KR20150133191A - 파워 모듈용 기판의 제조 방법 - Google Patents
파워 모듈용 기판의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150133191A KR20150133191A KR1020157025159A KR20157025159A KR20150133191A KR 20150133191 A KR20150133191 A KR 20150133191A KR 1020157025159 A KR1020157025159 A KR 1020157025159A KR 20157025159 A KR20157025159 A KR 20157025159A KR 20150133191 A KR20150133191 A KR 20150133191A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- ceramic substrate
- copper plate
- bonding
- power module
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 180
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 126
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 88
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 86
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 83
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 79
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 48
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 33
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910020938 Sn-Ni Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910008937 Sn—Ni Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910017755 Cu-Sn Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910017927 Cu—Sn Inorganic materials 0.000 claims description 5
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910017767 Cu—Al Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 13
- 229910017945 Cu—Ti Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- SIPNIVSCAYGONU-UHFFFAOYSA-N 4-[(7-oxo-6,8-dihydropyrrolo[2,3-g][1,3]benzothiazol-8-yl)methylideneamino]-N-pyridin-2-ylbenzenesulfonamide Chemical compound O=C1NC2=CC=C3N=CSC3=C2C1C=NC(C=C1)=CC=C1S(=O)(=O)NC1=CC=CC=N1 SIPNIVSCAYGONU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020836 Sn-Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020988 Sn—Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018956 Sn—In Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0006—Exothermic brazing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
- B23K1/0016—Brazing of electronic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/19—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
- B23K35/286—Al as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/302—Cu as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/3611—Phosphates
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
- C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
-
- 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 potential barriers, e.g. a 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
- H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
- H01L21/4857—Multilayer substrates
-
- 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 potential barriers, e.g. a 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
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
- B23K2103/12—Copper or alloys thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/18—Dissimilar materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
- B23K2103/52—Ceramics
-
- 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
- C04B2237/122—Metallic interlayers based on refractory metals
-
- 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
- C04B2237/124—Metallic interlayers based on 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
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/12—Metallic interlayers
- C04B2237/125—Metallic interlayers based on noble metals, e.g. silver
-
- 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
- C04B2237/36—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
- C04B2237/40—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
- C04B2237/72—Forming laminates or joined articles comprising at least two interlayers directly next to each other
-
- 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
- C04B2237/74—Forming laminates or joined articles comprising at least two different interlayers separated by a substrate
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
이 파워 모듈용 기판의 제조 방법은, 세라믹스 기판 (11) 의 일방의 면측에 있어서, 활성 금속재 (26) 및 융점이 660 ℃ 이하인 용가재 (25) 를 개재하여, 세라믹스 기판 (11) 과 구리판 (22) 을 적층하는 제 1 적층 공정과, 세라믹스 기판 (11) 의 타방의 면측에 있어서, 접합재 (27) 를 개재하여 세라믹스 기판 (11) 과 알루미늄판 (23) 을 적층하는 제 2 적층 공정과, 적층된 세라믹스 기판 (11), 구리판 (22), 및 알루미늄판 (23) 을 가열 처리하는 가열 처리 공정을 구비하고, 세라믹스 기판 (11) 과 구리판 (22), 및 세라믹스 기판 (11) 과 알루미늄판 (23) 을 동시에 접합한다.
Description
본 발명은, 세라믹스 기판의 일방의 면에 회로층이 배치 형성되고, 타방의 면에 금속층이 배치 형성된 파워 모듈용 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2013년 3월 18일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2013-055518호에 대해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
풍력 발전, 전기 자동차 등의 전기 차량 등을 제어하기 위해서 사용되는 대전력 제어용의 파워 반도체 소자에 있어서는, 발열량이 많으므로, 이것을 탑재하는 기판으로는, 예를 들어 AlN (질화알루미늄) 등으로 이루어지는 세라믹스 기판의 일방의 면 및 타방의 면에, 도전성이 우수한 금속판을 회로층 및 금속층으로서 접합한 파워 모듈용 기판이 종래부터 널리 사용되고 있다. 또한, 이와 같은 파워 모듈용 기판은, 금속층측에, 땜납재를 개재하여 히트 싱크가 접합되는 경우도 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 에 나타내는 파워 모듈용 기판에 있어서는, 세라믹스 기판의 일방의 면 및 타방의 면에, 구리판을 접합함으로써 회로층 및 금속층이 형성된 구조로 되어 있다. 이 파워 모듈용 기판은, 세라믹스 기판의 일방의 면 및 타방의 면에, Ag-Cu-Ti 계 납재를 개재시켜 구리판을 배치하고, 가열 처리를 실시함으로써 구리판이 접합되어 있다.
그런데, 땜납재를 개재하여 특허문헌 1 에 개시된 파워 모듈용 기판의 금속층과 히트 싱크를 접합한 경우, 냉열 사이클이 부하되었을 때에, 파워 모듈용 기판과 히트 싱크 사이에 열팽창 계수의 차에서 기인하는 열 응력이 발생하는데, 금속층이 변형 저항이 큰 구리로 이루어지므로, 전술한 열 응력을 금속층이 변형됨으로써 흡수할 수 없어, 세라믹스 기판에 균열이 발생할 우려가 있었다.
그래서, 특허문헌 2 에는, 세라믹스 기판의 일방의 면에 구리판을 접합함으로써 회로층이 형성되고, 타방의 면에 알루미늄판을 접합함으로써 금속층이 형성된 파워 모듈용 기판이 제안되어 있다. 이 파워 모듈용 기판의 금속층과 히트 싱크를 접합한 경우, 냉열 사이클이 부하되었을 때에 파워 모듈용 기판과 히트 싱크 사이에 발생하는 열 응력을, 비교적 변형 저항이 작은 알루미늄으로 이루어지는 금속층에 의해 흡수하여, 세라믹스 기판에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 특허문헌 2 에 기재된 파워 모듈용 기판에서는, 세라믹스 기판의 일방의 면에 Ag-Cu-Ti 계 납재를 개재시켜 가열 처리를 실시하여, 구리판을 접합한 후에, 세라믹스 기판의 타방의 면에 Al-Si 계 납재를 개재시켜 가열 처리를 실시하여, 알루미늄판을 접합하고 있다.
그런데, 특허문헌 1, 2 에 개시된 바와 같이, Ag-Cu-Ti 계 납재를 사용하여 세라믹스 기판과 구리판을 접합하면, Ag-Cu-Ti 계 납재의 융점이 높기 때문에, 세라믹스 기판이 열에 의해 열화되어 버리는 문제가 있었다.
또, Ag-Cu-Ti 계 납재는, 고가의 Ag 를 함유하고 있으므로 제조 비용이 높아지는 문제도 있었다.
