WO2020209121A1 - 接合基板及び接合基板の製造方法 - Google Patents

接合基板及び接合基板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020209121A1
WO2020209121A1 PCT/JP2020/014514 JP2020014514W WO2020209121A1 WO 2020209121 A1 WO2020209121 A1 WO 2020209121A1 JP 2020014514 W JP2020014514 W JP 2020014514W WO 2020209121 A1 WO2020209121 A1 WO 2020209121A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
copper plate
main surface
silicon nitride
bonded substrate
nitride ceramic
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2020/014514
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆 海老ヶ瀬
いづみ 増田
健 賀來
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to EP20787489.2A priority Critical patent/EP3955284A4/en
Priority to JP2021513580A priority patent/JP7289911B2/ja
Publication of WO2020209121A1 publication Critical patent/WO2020209121A1/ja
Priority to US17/494,891 priority patent/US11917752B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to JP2022135729A priority patent/JP7373038B2/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/023—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
    • C04B37/026—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used consisting of metals or metal salts
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/382—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by special treatment of the metal
    • H05K3/383—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by special treatment of the metal by microetching
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/20—Arrangements for cooling
    • H10W40/25—Arrangements for cooling characterised by their materials
    • H10W40/255—Arrangements for cooling characterised by their materials having a laminate or multilayered structure, e.g. direct bond copper [DBC] ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
    • H10W70/67—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their insulating layers or insulating parts
    • H10W70/69—Insulating materials thereof
    • H10W70/692—Ceramics or glasses
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/122—Metallic interlayers based on refractory metals
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/125—Metallic interlayers based on noble metals, e.g. silver
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/368—Silicon nitride
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/407—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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/52—Pre-treatment of the joining surfaces, e.g. cleaning, machining
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/55—Pre-treatments of a coated or not coated substrate other than oxidation treatment in order to form an active joining layer
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/86—Joining of two substrates at their largest surfaces, one surface being complete joined and covered, the other surface not, e.g. a small plate joined at it's largest surface on top of a larger plate
    • 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
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/88—Joining of two substrates, where a substantial part of the joining material is present outside of the joint, leading to an outside joining of the joint
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/14—Related to the order of processing steps
    • H05K2203/1476—Same or similar kind of process performed in phases, e.g. coarse patterning followed by fine patterning
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal

Definitions

  • the present invention relates to a bonded substrate and a method for manufacturing the bonded substrate.
  • Silicon nitride ceramics have high thermal conductivity and high insulation. Therefore, a bonded substrate in which a copper plate is bonded to a silicon nitride ceramic substrate via a bonding layer is suitably used as an insulating heat-dissipating substrate on which a power semiconductor element is mounted.
  • the bonded substrate is produced by producing an intermediate product in which the brazing material layer is between the copper plate and the silicon nitride ceramic substrate, and the produced intermediate product is heat-treated to change the brazing material layer into a bonded layer, and the copper plate is used. And manufactured by patterning the bonding layer.
  • the copper circuit board is joined to at least one surface of the ceramic substrate formed of silicon nitride via a brazing material layer (paragraphs 0013 and 0020).
  • the ceramic circuit board has a brazing material protruding portion protruding outward from the side surface of the copper circuit board (paragraph 0013).
  • the thermal stress is relieved, so that a highly reliable ceramic-metal junction circuit board can be realized (paragraph 0013).
  • the thermal cycle durability of the bonded substrate is improved by forming a protruding portion protruding from between the silicon nitride ceramic substrate and the copper plate. ing.
  • the protruding portion cannot be formed, it is expected to improve the thermal cycle durability of the bonded substrate. Further, even when the protruding portion can be formed, it is expected that the thermal cycle durability of the bonded substrate is further improved.
  • An object to be solved by the present invention is to improve the thermal cycle durability of a bonded substrate in which a copper plate is bonded to a silicon nitride ceramic substrate via a bonding layer.
  • the present invention is directed to a bonded substrate.
  • the bonding substrate includes a silicon nitride ceramic substrate, a bonding layer, and a copper plate.
  • the bonding layer and the copper plate are arranged on the silicon nitride ceramic substrate.
  • the second main surface of the copper plate is on the side opposite to the side where the first main surface of the copper plate is located, and is bonded to the silicon nitride ceramic substrate by the bonding layer.
  • the end faces of the copper plate extend from the first main surface of the copper plate to the second main surface of the copper plate.
  • the end face of the copper plate has a first part and a second part.
  • the second part is closer to the second main surface than the first part.
  • the first part and the second part form an angle of 135 ° or more and 165 ° or less outside the copper plate.
  • the extension surface of the first portion and the second main surface form an angle of 110 ° or more and 145 ° or less on the side where the second portion is arranged.
  • the distance from the second main surface to the intersection of the first portion and the second portion in the thickness direction of the copper plate is 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the distance extending beyond the extension surface of the first portion of the second main surface is 10 ⁇ m or more.
  • the present invention is also directed to a method for manufacturing a bonded substrate.
  • a brazing material layer is formed on the silicon nitride ceramic substrate.
  • the brazing filler metal layer contains an active metal brazing filler metal.
  • the active metal brazing material includes a metal powder containing silver and at least one hydrogenated metal powder selected from the group consisting of titanium hydride powder and zirconium hydride powder.
  • the brazing filler metal layer has a thickness of 0.1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • a copper plate is placed on the brazing material layer.
  • an intermediate product including a silicon nitride ceramic substrate, a brazing material layer and a copper plate can be obtained.
  • the brazing material layer changes into a bonding layer that joins the copper plate to the silicon nitride ceramic substrate.
  • silver contained in the brazing material layer diffuses into the copper plate.
  • the copper plate is formed with a first thickness direction region containing silver and having a first silver concentration, and a second thickness direction region having a second silver concentration lower than the first silver concentration.
  • first thickness direction region is etched at the first etching rate
  • second thickness direction region is etched at the second etching rate faster than the first etching rate
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of the bonded substrate of the first embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of the bonded substrate of the first embodiment.
  • It is a flowchart which shows the manufacturing flow of the bonded substrate of 1st Embodiment.
  • It is sectional drawing which shows typically the intermediate product obtained in the process of manufacturing the bonded substrate of 1st Embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the bonded substrate of the first embodiment.
  • 2 and 3 are enlarged cross-sectional views schematically showing a part of the bonded substrate of the first embodiment. 2 and 3 show a part A of FIG. 1 in an enlarged manner.
  • the bonding substrate 100 of the first embodiment includes a silicon nitride ceramic substrate 110, a bonding layer 121, a copper plate 131, a bonding layer 122, and a copper plate 132.
  • the bonded substrate 100 may include elements other than these elements.
  • One set of the joining layer 121 and the copper plate 131, and one set of the joining layer 122 and the copper plate 132 may be omitted.
  • the bonding layer 121 and the copper plate 131 are arranged on the main surface 1101 of the silicon nitride ceramic substrate 110.
  • the bonding layer 122 and the copper plate 132 are arranged on the main surface 1102 of the silicon nitride ceramic substrate 110.
  • the copper plates 131 and 132 are bonded to the silicon nitride ceramic substrate 110 by the bonding layers 121 and 122, respectively.
  • the copper plates 131 and 132 are brazed to the main surfaces 1101 and 1102 of the silicon nitride ceramic substrate 110 by the active metal brazing method by the bonding layers 121 and 122, respectively.
  • the bonded substrate 100 may be used in any way, and is used, for example, as an insulated heat-dissipating substrate on which a power semiconductor element is mounted.
  • each of the copper plates contained in the copper plates 131 and 132 is referred to as a copper plate 130
  • the bonding layer included in the bonding layers 121 and 122 for bonding the copper plate 130 to the silicon nitride ceramic substrate 110 is referred to as a bonding layer 120.
  • the copper plate 130 has a first main surface 1301, a second main surface 1302, and an end surface 1303, as shown in FIG.
  • the second main surface 1302 is on the side opposite to the side where the first main surface 1301 is located, and is bonded to the silicon nitride ceramic substrate 110 by the bonding layer 120.
  • the end face 1303 extends from the first main surface 1301 to the second main surface 1302.
  • the end face 1303 has a bump 1400 illustrated in FIG. 2 or FIG.
  • the end face 1303 has the bump 1400 shown in FIG. 2, the end face 1303 has a first portion 1411 and a second portion 1412.
  • the second portion 1412 is closer to the second main surface 1302 than the first portion 1411.
  • Each of the first portion 1411 and the second portion 1412 is substantially flat.
  • the first portion 1411 and the second portion 1412 form an angle ⁇ 1 of 135 ° or more and 165 ° or less outside the copper plate 130.
  • the extension surface 1414 and the second main surface 1302 of the first portion 1411 form an angle ⁇ 3 of 110 ° or more and 145 ° or less on the side where the second portion 1412 is arranged.
  • the intersection 1421 of the first portion 1411 and the second portion 1412 is preferably separated from the second main surface 1302 by a distance L1 of 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less in the thickness direction of the copper plate 130, and more preferably. It is separated from the second main surface 1302 by a distance L1 of 10 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less in the thickness direction of the copper plate 130.
  • the second main surface 1302 extends beyond the extension surface 1414 of the first portion 1411 by a distance L2 of 10 ⁇ m or more.
  • the extension surface 1414 has the same normal direction as the normal direction of the first portion 1411 at the position closest to the second main surface 1302 of the first portion 1411.
  • the copper plate 130 has an angle 1421 formed by the first portion 1411 and the second portion 1412, and an angle 1423 formed by the second main surface 1302 and the end surface 1303.
  • the bonded substrate 100 is exposed to a thermal cycle, it is dispersed in the vicinity of the corners 1421 and 1423 to generate stress. Therefore, the stress generated in the vicinity of each of the angles 1421 and 1423 becomes small. As a result, the thermal cycle durability of the bonded substrate 100 is improved.
  • the angle ⁇ 1 When the angle ⁇ 1 is smaller than 135 °, the stress is concentrated too much in the vicinity of the angle 1421, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the angle ⁇ 1 When the angle ⁇ 1 is larger than 165 °, the stress is not dispersed in the vicinity of the angle 1421, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the angle ⁇ 3 When the angle ⁇ 3 is smaller than 110 °, stress is concentrated on the bump 1400, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the angle ⁇ 3 is larger than 145 °, the stress is not dispersed in the bump 1400, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the distance L1 is 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, the cold cycle durability of the bonded substrate 100 can be further improved, and when the distance L1 is 10 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less, the cold cycle durability of the bonded substrate 100 is particularly improved. Can be improved.
  • the distance L1 is shorter than these ranges, the angles 1421 and 1423 approach each other, the stress is not dispersed, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the distance L1 When the distance L1 is longer than these ranges, stress does not occur in the vicinity of the corner 1421, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the distance L2 When the distance L2 is shorter than 10 ⁇ m, the stress is not dispersed, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the end face 1303 has the bump 1400 shown in FIG. 3, the end face 1303 has a first portion 1411, a second portion 1412, and a third portion 1413.
  • the second portion 1412 is closer to the second main surface 1302 than the first portion 1411.
  • the third portion 1413 is closer to the second main surface 1302 than the second portion 1412.
  • Each of the first portion 1411, the second portion 1412 and the third portion 1413 is substantially flat.
  • the first portion 1411 and the second portion 1412 form an angle ⁇ 1 of 135 ° or more and 165 ° or less outside the copper plate 130.
  • the second portion 1412 and the third portion 1413 form an angle ⁇ 2 of 135 ° or more and 165 ° or less inside the copper plate 130.
  • the extension surface 1414 and the second main surface 1302 of the first portion 1411 form an angle ⁇ 3 of 110 ° or more and 145 ° or less on the side where the second portion 1412 is arranged.
  • the intersection 1421 of the first portion 1411 and the second portion 1412 is preferably separated from the second main surface 1302 by a distance L1 of 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less in the thickness direction of the copper plate 130, and more preferably.
  • the second main surface 1302 It is separated from the second main surface 1302 by a distance L1 of 10 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less in the thickness direction of the copper plate 130.
  • the second main surface 1302 extends beyond the extension surface 1414 of the first portion 1411 by a distance L2 of 10 ⁇ m or more.
