JP2000086368A - 窒化物セラミックス基板 - Google Patents
窒化物セラミックス基板Info
- Publication number
- JP2000086368A JP2000086368A JP10261177A JP26117798A JP2000086368A JP 2000086368 A JP2000086368 A JP 2000086368A JP 10261177 A JP10261177 A JP 10261177A JP 26117798 A JP26117798 A JP 26117798A JP 2000086368 A JP2000086368 A JP 2000086368A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- copper plate
- copper
- nitride
- aln
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
- C04B41/5105—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal with a composition mainly composed of one or more of the noble metals or copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00844—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for electronic applications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】窒化物セラミックス板と銅板とを強固に接合
し、しかも接合による残留応力を極力抑えて、信頼性の
高い窒化物セラミックス基板を提供する。 【解決手段】ＡｌＮ板１の上に活性ロウ材層４を設
け、その上に銅板２をはんだ層３で接合する。ＡｌＮ
板１の上に活性ロウ材層４で薄い下地銅板５を接合し、
その下地銅板５の上に銅板２をはんだ層３で接合する。
ＡｌＮ板１の上に直接接合法により薄い下地銅板５を
接合し、その下地銅板５の上に銅板２をはんだ層３で接
合する。
し、しかも接合による残留応力を極力抑えて、信頼性の
高い窒化物セラミックス基板を提供する。 【解決手段】ＡｌＮ板１の上に活性ロウ材層４を設
け、その上に銅板２をはんだ層３で接合する。ＡｌＮ
板１の上に活性ロウ材層４で薄い下地銅板５を接合し、
その下地銅板５の上に銅板２をはんだ層３で接合する。
ＡｌＮ板１の上に直接接合法により薄い下地銅板５を
接合し、その下地銅板５の上に銅板２をはんだ層３で接
合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワートランジス
タモジュールなどの半導体装置用として主に使用され
る、セラミックス板と銅板とを接合したセラミックス基
板、特にそのセラミックス板が窒化物焼結体である窒化
物セラミックス基板に関する。
タモジュールなどの半導体装置用として主に使用され
る、セラミックス板と銅板とを接合したセラミックス基
板、特にそのセラミックス板が窒化物焼結体である窒化
物セラミックス基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】大容量のパワートランジスタ、絶縁ゲー
トバイポーラトランジスタ（以下ＩＧＢＴと記す）等を
モジュール化したパワーモジュールには、絶縁と放熱と
の機能をもつ基板としてセラミックス基板が使われてい
る。セラミックスとしては、絶縁性が良好であり熱伝導
率が比較的大きく、強度も高いことから、従来は酸化ア
ルミニウム（以下Ａｌ2 Ｏ3 と記す）が広く使用されて
きた。近年、パワーモジュールの小型化、高機能化に向
けて放熱性改善のために、さらに熱伝導率が高い絶縁材
料として窒化アルミニウム（以下ＡｌＮと記す）や窒化
けい素（以下Ｓｉ 3 Ｎ4 と記す）などの窒化物セラミッ
クスが使用されてきている。
トバイポーラトランジスタ（以下ＩＧＢＴと記す）等を
モジュール化したパワーモジュールには、絶縁と放熱と
の機能をもつ基板としてセラミックス基板が使われてい
る。セラミックスとしては、絶縁性が良好であり熱伝導
率が比較的大きく、強度も高いことから、従来は酸化ア
ルミニウム（以下Ａｌ2 Ｏ3 と記す）が広く使用されて
きた。近年、パワーモジュールの小型化、高機能化に向
けて放熱性改善のために、さらに熱伝導率が高い絶縁材
料として窒化アルミニウム（以下ＡｌＮと記す）や窒化
けい素（以下Ｓｉ 3 Ｎ4 と記す）などの窒化物セラミッ
クスが使用されてきている。
【０００３】セラミックス板を半導体用の基板として用
いる場合、セラミックス板に回路導体や冷却体としての
金属板を接合する必要がある。接合する金属材料として
は電気伝導性、熱伝導性、価格の点から一般に銅が使用
されている。ＡｌＮ板と金属板との接合方法としては、
チタン、ジルコニウム、ハフニウムなどの活性金属を
含む銀−銅系ロウ材を使って銅板を接合する活性金属
法、あらかじめＡｌＮ表面を酸化させ銅と酸素の共晶
反応を利用して直接銅板を接合する直接接合法、銀、
銀―パラジウム、銀―白金、銅などの粉末を含むペース
トを印刷し加熱して付ける厚膜法、高融点金属である
タングステンやモリブデンとＡｌＮとを同時焼結して接
合する同時焼結法などが知られている。
いる場合、セラミックス板に回路導体や冷却体としての
金属板を接合する必要がある。接合する金属材料として
は電気伝導性、熱伝導性、価格の点から一般に銅が使用
されている。ＡｌＮ板と金属板との接合方法としては、
チタン、ジルコニウム、ハフニウムなどの活性金属を
含む銀−銅系ロウ材を使って銅板を接合する活性金属
法、あらかじめＡｌＮ表面を酸化させ銅と酸素の共晶
反応を利用して直接銅板を接合する直接接合法、銀、
銀―パラジウム、銀―白金、銅などの粉末を含むペース
トを印刷し加熱して付ける厚膜法、高融点金属である
タングステンやモリブデンとＡｌＮとを同時焼結して接
合する同時焼結法などが知られている。
【０００４】一般には、窒化物セラミックス板と銅板と
を接合する時には、の活性金属法、の直接接合法が
多く用いられている。の活性金属法では、熱処理によ
りＡｌＮ表面付近の窒素原子がロウ材のチタン、ジルコ
ニウム、ハフニウムなどの活性金属と反応して、界面に
窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウムができ
る。そのためＡｌＮ板と銅板とが強固に接合される。
を接合する時には、の活性金属法、の直接接合法が
多く用いられている。の活性金属法では、熱処理によ
りＡｌＮ表面付近の窒素原子がロウ材のチタン、ジルコ
ニウム、ハフニウムなどの活性金属と反応して、界面に
窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウムができ
る。そのためＡｌＮ板と銅板とが強固に接合される。