또, Ag-Cu-Ti 계 납재는, 그 융점이 알루미늄판의 융점보다 높기 때문에, 특허문헌 2 에 개시된 파워 모듈용 기판과 같이, 세라믹스 기판의 일방의 면에 Ag-Cu-Ti 계 납재를 개재하여 구리판을 접합하고, 세라믹스 기판의 타방의 면에 Al-Si 계 납재를 개재하여 알루미늄판을 접합할 때에는, 먼저 구리판을 접합한 후에, 이어서 알루미늄판을 접합해야 했다. 즉, 회로층 및 금속층을 형성하기 위해서, 접합을 두 번으로 나누어 실시해야 하여, 제조 공정이 복잡화됨과 함께 제조에 필요로 하는 시간도 길어져, 제조 비용이 높아지는 문제가 있었다. 또한, 접합시에 2 회 열처리가 실시됨으로써, 세라믹스 기판에 가해지는 열 부하가 커져, 세라믹스 기판의 휨이 커지거나 세라믹스 기판에 균열이 발생하거나 할 우려도 있었다.
본 발명은, 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 세라믹스 기판의 일방의 면에 구리판을, 타방의 면에 알루미늄판을, 동시에 또한 저온에서 접합할 수 있고, 또한 제조 비용이 낮은 파워 모듈용 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 파워 모듈용 기판의 제조 방법의 양태는, 세라믹스 기판과, 이 세라믹스 기판의 일방의 면에 구리판이 접합되어 이루어지는 회로층과, 상기 세라믹스 기판의 타방의 면에 알루미늄판이 접합되어 이루어지는 금속층을 구비한 파워 모듈용 기판의 제조 방법으로서, 상기 세라믹스 기판의 일방의 면측에 있어서, 활성 금속재 및 융점이 660 ℃ 이하인 용가재 (溶加材) 를 개재하여, 상기 세라믹스 기판과 상기 구리판을 적층하는 제 1 적층 공정과, 상기 세라믹스 기판의 타방의 면측에 있어서, 접합재를 개재하여 상기 세라믹스 기판과 상기 알루미늄판을 적층하는 제 2 적층 공정과, 적층된 상기 세라믹스 기판, 상기 구리판, 및 상기 알루미늄판을 가열 처리하는 가열 처리 공정을 구비하고, 상기 세라믹스 기판과 상기 구리판, 및 상기 세라믹스 기판과 상기 알루미늄판을 동시에 접합한다.
또한, 본 발명에 있어서 융점은, 고상선 온도로 되어 있다. 또, 본 발명에 있어서 용가재는 납재 또는 땜납재 등을 가리킨다.
본 발명의 파워 모듈용 기판의 제조 방법에 의하면, 세라믹스 기판의 일방의 면측에, 활성 금속재 및 융점이 660 ℃ 이하인 용가재를 개재하여 구리판을 적층하고, 상기 세라믹스 기판과, 그 세라믹스 기판 상에 적층된 상기 구리판을, 상기 세라믹스 기판 상에 적층된 상기 알루미늄판과 함께 가열 처리한다. 가열 처리시, 용융된 액상의 용가재에 활성 금속이 용해되고, 액상의 용가재의 세라믹스 기판에 대한 젖음성이 높아져, 용가재가 응고된 후에는 세라믹스 기판에 용가재를 개재하여 구리판이 양호하게 접합된다.
또한, 상기 용가재의 융점은 600 ℃ 이하인 것이 바람직하다.
또, 용가재의 융점이 660 ℃ 이하로 되어 있으므로, Ag-Cu-Ti 계 납재를 사용한 경우보다 낮은 온도에서 용가재의 액상을 형성할 수 있다. 이와 같은 저온역에서 가열 처리를 실시하면, 세라믹스 기판에 대한 열적인 부하를 경감할 수 있다.
또한, Ag 를 함유하지 않는 용가재를 사용하여 세라믹스 기판과 구리판을 접합하므로, Ag-Cu-Ti 계 납재를 사용한 경우보다 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
상기 제 1 적층 공정에 있어서, 상기 세라믹스 기판측에 상기 용가재를 배치하고, 상기 구리판측에 상기 활성 금속재를 배치해도 된다.
이와 같은 경우, 구리판과 활성 금속재를 가열 처리시에 고상 확산 접합에 의해 접합할 수 있고, 접합 계면에 Cu 와 활성 금속의 액상이 생겨 접합 계면에 돌기가 발생하거나 두께가 변동하거나 하는 것을 억제할 수 있게 된다. 또, 용가재의 액상과 구리판 사이에 활성 금속재가 개재되어 있으므로, 용가재의 액상과 구리판이 직접 접촉하는 경우가 없어, 접합 계면에 돌기가 발생하거나 두께가 변동하거나 하는 것을 확실하게 억제할 수 있다.
이와 같이, 용가재가 세라믹스 기판과 양호하게 접합됨과 함께, 활성 금속재와 구리판이 고상 확산 접합에 의해 접합되므로, 저온 조건에서도 세라믹스 기판과 구리판을 양호하게 접합할 수 있어, 세라믹스 기판이 열 열화되는 것을 억제할 수 있다.
또, 상기 서술한 파워 모듈용 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 용가재는 액상선 온도 450 ℃ 이상의 납재여도 된다.
구체적으로는, 상기 납재는, Cu-P-Sn-Ni 계 납재, Cu-Sn 계 납재, 및 Cu-Al 계 납재 중에서 선택되는 어느 1 종이어도 된다.
이와 같은 납재를 사용한 경우, 납재의 융점이 낮기 때문에, 저온 조건에서도 확실하게 세라믹스 기판과 구리판의 접합을 실시할 수 있다.
또, 상기 서술한 파워 모듈용 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 용가재는 액상선 온도 450 ℃ 미만의 땜납재여도 된다.
구체적으로는, 상기 땜납재는, Cu-P-Sn-Ni 계 땜납재 또는 Cu-Sn 계 땜납재여도 된다.
이와 같은 땜납재를 사용한 경우, 땜납재의 융점이 상기 납재보다 낮기 때문에, 보다 저온 조건에서도 세라믹스 기판과 구리판의 접합을 실시할 수 있다.
또한, 상기 서술한 바와 같이 세라믹스 기판의 일방의 면에 구리판을 저온에서 접합할 수 있기 때문에, 세라믹스 기판의 타방의 면에 알루미늄판을 동시에 접합할 수 있다. 이와 같이, 세라믹스 기판의 일방의 면 및 타방의 면에, 구리판 및 알루미늄판을 동시에 접합함으로써, 제조 공정을 간략화함과 함께 제조에 필요로 하는 시간을 단축하여, 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 또한 1 회의 가열 처리로 구리판과 알루미늄판을 동시에 접합할 수 있으므로, 구리판과 알루미늄판을 따로 따로 접합하는 경우와 비교하여, 세라믹스 기판에 가해지는 열 부하를 저감시켜, 세라믹스 기판의 휨을 작게 할 수 있고, 또 세라믹스 기판에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또, 상기 서술한 파워 모듈용 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 활성 금속재는 Ti 재여도 된다. 이로써, 용가재의 액상 중에 Ti 가 용해됨으로써 확실하게 세라믹스 기판의 표면을 용가재의 액상으로 젖게 할 수 있음과 함께, Ti 재와 구리판을 고상 확산 접합할 수 있어, 세라믹스 기판과 구리판을 확실하게 접합하는 것이 가능해진다.