  • the extension surface 1414 has the same normal direction as the normal direction of the first portion 1411 at the position closest to the second main surface 1302 of the first portion 1411.
  • the copper plate 130 has an angle 1421 formed by the first portion 1411 and the second portion 1412, an angle 1422 formed by the second portion 1412 and the third portion 1413, and a second main surface 1302 and an end surface 1303. It has an angle of 1423.
  • the bonded substrate 100 is exposed to a thermal cycle, it is dispersed in the vicinity of angles 1421, 1422 and 1423 to generate stress. Therefore, the stress generated in the vicinity of each of the angles 1421, 1422 and 1423 becomes small. As a result, the thermal cycle durability of the bonded substrate 100 is improved.
  • the thermal cycle durability of the bonded substrate 100 is further improved as compared with the case where the stress is dispersed only in the corners 1421 and 1423.
  • the angle ⁇ 1 When the angle ⁇ 1 is smaller than 135 °, the stress is concentrated too much in the vicinity of the angle 1421, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the angle ⁇ 1 When the angle ⁇ 1 is larger than 165 °, the stress is not dispersed in the vicinity of the angle 1421, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100. The same can be said for the angle ⁇ 2.
  • the angle ⁇ 3 When the angle ⁇ 3 is smaller than 110 °, stress is concentrated on the bump 1400, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the angle ⁇ 3 is larger than 145 °, the stress is not dispersed in the bump 1400, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the distance L1 is 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, the cold cycle durability of the bonded substrate 100 can be further improved, and when the distance L1 is 10 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less, the cold cycle durability of the bonded substrate 100 is particularly improved. Can be improved.
  • the distance L1 is shorter than these ranges, the angles 1421, 1422 and 1423 approach each other, the stress is not dispersed in a wide range, and it becomes difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100. A tendency appears.
  • the distance L1 When the distance L1 is longer than these ranges, the stress is not dispersed in the vicinity of the corners 1421 and 1422, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the distance L2 When the distance L2 is shorter than 10 ⁇ m, the stress is not dispersed, and it tends to be difficult to obtain the effect of improving the thermal cycle durability of the bonded substrate 100.
  • the copper plate 130 has a distribution of silver concentration in which the silver concentration decreases as the distance from the second main surface 1302 increases.
  • the copper plate 130 includes a first thickness-direction region 151 containing silver and having a first silver concentration, and a second silver having a silver concentration lower than that of the first silver. It has a second thickness direction region 152 having a concentration.
  • the fact that the second thickness region 152 has a second silver concentration lower than the first silver concentration means that the second thickness region 152 does not contain silver, and the second thickness region 152 Includes silver but the second silver concentration is less than the first silver concentration, but the former is desirable.
  • the first thickness direction region 151 has a second portion 1412. If the end face 1303 has the bump 1400 shown in FIG. 3, the first thickness region 151 has a second portion 1412 and a third portion 1413.
  • the second thickness direction region 152 has a first portion 1411.
  • the first thickness direction region 151 has a first etching rate with respect to the etching solution for the copper plate 130.
  • the second thickness direction region 152 has a second etching rate with respect to the etching solution.
  • the second etching rate is faster than the first etching rate.
  • the second etching rate is faster than the first etching rate because the second silver concentration is lower than the first silver concentration.
  • the bump 1400 on the end face 1303 is formed by etching by utilizing the fact that the second etching rate is faster than the first etching rate.
  • the bump 1400 of the end face 1303 may be formed by other than etching.
  • the bump 1400 on the end face 1303 may be formed by machining.
  • the bonding layer 120 includes an inter-plate portion 160 and a protruding portion 161 as shown in FIGS. 1, 2 and 3.
  • the inter-plate portion 160 is located between the silicon nitride ceramic substrate 110 and the copper plate 130.
  • the protruding portion 161 protrudes from between the silicon nitride ceramic substrate 110 and the copper plate 130.
  • the concentration of stress on the end portion of the copper plate 130 is relaxed by the protruding portion 161. As a result, it is possible to suppress defects in the bonded substrate 100 due to stress concentration on the ends of the copper plate 130.
  • the bonding layer 120 preferably has a thickness of 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less, and more preferably 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less. Since the bonding layer 120 has such a small thickness, the concentration of stress on the end portion of the copper plate 130 is effectively alleviated by the protruding portion 161.
  • the copper plate 130 preferably has a thickness of 0.5 mm or more.
  • a bonded substrate 100 having high heat dissipation can be obtained.
  • the copper plate 130 has a thickness of 0.5 mm or more, a large stress is generated in the copper plate 130, and the thermal cycle durability of the bonded substrate 100 tends to decrease.
  • the above-mentioned effect of improving the cooling cycle durability of the bonding substrate 100 compensates for the decrease in the cooling cycle durability of the bonding substrate 100 when the copper plate 130 has a thickness of 0.5 mm or more. be able to.
  • the distance L2 is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 60 ⁇ m or less, particularly preferably 40 ⁇ m or less, and most preferably 30 ⁇ m or less. When the distance L2 is longer than these upper limits, the two adjacent copper plates 130 tend to come close to each other, and the insulation between the two adjacent copper plates 130 tends to decrease.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow of manufacturing a bonded substrate according to the first embodiment.
  • 5, 6 and 7 are cross-sectional views schematically showing an intermediate product obtained in the process of manufacturing the bonded substrate of the first embodiment.
  • steps S101 to S104 shown in FIG. 4 are sequentially executed.
  • step S101 as shown in FIG. 5, brazing material layers 171 and 172 are formed on the main surfaces 1101 and 1102 of the silicon nitride ceramic substrate 110, respectively.
  • the formation of the brazing material layer 171 is omitted.
  • the formation of the brazing material layer 172 is omitted.
  • a paste containing an active metal brazing filler metal and a solvent is prepared.
  • the paste may further contain binders, dispersants, defoamers and the like.
  • the prepared paste is screen-printed on the main surfaces 1101 and 1102 of the silicon nitride ceramic substrate 110, and the first and second screen-printed films are formed on the main surfaces 1101 and 1102 of the silicon nitride ceramic substrate 110, respectively. Will be done.
  • the solvent contained in the formed first and second screen printing films is volatilized. As a result, the first and second screen printing films are changed into the brazing material layers 171 and 172, respectively.
  • the brazing filler metal layers 171 and 172 include an active metal brazing filler metal.
  • the brazing filler metal layers 171 and 172 may be formed by a method different from this method.
  • the active metal brazing material is at least one metal hydride powder selected from the group consisting of metal powders containing silver (Ag), copper (Cu) and indium (In), and titanium hydride powder and zirconium hydride powder. including.
  • the composition of the active metal brazing may be changed. For example, both or one of copper and indium may not be contained in the metal powder, and a metal element other than copper and indium, such as tin (Sn), may be contained in the metal powder.
  • the active metal brazing material preferably contains 40% by weight or more and 80% by weight or less of silver. Since the active metal brazing material contains only a small amount of silver in this way, it becomes easy to diffuse silver to the copper plates 131A and 132A and eliminate silver from the bonding layers 121B and 122B in the step S103 described below.
  • the active metal brazing material preferably consists of a powder having an average particle size of 0.1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the average particle size can be obtained by measuring the particle size distribution with a commercially available laser diffraction type particle size distribution measuring device and calculating D50 (median diameter) from the measured particle size distribution. Since the active metal brazing material is composed of a powder having such a small average particle size, the brazing material layers 171 and 172 can be thinned.
  • the brazing filler metal layers 171 and 172 preferably have a thickness of 0.1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, and more preferably 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. Since the brazing filler metal layers 171 and 172 have such a small thickness, the amount of silver contained in the brazing filler metal layers 171 and 172 is reduced, and silver is diffused and joined to the copper plates 131A and 132A in the step S103 described below. It facilitates the elimination of silver from layers 121B and 122B.
  • step S102 copper plates 131A and 132A are arranged on the formed brazing filler metal layers 171 and 172, respectively.
  • an intermediate product 100A including the silicon nitride ceramic substrate 110, the brazing material layer 171 and the copper plate 131A, the brazing material layer 172 and the copper plate 132A can be obtained.
  • the bonding layer 121 and the copper plate 131 are omitted from the bonding substrate 100
  • the arrangement of the copper plate 131A is omitted.
  • the bonding layer 122 and the copper plate 132 are omitted from the bonding substrate 100
  • the arrangement of the copper plate 132A is omitted.
  • step S103 the obtained intermediate product 100A is heat-treated.
  • the brazing material layers 171 and 172 are changed to the bonding layers 121B and 122B, respectively, as shown in FIG. 7, and the silicon nitride ceramic substrate 110, the bonding layer 121B, the copper plate 131A, the bonding layer 122B and the copper plate 132A are formed.
  • An intermediate product 100B to be provided is obtained.
  • the bonding layers 121B and 122B bond the copper plates 131A and 132A to the silicon nitride ceramic substrate 110, respectively.
  • each of the copper plates 131A and 132A has a first thickness direction region 151 containing silver and having a first silver concentration, and a second thickness having a second silver concentration lower than the first silver concentration.
  • the directional region 152 is formed.
  • hot pressing is performed on the intermediate product 100A.
  • the silicon nitride ceramic substrate is subjected to a surface pressure profile in which the intermediate product 100A has a maximum surface pressure of 5 MPa or more and 25 MPa or less in a vacuum or an inert gas. It is pressurized in the thickness direction of 110 and heated according to a temperature profile having a maximum temperature of 800 ° C. or higher and 900 ° C. or lower.
  • the copper plates 131A and 132A are made of silicon nitride without forming voids. It can be bonded to the ceramic substrate 110. Further, since the brazing filler metal layers 171 and 172 can be thinned without forming voids, the amount of silver contained in the brazing filler metal layers 171 and 172 can be reduced, and the silver is diffused to the copper plates 131A and 132A to form a bonding layer. It becomes easy to eliminate silver from 121B and 122B.
