[发明专利]功率模块及其制造方法

说明书

本发明的功率模块用基板(10)中，在绝缘层(11)的一个面上形成有电路层(12)，在绝缘层(11)的另一个面上形成有金属层(13)，且在该金属层(13)的另一个面上使用助焊剂接合有被接合体，所述功率模块用基板(10)中，在绝缘层(11)与金属层(13)的接合面的周边部形成有含有氧化物与树脂的助焊剂成分侵入防止层(51)。

技术领域

本发明涉及一种功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板、功率模块、助焊剂成分侵入防止层形成用浆料及接合体的接合方法，所述功率模块用基板在绝缘层的一个面上形成有电路层，在所述绝缘层的另一个面上形成有金属层，且在该金属层的另一个面上使用助焊剂接合有被接合体；所述自带散热器的功率模块用基板具备该功率模块用基板；所述助焊剂成分侵入防止层形成用浆料在形成用于抑制助焊剂成分侵入到接合面的助焊剂成分侵入防止层时使用；所述接合体的接合方法中使用该助焊剂成分侵入防止层形成用浆料。

本申请基于2011年12月12日在日本申请的日本专利申请2011-271081号、及2011年12月12日在日本申请的日本专利申请2011-271146号主张优先权，将其内容援用于此。

背景技术

作为上述功率模块用基板及自带散热器的功率模块用基板，例如如专利文献1中所记载，提出如下基板：通过钎焊来接合在由AlN(氮化铝)构成的陶瓷基板的两个面接合有Al(铝)金属板(电路层及金属层)的功率模块用基板、和由铝构成的散热器。

专利文献2中，提出有如下半导体模块的冷却装置：通过使用助焊剂的钎焊来接合在由陶瓷材料构成的绝缘基板的两个面接合有Al(铝)金属板(上部电极及下部电极)且在上部电极接合有半导体元件的半导体模块、和由铝构成的冷却器的顶板。

专利文献3中公开有功率模块中的绝缘层叠材料的钎焊方法。该方法中，将氮化硼或碳的粉末分散到由有机化合物构成的分散介质中来制成悬浮液，并将该悬浮液涂布到铝制传热层的周面，从而使助焊剂浸入防止物附着到传热层的周面。在该状态下，通过使用助焊剂来钎焊所述传热层与应力松弛部件，从而防止熔融的助焊剂沿着金属层的周面侵入到绝缘板与金属层的界面。

作为使用助焊剂的钎焊，已知例如专利文献4、5中所记载的那样使用以KAlF₄为主成分的助焊剂的无腐蚀性助焊剂钎焊(ノコロックろう付け)。

该无腐蚀性助焊剂钎焊主要为将铝部件彼此进行接合的技术，例如将Al-Si系钎料箔和以KAlF₄为主成分的助焊剂配置在铝部件彼此之间，通过助焊剂来去除形成于铝部件表面的氧化膜，并促进钎料的熔融，以此来进行接合。

专利文献1：日本特开2007-194256号公报

专利文献2：日本特开2009-105166号公报

专利文献3：日本特开2011-228563号公报

专利文献4：日本特开2001-012887号公报

专利文献5：日本特开2010-138955号公报

而以无腐蚀性助焊剂钎焊来接合功率模块用基板与散热器时，作为助焊剂成分的KAlF₄侵入到功率模块用基板的陶瓷基板与金属板的接合面，陶瓷基板与金属板之间的接合可靠性有可能下降。

尤其，在自带散热器的功率模块用基板中，陶瓷基板与金属板的接合面、及功率模块用基板与散热器的界面之间仅通过金属层隔开，两者的接近，因而存在助焊剂成分易侵入到功率模块用基板的陶瓷基板与金属板的接合面的倾向。

而且，助焊剂成分越过陶瓷基板而到达电路层时，导致电路层与金属层的绝缘性下降，有可能无法用作功率模块用基板。

因此，专利文献2中，提出在陶瓷基板与金属板的接合端部涂布由硼和氧化钛等构成的防接触材料(助焊剂成分侵入防止层)。