[发明专利]复合基板及其制造方法、以及电路基板及其制造方法

说明书

复合基板100依次具备陶瓷板10；金属层21，其包含选自由铝和铝合金组成的组中的至少一种；以及喷镀层22，其包含选自由铜和铜合金组成的组中的至少一种，其中，在金属层21与喷镀层22之间，散布有具有铜和铝作为构成元素的金属间化合物。

技术领域

本发明涉及复合基板及其制造方法、以及电路基板及其制造方法。

背景技术

近年来，在马达等产业设备和电动汽车等产品中使用大电力控制用的功率模块。在这样的功率模块中，为了使从半导体元件产生的热高效地扩散，已经使用了具备具有高导热性的陶瓷板的电路基板等。

在电路基板的金属电路部分中，由于也存在高电压和高电流流动的情况，所以主要使用铜。但是，由于因使用时的环境变化和开关产生的热等而导致反复受到热冲击，因此，由于铜与陶瓷的热膨胀率之差所引起的热应力，有时导致铜电路从陶瓷板剥离。因此，已知有在陶瓷板与铜电路之间设置容易塑性变形的铝层来缓和热应力的技术。在这种状况下，专利文献1中提出有如下技术：在铝构件与铜构件之间的接合层形成金属间化合物层和共晶层，抑制接合层中的裂纹的产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-87608号公报

发明内容

发明所要解决的课题

金属间化合物具有硬且脆的特性。因此，如果将金属间化合物形成为层状，则有在反复进行加热和冷却的热循环的条件下成为裂纹产生的主要原因的风险。

因此，在本发明中，提供对热循环的耐久性优异并且具有高导电性的复合基板和电路基板。另外，在本发明中，提供能够制造对热循环的耐久性优异并且具有高导电性的复合基板和电路基板的复合基板和电路基板的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的一个方面涉及的复合基板依次具备：陶瓷板；金属层，其包含选自由铝和铝合金组成的组中的至少一种；以及喷镀层，其包含选自由铜和铜合金组成的组中的至少一种，其中，在金属层与喷镀层之间，散布有具有铜和铝作为构成元素的金属间化合物。

上述复合基板由于在金属层与喷镀层之间散布有具有铜和铝作为构成元素的金属间化合物，所以金属层与喷镀层牢固地接合，具有高导电性。另外，由于金属间化合物是散布的而不是形成为层状，所以能够抑制伴随着热循环的裂纹的产生，能够提高对热循环的耐久性。

在对沿金属层与喷镀层的层叠方向切断时的切断面进行观察时，上述复合基板可以在金属层与喷镀层之间具有金属层与喷镀层直接接触的接触部、和夹设有金属间化合物的夹设部。由此，能够以更高的水平兼顾金属层与喷镀层的接合强度、和对于热循环的耐久性。

上述金属间化合物可以包含选自由Cu₉Al₄、CuAl和CuAl₂组成的组中的至少一种。由此，能够以更高的水平兼顾金属层与喷镀层的接合强度、和对于热循环的耐久性。

在对沿金属层与喷镀层的层叠方向切断时的切断面进行观察时，沿喷镀层的金属层侧的边界线的金属间化合物的长度可以为15μm以下。另外，在观察上述切断面时，以喷镀层的金属层侧的边界线的长度为基准的、金属间化合物对喷镀层的被覆率可以为75％以下。这样的复合基板能够充分提高对于热循环的耐久性。

本发明的一个方面涉及的电路基板具备陶瓷板和位于陶瓷板上的导体部，从陶瓷板侧起，导体部依次具备：金属层，其包含选自由铝和铝合金组成的组中的至少一种；以及喷镀层，其包含选自由铜和铜合金组成的组中的至少一种，其中，在金属层与喷镀层之间，散布有具有铜和铝作为构成元素的金属间化合物。