WO2022202146A1 - 複合基板 - Google Patents
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Abstract
Description
[複合基板の作製]
厚さ0.32mmの窒化ケイ素製のセラミックス板、厚さ0.3mmの第一銅板、及び厚さ0.25mmの第二銅板を準備した。セラミックス板の両面の所定箇所にろう材aを塗布した。
ろう材としてろう材bを用い、第二の加熱処理工程における加熱温度を840℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合基板を作製した。
ろう材としてろう材cを用い、第二の加熱処理工程における加熱時間を5分間に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合基板を作製した。
ろう材としてろう材cを用い、第二の加熱処理工程における加熱温度を840℃に、加熱時間を90分間に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合基板を作製した。
第二の加熱処理工程における加熱温度を800℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合基板を作製した。
ろう材としてろう材bを用い、第二の加熱処理工程における加熱温度を800℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合基板を作製した。
ろう材としてろう材dを用い、第二の加熱処理工程における加熱温度を840℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合基板を作製した。
ろう材としてろう材eを用い、第二の加熱処理工程における加熱温度を860℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合基板を作製した。
第二の加熱処理工程における加熱温度を750℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合基板を作製した。
第二の加熱処理工程における加熱温度を800℃に、加熱時間を180分間に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、複合基板を作製した。
実施例1~6及び比較例1~4で作製した複合基板のそれぞれについて、電子線マイクロアナライザーによるマッピング分析によって特定される銀分散領域の厚み、スズ分散領域の厚み及びチタン分散領域の厚みを決定した。具体的には、任意で選択した接合面付近の銅板断面について接合面に水平方向に400μmの範囲をEPMAで観察した。400μmの範囲において各成分が拡散した部分のうち、最も離れた位置までの距離をろう材中成分の銅板への拡散距離とし、その平均値を採用した。結果を表2及び表3に示す。参考に実施例1で作製した複合基板についての評価結果を図3、図4、図5、及び図6に示す。
実施例及び比較例で得られた複合基板について、引きはがし強度を測定し、接合強度を評価した。具体的には、複合基板に接合された銅回路パターンの一部である幅5mmのパターンの端をペンチで引き剥がした。この複合基板を引張試験機の台に固定し、上記パターンの端をプル試験機のチャックに取り付けた。この時、セラミックス板の表面と引き剥がされた上記銅回路パターンの角度が90°(鉛直方向)になるように設置した。その後、引張試験機を作動させ、チャックを介して引き剥がされた上記パターンを上方に引っ張って移動させ、その時の最大引き剥がし荷重を測定した。その最大引き剥がし荷重を幅(0.5cm)で除して引きはがし強度を算出した。試験後、はく離面を目視で観察し、以下の基準で接合強度を評価した。結果を表2及び表3に示す。
A:引きはがし強度が100N/cm以上である。
B:引きはがし強度が80N/cm以上100N/cm未満である。
C:引きはがし強度が40N/cm以上80N/cm未満である。
D:引きはがし強度が40N/cm未満である。
実施例及び比較例で得られた複合基板について、JIS C 60068-2-14:2011「環境試験方法-電気・電子-第2―14部:温度変化試験方法(試験記号:N)」に記載の方法に準拠して、ヒートサイクル特性を評価した。具体的には、-40℃で15分間維持し、その後150℃で15分間維持することを1サイクルとして、2000回のヒートサイクル試験を行った。試験後、塩化銅液、及びフッ化アンモニウム/過酸化水素エッチングを用いて、銅板及びろう材層をはく離し、セラミックス板表面のクラックを画像解析ソフトGIMP2にて二値化(閾値140)し、上記クラックの面積を算出した後、クラック面積/回路パターンの面積の値を算出してクラック率を決定した。結果を表2及び表3に示す。
A:クラック率が1%未満である。
B:クラック率が1%以上5%未満である。
C:クラック率が5%以上である。
Claims (5)
- セラミックス板と、
銀及びスズを含有する、前記セラミックス板上に設けられたろう材層と、
銀及びスズが拡散して形成された領域を含む、前記ろう材層を介して前記セラミックス板と接合された金属基材と、を有し、
前記セラミックス板と前記金属基材との接合面に直交する断面における、銀分散領域の厚みをXとし、スズ分散領域の厚みをYとしたときに、前記Xに対する前記Yの比が0.10~1.00である、複合基板。 - 前記Xに対する前記Yの比が0.20~0.90である、請求項1に記載の複合基板。
- 前記ろう材層がチタンを更に含有し、前記セラミックス板と前記金属基材との接合面に直交する断面におけるチタン分散領域の厚みをZとしたときに、前記Zに対する前記Xの比が1.00超である、請求項1又は2に記載の複合基板。
- 前記セラミックス板が窒化ケイ素を含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の複合基板。
- 前記ろう材層の厚みが20μm以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載の複合基板。
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