多層復(fù)合材料的制造方法

多層復(fù)合材料的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的制造方法包括：軋制工序，使由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的或由相同金屬材料構(gòu)成的第一金屬板和第二金屬板重疊并以25％～85％的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到層壓板；表面活化處理工序，真空中，對(duì)層壓板的至少接合預(yù)定面及第三金屬板的至少接合預(yù)定面進(jìn)行表面活化處理；和冷壓接工序，真空中，以使層壓板的接合預(yù)定面與第三金屬板的接合預(yù)定面抵接的方式使層壓板與第三金屬板重疊，并以使壓下率成為0.1％～15％的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接。根據(jù)本制造方法，能夠以低成本量產(chǎn)如下多層復(fù)合材料：其不會(huì)發(fā)生翹曲，能夠高精度地控制各結(jié)構(gòu)層的厚度，并且即使負(fù)載有冷熱能也不會(huì)在結(jié)構(gòu)層上發(fā)生裂痕或剝離。
【專利說明】多層復(fù)合材料的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以高生產(chǎn)效率制造多層復(fù)合材料的方法，該多層復(fù)合材料例如是作為用于半導(dǎo)體元件散熱等的絕緣基板用多層材料而優(yōu)選適用的多層復(fù)合材料。
[0002]此外，在本說明書中，“多層”的含義是“三層以上的復(fù)數(shù)層”。
[0003]另外，在本說明書中，“鎳板”的含義中包括Ni板及Ni合金板，“鈦板”的含義中包括Ti板及Ti合金板，“鋁板”的含義中包括Al板及Al合金板。另外，在本說明書中，“金屬板”的含義中包括由單一金屬構(gòu)成的金屬板和合金板。
[0004]另外，在本說明書中，鎳板等的“板”的含義中包括板、片、箔等，包括所有厚度為4 μ m?1mm的材料而稱為“板”。
[0005]另外，在本說明書中，“種類不同的金屬材料”的含義中不僅包括作為其構(gòu)成的金屬元素互不相同的金屬材料(例如，一方為Ni板，另一方為Ti板)，還包括即使作為其構(gòu)成的金屬元素相同但其組成比例各不相同的金屬材料(例如，一方是Si含有率為10質(zhì)量％且Al含有率為90質(zhì)量％的Al-Si合金材料，另一方是Si含有率為15質(zhì)量％且Al含有率為85質(zhì)量％的Al-Si合金材料)。

【背景技術(shù)】
[0006]功率半導(dǎo)體模塊等半導(dǎo)體模塊為了釋放由半導(dǎo)體元件的動(dòng)作而從半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱量，而具備散熱部件(例:散熱器(heat sink)、冷卻器)。而且，在該半導(dǎo)體模塊中，在半導(dǎo)體元件與散熱部件之間配置有用于將從半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱量傳遞到散熱部件的散熱用絕緣基板。該絕緣基板在熱學(xué)上是傳導(dǎo)體，但在電學(xué)上發(fā)揮絕緣體的功能，具體來說，具備作為電絕緣層的陶瓷層、和包括接合在陶瓷層的一面上的配線層(電路層)在內(nèi)的金屬層(例如參照專利文獻(xiàn)I?4)。而且，半導(dǎo)體元件通過軟釬焊而接合在絕緣基板的金屬層上。
[0007]近幾年，一直使用由Al或Al合金形成的鋁層來作為構(gòu)成金屬層的層。其理由是，鋁層具有優(yōu)異的電特性及熱特性，另外，若使用鋁層，則與以往使用Cu的絕緣基板相比，能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化，并且還能謀求絕緣基板的制造成本的降低。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-328012號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-235503號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開2006-303346號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)4:日本特開2009-147123號(hào)公報(bào)
[0012]但是，鋁層的軟釬焊接合性較差。由此，為了能夠通過軟釬焊來接合半導(dǎo)體元件，要在鋁層的表面上形成Ni鍍層，但是這種情況下，會(huì)在鋁層與Ni鍍層的接合界面上形成強(qiáng)度較弱的合金層。其結(jié)果是，存在如下問題:通過隨著冷熱循環(huán)而產(chǎn)生的熱應(yīng)力(熱應(yīng)變)而較容易在該合金層上發(fā)生裂痕或剝離，并且在Ni鍍層的表面上容易發(fā)生變形(凹凸不平)。
[0013]于是，本申請(qǐng)的發(fā)明人想到了一種將如下的材料作為布線層素材來使用的對(duì)策，該材料是使在表面上接合有半導(dǎo)體元件的由Ni或Ni合金形成的鎳層、由Ti或Ti合金形成的鈦層、和由Al或Al合金形成的招層以該順序通過復(fù)合軋制(clad rolling)或放電等離子燒結(jié)法(spark plasma sintering)層壓而成的材料。
[0014]然而，在通過放電等離子燒結(jié)法得到的上述多層復(fù)合材料中，雖然能夠與進(jìn)行多層復(fù)合時(shí)的各素材的厚度的構(gòu)成比例無關(guān)地進(jìn)行接合，但這是一種小批量的方法，存在無法面向大量生產(chǎn)且制造成本較高的問題。
[0015]另一方面，通過復(fù)合軋制法得到的上述多層復(fù)合材料雖然具有優(yōu)異的量產(chǎn)性，但在制造多層(三層以上)復(fù)合材料時(shí)，存在配置在中間的層因與配置在其外側(cè)的材料之間的物理性值(強(qiáng)度、伸長率)的不同而所能夠容許的構(gòu)成厚度比例具有界限的問題。例如，若忽略該界限進(jìn)行設(shè)計(jì)，則存在配置在中間的層(在上述多層復(fù)合材料中為鈦層)會(huì)斷裂，或即使不斷裂也無法高精度地將厚度控制為期望厚度的問題。在無法高精度地將厚度控制為期望厚度的情況下，例如將無法得到期望的熱特性。
[0016]而且，在復(fù)合軋制法中，雖然為了增加接合界面的接合強(qiáng)度而需要實(shí)施擴(kuò)散熱處理，但若對(duì)接合有兩層以上的種類不同金屬材料的復(fù)合材料實(shí)施熱處理的話，則由于素材的伸長率的差別，還存在會(huì)在材料上發(fā)生翹曲、起伏(尤其在寬度較寬的材料上會(huì)明顯地發(fā)生翹曲、起伏)且不容易卷繞成螺旋狀的問題。尤其是，在通過復(fù)合軋制法制造三層以上的多層復(fù)合材料的情況下，由于在材料上會(huì)明顯地發(fā)生翹曲、起伏，且無法卷繞成螺旋狀，所以實(shí)質(zhì)上難以進(jìn)行生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)背景而提出的，其目的在于，提供一種多層復(fù)合材料的制造方法，能夠以低成本量產(chǎn)如下的三層以上的多層復(fù)合材料:其不會(huì)發(fā)生翹曲，能夠高精度地控制各結(jié)構(gòu)層的厚度，并且即使負(fù)載有冷熱能也不會(huì)在結(jié)構(gòu)層上發(fā)生裂痕或剝離。
[0018]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供以下方法。
[0019][I] 一種多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，包括如下工序:軋制工序，使由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的、或由相同的金屬材料構(gòu)成的第一金屬板和第二金屬板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到層壓板；表面活化處理工序，在真空中，對(duì)所述層壓板的至少接合預(yù)定面及第三金屬板的至少接合預(yù)定面進(jìn)行表面活化處理；和冷壓接工序，在進(jìn)行了所述表面活化處理之后，在真空中，以使所述層壓板的接合預(yù)定面與所述第三金屬板的接合預(yù)定面抵接的方式使所述層壓板與所述第三金屬板重疊，并以使壓下率成為0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接。
[0020][2]根據(jù)前項(xiàng)I所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述第一金屬板的厚度是所述第二金屬板的厚度的0.5倍?2.0倍，所述第三金屬板的厚度超過所述第二金屬板的厚度的2.0倍或者不足0.5倍。
[0021][3]根據(jù)前項(xiàng)I所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述第一金屬板與所述第二金屬板中的至少任意一方的金屬板的厚度為100 μ m以下。
[0022][4] 一種多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，包括如下工序:軋制工序，使鎳板和鈦板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到層壓板；表面活化處理工序，在真空中，對(duì)所述層壓板的至少鈦板的表面及鋁板的至少接合預(yù)定面進(jìn)行表面活化處理；和冷壓接工序，在進(jìn)行了所述表面活化處理之后，在真空中，以使所述層壓板的鈦板的表面與所述鋁板的接合預(yù)定面抵接的方式使所述層壓板與所述鋁板重疊，并以使壓下率成為0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接。
