TW201626519A - 附冷卻器電力模組用基板及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供防止將由銅或銅合金所成的金屬層焊接於鋁製冷卻器時的變形的發生，且熱阻小、接合可靠性高的附冷卻器電力模組用基板。 將由銅或銅合金所成的電路層接合於陶瓷基板的其中一面，同時將由銅或銅合金所成的金屬層接合於陶瓷基板的另一面，將由鋁或鋁合金所成的第2金屬層固相擴散接合於此金屬層，將由鋁合金所成之冷卻器運用Mg含有Al系焊料而焊接於第2金屬層。

Description

附冷卻器電力模組用基板及其製造方法
本發明，係關於針對大電流、高電壓進行控制的半導體裝置中所使用的附冷卻器電力模組用基板及其製造方法。本案，係根據於2014年10月16日申請專利之日本發明專利申請案第2014-211529號、及於2015年10月09日申請專利之日本發明專利申請案第2015-200784號而主張優先權，於此援用其內容。
歷來的電力模組用基板方面，已知以下構成者：電路層被接合於作為絕緣層的陶瓷基板的其中一面，同時散熱用的金屬層被接合於另一面。此外，冷卻器被接合於此電力模組用基板的金屬層，從而構成附冷卻器電力模組用基板。並且，功率元件等的半導體元件經由焊料而被搭載於電路層上，成為電力模組。
此種的電力模組用基板中，電路層方面採用熱特性、電特性優異的銅或銅合金，而冷卻器方面採用由鋁合金所成的構造者的附冷卻器電力模組用基板日益普及。
如此之電力模組用基板方面，於專利文獻1，揭露在陶瓷基板方面使用氮化矽、氮化鋁、氧化鋁等，將金屬層藉直接接合法、活性金屬法等而接合於此陶瓷基板，並記載在該金屬層方面，使用銅為優選。此外，亦記載將散熱器藉焊接而接合於該電力模組用基板。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本發明專利公開2006-245437號公報
另外，將金屬層與散熱器作接合的焊層係熱阻大，防礙從半導體元件往散熱器的傳熱，此外，存在因熱脹冷縮於焊層發生裂痕而破壞焊層之虞。為此，熱阻小、接合可靠性亦高的焊接受到關注。
然而，焊接程序，係將經由焊料而積層的金屬板彼此加壓於積層方向而加熱從而進行者，故散熱器方面，將在內部形成冷卻流路的鋁製冷卻器藉焊接而接合於電力模組用基板的情況下，存在因該加壓力使得鋁製冷卻器變形之虞。
本發明，係鑑於如此之情事而創作者，故目的在於提供防止將由銅或銅合金所成的金屬層焊接於鋁製冷卻器時的變形的發生，且熱阻小、接合可靠性高的附冷 卻器電力模組用基板。
本發明的附冷卻器電力模組用基板的製造方法，係具有：將由銅或銅合金所成之金屬板接合在陶瓷基板的其中一面而形成電路層，同時將由銅或銅合金所成之金屬板接合在前述陶瓷基板的另一面而形成第1金屬層的第1接合程序；藉固相擴散接合將由鋁或鋁合金、或鎳或鎳合金所成的金屬板與前述第1金屬層作接合而形成第2金屬層的第2接合程序；以及將由鋁合金所成之冷卻器運用Mg含有Al系焊料而焊接於前述第2金屬層的第3接合程序。
本發明的製造方法，係將由鋁或鋁合金、或鎳或鎳合金所成的第2金屬層藉固相擴散接合而接合於由銅或銅合金所成的第1金屬層，從而可使用Mg含有Al系焊料而焊接由鋁合金所成之冷卻器。此焊接，係可在氮或氬等的環境中在低負載(例如0.001MPa~0.5MPa)下進行，即使為剛性低的鋁製冷卻器仍可不予以變形下確實接合。
再者，前述第2接合程序中，可使鈦箔介於前述第1金屬層與前述第2金屬層之間，將前述第1金屬層與前述鈦箔及前述第2金屬層與前述鈦箔分別固相擴散接合，前述第3接合程序中，可使用Al-Si-Mg系焊料而焊接前述第2金屬層與前述冷卻器。
