[发明专利]绝缘电路基板用接合体的制造方法及绝缘电路基板用接合体

说明书

本发明的绝缘电路基板用接合体的制造方法具有：铝电路层形成工序，在陶瓷基板的一个面形成多个铝电路层；及铜电路层形成工序，在各个所述铝电路层上分别层叠电路层用铜板，将所述层叠体配置于在至少一个面具有凸曲面且使这些凸曲面彼此对置配置的一对垫板之间，通过将所述垫板朝对置方向移动而在层叠方向上对所述层叠体进行加压，在该加压状态下进行加热，由此形成将所述电路层用铜板固相扩散接合至所述铝电路层而成的铜电路层，在所述铜电路层形成工序中，以所述凸曲面中的任一个凸曲面横跨并抵接于所述层叠体中相邻的多个所述电路层用铜板的方式，配置所述垫板。

技术领域

本发明有关一种在控制大电流、高电压的半导体装置中使用的功率模块用基板等的绝缘电路基板用接合体的制造方法及绝缘电路基板用接合体。本申请主张基于2018年3月26日申请的日本专利申请2018-58136号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

作为功率模块用基板，已知一种在由以氮化铝为代表的陶瓷基板构成的绝缘层的一个面接合有电路层，并且在另一个面接合有用于散热的金属层的基板，在金属层接合有散热片。

例如专利文献1中公开的带散热片功率模块用基板，在由陶瓷基板构成的绝缘层的一个面形成有铝层与铜层的双层结构的电路层，在陶瓷基板(绝缘层)的另一个面接合有铝层与铜层的双层结构的金属层，在该金属层的铜层接合有由铝构成的散热片。

在该带散热片功率模块用基板的制造方法中，首先在陶瓷基板的两面钎焊铝板，之后在一侧层叠铜板，在另一侧层叠铜板与散热片的铝板，通过在层叠方向对该层叠体一边加压一边加热，从而固相扩散接合铝与铜。此时，专利文献1中，配合因散热片接合温度而发生的功率模块用基板的金属层表面的翘曲，将散热片的接合面形成为凸形状而接合。

在该固相扩散接合中，在由弹簧施力的一对加压板之间配置层叠体，通过固定在设于比陶瓷基板的外周更靠外侧的一对导向柱的固定板进行施力，使加压板之间接近，从而对层叠体赋予荷载。

专利文献1：日本特开2016-72563号公报

然而，由于导向柱无法设置于层叠体的正上方，因此有难以在比陶瓷基板的外周更靠内侧赋予荷载的倾向。陶瓷基板与铝板的接合由于因钎焊而产生液相，因此在整个面上大致均匀地接合，但由于铝层与铜层之间为固相接合，因此其接触状态对接合造成很大影响。在使用上述加压板的接合中，荷载容易集中在电路层的外周，相反地难以在比该外周更靠内侧赋予荷载，在金属层的外周部以外可能发生接合不良。尤其，当电路层分离成多个电路层的情况下，相邻的电路层用铜板的面向间隙的内侧的端部中，未形成由固相扩散接合产生的充分的金属间化合物层，容易发生接合不良。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而研发的，目的在于对相邻的电路层用铜板的面向间隙的内侧的端部也赋予均匀的荷载，来防止接合不良的发生。

本发明的绝缘电路基板用接合体的制造方法具有：铝电路层形成工序，在陶瓷基板的一个面形成多个铝电路层；及铜电路层形成工序，在各个所述铝电路层上分别层叠电路层用铜板，将所述层叠体配置于在至少一个面具有凸曲面且使这些凸曲面彼此对置配置的一对垫板之间，通过将所述垫板朝对置方向移动而在层叠方向上对所述层叠体进行加压，在该加压状态下进行加热，由此形成将所述电路层用铜板固相扩散接合至所述铝电路层而成的铜电路层，在所述铜电路层形成工序中，以所述凸曲面中的任一个凸曲面横跨并抵接于所述层叠体中相邻的多个所述电路层用铜板的方式，配置所述垫板。

根据该制造方法，在铜电路层形成工序中，由于垫板的凸曲面横跨并抵接于相邻的电路层用铜板，因此，与外周端部同样地，也容易对以往难以被赋予荷载的陶瓷基板的中央部的电路层用铜板的端部赋予荷载。

关于本发明的绝缘电路基板用接合体的制造方法的优选实施方式，所述垫板的所述凸曲面可具有8000mm以上且60000mm以下的曲率半径。若为该范围的曲率半径，则直到相邻的铜电路层的端部为止能够以充分的厚度形成金属间化合物层，从而能够得到良好的接合。