[发明专利]用于带铜板的绝缘基板的铜板材及其制造方法

说明书

本发明的用于带铜板的绝缘基板的铜板材具有如下组成：选自Al、Be、Cd、Mg、Pb、Ni、P、Sn和Cr中的金属成分的合计含量为0.1～2.0ppm、铜的含量为99.96质量％以上，并且具有如下的轧制织构：将由采用EBSD的织构解析得到的结晶取向分布函数用欧拉角(φ1、Φ、φ2)表示时，在φ2＝0°、φ1＝0°、Φ＝0°～90°的范围中的取向密度的平均值为3.0以上且低于35.0，并且在φ2＝35°、φ1＝45°～55°、Φ＝65°～80°的范围中的取向密度的最大值为1.0以上且低于30.0。

技术领域

本发明涉及用于带铜板的绝缘基板的铜板材，特别涉及适于功率器件的带铜板的绝缘基板的铜板材及其制造方法。

背景技术

通常，功率器件由于使用高电压、大电流，因此产生大量的热，与其相伴的材料的劣化成为了课题。因此，近年来，通过使用将绝缘性和散热性优异的陶瓷基板与铜板接合而成的带铜板的绝缘基板，来应对绝缘、散热。

在陶瓷基板与铜板的接合方法中，主要使用了经由银系焊料等接合的接合方法、或者、不经由焊料而利用铜的共晶反应接合的接合方法，均需要700℃以上的高温热处理。另外，在陶瓷基板中使用了氮化铝、氧化铝、氮化硅等，它们的热膨胀系数与构成铜板的铜的热膨胀系数不同。因此，在高温下将陶瓷基板与铜板接合时，由于热膨胀系数之差，存在绝缘基板整体中产生大的变形的倾向。另外，对于陶瓷基板和铜板材而言，铜板材具有高的热膨胀率，因此如果进行热处理，则对陶瓷基板施加拉伸应力，对铜板材施加压缩应力。由此，不仅绝缘基板整体变形，产生尺寸变化，而且容易发生陶瓷基板与铜板材的剥离等。进而，用于铜板材的高纯度的铜在700℃以上的高温下晶粒显著地生长，组织的均质化变得困难。因此，存在结合性降低、发生变形时成为晶界破坏的起点这样的问题。

例如，在专利文献1中，作为用于散热基板的纯铜板，公开了由纯度99.90质量％以上的纯铜构成、且限定了X射线衍射强度的比率的纯铜板。另外，在专利文献2中，作为适于散热用电子部件和大电流用电子部件等的铜合金板，公开了抗拉强度为350MPa以上、且对规定位置的结晶取向的累积度进行控制的铜合金板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-189817号公报

专利文献2：日本专利第5475914号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，专利文献1中公开的纯铜板由于难以通过蚀刻在表面产生凹凸，因此认为与其他的构件的密合性优异，但是，关于在高温下的与其他构件的接合，完全没有研究。另外，就专利文献2中公开的铜合金板而言，关于耐热性，进行了研究，但只考虑了利用200℃、30分钟的热处理的耐热性。另外，就专利文献2中公开的铜合金板而言，抗拉强度为350MPa以上，尚未对应作为用于带铜板的绝缘基板的铜板材适合的150～330MPa的范围。

因此，本发明的目的在于提供从轧制方向到板宽方向纵向弹性模量连续较低、抗拉强度和导电率优异、且在高温下进行了热处理(例如在700℃以上且800℃以下进行10分钟以上且5小时以下的热处理)时抑制晶粒生长的用于带铜板的绝缘基板的铜板材及其制造方法。

用于解决课题的手段

本发明人发现：通过控制铜板材的纵向弹性模量，并且抑制700℃以上的高温下的晶粒生长，从而在铜板材与陶瓷基板的接合中降低由于铜板材与陶瓷基板的热膨胀系数之差所产生的基板整体的负荷应力，另外，能够抑制晶粒的生长引起的组织的不均质化和结合性的降低。

即，本发明的主要构成如下所述。