本實施形態中所使用的Cu-P-Sn-Ni硬焊材25的熔點為580℃。其中，在本實施形態中係將Cu-P-Sn系硬焊材的固相線溫度設為Cu-P-Sn系硬焊材的熔點。
在本實施形態中，電路層12係在陶瓷基板11的第一面依序積層作為Ti材的Ti糊膏24、Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、由無氧銅所成之Cu板22的狀態下，將該等加熱處理，將Cu板22接合而形成(參照圖5)。在此，Ti糊膏係例如含有Ti粉末、樹脂、及溶劑的糊膏。
以樹脂而言，係可使用例如：乙基纖維素、甲基纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂等。
此外，以溶劑而言，係可使用例如：甲基賽路蘇(Methyl Cellosolve)、乙基賽路蘇、松脂醇(terpineol)、甲苯、酯醇(TEXANOL)、檸檬酸三乙酯等。此外，Ti粉末的純度亦可設為99.4%以上，在本實施形態中係使用純度99.6%的Ti粉末。
其中，電路層12的厚度係被設定在0.1mm以上、1.0mm以下的範圍內，在本實施形態中係被設定為0.6mm。
在圖3中顯示陶瓷基板11與電路層12的接合界面的電子顯微鏡照片及其概略說明圖。在陶瓷基板11與電路層12的接合界面，如圖3所示，形成有Cu-Sn層14。接著，在該Cu-Sn層14係分散有含有P、Ni、及Ti的金屬間化合物17。
Cu-Sn層14係Sn固溶在Cu中之層。該Cu-Sn層14係藉由Cu-P-Sn-Ni硬焊材25所含有的P及Ni被取入至金屬間化合物17所形成之層。亦可將Cu-Sn層14的厚度設定為1μm以上、140μm以下。
金屬間化合物17係藉由Cu-P-Sn-Ni硬焊材25所含有的P及Ni與Ti粉末的Ti相結合而形成。在本實施形態中，金屬間化合物17係如圖3所示，具有：Cu-Ni-Ti相17a、P-Ti相17b、P-Ni-Ti相17c。該等相係以包圍存在於Cu-Sn層14中的Ti粒子18的方式，由內側依序以年輪狀形成有Cu-Ni-Ti相17a、P-Ti相17b、及P-Ni-Ti相17c。亦即，在Cu-Sn層14中係分散有以Ti粒子18為芯，Cu-Ni-Ti相17a、P-Ti相17b、及P-Ni-Ti相17c依序形成為外殼的核殼型介在物。其中，亦存在一種不存在該Ti粒子18，而僅有金屬間化合物17形成為年輪狀者。此外，構成形成為該年輪狀的金屬間化合物17的Cu-Ni-Ti相17a、P-Ti相17b、及P-Ni-Ti相17c亦有一部分消失而形成為不連續的情形。
半導體元件3係由Si等半導體材料所構成。該半導體元件3與電路層12係透過接合層2而相接合。
接合層2係被形成為例如Sn-Ag系、Sn-In系、或Sn-Ag-Cu系的軟焊料。
接著，參照圖4的流程圖及圖5，說明本實施形態之功率模組用基板10、及功率模組1之製造方法。
首先，如圖5所示，在陶瓷基板11的其中一面亦即第一面(圖5中為上面)，藉由網版印刷法，塗佈Ti糊膏24之後，使其乾燥(Ti糊膏塗佈工程S01)。在本實施形態中，該Ti糊膏24所含有的Ti粉的粒徑係被形成為5μm以上、40μm以下。此外，Ti糊膏24中的Ti粉的
含有量係以形成為40mass%以上、90mass%以下為佳。
此外，Ti糊膏24係以Ti量成為1mg/cm2以上、20mg/cm2以下的方式進行塗佈即可。更佳為若以Ti量成為2mg/cm2以上10mg/cm2以下的方式進行塗佈即可。
此外，乾燥係以在120℃以上、150℃以下、10分鐘以上、30分鐘以下的範圍進行為佳。
接著，在陶瓷基板11的第一面的配置有Ti糊膏24的位置，依序積層Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、及成為電路層12的Cu板22(積層工程S02)。亦即，在陶瓷基板11與Cu板22之間，在陶瓷基板11側配置Ti糊膏24，且配置Cu-P-Sn-Ni硬焊材25。
其中，亦可使Ti糊膏24與Cu-P-Sn-Ni硬焊材25的配置成為相反。此時，在陶瓷基板11側被配置Cu-P-Sn-Ni硬焊材25，在Cu板22側被配置Ti糊膏24。
在本實施形態中，在陶瓷基板11的第一面所印刷的Ti糊膏24的厚度在乾燥後被形成為10μm以上、200μm以下的範圍。
此外，在本實施形態中，Cu-P-Sn-Ni硬焊材25的組成係被形成為Cu-7mass%P-15mass%Sn-10mass%Ni。此外，Cu-P-Sn-Ni硬焊材25的厚度係被形成為5μm以上、150μm以下的範圍，在本實施形態中，係將Cu-P-Sn-Ni硬焊材25的厚度形成為30μm。
接著，在將陶瓷基板11、Ti糊膏24、Cu-P-
Sn-Ni硬焊材25、及Cu板22朝積層方向進行加壓(壓力1~35kgf/cm2(0.10MPa以上、3.43MPa以下))的狀態下，裝入在真空加熱爐內進行加熱(加熱處理工程S03)。在此，在本實施形態中，將真空加熱爐內的壓力設定在10-6Pa以上、10-3Pa以下的範圍內，將加熱溫度設定在600℃以上、650℃以下的範圍內，將加熱時間設定在30分鐘以上、360分鐘以下的範圍內。
在該加熱處理工程S03中，Cu-P-Sn-Ni硬焊材25熔融而形成液相，Ti糊膏24熔入在該液相，因液相凝固，陶瓷基板11與Cu板22被接合。此時，Cu-P-Sn-Ni硬焊材25中所含有的P及Ni係與Ti糊膏24所含有的Ti粉末相結合，形成金屬間化合物17。接著，在陶瓷基板11與電路層12之間係形成有在母相未含有P與Ni、或在母相P與Ni為非常少的Cu-Sn層14。
藉此，在陶瓷基板11的第一面形成電路層12，製造作為本實施形態的功率模組用基板10。
接著，在功率模組用基板10的電路層12的上面，透過軟焊料接合半導體元件3(半導體元件接合工程S04)。
如上所示，製造本實施形態之功率模組1。
藉由形成為如以上所示之構成之本實施形態之功率模組用基板10，在陶瓷基板11與電路層12的接合界面，Cu-P-Sn-Ni硬焊材25所含有的P及Ni被取入至金屬間化合物17，藉此形成Cu-Sn層14，金屬間化合物
17分散在該Cu-Sn層14中。亦即，在陶瓷基板11與Cu-Sn層14的接合界面未形成有較硬的金屬間化合物層，因此可減低當被負荷冷熱循環時在陶瓷基板11產生的熱應力。結果，可抑制在陶瓷基板11發生裂痕。此外，由於在陶瓷基板11與Cu-Sn層14的接合界面未形成有較硬的金屬間化合物層，因此陶瓷基板11與電路層12的接合率提升，陶瓷基板11與電路層12被良好接合。
此外，藉由本實施形態之功率模組用基板10、功率模組1，在陶瓷基板11的第一面形成有由Cu板22所成之電路層12，因此可將來自半導體元件3的熱擴散而散放至陶瓷基板11側。此外，Cu板22係相較變形阻力較大，因此當被負荷冷熱循環時，抑制電路層12的變形，且抑制將半導體元件3與電路層12相接合的接合層2的變形。結果，可提升接合可靠性。
此外，藉由本實施形態之功率模組用基板10之製造方法，在使Ti糊膏24與Cu-P-Sn-Ni硬焊材25介在於陶瓷基板11與Cu板22之間的狀態下進行加熱處理。因此，加熱時，Ti熔入至Cu-P-Sn-Ni硬焊材25熔融的液相，Cu-P-Sn-Ni硬焊材25的液相與陶瓷基板11的潤濕性變為良好。
此外，在加熱處理工程S03中，若加熱溫度為600℃以上，在陶瓷基板11與Cu板22的接合界面，可使Cu-P-Sn-Ni硬焊材25確實地熔融，因此可將陶瓷基板11與Cu板22確實地接合。此外，若加熱溫度為650
℃以下，可抑制陶瓷基板11發生熱劣化。與此同時，可減低在陶瓷基板11產生的熱應力。基於如上所示之理由，在本實施形態中，加熱溫度係被設定在600℃以上、650℃以下的範圍內。
此外，在加熱處理工程S03中，若所被加壓的壓力為1kgf/cm2(0.10MPa)以上時，可使陶瓷基板11(或陶瓷基板11上的Ti糊膏24)與Cu-P-Sn-Ni硬焊材25的液相相密接，因此可將陶瓷基板11與Cu-Sn層14良好地接合。此外，若所被施加的壓力為35kgf/cm2(3.43MPa)以下時，可抑制在陶瓷基板11發生破損。基於如上所示之理由，在本實施形態中，所被施加的壓力係被設定在1kgf/cm2以上、35kgf/cm2以下(0.10MPa以上、3.43MPa以下)的範圍內。