【０００５】図４は、活性化金属法で作製した銅貼りＡ
ｌＮ基板の断面図である。ＡｌＮ板１の上に活性ロウ材
層４で銅板２が接合されている。の直接接合法におい
ては、あらかじめ表面を熱酸化させたＡｌＮ板を用い
る。そして、銅板との界面に銅と亜酸化銅との共晶相の
溶融層が形成されてＡｌＮ板と銅板とが強固に接合され
るものである。
ｌＮ基板の断面図である。ＡｌＮ板１の上に活性ロウ材
層４で銅板２が接合されている。の直接接合法におい
ては、あらかじめ表面を熱酸化させたＡｌＮ板を用い
る。そして、銅板との界面に銅と亜酸化銅との共晶相の
溶融層が形成されてＡｌＮ板と銅板とが強固に接合され
るものである。
【０００６】図５は、直接接合法で作製したＡｌＮ基板
の断面図である。ＡｌＮ板１の上に銅板２が共晶層６に
より直接接合されている。
の断面図である。ＡｌＮ板１の上に銅板２が共晶層６に
より直接接合されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の接合方法による窒化物セラミックス板と銅板との
接合方法にはそれぞれ欠点があった。そもそも、銅の熱
膨張率は１７×１０-6／Ｋであるのに対し、ＡｌＮやＳ
ｉ3Ｎ4 などの窒化物セラミックスでは４×１０-6／Ｋ
であり両者に大きな差がある。そして、の活性金属法
の接合温度は、７８０℃以上、の直接接合法では１０
５０℃以上の高温が必要である。このような高温で窒化
物セラミックス板と銅板とを接合すると、その熱膨張差
により大きな接合応力が発生して、室温付近で使用する
場合には大きな残留歪みや残留応力が残る。
従来の接合方法による窒化物セラミックス板と銅板との
接合方法にはそれぞれ欠点があった。そもそも、銅の熱
膨張率は１７×１０-6／Ｋであるのに対し、ＡｌＮやＳ
ｉ3Ｎ4 などの窒化物セラミックスでは４×１０-6／Ｋ
であり両者に大きな差がある。そして、の活性金属法
の接合温度は、７８０℃以上、の直接接合法では１０
５０℃以上の高温が必要である。このような高温で窒化
物セラミックス板と銅板とを接合すると、その熱膨張差
により大きな接合応力が発生して、室温付近で使用する
場合には大きな残留歪みや残留応力が残る。
【０００８】そのため、接合物が大きく反ったり、ま
た、低強度で破壊してしまったりして、その信頼性に問
題があった。詳細は、発明の実施の形態の項の比較実験
で記載したのでそちらを参照されたい。の厚膜法で接
合した場合には、窒化物セラミックス板と厚膜導体との
接合力が弱く、厚膜導体に半導体をはんだ接合した時に
窒化物セラミックスと厚膜導体間で剥離してしまうとい
う問題があった。
た、低強度で破壊してしまったりして、その信頼性に問
題があった。詳細は、発明の実施の形態の項の比較実験
で記載したのでそちらを参照されたい。の厚膜法で接
合した場合には、窒化物セラミックス板と厚膜導体との
接合力が弱く、厚膜導体に半導体をはんだ接合した時に
窒化物セラミックスと厚膜導体間で剥離してしまうとい
う問題があった。
【０００９】の同時焼結法は、窒化物セラミックスと
高融点金属との熱膨張係数の差による残留応力、また、
それによるセラミックスの割れや接合体の反りがあり、
その信頼性に問題があった。このような状況に鑑み本発
明は、窒化物セラミックス板と銅板とを強固に接合し、
しかも接合による残留応力を極力抑えて、信頼性の高い
窒化物セラミックス基板を提供することを目的とする。
高融点金属との熱膨張係数の差による残留応力、また、
それによるセラミックスの割れや接合体の反りがあり、
その信頼性に問題があった。このような状況に鑑み本発
明は、窒化物セラミックス板と銅板とを強固に接合し、
しかも接合による残留応力を極力抑えて、信頼性の高い
窒化物セラミックス基板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、窒化物セラミックス板と銅板とを接合した
窒化物セラミックス基板において、窒化物セラミックス
板と銅板との間にはんだ層を有するものとする。具体的
には、窒化物セラミックス板に活性金属を含む銅系、銀
系、または銅―銀系のろう材層を形成し、ろう材層と銅
板とをはんだにより接合するものとする。
に本発明は、窒化物セラミックス板と銅板とを接合した
窒化物セラミックス基板において、窒化物セラミックス
板と銅板との間にはんだ層を有するものとする。具体的
には、窒化物セラミックス板に活性金属を含む銅系、銀
系、または銅―銀系のろう材層を形成し、ろう材層と銅
板とをはんだにより接合するものとする。
【００１１】窒化物セラミックス板と下地銅板とを、活
性金属を含む銅系、銀系、または銅―銀系のろう材層に
より接合し、その下地銅板と下地銅板より厚い銅板とを
はんだにより接合してもよい。窒化物セラミックス板と
銅板とを活性金属を含む銅系、銀系、または銅―銀系の
ろう材により接合すると、両者の熱膨張の差により大き
な残留応力を生じたが、間にはんだを挟み、あるいは薄
い下地銅板とはんだを挟むことにより、応力が緩和され
たと考えられる。回路導体として必要な厚さの銅は、は
んだにより例えば３５０℃以下の低温で接合するので、
熱膨張による差が小さく、発生する応力は小さい。
性金属を含む銅系、銀系、または銅―銀系のろう材層に
より接合し、その下地銅板と下地銅板より厚い銅板とを
はんだにより接合してもよい。窒化物セラミックス板と
銅板とを活性金属を含む銅系、銀系、または銅―銀系の
ろう材により接合すると、両者の熱膨張の差により大き
な残留応力を生じたが、間にはんだを挟み、あるいは薄
い下地銅板とはんだを挟むことにより、応力が緩和され
たと考えられる。回路導体として必要な厚さの銅は、は
んだにより例えば３５０℃以下の低温で接合するので、
熱膨張による差が小さく、発生する応力は小さい。
【００１２】特に、下地銅板の厚さが０．０３〜０．１
５ｍｍの範囲にあることが重要である。そのような範囲
であれば、クラックの発生が見られなかった。また、ろ
う材層中の活性金属が チタン、ジルコニウム、ハフニ
ウムのいずれかであるものとする。
５ｍｍの範囲にあることが重要である。そのような範囲
であれば、クラックの発生が見られなかった。また、ろ
う材層中の活性金属が チタン、ジルコニウム、ハフニ
ウムのいずれかであるものとする。
【００１３】そのような金属であれば、窒化物セラミッ
クスと反応して窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハ
フニウムを生じて、強固な接合が得られる。窒化物セラ
ミックス板と下地銅板とを、直接接合法により接合し、
その下地銅板と下地銅板より厚い銅板とをはんだにより
接合してもよいこの場合も、薄い下地銅板を挟むことに
より、応力が緩和される。
クスと反応して窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハ
フニウムを生じて、強固な接合が得られる。窒化物セラ
ミックス板と下地銅板とを、直接接合法により接合し、
その下地銅板と下地銅板より厚い銅板とをはんだにより
接合してもよいこの場合も、薄い下地銅板を挟むことに
