TWI600126B - 附散熱座功率模組用基板，附散熱座功率模組，及附散熱座功率模組用基板之製造方法 - Google Patents

附散熱座功率模組用基板，附散熱座功率模組，及附散熱座功率模組用基板之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI600126B
TWI600126B TW102136773A TW102136773A TWI600126B TW I600126 B TWI600126 B TW I600126B TW 102136773 A TW102136773 A TW 102136773A TW 102136773 A TW102136773 A TW 102136773A TW I600126 B TWI600126 B TW I600126B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
heat sink
metal layer
power module
layer
substrate
Prior art date
Application number
TW102136773A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201423922A (zh
Inventor
寺伸幸
長友義幸
黒光祥郎
Original Assignee
三菱綜合材料股份有限公司
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 三菱綜合材料股份有限公司 filed Critical 三菱綜合材料股份有限公司
Publication of TW201423922A publication Critical patent/TW201423922A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI600126B publication Critical patent/TWI600126B/zh

Links

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
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • 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
    • 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
    • C04B37/021—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles in a direct manner, e.g. direct copper bonding [DCB]
    • 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
    • H01L21/4814—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
    • H01L23/34—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
    • 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
    • C04B2237/126—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
    • C04B2237/366—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
    • C04B2237/70—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
    • C04B2237/86—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
    • 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
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29111—Tin [Sn] as principal constituent
    • 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
    • H01L2224/32227—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 the layer connector connecting to a bond pad of the item
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83417—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/83424—Aluminium [Al] as principal constituent
    • 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
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • 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
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]

Description

附散熱座功率模組用基板，附散熱座功率模組，及附散熱座功率模組用基板之製造方法
本發明係有關具備在絕緣層(陶瓷基板)一方之面上配設有電路層且在另一方之面上配設有金屬層的功率模組用基板，和與該功率模組用基板接合的散熱座之附散熱座功率模組用基板、以及在附散熱座功率模組用基板上裝載有半導體元件之附散熱座功率模組、以及附散熱座功率模組用基板之製造方法。
本申請案基於2012年10月16日於日本申請之特願2012-228870號而主張優先權，其內容被援用於此。
在各種半導體元件當中，用來控制電動汽車或電動車輛等的大電力控制用之功率元件，由於其發熱量多，故作為裝載其之基板，以往便廣泛使用例如在由AlN(氮化鋁)等所構成之陶瓷基板(絕緣層)一方之面及另一方之面上接合導電性優良金屬板來作為電路層及金屬層 而成之功率模組用基板。
又，這樣的功率模組用基板，在其電路層上會透過銲料材而裝載有半導體元件(電子零件)以作為功率元件，而做成功率模組。此外，在金屬層的下方接合有散熱座，做成使其散熱之構造。
習知，作為將功率模組用基板與散熱座接合之方法，例如專利文獻1中記載一種方法，是使潤滑脂(grease)介於功率模組用基板的金屬層與散熱座之間，而藉由螺緊來接合。此外，專利文獻2中記載一種將功率模組用基板的金屬層與散熱座透過銲料來接合之方法。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2004-288828號公報
[專利文獻2]日本特開2009-224571號公報
然而，如專利文獻1及專利文獻2所示，當透過潤滑脂或銲料將金屬層與散熱座接合的情形下，由於相較於金屬層或散熱座，潤滑脂或銲料的熱阻較大，故在金屬層與散熱座的接合部，從電子零件(半導體元件)產生的熱其逸散會變得不充分而溫度上昇，電子零件的性能會有降低之虞。特別是當使用潤滑脂的情形下，在負載熱 循環及功率循環時，潤滑脂可能會劣化、或在潤滑脂的內部可能產生空隙，而發生在接合部的熱阻進一步變大之問題。因此，在電子零件使用時，需要使金屬層與散熱座的接合部之熱阻降低，讓來自電子零件的熱充分逸散。
本發明便是有鑑於前述事態而研發，目的在於提供一種附散熱座功率模組用基板、附散熱座功率模組、及附散熱座功率模組用基板之製造方法，當彼此接合的金屬層及散熱座的其中一方是由鋁或鋁合金所構成，另一方由銅或銅合金所構成的情形下，可減小金屬層與散熱座的接合部之熱阻，抑制電子零件的溫度上昇。