본 발명에 의하면, 세라믹스 기판의 일방의 면에 구리판을, 타방의 면에 알루미늄판을, 동시에 또한 저온에서 접합할 수 있고, 또한 제조 비용이 낮은 파워 모듈용 기판의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판을 사용한 파워 모듈의 개략 설명도이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판의 개략 설명도이다.
도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈의 제조 방법을 설명하는 플로도이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈의 제조 방법의 개략 설명도이다.
도 5 는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판의 제조 방법의 개략 설명도이다.
도 6 은, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판의 제조 방법의 개략 설명도이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판의 개략 설명도이다.
도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈의 제조 방법을 설명하는 플로도이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판의 제조 방법 및 파워 모듈의 제조 방법의 개략 설명도이다.
도 5 는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판의 제조 방법의 개략 설명도이다.
도 6 은, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판의 제조 방법의 개략 설명도이다.
이하에, 본 발명의 실시형태에 대해 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 에, 본 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판 (10) 을 구비한 파워 모듈 (1) 을 나타낸다.
이 파워 모듈 (1) 은, 회로층 (12) 이 배치 형성된 파워 모듈용 기판 (10) 과, 회로층 (12) 의 일방의 면 (도 1 에 있어서 상면) 에 접합층 (2) 을 개재하여 접합된 반도체 소자 (3) 와, 파워 모듈용 기판 (10) 의 타방측 (도 1 에 있어서 하측) 에 배치된 히트 싱크 (30) 를 구비하고 있다.
파워 모듈용 기판 (10) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 세라믹스 기판 (11) 과, 이 세라믹스 기판 (11) 의 일방의 면 (도 2 에 있어서 상면) 에 배치 형성된 회로층 (12) 와, 세라믹스 기판 (11) 의 타방의 면 (도 2 에 있어서 하면) 에 배치 형성된 금속층 (13) 을 구비하고 있다.
세라믹스 기판 (11) 은, 절연성이 높은 AlN (질화알루미늄), Si3N4 (질화규소), Al2O3 (알루미나) 등의 세라믹스로 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 방열성이 우수한 AlN (질화알루미늄) 으로 구성되어 있다. 또, 세라믹스 기판 (11) 의 두께는, 0.2 ∼ 1.5 ㎜ 의 범위 내로 설정되어 있고, 본 실시형태에서는, 0.635 ㎜ 로 설정되어 있다.
회로층 (12) 은, 세라믹스 기판 (11) 의 일방의 면에, 도전성을 갖는 구리 또는 구리 합금의 금속판이 접합됨으로써 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 회로층 (12) 은, 순도 99.99 질량% 이상의 구리의 압연판을 접합함으로써 형성되어 있다. 또한, 회로층 (12) 의 두께는 0.1 ㎜ 이상 1.0 ㎜ 이하의 범위 내로 설정되어 있고, 본 실시형태에서는, 0.3 ㎜ 로 설정되어 있다.
금속층 (13) 은, 세라믹스 기판 (11) 의 타방의 면에, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속판이 접합됨으로써 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 금속층 (13) 은, 순도 99.99 질량% 이상의 알루미늄의 압연판을 접합함으로써 형성되어 있다. 또한, 금속층 (13) 의 두께는 0.1 ㎜ 이상 3.0 ㎜ 이하의 범위 내로 설정되어 있고, 본 실시형태에서는, 1.6 ㎜ 로 설정되어 있다.
반도체 소자 (3) 는, Si 등의 반도체 재료로 구성되어 있다. 이 반도체 소자 (3) 와 회로층 (12) 은, 접합층 (2) 을 개재하여 접합되어 있다.
접합층 (2) 은, 예를 들어 Sn-Ag 계, Sn-In 계, 혹은 Sn-Ag-Cu 계의 땜납재로 되어 있다.
히트 싱크 (30) 는, 전술한 파워 모듈용 기판 (10) 으로부터의 열을 방산하기 위한 것이다. 본 실시형태에 있어서는, 히트 싱크 (30) 는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되어 있고, 본 실시형태에서는 A6063 (알루미늄 합금) 으로 구성되어 있다. 이 히트 싱크 (30) 에는, 냉각용의 유체가 흐르기 위한 유로 (31) 가 형성되어 있다. 또한, 이 히트 싱크 (30) 와 금속층 (13) 이 Al-Si 계 납재에 의해 접합되어 있다.
다음으로, 본 실시형태에 관련된 파워 모듈 (1) 의 제조 방법에 대해, 도 3의 플로도 및 도 4 를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 세라믹스 기판 (11) 의 일방의 면 (도 4 에 있어서 상면) 에, 용가재 (25), 활성 금속재 (26), 및 회로층 (12) 이 되는 구리판 (22) 을 순서대로 적층함 (제 1 적층 공정 S01) 과 함께, 세라믹스 기판 (11) 의 타방의 면 (도 4 에 있어서 하면) 에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 접합재 (27) 및 금속층 (13) 이 되는 알루미늄판 (23) 을 순서대로 적층한다 (제 2 적층 공정 S02). 즉, 세라믹스 기판 (11) 과 구리판 (22) 사이에 있어서, 세라믹스 기판 (11) 측에 용가재 (25) 를 배치하고, 구리판 (22) 측에 활성 금속재 (26) 를 배치하고 있으며, 세라믹스 기판 (11) 과 알루미늄판 (23) 사이에 있어서 접합재 (27) 를 배치하고 있다.
여기서, 용가재 (25) 는, 융점이 660 ℃ 이하인 Cu-P-Sn-Ni 계 납재, Cu-Sn 계 납재, 또는 Cu-Al 계 납재, Cu-P-Sn-Ni 계 땜납재 또는 Cu-Sn 계 땜납재로 되어 있다. 또, 바람직하게는, 융점이 600 ℃ 이하로 되어 있으면 된다. 본 실시형태에서는, 용가재 (25) 로서 Cu-P-Sn-Ni 계 납재 박 (箔) (Cu-7 mass% P-15 mass% Sn-10 mass% Ni) 을 사용하고 있다. 용가재 (25) 의 두께는, 5 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하의 범위로 되어 있다.
활성 금속재 (26) 는, 예를 들어 Ti, Zr, Nb, Hf 와 같은 활성 원소 중 어느 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 것으로 되어 있고, 본 실시형태에서는, 활성 금속재 (26) 로서 Ti 박을 사용하고 있다. 활성 금속재 (26) 의 두께는, 1 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하의 범위로 되어 있다.