より、応力が緩和される。
【００１４】特に、下地銅板の厚さが０．０３〜０．１
５ｍｍの範囲にあれば、クラックの発生が抑えられる。
窒化物セラミックス板が窒化アルミニウムまたは窒化け
い素を主成分とする焼結体であるものとする。窒化アル
ミニウムまたは窒化けい素を主成分とする焼結体は、熱
伝導率が大きく、入手も容易であり、窒化物セラミック
ス基板の材料として適当である。
５ｍｍの範囲にあれば、クラックの発生が抑えられる。
窒化物セラミックス板が窒化アルミニウムまたは窒化け
い素を主成分とする焼結体であるものとする。窒化アル
ミニウムまたは窒化けい素を主成分とする焼結体は、熱
伝導率が大きく、入手も容易であり、窒化物セラミック
ス基板の材料として適当である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明にいたるまでの実験
およびその結果、ならびに比較のための従来法による実
験の経過およびその結果を詳細に説明する。 ［実験１］図１は本発明の第１の方法によりＡｌＮ板に
銅板を接合したＡｌＮ基板の断面図である。
およびその結果、ならびに比較のための従来法による実
験の経過およびその結果を詳細に説明する。 ［実験１］図１は本発明の第１の方法によりＡｌＮ板に
銅板を接合したＡｌＮ基板の断面図である。
【００１６】ＡｌＮ板１の上に活性ロウ材層４が設けら
れ、その上に銅板２がはんだ層３で接合されている。図
１のＡｌＮ基板は、次のような工程で作製した。まず、
寸法が３０ｍｍ×６０ｍｍで厚さ０．６３５ｍｍのＡｌ
Ｎ板１の表面に、チタンを２重量％含み銀が７０重量
％、銅が２８重量％である銀−銅−チタン系ロウ材のペ
ーストをＡｌＮ板１の周囲１ｍｍを除く２８ｍｍ×５８
ｍｍの範囲にスクリーン印刷により、厚さ３０μｍ塗布
した。それを大気中で１２０℃で１０分間乾燥し、１×
１０-2Ｐａより低圧の真空中で４５０℃で３０分間加熱
脱脂し、さらにそのまま１×１０-2Ｐａより低圧の真空
中で８５０℃で１０分間熱処理した。そうしてＡｌＮ板
１の上に強固に接合したロウ材層４を形成した。なお、
この時点でロウ材層４の厚さは約１０μｍ、反りは１０
μｍ以下であった。
れ、その上に銅板２がはんだ層３で接合されている。図
１のＡｌＮ基板は、次のような工程で作製した。まず、
寸法が３０ｍｍ×６０ｍｍで厚さ０．６３５ｍｍのＡｌ
Ｎ板１の表面に、チタンを２重量％含み銀が７０重量
％、銅が２８重量％である銀−銅−チタン系ロウ材のペ
ーストをＡｌＮ板１の周囲１ｍｍを除く２８ｍｍ×５８
ｍｍの範囲にスクリーン印刷により、厚さ３０μｍ塗布
した。それを大気中で１２０℃で１０分間乾燥し、１×
１０-2Ｐａより低圧の真空中で４５０℃で３０分間加熱
脱脂し、さらにそのまま１×１０-2Ｐａより低圧の真空
中で８５０℃で１０分間熱処理した。そうしてＡｌＮ板
１の上に強固に接合したロウ材層４を形成した。なお、
この時点でロウ材層４の厚さは約１０μｍ、反りは１０
μｍ以下であった。
【００１７】このロウ材層４の上に、寸法が２８ｍｍ×
５８ｍｍで厚さ０．１ｍｍの鉛／錫（Ｐｂ９５％、Ｓｎ
５％）はんだシートを周囲１ｍｍを除く所定の位置に設
置し、さらに寸法が２８ｍｍ×５８ｍｍで厚さが０．２
〜５．０ｍｍである銅板２をその上に積層した。そし
て、窒素対水素が１：１の雰囲気中で３５０℃で５分間
熱処理して接合し、ＡｌＮ基板を作製した。
５８ｍｍで厚さ０．１ｍｍの鉛／錫（Ｐｂ９５％、Ｓｎ
５％）はんだシートを周囲１ｍｍを除く所定の位置に設
置し、さらに寸法が２８ｍｍ×５８ｍｍで厚さが０．２
〜５．０ｍｍである銅板２をその上に積層した。そし
て、窒素対水素が１：１の雰囲気中で３５０℃で５分間
熱処理して接合し、ＡｌＮ基板を作製した。
【００１８】こうして得られたＡｌＮ基板をカラーチェ
ックし、また顕微鏡でクラックおよび剥離を観察した。
次に、接触式の反り測定装置で表面の反りを測定した。
さらに、剥離強度を調べるためにエッチングで２ｍｍ×
２ｍｍのパッドを作製し、各パッドに直径０．６ｍｍの
はんだめっき銅線を２００℃ではんだ付けし、９０度ピ
ールテストをおこなった。その結果を表１に示す。
ックし、また顕微鏡でクラックおよび剥離を観察した。
次に、接触式の反り測定装置で表面の反りを測定した。
さらに、剥離強度を調べるためにエッチングで２ｍｍ×
２ｍｍのパッドを作製し、各パッドに直径０．６ｍｍの
はんだめっき銅線を２００℃ではんだ付けし、９０度ピ
ールテストをおこなった。その結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】厚さが０．２〜５．０ｍｍの銅板２をはん
だ接合したいずれのサンプルにおいても、クラック、剥
離ともに観察されなかった。また反りは、銅板２の厚さ
が０．２ｍｍから５．０ｍｍまで増すに従って１２μｍ
から４０μｍまで増大したが、半導体の接合に差し支え
る程大きくはならなかった。 剥離強度は、いずれのサ
ンプルについても４０Ｎ／ｍｍ2 以上であり、はんだめ
っき銅線の接合部で剥がれた。
だ接合したいずれのサンプルにおいても、クラック、剥
離ともに観察されなかった。また反りは、銅板２の厚さ
が０．２ｍｍから５．０ｍｍまで増すに従って１２μｍ
から４０μｍまで増大したが、半導体の接合に差し支え
る程大きくはならなかった。 剥離強度は、いずれのサ
ンプルについても４０Ｎ／ｍｍ2 以上であり、はんだめ
っき銅線の接合部で剥がれた。
【００２１】表１の結果から、ＡｌＮ板に活性金属を含
んだ銅−銀系のろう材層を形成した窒化物板と銅板とを
はんだで接合したＡｌＮ基板は、クラック、剥離等の欠
陥がなく、接合強度も大きい窒化物セラミックス基板と
なると考えられる。この場合、活性金属を含むロウ材は
窒化物系セラミックスと強固な接合をするが、銅板２を
接合しないため、７８０℃以上の高温を経ても発生する
応力は小さい。一方、回路導体／冷却体として必要な銅
板２は、はんだ付けにより３５０℃以下の低温で接合す
る。そのために熱膨張による差が小さく発生する応力は
小さい。よって、残留応力が小さくなるのである。
んだ銅−銀系のろう材層を形成した窒化物板と銅板とを
はんだで接合したＡｌＮ基板は、クラック、剥離等の欠
陥がなく、接合強度も大きい窒化物セラミックス基板と
なると考えられる。この場合、活性金属を含むロウ材は
窒化物系セラミックスと強固な接合をするが、銅板２を
接合しないため、７８０℃以上の高温を経ても発生する
応力は小さい。一方、回路導体／冷却体として必要な銅
板２は、はんだ付けにより３５０℃以下の低温で接合す
る。そのために熱膨張による差が小さく発生する応力は
小さい。よって、残留応力が小さくなるのである。
【００２２】［実験２］図２は本発明の第２の方法によ
る窒化物セラミックス基板の部分断面図である。ＡｌＮ
板１の上に活性ロウ材層４で下地銅板５が接合され、そ
の上に銅板２がはんだ層３で接合されている。
る窒化物セラミックス基板の部分断面図である。ＡｌＮ
板１の上に活性ロウ材層４で下地銅板５が接合され、そ
の上に銅板２がはんだ層３で接合されている。
【００２３】図２のＡｌＮ基板は、次のような工程で作
