專利名稱：用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料、使用其的半導(dǎo)體模塊和用于制造半導(dǎo)體模塊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料和使用該陶瓷熱沉材料的半導(dǎo)體模塊，還涉及一種用于制造該半導(dǎo)體模塊的方法。
背景技術(shù)：
通常，具有絕緣和電極功能的陶瓷金屬電路板已經(jīng)廣泛用于裝配電力電子設(shè)備的領(lǐng)域中。在該領(lǐng)域中，主要由氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)作為主要成分構(gòu)成的基板通常用作陶瓷基板。然而，由于氧化鋁基板的熱導(dǎo)率低至約18W/m.Κ，其散熱特性(熱輻射特性)不足。另一方面，盡管AlN·基板的熱導(dǎo)率高達(dá)約200W/m.Κ，但AlN基板的機(jī)械強(qiáng)度低，因此其耐熱循環(huán)特性不足。為了應(yīng)對這些問題，已經(jīng)開發(fā)了高熱導(dǎo)率氮化硅基板作為具有優(yōu)異導(dǎo)熱特性和優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度特性的陶瓷材料。例如，日本專利特開N0.2009-120483 (專利文獻(xiàn)I)公開了一種金屬電路板，其由氮化硅陶瓷基板制成，在其中通過控制在氮化硅陶瓷基板的晶界相中形成的孔隙的直徑來減小泄漏電流。同時，通過借助(通過)基于Ag-Cu-Ti的活性金屬釬焊材料將銅電路板焊接到氮化硅基板來形成由氮化硅陶瓷燒結(jié)體制成的金屬電路板。氮化硅基板包含作為其主要成分的氣化娃，因此具有聞達(dá)600MPa或更聞的二點(diǎn)彎曲強(qiáng)度。為此，氣化娃基板和銅板的焊接結(jié)構(gòu)也具有優(yōu)異的耐熱循環(huán)特性，因此即使在焊接結(jié)構(gòu)經(jīng)受到長期的熱循環(huán)時，在氮化硅基板中也幾乎不會造成諸如裂紋和剝離之類的缺陷。例如，日本專利特開N0.2003-192462 (專利文獻(xiàn)2)公開了由氮化硅基板制成并根據(jù)專利文獻(xiàn)2獲得的金屬電路板能夠經(jīng)受住3000次循環(huán)的耐熱循環(huán)測試(TCT測試)。另一方面，為了形成陶瓷基板與金屬電路板的焊接體，焊接過程是必要的，這不可避免地導(dǎo)致制造成本的增加。為此，如日本專利特開(N0.2003-197836)(專利文獻(xiàn)3)中所公開的，為了改進(jìn)絕緣特性，提出了使用氮化硅基板作為用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的間隔體。此夕卜，由于氮化硅基板具有高機(jī)械強(qiáng)度和高斷裂韌度值，已經(jīng)證實(shí)了氮化硅基板也足以經(jīng)受住在使用螺釘?shù)葘⒒鍛?yīng)用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的情況下產(chǎn)生的應(yīng)力。構(gòu)成氮化硅基板的氮化硅燒結(jié)體包含作為主相的β -氮化硅(Si3N4)15 β -Si3N4顆粒(晶粒)是具有伸長形狀的晶體顆粒，在其中長軸長度與短軸長度的比(長寬比)是二或更大。在所述氮化硅燒結(jié)體中，以具有約2到10 μ m的平均顆粒直徑的大量β -Si3N4顆粒彼此錯雜地糾纏(be complicatedly entangled)的方式,實(shí)現(xiàn)了具有高機(jī)械強(qiáng)度和高斷裂韌度值的結(jié)構(gòu)。如上所述，氮化硅基板包含作為主相的β -Si3N4顆粒，因此氮化硅基板的表面上存在微小凹陷和凸起。這是由P-Si3N4顆粒彼此錯雜地糾纏的事實(shí)所導(dǎo)致的。即使在將氮化硅基板的表面鏡面拋光以便具有0.05 μ m或更小的表面粗糙度Ra的情況下，也難以消除這些凹陷和凸起。鏡面拋光過程自身也導(dǎo)致制造成本的增加。在上述具有微小凹陷和凸起的氮化硅基板中，尤其是在具有凸起部分的氮化硅基板中，會出現(xiàn)如下問題，當(dāng)長期在施加壓力接觸應(yīng)力的情況下使用氮化硅基板時，造成氮化硅基板中以凸起部分為起點(diǎn)的裂紋。此外，如上所述，氮化硅基板的表面上存在微小凹陷和凸起，因此在壓力接觸結(jié)構(gòu)中，在氮化硅基板與接觸到氮化硅基板的構(gòu)件(接觸構(gòu)件)之間造成微小裂縫。接觸構(gòu)件通常由金屬構(gòu)件構(gòu)成，諸如金屬板。因此，當(dāng)在形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時由于氮化硅基板表面上的微小凹陷和凸起而在氮化硅基板與金屬構(gòu)件之間形成間隙時，間隙阻礙了在氮化硅基板與金屬構(gòu)件之間的熱傳導(dǎo)，這導(dǎo)致作為模塊的壓力接觸結(jié)構(gòu)的散熱特性(熱輻射特性)劣化。引用文獻(xiàn)列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利特開N0.2009-120483專利文獻(xiàn)2:日本專利特開N0.2003-192462專利文獻(xiàn)3:日本專利特開N0.2003-19783
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題如上所述，傳統(tǒng)氮化硅基板的表面上存在微小凹陷和凸起。因此，當(dāng)采用壓力接觸結(jié)構(gòu)時，在氮化硅基板與接觸構(gòu)件(擠壓構(gòu)件)之間易于形成間隙。結(jié)果，當(dāng)采用壓力接觸結(jié)構(gòu)作為模塊結(jié)構(gòu)體時，間隙導(dǎo)致傳熱熱阻增大，以至于使得模塊結(jié)構(gòu)體的散熱特性劣化。此外,在使氮化娃基板與接觸構(gòu)件彼此擠壓接觸(press-contact)時,微小凸起部分導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)。為了避免裂紋的影響，還可以想到例如增大氮化硅基板的厚度。然而，增大氮化硅基板的厚度不是優(yōu)選的，因?yàn)楫?dāng)?shù)杌宓暮穸仍龃髸r，基板自身就充當(dāng)了阻熱體。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明來解決上述的問題。