[0023][5]根據(jù)前項(xiàng)4所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述鎳板的厚度是所述鈦板的厚度的0.5倍?2.0倍，所述鋁板的厚度超過所述鈦板的厚度的2.0倍或者不足0.5倍。
[0024][6]根據(jù)前項(xiàng)4所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述鎳板的厚度為10 μ m?100 μ m,所述鈦板的厚度為5 μ m?30 μ m,所述招板的厚度處于超過60 μ m但為1mm以下的范圍。
[0025][7] 一種多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，包括如下工序:第一軋制工序，使由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的、或由相同的金屬材料構(gòu)成的第一金屬板和第二金屬板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第一層壓板；第二軋制工序，使由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的、或由相同的金屬材料構(gòu)成的第三金屬板和第四金屬板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第二層壓板；表面活化處理工序，在真空中，對(duì)所述第一層壓板的至少接合預(yù)定面及所述第二層壓板的至少接合預(yù)定面進(jìn)行表面活化處理；和冷壓接工序，在進(jìn)行了所述表面活化處理之后，在真空中，以使所述第一層壓板的接合預(yù)定面與所述第二層壓板的接合預(yù)定面抵接的方式使所述第一層壓板與所述第二層壓板重疊，并以使壓下率成為0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接。
[0026][8]根據(jù)前項(xiàng)7所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述第一金屬板的厚度是所述第二金屬板的厚度的0.5倍?2.0倍，所述第四金屬板的厚度是所述第三金屬板的厚度的0.5倍?2.0倍，所述第三金屬板的厚度超過所述第二金屬板的厚度的2.0倍或者不足0.5倍。
[0027][9]根據(jù)前項(xiàng)7所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述第一?第四金屬板中的至少一張金屬板的厚度為100 μ m以下。
[0028][10] 一種多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，包括如下工序:第一軋制工序，使鎳板和鈦板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第一層壓板；第二軋制工序，使鋁板和釬料板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第二層壓板；表面活化處理工序，在真空中，對(duì)所述第一層壓板的至少鈦板的表面及所述第二層壓板的至少鋁板的表面進(jìn)行表面活化處理；和冷壓接工序，在進(jìn)行了所述表面活化處理之后，在真空中，以使所述第一層壓板的鈦板表面與所述第二層壓板的鋁板表面抵接的方式使所述第一層壓板與所述第二層壓板重疊，并以使壓下率成為0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接。
[0029][11]根據(jù)前項(xiàng)10所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述鎳板的厚度是所述鈦板的厚度的0.5倍?2.0倍，所述釬料板的厚度是所述鋁板的厚度的0.5倍?2.0倍，所述鋁板的厚度超過所述鈦板的厚度的2.0倍或者不足0.5倍。
[0030][12]根據(jù)前項(xiàng)10所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述鎳板的厚度為10 μ m?100 μ m,所述鈦板的厚度為5 μ m?30 μ m,所述招板的厚度處于超過60 μ m但為1mm以下的范圍,所述釬料板的厚度為10 μ m?60 μ m。
[0031][13]根據(jù)前項(xiàng)I?12中任一項(xiàng)所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述表面活化處理為等離子蝕刻處理。
[0032][14]根據(jù)前項(xiàng)I?13中任一項(xiàng)所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述冷壓接工序中的冷壓接時(shí)的壓接輥的溫度處于10°C?80°C的范圍內(nèi)。
[0033][15]根據(jù)前項(xiàng)I?14中任一項(xiàng)所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述軋制工序中的復(fù)合軋制的壓下率為45%?65%。
[0034][16]根據(jù)前項(xiàng)I?15中任一項(xiàng)所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述多層復(fù)合材料是絕緣基板用的多層材料。
[0035]發(fā)明效果
[0036]在[I]的發(fā)明中，在軋制工序中使第一金屬板與第二金屬板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，因此能夠以低成本得到層壓第一金屬板與第二金屬板而成的層壓板。
[0037]接著，在真空中，對(duì)層壓板的至少接合預(yù)定面(以下將層壓板的要進(jìn)行接合的金屬板稱為“第二金屬板”)及第三金屬板的至少接合預(yù)定面進(jìn)行表面活化處理，因此能夠除去接合預(yù)定面上的氧化物、吸附物等而露出潔凈的表面，而能夠提高接合強(qiáng)度。
[0038]在冷壓接工序中，在真空中使層壓板與第三金屬板重疊，并以使壓下率成為
0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接，因此即使在第三金屬板的厚度與第二金屬板的厚度相差較大的情況(例如，第三金屬板的厚度超過第二金屬板的厚度的2.0倍或不足0.5倍的情況)下，也能得到高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。另外，以使壓下率成為0.1%?15%的方式進(jìn)行冷壓接，因此具有如下優(yōu)點(diǎn):第三金屬板與第二金屬板的接合界面具有優(yōu)異的平坦性，且在第三金屬板與第二金屬板的接合界面上不會(huì)形成合金層(該合金層會(huì)對(duì)接合強(qiáng)度等機(jī)械特性、電特性產(chǎn)生不良影響)。而且，以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式進(jìn)行冷壓接，并且之后無需(不用進(jìn)行)擴(kuò)散熱處理，因此即使在使用寬度較大的材料的情況下也能得到無翹曲的多層復(fù)合材料。
[0039]在[2]的發(fā)明中，雖然第三金屬板的厚度超過第二金屬板的厚度的2.0倍或者不足0.5倍而導(dǎo)致兩板的厚度相差較大，但也能得到高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。
[0040]在[3]的發(fā)明中，雖然第一金屬板與所述第二金屬板中的至少任意一方的金屬板是厚度為100 μ m以下的薄板，但也能得到高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。
[0041]在[4]的發(fā)明中，在軋制工序中使鎳板和鈦板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，因此能夠以低成本得到使鎳板與鈦板層壓而成的層壓板。
[0042]接著，在真空中對(duì)層壓板的至少鈦板的表面及鋁板的至少接合預(yù)定面進(jìn)行表面活化處理，因此能夠除去接合預(yù)定面上的氧化物、吸附物等而露出潔凈的表面，而能夠提高接合強(qiáng)度。
[0043]在冷壓接工序中，在真空中使層壓板與鋁板重疊，并以使壓下率成為較低的
0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接，因此即使在例如鋁板的厚度與鈦板的厚度相差較大的情況(例如，鋁板的厚度超過鈦板的厚度的2.0倍或不足0.5倍的情況)下，也能得到高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。另外，以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式進(jìn)行冷壓接，因此具有如下優(yōu)點(diǎn):鋁板與鈦板的接合界面具有優(yōu)異的平坦性，且在鋁板與鈦板的接合界面上不會(huì)形成合金層(該合金層會(huì)對(duì)接合強(qiáng)度等機(jī)械特性、電特性產(chǎn)生不良影響)。而且，以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式進(jìn)行冷壓接，并且之后無需(不用進(jìn)行)擴(kuò)散熱處理，因此即使在使用寬度較大的材料的情況下也能得到無翹曲的多層復(fù)合材料。
[0044]在[5]的發(fā)明中，雖然鋁板的厚度超過鈦板的厚度的2.0倍或者不足0.5倍而導(dǎo)致兩板的厚度相差較大，但也能得到高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。