製した。実験１と同様にして、ＡｌＮ板１に銀−銅−チ
タン系ロウ材のペーストを塗布し、大気中で１２０℃で
１０分間乾燥した後、ロウ材層４の上に寸法が２８ｍｍ
×５８ｍｍで厚さが０．０５、０．１、０．２ｍｍの下
地銅板５を積み重ねた。次に、実施例１と同じ条件すな
わち、１×１０-2Ｐａより低圧の真空中で４５０℃で３
０分間加熱脱脂し、さらにそのまま１×１０-2Ｐａより
低圧の真空中で８５０℃で１０分間熱処理した。そうし
てＡｌＮ板１の上に強固に薄い下地銅板５を接合した。
なお、この時点での反りは、厚さ０．０５ｍｍの下地銅
板で７μｍ、厚さ０．１ｍｍのもので１２μｍ、厚さ
０．２ｍｍのもので６５μｍであった。
製した。実験１と同様にして、ＡｌＮ板１に銀−銅−チ
タン系ロウ材のペーストを塗布し、大気中で１２０℃で
１０分間乾燥した後、ロウ材層４の上に寸法が２８ｍｍ
×５８ｍｍで厚さが０．０５、０．１、０．２ｍｍの下
地銅板５を積み重ねた。次に、実施例１と同じ条件すな
わち、１×１０-2Ｐａより低圧の真空中で４５０℃で３
０分間加熱脱脂し、さらにそのまま１×１０-2Ｐａより
低圧の真空中で８５０℃で１０分間熱処理した。そうし
てＡｌＮ板１の上に強固に薄い下地銅板５を接合した。
なお、この時点での反りは、厚さ０．０５ｍｍの下地銅
板で７μｍ、厚さ０．１ｍｍのもので１２μｍ、厚さ
０．２ｍｍのもので６５μｍであった。
【００２４】この下地銅板５の上に、実験１と同様に鉛
／錫はんだシートを所定の位置に置き、さらに厚さが
０．２〜５．０ｍｍである銅板２をその上に積み重ね
た。そして、窒素対水素が１：１の雰囲気中で３５０℃
で５分間熱処理しサンプルを作製した。こうして得られ
た厚さ０．０５ｍｍと０．１ｍｍの下地銅板５を持つサ
ンプルを実験１と同様にクラック・剥離観察、反り測
定、剥離強度測定を行った。その結果を表２に示す。
／錫はんだシートを所定の位置に置き、さらに厚さが
０．２〜５．０ｍｍである銅板２をその上に積み重ね
た。そして、窒素対水素が１：１の雰囲気中で３５０℃
で５分間熱処理しサンプルを作製した。こうして得られ
た厚さ０．０５ｍｍと０．１ｍｍの下地銅板５を持つサ
ンプルを実験１と同様にクラック・剥離観察、反り測
定、剥離強度測定を行った。その結果を表２に示す。
【００２５】なお、厚さ０．２ｍｍの下地銅板５を用い
たサンプルにおいては、下地銅板５をろう付けした段階
では、クラックの発生が見られなかったが、銅板２をは
んだづけしたところ全てのサンプルでＡｌＮ板１にクラ
ックが発生し、接合することができなかったので、表２
には記載しなかった。
たサンプルにおいては、下地銅板５をろう付けした段階
では、クラックの発生が見られなかったが、銅板２をは
んだづけしたところ全てのサンプルでＡｌＮ板１にクラ
ックが発生し、接合することができなかったので、表２
には記載しなかった。
【００２６】
【表２】
【００２７】厚さが０．２〜５．０ｍｍの銅板２をはん
だ接合したいずれのサンプルにおいても、クラック、剥
離ともに観察されなかった。また反りは、０．２ｍｍか
ら５．０ｍｍまで厚さを増すに従って下地銅板が０．０
５ｍｍのものでは１４μｍから４４μｍまで、下地銅板
が０．１ｍｍのものでは１６μｍから４５μｍまで増大
したが、半導体の接合に差し支える程大きくはならなか
った。
だ接合したいずれのサンプルにおいても、クラック、剥
離ともに観察されなかった。また反りは、０．２ｍｍか
ら５．０ｍｍまで厚さを増すに従って下地銅板が０．０
５ｍｍのものでは１４μｍから４４μｍまで、下地銅板
が０．１ｍｍのものでは１６μｍから４５μｍまで増大
したが、半導体の接合に差し支える程大きくはならなか
った。
【００２８】剥離強度は、いずれのサンプルについても
４０Ｎ／ｍｍ2 以上であり、はんだめっき銅線の接合部
で剥がれた。活性金属を含むロウ材は窒化物系セラミッ
クスと強固な接合をするが、下地銅板５の厚さが薄いた
め、７８０℃以上の高温で接合しても発生する応力は小
さく、下地銅板５で吸収される。一方回路導体／冷却体
として必要な銅板２は、はんだ付けにより３５０℃以下
の低温で接合する。そのために熱膨張による差が小さく
発生する応力は小さい。よって、残留応力が小さくなる
のである。
４０Ｎ／ｍｍ2 以上であり、はんだめっき銅線の接合部
で剥がれた。活性金属を含むロウ材は窒化物系セラミッ
クスと強固な接合をするが、下地銅板５の厚さが薄いた
め、７８０℃以上の高温で接合しても発生する応力は小
さく、下地銅板５で吸収される。一方回路導体／冷却体
として必要な銅板２は、はんだ付けにより３５０℃以下
の低温で接合する。そのために熱膨張による差が小さく
発生する応力は小さい。よって、残留応力が小さくなる
のである。
【００２９】厚さ０．２ｍｍの下地銅板５を用いると、
７８０℃以上の高温で接合したときの応力が大きくて下
地銅板５で吸収しきれず、ＡｌＮ板１にクラックが発生
すると考えられる。 ［実験３］図３は本発明の第３の方法による銅貼り窒化
物セラミックス基板に銅板をはんだ接合した半導体装置
の部分断面図である。
７８０℃以上の高温で接合したときの応力が大きくて下
地銅板５で吸収しきれず、ＡｌＮ板１にクラックが発生
すると考えられる。 ［実験３］図３は本発明の第３の方法による銅貼り窒化
物セラミックス基板に銅板をはんだ接合した半導体装置
の部分断面図である。
【００３０】ＡｌＮ板１の上に下地銅板５が直接接合さ
れ、その上に銅板２がはんだ層３で接合されている。６
は銅と亜酸化銅との共晶層である。図３のＡｌＮ基板
は、次のような工程で作製した。寸法が３０ｍｍ×６０
ｍｍで厚さ０．６３５ｍｍのＡｌＮ板１を大気中で１２
００℃で１０分間熱処理した。これにより、ＡｌＮ板１
の表面に約５μｍの厚さの酸化物層が生成した。
れ、その上に銅板２がはんだ層３で接合されている。６
は銅と亜酸化銅との共晶層である。図３のＡｌＮ基板
は、次のような工程で作製した。寸法が３０ｍｍ×６０
ｍｍで厚さ０．６３５ｍｍのＡｌＮ板１を大気中で１２
００℃で１０分間熱処理した。これにより、ＡｌＮ板１
の表面に約５μｍの厚さの酸化物層が生成した。
【００３１】この表面酸化させたＡｌＮ板１の上の周囲
１ｍｍを除く所定の位置に寸法が２８ｍｍ×５８ｍｍで
厚さが０．０５、０．１、０．２ｍｍの２００〜３００
ｐｐｍの酸素を含有するタフピッチ銅からなる下地銅板
５を積層し、窒素雰囲気中で１０７０℃で１０分間熱処
理した。そうしてＡｌＮ板１の上に薄い下地銅板５を接
合した。なお、この時点での反りは、厚さ０．０５の下
地銅板で５μｍ、厚さ０．１ｍｍのもので１０μｍ、厚
さ０．２ｍｍのもので６０μｍであった。
１ｍｍを除く所定の位置に寸法が２８ｍｍ×５８ｍｍで
厚さが０．０５、０．１、０．２ｍｍの２００〜３００
ｐｐｍの酸素を含有するタフピッチ銅からなる下地銅板
５を積層し、窒素雰囲気中で１０７０℃で１０分間熱処
理した。そうしてＡｌＮ板１の上に薄い下地銅板５を接
合した。なお、この時点での反りは、厚さ０．０５の下
地銅板で５μｍ、厚さ０．１ｍｍのもので１０μｍ、厚
さ０．２ｍｍのもので６０μｍであった。
【００３２】この薄い下地銅板５上に、実験１、２と同
