复合铜构件及包含该复合铜构件的功率模组的制作方法

本发明涉及一种复合铜构件以及包含该复合铜构件的功率模组。

背景技术：

1、作为装配igbt(绝缘栅极型双极性晶体管)、sit(静电感应晶体管)等工作过程中伴随着大量放热的功率半导体元件的基板，采用的是具备绝缘基板和散热板的散热性能优异的模组用基板，被称为功率模组。当功率模组在高温吸湿环境下以施加了数百乃至数千伏高压的状况下使用时，可能会出现漏电或短路等劣化现象而发生故障。这种劣化现象是因构成散热板的铜在发生离子化后溶出，并在移动后的部位以铜化合物的形态析出的迁移所引起的。目前公开有为了防止这种劣化现象而设置迁移抑制层的方案(日本特开2010-287844号公报)。

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、本发明的目的在于，提供一种新型复合铜构件以及包含该复合铜构件的功率模组。

3、用于解决课题的技术方案

4、本发明的其中一个实施方式涉及一种复合铜构件，其中，包含铜构件和在上述铜构件的至少一部分表面上的镍层，包含上述镍层的一侧的上述表面具有凸部，在通过扫描电子显微镜得到的上述复合铜构件的截面影像中，在平行于包含上述镍层的一侧的上述表面的方向上测得的长度50nm以上、1500nm以下的上述凸部的数量在每3.8μm中为5个以上，上述镍层的镍量为平均2～35mg/dm2。上述镍量可以是用高频电感耦合等离子体发射光谱法测得的值。

5、本发明的另一实施方式涉及一种复合铜构件，其中，包含铜构件和在上述铜构件的至少一部分表面上的镍层，包含上述镍层的一侧的上述表面具有凸部，在通过扫描电子显微镜得到的上述复合铜构件的截面影像中，在平行于包含上述镍层的一侧的上述表面的方向上测得的长度50nm以上、1500nm以下的上述凸部的数量在每3.8μm中为5个以上，在上述复合铜构件的包含上述镍层的一侧的上述表面，在0～350nm的深度检测到铜，并且满足选自下述中的任一项：

6、(a)在从包含上述镍层的一侧的上述表面起的深度10nm，ni的质量含量大于cu的质量含量；

7、(b)在从上述表面起的深度10nm，ni的质量相对于cu、o、ni三种成分的总质量的比例为40～100％；

8、(c)在从上述表面起的深度10nm，cu的质量相对于cu、o、ni三种成分的总质量的比例为0～50％。

9、上述铜的检测与上述cu、o、ni的质量分析可以通过x射线光电子能谱法进行。

10、在上述任何复合铜构件中，包含上述镍层的一侧的表面均可以还含有硅层。上述硅层中的硅量可以为35μg/cm2以上。可以通过tof-sims表面分析，从上述硅层表面检测到sixoy的峰和n化合物的峰。

11、本发明的又一实施方式涉及一种功率模组，其中，包含上述任一复合铜构件和在包含上述镍层的一侧的表面与上述复合铜构件接合的绝缘材料。上述绝缘材料的填料填充量可以为50wt％以上。上述绝缘材料可以为片材树脂或模塑树脂。

12、本发明的再一实施方式涉及上述任一复合铜构件的制造方法，其中，包括通过对上述铜构件的表面进行氧化处理，在上述表面形成铜氧化物层的工序，和通过在形成了上述铜氧化物层的上述表面用镍进行镀敷处理，在铜构件表面形成镍层的工序。

13、本发明的又一实施方式涉及上述任一功率模组的制造方法，其中，包括将上述任一复合铜构件在包含上述镍层的一侧的表面与上述绝缘材料接合的工序。

14、＝＝与相关文献交叉引用＝＝

15、本申请基于2022年1月21日提交的日本专利申请特愿2022-008217号主张优先权，通过引用该基础申请将其内容纳入本说明书。

技术特征：

1.一种复合铜构件，其特征在于，

2.如权利要求1所述的复合铜构件，其特征在于，

3.一种复合铜构件，其特征在于，

4.如权利要求3所述的复合铜构件，其特征在于，

5.如权利要求1～4中任一项所述的复合铜构件，其特征在于，

6.如权利要求5所述的复合铜构件，其特征在于，

7.如权利要求5或6所述的复合铜构件，其特征在于，

8.一种功率模组，其特征在于，

9.如权利要求8所述的功率模组，其特征在于，

10.如权利要求8或9所述的功率模组，其特征在于，

11.一种复合铜构件的制造方法，所述制造方法用于制造权利要求1所述的复合铜构件，所述方制造法特征在于，包括：

12.一种功率模组的制造方法，所述制造方法用于制造权利要求8所述的功率模组，所述方制造法特征在于，包括：

技术总结本发明的目的在于，提供一种新型复合铜构件以及包含该复合铜构件的功率模组。该复合铜构件包含铜构件和在上述铜构件的至少一部分表面上的镍层，包含上述镍层的一侧的上述表面具有凸部，在通过扫描电子显微镜得到的上述复合铜构件的截面影像中，在平行于包含上述镍层的一侧的上述表面的方向上测得的长度50nm以上、1500nm以下的上述凸部的数量在每3.8μm中为5个以上，上述镍层含有规定量或规定厚度的镍。该功率模组包含上述复合铜构件和在包含上述镍层的一侧的表面与上述复合铜构件接合的绝缘材料。技术研发人员：佐藤牧子,登坂贤市,寺木慎受保护的技术使用者：纳美仕有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2