此外，在加熱處理工程S03中，若加熱時間為30分鐘以上時，在陶瓷基板11與Cu板22的接合界面，熔融的Cu-P-Sn-Ni硬焊材25所含有的P、與Ti粉所含有的Ti相結合的時間被充分確保，因此可在陶瓷基板11側確實地形成Cu-Sn層。此外，即使加熱時間超過360分鐘，陶瓷基板11與電路層12的接合性不會比加熱時間為360分鐘的情形為更加提升。此外，若加熱時間超過360分鐘，生產性會降低。基於如上所示之理由，在本實施形態中，加熱時間係被設定在30分鐘以上、360分鐘以下的範圍內。
此外，在本實施形態中，由於使用硬焊材的熔點為
580℃的Cu-P-Sn-Ni硬焊材25，因此可以低溫形成硬焊材的液相。
接著，說明本發明之第二實施形態。其中，關於與第一實施形態為相同的構成，係標註相同符號記載，且省略詳細說明。
在圖6中顯示具備有第二實施形態之功率模組用基板110的功率模組101。
該功率模組101係具備有：在陶瓷基板11的第一面上配設有電路層112的功率模組用基板110、透過接合層2而被接合在電路層112的其中一面(圖6中為上面)的半導體元件3、及被配置在功率模組用基板110的另一側(圖6中為下側)的散熱片130。
功率模組用基板110係如圖7所示，具備有：陶瓷基板11、被配設在該陶瓷基板11的其中一面亦即第一面(圖7中為上面)的電路層112、及被配設在陶瓷基板11的另一面亦即第二面(圖7中為下面)的金屬層113。
陶瓷基板11係由放熱性優異的AlN(氮化鋁)所構成。
電路層112係與第一實施形態同樣地，藉由在陶瓷基板11的第一面依序積層作為Ti材的Ti糊膏24、Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、由無氧銅所成之Cu板122的
狀態下，將該等進行加熱處理來接合Cu板122而形成(參照圖9)。
其中，電路層112的厚度係被設定在0.1mm以上、1.0mm以下的範圍內，在第二實施形態中係被設定為0.6mm。
接著，在陶瓷基板11與電路層112的接合界面係與第一實施形態同樣地，形成有Cu-Sn層(第一Cu-Sn層)14。接著，在該Cu-Sn層14分散有含有P、Ni、及Ti的金屬間化合物(第一金屬間化合物)17。
金屬層113係藉由在陶瓷基板11的另一面亦即第二面，透過Cu-P-Sn系的硬焊材及Ti材而接合Cu或Cu合金的金屬板所形成。在第二實施形態中，金屬層113係在陶瓷基板11的第二面積層作為Ti材的Ti糊膏24、Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、由無氧銅所成之Cu板123的狀態下，將該等進行加熱處理來接合Cu板123而形成(參照圖9)。
該金屬層113的厚度係被設定在0.1mm以上、1.0mm以下的範圍內，在本實施形態中係被設定為0.6mm。
此外，在陶瓷基板11與金屬層113的接合界面，與陶瓷基板11與電路層112的接合界面同樣地，形成有Cu-Sn層(第二Cu-Sn層)14，在該Cu-Sn層14，分散有含有P、Ni、及Ti的金屬間化合物(第二金屬間化合物)17。亦即，金屬層113側的Cu-Sn層(第二Cu-Sn層)14係具有與電路層112側的Cu-Sn層(第一Cu-
Sn層)14為實質相同的構成，金屬層113側的金屬間化合物(第二金屬間化合物)17係具有與電路層112側的金屬間化合物(第一金屬間化合物)17實質相同的構成。
散熱片130係用以散放來自前述功率模組用基板110的熱者。該散熱片130係由Cu或Cu合金所構成，在本實施形態中係由無氧銅所構成。在該散熱片130係設有供冷卻用流體流動的流路131。其中，在本實施形態中，散熱片130與金屬層113係藉由由軟焊料所成的軟焊材層132相接合。
接著，參照圖8的流程圖及圖9，說明本實施形態之功率模組101之製造方法。
首先，如圖9所示，在陶瓷基板11的第一面(圖9中為上面)及第二面(圖9中為下面)，藉由網版印刷法塗佈Ti糊膏24之後，使其乾燥(Ti糊膏塗佈工程S11)。
接著，如圖9所示，在陶瓷基板11的第一面，依序積層Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、及成為電路層112的Cu板122(第一積層工程S12)。與此同時，在陶瓷基板11的第二面亦依序積層Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、及成為金屬層113的Cu板123(第二積層工程S13)。亦即，在陶瓷基板11與Cu板122、123之間，在陶瓷基板11側配置Ti糊膏24，且在Cu板122、123側配置Cu-P-Sn-Ni硬焊材25。
其中，亦可將Ti糊膏24與Cu-P-Sn-Ni硬焊材25的配置形成為相反。此時，在陶瓷基板11側配置Cu-P-Sn-Ni硬焊材25，在Cu板122、123側配置Ti糊膏24。
接著，在將陶瓷基板11、Ti糊膏24、Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、及Cu板122、123朝積層方向進行加壓(壓力1~35kgf/cm2(0.10~3.43MPa))的狀態下，裝入至真空加熱爐內進行加熱(加熱處理工程S14)。在此，在第二實施形態中，將真空加熱爐內的壓力設定在10-6Pa以上、10-3Pa以下的範圍內，將加熱溫度設定在600℃以上、650℃以下的範圍內，將加熱時間設定在30分鐘以上、360分鐘以下的範圍。
在該加熱處理工程S14中，Cu-P-Sn-Ni硬焊材25熔融而形成液相，Ti糊膏24熔入在該液相，因凝固，陶瓷基板11與Cu板122、123即相接合。
藉此，在陶瓷基板11的第一面形成電路層112，並且在第二面形成金屬層113，製造作為本實施形態的功率模組用基板110。
接著，在功率模組用基板110的金屬層113的下面，透過軟焊料接合散熱片130(散熱片接合工程S15)。
接著，在功率模組用基板110的電路層112的上面，透過軟焊料接合半導體元件3(半導體元件接合工程S16)。
如上所示，製造本實施形態之功率模組101。
在形成為如以上所示之構成之第二實施形態之功率模組用基板110中，達成與在第一實施形態中所說明之功率模組用基板10相同的效果。
此外，在功率模組用基板110中，在陶瓷基板11的第二面形成有由Cu板123所成之金屬層113，因此可將來自半導體元件3的熱，透過金屬層113有效率地散放。
接著，在陶瓷基板11與金屬層113的接合界面中，與陶瓷基板11與電路層112的接合界面相同地，Cu-P-Sn-Ni硬焊材25所含有的P及Ni被取入至金屬間化合物17，藉此形成Cu-Sn層14，且金屬間化合物17分散在該Cu-Sn層14中。亦即，由於在陶瓷基板11與Cu-Sn層14的接合界面未形成有較硬的金屬間化合物層，因此可減低當被負荷冷熱循環時在陶瓷基板11產生的熱應力。結果，可抑制在陶瓷基板11發生裂痕。此外，由於在陶瓷基板11與Cu-Sn層14的接合界面未形成有較硬的金屬間化合物層，因此陶瓷基板11與金屬層113的接合率提升，陶瓷基板11與金屬層113被良好接合。
此外，在第二實施形態之功率模組用基板110中，在金屬層113接合有散熱片130，因此可由散熱片130有效率地散熱。
此外，藉由第二實施形態之功率模組用基板110之製造方法，由於形成為同時在陶瓷基板11的第一面形成電路層112、在第二面形成金屬層113的構成，因此可簡化製造工程，且減低製造成本。
接著，說明本發明之第三實施形態。其中，關於與第一實施形態為相同的構成，係標註相同符號記載，且省略詳細說明。
在圖10中顯示具備有第三實施形態之功率模組用基板210的功率模組201。
該功率模組201係具備有：在陶瓷基板11的第一面上配設有電路層212的功率模組用基板210、透過接合層2被接合在電路層212的其中一面(圖10中為上面)的半導體元件3、及透過接合層232被接合在功率模組用基板210的另一側(圖10中為下側)的散熱片230。