様にして鉛／錫はんだシートを用いて厚さが０．２〜
５．０ｍｍの銅板２を積層し、窒素対水素の流量比が
１：１の雰囲気中で３５０℃で５分間熱処理し、実験３
のサンプルを作製した。こうして得られたサンプルにつ
いて、実験１と同様にクラック・剥離観察、反り測定、
剥離強度測定をおこなった。厚さ０．０５ｍｍと０．１
ｍｍの下地銅板を持つサンプルについての結果を表３に
示す。
様にして鉛／錫はんだシートを用いて厚さが０．２〜
５．０ｍｍの銅板２を積層し、窒素対水素の流量比が
１：１の雰囲気中で３５０℃で５分間熱処理し、実験３
のサンプルを作製した。こうして得られたサンプルにつ
いて、実験１と同様にクラック・剥離観察、反り測定、
剥離強度測定をおこなった。厚さ０．０５ｍｍと０．１
ｍｍの下地銅板を持つサンプルについての結果を表３に
示す。
【００３３】なお、この実験３においても厚さ０．２ｍ
ｍの下地銅板をもつサンプルでは、はんだ付け後の全て
のサンプルでＡｌＮ板にクラックが発生し、接合するこ
とができなかったので、表３には記載していない。
ｍの下地銅板をもつサンプルでは、はんだ付け後の全て
のサンプルでＡｌＮ板にクラックが発生し、接合するこ
とができなかったので、表３には記載していない。
【００３４】
【表３】
【００３５】厚さが０．２〜５．０ｍｍの銅板２をはん
だ接合したいずれのサンプルにおいても、クラック、剥
離ともに観察されなかった。また反りは、０．２ｍｍか
ら５．０ｍｍまで厚さを増すに従って下地銅板が０．０
５ｍｍのものでは１０μｍから４２μｍまで、下地銅板
が０．１ｍｍのものでは１５μｍから４２μｍまで増大
したが、半導体の接合に差し支える程大きくはならなか
った。
だ接合したいずれのサンプルにおいても、クラック、剥
離ともに観察されなかった。また反りは、０．２ｍｍか
ら５．０ｍｍまで厚さを増すに従って下地銅板が０．０
５ｍｍのものでは１０μｍから４２μｍまで、下地銅板
が０．１ｍｍのものでは１５μｍから４２μｍまで増大
したが、半導体の接合に差し支える程大きくはならなか
った。
【００３６】剥離強度は、いずれのサンプルについても
４０Ｎ／ｍｍ2 以上であり、はんだめっき銅線の接合部
で剥がれた。直接接合法においてＡｌＮ板１と下地銅板
５とは強固に接合される。また下地銅板５が薄いため、
直接接合法で１０５０℃以上の高温で接合しても発生す
る応力は小さく、下地銅板５で吸収される。そして、回
路導体／冷却体となる厚い銅板２は下地銅板５にはんだ
付けにより低温で接合される。そのために熱膨張による
差が小さく発生する応力は小さい。よって、本発明の方
法により残留応力が小さくなるのである。
４０Ｎ／ｍｍ2 以上であり、はんだめっき銅線の接合部
で剥がれた。直接接合法においてＡｌＮ板１と下地銅板
５とは強固に接合される。また下地銅板５が薄いため、
直接接合法で１０５０℃以上の高温で接合しても発生す
る応力は小さく、下地銅板５で吸収される。そして、回
路導体／冷却体となる厚い銅板２は下地銅板５にはんだ
付けにより低温で接合される。そのために熱膨張による
差が小さく発生する応力は小さい。よって、本発明の方
法により残留応力が小さくなるのである。
【００３７】直接接合法によって厚さ０．２ｍｍの下地
銅板５を用いたときも、１０５０℃の高温で接合したと
きの応力が大きくて下地銅板５で吸収しきれず、銅板２
のハンダ付け時にＡｌＮ板１にクラックが発生したと考
えられる。 ［比較実験１］比較実験１として従来の活性化金属法で
ＡｌＮ板に銅板を接合した。
銅板５を用いたときも、１０５０℃の高温で接合したと
きの応力が大きくて下地銅板５で吸収しきれず、銅板２
のハンダ付け時にＡｌＮ板１にクラックが発生したと考
えられる。 ［比較実験１］比較実験１として従来の活性化金属法で
ＡｌＮ板に銅板を接合した。
【００３８】実験１と同様にして寸法が３０ｍｍ×６０
ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのＡｌＮ板１の表面に、銀−
銅−チタン系ロウ材のペーストをスクリーン印刷により
厚さ３０μｍ塗布し、大気中で乾燥した。その上に寸法
が２８ｍｍ×５８ｍｍ、厚さが０．２〜５．０ｍｍであ
る銅板２を積層した。そして、実験１と同様の条件で、
真空加熱脱脂し、さらにそのまま真空中で８５０℃１０
分間熱処理してＡｌＮ板１と銅板２とを接合した。接合
したＡｌＮ基板の断面は、図４に示すようになる。
ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのＡｌＮ板１の表面に、銀−
銅−チタン系ロウ材のペーストをスクリーン印刷により
厚さ３０μｍ塗布し、大気中で乾燥した。その上に寸法
が２８ｍｍ×５８ｍｍ、厚さが０．２〜５．０ｍｍであ
る銅板２を積層した。そして、実験１と同様の条件で、
真空加熱脱脂し、さらにそのまま真空中で８５０℃１０
分間熱処理してＡｌＮ板１と銅板２とを接合した。接合
したＡｌＮ基板の断面は、図４に示すようになる。
【００３９】こうして得られた比較実験サンプルを実験
１〜３のサンプルと同様にクラック・剥離観察、反り測
定、剥離強度測定をおこなった。その結果を表４に示
す。
１〜３のサンプルと同様にクラック・剥離観察、反り測
定、剥離強度測定をおこなった。その結果を表４に示
す。
【００４０】
【表４】
【００４１】厚さ０．２ｍｍと０．５ｍｍの銅板の場合
は、クラック、剥離とも認められなかったが、厚さ０．
２ｍｍのもので反りが７０μｍ、０．５ｍｍのもので２
００μｍあり、シリコンチップなどを接合することが困
難であった。剥離強度試験においても、０．２ｍｍのも
のでは２０Ｎ／ｍｍ2 、０．５ｍｍの銅板のものでは１
０Ｎ／ｍｍ2 でＡｌＮ板１にクラックが発生し、ＡｌＮ
基板としては使えない。この原因は、接合時の残留応力
のためと考えられる。
は、クラック、剥離とも認められなかったが、厚さ０．
２ｍｍのもので反りが７０μｍ、０．５ｍｍのもので２
００μｍあり、シリコンチップなどを接合することが困
難であった。剥離強度試験においても、０．２ｍｍのも
のでは２０Ｎ／ｍｍ2 、０．５ｍｍの銅板のものでは１
０Ｎ／ｍｍ2 でＡｌＮ板１にクラックが発生し、ＡｌＮ
基板としては使えない。この原因は、接合時の残留応力
のためと考えられる。
【００４２】厚さ１ｍｍの銅板の場合は、接合後にクラ
ックの発生があったし、厚さ２ｍｍの銅板の場合は、ク
ラックと剥離が認められた。そのためこれらでは、剥離
強度試験をおこなえなかった。反りも２５０μｍ以上と
大きかった。 ［比較実験２］比較実験２として従来の直接接合法でＡ
ｌＮ板１に銅板２を接合した。
ックの発生があったし、厚さ２ｍｍの銅板の場合は、ク
ラックと剥離が認められた。そのためこれらでは、剥離
強度試験をおこなえなかった。反りも２５０μｍ以上と
大きかった。 ［比較実験２］比較実験２として従来の直接接合法でＡ
ｌＮ板１に銅板２を接合した。
【００４３】実験３と同様にして寸法が３０ｍｍ×６０
ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのＡｌＮ板１を大気中で熱処