(1)本發明一種態樣之附散熱座功率模組用基板，係具備：功率模組用基板，在絕緣層一方之面配設電路層，而在前述絕緣層另一方之面配設金屬層；及散熱座，與前述功率模組用基板的前述金屬層接合；該附散熱座功率模組用基板，其特徵為，前述金屬層及前述散熱座的其中一方是由鋁或鋁合金所構成，另一方由銅或銅合金所構成，前述金屬層與前述散熱座係被固相擴散接合，在前述金屬層與前述散熱座的接合交界面，形成有由Cu和Al所構成之金屬間化合物層，且在由銅或銅合金所構成之前述金屬層或前述散熱座與前述金屬間化合物層的交界面，氧化物係沿著前述交界面分散成層狀。
按照上述附散熱座功率模組用基板，金屬層 及散熱座的其中一方是由鋁或鋁合金所構成，另一方由銅或銅合金所構成，而該些金屬層與散熱座是藉由固相擴散接合來接合，故相較於透過潤滑脂或銲料來接合之情形，能夠減小金屬層與散熱座的接合部之熱阻。
此外，金屬層與散熱座是藉由固相擴散接合而穩固地接合，在負載熱循環的情形下，在金屬層與散熱座的交界面會抑制剝離發生，能夠提升金屬層與散熱座的接合部之接合可靠性。
又，金屬層與散熱座係被固相擴散接合，故在金屬層與散熱座的接合部不易產生間隙，會使接合部的熱傳導性良好，能夠減小熱阻。
此外，保持在未滿前述鋁或鋁合金和前述銅或銅合金之共晶溫度而進行固相擴散接合的情形下，金屬層與散熱座之間不會形成液相。因此，在金屬層與散熱座之間不會生成大量的鋁和銅之化合物，可提升金屬層與散熱座的接合部之接合可靠性。
此外，當在絕緣層另一方之面配設由變形阻力小的鋁或鋁合金所構成之金屬層的情形下，在負載熱循環時，金屬層會吸收因絕緣層與散熱座的熱膨脹係數差異所引發之熱應力，故能抑制絕緣層發生破裂。
此外，當在絕緣層另一方之面配設由熱傳導性優良的銅或銅合金所構成之金屬層的情形下，可將來自半導體元件的熱有效率地傳導至散熱座側。
此外，散熱座是由熱傳導性優良的銅或銅合金、或是 鋁或鋁合金所構成，故可提升附散熱座功率模組用基板的散熱性。
此外，在金屬層與散熱座的接合交界面形成有由Cu和Al所成之金屬間化合物層，故金屬層或散熱座中的Al(鋁原子)和散熱座或金屬層中的Cu(銅原子)會充分地相互擴散，金屬層與散熱座會穩固地接合。
此外，在由銅或銅合金所成之金屬層或散熱座與金屬間化合物層的接合交界面，氧化物會沿著交界面分散成層狀，故在由鋁或鋁合金所成之金屬層或散熱座的表面形成之氧化膜會被破壞，固相擴散接合會充分進行。
又，金屬間化合物層，較佳是做成複數個金屬間化合物係沿著金屬層與散熱座的接合交界面層積之構造。在此情形下，能夠抑制脆弱的金屬間化合物層大幅成長。此外，金屬層或散熱座中的Al和散熱座或金屬層中的Cu會相互擴散，藉此，從金屬層側朝向散熱座側，適合各自的組成之金屬間化合物會形成為層狀，故能使接合交界面附近的特性穩定。
具體而言，在金屬間化合物層會層積θ相、η2相、ζ2相這三種金屬間化合物，故在金屬間化合物層內部的體積變動小，而會抑制內部應變。
在此，由銅或銅合金所成之金屬層或散熱座的平均結晶粒徑係訂為50μm以上200μm以下之範圍內、由鋁或鋁合金所成之金屬層或散熱座的平均結晶粒徑係訂為500μm以上較佳。在此情形下，金屬層、散熱座的平 均結晶粒徑係設定成較大，故在金屬層、散熱座不會蓄積不必要的應變，疲勞特性變得良好。是故，在熱循環負載中，對於在功率模組用基板與散熱座之間產生的熱應力，接合可靠性會提升。
(2)本發明另一態樣之附散熱座功率模組，具備(1)所述之附散熱座功率模組用基板、及與前述電路層的一方側接合之半導體元件。
按照上述附散熱座功率模組，如上述般，係使金屬層與散熱座的接合部之熱阻變得較小，故可將來自半導體元件的熱有效率地傳導至散熱座側。此外，散熱座是由熱傳導性優良的銅或銅合金、或是鋁或鋁合金所構成，故能夠提升附散熱座功率模組用基板的散熱性。又，能夠抑制半導體元件的溫度上昇，使半導體元件在規定溫度下動作，可提升動作的穩定性。
此外，當在絕緣層另一方之面配設由變形阻力小的鋁或鋁合金所構成之金屬層的情形下，能夠抑制絕緣層的破裂，提升附散熱座功率模組的可靠性。
此外，當金屬層是由熱傳導性優良的銅或銅合金所構成的情形下，能夠進一步將從半導體元件產生的熱有效率地傳導至散熱座側。又，能夠抑制半導體元件的溫度上昇，使半導體元件在規定溫度下動作，可提升動作的穩定性。
(3)本發明另一種態樣之附散熱座功率模組用基板之製造方法，該附散熱座功率模組用基板係具備： 功率模組用基板，在絕緣層一方之面配設電路層，而在前述絕緣層另一方之面配設金屬層；及散熱座，與前述功率模組用基板的金屬層接合；該附散熱座功率模組用基板之製造方法，其特徵為：由鋁或鋁合金來構成前述金屬層及前述散熱座的其中一方，由銅或銅合金來構成另一方，將前述金屬層與前述散熱座予以層積，對前述金屬層與前述散熱座於層積方向負載3kgf/cm2以上35kgf/cm2以下的荷重之狀態下，以未滿鋁和銅之共晶溫度予以保持，將前述金屬層與前述散熱座予以固相擴散接合，藉此，在前述金屬層與前述散熱座的接合交界面形成由Cu和Al所構成之金屬間化合物層，且在由前述銅或銅合金所構成之前述金屬層或前述散熱座與前述金屬間化合物層的交界面，使氧化物沿著前述交界面分散成層狀。
按照上述附散熱座功率模組用基板之製造方法，金屬層及散熱座的其中一方是由鋁或鋁合金所構成，另一方由銅或銅合金所構成，且構成為前述金屬層與前述散熱座是藉由固相擴散接合來接合，故相較於透過潤滑脂或銲料來接合之情形，能夠得到金屬層與散熱座的接合部之熱阻小的附散熱座功率模組用基板。
此外，如上述般，在金屬層與散熱座的接合交界面形成由Cu和Al所構成之金屬間化合物層，且在金屬層或散熱座與金屬間化合物層的交界面，氧化物係分散成層狀，故能夠得到金屬層與散熱座穩固接合之附散熱座功率模組用基板。
按照本發明，能夠提供一種附散熱座功率模組用基板、附散熱座功率模組、及附散熱座功率模組用基板之製造方法，當彼此接合的金屬層及散熱座的其中一方是由鋁或鋁合金所構成，另一方由銅或銅合金所構成的情形下，可減小金屬層與散熱座的接合部之熱阻，抑制電子零件的溫度上昇。
1、101‧‧‧附散熱座功率模組
3‧‧‧半導體元件
10、110‧‧‧功率模組用基板
11‧‧‧陶瓷基板
12、212、312‧‧‧電路層
13、113‧‧‧金屬層
30、130、230、330‧‧‧附散熱座功率模組用基板
31、131‧‧‧散熱座
41、141、441、541‧‧‧金屬間化合物層
[圖1]本發明第1實施形態之附散熱座功率模組、附散熱座功率模組用基板、功率模組用基板的概略說明圖。
[圖2]圖1中金屬層與散熱座之接合部放大圖。
[圖3]本發明第1實施形態之附散熱座功率模組的製造方法說明流程圖。
[圖4]本發明第1實施形態之功率模組用基板之製造方法概略說明圖。
[圖5]本發明第2實施形態之附散熱座功率模組、附散熱座功率模組用基板、功率模組用基板的概略說明圖。
[圖6]圖5中金屬層與散熱座之接合部放大圖。
[圖7]本發明另一實施形態之附散熱座功率模組用基板概略說明圖。
[圖8]本發明另一實施形態之附散熱座功率模組用基板概略說明圖。
[圖9]本發明另一實施形態之附散熱座功率模組用基板中，金屬層與散熱座的接合交界面概略說明圖。
[圖10]圖9中散熱座與金屬間化合物層之交界面放大說明圖。
[圖11]本發明另一實施形態之附散熱座功率模組用基板中，金屬層與散熱座的接合交界面概略說明圖。
[圖12]圖11中金屬層與金屬間化合物層之交界面放大說明圖。
[圖13]Cu與Al的二元狀態圖。
(第1實施形態)
以下參照所附圖面，說明本發明之實施形態。
圖1揭示本發明第1實施形態之附散熱座功率模組1、附散熱座功率模組用基板30、功率模組用基板10。
該附散熱座功率模組1具備：附散熱座功率模組用基板30、及在該附散熱座功率模組用基板30一方側(圖1中的上側)透過銲料層2而接合之半導體元件3。
銲料層2例如是訂為Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-In系、或是Sn-Ag-Cu系之銲料材(即所謂無鉛銲料材)，將附散熱座功率模組用基板30與半導體元件3予以接合。
半導體元件3為具備半導體之電子零件，因應所需之功能會選擇各種半導體元件。本實施形態當中，係訂為IGBT元件。
附散熱座功率模組用基板30具備：功率模組用基板10、及與功率模組用基板10另一方側(圖1中的下側)接合之散熱座31。
又，功率模組用基板10，如圖1所示，具備：陶瓷基板11(絕緣層)；及電路層12，形成於該陶瓷基板11一方之面(第一面，即圖1中的上面)；及金屬層13，形成於陶瓷基板11另一方之面(第二面，即圖1中的下面)。