功率模組用基板210係如圖11所示，具備有：陶瓷基板11、被配設在該陶瓷基板11的其中一面亦即第一面(圖11中為上面)的電路層212、及被配設在陶瓷基板11的另一面亦即第二面(圖11中為下面)的金屬層213。
陶瓷基板11係由放熱性優異的AlN(氮化鋁)所構成。
電路層212係藉由在陶瓷基板11的第一面依序積層Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、作為Ti材的Ti糊膏24、由無氧銅所成之Cu板222的狀態下，將該等進行加熱處理來接合Cu板222而形成(參照圖13)。
其中，電路層212的厚度係被設定在0.1mm以上、
1.0mm以下的範圍內，在第三實施形態中係被設定為0.6mm。
接著，在陶瓷基板11與電路層212的接合界面係與第一實施形態同樣地，形成有Cu-Sn層14。接著，在該Cu-Sn層14係分散有含有P、Ni、及Ti的金屬間化合物17。
金屬層213係藉由在陶瓷基板11的另一面亦即第二面，透過接合材227接合Al或Al合金的金屬板而形成。在第三實施形態中，金屬層213係藉由在陶瓷基板11的第二面接合純度99.99質量%以上的Al板223而形成(參照圖13)。
該金屬層213的厚度係被設定在0.1mm以上、3.0mm以下的範圍內，在本實施形態中係被設定為1.6mm。
散熱片230係由Al或Al合金所構成，在本實施形態中係由A6063(Al合金)所構成。在該散熱片230設有供冷卻用流體流動的流路231。其中，該散熱片230與金屬層213藉由Al-Si系硬焊材而相接合。
接著，參照圖12的流程圖及圖13，說明本實施形態之功率模組201之製造方法。
首先，如圖13所示，在成為電路層212的Cu板222的下面(接合面)，藉由網版印刷法塗佈Ti糊膏24之後，使其乾燥(Ti糊膏塗佈工程S21)。
接著，在陶瓷基板11的第一面(圖13中為上面)依序積層Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、Cu板222(第一
積層工程S22)。與此同時，在陶瓷基板11的第二面(圖13中為下面)，透過接合材227依序積層成為金屬層213的Al板223(第二積層工程S23)。接著，另外在Al板223的下側，透過接合材242積層散熱片230(第三積層工程S24)。在此，在第一積層工程S22中，印刷在Cu板222的Ti糊膏24與Cu-P-Sn-Ni硬焊材25係以相重疊的方式進行配置。
其中，接合材227、242在本實施形態中係形成為含有作為熔點降下元素的Si的Al-Si系硬焊材，在第三實施形態中係使用Al-7.5mass%Si硬焊材。
接著，在將陶瓷基板11、Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、Ti糊膏24、Cu板222、接合材227、Al板223、接合材242、及散熱片230朝積層方向進行加壓(壓力1~35kgf/cm2(0.10~3.43MPa))的狀態下，裝入至真空加熱爐內進行加熱(加熱處理工程S25)。在此，在第三實施形態中，將真空加熱爐內的壓力設定在10-6Pa以上、10-3Pa以下的範圍內，將加熱溫度設定在600℃以上、650℃以下的範圍內，將加熱時間設定在30分鐘以上、360分鐘以下的範圍內。
在該加熱處理工程S25中，Cu-P-Sn-Ni硬焊材25熔融而形成液相，因Ti糊膏24熔入在該液相，因凝固，陶瓷基板11與Cu板222相接合。此外，在加熱處理工程S25中，接合材227熔融而形成液相，因該液相凝固，透過接合材227，陶瓷基板11與Al板223相接合。
此外，在加熱處理工程S25中，接合材242熔融而形成液相，因該液相凝固，透過接合材242，Al板223與散熱片230相接合。
藉此，製造作為第三實施形態的功率模組用基板210。
接著，在功率模組用基板210的電路層212的上面，透過軟焊料接合半導體元件3(半導體元件接合工程S26)。
如上所示，製造第三實施形態之功率模組201。
在形成為如以上所示之構成之在第三實施形態之功率模組用基板210中，達成與在第一實施形態中所說明之功率模組用基板10相同的效果。
此外，在第三實施形態之功率模組用基板210中，在陶瓷基板11的第二面形成有接合Al板223而成的金屬層213，因此可將來自半導體元件3的熱，透過金屬層213有效率地散放。此外，Al由於相較變形阻力較低，因此當被負荷冷熱循環時，可藉由金屬層213來吸收在功率模組用基板210與散熱片230之間產生的熱應力。結果，可抑制在陶瓷基板11發生破損。
此外，藉由第三實施形態之功率模組用基板210之製造方法，同時在陶瓷基板11的第一面接合電路層212、在第二面接合金屬層213，並且散熱片230亦同時被接合在金屬層213，因此可簡化製造工程，且減低製造成本。
其中，在本實施形態中，係在Cu板222的下面(接合面)塗佈Ti糊膏24，但是亦可在陶瓷基板11的第一面塗佈Ti糊膏24。此時，在陶瓷基板11側配置Ti糊膏24，在Cu板222側配置Cu-P-Sn-Ni硬焊材25。
接著，說明本發明之第四實施形態。其中，關於與第一實施形態為相同的構成，係標註相同符號記載，且省略詳細說明。
在圖14中顯示第四實施形態之功率模組用基板310。
該功率模組用基板310係如圖14所示，具備有：陶瓷基板11、及被配設在陶瓷基板11的其中一面(圖14中為上面)的電路層312。
陶瓷基板11係由放熱性優異的AlN(氮化鋁)所構成。
電路層312係藉由在陶瓷基板11的其中一面亦即第一面，依序積層Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、作為Ti材的Ti糊膏324、由無氧銅所成之Cu板322的狀態下，將該等加熱處理來接合Cu板322而形成(參照圖17)。
在此，本實施形態中的Ti糊膏324係形成為含有：TiH2粉(氫化鈦粉)、樹脂、溶劑、及分散劑的糊膏。其中，亦可視需要含有可塑劑。
Ti糊膏324的組成係TiH2粉的含有量形成為3mass%
以上、50mass%以下的範圍內，剩下的形成為有機成分(樹脂+溶劑+分散劑+可塑劑)。
該Ti糊膏324的黏度係被形成為10Pa．s以上、500Pa．s以下的範圍內，較佳為形成為50Pa．s以上、300Pa．s以下的範圍內。
在此，TiH2粉由於反應性比金屬Ti粉為更低，因此可減小粒徑。在本實施形態中，TiH2粉的粒徑被形成為15μm以下，較佳為被形成為5μm。
以樹脂而言，係可使用例如乙基纖維素、丙烯酸系樹脂等。在本實施形態中係使用丙烯酸系樹脂。
以溶劑而言，係可使用例如松脂醇系、醋酸系、檸檬酸系等。在本實施形態中係使用α-松脂醇。
以分散劑而言，係可使用陰離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑等。在本實施形態中係使用陰離子性界面活性劑。
此外，以可塑劑而言，係可使用鄰苯二甲酸二丁酯、己二酸二丁酯等。
接著，在陶瓷基板11與電路層312的接合界面係如圖15所示，形成有Cu-Sn層14。接著，在該Cu-Sn層14係分散有含有P、Ni、及Ti的金屬間化合物317。
在本實施形態中，以對應配設有Ti糊膏324的位置的方式，金屬間化合物317被分散成層狀。在此，在本實施形態中，在金屬間化合物317的中心部幾乎不存在Ti
粒子。此係被推測為由於TiH2粉的粒徑微細，因此TiH2粉所含有的Ti被消耗在金屬間化合物317的形成之故。
此外，在陶瓷基板11與電路層312的接合界面係被觀察Cu3P相319。此係被推測為原與Ti未起反應的P因與Cu起反應而形成者。
接著，參照圖16的流程圖及圖17，說明本實施形態之功率模組用基板310之製造方法。
首先，如圖17所示，在成為電路層312的Cu板322的下面(接合面)，藉由網版印刷法塗佈Ti糊膏324之後，使其乾燥(Ti糊膏塗佈工程S31)。
