[发明专利]层合材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及层合材料及其制造方法，涉及用于进行例如LED或电源设备等半导体元件的冷却的层合材料及其制造方法。

本说明书及权利要求中，用元素符号表示的材料表示纯材料，但也包括含有不可避免的杂质的工业的纯材料。

另外，本说明书及权利要求中，放电等离子体烧结法(Spark Plasma Sintering)，并不限定于实际上烧结粉末的方法，是指利用放电等离子体烧结的原理的方法。

进而，本说明书及权利要求中，术语“熔点”，在为合金的情况下，是指固相线温度。

背景技术

例如，作为由陶瓷层和金属层构成的层合材料，本申请人先前已经提出了如下层合材料，所述层合材料在由陶瓷粉末的放电等离子体烧结体形成的陶瓷板的两面，形成由金属粉末的放电等离子体烧结体形成的金属层；通过在预先制作的陶瓷板两面，对金属粉末进行放电等离子体烧结而形成金属层的方法制造(参见专利文献1)。

然而，为专利文献1记载的层合材料时，，金属层是通过在预先制作出的陶瓷板的两面上对金属粉末进行放电等离子体烧结而制作的，因此，需要考虑放电等离子体烧结时的金属粉末的体积收缩，考虑提高金属层的厚度方向的尺寸精度时，生产率有降低的危险。另外，由于放电等离子体烧结时的金属粉末的体积收缩，有时导致所制造的层合材料的两面的平面度降低，此时，利用研磨等校准工序(sizing process)进行的精加工处理变得必要。

专利文献1：国际公开第2009/119438号说明书

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种与专利文献1记载的层合材料相比生产率优异且平面度提高的层合材料及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明由如下方案构成。

1)一种层合材料，其中，多片金属板与至少一片陶瓷板按照金属板与陶瓷板相邻接的方式层合，并且邻接的金属板与陶瓷板利用放电等离子体烧结法接合，与陶瓷板邻接的所有金属板的熔点的差在140℃以内。

2)如上述1)所述的层合材料，其中，两片金属板与一片陶瓷板层按照陶瓷板位于两金属板之间的方式合，一片金属板的熔点与另一片金属板的熔点之差在140℃以内。

3)如上述2)所述的层合材料，其中，在两金属板中的至少任一方的金属板的与陶瓷板接合的面的相对侧的面上，通过放电等离子体烧结法，以层合状接合由在放电等离子体烧结法的加热时的加热温度下不熔融的材料形成的金属板。

4)一种层合材料，其中，一片金属板和一片或两片陶瓷板按照金属板与陶瓷板相邻接的方式层合，并且，邻接的金属板与陶瓷板通过放电等离子体烧结法接合。

5)如上述4)所述的层合材料，其中，所述层合材料由一片金属板和一片陶瓷板构成，在金属板的与陶瓷板接合的面的相对侧的面上，通过放电等离子体烧结法，以层合状接合由在放电等离子体烧结法的加热时的加热温度下不熔融的材料形成的金属板。

6)如上述1)或4)所述的层合材料，其中，金属板由选自Al、Cu、Ag、Au、Ni、Ti、Al合金、Cu合金、Ag合金、Au合金、Ni合金及Ti合金中的一种材料形成。

7)如上述1)或4)所述的层合材料，其中，陶瓷板由选自AlN、Al₂O₃、Si₃N₄、SiC、Y₂O₃、CaO、BN及BeO中的一种材料形成。

8)如上述1)或4)所述的层合材料，其中，上下两面的平面度在100μm以下。

9)一种层合材料的制造方法，为制造上述1)所述的层合材料的方法，所述层合材料中多片金属板与至少一片陶瓷板层合，并且邻接的金属板与陶瓷板通过放电等离子体烧结法接合，

其特征在于，

使与陶瓷邻接地配置的所有金属板的熔点差在140℃以内，按照金属板与陶瓷板相邻接的方式将熔点差在140℃以内的多片金属板、和至少一片陶瓷板层合；

将金属板与陶瓷板的层合体配置在一对放电等离子体烧结用电极间；以及

在确保两电极间的导通的状态下在两电极间通入脉冲电流，由此将陶瓷板和与陶瓷板邻接的金属板接合。