理し、表面酸化させたＡｌＮ板１の上に寸法が２８ｍｍ
×５８ｍｍ、厚さが０．２〜５．０ｍｍで、２００〜３
００ｐｐｍの酸素を含有するタフピッチ銅板２を積層
し、窒素雰囲気中で１０７０℃で１０分間熱処理して直
接接合した。接合したＡｌＮ基板の断面は、図５に示す
ようになる。
ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのＡｌＮ板１を大気中で熱処
理し、表面酸化させたＡｌＮ板１の上に寸法が２８ｍｍ
×５８ｍｍ、厚さが０．２〜５．０ｍｍで、２００〜３
００ｐｐｍの酸素を含有するタフピッチ銅板２を積層
し、窒素雰囲気中で１０７０℃で１０分間熱処理して直
接接合した。接合したＡｌＮ基板の断面は、図５に示す
ようになる。
【００４４】こうして得られたサンプルを実験１〜３の
サンプルと同様にクラック・剥離観察、反り測定、剥離
強度測定をおこなった。その結果を表５に示す。
サンプルと同様にクラック・剥離観察、反り測定、剥離
強度測定をおこなった。その結果を表５に示す。
【００４５】
【表５】
【００４６】厚さ０．２ｍｍと０．５ｍｍの銅板の場合
は、クラック、剥離とも認められなかったが、反りが厚
さ０．２ｍｍのもので６０μｍ、０．５ｍｍのものでは
１７０μｍあり、シリコンチップなどを接合することが
困難であった。剥離強度試験においても、０．２ｍｍの
ものでは２０Ｎ／ｍｍ2 、０．５ｍｍの銅板のものでは
１０Ｎ／ｍｍ2 でＡｌＮ板１にクラックが発生し、半導
体用基板としては使えない。この原因は、接合時の残留
応力のためと考えられる。
は、クラック、剥離とも認められなかったが、反りが厚
さ０．２ｍｍのもので６０μｍ、０．５ｍｍのものでは
１７０μｍあり、シリコンチップなどを接合することが
困難であった。剥離強度試験においても、０．２ｍｍの
ものでは２０Ｎ／ｍｍ2 、０．５ｍｍの銅板のものでは
１０Ｎ／ｍｍ2 でＡｌＮ板１にクラックが発生し、半導
体用基板としては使えない。この原因は、接合時の残留
応力のためと考えられる。
【００４７】厚さ１ｍｍの銅板の場合は、接合後にクラ
ックの発生があったし、厚さ２ｍｍの銅板の場合は、ク
ラックと剥離が認められた。そのためこれらでは、剥離
強度試験をおこなえなかった。反りも２５０μｍ以上と
大きかった。以上の実験を総合すると、本発明のいずれ
の例でも、厚い銅板を接合したＡｌＮ板にクラックの発
生がなく、また銅板の剥離がないのものが得られた。反
り量も４５μｍ以下と小さく、半導体チップの搭載に支
障となることは無かった。これらは、はんだ層または下
地銅板で応力が緩和され、接合による残留応力が小さく
なったためと考えられる。さらに、剥離強度も４０Ｎ／
ｍｍ2 以上と高く、半導体装置用基板として適当な、信
頼性の高いセラミックス基板ができたと考えられる。
ックの発生があったし、厚さ２ｍｍの銅板の場合は、ク
ラックと剥離が認められた。そのためこれらでは、剥離
強度試験をおこなえなかった。反りも２５０μｍ以上と
大きかった。以上の実験を総合すると、本発明のいずれ
の例でも、厚い銅板を接合したＡｌＮ板にクラックの発
生がなく、また銅板の剥離がないのものが得られた。反
り量も４５μｍ以下と小さく、半導体チップの搭載に支
障となることは無かった。これらは、はんだ層または下
地銅板で応力が緩和され、接合による残留応力が小さく
なったためと考えられる。さらに、剥離強度も４０Ｎ／
ｍｍ2 以上と高く、半導体装置用基板として適当な、信
頼性の高いセラミックス基板ができたと考えられる。
【００４８】特に、５ｍｍと厚い銅板に対しても信頼性
があることは驚異的であり、反り量もほぼ飽和する傾向
にあることから、更に厚い銅板にも適用できると考えら
れ、特に大電力用のパワーデバイスにとって極めて有望
な基板となると思われる。上記の実験では、窒化物セラ
ミックスとしてＡｌＮを例示したが、ＡｌＮに限ること
はなく窒化けい素、或いはＡｌＮと窒化ほう素との混合
物などの窒化物セラミックスで同様の効果が得られた。
また、活性金属ロウ材としてチタンを２重量％含み銀が
７０質量％、銅が２８質量％である銀−銅−チタン系ロ
ウ材を例示したが、チタンの代わりにジルコニウムやハ
フニウムなどの活性金属でもよく、また、重量比もこれ
に限ることはなくチタンであれば０．５〜５質量％でほ
ぼ同様の効果が得られる。銅板２をＡｌＮ板１の片側だ
けに接合した例だけを示したが、両側に接合しても良
い。
があることは驚異的であり、反り量もほぼ飽和する傾向
にあることから、更に厚い銅板にも適用できると考えら
れ、特に大電力用のパワーデバイスにとって極めて有望
な基板となると思われる。上記の実験では、窒化物セラ
ミックスとしてＡｌＮを例示したが、ＡｌＮに限ること
はなく窒化けい素、或いはＡｌＮと窒化ほう素との混合
物などの窒化物セラミックスで同様の効果が得られた。
また、活性金属ロウ材としてチタンを２重量％含み銀が
７０質量％、銅が２８質量％である銀−銅−チタン系ロ
ウ材を例示したが、チタンの代わりにジルコニウムやハ
フニウムなどの活性金属でもよく、また、重量比もこれ
に限ることはなくチタンであれば０．５〜５質量％でほ
ぼ同様の効果が得られる。銅板２をＡｌＮ板１の片側だ
けに接合した例だけを示したが、両側に接合しても良
い。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、窒
化物セラミックス板に活性金属を含むろう材層を形成
し、そのろう材層と銅板とをはんだにより接合し、また
は、窒化物セラミックス板と、薄い下地銅板とを活性金
属を含む銅系、銀系、または銅―銀系のろう材層により
接合し、その下地銅板と下地銅板より厚い銅板とをはん
だにより接合することによって、従来銅板との接合が困
難で問題の多かった、窒化物セラミックスを用いた窒化
物セラミックス基板の問題が解決され、高信頼性の基板
を実現できた。窒化物セラミックス板と薄い下地銅板と
を直接接合法により接合し、その下地銅板と下地銅板よ
り厚い銅板とをはんだにより接合しても良い。
化物セラミックス板に活性金属を含むろう材層を形成
し、そのろう材層と銅板とをはんだにより接合し、また
は、窒化物セラミックス板と、薄い下地銅板とを活性金
属を含む銅系、銀系、または銅―銀系のろう材層により
接合し、その下地銅板と下地銅板より厚い銅板とをはん
だにより接合することによって、従来銅板との接合が困
難で問題の多かった、窒化物セラミックスを用いた窒化
物セラミックス基板の問題が解決され、高信頼性の基板
を実現できた。窒化物セラミックス板と薄い下地銅板と
を直接接合法により接合し、その下地銅板と下地銅板よ
り厚い銅板とをはんだにより接合しても良い。
【００５０】よって、伝導率の大きい窒化アルミニウ
ム、窒化けい素等を用いて低い熱抵抗と共に、熱衝撃や
熱履歴に対する優れた耐久性をもつトランジスタモジュ
ール等の半導体装置が実現できることとなった。厚い銅
板に対しても適用できるため、特に電力用のパワーモジ
ュール等の普及、発展に貢献するものであり、工業的、
経済的な効果は大である。
ム、窒化けい素等を用いて低い熱抵抗と共に、熱衝撃や