  • the shape of the particles constituting the active metal brazing material changes to a layered shape, and silver or the like diffuses into the copper plates 131A and 132A, so that the bonding layers 121B and 122B are substantially 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. Will have the thickness of.
  • step S104 the bonding layer 121B, the copper plate 131A, the bonding layer 122B, and the copper plate 132A are patterned.
  • the bonding layers 121B and 122B are changed to the patterned bonding layers 121 and 122 shown in FIG. 1, respectively.
  • the copper plates 131A and 132A are changed to the patterned copper plates 131 and 132 shown in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of patterning of the bonded layer and the copper plate in the production of the bonded substrate of the first embodiment.
  • 9 and 10 are cross-sectional views schematically illustrating an intermediate product obtained in the process of patterning the bonding layer and the copper plate in the production of the bonding substrate of the first embodiment.
  • the steps S111 to S113 shown in FIG. 8 are sequentially executed.
  • step S111 the copper plates 131A and 132A are hard-etched. As a result, a part of the copper plates 131A and 132A is removed, and as shown in FIG. 9, the copper plates 131A and 132A are changed to the etched copper plates 131C and 132C, respectively. Further, on the bonding layer 121B, a first portion 181 between the silicon nitride ceramics substrate 110 and the etched copper plate 131C and a second portion not between the silicon nitride ceramics substrate 110 and the etched copper plate 131C are formed. 191 is formed.
  • a first portion 182 between the silicon nitride ceramic substrate 110 and the etched copper plate 132C and a second portion not between the silicon nitride ceramic substrate 110 and the etched copper plate 132C are formed.
  • 192 is formed.
  • an etching solution such as an iron chloride aqueous solution system or a copper chloride aqueous solution system can be used.
  • step S112 as shown in FIG. 10, the formed second portions 191 and 192 are etched. As a result, the second portions 191 and 192 are removed, leaving the first portions 181 and 182. The remaining first portions 181 and 182 become the bonding layers 121 and 122, respectively. As a result, an intermediate product 100C including a silicon nitride ceramic substrate 110, a bonding layer 121, a copper plate 131C, a bonding layer 122 and a copper plate 132C can be obtained. An etching solution such as an aqueous ammonium fluoride solution can be used for etching the second portions 191 and 192. In step S112, both ends of the first portions 181 and 182 may be removed by etching.
  • step S113 the etched copper plates 131C and 132C are soft-etched. As a result, the vicinity of the end portions of the etched copper plates 131C and 132C is removed. Further, the etched copper plates 131C and 132C are changed to the patterned copper plates 131 and 132 shown in FIG. 1, respectively. Further, an inter-plate portion 160 and a protruding portion 161 shown in FIG. 1 are formed in each of the bonding layers 121 and 122.
  • an etching solution such as an iron chloride aqueous solution system or a copper chloride aqueous solution system can be used. In step S113, even when both ends of the first portions 181 and 182 are removed by etching in step S112, the protruding portion 161 can be reliably formed.
  • the first thickness-direction region 151 having the first silver concentration is etched at the first etching rate.
  • the second thickness direction region 152 having a second silver concentration lower than the first silver concentration is etched at a second etching rate faster than the first etching rate.
  • bumps 1400 Effect of manufacturing conditions on bumps Whether or not bumps 1400 are formed and the shape of bumps 1400 formed mainly depend on the amount of silver diffused into the copper plates 131A and 132A and the severity of soft etching. To do. Therefore, when the bonded substrate 100 is manufactured, the manufacturing conditions that affect the amount of silver diffused into the copper plates 131A and 132A and the severity of soft etching so that the bump 1400 having an appropriate shape is formed. Is determined.
  • the hump 1400 having the shape shown in FIG. 3 is easily formed because it is easily formed. Further, it is considered that the higher the severity of the soft etching, the easier it is for the bump 1400 to be formed, and the easier it is for the bump 1400 having the shape shown in FIG. 3 to be formed.
  • Increasing the amount of silver diffused into the copper plates 131A and 132A means thickening the brazing filler metal layers 171 and 172, increasing the concentration of silver contained in the active metal brazing filler metal, and heat-treating the intermediate product 100A. It can be realized by raising the temperature at the time of performing.
  • Increasing the severity of soft etching means increasing the temperature of the etching solution used for soft etching, increasing the concentration of iron chloride, copper chloride, etc. contained in the etching solution used for soft etching, and soft etching. This can be realized by lengthening the time for contacting the copper plates 131C and 132C with the etching solution used in the above.
  • Example 1 the bonded substrate 100 was manufactured according to the method for manufacturing the bonded substrate 100 described above.
  • Example 1-23 copper plates 131 and 132 having a thickness of 0.8 mm were bonded to the silicon nitride ceramic substrate 110 having a thickness of 0.32 mm. Further, brazing material layers 171 and 172 having a thickness of 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less and containing 40% by weight or more and 80% by weight or less of silver and an active metal brazing material containing titanium hydride were formed. In addition, hot pressing was performed on the intermediate product 100A. At that time, the intermediate product 100A was pressurized in vacuum according to the surface pressure profile having a maximum surface pressure of 20 MPa, and the intermediate product 100A was heated according to the temperature profile having a maximum temperature of 815 ° C. or higher and 845 ° C. or lower.
  • hard etching was performed by spraying an etching solution having a temperature of about 45 ° C. toward the intermediate product 100B.
  • soft etching was performed by immersing the intermediate product 100C in an etching solution of an aqueous iron chloride solution having a temperature of about 20 ° C. for 1.5 minutes or more and 5 minutes or less. Further, the distance L1 was set to 100 ⁇ m or less.
  • Comparative Example 1 the bonded substrate 100 was manufactured in the same manner as in Example 1-23 except that soft etching was not performed.
  • brazing material layers 171 and 172 having a thickness of 0.1 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less and containing an active metal brazing material containing 40% by weight or less of silver and titanium hydride were formed.
  • the point that soft etching was performed by heating the intermediate product 100A according to the temperature profile at which the maximum temperature is 800 ° C. or less and immersing the intermediate product 100C in an etching solution of an aqueous iron chloride solution for 0.5 minutes or more and 1 minute or less. Except for this, the bonded substrate 100 was manufactured in the same manner as in Examples 1-23.
  • brazing filler layers 171 and 172 having a thickness of 5 ⁇ m or less and containing 60% by weight or more and 80% by weight or less of silver and an active metal brazing material containing titanium hydride were formed, and the maximum temperature was increased.
  • Example 1- Except that the intermediate product 100A was heated according to a temperature profile of 900 ° C. or higher, and soft etching was performed by immersing the intermediate product 100C in an etching solution of an aqueous iron chloride solution for 1.5 minutes.
  • the bonded substrate 100 was manufactured in the same manner as in No. 23.
  • the copper plates 132A and 132A arranged on the brazing filler metal layers 171 and 172 were formed into copper plates having bumps having a predetermined shape, which were obtained by cutting the end faces of the copper plates.
  • the bonded substrate 100 was manufactured in the same manner as in Examples 1-23 except that hard etching and soft etching were not performed.
  • the bonded substrate 100 was manufactured in the same manner as in Example 1-23 except that soft etching was performed by immersing the intermediate product 100C in the etching solution for 0.5 minutes or less.
  • the manufactured bonding substrate 100 was processed to expose the cross section of the bonding substrate 100, and the exposed cross section was observed with a scanning electron microscope (SEM) to obtain an SEM image. Further, the angle ⁇ 1, the angle ⁇ 2, the angle ⁇ 3, and the distance L2 were specified from the obtained SEM image. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • the durability of the first cold cycle of the manufactured bonded substrate 100 was evaluated.
  • the bonded substrate 100 was exposed to a cold cycle of 3000 cycles. In each of the 3000 cycles of cooling and heating, the bonded substrate 100 was sequentially exposed to a low temperature of ⁇ 40 ° C. and a high temperature of 150 ° C. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • the durability of the second cold cycle of the manufactured bonded substrate 100 was evaluated.
  • the bonded substrate 100 was exposed to a cold cycle of 3000 cycles. In each of the 3000 cycles of cooling and heating, the bonded substrate 100 was sequentially exposed to a low temperature of ⁇ 55 ° C. and a high temperature of 175 ° C. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • Example 4 Example 15, Example 16 and Comparative Example 2 are shown in FIGS. 11, 12, 13, 14, and 15, respectively. ..
  • the distances L1 are 40 ⁇ m (FIG. 11), 30 ⁇ m (FIG. 12), 50 ⁇ m (FIG. 13), and 41 ⁇ m (FIG. 14), respectively. ), 49 ⁇ m (FIG. 15).
  • the bump 1400 has the shape shown in FIG. 2, the angle ⁇ 1 is 135 ° or more and 165 ° or less, the angle ⁇ 3 is 110 ° or more and 145 ° or less, and the distance L2 is 10 ⁇ m or more.
  • the first cold cycle durability is "OK” but the second cold cycle durability is "NG”.
  • the bump 1400 has the shape shown in FIG. 3, the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 135 ° or more and 165 ° or less, and the angle ⁇ 3 is 110 ° or more and 145 ° or less.
  • the distance L2 is 10 ⁇ m or more, it can be understood that both the first cold cycle durability and the second cold cycle durability are “OK”.
  • the bump 1400 has the shape shown in FIG. 3, and the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 135 ° or more and 165 ° or less, but in Comparative Example 2 in which the distance L2 is shorter than 10 ⁇ m. , It can be understood that both the first cold cycle durability and the second cold cycle durability are "NG".
  • the bump 1400 has the shape shown in FIG. 3, but in Comparative Example 3 in which the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are larger than 165 ° and the distance L2 is shorter than 10 ⁇ m, the first cold heat is used. It can be understood that both the cycle durability and the second thermal cycle durability are "NG".
  • the bump 1400 has the shape shown in FIG. 3, and the distance L2 is 10 ⁇ m or more, but in Comparative Example 4 in which the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are larger than 165 °, the first It can be understood that both the cold cycle durability of the above and the second cold cycle durability are "NG".
  • the bump 1400 has the shape shown in FIG. 3, but in Comparative Example 5 in which the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are smaller than 135 ° and the distance L2 is shorter than 10 ⁇ m, the first cooling heat is obtained. It can be understood that both the cycle durability and the second thermal cycle durability are "NG".
  • the bump 1400 has the shape shown in FIG. 2, the angle ⁇ 1 is 135 ° or more and 165 ° or less, the distance L2 is 10 ⁇ m or more, but the angle ⁇ 3 is smaller than 110 °.
  • Example 6 it can be understood that both the first cold cycle durability and the second cold cycle durability are "NG".