陶瓷基板11，係防止電路層12與金屬層13之間的電性連接，且由絕緣性高的AIN(氮化鋁)所構成。此外，陶瓷基板11的厚度設定在0.2~1.5mm的範圍內，本實施形態中是設定為0.635mm。
電路層12，是藉由在陶瓷基板11的第一面(圖1中的上面)接合金屬板而形成。本實施形態中，電路層12是藉由純度99.99%以上的鋁(亦即4N鋁)的壓延板所構成之鋁板22與陶瓷基板11接合而形成。
金屬層13，是藉由在陶瓷基板11的第二面(圖1中的下面)接合金屬板而形成。本實施形態中，金屬層13是藉由純度99.99%以上的鋁(亦即4N鋁)的壓延板所構成之鋁板23與陶瓷基板11接合而形成。第1實施形態中，金屬層13的平均結晶粒徑係訂為500μm以上。
散熱座31係用來使功率模組用基板10側的熱逸散。散熱座31是由熱傳導性良好的銅或銅合金所構 成，本實施形態中，是由無氧銅所構成。又，第1實施形態中，散熱座31的平均結晶粒徑係訂為50μm以上200μm以下之範圍內。
在該散熱座31的內部，設有用來讓冷卻用流體流通之通路32。
又，本實施形態中，功率模組用基板10的金屬層13與散熱座31，是藉由固相擴散接合來接合。
在金屬層13與散熱座31的接合交界面，如圖2所示，形成有金屬間化合物層41。
金屬間化合物層41，是藉由金屬層13的Al(鋁原子)及散熱座31的Cu(銅原子)相互擴散而形成。該金屬間化合物層41中係具有濃度梯度，從金屬層13愈朝向散熱座31，Al的濃度會逐漸變低，且Cu的濃度逐漸變高。
該金屬間化合物層41，是由Al和Cu所成之金屬間化合物所構成，本實施形態當中，係構成為複數個金屬間化合物是沿著接合交界面而層積。在此，該金屬間化合物層41的厚度t，是設定在1μm以上80μm以下之範圍內，較佳是5μm以上80μm以下之範圍內。
第1實施形態當中，如圖2所示，係做成3種金屬間化合物層積之構造，從金屬層13側朝向散熱座31側，依序做成θ相43、η2相44、ζ2相45(圖13)。
此外，在金屬間化合物層41與散熱座31的接合交界面，氧化物46係沿著接合交界面而分散成層狀。另，第 1實施形態中，該氧化物46是做成氧化鋁(Al2O3)等鋁氧化物。另，氧化物46在金屬間化合物層41與散熱座31的交界面是分散而呈寸斷的狀態，故也存在有金屬間化合物層41與散熱座31會直接接觸之區域。
接著，利用圖3及圖4，說明本實施形態之附散熱座功率模組1、附散熱座功率模組用基板30、功率模組用基板10之製造方法。
首先，如圖4所示，在陶瓷基板11的第一面及第二面，透過硬銲材來層積鋁板22、23。接著，藉由加壓/加熱後冷卻，將陶瓷基板11與鋁板22、23接合，形成電路層12及金屬層13(電路層及金屬層接合工程S11)。另，該硬銲之溫度設定為640℃~650℃。
像這樣，便得到在陶瓷基板11的第一面形成有電路層12、而在第二面形成有金屬層13之功率模組用基板10。
接著，如圖4所示，在金屬層13另一方側層積散熱座31。在此，金屬層13的一方側，係為與陶瓷基板11第二面接合之金屬層13的面。此外，金屬層13的另一方側，係為金屬層13中與陶瓷基板11第二面接合之面的相反面。接著，對於金屬層13與散熱座31，在層積方向負載荷重的狀態下，將金屬層13及散熱座31的加熱溫度保持在未滿鋁和銅之共晶溫度，藉此將金屬層13與散熱座31固相擴散接合(散熱座接合工程S12)。具體而言，首先，從功率模組用基板10的一方側及散熱座31 的另一方側，亦即從圖4中散熱座31的下面負載荷重，並配置於真空加熱爐中。本實施形態中，在金屬層13及散熱座31的接觸面所負載之荷重，係訂為3kgf/cm2以上35kgf/cm2以下。接著，將真空加熱的加熱溫度訂為未滿鋁和銅之共晶溫度，進行固相擴散接合，將金屬層13與散熱座31接合。該真空加熱的較佳條件係訂為400℃以上548℃以下，保持15分鐘以上270分鐘以下。
本實施形態中，在金屬層13與散熱座31接合之面，係事先將該面的傷痕除去使其平滑化後，再進行固相擴散接合。
另，真空加熱的更佳加熱溫度係訂為，鋁和銅之共晶溫度-5℃以上且未滿共晶溫度之範圍。
如上述般，便得到本實施形態之附散熱座功率模組用基板30、及功率模組用基板10。
接著，在電路層12的一方側(表面)，透過銲料材載置半導體元件3，於還原爐內銲接(半導體元件接合工程S13)。
像這樣，便製造出本實施形態之附散熱座功率模組1。
按照採取以上構成的本實施形態之附散熱座功率模組用基板30，係構成為，由鋁所構成之金屬層13、及由銅所構成之散熱座31是藉由固相擴散接合來接合，故相較於透過熱傳導性差的潤滑脂或銲料來接合之情形，能夠提升金屬層13與散熱座31的接合部之熱傳導 性，減小熱阻。
再者，金屬層13與散熱座31是藉由固相擴散接合來接合，且在金屬層13與散熱座31的接合交界面形成有由Cu和Al所成之金屬間化合物層41，故金屬層13中的Al(鋁原子)和散熱座31中的Cu(銅原子)會充分地相互擴散，金屬層13與散熱座31會穩固地接合。
此外，金屬間化合物層41，係做成為複數個金屬間化合物沿著前述接合交界面而層積之構造，故能夠抑制脆弱的金屬間化合物層大幅成長。此外，金屬層13中的Al和散熱座31中的Cu會相互擴散，藉此，從金屬層13側朝向散熱座31側，適合各自的組成之金屬間化合物會形成為層狀，故能使接合交界面附近的特性穩定。
具體而言，金屬間化合物層41從金屬層13朝向散熱座31側，依序層積有θ相43、η2相44、ζ2相45這三種金屬間化合物，故在金屬間化合物層41內部的體積變動小，而會抑制內部應變。
也就是說，當沒有固相擴散的情形下，例如當形成液相的情形下，金屬間化合物會產生過剩，金屬間化合物層其體積變動會變大，在金屬間化合物層會發生內部應變。但，當固相擴散的情形下，脆弱的金屬間化合物層不會大幅成長，金屬間化合物會形成為層狀，故會抑制其內部應變。
此外，在該些金屬間化合物層41與散熱座31的接合交界面，氧化物46係沿著接合交界面而分散成層 狀，故在金屬層13表面形成的氧化膜會確實地被破壞，Cu和Al的相互擴散會充分進行，金屬層13與散熱座31會確實地接合。
又，金屬間化合物層41的平均厚度係訂為1μm以上80μm以下之範圍內，較佳為5μm以上80μm以下之範圍內，故金屬層13中的Al和散熱座31中的Cu會充分地相互擴散，金屬層13與散熱座31能夠穩固地接合，且會抑制比金屬層13、散熱座31還脆弱的金屬間化合物層41成長過剩，接合交界面的特性會變得穩定。
又，本實施形態中，散熱座31的平均結晶粒徑訂為50μm以上200μm以下之範圍內，金屬層13的平均結晶粒徑訂為500μm以上，金屬層13、散熱座31的平均結晶粒徑係設定成較大。故，在金屬層13、散熱座31不會蓄積不必要的應變，疲勞特性變得良好。是故，在熱循環負載中，對於在功率模組用基板10與散熱座31之間產生的熱應力，接合可靠性會提升。
此外，由於構成為對於功率模組用基板10的金屬層13和散熱座31，是在層積方向負載荷重的狀態下進行固相擴散接合，故在金屬層13與散熱座31的接合部不易產生間隙，能使接合部的熱傳導性良好。
又，將金屬層13及散熱座31的加熱溫度保持在未滿鋁和銅之共晶溫度並藉此進行固相擴散接合，故在金屬層13與散熱座31之間不會形成液相。因此，在金屬層13與散熱座31之間不會生成大量的鋁和銅之化合物，能夠 提升金屬層13與散熱座31的接合部之接合可靠性。
此外，在陶瓷基板11的第一面及第二面配設有由變形阻力小的鋁所構成之電路層12及金屬層13，當負載熱循環的情形下，電路層12及金屬層13會吸收在陶瓷基板11產生之熱應力，故能抑制陶瓷基板11發生破裂。
此外，散熱座31是由熱傳導性優良的銅所構成，故可提升附散熱座功率模組用基板30的散熱性。
如上述般在使用了附散熱座功率模組用基板30的附散熱座功率模組1中，金屬層13與散熱座31的接合部之熱阻會變小，故能夠有效率地逸散從半導體元件3產生的熱。再者，金屬層13與散熱座31的接合強度高，故當負載熱循環的情形下，接合交界面不易發生剝離，能抑制附散熱座功率模組1的熱阻上昇。此外，散熱座31是由熱傳導性優良的銅所構成，故可更有效率地逸散來自半導體元件3的熱。
按照本發明之附散熱座功率模組1，能夠像這樣有效率地逸散來自半導體元件3的熱，抑制半導體元件3的溫度上昇，故可使半導體元件3於規定溫度下動作，提升動作的穩定性。
此外，電路層12及金屬層13是由變形阻力小的鋁所構成，故會抑制陶瓷基板11發生破裂，能提升附散熱座功率模組1的可靠性。