[0045]在[6]的發(fā)明中，雖然鎳板的厚度為ΙΟμπι?100 μ m,鈦板的厚度為5μηι?30 μ m,招板的厚度處于超過60 μ m但為1mm以下的范圍，像這樣即使至少鈦板的厚度較薄，但也能得到高精度地控制了這些鈦板、鎳板、鋁板的厚度的多層復(fù)合材料。
[0046]在[7]的發(fā)明中，在第一軋制工序中使第一金屬板和第二金屬板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，因此能夠以低成本得到層壓第一金屬板與第二金屬板而成的第一層壓板。
[0047]在第二軋制工序中使第三金屬板和第四金屬板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，因此能夠以低成本得到層壓第三金屬板與第四金屬板而成的第二層壓板。
[0048]接著，在真空中對(duì)第一層壓板的至少接合預(yù)定面(以下將第一層壓板的要進(jìn)行接合的金屬板稱為“第二金屬板”)及第二層壓板的至少接合預(yù)定面(以下將第二層壓板的要進(jìn)行接合的金屬板稱為“第三金屬板”)進(jìn)行表面活化處理，因此能夠除去這些接合預(yù)定面上的氧化物、吸附物等而露出潔凈的表面，而能夠提高接合強(qiáng)度。
[0049]在冷壓接工序中，在真空中使第一層壓板與第二層壓板重疊，并以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接，因此即使在第三金屬板的厚度與第二金屬板的厚度相差較大的情況(例如，第三金屬板的厚度超過第二金屬板的厚度的2.0倍或不足0.5倍的情況)下，也能得到高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。另外，以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式進(jìn)行冷壓接，因此具有如下優(yōu)點(diǎn):第三金屬板與第二金屬板的接合界面具有優(yōu)異的平坦性，且不會(huì)在第三金屬板與第二金屬板的接合界面上形成合金層(該合金層會(huì)對(duì)接合強(qiáng)度等機(jī)械特性、電特性產(chǎn)生不良影響)。而且，以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式進(jìn)行冷壓接，并且之后無需(不用進(jìn)行)擴(kuò)散熱處理，因此即使在使用寬度較大的材料的情況下也能得到無翹曲的多層復(fù)合材料。
[0050]在[8]的發(fā)明中，雖然第三金屬板的厚度超過第二金屬板的厚度的2.0倍或者不足0.5倍而導(dǎo)致兩板的厚度相差較大，但也能得到高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。
[0051]在[9]的發(fā)明中，雖然第一?第四金屬板中至少一張金屬板的厚度為100 μ m以下且包括薄板，但也能得到高精度地控制了該薄金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。
[0052]在[10]的發(fā)明中，在第一軋制工序中使鎳板和鈦板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，因此能夠以低成本得到層壓鎳板與鈦板而成的第一層壓板。
[0053]另外，在第二軋制工序中使鋁板和釬料板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，因此能夠以低成本得到層壓鋁板與釬料板而成的第二層壓板。
[0054]接著，在真空中對(duì)第一層壓板的至少鈦板的表面及第二層壓板的至少鋁板的表面進(jìn)行表面活化處理，因此能夠除去這些接合預(yù)定面上的氧化物、吸附物等而露出潔凈的表面，而能夠提高接合強(qiáng)度。
[0055]在冷壓接工序中，在真空中使第一層壓板與第二層壓板重疊，并以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接，因此即使在例如鋁板的厚度與鈦板的厚度相差較大的情況(例如，鋁板的厚度超過鈦板的厚度的2.0倍或不足0.5倍的情況)下，也能得到高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。另夕卜，以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式進(jìn)行冷壓接，因此具有如下的優(yōu)點(diǎn):鋁板與鈦板的接合界面具有優(yōu)異的平坦性，且不會(huì)在鋁板與鈦板的接合界面上形成合金層(該合金層會(huì)對(duì)接合強(qiáng)度等機(jī)械特性、電特性產(chǎn)生不良影響)的優(yōu)點(diǎn)。而且，以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式進(jìn)行冷壓接，并且之后無需(不用進(jìn)行)擴(kuò)散熱處理，因此即使在使用寬度較大的材料的情況下也能得到無翹曲的多層復(fù)合材料。
[0056]在[11]的發(fā)明中，雖然鋁板的厚度超過鈦板的厚度的2.0倍或者不足0.5倍而導(dǎo)致兩板的厚度相差較大，但也能得到高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。
[0057]在[12]的發(fā)明中，雖然鎳板的厚度為ΙΟμπι?ΙΟΟμ--，鈦板的厚度為5μπι?30 μ m,招板的厚度處于超過60 μ m但為1mm以下的范圍，釬料板的厚度為10 μ m?60 μ m,像這樣即使至少鈦板的厚度較薄，但也能得到高精度地控制了這些鈦板、鎳板、鋁板及釬料板的厚度的多層復(fù)合材料。
[0058]在[13]的發(fā)明中，表面活化處理為等離子蝕刻處理，因此能夠充分除去接合預(yù)定面上的氧化物、吸附物等而露出更為潔凈的表面，而能夠進(jìn)一步提高接合強(qiáng)度。
[0059]在[14]的發(fā)明中，將冷壓接工序中的冷壓接時(shí)的壓接輥的溫度設(shè)定為10°C?80°C的范圍，因此能夠得到更高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料。
[0060]在[15]的發(fā)明中，在軋制工序中以45%?65%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，因此不會(huì)對(duì)設(shè)備施加過多的載荷(無需強(qiáng)大的設(shè)備能力且在抑制設(shè)備成本的同時(shí))，能夠穩(wěn)定地制造多層復(fù)合材料。
[0061]在[16]的發(fā)明中，能夠制造高精度地控制了較薄的金屬板的厚度且無翹曲的絕緣基板用的多層復(fù)合材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0062]圖1是表示通過本發(fā)明的第一制造方法制造的多層復(fù)合材料的一個(gè)實(shí)施方式的剖面圖。
[0063]圖2是表示通過本發(fā)明的第二制造方法制造的多層復(fù)合材料的一個(gè)實(shí)施方式的剖面圖。
[0064]圖3是以正在實(shí)施第一制造方法的狀態(tài)表示在表面活化處理工序和冷壓接工序中使用的制造裝置的一例的示意側(cè)視圖。
[0065]圖4是以正在實(shí)施第二制造方法的狀態(tài)表示在表面活化處理工序和冷壓接工序中使用的制造裝置的一例的示意側(cè)視圖。
[0066]圖5是表不使用圖2的多層復(fù)合材料構(gòu)成的絕緣基板的一例的剖面圖。
[0067]圖6是以層壓前的分離狀態(tài)表示使用圖1的多層復(fù)合材料構(gòu)成的冷卻器一體型絕緣基板的一例的示意剖面圖。
[0068]圖7是以層壓前的分離狀態(tài)表示使用圖2的多層復(fù)合材料構(gòu)成的冷卻器一體型絕緣基板的一例的示意剖面圖。
[0069]圖8是以層壓前的分離狀態(tài)表示使用圖2的多層復(fù)合材料構(gòu)成的冷卻器一體型絕緣基板的另一例的示意剖面圖。
[0070]圖9是表示半導(dǎo)體模塊的一例的示意側(cè)視圖。
[0071]附圖標(biāo)記說明
[0072]I…第一金屬板
[0073]2…第二金屬板
[0074]3…第三金屬板
[0075]4…第四金屬板
[0076]10…多層復(fù)合材料
[0077]20...層壓板
[0078]21…第一層壓板
[0079]22…第二層壓板
[0080]40…裝置
[0081]42A、42B…表面活化處理裝置
[0082]44…壓接輥
[0083]49…真空槽

【具體實(shí)施方式】
[0084][第一制造方法]
[0085]參照?qǐng)D3對(duì)本發(fā)明的多層復(fù)合材料的第一制造方法進(jìn)行說明。
[0086](軋制工序)
[0087]使由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的、或由相同金屬材料構(gòu)成的第一金屬板I和第二金屬板2重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到層壓板20。例如，使用鎳板作為第一金屬板1，使用鈦板作為第二金屬板2。即，例如使鎳板I與鈦板2重疊并以25 %?85 %的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到層壓板20。然后，將所得到的層壓板20卷繞到第一供給棍51上。
[0088]在該軋制工序中，使第一金屬板I與第二金屬板2重疊并進(jìn)行復(fù)合軋制，因此能夠以低成本獲得將第一金屬板I和第二金屬板2層壓后的層壓板20。
[0089]上述軋制工序中的復(fù)合軋制優(yōu)選為通過冷復(fù)合軋制來進(jìn)行。在這種情況下，因?yàn)椴⒉惶貏e需要進(jìn)行材料(金屬板)的加熱，所以能夠提高生產(chǎn)性。上述冷復(fù)合軋制時(shí)的軋輥的溫度優(yōu)選設(shè)定為10°c?120°C的范圍。
[0090]在將復(fù)合軋制前的第一金屬板的厚度與第二金屬板的厚度的合計(jì)作為“M”( μ m)，并將通過復(fù)合軋制得到的層壓板20的厚度作為“N”(μ m)時(shí)，上述“壓下率”是由下述算式求得的值。
