层叠接合材料、半导体封装体和功率组件的制作方法

技术特征：
1.一种层叠接合材料，其基材的线膨胀系数为5.5～15.5ppm/k、且第1面和第2面涂覆有无铅软钎料。2.根据权利要求1所述的层叠接合材料，其中，所述基材的线膨胀系数为5.9～14.4ppm/k。3.根据权利要求1或2所述的层叠接合材料，其中，所述基材的线膨胀系数为7.0～11.6ppm/k。4.根据权利要求1所述的层叠接合材料，其中，所述基材由以下任意者构成：cu-w基材料、cu-mo基材料、cu-w基材料与cu-mo基材料的层叠材料，在cu-w基材料的第1面和第2面上分别层叠有cu基材料的复合材料，在cu-mo基材料的第1面和第2面上分别层叠有cu基材料的复合材料，在cu-w基材料与cu-mo基材料的层叠材料的第1面和第2面上分别层叠有cu基材料的复合材料。5.根据权利要求1～4中任一项所述的层叠接合材料，其中，所述基材的cu含量为60％以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的层叠接合材料，其中，所述基材的cu含量为15％以上。7.根据权利要求1～6中任一项所述的层叠接合材料，其中，所述基材的第1面和第2面中的至少一者与所述无铅软钎料的界面从所述基材侧起依次通过ni、sn进行了基底处理。8.根据权利要求1～7中任一项所述的层叠接合材料，其中，涂覆于所述第1面的无铅软钎料的厚度和涂覆于所述第2面的无铅软钎料的厚度中的至少一者为20～100μm。9.根据权利要求1～8中任一项所述的层叠接合材料，其中，所述基材与涂覆于所述第1面的无铅软钎料的厚度之比、以及所述基材与涂覆于所述第2面的无铅软钎料的厚度之比中的至少一者为2：1～10：1。10.根据权利要求1～9中任一项所述的层叠接合材料，其中，所述无铅软钎料的熔点为210℃以上。11.根据权利要求10所述的层叠接合材料，其中，所述无铅软钎料的熔点为230℃以上。12.一种半导体封装体，其具备：基板；配置于所述基板上的半导体元件；和配置于所述基板与所述半导体元件之间的用于接合所述基板与所述半导体元件的层叠接合材料，所述层叠接合材料的基材的线膨胀系数为5.5～15.5ppm/k、且第1面和第2面涂覆有无铅软钎料。13.一种半导体封装体，其具备：基板；配置于所述基板上的半导体元件；配置于所述基板与所述半导体元件之间的用于接合所述基板与所述半导体元件的第1层叠接合材料；配置于所述基板的与所述半导体元件相反一侧的散热部；和配置于所述基板与所述散热部之间的用于接合所述基板与所述散热部的第2层叠接合材料，所述第1层叠接合材料和所述第2层叠接合材料中的至少一者的基材的线膨胀系数为5.5～15.5ppm/k、且第1面和第2面涂覆有无铅软钎料。14.根据权利要求12或13所述的半导体封装体，其中，所述基材的线膨胀系数为5.9～14.4ppm/k。15.根据权利要求12～14中任一项所述的半导体封装体，其中，所述基材的线膨胀系数为7.0～11.6ppm/k。
16.根据权利要求12～15中任一项所述的半导体封装体，其中，所述基材由以下任意者构成：cu-w基材料、cu-mo基材料、cu-w基材料与cu-mo基材料的层叠材料，在cu-w基材料的第1面和第2面上分别层叠有cu基材料的复合材料，在cu-mo基材料的第1面和第2面上分别层叠有cu基材料的复合材料，在cu-w基材料与cu-mo基材料的层叠材料的第1面和第2面上分别层叠有cu基材料的复合材料。17.根据权利要求12～16中任一项所述的半导体封装体，其中，所述基材的cu含量为60％以下。18.根据权利要求12～17中任一项所述的半导体封装体，其中，所述基材的cu含量为15％以上。19.根据权利要求12～18中任一项所述的半导体封装体，其中，所述基材的第1面和第2面中的至少一者与所述无铅软钎料的界面从所述基材侧起依次通过ni、sn进行了基底处理。20.根据权利要求12～19中任一项所述的半导体封装体，其中，涂覆于所述第1面的无铅软钎料的厚度和涂覆于所述第2面的无铅软钎料的厚度中的至少一者为20～100μm。21.根据权利要求12～20中任一项所述的半导体封装体，其中，所述基材与涂覆于所述第1面的无铅软钎料的厚度之比、以及所述基材与涂覆于所述第2面的无铅软钎料的厚度之比中的至少一者为2：1～10：1。22.根据权利要求12～21中任一项所述的半导体封装体，其中，所述无铅软钎料的熔点为210℃以上。23.根据权利要求22所述的半导体封装体，其中，所述无铅软钎料的熔点为230℃以上。24.一种功率组件，其具备：基板；配置于所述基板上的功率半导体元件；和配置于所述基板与所述功率半导体元件之间的用于接合所述基板与所述功率半导体元件的层叠接合材料，所述层叠接合材料的基材的线膨胀系数为5.5～15.5ppm/k、且第1面和第2面涂覆有无铅软钎料。25.一种功率组件，其具备：基板；配置于所述基板上的功率半导体元件；配置于所述基板与所述功率半导体元件之间的用于接合所述基板与所述功率半导体元件的第1层叠接合材料；配置于所述基板的与所述功率半导体元件相反一侧的散热部；和配置于所述基板与所述散热部之间的用于接合所述基板与所述散热部的第2层叠接合材料，所述第1层叠接合材料和所述第2层叠接合材料中的至少一者的基材的线膨胀系数为5.5～15.5ppm/k、且第1面和第2面涂覆有无铅软钎料。26.根据权利要求24或25所述的功率组件，其中，所述基材的线膨胀系数为5.9～14.4ppm/k。27.根据权利要求24～26中任一项所述的功率组件，其中，所述基材的线膨胀系数为7.0～11.6ppm/k。28.根据权利要求24～27中任一项所述的功率组件，其中，所述基材由以下任意者构成：cu-w基材料、cu-mo基材料、cu-w基材料与cu-mo基材料的层叠材料，在cu-w基材料的第1面和第2面上分别层叠有cu基材料的复合材料，在cu-mo基材料的第1面和第2面上分别层叠有cu基材料的复合材料，在cu-w基材料与cu-mo基材料的层叠材料的第1面和第2面上分别
层叠有cu基材料的复合材料。29.根据权利要求24～28中任一项所述的功率组件，其中，所述基材的cu含量为60％以下。30.根据权利要求24～29中任一项所述的功率组件，其中，所述基材的cu含量为15％以上。31.根据权利要求24～30中任一项所述的功率组件，其中，所述基材的第1面和第2面中的至少一者与所述无铅软钎料的界面从所述基材侧起依次通过ni、sn进行了基底处理。32.根据权利要求24～31中任一项所述的功率组件，其中，涂覆于所述第1面的无铅软钎料的厚度和涂覆于所述第2面的无铅软钎料的厚度中的至少一者为20～100μm。33.根据权利要求24～32中任一项所述的功率组件，其中，所述基材与涂覆于所述第1面的无铅软钎料的厚度之比、以及所述基材与涂覆于所述第2面的无铅软钎料的厚度之比中的至少一者为2：1～10：1。34.根据权利要求24～33中任一项所述的功率组件，其中，所述无铅软钎料的熔点为210℃以上。35.根据权利要求34所述的功率组件，其中，所述无铅软钎料的熔点为230℃以上。

技术总结
层叠接合材料(10)中，基材(11)的线膨胀系数为5.5～15.5ppm/K、且第1面和第2面涂覆有无铅软钎料(12a)、(12b)。铅软钎料(12a)、(12b)。铅软钎料(12a)、(12b)。


技术研发人员：龟田直人 土屋政人 中村胜司 宗形修 鹤田加一
受保护的技术使用者：千住金属工业株式会社
技术研发日：2021.03.19
技术公布日：2022/11/18