[发明专利]电路基板、接合体以及它们的制造方法

说明书

本发明提供电路基板，其为陶瓷基板与金属电路板隔着包含银的钎料层接合的电路基板，其中，通过EBSP法求出的上述钎料层中的银部的KAM值的平均值为0.55°以下。本发明提供接合体，其为陶瓷基板与金属板隔着包含银的钎料层接合的接合体，其中，通过EBSP法求出的钎料层中的银部的KAM值的平均值为0.55°以下。

技术领域

本公开文本涉及电路基板、接合体以及它们的制造方法。

背景技术

随着机器人和电机等工业设备的高性能化，由搭载于功率模块的半导体元件产生的热也在不断增加。为了使该热高效地散发，使用了具备具有良好导热性的陶瓷基板的电路基板。在这样的电路基板中，由于陶瓷基板与金属板接合时的加热和冷却工序以及使用时的热循环而产生热应力。与此相伴，有时陶瓷基板产生裂纹或者金属板发生剥离。

另一方面，正在研究缓和陶瓷电路基板中产生的热应力以提高可靠性的技术。例如，专利文献1中研究了通过将钎料层的富Cu相的平均尺寸和个数密度设为规定的范围，以提高耐热循环特性。专利文献2中提出了沿着陶瓷基板与电路图案的接合界面形成富Ag相。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2018/221492号

专利文献2：国际公开第2019/022133号

发明内容

发明所要解决的课题

根据所使用的用途，电路基板要求充分优异的可靠性。例如，在电车的驱动部和电动汽车等的功率模块的领域中，要求即使热循环成为严酷的条件也维持优异的可靠性。这是因为，例如若冷却温度变低，则陶瓷基板中产生的拉伸应力增大，陶瓷基板容易产生裂纹。因此，本公开文本提供对热循环的耐久性优异的电路基板及其制造方法。另外，本公开文本提供对热循环的耐久性优异的接合体及其制造方法。

用于解决课题的手段

本公开文本的一个方面涉及的电路基板是陶瓷基板与金属电路板隔着包含银的钎料层而被接合的电路基板，其中，通过EBSP法求出的钎料层中的银部的KAM值的平均值为0.55°以下。

此处，KAM(Kernel Average Misorientation，核平均取向差)值表示晶粒内的相邻测定点间的方位差，通过使用EBSP(Electron Back Scattering Pattern，电子背散射花样)法的晶体取向分析求出。可以说该KAM值越小，晶体的应变越小。

陶瓷基板与金属电路板的线性热膨胀系数有很大差异，因此陶瓷与金属电路板的接合部由于与接合时的温度的差异而产生残余应力。残余应力是通过钎料层中所包含的成分的晶体结构的应变而呈现出的。若该残余应力增大，则陶瓷基板容易产生裂纹，对热循环的耐久性受损。本公开文本的电路基板由于钎料层中的银部的KAM值的平均值足够小，因此充分降低了陶瓷基板与金属电路板的接合部中的残余应力。因此，本公开文本的电路基板对热循环的耐久性优异。

金属电路板可以为铜电路板。通过EBSP法求出的、铜电路板中所包含的铜的KAM值的平均值可以为0.36°以下。由此，能够充分降低电路基板的接合部中的残余应力，进一步提高对热循环的耐久性。

上述电路基板的钎料层可以具有从金属电路板的端部露出的露出部。此时，露出部的长度L的平均值可为20μm以上，露出部的厚度T的平均值可为4μm～30μm。由此，能够充分缓和接合部中的应力集中而进一步提高对热循环的耐久性。

本公开文本的一个方面涉及的接合体是陶瓷基板与金属板隔着包含银的钎料层接合的接合体，其中，通过EBSP法求出的钎料层中的银部的KAM值的平均值为0.55°以下。