在本實施形態中，在Ti糊膏塗佈工程S31中，以乾燥後的膜厚成為5μm以上、200μm的範圍內的方式調整Ti糊膏324的塗佈量。此時，被塗佈在Cu板322的下面的TiH2量係被形成為0.01mg/cm2以上、12mg/cm2以下的範圍內。更佳為TiH2量若以成為0.04mg/cm2以上、8mg/cm2以下的範圍內的方式進行塗佈即可。
接著，在陶瓷基板11的第一面(圖1中為上面)依序積層Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、Cu板322(積層工程S32)。
接著，將陶瓷基板11、Cu-P-Sn-Ni硬焊材25、Ti糊膏324、Cu板322，在朝積層方向加壓(壓力1~35kgf/cm2(0.10~3.43MPa))的狀態下，裝入至真空加熱爐內進行加熱(加熱處理工程S33)。在此，在第四實施形態中，將真空加熱爐內的壓力設定在10-6Pa以上、10-3Pa以
下的範圍內，將加熱溫度設定在600℃以上、650℃以下的範圍內，將加熱時間設定在30分鐘以上、360分鐘以下的範圍內。其中，加熱時間係以形成在30分鐘以上、240分鐘以下的範圍內為更佳。
在該加熱處理工程S33中，Cu-P-Sn-Ni硬焊材25熔融而形成液相，Ti糊膏324熔入在該液相，因凝固，陶瓷基板11與Cu板322即相接合。
藉此，製造作為第四實施形態的功率模組用基板310。
在形成為如以上所示之構成之第四實施形態之功率模組用基板310中，達成與在第一實施形態中所說明之功率模組用基板10相同的效果。
此外，在第四實施形態之功率模組用基板310中，由於使用含有微細TiH2粉的Ti糊膏324，因此TiH2粉的表面積大，Ti的反應快速進行。藉此，即使在相較為短時間的條件下，亦可確實地接合陶瓷基板11與銅板322。
其中，在本實施形態中，係在Cu板322的下面(接合面)塗佈Ti糊膏324，但是亦可在陶瓷基板11的第一面塗佈Ti糊膏324。此時，在陶瓷基板11側配置Ti糊膏324，在Cu板322側配置Cu-P-Sn-Ni硬焊材25。
以上說明本發明之實施形態，惟本發明並非限定於此，可在未脫離本發明之技術思想的範圍內作適當變更。
在上述實施形態中，係說明塗佈Ti糊膏時，
使用網版印刷法的情形，但是亦可採用平版印刷法、感光性製程等各種手段。
此外，在上述實施形態中，係說明將Ti糊膏及Cu-P-Sn系硬焊材配置在陶瓷基板與Cu板之間的情形，但是並非為限定為Ti糊膏者，例如亦可形成為將Ti粉與Cu-P-Sn系硬焊材配置在陶瓷基板與Cu板之間的構成。
此外，在上述功率模組用基板之製造方法中，亦可在Ti糊膏塗佈工程與積層工程之間設置進行Ti糊膏之脫脂的工程。此時，Ti糊膏所含有的樹脂殘渣量減少，接合性更為提升。
其中，在第二實施形態及第三實施形態中，係說明同時在陶瓷基板的第一面接合電路層，在第二面接合金屬層的情形，但是亦可將電路層及金屬層分別接合。
此外，在第三實施形態中，係說明將電路層、金屬層、及散熱片同時接合的情形，但是亦可形成為在將電路層及金屬層接合在陶瓷基板之後，將金屬層及散熱片相接合的構成。
此外，在第三實施形態中，係說明在陶瓷基板的第二面透過Al-Si系硬焊材接合金屬層的情形，但是亦可藉由過渡液相接合法(TLP)或Ag糊膏等來接合。
此外，在第二實施形態及第三實施形態中，係說明使用設有流路的散熱片的情形，但是亦使用被稱為放熱板的板狀者、或具有銷狀散熱鰭片的散熱片。此外，說明將功率模組用基板及散熱片以軟焊料或硬焊材相接合
的情形，但是亦可在功率模組用基板與散熱片之間塗佈油脂而藉由螺止等來將該等固定。此外，在第二實施形態及第三實施形態之功率模組用基板中，亦可在功率模組用基板的另一面側(陶瓷基板的第二面側)未接合散熱片。
此外，在第四實施形態中，係例示在被分散在陶瓷基板11與電路層312的接合界面的金屬間化合物317的中心部幾乎不存在Ti粒子者來進行說明，但是亦可如圖2所示，形成為在中心部具有Ti粒子的核殼型的構造。
此外，在第四實施形態中，係例示在陶瓷基板11與電路層312的接合界面被觀察Cu3P相319者來進行說明，但是亦可為未具有Cu3P相319者。
此外，在上述實施形態中，係使用含有Ti粉末或TiH2粉末的Ti糊膏，但是亦可使用Ti箔或Ti蒸鍍膜來取代Ti糊膏。以此時的Ti量而言，若形成在0.01mg/cm2以上、3.6mg/cm2以下的範圍內即可。較佳為若形成在0.04mg/cm2以上、2.3mg/cm2以下的範圍內即可。其中，Ti箔或Ti蒸鍍膜的配置並未特別限定，亦可為陶瓷基板側或Cu構件側的任一者。
在上述實施形態中，係使用箔狀的硬焊材作為Cu-P-Sn系硬焊材，但是亦可使用採用Cu-P-Sn系硬焊材的粉末的硬焊材糊膏。該硬焊材糊膏係可在上述Ti糊膏中，使用Cu-P-Sn系硬焊材的粉末取代Ti粉來製作。
此外，亦可使用將前述硬焊材糊膏與Ti糊膏
加以混合的糊膏(硬焊材-Ti糊膏)。此時，硬焊材-Ti糊膏係若塗佈在陶瓷基板與Cu板的至少任一方即可。
以下說明為確認本發明之實施形態之效果所進行之確認實驗(實施例1)的結果。
在表1及表2記載的陶瓷基板(40mm×40mm)的第一面，依序積層Ti材、具有表1及表2所示之厚度的Cu-P-Sn系硬焊材箔(37mm×37mm)、由無氧銅所成之Cu板(37mm×37mm×厚度0.3mm)。在此，在本發明例1-1~1-14中，係使用Ti糊膏作為Ti材。該Ti糊膏係形成為含有：粒徑10μm的Ti粉末、丙烯酸系樹脂、及酯醇(TEXANOL)的糊膏。此外，Ti糊膏係藉由網版印刷法，以成為表1及表2記載的Ti量的方式塗佈在陶瓷基板或Cu板。Ti糊膏與Cu-P-Sn系硬焊材的配置係形成為表1及表2所示之配置。其中，陶瓷基板的材質為AlN時，形成為厚度0.635mm，材質為Si3N4時，則形成為0.32mm。此外，在本發明例1-15及1-16中，以Ti材而言，使用以成為表2記載的Ti量的方式調整厚度的Ti箔，來取代Ti糊膏。此外，在本發明例1-17~1-20中，以Ti材而言，使用以成為表2記載的Ti量的方式調整厚度的Ti蒸鍍膜，來取代Ti糊膏。
接著，將所積層的陶瓷基板、Cu-P-Sn系硬焊材、及Cu板，在朝積層方向以壓力15kgf/cm2(1.47MPa)加壓的狀態下裝入至真空加熱爐內，進行加熱，藉此在陶瓷基板的第一面接合Cu板，且形成電路層。在此，將真空加熱爐內的壓力設定在10-6Pa以上、10-3Pa以下的範圍內，將加熱溫度及加熱時間設定為表1及表2的條件。如上所示獲得本發明例1-1~1-20的功率模組用基板。
除了未使用Ti材來接合陶瓷基板及電路層之外，與本發明例之1-1~1-20的功率模組用基板同樣地獲得比較例1的功率模組用基板。
對如上述所得的功率模組用基板，評估電路層與陶瓷基板的初期接合率。將接合率的評估方法說明如下。
對功率模組用基板，針對陶瓷基板與電路層的界面的接合率，使用超音波探測裝置(日立Power Solutions公司製FineSAT200)進行評估，由下式算出接合率。
在此，初期接合面積係指接合前應接合的面積，在本實施例中係形成為電路層的面積(37mm×37mm)。在將超音波探測像進行二值化處理的畫像中，剝離係以接合部內的白色部表示，因此將該白色部的面積設為剝離面積。
(接合率(%))={(初期接合面積)-(剝離面積)}/(初期接合面積)×100
將以上評估結果顯示於表1及表2。
如表1及表2所示，關於本發明例1-1~1-20，由於介在Cu-P-Sn系硬焊材及Ti材(Ti糊膏、Ti箔或Ti蒸鍍膜的任意者)而將陶瓷基板與Cu板相接合，因此陶瓷基板與電路層的初期接合率高，確認出被良好接合。
另一方面，比較例1係當陶瓷基板與Cu板相接合時，未介在Ti材地進行接合，因此無法將陶瓷基板及Cu板(電路層)相接合。
接著，說明為確認本發明之實施形態之效果所進行之確認實驗(實施例2)的結果。