經由鈦箔藉固相擴散接合而接合第1金屬層與第2金屬層，使得可使鈦原子擴散於兩金屬層，同時使鋁原子及銅原子擴散於鈦箔，而確實接合此等第1金屬層、鈦箔、第2金屬層。
此情況下，雖接合第2金屬層後，焊接冷卻器時會被加熱，惟由於鈦箔介於之間，故此焊接時防止於鋁與銅發生擴散。
此製造方法中，前述鈦箔係面積比前述第1金屬層大為優選。此情況下，可更確實防止由銅或銅合金所成的第1金屬層的銅與接合冷卻器的Mg含有Al系焊料的鋁的接觸。
此製造方法中，使用由鋁或鋁合金所成的前述金屬板而形成前述第2金屬層的情況下，接合冷卻器的焊料含有對於鋁氧化膜的潤濕性低的Mg，故熔化的Mg含有Al系焊料被由鋁或鋁合金所成的第2金屬層的側面的氧化膜所排斥，不會到達第1金屬層。藉此，不與由銅或銅合金所成的第1金屬層接觸，不會使第1金屬層變形。
或者此製造方法中，使用由鎳或鎳合金所成的前述金屬板而形成前述第2金屬層的情況下，亦可同時進行前述第1接合程序及前述第2接合程序。此情況下，由於第2金屬層為鎳或鎳合金，使得可同時進行第1接合程序與第2接合程序。第1接合程序中，係可採用使用例如Ag-Cu-Ti系焊料的焊接。
此情況下，由鎳或鎳合金所成的前述第2金屬層的面積比前述第1金屬層大時，由於可更確實防止由銅或銅合金所成的第1金屬層的銅與接合冷卻器的焊料的鋁的接觸故為優選。
再者此情況下，前述第2接合程序中，可將鋁板積層於前述第2金屬層而將前述第1金屬層與前述第2金屬層及前述第2金屬層與前述鋁板分別藉固相擴散接合而接合。
本發明的附冷卻器電力模組用基板，係具備陶瓷基板、接合於前述陶瓷基板的其中一面的由銅或銅合金所成的電路層、接合於前述陶瓷基板的另一面的由銅或銅合金所成的第1金屬層、接合於前述第1金屬層的由鋁或鋁合金、或鎳或鎳合金所成的第2金屬層、接合於前述第2金屬層的由鋁合金所成之冷卻器，前述第1金屬層中，接合於其表面的構材中的金屬原子以擴散的狀態而存在，同時前述第2金屬層中，接合於其表面的構材中的金屬原子以擴散的狀態而存在。
此外，進一步具有介於前述第1金屬層與前述第2金屬層之間的鈦層，前述第1金屬層中及前述第2金屬層中，前述鈦層中的鈦以擴散的狀態而存在為優選。
此情況下，前述鈦層係面積比前述第1金屬層大為優選。
此附冷卻器電力模組用基板中，前述第2金屬層係由鋁或鋁合金所成為優選。
或者，此附冷卻器電力模組用基板中，前述第2金屬層係由鎳或鎳合金所成為優選。
此情況下，由鎳或鎳合金所成的前述第2金屬層係面積比前述第1金屬層大為優選。
此外，亦可進一步具有介於由鎳或鎳合金所成的前述第2金屬層與前述冷卻器之間的鋁層。
依本發明時，可將由鋁合金所成之冷卻器在氮或氬環境下在低負載下焊接於電力模組用基板的由銅或銅合金所成的第1金屬層，即使為剛性低的冷卻器，仍可不予以變形而確實接合。此外，雖使用Mg含有Al系焊料而進行焊接，因第2金屬層介於與冷卻器之間，使得熔化的Mg含有Al系焊料不會與由銅或銅合金所成的第1金屬層接觸，不會使第1金屬層變形。並且，由於為焊接，故可獲得熱阻小、接合可靠性高的附冷卻器電力模組用基板。
10、210、310、410‧‧‧附冷卻器電力模組用基板
11、211、311、411‧‧‧陶瓷基板
12、212、312、412‧‧‧電路層
13、213、313、413‧‧‧第1金屬層
14、214、314、414‧‧‧第2金屬層
12'、13'‧‧‧銅板(金屬板)
14'‧‧‧金屬板
20‧‧‧冷卻器
21‧‧‧筒體
21a‧‧‧頂板
22‧‧‧流路
23‧‧‧分隔壁
30‧‧‧半導體元件
40‧‧‧焊料塗布層