熱履歴に対する優れた耐久性をもつトランジスタモジュ
ール等の半導体装置が実現できることとなった。厚い銅
板に対しても適用できるため、特に電力用のパワーモジ
ュール等の普及、発展に貢献するものであり、工業的、
経済的な効果は大である。
【図１】実験１の方法により銅板を接合したＡｌＮ基板
の断面図
の断面図
【図２】実験２の方法により銅板を接合したＡｌＮ基板
の断面図
の断面図
【図３】実験３の方法により銅板を接合したＡｌＮ基板
の断面図
の断面図
【図４】活性金属法により銅板を接合したＡｌＮ基板の
断面図
断面図
【図５】直接接合法により銅板を接合したＡｌＮ基板の
断面図
断面図
１ ＡｌＮ板 ２ 銅板 ３ はんだ層 ４ ロウ材層 ５ 下地銅板 ６ 共晶層
Claims (8)
- 【請求項１】窒化物セラミックス板と銅板とを接合した
窒化物セラミックス基板において、窒化物セラミックス
板と銅板との間にはんだ層を有することを特徴とする窒
化物セラミックス基板。 - 【請求項２】窒化物セラミックス板に活性金属を含む銅
系、銀系、または銅―銀系のろう材層を形成し、ろう材
層と銅板とをはんだにより接合したことを特徴とする窒
化物セラミックス基板。 - 【請求項３】窒化物セラミックス板と、下地銅板とを活
性金属を含む銅系、銀系、または銅―銀系のろう材層に
より接合し、その下地銅板と下地銅板より厚い銅板とを
はんだにより接合したことを特徴とする窒化物セラミッ
クス基板。 - 【請求項４】下地銅板の厚さが０．０３〜０．１５ｍｍ
の範囲にあることを特長とする請求項３記載の窒化物セ
ラミックス基板。 - 【請求項５】ろう材層中の活性金属が チタン、ジルコ
ニウム、ハフニウムのいずれかであることを特徴とする
請求項２ないし４のいずれかに記載の窒化物セラミック
ス基板。 - 【請求項６】窒化物セラミックス板と、下地銅板とを直
接接合法により接合し、その下地銅板と下地銅板より厚
い銅板とをはんだにより接合したことを特徴とする窒化
物セラミックス基板。 - 【請求項７】下地銅板の厚さが０．０３〜０．１５ｍｍ
の範囲にあることを特長とする請求項６記載の窒化物セ
ラミックス基板。 - 【請求項８】窒化物セラミックス板が窒化アルミニウム
または窒化けい素を主成分とする焼結体であることを特
徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の窒化物セ
ラミックス基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26117798A JP3794454B2 (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 窒化物セラミックス基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26117798A JP3794454B2 (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 窒化物セラミックス基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000086368A true JP2000086368A (ja) | 2000-03-28 |
| JP3794454B2 JP3794454B2 (ja) | 2006-07-05 |
Family
ID=17358208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26117798A Expired - Lifetime JP3794454B2 (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | 窒化物セラミックス基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3794454B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007005439A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Mitsubishi Electric Corp | 気密封止パッケージおよびその製造方法 |
| JP2007326078A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Hitachi Metals Ltd | 水素発生基板およびその製造方法 |
| JP2014205609A (ja) * | 2013-03-20 | 2014-10-30 | ジョンソン エレクトリック ソシエテ アノニム | ロウ付けおよび半田付け工程を用いるコミュテータの製造方法 |
| JP2014224030A (ja) * | 2013-03-20 | 2014-12-04 | シェンジェン ジョイント ウェルディング マテリアル カンパニー リミテッド | ロウ付けおよび半田付け工程を用いてグラファイト構造体に金属シートを付す方法 |
| CN114029573A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-11 | 武汉理工大学 | 一种石墨烯薄膜表面超薄软钎焊改性层的制备方法 |
| CN114325332A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 上海埃积半导体有限公司 | 功率芯片快速测试方法及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5848926A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-23 | Hitachi Ltd | 絶縁型半導体装置 |
| JPS6032343A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-19 | Toshiba Corp | パワ−半導体モジユ−ル基板 |
| JPS60177635A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-11 | Toshiba Corp | 良熱伝導性基板の製造方法 |
| JPH0288482A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Hitachi Ltd | セラミックスのメタライズ又は接合方法 |
-
1998
- 1998-09-16 JP JP26117798A patent/JP3794454B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5848926A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-23 | Hitachi Ltd | 絶縁型半導体装置 |