접합재 (27) 는, 본 실시형태에서는, 융점 강하 원소인 Si 를 함유한 Al-Si 계 납재로 되어 있고, 구체적으로는, Al-7.5 mass% Si 납재를 사용하고 있다.
다음으로, 세라믹스 기판 (11), 용가재 (25), 활성 금속재 (26), 구리판 (22), 접합재 (27), 및 알루미늄판 (23) 을 적층 방향으로 1 ∼ 35 kgf/㎠ (98 ∼ 3430 ㎪) 로 가압한 상태에서, 진공 가열로 내에 장입하여 가열한다 (가열 처리 공정 S03). 여기서, 본 실시형태에서는, 진공 가열로 내의 압력은 10-6 Pa 이상 10-3 Pa 이하의 범위 내로, 가열 온도는 600 ℃ 이상 650 ℃ 이하의 범위 내로, 가열 시간은 30 분 이상 360 분 이하의 범위로 설정하고 있다.
이 가열 처리 공정 S03 에 있어서는, 활성 금속재 (26) (Ti 박) 와 구리판 (22) 이 고상 확산 접합에 의해 접합됨과 함께, 용가재 (25) 가 용융되어 액상을 형성하고, 이 액상이 응고됨으로써, 용가재 (25) 를 개재하여, 세라믹스 기판 (11) 과 활성 금속재 (26) 가 접합되게 된다. 또, 가열 처리 공정 S03 에 있어서는, 접합재 (27) 가 용융되어 액상을 형성하고, 이 액상이 응고됨으로써, 접합재 (27) 를 개재하여 세라믹스 기판 (11) 과 알루미늄판 (23) 이 접합된다.
또한, 고상 확산 접합에 의해 접합되는 활성 금속재 (26) 와 구리판 (22) 의 접합면은 미리 평활한 면으로 되어 있다.
이로써, 세라믹스 기판 (11) 의 일방의 면에 회로층 (12) 이 형성됨과 함께, 세라믹스 기판 (11) 의 타방의 면에 금속층 (13) 이 형성되어, 본 실시형태인 파워 모듈용 기판 (10) 이 제조된다.
이어서, 파워 모듈용 기판 (10) 의 금속층 (13) 의 하면에, Al-Si 계 납재를 개재하여 히트 싱크 (30) 를 접합한다 (히트 싱크 접합 공정 S04).
다음으로, 파워 모듈용 기판 (10) 의 회로층 (12) 의 상면에, 땜납재를 개재하여 반도체 소자 (3) 를 접합한다 (반도체 소자 접합 공정 S05).
이와 같이 하여, 본 실시형태에 관련된 파워 모듈 (1) 이 제조된다.
본 실시형태의 파워 모듈용 기판의 제조 방법에 의하면, 세라믹스 기판 (11) 과 구리판 (22) 사이에 있어서, 세라믹스 기판 (11) 측에 융점이 660 ℃ 이하인 용가재 (25) 를 배치하고, 구리판 (22) 측에 활성 금속재 (26) (본 실시형태에 있어서는 Ti 박) 를 배치한 상태에서 가열 처리를 실시하므로, 가열시, 용융된 액상의 용가재 (25) 에 Ti 가 용해되고, 액상의 용가재 (25) 의 세라믹스 기판 (11) 에 대한 젖음성이 높아져, 용가재 (25) 가 응고된 후에는 구리판 (22) 이 용가재 (25) 를 개재하여 세라믹스 기판 (11) 에 접합되어, 높은 접합 신뢰성을 갖게 된다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 활성 금속재 (26) 와 구리판 (22) 을 적층하고, 가압한 상태에서, 온도 600 ℃ 이상 650 ℃ 이하로 가열하여 유지하므로, 활성 금속재 (26) 에 함유되는 Ti 원자를 구리판 (22) 중에 확산시키고, 구리판 (22) 에 함유되는 구리 원자를 활성 금속재 (26) 중에 확산시켜, 활성 금속재 (26) 와 구리판 (22) 을 고상 확산 접합할 수 있다.
가열 온도가 600 ℃ 이상인 경우, 활성 금속재 (26) 에 함유되는 Ti 원자와 구리판 (22) 에 함유되는 구리 원자의 확산이 촉진되어, 단시간에 충분히 고상 확산시킬 수 있다. 또, 가열 온도가 650 ℃ 이하인 경우, 활성 금속재 (26) 와 구리판 (22) 사이에 액상이 생겨 접합 계면에 돌기가 발생하거나 두께가 변동하거나 하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 가열 온도는, 상기의 범위로 설정되어 있다.
또, 가열 처리 공정 S03 에 있어서, 적층 방향으로 가압되는 압력이 1 kgf/㎠ (98 ㎪) 이상인 경우에는, 활성 금속재 (26) 와 구리판 (22) 을 충분히 접합시킬 수 있어, 활성 금속재 (26) 와 구리판 (22) 사이에 간극이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 가압되는 압력이 35 kgf/㎠ (3430 ㎪) 이하인 경우에는, 세라믹스 기판 (11) 에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 가압되는 압력은 상기의 범위로 설정되어 있다.
또, 용가재 (25) 의 융점이 660 ℃ 이하로 되어 있으므로, Ag-Cu-Ti 계 납재를 사용한 경우보다 낮은 온도에서 용가재의 액상을 형성할 수 있다.
또, 용가재 (25) 와 구리판 (22) 사이에 활성 금속재 (26) 가 개재되어 있으므로, 용가재 (25) 의 액상과 구리판 (22) 이 직접 접촉하는 경우가 없어, 접합계면에 돌기가 발생하거나 두께가 변동하거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한 활성 금속재 (26) 와 구리판 (22) 이 접합되는 면은, 미리 평활한 면으로 되어 있으므로, 접합 계면에 간극이 발생하는 것을 억제할 수 있어, 활성 금속재 (26) 와 구리판 (22) 을 확실하게 접합할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 용가재 (25) 가 세라믹스 기판 (11) 과 양호하게 접합됨과 함께, 활성 금속재 (26) 와 구리판 (22) 이 고상 확산 접합에 의해 접합되므로, 세라믹스 기판 (11) 과 구리판 (22) 을 양호하게 접합할 수 있어, 세라믹스 기판 (11) 과 회로층 (12) 의 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, Ag 를 함유하지 않는 용가재 (25) 를 사용하여 세라믹스 기판 (11) 과 구리판 (22) 을 접합하므로, Ag-Cu-Ti 계 납재를 사용한 경우보다 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
또한, 상기 서술한 바와 같이 세라믹스 기판 (11) 의 일방의 면에 구리판 (22) 을 저온에서 접합할 수 있기 때문에, 세라믹스 기판 (11) 의 일방의 면에 구리판 (22) 을, 타방의 면에 알루미늄판 (23) 을 동시에 접합할 수 있다.
