JPS58181771A - 拡散接合方法およびこの方法による複合体 - Google Patents
拡散接合方法およびこの方法による複合体Info
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- JPS58181771A JPS58181771A JP6449682A JP6449682A JPS58181771A JP S58181771 A JPS58181771 A JP S58181771A JP 6449682 A JP6449682 A JP 6449682A JP 6449682 A JP6449682 A JP 6449682A JP S58181771 A JPS58181771 A JP S58181771A
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- diffusion bonding
- copper
- aluminum
- plate
- bonding
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は銅とセラミックスとの拡散接合方法およびこ
の方法による複合体に係り、特に複合体屋 2 構成材相互の接合を確実かつ容易簡単としたものに関す
る。
の方法による複合体に係り、特に複合体屋 2 構成材相互の接合を確実かつ容易簡単としたものに関す
る。
従来鋼−セラミックス複合体は、ICパッケージ等のセ
ラミックス基板として広く使用されている。しかしなが
ら、従来セラミックス板と銅板とを接合させるには、例
えばセラミックスの接合面にモリブデン、タングステン
などのメタライズインクを塗布し、その後高温で焼付し
、ニッケル等のメッキを施し、銅板を半田付けまたは銀
ろう付けしていた。その他の接合方法にしても、工程が
複雑で手間を要するものであった。
ラミックス基板として広く使用されている。しかしなが
ら、従来セラミックス板と銅板とを接合させるには、例
えばセラミックスの接合面にモリブデン、タングステン
などのメタライズインクを塗布し、その後高温で焼付し
、ニッケル等のメッキを施し、銅板を半田付けまたは銀
ろう付けしていた。その他の接合方法にしても、工程が
複雑で手間を要するものであった。
またこのような基板は、近時電子機器の小形化にともな
い、装着部品が高密度化され、基板の放熱性が問題とな
りつつある。そのため、基板の発熱のため装着部品に悪
影響をおよほす。また放熱性を良くするため、特別に放
熱板を取り付けるなど面倒であった。
い、装着部品が高密度化され、基板の放熱性が問題とな
りつつある。そのため、基板の発熱のため装着部品に悪
影響をおよほす。また放熱性を良くするため、特別に放
熱板を取り付けるなど面倒であった。
この発明は前述問題点を解決するため、特にセラミック
スと銅およびアルミニウムとの拡散接合を種々こころみ
、銅とセラミックスとの拡散接合7f13 においてはアルミニウムをインサート材として使用する
ことにより、その接合を完全ならしめ、さらにこの拡散
接合方法を利用した複合体を完成させるに散ったもので
ある。
スと銅およびアルミニウムとの拡散接合を種々こころみ
、銅とセラミックスとの拡散接合7f13 においてはアルミニウムをインサート材として使用する
ことにより、その接合を完全ならしめ、さらにこの拡散
接合方法を利用した複合体を完成させるに散ったもので
ある。
以下図面を参照しつつこの発明一実施例を詳述する。
この実施例では1、セラミックス板lとして、アルミナ
系セラミックス(A t203)の材料で、厚さ0.6
mの5Crn角のものを使用した。ま、た銅板2は厚さ
0.04mのもの、アルミニウム箔3は厚さOo 17
tmのもの、アルミニウム板4は厚さ102■のものい
ずれも5副角のものを使用した。
系セラミックス(A t203)の材料で、厚さ0.6
mの5Crn角のものを使用した。ま、た銅板2は厚さ
0.04mのもの、アルミニウム箔3は厚さOo 17
tmのもの、アルミニウム板4は厚さ102■のものい
ずれも5副角のものを使用した。
そしてこれらをアセトン中で充分に脱脂後アセトンを払
拭除去して接触面を清浄とし、図のように重ねる。
拭除去して接触面を清浄とし、図のように重ねる。
この重ねたものを真空チャンバーに入れ、真空ポンプで
約10 Torrの真空とし、かつ温度約580°C
で60分間、加圧圧力約1.Okp/−で拡散接合処理
した。
約10 Torrの真空とし、かつ温度約580°C
で60分間、加圧圧力約1.Okp/−で拡散接合処理
した。
この結果、セラミックス板lに対して、銅板2およびア
ルミニウム板4は共に強固に接着し、刃物でこすっても
削られはするが、剥離することはなかった。
ルミニウム板4は共に強固に接着し、刃物でこすっても
削られはするが、剥離することはなかった。
前述の場合、セラミックス板1と銅板2との間に、アル
ミニウム箔3を挿入しなかった場合は、圧力や温度を種
々変えて実験しても、強固には接合しなかった。