本發(fā)明的目的是提供一種氮化硅絕緣基板(用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料)，其可以解決由于在氮化硅基板的表面上形成的微小凹陷和凸起而在氮化硅基板與接觸構(gòu)件之間形成的間隙的問題，并且其可以減少起因于在氮化硅基板的表面上形成的微小凸起的裂紋的出現(xiàn)。問題的解決方案根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的第一陶瓷熱沉材料的特征在于:在用于在陶瓷基板上提供了樹脂層的壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料中，所述樹脂層具有70或更小的計示(肖氏)硬度(A型)，及存在于陶瓷基板與所述樹脂層之間的界面中的間隙的平均尺寸值是3μπι或更小。此外，優(yōu)選地，在用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的所述第一陶瓷熱沉材料中，通過固化熱固樹脂來形成所述樹脂層，所述熱固樹脂在60° C的溫度流態(tài)化。即，所述熱固樹脂在60° C的溫度呈現(xiàn)流動性。
·
此外，根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的第二陶瓷熱沉材料特征在于:在用于在陶瓷基板上提供了樹脂層的壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料中，通過固化在60° C的溫度流態(tài)化的熱固樹脂形成所述樹脂層。
此外，優(yōu)選地，在用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的所述第二陶瓷熱沉材料中，所述樹脂層包含無機(jī)填料顆粒。此外，優(yōu)選地，所述樹脂層具有10或更大的計示(肖氏)硬度(A型)。此夕卜，優(yōu)選地，所述陶瓷基板是氮化硅基板、氧化鋁基板和氮化鋁基板中的任意一種。此外，優(yōu)選地，所述樹脂層的厚度是50 μ m或更小。此外，優(yōu)選地，所述陶瓷基板的表面粗糙度Ra在
0.1到5 μ m范圍內(nèi)。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料適合于半導(dǎo)體模塊，特別適合于使擠壓構(gòu)件與陶瓷熱沉材料擠壓接觸以形成壓力接觸結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊。此外，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊具有部分，在通過使用擠壓構(gòu)件形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時，所述擠壓構(gòu)件與所述陶瓷基板的表面在所述部分處直接接觸。此外，優(yōu)選地，所述擠壓構(gòu)件與所述陶瓷基板·的表面直接接觸所處的所述部分是點(diǎn)接觸部分，具有Imm或更小的最大直徑。此外，優(yōu)選地，存在多個所述點(diǎn)接觸部分。發(fā)明的有益效果在根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的第一陶瓷熱沉材料中，在陶瓷基板上提供樹脂層，其具有70或更小的計示(肖氏)硬度(A型)，因此可以將存在于陶瓷基板與樹脂層之間的界面中的間隙的平均(高度)值減小到3 μ m或更小。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的第二陶瓷熱沉材料的特征在于:在用于在陶瓷基板上提供了樹脂層的壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料中，通過固化在60° C的溫度流態(tài)化的熱固樹脂形成所述樹脂層。由此，可以避免由于間隙而增大熱阻。此外，在形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時，以軟樹脂層覆蓋陶瓷基板表面上的微小凹陷和凸起。從而可以避免由于作用在陶瓷基板表面上的微小凹陷和凸起上的壓力而出現(xiàn)裂紋。此外，在形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時，借助壓力使軟樹脂層變形，以便使擠壓構(gòu)件能夠與陶瓷基板直接接觸，從而可以有效利用陶瓷基板的優(yōu)異散熱特性。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料的實(shí)施例的截面圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料的另一個實(shí)施例的截面圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料的另一個實(shí)施例的截面圖。圖4是示出壓·力接觸結(jié)構(gòu)的實(shí)例的截面圖。圖5是示出在由陶瓷基板與擠壓構(gòu)件形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時，在陶瓷基板與擠壓構(gòu)件之間的接觸狀態(tài)的實(shí)例的截面圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝的實(shí)施例的截面圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝的另一個實(shí)施例的截面圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的第一陶瓷熱沉特征在于:在用于在陶瓷基板上提供了樹脂層的壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料中，樹脂層的計示(肖氏)硬度(A型)為70或更小，存在于陶瓷基板與樹脂層之間的界面中的間隙的平均值(高度)是3 μ m或更小。圖1、圖2和圖3是截面圖，均示出根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料的實(shí)例。在圖1、圖2和圖3的每一個中，附圖標(biāo)記I表示用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料，附圖標(biāo)記2表示陶瓷基板，附圖標(biāo)記3表示樹脂層。至于樹脂層3的布置，圖1示出了在陶瓷基板2的一個表面上提供樹脂層3的類型，圖2示出了在陶瓷基板2的兩個表面上均提供樹脂層3的類型。但是每一種類型都可以采用。