此外，固相擴散接合係構成為，在陶瓷基板 11的第一面及第二面形成電路層12及金屬層13，而在金屬層13的另一方側，亦即與陶瓷基板11第二面接合之面的相反面配置散熱座31，其後對於金屬層13及散熱座31，在負載3kgf/cm2以上35kgf/cm2以下之荷重的狀態下，以400℃以上548℃以下保持15分鐘以上270分鐘以下。如此一來，會在金屬層13與散熱座31充分密合的狀態下，使散熱座31的銅原子固相擴散至金屬層13中，且使金屬層13的鋁原子固相擴散至散熱座31中而將金屬層13與散熱座31接合，藉此，能夠在金屬層13的另一方側確實地形成散熱座31。
又，藉由像這樣進行固相擴散接合，能夠抑制金屬層13與散熱座31之間產生間隙而將金屬層13與散熱座31接合，故會使金屬層13與散熱座31的接合交界面之熱傳導性良好，能夠減小熱阻，可將從半導體元件3產生的熱有效率地逸散至散熱座31側。
在固相擴散接合時，若對於金屬層13及散熱座31負載的荷重未滿3kgf/cm2的情形下，會難以使金屬層13與散熱座31充分接合，金屬層13與散熱座31之間可能會產生間隙。此外，若超過35kgf/cm2的情形下，負載的荷重會過高而陶瓷基板11可能發生破裂。基於這樣的理由，在固相擴散接合時負載之荷重，係設定成上述範圍。
在固相擴散接合時，若溫度未滿400℃的情形下，鋁原子和銅原子不會充分擴散，難以以固相擴散來接 合。此外，若超過548℃的情形下，在金屬層13與散熱座31之間會有液相形成而會大量生成鋁和銅之化合物，故會妨礙金屬層13與散熱座31的接合，接合可靠性會降低。基於這樣的理由，在固相擴散接合時之溫度，係設定成上述範圍。
此外，在固相擴散接合時，真空加熱的較佳溫度，從鋁和銅之共晶溫度起算，係訂為共晶溫度-5℃以上且未滿共晶溫度之範圍。當選擇了這樣的真空加熱溫度時，金屬層13與散熱座31之間不會形成液相，故不會大量生成鋁和銅之化合物，固相擴散接合的接合可靠性會變得良好，而且固相擴散接合時的擴散速度快，能以較短時間進行固相擴散接合，因此如上述般設定。
固相擴散接合時的加熱保持時間若未滿15鐘的情形下，保持時間會過短而固相擴散難以充分發生，接合可能會不充分；而若超過270分鐘的情形下，製造成本會增加，因此設定成上述範圍。
此外，在固相擴散接合時，若接合的面有傷痕的情形下，於固相擴散接合時便會產生間隙，但在金屬層13與散熱座31接合之面，是事先將該面的傷痕除去並平滑化之後才進行固相擴散接合，故會抑制各自之接合交界面產生間隙而可接合。
(第2實施形態)
接下來，說明本發明之第2實施形態。
圖5揭示本發明第2實施形態之附散熱座功率模組101、附散熱座功率模組用基板130、功率模組用基板110。另，有關與第1實施形態同樣之構成，係標注同一符號並省略詳細說明。
附散熱座功率模組101具備：附散熱座功率模組用基板130、及在該附散熱座功率模組用基板130一方側(圖5中的上側)透過銲料層2而接合之半導體元件3。
附散熱座功率模組用基板130具備：功率模組用基板110、及與功率模組用基板110另一方側(圖5中的下側)接合之散熱座131。
又，功率模組用基板110，如圖5所示，具備：陶瓷基板11(絕緣層)；及電路層12，形成於該陶瓷基板11一方之面(第一面，即圖5中的上面)；及金屬層113，形成於陶瓷基板11另一方之面(第二面，即圖5中的下面)。
金屬層113，是藉由在陶瓷基板11的第二面(圖5中的下面)接合金屬板而形成。第2實施形態中，金屬層113是由無氧銅所構成。該金屬層113的平均結晶粒徑係訂為50μm以上200μm以下之範圍內。
散熱座131是由鋁合金(A6063)所構成，內部設有用來讓冷卻用流體流通之通路132。第2實施形態中，散熱座131的平均結晶粒徑係訂為500μm以上。
又，功率模組用基板110的金屬層113與散熱座 131，是藉由固相擴散接合來接合。
在金屬層113與散熱座131的接合交界面，如圖6所示，形成有金屬間化合物層141。
金屬間化合物層141，是藉由金屬層113的Cu(銅原子)及散熱座131的Al(鋁原子)相互擴散而形成。該金屬間化合物層141中係具有濃度梯度，從散熱座131愈朝向金屬層113，Al的濃度會逐漸變低，且Cu的濃度逐漸變高。
該金屬間化合物層141，是由Al和Cu所成之金屬間化合物所構成，第2實施形態當中，係構成為複數個金屬間化合物是沿著接合交界面而層積。在此，該金屬間化合物層141的厚度t，是設定在1μm以上80μm以下之範圍內，較佳是5μm以上80μm以下之範圍內。
第2實施形態當中，如圖6所示，係做成3種金屬間化合物層積之構造，從散熱座131側朝向金屬層113側，依序做成θ相43、η2相44、ζ2相45。
此外，在金屬間化合物層141與金屬層113的接合交界面，氧化物46係沿著接合交界面而分散成層狀。另，第2實施形態中，該氧化物46是做成氧化鋁(Al2O3)等鋁氧化物。另，氧化物46在金屬間化合物層141與金屬層113的交界面是分散而呈寸斷的狀態，故也存在有金屬間化合物層141與金屬層113會直接接觸之區域。
接著，說明本實施形態之附散熱座功率模組101、附散熱座功率模組用基板130、功率模組用基板110 之製造方法。
首先，在陶瓷基板11一方之面(第二面)，接合作為金屬層113之銅板，而在陶瓷基板11另一方之面(第一面)，接合作為電路層12之Al板。本實施形態當中，使用無氧銅作為銅板、4N鋁作為Al板，陶瓷基板與銅板的接合是藉由活性金屬硬銲法，陶瓷基板與Al板的接合是利用Al-Si系硬銲材而進行接合。
接著，在金屬層113的另一方側，亦即金屬層113中與陶瓷基板11第二面接合之面的相反面，層積散熱座131。接著，對於金屬層113與散熱座131，在層積方向負載荷重的狀態下，將金屬層113及散熱座131的加熱溫度保持在未滿鋁和銅之共晶溫度，藉此將金屬層113與散熱座131固相擴散接合。固相擴散接合的條件與第1實施形態相同。
如上述般，便得到第2實施形態之附散熱座功率模組用基板130、及功率模組用基板110。
接著，在電路層12的一方側(表面)，透過銲料材載置半導體元件3，於還原爐內銲接。
像這樣，便製造出本發明第2實施形態之附散熱座功率模組101。
按照採取以上構成的第2實施形態之附散熱座功率模組用基板130，係構成為，由銅所構成之金屬層113、及由鋁合金(A6063)所構成之散熱座131是藉由固相擴散接合來接合，故相較於透過熱傳導性差的潤滑脂或 銲料來接合之情形，能夠提升金屬層113與散熱座131的接合部之熱傳導性，減小熱阻。
再者，金屬層113與散熱座131是藉由固相擴散接合來接合，且在金屬層113與散熱座131的接合交界面形成有由Cu和Al所成之金屬間化合物層141，故金屬層113中的Cu(銅原子)和散熱座131中的Al(鋁原子)會充分地相互擴散，金屬層113與散熱座131會穩固地接合。
此外，在該些金屬間化合物層141與金屬層113的接合交界面，氧化物46係沿著接合交界面而分散成層狀，故在散熱座131表面形成的氧化膜會確實地被破壞，Cu和Al的相互擴散會充分進行，金屬層113與散熱座131會確實地接合。
又，金屬間化合物層141的平均厚度係訂為1μm以上80μm以下之範圍內，較佳為5μm以上80μm以下之範圍內，故金屬層113中的Cu和散熱座131中的Al會充分地相互擴散，金屬層113與散熱座131能夠穩固地接合，且會抑制比金屬層113、散熱座131還脆弱的金屬間化合物層141成長過剩，接合交界面的特性會變得穩定。
又，第2實施形態中，散熱座131的平均結晶粒徑訂為500μm以上，金屬層113的平均結晶粒徑訂為50μm以上200μm以下之範圍內，金屬層113、散熱座131的平均結晶粒徑係設定成較大。故，在金屬層113、 散熱座131不會蓄積不必要的應變，疲勞特性變得良好。是故，在熱循環負載中，對於在功率模組用基板110與散熱座131之間產生的熱應力，接合可靠性會提升。
又，第2實施形態中金屬層113是由無氧銅所構成，故會擴散來自半導體元件3的熱而有效率地傳導至散熱座131側，能夠減小熱阻。
以上已說明本發明之實施形態，但本發明並非限定於此，在不脫離其發明之技術思想範圍內可適當變更。
另，上述實施形態中，係針對電路層由純度99.99%的4N鋁所構成之情形來進行說明，但並不限定於此，亦可由純度99%的鋁(2N鋁)、鋁合金、銅、或銅合金所構成。由銅或銅合金來形成電路層的情形下，會將來自半導體元件的熱藉由電路層朝面方向擴散，可有效率地逸散至功率模組用基板側。
此外，上述實施形態中，係針對金屬層由純度99.99%的純鋁所構成之情形來進行說明，但亦可由純度99%的鋁(2N鋁)或鋁合金所構成。此外，係針對散熱座由鋁合金(A6063)所構成之情形來進行說明，但亦可由純度99.99%的純鋁或其他鋁合金所構成。