[0091]壓下率(%) = {(M-N) /M} XlOO
[0092]此外，優(yōu)選地，在上述軋制工序之前，預(yù)先機(jī)械式地研磨第一金屬板I的接合預(yù)定面及第二金屬板2的接合預(yù)定面。作為上述機(jī)械式的研磨，例如列舉了用鋼絲刷(wirebrush)進(jìn)行研磨等方法，但只要是能夠機(jī)械式地除去所述接合預(yù)定面的表面的氧化層的方法即可，并不特別限定。通過進(jìn)行這種機(jī)械式的研磨(設(shè)置機(jī)械式的研磨工序)，例如，即使以25%?70%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，也能以獲得充分的接合強(qiáng)度的方式接合。
[0093]另外，還可以在上述軋制工序之后且在接下來的表面活化處理工序之前，對(duì)通過上述復(fù)合軋制得到的層壓板20以500°C?700°C的熱處理溫度進(jìn)行擴(kuò)散熱處理。通過進(jìn)行這種擴(kuò)散熱處理，能夠使第一金屬板I與第二金屬板2的接合強(qiáng)度進(jìn)一步提高。
[0094](表面活化處理工序)
[0095]接著，如圖3所示，將卷繞有上述層壓板20的第一供給輥51配置在制造裝置40的真空槽49內(nèi)，并將卷繞有第三金屬板3的另一方的第二供給輥52也配置在真空槽49內(nèi)。例如使用鋁板作為上述第三金屬板3。
[0096]上述真空槽49能夠通過未圖示的真空裝置使內(nèi)部空間成為真空狀態(tài)。在上述真空槽49內(nèi)配置有:第一電極棍53、與該第一電極棍53分離地配置在靠近該第一電極棍53的位置上的表面活化處理裝置42A、第二電極輥54、與該第二電極輥54分離地配置在靠近該第二電極輥54的位置上的表面活化處理裝置42B、一對(duì)壓接輥44、44、和卷繞輥55。上述表面活化處理裝置42A對(duì)該裝置42A內(nèi)的電極與上述第一電極輥53之間施加1MHz?50MHz頻率的高頻電壓，并對(duì)沿著該第一電極輥53的外周面接觸的金屬板的表面進(jìn)行等離子照射，由此，能夠?qū)υ摻饘侔宓谋砻孢M(jìn)行等離子蝕刻處理。同樣地，上述表面活化處理裝置42B對(duì)該裝置42B內(nèi)的電極與第二電極輥54之間施加1MHz?50MHz頻率的高頻電壓，并對(duì)沿著該第二電極輥54的外周面接觸的金屬板的表面進(jìn)行等離子照射，由此，能夠?qū)υ摻饘侔宓谋砻孢M(jìn)行等離子蝕刻處理。
[0097]接著，保持上述真空槽49內(nèi)為真空狀態(tài)。上述真空槽49內(nèi)的真空度優(yōu)選設(shè)定為lX10_4Pa?IPa。另外，還可以在將上述真空槽49內(nèi)充滿氮?dú)?、氬氣等非活性氣體而形成非活性氣體環(huán)境之后，提高真空度而設(shè)定為I X KT4Pa?IPa。
[0098]在上述真空狀態(tài)的真空槽49內(nèi)，使從第一供給輥51拉出的層壓板20沿著第一電極輥53的外周面接觸，并從表面活化處理裝置42A對(duì)沿著該第一電極輥53接觸的層壓板20的第二金屬板(例如鈦板)2的表面進(jìn)行等離子照射，由此，在對(duì)第二金屬板(例如鈦板)2的表面進(jìn)行了等離子蝕刻處理之后，將層壓板20送入至一對(duì)壓接輥44、44之間(參照?qǐng)D3)。通過上述等離子蝕刻處理，能夠除去層壓板20的接合預(yù)定面即第二金屬板(例如鈦板)2的表面上的氧化物、吸附物等而露出潔凈的表面。
[0099]同時(shí)，在上述真空狀態(tài)的真空槽49內(nèi)，使從第二供給輥52拉出的第三金屬板(例如鋁板)3沿著第二電極輥54的外周面接觸，并從表面活化處理裝置42B對(duì)沿著該第二電極輥54接觸的第三金屬板3的一面進(jìn)行等離子照射，由此，在對(duì)第三金屬板(例如鋁板)3的表面(接合預(yù)定面)進(jìn)行了等離子蝕刻處理之后，將第三金屬板(例如鋁板)3送入至一對(duì)壓接輥44、44之間(參照?qǐng)D3)。通過上述等離子蝕刻處理，能夠除去第三金屬板(例如鋁板)3的接合預(yù)定面上的氧化物、吸附物等而露出潔凈的表面。
[0100](冷壓接工序)
[0101]接著，在上述真空狀態(tài)的真空槽49內(nèi)，以使上述層壓板20的接合預(yù)定面即第二金屬板(例如鈦板)2的表面與上述第三金屬板(例如鋁板)3的接合預(yù)定面的表面(一面)抵接的方式，使層壓板20與第三金屬板3重疊，并以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式將這兩張板20、3在一對(duì)壓接輥44、44之間進(jìn)行冷壓接(參照?qǐng)D3)。
[0102]然后，在上述真空狀態(tài)的真空槽49內(nèi)，將通過冷壓接得到的多層復(fù)合材料10卷繞到卷繞輥55上(參照?qǐng)D3)。
[0103]如圖1所示，所得到的多層復(fù)合材料10具備三層層壓結(jié)構(gòu)，S卩，在第二金屬板(例如鈦板)2的一個(gè)面上層壓有第一金屬板(例如鎳板)1，并在上述第二金屬板(例如鈦板)2的另一個(gè)面上層壓有第三金屬板(例如鋁板)3。
[0104]上述鎳板I/鈦板2/鋁板3這三層層壓結(jié)構(gòu)的多層復(fù)合材料10還能以通過釬料箔99釬焊在DBA基板(冷卻器一體型絕緣基板)95的半導(dǎo)體元件接合面一側(cè)上的方式使用(參照?qǐng)D6)，或者還能以通過釬料箔直接釬焊在陶瓷板上的方式使用。圖6是以層壓前的分離狀態(tài)表示冷卻器一體型絕緣基板的一例的示意圖，在圖6中，91是作為散熱部件的鋁板，92是鋁釬料箔，93是鋁沖孔板，94是鋁釬料箔，95是DBA板(Al層96/A1N層(氮化鋁層)97/A1層98)，99是鋁釬料箔。
[0105]此外，在如上所述地另外使用釬料箔進(jìn)行接合的情況下，因?yàn)殁F料是較硬的、難以軋制的材料，所以為了使釬料成為250μπι以下的箔，除了需要箔軋制用的特殊裝置外，成品率也不夠高。另外，釬料箔的操作性(handing)也不夠好。因此，更優(yōu)選地，使用后述的第二制造方法，來獲得鎳板I/鈦板2/鋁板3/鋁釬料板4這四層層壓結(jié)構(gòu)的多層復(fù)合材料10。
[0106]在上述冷壓接工序中，上述壓下率設(shè)定為0.1 %?15%。通過將壓下率設(shè)定為這種范圍，而能夠進(jìn)一步提高第三金屬板與第二金屬板的接合界面上的平坦性，并且，還能得到在第三金屬板與第二金屬板的接合界面上不會(huì)形成合金層且更高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料10。若壓下率不足0.1%，則在第三金屬板與第二金屬板之間無法得到充分的接合強(qiáng)度。另外，若壓下率超過15%，則將無法獲得接合界面的平坦性，并且在形成脆弱合金層的組合的金屬素材的情況下，會(huì)產(chǎn)生在接合界面上發(fā)生裂痕的問題。其中，上述壓下率優(yōu)選設(shè)定為0.1%?10%，尤其優(yōu)選設(shè)定為0.1 %?5.0%。
[0107]在將在壓接輥44、44之間進(jìn)行冷壓接之前的冷壓接對(duì)象金屬板的合計(jì)厚度(層壓板的厚度與第三金屬板的厚度的合計(jì))作為“X”( μ m)，并將通過冷壓接得到的多層復(fù)合材料10的厚度作為“Y” (ym)時(shí)，上述“壓下率”是由下述算式求得的值。
[0108]壓下率(％) = {(X-Y) /X} XlOO
[0109]上述冷壓接工序中的冷壓接時(shí)的壓接輥44的溫度優(yōu)選設(shè)定為10°C?80°C的范圍，在這種情況下，能夠得到更高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料10。
[0110]在上述第一制造方法中，如后述的實(shí)施例1所述，第一金屬板、第二金屬板及第三金屬板這三張板由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的情況是代表性的示例，但并不特別限定為這種結(jié)構(gòu)。
[0111]根據(jù)上述第一制造方法，由于在冷壓接工序之前進(jìn)行表面活化處理，并且通過該表面活化處理，能夠除去接合預(yù)定面上的氧化物、吸附物等并露出潔凈的表面，所以在接下來的冷壓接工序中即使是低壓下率(0.1%?15% )也能確保充分的接合強(qiáng)度。因此，在第一制造方法中，在冷壓接工序之后無需進(jìn)行(用于提高接合強(qiáng)度的)擴(kuò)散熱處理，而在冷壓接工序之后不進(jìn)行擴(kuò)散熱處理(通常為300°C以上的熱處理)。因此，根據(jù)第一制造方法，即使是在使用寬度較大的材料的情況下，也能得到無翹曲的多層復(fù)合材料。
[0112][第二制造方法]
[0113]接著，參照?qǐng)D4對(duì)本發(fā)明的多層復(fù)合材料的第二制造方法進(jìn)行說明。
[0114](第一軋制工序)
[0115]使由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的或由相同金屬材料構(gòu)成的第一金屬板I和第二金屬板2重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第一層壓板21。例如，使用鎳板作為第一金屬板1，使用鈦板作為第二金屬板2。即，例如，使鎳板I與鈦板2重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第一層壓板21。然后，將所得到的第一層壓板21卷繞到第一供給輥51上。
[0116]在該第一軋制工序中，使第一金屬板I與第二金屬板2重疊并進(jìn)行復(fù)合軋制，因此能夠以低成本獲得將第一金屬板I和第二金屬板2層壓而成的第一層壓板21。
[0117]上述第一軋制工序中的復(fù)合軋制優(yōu)選為，通過冷復(fù)合軋制來進(jìn)行。在這種情況下，由于并不特別需要進(jìn)行材料(金屬板)的加熱，所以能夠提高生產(chǎn)性。上述冷復(fù)合軋制時(shí)的軋輥的溫度優(yōu)選設(shè)定為10°C?120°C的范圍。