在表3記載的陶瓷基板(40mm×40mm)的第一面及第二面，依序積層Ti材、具有表3所示之厚度的Cu-P-Sn系硬焊材箔(37mm×37mm)、由無氧銅所成之Cu板(37mm×37mm×厚度0.3mm)。在此，在本發明例2-1~2-14中，係使用Ti糊膏作為Ti材。該Ti糊膏係使用與實施例1同樣的Ti糊膏，藉由網版印刷法，以成為表3記載的Ti量的方式塗佈在陶瓷基板或Cu板。Ti糊膏與Cu-P-Sn系硬焊材的配置係形成為表3所示之配置。其中，陶瓷基板的材質為AlN時，形成為厚度0.635mm，材質為Si3N4時，係形成為0.32mm。此外，在本發明例2-15中，以Ti材而言，係使用以成為表3記載的Ti量的方式調整厚度的Ti箔，來取代Ti糊膏。
接著，將所積層的陶瓷基板、Cu-P-Sn系硬焊材、及Cu板，在朝積層方向以壓力15kgf/cm2(1.47MPa)加壓的狀態下裝入至真空加熱爐內，進行加熱，藉此在陶瓷基板的第一面及第二面接合Cu板，且形成電路層及金屬層。在此，將真空加熱爐內的壓力設定在10-6Pa以上、10-3Pa以下的範圍內，將加熱溫度及加熱時間形成為表3所示之條件。如上所示獲得本發明例2-1~2-15的功率模組用基板。
除了未使用Ti材地接合陶瓷基板與電路層以外，以與本發明例2-1~2-15的功率模組用基板同樣的方法獲得比較例2的功率模組用基板。
對如上述所得的功率模組用基板，測定電路層與陶瓷基板的初期接合率、及冷熱循環試驗後的接合率。此外，在冷熱循環試驗中，測定至在功率模組用基板的陶瓷基板發生破損為止的次數。
其中，接合率的評估係與實施例1同樣地進行。此外，冷熱循環試驗係如下進行。
將以上評估結果顯示於表3。
冷熱循環試驗係使用冷熱衝撞試驗機ESPEC公司製TSB-51，對功率模組用基板，以液相(Fluorinert)，將-40℃、5分鐘及150℃、5分鐘的周期作為1周期，實施該等2000周期。其中，關於在進行2000周期冷熱循環試
驗之後，亦在陶瓷基板未發生破損的功率模組用基板，在表3中記載為「>2000」。
如表3所示，關於本發明例2-1~2-15，介在Cu-P-Sn系硬焊材及Ti材(Ti糊膏或Ti箔)而將陶瓷基板與Cu板相接合。因此，陶瓷基板與電路層的初期接合率高，確認出被良好接合。此外，本發明例2-1~2-15係確認出冷熱循環試驗後的接合率高，接合可靠性亦高。此外，本發明例2-1~2-15係亦確認出在冷熱循環試驗中，至在陶瓷基板發生破損為止的周期次數多，在陶瓷基板不易發生破損。
另一方面，比較例2係當陶瓷基板與Cu板相接合時，未介在Ti材地進行接合，因此無法將陶瓷基板及Cu板(電路層)相接合。
接著說明為確認本發明之實施形態之效果所進行之確認實驗(實施例3)的結果。
在表4記載的陶瓷基板(40mm×40mm)的第一面積層：Ti材、具有表4所示之厚度的Cu-P-Sn系硬焊材(37mm×37mm)、由無氧銅所成之Cu板(37mm×37mm×厚度0.3mm)。此外，在陶瓷基板的第二面，透過Al-Si系硬焊材積層由純度99.99mass%的Al所成之Al板(37mm×37mm×厚度1.6mm)。在此，在本發明例3-1~3-14中，係使用Ti糊膏作為Ti材。該Ti糊膏係使用與實施例1相同的Ti糊膏，藉由網版印刷法，以成為表4記載的Ti量的方式塗佈在陶瓷基板或Cu板。Ti糊膏與Cu-P-Sn系硬焊材的配置係形成為表4所示之配置。其
中，若陶瓷基板的材質為AlN，形成為厚度0.635mm，若材質為Si3N4，則形成為0.32mm。此外，在本發明例3-15中，係使用以成為表4記載的Ti量的方式調整厚度的Ti蒸鍍膜，來取代Ti糊膏。
接著，將所積層的陶瓷基板、Ti糊膏(或Ti蒸鍍膜)、Cu-P-Sn系硬焊材、Cu板、Al-Si系硬焊材、及Al板，在朝積層方向以壓力15kgf/cm2(1.47MPa)加壓的狀態下裝入至真空加熱爐內，藉由加熱，在陶瓷基板的第一面接合Cu板而形成電路層，在第二面接合Al板而形成金屬層。在此，將真空加熱爐內的壓力設定在10-6Pa以上、10-3Pa以下的範圍內，將加熱溫度及加熱時間形成為表4所示之條件。如上所示獲得本發明例3-1~3-15的功率模組用基板。
除了未使用Ti材地將陶瓷基板及電路層相接合之外，與本發明例3-1~3-15的功率模組用基板同樣地獲得比較例3的功率模組用基板。
對如上述所得的功率模組用基板，測定電路層與陶瓷基板的初期接合率、冷熱循環試驗後的接合率，此外，在冷熱循環試驗中，至在功率模組用基板的陶瓷基板發生破損為止的次數。
其中，接合率的評估、冷熱循環試驗係與實施例2同樣地進行。
將以上的評估結果顯示於表4。
如表4所示，關於本發明例3-1~3-15，由於介在Cu-P-Sn系硬焊材及Ti材(Ti糊膏或Ti蒸鍍膜)來接合陶瓷基板與Cu板，因此陶瓷基板與電路層的初期接合率高，被確認為被良好接合。此外，本發明例3-1~3-15係被確認為冷熱循環試驗後的接合率高、接合可靠性亦高。此外，本發明例3-1~3-15亦被確認為在冷熱循環試驗中，至在陶瓷基板發生破損為止的周期次數多，在陶瓷基板不易發生破損。
另一方面，比較例3係在進行陶瓷基板與Cu板的接合時，未介在Ti材地進行接合，因此無法將陶瓷基板與Cu板(電路層)相接合。
接著說明為確認本發明之實施形態之效果所進行之確認實驗(實施例4)的結果。
與實施例1相同地，將表5記載的陶瓷基板及由無氧銅所成之Cu板相接合，評估其接合率。
在實施例4中，以Ti糊膏而言，形成為含有：表5所示之TiH2粉、丙烯酸系樹脂(樹脂)、α-松脂醇(溶劑)、及陰離子性界面活性劑(分散劑)者。其中，將有機成分(樹脂+溶劑+分散劑)的質量比設為溶劑：樹脂：分散劑=82.5：15：2.5。
在此，藉由調整Ti糊膏中的TiH2粉的含有量與塗佈量，如表5所示控制TiH2量。
接著，以與實施例1相同的條件，接合陶瓷基板與Cu板。其中，使用表5所示者，作為Cu-P-Sn系硬焊材。此外，加熱溫度及加熱時間係形成為表5所示之條件。
對如上述所得的功率模組用基板，以與實施例1相同的方法，評估電路層(Cu板)與陶瓷基板的初期接合率。將評估結果顯示於表5。
如表5所示，在使用TiH2粉作為Ti糊膏的本發明例4-1~4-11中，亦為陶瓷基板與電路層(Cu板)的初期接合率高，被確認出被良好接合。
藉由本發明之接合體及功率模組用基板，陶瓷構件與Cu構件被良好接合，而且，當被負荷冷熱循環時，可抑制在陶瓷構件發生裂痕。因此，本發明之接合體及功率模組用基板係適於被使用在用以控制風力發電、電動車等電動車輛等之大電力控制用的功率半導體元件等使用環境嚴謹的功率模組。
1‧‧‧功率模組
2‧‧‧接合層
3‧‧‧半導體元件
10‧‧‧功率模組用基板(接合體)
11‧‧‧陶瓷基板(陶瓷構件)
12‧‧‧電路層(Cu構件)
Claims (5)
- 一種接合體，其係由陶瓷所成之陶瓷構件、及由Cu或Cu合金所成之Cu構件透過Cu-P-Sn系硬焊材及Ti材而相接合的接合體，在前述陶瓷構件與前述Cu構件的接合界面係形成有Sn固溶在Cu中的Cu-Sn層，在該Cu-Sn層中係分散有含有P及Ti的金屬間化合物之接合體。
- 一種功率模組用基板，其係由如申請專利範圍第1項之接合體所成，具備有：前述由陶瓷構件所成之陶瓷基板；及透過Cu-P-Sn系硬焊材及Ti材，由前述Cu構件所成之Cu板被接合在該陶瓷基板的第一面而成之電路層，在前述陶瓷基板與前述電路層的接合界面係形成有Sn固溶在Cu中的Cu-Sn層，在該Cu-Sn層中係分散有含有P及Ti的金屬間化合物。
- 如申請專利範圍第2項之功率模組用基板，其中，在前述陶瓷基板的第二面形成有金屬層。
- 如申請專利範圍第3項之功率模組用基板，其中，前述金屬層係透過Cu-P-Sn系硬焊材及Ti材，由Cu或Cu合金所成之Cu板被接合在前述陶瓷基板的第二面而成，在前述陶瓷基板與前述金屬層的接合界面係形成有 Sn固溶在Cu中的Cu-Sn層，在該Cu-Sn層中係分散有含有P及Ti的金屬間化合物。
- 如申請專利範圍第3項之功率模組用基板，其中，前述金屬層係由Al或Al合金所成。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013175002 | 2013-08-26 | ||
| JP2013-175002 | 2013-08-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201523803A true TW201523803A (zh) | 2015-06-16 |