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

銅板が接合層を介して窒化ケイ素セラミックス基板に接合された接合基板の冷熱サイクル耐久性を向上する。接合層及び銅板は、窒化ケイ素セラミックス基板上に配置される。銅板の第２の主面は、銅板の第１の主面がある側と反対の側にあり、接合層により窒化ケイ素セラミックス基板に接合される。銅板の端面は、第１の部分及び第２の部分を有する。第２の部分は、第１の部分より第２の主面寄りにある。第１の部分及び第２の部分は、銅板の外部において１３５°以上１６５°以下の角度をなす。第１の部分の延長面及び第２の主面は、第２の部分が配置される側において１１０°以上１４５°以下の角度をなす。銅板の厚さ方向についての第２の主面から第１の部分と第２の部分との交点までの距離は、１０μｍ以上１００μｍ以下である。第２の主面の、第１の部分の延長面を越えて広がる距離は、１０μｍ以上である。

Description

接合基板及び接合基板の製造方法
　本発明は、接合基板及び接合基板の製造方法に関する。
　窒化ケイ素セラミックスは、高い熱伝導性及び高い絶縁性を有する。このため、銅板が接合層を介して窒化ケイ素セラミックス基板に接合された接合基板は、パワー半導体素子が実装される絶縁放熱基板として好適に用いられる。
　当該接合基板は、多くの場合は、ろう材層が銅板と窒化ケイ素セラミックス基板との間にある中間品を作製し、作製した中間品を熱処理してろう材層を接合層に変化させ、銅板及び接合層をパターニングすることにより製造される。
　銅板の端部への応力の集中に起因する接合基板の不良を抑制するために、接合層に、窒化ケイ素セラミックス基板と銅板との間からはみ出すはみ出し部を形成することが提案されている。
　例えば、特許文献１に記載されたセラミックス回路基板においては、銅回路板が、ろう材層を介して窒化珪素から形成されたセラミックス基板の少なくとも一方の面に接合される（段落００１３及び００２０）。セラミックス回路基板は、銅回路板の側面から外側にはみ出したろう材はみ出し部を有する（段落００１３）。これにより、熱ストレスが緩和されるため、信頼性の高いセラミックス－金属接合回路基板を実現することができる（段落００１３）。
特許第６２７１６２９号公報
　特許文献１に記載されたセラミックス回路基板に代表される従来の接合基板においては、窒化ケイ素セラミックス基板と銅板との間からはみ出すはみ出し部を形成することにより、接合基板の冷熱サイクル耐久性を向上している。
　しかし、はみ出し部を形成することができない場合でも、接合基板の冷熱サイクル耐久性を向上することが期待される。また、はみ出し部を形成することができる場合でも、接合基板の冷熱サイクル耐久性をさらに向上することが期待される。
　本発明は、これらの問題に鑑みてなされた。本発明が解決しようとする課題は、銅板が接合層を介して窒化ケイ素セラミックス基板に接合された接合基板の冷熱サイクル耐久性を向上することである。
　本発明は、接合基板に向けられる。
　接合基板は、窒化ケイ素セラミックス基板、接合層及び銅板を備える。
　接合層及び銅板は、窒化ケイ素セラミックス基板上に配置される。
　銅板の第２の主面は、銅板の第１の主面がある側と反対の側にあり、接合層により窒化ケイ素セラミックス基板に接合される。銅板の端面は、銅板の第１の主面から銅板の第２の主面に至る。
　銅板の端面は、第１の部分及び第２の部分を有する。第２の部分は、第１の部分より第２の主面寄りにある。
　第１の部分及び第２の部分は、銅板の外部において１３５°以上１６５°以下の角度をなす。第１の部分の延長面及び第２の主面は、第２の部分が配置される側において１１０°以上１４５°以下の角度をなす。銅板の厚さ方向についての第２の主面から第１の部分と第２の部分との交点までの距離は、１０μｍ以上１００μｍ以下である。第２の主面の、第１の部分の延長面を越えて広がる距離は、１０μｍ以上である。
　本発明は、接合基板の製造方法にも向けられる。
　接合基板の製造方法においては、窒化ケイ素セラミックス基板上にろう材層が形成される。ろう材層は、活性金属ろう材を含む。活性金属ろう材は、銀を含む金属粉末、並びに水素化チタン粉末及び水素化ジルコニウム粉末からなる群より選択される少なくとも１種の水素化金属粉末を含む。ろう材層は、０．１μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有する。
　また、ろう材層上に銅板が配置される。これにより、窒化ケイ素セラミックス基板、ろう材層及び銅板を備える中間品が得られる。
　また、中間品に対して熱処理が行われる。これにより、ろう材層が銅板を窒化ケイ素セラミックス基板に接合する接合層に変化する。また、ろう材層に含まれる銀が銅板に拡散する。銅板には、銀を含み第１の銀濃度を有する第１の厚さ方向領域、及び第１の銀濃度より低い第２の銀濃度を有する第２の厚さ方向領域が形成される。
　また、第１のエッチングレートで第１の厚さ方向領域がエッチングされ、第１のエッチングレートより速い第２のエッチングレートで第２の厚さ方向領域がエッチングされる。
　接合基板が冷熱サイクルに曝された場合に、第１の部分と第２の部分とがなす角、及び第２の主面と端面とがなす角の付近に分散して応力が発生する。このため、各々の角の付近に発生する応力が小さくなる。これにより、接合基板の冷熱サイクル耐久性が向上する。
　この発明の目的、特徴、局面及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
第１実施形態の接合基板を模式的に図示する断面図である。 第１実施形態の接合基板の一部を模式的に図示する拡大断面図である。 第１実施形態の接合基板の一部を模式的に図示する拡大断面図である。 第１実施形態の接合基板の製造の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態の接合基板の製造の途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。 第１実施形態の接合基板の製造の途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。 第１実施形態の接合基板の製造の途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。 第１実施形態の接合基板の製造における接合層及び銅板のパターニングの流れを示すフローチャートである。 第１実施形態の接合基板の製造における接合層及び銅板のパターニングの途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。 第１実施形態の接合基板の製造における接合層及び銅板のパターニングの途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。 実施例３において製造した接合基板の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す図である。 実施例４において製造した接合基板の断面のＳＥＭ画像を示す図である。 実施例１５において製造した接合基板の断面のＳＥＭ画像を示す図である。 実施例１６において製造した接合基板の断面のＳＥＭ画像を示す図である。 比較例２において製造した接合基板の断面のＳＥＭ画像を示す図である。
　１　接合基板
　図１は、第１実施形態の接合基板を模式的に図示する断面図である。図２及び図３は、第１実施形態の接合基板の一部を模式的に図示する拡大断面図である。図２及び図３は、図１の一部Ａを拡大して図示する。
　第１実施形態の接合基板１００は、図１に図示されるように、窒化ケイ素セラミックス基板１１０、接合層１２１、銅板１３１、接合層１２２及び銅板１３２を備える。接合基板１００がこれらの要素以外の要素を備えてもよい。接合層１２１及び銅板１３１の組、並びに接合層１２２及び銅板１３２の組の片方の組が省略されてもよい。
　接合層１２１及び銅板１３１は、窒化ケイ素セラミックス基板１１０の主面１１０１上に配置される。接合層１２２及び銅板１３２は、窒化ケイ素セラミックス基板１１０の主面１１０２上に配置される。
　銅板１３１及び１３２は、それぞれ接合層１２１及び１２２により窒化ケイ素セラミックス基板１１０に接合されている。銅板１３１及び１３２は、それぞれ接合層１２１及び１２２により窒化ケイ素セラミックス基板１１０の主面１１０１及び１１０２に活性金属ろう付け法によりろう付けされている。
　接合基板１００は、どのように用いられてもよいが、例えばパワー半導体素子が実装される絶縁放熱基板として用いられる。
　以下では、銅板１３１及び１３２に含まれる各銅板を銅板１３０と呼び、接合層１２１及び１２２に含まれる、銅板１３０を窒化ケイ素セラミックス基板１１０に接合する接合層を接合層１２０と呼ぶ。
　２　銅板の端面のコブによる銅板の端部への応力の集中の緩和
　銅板１３０は、図１に図示されるように、第１の主面１３０１、第２の主面１３０２及び端面１３０３を有する。第２の主面１３０２は、第１の主面１３０１がある側とは反対の側にあり、接合層１２０により窒化ケイ素セラミックス基板１１０に接合される。端面１３０３は、第１の主面１３０１から第２の主面１３０２に至る。
　端面１３０３は、図２又は図３に図示されるコブ１４００を有する。
　端面１３０３が図２に図示されるコブ１４００を有する場合は、端面１３０３は、第１の部分１４１１及び第２の部分１４１２を有する。第２の部分１４１２は、第１の部分１４１１より第２の主面１３０２寄りにある。第１の部分１４１１及び第２の部分１４１２の各々は、略平坦である。
　第１の部分１４１１及び第２の部分１４１２は、銅板１３０の外部において１３５°以上１６５°以下の角度θ１をなす。第１の部分１４１１の延長面１４１４及び第２の主面１３０２は、第２の部分１４１２が配置される側において１１０°以上１４５°以下の角度θ３をなす。第１の部分１４１１と第２の部分１４１２との交点１４２１は、望ましくは、銅板１３０の厚さ方向に１０μｍ以上１００μｍ以下の距離Ｌ１だけ第２の主面１３０２から離れており、さらに望ましくは、銅板１３０の厚さ方向に１０μｍ以上６０μｍ以下の距離Ｌ１だけ第２の主面１３０２から離れている。第２の主面１３０２は、第１の部分１４１１の延長面１４１４を１０μｍ以上の距離Ｌ２だけ越えて広がる。延長面１４１４は、第１の部分１４１１の最も第２の主面１３０２寄りの位置における第１の部分１４１１の法線方向と同じ法線方向を有する。
　銅板１３０は、第１の部分１４１１と第２の部分１４１２とがなす角１４２１、及び第２の主面１３０２と端面１３０３とがなす角１４２３を有する。接合基板１００が冷熱サイクルに曝された場合には、角１４２１及び１４２３の付近に分散して応力が発生する。このため、角１４２１及び１４２３の各々の付近に発生する応力が小さくなる。これにより、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性が向上する。
　角度θ１が１３５°より小さい場合は、角１４２１の付近に応力が集中しすぎ、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。角度θ１が１６５°より大きい場合は、角１４２１の付近に応力が分散せず、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。角度θ３が１１０°より小さい場合は、コブ１４００に応力が集中し、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。角度θ３が１４５°より大きい場合は、コブ１４００に応力が分散せず、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。距離Ｌ１が１０μｍ以上１００μｍ以下である場合は、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性をさらに向上することができ、距離Ｌ１が１０μｍ以上６０μｍ以下である場合は、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を特に向上することができる。距離Ｌ１がこれらの範囲より短い場合は、角１４２１及び１４２３が互いに接近し、応力が分散せず、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。距離Ｌ１がこれらの範囲より長い場合は、角１４２１の付近に応力が発生せず、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。距離Ｌ２が１０μｍより短い場合は、応力が分散せず、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。
　端面１３０３が図３に図示されるコブ１４００を有する場合は、端面１３０３は、第１の部分１４１１、第２の部分１４１２及び第３の部分１４１３を有する。第２の部分１４１２は、第１の部分１４１１より第２の主面１３０２寄りにある。第３の部分１４１３は、第２の部分１４１２より第２の主面１３０２寄りにある。第１の部分１４１１、第２の部分１４１２及び第３の部分１４１３の各々は、略平坦である。
