一种功率模块用基板，其特征在于，具备绝缘基板和在所述绝缘基板的一面形成的电路层，所述电路层通过在所述绝缘基板的一面接合有第一铜板而构成，所述第一铜板在被接合之前至少含有共计1molppm以上且100molppm以下的碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素中的一种以上或100molppm以上且1000molppm以下的硼中的任一方，残余部分由铜及不可避免杂质组成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的功率模块用基板(10)具备绝缘基板(11)、和在该绝缘基板(11)的一面形成的电路层(12)，其中，所述电路层(12)通过在所述绝缘基板(11)的一面接合有第一铜板(22)而构成，所述第一铜板(22)在被接合之前至少含有共计1molppm以上且100molppm以下的碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素中的一种以上或100molppm以上且1000molppm以下的硼中的任一方，残余部分由铜及不可避免杂质组成。【专利说明】
本专利技术涉及一种在控制大电流、高电压的半导体装置中所使用的。本申请主张基于2011年08月12日在日本申请的日本专利申请2011-176712号以及日本专利申请2011-176881号的优先权，其内容援用于本说明书中。
技术介绍
在半导体元件中用于供给电力的功率模块的发热量比较高，因此作为搭载该功率模块的基板，例如使用一种功率模块用基板，其具备:由A1N(氮化铝)、A1203 (氧化铝)、Si3N4(氮化硅)等构成的绝缘基板；在该绝缘基板的一面侧接合有第一金属板的电路层；及在绝缘基板的另一面侧接合有第二金属板而构成的金属层。这种功率模块基板在电路层上经由焊材搭载功率元件等半导体元件。例如，在专利文献I中，提出有将铝板用作第一金属板(电路层)及第二金属板(金属层)而构成的功率模块用基板。并且，在专利文献2、3中，提出有第一金属板(电路层)以及第二金属板(金属层)为铜板且通过DBC法(直接敷铜法)将该铜板直接接合于绝缘基板而构成的功率模块用基板。并且，在专利文献2的第I图中，公开有一种利用有机耐热粘结剂将铝制散热器接合于上述功率模块用基板上的自带散热器的功率模块用基板。专利文献1:日本专利第3171234号公报专利文献2:日本专利公开平04-162756号公报专利文献3:日本专利第3211856号公报然而，在专利文献I中所记载的功率模块用基板中，将铝板用作构成电路层的第一金属板。若比较铜和铝，由于铝的导热率低，因此将铝板用作电路层的情况下，与使用铜板的情况相比无法使来自搭载于电路层上的电气部件等发热体的热量扩散并发散。因此，根据电子部件的小型化和闻输出功率化，在功率密度上升时有可能无法充分地发散热量。在专利文献2、3中，用铜板构成电路层，因此能够使来自搭载于电路层上的电气部件等发热体的热量有效地发散。然而，在上述功率模块用基板中，在其使用环境中被负载冷热循环，而如专利文献2、3中记载的那样用铜板构成电路层以及金属层的情况下，通过上述冷热循环在绝缘基板与铜板之间的热膨胀系数之差所引起的剪切应力作用于铜板。从而，导致铜板被加工硬化，存在着绝缘基板产生破裂等的问题。并且，在专利文献2中记载的自带散热器的功率模块用基板中，在铝制散热器与绝缘基板之间配设有铜板。由此，该铜板无法充分地缓和因散热器与绝缘基板的热膨胀系数之差所引起的热变形，存在着在冷热循环负载时绝缘基板易产生破裂等的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够有效地发散来自搭载于电路层上的电子部件等的热量，且能够抑制在冷热循环负载时绝缘基板产生破裂的。本专利技术的一种方式的功率模块用基板具备绝缘基板和在所述绝缘基板的一面形成的电路层，其中，所述电路层通过在所述绝缘基板的一面接合有第一铜板而构成，所述第一铜板在接合之前至少含有共计Imolppm以上且IOOmolppm以下的碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素中的一种以上，或IOOmolppm以上且lOOOmolppm以下的硼中的任一方，残余部分由铜及不可避免杂质组成。并且，还具备有在所述绝缘基板的另一面形成的金属层的功率模块用基板，其中，所述金属层也可以通过在所述绝缘基板的另一面接合有铝板而构成。具有该结构的功率模块用基板中，由于搭载有电子部件等的电路层由第一铜板构成，因此能够充分地扩散从电子部件等产生的热量，而且能够促进热量的发散。并且，构成所述电路层的第一铜板也可以在被接合之前至少含有共计Imolppm以上且lOOmolppm以下的碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素中的一种以上，或IOOmolppm以上且lOOOmolppm以下的硼中的任一方,残余部分由铜及不可避免杂质组成。