本發(fā)明涉及接合體及電源模塊。
背景技術(shù)：
1、近年來，高功率控制用的電源模塊被用于發(fā)動機(jī)等產(chǎn)業(yè)設(shè)備，及電動汽車等產(chǎn)品。這種電源模塊中，為了使半導(dǎo)體裝置所產(chǎn)生的熱能夠有效率地?cái)U(kuò)散開來，并且抑制漏電流，使用具有陶瓷板及電路圖案的電路基板。例如，專利文獻(xiàn)1提出一種使陶瓷板與電路圖案接合的釬焊材料層中的接合空隙率降低至規(guī)定值以下的技術(shù)。
2、半導(dǎo)體裝置中，提出有使用寬帶隙半導(dǎo)體(例如專利文獻(xiàn)2)。使用寬帶隙半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，相較于具備si半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，其耐壓性及耐熱性優(yōu)異。這種寬帶隙半導(dǎo)體的耐壓性優(yōu)異，可進(jìn)行高溫動作。
3、現(xiàn)有技術(shù)
4、專利文獻(xiàn)1：國際公開第2019/022133號
5、專利文獻(xiàn)2：日本特開2018－200918號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、電源模塊等電子零件希望其達(dá)到高性能化及小型化。伴隨于此，對使用于電子零件的各種產(chǎn)品的可靠性的要求水平日益增高。例如，對于搭載有使用寬帶隙半導(dǎo)體的半導(dǎo)體元件的電路基板等接合體，要求其在高溫下具有高于現(xiàn)有技術(shù)的絕緣性能。
2、因此，本發(fā)明提供一種接合體，其在高溫下的絕緣可靠性優(yōu)異。另外，本發(fā)明提供一種電源模塊，由于具備這種接合體，因此可靠性優(yōu)異。
3、本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供以下的陶瓷燒結(jié)體。
4、[1]一種接合體，其具備：陶瓷板；金屬板；及接合上述陶瓷板的主表面，與上述金屬板的主表面的釬焊材料層，其中，在沿上述陶瓷板的厚度方向截?cái)嗌鲜鎏沾砂宥玫慕財(cái)嗝嬷?，包含上述金屬板的?cè)部中的外緣的緊鄰下方，從上述陶瓷板的主表面到深度200μm為止的區(qū)域中，氣孔的面積比率的平均值在2.0％以下。
5、在接合體中，例如若搭載有半導(dǎo)體元件等，則隨著半導(dǎo)體元件的發(fā)熱等，上述接合體的溫度會變動。在此，由于陶瓷板與金屬板的熱膨脹系數(shù)不同，因此隨著接合體的溫度變化，陶瓷板中會產(chǎn)生熱應(yīng)力。此熱應(yīng)力在陶瓷板中的金屬板端部附近的部分最大。因此，若這種接合體的金屬板被施加高電壓，則隨著接合體的溫度上升，陶瓷板中在金屬板的端部附近的部分，容易發(fā)生絕緣擊穿。上述[1]的接合體中，相當(dāng)于產(chǎn)生較大熱應(yīng)力的部分，即包含金屬板的外緣的緊鄰下方，從陶瓷板的主表面到深度200μm為止的區(qū)域中，充分地降低氣孔的面積比率的平均值。因此，可充分地抑制上述接合體在高溫下發(fā)生絕緣擊穿。因此，上述接合體在高溫下的絕緣可靠性優(yōu)異。
6、上述[1]的接合體，也可為以下[2]～[5]中任一項(xiàng)。
7、[2]如上述[1]記載的接合體，其中，上述截?cái)嗝娴纳鲜鰠^(qū)域包含的上述氣孔的當(dāng)量圓直徑的最大值在10μm以下。
8、[3]如[1]或[2]記載的接合體，其中，上述陶瓷板的厚度在0.2mm以上。
9、[4]如[1]～[3]中任一項(xiàng)記載的接合體，其中，上述金屬板的厚度在0.5mm以下。
10、[5]如[1]～[4]中任一項(xiàng)記載的接合體，其搭載有以帶隙超過1.12ev的半導(dǎo)體材料構(gòu)成的半導(dǎo)體元件的電路基板。
11、上述[2]的接合體，陶瓷板的上述區(qū)域中的氣孔的當(dāng)量圓直徑的最大值在10μm以下。若有較大氣孔，則容易以此為起點(diǎn)發(fā)生絕緣擊穿。通過縮小氣孔的當(dāng)量圓直徑的最大值，可充分地降低絕緣可靠性的不一致。因此，上述[2]的接合體，其在高溫下的絕緣可靠性更優(yōu)異。上述[3]的接合體，由于陶瓷板具有足夠的厚度，因此可提升高溫下的絕緣耐久性。上述[4]的接合體，由于金屬板的厚度在0.5mm以下，因此可降低在陶瓷板產(chǎn)生的熱應(yīng)力。因此，可進(jìn)一步提升高溫下的絕緣可靠性。上述[5]中，通過將高溫下絕緣性能優(yōu)異的接合體，使用作為搭載有以帶隙超過1.12ev的半導(dǎo)體材料所構(gòu)成的半導(dǎo)體元件的電路基板，可得到能夠以高頻來驅(qū)動的電源模塊。
12、本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供以下的電源模塊。
13、[6]一種電源模塊，具備：上述[1]～[5]中任一項(xiàng)記載的接合體，及電連接于上述接合體的上述金屬板的半導(dǎo)體元件。
14、上述電源模塊，具備：半導(dǎo)體元件；及在高溫下絕緣性能優(yōu)異的上述接合體。因此，上述電源模塊的可靠性優(yōu)異。
15、上述[6]的電源模塊，也可為以下[7]～[9]中任一項(xiàng)。
16、[7]如[6]記載的電源模塊，其中，構(gòu)成上述半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體材料的帶隙超過1.12ev。
17、[8]如[6]或[7]記載的電源模塊，其中，上述陶瓷板的厚度在0.35mm以下。
18、[9]如[6]～[8]中任一項(xiàng)記載的電源模塊，其中，上述接合體中的上述金屬板的厚度在0.3mm以上。
19、上述[7]的電源模塊，由于具有由帶隙大的半導(dǎo)體材料構(gòu)成的半導(dǎo)體元件，因此能夠以高頻來驅(qū)動而提升控制性能。若使用這種帶隙較大的半導(dǎo)體，則半導(dǎo)體元件的發(fā)熱量會增大。在此，如上述[8]，通過縮小陶瓷板的厚度，可使接合體小型化，并且提高散熱性。另外，如上述[9]，通過加大金屬板的厚度，可提高散熱性，而進(jìn)一步提升可靠性。
20、本發(fā)明可提供一種接合體，在高溫下的絕緣可靠性優(yōu)異。另外，本發(fā)明可提供一種電源模塊，由于具備這種接合體，使得可靠性優(yōu)異。
1.一種接合體，其具備：
2.如權(quán)利要求1所述的接合體，其中，
3.如權(quán)利要求1所述的接合體，其中，
4.如權(quán)利要求1所述的接合體，其中，
5.如權(quán)利要求1所述的接合體，其搭載有以帶隙超過1.12ev的半導(dǎo)體材料形成的半導(dǎo)體元件的電路基板。
6.一種電源模塊，其具備：
7.如權(quán)利要求6所述的電源模塊，其中，構(gòu)成所述半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體材料的帶隙超過1.12ev。
8.如權(quán)利要求6所述的電源模塊，其中，所述陶瓷板的厚度在0.35mm以下。
9.如權(quán)利要求6所述的電源模塊，其中，所述接合體中的所述金屬板的厚度在0.3mm以上。