　第１の部分１４１１及び第２の部分１４１２は、銅板１３０の外部において１３５°以上１６５°以下の角度θ１をなす。第２の部分１４１２及び第３の部分１４１３は、銅板１３０の内部において１３５°以上１６５°以下の角度θ２をなす。第１の部分１４１１の延長面１４１４及び第２の主面１３０２は、第２の部分１４１２が配置される側において１１０°以上１４５°以下の角度θ３をなす。第１の部分１４１１と第２の部分１４１２との交点１４２１は、望ましくは、銅板１３０の厚さ方向に１０μｍ以上１００μｍ以下の距離Ｌ１だけ第２の主面１３０２から離れており、さらに望ましくは、銅板１３０の厚さ方向に１０μｍ以上６０μｍ以下の距離Ｌ１だけ第２の主面１３０２から離れている。第２の主面１３０２は、第１の部分１４１１の延長面１４１４を１０μｍ以上の距離Ｌ２だけ越えて広がる。延長面１４１４は、第１の部分１４１１の最も第２の主面１３０２寄りの位置における第１の部分１４１１の法線方向と同じ法線方向を有する。
　銅板１３０は、第１の部分１４１１と第２の部分１４１２とがなす角１４２１、第２の部分１４１２と第３の部分１４１３とがなす角１４２２、及び第２の主面１３０２と端面１３０３とがなす角１４２３を有する。接合基板１００が冷熱サイクルに曝された場合には、角１４２１、１４２２及び１４２３の付近に分散して応力が発生する。このため、角１４２１、１４２２及び１４２３の各々の付近に発生する応力が小さくなる。これにより、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性が向上する。また、角１４２１及び１４２２に加えて角１４２３の付近にも応力が分散するため、角１４２１及び１４２３のみに応力が分散する場合と比較して、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性がより向上する。
　角度θ１が１３５°より小さい場合は、角１４２１の付近に応力が集中しすぎ、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。角度θ１が１６５°より大きい場合は、角１４２１の付近に応力が分散せず、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。角度θ２についても、同様のことがいえる。角度θ３が１１０°より小さい場合は、コブ１４００に応力が集中し、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。角度θ３が１４５°より大きい場合は、コブ１４００に応力が分散せず、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。距離Ｌ１が１０μｍ以上１００μｍ以下である場合は、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性をさらに向上することができ、距離Ｌ１が１０μｍ以上６０μｍ以下である場合は、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を特に向上することができる。距離Ｌ１がこれらの範囲より短い場合は、角１４２１、１４２２及び１４２３が互いに接近し、応力が広い範囲に分散せず、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。距離Ｌ１がこれらの範囲より長い場合は、角１４２１及び１４２２の付近に応力が分散せず、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。距離Ｌ２が１０μｍより短い場合は、応力が分散せず、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果を得ることが困難になる傾向が現れる。
　３　銀濃度の分布
　銅板１３０は、第２の主面１３０２から離れるにつれて銀濃度が低くなる銀濃度の分布を有する。第２の主面１３０２から離れるにつれて銀濃度が低くなるのは、接合基板１００が製造される途上において接合層１２０の前駆体となるろう材層から銅板１３０に銀が拡散するためである。
　このため、銅板１３０は、図２及び図３に図示されるように、銀を含み第１の銀濃度を有する第１の厚さ方向領域１５１、及び第１の銀濃度より低い第２の銀濃度を有する第２の厚さ方向領域１５２を有する。第２の厚さ方向領域１５２が第１の銀濃度より低い第２の銀濃度を有することは、第２の厚さ方向領域１５２が銀を含まないこと、及び第２の厚さ方向領域１５２が銀を含むが第２の銀濃度が第１の銀濃度より小さいことのいずれも含むが、望ましくは前者である。
　端面１３０３が図２に図示されるコブ１４００を有する場合は、第１の厚さ方向領域１５１は、第２の部分１４１２を有する。端面１３０３が図３に図示されるコブ１４００を有する場合は、第１の厚さ方向領域１５１は、第２の部分１４１２及び第３の部分１４１３を有する。第２の厚さ方向領域１５２は、第１の部分１４１１を有する。
　第１の厚さ方向領域１５１は、銅板１３０に対するエッチング液に対して、第１のエッチングレートを有する。第２の厚さ方向領域１５２は、当該エッチング液に対して、第２のエッチングレートを有する。第２のエッチングレートは、第１のエッチングレートより速い。第２のエッチングレートが第１のエッチングレートより速いのは、第２の銀濃度が第１の銀濃度より低いためである。
　端面１３０３のコブ１４００は、第２のエッチングレートが第１のエッチングレートより速いことを利用してエッチングにより形成される。端面１３０３のコブ１４００がエッチング以外により形成されてもよい。例えば、端面１３０３のコブ１４００が機械加工により形成されてもよい。
　４　接合層のはみ出し部による銅板の端部への応力の集中の緩和
　接合層１２０は、図１、図２及び図３に図示されるように、板間部１６０及びはみ出し部１６１を備える。板間部１６０は、窒化ケイ素セラミックス基板１１０と銅板１３０との間にある。はみ出し部１６１は、窒化ケイ素セラミックス基板１１０と銅板１３０との間からはみ出す。接合基板１００においては、銅板１３０の端部への応力の集中が、はみ出し部１６１により緩和される。これにより、銅板１３０の端部への応力の集中に起因する接合基板１００の不良を抑制することができる。
　接合層１２０は、望ましくは、０．１μｍ以上５μｍ以下の厚さを有し、さらに望ましくは、０．１μｍ以上３μｍ以下の厚さを有する。接合層１２０がこのようにわずかな厚さしか有しないことにより、銅板１３０の端部への応力の集中がはみ出し部１６１により効果的に緩和される。
　５　銅板の厚さ
　銅板１３０は、望ましくは、０．５ｍｍ以上の厚さを有する。銅板１３０が０．５ｍｍ以上の厚さを有する場合は、高い放熱性を有する接合基板１００を得ることができる。一方で、銅板１３０が０．５ｍｍ以上の厚さを有する場合は、銅板１３０に大きな応力が発生し、接合基板１００の冷熱サイクル耐久性が低下する傾向があらわれる。しかし、接合基板１００においては、上述した接合基板１００の冷熱サイクル耐久性を向上する効果により、銅板１３０が０．５ｍｍ以上の厚さを有する場合の接合基板１００の冷熱サイクル耐久性の低下を補うことができる。
　６　距離Ｌ２
　距離Ｌ２は、望ましくは、１００μｍ以下であり、さらに望ましくは、６０μｍ以下であり、特に望ましくは、４０μｍ以下であり、最も望まししくは、３０μｍ以下である。距離Ｌ２がこれらの上限より長い場合は、隣接するふたつの銅板１３０が接近し、隣接するふたつの銅板１３０の間の絶縁性が低下する傾向が現れる。
　７　接合基板の製造方法
　図４は、第１実施形態の接合基板の製造の流れを示すフローチャートである。図５、図６及び図７は、第１実施形態の接合基板の製造の途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。
　第１実施形態の接合基板１００の製造においては、図４に示される工程Ｓ１０１からＳ１０４までが順次に実行される。
　工程Ｓ１０１においては、図５に図示されるように、窒化ケイ素セラミックス基板１１０の主面１１０１及び１１０２上に、それぞれろう材層１７１及び１７２が形成される。接合基板１００から接合層１２１及び銅板１３１が省略される場合は、ろう材層１７１を形成することが省略される。接合基板１００から接合層１２２及び銅板１３２が省略される場合は、ろう材層１７２を形成することが省略される。
　ろう材層１７１及び１７２が形成される際には、活性金属ろう材及び溶剤を含むペーストが調製される。ペーストがバインダ、分散剤、消泡剤等をさらに含んでもよい。続いて、調製されたペーストが窒化ケイ素セラミックス基板１１０の主面１１０１及び１１０２上にスクリーン印刷され、窒化ケイ素セラミックス基板１１０の主面１１０１及び１１０２上にそれぞれ第１及び第２のスクリーン印刷膜が形成される。続いて、形成された第１及び第２のスクリーン印刷膜に含まれる溶剤が揮発させられる。これにより、第１及び第２のスクリーン印刷膜が、それぞれろう材層１７１及び１７２に変化する。ろう材層１７１及び１７２は、活性金属ろう材を含む。ろう材層１７１及び１７２がこの方法とは異なる方法により形成されてもよい。
　活性金属ろう材は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）及びインジウム（Ｉｎ）を含む金属粉末、並びに水素化チタン粉末及び水素化ジルコニウム粉末からなる群より選択される少なくとも１種の水素化金属粉末を含む。活性金属ろう材の組成が変更されてもよい。例えば、銅及びインジウムの両方又は片方が金属粉末に含まれなくてもよく、銅及びインジウム以外の金属元素、例えばスズ（Ｓｎ）が金属粉末に含まれてもよい。
　活性金属ろう材は、望ましくは４０重量％以上８０重量％以下の銀を含む。活性金属ろう材がこのようにわずかな銀しか含まないことにより、下述する工程Ｓ１０３において銀を銅板１３１Ａ及び１３２Ａに拡散させ接合層１２１Ｂ及び１２２Ｂから銀を消失させることが容易になる。
　活性金属ろう材は、望ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下の平均粒子径を有する粉末からなる。平均粒子径は、市販のレーザー回折式の粒度分布測定装置により粒度分布を測定し、測定した粒度分布からＤ５０（メジアン径）を算出することにより得ることができる。活性金属ろう材がこのように小さい平均粒子径を有する粉末からなることにより、ろう材層１７１及び１７２を薄くすることができる。
　ろう材層１７１及び１７２は、望ましくは、０．１μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有し、さらに望ましくは、０．１μｍ以上５μｍ以下の厚さを有する。ろう材層１７１及び１７２がこのようにわずかな厚さしか有しないことにより、ろう材層１７１及び１７２に含まれる銀が少なくなり、下述する工程Ｓ１０３において銀を銅板１３１Ａ及び１３２Ａに拡散させ接合層１２１Ｂ及び１２２Ｂから銀を消失させることが容易になる。
　工程Ｓ１０２においては、図６に図示されるように、形成されたろう材層１７１及び１７２上にそれぞれ銅板１３１Ａ及び１３２Ａが配置される。これにより、窒化ケイ素セラミックス基板１１０、ろう材層１７１、銅板１３１Ａ、ろう材層１７２及び銅板１３２Ａを備える中間品１００Ａが得られる。接合基板１００から接合層１２１及び銅板１３１が省略される場合は、銅板１３１Ａを配置することが省略される。接合基板１００から接合層１２２及び銅板１３２が省略される場合は、銅板１３２Ａを配置することが省略される。
　工程Ｓ１０３においては、得られた中間品１００Ａに対して熱処理が行われる。これにより、ろう材層１７１及び１７２が、図７に図示されるように、それぞれ接合層１２１Ｂ及び１２２Ｂに変化し、窒化ケイ素セラミックス基板１１０、接合層１２１Ｂ、銅板１３１Ａ、接合層１２２Ｂ及び銅板１３２Ａを備える中間品１００Ｂが得られる。接合層１２１Ｂ及び１２２Ｂは、それぞれ銅板１３１Ａ及び１３２Ａを窒化ケイ素セラミックス基板１１０に接合する。ろう材層１７１及び１７２がそれぞれ接合層１２１Ｂ及び１２２Ｂに変化する間には、ろう材層１７１及び１７２に含まれる銀及びインジウムがそれぞれ銅板１３１Ａ及び１３２Ａに拡散し、接合層１２１Ｂ及び１２２Ｂから銀及びインジウムが消失する。このため、接合層１２１Ｂ及び１２２Ｂは、チタン及びジルコニウムからなる群より選択される少なくとも１種の元素と窒素及びケイ素からなる群より選択される少なくとも１種の元素との化合物を含むが、銀及びインジウムを含まない。窒素及びケイ素からなる群より選択される少なくとも１種の元素は、窒化ケイ素セラミックス基板１１０から供給される。また、銅板１３１Ａ及び１３２Ａの各々には、銀を含み第１の銀濃度を有する第１の厚さ方向領域１５１、及び第１の銀濃度より低い第２の銀濃度を有する第２の厚さ方向領域１５２が形成される。
　中間品１００Ａに対して熱処理が行われる場合は、望ましくは、中間品１００Ａに対してホットプレスが行われる。中間品１００Ａに対してホットプレスが行われる場合は、望ましくは、中間品１００Ａが、真空中又は不活性ガス中で、最高面圧が５ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下となる面圧プロファイルにしたがって窒化ケイ素セラミックス基板１１０の厚さ方向に加圧され、最高温度が８００℃以上９００℃以下となる温度プロファイルにしたがって加熱される。これにより、ろう材層１７１及び１７２が０．１μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有する場合のようなろう材層１７１及び１７２が薄い場合においても、ボイドを形成することなく銅板１３１Ａ及び１３２Ａを窒化ケイ素セラミックス基板１１０に接合することができる。また、ボイドを形成することなくろう材層１７１及び１７２を薄くすることができるため、ろう材層１７１及び１７２に含まれる銀を少なくすることができ、銀を銅板１３１Ａ及び１３２Ａに拡散させ接合層１２１Ｂ及び１２２Ｂから銀を消失させることが容易になる。また、活性金属ろう材を構成する粒子の形状が層状の形状に変化すること、並びに銅板１３１Ａ及び１３２Ａに銀等が拡散することにより、接合層１２１Ｂ及び１２２Ｂが実質的に０．１μｍ以上５μｍ以下の厚さを有するようになる。