僅需在形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時必定與擠壓構(gòu)件緊密接觸的表面上提供樹脂層3。此夕卜，如圖3所示，也可以在整個陶瓷基板2上提供樹脂層3，以便甚至包圍陶瓷基板2的側(cè)表面。此外，如圖4所示，在用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料I中，僅必須在形成壓力接觸結(jié)構(gòu)的部分(即在由擠·壓構(gòu)件4和4擠壓的部分)分別提供樹脂層3和3。此外，當(dāng)形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時，也可以在陶瓷基板2D中提供諸如螺孔的插入孔12和12，如圖6所示。陶瓷基板2不受具體限定，而是包括諸如氧化鋁(Al2O3)基板、氮化鋁(AlN)基板和氮化硅(Si3N4)基板之類的基板。由于形成壓力接觸結(jié)構(gòu)，具有300MPa或更大的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度的陶瓷基板是優(yōu)選的。此外，當(dāng)將陶瓷基板2用作半導(dǎo)體模塊的散(輻射)熱基板等時，優(yōu)選地，陶瓷基板2具有60W/m-K或更大的導(dǎo)熱率。具有300MPa或更大的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度和具有60W/m.Κ或更大的導(dǎo)熱率的陶瓷基板的實(shí)例可以包括氮化鋁基板和氮化硅基板。此外，當(dāng)將高壓力施加到陶瓷基板時，具有高強(qiáng)度的陶瓷基板是優(yōu)選的。這種陶瓷基板的具體實(shí)例包括具有600MPa或更大的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度的氮化硅基板。此外，在陶瓷基板上提供具有70或更小的計示(肖氏)硬度(A型)的樹脂層。假定借助根據(jù)JIS-K-6253的方法來測量計示(肖氏)硬度(A型)，在該方法中，通過在施加壓力并持續(xù)一秒鐘來測量肖氏硬度。將70或更小的計示(肖氏)硬度(A型)描述為“A70或更小”。只要樹脂層的肖氏硬度為A70或更小，不具體限定樹脂層的肖氏硬度的下限值。然而，優(yōu)選地，樹脂層的肖氏硬度是AlO或更大。更優(yōu)選地，樹脂層的肖氏硬度在A30到A60的范圍內(nèi)。在樹脂層的肖氏硬度小于AlO的情況下，樹脂層過軟，因此會擔(dān)心在形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時施加到樹脂層的壓力較大時，樹脂層會破裂。不具體限定構(gòu)成樹脂層的樹脂，只要固化的樹脂具有A70或更小的肖氏硬度，熱固樹脂、光固化樹脂等都可以用作構(gòu)成樹脂層的樹脂。然而，優(yōu)選地，構(gòu)成樹脂層的樹脂是熱固樹脂，其在60° C的溫度流態(tài)化。在60° C的溫度流態(tài)化的熱固樹脂指的是在60° C或更高的溫度液化以呈現(xiàn)流動性的糊狀樹脂。在通過使用在60° C或更高的溫度流態(tài)化的熱固樹脂形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時，一旦通過加熱到60° C或更高的溫度來使糊狀樹脂流態(tài)化，從而以流態(tài)化的樹脂覆蓋陶瓷基板表面上的微小凹陷和凸起。結(jié)果，可以將存在于陶瓷基板與樹脂層之間的界面中的間隙的平均值進(jìn)一步減小到I μ m或更小(包括O μ m)。不具體限定樹脂的成分，但呈現(xiàn)上述特性的樹脂的實(shí)例包括相變材料等。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的第二陶瓷熱沉材料特征在于:在用于在陶瓷基板上提供了樹脂層的壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料中，通過固化在60° C的溫度流態(tài)化的熱固樹脂形成樹脂層。如下所述，在制造提供有壓力接觸結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊時，也可以通過應(yīng)用一方法來制造用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的第二陶瓷熱沉材料，在所述方法中，在通過使用擠壓構(gòu)件形成的壓力接觸結(jié)構(gòu)中，借助加熱來固化樹脂層。此外，最優(yōu)選地，可以應(yīng)用用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的第一陶瓷熱沉材料的結(jié)構(gòu)和用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的第二陶瓷熱沉材料的結(jié)構(gòu)兩者，但可以分別應(yīng)用每一個結(jié)構(gòu)。以如下方式獲得存在于陶瓷基板與樹脂層之間的界面中的間隙的平均值:在陶瓷熱沉材料的任意截面中，觀察200 μ m長度的陶瓷基板與樹脂層之間的界面，以便獲得被觀察間隙的最大直徑，將獲得的最大直徑的平均值設(shè)定為“間隙平均值”。此外，優(yōu)選地，樹脂層包含無機(jī)填料顆粒。樹脂具有高絕緣特性，但具有低導(dǎo)熱率，因此可以使用借助添加諸如金屬粉末和陶瓷粉末之類的無機(jī)填料顆粒來改進(jìn)其導(dǎo)熱率的樹脂。金屬粉末的實(shí)例包括C·u粉末、Al粉末等。陶瓷粉末的實(shí)例包括AlN粉末、Si3N4粉末、MgO粉末等。特別優(yōu)選地是使用AlN (氮化鋁)粉末，其絕緣特性和導(dǎo)熱率都很優(yōu)異。此外，無機(jī)填料顆粒優(yōu)選地具有樹脂層厚度的1/2或更小的顆粒直徑，更優(yōu)選地，具有樹脂層厚度的1/5或更小的顆粒直徑。在無機(jī)填料顆粒的顆粒直徑較大的情況下，填料顆粒會從樹脂層突出出來，以至于在形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時使得樹脂層的粘著特性(緊密接觸特性)劣化。此外，優(yōu)選地，含無機(jī)填料顆粒的比率(添加量)在20到60體積％的范圍內(nèi)。當(dāng)無機(jī)填料顆粒的含量小于20體積％時，添加無機(jī)填料顆粒的效果較小。當(dāng)含無機(jī)填料顆粒的比率超過60體積％時，無機(jī)填料顆粒會從樹脂層的表面突出出來，以至于在壓力接觸操作時使得樹脂層的粘著特性劣化。此外，優(yōu)選地，無機(jī)填料顆粒處于粉末狀態(tài)。