+

WO2007105361A1 - 電子部品モジュール - Google Patents

電子部品モジュール Download PDF

Info

Publication number
WO2007105361A1
WO2007105361A1 PCT/JP2007/000169 JP2007000169W WO2007105361A1 WO 2007105361 A1 WO2007105361 A1 WO 2007105361A1 JP 2007000169 W JP2007000169 W JP 2007000169W WO 2007105361 A1 WO2007105361 A1 WO 2007105361A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electronic component
component module
brazing material
metal plate
module according
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/000169
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hiromasa Kato
Takayuki Naba
Noritaka Nakayama
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Toshiba
Toshiba Materials Co., 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 Kabushiki Kaisha Toshiba, Toshiba Materials Co., Ltd. filed Critical Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority to EP07713551.5A priority Critical patent/EP2006895B1/en
Priority to JP2008504986A priority patent/JPWO2007105361A1/ja
Priority to US12/281,856 priority patent/US8273993B2/en
Priority to CN2007800081204A priority patent/CN101401197B/zh
Publication of WO2007105361A1 publication Critical patent/WO2007105361A1/ja
Priority to US13/589,446 priority patent/US9214617B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • 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
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • 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
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/29124—Aluminium [Al] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29139—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83801—Soldering or alloying
    • H01L2224/83805—Soldering or alloying involving forming a eutectic alloy at the bonding interface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • 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
    • H01L2924/00013—Fully indexed content
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0104—Zirconium [Zr]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0105—Tin [Sn]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01057—Lanthanum [La]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01072—Hafnium [Hf]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01074—Tungsten [W]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • 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
    • H01L2924/011—Groups of the periodic table
    • H01L2924/01105—Rare earth metals
    • 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
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • 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
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • 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
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01327—Intermediate phases, i.e. intermetallics compounds
    • 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
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0133—Ternary Alloys
    • 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
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/1026—Compound semiconductors
    • H01L2924/1027—IV
    • H01L2924/10272—Silicon Carbide [SiC]
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19041—Component type being a capacitor
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19043—Component type being a resistor
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
    • 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
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/35—Mechanical effects
    • H01L2924/351—Thermal stress
    • 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
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3463—Solder compositions in relation to features of the printed circuit board or the mounting process