[0118]在將復(fù)合軋制前的第一金屬板的厚度與第二金屬板的厚度的合計(jì)作為“C”(μ m)，并將通過復(fù)合軋制得到的第一層壓板21的厚度作為時(shí)，上述“壓下率”是由下述算式求得的值。
[0119]壓下率(％)= {(C-D)/C} XlOO
[0120]此外，優(yōu)選地，在上述第一軋制工序之前，預(yù)先機(jī)械式地研磨第一金屬板I的接合預(yù)定面及第二金屬板2的接合預(yù)定面。作為上述機(jī)械式的研磨，例如列舉了用鋼絲刷進(jìn)行研磨等方法，但只要是能夠機(jī)械式地除去上述接合預(yù)定面的表面的氧化層的方法即可，并不特別限定。通過進(jìn)行這種機(jī)械式的研磨(設(shè)置機(jī)械式的研磨工序)，例如，即使是以25%?70%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，也能獲得充分的接合強(qiáng)度進(jìn)行接合。
[0121]另外，還可以在上述第一軋制工序之后且在接下來的表面活化處理工序之前，對(duì)通過上述復(fù)合軋制得到的第一層壓板21以500°C?700°C的熱處理溫度進(jìn)行擴(kuò)散熱處理。通過進(jìn)行這種擴(kuò)散熱處理，能夠使第一金屬板I與第二金屬板2的接合強(qiáng)度進(jìn)一步提高。
[0122](第二軋制工序)
[0123]使由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的或由相同金屬材料構(gòu)成的第三金屬板3和第四金屬板4重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第二層壓板22。例如，使用鋁板作為第三金屬板3，使用鋁釬料板作為第四金屬板4。即，例如，使鋁板3與鋁釬料板4重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第二層壓板22。然后，將所得到的第二層壓板22卷繞到第二供給輥52上。
[0124]在該第二軋制工序中，使第三金屬板3與第四金屬板4重疊并進(jìn)行復(fù)合軋制，因此能夠以低成本獲得將第三金屬板3和第四金屬板4層壓而成的第二層壓板22。
[0125]上述第二軋制工序中的復(fù)合軋制優(yōu)選為通過冷復(fù)合軋制來進(jìn)行。在這種情況下，由于并不特別需要進(jìn)行材料(金屬板)的加熱，所以能夠提高生產(chǎn)性。上述冷復(fù)合軋制時(shí)的軋輥的溫度優(yōu)選設(shè)定為10°c?120°C的范圍。
[0126]在將復(fù)合軋制前的第三金屬板的厚度與第四金屬板的厚度的合計(jì)作為“E”( μ m)，并將通過復(fù)合軋制得到的第二層壓板22的厚度作為時(shí)，上述“壓下率”是由下述算式求得的值。
[0127]壓下率(%) = {(E-F)/E} XlOO
[0128]此外，優(yōu)選地，在上述第二軋制工序之前，預(yù)先機(jī)械式地研磨第三金屬板3的接合預(yù)定面及第四金屬板4的接合預(yù)定面。作為上述機(jī)械式的研磨，例如列舉了用鋼絲刷進(jìn)行研磨等方法，但只要是能夠機(jī)械式地除去上述接合預(yù)定面的表面的氧化層的方法即可，并不特別限定。通過進(jìn)行這種機(jī)械式的研磨(設(shè)置機(jī)械式的研磨工序)，例如，即使是以25 %?70 %的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，也能獲得充分的接合強(qiáng)度進(jìn)行接合。
[0129]另外，還可以在上述第二軋制工序之后且在接下來的表面活化處理工序之前，對(duì)通過上述復(fù)合軋制得到的第二層壓板22以500°C?700°C的熱處理溫度進(jìn)行擴(kuò)散熱處理。通過進(jìn)行這種擴(kuò)散熱處理，能夠使第三金屬板3與第四金屬板4的接合強(qiáng)度進(jìn)一步提高。
[0130]此外，第一軋制工序和第二軋制工序的實(shí)施順序并不特別限定，可以先實(shí)施第一軋制工序，或者也可以先實(shí)施第二軋制工序，或者還可以同時(shí)并行地實(shí)施第一軋制工序和第二軋制工序。
[0131](表面活化處理工序)
[0132]在實(shí)施了上述第一軋制工序和上述第二軋制工序這兩道工序之后，實(shí)施表面活化處理工序。如圖4所示，將卷繞有上述第一層壓板21的第一供給輥51配置在制造裝置40的真空槽49內(nèi)，并將卷繞有第二層壓板22的另一方的第二供給輥52也配置在真空槽49內(nèi)。
[0133]上述真空槽49能夠通過未圖示的真空裝置使內(nèi)部空間成為真空狀態(tài)。在上述真空槽49內(nèi)配置有:第一電極棍53、與該第一電極棍53分離地配置在靠近該第一電極棍53的位置上的表面活化處理裝置42A、第二電極輥54、與該第二電極輥54分離地配置在靠近該第二電極輥54的位置上的表面活化處理裝置42B、一對(duì)壓接輥44、44、和卷繞輥55。上述表面活化處理裝置42A對(duì)該裝置42A內(nèi)的電極與上述第一電極輥53之間施加1MHz?50MHz頻率的高頻電壓，并對(duì)沿著該第一電極輥53的外周面接觸的金屬板的表面進(jìn)行等離子照射，由此，能夠?qū)υ摻饘侔宓谋砻孢M(jìn)行等離子蝕刻處理。同樣地，上述表面活化處理裝置42B對(duì)該裝置42B內(nèi)的電極與第二電極輥54之間施加1MHz?50MHz頻率的高頻電壓，并對(duì)沿著該第二電極輥54的外周面接觸的金屬板的表面進(jìn)行等離子照射，由此，能夠?qū)υ摻饘侔宓谋砻孢M(jìn)行等離子蝕刻處理。
[0134]接著，保持上述真空槽49內(nèi)為真空狀態(tài)。上述真空槽49內(nèi)的真空度優(yōu)選設(shè)定為lX10_4Pa?IPa。另外，還可以在將上述真空槽49內(nèi)充滿氮?dú)?、氬氣等非活性氣體而形成非活性氣體環(huán)境之后，提高真空度而設(shè)定為I X KT4Pa?IPa。
[0135]在上述真空狀態(tài)的真空槽49內(nèi)，使從第一供給輥51拉出的第一層壓板21沿著第一電極輥53的外周面接觸，并從表面活化處理裝置42A對(duì)沿著該第一電極輥53接觸的第一層壓板21的第二金屬板(例如鈦板)2的表面進(jìn)行等離子照射，由此，在對(duì)第二金屬板(例如鈦板)2的表面進(jìn)行了等離子蝕刻處理之后，將第一層壓板21送入至一對(duì)壓接輥44、44之間(參照?qǐng)D4)。通過上述等離子蝕刻處理，能夠除去第一層壓板21的接合預(yù)定面即第二金屬板(例如鈦板)2的表面上的氧化物、吸附物等而露出潔凈的表面。
[0136]同時(shí)，在上述真空狀態(tài)的真空槽49內(nèi)，使從第二供給輥52拉出的第二層壓板22沿著第二電極輥54的外周面接觸，并從表面活化處理裝置42B對(duì)沿著該第二電極輥54接觸的第二層壓板22的第三金屬板(例如鋁板)3的表面(接合預(yù)定面)進(jìn)行等離子照射，由此，在對(duì)第三金屬板(例如鋁板)3的表面進(jìn)行了等離子蝕刻處理之后，將第二層壓板22送入至一對(duì)壓接輥44、44之間(參照?qǐng)D4)。通過上述等離子蝕刻處理，能夠除去第二層壓板22的接合預(yù)定面即第三金屬板(例如鋁板)3的表面上的氧化物、吸附物等而露出潔凈的表面。
[0137](冷壓接工序)
[0138]接著，在上述真空狀態(tài)的真空槽49內(nèi)，以使上述第一層壓板21的接合預(yù)定面即第二金屬板(例如鈦板)2的表面與上述第二層壓板22的接合預(yù)定面即第三金屬板(例如鋁板)3的表面抵接的方式，使第一層壓板21與第二層壓板22重疊，并以使壓下率成為較低的0.1%?15%的方式將這兩張板21、22在一對(duì)壓接輥44、44之間進(jìn)行冷壓接(參照?qǐng)D4)。
[0139]然后，在上述真空狀態(tài)的真空槽49內(nèi)，將通過冷壓接得到的多層復(fù)合材料10卷繞到卷繞輥55上(參照?qǐng)D4)。
[0140]如圖2所示，所得到的多層復(fù)合材料10具備四層層壓結(jié)構(gòu)，S卩，在第二金屬板(例如鈦板)2的上表面上層壓有第一金屬板(例如鎳板)1，在上述第二金屬板(例如鈦板)2的下表面層壓有第三金屬板(例如鋁板)3，并在該第三金屬板(例如鋁板)3的下表面層壓有第四金屬板(例如鋁釬料板)4。
[0141]上述鎳板I/鈦板2/鋁板3/鋁釬料板4這四層層壓結(jié)構(gòu)的多層復(fù)合材料10例如還能以直接釬焊在DBA基板(冷卻器一體型絕緣基板)95的半導(dǎo)體元件接合面一側(cè)上的方式使用(參照?qǐng)D7)，或者，還能以直接釬焊在陶瓷板61上的方式使用(參照?qǐng)D8)。此外，圖7是以層壓前的分離狀態(tài)表示冷卻器一體型絕緣基板的一例的示意圖，在圖7中，91是作為散熱部件的鋁板，92是鋁釬料箔，93是鋁沖孔板，94是鋁釬料箔，95是DBA板(Al層96/AlN層(氮化鋁層)97/Α1層98)。另外，圖8是以層壓前的分離狀態(tài)表示冷卻器一體型絕緣基板的其他例的示意圖，在圖8中，91是作為散熱部件的鋁板，100是兩個(gè)面上同時(shí)復(fù)合軋制有釬料而形成的復(fù)合材料(鋁釬料92/鋁板93Z/鋁釬料94)，97是陶瓷板(氮化鋁層)。上述鈦板2作為防止因鎳板I與鋁板3接觸而生成脆弱合金層所設(shè)的阻隔層來發(fā)揮功能。Ti的熱傳導(dǎo)率為21.9ff/m.K,與熱傳導(dǎo)率為90.7ff/m.K的Ni和熱傳導(dǎo)率為236W/m.K的Al相比明顯較低，因此，在要求高散熱特性的絕緣基板用途中，鈦板2優(yōu)選設(shè)定為較薄，其中，尤其優(yōu)選設(shè)定為3 μ m?30 μ m。另外，關(guān)于上述鋁板3，在與DBA、散熱器、冷卻器接合的情況下、和在直接與陶瓷板接合而作為布線層使用的情況下，其厚度的設(shè)計(jì)有較大差別。在直接與陶瓷板61接合而作為布線層來使用的情況下(參照?qǐng)D5)，為了抑制電阻的增大，四層層壓結(jié)構(gòu)的多層復(fù)合材料10中的鋁板3的厚度優(yōu)選設(shè)定為200μπι?800μπι。另一方面，在作為釬焊到DBA板上的用途來使用的情況下，為了防止釬焊時(shí)Ti層2與釬料層4的接觸，四層層壓結(jié)構(gòu)的多層復(fù)合材料10中的鋁板3的厚度優(yōu)選為40 μ m以上。