此外，係針對金屬層或散熱座由無氧銅所構成之情形來進行說明，但亦可由精煉銅(tough pitch copper)或銅合金所構成。此外，係針對在散熱座內部設有通路之情形來進行說明，但亦可不設置通路。此外，散熱座亦可具備 散熱鰭片。
舉例來說，當以鋁合金構成金屬層、以銅合金構成散熱座的情形下，只要將固相擴散接合時的加熱溫度訂為未滿鋁合金和銅合金之共晶溫度即可，因應構成金屬層之金屬及構成散熱座之金屬來訂為未滿共晶溫度即可。
又，雖說明使用由AlN所成之陶瓷基板來作為絕緣層，但並不限定於此，亦可使用由Si3N4或Al2O3等所成之陶瓷基板，或可藉由絕緣樹脂來構成絕緣層。
此外，上述實施形態之附散熱座功率模組用基板中，雖說明在陶瓷基板的第一面接合鋁板來作為電路層，但例如亦可如圖7之附散熱座功率模組用基板230所示，在陶瓷基板11的第一面接合銅板來作為電路層212，該銅板係具有與半導體元件等接合之晶粒座(die pad)232、及用來作為外部端子之引線部233。在此，陶瓷基板11與上述銅板的接合方法，例如可舉出活性金屬硬銲法或DBC法(Direct Bonding Copper，直接覆銅法)等之接合方法。此外，圖7所示之附散熱座功率模組用基板230當中，晶粒座232與陶瓷基板11係被接合。
此外，亦可構成為如圖8所示之附散熱座功率模組用基板330所示，電路層312具備鋁層312A、及與該鋁層312A的一方側接合之銅層312B，該銅層312B係由具有晶粒座332與引線部333之銅板所成。該附散熱座功率模組用基板330當中，鋁層312A與晶粒座332，是藉由固相擴散接合來接合。在此，鋁層312A的一方 側，係為鋁層312A中與陶瓷基板11第一面接合之面的相反面。
在此，鋁層312A的厚度，較佳是訂為0.1mm以上1.0mm以下。此外，銅層312B的厚度，較佳是訂為0.1mm以上6.0mm以下。
此外，第1實施形態當中，雖說明在金屬層13與散熱座31的接合交界面形成金屬間化合物層41，該金屬間化合物層41是從金屬層13側朝散熱座31側依序層積θ相43、η2相44、ζ2相45而構成，但並不限定於此。
具體而言，在金屬層13與散熱座31的接合交界面，從金屬層13側朝散熱座31側，亦可依序以鋁比率會變低的方式，來層積複數層由Cu及Al所成之金屬間化合物。此外，亦可構成為如圖9所示，在金屬層13與散熱座31的接合交界面，從金屬層13側朝散熱座31側，沿著前述接合交界面依序層積θ相443、η2相444，然後再層積ζ2相445、δ相447、及γ2相448當中的至少一個相(圖13)。
此外，第1實施形態當中，雖說明在金屬間化合物層41與散熱座31的接合交界面，氧化物46是沿著接合交界面而分散成層狀，但例如亦可構成為如圖10所示，沿著金屬間化合物層441與散熱座31之交界面，氧化物446是在由ζ2相445、δ相447、及γ2相448當中的至少一個相所構成之層的內部分散成層狀。另，該氧化 物446是做成氧化鋁(Al2O3)等鋁氧化物。
此外，第2實施形態當中，雖說明在金屬層113與散熱座131的接合交界面形成金屬間化合物層141，該金屬間化合物層141是從散熱座131側朝金屬層113側依序層積θ相43、η2相44、ζ2相45而構成，但並不限定於此。
具體而言，在金屬層113與散熱座131的接合交界面，從散熱座131側朝金屬層113側，亦可依序以鋁比率會變低的方式，來層積複數層由Cu及Al所成之金屬間化合物。此外，亦可構成為如圖11所示，在金屬層113與散熱座131的接合交界面，從散熱座131側朝金屬層113側，沿著前述接合交界面依序層積θ相543、η2相544，然後再層積ζ2相545、δ相547、及γ2相548當中的至少一個相。
此外，第2實施形態當中，雖說明在金屬間化合物層141與金屬層113的接合交界面，氧化物46是沿著接合交界面而分散成層狀，但例如亦可構成為如圖12所示，沿著金屬間化合物層541與金屬層113之交界面，氧化物546是在由ζ2相545、δ相547、及γ2相548當中的至少一個相所構成之層的內部分散成層狀。另，該氧化物546是做成氧化鋁(Al2O3)等鋁氧化物。
〔實施例〕
以下，說明為了確認本發明之功效而進行之 確認實驗結果。
依據圖3流程圖記載之手續，使用依表1及表2所示條件將金屬層與散熱座予以固相擴散接合而製作出之附散熱座功率模組用基板，來製作出本發明例1-1~1-7、本發明例2-1~2-7、比較例1及比較例2之附散熱座功率模組。
另，陶瓷基板係使用由AlN所構成，40mm×40mm、厚度0.635mm者。
此外，電路層係使用由4N鋁的壓延板所構成，37mm×37mm、厚度0.6mm者。
金屬層，在本發明例1-1~1-7、及比較例1中，係使用由4N鋁的壓延板所構成，37mm×37mm、厚度1.6mm者。
此外，在本發明例2-1~2-7、及比較例2中，係使用由無氧銅的壓延板所構成，37mm×37mm、厚度0.3mm者。
散熱座，在本發明例1-1~1-7、及比較例1中，係使用由無氧銅所構成，於散熱座內部具有冷卻用通路者。
此外，在本發明例2-1~2-7、及比較例2中，係使用由鋁合金(A6063)所構成，於散熱座內部具有冷卻用通路者。
半導體元件訂為IGBT元件，使用12.5mm×9.5mm、厚度0.25mm者。
針對如此製作出的附散熱座功率模組，實施以下評估。
(熱循環試驗)
熱循環試驗，係對於附散熱座功率模組，負載從-40℃至125℃之熱循環而進行。本實施例當中，該熱循環實施3000次。
於該熱循環試驗前後，測定金屬層與散熱座的交界面之接合率及附散熱座功率模組的熱阻。
(氧化物之評估方法)
使用截面拋光機(cross section polisher，日本電子公司製SM-09010)，以離子加速電壓：5kV、加工時間：14小時、從遮蔽板的突出量：100μm來進行離子蝕刻後之截面，利用掃描型電子顯微鏡(Carl Zeiss NTS公司製ULTRA55)以加速電壓：1kV、WD：2.5mm來進行In-Lens像、組成像的攝影及EDS分析。
本發明例1-1~1-7及2-1~2-7當中，拍攝In-Lens像發現，得到了沿著Cu與金屬間化合物層的交界面分散成層狀之白色反差。又依同條件拍攝組成像發現，前述處會變成比Al還暗的反差。又經EDS分析發現，在前述處氧會富集(concentration)。由以上事項確認出，在Cu與金屬間化合物層的交界面，氧化物係沿著前述交界面分散成層狀。
此外，比較例1及比較例2當中並未確認出這樣的氧化物。依上述方法而可確認有氧化物者，於表中記載為「有」，未能確認者則記載為「無」。
(金屬層與散熱座的接合交界面之接合率評估)
對於熱循環試驗前後的附散熱座功率模組，針對金屬層與散熱座的接合交界面之接合率，利用超音波探傷裝置來評估，並由以下式子算出。此處，所謂初始接合面積，係指接合前的應接合面積，亦即金屬層的面積。超音波探傷像中，剝離係以白色部分表示，故將該白色部面積作為剝離面積。
(接合率(%))=((初始接合面積)-(剝離面積))/(初始接合面積)×100
(熱阻評估)
熱阻係以下述方式測定。使用加熱器晶片(heater chip)作為半導體元件，以100W電力加熱，利用熱電偶來實測加熱器晶片的溫度。此外，實測在散熱座流通之冷卻媒介(乙二醇：水=9：1)的溫度。接著，將加熱器晶片的溫度與冷卻媒介的溫度差，除以電力之值，作為熱阻。
金屬層訂為4N鋁、散熱座訂為無氧銅之本發明例1-1~1-7以及比較例1的評估結果如表1所示。
金屬層訂為無氧銅、散熱座訂為鋁合金(A6063)之 本發明例2-1~2-7以及比較例2的評估結果如表2所示。
如表1、表2所示，缺少了沿著Cu與金屬間化合物層的交界面分散成層狀之氧化物的比較例1及比較例2當中，熱循環試驗前的接合率雖高，但熱循環試驗後的接合率降低，熱阻上昇。推測這是因為將固相擴散接合時的溫度訂為鋁和銅之共晶溫度以上的緣故。
另一方面，本發明之本發明例1-1~1-7及2-1~2-7當中，由於有沿著Cu與金屬間化合物層的交界面分散成層狀之氧化物，故熱循環試驗前及試驗後的接合率皆高，又，熱循環試驗前後的熱阻皆低。
故，本發明例1-1~1-7及2-1~2-7當中，可確認功率模組用基板與散熱座係穩固地接合。
〔產業利用性〕
按照本發明，能夠提供一種附散熱座功率模組用基板、附散熱座功率模組、及附散熱座功率模組用基板之製造方法，當彼此接合的金屬層及散熱座的其中一方是由鋁或鋁合金所構成，另一方由銅或銅合金所構成的情形下，可減小金屬層與散熱座的接合部之熱阻，抑制電子零件的溫度上昇。
1‧‧‧附散熱座功率模組
2‧‧‧銲料層