無機(jī)填料顆粒的實(shí)例還包括尖頭形的填料，諸如纖維填料和須毛狀填料。取決于樹脂層的厚度，可以使用諸如纖維填料和須毛狀填料的尖頭形的填料顆粒。然而，在通過使用尖頭形的填料顆粒形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時，以及在使得填料從樹脂層的表面突出出來時，會增大填料顆粒對擠壓構(gòu)件和陶瓷基板的表面的不利影響(攻擊特性)，從而導(dǎo)致裂紋。因此，優(yōu)選使用粉末狀態(tài)的無機(jī)填料顆粒。此外，優(yōu)選地，樹脂層的厚度是50 μ m或更小。即使樹脂層的厚度超過50 μ m時，也可以使存在于樹脂層與陶瓷基板之間的界面中的間隙較小。然而，在樹脂層的厚度過大時，樹脂層的散熱(輻射)特性劣化。因此，樹脂層的厚度優(yōu)選地為50 μ m或更小，更優(yōu)選地，為30 μ m或更小。此外，樹脂層的厚度的下限值不受具體限定，但優(yōu)選地為5μπι或更大。難以薄薄地涂敷樹脂糊膠以具有小于5 μ m的均勻厚度。從制造的觀點(diǎn)來看，樹脂層的厚度的下限值優(yōu)選為5μπι或更大，更優(yōu)選為10 μ m或更大。注意，僅有必要控制在形成壓力接觸結(jié)構(gòu)的表面上提供的樹脂層的厚度。此外，還優(yōu)選陶瓷基板的表面粗糙度Ra在0.1到5 μ m范圍內(nèi)。為了使得在陶瓷基板表面上提供的樹脂層進(jìn)入陶瓷基板表面上的微小凹陷與凸起之間，陶瓷基板的表面粗糙度Ra優(yōu)選為5 μ m或更小。另一方面，當(dāng)陶瓷基板的表面粗糙度Ra小于0.1 μ m時，陶瓷基板的表面過于平坦，因此無法獲得足夠的錨固作用，以至于樹脂層的粘著特性(緊密接觸特性)會劣化。此外，根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料適合于半導(dǎo)體模塊，特別適合于擠壓構(gòu)件與用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料擠壓接觸的半導(dǎo)體模塊。圖4和圖5不出了壓力接觸結(jié)構(gòu)的實(shí)例。在圖4和圖5中，附圖標(biāo)記I表不用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉，附圖標(biāo)記4表示擠壓構(gòu)件。此外，附圖標(biāo)記5表示陶瓷基板2與擠壓構(gòu)件4彼此直接接觸的部分。圖4示出了壓力接觸結(jié)構(gòu)的實(shí)例，其中，由擠壓構(gòu)件4和4擠壓并固定用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉I的上下表面。當(dāng)形成壓力接觸結(jié)構(gòu)以使得陶瓷基板2的其上提供有樹脂層3和3的表面如圖4所示那樣受擠壓構(gòu)件4和4擠壓時，由于為根據(jù)本發(fā)明的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉I提供了具有A70或更小的肖氏硬度的軟樹脂層，可以如圖5所示地形成部分5，擠壓構(gòu)件4的表面與陶瓷基板2的表面在部分5處彼此直接接觸。當(dāng)提供了擠壓構(gòu)件4與陶瓷基板2彼此直接接觸所處的部分5時，可以無需經(jīng)由充當(dāng)阻熱體的樹脂層3而在擠壓構(gòu)件4與陶瓷基板2之間傳熱，因此改進(jìn)了陶瓷熱沉I的散熱特性。就是說，可以有效地利用陶瓷基板2的高導(dǎo)熱率。此外，優(yōu)選地，擠壓構(gòu)件4與陶瓷基板2彼此直接接觸所處的部分5是點(diǎn)接觸部分，其具有Imm或更小的最大直徑。隨著直接接觸部分5的尺寸增大，改進(jìn)了散熱特性。然而，當(dāng)直接接觸部分的尺寸·過大時，就不能抑制由存在于壓力接觸結(jié)構(gòu)中的陶瓷基板表面上的微小凹陷和凸起引起的裂紋的出現(xiàn)，如在傳統(tǒng)技術(shù)中那樣。就是說，不能獲得提供樹脂層的效果。為此，點(diǎn)接觸部分優(yōu)選地具有1_或更小的最大直徑，更優(yōu)選地，具有0.5mm或更小的直徑,進(jìn)一步優(yōu)選地,具有0.0lmm或更小的直徑。此外，點(diǎn)接觸部分的直徑的下限值不受具體限定，但優(yōu)選地為0.0Olmm或更大(I μ m或更大)。優(yōu)選地，存在多個點(diǎn)接觸部分。當(dāng)存在具有小直徑的多個點(diǎn)接觸部分時，就更有可能獲得結(jié)合了陶瓷基板的優(yōu)異散熱特性的效果和提供樹脂層的效果的協(xié)同效果。圖6和圖7均示出了具有壓力接觸結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體封裝的實(shí)例。在圖6和圖7中，附圖標(biāo)記ID和IB均表示用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉，附圖標(biāo)記2和2D均表示陶瓷基板，附圖標(biāo)記7表示半導(dǎo)體元件，附圖標(biāo)記8和8A均表示擠壓構(gòu)件，附圖標(biāo)記9和10均表示絕緣間隔體。此外，附圖標(biāo)記11表示散熱構(gòu)件，附圖標(biāo)記12和13均表示插入孔，附圖標(biāo)記14表示緊固構(gòu)件(螺釘)，附圖標(biāo)記15表示墊圈，附圖標(biāo)記16表示孔部分(螺孔)。此外，圖6示出了結(jié)構(gòu)實(shí)例，其中，在陶瓷基板2D的一個表面上提供了樹脂層3，圖7示出了結(jié)構(gòu)實(shí)例，其中，在陶瓷基板2的兩個表面上都提供了樹脂層3和3。如圖6所示，半導(dǎo)體模塊20包括:用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉1D，陶瓷熱沉ID提供有插入孔12和12 ;朝向用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID的樹脂層3布置的板狀擠壓構(gòu)件8 ;布置在擠壓構(gòu)件8的表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體元件7，該表面?zhèn)扰c用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID的一側(cè)相反；散熱構(gòu)件(散熱片)11，其消散半導(dǎo)體元件7中產(chǎn)生的熱量，并且其布置在半導(dǎo)體元件7的表面?zhèn)壬?