이와 같이, 세라믹스 기판 (11) 의 일방의 면 및 타방의 면에, 구리판 (22) 및 알루미늄판 (23) 을 동시에 접합함으로써, 제조 공정을 간략화함과 함께 제조에 필요로 하는 시간을 단축하여, 제조 비용을 저감시킬 수 있다. 또한 1 회의 가열 처리로 구리판 (22) 과 알루미늄판 (23) 을 접합할 수 있으므로, 구리판 (22) 과 알루미늄판 (23) 을 따로따로 접합하는 경우와 비교하여, 세라믹스 기판 (11) 에 가해지는 열 부하를 저감시킬 수 있어, 세라믹스 기판 (11) 의 휨을 작게 하거나, 세라믹스 기판 (11) 의 균열의 발생을 억제하거나 하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시형태에 관련된 파워 모듈용 기판 (10), 파워 모듈 (1) 에 의하면, 세라믹스 기판 (11) 의 일방의 면에 구리판 (22) 으로 이루어지는 회로층 (12) 이 형성되어 있으므로, 반도체 소자 (3) 로부터의 열을 확장하여 세라믹스 기판 (11) 측으로 방산할 수 있다. 또, 구리판 (22) 은 변형 저항이 크기 때문에, 히트 사이클이 부하되었을 때에, 회로층 (12) 의 변형이 억제되고, 반도체 소자 (3) 와 회로층 (12) 을 접합하는 접합층 (2) 의 변형을 억제하여, 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또, 세라믹스 기판 (11) 의 타방의 면에 알루미늄판 (23) 으로 이루어지는 금속층 (13) 이 형성되어 있으므로, 히트 사이클 부하시에 파워 모듈용 기판 (10) 과 히트 싱크 (30) 사이에 발생하는 열 응력을 금속층 (13) 에 의해 흡수하여, 세라믹스 기판 (11) 에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 접합재로서 Al-Si 계 납재를 개재하여 세라믹스 기판과 알루미늄판을 접합하는 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 과도 액상 접합법 (Transient Liquid Phase Bonding, TLP) 을 적용하여 접합해도 된다. 과도 액상 접합법에서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 알루미늄판 (23) 중 세라믹스 기판 (11) 과의 접합면에, 스퍼터링법 등에 의해 Si, Cu 등의 첨가 원소를 고착시켜 고착층 (127) 을 형성한 후에, 세라믹스 기판 (11) 과 알루미늄판 (23) 을 적층하고, 적층 방향으로 가압하여, 가열 처리를 실시함으로써 세라믹스 기판 (11) 과 알루미늄판 (23) 을 접합할 수 있다. 즉, 과도 액상 접합법에서는, 접합재로서 고착층 (127) 을 개재하여 세라믹스 기판 (11) 과 알루미늄판 (23) 을 적층하고, 구리판 (22) 과 알루미늄판 (23) 을 동시에 접합할 수 있다.
과도 액상 접합법에 있어서, 적층 방향으로 가압할 때의 압력은, 1 kgf/㎠ (98 ㎪) 이상 35 kgf/㎠ (3430 ㎪) 이하로 되어 있다. 또, 가열 처리에 있어서의 가열 온도 및 가열 시간은, 600 ℃ 이상 650 ℃ 이하, 30 분 이상 360 분 이하로 되어 있다.
또한, 고착층의 첨가 원소로서, Si, Cu 외에, Zn, Ge, Ag, Mg, Ca, Ga, 또는 Li 등의 첨가 원소를 사용해도 된다.
또, 접합재로서 금속 입자와 유기물을 갖는 금속 페이스트를 사용함으로써 세라믹스 기판과 알루미늄판을 접합할 수도 있다. 금속 페이스트로는, 예를 들어 Ag 입자와 유기물을 갖는 Ag 페이스트를 들 수 있다. 구체적으로는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 세라믹스 기판 (11) 의 타방의 면에, 스크린 인쇄 등에 의해 Ag 페이스트 (227) 를 도포하고, Ag 페이스트 (227) 를 개재하여 세라믹스 기판 (11) 과 알루미늄판 (23) 을 적층하여 가열 처리를 실시함으로써, 구리판 (22) 과 알루미늄판 (23) 을 세라믹스 기판 (11) 에 동시에 접합할 수 있다. Ag 페이스트 (227) 를 사용하여 접합하는 경우, 적층 방향으로 가압할 때의 압력은, 1 kgf/㎠ (98 ㎪) 이상 35 kgf/㎠ (3430 ㎪) 이하로 되어 있다. 또, 가열 처리에 있어서의 가열 온도 및 가열 시간은, 600 ℃ 이상 650 ℃ 이하, 30 분 이상 360 분 이하로 되어 있다.
또, 상기의 실시형태에서는, 파워 모듈용 기판과 히트 싱크를 Al-Si 계 납재를 개재하여 접합하는 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 상기 서술한 과도 액상 접합법 (TLP) 을 적용하여, 고착층을 개재하여 파워 모듈용 기판과 히트 싱크를 접합해도 된다. 또, Ag 입자와 유기물을 갖는 Ag 페이스트를 개재하여 파워 모듈용 기판과 히트 싱크를 접합해도 된다.
또한, 히트 싱크로서 냉각용의 유로를 갖는 것으로 설명했지만, 히트 싱크의 구조에 특별히 한정은 없고, 예를 들어 공랭 방식의 히트 싱크여도 된다. 또, 히트 싱크는, 방열 핀을 가지고 있어도 된다.
실시예
이하에, 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 실시한 확인 실험의 결과에 대해 설명한다.
먼저, AlN 으로 이루어지는 세라믹스 기판 (40 ㎜ × 40 ㎜ × 0.635 ㎜t (두께)) 의 일방의 면에 표 1 에 나타내는 용가재, 활성 금속재, 순도 99.99 % 의 구리로 이루어지는 구리판 (37 ㎜ × 37 ㎜ × 0.3 ㎜t) 을 적층하고, 타방의 면에 표 1 에 나타내는 접합재를 개재하여 알루미늄판 (37 ㎜ × 37 ㎜ × 1.6 ㎜t) 을 적층한다.
또한, 활성 금속의 위치가 구리판측으로 된 본 발명예 1 ∼ 12 에 대해서는, 세라믹스 기판/용가재/활성 금속재/구리판의 순서로 적층하고, 세라믹스 기판측으로 된 본 발명예 13 에 대해서는 세라믹스 기판/활성 금속재/용가재/구리판의 순서로 적층하였다.
또한, 표 1 에 나타내는 접합재로서,「Al-Si」는, Al-7.5 mass% Si 납재로 하였다. 「Cu (TLP)」는, 고착층으로서 Cu 를 사용하였다. 「Ag 페이스트」는, Ag 입자와 유기물을 함유하는 Ag 페이스트로 하였다.
