[发明专利]翅片一体型基板及翅片一体型基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属-陶瓷接合基板，尤其涉及翅片一体型基板及其制造方法，在该翅片一体型基板上，将由铝或铝合金制成的金属电路板及金属底板分别与陶瓷基板的两个面接合，并使板状的散热翅片与金属底板一体形成，其中，上述板状的散热翅片从金属底板的没有与陶瓷基板接合的那个面突出并相互间隔着规定间隔而延伸。

背景技术

在例如电动汽车、火车、工作设备等中的用于控制大电流的现有的功率模块中，通过锡焊将金属-陶瓷绝缘基板固定至称为底板的金属板或复合材料的一个面，并通过锡焊将半导体芯片等电子元器件固定在该金属-陶瓷绝缘基板上。此外，通过螺钉紧固（日语：ネジ止め）将金属制的散热翅片或冷却套管隔着导热润滑脂安装在底板的另一个面（背面）上。

由于通过加热来将底板或电子元器件等锡焊焊接至上述金属-陶瓷绝缘基板上，因此，在锡焊时因接合构件间的热膨胀系数之差而容易使底板产生翘曲。此外，由于从电子元器件等发出的热经由金属-陶瓷绝缘基板、焊锡及底板而通过散热翅片、冷却套管释放至空气或冷却水等中，因此，一旦发生如上所述的基板的翘曲，则将散热翅片、冷却套管安装至底板时的间隙变大，而使散热性严重降低。

因此，例如，在专利文献1中公开了一种将散热翅片（加强部）与金属底板形成一体的金属-陶瓷接合基板，其能使上述问题、即底板的翘曲变得非常小。此外，例如，在专利文献2及专利文献3中公开了安装于金属底板及散热翅片等、可使发热体有效冷却的冷却套管。

因此，通过将专利文献2、专利文献3记载的冷却套管安装在专利文献1记载的金属-陶瓷接合基板上，就可抑制金属底板的翘曲，从而能得到冷却效率非常高的金属-陶瓷接合基板。

另一方面，在专利文献4中公开了一种在用于冷却半导体装置等的散热器等中的、配置于底座构件（金属底板）上的被切削件块体上进行槽加工的开槽加工方法。根据这种开槽加工方法，能在被切削件块体不产生毛刺的情况下进行开槽。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-218938号公报

专利文献2：日本专利特开2006-324647号公报

专利文献3：日本专利特开2008-135757号公报

专利文献4：日本专利特开2009-56520号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在上述专利文献1记载的金属-陶瓷接合基板中，作为用于使散热翅片与金属底板一体形成的方法，使用铸型来进行形成，但特别是在形成微细形状的散热翅片的情况下，需要具有微细间距的模具，但由于翅片很难从铸型脱模，因此，在事实上不可能使用铸型。此外，还可以想到通过现在常用的利用机械加工一个个地形成槽的方式来形成散热翅片这样的方法，但存在因加工时的热量而出现翘曲及无法将加工时的切屑完全排出等问题，因此，很难高尺寸精度且高效地制造具有微细间距的散热翅片。

另一方面，也可想到使用上述专利文献4记载的开槽加工方法来形成散热翅片的方法，但发明人通过研究后得知，在专利文献4中假设使用高强度、高硬度的金属作为被切削件块体，在想要对例如铝等柔软（硬度低）的金属及其铸造件等特别柔软的金属进行加工的情况下，当使用夹具对作为加工对象的被切削件（被切削件块体）及配置有该被切削件的金属底板进行固定时，就存在金属底板发生弯曲这样的问题、或是在切削加工后的散热片上发生挽绕（日文：ビレ）（波浪形状）。此外，多刀铣刀进行切削时会对被切削件（被切削块体）、金属底板产生应力，可能会出现翘曲。

因此，即便将上述专利文献2及专利文献3记载的冷却套管安装到上述专利文献1记载的金属-陶瓷接合基板或是利用专利文献4记载的加工方法制造而成的被切削件，也很难得到包括具有微细间距的散热翅片的液冷式翅片一体型基板。

因此，基于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能用简单的工序制造包括具有微细间距的散热翅片的翅片一体型基板的翅片一体型基板的制造方法，该制造方法是可抑制金属底板的翘曲及散热翅片的变形（发生挽绕等）的加工方法。此外，本发明还提供一种通过上述制造方法制成的包括具有微细间距的散热翅片的空冷（气冷）式或液冷式的翅片一体型基板，该翅片一体型基板的强度、冷却效率、散热性、电子元器件的组装性、耐热冲击性及耐腐蚀性优异。

解决技术问题所采用的技术方案