3‧‧‧半導體元件
10‧‧‧功率模組用基板
11‧‧‧陶瓷基板
12‧‧‧電路層
13‧‧‧金屬層
30‧‧‧附散熱座功率模組用基板
31‧‧‧散熱座
32‧‧‧通路

Claims (3)

  1. 一種附散熱座功率模組用基板，係具備：功率模組用基板，在絕緣層一方之面配設電路層，而在前述絕緣層另一方之面配設金屬層、及散熱座，與前述功率模組用基板的前述金屬層接合，該附散熱座功率模組用基板，其特徵為：前述金屬層及前述散熱座的其中一方是由鋁或鋁合金所構成，另一方由銅或銅合金所構成，前述金屬層與前述散熱座係被固相擴散接合，在前述金屬層與前述散熱座的接合交界面，形成有由Cu與Al所構成之金屬間化合物層，在由銅或銅合金所構成之前述金屬層或前述散熱座與前述金屬間化合物層的交界面，氧化物係沿著前述交界面分散成層狀。
  2. 一種附散熱座功率模組，其特徵為，具備：申請專利範圍第1項之附散熱座功率模組用基板、及與前述電路層的一方側接合之半導體元件。
  3. 一種附散熱座功率模組用基板之製造方法，該附散熱座功率模組用基板係具備：功率模組用基板，在絕緣層一方之面配設電路層，而在前述絕緣層另一方之面配設金屬層；及散熱座，與前述功率模組用基板的金屬層接合，該附散熱座功率模組用基板之製造方法，其特徵為： 由鋁或鋁合金來構成前述金屬層及前述散熱座的其中一方，由銅或銅合金來構成另一方，將前述金屬層與前述散熱座予以層積，對前述金屬層與前述散熱座於層積方向負載3kgf/cm2以上35kgf/cm2以下的荷重之狀態下，以未滿鋁和銅之共晶溫度予以保持，將前述金屬層與前述散熱座予以固相擴散接合，藉此，在前述金屬層與前述散熱座的接合交界面形成由Cu和Al所構成之金屬間化合物層，且在由前述銅或銅合金所構成之前述金屬層或前述散熱座與前述金屬間化合物層的交界面，使氧化物沿著前述交界面分散成層狀。
TW102136773A 2012-10-16 2013-10-11 附散熱座功率模組用基板，附散熱座功率模組，及附散熱座功率模組用基板之製造方法 TWI600126B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012228870 2012-10-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201423922A TW201423922A (zh) 2014-06-16
TWI600126B true TWI600126B (zh) 2017-09-21

Family

ID=50488154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102136773A TWI600126B (zh) 2012-10-16 2013-10-11 附散熱座功率模組用基板，附散熱座功率模組，及附散熱座功率模組用基板之製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9968012B2 (zh)
EP (1) EP2911192B1 (zh)
JP (1) JP5614485B2 (zh)
KR (1) KR102146589B1 (zh)
CN (1) CN104718616B (zh)
IN (1) IN2015DN03283A (zh)
TW (1) TWI600126B (zh)
WO (1) WO2014061588A1 (zh)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5542765B2 (ja) * 2011-09-26 2014-07-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーモジュール
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
WO2016017679A1 (ja) * 2014-07-29 2016-02-04 電気化学工業株式会社 セラミックス回路基板及びその製造方法
JP6432208B2 (ja) * 2014-08-18 2018-12-05 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、及び、ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法
JP6432466B2 (ja) 2014-08-26 2018-12-05 三菱マテリアル株式会社 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、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、及び、ヒートシンクの製造方法
JP6332108B2 (ja) * 2015-03-30 2018-05-30 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の製造方法
WO2016167217A1 (ja) * 2015-04-16 2016-10-20 三菱マテリアル株式会社 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、及び、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
JP6696214B2 (ja) 2015-04-16 2020-05-20 三菱マテリアル株式会社 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、及び、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
JP6696215B2 (ja) * 2015-04-16 2020-05-20 三菱マテリアル株式会社 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、及び、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
US10497585B2 (en) 2015-04-16 2019-12-03 Mitsubishi Materials Corporation Bonded body, substrate for power module with heat sink, heat sink, method for producing bonded body, method for producing substrate for power module with heat sink, and method for producing heat sink
CN105081500B (zh) * 2015-09-02 2017-02-22 哈尔滨工业大学 一种使用激光前向转印具有特定晶粒取向和数量薄膜诱发金属间化合物生长的方法
JP6638282B2 (ja) * 2015-09-25 2020-01-29 三菱マテリアル株式会社 冷却器付き発光モジュールおよび冷却器付き発光モジュールの製造方法
JP2017063127A (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 三菱マテリアル株式会社 発光モジュール用基板、発光モジュール、冷却器付き発光モジュール用基板、および発光モジュール用基板の製造方法
KR102159517B1 (ko) * 2016-06-16 2020-09-24 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체 실장용 방열 베이스판 및 그 제조 방법
JPWO2018154870A1 (ja) * 2017-02-27 2019-02-28 三菱電機株式会社 金属接合方法、半導体装置の製造方法、及び半導体装置
JP6776953B2 (ja) * 2017-03-07 2020-10-28 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
JP6790945B2 (ja) * 2017-03-17 2020-11-25 三菱マテリアル株式会社 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