그리고, 적층 방향으로 압력 12 kgf/㎠ (1176 ㎪) 로 가압한 상태에서 진공 가열로 내에 장입하고, 가열함으로써 세라믹스 기판의 일방의 면에 구리판을 접합하고, 타방의 면에 알루미늄판을 접합하며, 세라믹스 기판의 일방의 면 및 타방의 면에 회로층 및 금속층을 형성하였다. 여기서, 진공 가열로 내의 압력을 10-6 Pa 이상, 10-3 Pa 이하의 범위 내로 설정하고, 가열 온도 및 가열 시간은 표 1 에 나타내는 조건으로 하였다. 이와 같이 하여 파워 모듈용 기판을 얻었다.
이어서, 상기 서술한 파워 모듈용 기판의 금속층의 타방의 면측에 히트 싱크를 접합하였다. 히트 싱크는, A6063 으로 이루어지는 알루미늄판 (50 ㎜ × 60 ㎜ × 5 ㎜t) 으로 하고, 히트 싱크의 접합은 표 1 에 나타내는 방법으로 실시하였다. 표 1 의 히트 싱크의 접합 방법에 나타내는 「Al-Si」에서는 Al-10.5 mass% Si 납재를 사용하고, 「Cu (TLP)」에서는 Cu 의 고착층을 사용하며, 「Ag 페이스트」에서는 Ag 입자와 유기물을 함유하는 Ag 페이스트를 사용하여 접합을 실시하였다. 파워 모듈용 기판과 세라믹스 기판의 접합시의 압력은 12 kgf/㎠ (1176 ㎪), 가열 온도는 610 ℃, 가열 시간은 60 분으로 하여, 진공 분위기에서 실시하였다.
이와 같이 하여, 본 발명예 1 ∼ 13 의 히트 싱크가 부착된 파워 모듈용 기판을 제작하였다.
상기 서술한 바와 같이 하여 얻어진 본 발명예의 히트 싱크가 부착된 파워 모듈용 기판에 대해, 회로층과 세라믹스 기판의 접합률, 및 금속층과 세라믹스 기판의 접합률을 평가하였다. 또한 히트 싱크가 부착된 파워 모듈용 기판에 대해, 냉열 사이클 시험을 실시하여, 시험 후의 회로층과 세라믹스 기판의 접합률, 및 금속층과 세라믹스 기판의 접합률을 평가하였다.
냉열 사이클의 시험 방법과 접합률의 평가 방법을 이하에 설명한다.
(냉열 사이클 시험)
냉열 사이클 시험은, 냉열 충격 시험기 에스펙사 제조 TSB-51 을 사용하고, 액상 (플로리너트) 중에서, 히트 싱크가 부착된 파워 모듈용 기판을 -40 ℃ 의 온도 환경하에 5 분 유지한 후, 125 ℃ 까지 가온하여 동 온도 환경하에 5 분 유지하고, 다시 -40 ℃ 의 온도 환경하로 되돌리는 프로세스를 1 사이클로 하여, 이 온도 변화의 프로세스를 3000 사이클 실시하였다.
(접합률 평가)
히트 싱크가 부착된 파워 모듈용 기판에 대해, 세라믹스 기판과 회로층의 계면의 접합률, 및 세라믹스 기판과 금속층의 계면의 접합률에 대해 초음파 탐상 장치를 사용하여 평가하고, 이하의 식으로부터 산출하였다.
여기서, 초기 접합 면적이란, 접합 전에 있어서의 접합해야 할 면적, 즉 본 실시예에서는 회로층 및 금속층의 면적으로 하였다. 초음파 탐상 이미지에 있어서 박리는 접합부 내의 백색부로 나타나므로, 이 백색부의 면적을 박리 면적으로 하였다. 또한, 세라믹스 기판, 회로층, 및 금속층에 크랙이 발생했을 경우, 이 크랙은 초음파 탐상 이미지에 있어서 백색부로 나타나, 크랙도 박리 면적으로서 평가되게 된다.
이상의 평가의 결과를 표 1 에 나타낸다.
융점이 660 ℃ 이하인 용가재를 사용하고, 세라믹스 기판의 일방의 면 및 타방의 면에 회로층 및 금속층을 동시에 형성한 본 발명예 1 ∼ 13 에 있어서는, 초기의 접합률은 높고, 냉열 사이클이 부하된 후에도 높은 접합률을 유지할 수 있는 히트 싱크가 부착된 파워 모듈용 기판이 얻어지는 것이 확인되었다.
본 발명은, 세라믹스 기판의 일방의 면에 구리판을, 타방의 면에 알루미늄판을, 각각 동시에 또한 저온에서 접합할 수 있고, 또한 제조 비용이 낮은 파워 모듈용 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
10 : 파워 모듈용 기판
11 : 세라믹스 기판
12 : 회로층
13 : 금속층
22 : 구리판
23 : 알루미늄판
25 : 용가재
26 : 활성 금속재
27, 127, 227 : 접합재
11 : 세라믹스 기판
12 : 회로층
13 : 금속층
22 : 구리판
23 : 알루미늄판
25 : 용가재
26 : 활성 금속재
27, 127, 227 : 접합재
Claims (7)
- 세라믹스 기판과, 이 세라믹스 기판의 일방의 면에 구리판이 접합되어 이루어지는 회로층과, 상기 세라믹스 기판의 타방의 면에 알루미늄판이 접합되어 이루어지는 금속층을 구비한 파워 모듈용 기판의 제조 방법으로서,
상기 세라믹스 기판의 일방의 면측에 있어서, 활성 금속재 및 융점이 660 ℃ 이하인 용가재를 개재하여, 상기 세라믹스 기판과 상기 구리판을 적층하는 제 1 적층 공정과,
상기 세라믹스 기판의 타방의 면측에 있어서, 접합재를 개재하여 상기 세라믹스 기판과 상기 알루미늄판을 적층하는 제 2 적층 공정과,
적층된 상기 세라믹스 기판, 상기 구리판, 및 상기 알루미늄판을 가열 처리하는 가열 처리 공정을 구비하고,
상기 세라믹스 기판과 상기 구리판, 및 상기 세라믹스 기판과 상기 알루미늄판을 동시에 접합하는, 파워 모듈용 기판의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 적층 공정에 있어서, 상기 세라믹스 기판측에 상기 용가재를 배치하고, 상기 구리판측에 상기 활성 금속재를 배치하는, 파워 모듈용 기판의 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서
상기 용가재가 액상선 온도 450 ℃ 이상의 납재인, 파워 모듈용 기판의 제조 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 납재는, Cu-P-Sn-Ni 계 납재, Cu-Sn 계 납재, 및 Cu-Al 계 납재 중에서 선택되는 어느 1 종인, 파워 모듈용 기판의 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서
상기 용가재가 액상선 온도 450 ℃ 미만의 땜납재인, 파워 모듈용 기판의 제조 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 땜납재는 Cu-P-Sn-Ni 계 땜납재 또는 Cu-Sn 계 땜납재인, 파워 모듈용 기판의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 활성 금속재는 Ti 재인, 파워 모듈용 기판의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013055518A JP6111764B2 (ja) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | パワーモジュール用基板の製造方法 |
JPJP-P-2013-055518 | 2013-03-18 | ||
PCT/JP2014/057098 WO2014148420A1 (ja) | 2013-03-18 | 2014-03-17 | パワーモジュール用基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150133191A true KR20150133191A (ko) | 2015-11-27 |
KR102224535B1 KR102224535B1 (ko) | 2021-03-05 |
Family
ID=51580099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020157025159A KR102224535B1 (ko) | 2013-03-18 | 2014-03-17 | 파워 모듈용 기판의 제조 방법 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9833855B2 (ko) |
EP (1) | EP2978018B1 (ko) |
JP (1) | JP6111764B2 (ko) |
KR (1) | KR102224535B1 (ko) |
CN (1) | CN105027277B (ko) |
TW (1) | TWI614845B (ko) |
WO (1) | WO2014148420A1 (ko) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP6127833B2 (ja) | 2013-08-26 | 2017-05-17 | 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 |
JP6079505B2 (ja) | 2013-08-26 | 2017-02-15 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体及びパワーモジュール用基板 |
KR102131484B1 (ko) * | 2013-08-26 | 2020-07-07 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 접합체 및 파워 모듈용 기판 |
JP5720839B2 (ja) * | 2013-08-26 | 2015-05-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体及びパワーモジュール用基板 |
US9969654B2 (en) | 2014-01-24 | 2018-05-15 | United Technologies Corporation | Method of bonding a metallic component to a non-metallic component using a compliant material |
KR102300413B1 (ko) * | 2014-03-20 | 2021-09-08 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 접합체, 파워 모듈용 기판, 파워 모듈 및 접합체의 제조 방법 |
JP6256176B2 (ja) * | 2014-04-25 | 2018-01-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体の製造方法、パワーモジュール用基板の製造方法 |
JP6471465B2 (ja) * | 2014-11-11 | 2019-02-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 冷却器付パワーモジュール用基板 |