41‧‧‧鈦箔
42、415‧‧‧鈦層
45‧‧‧兩面焊覆料(Mg含有Al系焊料)
46‧‧‧芯材
47‧‧‧焊層
48‧‧‧接合層
315‧‧‧鋁層
[圖1]本發明的第一實施形態的附冷卻器電力模組用基板的縱剖面圖。
[圖2A]針對圖1的附冷卻器電力模組用基板的製造方法中的第1接合程序進行繪示的縱剖面圖。
[圖2B]針對圖1的附冷卻器電力模組用基板的製造方法中的第2接合程序進行繪示的縱剖面圖。
[圖2C]針對圖1的附冷卻器電力模組用基板的製造方法中的第3接合程序進行繪示的縱剖面圖。
[圖3]針對在圖2A~2C的製造方法所使用的加壓裝置的例進行繪示的正面圖。
[圖4]本發明的第2實施形態相關之附冷卻器電力模組用基板的縱剖面圖。
[圖5]本發明的第3實施形態相關之附冷卻器電力模組用基板的縱剖面圖。
[圖6]本發明的第4實施形態相關之附冷卻器電力模組用基板的縱剖面圖。
以下，說明關於本發明相關之附冷卻器電力模組用基板及其製造方法的各實施形態。
(第1實施形態)
示於圖1的附冷卻器電力模組用基板10，係具有：陶瓷基板11、接合於該陶瓷基板11的其中一面的電路層12、接合於陶瓷基板11的另一面的第1金屬層13、接合於此第1金屬層13的與陶瓷基板11係相反側的面的第2金屬層14、接合於此第2金屬層14的冷卻器20、介於第1金屬層13與第2金屬層14之間的鈦層42。圖1中符號 48係後述的接合層。並且，半導體元件30如以圖1的雙點劃線所示藉焊料而被接合在電路層12之上，構成電力模組。
陶瓷基板11，係防止電路層12與第1金屬層13之間的電氣連接者，可採用氮化鋁(AlN)、氮化矽(Si3N4)、氧化鋁(Al2O3)等，其中氮化矽為高強度，故適合。此陶瓷基板11的厚度係設定在0.2mm以上、1.5mm以下的範圍內。
電路層12，係由電特性優異的銅或銅合金而構成。此外，第1金屬層13亦由銅或銅合金而構成。此等電路層12及第1金屬層13，係例如，純度99.96質量%以上的無氧銅的銅板被藉例如活性金屬焊料而焊接於陶瓷基板11從而形成。此電路層12及第1金屬層13的厚度係設定在0.1mm~1.0mm的範圍內。
第1金屬層13，係由銅或銅合金所成之金屬板13'被接合於陶瓷基板11從而形成。此第1金屬層13中，係接合於其表面的構材中的金屬原子以擴散的狀態而存在。
第2金屬層14，係由鋁或鋁合金、或鎳或鎳合金(本實施形態中係鋁)所成之金屬板14'被藉固相擴散接合而接合於第1金屬層13從而形成。金屬板14'的厚度，係材質為鋁或鋁合金的情況係設定在0.1mm~1.0mm的範圍內，鎳或鎳合金的情況係設定為50μm以上。此第2金屬層14中，係接合於其表面的構材中的金屬原子以 擴散的狀態而存在。
冷卻器20，係用於放射半導體元件30的熱，在本實施形態係在流通了水等的冷卻媒體的扁平的筒體21內，區劃內部的流路22的複數個分隔壁23被沿著扁平的筒體21的厚度方向而形成。此冷卻器20係藉例如鋁合金(例如A3003、A6063等)的擠出成形而形成。並且，於電力模組用基板10的第2金屬層14，藉焊接而固定著位於冷卻器20的筒體21的上側的頂板21a。
半導體元件30，係具備半導體的電子構件，依需要的功能而選擇IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、FWD(Free Wheeling Diode)等的各種的半導體元件。
此半導體元件30係藉焊接而接合於電路層12，其焊料係使用例如Sn-Sb系、Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-In系、或Sn-Ag-Cu系的焊料(所謂的無鉛焊料)。