| TWI637466B TWI637466B (zh) | 2018-10-01 |
Family
ID=52586376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW103128294A TWI637466B (zh) | 2013-08-26 | 2014-08-18 | 接合體及功率模組用基板 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9648737B2 (zh) |
| EP (1) | EP3041045B1 (zh) |
| JP (1) | JP6287682B2 (zh) |
| KR (1) | KR102131484B1 (zh) |
| CN (1) | CN105393347B (zh) |
| TW (1) | TWI637466B (zh) |
| WO (1) | WO2015029811A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI647503B (zh) * | 2016-03-31 | 2019-01-11 | 日商Ｊｘ金屬股份有限公司 | Titanium copper foil with plating layer, electronic component, joint body, method for connecting titanium copper foil and conductive member, autofocus module, autofocus camera module, and method for manufacturing titanium copper foil |
| TWI708754B (zh) * | 2016-01-22 | 2020-11-01 | 日商三菱綜合材料股份有限公司 | 接合體，電源模組用基板，電源模組，接合體的製造方法及電源模組用基板的製造方法 |
| TWI734903B (zh) * | 2017-03-31 | 2021-08-01 | 日商三菱綜合材料股份有限公司 | 接合用成形體及其之製造方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106062949B (zh) * | 2014-09-17 | 2018-11-30 | 富士电机株式会社 | 半导体模块 |
| EP3407381B1 (en) * | 2016-01-22 | 2022-02-23 | Mitsubishi Materials Corporation | Bonded body, power module substrate, power module, bonded body manufacturing method, and power module substrate manufacturing method |
| JP6819299B2 (ja) | 2016-01-22 | 2021-01-27 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体、パワーモジュール用基板、接合体の製造方法及びパワーモジュール用基板の製造方法 |
| WO2017200004A1 (ja) * | 2016-05-19 | 2017-11-23 | 三菱マテリアル株式会社 | パワーモジュール用基板 |
| JP6645368B2 (ja) * | 2016-06-23 | 2020-02-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体、パワーモジュール用基板、接合体の製造方法、及び、パワーモジュール用基板の製造方法 |
| US10583302B2 (en) | 2016-09-23 | 2020-03-10 | Greatbatch Ltd. | Gold wetting on ceramic surfaces upon coating with titanium hydride |
| JP2018121014A (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 絶縁回路基板の製造方法 |
| US11887909B2 (en) | 2018-02-13 | 2024-01-30 | Mitsubishi Materials Corporation | Copper/titanium/aluminum joint, insulating circuit substrate, insulating circuit substrate with heat sink, power module, LED module, and thermoelectric module |
| WO2020044594A1 (ja) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅／セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅／セラミックス接合体の製造方法、及び、絶縁回路基板の製造方法 |
| JP7370222B2 (ja) * | 2019-11-05 | 2023-10-27 | 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 |
| CN115989579A (zh) * | 2020-10-07 | 2023-04-18 | 株式会社东芝 | 接合体、陶瓷电路基板及半导体装置 |
Family Cites Families (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58100995A (ja) | 1981-12-10 | 1983-06-15 | Hitachi Ltd | 低融点ろう材とその使用方法 |
| US4460658A (en) | 1982-09-20 | 1984-07-17 | Allied Corporation | Homogeneous low melting point copper based alloys |
| US4729504A (en) | 1985-06-01 | 1988-03-08 | Mizuo Edamura | Method of bonding ceramics and metal, or bonding similar ceramics among themselves; or bonding dissimilar ceramics |
| US5378294A (en) * | 1989-11-17 | 1995-01-03 | Outokumpu Oy | Copper alloys to be used as brazing filler metals |
| JPH04295065A (ja) * | 1991-03-22 | 1992-10-20 | Murata Mfg Co Ltd | セラミック−金属接合体の製造方法 |
| US5561321A (en) * | 1992-07-03 | 1996-10-01 | Noritake Co., Ltd. | Ceramic-metal composite structure and process of producing same |
| JPH08222670A (ja) * | 1995-02-15 | 1996-08-30 | Tokuyama Corp | 半導体素子搭載用パッケージ |
