[发明专利]接合体、自带散热器的绝缘电路基板及散热器

说明书

铝合金部件(31)由Mg浓度被设在0.4质量％以上且7.0质量％以下的范围内而Si浓度被设为小于1质量％的铝合金构成，铝合金部件(31)与铜部件(13B)被固相扩散接合，在铝合金部件(31)与铜部件(13B)的接合界面形成有化合物层(40)，所述化合物层(40)由配设于铝合金部件(31)侧且由Cu和Al的金属间化合物的θ相构成的第一金属间化合物层(41)、配设于铜部件(13B)侧且由Cu和Al的金属间化合物的γ2相构成的第二金属间化合物层(42)及在第一金属间化合物层(41)与第二金属间化合物层(42)之间形成的Cu‑Al‑Mg层(43)构成。

技术领域

本发明涉及一种接合有由铝合金构成的铝合金部件和由铜或铜合金构成的铜部件的接合体、在绝缘层的一个表面上形成有电路层的绝缘电路基板上接合有散热器的自带散热器的绝缘电路基板、在散热器主体上形成有铜部件层的散热器。

本申请主张基于2017年10月27日于日本申请的专利申请2017-208318号及2018年10月22日于日本申请的专利申请2018-198468号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

在LED或功率模块等半导体装置中，被设为在由导电材料构成的电路层上接合有半导体元件的结构。

在为了控制风力发电、电动汽车及混合动力汽车等而使用的大电力控制用功率半导体元件中，由于发热量较多，因此作为搭载该半导体元件的基板，自以往广泛使用具备例如由氮化铝(AlN)、氧化铝(Al₂O₃)等构成的陶瓷基板及在该陶瓷基板的一个表面上接合导电性优异的金属板而形成的电路层的绝缘电路基板。另外，作为功率模块用基板，还提供一种在陶瓷基板的另一表面上形成金属层的功率模块用基板。

例如，在专利文献1所示的功率模块中，被设为具备在陶瓷基板的一个表面上及另一表面上形成有由铝或铝合金构成的电路层及金属层的绝缘电路基板、经由焊料接合于该电路层上的半导体元件的结构。

并且，在绝缘电路基板的金属层侧接合有散热器，被设为经由散热器向外部发散从半导体元件传递至绝缘电路基板侧的热的结构。

但是，如专利文献1中所记载的功率模块，在由铝或铝合金构成电路层及金属层的情况下，在其表面上形成Al的氧化皮膜，因此存在通过焊料无法接合半导体元件或散热器等问题。

因此，在专利文献2中，提出有将电路层及金属层设为Al层与Cu层的层叠结构的绝缘电路基板。在该绝缘电路基板中，在电路层及金属层的表面上配置有Cu层，因此能够使用焊料良好地接合半导体元件与散热器。因此，层叠方向的热阻变小，能够将从半导体元件产生的热有效地传递至散热器侧。

另外，如该专利文献2所示，还提出有将散热器设为散热板且通过紧固螺钉将该散热板螺纹固定到冷却部的结构。

并且，在专利文献3中，提出有金属层及散热器中的一个由铝或铝合金构成且另一个由铜或铜合金构成，并且这些所述金属层与所述散热器被固相扩散接合而成的自带散热器的绝缘电路基板。在该自带散热器的绝缘电路基板中，金属层与散热器被固相扩散接合，因此热阻小且散热特性优异。

而且，在专利文献4中，提出有由Si浓度为1质量％以上且25质量％以下的铝合金构成的散热器与由铜构成的金属层被固相扩散接合而成的自带散热器的绝缘电路基板。并且，提出有由Si浓度为1质量％以上且25质量％以下的铝合金构成的散热器主体与由铜构成的金属部件层被固相扩散接合而成的散热器。

专利文献1：日本专利第3171234号公报

专利文献2：日本特开2014-160799号公报

专利文献3：日本特开2014-099596号公报

专利文献4：日本特开2016-208010号公报