JP6970738B2 (ja) * 2017-03-30 2021-11-24 株式会社東芝 セラミックス銅回路基板およびそれを用いた半導体装置
US11257733B2 (en) * 2017-03-31 2022-02-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Semiconductor device including heat-dissipating metal multilayer having different thermal conductivity, and method for manufacturing same
JP7135716B2 (ja) * 2017-10-27 2022-09-13 三菱マテリアル株式会社 接合体、ヒートシンク付絶縁回路基板、及び、ヒートシンク
WO2019082973A1 (ja) 2017-10-27 2019-05-02 三菱マテリアル株式会社 接合体、ヒートシンク付絶縁回路基板、及び、ヒートシンク
CN111656518B (zh) * 2018-02-13 2023-05-16 三菱综合材料株式会社 铜-钛-铝接合体、绝缘电路基板、带散热器的绝缘电路基板、功率或led或热电模块
US11289400B2 (en) * 2018-03-26 2022-03-29 Mitsubishi Materials Corporation Method of manufacturing bonded body for insulation circuit substrate board and bonded body for insulation circuit substrate board
KR20200138302A (ko) * 2018-03-28 2020-12-09 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 히트 싱크가 부착된 절연 회로 기판
JP7167642B2 (ja) 2018-11-08 2022-11-09 三菱マテリアル株式会社 接合体、ヒートシンク付絶縁回路基板、及び、ヒートシンク
TW202027978A (zh) 2018-11-28 2020-08-01 日商三菱綜合材料股份有限公司 接合體、附散熱片的絕緣電路基板、及散熱片
DE102019126954A1 (de) * 2019-10-08 2021-04-08 Rogers Germany Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Substrats, Lötsystem und Metall-Keramik-Substrat, hergestellt mit einem solchen Verfahren
US11828546B2 (en) * 2019-11-21 2023-11-28 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Heat exchange compound module
EP4124184A4 (en) * 2020-03-18 2024-04-17 Toshiba Kk LAMINATE, CERAMIC-COPPER CIRCUIT BOARD, METHOD FOR PRODUCING A LAMINATE AND METHOD FOR PRODUCING A CERAMIC-COPPER CIRCUIT BOARD
US11825628B2 (en) * 2020-08-19 2023-11-21 Baidu Usa Llc Hybrid cooling system for electronic racks
US20230130677A1 (en) * 2021-10-21 2023-04-27 Amulaire Thermal Technology, Inc. Heat-dissipation substrate having gradient sputtered structure

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04315524A (ja) 1991-04-10 1992-11-06 Kobe Steel Ltd 銅材とアルミニウム材との接合用部材及びその製造方法
JP3240211B2 (ja) 1993-04-12 2001-12-17 旭化成株式会社 銅−アルミニウム異種金属継手材
TW252061B (en) 1994-07-20 1995-07-21 Dong-Hann Chang Process of undergoing diffusion bonding under low pressure
JPH08255973A (ja) 1995-03-17 1996-10-01 Toshiba Corp セラミックス回路基板
US6033787A (en) * 1996-08-22 2000-03-07 Mitsubishi Materials Corporation Ceramic circuit board with heat sink
US6124635A (en) * 1997-03-21 2000-09-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Functionally gradient integrated metal-ceramic member and semiconductor circuit substrate application thereof
JPH11156995A (ja) 1997-09-25 1999-06-15 Daido Steel Co Ltd クラッド板とこれを用いた電池用ケース並びにこれらの製造方法
JP3752830B2 (ja) 1998-03-31 2006-03-08 マツダ株式会社 接合金属部材及び該部材の接合方法
JP2001148451A (ja) * 1999-03-24 2001-05-29 Mitsubishi Materials Corp パワーモジュール用基板
JP2001252772A (ja) 2000-03-10 2001-09-18 Showa Denko Kk アルミニウム−銅クラッド材およびその製造方法
JP2002064169A (ja) * 2000-08-21 2002-02-28 Denki Kagaku Kogyo Kk 放熱構造体
JP2002203942A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Fuji Electric Co Ltd パワー半導体モジュール
JP2002231865A (ja) * 2001-02-02 2002-08-16 Toyota Industries Corp ヒートシンク付絶縁基板、接合部材及び接合方法
JP2003078086A (ja) 2001-09-04 2003-03-14 Kubota Corp 半導体素子モジュール基板の積層構造
JP2003092383A (ja) 2001-09-19 2003-03-28 Hitachi Ltd パワー半導体装置およびそのヒートシンク
JP2003258170A (ja) 2002-02-26 2003-09-12 Akane:Kk ヒートシンク
JP3917503B2 (ja) 2002-04-05 2007-05-23 住友精密工業株式会社 アルミニウム部材と銅部材の接合方法及びその接合構造物
TW540298B (en) 2002-09-04 2003-07-01 Loyalty Founder Entpr Co Ltd Composite board forming method for heat sink
JP3938079B2 (ja) 2003-03-20 2007-06-27 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
WO2005014217A1 (ja) 2003-08-07 2005-02-17 Sumitomo Precision Products Co., Ltd. Al-Cu接合構造物およびその製造方法