參照圖2A~圖2C下說明關於如此構成的附冷卻器電力模組用基板10的製造方法。
(第1接合程序)
首先，將由銅或銅合金所成之金屬板12'接合在陶瓷基板11的其中一面而形成電路層12，同時將由銅或銅合金所成之金屬板13'接合在陶瓷基板11的另一面而形成第1金屬層13。亦即，如示於圖2A，在陶瓷基板11的兩面 塗布銀鈦(Ag-Ti)系或銀銅鈦(Ag-Cu-Ti)系的活性金屬焊料例如Ag-27.4質量%Cu-2.0質量%Ti的焊料的膏體而形成焊料塗布層40，於此等焊料塗布層40之上分別積層成為電路層12及第1金屬層13的銅板(金屬板)12'、13'。
並且，使該積層體S為藉示於圖3的加壓裝置110而加壓於積層方向的狀態。
此加壓裝置110，係具備：基板111、垂直安裝在基板111的上表面的四隅的導柱112、固定在此等導柱112的上端部的固定板113、在此等基板111與固定板113之間被導柱112上下移動自如地支撐的加壓板114、設在固定板113與加壓板114之間而將加壓板114賦勢於下方的彈簧等的賦勢手段115。
固定板113及加壓板114，係相對於基板111而平行配置，在基板111與加壓板114之間配置前述的積層體S。在積層體S的兩面係為了使加壓均勻而配設有緩衝片116。緩衝片116，係以碳片與石墨片的積層板而形成。
在藉此加壓裝置110將積層體S加壓的狀態下，連同加壓裝置110設置於圖示略的加熱爐內，在真空環境下加熱至接合溫度而將銅板12'(電路層12)與銅板13'(第1金屬層13)焊接於陶瓷基板11。此情況下的接合條件方面，係以例如0.05MPa以上、1.0MPa以下的加壓力，在800℃以上、930℃以下的接合溫度下，設為1 分鐘~60分鐘的加熱。
此焊接，係活性金屬焊接法，焊料中的是活性金屬的Ti優先擴散至陶瓷基板11而形成氮化鈦(TiN)，經由銀銅(Ag-Cu)合金而將銅板12'、13'與陶瓷基板11接合。藉此，於陶瓷基板11的兩面形成電路層12及第1金屬層13。
(第2接合程序)
接著，藉固相擴散接合將由鋁或鋁合金、或鎳或鎳合金所成的金屬板14'與第1金屬層13接合而形成第2金屬層14。亦即，在第1金屬層13的與陶瓷基板11係相反側的面形成第2金屬層14。
此情況下，將成為第2金屬層14的鋁或鋁合金、或鎳或鎳合金(本實施形態中係鋁)的金屬板14'積層於第1金屬層13，將此等積層體藉與前述同樣的加壓裝置110加壓於積層方向，在真空環境下加熱至既定的接合溫度，形成被藉固相擴散接合而接合於第1金屬層13的第2金屬層14。
圖2B，係示出第2金屬層14方面使用由鋁或鋁合金、或鎳或鎳合金(本實施形態中係鋁)所成之金屬板14'的情況，使鈦箔41介於該金屬板14'與第1金屬層13之間而進行固相擴散接合。此鈦箔41係設定為3μm以上、40μm以下的厚度。並且，加壓至0.1MPa以上、3.4MPa以下，在真空環境下加熱1分鐘以上、120分鐘以 下至接合溫度580℃以上、640℃以下。藉此，鈦箔41與第1金屬層13之間、及鈦箔41與第2金屬層14之間分別被擴散接合。並且，第1金屬層13與第2金屬層14之間係形成鈦層42。另外，由鋁或鋁合金所成的金屬板14'方面，係可使用例如純度99%以上、純度99.9%以上、純度99.99%以上的純鋁、A3003、A6063等的鋁合金。
此程序中第1金屬層13與金屬板14'(第2金屬層14)經由鈦箔41藉固相擴散接合而被接合的結果，第1金屬層13中係接合於其表面的鈦層42中的Ti以擴散的狀態而存在，同時第2金屬層14中亦接合於其表面的鈦層42中的Ti以擴散的狀態而存在。