| KR100255027B1 (ko) * | 1995-05-17 | 2000-05-01 | 니시무로 타이죠 | 세라믹 금속접합재 및 이를 사용한 세라믹 금속접합체 제조방법 및 이를 이용하여 제작한 진공기밀용기 |
| JPH0970686A (ja) | 1995-09-06 | 1997-03-18 | Hitachi Cable Ltd | 銅合金ブレージングシート及びその製造方法 |
| EP0874399A1 (en) | 1996-08-20 | 1998-10-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Silicon nitride circuit board and semiconductor module |
| JPH10102167A (ja) * | 1996-09-25 | 1998-04-21 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 銅系低融点ろう材 |
| JPH10286666A (ja) * | 1997-04-11 | 1998-10-27 | Hitachi Cable Ltd | 熱交換器の製造方法 |
| EP0935286A4 (en) * | 1997-05-26 | 2008-04-09 | Sumitomo Electric Industries | COPPER CIRCUIT JUNCTION SUBSTRATE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| JP2000164228A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-06-16 | Toshiba Corp | 固体高分子電解質型燃料電池のセパレータおよびその製造方法 |
| JP4130508B2 (ja) * | 1999-01-22 | 2008-08-06 | 富士通株式会社 | 半田接合方法及び電子装置の製造方法 |
| JP2001085571A (ja) | 1999-09-14 | 2001-03-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 銅貼り窒化珪素回路基板 |
| US20050029666A1 (en) * | 2001-08-31 | 2005-02-10 | Yasutoshi Kurihara | Semiconductor device structural body and electronic device |
| US9533379B2 (en) * | 2002-08-23 | 2017-01-03 | Lincoln Global, Inc. | Phosphorous-copper base brazing alloy |
| US6773535B1 (en) * | 2003-03-03 | 2004-08-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Article and method for controlled debonding of elements using shape memory alloy actuators |
| JP4394477B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2010-01-06 | Ｄｏｗａホールディングス株式会社 | 金属−セラミックス接合基板の製造方法 |
| JP4375730B2 (ja) | 2004-04-23 | 2009-12-02 | 本田技研工業株式会社 | 銅とセラミックス又は炭素基銅複合材料との接合用ろう材及び同接合方法 |
| WO2006016479A1 (ja) | 2004-08-10 | 2006-02-16 | Neomax Materials Co., Ltd. | ヒートシンク部材およびその製造方法 |
| TW200704789A (en) * | 2005-06-30 | 2007-02-01 | Nippon Mining Co | Sn-plated copper alloy bar having excellent fatigue characteristics |
| WO2008004552A1 (en) * | 2006-07-04 | 2008-01-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ceramic-metal bonded body, method for manufacturing the bonded body and semiconductor device using the bonded body |
| JP4883684B2 (ja) * | 2006-08-02 | 2012-02-22 | 日本インター株式会社 | 絶縁型大電力用半導体装置の製造方法 |
| US20100247955A1 (en) | 2006-09-29 | 2010-09-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Joint with first and second members with a joining layer located therebetween containing sn metal and another metallic material; methods for forming the same |
| JP2008221290A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Toshiba Corp | 接合体および接合方法 |
| US7666568B2 (en) * | 2007-10-23 | 2010-02-23 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Composition and method for providing a patterned metal layer having high conductivity |
| CN101214588B (zh) * | 2008-01-14 | 2010-06-02 | 哈尔滨工业大学 | 低银抗氧化活性无铅钎料 |
| JP5504842B2 (ja) | 2009-11-20 | 2014-05-28 | 三菱マテリアル株式会社 | パワーモジュール用基板、ヒートシンク付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の製造方法 |
| US20120154974A1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | Applied Materials, Inc. | High efficiency electrostatic chuck assembly for semiconductor wafer processing |
| US9462698B2 (en) * | 2010-12-28 | 2016-10-04 | Tokuyama Corporation | Metallized substrate, metal paste composition, and method for manufacturing metallized substrate |
| TWI436710B (zh) * | 2011-02-09 | 2014-05-01 | Murata Manufacturing Co | Connection structure |
| JPWO2013024829A1 (ja) * | 2011-08-12 | 2015-03-05 | 日立化成株式会社 | はんだ接着体、はんだ接着体の製造方法、素子、太陽電池、素子の製造方法および太陽電池の製造方法 |
