[发明专利]带散热片的功率模块用基板

说明书

本发明提供一种带散热片的功率模块用基板，其具备：功率模块用基板；及散热片，由铝浸渗的碳化硅多孔体构成，所述铝浸渗的碳化硅多孔体为在由碳化硅构成的多孔体中浸渗铝等而形成，在将电路层的屈服强度设为σ1(MPa)，将电路层的厚度设为t1(mm)，将电路层与陶瓷基板的接合面积设为A1(mmsupgt;2/supgt;)，将金属层的屈服强度设为σ2(MPa)，将金属层的厚度设为t2(mm)，将金属层与陶瓷基板的接合面积设为A2(mmsupgt;2/supgt;)时，厚度t1形成为0.1mm以上且3.0mm以下，厚度t2形成为0.15mm以上且5.0mm以下的同时，厚度t2形成为大于厚度t1，比例{(σ2×t2×A2)/(σ1×t1×A1)}设在1.5以上且15以下的范围内。

技术领域

本发明涉及一种使用于控制强电流、高电压的半导体装置的带散热片的功率模块用基板。

本申请主张基于2017年3月7日申请的日本专利申请2017-42543号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

作为带散热片的功率模块用基板，例如已知有如专利文献1或专利文献2记载的以下结构：在成为绝缘层的陶瓷基板的一个表面形成由铜等构成的电路层，而在陶瓷基板的另一个表面形成由铜等构成的金属层，在该金属层的与陶瓷基板相反一侧的表面接合了由铝或铜等构成的散热片(散热板)。在这种结构的带散热片的功率模块用基板的电路层的表面(上表面)，通过焊接(安装)半导体元件等电子部件而制造功率模块。

由铝或铜构成的散热片与功率模块用基板的线膨胀率差较大。因此，带散热片的功率模块用基板通过在电子部件的安装工序中进行加热或暴露于功率模块的使用环境的温度变化而产生弯曲。例如，若在电子部件的安装工序中带散热片的功率模块用基板产生弯曲，则产生电子部件的位置偏移或焊锡接合部产生变形或裂纹等，而导致接合可靠性受损等。

另外，若在功率模块的使用环境中带散热片的功率模块用基板产生弯曲，则夹在散热片与冷却器之间的热传导性润滑油通过泵出现象流出，从而散热片与冷却器的密合性受损，会导致热阻抗的增加。而且，通过如此反复而带散热片的功率模块用基板产生弯曲，会导致陶瓷基板产生裂纹。

因此，对这种带散热片的功率模块用基板，通过低热膨胀，由高导热率的铝浸渗的碳化硅多孔体代替铝或铜来形成散热片，从而实现减少由功率模块用基板与散热片之间的线膨胀差引起的弯曲。

如专利文献3或专利文献4所记载，铝浸渗的碳化硅多孔体为铝与碳化硅的复合体，其在主要由碳化硅(SiC)构成的多孔体中浸渗铝(Al)或铝合金的同时，在其多孔体表面形成了铝或铝合金的包覆层。

专利文献1：日本特开平10-270596号公报

专利文献2：日本特开2016-51778号公报

专利文献3：日本特开2014-143351号公报

专利文献4：日本特开2003-306730号公报

如专利文献3或专利文献4记载，以往通过低热膨胀，由高导热率的铝浸渗的碳化硅多孔体形成散热片，从而实现缩小功率模块用基板与散热片的线膨胀差，减少产生于带散热片的功率模块用基板的弯曲。但减少产生于带散热片的功率模块用基板的弯曲量并不充分，而要求进一步的改善。

发明内容

本发明鉴于这种情况而完成，其目的在于提供一种对于功率循环或冷热循环的可靠性高的带散热片的功率模块用基板。