，該表面?zhèn)扰c擠壓構(gòu)件8的一側(cè)相反；緊固構(gòu)件(螺釘)14，用于緊固用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID和散熱構(gòu)件11。此外，將板狀絕緣間隔體9插入半導(dǎo)體元件7的一個表面與擠壓構(gòu)件8之間。此夕卜，將板狀絕緣間隔體10插入半導(dǎo)體元件7的另一個表面與散熱構(gòu)件11之間。此外，將半導(dǎo)體元件7夾置在絕緣間隔體9與絕緣間隔體10之間。此外，將絕緣間隔體9、半導(dǎo)體元件7和絕緣間隔體10夾置在擠壓構(gòu)件8與散熱構(gòu)件11之間，其中，擠壓構(gòu)件8朝向絕緣間隔體9布置，散熱構(gòu)件11朝向絕緣間隔體10布置。通過使用緊固構(gòu)件14將用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID和散熱構(gòu)件11彼此緊固。在此情況下將螺釘用作緊固構(gòu)件14，但緊固構(gòu)件14不限于螺釘，只要它可以將用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID緊固到散熱構(gòu)件11。在圖6所示的半導(dǎo)體模塊20中，當(dāng)通過使用緊固構(gòu)件14將用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID和散熱構(gòu)件11彼此緊固時，布置在用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID與散熱構(gòu)件11之間的擠壓構(gòu)件8、絕緣間隔體9、半導(dǎo)體元件7和絕緣間隔體10受壓而彼此接觸。以此方式，在將緊固構(gòu)件插入用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID時，僅有必要使用提供在陶瓷基板2D中的插入孔12和12。注意，擠壓構(gòu)件8是板狀構(gòu)件，其與用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID的樹脂層3接觸。例如，將諸如銅板之類的金屬板用作擠壓構(gòu)件8。將擠壓構(gòu)件8插入用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID與諸如絕緣間隔體9的另一個構(gòu)件之間。當(dāng)通過使用緊固構(gòu)件14將用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID緊固到散熱構(gòu)件11時，使擠壓構(gòu)件8與半導(dǎo)體元件7經(jīng)由絕緣間隔體9擠壓接觸。此外,半導(dǎo)·體元件7是單個半導(dǎo)體元件或者多個半導(dǎo)體元件的組件。絕緣間隔體9與絕緣間隔體10分別布置在半導(dǎo)體元件7的上下表面上。例如，使用了諸如陶瓷基板的板狀絕緣體作為絕緣間隔體9和10。此外，散熱構(gòu)件11是消散在半導(dǎo)體元件7中產(chǎn)生的熱量的構(gòu)件。在圖6中的散熱構(gòu)件11的上部中提供孔部分16，其可以接合充當(dāng)緊固構(gòu)件的螺釘14的遠(yuǎn)端部。例如，使用散熱片作為散熱構(gòu)件11。此外，緊固構(gòu)件14是用于將用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID緊固到散熱構(gòu)件11的構(gòu)件。例如，使用螺釘作為緊固構(gòu)件14。在圖6所示的半導(dǎo)體模塊20中，以如下方式將用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID緊固到散熱構(gòu)件11:充當(dāng)緊固構(gòu)件的螺釘14的釘體插入到用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID的插入孔12中，并使得螺釘14的遠(yuǎn)端部與散熱構(gòu)件11的孔部分16接合。此外，將墊圈15插入螺釘14的頭部與用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID之間。從而在半導(dǎo)體模塊20中，布置在用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID與散熱構(gòu)件11之間的擠壓構(gòu)件8、絕緣間隔體9、半導(dǎo)體元件7和絕緣間隔體10受壓而彼此接觸。當(dāng)形成如圖6所示的壓力接觸結(jié)構(gòu)時，使其上提供有具有A70或更小的肖氏硬度的軟樹脂層3的陶瓷基板2D與擠壓構(gòu)件8的表面強(qiáng)有力地擠壓接觸。然而，用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID的軟樹脂層3覆蓋存在于陶瓷基板2D表面上的微小凹陷和凸起，因此可以使用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉ID經(jīng)由樹脂層3而與擠壓構(gòu)件8緊密接觸。此外，當(dāng)在壓力接觸時將壓力設(shè)定為5MPa或更大時，使軟樹脂層3變形從而可以使陶瓷基板與擠壓構(gòu)件彼此直接接觸。注意，當(dāng)壓力過大時，陶瓷基板會破裂，因此可以將陶瓷基板2D的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度的5%或更小的力設(shè)定為壓力的度量標(biāo)準(zhǔn)(measure)。在如上所述配置的壓力接觸結(jié)構(gòu)中，在陶瓷基板2D與樹脂層3之間的界面中沒有提供間隙，因此可以改進(jìn)絕緣特性和散熱特性。接下來，圖7示出了使用用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB的半導(dǎo)體模塊的實(shí)例，其中，在陶瓷基板2的兩側(cè)上均提供了樹脂層3和3。如圖7所示，半導(dǎo)體模塊30包括:用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉1B，其上下兩表面上都分別提供了樹脂層3和3 ;朝向用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB的一個表面上所提供的樹脂層3布置的板狀擠壓構(gòu)件8A ;朝向用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB的另一個表面上所提供的樹脂層3布置的半導(dǎo)體元件7 ;散熱構(gòu)件11，其消散半導(dǎo)體元件7中產(chǎn)生的熱量，并且其布置在半導(dǎo)體元件7的表面?zhèn)壬?