[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

本发明的制造方法为制造接合由陶瓷构成的陶瓷部件与由Cu或Cu合金构成的Cu部件而成的接合体的方法，所述接合体的制造方法具备：层叠工序，通过含3质量％以上10质量％以下的P的Cu‑P系钎料和活性金属材料层叠所述陶瓷部件与所述Cu部件；及加热处理工序，对层叠的所述陶瓷部件及所述Cu部件进行加热处理。

技术领域

该发明涉及一种陶瓷部件与Cu部件接合而成的接合体的制造方法及在陶瓷基板的其中一个面配设有由Cu或Cu合金构成的电路层的功率模块用基板的制造方法。

本申请主张基于2013年8月26日申请的日本专利申请第2013-175003号的优先权，并将所有内容援用于本说明书中。

背景技术

LED或功率模块等半导体装置具备在由导电材料构成的电路层上接合有半导体元件的结构。

用于控制风力发电、电动汽车等电动车辆等而使用的大功率控制用功率半导体元件的发热量较多。因此，作为搭载这种功率半导体元件的基板，至今以来广泛使用例如在由AlN(氮化铝)等构成的陶瓷基板的其中一个面接合导电性优异的金属板以作为电路层的功率模块用基板。并且，也有在陶瓷基板的另一个面接合金属板以作为金属层。

例如，专利文献1所示的功率模块用基板结构如下，即在陶瓷基板(陶瓷部件)的其中一个面通过接合Cu板(Cu部件)来形成电路层。该功率模块用基板中，在陶瓷基板的其中一个面夹着Cu-Mg-Ti钎料配置Cu板的状态下进行加热处理，从而接合Cu板。

专利文献1：日本专利第4375730号公报

然而，如专利文献1中所公开的，若通过Cu-Mg-Ti钎料将陶瓷基板与Cu板接合而形成电路层，则在陶瓷基板与钎料的接合界面较厚地形成包含Cu、Mg或Ti的金属间化合物层。

由于形成于该陶瓷基板与钎料的接合界面的金属间化合物层较硬，因此存在使陶瓷基板与电路层的接合率变差，而无法良好地接合陶瓷基板与电路层的问题。

发明内容

该发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够良好地接合陶瓷部件与Cu部件的接合体的制造方法及功率模块用基板的制造方法。

为解决上述课题，本发明的第一方式所涉及的接合体的制造方法为制造由陶瓷构成的陶瓷部件与由Cu或Cu合金构成的Cu部件接合而成的接合体的方法，所述接合体的制造方法具备：层叠工序，通过含3质量％以上10质量％以下的P的Cu-P系钎料及活性金属材料层叠所述陶瓷部件与所述Cu部件；及加热处理工序，对层叠的所述陶瓷部件及所述Cu部件进行加热处理。

根据本发明的第一方式所涉及的接合体的制造方法，其具备：通过含3质量％以上10质量％以下的P的Cu-P系钎料和活性金属材料来层叠所述陶瓷部件与所述Cu部件的层叠工序；及对层叠的所述陶瓷部件及所述Cu部件进行加热处理的加热处理工序，因此在加热处理工序中，通过Cu-P系钎料中所含的P与活性金属材料中所含的活性元素的结合，从而形成含P的金属间化合物，且P进入到该金属间化合物中而在陶瓷部件侧形成Cu层。此时，由于没有在陶瓷部件与Cu层的接合界面形成较硬的金属间化合物层，因此陶瓷部件与Cu部件的接合率得到提高，能够良好地接合陶瓷部件与Cu部件。

并且，由于含3质量％以上10质量％以下的P的Cu-P系钎料的熔点较低，因此能够以较低的温度接合陶瓷部件与Cu部件。其结果，能够在进行接合时减轻施加于陶瓷部件的热负载。

其中，活性金属材料为例如含有Ti、Zr、Nb、Hf等活性元素中的任意一种或两种以上的物质。并且，活性金属材料的形状例如为箔或粉末等。

并且，优选在所述陶瓷部件侧配置所述Cu-P系钎料，在所述Cu部件侧配置所述活性金属材料。