[发明专利]接合体的制造方法、及功率模块用基板的制造方法

说明书

该功率模块用基板的制造方法具备：层叠工序，经由活性金属材料及熔点为710℃以下的填充金属，层叠陶瓷部件(11)和铜部件(12)；加热处理工序，对被层叠的陶瓷部件(11)及铜部件(12)进行加热处理。

技术领域

本发明涉及一种接合体的制造方法，该接合体通过接合陶瓷部件和铜部件而成、及功率模块用基板的制造方法，该功率模块用基板在陶瓷基板上接合有由铜或铜合金构成的电路层或金属层。

本申请主张基于2013年3月18日于日本申请的专利申请2013-055517号优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

在LED或功率模块等的半导体装置中，被设为在由导电材料构成的电路层上接合半导体元件的结构。

在用于控制风力发电、电动汽车等电动车辆等的大功率控制用功率半导体元件中，由于发热量多，因此作为搭载该元件的基板，从以往就广泛使用例如在由AlN(氮化铝)等构成的陶瓷基板的一面，将导电性优异的金属板作为电路层而接合的功率模块用基板。并且，有时在陶瓷基板的另一面将金属板作为金属层而接合。

例如，在专利文献1所示的功率模块用基板中，被设为在陶瓷基板(陶瓷部件)的一面及另一面接合铜板(铜部件)而形成电路层及金属层的结构。该功率模块用基板在陶瓷基板的一面及另一面，经由Ag-Cu-Ti系钎料而布置铜板，且通过进行加热处理而接合铜板。

由于所述Ag-Cu-Ti系钎料中含有活性金属Ti，因此经由Ag-Cu-Ti系钎料接合陶瓷基板和铜板时，钎料的液相和陶瓷基板的润湿性变得良好，且能够良好地接合陶瓷基板和铜板。

专利文献1：日本专利第3211856号公报

然而，如专利文献1所公开，当使用Ag-Cu-Ti系钎料接合陶瓷基板和铜板时，由于Ag-Cu-Ti系钎料的熔点高，因此存在陶瓷基板因热而劣化的问题。

并且，Ag-Cu-Ti系钎料由于含有昂贵的Ag，因此还存在制造成本变高的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于提供一种能够以低温接合陶瓷部件和铜部件，且制造成本较低的接合体的制造方法、及功率模块用基板的制造方法。

本发明的接合体的制造方法的方式为一种接合体的制造方法，该接合体通过接合由陶瓷构成的陶瓷部件，和由铜或铜合金构成的铜部件而成，其中，具备：层叠工序，经由活性金属材料及熔点为710℃以下的填充金属，层叠所述陶瓷部件和所述铜部件；及加热处理工序，对被层叠的所述陶瓷部件及所述铜部件进行加热处理。

并且，在本发明中，熔点被设为固相线温度。而且，在本发明中，填充金属是指钎料或焊料等。

根据本发明的接合体的制造方法，经由活性金属材料及熔点为710℃以下的填充金属将由铜或铜合金构成的铜部件层叠于陶瓷部件，且对所述陶瓷部件及所述铜部件进行加热处理。加热处理时，活性金属熔入于已熔融的液相的填充金属中，相对于陶瓷部件，液相的填充金属的润湿性变高，填充金属凝固之后，铜部件经由填充金属而良好地接合于陶瓷部件。

并且，由于填充金属的熔点被设为710℃以下，因此能够以比使用Ag-Cu-Ti系钎料时还低的温度来形成填充金属的液相。当在这种低温区进行加热处理，则能够减轻对陶瓷部件的热负载。

而且，由于使用不含有Ag的填充金属而接合陶瓷部件和铜部件，因此与使用Ag-Cu-Ti系钎料的情况相比，能够降低制造成本。

并且，在所述层叠工序中，可以在所述陶瓷部件侧布置所述填充金属，且在所述铜部件侧布置所述活性金属材料。