KR101108454B1 (ko) * 2004-04-05 2012-01-31 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 Ａｌ／ＡｌＮ 접합체, 전력 모듈용 기판 및 전력 모듈, 그리고 Ａｌ／ＡｌＮ 접합체의 제조 방법
JP2006100770A (ja) * 2004-09-01 2006-04-13 Toyota Industries Corp 回路基板のベース板の製造方法及び回路基板のベース板並びにベース板を用いた回路基板
JP4759384B2 (ja) * 2005-12-20 2011-08-31 昭和電工株式会社 半導体モジュール
KR20100084161A (ko) 2007-10-25 2010-07-23 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 스탬퍼와 그의 제조방법, 성형체의 제조방법, 및 스탬퍼용 알루미늄 원형
JP5067187B2 (ja) * 2007-11-06 2012-11-07 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及びヒートシンク付パワーモジュール
JP4747315B2 (ja) * 2007-11-19 2011-08-17 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
JP5163199B2 (ja) * 2008-03-17 2013-03-13 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及びヒートシンク付パワーモジュール
JP2010034238A (ja) 2008-07-28 2010-02-12 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 配線板
JP2010137251A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Mitsubishi Electric Corp 金属接合体およびその製造方法
US8159821B2 (en) * 2009-07-28 2012-04-17 Dsem Holdings Sdn. Bhd. Diffusion bonding circuit submount directly to vapor chamber
US9076755B2 (en) 2009-09-09 2015-07-07 Mitsubishi Materials Corporation Method for producing substrate for power module with heat sink, substrate for power module with heat sink, and power module
DK2495067T3 (da) * 2009-10-26 2014-07-07 Neomax Materials Co Ltd Beklædningsmateriale med et af en nikkel-magnesium-legering dannet bindelegeringslag
KR101419627B1 (ko) * 2010-02-05 2014-07-15 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 파워 모듈용 기판 및 파워 모듈
US9266188B2 (en) * 2010-06-08 2016-02-23 Neomax Materials Co., Ltd. Aluminum copper clad material
CN101947689B (zh) 2010-09-21 2012-10-03 河南科技大学 铜铝复合板的连续复合成形方法及其复合成形装置
DE102010041714A1 (de) * 2010-09-30 2011-08-25 Infineon Technologies AG, 85579 Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
JP5736807B2 (ja) * 2011-02-02 2015-06-17 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、ヒートシンク付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
JP5910166B2 (ja) * 2012-02-29 2016-04-27 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
JP5403129B2 (ja) 2012-03-30 2014-01-29 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
JP5549958B2 (ja) 2012-09-21 2014-07-16 三菱マテリアル株式会社 アルミニウム部材と銅部材との接合構造

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014099596A (ja) 2014-05-29
US9968012B2 (en) 2018-05-08
US20150282379A1 (en) 2015-10-01
CN104718616B (zh) 2017-11-14
EP2911192A4 (en) 2016-06-22
IN2015DN03283A (zh) 2015-10-09
WO2014061588A1 (ja) 2014-04-24
JP5614485B2 (ja) 2014-10-29
KR102146589B1 (ko) 2020-08-20
EP2911192B1 (en) 2021-05-05
EP2911192A1 (en) 2015-08-26
TW201423922A (zh) 2014-06-16
KR20150067177A (ko) 2015-06-17
CN104718616A (zh) 2015-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI600126B (zh) 附散熱座功率模組用基板，附散熱座功率模組，及附散熱座功率模組用基板之製造方法
TWI622138B (zh) 功率模組用基板，附散熱座功率模組用基板，附散熱座功率模組
KR101971756B1 (ko) 파워 모듈용 기판, 히트 싱크 부착 파워 모듈용 기판, 파워 모듈 및 파워 모듈용 기판의 제조 방법
TWI591774B (zh) 功率模組用基板，附散熱座功率模組用基板及功率模組
TWI621226B (zh) 電源模組用基板、附散熱片之電源模組用基板及電源模組
JP5991102B2 (ja) ヒートシンク付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、及びヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法
TWI581342B (zh) 功率模組
JP5991103B2 (ja) ヒートシンク付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、及びヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法
JP7151583B2 (ja) ヒートシンク付き絶縁回路基板
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
KR20180059778A (ko) 발광 모듈용 기판, 발광 모듈, 냉각기가 형성된 발광 모듈용 기판, 및 발광 모듈용 기판의 제조 방법
JP6561883B2 (ja) 回路基板の製造方法
TWI801689B (zh) 接合體、附散熱片絕緣電路基板、及散熱片
JP6973674B2 (ja) 絶縁回路基板
JP2019083313A (ja) 接合体、ヒートシンク付絶縁回路基板、及び、ヒートシンク