(第3接合程序)
接著，將由鋁合金所成之冷卻器20運用Mg含有Al系焊料而焊接於第2金屬層14。
此Mg含有Al系焊料方面，係可使用Al-Si-Mg箔、Al-Cu-Mg箔、Al-Ge-Cu-Si-Mg箔等。此外，亦可如示於圖2C，使用於芯材的兩面設有Mg含有Al系焊料的兩面焊覆料45。
本實施形態的兩面焊覆料45，係再由鋁合金(例如A3003材)所成之芯材46的兩面形成Al-Si-Mg系的焊料層47的覆料，在芯材46的兩面疊置焊料並進行壓延從而形成。芯材46的厚度係0.05mm以上、0.6mm以下，兩面的焊料層47係5μm以上、100μm以下的厚度。
使此兩面焊覆料45介於第2金屬層14與冷卻器20之間而將此等積層，在使用如同圖3的加壓裝置110而加壓於積層方向的狀態下，連同加壓裝置110在氮環境或氬環境下加熱而焊接。加壓力方面，係設為例如0.001MPa以上、0.5MPa以下，接合溫度方面係設為比Al與Cu的共晶溫度高的580℃以上、630℃以下。
在此第3接合程序係焊接的接合溫度比Al與Cu的共晶溫度高，故若含Al的熔化焊料與由銅或銅合金所成的第1金屬層13接觸，則由銅或銅合金所成的第1金屬層13被侵蝕，會發生第1金屬層13的變形等。
然而在本實施形態，係在由鋁所成的第2金屬層14的側面存在難被焊料潤濕的鋁氧化物，故熔化的Mg含有Al系焊料(本實施形態中係Al-Si-Mg系的焊料)係不會超過此第2金屬層14的側面而與第1金屬層13接觸，不會使第1金屬層13變形。
此係因為熔化的Mg含有Al系焊料爬上第2金屬層14及第1金屬層13時，存在於第2金屬層14的側面的氧化物會產生作為排斥焊料的屏障的效果。
此外，在本實施形態，係雖將冷卻器20焊接於第2金屬層14的第3接合程序時的接合溫度比鋁與銅的共晶溫度高，惟鈦層42介於第2金屬層14與第1金屬層13的介面部分，故即使在第3接合程序的焊接時在第2金屬層14的鋁與第1金屬層13的銅之間仍不會產生液相，第1金屬層13熔化的情形被防止。
另外，此焊接後，是兩面焊覆料45的芯材46的薄的由鋁合金所成的接合層48介於第2金屬層14與冷卻器20之間。
如以上而製造的附冷卻器電力模組用基板10，係在陶瓷基板11的兩面形成電路層12、第1金屬層13，而透過由鋁或鋁合金所成的第2金屬層14將鋁合金製的冷卻器20焊接於該第1金屬層13，故可使用Mg含有Al系焊料在低負載下焊接。此外，雖使用Mg含有Al系焊料而進行冷卻器20的焊接，惟熔化的Mg含有Al系焊料係被第2金屬層14的側面所排斥，故不會與由銅或銅合金所成的第1金屬層13接觸，不會使第1金屬層13變形。此冷卻器20，係鋁合金製且在內部具有流路22，故相對剛性雖低，惟此焊接為低負載，故可不使冷卻器20變形下確實接合。
另外，本發明係非限定於上述實施形態的構成者，在細部構成方面，可於不脫離本發明之趣旨的範圍內添加各種的變更。
在上述實施形態，係使用具有Al與Cu的共晶溫度以上的熔點的Al-Si-Mg焊料故作成鈦層42介於第1金屬層13與第2金屬層14之間的構造，惟使用具有不足Al與Cu的共晶溫度的熔點的Mg含有Al系焊料(例如Al-15Ge-12Si-5Cu-1Mg：熔點540℃)的情況下，亦可不使鈦層介於之間而將第1金屬層13與第2金屬層14直接固相擴散接合。此情況下，於第1金屬層13中係被接 合的第2金屬層中的金屬原子以擴散的狀態而存在，同時第2金屬層中係第1金屬層中的金屬原子以擴散的狀態而存在。
此外，此情況下，將冷卻器20焊接於第2金屬層14時的溫度成為不足Al與Cu的共晶溫度，故在第2金屬層14的鋁與第1金屬層13的銅之間不會產生液相，第1金屬層13變形的情形被防止。