Definitions

  • the present invention relates to an electronic component module.
  • Power semiconductor modules are used as parts for controlling large currents such as electric vehicles and trains.
  • Thermoelectric conversion modules are also used in devices that generate power using waste heat, thermostats in semiconductor processes, and devices that cool electronic devices.
  • circuit boards in which metal plates are bonded to both surfaces of a ceramic substrate are used as substrates for mounting power semiconductor elements and thermoelectric elements (see Patent Documents 1 and 2).
  • an electronic component such as a power semiconductor element or a thermoelectric element is soldered on one metal plate of a circuit board, and the other metal plate is soldered and fixed to a metal plate or a composite plate called a base plate. Is done.
  • a thin semiconductor element is sandwiched between electrode blocks with good conductivity, such as copper, and the periphery is configured with an airtight seal structure, and multiple electronic components are integrated by applying pressure from the outside of the electrode block.
  • the structure is also known (see Patent Document 3).
  • thermoelectric conversion module When the electronic components that make up a power semiconductor module or thermoelectric conversion module are Si elements or thermoelectric elements for temperature control, their maximum operating temperature is about 125 ° C. Even soldering using solder or fixing by pressure welding can sufficiently withstand uniform heating and heat cycles (eg, room temperature to 125 ° C).
  • the future semiconductor semiconductor module or thermoelectric conversion module has the following problems.
  • a temperature of 300 ° C. to 500 ° C. is required in order to fully exhibit its characteristics. It is necessary to operate in a high temperature environment. SicC elements operated in high temperature environment can be rotated by conventional soldering. When fixed on the road board, the fixed state with the circuit board becomes unstable at the operating temperature of the S i C element, leading to peeling of the S i C element.
  • thermoelectric conversion module that can operate in a high temperature environment
  • electrical energy can be produced from high-temperature waste heat of around 500 ° C discharged from a car or factory.
  • a reduction in load can be expected.
  • thermoelectric element used in a high-temperature environment is fixed on a circuit board by conventional soldering
  • the thermoelectric element can be stably fixed to the circuit board.
  • a titanium layer or the like is interposed as an intermediate layer between the thermoelectric element and the electrode (see Patent Document 4).
  • the intermediate layer and electrodes are formed by the thermal spraying method here, there are difficulties in manufacturability of thermoelectric conversion modules.
  • thermoelectric elements are miniaturized in terms of yield and reliability, and that the number of mounted elements is greatly increased due to the miniaturization of the element size. Is done. For this reason, for example, the operating temperature is expected to be higher in power semiconductor modules. As the operating temperature of power semiconductor modules rises, the heat cycle becomes larger and the fluctuation due to thermal deformation and differential thermal expansion also increases. Therefore, electronic components such as SiC elements do not peel off from the circuit board and it is difficult to ensure reliability.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 2 _ 2 0 1 0 7 2
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 2 _ 2 0 3 9 9 3
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 10-0 9 8 1 4 0
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 3 _ 3 0 9 2 9 4
  • An object of the present invention is to provide an electronic component module that can improve reliability by suppressing peeling of the electronic component from a circuit board in a high temperature environment.
  • An electronic component module includes a ceramic substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface; A circuit board comprising: a first metal plate bonded to a first main surface; and a second metal plate bonded to the second main surface of the ceramic substrate; and the first and second An electronic component that is bonded to at least one of the metal plates via a brazing material layer and that can operate at least at 125 ° C.
  • the brazing material layer has a melting point higher than the operating temperature of the electronic component. It is characterized by being made of brazing filler metal.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an electronic component module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an electronic component module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a thermoelectric conversion module to which an electronic component module according to a second embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of a thermoelectric conversion module to which the electronic component module according to the second embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 1 shows the first aspect of the present invention.
  • FIG. 1 shows an electronic component module according to one embodiment.
  • FIG. 2 shows an electronic component module according to the second embodiment of the present invention.
  • the electronic component module 1 shown in these drawings includes a circuit board 2 having a ceramic substrate 3 as an insulating substrate.
  • the circuit board 2 includes a first metal plate 5 bonded to one main surface of the ceramic substrate 3 via a bonding layer 4, and a second metal plate bonded to the other main surface via a bonding layer 6. 7 and.
  • the first metal plate 5 has a role as a circuit board.
  • the second metal plate 7 serves as a joining plate to the base plate, or a heat radiating plate or a heat absorbing plate.
  • An electronic component 9 is joined to the first metal plate 5 via a brazing material layer 8.
  • the brazing material layer 8 is made of a brazing material having a melting point higher than the operating temperature of the electronic component 9.
  • the second metal plate 1 is joined to the base plate 11 via a brazing material layer 10 made of a brazing material having a melting point higher than the operating temperature of the electronic component 9.
  • the ceramic substrate 3 includes, for example, alumina (AI 2 0 3 ) sintered body, aluminum nitride (AIN) sintered body, silicon nitride (S i 3 N 4 ) sintered body, silicon carbide (S i C) ) It consists of a ceramic sintered body such as a sintered body.
  • alumina (AI 2 0 3 ) sintered body aluminum nitride (AIN) sintered body
  • silicon nitride (S i 3 N 4 ) sintered body silicon carbide (S i C)
  • It consists of a ceramic sintered body such as a sintered body.
  • an aluminum nitride sintered body is preferably used.
  • a silicon nitride sintered body is preferably used from the viewpoint of high strength and a large substrate area.
  • the aluminum nitride sintered body for example, those having a thermal conductivity of 18 O WZm ⁇ K or higher are preferably used, and those having a thermal conductivity of 20 O WZm ⁇ K or higher are more preferably used.
  • the number of aluminum nitride crystal particles included in a linear distance of 50 m is 1 as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-200. Examples are those in which the particle size of aluminum nitride particles and the ratio of the grain boundary phase composed of the sintering aid are adjusted so that the thermal conductivity is 20 O WZm.
  • the silicon nitride sintered body for example, one having a thermal conductivity of 65 WZm K or more is used. It is preferably used, and more preferably 85 WZm ⁇ K or more.
  • a silicon nitride sintered body for example, by setting the furnace cooling temperature after sintering to 100 ° C. h or less, 20% or more of the grain boundary phase in the silicon nitride sintered body (all grains) The ratio of the ratio to the phase) is crystallized.
  • first and second metal plates 5 and 7 for example, metal plates mainly containing at least one selected from copper and aluminum are used.
  • the thickness of these metal plates 5 and 7 is the ratio of the thickness t 1 of the first metal plate 5 to the thickness t 2 of the second metal plate 7 ((t 1 Z t 2) X 1 0 0 [% ]) Is preferably adjusted to be in the range of 50% or more and 20% or less.
  • the thickness ratio (t 1 Z t 2 ratio) of the metal plates 5 and 7 is less than 50% or more than 200%, the first metal plate 5 and the ceramic substrate 3
  • the amount of warp of the circuit board 2 obtained by joining the second metal plate 7 is large, and the brazing material layers 8 and 10 for joining the electronic component 9 and the base plate 11 are made to have a uniform thickness. It becomes difficult to apply. For this reason, for example, when joining a plurality of electronic components 9, it becomes difficult to uniformly contact and dispose them on the circuit board 2, and there is a possibility that the electronic components 9 that are insufficiently joined are generated. .
  • the amount of warpage of the circuit board 2 is, for example, the size of the circuit board 2 If it is 60 mm X 6 O mm or less, it can be 15 m or less. Therefore, the filter material layers 8 and 10 can be applied to a uniform thickness. When there are a plurality of electronic components 9, they can be appropriately contacted, arranged and joined together on the circuit board 2.
  • the thickness ratio (t 1 Z t 2 ratio) of the metal plates 5 and 7 is preferably in the range of 75% or more and 150% or less from the viewpoint of further reducing the warpage amount of the circuit board 2. More preferably, it is about 0%. Such a thickness ratio of the metal plates 5 and 7 is particularly suitable when the use environment temperature is 200 ° C. or higher.
  • the ceramic substrate 3 and the first and second metal plates 5 and 7 are, for example, a bonding layer
  • bonding layers 4 and 6 are not necessarily required. Without the bonding layers 4 and 6, the ceramic substrate 3 and the first and second gold The metal plates 5 and 7 may be joined directly. In such a case, the formation of the bonding layers 4 and 6 is omitted.
  • the ceramic substrate 3 and the first and second metal plates 5 and 7 are bonded using a known direct bonding method (DBC method, DBA method, etc.), active metal bonding method, brazing material bonding method, etc. Is done.
  • Examples of the active metal used in the active metal bonding method include Ti, Zr, and Hf. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the electronic component 9 is bonded to the surface opposite to the surface bonded to the ceramic substrate 3 of the first metal plate 5 via the brazing material layer 8. In this way, the electronic component 9 is mounted on the circuit board 2.
  • the electronic component 9 can operate at least at 125 ° C., and examples thereof include a SiC semiconductor element (semiconductor element using a SiC single crystal), a thermoelectric conversion element, and the like.
  • the electronic component 9 only needs to be operable at a temperature of 125 ° C. or higher, and may be a conventionally used Si element, resistor element, capacitor element, or the like.
  • the electronic component 9 Since the electronic component 9 has a large heat cycle (temperature difference) due to the operating environment temperature of 125 ° C or higher, it is difficult to ensure reliability and characteristics.
  • a wide gap semiconductor element such as an S i C element
  • the heat cycle becomes large, increasing the load due to the thermal deformation of each part of the electronic component module 1 and the difference in coefficient of thermal expansion, making it difficult to ensure reliability.
  • the number of mounted elements increases due to the miniaturization of the element size, the operating temperature will become higher and the load due to thermal deformation of each part and thermal expansion difference will increase further.
  • the brazing material layer 8 has an electronic component.
  • the maximum temperature of use of the Si element is about 125 ° C, and therefore has a melting point higher than the maximum temperature of use of the Si element (1 25 ° C)
  • the brazing material peeling and deterioration of the electronic component 9 during use can be suppressed. Therefore, the reliability and characteristics of the electronic component module 1 can be improved.
  • the operating environment temperature thereof is 300 ° C. or higher.
  • a brazing material with a melting point higher than the operating environment temperature (300 ° C or higher) of the electronic components 9 such as SiC elements and thermoelectric elements to the brazing material layer 8
  • the peeling and deterioration of the electronic component 9 can be suppressed. Therefore, the reliability and characteristics of the electronic component module 1 can be improved.
  • the thermoelectric element include half-Heusler compounds described in Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 5-2 8 6 2 2 9. Such a thermoelectric element can be applied even at an ambient temperature of 300 ° C. or higher.
  • the electronic component module 1 of this embodiment is applied to an electronic component 9 operable at least at 125 ° C.
  • the electronic component module 1 of this embodiment is suitable.
  • the operating temperature of the electronic component 9 that serves as a reference for the melting point of the brazing filler metal layer 8 is the maximum operating temperature in the case of a general electronic component 9 such as an Si device.
  • the operating environment temperature shall be indicated.
  • the base plate 11 is joined to the surface of the second metal plate 7 opposite to the surface joined to the ceramic substrate 3 via the brazing filler metal layer 10.
  • the base plate 11 for example, one having as a main component at least one selected from copper and aluminum is suitable.
  • Such a base plate 11 is also joined to the second metal plate with a brazing filler metal layer 10 made of a brazing material having a melting point higher than the operating temperature of the electronic component 9, so that the electronic component module 1 The peeling of the base plate 1 1 during use can be suppressed.
  • the second metal It is preferable to join the base plate 11 to the plate 7.
  • the base plate 11 does not necessarily have to be joined as long as sufficient heat dissipation can be secured without joining the base plate 11.
  • the second metal plate 7 functions as a heat sink.
  • the brazing filler metal layer 8 is formed in a portion where the electronic component 9 on the first metal plate 5 is joined.
  • the brazing filler metal layer 10 is formed on a portion of the second metal plate 7 where the base plate 11 is joined.
  • the brazing filler metal layers 8 and 10 need to be formed at least in such a portion, but may be formed in other portions as long as there is no problem in insulation or the like.
  • the brazing material layers 8, 10 are made of a brazing material having a melting point higher than the operating temperature of the electronic component 9 (electronic component module 1).
  • the brazing material layers 8 and 10 are softened when the electronic component module 1 is used.
  • the peeling of the plate 11 can be suppressed.
  • the thermal stress due to the difference in thermal expansion between the first metal plate 5 and the electronic component 9 is relieved, peeling of the electronic component 9 and characteristic deterioration can be suppressed. As a result, it is possible to provide the electronic component module 1 having excellent reliability and operating characteristics.
  • the melting point of the brazing material constituting the brazing material layers 8, 10 is at least 1225 ° C. It needs to be higher.
  • the reliability, operating characteristics, etc. of the electronic component module 1 to which the electronic component 9 such as an Si element having a maximum operating temperature of about 125 ° C is applied are sufficiently obtained. It can be increased.
  • the operating environment temperature is 300 to 500 ° C.
  • the brazing filler metal constituting the brazing filler metal layers 8 and 10 must have a melting point higher than the operating environment temperature of the SiC element (300 ° C. or higher).
  • the electronic component 9 is a high-temperature operation type thermoelectric element, it is exposed to high-temperature waste heat of about 500 ° C., for example.
  • the brazing material constituting the brazing filler metal layers 8 and 10 is exposed to the thermoelectric element. Must have a higher melting point than the high temperature environment.
  • brazing material layers 8 and 10 need only be composed of a brazing material having a melting point higher than the actual use temperature of the electronic component module 1.
  • Examples of the brazing filler metal constituting the brazing filler metal layers 8 and 10 include Ag_Cu brazing filler metal having an eutectic composition and AI brazing filler metal.
  • an Ag-Cu brazing material having a melting point of 600 ° C or higher is preferably an AI brazing material.
  • the maximum operating temperature of the electronic component 9 is about 125 ° C.
  • the operating temperature of the electronic component 9 is 300 Suppresses peeling of electronic component 9 and base plate 1 1 from circuit board 2 and deterioration of characteristics of electronic component 9 even when using SiC elements that exceed ° C and thermoelectric elements that operate at high temperatures can do.
  • the lead-free electronic component module 1 can be easily realized.
  • Ag_Cu brazing filler metal If AI brazing filler metal is used, there is no need to perform a soldering treatment to improve solder wettability, so the number of manufacturing steps for electronic component module 1 can be reduced. it can.
  • the total content of the two elements of Ag and Cu is 85% by mass or more and has conductivity.
  • the total content of the two elements is less than 85% by mass, the first metal plate 5 and the electronic component 9 are joined, or the second metal plate 7 and the base plate 1 1 Joining may be difficult.
  • voids and the like may occur, and the bonding strength may be reduced.
  • the Ag_Cu brazing material contains 85% by mass or more of two elements of Ag and Cu, and further 1 mass of at least one selected from Ti, Zr, and Hf. It is preferably contained in a range of 0 / o or more and 5% by mass or less, with the balance being at least one selected from Sn and In.
  • the ratio of Ag and Cu when the total amount of Ag and Cu is 100 parts by mass, the ratio of Cu is preferably in the range of 10 to 35 parts by mass, and the balance is preferably Ag. It is desirable that the ratio satisfies the composition.
  • the melting point is raised and the bonding strength is improved.
  • generation of voids can be suppressed.
  • the two elements Ag and Cu are contained in a total of 85 mass% or more, and Ti is contained in a range of 1 mass 0 / o or more and 5 mass% or less. It is preferable that the balance consists of Sn.
  • the AI brazing material is preferably one having an AI content of 90 mass% or more and having conductivity. If the AI content is less than 90% by mass, it may be difficult to join the first metal plate 5 and the electronic component 9 or the second metal plate 7 and the base plate 11. . In addition, even if the joining itself is possible, voids and the like are generated, and the joining strength may be reduced.
  • the AI-based brazing material contains 90 mass% or more of AI, and at least one selected from rare earth elements such as Y and lanthanide elements is 0.1 mass% or more and 3 mass%. It is preferable that the composition is contained in the following range, with the balance being Si. By containing 0.1 to 3% by mass of a rare earth element in the AI brazing filler metal, it is possible to increase the melting point and improve the bonding strength, while suppressing the generation of voids.
  • the AI brazing materials those containing 90 mass% or more of AI and 0.1 to 3 mass% of soot with the balance being Si are particularly suitable.
  • the circuit board 2 is manufactured prior to manufacturing the electronic component module 1. That is, the circuit board 2 is manufactured by bonding the first metal plate 5 and the second metal plate 7 to both main surfaces of the ceramic substrate 3 by a known bonding method.
  • a brazing material having a melting point higher than the operating temperature of the electronic component 9 in at least a portion of the surface of the first metal plate 5 of the circuit board 2 where the electronic component 9 is to be joined is applied and dried by, for example, screen printing.
  • a similar brazing filler metal paste is applied to at least a portion of the surface of the second metal plate 7 where the base plate 11 is to be joined by screen printing, for example. And let it dry.
  • the electronic component 9 and the base plate 11 1 are placed on the brazing material pace ⁇ ⁇ ⁇ applied to the first metal plate 5 and the second metal plate 7, they are placed in contact with the brazing material.
  • the first metal plate 5 and the electronic component 9 and the second metal plate 7 and the base plate 11 are joined to each other and the electronic component module 1 is manufactured.
  • the base plate 11 can be joined to the second metal plate 7 at the same time.
  • the first embodiment shown in FIG. 1 is suitable for an electronic component module 1 in which a semiconductor element such as an Si element or an SiC element is mounted on the circuit board 2 as the electronic component 9.
  • An electronic component module 1 shown in FIG. 1 is, for example, a power semiconductor module.
  • the electronic component 9 is preferably a SiC element that can operate in a high temperature environment of, for example, 300 ° C. or higher. Even when an Si element or an SiC element is applied as the electronic component 9, a plurality of electronic components 9 are mounted on the circuit board 2 as shown in FIG. 2 to constitute the electronic component module 1. It is also possible.
  • an electronic component module (power semiconductor module) 1 in which a semiconductor element such as an Si element or an SiC element is mounted as the electronic component 9 a brazing material layer 8 having a melting point higher than the operating temperature of the electronic component 9 is used. , 9 can suppress peeling of the electronic component 9 and the base plate 11 from the circuit board 2 and deterioration of the characteristics of the electronic component 9.
  • the Ag brazing filler metal applied to the brazing filler metal layers 8 and 9 can be made thinner than the conventional solder layer, the circuit board 2 The thermal resistance between and can be reduced.
  • the thickness of the brazing filler metal layers 8 and 9 made of an AI brazing material can be 30 m or less, and further 10 m or less.
  • the thickness of brazing filler metal layers 8 and 9 should be 3 m or more preferable. If the thickness of the brazing filler metal layers 8 and 9 is less than 3 m, sufficient bonding strength may not be obtained. As a result, the heat cycle characteristics (TCT characteristics) of the power semiconductor module 1 can be improved.
  • the second embodiment shown in FIG. 2 is suitable for the electronic component module 1 in which a thermoelectric element is mounted as the electronic component 9 on the circuit board 2.
  • the electronic component 9 is preferably a high temperature operation type thermoelectric element capable of operating in a high temperature environment of, for example, 300 ° C. or more, and further about 500 ° C.
  • a thermoelectric material half-Heusler material
  • Figure 3 shows the specific configuration of the thermoelectric conversion module.
  • the thermoelectric conversion module 20 shown in FIG. 3 has a plurality of p-type thermoelectric elements 9A and a plurality of n-type thermoelectric elements 9B. These p-type thermoelectric elements 9 A and n-type thermoelectric elements 9 B are alternately arranged on the same plane, and the entire module is arranged in a matrix.
  • the p-type thermoelectric element 9A and the n-type thermoelectric element 9B are arranged between the first circuit board 2A and the second circuit board 2B.
  • a p-type thermoelectric element 9A and a single n-type thermoelectric element 9B adjacent to the p-type thermoelectric element 9A are connected to the first circuit board 2A as a first electrode connecting the elements.
  • the metal plate 5A is arranged.
  • the second electrode of the second circuit board 2 B is used as a second electrode for connecting these elements.
  • 1 metal plate 5 B is arranged.
  • the metal plate 5A as the first electrode and the metal plate 5B as the second electrode are arranged so as to be shifted by one element.
  • the plurality of p-type thermoelectric elements 9 A and the plurality of n-type thermoelectric elements 9 B are electrically connected in series. That is, the p-type thermoelectric element 9 A, the n-type thermoelectric element 9 B, the p-type thermoelectric element 9 A, the n-type thermoelectric element 9 B, ... Electrodes 5B are respectively disposed.
  • the p-type thermoelectric element 9 A and the n-type thermoelectric element 9 B and the electrodes (metal plates) 5 A and 5 B will have a melting point higher than the operating environment temperature of the thermoelectric elements 9 A and 9 B as described above.
  • the base plate 1 is joined to 1.
  • thermoelectric conversion module 20 shown in FIG. 3, the first circuit board 2 A is arranged on the low temperature side (L) so as to give a temperature difference between the upper and lower circuit boards 2 A and 2 B.
  • the second circuit board 2B is used on the high temperature side (H). Based on this temperature difference, a potential difference is generated between the first electrode 5A and the second electrode 5B, and electric power can be taken out by connecting a load to the end of the electrode.
  • the thermoelectric conversion module 20 can be used as a power generation device.
  • the circuit board is obtained by using the brazing material layer 8 having a melting point higher than the operating environment temperature of the thermoelectric elements 9A and 9B. It is possible to suppress peeling of the thermoelectric elements 9 A and 9 B from 2 and deterioration of characteristics. Furthermore, the thickness of the first electrode (first metal plate 5 A of the first circuit board 2 A) arranged on the high temperature side (H) is set to the second electrode (on the low temperature side (L)). It is preferable to make it thinner than the thickness of the first metal plate 5 B) of the second circuit board 2B. This makes it possible to further improve the heat cycle characteristics (TCT characteristics) of the thermoelectric conversion module 20. In particular, it is possible to improve heat cycle characteristics and the like in an operating environment where the temperature difference between the high temperature side (H) and the low temperature side (L) is 300 ° C. or higher, and further 400 ° C. or higher.
  • thermoelectric conversion module 20 can be used not only for power generation for converting heat into electric power but also for heating for converting electricity into heat. That is, when a direct current is passed through the P-type thermoelectric element 9A and the n-type thermoelectric element 9B connected in series, heat is radiated on one circuit board side and heat is absorbed on the other circuit board side. Therefore, the object to be processed can be heated by disposing the object to be processed on the circuit board on the heat radiation side.
  • a semiconductor manufacturing apparatus performs temperature control of a semiconductor wafer, and the thermoelectric conversion module 20 can be applied to such temperature control.
  • thermoelectric conversion module 20 can also be used by being housed in the case 21 as shown in FIG.
  • the thermoelectric conversion module 20 is electrically connected to the electrode 22 and the conductive wire 23 provided on the case 21.
  • Case 2 1 An insulating material 24 is filled in the inside so as to seal the thermoelectric conversion module 20.
  • a gel-like sealing body such as silicone gel is preferably used.
  • the sealing structure by the case 21 is effective not only for the thermoelectric conversion module 20 but also for the power semiconductor module.
  • the melting point and composition of the brazing material constituting the brazing material layer 8 of the electronic component module 1, and the ratio of the thickness of the first metal plate 5 to the thickness of the second metal plate 7 are The following describes the results of manufacturing and evaluating the electronic component module 1 shown in Fig. 2 with respect to the effect of the component module 1 on the bondability and operable temperature.
  • a structure in which the brazing material layer 10 and the base plate 11 are not provided in the electronic component module 1 is applied.
  • an electronic component module to be evaluated was manufactured as follows.
  • a ceramic substrate 3 made of a Si 3 N 4 sintered body with a length of 3 OmmX, a width of 35 mm, a thickness of 0.32 mm, a thermal conductivity of 90 WZmK, and a three-point bending strength of about 50 OMPa was prepared.
  • a brazing material containing active metal is printed on both sides of the ceramic substrate 3 to a thickness of 15 m, and the first metal plate 5 and the second metal plate 7 are brought into contact with each brazing material, and 1 X Bonding was performed by heat treatment at 800 ° C. for 10 minutes in a vacuum of 10 3 Pa.
  • the thickness t 2 of the second metal plate 7 is constant at 0.25 mm
  • the thickness t 1 of the first metal plate 5 is the thickness of the second metal plate 7 t 2.
  • the ratio to ((t 1Zt 2) x 1 00 [%]) was set to a value as shown in Table 1. Note that Cu plates were used as the first metal plate 5 and the second metal plate 7. Then, an etching resist ⁇ is printed in a predetermined shape on the first metal plate 5, a circuit pattern is formed by performing a ligching process with ferric chloride solution, and then the etching resist ⁇ is removed to remove the circuit board 2. It was.
  • a brazing material having a melting point and composition as shown in Table 1 was printed at a thickness of 20 m on a portion of the first metal plate 5 to which the electronic component 9 was joined.
  • the brazing material in this printed part is the brazing material layer 8.
  • the A g_Cu alloy mainly composed of the A g_Cu brazing material shown in Table 1 is composed of Ag and C It has a eutectic composition in which the amount of CU is 28% by mass with respect to the total amount of U.
  • the thickness of the brazing filler metal layer after joining was in the range of 10 15 m.
  • thermoelectric element P-type semiconductor element
  • n-type thermoelectric element n-type semiconductor element
  • the bonding state of the electronic component 9 is visually adjusted for each electronic component module 1.
  • the bonding strength was measured for those that could be bonded (bondability before TCT).
  • a thermal cycle test of 3000 cycles was performed with _50 ° CX 30 minutes ⁇ room temperature X10 minutes ⁇ 155 ° CX 30 minutes ⁇ room temperature X10 minutes as one cycle.
  • the maintainability of the electronic component 9 was visually inspected.
  • the bond strength was measured (bondability after TCT). Table 2 shows the results.
  • the brazing material constituting the brazing filler metal layer 8 is, in particular, a Ag_C u whose total content of the two elements of Ag and Cu is 85 wt% or more. It can be seen that a brazing filler metal or an AI brazing filler metal having an AI content of 9 Ow% or more is preferable. It can be seen that the ratio of the thickness of the first metal plate 5 to the thickness of the second metal plate 7 is preferably 50% or more and 200% or less, and more preferably 75% or more and 150% or less.
  • a power semiconductor module having the structure shown in FIG. 1 was manufactured, and its TCT characteristics were measured and evaluated.
  • the circuit board was the same as the specific example described above.
  • S i C elements are sample 3 and sample in Table 1. 1 Bonded to the circuit board with a brazing material having the same composition as 3.
  • a power semiconductor module using the same filter material of sample 3 was used as sample 20, and a power semiconductor module using the same brazing material as used in sample 13 was used as sample 21.
  • the TCT characteristics of these power semiconductor modules were evaluated as follows.
  • thermoelectric conversion module whose structure is shown in FIG. 3 was produced, and its TCT characteristics were measured and evaluated.
  • the ratio of the thickness T 1 of the first electrode 5 A arranged on the high temperature side (H) to the thickness T 2 of the second electrode 5 B arranged on the low temperature side (L) is shown in Table 4
  • the thermoelectric conversion module (Samples 22 to 26) was manufactured by changing as shown in It was.
  • the TCT characteristics of each of these thermoelectric conversion modules were evaluated as follows.
  • the low temperature side (L) is 25 ° C
  • the high temperature side (H) is 200 ° C or 500 ° C
  • 25 ° CX 10 minutes ⁇ 200 ° C or 500 ° C x 30 minutes is one cycle.
  • a 3000-cycle thermal cycle test was conducted. The operation of the thermoelectric module after each thermal cycle test was confirmed. Those that operated after the TCT test were evaluated as “good”, and those that did not operate were determined as “bad”. The operation of the thermoelectric module after the TCT test means that no bonding failure has occurred between the thermoelectric element and the electrode.
  • thermoelectric elements 9A and 9B thermoelectric materials having an intermetallic compound phase having a MgAgAs type crystal structure as a main phase were used.
  • a silicon nitride substrate (thickness 0.3 mm ⁇ width 6 Omm ⁇ length 6 Omm) bonded to a copper plate as the electrodes 5A and 5B was used.
  • the junction between the thermoelectric element and the electrode, and the junction between the electrode and the silicon nitride substrate contains 69% by mass, 21% by mass of Cu, and 2% by mass of Ti, with the balance being Sn.
  • a brazing filler metal was used.
  • the thickness of the brazing filler metal layer after joining was set to 10 to 15 m.
  • a bonding layer using a 20 m thick Ti layer was prepared.
  • the electronic component module of the aspect of the present invention it is possible to suppress peeling of the electronic component based on the operating temperature. Therefore, it is possible to provide an electronic component module having excellent reliability.
  • Such an electronic component module is effectively used for various electronic components, particularly electronic components used in a high temperature environment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

　電子部品モジュール１は、セラミックス基板３の両面に金属板５、７が接合された回路基板２と、回路基板２の少なくとも一方の金属板５に接合され、少なくとも１２５°Cで動作可能な電子部品９とを具備する。電子部品９は、電子部品９の使用温度より高い融点を有するろう材からなるろう材層８を介して、金属板５に接合されている。

Description

明 細 書
電子部品モジュール
技術分野
[0001 ] 本発明は電子部品モジュールに関する。
背景技術
[0002] 電気自動車や電車等の大電流を制御する部品として、 パワー半導体モジュ ールが使用されている。 また、 廃熱を利用して発電を行う装置、 半導体プロ セスにおける恒温装置、 電子デバイスを冷却する装置等に熱電変換モジユー ルが使用されている。 これら電子部品モジュールにおいては、 パワー半導体 素子ゃ熱電素子を実装する基板として、 セラミックス基板の両面に金属板を 接合した回路基板が用いられている （特許文献 1 、 2参照） 。
[0003] 例えば、 回路基板の一方の金属板上にはパワー半導体素子ゃ熱電素子等の 電子部品が半田付けされ、 他方の金属板はベース板と呼ばれる金属板や複合 板に半田付けされて固定される。 また、 薄型の半導体素子を銅のような導電 性の良好な電極ブロックで挟み、 周囲を気密性のシール構造で構成すると共 に、 電極ブロックの外側より加圧して複数の電子部品を一体化した構造等も 知られている （特許文献 3参照） 。
[0004] パワー半導体モジュールゃ熱電変換モジュールを構成する電子部品が S i 素子や温調用の熱電素子である場合には、 それらの使用最高温度が 1 2 5 °C 程度であるため、 従来の鉛半田を用いた半田付けや圧接による固定であって も、 均等加熱やヒートサイクル （例えば室温〜 1 2 5 °C) に十分耐えるもの とすることができる。
[0005] しかしながら、 今後のパヮ一半導体モジュールゃ熱電変換モジュールにお いては、 次のような課題がある。 例えば、 S i素子に代えて S i C素子のよ うな高温動作型のワイドギャップ半導体単結晶素子を用いた場合、 その特性 を十分に発揮させるためには 3 0 0〜 5 0 0 °Cといった高温環境下で動作さ せる必要がある。 高温環境下で動作させる S i C素子を従来の半田付けで回 路基板上に固定した場合、 S i C素子の動作温度で回路基板との固定状態が 不安定になり、 S i C素子の剥がれ等を招いてしまう。
[0006] 高温環境下で動作可能な熱電変換モジュールを使用した場合、 例えば自動 車や工場等から排出される 5 0 0 °C前後の高温廃熱から電気エネルギーを作 リ出すことができ、 環境負荷の低減が期待できる。 しかしながら、 パワー半 導体モジュールと同様に、 高温環境下で使用される熱電素子を従来の半田付 けで回路基板上に固定した場合には、 回路基板に対する熱電素子の固定状態 を安定に保つことができない。 熱電変換モジュールでは拡散防止や応力緩和 のために、 熱電素子と電極との間にチタン層等を中間層として介在させるこ とも行われている （特許文献 4参照） 。 しかし、 ここでは中間層や電極を溶 射法で形成しているため、 熱電変換モジュールの製造性に難点を有している
[0007] 上述したような高温環境下での電子部品の固定性を改善するために、 高温 半田で S i C素子ゃ熱電素子等の電子部品を回路基板に接合することが考え られる。 しかしながら、 近年、 半田の鉛フリー化が望まれており、 回路基板 に電子部品を半田付けする場合にも鉛を含まない半田を使用することが望ま れている。 高温半田は鉛を含まずに従来と同等以上の特性を得ることが困難 であることから、 高温半田で S i C素子ゃ熱電素子等の電子部品を回路基板 に接合することは実質的に困難である。
[0008] さらに、 半導体素子ゃ熱電素子は歩留リや信頼性の点から素子サイズが微 細化され、 また素子サイズの微細化によリ素子の搭載数が大幅に増加するこ とが予想される。 このため、 例えばパワー半導体モジュールでは使用温度が ますます高くなるものと予想される。 パワー半導体モジュールの使用温度が 高くなるにつれて、 ヒートサイクルはよリー層大きくなリ、 熱変形や熱膨張 差による揺動も増大する。 従って、 S i C素子等の電子部品が回路基板から 剥離しゃすくなリ、 信頼性を確保することがよリー層困難となる。
特許文献 1 ：特開 2 0 0 2 _ 2 0 1 0 7 2公報
特許文献 2：特開 2 0 0 2 _ 2 0 3 9 9 3公報 特許文献 3：特開平 1 0— 0 9 8 1 4 0号公報
特許文献 4：特開 2 0 0 3 _ 3 0 9 2 9 4公報
発明の開示
[0009] 本発明の目的は、 高温環境下における回路基板からの電子部品の剥離を抑 制することによって、 信頼性を高めることを可能にした電子部品モジュール を提供することにある。
[0010] 本発明の態様に係る電子部品モジュールは、 第 1の主面と、 前記第 1の主 面とは反対側の第 2の主面とを有するセラミックス基板と、 前記セラミック ス基板の前記第 1の主面に接合された第 1の金属板と、 前記セラミックス基 板の前記第 2の主面に接合された第 2の金属板とを備える回路基板と、 前記 第 1および第 2の金属板の少なくとも一方にろう材層を介して接合され、 少 なくとも 1 2 5 °Cで動作可能な電子部品とを具備し、 前記ろう材層は前記電 子部品の使用温度より高い融点を有するろう材からなることを特徴としてい る。
図面の簡単な説明
[001 1 ] [図 1 ]図 1は本発明の第 1の実施形態による電子部品モジュールの構成を示す断 面図である。
[図 2]図 2は本発明の第 2の実施形態による電子部品モジュールの構成を示す 断面図である。
[図 3]図 3は本発明の第 2の実施形態による電子部品モジュールを適用した熱 電変換モジュールの一例を示す断面図である。
[図 4]図 4は本発明の第 2の実施形態による電子部品モジュールを適用した熱 電変換モジュールの他の例を示す断面図である。
符号の説明
[0012] 1…電子部品モジュール、 2…回路基板、 3…セラミックス基板、 4， 6 …接合層、 5…第 1の金属板、 7…第 2の金属板、 8， 1 0…ろう材層、 9 …電子部品、 1 1…ベース板、 2 0…熱電変換モジュール、 2 1…ケース、 2 2…電極、 2 3…導電性ワイヤ、 2 4…絶縁物質。 発明を実施するための形態
[0013] 以下、 本発明を実施するための形態について説明する。 図 1は本発明の第
1の実施形態による電子部品モジュールを示している。 図 2は本発明の第 2 の実施形態による電子部品モジュールを示している。 これらの図に示す電子 部品モジュール 1は、 絶縁基板としてセラミックス基板 3を有する回路基板 2を具備している。 回路基板 2はセラミックス基板 3の一方の主面に接合層 4を介して接合された第 1の金属板 5と、 他方の主面に接合層 6を介して接 合された第 2の金属板 7とを備えている。
[0014] 第 1の金属板 5は回路板としての役割を有している。 第 2の金属板 7は例 えばベース板への接合板、 あるいは放熱板や吸熱板としての役割を有してい る。 第 1の金属板 5にはろう材層 8を介して電子部品 9が接合されている。 ろう材層 8は電子部品 9の使用温度よリ高い融点を有するろう材からなる。 第 2の金属板 1は電子部品 9の使用温度よリ高い融点を有するろう材からな るろう材層 1 0を介してベース板 1 1に接合されている。
[0015] セラミックス基板 3は、 例えばアルミナ （A I 2 03) 焼結体、 窒化アルミ ニゥム （A I N ) 焼結体、 窒化珪素 （S i 3 N 4) 焼結体、 炭化ゲイ素 （S i C) 焼結体等のセラミックス焼結体からなる。 これらの中でも、 高い熱伝導 率を有する観点からは窒化アルミニウム焼結体が好適に用いられる。 また、 強度が高くて基板面積を大面積化できるという観点からは窒化珪素焼結体が 好適に用いられる。
[0016] 窒化アルミニウム焼結体としては、 例えば熱伝導率が 1 8 O WZm■ K以 上のものが好適に用いられ、 2 0 O WZm■ K以上であるものがより好適に 用いられる。 このような窒化アルミニウム焼結体としては、 例えば特開 2 0 0 2 - 2 0 1 0 7 2公報に記載されているように、 直線距離 5 0 mに含ま れる窒化アルミニウム結晶粒子の数が 1 5〜3 0個となるように、 窒化アル ミニゥム粒子の粒径と焼結助剤からなる粒界相の割合を調整し、 熱伝導率を 2 0 O WZm■ K以上としたものが例示される。
[0017] 窒化珪素焼結体としては、 例えば熱伝導率が 6 5 WZm■ K以上のものが 好適に用いられ、 8 5 WZm . K以上であるものがより好適に用いられる。 このような窒化珪素焼結体としては、 例えば焼結後の炉冷温度を 1 0 0°CZ h以下とすることにより、 窒化珪素焼結体中の粒界相の 2 0 %以上 （全粒界 相に対する割合） を結晶化したものが挙げられる。
[0018] 第 1および第 2の金属板 5、 7としては、 例えば銅およびアルミニウムか ら選ばれる少なくとも 1種を主成分とする金属板が用いられる。 これら金属 板 5、 7の厚さは、 第 2の金属板 7の厚さ t 2に対する第 1の金属板 5の厚 さ t 1の比 （ （ t 1 Z t 2 ) X 1 0 0 [%] ) が 5 0 %以上 2 0 0 %以下の 範囲となるように調整することが好ましい。
[0019] 金属板 5、 7の厚さ比 （t 1 Z t 2比） が 5 0 %未満あるいは 2 0 0 %を 超えると、 いずれの場合にもセラミックス基板 3に第 1の金属板 5と第 2の 金属板 7を接合して得られる回路基板 2の反リ量が大きくなリ、 電子部品 9 やベース板 1 1を接合するためのろう材層 8、 1 0を均一な厚さに塗布する ことが困難となる。 このため、 例えば複数の電子部品 9を接合する際に、 そ れらを回路基板 2上に均等に接触、 配置することが困難となり、 接合が不十 分な電子部品 9が発生するおそれがある。
[0020] 第 1の金属板 5と第 2の金属板 7との厚さ比を 5 0 %以上 2 0 0 %以下と することによって、 回路基板 2の反り量を例えば回路基板 2の大きさが 6 0 m m X 6 O mm以下の場合に 1 5 m以下とすることができる。 従って、 ろ ぅ材層 8、 1 0を均一な厚さに塗布することができる。 電子部品 9が複数個 ある場合、 それらを一括して適切に回路基板 2上に接触、 配置して接合する ことができる。 金属板 5、 7の厚さ比 （t 1 Z t 2比） は回路基板 2の反り 量をさらに低減する観点から、 7 5 %以上1 5 0 %以下の範囲とすることが 好ましく、 1 0 0 %程度とすればさらに好ましい。 このような金属板 5、 7 の厚さ比は、 特に使用環境温度が 2 0 0°C以上のときに好適である。
[0021] セラミックス基板 3と第 1および第 2の金属板 5、 7とは、 例えば接合層
4、 6を介して接合される。 なお、 接合層 4、 6は必ずしも必要なものでは ない。 接合層 4、 6を介さずに、 セラミックス基板 3と第 1および第 2の金 属板 5、 7とは直接接合してもよい。 このような場合には、 接合層 4、 6の 形成は省略される。
[0022] セラミックス基板 3と第 1および第 2の金属板 5、 7とは、 公知の直接接 合法 （D B C法や D B A法等） 、 活性金属接合法、 ろう材接合法等を適用し て接合される。 活性金属接合法に用いられる活性金属としては、 T i、 Z r 、 H f等が挙げられる。 これらは 1種のみで用いてもよいし、 あるいは 2種 以上を併用してもよい。 このような活性金属を用いた活性金属接合法を適用 することによって、 セラミックス基板 3と第 1および第 2の金属板 5、 7と を強固に接合することができる。
[0023] 電子部品 9は第 1の金属板 5のセラミックス基板 3と接合された面とは反 対側の面にろう材層 8を介して接合されている。 このようにして、 電子部品 9は回路基板 2に搭載されている。 電子部品 9は少なくとも 1 2 5 °Cで動作 可能なものであり、 例えば S i C半導体素子 （S i C単結晶を用いた半導体 素子） ゃ熱電変換素子等が挙げられる。 電子部品 9は 1 2 5 °C以上の温度下 で動作可能なものであればよく、 従来から用いられている S i素子、 抵抗体 素子、 コンデンサ素子等であってもよい。
[0024] 電子部品 9は 1 2 5 °C以上の動作環境温度に起因してヒートサイクル （温 度差） が大きくなるため、 信頼性や特性等を確保することが難しい。 S i C 素子のようなワイドギャップ半導体素子を用いる場合、 その特性を十分に発 揮させるためには 3 0 0〜5 0 0 °Cといった高温で動作させる必要がある。 高温で動作させるとヒー卜サイクルが大きくなるため、 電子部品モジュール 1の各部の熱変形や熱膨張率の差による負荷が増大し、 信頼性の確保が難し くなる。 さらに、 素子サイズの微細化により素子の搭載数が増加した場合、 使用温度はますます高くなリ、 各部の熱変形や熱膨張差による負荷がさらに 大きくなる。
[0025] この実施形態の電子部品モジュール 1においては、 ろう材層 8に電子部品
9の使用温度よリ高い融点を有するろう材を適用しているため、 少なくとも 1 2 5 °Cで動作可能な電子部品 9の剥離や特性劣化等を抑制することができ る。 例えば、 電子部品 9が S i素子等の場合、 S i素子の使用最高温度は 1 2 5 °C程度であるため、 S i素子の使用最高温度 （1 2 5 °C) より高い融点 を有するろう材を適用することによって、 使用時における電子部品 9の剥離 や劣化を抑制することができる。 従って、 電子部品モジュール 1の信頼性や 特性を向上させることが可能となる。
[0026] さらに、 電子部品 9が S i C素子や高温動作型の熱電素子の場合、 それら の動作環境温度は 3 0 0 °C以上となる。 ろう材層 8に S i C素子ゃ熱電素子 等の電子部品 9の動作環境温度 （3 0 0 °C以上） より高い融点を有するろう 材を適用することで、 高温環境下で使用した際の電子部品 9の剥離や劣化を 抑制することができる。 従って、 電子部品モジュール 1の信頼性や特性を向 上させることが可能となる。 熱電素子としては特開 2 0 0 5 - 2 8 6 2 2 9 公報等に記載されているハーフホイスラー系化合物が例示される。 このよう な熱電素子であれば、 3 0 0 °C以上の環境温度下でも適用可能である。
[0027] この実施形態の電子部品モジュール 1は、 少なくとも 1 2 5 °Cで動作可能 な電子部品 9に適用される。 特に、 3 0 0 °C以上の環境温度下で動作可能な 電子部品 9をモジュール化する場合に、 この実施形態の電子部品モジュール 1は好適である。 なお、 ろう材層 8を構成するろう材の融点の基準となる電 子部品 9の使用温度は、 S i素子等の一般的な電子部品 9の場合には使用最 高温度、 S i C素子ゃ熱電素子等の高温動作型の電子部品 9の場合には動作 環境温度を示すものとする。
[0028] ベース板 1 1は第 2の金属板 7のセラミックス基板 3と接合された面とは 反対側の面にろう材層 1 0を介して接合されている。 ベース板 1 1としては 、 例えば銅およびアルミニウムから選ばれる少なくとも 1種を主成分とする ものが好適である。 このようなベース板 1 1についても、 電子部品 9の使用 温度よリ高い融点を有するろう材からなるろう材層 1 0で第 2の金属板つに 接合されているため、 電子部品モジュール 1の使用時におけるベース板 1 1 の剥離を抑制することができる。
[0029] 電子部品モジュール 1の放熱性を十分に確保する観点からは、 第 2の金属 板 7にベース板 1 1を接合することが好ましい。 ただし、 ベース板 1 1を接 合しなくても十分な放熱性を確保することが可能であれば、 ベース板 1 1は 必ずしも接合しなくてもよい。 この場合には、 第 2の金属板 7が放熱板とし て機能する。
[0030] ろう材層 8は第 1の金属板 5上の電子部品 9と接合される部分に形成され る。 同様に、 ろう材層 1 0は第 2の金属板 7上のベース板 1 1と接合される 部分に形成される。 ろう材層 8、 1 0は少なくともそのような部分に形成さ れている必要があるが、 絶縁性等に支障がない範囲でその他の部分に形成さ れていてもよい。
[0031 ] ろう材層 8、 1 0は電子部品 9 (電子部品モジュール 1 ) の使用温度より 高い融点を有するろう材からなる。 このようなろう材層 8、 1 0で電子部品 9やベース板 1 1を接合することによって、 電子部品モジュール 1の使用時 におけるろう材層 8、 1 0の軟化、 さらには電子部品 9やベース板 1 1の剥 離等を抑制することができる。 さらに、 第 1の金属板 5と電子部品 9との熱 膨張差による熱ストレスが緩和されるため、 電子部品 9の剥離や特性劣化等 を抑制することができる。 これらによって、 信頼性や動作特性等に優れた電 子部品モジュール 1を提供することが可能となる。
[0032] 電子部品モジュール 1は少なくとも 1 2 5 °Cで動作可能な電子部品 9を具 備しているため、 ろう材層 8、 1 0を構成するろう材の融点は少なくとも 1 2 5 °Cより高いことが必要となる。 このような融点を有するろう材を用いる ことによって、 使用最高温度が 1 2 5 °C程度の S i素子等の電子部品 9を適 用した電子部品モジュール 1の信頼性や動作特性等を十分に高めることが可 能となる。
[0033] 電子部品 9が S i C素子の場合、 その動作環境温度は 3 0 0〜5 0 0 °Cと なる。 このため、 ろう材層 8、 1 0を構成するろう材は S i C素子の動作環 境温度 （3 0 0 °C以上） より高い融点を有する必要がある。 さらに、 電子部 品 9が高温動作型の熱電素子の場合には、 例えば 5 0 0 °C前後の高温廃熱に 晒される。 このため、 ろう材層 8、 1 0を構成するろう材は熱電素子が晒さ れる高温環境より高い融点を有する必要がある。 なお、 電子部品モジュール
1は電子部品 9の種類によらず、 電子部品モジュール 1の実際の使用温度よ リ高い融点を有するろう材でろう材層 8、 1 0が構成されていればよい。
[0034] ろう材層 8、 1 0を構成するろう材としては、 共晶組成を有する Ag_C u系ろう材ゃ A I系ろう材が例示される。 これらのうちでも、 600°C以上 の融点を有する A g_C u系ろう材ゃ A I系ろう材が好適である。 このよう な A g_C u系ろう材ゃ A I系ろう材を用いることによって、 電子部品 9の 使用最高温度が 1 25°C程度の場合はもちろんのこと、 電子部品 9として例 えば動作環境温度が 300°C以上となる S i C素子や高温動作型の熱電素子 を適用した場合であっても、 回路基板 2からの電子部品 9やベース板 1 1の 剥離、 電子部品 9の特性劣化等を抑制することができる。
[0035] さらに、 Ag_Cu系ろう材ゃ A I系ろう材等を用いることによって、 電 子部品モジュール 1の鉛フリー化を容易に実現することができる。 Ag_C u系ろう材ゃ A I系ろう材等を用いた場合には、 半田濡れ性を向上させるた めのメツキ処理を行う必要もないため、 電子部品モジュール 1の製造工数の 低減等を図ることができる。
[0036] A g_C u系ろう材としては、 A gおよび C uの 2元素の合計含有量が 8 5質量％以上で、 導電性を有するものが好ましい。 £ぉょび〇リの2元素 の合計含有量が 85質量％未満であると、 第 1の金属板 5と電子部品 9との 接合、 あるいは第 2の金属板 7とベース板 1 1との接合が困難となるおそれ がある。 また、 接合自体は可能であるとしてもボイド等が発生し、 接合強度 が低下するおそれがある。
[0037] Ag_Cu系ろう材は、 具体的には A gおよび C uの 2元素を合計で 85 質量％以上含有し、 さらに T i、 Z rおよび H f から選択される少なくとも 1種を 1質量0 /o以上 5質量％以下の範囲で含有し、 残部が S nおよび I nか ら選択される少なくとも 1種からなる組成を有することが好ましい。 A gと Cuの比率は、 A gと Cuの合計量を 1 00質量部としたとき、 Cuの割合 が 1 0〜35質量部の範囲、 残部が Agとすることが好ましく、 特に共晶組 成を満足する比率とすることが望ましい。
[0038] A g _ C u系ろう材に T i、 Z rおよび H f から選択される少なくとも 1 種を 1〜5質量％の範囲で含有させることによって、 融点を上昇させて接合 強度を向上させつつ、 ポイドの発生等も抑制することができる。 A g _ C u 系ろう材の中でも、 特に A gおよび C uの 2元素を合計で 8 5質量％以上含 有し、 T iを 1質量0 /o以上 5質量％以下の範囲で含有し、 残部が S nからな るものが好適である。
[0039] A I系ろう材としては、 A Iの含有量が 9 0質量％以上で、 導電性を有す るものが好ましい。 A Iの含有量が 9 0質量％未満であると、 第 1の金属板 5と電子部品 9との接合、 あるいは第 2の金属板 7とベース板 1 1との接合 が困難となるおそれがある。 また、 接合自体は可能であるとしてもポイド等 が発生し、 接合強度が低下するおそれがある。
[0040] A I系ろう材は、 具体的には A Iを 9 0質量％以上含有し、 Yやランタノ ィド元素等の希土類元素から選択される少なくとも 1種を 0 . 1質量％以上 3質量％以下の範囲で含有し、 残部が S iからなる組成を有することが好ま しい。 A I系ろう材に 0 . 1〜 3質量％の希土類元素を含有させることによ つて、 融点を上昇させて接合強度を向上させつつ、 ボイドの発生等も抑制す ることができる。 A I系ろう材の中でも、 特に 9 0質量％以上の A Iと 0 . 1〜3質量％の丫を含有し、 残部が S iからなるものが好適である。
[0041 ] 次に、 上述した実施形態の電子部品モジュール 1の製造方法について説明 する。 まず、 電子部品モジュール 1の製造に先立って回路基板 2を製造する 。 すなわち、 セラミックス基板 3の両主面に公知の接合方法により第 1の金 属板 5と第 2の金属板 7を接合し、 回路基板 2を製造する。
[0042] 次いで、 回路基板 2の第 1の金属板 5の表面上のうち、 少なくとも電子部 品 9を接合しょうとする部分に、 電子部品 9の使用温度よリ高い融点を有す るろう材のペース卜を例えばスクリーン印刷により塗布して乾燥させる。 ま た、 第 2の金属板 7の表面上のうち少なくともベース板 1 1を接合しようと する部分にも、 同様なろう材のペース卜を例えばスクリーン印刷により塗布 して乾燥させる。
[0043] さらに、 第 1の金属板 5および第 2の金属板 7に塗布されたろう材ペース 卜上に、 電子部品 9およびベース板 1 1を接触させて配置した後、 それら全 体をろう材の融点程度に加熱し、 第 1の金属板 5と電子部品 9、 および第 2 の金属板 7とベース板 1 1とを接合することによって、 電子部品モジュール 1を作製する。 この際、 電子部品 9が複数個ある場合には、 それらの全てを 一括して塗布されたろう材ペースト上に接触、 配置して接合する。 このよう にすることで、 第 1の金属板 5上に複数の電子部品 9を一括して均等に接合 することができる。 さらに、 ベース板 1 1も同時に第 2の金属板 7に接合す ることができる。
[0044] 次に、 第 1および第 2の実施形態による電子部品モジュール 1の具体例に ついて説明する。 図 1に示す第 1の実施形態は、 回路基板 2上に電子部品 9 として S i素子や S i C素子等の半導体素子を搭載した電子部品モジュール 1に好適である。 図 1に示す電子部品モジュール 1は例えばパワー半導体モ ジュールである。 電子部品 9は例えば 3 0 0 °C以上の高温環境下で動作可能 な S i C素子であることが好ましい。 電子部品 9として S i素子や S i C素 子等を適用する場合においても、 図 2に示したように複数の電子部品 9を回 路基板 2上に搭載して電子部品モジュール 1を構成することも可能である。
[0045] 電子部品 9として S i素子や S i C素子等の半導体素子を搭載した電子部 品モジュール （パワー半導体モジュール） 1においては、 電子部品 9の使用 温度より高い融点を有するろう材層 8、 9を用いることによって、 回路基板 2からの電子部品 9やベース板 1 1の剥離、 電子部品 9の特性劣化等を抑制 することができる。
[0046] さらに、 ろう材層 8、 9に適用される A g _ C u系ろう材ゃ A I系ろう材 は、 従来の半田層に比べて厚さを薄くすることができるため、 回路基板 2と の間の熱抵抗を低減することにができる。 A g _ C u系ろう材ゃ A I系ろう 材からなるろう材層 8、 9の厚さは例えば 3 0 m以下、 さらには 1 0 m 以下とすることができる。 ろう材層 8、 9の厚さは 3 m以上とすることが 好ましい。 ろう材層 8、 9の厚さが 3 m未満の場合には、 十分な接合強度 が得られないおそれがある。 これらによって、 パワー半導体モジュール 1の ヒートサイクル特性 （T C T特性） を高めることが可能となる。
[0047] 図 2に示す第 2の実施形態は回路基板 2上に電子部品 9として熱電素子を 搭載した電子部品モジュール 1に好適である。 電子部品 9は例えば 3 0 0 °C 以上、 さらには 5 0 0 °C程度の高温環境下で動作可能な高温動作型の熱電素 子であることが好ましい。 このような熱電素子の構成材料としては、 M g A g A s型結晶構造を有する金属間化合物相を主相とする熱電材料 （ハーフホ イスラー材料） が例示される。 図 3に熱電変換モジュールの具体的な構成を 示す。 図 3に示す熱電変換モジュール 2 0は複数の p型熱電素子 9 Aと複数 の n型熱電素子 9 Bとを有している。 これら p型熱電素子 9 Aと n型熱電素 子 9 Bは同一平面上に交互に配列されており、 モジュール全体としてはマ卜 リックス状に配置されている。
[0048] p型熱電素子 9 Aと n型熱電素子 9 Bは、 第 1の回路基板 2 Aと第 2の回 路基板 2 Bとの間に配置されている。 1個の p型熱電素子 9 Aとこれに隣接 する 1個の n型熱電素子 9 Bの下部には、 これら素子間を接続する第 1の電 極として第 1の回路基板 2 Aの第 1の金属板 5 Aが配置されている。 他方、 1個の P型熱電素子 1 1とこれに隣接する 1個の n型熱電素子 1 2の上部に は、 これら素子間を接続する第 2の電極として第 2の回路基板 2 Bの第 1の 金属板 5 Bが配置されている。 第 1の電極としての金属板 5 Aと第 2の電極 としての金属板 5 Bは素子 1個分だけずれた状態で配置されている。
[0049] このようにして、 複数の p型熱電素子 9 Aと複数の n型熱電素子 9 Bとが 電気的に直列に接続されている。 すなわち、 p型熱電素子 9 A、 n型熱電素 子 9 B、 p型熱電素子 9 A、 n型熱電素子 9 B…の順に直流電流が流れるよ うに、 第 1の電極 5 Aと第 2の電極 5 Bがそれぞれ配置されている。 p型熱 電素子 9 Aおよび n型熱電素子 9 Bと電極 （金属板） 5 A、 5 Bとは、 前述 したように熱電素子 9 A、 9 Bの動作環境温度よリ高い融点を有するろう材 層 8を介して接合されている。 第 1の回路基板 2 Aの第 2の金属板 7 Aはべ ース板 1 1に接合されている。
[0050] 図 3に示す熱電変換モジュール 2 0は、 上下の回路基板 2 A、 2 B間に温 度差を与えるように、 第 1の回路基板 2 Aを低温側 （L ) に配置すると共に 、 第 2の回路基板 2 Bを高温側 （H ) に配置して使用される。 この温度差に 基づいて第 1の電極 5 Aと第 2の電極 5 Bとの間に電位差が生じ、 電極の終 端に負荷を接続すると電力を取り出すことができる。 このように、 高温動作 型の熱電素子 9 A、 9 Bを使用することによって、 熱電変換モジュール 2 0 を発電装置として利用することができる。
[0051 ] 熱電素子 9 A、 9 Bを搭載した熱電変換モジュール 2 0においては、 熱電 素子 9 A、 9 Bの動作環境温度よリ高い融点を有するろう材層 8を用いるこ とによって、 回路基板 2からの熱電素子 9 A、 9 Bの剥離や特性劣化等を抑 制することができる。 さらに、 高温側 （H ) に配置される第 1の電極 （第 1 の回路基板 2 Aの第 1の金属板 5 A) の厚さを低温側 （L ) に配置される第 2の電極 （第 2の回路基板 2 Bの第 1の金属板 5 B ) の厚さより薄くするこ とが好ましい。 これによつて、 熱電変換モジュール 2 0のヒートサイクル特 性 （T C T特性） をさらに高めることが可能となる。 特に、 高温側 （H ) と 低温側 （L ) との温度差が 3 0 0 °C以上、 さらには 4 0 0 °C以上の動作環境 下におけるヒートサイクル特性等を向上させることができる。
[0052] なお、 熱電変換モジュール 2 0は熱を電力に変換する発電用途に限らず、 電気を熱に変換する加熱用途にも使用可能である。 すなわち、 直列接続され た P型熱電素子 9 Aと n型熱電素子 9 Bに直流電流を流すと、 一方の回路基 板側では放熱が起こり、 他方の回路基板側では吸熱が起こる。 従って、 放熱 側の回路基板上に被処理体を配置することで、 被処理体を加熱することがで きる。 例えば、 半導体製造装置では半導体ウェハの温度制御を実施しており 、 このような温度制御に熱電変換モジュール 2 0を適用することができる。
[0053] 熱電変換モジュール 2 0は図 4に示すようにケース 2 1内に収容して使用 することも可能である。 熱電変換モジュール 2 0はケース 2 1に設けられた 電極 2 2と導電性ワイヤ 2 3を介して電気的に接続されている。 ケース 2 1 内には熱電変換モジュール 20を封止するように絶縁物質 24が充填されて いる。 絶縁物質 24としては、 例えばシリコーンゲル等のゲル状封止体が好 適に用いられる。 ケース 21による封止構造は熱電変換モジュール 20のみ ならず、 パワー半導体モジュールに対しても有効である。
[0054] 次に、 電子部品モジュール 1のろう材層 8を構成するろう材の融点と組成 、 さらに第 2の金属板 7の厚さに対する第 1の金属板 5の厚さの比が、 電子 部品モジュール 1の接合性、 動作可能温度に与える影響について、 実際に図 2に示した電子部品モジュール 1を製造して評価した結果について述べる。 なお、 ここでは電子部品モジュール 1にろう材層 1 0およびベース板 1 1を 設けない構造を適用した。
[0055] まず、 評価の対象となる電子部品モジュールを以下のようにして製造した 。 すなわち、 縦 3 OmmX横 35mmX厚さ 0. 32mm、 熱伝導率が 90 WZm■ K、 3点曲げ強度が 50 OMP a程度の S i 3N4焼結体からなるセ ラミックス基板 3を用意した。 このセラミックス基板 3の両面に活性金属を 含むろう材を 1 5 mの厚さで印刷し、 さらにそれぞれのろう材上に第 1の 金属板 5および第 2の金属板 7を接触させ、 1 X 1 0_3 Paの真空中にて 8 00°CX 1 0分間の熱処理を施して接合した。
[0056] ここで、 第 2の金属板 7の厚さ t 2は 0. 25 mmで一定とし、 第 1の金 属板 5の厚さ t 1は第 2の金属板 7 t 2の厚さに対する比 （ （t 1Zt 2) x 1 00 [%] ) が表 1に示すような値となるように設定した。 なお、 第 1 の金属板 5および第 2の金属板 7としては Cu板を使用した。 そして、 第 1 の金属板 5上にエッチングレジス卜を所定の形状に印刷し、 塩化第二鉄液に よリエツチング処理を行って回路パターンを形成した後、 エッチングレジス 卜を除去して回路基板 2とした。
[0057] 次いで、 第 1の金属板 5の電子部品 9が接合される部分に、 表 1に示すよ うな融点および組成を有するろう材を 20 mの厚さに印刷した。 なお、 こ の印刷された部分のろう材がろう材層 8となるものである。 また、 表 1に示 す A g_C u系ろう材を主として構成する A g_C u合金は、 A gおよび C Uの合計量に対して C Uの量が 2 8質量％となる共晶組成を有するものであ る。 接合後のろう材層の厚さは 1 0 1 5 mの範囲であった。
[0058] この後、 第 1の金属板 5のろう材を印刷した部分に、 電子部品 9として p 型熱電素子 （P型半導体素子） と n型熱電素子 （n型半導体素子） とを順に 接触させて配置し、 8 0 0 で1 0分間の熱処理を施して接合した。 熱電素 子の配置数は 7 2個とした。 このようにして、 図 2に示したような構造を有 する電子部品モジュール 1 (ろう材層 1 0およびベース板 1 1は設けず） を 得た。
[0059] [表 1 ]
Figure imgf000017_0001
[0060] 次に、 各電子部品モジュール 1について目視で電子部品 9の接合状態を調 ベ、 接合が可能であったものについて接合強度を測定した （TCT前の接合 性） 。 さらに、 各電子部品モジュール 1に対し、 _50°CX 30分→室温 X 1 0分→ 1 55°CX 30分→室温 X 1 0分を 1サイクルとして 3000サイ クルの熱サイクル試験を実施した。 この後、 目視で電子部品 9の接合の維持 性を調べた。 接合の維持が可能であったものについては、 接合強度を測定し た （TCT後の接合性） 。 それらの結果を表 2に示す。
[0061] なお、 表 2において、 TCT前における接合性の 「良好」 は、 目視により 接合が可能であることが確認されると共に、 接合強度が 9. S kNZm以上 であったことを示す。 TCT前における接合性の 「不良」 は、 目視により接 合が可能であることが確認されたものの、 接合強度が 9. 8 kNZm未満で あったことを示す。 TCT前における接合性の 「接合不可」 は、 目視により 接合が不可能であることが確認されたことを示す。
[0062] TCT後における接合性の 「良好」 は、 TCT後に目視により接合が維持 されていることが確認されると共に、 9. 8 k NZm以上の接合強度が維持 されていたことを示す。 TCT後における接合性の 「不良」 は、 目視により 接合が維持されていることが確認されたものの、 接合強度が 9. 8 k NZm 未満であったことを示す。 TCT後における接合性の 「接合維持不可」 は、 目視によリ接合が維持されていないことが確認されたことを示す。
[0063] 次に、 接合性 （TCT前、 TCT後） が良好であった電子部品モジュール
1について、 実際に 300°Cまたは 500°Cの条件下で動作させ、 動作可能 であるかどうかを試験した。 その結果を併せて表 2に示す。 なお、 表 2中の 「500°Cまで」 は 300°Cおよび 500°Cで動作することが確認されたこ とを示す。 「300°Cまで」 は 300°Cでは動作することが確認されたもの の、 500°Cでは動作が確認されなかったことを示す。
[0064] [表 2]
Figure imgf000019_0001
[0065] 表 1および表 2から明らかなように、 ろう材層 8を構成するろう材として は、 特に A gおよび C uの 2元素の合計した含有量が 85 w t %以上である A g_C u系ろう材、 または A Iの含有量が 9 Ow t %以上である A I系ろ う材が好ましいことが分かる。 第 2の金属板 7の厚さに対する第 1の金属板 5の厚さの比は 50%以上 200%以下であることが好ましく、 75%以上 1 50%以下であればより好ましいことが分かる。
[0066] 次に、 図 1に構造を示したパワー半導体モジュールを作製し、 その TCT 特性を測定、 評価した。 回路基板は上述した具体例と同様なものとした。 電 子部品 9としては S i C素子を適用した。 S i C素子は表 1の試料 3と試料 1 3と同様な組成を有するろう材で回路基板に接合した。 試料 3の同様なろ ぅ材を用いたパワー半導体モジュールを試料 20、 試料 1 3の同様なろう材 を用いたパワー半導体モジュールを試料 2 1とした。 これらパワー半導体モ ジュールの T C T特性を以下のようにして評価した。
[0067] すなわち、 試料 3と試料 1 3と同様な組成を有するろう材層を用いて S i C素子を接合した各パワー半導体モジュールに対し、 25°CX 1 0分→30 0°CX 1 0分を 1サイクルとして 3000サイクルの熱サイクル試験を実施 した。 さらに、 25°CX 1 0分→500°CX 1 0分を 1サイクルとする熱サ ィクル試験、 また 25°CX 1 0分→600°CX 1 0分を 1サイクルとする熱 サイクル試験を、 それぞれ 3000サイクル実施した。 これら各熱サイクル 試験後の接合不良の有無を確認した。 これらの結果を表 3に示す。
[0068] [表 3]
Figure imgf000020_0001
[0069] 表 3から明らかなように、 ろう材として S nを 1 0〜 1 4質量％の範囲で 含有する A g_C u _T i系ろう材を用いることによって、 高温での TCT 特性を高めることができる。 ろう材の接合温度より 200°C低い温度までは 動作が確認されたが、 ろう材の融点から 1 00°C低い温度では接合不良が多 く確認された。 試料 2 1 (A I -S i系ろう材） はろう材の融点が低いため 、 500°C以上では TCT特性が低下した。 このことから、 ろう材の融点よ リ 200°C低い温度までは接合の信頼性を維持できることが分かる。
[0070] 次に、 図 3に構造を示した熱電変換モジュールを作製し、 その TCT特性 を測定、 評価した。 ただし、 高温側 （H) に配置される第 1の電極 5 Aの厚 さ T 1と低温側 （L) に配置される第 2の電極 5 Bの厚さ T 2との比を、 表 4に示すように変化させて熱電変換モジュール （試料 22〜26) を作製し た。 これら各熱電変換モジュールの T C T特性を以下のようにして評価した
[0071] すなわち、 低温側 （L) を 25°C、 高温側 （H) を 200°Cまたは 500 °Cとし、 25°CX 1 0分→200°Cまたは 500°Cx 30分を 1サイクルと して 3000サイクルの熱サイクル試験を実施した。 各熱サイクル試験後の 熱電モジュールの動作を確認した。 TCT試験後も動作したものを 「良好」 、 動作しなかったものを 「不良」 とした。 TCT試験後も熱電モジュールが 動作するということは、 熱電素子と電極との間に接合不良が発生していない ことを意味する。 これらの結果を表 4に示す。
[0072] 熱電素子 9A、 9 Bとしては、 M g A g A s型結晶構造を有する金属間化 合物相を主相とする熱電材料を用いた。 回路基板 3としては窒化珪素基板 （ 厚さ 0. 3mmX横 6 OmmX縦 6 Omm) に電極 5A、 5Bとして銅板を 接合したものを用いた。 熱電素子と電極との接合、 および電極と窒化珪素基 板との接合には、 £を69質量％、 Cuを 21質量％、 T iを 2質量％含 有し、 残部が S nの組成を有するろう材を使用した。 接合後のろう材層の厚 さは 1 0〜1 5 mとなるようにした。 熱電素子 （9A、 9 B) は回路基板 3上に 64個 （=8 X 8個） 接合した。 参考例 （試料 27) として、 接合層 に厚さ 20 mの T i層を用いたものを用意した。
[0073] [表 4]
Figure imgf000021_0001
[0074] 表 4から明らかなように、 高温側の温度が 200°C以下の場合、 つまリは 高温側の温度と低温側の温度差が 2 0 0 °C以下の場合には、 不良が確認され なかった。 一方、 高温側と低温側の温度差が 3 0 0 °C以上の場合には、 高温 側の電極厚さ T 1を低温側の電極厚さ T 2より薄くする （T 1 < T 2 ) こと によって、 T C T特性を高めることができる。 一方、 高温側を 5 0 0 °Cとし たときに不良が発生した試料 2 2、 試料 2 6、 試料 2 7を比べると、 電極の 剥がれ等の接合不良の発生割合は、 参考例 （試料 2 7 ) が熱電素子数 6 4個 中平均 3 0個、 試料 2 6が 2 3個、 試料 2 2が 1 7個であった。 これは T i 単層では熱応力の緩和が十分ではなかったためであると考えられる。
[0075] なお、 本発明は上記した実施形態に限られるものではなく、 実施段階では その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。 また、 各実 施形態は可能な範囲で適宜組合せて実施することができ、 その場合には組合 せた効果が得られる。 さらに、 上記実施形態には種々の段階の発明が含まれ ており、 開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明 が抽出され得る。
産業上の利用可能性
[0076] 本発明の態様に係る電子部品モジュールによれば、 使用温度に基づく電子 部品の剥離等を抑制することできる。 従って、 信頼性に優れた電子部品モジ ユールを提供することが可能となる。 このような電子部品モジュールは各種 の電子部品、 特に高温環境下で使用される電子部品に有効に利用されるもの である。

Claims

請求の範囲
[1 ] 第 1の主面と、 前記第 1の主面とは反対側の第 2の主面とを有するセラミ ックス基板と、 前記セラミックス基板の前記第 1の主面に接合された第 1の 金属板と、 前記セラミックス基板の前記第 2の主面に接合された第 2の金属 板とを備える回路基板と、
前記第 1および第 2の金属板の少なくとも一方にろう材層を介して接合さ れ、 少なくとも 1 2 5 °Cで動作可能な電子部品とを具備し、
前記ろう材層は前記電子部品の使用温度より高い融点を有するろう材から なることを特徴とする電子部品モジュール。
[2] 請求項 1記載の電子部品モジュールにおいて、
前記ろう材は前記電子部品の動作環境温度よリ高い融点を有することを特 徴とする電子部品モジュール。
[3] 請求項 2記載の電子部品モジュールにおいて、
前記電子部品の前記動作環境温度は 3 0 0 °C以上であることを特徴とする 電子部品モジュール。
[4] 請求項 3記載の電子部品モジュールにおいて、
前記電子部品は S i C半導体素子であることを特徴とする電子部品モジュ ール。
[5] 請求項 3記載の電子部品モジュールにおいて、
前記電子部品は熱電素子であることを特徴とする電子部品モジュール。
[6] 請求項 1記載の電子部品モジュールにおいて、
前記第 1の金属板には複数の前記電子部品が接合されていることを特徴と する電子部品モジュール。
[7] 請求項 1記載の電子部品モジュールにおいて、
前記第 2の金属板にはろう材層を介してベース板が接合されていることを 特徴とする電子部品モジュール。
[8] 請求項 7記載の電子部品モジュールにおいて、
前記ろう材層は前記電子部品の使用温度より高い融点を有するろう材から なることを特徴とする電子部品モジュール。
請求項 1記載の電子部品モジュールにおいて、
前記第 2の金属板の厚さに対する前記第 1の金属板の厚さの比は 5 0 %以 上 2 0 0 %以下の範囲であることを特徴とする電子部品モジュール。
請求項 1記載の電子部品モジュールにおいて、
前記ろう材は A gおよび C uを合計で 8 5質量％以上含有する A g _ C u 系ろう材であることを特徴とする電子部品モジュール。
請求項 1 0記載の電子部品モジュールにおいて、
前記 A g _ C u系ろう材は、 さらに T i、 Z rおよび H f から選択される 少なくとも 1種を 1質量％以上 5質量％以下の範囲で含有し、 残部が S nお よび I nから選択される少なくとも 1種からなる組成を有することを特徴と する電子部品モジュール。
請求項 1 0記載の電子部品モジュールにおいて、
前記 A g _ C u系ろう材は、 £と〇リの合計量を1 0 0質量部としたと き、 C uの割合が 1 0〜3 5質量部の範囲の組成を有することを特徴とする 電子部品モジュール。
請求項 1記載の電子部品モジュールにおいて、
前記ろう材は A Iを 9 0質量％以上含有する A I系ろう材であることを特 徴とする電子部品モジュール。
請求項 1 3記載の電子部品モジュールにおいて、
前記 A I系ろう材は、 さらに希土類元素から選択される少なくとも 1種を 0 . 1質量0 /o以上 3質量％以下の範囲で含有し、 残部が S iからなる組成を 有することを特徴とする電子部品モジュール。
請求項 1記載の電子部品モジュールにおいて、
さらに、 前記電子部品が接合された前記回路基板を収容するケースと、 前 記ケースに設けられた電極と、 前記電子部品と前記回路基板とを封止するよ うに前記ケース内に充填された絶縁物質とを具備することを特徴とする電子 部品モジュール。
PCT/JP2007/000169 2006-03-08 2007-03-05 電子部品モジュール WO2007105361A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07713551.5A EP2006895B1 (en) 2006-03-08 2007-03-05 Electronic component module
JP2008504986A JPWO2007105361A1 (ja) 2006-03-08 2007-03-05 電子部品モジュール
US12/281,856 US8273993B2 (en) 2006-03-08 2007-03-05 Electronic component module
CN2007800081204A CN101401197B (zh) 2006-03-08 2007-03-05 电子元器件模块
US13/589,446 US9214617B2 (en) 2006-03-08 2012-08-20 Electronic component module

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006-062706 2006-03-08
JP2006062706 2006-03-08

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US28185608A Continuation 2006-03-08 2008-09-05
US13/589,446 Division US9214617B2 (en) 2006-03-08 2012-08-20 Electronic component module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007105361A1 true WO2007105361A1 (ja) 2007-09-20

Family

ID=38509202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/000169 WO2007105361A1 (ja) 2006-03-08 2007-03-05 電子部品モジュール

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8273993B2 (ja)
EP (1) EP2006895B1 (ja)
JP (2) JPWO2007105361A1 (ja)
CN (1) CN101401197B (ja)
TW (1) TWI397979B (ja)
WO (1) WO2007105361A1 (ja)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008135516A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Yamaha Corp 熱電変換モジュールの接合体
JP2010093225A (ja) * 2008-03-17 2010-04-22 Mitsubishi Materials Corp ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びその製造方法、並びに、ヒートシンク付パワーモジュール、パワーモジュール用基板
CN101859751A (zh) * 2010-05-20 2010-10-13 中国电子科技集团公司第四十三研究所 一种陶瓷复合基板
US20110067906A1 (en) * 2008-05-16 2011-03-24 Mitsubishi Materials Corporation Power module substrate, power module, and method for manufacturing power module substrate
JP2011067849A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Kyocera Corp ろう材およびこれを用いて接合された放熱基体
US20120055527A1 (en) * 2009-03-04 2012-03-08 Elringklinger Ag Structural element for thermally shielding engines or engine components, in particular a heat shield for combustion engines
JP2012079803A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Kyocera Corp 熱電モジュール
JP2014027272A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 General Electric Co <Ge> 信頼性のある表面実装集積型パワーモジュール
JP2014091673A (ja) * 2012-11-07 2014-05-19 Denki Kagaku Kogyo Kk 窒化物系セラミックス回路基板
WO2016013366A1 (ja) * 2014-07-25 2016-01-28 日立化成株式会社 熱電変換モジュールおよびその製造方法
US9277639B2 (en) 2012-10-04 2016-03-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor circuit board, semiconductor device using the same, and method for manufacturing semiconductor circuit board
WO2016093238A1 (ja) * 2014-12-10 2016-06-16 日立化成株式会社 熱電変換装置
JP2016174165A (ja) * 2011-12-20 2016-09-29 株式会社東芝 半導体装置
JP2017069443A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 ヤマハ株式会社 熱電変換モジュール
WO2017090422A1 (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 三菱マテリアル株式会社 セラミックス／アルミニウム接合体、絶縁回路基板、パワーモジュール、ｌｅｄモジュール、熱電モジュール
JP2017108107A (ja) * 2015-11-26 2017-06-15 三菱マテリアル株式会社 セラミックス／アルミニウム接合体、絶縁回路基板、パワーモジュール、ｌｅｄモジュール、熱電モジュール
JP2017130596A (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 日立化成株式会社 熱電変換モジュールおよびその製造方法
JP2018107424A (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 三菱マテリアル株式会社 ケース付熱電変換モジュール
JPWO2017056360A1 (ja) * 2015-09-28 2018-07-19 株式会社東芝 回路基板および半導体装置
US10109555B2 (en) 2015-02-02 2018-10-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Silicon nitride circuit board and electronic component module using the same
US10160690B2 (en) 2015-09-28 2018-12-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Silicon nitride circuit board and semiconductor module using the same

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007105361A1 (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba 電子部品モジュール
EP2296177B1 (en) * 2008-06-06 2021-04-14 Mitsubishi Materials Corporation Method for manufacturing a power module substrate
WO2011030754A1 (ja) * 2009-09-09 2011-03-17 三菱マテリアル株式会社 ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法、ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びパワーモジュール
JP5488619B2 (ja) * 2010-02-05 2014-05-14 三菱マテリアル株式会社 パワーモジュール用基板及びパワーモジュール
JP5515947B2 (ja) * 2010-03-29 2014-06-11 株式会社豊田自動織機 冷却装置
DE102011103746A1 (de) * 2011-05-31 2012-12-06 Ixys Semiconductor Gmbh Verfahren zum Fügen von Metall-Keramik-Substraten an Metallkörpern
DE102012102090A1 (de) * 2012-01-31 2013-08-01 Curamik Electronics Gmbh Thermoelektrisches Generatormodul, Metall-Keramik-Substrat sowie Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates
JP2013229579A (ja) * 2012-03-30 2013-11-07 Mitsubishi Materials Corp パワーモジュール用基板、ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びパワーモジュール
US9113583B2 (en) * 2012-07-31 2015-08-18 General Electric Company Electronic circuit board, assembly and a related method thereof
KR101805325B1 (ko) * 2013-08-08 2017-12-05 가부시끼가이샤 도시바 회로 기판 및 반도체 장치
JP5720839B2 (ja) 2013-08-26 2015-05-20 三菱マテリアル株式会社 接合体及びパワーモジュール用基板
US9585241B2 (en) * 2013-09-24 2017-02-28 Infineon Technologies Ag Substrate, chip arrangement, and method for manufacturing the same
KR102281065B1 (ko) * 2014-01-23 2021-07-23 엘지이노텍 주식회사 열전모듈 및 이를 포함하는 냉각장치
JP6192561B2 (ja) * 2014-02-17 2017-09-06 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
DE102014203176A1 (de) * 2014-02-21 2015-09-10 MAHLE Behr GmbH & Co. KG Thermoelektrische Vorrichtung, insbesondere thermoelektrischer Generator oder Wärmepumpe
US10351386B2 (en) 2014-09-15 2019-07-16 Otis Elevator Company System and method of initiating elevator service by entering an elevator call
CN107004643B (zh) * 2014-12-16 2019-07-30 京瓷株式会社 电路基板及电子装置
JP6370257B2 (ja) * 2015-04-27 2018-08-08 三菱電機株式会社 半導体装置
DE102015219737A1 (de) 2015-04-27 2016-10-27 Mahle International Gmbh Thermoelektrisches Modul
CN104867888A (zh) * 2015-05-04 2015-08-26 嘉兴斯达半导体股份有限公司 一种高散热性SiC的功率模块
CN105047807A (zh) * 2015-08-01 2015-11-11 河南鸿昌电子有限公司 半导体致冷件的制造方法
JP6794732B2 (ja) * 2015-09-28 2020-12-02 三菱マテリアル株式会社 熱電変換モジュール及び熱電変換装置
WO2017057259A1 (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 三菱マテリアル株式会社 熱電変換モジュール及び熱電変換装置
CN107026133A (zh) * 2016-01-29 2017-08-08 台达电子工业股份有限公司 致冷晶片散热模组
JP6904088B2 (ja) * 2016-06-30 2021-07-14 三菱マテリアル株式会社 銅／セラミックス接合体、及び、絶縁回路基板
JP6717238B2 (ja) * 2017-03-07 2020-07-01 三菱マテリアル株式会社 ヒートシンク付パワーモジュール用基板
JP7127641B2 (ja) * 2017-05-11 2022-08-30 住友電気工業株式会社 半導体装置
KR102479866B1 (ko) * 2017-05-30 2022-12-20 덴카 주식회사 세라믹스 회로 기판 및 그 제조 방법
JP6870767B2 (ja) 2019-09-02 2021-05-12 三菱マテリアル株式会社 銅／セラミックス接合体、及び、絶縁回路基板
WO2021112060A1 (ja) * 2019-12-02 2021-06-10 三菱マテリアル株式会社 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
KR102611698B1 (ko) * 2021-03-31 2023-12-08 주식회사 아모센스 파워모듈의 제조방법

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1098140A (ja) 1996-09-24 1998-04-14 Hitachi Ltd マルチチップ型半導体装置
JP2000323630A (ja) * 1999-03-11 2000-11-24 Mitsubishi Materials Corp 半導体装置
JP2002201072A (ja) 2000-12-27 2002-07-16 Toshiba Corp ＡｌＮ焼結体およびこれを用いたＡｌＮ回路基板
JP2002203993A (ja) 2000-12-27 2002-07-19 Toshiba Corp 熱電モジュール用基板およびそれを用いた熱電モジュール
JP2003204020A (ja) * 2002-01-04 2003-07-18 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2003309294A (ja) 2002-02-12 2003-10-31 Komatsu Ltd 熱電モジュール
JP2005032833A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Toshiba Corp モジュール型半導体装置
JP2005286229A (ja) 2004-03-30 2005-10-13 Toshiba Corp 熱電材料および熱電変換素子
JP2005353880A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 電力変換装置
WO2006067986A1 (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Kabushiki Kaisha Toshiba 熱電変換モジュールとそれを用いた熱交換器および熱電発電装置