，該表面?zhèn)扰c用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB的一側(cè)相反；及緊固構(gòu)件14，用于將擠壓構(gòu)件8A緊固到散熱構(gòu)件11。將板狀絕緣間隔體9插入半導(dǎo)體元件7的一個表面與擠壓構(gòu)件8A之間。此外，將板狀絕緣間隔體10插入半導(dǎo)體元件7的另一個表面與散熱構(gòu)件11之間。將半導(dǎo)體元件7夾置在絕緣間隔體9與絕緣間隔體10之間。此外,將絕緣間隔體9、半導(dǎo)體元件7和絕緣間隔體10夾置在用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB與散熱構(gòu)件11之間，其中，用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB朝向絕緣間隔體9布置，散熱構(gòu)件11朝向絕緣間隔體10布置。通過使用·緊固構(gòu)件14將擠壓構(gòu)件8A與散熱構(gòu)件11彼此緊固。在圖7所示的半導(dǎo)體模塊30中，通過使用緊固構(gòu)件14將擠壓構(gòu)件8A緊固到散熱構(gòu)件11，而使得布置在擠壓構(gòu)件8A與散熱構(gòu)件11之間的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉1B、絕緣間隔體9、半導(dǎo)體元件7和絕緣間隔體10受壓而彼此接觸。此外，如圖7所示的半導(dǎo)體模塊30與圖6所示的半導(dǎo)體模塊20的不同之處在于:使用提供有插入孔12的擠壓構(gòu)件8A來代替用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉1D，以及使用在其上下表面中的每一個上都提供有樹脂層3的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB來代替擠壓構(gòu)件8。圖7所示的半導(dǎo)體模塊30的其它部分與圖6所示的半導(dǎo)體模塊20的其它部分相同。因此圖7中所示的半導(dǎo)體模塊30和圖6中所示的半導(dǎo)體模塊20 二者所共有的部件由相同的附圖標(biāo)記和字符來表示，省略或簡化了對每一個這種部件的結(jié)構(gòu)和操作的詳細(xì)說明。此外，沒有具體限定插入孔13的形狀和尺寸，只要諸如螺釘之類的緊固構(gòu)件14可以插入到插入孔13中或與之接合即可。此外，也沒有具體限定在擠壓構(gòu)件8A中提供的插入孔13的位置和數(shù)量。當(dāng)通過使用緊固構(gòu)件14將擠壓構(gòu)件8A緊固到散熱構(gòu)件11時，使得擠壓構(gòu)件8A經(jīng)由用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB擠壓諸如絕緣間隔體9的其他構(gòu)件。緊固構(gòu)件14是將擠壓構(gòu)件8A緊固到散熱構(gòu)件11的構(gòu)件。例如，將螺釘用作緊固構(gòu)件14。在圖7所示的半導(dǎo)體模塊30中，以如下方式將用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB緊固到散熱構(gòu)件11:將充當(dāng)緊固構(gòu)件的螺釘14的釘體插入到墊圈15和擠壓構(gòu)件8A的插入孔13中，使螺釘14的遠(yuǎn)端部與散熱構(gòu)件11的孔部分16接合。此外，將墊圈15插入到螺釘14的頭部與擠壓構(gòu)件8A之間。由于以上的壓力接觸結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體模塊30中，通過如上所述那樣配置的壓力接觸結(jié)構(gòu)使得布置在擠壓構(gòu)件8A與散熱構(gòu)件11之間的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉1B、絕緣間隔體9、半導(dǎo)體元件7和絕緣間隔體10受壓而彼此接觸。此時，使在用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB的一個表面上提供的樹脂層3強(qiáng)有力地與擠壓構(gòu)件8A的表面擠壓接觸，且使在用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB的另一個表面上提供的樹脂層3也強(qiáng)有力地與絕緣間隔體9的表面擠壓接觸。然而，用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉IB上的軟樹脂層3覆蓋存在于陶瓷基板表面上的微小凹陷和凸起，因此陶瓷基板可以經(jīng)由樹脂層3而與擠壓構(gòu)件8A和絕緣間隔體9中的每一個都彼此緊密接觸。此外，當(dāng)在壓力接觸時將壓力設(shè)定為5MPa或更大時，使軟樹脂層變形以使得陶瓷基板與擠壓構(gòu)件可以彼此直接接觸。注意，當(dāng)壓力過大時，陶瓷基板會破裂，因此可以將陶瓷基板的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度的5%或更小的力設(shè)定為壓力的度量標(biāo)準(zhǔn)。在如上所述配置的壓力接觸結(jié)構(gòu)中，在陶瓷基板與樹脂層之間的界面中沒有提供間隙，因此可以有效地改進(jìn)絕緣特性和散熱特性。注意，在圖6和圖7中所示的半導(dǎo)體模塊中示出了用螺釘固定的實(shí)例，但用于根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊中的緊固構(gòu)件不限于螺釘。作為除了螺釘以外的緊固構(gòu)件，可以使用諸如夾鉗的緊固構(gòu)件，所述夾鉗將散熱構(gòu)件11和用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉夾置在其間，或者其將散熱構(gòu)件11和擠壓構(gòu)件夾置在其間。當(dāng)以此方式將夾鉗用作緊固構(gòu)件時，在用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉和擠壓構(gòu)件中無需提供插入孔。此外，在根據(jù)本發(fā)·明的半導(dǎo)體模塊中，可以消散在半導(dǎo)體模塊中產(chǎn)生的熱量的構(gòu)件也可以用作除了散熱片以外的散熱構(gòu)件。