冷卻器方面，係不限於如上述之構造而可使用平板材，材質係不限於鋁合金而可使用Al系或Mg系的低熱線膨脹材(例如AlSiC等)。
(第2實施形態)
本發明的第2實施形態相關之附冷卻器電力模組用基板210，係如示於圖4，具備：陶瓷基板211、接合於陶瓷基板211的其中一面的由銅或銅合金所成的電路層212、接合於陶瓷基板211的另一面的由銅或銅合金所成的第1金屬層213、接合於第1金屬層213的由鎳或鎳合金所成的第2金屬層214、接合於第2金屬層214的由鋁合金所成之冷卻器20。此外，如同第1實施形態，要焊接冷卻器20所使用的兩面覆料的一部分作為接合層48而殘存於第2金屬層214與冷卻器20之間。
在此附冷卻器電力模組用基板210，係於第1金屬層213中，接合於其表面的第2金屬層214中的Ni以擴散的狀態而存在，同時於第2金屬層214中，接合於 其表面的第1金屬層213中的Cu以擴散的狀態而存在。
此外，在此附冷卻器電力模組用基板210，第2金屬層214係面積比第1金屬層213大。藉此，防止接合冷卻器20時熔化的焊料到達第1金屬層213。
此附冷卻器電力模組用基板210，係雖藉與上述之第1實施形態同樣的製造方法而製造，惟由於第2金屬層214為鎳，使得可同時進行第1接合程序及第2接合程序。此情況下，將成為電路層212及第1金屬層211的各金屬板使用銀鈦(Ag-Ti)系或銀銅鈦(Ag-Cu-Ti)系的活性金屬焊料而焊接於陶瓷基板211同時，將成為第2金屬層214的金屬板固相擴散接合於成為第1金屬層211的金屬板。
(第3實施形態)
本發明的第3實施形態相關之附冷卻器電力模組用基板310，係如示於圖5，具備陶瓷基板311、接合於陶瓷基板311的其中一面的由銅或銅合金所成的電路層312、接合於陶瓷基板311的另一面的由銅或銅合金所成的第1金屬層313、接合於第1金屬層313的由鎳或鎳合金所成的第2金屬層314、接合於第2金屬層314的由鋁合金所成之冷卻器20，並進一步具有介於第2金屬層314與冷卻器20之間的鋁層315。此外，如同上述各實施形態，要焊接冷卻器20所使用的兩面覆料的一部分作為接合層48而殘存於鋁層315與冷卻器20之間。
在此附冷卻器電力模組用基板310，係於第1金屬層313中，接合於其表面的第2金屬層314中的Ni以擴散的狀態而存在，同時於第2金屬層314中，接合於該其中一表面的第1金屬層313中的Cu、接合於另一表面的鋁層315中的Al以擴散的狀態而存在。
(第4實施形態)
本發明的第4實施形態相關之附冷卻器電力模組用基板410，係如示於圖6，具備陶瓷基板411、接合於陶瓷基板411的其中一面的由銅或銅合金所成的電路層412、接合於陶瓷基板411的另一面的由銅或銅合金所成的第1金屬層413、接合於第1金屬層413的由鋁或鋁合金、或鎳或鎳合金所成的第2金屬層414、接合於第2金屬層414的由鋁合金所成之冷卻器20，並進一步具有介於第1金屬層413與第2金屬層414之間的鈦層415。此外，如同上述各實施形態，要焊接冷卻器20所使用的兩面覆料的一部分作為接合層48而殘存於第2金屬層414與冷卻器20之間。
在此附冷卻器電力模組用基板410，係第1金屬層413及第2金屬層414中，接合於其表面的鈦層415中的Ti以擴散的狀態而存在。
此外，在此附冷卻器電力模組用基板410，係第2金屬層414及鈦層415的至少任一者面積比第1金屬層413大。藉此，防止接合冷卻器20時熔化的焊料到達 第1金屬層413。
[產業上之可利用性]