　工程Ｓ１０４においては、接合層１２１Ｂ、銅板１３１Ａ、接合層１２２Ｂ及び銅板１３２Ａがパターニングされる。これにより、接合層１２１Ｂ及び１２２Ｂが、それぞれ図１に図示されるパターニングされた接合層１２１及び１２２に変化する。また、銅板１３１Ａ及び１３２Ａが、それぞれ図１に図示されるパターニングされた銅板１３１及び１３２に変化する。
　８　接合層及び銅板のパターニング
　図８は、第１実施形態の接合基板の製造における接合層及び銅板のパターニングの流れを示すフローチャートである。図９及び図１０は、第１実施形態の接合基板の製造における接合層及び銅板のパターニングの途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。
　第１実施形態の接合基板１００の製造における接合層１２１Ｂ、銅板１３１Ａ、接合層１２２Ｂ及び銅板１３２Ａのパターニングにおいては、図８に図示される工程Ｓ１１１からＳ１１３までが順次に実行される。
　工程Ｓ１１１においては、銅板１３１Ａ及び１３２Ａがハードエッチングされる。これにより、銅板１３１Ａ及び１３２Ａの一部が除去され、図９に図示されるように、銅板１３１Ａ及び１３２Ａが、それぞれエッチングされた銅板１３１Ｃ及び１３２Ｃに変化する。また、接合層１２１Ｂに、窒化ケイ素セラミックス基板１１０とエッチングされた銅板１３１Ｃとの間にある第１の部分１８１、及び窒化ケイ素セラミックス基板１１０とエッチングされた銅板１３１Ｃとの間にない第２の部分１９１が形成される。また、接合層１２２Ｂに、窒化ケイ素セラミックス基板１１０とエッチングされた銅板１３２Ｃとの間にある第１の部分１８２、及び窒化ケイ素セラミックス基板１１０とエッチングされた銅板１３２Ｃとの間にない第２の部分１９２が形成される。銅板１３１Ａ及び１３２Ａのハードエッチングには、塩化鉄水溶液系、塩化銅水溶液系等のエッチング液を用いることができる。
　工程Ｓ１１２においては、図１０に図示されるように、形成された第２の部分１９１及び１９２がエッチングされる。これにより、第２の部分１９１及び１９２が除去され、第１の部分１８１及び１８２が残る。残った第１の部分１８１及び１８２は、それぞれ接合層１２１及び１２２となる。これにより、窒化ケイ素セラミックス基板１１０、接合層１２１、銅板１３１Ｃ、接合層１２２及び銅板１３２Ｃを備える中間品１００Ｃが得られる。第２の部分１９１及び１９２のエッチングには、フッ化アンモニウム水溶液系等のエッチング液を用いることができる。工程Ｓ１１２において、第１の部分１８１及び１８２の両端部がエッチングにより除去される場合もある。
　工程Ｓ１１３においては、エッチングされた銅板１３１Ｃ及び１３２Ｃが、ソフトエッチングされる。これにより、エッチングされた銅板１３１Ｃ及び１３２Ｃの端部の付近が除去される。また、エッチングされた銅板１３１Ｃ及び１３２Ｃが、それぞれ図１に図示されるパターニングされた銅板１３１及び１３２に変化する。また、接合層１２１及び１２２の各々に、図１に図示される板間部１６０及びはみ出し部１６１が形成される。銅板１３１Ｃ及び１３２Ｃのソフトエッチングには、塩化鉄水溶液系、塩化銅水溶液系等のエッチング液を用いることができる。工程Ｓ１１３により、工程Ｓ１１２において第１の部分１８１及び１８２の両端部がエッチングにより除去された場合であっても、はみ出し部１６１を確実に形成することができる。
　銅板１３１Ｃ及び１３２Ｃに含まれる各銅板１３０Ｃがソフトエッチングされる際には、第１の銀濃度を有する第１の厚さ方向領域１５１が第１のエッチングレートでエッチングされる。また、第１の銀濃度より低い第２の銀濃度を有する第２の厚さ方向領域１５２が第１のエッチングレートより速い第２のエッチングレートでエッチングされる。これにより、端面１３０３のコブ１４００が形成される。
　９　製造条件のコブへの影響
　コブ１４００が形成されるか否か、及び形成されるコブ１４００の形状は、主に、銅板１３１Ａ及び１３２Ａに拡散する銀の量、及びソフトエッチングの過酷度に依存する。このため、接合基板１００が製造される際には、適切な形状を有するコブ１４００が形成されるように、銅板１３１Ａ及び１３２Ａに拡散する銀の量、及びソフトエッチングの過酷度に影響する製造条件が決定される。その際には、銅板１３１Ａ及び１３２Ａに拡散する銀の量が多くなるほど、銅板１３１Ａ及び１３２Ａに含まれる銀の濃度が高くなり、銅板１３１Ａ及び１３２Ａへの銀の拡散距離が長くなり、コブ１４００が形成されやすくなり、図３に図示される形状を有するコブ１４００が形成されやすくなることが考慮される。また、ソフトエッチングの過酷度が高くなるほど、コブ１４００が形成されやすくなり、図３に図示される形状を有するコブ１４００が形成されやすくなることが考慮される。
　銅板１３１Ａ及び１３２Ａに拡散する銀の量を多くすることは、ろう材層１７１及び１７２を厚くすること、活性金属ろう材に含まれる銀の濃度を高くすること、中間品１００Ａに対して熱処理が行われる際の温度を高くすること等により実現することができる。
　ソフトエッチングの過酷度を高くすることは、ソフトエッチングに用いられるエッチング液の温度を高くすること、ソフトエッチングに用いられるエッチング液に含まれる塩化鉄、塩化銅等の濃度を高くすること、ソフトエッチングに用いられるエッチング液に銅板１３１Ｃ及び１３２Ｃを接触させる時間を長くすること等により実現することができる。
　１０　実施例
　実施例１－２３においては、上述した接合基板１００の製造方法にしたがって接合基板１００を製造した。
　実施例１－２３においては、０．３２ｍｍの厚さを有する窒化ケイ素セラミックス基板１１０に０．８ｍｍの厚さを有する銅板１３１及び１３２を接合した。また、０．１μｍ以上５μｍ以下の厚さを有し、４０重量％以上８０重量％以下の銀、及び水素化チタンを含む活性金属ろう材を含むろう材層１７１及び１７２を形成した。また、中間品１００Ａに対してホットプレスを行った。その際には、真空中で、最高面圧が２０ＭＰａとなる面圧プロファイルにしたがって中間品１００Ａを加圧し、最高温度が８１５℃以上８４５℃以下となる温度プロファイルにしたがって中間品１００Ａを加熱した。また、約４５℃の温度を有するエッチング液を中間品１００Ｂに向かってスプレーすることによりハードエッチングを行った。また、約２０℃の温度を有する塩化鉄水溶液系のエッチング液に中間品１００Ｃを１．５分間以上５分間以下浸漬することによりソフトエッチングを行った。また、距離Ｌ１を１００μｍ以下とした。
　比較例１においては、ソフトエッチングを行わなかった点を除いて実施例１－２３と同様に接合基板１００を製造した。
　比較例２－４においては、０．１μｍ以上１μｍ以下の厚さを有し、４０重量％以下の銀、及び水素化チタンを含む活性金属ろう材を含むろう材層１７１及び１７２を形成し、最高温度が８００℃以下となる温度プロファイルにしたがって中間品１００Ａを加熱し、塩化鉄水溶液系のエッチング液に中間品１００Ｃを０．５分間以上１分間以下浸漬することによりソフトエッチングを行った点を除いて実施例１－２３と同様に接合基板１００を製造した。
　比較例５においては、５μｍ以下の厚さを有し、６０重量％以上８０重量％以下の銀、及び水素化チタンを含む活性金属ろう材を含むろう材層１７１及び１７２を形成し、最高温度が９００℃以上となる温度プロファイルにしたがって中間品１００Ａを加熱し、塩化鉄水溶液系のエッチング液に中間品１００Ｃを１．５分間浸漬することによりソフトエッチングを行った点を除いて実施例１－２３と同様に接合基板１００を製造した。
　比較例６－７においては、ろう材層１７１及び１７２上に配置される銅板１３２Ａ及び１３２Ａを、銅板の端面を切削加工することにより得られる、所定の形状のコブを有する銅板とした点、並びにハードエッチング及びソフトエッチングを行わなかった点を除いて実施例１－２３と同様に接合基板１００を製造した。比較例８においては、エッチング液に中間品１００Ｃを０．５分間以下浸漬することによりソフトエッチングを行った点を除いて実施例１－２３と同様に接合基板１００を製造した。
　製造した接合基板１００を加工して接合基板１００の断面を露出させ、露出させた断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察してＳＥＭ画像を得た。また、得たＳＥＭ画像から角度θ１、角度θ２、角度θ３及び距離Ｌ２を特定した。その結果を表１及び表２に示す。
　また、製造した接合基板１００の第１の冷熱サイクル耐久性を評価した。第１の冷熱サイクル耐久性を評価するにあたっては、接合基板１００を３０００サイクルの冷熱サイクルに晒した。３０００サイクルの冷熱サイクルの各々においては、接合基板１００を－４０℃の低温及び１５０℃の高温に順次晒した。その結果を表１及び表２に示す。
　また、製造した接合基板１００の第２の冷熱サイクル耐久性を評価した。第２の冷熱サイクル耐久性を評価するにあたっては、接合基板１００を３０００サイクルの冷熱サイクルに晒した。３０００サイクルの冷熱サイクルの各々においては、接合基板１００を－５５℃の低温及び１７５℃の高温に順次晒した。その結果を表１及び表２に示す。
　表１及び表２に示された「ＯＫ」は、接合基板１００を３０００サイクルの冷熱サイクルに晒した後に、銅板１３１及び１３２が窒化ケイ素セラミックス基板１１０から剥離しておらず窒化ケイ素セラミックス基板１１０にクラックが発生していないことを超音波探傷試験により確認することができたことを示す。表１及び表２に示された「ＮＧ」は、そうでないことを示す。
　また、実施例３、実施例４、実施例１５、実施例１６及び比較例２において製造した接合基板１００の断面のＳＥＭ画像をそれぞれ図１１、図１２、図１３、図１４及び図１５に示す。実施例３、実施例４、実施例１５、実施例１６及び比較例２においては、それぞれ、距離Ｌ１は、４０μｍ（図１１）、３０μｍ（図１２）、５０μｍ（図１３）、４１μｍ（図１４）、４９μｍ（図１５）であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１からは、コブ１４００が図２に図示される形状を有し、角度θ１が１３５°以上１６５°以下であり、角度θ３が１１０°以上１４５°以下であり、距離Ｌ２が１０μｍ以上である実施例１－２及び１８－２１においては、第１の冷熱サイクル耐久性が「ＯＫ」であるが第２の冷熱サイクル耐久性が「ＮＧ」であることを理解することができる。
　また、表１及びＳＥＭ画像からは、コブ１４００が図３に図示される形状を有し、角度θ１及びθ２が１３５°以上１６５°以下であり、角度θ３が１１０°以上１４５°以下であり、距離Ｌ２が１０μｍ以上である実施例３－１６及び２２－２３においては、第１の冷熱サイクル耐久性及び第２の冷熱サイクル耐久性のいずれも「ＯＫ」であることを理解することができる。
　また、表１及びＳＥＭ画像からは、コブ１４００が図２又は図３に図示される形状を有しない比較例１においては、第１の冷熱サイクル耐久性及び第２の冷熱サイクル耐久性のいずれも「ＮＧ」であることを理解することができる。
　また、表１及びＳＥＭ画像からは、コブ１４００が図３に図示される形状を有し、角度θ１及びθ２が１３５°以上１６５°以下であるが、距離Ｌ２が１０μｍより短い比較例２においては、第１の冷熱サイクル耐久性及び第２の冷熱サイクル耐久性のいずれも「ＮＧ」であることを理解することができる。
　また、表１及びＳＥＭ画像からは、コブ１４００が図３に図示される形状を有するが、角度θ１及びθ２が１６５°より大きく、距離Ｌ２が１０μｍより短い比較例３においては、第１の冷熱サイクル耐久性及び第２の冷熱サイクル耐久性のいずれも「ＮＧ」であることを理解することができる。
　また、表１及びＳＥＭ画像からは、コブ１４００が図３に図示される形状を有し、距離Ｌ２が１０μｍ以上であるが、角度θ１及びθ２が１６５°より大きい比較例４においては、第１の冷熱サイクル耐久性及び第２の冷熱サイクル耐久性のいずれも「ＮＧ」であることを理解することができる。
　また、表１及びＳＥＭ画像からは、コブ１４００が図３に図示される形状を有するが、角度θ１及びθ２が１３５°より小さく、距離Ｌ２が１０μｍより短い比較例５においては、第１の冷熱サイクル耐久性及び第２の冷熱サイクル耐久性のいずれも「ＮＧ」であることを理解することができる。
　また、表１からは、コブ１４００が図２に図示される形状を有し、角度θ１が１３５°以上１６５°以下であり、距離Ｌ２が１０μｍ以上であるが、角度θ３が１１０°より小さい比較例６においては、第１の冷熱サイクル耐久性及び第２の冷熱サイクル耐久性のいずれも「ＮＧ」であることを理解することができる。
　また、表１からは、コブ１４００が図２に図示される形状を有し、距離Ｌ２が１０μｍ以上であるが、角度θ１が１３５°より小さく、角度θ３が１１０°より小さい比較例７においては、第１の冷熱サイクル耐久性及び第２の冷熱サイクル耐久性のいずれも「ＮＧ」であることを理解することができる。
　また、表１からは、コブ１４００が図２に図示される形状を有し、距離Ｌ２が１０μｍ以上であるが、角度θ１が１６５°より大きく、角度θ３が１４５°より大きい比較例８においては、第１の冷熱サイクル耐久性及び第２の冷熱サイクル耐久性のいずれも「ＮＧ」であることを理解することができる。
　この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１００　接合基板
　１１０　窒化ケイ素セラミックス基板
　１２１，１２２　接合層
　１３１，１３２　銅板
　１３０１　第１の主面
　１３０２　第２の主面
　１３０３　端面
　１４１１　第１の部分
　１４１２　第２の部分
　１４１３　第３の部分