[0142]在上述冷壓接工序中，上述壓下率設(shè)定為0.1 %?15%。通過將壓下率設(shè)定為這種范圍，而能夠進(jìn)一步提高第三金屬板與第二金屬板的接合界面上的平坦性，并且，還能得到在第三金屬板與第二金屬板的接合界面上不會(huì)形成合金層且更高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料10。若壓下率不足0.1%，則在第三金屬板與第二金屬板之間無法得到充分的接合強(qiáng)度。另外，若壓下率超過15%，則無法獲得接合界面的平坦性，并且在形成脆弱合金層的組合的金屬素材的情況下，會(huì)產(chǎn)生在接合界面上發(fā)生裂痕的問題。其中，上述壓下率優(yōu)選設(shè)定為0.1%?10%，尤其優(yōu)選設(shè)定為0.1 %?5.0%。
[0143]在將在壓接輥44、44之間進(jìn)行冷壓接之前的冷壓接對(duì)象金屬板的合計(jì)厚度(第一層壓板的厚度與第二層壓板的厚度的合計(jì))作為“X”( μ m)，并將通過冷壓接得到的多層復(fù)合材料10的厚度作為“Y” (ym)時(shí)，上述“壓下率”是由下述算式求得的值。
[0144]壓下率(%) = {(X-Y) /X} XlOO
[0145]上述冷壓接工序中的冷壓接時(shí)的壓接輥44的溫度優(yōu)選設(shè)定為10°C?80°C的范圍，在這種情況下，能夠得到更高精度地控制了較薄的金屬板的厚度的多層復(fù)合材料10。
[0146]在上述第二制造方法中，如后述的實(shí)施例3所述，第一金屬板、第二金屬板、第三金屬板及第四金屬板這四張板由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的情況是代表性的示例，但并不特別限定為這種結(jié)構(gòu)。
[0147]根據(jù)上述第二制造方法，由于在冷壓接工序之前進(jìn)行表面活化處理，并且通過該表面活化處理，能夠除去接合預(yù)定面上的氧化物、吸附物等并露出潔凈的表面，所以在接下來的冷壓接工序中即使是低壓下率(0.1%?15% )也能確保充分的接合強(qiáng)度。因此，在第二制造方法中，在冷壓接工序之后無需進(jìn)行(用于提高接合強(qiáng)度的)擴(kuò)散熱處理，而在冷壓接工序之后不進(jìn)行擴(kuò)散熱處理(通常為300°C以上的熱處理)。因此，根據(jù)第二制造方法，即使是在使用寬度較大的材料的情況下，也能得到無翹曲的多層復(fù)合材料。
[0148][第一、二制造方法]
[0149]在本發(fā)明的制造方法中，作為上述第一金屬板、上述第二金屬板、上述第三金屬板，雖然并不特別限定，但可以列舉例如鎳板、鈦板、鋁板等。另外，作為上述第四金屬板，雖然并不特別限定，但可以列舉例如鎳板、鈦板、鋁板、鋁釬料板等。
[0150]在本發(fā)明的制造方法中，還可以追加除上述記載之外的其他工序，從而制造五層層壓結(jié)構(gòu)、六層層壓結(jié)構(gòu)、七層以上的層壓結(jié)構(gòu)的多層復(fù)合材料，本發(fā)明的制造方法也包括這種制造方法。
[0151]圖9表示將通過本發(fā)明的制造方法制造的多層復(fù)合材料10用作構(gòu)成材料的一部分而制造出的半導(dǎo)體模塊70的一例。該半導(dǎo)體模塊70是在如圖5所示構(gòu)成的絕緣基板60的鎳層(鎳板)I的上表面上接合有半導(dǎo)體元件71，并在上述絕緣基板60的陶瓷層61的下表面上接合有散熱部件72而構(gòu)成。上述半導(dǎo)體元件71通過軟釬焊而接合在絕緣基板60的鎳層I上。
[0152]作為上述半導(dǎo)體元件71，雖然并未特別限定，但可以列舉例如IGBT芯片、MOSFET芯片、可控硅芯片、二極管芯片等。作為上述散熱部件72，雖然并未特別限定，但可以列舉例如散熱器、冷卻器等。
[0153]上述絕緣基板60是用于將隨著半導(dǎo)體元件71的動(dòng)作從半導(dǎo)體元件71產(chǎn)生的熱量向散熱部件72傳遞的部件，在熱學(xué)上是傳遞體，但在電學(xué)上發(fā)揮絕緣體的功能。
[0154]實(shí)施例
[0155]接著，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不特別限定于這些實(shí)施例。
[0156]〈實(shí)施例1>
[0157]在用鋼絲刷對(duì)厚度為60 μ m的鎳板I和厚度為40 μ m的鈦板2的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使鎳板I與鈦板2重疊并以壓下率50%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:25°C )，由此得到了使鎳板I與鈦板2層壓而成的厚度為50 μ m、寬度為200mm的層壓板20 (軋制工序)。然后，以60(TC對(duì)層壓板20實(shí)施了擴(kuò)散熱處理。
[0158]在使用圖3所示的裝置40而設(shè)定為I X KT3Pa的真空槽49內(nèi)，對(duì)層壓板20的鈦板2的表面(接合預(yù)定面)及厚度為85 μ m、寬度為200mm的鋁板3的表面(接合預(yù)定面)進(jìn)行等離子照射，由此對(duì)這些表面進(jìn)行了等離子蝕刻處理(表面活化處理工序)。
[0159]接著，如圖3所示，在設(shè)定為I X KT3Pa的真空槽49內(nèi)，以使層壓板20的鈦板2的表面(蝕刻處理面)與鋁板3的表面(蝕刻處理面)抵接的方式使層壓板20與鋁板3重疊，并將這兩張板在25°C (室溫)的一對(duì)壓接輥44、44之間進(jìn)行冷壓接，由此得到了厚度為130 μ m、寬度為200mm的多層復(fù)合材料10 (冷壓接工序)。
[0160]如圖1所示，所得到的多層復(fù)合材料10是將厚度為30 μ m的鎳板I/厚度為20 μ m的鈦板2/厚度為80 μ m的鋁板3按照該順序?qū)訅阂惑w化而成的三層層壓結(jié)構(gòu)。因此，上述冷壓接工序中的壓下率通過下述算式而得出為3.7%。
[0161 ] 100X {(50+85)-130} / (50+85) = 3.7
[0162]〈實(shí)施例2>
[0163]在用鋼絲刷對(duì)厚度為60 μ m的鎳板I和厚度為40 μ m的鈦板2的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使鎳板I與鈦板2重疊并以壓下率50%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:25°C )，由此得到了使鎳板I與鈦板2層壓而成的厚度為50 μ m、寬度為200mm的層壓板20 (軋制工序)。然后，以60(TC對(duì)層壓板20實(shí)施了擴(kuò)散熱處理。
[0164]在使用圖3所示的裝置40而設(shè)定為I X KT3Pa的真空槽49內(nèi)，對(duì)層壓板20的鈦板2的表面(接合預(yù)定面)及厚度為610 μ m、寬度為200mm的鋁板3的表面(接合預(yù)定面)進(jìn)行等離子照射，由此對(duì)這些表面進(jìn)行了等離子蝕刻處理(表面活化處理工序)。
[0165]接著，如圖3所示，在設(shè)定為IX 10_3Pa的真空槽49內(nèi)，以使層壓板20的鈦板2的表面(蝕刻處理面)與鋁板3的表面(蝕刻處理面)抵接的方式使層壓板20與鋁板3重疊，并將這兩張板在25°C (室溫)的一對(duì)壓接輥44、44之間進(jìn)行冷壓接，由此得到了厚度為650 μ m、寬度為200mm的多層復(fù)合材料10 (冷壓接工序)。
[0166]如圖1所示，所得到的多層復(fù)合材料10是將厚度為30 μ m的鎳板I/厚度為20 μ m的鈦板2/厚度為600 μ m的鋁板3按照該順序?qū)訅阂惑w化而成的三層層壓結(jié)構(gòu)。因此，上述冷壓接工序中的壓下率通過下述算式而得出為1.5%。
[0167]100X {(50+610)-650}/(50+610) =1.5
[0168]〈實(shí)施例3>
[0169]在用鋼絲刷對(duì)厚度為60 μ m的鎳板I和厚度為40 μ m的鈦板2的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使鎳板I與鈦板2重疊并以壓下率50%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:250C )，由此得到了使鎳板I與鈦板2層壓而成的厚度為50 μ m、寬度為200mm的第一層壓板21 (第一軋制工序)。然后，以60(TC對(duì)第一層壓板21實(shí)施了擴(kuò)散熱處理。
[0170]在用鋼絲刷對(duì)厚度為180 μ m的鋁板3和厚度為50 μ m的鋁釬料板(Si含有率為10質(zhì)量％且Al含有率為90質(zhì)量％的Al-Si合金板)4的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使鋁板3與鋁釬料板4重疊并以壓下率54%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:25°C )，由此得到了使鋁板3與鋁釬料板4層壓而成的厚度為105 μ m、寬度為200_的第二層壓板22 (第二軋制工序)。
[0171]在使用圖4所示的裝置40而設(shè)定為IXlO-3Pa的真空槽49內(nèi)，對(duì)第一層壓板21的鈦板2的表面(接合預(yù)定面)及第二層壓板22的鋁板3的表面(接合預(yù)定面)進(jìn)行等離子照射，由此對(duì)這些表面進(jìn)行了等離子蝕刻處理(表面活化處理工序)。