ミニウム箔3を挿入しなかった場合は、圧力や温度を種
々変えて実験しても、強固には接合しなかった。
前述実施例では、ICパッケージの基板としてもっとも
望ましいAt203を板lとして使用した。
望ましいAt203を板lとして使用した。
この他、セラミックスとして、ステアタイト系(MgO
争8102)、ムライト系(8Al2O3・25i02
)、ジルコン系(ZrO2・5102)1 フォルステ
ライト系(2MgOLISiO2)あるいはシリコンカ
ーバイド系(SiC)などがこの発明に適用でき、いず
れも前述同様の実施例で実験して、同様の強固な接合が
得られた。また、板1の厚さとしては、機械的強度の許
すかぎり薄いのが望ましく、厚すぎると、表裏の温度差
による破壊のおそれが生じる。
争8102)、ムライト系(8Al2O3・25i02
)、ジルコン系(ZrO2・5102)1 フォルステ
ライト系(2MgOLISiO2)あるいはシリコンカ
ーバイド系(SiC)などがこの発明に適用でき、いず
れも前述同様の実施例で実験して、同様の強固な接合が
得られた。また、板1の厚さとしては、機械的強度の許
すかぎり薄いのが望ましく、厚すぎると、表裏の温度差
による破壊のおそれが生じる。
また板1は基板として使用するために必要により、適宜
部品取付用の穴を穿孔して゛おくこともで/165 きる。
部品取付用の穴を穿孔して゛おくこともで/165 きる。
銅板2の材質、厚さなどは基板用として、従来同様の適
宜のものを使用しうる。
宜のものを使用しうる。
インサート材としてのアルミニウム箔3の厚さは、0゜
01ないし05■のものが望ましく、あまり厚くても結
果は良くない。ただしセラミックス板1としてSiCを
使用したときは、0.5−程度の厚いものが、より良結
果が得られる。また放熱のためのアルミニウム板4は、
厚さOlないし1mのものが望ましい。いずれもアルミ
ニウムの材質としては、純アルミニウムまたはこれを主
成分とするアルミニウム合金が適用しうる。
01ないし05■のものが望ましく、あまり厚くても結
果は良くない。ただしセラミックス板1としてSiCを
使用したときは、0.5−程度の厚いものが、より良結
果が得られる。また放熱のためのアルミニウム板4は、
厚さOlないし1mのものが望ましい。いずれもアルミ
ニウムの材質としては、純アルミニウムまたはこれを主
成分とするアルミニウム合金が適用しうる。
拡散接合を行なう場合の温度はこの発明を実施するうえ
についての重要なポイントの一つである、。
についての重要なポイントの一つである、。
一般に高温であるほど圧力は小ですむが、この発明の場
合、使用する材料のうち、融点のもっとも低いのはアル
ミニウムの約650°Cであり、この温度より高くする
ことは出来ない。また、接合材料相互の共晶温度の最低
はAt−Cuの548°Cである。拡散接合は必らずし
も共晶を伴なうこと屋 6 を要巳ないものであるが、共晶現象を利用すればその接
合はより完全となるものであり、この発明における拡散
接合時の温度は548°C以上が望ましい。
合、使用する材料のうち、融点のもっとも低いのはアル
ミニウムの約650°Cであり、この温度より高くする
ことは出来ない。また、接合材料相互の共晶温度の最低
はAt−Cuの548°Cである。拡散接合は必らずし
も共晶を伴なうこと屋 6 を要巳ないものであるが、共晶現象を利用すればその接
合はより完全となるものであり、この発明における拡散
接合時の温度は548°C以上が望ましい。
この発明において前述範囲内の温度に対応する拡散接合
時の圧力と時間については、各構成の材質によりそれぞ
れ実験によって定められるが、前述実施例近辺の圧力と
時間で、はぼいずれの場合も実施可能である。
時の圧力と時間については、各構成の材質によりそれぞ
れ実験によって定められるが、前述実施例近辺の圧力と
時間で、はぼいずれの場合も実施可能である。
また拡散接合時にその雰囲気を真空とする以外に、窒素
またはアルゴンなどの不活性ガス雰囲気としてもよい。
またはアルゴンなどの不活性ガス雰囲気としてもよい。
前述説明においては、セラミックス板の一方に銅板を、
他方にアルミニウム板を接合し、このアルミニウム板に
よって基板の放熱を良好とした。
他方にアルミニウム板を接合し、このアルミニウム板に
よって基板の放熱を良好とした。
しかしながら、セラミックス板の両面共銅板を接合し、
両面に電子回路を構成するようにしてもよいO さらにはこの発明は、この発明の技術的思想の範囲内に
おける各構成の均等物との置換えも、ま屋 7 たこの発明の技術的範囲に含まれるものである。
両面に電子回路を構成するようにしてもよいO さらにはこの発明は、この発明の技術的思想の範囲内に
おける各構成の均等物との置換えも、ま屋 7 たこの発明の技術的範囲に含まれるものである。
この発明は前述したとおり、セラミックス基板などに使
用する複合体として、その各構成相互の接合が完全であ
るのみならず、その放熱も良好となしうるなと、特有か
つ顕著な効果を奏するものである。
用する複合体として、その各構成相互の接合が完全であ