Claims (6)

  1. 　窒化ケイ素セラミックス基板と、
    　前記窒化ケイ素セラミックス基板上に配置される接合層と、
    　前記窒化ケイ素セラミックス基板上に配置され、第１の主面、第２の主面及び端面を有し、前記第２の主面が前記第１の主面がある側と反対の側にあり前記接合層により前記窒化ケイ素セラミックス基板に接合され、前記端面が前記第１の主面から前記第２の主面に至る銅板と、
    を備え、
    　前記端面は、
    　第１の部分と、
    　前記第１の部分より前記第２の主面寄りにある第２の部分と、
    を有し、
    　前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記銅板の外部において１３５°以上１６５°以下の角度をなし、
    　前記第１の部分の延長面及び前記第２の主面は、前記第２の部分が配置される側において１１０°以上１４５°以下の角度をなし、
    　前記銅板の厚さ方向についての前記第２の主面から前記第１の部分と前記第２の部分との交点までの距離は、１０μｍ以上１００μｍ以下であり、
    　前記第２の主面の、前記第１の部分の延長面を越えて広がる距離は、１０μｍ以上である
    接合基板。
  2. 　前記端面は、前記第２の部分より前記第２の主面寄りにある第３の部分をさらに有し、
    　前記第２の部分及び前記第３の部分は、前記銅板の内部において１３５°以上１６５°以下の角度をなす
    請求項１の接合基板。
  3. 　前記銅板は、
    　前記第２の部分を有し、銀を含み第１の銀濃度を有する第１の厚さ方向領域と、
    　前記第１の部分を有し、前記第１の銀濃度より低い第２の銀濃度を有する第２の厚さ方向領域と、
    を備える
    請求項１又は２の接合基板。
  4. 　前記接合層は、
    　前記窒化ケイ素セラミックス基板と前記銅板との間にある板間部と、
    　前記窒化ケイ素セラミックス基板と前記銅板との間からはみ出すはみ出し部と、
    を備える
    請求項１から３までのいずれかの接合基板。
  5. 　前記銅板は、０．５ｍｍ以上の厚さを有する
    請求項１から４までのいずれかの接合基板。
  6. 　a) 窒化ケイ素セラミックス基板上に、銀を含む金属粉末、並びに水素化チタン粉末及び水素化ジルコニウム粉末からなる群より選択される少なくとも１種の水素化金属粉末を含む活性金属ろう材を含み０．１μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有するろう材層を形成する工程と、
    　b) 前記ろう材層上に銅板を配置し、前記窒化ケイ素セラミックス基板、前記ろう材層及び前記銅板を備える中間品を得る工程と、
    　c) 前記中間品に対して熱処理を行い、前記ろう材層を、前記銅板を前記窒化ケイ素セラミックス基板に接合する接合層に変化させ、前記ろう材層に含まれる銀を前記銅板に拡散させ、前記銅板に銀を含み第１の銀濃度を有する第１の厚さ方向領域及び前記第１の銀濃度より低い第２の銀濃度を有する第２の厚さ方向領域を形成する工程と、
    　d) 第１のエッチングレートで前記第１の厚さ方向領域をエッチングし、前記第１のエッチングレートより速い第２のエッチングレートで前記第２の厚さ方向領域をエッチングする工程と、
    を備える接合基板の製造方法。
PCT/JP2020/014514 2019-04-09 2020-03-30 接合基板及び接合基板の製造方法 Ceased WO2020209121A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20787489.2A EP3955284A4 (en) 2019-04-09 2020-03-30 BONDED SUBSTRATE AND METHOD FOR PRODUCING BONDED SUBSTRATE
JP2021513580A JP7289911B2 (ja) 2019-04-09 2020-03-30 接合基板及び接合基板の製造方法
US17/494,891 US11917752B2 (en) 2019-04-09 2021-10-06 Bonded substrate and manufacturing method of bonded substrate
JP2022135729A JP7373038B2 (ja) 2019-04-09 2022-08-29 接合基板

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPPCT/JP2019/015414 2019-04-09
PCT/JP2019/015414 WO2020208698A1 (ja) 2019-04-09 2019-04-09 接合基板及び接合基板の製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/494,891 Continuation US11917752B2 (en) 2019-04-09 2021-10-06 Bonded substrate and manufacturing method of bonded substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020209121A1 true WO2020209121A1 (ja) 2020-10-15

Family

ID=72751554

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/015414 Ceased WO2020208698A1 (ja) 2019-04-09 2019-04-09 接合基板及び接合基板の製造方法
PCT/JP2020/014514 Ceased WO2020209121A1 (ja) 2019-04-09 2020-03-30 接合基板及び接合基板の製造方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/015414 Ceased WO2020208698A1 (ja) 2019-04-09 2019-04-09 接合基板及び接合基板の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11917752B2 (ja)
EP (1) EP3955284A4 (ja)
JP (2) JP7289911B2 (ja)
WO (2) WO2020208698A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025114502A (ja) * 2024-01-24 2025-08-05 ヘレウス エレクトロニクス ゲーエムベーハー ウント カンパニー カーゲー 接触領域を有する金属－セラミック基材
WO2026038575A1 (ja) * 2024-08-16 2026-02-19 株式会社Niterra Materials セラミックス回路基板の製造方法
WO2026038576A1 (ja) * 2024-08-16 2026-02-19 株式会社Niterra Materials セラミックス回路基板

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2024204804A1 (ja) 2023-03-31 2024-10-03
EP4693390A1 (en) 2023-03-31 2026-02-11 NGK Insulators, Ltd. Semiconductor device substrate and method for producing semiconductor device substrate
EP4539118A1 (en) * 2023-05-22 2025-04-16 LX Semicon Co., Ltd. A manufacturing method of a heat dissipation substrate for a power semiconductor module, and a manufacturing method of a power semiconductor module including the same
EP4593076A1 (de) * 2024-01-24 2025-07-30 Heraeus Electronics GmbH & Co. KG Metall-keramik-substrat mit kontaktbereich

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001339155A (ja) * 2000-05-29 2001-12-07 Kyocera Corp セラミック回路基板
JP2005116843A (ja) * 2003-10-09 2005-04-28 Hitachi Metals Ltd 回路用金属板およびセラミックス回路基板
JP2005268821A (ja) * 2005-05-24 2005-09-29 Hitachi Metals Ltd セラミックス回路基板及びこれを用いたパワー半導体モジュール
WO2013002407A1 (ja) * 2011-06-30 2013-01-03 日立金属株式会社 ろう材、ろう材ペースト、セラミックス回路基板、セラミックスマスター回路基板及びパワー半導体モジュール
JP2013030609A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Showa Denko Kk 電子素子搭載用基板
JP2016174165A (ja) * 2011-12-20 2016-09-29 株式会社東芝 半導体装置
JP6271629B2 (ja) 2009-09-15 2018-01-31 東芝マテリアル株式会社 パワーモジュール用セラミックス回路基板

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005116813A (ja) 2003-10-08 2005-04-28 Toshiba Corp 電子デバイスの製造方法
JP5835696B2 (ja) * 2012-09-05 2015-12-24 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法
US20150279793A1 (en) * 2014-03-27 2015-10-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor structure and manufacturing method thereof
EP3358614B1 (en) * 2015-09-28 2022-12-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Circuit substrate and semiconductor device
JP6619277B2 (ja) 2016-03-28 2019-12-11 京セラ株式会社 放熱用部材およびこれを用いたモジュール
DE112018000457T5 (de) * 2017-02-23 2019-09-26 Ngk Insulators, Ltd. Isoliertes wärmeableitungssubstrat
US10522468B2 (en) * 2017-07-31 2019-12-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Interconnect structure and method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001339155A (ja) * 2000-05-29 2001-12-07 Kyocera Corp セラミック回路基板
JP2005116843A (ja) * 2003-10-09 2005-04-28 Hitachi Metals Ltd 回路用金属板およびセラミックス回路基板
JP2005268821A (ja) * 2005-05-24 2005-09-29 Hitachi Metals Ltd セラミックス回路基板及びこれを用いたパワー半導体モジュール
JP6271629B2 (ja) 2009-09-15 2018-01-31 東芝マテリアル株式会社 パワーモジュール用セラミックス回路基板
WO2013002407A1 (ja) * 2011-06-30 2013-01-03 日立金属株式会社 ろう材、ろう材ペースト、セラミックス回路基板、セラミックスマスター回路基板及びパワー半導体モジュール
JP2013030609A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Showa Denko Kk 電子素子搭載用基板
JP2016174165A (ja) * 2011-12-20 2016-09-29 株式会社東芝 半導体装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3955284A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025114502A (ja) * 2024-01-24 2025-08-05 ヘレウス エレクトロニクス ゲーエムベーハー ウント カンパニー カーゲー 接触領域を有する金属－セラミック基材
WO2026038575A1 (ja) * 2024-08-16 2026-02-19 株式会社Niterra Materials セラミックス回路基板の製造方法
WO2026038576A1 (ja) * 2024-08-16 2026-02-19 株式会社Niterra Materials セラミックス回路基板

Also Published As

Publication number Publication date
EP3955284A1 (en) 2022-02-16
WO2020208698A1 (ja) 2020-10-15
US20220030708A1 (en) 2022-01-27
JP7373038B2 (ja) 2023-11-01
US11917752B2 (en) 2024-02-27
JP7289911B2 (ja) 2023-06-12
JPWO2020209121A1 (ja) 2020-10-15
JP2022173209A (ja) 2022-11-18
EP3955284A4 (en) 2023-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020209121A1 (ja) 接合基板及び接合基板の製造方法
CN104011852B (zh) 陶瓷铜电路基板和使用了陶瓷铜电路基板的半导体装置
EP3398205B1 (en) Bonded substrate and method for manufacturing bonded substrate
KR102324373B1 (ko) 방열판 및 그 제조 방법
WO2019221174A1 (ja) セラミックス銅回路基板およびその製造方法
JP7471376B2 (ja) 回路基板及び半導体装置
EP3358615A1 (en) Silicon nitride circuit board and semiconductor module using same
JP6896734B2 (ja) 回路基板および半導体モジュール
US12165948B2 (en) Bonded substrate, and method for manufacturing bonded substrate
WO2018012616A1 (ja) セラミックス回路基板および半導体モジュール
JP7197677B2 (ja) 接合基板
US7608485B2 (en) Highly reliable, cost effective and thermally enhanced AuSn die-attach technology
WO2016111206A1 (ja) 放熱基板
JP7289910B2 (ja) 接合基板及び接合基板の製造方法
TWI636719B (zh) 結合金屬與陶瓷基板的製造方法
KR102529238B1 (ko) 세라믹 기판 및 이의 제조방법
JPH08274423A (ja) セラミックス回路基板
WO2024204804A1 (ja) 半導体装置用基板
WO2024154827A1 (ja) 窒化珪素基板およびそれを用いた窒化珪素回路基板
JP2021101454A (ja) ねじ止めパット部材付きセラミックス回路基板及びそれを用いた半導体装置
JP2018060885A (ja) 半導体装置の製造方法
WO2025134898A1 (ja) セラミックス回路基板及びその製造方法
JP2025085780A (ja) 回路基板および半導体モジュールの製造方法
KR20220103956A (ko) 복합 기판 및 그 제조 방법, 및 회로 기판 및 그 제조 방법
JP2018206879A (ja) 電子部品収納用パッケージの製造方法および電子部品収納用パッケージ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20787489

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021513580

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020787489

Country of ref document: EP

Effective date: 20211109