13接合于散热器30。并且，在进行冷却时也受到限制，因此能够维持变形的状态。
[0079] 如此制造的自带散热器的功率模块用基板100中，由于散热器30相对于金属层13 由屈服应力较高的材料形成，因此能够抑制翅曲。将散热器30的最大长度设为L、散热器30 的翅曲量设为Z、因散热器30朝向接合面30a侧凸状变形(使散热器30的接合面30a成为凹状 的变形)所造成的翅曲量Z设为正值时，该自带散热器的功率模块用基板100在25°C下的最 大长度L与翅曲量Z的比率Z/L在-0.005W上且0.005W下的范围内。而且，加热至280°C时的 比率Z/L为-0.005W上且0.005W下，在该加热后冷却至25°C时的比率Z/L在-0.005W上且 0.005W下的范围内。
[0080] 在上述溫度设定时比率Z/L小于-0.005或大于0.005的情况下，在将半导体元件等 电子零件20焊接至电路层12的工序中，容易引起焊料和半导体元件的位置偏离。并且，有可 能导致半导体元件本身的破坏、因热循环造成焊料接合部和基板的可靠性降低。
[0081 ] 另一方面，在上述溫度设定时比率Z/L在-0.005 W上且0.005 W下的范围内的自带 散热器的功率模块用基板100,能够减少制造时产生的翅曲，且抑制制造后的热处理过程所 造成的功率模块P的翅曲变形，因此可提高半导体元件等电子零件20在焊接工序中的操作 性，改善基板对于热循环负荷的可靠性。
[0082] 如此，根据本实施方式的制造方法，通过相对于金属层13由屈服应力较高的材料 来形成散热器30,在接合散热器30与功率模块用基板10时，将散热器30与功率模块用基板 10的层叠体设为将其层叠方向上的与散热器30相反一侧为上侧而产生凹状翅曲的状态(散 热器30的接合面30a及电路层12的表面呈凹状的状态），并W针料烙融的溫度(针料的接合 溫度范围）W上的溫度保持规定时间后进行冷却，由此使针料W沿着凹状的形状凝固，即使 解除厚度方向（层叠方向）的加压状态之后，仍能够获得W电路层12为上侧而翅曲成凹状、 或虽为凸状但翅曲量小的接合体。因此，在针料的接合溫度范围，能够在各部件最大限度膨 胀的状态下产生凹状变形。即，能够获得即使在制造后安装于冷却器时或在半导体元件的 焊接等热处理过程中，接合面30a维持凹状（电路面为凹状)的状态的自带散热器的功率模 块用基板100。另外，本实施方式的自带散热器的功率模块用基板，在25°C至280°C的溫度区 域，翅曲量直线变化。
[0083] 如此制造的自带散热器的功率模块用基板100中，能够减少制造时产生的翅曲变 形，且能够抑制制造后的热处理过程中的翅曲变形，可提高焊接半导体元件的工序中的操 作性，改善基板对于热循环负荷的可靠性。由此，结构的自由度增大，而且能够有助于功率 模块整体的薄壁化。
[0084] 接着参考附图，对本发明的第2实施方式进行说明，但其结构与第1实施方式的自 带散热器的功率模块用基板100相同，因此对各部件标注相同符号，并省略与第1实施方式 同样的说明。本实施方式与第1实施方式不同点在于，散热器30由线膨胀系数15X1(T 6/KW 上且22 X 1(T6/KW下的铜或铜合金形成。
[0085] 本实施方式的自带散热器的功率模块用基板100,如图1及图2所示，将由线膨胀系 数15 X 1(T6/KW上且22 X 1(T6/KW下的铜或铜合金形成的散热器30的最大长度设为L、散热 器30的翅曲量设为Z，相对于金属层13使散热器30的接合面30a成为凹状的变形（即电路层 12表面呈凹状，金属层13表面呈凸状的变形)所造成的翅曲量Z设为正值、使接合面30a成为 凸状的变形（即电路层12表面呈凸状，金属层13表面呈凹状的变形)所造成的翅曲量Z设为 负值时，最大长度L与翅曲量Z的比率Z/L在25°C下为-0.015W上且0.01 W下，在加热至280 °(3时及在该加热后冷却至25°C时，比率Z/L仍在-0.015 W上且0.0 l W下的范围内。