例如，散熱板等可以用作散熱構(gòu)件。當(dāng)以此方式將散熱板用作散熱構(gòu)件時，可以以如下方式形成具有壓力接觸結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊:使用例如充當(dāng)緊固構(gòu)件的夾鉗將散熱板和用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉夾置在其間，或者使用例如夾鉗將散熱板和擠壓構(gòu)件夾置在其間。在此情況下，在用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉和擠壓構(gòu)件中無需提供插入孔。此外，圖6和圖7中所示的半導(dǎo)體模塊20和30是根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的實(shí)例。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊包括其中使用半導(dǎo)體元件和其中提供了樹脂層的陶瓷基板和擠壓構(gòu)件可以彼此擠壓接觸的所有結(jié)構(gòu)。盡管以上說明了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，但這些實(shí)施例是作為實(shí)例而提出的，并非旨在限制本發(fā)明的范圍?？梢砸云渌喾N形式來實(shí)現(xiàn)這些創(chuàng)新實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種省略、交換和改變。這些實(shí)施例及其變形包括在本發(fā)明的范圍和本質(zhì)內(nèi)，并包括在權(quán)利要求及其等價范圍中所描述的本發(fā)明中。接下來，將說明根據(jù)本發(fā)明的用于制造用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉的方法。沒有具體限定根據(jù)本發(fā)明的用于制造用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉的方法，但包括以下方法作為根據(jù)本發(fā)明的用于有效地制造用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉的方法。首先，制備陶瓷基板。優(yōu)選地，陶瓷基板具有500MPa或更大的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度，60W/m.K或更大的導(dǎo)熱率。優(yōu)選地，具有這些特性的陶瓷基板的厚度在0.2到1.0mm范圍內(nèi)。當(dāng)陶瓷基板的厚度小于0.2mm時，陶瓷基板在形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時會破裂。另一方面，當(dāng)陶瓷基板的厚度超過1.0mm時，陶瓷基板自身會充當(dāng)阻熱體，以至于使得其散熱特性劣化。此外，優(yōu)選地，陶瓷基板的表面粗糙度在0.1到5μπι范圍內(nèi)(按照Ra標(biāo)準(zhǔn))。因此，按需要進(jìn)行諸如珩磨的拋光處理。換句話說，只要陶瓷基板的作為燒結(jié)表面的表面粗糙度Ra在0.1到5 μ m范圍內(nèi)，就不必特別進(jìn)行拋光處理。接下來，制備用作樹脂層的樹脂糊膠。當(dāng)將無機(jī)填料顆粒添加到樹脂層時，將無機(jī)填料顆粒添加到樹脂糊膠。無機(jī)填料顆粒的平均顆粒直徑優(yōu)選地為要形成的樹脂層的厚度的1/2或更小，更優(yōu)選地，為要形成的樹脂層的厚度的1/5或更小。通過將樹脂糊膠涂覆(覆蓋)到陶瓷基板上并固化所涂覆的樹脂糊膠來形成樹脂層。當(dāng)由熱固樹脂來制造樹脂時，通過加熱來固化樹脂糊膠，而當(dāng)由紫外線固化樹脂來制造樹脂時，通過以紫外線輻射來固化樹脂糊膠。此外，當(dāng)構(gòu)成樹脂層的樹脂是在60° C的溫度流態(tài)化的熱固樹脂時，就照原樣保留樹脂糊膠，以便自然干燥。在任意這些情況下，使用在固化后具有A70或更小的肖氏硬度的樹脂。此外，樹脂膜可以用作樹脂層，只要樹脂膜具有A70或更小的肖氏硬度即可，可以通過熱壓接合在陶瓷基板的表面上提供樹脂膜。此外，當(dāng)通過形成壓力接觸結(jié)構(gòu)來制造半導(dǎo)體模塊時，用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉由擠壓構(gòu)件擠壓，從而被夾置在擠壓構(gòu)件與另一個構(gòu)件之間。此外，當(dāng)將在60° C或更高的溫度流態(tài)化的熱固樹脂用作樹脂層時，以如下方式形成壓力接觸結(jié)構(gòu):在陶瓷基板上形成在60° C或更高的溫度流態(tài)化的熱固樹脂層，隨后通過對該熱固樹脂層進(jìn)行熱處理來將其固化。在這個方法中，由于樹·脂層一旦被流態(tài)化并隨后固化，可以將樹脂層填充到擠壓構(gòu)件與陶瓷基板之間的間隙中，因此也可以消除存在于陶瓷基板與樹脂層之間的界面中的間隙。此外，當(dāng)在半導(dǎo)體模塊的裝配過程中在真空中執(zhí)行這個處理時，也可以消除在樹脂層與接觸構(gòu)件之間的間隙。[實(shí)例](實(shí)例I到9與比較例I)制備具有50mm長度、50mm寬度和0.32mm厚度的氮化硅基板(90W/m.K的導(dǎo)熱率和600MPa的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度)作為陶瓷基板。接下來，使用金剛石砂輪通過諸如珩磨和拋光的表面處理改變氮化娃基板的表面粗糙度Ra。在以此方式表面處理的氮化娃基板的每一個表面上形成硬化后具有A70或更小的肖氏硬度的硅酮樹脂層，從而制備根據(jù)每一個實(shí)例的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉。此外，為比較例I制備除了提供有具有AlOO的肖氏硬度的樹脂層以外，具有與實(shí)例I相同結(jié)構(gòu)的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉。為根據(jù)每一個實(shí)例和比較例的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉獲得存在于陶瓷基板與樹脂層之間的界面中的間隙(空隙)的平均值。在間隙的平均值的測量方法中，觀察長度200μπι的在陶瓷基板與樹脂層之間的任意界面，獲得界面中觀察到的間隙中的最大直徑。隨后，將所獲得的間隙的最大直徑的平均值設(shè)定為“間隙的平均值”。以下的表I中示出了測量結(jié)果。[表I]