JP2016184602A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 京セラ株式会社 | 回路基板 |
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 |
DE102015224464A1 (de) * | 2015-12-07 | 2017-06-08 | Aurubis Stolberg Gmbh & Co. Kg | Kupfer-Keramik-Substrat, Kupferhalbzeug zur Herstellung eines Kupfer-Keramik-Substrats und Verfahren zur Herstellung eines Kupfer-Keramik-Substrats |
CN106328543A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-01-11 | 浙江德汇电子陶瓷有限公司 | 金属‑陶瓷复合衬底的制造方法及其制造的复合衬底 |
JP7052374B2 (ja) | 2017-02-06 | 2022-04-12 | 三菱マテリアル株式会社 | セラミックス/アルミニウム接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法 |
JP6965768B2 (ja) * | 2017-02-28 | 2021-11-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅/セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅/セラミックス接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法 |
DE102017205813A1 (de) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | Mahle International Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Kühlvorrichtung, eine Kühlvorrichtung und eine Kühlanordnung |
JP7124633B2 (ja) * | 2017-10-27 | 2022-08-24 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体、及び、絶縁回路基板 |
JP7230432B2 (ja) | 2017-11-02 | 2023-03-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体、及び、絶縁回路基板 |
JP7192451B2 (ja) * | 2018-01-25 | 2022-12-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅/セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅/セラミックス接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法 |
WO2020044590A1 (ja) | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅/セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅/セラミックス接合体の製造方法、及び、絶縁回路基板の製造方法 |
CN114303237A (zh) * | 2019-08-29 | 2022-04-08 | 京瓷株式会社 | 电路基板及功率模块 |
JP7460656B2 (ja) * | 2019-11-27 | 2024-04-02 | 日本碍子株式会社 | 接合基板の製造方法 |
JP7363613B2 (ja) * | 2020-03-13 | 2023-10-18 | 三菱マテリアル株式会社 | ヒートシンク一体型絶縁回路基板 |
WO2022075409A1 (ja) * | 2020-10-07 | 2022-04-14 | 株式会社 東芝 | 接合体、セラミックス回路基板、および半導体装置 |
TWI795199B (zh) * | 2022-01-28 | 2023-03-01 | 奇鋐科技股份有限公司 | 散熱模組製造方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11220073A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ヒートシンク付き回路基板 |
US6310775B1 (en) * | 1999-03-24 | 2001-10-30 | Mitsubishi Materials Corporation | Power module substrate |
JP2003197826A (ja) | 2001-12-26 | 2003-07-11 | Toshiba Corp | セラミックス回路基板およびそれを用いた半導体モジュール |
JP2005050919A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 回路基板および半導体装置 |
JP2011108999A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Mitsubishi Materials Corp | 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 |
JP2011155227A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Honda Motor Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2012129548A (ja) * | 2012-02-29 | 2012-07-05 | Mitsubishi Materials Corp | パワーモジュール用基板及びパワーモジュール用基板の製造方法 |
JP3211856U (ja) | 2017-05-09 | 2017-08-10 | 株式会社アイエスピー | メジャー付きタオル |
Family Cites Families (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5561321A (en) * | 1992-07-03 | 1996-10-01 | Noritake Co., Ltd. | Ceramic-metal composite structure and process of producing same |
JP3211856B2 (ja) | 1994-11-02 | 2001-09-25 | 電気化学工業株式会社 | 回路基板 |
JP4077888B2 (ja) * | 1995-07-21 | 2008-04-23 | 株式会社東芝 | セラミックス回路基板 |
JP2000349400A (ja) | 1999-06-04 | 2000-12-15 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 回路基板 |
US20050136270A1 (en) * | 2003-05-13 | 2005-06-23 | Etienne Besnoin | Method of controlling thermal waves in reactive multilayer joining and resulting product |
WO2002068146A1 (fr) * | 2001-02-27 | 2002-09-06 | Sumida Corporation | Alliage de brasage sans plomb et composants electriques l'utilisant |
US9533379B2 (en) * | 2002-08-23 | 2017-01-03 | Lincoln Global, Inc. | Phosphorous-copper base brazing alloy |
JP4206915B2 (ja) * | 2002-12-27 | 2009-01-14 | 三菱マテリアル株式会社 | パワーモジュール用基板 |
JP4394477B2 (ja) | 2003-03-27 | 2010-01-06 | Dowaホールディングス株式会社 | 金属−セラミックス接合基板の製造方法 |
JP4362597B2 (ja) * | 2003-05-30 | 2009-11-11 | Dowaメタルテック株式会社 | 金属−セラミックス回路基板およびその製造方法 |
JP2005052869A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 高温はんだ付用ろう材とそれを用いた半導体装置 |
JP4207896B2 (ja) * | 2005-01-19 | 2009-01-14 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | 半導体装置 |
CN100590856C (zh) * | 2005-01-20 | 2010-02-17 | 联合材料公司 | 半导体装置用部件及其制造方法 |
DE102005032076B3 (de) * | 2005-07-08 | 2007-02-08 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsmoduls |
DE102005061049A1 (de) * | 2005-12-19 | 2007-06-21 | Curamik Electronics Gmbh | Metall-Keramik-Substrat |
US8164176B2 (en) * | 2006-10-20 | 2012-04-24 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor module arrangement |
JP2008198706A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Hitachi Metals Ltd | 回路基板、その製造方法およびそれを用いた半導体モジュール |
US20100147571A1 (en) * | 2007-04-24 | 2010-06-17 | Claus Peter Kluge | Component having a metalized ceramic base |
US7821130B2 (en) * | 2008-03-31 | 2010-10-26 | Infineon Technologies Ag | Module including a rough solder joint |