[0086] 接合于本实施方式的功率模块用基板10的散热器30相对于金属层13由线膨胀系 数低a5Xl(^6/KW上且22Xl(^ 6/KW下）的铜或铜合金，例如C1100合金或C1020合金等形 成，尤其优选C1020合金(线膨胀系数17.7X10-VK)。
[0087] 对本实施方式的自带散热器的功率模块用基板100的制造方法进行说明。对于将 电路层12及金属层13接合于陶瓷基板11而形成功率模块用基板10为止的工序，由于与第1 实施方式相同，因此在此省略说明。
[0088] 并且，本实施方式的自带散热器的功率模块用基板10的制造工序中，与第1实施方 式同样地，设为将功率模块用基板10及散热器30安装于夹具112的状态，由此能够抑制产生 于自带散热器的功率模块用基板100的翅曲。
[0089] 本实施方式中，在将功率模块用基板10及散热器30安装于与第1实施方式同样的 夹具112的状态下，将散热器30与功率模块用基板10的层叠体在加压状态下，W小于铜与侣 的共晶溫度的溫度进行加热，由此进行将散热器30与功率模块用基板10的金属层13进行固 定的固相扩散接合。
[0090] 本实施方式中，散热器30与功率模块用基板10的金属层13通过金属层13的侣原子 与散热器30的铜原子相互扩散而形成扩散层（图示略)的固相扩散而被接合。该固相扩散接 合在真空气氛中，W荷载0.3M化~lOMPa、加热溫度400°CW上且小于548°C的加热溫度保持 5分钟~240分钟来进行。
[0091] 接着，将运些散热器30与功率模块用基板10的接合体安装于夹具112的状态下，即 限制变形的状态下，冷却至常溫(25°C)。
[0092] 此时，散热器30与功率模块用基板10的接合体通过夹具112朝厚度方向被加压，在 W使散热器30的接合面30a成为凹状翅曲的方式变形的状态下受到限制。因此，接合体的形 状在加热冷却的期间在外观上无变化，但抵抗随溫度变化的各部件的热膨胀差所造成的变 形而受到加压限制的结果，在金属层13及散热器30产生塑性变形。即，在保持变形的状态 下，金属层13被接合于散热器30。并且，进行冷却时也受到限制，因此能够维持变形的状态。
[0093] 如此，通过与第1实施方式同样的工序制造的本实施方式的自带散热器的功率模 块用基板100中，散热器30相对于金属层13由线膨胀系数低的材料形成，因此翅曲受到抑 审IJ，且自带散热器的功率模块用基板100在25°C下的最大长度L与翅曲量Z的比率2/1成为-0.015^上且0.01^下。而且，加热至280°(3时及在该加热后冷却至25°(3时的比率2/1为-0.015W 上且 0.01W 下。
[0094] 在上述溫度设定时比率Z/L小于-0.015或大于0.01的情况下，在将半导体元件等 电子零件20焊接至电路层12的工序中，容易引起焊料、半导体元件的位置偏离。并且，有可 能导致半导体元件本身的破坏、因热循环造成焊料接合部和基板的可靠性降低。
[00M] 另一方面，在上述溫度设定时比率Z/L在-0.015 W上且0 .OlW下的范围内的自带 散热器的功率模块用基板100,能够减少制造时产生的翅曲，并抑制制造后的热处理过程所 造成的功率模块的翅曲变形，因此可提高半导体元件等电子零件20在焊接工序中的操作 性，改善基板对于热循环负荷的可靠性。
[0096] 如此，根据本实施方式的制造方法，相对于金属层13由低热膨胀的材料形成散热 器30,在接合散热器30与功率模块用基板10时，将散热器30与功率模块用基板10的层叠体 设为将其层叠方向的与散热器30相反一侧为上侧而产生凹状翅曲的状态(散热器30的接合 面30a及电路层12的表面呈凹状的状态），并在接合溫度范围（固相扩散的接合溫度范围)保 持规定时间后进行冷却，由此，即使解除厚度方向（层叠方向）的加压状态之后，也能够获得 W电路层12为上侧而翅曲成凹状、或虽为凸状但翅曲量较小的接合体。因此，在固相扩散接 合溫度范围，能够在各部件最大限度膨胀的状态下产生凹状变形。即，能够获得即使在制造 后安装于冷却器时或在半导体元件的焊接等热处理过程中，接合面30a仍然维持凹状(电路 面为凹状)的状态的自带散热器的功率模块用基板100。另外，本实施方式的自带散热器的 功率模块用基板在25°C至280°C的溫度区域，翅曲量直线变化。
