[发明专利]带散热片的绝缘电路基板的制造方法

说明书

本发明的制造方法制造带散热片的绝缘电路基板(40)，该带散热片的绝缘电路基板(40)具备：绝缘电路基板(10)，在绝缘层(11)形成有电路层(12)及金属层(13)；及散热片(41)，接合于所述金属层(13)侧。所述金属层(13)由铝或铝合金构成，且压痕硬度小于50mgf/μm²。所述散热片(41)的与绝缘电路基板(10)的接合面由铝或铝合金构成。该方法具备：铝接合层形成工序(S02)，在所述金属层(13)形成由固相线温度为650℃以下的铝或铝合金构成的铝接合层(31)；及散热片接合工序(S03)，将由铜或铜合金构成的铜接合材料(32)层叠于所述铝接合层(31)与所述散热片(41)之间，并将所述铝接合层(31)、所述铜接合材料(32)及所述散热片(41)进行固相扩散接合。

技术领域

本发明涉及一种带散热片的绝缘电路基板的制造方法，该带散热片的绝缘电路基板具备：绝缘电路基板，在绝缘层的一个面形成有电路层并且在所述绝缘层的另一个面形成有金属层，及散热片，接合于该绝缘电路基板的所述金属层侧。

本申请主张基于2017年3月29日于日本申请的专利申请2017-064878号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

在功率模块、LED模块及热电模块中具有如下结构：将功率半导体元件、LED元件及热电元件接合于绝缘电路基板，所述绝缘电路基板在绝缘层的一个面形成有由导电材料构成的电路层。

关于用于控制风力发电、电动车、混合动力车等的大功率控制用功率半导体元件，由于工作时的发热量大，因此作为搭载其的基板，例如，一直以来广泛使用具备由氮化铝、氮化硅等构成的陶瓷基板及将导电性优异的金属板接合于该陶瓷基板的一个面而形成的电路层的绝缘电路基板。作为绝缘电路基板，还提供一种将金属板接合于陶瓷基板的另一个面而形成有金属层的绝缘电路基板。

例如，在专利文献1中公开了一种在陶瓷基板的一个面及另一个面形成有由铝板或铜板构成的电路层及金属层的绝缘电路基板。将散热片接合于绝缘电路基板的另一面侧，并将从半导体元件传递至绝缘电路基板侧的热量通过散热片而发散到外部。

作为散热片的材料，广泛利用铝合金、例如如专利文献2所示的以AlSiC为代表的将铝或铝合金填充于碳化硅质部件中而得的铝基复合材料等铝系材料。在由低固相线温度的铝合金构成散热片的情况下，能够设为结构相对复杂的形状，并能够提高散热特性。在由将铝或铝合金充填于碳化硅质部件中而得的铝基复合材料构成散热片的情况下，热膨胀系数与绝缘电路基板近似，能够将冷热循环负载时的加热变形抑制为较低。

作为将由铝或铝合金构成的金属层和由铝系材料构成的散热片进行接合的方法，例如在专利文献3中提出了如下的方法：一种在由铝或铝合金构成的金属层及散热片之间配置由铜或铜合金构成的接合材料，并将金属层和接合材料、接合材料和散热片分别进行固相扩散接合。

专利文献1：日本专利第3171234号公报

专利文献2：日本特开2000-281468号公报

专利文献3：日本特开2014-060215号公报

最近，随着推进功率模块的小型化·薄壁化，其使用环境也变得严峻，来自半导体元件的发热量增加，冷热循环的条件变得严峻，更加要求接合可靠性优异，且散热特性优异的带散热片的绝缘电路基板。

在上述绝缘电路基板中，对于金属层，使用变形阻力相对小的金属、例如纯度为99.99质量％以上的铝(4N铝)，由此能够通过金属层的变形而吸收冷热循环负载时的加热变形，并能够抑制绝缘层的破裂等。