KR20110033117A (ko) * | 2008-06-06 | 2011-03-30 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 파워 모듈용 기판, 파워 모듈, 및 파워 모듈용 기판의 제조 방법 |
US20100175756A1 (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-15 | Weihs Timothy P | Method For Bonding Of Concentrating Photovoltaic Receiver Module To Heat Sink Using Foil And Solder |
GB2479844B (en) * | 2009-01-29 | 2013-06-19 | Smith International | Brazing methods for PDC cutters |
JP5577980B2 (ja) * | 2010-09-16 | 2014-08-27 | 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、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 |
JP2012136378A (ja) * | 2010-12-25 | 2012-07-19 | Kyocera Corp | 回路基板およびこれを用いた電子装置 |
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 |
JP2012178513A (ja) | 2011-02-28 | 2012-09-13 | Mitsubishi Materials Corp | パワーモジュールユニット及びパワーモジュールユニットの製造方法 |
AU2012284012A1 (en) * | 2011-07-20 | 2014-01-23 | Diamond Innovations, Inc. | Brazed coated diamond-containing materials |
CN103703560B (zh) * | 2011-08-04 | 2016-07-20 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
CN104067386B (zh) * | 2012-02-01 | 2019-05-28 | 三菱综合材料株式会社 | 功率模块用基板的制造方法 |
JP2013229579A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-11-07 | Mitsubishi Materials Corp | 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 |
JP6044097B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2016-12-14 | 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、冷却器付パワーモジュール用基板及びパワーモジュール |
IN2015DN03283A (ko) * | 2012-10-16 | 2015-10-09 | Mitsubishi Materials Corp | |
CN102922828B (zh) | 2012-10-24 | 2015-04-22 | 浙江工贸职业技术学院 | 铜箔键合陶瓷基板的复合板及其制备方法 |
JP6056432B2 (ja) * | 2012-12-06 | 2017-01-11 | 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、パワーモジュール用基板の製造方法 |
JP5664679B2 (ja) * | 2013-03-07 | 2015-02-04 | 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 |
US9560755B2 (en) * | 2013-03-14 | 2017-01-31 | Mitsubishi Materials Corporation | Bonding body, power module substrate, and heat-sink-attached power module substrate |
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 |
-
2013
- 2013-03-18 JP JP2013055518A patent/JP6111764B2/ja active Active
-
2014
- 2014-03-17 EP EP14767678.7A patent/EP2978018B1/en not_active Not-in-force
- 2014-03-17 US US14/772,913 patent/US9833855B2/en active Active
- 2014-03-17 KR KR1020157025159A patent/KR102224535B1/ko active IP Right Grant
- 2014-03-17 CN CN201480012586.1A patent/CN105027277B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-03-17 WO PCT/JP2014/057098 patent/WO2014148420A1/ja active Application Filing
- 2014-03-18 TW TW103110093A patent/TWI614845B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11220073A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ヒートシンク付き回路基板 |
US6310775B1 (en) * | 1999-03-24 | 2001-10-30 | Mitsubishi Materials Corporation | Power module substrate |
JP2003197826A (ja) | 2001-12-26 | 2003-07-11 | Toshiba Corp | セラミックス回路基板およびそれを用いた半導体モジュール |
JP2005050919A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 回路基板および半導体装置 |
JP2011108999A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Mitsubishi Materials Corp | 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 |
JP2011155227A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Honda Motor Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2012129548A (ja) * | 2012-02-29 | 2012-07-05 | Mitsubishi Materials Corp | パワーモジュール用基板及びパワーモジュール用基板の製造方法 |
JP3211856U (ja) | 2017-05-09 | 2017-08-10 | 株式会社アイエスピー | メジャー付きタオル |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9833855B2 (en) | 2017-12-05 |
JP6111764B2 (ja) | 2017-04-12 |
JP2014183119A (ja) | 2014-09-29 |
EP2978018B1 (en) | 2018-05-02 |
CN105027277A (zh) | 2015-11-04 |
TWI614845B (zh) | 2018-02-11 |
US20160016245A1 (en) | 2016-01-21 |
EP2978018A1 (en) | 2016-01-27 |
KR102224535B1 (ko) | 2021-03-05 |
WO2014148420A1 (ja) | 2014-09-25 |
TW201508871A (zh) | 2015-03-01 |
CN105027277B (zh) | 2018-04-20 |
EP2978018A4 (en) | 2016-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102224535B1 (ko) | 파워 모듈용 기판의 제조 방법 | |
KR102220852B1 (ko) | 접합체의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판의 제조 방법 | |
JP5403129B2 (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 | |
KR102122625B1 (ko) | 파워 모듈용 기판, 히트 싱크가 형성된 파워 모듈용 기판, 히트 싱크가 형성된 파워 모듈 | |
KR102130868B1 (ko) | 접합체, 파워 모듈용 기판, 및 히트 싱크가 부착된 파워 모듈용 기판 | |
KR102097177B1 (ko) | 파워 모듈용 기판, 히트싱크가 부착된 파워 모듈용 기판 및 파워 모듈 | |
JP6079505B2 (ja) | 接合体及びパワーモジュール用基板 | |
KR101676230B1 (ko) | 접합체 및 파워 모듈용 기판 | |
KR20180104659A (ko) | 접합체, 파워 모듈용 기판, 접합체의 제조 방법 및 파워 모듈용 기판의 제조 방법 | |
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 | |
JP5904257B2 (ja) | パワーモジュール用基板の製造方法 | |
JP6790945B2 (ja) | 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 | |
JP6780561B2 (ja) | 接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法、及び、接合体、絶縁回路基板 | |
KR102363709B1 (ko) | 구리/티탄/알루미늄 접합체, 절연 회로 기판, 히트싱크가 부착된 절연 회로 기판, 파워 모듈, led 모듈, 열전 모듈 | |
JP6885104B2 (ja) | 絶縁回路基板の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |