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公開番号2025085032
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-04
出願番号2022059513
出願日2022-03-31
発明の名称複合体及びその製造方法、並びに、接合体、回路基板及びパワーモジュール
出願人デンカ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 23/36 20060101AFI20250528BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高い強度を有しつつ金属と接合したときの耐ヒートサイクル性に優れる複合体及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】窒化物焼結体と樹脂とを含有する複合体10であって、樹脂の少なくとも一部が窒化物焼結体の気孔に充填されており、窒化物焼結体が窒化ホウ素と窒化アルミニウムとを含み、窒化物焼結体の気孔率が30%未満である複合体10を提供する。窒化ホウ素及び窒化アルミニウムを含む原料を焼成して、気孔率が30%未満である窒化物焼結体を得る焼成工程と、窒化物焼結体における気孔の少なくとも一部に樹脂組成物を含浸して樹脂含浸体を得る含浸工程と、樹脂含浸体を加熱して気孔に含浸した樹脂組成物を硬化又は半硬化して複合体を得る硬化工程と、を有する、複合体の製造方法を提供する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
窒化物焼結体と樹脂とを含有する複合体であって、
前記樹脂の少なくとも一部が前記窒化物焼結体の気孔に充填されており、
前記窒化物焼結体が窒化ホウ素と窒化アルミニウムとを含み、
前記窒化物焼結体の気孔率が３０％未満である複合体。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記窒化ホウ素と前記窒化アルミニウムとの合計に対し、前記窒化ホウ素の比率が１０～９０質量％である、請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
前記窒化物焼結体の気孔全体に対し、前記樹脂が含浸されている前記気孔の比率が６０体積％以上である、請求項１又は２に記載の複合体。
【請求項４】
前記窒化物焼結体の前記気孔率が１０体積％以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載の複合体。
【請求項５】
厚みが２ｍｍ未満である、請求項１～４のいずれか一項に記載の複合体。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか一項に記載の複合体と、前記複合体に接合された金属シートとを備える接合体。
【請求項７】
請求項１～５のいずれか一項に記載の複合体と、前記複合体に接合された導体部とを備える回路基板。
【請求項８】
請求項７に記載の回路基板と、当該回路基板の前記導体部に電気的に接続される半導体素子と、を備えるパワーモジュール。
【請求項９】
窒化ホウ素及び窒化アルミニウムを含む原料を焼成して、気孔率が３０％未満である窒化物焼結体を得る焼成工程と、
前記窒化物焼結体における気孔の少なくとも一部に樹脂組成物を含浸して樹脂含浸体を得る含浸工程と、
前記樹脂含浸体を加熱して前記気孔に含浸した前記樹脂組成物を硬化又は半硬化して複合体を得る硬化工程と、を有する、複合体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の一側面は、複合体及びその製造方法、並びに、接合体、回路基板及びパワーモジュールに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
パワーデバイス、トランジスタ、サイリスタ、ＣＰＵ等の部品においては、使用時に発生する熱を効率的に放熱することが求められる。このような要請から、従来、電子部品を実装するプリント配線板の絶縁層の高熱伝導化を図ったり、電子部品又はプリント配線板を、電気絶縁性を有する熱インターフェース材（Thermal Interface Materials）を介してヒートシンクに取り付けたりすることが行われてきた。このような絶縁層及び熱インターフェース材に、樹脂と窒化ホウ素等のセラミックとで構成される複合体が用いられている。
【０００３】
このような複合体として、多孔性のセラミック焼結体に樹脂を含浸させた複合体が検討されている。例えば、特許文献１では、窒化物系セラミックの焼結体に熱硬化性樹脂組成物が不完全硬化状態（Ｂステージ）で含浸している複合体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／１１１９７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多孔性のセラミック焼結体に樹脂を含浸させた複合体は、被着体への接着性及び絶縁性に優れるものの、通常のセラミック焼結体に比べて強度が低く、またヒートサイクルに対する信頼性も十分ではない。本開示は、高い強度を有しつつ金属部材と接合したときの耐ヒートサイクル性に優れる複合体及びその製造方法を提供する。また、本開示は、そのようなセラミック焼結体を備えることによって、信頼性に優れる接合体、回路基板及びパワーモジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面は、窒化物焼結体と樹脂とを含有する複合体であって、樹脂の少なくとも一部が窒化物焼結体の気孔に充填されており、窒化物焼結体が窒化ホウ素と窒化アルミニウムとを含み、窒化物焼結体の気孔率が３０％未満である複合体を提供する。
【０００７】
上記複合体は、窒化ホウ素と窒化アルミニウムとを含み、気孔率が３０％未満である窒化物焼結体を備えることから高い強度を有する。また、上記複合体は窒化ホウ素と窒化アルミニウムを含む窒化物焼結体と樹脂とを含有するため、窒化ホウ素焼結体及び窒化アルミニウム焼結体に比べて、金属に近い熱膨張率を有する。したがって、金属部材と接合したときの耐ヒートサイクル性に優れる。また、窒化アルミニウムを含有することから、熱伝導性にも優れる。
【０００８】
上記複合体において、窒化ホウ素と窒化アルミニウムとの合計に対し、窒化ホウ素の比率が１０～９０質量％であってよい。これによって、強度と熱伝導率とを十分に高くすることができる。
【０００９】
上記窒化物焼結体の気孔全体に対し、樹脂が含浸されている気孔の比率（樹脂充填率）が６０体積％以上であってよい。このような複合体は、十分に優れた電気絶縁性を有する。
【００１０】
上記複合体における窒化物焼結体の気孔率は１０体積％以上であってよい。このような複合体は、金属等との接着性に優れる。
（【００１１】以降は省略されています）

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