接合结构体制造技术

接合结构体(1)是2个被接合件(11、12)与在这些被接合件之间相邻地形成的接合部(15)接合而成的。接合部(15)由以铜为主体的材料构成。在接合结构体(1)的厚度方向(Z)剖视中，该接合结构体的端部区域(A2)处的被接合件与接合部的接合比例(Rs)相对于该接合结构体的中央区域(A1)处的被接合件与接合部的接合比例(Rc)之比(Rs/Rc)为0.6以上且0.9以下。接合比例(Rc)为0.3以上。例(Rc)为0.3以上。例(Rc)为0.3以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接合结构体


[0001]本专利技术涉及一种接合结构体。

技术介绍

[0002]随着近年来的世界性节能化的趋势，作为逆变器等电力转换/控制装置，被称为功率器件的半导体器件被广泛使用。作为能够应用于这样的器件的技术，本申请人提出了通过包含铜且具有预定的化学结构的接合部将2个被接合件连接的接合结构(参照专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：国际公开第2020/032161号小册子

技术实现思路

[0006]专利文献1所记载的接合结构能够显现出高接合强度，例如在将具备该接合结构的半导体器件用于汽车用途等时，即使长期置于温度变化剧烈的环境中，也能够较高地维持接合强度，即，要求高接合可靠性。
[0007]本专利技术的课题在于提供一种具有高接合可靠性的接合结构体。
[0008]本专利技术提供一种接合结构体，其是2个被接合件与在这些被接合件之间相邻地形成的接合部接合而成的，
[0009]所述接合部由以铜为主体的材料构成，
[0010]在所述接合结构体的厚度方向剖视中，该接合结构体的端部区域处的所述被接合件与所述接合部的接合比例Rs相对于该接合结构体的中央区域处的所述被接合件与所述接合部的接合比例Rc之比(Rs/Rc)为0.6以上0.9以下，
[0011]所述接合比例Rc为0.3以上。
附图说明
[0012]图1的(a)是本专利技术的接合结构体的一实施方式的示意性的俯视图，图1的(b)是图1的(a)中的I
‑
I线处的示意性的剖视图。
[0013]图2的(a)是示意性地表示在图1的(a)所示的接合结构体1的厚度方向剖视中，被接合件11与接合部15的界面的中央区域A1的全景图像的放大图，图2的(b)是示意性地表示在图1的(a)所示的接合结构体1的厚度方向剖视中，被接合件11与接合部15的界面的端部区域A2的全景图像的放大图。
[0014]图3的(a)是实施例1的接合结构体1的冷热循环试验前的超声波图像，图3的(b)是实施例1的接合结构体1的冷热循环试验后的超声波图像。
[0015]图4的(a)是比较例1的接合结构体1的冷热循环试验前的超声波图像，图4的(b)是比较例1的接合结构体1的冷热循环试验后的超声波图像。
具体实施方式
[0016]以下，基于其优选的实施方式对本专利技术的接合结构体进行说明。
[0017]图1的(a)和(b)表示本专利技术的接合结构体的一实施方式。在该图所示的实施方式中，接合结构体1具有第1被接合件11(以下，也将其简称为“被接合件11”。)和第2被接合件12(以下，也将其简称为“被接合件12”。)，具有在这些被接合件11、12之间相邻地形成的接合部15。接合结构体1中的被接合件11、12经由接合部15接合，在各被接合件11、12与接合部15之间不隔着其他构件。该图所示的实施方式的接合结构体1成为在第2被接合件12的一个面上依次层叠有接合部15和第1被接合件11的状态。
[0018]图1的(a)和(b)所示的被接合件11构成为其尺寸比被接合件12小，但不限于该方式，各被接合件11、12也可以是彼此相同的尺寸，被接合件11也可以构成为比被接合件12大。而且，该图所示的各被接合件11、12以及接合部15均为平面，但也可以根据需要而成为曲面。
[0019]另外，图1的(a)和(b)所示的接合部15形成为其周缘比被接合件11的周缘向外侧延伸，但不限于该方式，也可以以接合部15的周缘与被接合件11的周缘一致的状态形成。
[0020]各被接合件11、12的种类没有特别限制，但优选在各被接合件11、12中的至少一者中，更优选在被接合件11、12这两者中，在与接合部15接触的面包含金属。在该情况下，两被接合件11、12也优选经由接合部15电连接。也就是说，各被接合件11、12分别独立，优选为导电体。作为形成各被接合件11、12的表面的金属，从提高导电性的观点出发，各自独立地优选列举金、银、铜、镍以及钛中的至少一种。
[0021]作为包含这样的金属的各被接合件11、12，可各自独立地列举出例如由上述金属构成的间隔件、散热板、半导体元件、以及在表面具有上述金属中的至少一种的基板等。作为基板，例如能够使用在陶瓷或氮化铝板的表面具有铜等金属层的绝缘基板等。在使用半导体元件作为被接合件的情况下，半导体元件包含Si、Ga、Ge、C、N、As等元素中的一种以上。存在于被接合件11、12的表面的金属既可以是金属单质，或者也可以是2种以上的金属的合金。
[0022]被接合件11优选为间隔件、散热板或半导体元件中的任一种。被接合件12优选为基板。
[0023]接合部15是包含铜作为主体的结构体，在各被接合件11、12之间相邻，优选介于俯视整个区域。接合部15优选含有50质量％以上的铜，更优选含有60质量％以上的铜。接合部中的铜的含量能够通过以接合结构体1的厚度方向截面为对象，利用能量色散型X射线光谱法(EDX)进行分析来测定。
[0024]这样的接合部15例如如后述的制造方法所示，能够将包含含有铜的金属颗粒的组合物与两被接合件一起焙烧，形成为金属颗粒彼此的烧结体。作为包含这样的颗粒而形成的烧结体的接合部15也可以在其结构中具有多个空孔。
[0025]本专利技术的接合结构体的特征之一在于，在沿厚度方向对其进行剖视中，被接合件与接合部的接合比例在接合结构体的中央区域与端部区域互不相同。
[0026]详细而言，如图1的(a)所示，在使接合结构体1的各被接合件11、12与接合部15接合的最大区域A0的俯视时的矩心与将最大区域A0的平面面积缩小至50％的相似形的俯视时的矩心一致时，将以该相似形的俯视形状表示的假想区域V1设为接合结构体1的中央区
域A1。而且，在沿厚度方向Z对接合结构体1的中央区域A1进行剖视中，将位于上述的中央区域A1的至少一方的被接合件11、12与接合部15的界面处的接合比例设为第1接合比例Rc(以下，也将其简称为“接合比例Rc”。)。
[0027]需要说明的是，最大区域A0是在沿着厚度方向Z观察接合结构体1时，两被接合件11、12和接合部15全部存在的部位的最大的区域。因而，以图1的(a)和(b)所示的接合结构体1为例，最大区域A0与被接合件11的俯视时的配置区域一致。
[0028]另外，如图1的(a)所示，在接合结构体1的俯视时，在使最大区域A0的俯视时的矩心与将最大区域A0的平面面积缩小至90％的相似形的俯视时的矩心一致时，考虑由该相似形的俯视形状表示的假想区域V2。此时，在接合结构体1的俯视时，将位于该假想区域V2的外侧且比最大区域A0的周缘(在该图中，相当于被接合件11的周缘11e)靠内侧的区域设为接合结构体1的端部区域A2。而且，在沿厚度方向Z对接合结构体1的端部区域A2进行剖视中，将位于上述端部区域A2的至少一方的被接合件11、12与接合部15的界面处的接合比例设为第2接合比例Rs(以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种接合结构体，其是2个被接合件与在这些被接合件之间相邻地形成的接合部接合而成的，所述接合部由以铜为主体的材料构成，在所述接合结构体的厚度方向剖视中，该接合结构体的端部区域处的所述被接合件与所述接合部的接合比例Rs相对于该接合结构体的中央区域处的所述被接合件与所述接合部的接合比例Rc之比(Rs/Rc)为0.6以上0.9以下，所述接合比例Rc为0.3以上。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：山内真一，穴井圭，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：