[0172]接著，如圖4所示，在設(shè)定為lX10_3Pa的真空槽49內(nèi)，以使第一層壓板21的鈦板2的表面(蝕刻處理面)與第二層壓板22的鋁板3的表面(蝕刻處理面)抵接的方式使第一層壓板21與第二層壓板22重疊，并將這兩張板在25°C (室溫)的一對(duì)壓接輥44、44之間進(jìn)行冷壓接，由此得到了厚度為150 μ m、寬度為200mm的多層復(fù)合材料10 (冷壓接工序)。
[0173]如圖2所示，所得到的多層復(fù)合材料10是將厚度為30 μ m的鎳板I/厚度為20 μ m的鈦板2/厚度為80 μ m的鋁板3/厚度為20 μ m的鋁釬料板4按照該順序?qū)訅阂惑w化而成的四層層壓結(jié)構(gòu)。因此，上述冷壓接工序中的壓下率通過下述算式而得出為3.2%。
[0174]100 X {(50+105)-150} / (50+105) = 3.2
[0175]〈實(shí)施例4>
[0176]在用鋼絲刷對(duì)厚度為60 μ m的鎳板I和厚度為40 μ m的鈦板2的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使鎳板I與鈦板2重疊并以壓下率50%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:250C )，由此得到了使鎳板I與鈦板2層壓而成的厚度為50 μ m、寬度為200mm的第一層壓板21 (第一軋制工序)。然后，以60(TC對(duì)第一層壓板21實(shí)施了擴(kuò)散熱處理。
[0177]在用鋼絲刷對(duì)厚度為1400 μ m的鋁板3和厚度為50 μ m的鋁釬料板(Si含有率為10質(zhì)量％且Al含有率為90質(zhì)量％的Al-Si合金板)4的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使鋁板3與鋁釬料板4重疊并以壓下率57%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:25°C )，由此得到了使鋁板3與鋁釬料板4層壓而成的厚度為630 μ m、寬度為200_的第二層壓板22 (第二軋制工序)。
[0178]在使用圖4所示的裝置40而設(shè)定為lX10_3Pa的真空槽49內(nèi)，對(duì)第一層壓板21的鈦板2的表面(接合預(yù)定面)及第二層壓板22的鋁板3的表面(接合預(yù)定面)進(jìn)行等離子照射，由此對(duì)這些表面進(jìn)行了等離子蝕刻處理(表面活化處理工序)。
[0179]接著，如圖4所示，在設(shè)定為lX10_3Pa的真空槽49內(nèi)，以使第一層壓板21的鈦板2的表面(蝕刻處理面)與第二層壓板22的鋁板3的表面(蝕刻處理面)抵接的方式使第一層壓板21與第二層壓板22重疊，并將這兩張板在25°C (室溫)的一對(duì)壓接輥44、44之間進(jìn)行冷壓接，由此得到了厚度為670 μ m、寬度為200mm的多層復(fù)合材料10 (冷壓接工序)。
[0180]如圖2所示，所得到的多層復(fù)合材料10是將厚度為30 μ m的鎳板I/厚度為20 μ m的鈦板2/厚度為600 μ m的鋁板3/厚度為20 μ m的鋁釬料板4按照該順序?qū)訅阂惑w化而成的四層層壓結(jié)構(gòu)。因此，上述冷壓接工序中的壓下率通過下述算式而得出為1.5%。
[0181 ] 100X {(50+630) -670} / (50+630) = 1.5
[0182]<比較例1>
[0183]在用鋼絲刷對(duì)厚度為120 μ m的鎳板和厚度為80 μ m的鈦板的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使鎳板與鈦板重疊并以壓下率50%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:25°C ),由此得到了使鎳板與鈦板層壓而成的厚度為100 μ m、寬度為200mm的層壓板(第一軋制工序)。然后，以60(TC對(duì)層壓板實(shí)施了擴(kuò)散熱處理。
[0184]接著，在用鋼絲刷對(duì)上述層壓板的鈦板的表面(接合預(yù)定面)及厚度為160μπκ寬度為200mm的鋁板的表面(接合預(yù)定面)的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使層壓板與鋁板重疊并以壓下率50%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:25°C)，由此得到了三層層壓結(jié)構(gòu)的多層復(fù)合材料10 (第二軋制工序)。
[0185]接著，雖然為了使接合界面的接合強(qiáng)度提高，以300°C進(jìn)行了十分鐘的擴(kuò)散熱處理，但是由于是寬度為200mm的較大寬度，所以在層壓板上會(huì)發(fā)生翹曲、起伏，因此，難以卷繞到卷繞輥上(無法實(shí)際生產(chǎn))。
[0186]〈比較例2>
[0187]在用鋼絲刷對(duì)厚度為120 μ m的鎳板和厚度為80 μ m的鈦板的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使鎳板與鈦板重疊并以壓下率50%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:25°C )，由此得到了使鎳板與鈦板層壓而成的厚度為100 μ m、寬度為30mm的層壓板(第一軋制工序)。然后，以60(TC對(duì)層壓板實(shí)施了擴(kuò)散熱處理。
[0188]接著，在用鋼絲刷對(duì)上述層壓板(寬度為30mm)的鈦板的表面(接合預(yù)定面)及厚度為600 μ m、寬度為30mm的招板的表面(接合預(yù)定面)的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使層壓板與鋁板重疊并以壓下率50%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:25°C )，由此得到了三層層壓結(jié)構(gòu)的多層復(fù)合材料10 (第二軋制工序)。
[0189]在用電子顯微鏡對(duì)所得到的多層復(fù)合材料進(jìn)行了觀察之后，發(fā)現(xiàn)鈦板(鈦層)發(fā)生了斷裂。
[0190]〈比較例3>
[0191]在用鋼絲刷對(duì)厚度為60 μ m的鎳板和厚度為40 μ m的鈦板的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使鎳板與鈦板重疊并以壓下率50%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:25°C )，由此得到了使鎳板與鈦板層壓而成的厚度為50 μ m、寬度為200_的層壓板(第一軋制工序)。然后，以60(TC對(duì)層壓板實(shí)施了擴(kuò)散熱處理。
[0192]接著，在用鋼絲刷對(duì)上述層壓板的鈦板的表面(接合預(yù)定面)及厚度為133μπκ寬度為200mm的鋁板的表面(接合預(yù)定面)的各自的接合預(yù)定面進(jìn)行了研磨之后，使層壓板與鋁板重疊并以壓下率2%進(jìn)行冷復(fù)合軋制(軋輥的溫度:25°C)(第二軋制工序)，雖然由此嘗試了制造多層復(fù)合材料，但層壓板與鋁板并未接合。
[0193]〈比較例4>
[0194]除了進(jìn)行設(shè)定使得冷壓接工序中的壓下率成為0.05%之外，其他情況與實(shí)施例1相同，雖然嘗試了制造多層復(fù)合材料，但無法將層壓板與鋁板良好地接合。
[0195]〈比較例5>
[0196]除了進(jìn)行設(shè)定使得冷壓接工序中的壓下率成為25%之外，其他情況與實(shí)施例1相同，得到了厚度為130 μ m、寬度為200mm的多層復(fù)合材料。
[0197]關(guān)于如上所述得到的各多層復(fù)合材料，根據(jù)下述評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。這些評(píng)價(jià)結(jié)果如表I所示。
[0198]<多層復(fù)合材料中有無發(fā)生翹曲、起伏的評(píng)價(jià)方法>
[0199]使用激光式形狀測(cè)量儀檢查所得到的多層復(fù)合材料的表面(Ni層表面)上有無發(fā)生翅曲、起伏。
[0200]<多層復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)層的有無斷裂的評(píng)價(jià)方法>
[0201]用電子顯微鏡觀察所得到的多層復(fù)合材料的截面，來檢查各結(jié)構(gòu)層有無斷裂。
[0202]【表I】
[0203]
接合方法冷壓接工序所得到的多層復(fù)合材料

使用通過左側(cè)的厚度(μπι)
方法得到的兩居結(jié)構(gòu)層得到兩層層壓杈壓下率有無發(fā)生翹層壓板來獲得多有無斷時(shí)的接合方法XY(%) 曲、起伏
層復(fù)合材料時(shí)的裂
___接合方法______
實(shí)施例1復(fù)合軋制__冷壓接__135__BO__3J__無無實(shí)施例2__復(fù)合軋制__冷壓接__660__650__12__^__無實(shí)施例3復(fù)合軋制__冷壓接__155__150__3__^__無實(shí)施例4__復(fù)合軋制__冷壓接__680__670__L5__^__無比較例I 第一復(fù)合軋制第二復(fù)合軋制^^ _ 有且明顯無鈦層有比較例2 第一復(fù)合軋制第二復(fù)合軋制無_______斷裂比較例3 第一復(fù)合軋制第二復(fù)合軋制一^一^^一^^^^(無法接合)
(無法進(jìn)行良好的接比較例4復(fù)合軋制冷壓接UO 07I HO )0.05
_______±)_
?在接合界面的合金部比較例5 復(fù)合軋制冷壓接 1/4 150 25_^^^^^^_發(fā)生裂痕)_
[0204]X:冷壓接之前的壓接對(duì)象金屬板的合計(jì)厚度(μ m)
[0205]Y:通過冷壓接得到的多層復(fù)合材料的厚度(μ m)