| JPS6032343A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-19 | Toshiba Corp | パワ−半導体モジユ−ル基板 |
| JPS60177635A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-11 | Toshiba Corp | 良熱伝導性基板の製造方法 |
| JPH0288482A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Hitachi Ltd | セラミックスのメタライズ又は接合方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007005439A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Mitsubishi Electric Corp | 気密封止パッケージおよびその製造方法 |
| JP2007326078A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Hitachi Metals Ltd | 水素発生基板およびその製造方法 |
| JP2014205609A (ja) * | 2013-03-20 | 2014-10-30 | ジョンソン エレクトリック ソシエテ アノニム | ロウ付けおよび半田付け工程を用いるコミュテータの製造方法 |
| JP2014224030A (ja) * | 2013-03-20 | 2014-12-04 | シェンジェン ジョイント ウェルディング マテリアル カンパニー リミテッド | ロウ付けおよび半田付け工程を用いてグラファイト構造体に金属シートを付す方法 |
| CN114029573A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-11 | 武汉理工大学 | 一种石墨烯薄膜表面超薄软钎焊改性层的制备方法 |
| CN114029573B (zh) * | 2021-11-19 | 2022-08-30 | 武汉理工大学 | 一种石墨烯薄膜表面超薄软钎焊改性层的制备方法 |
| CN114325332A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 上海埃积半导体有限公司 | 功率芯片快速测试方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3794454B2 (ja) | 2006-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4077888B2 (ja) | セラミックス回路基板 | |
| JP6319643B2 (ja) | セラミックス−銅接合体およびその製造方法 | |
| JP4664816B2 (ja) | セラミック回路基板、その製造方法およびパワーモジュール | |
| JP3845925B2 (ja) | 窒化アルミニウム基材を用いた半導体装置用部材及びその製造方法 | |
| KR20180056681A (ko) | 열전 변환 모듈 및 열전 변환 장치 | |
| JPH04162756A (ja) | 半導体モジュール | |
| WO2021033421A1 (ja) | 銅／セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅／セラミックス接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法 | |
| JPH06296084A (ja) | 高熱伝導体及びこれを備えた配線基板とこれらの製造方法 | |
| JPH08255973A (ja) | セラミックス回路基板 | |
| JP3834351B2 (ja) | セラミックス回路基板 | |
| JPH05347469A (ja) | セラミックス回路基板 | |
| KR20180107163A (ko) | Ag 하지층이 형성된 금속 부재, Ag 하지층이 형성된 절연 회로 기판, 반도체 장치, 히트 싱크가 부착된 절연 회로 기판, 및 Ag 하지층이 형성된 금속 부재의 제조 방법 | |
| JPS62287649A (ja) | 半導体装置 | |
| JP3794454B2 (ja) | 窒化物セラミックス基板 | |
| JP2000272977A (ja) | セラミックス回路基板 | |
| JP3934966B2 (ja) | セラミック回路基板 | |
| JP2001135902A (ja) | セラミックス回路基板 | |
| JP2001308519A (ja) | 窒化アルミニウム回路基板 | |
| JP2002043481A (ja) | セラミックモジュールおよびその製造方法 | |
| JPH0748180A (ja) | セラミックス−金属接合体 | |
| JP2004134703A (ja) | 端子付き回路基板 | |
| JP2000340716A (ja) | 配線基板 | |
| JP2002076213A (ja) | 半導体素子モジュール | |
| JP2000349098A (ja) | セラミック基板と半導体素子の接合体及びその製造方法 | |
| JP7379813B2 (ja) | 接合体及び接合体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050912 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050920 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051121 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051220 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060214 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060323 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060405 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110421 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421 Year of fee payment: 6 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130421 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140421 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |