金属-陶瓷板层压体的制造装置及制造方法、功率模块用基板的制造装置及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种为了制造控制大电流、高电压的半导体装置用的功率模块用基板而使用的金属-陶瓷板层压体的制造装置及制造方法、功率模块用基板的制造装置及制造方法。
[0002]本申请主张基于2013年3月29日于日本申请的专利申请2013-72421号的优先权，并将其内容援用于此。
【背景技术】
[0003]以往，作为功率模块用基板，已知有电路板在陶瓷基板的一个表面以层压状态被接合，并且散热板在另一个表面以层压状态被接合的基板，并且作为功率模块，通过在电路板上焊接半导体芯片(功率元件)等电子部件，并在散热板上接合散热器来提供。
[0004]在这种功率模块用基板中，作为在陶瓷基板上以层压状态接合成为电路板和散热板的金属板的方法，例如具有专利文献I和专利文献2中记载的技术。
[0005]专利文献I中，公开有对通过厚度较薄的桥接部相互连接多个电路要件的状态的铜电路组装体进行调整，另一方面，在陶瓷基板上以铜电路组装体的形状图案印刷含有Ti等活性金属的Ag-Cu-Ti等的接合材料，通过层压并进行加热而将它们接合，之后，通过蚀刻处理去除桥接部。
[0006]专利文献2中，公开有经由钎料箔将陶瓷母材与金属板层压而进行接合之后，对金属板进行蚀刻来形成电路图案，且在陶瓷母材的电路图案之间形成槽而将陶瓷母材沿槽进行分割，由此制造多个功率模块用基板的方法。
[0007]并且，专利文献3中，在金属平板的一面经由树脂涂层(作为有机物树脂含有辛二醇)粘贴有钎料箔，并将重叠这些金属平板与钎料箔的板以电路层的外形冲孔成型，将粘贴在电路层上的钎料箔重叠在陶瓷平板上，从而经由钎料箔将电路层与陶瓷平板层压而进行接合。
[0008]专利文献1:日本专利公开平6-216499号公报
[0009]专利文献2:日本专利公开2010-50164号公报
[0010]专利文献3:日本专利公开2010-10561号公报
[0011]专利文献I及专利文献2的方法也能够制造多个功率模块用基板，且批量生产性优异，但是若对能够并列形成这些多个功率模块用基板的大小的陶瓷基板与金属板这种大板之间进行接合，则接合材料湿润扩展到电路要件以外的部分。金属板为铜时成为基于活性金属法的接合，其接合材料中含有Ag，因此难以通过蚀刻等去除湿润扩展的部分。
[0012]因此，如专利文献3中记载，可考虑预先将金属板单片化，并使用与该单片的形状对应的形状图案的钎料，但要求对它们进行层压而进行加压、加热处理时防止位置偏离的技术。
【发明内容】
[0013]本发明是鉴于这种情况而完成的，本发明的目的在于提供一种金属-陶瓷板层压体的制造装置及制造方法，其防止经由接合材料层接合金属板与陶瓷板时的陶瓷板、接合材料层及金属板的位置偏离，且能够高效地制造这些层压体，并且，提供将它们应用于功率模块用基板的功率模块用基板的制造装置及制造方法。
[0014]关于本发明的金属板-陶瓷板层压体的制造装置，所述金属-陶瓷板层压体中，接合材料层形成于陶瓷板或金属板中的任意一板上，并且在这些陶瓷板与金属板中的任意一个板上形成临时固定材料，通过所述临时固定材料并经由所述接合材料层以重叠的状态临时固定所述陶瓷板与所述金属板，从而层压所述陶瓷板与所述金属板，所述金属-陶瓷板层压体的制造装置的特征在于，具备:输送构件，将所述一个板输送至所述陶瓷板与所述金属板中的任意另一个板上来层压所述陶瓷板与所述金属板；及加热构件，设置在所述输送构件输送所述一个板的输送路径的中途，并熔融该一个板的临时固定材料。
[0015]在输送一个板的中途通过加热构件加热临时固定材料，由此能够使临时固定材料熔融。并且，在使临时固定材料熔融的状态下将一个板层压在另一个板上，由此能够经由接合材料层将金属板与陶瓷板临时固定。
[0016]本发明中，在一个板的输送路径的中途设置有加热构件，因此能够在使临时固定材料熔融的状态下立刻层压金属板与陶瓷板，并能够使金属板与陶瓷板经由接合材料层可靠地粘接。
[0017]并且，之后加热金属-陶瓷板层压体而接合时，在接合工序中陶瓷板及接合材料层与金属板的位置没有偏离，并保持它们被定位的状态。因此，能够防止接合材料向金属板的外侧溢出。
[0018]本发明的金属-陶瓷板层压体的制造装置具备测定所述临时固定材料或所述一个板的温度的测温构件即可。
[0019]通过测温构件能够确认临时固定材料的熔融状态，因此不会发生临时固定不良等情况，并能够经由接合材料层将陶瓷板与金属板准确地粘接。
[0020]本发明的金属-陶瓷板层压体的制造装置中，所述测温构件设置于所述输送构件上即可。
[0021]通过在输送一个板的输送构件上设置测温构件，从而能够通过一个测温构件确认加热一个板时、将一个板层压在另一个板上时及在层压一个板与另一个板后的各时刻的临时固定材料的熔融状态。由此，能够在使临时固定材料完全熔融的状态下层压金属板与陶瓷板，且层压后能够在金属板与陶瓷板被临时固定的状态下对层压体进行操作，因此能够可靠地防止陶瓷板与金属板的位置偏离。
[0022]本发明的金属-陶瓷板层压体的制造装置中，具备在层压所述金属板与所述陶瓷板之后，冷却所述临时固定材料的冷却构件。
[0023]使熔融状态的临时固定材料通过自然冷却凝固，由此能够使陶瓷板与金属板经由接合材料层成为粘接状态，但是通过由冷却构件积极冷却，由此能够立即确认在陶瓷板上对位金属板的状态。
[0024]并且，本发明是一种功率模块用基板的制造装置，所述功率模块用基板中，接合材料层形成于陶瓷板或金属板中的任意一板上，并且在这些陶瓷板与金属板中的任意一个板上形成临时固定材料，通过所述临时固定材料并经由所述接合材料层以重叠的状态临时固定所述陶瓷板与所述金属板，从而接合所述陶瓷板与金属板，所述功率模块用基板的制造装置的特征在于，具备:输送构件，将所述一个板输送至所述陶瓷板与所述金属板中的任意另一个板上来层压所述陶瓷板与所述金属板；接合构件，通过将该层压体向层压方向加压并进行加热，从而接合所述陶瓷板与所述一个板；及加热构件，设置在所述输送构件输送所述一个板的输送路径的中途，并熔融该一个板的临时固定材料。
[0025]在该功率模块用基板的制造装置中，也可设成与金属-陶瓷板层压体的制造装置相同的结构。
[0026]S卩，具备测定所述临时固定材料或所述一个板的温度的测温构件即可。
[0027]并且，所述测温构件设置于所述输送构件上即可。
[0028]另外，具备在层压所述金属板与所述陶瓷板之后冷却所述临时固定材料的冷却构件。
[0029]并且，本发明是一种金属-陶瓷板层压体的制造方法，所述金属-陶瓷板层压体中，接合材料层形成于陶瓷板或金属板中的任意一板上，并且在这些陶瓷板与金属板中的任意一个板上形成临时固定材料，通过所述临时固定材料并经由所述接合材料层以重叠的状态临时固定所述陶瓷板与所述金属板，从而层压所述陶瓷板与所述金属板，所述金属-陶瓷板层压体的制造方法的特征在于，具有将所述一个板输送至所述陶瓷板与所述金属板中的任意另一个板上来层压所述陶瓷板与所述金属板的层压工序，
[0030]所述层压工序中，所述陶瓷板与所述金属板被层压时，所述临时固定材料被熔融。
[0031]对该金属-陶瓷板层压体的制造方法来说，也在所述层压工序中，在输送过程中测定所述临时固定材料或所述一个板的温度即可。
[0032]并且，层压所述金属板与所述陶瓷板之后冷却所述临时固定材料即可。
[0033]本发明的功率模块用基板的制造方法的特征在于，将通过前述的本发明的金属-陶瓷板层压体的制造方法得到的层压体向层压方向加压并进行加热，从而接合所述陶瓷板与所述金属板。
[0034]根据本发明，能够防止通过接合材料层将金属板接合于陶瓷板时的陶瓷板、接合材料层及金属板的位置偏离，因此能够高效地制造这些接合体。
【附图说明】
[0035]图1是表示本发明的实施方式的金属-陶瓷板层压体的制造装置的俯视图。
[0036]图2是图1中示出的金属-陶瓷板层压体的制造装置的主视图。
[0037]图3是图1中示出的金属-陶瓷板层压体的制造装置的左视图。
[0038]图4是铜电路板(金属板)的托盘的局部俯视图。
[0039]图5是陶瓷板的供给台的局部俯视图。
[0040]图6是对构成铜电路板(金属板)的