[0206]由表I可明確得知，以本發(fā)明的制造方法制造的實(shí)施例1?4的多層復(fù)合材料，雖然冷壓接工序中的層壓對(duì)象的一方金屬板的厚度相對(duì)于另一方金屬板的厚度相差較大(超過2.0倍或不足0.5倍)，但也能高精度地控制較薄的金屬板的厚度，在此基礎(chǔ)上，未發(fā)生翹曲、起伏，也沒有結(jié)構(gòu)層斷裂。而且，實(shí)施例1?4的多層復(fù)合材料雖然是寬度為200mm的較大寬度，但也未發(fā)生翹曲、起伏。
[0207]相對(duì)于此，在比較例I中，通過用于使接合界面的接合強(qiáng)度提高的擴(kuò)散熱處理，發(fā)生了翹曲、起伏，因此，難以進(jìn)行卷繞，且無法進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)。另外，在比較例2中，由于在第二軋制工序中重疊的板彼此之間的厚度差較明顯(一方為100 μ m,另一方為600 μ m),所以較薄的鈦層(鈦板)發(fā)生了斷裂。在比較例3中，由于在第二車L制工序中以壓下率2%進(jìn)行冷復(fù)合軋制，所以無法將層壓板與鋁板進(jìn)行接合。
[0208]另外，在比較例4中，由于冷壓接工序中的壓下率與本發(fā)明中規(guī)定的范圍相比較小，所以無法將層壓板與鋁板良好地接合。另外，在比較例5中，由于冷壓接工序中的壓下率與本發(fā)明中規(guī)定的范圍相比較大，所以在層壓板與鋁板的界面中發(fā)生了裂痕。
[0209]工業(yè)實(shí)用性
[0210]通過本發(fā)明的多層復(fù)合材料的制造方法所制造的多層復(fù)合材料例如作為用于半導(dǎo)體元件散熱等的絕緣基板用多層材料而優(yōu)選適用，但并不特別限定于這種用途。通過本發(fā)明的制造方法制造的多層復(fù)合材料可以用于構(gòu)成材料的一部分，來制造例如絕緣基板、半導(dǎo)體模塊等。
[0211]本申請(qǐng)基于2013年5月17日提出申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)?zhí)卦?013-104698號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并將其公開內(nèi)容直接構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分。
[0212]在此使用的術(shù)語及說明用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于此。只要是在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，本發(fā)明只要不脫離其精神的范圍，能夠允許任何設(shè)計(jì)上的變更。
【權(quán)利要求】
1.一種多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，包括如下工序: 軋制工序，使由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的、或由相同的金屬材料構(gòu)成的第一金屬板和第二金屬板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到層壓板； 表面活化處理工序，在真空中，對(duì)所述層壓板的至少接合預(yù)定面及第三金屬板的至少接合預(yù)定面進(jìn)行表面活化處理；和 冷壓接工序，在進(jìn)行了所述表面活化處理之后，在真空中，以使所述層壓板的接合預(yù)定面與所述第三金屬板的接合預(yù)定面抵接的方式使所述層壓板與所述第三金屬板重疊，并以使壓下率成為0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述第一金屬板的厚度是所述第二金屬板的厚度的0.5倍?2.0倍， 所述第三金屬板的厚度超過所述第二金屬板的厚度的2.0倍或者不足所述第二金屬板的厚度的0.5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述第一金屬板與所述第二金屬板中的至少任意一方的金屬板的厚度為100 μ m以下。
4.一種多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，包括如下工序: 軋制工序，使鎳板和鈦板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到層壓板； 表面活化處理工序，在真空中，對(duì)所述層壓板的至少鈦板的表面及鋁板的至少接合預(yù)定面進(jìn)行表面活化處理；和 冷壓接工序，在進(jìn)行了所述表面活化處理之后，在真空中，以使所述層壓板的鈦板的表面與所述鋁板的接合預(yù)定面抵接的方式使所述層壓板與所述鋁板重疊，并以使壓下率成為0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述鎳板的厚度是所述鈦板的厚度的0.5倍?2.0倍， 所述鋁板的厚度超過所述鈦板的厚度的2.0倍或者不足所述鈦板的厚度的0.5倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述鎳板的厚度為10 μ m?100 μ m,所述鈦板的厚度為5 μ m?30 μ m,所述招板的厚度處于超過60 μ m但為1mm以下的范圍。
7.一種多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，包括如下工序: 第一軋制工序，使由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的、或由相同的金屬材料構(gòu)成的第一金屬板和第二金屬板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第一層壓板； 第二軋制工序，使由相互種類不同的金屬材料構(gòu)成的、或由相同的金屬材料構(gòu)成的第三金屬板和第四金屬板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第二層壓板； 表面活化處理工序，在真空中，對(duì)所述第一層壓板的至少接合預(yù)定面及所述第二層壓板的至少接合預(yù)定面進(jìn)行表面活化處理；和 冷壓接工序，在進(jìn)行了所述表面活化處理之后，在真空中，以使所述第一層壓板的接合預(yù)定面與所述第二層壓板的接合預(yù)定面抵接的方式使所述第一層壓板與所述第二層壓板重疊，并以使壓下率成為0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述第一金屬板的厚度是所述第二金屬板的厚度的0.5倍?2.0倍， 所述第四金屬板的厚度是所述第三金屬板的厚度的0.5倍?2.0倍， 所述第三金屬板的厚度超過所述第二金屬板的厚度的2.0倍或者不足所述第二金屬板的厚度的0.5倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述第一金屬板?第四金屬板中的至少一張金屬板的厚度為100 μ m以下。
10.一種多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，包括如下工序: 第一軋制工序，使鎳板和鈦板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第一層壓板； 第二軋制工序，使鋁板和釬料板重疊并以25%?85%的壓下率進(jìn)行復(fù)合軋制，由此得到第二層壓板； 表面活化處理工序，在真空中，對(duì)所述第一層壓板的至少鈦板的表面及所述第二層壓板的至少鋁板的表面進(jìn)行表面活化處理；和 冷壓接工序，在進(jìn)行了所述表面活化處理之后，在真空中，以使所述第一層壓板的鈦板表面與所述第二層壓板的鋁板表面抵接的方式使所述第一層壓板與所述第二層壓板重疊，并以使壓下率成為0.1%?15%的方式將這兩張板在一對(duì)壓接輥之間進(jìn)行冷壓接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述鎳板的厚度是所述鈦板的厚度的0.5倍?2.0倍， 所述釬料板的厚度是所述鋁板的厚度的0.5倍?2.0倍， 所述鋁板的厚度超過所述鈦板的厚度的2.0倍或者不足所述鈦板的厚度的0.5倍。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述鎳板的厚度為10 μ m?100 μ m,所述鈦板的厚度為5 μ m?30 μ m,所述招板的厚度處于超過60 μ m但為1mm以下的范圍,所述釬料板的厚度為10 μ m?60 μ m。
13.根據(jù)權(quán)利要求1?12中任一項(xiàng)所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述表面活化處理為等離子蝕刻處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求1?12中任一項(xiàng)所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述冷壓接工序中的冷壓接時(shí)的壓接輥的溫度處于10°C?80°C的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1?12中任一項(xiàng)所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述軋制工序中的復(fù)合軋制的壓下率為45%?65%。
16.根據(jù)權(quán)利要求1?12中任一項(xiàng)所述的多層復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，所述多層復(fù)合材料是絕緣基板用的多層材料。
【文檔編號(hào)】B32B15/01GK104163029SQ201410171427
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月17日
【發(fā)明者】大瀧篤史 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社