因此，碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素或硼中的至少一种以上的元素与作为不可避免杂质之一而存在于铜中的S (硫磺)进行反应而生成硫化物，能够抑制S的影响。从而，在冷热循环时的特别高温的区域，在电路层中进行恢复、再结晶化，减少通过因绝缘基板与电路层之间的热膨胀系数之差所引起的剪切应力而被加工硬化的电路层变形，减小冷热循环时负载于绝缘基板的应力。从而，能够抑制在冷热循环负载时绝缘基板产生破裂。当碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素的总含量小于Imolppm时,或者硼的含量小于lOOmolppm时，有可能不能充分地抑制存在于铜中的S的影响。并且，当碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素的总含量大于lOOmolppm时,或者硼的含量大于lOOOmolppm时，通过这些元素，有可能电路层(第一铜板)硬化或导热率下降。从而，将碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素中的一种以上设定在共计Imolppm以上且lOOmolppm以下,或者将硼设定在lOOmolppm以上且lOOOmolppm以下的范围内。构成所述电路层的第一铜板优选在被接合之前至少含有共计3molppm以上且50molppm以下的碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素中的一种以上,或者300molppm以上且lOOOmolppm以下的硼中的任一方，残余部分由铜及不可避免杂质组成。此时,碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素的总含量为3molppm以上，或者硼的含量为300molppm以上，因此能够抑制铜中的S的影响，而且再结晶温度降低，能够可靠地抑制加工硬化。并且，碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素的总含量为50molppm以下，或者硼的含量为lOOOmolppm以下，因此能够抑制第一铜板的硬化和导热率的下降。并且，构成所述电路层的第一铜板优选含氧量为I质量ppm以下。此时，能够抑制碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素或硼中的至少一种以上的元素与氧进行反应而成为氧化物，能够可靠地与S反应而生成硫化物。从而，即使碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素或硼中的至少一种以上的元素的含量少也能够充分地抑制S的影响。另外,在所述金属层中与所述绝缘基板的接合界面，固溶有S1、Cu、Ag、Zn、Mg、Ge、Ca、Ga、Li中的任一种或两种以上的添加元素，优选所述金属层中接合界面附近的所述添加元素的总浓度设定在0.01质量％以上且5质量％以下的范围内。此时，由于在所述金属层中固溶有S1、Cu、Ag、Zn、Mg、Ge、Ca、Ga、Li中的任一种或两种以上的添加元素，因此所述金属层的接合界面侧部分被固溶强化。从而，能够防止金属层部分的破裂。并且，由于所述金属层中接合界面附近的所述添加元素的总浓度为0.01质量％以上，因此能够可靠地使金属层的接合界面侧部分固溶强化。并且，由于所述金属层中接合界面附近的所述添加元素的总浓度为5质量％以下，因此能够防止金属层的接合界面附近的强度变得过高，在该功率模块用基板被负载热循环时，能够本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率模块用基板，其特征在于，具备绝缘基板和在所述绝缘基板的一面形成的电路层，所述电路层通过在所述绝缘基板的一面接合有第一铜板而构成，所述第一铜板在被接合之前至少含有共计1molppm以上且100molppm以下的碱土类元素、过渡金属元素、稀土类元素中的一种以上或100molppm以上且1000molppm以下的硼中的任一方，残余部分由铜及不可避免杂质组成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：黑光祥郎，长友义幸，寺崎伸幸，坂本敏夫，牧一诚，森广行，荒井公，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：
国别省市：
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