JP2015070061A - パワーモジュール用基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】絶縁層を形成するセラミックス基板上の所定位置に回路層を形成するアルミニウム板を位置決めして積層載置し前記セラミックス基板に前記アルミニウム板を接合するアルミニウム板接合工程と、前記セラミックス基板上に接合された前記アルミニウム板上の所定位置に前記アルミニウム板よりも小さい回路形状を有し前記回路層を形成する銅板を位置決めして積層載置し銅とアルミニウムの共晶温度未満で加熱し前記アルミニウム板と前記銅板とを固相拡散接合する銅板接合工程と、前記アルミニウム板上に接合された前記銅板上にレジスト層を形成するレジスト形成工程と、前記アルミニウム板における前記銅板が接合されていない周辺部をエッチング処理により除去するエッチング工程とを有する。
【選択図】図4
Description
アルミニウム板接合工程として、絶縁層を形成するセラミックス基板(40mm×40mm、板厚0.635mmのAlN)の表裏面の所定位置に、アルミニウム板(38mm×38mm、板厚0.25mmの4N−Al)を位置決めして積層載置し、Al−Siろう箔(厚さ14μm)を介し、積層方向に0.3MPaの圧力を加え、温度640℃で40分加熱して接合した。
実施例1と同じ方法により、セラミック基板の表裏面に板厚0.25mmのアルミニウム板を接合し、接合されたアルミニウム板に対して、回路パターン部の板厚0.3mm、ブリッジ部の板厚0.15mmの銅板を実施例1と同様の方法で固相拡散接合して、FeCl3溶液でエッチング工程を行ったところ、9分間で銅板のブリッジ部およびアルミニウム板の周辺部を除去することにより、セラミックス基板に対して寸法精度の優れた回路パターンを確保できた。
実施例1と同じ方法により、セラミック基板の表裏面に板厚0.25mmのアルミニウム板を接合し、接合されたアルミニウム板に対して、回路パターン部の板厚0.3mm、ブリッジ部の板厚0.15mmの銅板を接合して、HNO3溶液でまずブリッジ部を除去した後、FeCl3溶液でエッチング工程を行ったところ、7分間でアルミニウム板の周辺部を除去でき、セラミックス基板に対して寸法精度の優れた回路パターンを確保できた。
12 半導体素子
14 ヒートシンク
16 ヒートシンク付パワーモジュール
17 パワーモジュール
20 セラミックス基板(絶縁層)
20a 一方の面(表面)
20b 他方の面(裏面)
22 アルミニウム板(回路層)
22a 周辺部
24 銅板(回路層)
26 放熱用アルミニウム板(放熱層)
26a 周辺部
28,29 放熱用銅板(放熱層)
30 レジスト層
40 拡散層
41 θ相
42 η2相
43 ζ2相
44 酸化物
110 パワーモジュール用基板
122 アルミニウム板(回路層)
122a 周辺部
124 銅板(回路層)
124A 回路パターン部
124B ブリッジ部
126 アルミニウム板(放熱層)
130 レジスト層
Claims (4)
- 絶縁層とこの絶縁層の一方の面に形成された回路層とを有するパワーモジュール用基板の製造方法であって、
絶縁層を形成するセラミックス基板の一方の面上の所定位置に、回路層を形成する所定の大きさのアルミニウム板を位置決めして積層載置し、前記セラミックス基板に前記アルミニウム板を接合するアルミニウム板接合工程と、
前記セラミックス基板上に接合された前記アルミニウム板上の所定位置に、前記アルミニウム板よりも小さい回路形状を有し前記回路層を形成する銅板を位置決めして積層載置し、銅とアルミニウムの共晶温度未満で加熱し前記アルミニウム板と前記銅板とを固相拡散接合する銅板接合工程と、
前記アルミニウム板上に接合された前記銅板上にレジスト層を形成するレジスト形成工程と、
前記アルミニウム板における前記銅板が接合されていない周辺部をエッチング処理により除去するエッチング工程とを有することを特徴とするパワーモジュール用基板の製造方法。 - 前記銅板を複数の回路パターン部とこれらの回路パターン部を接続するブリッジ部とで構成し、前記ブリッジ部の厚さを前記回路パターン部よりも小さくするとともに、前記ブリッジ部の下面を前記回路パターン部の下面から凹ませておき、
前記レジスト形成工程において、前記レジスト層を前記回路パターン部上に形成し、
前記エッチング工程において、FeCl3溶液をエッチング液として用い、前記アルミニウム板の前記周辺部を除去する間に前記銅板の前記ブリッジ部を除去することを特徴とする請求項1に記載のパワーモジュール用基板の製造方法。 - 前記銅板を、複数の回路パターン部とこの回路パターン部を接続するブリッジ部とで構成し、
前記エッチング工程において、HNO3溶液をエッチング液として用いて前記銅板の前記ブリッジ部を除去した後、FeCl3溶液をエッチング液として用いて前記アルミニウム板の前記周辺部を除去することを特徴とする請求項1に記載のパワーモジュール用基板の製造方法。 - 前記アルミニウム板接合工程において、前記セラミックス基板の他方の面上の所定位置に、放熱層を形成する所定の大きさの放熱用アルミニウム板を位置決めして積層載置し、この放熱用アルミニウム板を前記アルミニウム板とともに前記セラミックス基板に接合し、
前記銅板接合工程において、前記セラミックス基板上に接合された前記放熱用アルミニウム板上の所定位置に、前記放熱用アルミニウム板よりも小さい所望の形状を有する放熱用銅板を位置決めして積層載置し、前記放熱用アルミニウム板と前記放熱用銅板とを固相拡散接合することにより、
前記絶縁層の他方の面に、前記放熱用アルミニウム板および前記放熱用銅板が積層されてなる放熱層を形成することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のパワーモジュール用基板の製造方法。
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