[发明专利]电路基板及半导体装置

说明书

本发明提高电路基板的TCT特性。电路基板具备具有第1、2面的陶瓷基板和介由第1、2接合层与第1、2面接合的第1、2金属板。陶瓷基板的3点弯曲强度为500MPa以上。第1接合层的第1伸出部的L1/H1、及第2接合层的第2伸出部的L2/H2中的至少一者为0.5以上且3.0以下。第1伸出部的10处的第1维氏硬度的平均值及第2伸出部的10处的第2维氏硬度的平均值中的至少一者为250以下。

技术领域

实施方式涉及电路基板及半导体装置。

背景技术

近年来，伴随着产业设备的高性能化，其中搭载的功率模块的高输出化取得进展。伴随于此，半导体元件的高输出化取得进展。半导体元件的工作保证温度为125℃～150℃，但今后有上升至175℃以上的可能性。

伴随着半导体元件的工作保证温度的上升，对陶瓷金属电路基板要求高的TCT特性。所谓TCT是热循环试验。TCT是将按照低温→室温→高温→室温的顺序使温度发生变化的工序作为1个循环来实施，并测定陶瓷金属电路基板的耐久性的方法。

以往的陶瓷金属电路基板具备陶瓷基板和金属板。金属板介由使用钎料而形成的接合层与陶瓷基板接合。接合层具有按照从陶瓷基板与金属板之间伸出的方式在陶瓷基板上延伸的伸出部。上述陶瓷金属电路基板具有相对于5000个循环的TCT的高的耐久性。通过减少伸出部的空隙，能够改善TCT特性。然而，当工作保证温度为175℃以上时，仅仅消除伸出部的空隙对于TCT特性的提高有限。

表示功率模块的性能的功率密度通过下面的式子求出。

功率密度＝(额定电流×额定电压×模块上搭载的半导体元件的数目)/模块的体积

功率密度可以通过例如增加模块上搭载的半导体元件的数目、减小模块的体积而变大。为了改善这2个参数，要求在陶瓷金属电路板上搭载多个半导体元件。为了实现能够搭载多个半导体元件、且体积小的陶瓷金属电路板，优选使多个金属板的配置间隔变窄。即使是使金属板的配置间隔变窄的情况下，陶瓷金属电路板也要求175℃以上的高温下的TCT特性的改善。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/034075号

发明内容

实施方式所述的电路基板具备具有第1面和第2面的陶瓷基板、介由第1接合层与第1面接合的第1金属板和介由第2接合层与第2面接合的第2金属板。第1接合层具有按照从第1面与第1金属板的接合部伸出的方式在第1面上延伸的第1伸出部。第2接合层具有按照从第2面与第2金属板的接合部伸出的方式在第3面上延伸的第2伸出部。陶瓷基板的3点弯曲强度为500MPa以上。第1伸出部的伸出长度L1(μm)相对于第1伸出部的厚度H1(μm)的比L1/H1、及第2伸出部的伸出长度L2(μm)相对于第2伸出部的厚度H2(μm)的比L2/H2中的至少一者为0.5以上且3.0以下。第1伸出部的10处的维氏硬度的平均值及第2伸出部的10处的维氏硬度的平均值中的至少一者为250以下。

附图说明

图1是表示电路基板的结构例的截面示意图。

图2是表示电路基板的其他结构例的截面示意图。

图3是表示图2中所示的电路基板的一部分的放大图。

图4是表示载荷条件的图。

具体实施方式

图1是表示电路基板的结构例的截面示意图。图1中所示的电路基板1具备陶瓷基板2、金属板(表金属板)3、金属板4(背金属板)、接合层5和接合层7。接合层5具有伸出部6。接合层7具有伸出部8。