特許ウォッチ

公開番号2025084029
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2024038690
出願日2024-03-13
発明の名称活性金属ろう付け基板及びその製造方法
出願人同欣電子工業股ふん有限公司
代理人IBC一番町弁理士法人
主分類C04B 37/02 20060101AFI20250526BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】結合力が良好な活性金属ろう付け基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】活性金属層2は、活性金属はんだと有機分散媒質から形成されるものであり、活性金属はんだは金属銀、金属銅、及び活性金属を含み、活性金属はんだの総重量を100重量%とすると、金属銀の含有量は10～60重量%であり、導電金属層3は、活性金属層2をセラミック基板層1と導電金属層3の間に設け、活性金属ろう付け基板の引張強度は165N/cm～270N/cmである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
セラミック基板層と、活性金属層と、導電金属層を備えた活性金属ろう付け基板において、
前記活性金属層は、活性金属はんだと有機分散媒質から形成されるものであり、前記活性金属はんだは金属銀、金属銅、及び活性金属を含み、前記活性金属はんだの総重量を１００重量％とすると、前記金属銀の含有量は１０～６０重量％であり、
前記導電金属層は、前記活性金属層を前記セラミック基板層と前記導電金属層の間に設け、
前記活性金属ろう付け基板の引張強度は１６５Ｎ／ｃｍ～２７０Ｎ／ｃｍである
ことを特徴とする活性金属ろう付け基板。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記活性金属はんだの総重量を１００重量％としたとき、前記金属銀の含有量は３０～５０重量％である
ことを特徴とする請求項１に記載の活性金属ろう付け基板。
【請求項３】
前記活性金属はんだの総重量を１００重量％とすると、前記金属銀の含有量は１０～２０重量％である
ことを特徴とする請求項１に記載の活性金属ろう付け基板。
【請求項４】
前記活性金属はんだの総重量を１００重量％としたとき、前記活性金属の含有量は２～４重量％である
ことを特徴とする請求項１に記載の活性金属ろう付け基板。
【請求項５】
前記活性金属は、金属チタン、金属ジルコニウム、金属タンタル、金属ニオブ、金属バナジウム、及び金属ハフニウムからなる群から選択される
ことを特徴とする請求項１に記載の活性金属ろう付け基板。
【請求項６】
前記活性金属層の厚さは６ミクロン以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の活性金属ろう付け基板。
【請求項７】
前記活性金属層の厚さは１８ミクロンから２４ミクロンである
ことを特徴とする請求項６に記載の活性金属ろう付け基板。
【請求項８】
セラミック基板上に活性金属はんだペーストを塗布し、前記セラミック基板上に活性金属層を形成し、
前記活性金属はんだペーストは、活性金属はんだと有機分散媒質を含み、前記活性金属はんだは金属銀、金属銅、及び活性金属を含み、前記活性金属はんだの総重量を１００重量％とすると、前記金属銀の含有量は１０～６０重量％であり、
導電金属層を前記活性金属層上に設け、ろう付け工程を行い、活性金属ろう付け基板を獲得し、前記活性金属ろう付け基板の引張強度は１６５Ｎ／ｃｍ～２７０Ｎ／ｃｍである
ことを特徴とする活性金属ろう付け基板の製造方法。
【請求項９】
前記活性金属はんだの総重量を１００重量％とすると、前記金属銀の含有量は３０～５０重量％であり、前記ろう付け工程におけるろう付け温度は９００℃～９５０℃である
ことを特徴とする請求項８に記載の活性金属ろう付け基板の製造方法。
【請求項１０】
前記活性金属はんだの総重量を１００重量％とすると、前記金属銀の含有量は１０～２０重量％であり、前記ろう付け工程におけるろう付け温度は１０００℃～１１００℃である
ことを特徴とする請求項８に記載の活性金属ろう付け基板の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は活性金属ろう付け基板及びその製造方法に関し、特に、結合力が良好な活性金属ろう付け基板及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
各国の省エネと炭素の削減政策により、世界の電気自動車市場は精力的に発展している。近年、大手の自動車メーカーは８００ボルト（Ｖｏｌｔｓ）の高電圧車を相次いで投入しており、これにより、炭化ケイ素（ＳｉＣ）セラミック基板材料の需要が急速に成長している
。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、炭化ケイ素（ＳｉＣ）セラミック基板材料を使用するパワーコンポーネントの電
圧、周波数、動作温度の要件が高まるにつれて、セラミック基板材料にはより優れた放熱能力と信頼性が求められるようになりつつある。
【０００４】
従来、広く使用されてきた銅直接接着（Ｄｉｒｅｃｔ－Ｂｏｎｄｉｎｇ－Ｃｏｐｐｅｒ，ＤＢＣ）セラミック基板は共晶接合法により作製されており、銅層とセラミック基板の間には接合材が存在しない。
【０００５】
しかし、高温動作時には、銅層とセラミック基板（Ａｌ
２
Ｏ
３
やＡｌＮ等）の間の熱膨張係数の差により、大きな熱応力が発生することが往々にしてあり、これにより、銅層がセラミック基板の表面から剥離してしまう。このため、従来の銅直接接着セラミック基板は、高温、高出力、高熱放散、及び高信頼性のパッケージング要件を満たすことができていなかった。
【０００６】
現在主流の基板材料は、銅直接接着セラミック基板から活性金属ろう付け（ＡｃｔｉｖｅＭｅｔａｌＢｒａｚｉｎｇ，ＡＭＢ）基板材料に徐々に移行している。
【０００７】
一般的な活性金属ろう付け基板材料には通常金属銀が含まれる。活性金属ろう付け基板材料の銀含有量は、通常重量の５０％（重量％濃度）を超え、甚だしきに至っては、７０％に達する場合もある。しかし、銀の含有量が高いと、活性金属ろう付けセラミック基板材料コストが高くなり、はんだ層内の銀には電子遷移（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｇｒａｔｉｏｎ）の懸念が残る。
【０００８】
このため、上記の欠点を克服するために、はんだ層の組成や構造設計の改良により、はんだ層中の銀含有量を如何にして低減するかが、本技術分野の重要な課題の一つとなっている。
【０００９】
本発明は上述の技術的課題に鑑みて、従来技術の欠点を考慮して、活性金属ろう付け基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上述の問題に鑑みて以下の構成を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許