權(quán)利要求
1.一種用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料，該陶瓷熱沉材料通過在陶瓷基板上提供樹脂層而配置，其中，所述樹脂層具有70或更小的計示(肖氏)硬度(A型)，并且存在于所述陶瓷基板與所述樹脂層之間的界面中的間隙的平均值是3 μ m或更小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料，其中，通過固化熱固樹脂來形成所述樹脂層，所述熱固樹脂在60° C的溫度流態(tài)化。
3.一種用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料，該陶瓷熱沉材料通過在陶瓷基板上提供樹脂層而配置，其中，通過固化熱固樹脂形成所述樹脂層，所述熱固樹脂在60° C的溫度流態(tài)化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料，其中，所述樹脂層包含無機(jī)填料顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中的任意一項(xiàng)所述的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料，其中，所述樹脂層具有10或更大的計示(肖氏)硬度(A型)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中的任意一項(xiàng)所述的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料，其中，所述陶瓷基板是氮化硅基板、氧化鋁基板和氮化鋁基板中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中的任意一項(xiàng)所述的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料，其中，所述樹脂層的厚度是50 μ m或更小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要 求7中的任意一項(xiàng)所述的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料，其中，所述陶瓷基板的表面粗糙度Ra在0.1到5 μ m的范圍內(nèi)。
9.一種半導(dǎo)體模塊，其中，擠壓構(gòu)件與根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中的任意一項(xiàng)所述的用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料擠壓接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體模塊，其中，在通過使用所述擠壓構(gòu)件形成壓力接觸結(jié)構(gòu)時，形成所述擠壓構(gòu)件的表面與所述陶瓷基板的表面直接接觸所處的部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體模塊，其中，所述擠壓構(gòu)件的表面與所述陶瓷基板的表面直接接觸所處的所述部分是點(diǎn)接觸部分，該點(diǎn)接觸部分具有Irnm或更小的最大直徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體模塊，其中，存在多個所述點(diǎn)接觸部分。
13.一種用于制造半導(dǎo)體模塊的方法，所述半導(dǎo)體模塊具有擠壓構(gòu)件與用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料擠壓接觸的結(jié)構(gòu)，所述方法包括: 制備用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的所述陶瓷熱沉材料，其中，在陶瓷基板上提供具有70或更小的計示(肖氏)硬度(A型)的樹脂層，并且其中，存在于所述陶瓷基板與所述樹脂層之間的界面中的間隙的平均值是3 μ m或更??；以及 利用壓力使所述擠壓構(gòu)件與用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料擠壓接觸，所述壓力導(dǎo)致形成所述擠壓構(gòu)件的表面與所述陶瓷基板的表面直接接觸所處的部分。
14.一種用于制造半導(dǎo)體模塊的方法，所述半導(dǎo)體模塊具有擠壓構(gòu)件與用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料擠壓接觸的結(jié)構(gòu)，所述方法包括: 通過在陶瓷基板上形成熱固樹脂層來產(chǎn)生用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的所述陶瓷熱沉材料的過程，其中，所述熱固樹脂層在60° C的溫度流態(tài)化； 用于使所述擠壓構(gòu)件與用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的所述陶瓷熱沉材料擠壓接觸的擠壓接觸過程；以及固化過程，其中，通過將在60° C的溫度流態(tài)化的所述熱固樹脂層加熱到60° C或更高的溫度而固化所述熱固樹脂層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于制造半導(dǎo)體模塊的方法，其中，形成所述擠壓構(gòu)件的表面與所述陶瓷 基板的表面直接接觸所處的部分。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于壓力接觸結(jié)構(gòu)的陶瓷熱沉材料，該陶瓷熱沉材料通過在陶瓷基板上提供樹脂層而配置，其中，所述樹脂層具有70或更小的計示(肖氏)硬度(A型)，并且存在于所述陶瓷基板與所述樹脂層之間的界面中的間隙的平均值是3μm或更小。此外，優(yōu)選地，通過固化熱固樹脂來形成所述樹脂層，所述熱固樹脂在60°C的溫度流態(tài)化。由于以上結(jié)構(gòu)，可以獲得陶瓷熱沉和使用熱沉的半導(dǎo)體模塊，其具有相對于擠壓構(gòu)件的良好的緊密接觸特性。
文檔編號H01L23/34GK103222047SQ20118005590
公開日2013年7月24日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者宮下公哉 申請人:株式會社東芝, 東芝高新材料公司