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6238796A (ja) * 1985-08-10 1987-02-19 Furukawa Alum Co Ltd 真空ブレ−ジング用シ−ト
JPH0635077B2 (ja) 1985-10-02 1994-05-11 田中貴金属工業株式会社 セラミックス用ろう材
JPS6471136A (en) 1987-09-10 1989-03-16 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JPH05136290A (ja) * 1991-11-11 1993-06-01 Toshiba Corp セラミツクス回路基板
US5561322A (en) * 1994-11-09 1996-10-01 International Business Machines Corporation Semiconductor chip package with enhanced thermal conductivity
EP0766307B1 (en) * 1995-03-20 2007-08-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Silicon nitride circuit board
US5928768A (en) * 1995-03-20 1999-07-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Silicon nitride circuit board
DE19527867A1 (de) * 1995-07-29 1997-01-30 Schulz Harder Juergen Metall-Substrat für elektrische und/oder elektronische Schaltkreise
US5837388A (en) 1995-08-07 1998-11-17 The Furukawa Electric Co., Ltd. Aluminum alloy solder material, its manufacturing method, brazing sheet using this material, and method of manufacturing aluminum alloy heat exchanger using this sheet
CN1053133C (zh) 1996-05-14 2000-06-07 西北有色金属研究院 一种铝－钛－铝钎焊料三层轧制复合板
US6286206B1 (en) * 1997-02-25 2001-09-11 Chou H. Li Heat-resistant electronic systems and circuit boards
JP3682552B2 (ja) 1997-03-12 2005-08-10 同和鉱業株式会社 金属−セラミックス複合基板の製造方法
JPH118414A (ja) 1997-06-18 1999-01-12 Sony Corp 半導体装置および半導体発光装置
JP3463790B2 (ja) 1998-03-17 2003-11-05 日本特殊陶業株式会社 配線基板
JPH11325466A (ja) 1998-05-13 1999-11-26 Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd 点火装置
JP2000101064A (ja) 1998-09-25 2000-04-07 Sanyo Electric Co Ltd 電極、ＳｉＣの電極及びＳｉＣデバイス
JP2000271769A (ja) 1999-03-29 2000-10-03 Sanyo Electric Co Ltd 溶着方法、それを用いた電極構造の製造方法、電極構造および熱電素子の製造方法並びに熱電素子
US6700053B2 (en) * 2000-07-03 2004-03-02 Komatsu Ltd. Thermoelectric module
JP2002094131A (ja) * 2000-09-13 2002-03-29 Sumitomo Special Metals Co Ltd 熱電変換素子
DE10146227B4 (de) * 2000-09-20 2015-01-29 Hitachi Metals, Ltd. Siliciumnitrid-Sinterkörper, Leiterplatte und thermoelektrisches Modul
JP2002203942A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Fuji Electric Co Ltd パワー半導体モジュール
JP2002280621A (ja) * 2001-01-15 2002-09-27 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザーモジュール、ペルチェモジュールおよびペルチェモジュール一体型ヒートスプレッダー
US7069645B2 (en) * 2001-03-29 2006-07-04 Ngk Insulators, Ltd. Method for producing a circuit board
JP2002359453A (ja) * 2001-03-29 2002-12-13 Ngk Insulators Ltd 回路基板及びその製造方法
JP2002343911A (ja) * 2001-05-16 2002-11-29 Hitachi Metals Ltd 基 板
JP4969738B2 (ja) * 2001-06-28 2012-07-04 株式会社東芝 セラミックス回路基板およびそれを用いた半導体モジュール
JP3641232B2 (ja) * 2001-11-13 2005-04-20 本田技研工業株式会社 インバータ装置及びその製造方法
EP1498946B1 (en) 2002-04-19 2012-04-04 Mitsubishi Materials Corporation Circuit board, process for producing the same and power module
JP2004063656A (ja) * 2002-07-26 2004-02-26 Toshiba Corp 熱電変換装置
JP2004095670A (ja) 2002-08-29 2004-03-25 Toshiba Corp 半導体装置
JP4096741B2 (ja) * 2003-01-16 2008-06-04 松下電器産業株式会社 半導体装置
JP4362597B2 (ja) * 2003-05-30 2009-11-11 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 金属−セラミックス回路基板およびその製造方法
JP4028452B2 (ja) * 2003-08-27 2007-12-26 Ｄｏｗａホールディングス株式会社 電子部品搭載基板およびその製造方法
CN100508698C (zh) * 2003-09-25 2009-07-01 株式会社东芝 陶瓷电路板、其生产方法以及电源模块
US7586125B2 (en) * 2006-02-20 2009-09-08 Industrial Technology Research Institute Light emitting diode package structure and fabricating method thereof
WO2007105361A1 (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba 電子部品モジュール

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1098140A (ja) 1996-09-24 1998-04-14 Hitachi Ltd マルチチップ型半導体装置
JP2000323630A (ja) * 1999-03-11 2000-11-24 Mitsubishi Materials Corp 半導体装置
JP2002201072A (ja) 2000-12-27 2002-07-16 Toshiba Corp ＡｌＮ焼結体およびこれを用いたＡｌＮ回路基板
JP2002203993A (ja) 2000-12-27 2002-07-19 Toshiba Corp 熱電モジュール用基板およびそれを用いた熱電モジュール
JP2003204020A (ja) * 2002-01-04 2003-07-18 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2003309294A (ja) 2002-02-12 2003-10-31 Komatsu Ltd 熱電モジュール
JP2005032833A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Toshiba Corp モジュール型半導体装置
JP2005286229A (ja) 2004-03-30 2005-10-13 Toshiba Corp 熱電材料および熱電変換素子
JP2005353880A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 電力変換装置
WO2006067986A1 (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Kabushiki Kaisha Toshiba 熱電変換モジュールとそれを用いた熱交換器および熱電発電装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2006895A4

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008135516A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Yamaha Corp 熱電変換モジュールの接合体
US8637777B2 (en) 2008-03-17 2014-01-28 Mitsubishi Materials Corporation Power module substrate having heatsink, method for manufacturing the same, power module having heatsink, and power module substrate
JP2010093225A (ja) * 2008-03-17 2010-04-22 Mitsubishi Materials Corp ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びその製造方法、並びに、ヒートシンク付パワーモジュール、パワーモジュール用基板
EP2259308A4 (en) * 2008-03-17 2014-11-05 Mitsubishi Materials Corp SUBSTRATE FOR POWER MODULE WITH COOLANT AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, POWER MODULE WITH COOLING BODY AND SUBSTRATE FOR POWER MODULE
US9095062B2 (en) 2008-05-16 2015-07-28 Mitsubishi Materials Corporation Power module substrate, power module, and method for manufacturing power module substrate
US20110067906A1 (en) * 2008-05-16 2011-03-24 Mitsubishi Materials Corporation Power module substrate, power module, and method for manufacturing power module substrate
US9101063B2 (en) 2008-05-16 2015-08-04 Mitsubishi Materials Corporation Power module substrate, power module, and method for manufacturing power module substrate
US8609993B2 (en) * 2008-05-16 2013-12-17 Mitsubishi Materials Corporation Power module substrate, power module, and method for manufacturing power module substrate
US20120055527A1 (en) * 2009-03-04 2012-03-08 Elringklinger Ag Structural element for thermally shielding engines or engine components, in particular a heat shield for combustion engines
JP2011067849A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Kyocera Corp ろう材およびこれを用いて接合された放熱基体
CN101859751A (zh) * 2010-05-20 2010-10-13 中国电子科技集团公司第四十三研究所 一种陶瓷复合基板
JP2012079803A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Kyocera Corp 熱電モジュール
JP2017130686A (ja) * 2011-12-20 2017-07-27 株式会社東芝 セラミックス銅回路基板および半導体装置
JP2016174165A (ja) * 2011-12-20 2016-09-29 株式会社東芝 半導体装置
JP2014027272A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 General Electric Co <Ge> 信頼性のある表面実装集積型パワーモジュール
US9277639B2 (en) 2012-10-04 2016-03-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor circuit board, semiconductor device using the same, and method for manufacturing semiconductor circuit board
JP2014091673A (ja) * 2012-11-07 2014-05-19 Denki Kagaku Kogyo Kk 窒化物系セラミックス回路基板
WO2016013366A1 (ja) * 2014-07-25 2016-01-28 日立化成株式会社 熱電変換モジュールおよびその製造方法
WO2016093238A1 (ja) * 2014-12-10 2016-06-16 日立化成株式会社 熱電変換装置
US10366938B2 (en) 2015-02-02 2019-07-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Silicon nitride circuit board and electronic component module using the same
US10109555B2 (en) 2015-02-02 2018-10-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Silicon nitride circuit board and electronic component module using the same
US10160690B2 (en) 2015-09-28 2018-12-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Silicon nitride circuit board and semiconductor module using the same
JP7000545B2 (ja) 2015-09-28 2022-01-19 株式会社東芝 半導体モジュールの製造方法
JP2021052206A (ja) * 2015-09-28 2021-04-01 株式会社東芝 半導体モジュールの製造方法
JPWO2017056360A1 (ja) * 2015-09-28 2018-07-19 株式会社東芝 回路基板および半導体装置
JP2017069443A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 ヤマハ株式会社 熱電変換モジュール
US10526252B2 (en) 2015-11-26 2020-01-07 Mitsubishi Materials Corporation Ceramic/aluminum joined body, insulating circuit board, power module, LED module, and thermoelectric module
WO2017090422A1 (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 三菱マテリアル株式会社 セラミックス／アルミニウム接合体、絶縁回路基板、パワーモジュール、ｌｅｄモジュール、熱電モジュール
JP2017108107A (ja) * 2015-11-26 2017-06-15 三菱マテリアル株式会社 セラミックス／アルミニウム接合体、絶縁回路基板、パワーモジュール、ｌｅｄモジュール、熱電モジュール
JP2017130596A (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 日立化成株式会社 熱電変換モジュールおよびその製造方法
JP2018107424A (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 三菱マテリアル株式会社 ケース付熱電変換モジュール
JP7151068B2 (ja) 2016-12-26 2022-10-12 三菱マテリアル株式会社 ケース付熱電変換モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013048294A (ja) 2013-03-07
CN101401197A (zh) 2009-04-01
EP2006895A1 (en) 2008-12-24
EP2006895B1 (en) 2019-09-18
CN101401197B (zh) 2011-05-18
JPWO2007105361A1 (ja) 2009-07-30
US20120305304A1 (en) 2012-12-06
EP2006895A4 (en) 2016-08-10
JP5656962B2 (ja) 2015-01-21
TWI397979B (zh) 2013-06-01
US8273993B2 (en) 2012-09-25
US20090056996A1 (en) 2009-03-05
TW200802744A (en) 2008-01-01
US9214617B2 (en) 2015-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5656962B2 (ja) 電子部品モジュール
EP3590909B1 (en) Copper/ceramic joined body insulated circuit board, method for producing copper/ceramic joined body, and method for producing insulated circuit board
EP3352233B1 (en) Thermoelectric conversion module and thermoelectric conversion device
KR101102214B1 (ko) 금속 표면의 접촉을 위한 방법 및 페이스트
JPH07202063A (ja) セラミックス回路基板
JP6907546B2 (ja) パワーモジュール
KR100374379B1 (ko) 기판
KR20200135378A (ko) 전자 부품 실장 모듈
JPH06342940A (ja) 熱発電器およびその製造方法
EP3139419A1 (en) Thermoelectric conversion module and manufacturing method thereof
JP2021095327A (ja) 銅／セラミックス接合体、及び、絶縁回路基板
JP7008188B2 (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、及び、絶縁回路基板の製造方法
US20240055392A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP4244723B2 (ja) パワーモジュール及びその製造方法
JP2007250807A (ja) 電子部品搭載回路基板の製造方法およびそれを用いたモジュールの製造方法
JP2004119833A (ja) 熱電素子モジュール及びその製造方法
JP2004134703A (ja) 端子付き回路基板
JP2004327732A (ja) セラミック回路基板及び電気回路モジュール
JP2005285885A (ja) 半導体装置
TWI745572B (zh) 電子零件安裝模組
JP3283119B2 (ja) 回路基板
Zheng Processing and Properties of Die-attachment on Copper Surface by Low-temperature Sintering of Nanosilver Paste
JP2015095610A (ja) ペルチェ素子
JP2005044832A (ja) セラミックス回路基板
JP2004221478A (ja) 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置

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: 07713551

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008504986

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12281856

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780008120.4

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007713551

Country of ref document: EP

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务，不要输入任何密码和下载