| CN103733329B (zh) | 2011-08-12 | 2016-10-26 | 三菱综合材料株式会社 | 功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板、功率模块以及功率模块用基板的制造方法 |
| JP5935292B2 (ja) * | 2011-11-01 | 2016-06-15 | 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、ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法 |
| US9796053B2 (en) * | 2012-08-10 | 2017-10-24 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | High-temperature lead-free solder alloy |
| US20150273401A1 (en) * | 2012-11-30 | 2015-10-01 | Empire Technology Development Llc | Selective membrane supported on nanoporous graphene |
| JP6111764B2 (ja) * | 2013-03-18 | 2017-04-12 | 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 |
| JP5672324B2 (ja) * | 2013-03-18 | 2015-02-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体の製造方法及びパワーモジュール用基板の製造方法 |
-
2014
- 2014-08-18 KR KR1020167004607A patent/KR102131484B1/ko active IP Right Grant
- 2014-08-18 WO PCT/JP2014/071524 patent/WO2015029811A1/ja active Application Filing
- 2014-08-18 EP EP14841139.0A patent/EP3041045B1/en active Active
- 2014-08-18 JP JP2014165909A patent/JP6287682B2/ja active Active
- 2014-08-18 CN CN201480040924.2A patent/CN105393347B/zh active Active
- 2014-08-18 US US14/913,845 patent/US9648737B2/en active Active
- 2014-08-18 TW TW103128294A patent/TWI637466B/zh active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI708754B (zh) * | 2016-01-22 | 2020-11-01 | 日商三菱綜合材料股份有限公司 | 接合體，電源模組用基板，電源模組，接合體的製造方法及電源模組用基板的製造方法 |
| TWI647503B (zh) * | 2016-03-31 | 2019-01-11 | 日商Ｊｘ金屬股份有限公司 | Titanium copper foil with plating layer, electronic component, joint body, method for connecting titanium copper foil and conductive member, autofocus module, autofocus camera module, and method for manufacturing titanium copper foil |
| TWI734903B (zh) * | 2017-03-31 | 2021-08-01 | 日商三菱綜合材料股份有限公司 | 接合用成形體及其之製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3041045A1 (en) | 2016-07-06 |
| EP3041045A4 (en) | 2017-03-29 |
| KR20160046808A (ko) | 2016-04-29 |
| EP3041045B1 (en) | 2019-09-18 |
| JP2015065423A (ja) | 2015-04-09 |
| WO2015029811A1 (ja) | 2015-03-05 |
| KR102131484B1 (ko) | 2020-07-07 |
| TWI637466B (zh) | 2018-10-01 |
| US20160249452A1 (en) | 2016-08-25 |
| US9648737B2 (en) | 2017-05-09 |
| JP6287682B2 (ja) | 2018-03-07 |
| CN105393347A (zh) | 2016-03-09 |
| CN105393347B (zh) | 2018-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI637466B (zh) | 接合體及功率模組用基板 | |
| TWI623065B (zh) | 接合體之製造方法及功率模組用基板之製造方法 | |
| JP5757359B2 (ja) | Ｃｕ／セラミックス接合体、Ｃｕ／セラミックス接合体の製造方法、及び、パワーモジュール用基板 | |
| JP5403129B2 (ja) | パワーモジュール用基板、ヒートシンク付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の製造方法 | |
| TWI609461B (zh) | 接合體之製造方法及功率模組用基板之製造方法 | |
| TWI614845B (zh) | 功率模組用基板之製造方法 | |
| TWI569914B (zh) | 接合體及功率模組用基板 | |
| TWI641300B (zh) | 接合體及功率模組用基板 | |
| TWI683403B (zh) | 附有散熱片之電源模組用基板的製造方法 | |
| WO2015163232A1 (ja) | 接合体の製造方法、パワーモジュール用基板の製造方法 | |
| JP6569511B2 (ja) | 接合体、冷却器付きパワーモジュール用基板、冷却器付きパワーモジュール用基板の製造方法 | |
| JP2014039062A (ja) | パワーモジュール用基板、ヒートシンク付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の製造方法 | |
| TWI708754B (zh) | 接合體，電源模組用基板，電源模組，接合體的製造方法及電源模組用基板的製造方法 | |
| JP6819385B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP6673635B2 (ja) | 接合体の製造方法、ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法、ヒートシンクの製造方法、及び、接合体、ヒートシンク付パワーモジュール用基板、ヒートシンク | |
| JP6645281B2 (ja) | セラミックス／アルミニウム接合体の製造方法、及び、パワーモジュール用基板の製造方法 |