るのみならず、その放熱も良好となしうるなと、特有か
つ顕著な効果を奏するものである。
図面はこの発明一実施例を示す側面図である。
1・・・セラミックス板、2・・・銅板、3・・・アル
ミニウム箔、4・・・アルミニウム板。 出願人 新明和工業株式会社 代理人 弁上 正 (ほか1名) 特開昭58−181771(3)
ミニウム箔、4・・・アルミニウム板。 出願人 新明和工業株式会社 代理人 弁上 正 (ほか1名) 特開昭58−181771(3)
Claims (3)
- (1) 銅とセラミックスとの拡散接合方法であって
、前記銅とセラミックスとの間にアルミニウム箔を介在
せしめ、548°Cないし約650°Cの温度で拡散接
合することを特徴とする、前記拡散接合方法。 - (2)銅−セラミソクスーアルミニウム複合体であって
、前記銅とセラミックスとの間にアルミニウムをインサ
ート材として挾み、拡散接合によって一体化してなる、
前記複合体。 - (3)銅−セラミノクスー銅複合体であ−)て、前記銅
とセラミックスとの間にアルミニウムをインサート材と
して挾み、拡散接合によって一体化してなる、前記複合
体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6449682A JPS58181771A (ja) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | 拡散接合方法およびこの方法による複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6449682A JPS58181771A (ja) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | 拡散接合方法およびこの方法による複合体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58181771A true JPS58181771A (ja) | 1983-10-24 |
Family
ID=13259865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6449682A Pending JPS58181771A (ja) | 1982-04-16 | 1982-04-16 | 拡散接合方法およびこの方法による複合体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58181771A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63270459A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパツタ用タ−ゲツトのボンデイング方法 |
WO2014157112A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 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及びパワーモジュール |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4948707A (ja) * | 1972-05-03 | 1974-05-11 |
-
1982
- 1982-04-16 JP JP6449682A patent/JPS58181771A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4948707A (ja) * | 1972-05-03 | 1974-05-11 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63270459A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパツタ用タ−ゲツトのボンデイング方法 |
WO2014157112A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 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及びパワーモジュール |
US9807865B2 (en) | 2013-03-29 | 2017-10-31 | Mitsubishi Materials Corporation | Substrate for power modules, substrate with heat sink for power modules, and power module |
TWI621226B (zh) * | 2013-03-29 | 2018-04-11 | 三菱綜合材料股份有限公司 | 電源模組用基板、附散熱片之電源模組用基板及電源模組 |
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