[0097] 如此制造的自带散热器的功率模块用基板100中，能够减少制造时产生的翅曲变 形，并能够抑制制造后的热处理过程中的翅曲变形，可提高焊接半导体元件的工序中的操 作性，改善基板对于热循环负荷的可靠性。由此，结构的自由度增大，而且能够有助于功率 模块整体的薄壁化。
[0098] 另外，本实施方式的自带散热器的功率模块用基板中，金属层13由变形阻力相对 较小的纯度99% W上的侣形成，因此能够松弛热循环负荷时产生于陶瓷基板的热应力，并 能够抑制陶瓷基板产生破裂。
[0099] 并且，散热器30由线膨胀系数比金属层13低的铜或铜合金（15X IO-6AW上且22X !(T6AW下)形成，因此金属层13的变形阻力小所带来的应力松弛效果得到进一步提高。
[0100] 接着参考附图，对本发明的第3实施方式进行说明，但其结构与第1实施方式及第2 实施方式的自带散热器的功率模块用基板100相同，因此对各部件标注相同符号，并省略所 述各实施方式和说明。本实施方式与所述各实施方式的不同点在于，散热器30由线膨胀系 数7 X IO-6AW上且12 X IO-6AW下的材料形成。
[0101] 如图1及图2所示，本实施方式的自带散热器的功率模块用基板100中，将由线膨胀 系数7 X 1 (T6A W上且12 X 1 (T6A W下的材料形成的散热器30的最大长度设为L、散热器的 翅曲量设为Z，相对于金属层13使散热器30的接合面30a成为凹状的变形（即电路层12表面 呈凹状，金属层13表面呈凸状的变形)所造成的翅曲量Z设为正值、使接合面30a成为凸状的 变形（即电路层12表面呈凸状，金属层13表面呈凹状的变形)所造成的翅曲量Z设为负值的 情况下，最大长度L与翅曲量Z的比率Z/L在25°C下为-0.002 W上且0.002 W下，在加热至280 °(3时及在该加热后冷却至25°C时，比率Z/L仍在-0.002 W上且0.002 W下的范围内。
[0102] 接合于本实施方式的功率模块用基板10的散热器30由线膨胀系数7 X 1(T6/KW上 且12 X lO-s/KW下的材料形成。作为线膨胀系数7 X lO-s/KW上且12 X lO-s/KW下的材料，例 如能够使用AlSiC类复合材料、Al石墨复合材料、化-W类合金或化-Mo类合金。
[0103] AlSiC类复合材料为在主要由碳化娃(SiC)构成的多孔体中浸渗W侣(Al)为主成 分的金属而形成的侣与碳化娃的复合体，是一种兼具碳化娃的低热膨胀性及侣的高导热性 的材料。
[0104] Al石墨复合材料，其构成为在碳质部件(石墨）中浸渗侣(Al),与AlSiC类复合材料 相同，是一种低热膨胀且高导热的材料。
[0105] 碳质部件通过挤出加工而形成，因此碳的结晶沿着其挤出方向并排形成。因此，在 挤出方向，侣被连续配置，由此挤出方向的导热性变高。另一方面，在与挤出方向交叉的方 向，侣被碳质部件分断，因此导热性降低。
[0106] Cu-W类合金为一种兼具具有低热膨胀性的鹤(W)、及具有高导热性的铜(Cu)的运 两种特性的材料。Cu-Mo类合金为一种通过钢(Mo)的含量来使线膨胀系数及导热率变化的 材料。
[0107] 本实施方式中，散热器30通过线膨胀系数7 X 1(T6/K~12 X 1(T6/K的AlSiC类复合 材料形成为平板状。该AlSiC类复合材料是在碳化娃(SiC)的多孔体中，浸渗W6质量％^上 且12质量％ W下的范围含有Si的侣合金，并在多孔体的表面形成该侣合金的覆盖层而成 的。
[0108] 对本实施方式的自带散热器的功率模块用基板100的制造方法进行说明。对于将 电路层12及金属层13接合于陶瓷基板11而形成功率模块用基板10为止的工序，由于与所述 各实施方式相同，因此在此省略说明。