可提供防止將由銅或銅合金所成的金屬層焊接於鋁製冷卻器時的變形的發生，且熱阻小、接合可靠性高的附冷卻器電力模組用基板。
11‧‧‧陶瓷基板
13‧‧‧第1金屬層
14‧‧‧第2金屬層
20‧‧‧冷卻器
21‧‧‧筒體
21a‧‧‧頂板
22‧‧‧流路
23‧‧‧分隔壁
42‧‧‧鈦層
45‧‧‧兩面焊覆料(Mg含有Al系焊料)
46‧‧‧芯材
47‧‧‧焊層

Claims (14)

  1. 一種附冷卻器電力模組用基板的製造方法，特徵在於：具有：將由銅或銅合金所成之金屬板接合在陶瓷基板的其中一面而形成電路層，同時將由銅或銅合金所成之金屬板接合在前述陶瓷基板的另一面而形成第1金屬層的第1接合程序；藉固相擴散接合將由鋁或鋁合金、或鎳或鎳合金所成的金屬板與前述第1金屬層作接合而形成第2金屬層的第2接合程序；以及將由鋁合金所成之冷卻器運用Mg含有Al系焊料而焊接於前述第2金屬層的第3接合程序。
  2. 如申請專利範圍第1項的附冷卻器電力模組用基板的製造方法，其中，前述第2接合程序中，使鈦箔介於前述第1金屬層與前述第2金屬層之間，將前述第1金屬層與前述鈦箔及前述第2金屬層與前述鈦箔分別固相擴散接合，前述第3接合程序中，使用Al-Si-Mg系焊料而焊接前述第2金屬層與前述冷卻器。
  3. 如申請專利範圍第2項的附冷卻器電力模組用基板的製造方法，其中，前述鈦箔係面積比前述第1金屬層大。
  4. 如申請專利範圍第1項的附冷卻器電力模組用基 板的製造方法，其中，前述第2接合程序中，前述第2金屬層，係使用由鋁或鋁合金所成的前述金屬板而形成。
  5. 如申請專利範圍第1項的附冷卻器電力模組用基板的製造方法，其中，前述第2接合程序中，前述第2金屬層，係使用由鎳或鎳合金所成的前述金屬板而形成，同時進行前述第1接合程序及前述第2接合程序。
  6. 如申請專利範圍第5項的附冷卻器電力模組用基板的製造方法，其中，前述第2金屬層係面積比前述第1金屬層大。
  7. 如申請專利範圍第5項的附冷卻器電力模組用基板的製造方法，其中，前述第2接合程序中，進一步將鋁板積層於前述第2金屬層而將前述第1金屬層與前述第2金屬層及前述第2金屬層與前述鋁板分別藉固相擴散接合而接合。
  8. 一種附冷卻器電力模組用基板，特徵在於：具備：陶瓷基板；接合於前述陶瓷基板的其中一面的由銅或銅合金所成的電路層；接合於前述陶瓷基板的另一面的由銅或銅合金所成的第1金屬層；接合於前述第1金屬層的由鋁或鋁合金、或鎳或鎳合金所成的第2金屬層；以及 接合於前述第2金屬層的由鋁合金所成之冷卻器；前述第1金屬層中，接合於其表面的構材中的金屬原子以擴散的狀態而存在，同時前述第2金屬層中，接合於其表面的構材中的金屬原子以擴散的狀態而存在。
  9. 如申請專利範圍第8項的附冷卻器電力模組用基板，其進一步具有介於前述第1金屬層與前述第2金屬層之間的鈦層，前述第1金屬層中及前述第2金屬層中，前述鈦層中的鈦以擴散的狀態而存在。
  10. 如申請專利範圍第9項的附冷卻器電力模組用基板，其中，前述鈦層係面積比前述第1金屬層大。
  11. 如申請專利範圍第8項的附冷卻器電力模組用基板，其中，前述第2金屬層係由鋁或鋁合金所成。
  12. 如申請專利範圍第8項的附冷卻器電力模組用基板，其中，前述第2金屬層係由鎳或鎳合金所成。
  13. 如申請專利範圍第12項的附冷卻器電力模組用基板，其中，前述第2金屬層係面積比前述第1金屬層大。
  14. 如申請專利範圍第12項的附冷卻器電力模組用基板，其中，進一步具有介於前述第2金屬層與前述冷卻器之間的鋁層。
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