特許 6024477 ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6024477

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/36 20060101AFI20161107BHJP

   H01L 23/40 20060101ALI20161107BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/36 C

   H01L23/40 F

   H01L23/12 J

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-12098(P2013-12098)

(22)【出願日】2013年1月25日

(65)【公開番号】特開2014-143351(P2014-143351A)

(43)【公開日】2014年8月7日

【審査請求日】2015年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101465

【弁理士】

【氏名又は名称】青山 正和

(72)【発明者】

【氏名】松尾 拓也

【審査官】 木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−４４３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−６４８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２７０５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−６５０７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／３４−２３／４７３

Ｈ０１Ｌ ２３／１２−２３／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セラミックス基板の一方の面に回路層が積層され、該セラミックス基板の他方の面にアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層が積層されてなるパワーモジュール用基板を、ヒートシンクに接合するヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法であって、前記ヒートシンクは、炭化ケイ素の多孔体にＳｉが２質量％以上１１質量％以下の範囲で含有されるアルミニウム合金が含浸するとともに、前記多孔体の表面に該アルミニウム合金の被覆層が形成されたＡｌＳｉＣ系複合材料からなり、前記パワーモジュール用基板の金属層と前記ヒートシンクとの接合面間に銅からなる中間層を９ｇ／ｍ^２以上１８０ｇ／ｍ^２以下の分量で挟んで配置し、これらを５２０℃以上５７０℃以下の温度で加熱して、前記金属層と前記被覆層との間にアルミニウム合金と銅とが溶融してなる金属液相を形成した後、冷却して前記金属液相を凝固することにより、前記パワーモジュール用基板と前記ヒートシンクとを接合することを特徴とするヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法。

【請求項2】

前記ヒートシンクのアルミニウム合金にＭｇが含有されていることを特徴とする請求項１記載のヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法。

【請求項3】

前記被覆層の厚みは、３０μｍ以上５００μｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項1又は２記載のヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、大電流、高電圧を制御する半導体装置に用いられるヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のパワーモジュールとして、絶縁層となるセラミックス基板の一方の面に、アルミニウム等からなる回路層が積層され、この回路層の上に半導体チップ等の電子部品がはんだ付けされるとともに、セラミックス基板の他方の面にアルミニウム等からなる金属層が形成され、この金属層を介してヒートシンクが接合された構成のものが知られている。

【0003】

そして、この種のパワーモジュールにおいて、特許文献１及び特許文献２に記載されているようにヒートシンクを低熱膨張で高熱伝導率のＡｌＳｉＣ系複合材料により形成したものが知られている。
ＡｌＳｉＣ系複合材料は、特許文献１に記載されるように、主に炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる多孔体にアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属を含浸して形成されたアルミニウムと炭化ケイ素の複合体である。また、ＡｌＳｉＣ系複合材料は、低熱膨張で高熱伝導率であることから、セラミックス基板と金属層との熱膨張差による応力を緩和して優れた放熱特性を有するという特徴がある。

【0004】

特許文献１には、ＡｌＳｉＣ系複合材料を構成するアルミニウムを主成分とする金属の初晶温度を６１５℃以上に設定することが記載されている。そして、ＡｌＳｉＣ系複合材料からなるヒートシンク（放熱部品）を用いて、パワーモジュール用基板をアルミニウム系ろう材でろう付けする温度（ろう付け温度５９０℃）まで昇温させた場合、アルミニウムを主成分とする金属が溶融せず、ヒートシンクの表面への溶け出しを防ぐことができるとされている。したがって、ＡｌＳｉＣ系複合材料内部の密度低下を生じずに気密性を維持でき、熱伝導率、曲げ強さ、ヤング率を高い値に維持できることが記載されている。

【0005】

しかし、ＡｌＳｉＣ系複合材料とパワーモジュール用基板とをろう付けする場合は、ろう付けの接合温度が高くなることから、特許文献１に記載されるＡｌＳｉＣ系複合材料のように、アルミニウムを主成分とする金属の初晶温度を６１５℃以上とする必要があり、使用できる金属が限定されるという問題があった。
また、ＡｌＳｉＣ系複合材料とパワーモジュール用基板とをはんだ付けする場合には、はんだの熱抵抗が高く、放熱特性が阻害されることが問題であった。

【0006】

一方、特許文献２には、ＡｌＳｉＣ系複合材料からなるヒートシンクとパワーモジュール用基板（セラミック回路基板）とを、表面にＡｌ融点降下層（Ａｌ‐Ｓｉ合金）を有するアルミニウム箔を介して接合することが記載されている。この場合、ヒートシンクの上にパワーモジュール用基板のアルミニウム板を重ねて、これらに荷重を加え、真空中で５２０℃に加熱することにより、ヒートシンクをアルミニウム板に接合することができ、アルミニウム系ろう材を用いたろう付け温度よりも低い接合加熱温度で接合することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００３‐３０６７３０号公報

【特許文献2】特許第３１７１２３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、特許文献２に記載されるヒートシンク付パワーモジュール用基板においては、予めアルミニウム箔の表面にコーティングや蒸着等によりＡｌ融点降下層を形成する作業が必要となるために、生産性が低下するという問題があった。

【0009】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、接合信頼性が高く、放熱特性に優れたヒートシンク付パワーモジュール用基板を容易に製造することができる方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、セラミックス基板の一方の面に回路層が積層され、該セラミックス基板の他方の面にアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属層が積層されてなるパワーモジュール用基板を、ヒートシンクに接合するヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法であって、前記ヒートシンクは、炭化ケイ素の多孔体にＳｉが２質量％以上１１質量％以下の範囲で含有されるアルミニウム合金が含浸するとともに、前記多孔体の表面に該アルミニウム合金の被覆層が形成されたＡｌＳｉＣ系複合材料からなり、前記パワーモジュール用基板の金属層と前記ヒートシンクとの接合面間に銅からなる中間層を９ｇ／ｍ^２以上１８０ｇ／ｍ^２以下の分量で挟んで配置し、これらを５２０℃以上５７０℃以下の温度で加熱して、前記金属層と前記被覆層との間にアルミニウム合金と銅とが溶融してなる金属液相を形成した後、冷却して前記金属液相を凝固することにより、前記パワーモジュール用基板と前記ヒートシンクとを接合することを特徴とする。

【0011】

パワーモジュール用基板の金属層とヒートシンクの被覆層との間に中間層を介在させた状態でこれらを５２０℃以上５７０℃以下の温度で加熱すると、被覆層のアルミニウム合金中に銅が拡散し、被覆層の中間層近傍の銅濃度が上昇して融点が低下し、アルミニウム合金と銅との共晶域にて接合界面に金属液相が形成される。そして、この金属液相を冷却して凝固することにより、金属層とヒートシンクの被覆層との界面に、アルミニウム合金と銅とが相互に拡散してなる合金層が形成され、これによりパワーモジュール用基板とヒートシンクとの良好な接合強度を確保することができる。

【0012】

ヒートシンクのアルミニウム合金がＡｌ‐Ｓｉ系合金で構成され、中間層が銅で形成される場合、これらの共晶温度は５２０℃程度である。したがって、良好な接合性を維持したままの低温接合が可能となる。また、ヒートシンク内部のアルミニウム合金が完全に溶融するのを防ぐことができ、溶融したアルミニウム合金が、ヒートシンクの外部に排出されることを回避することができる。これにより、ヒートシンクのアルミニウム合金の密度低下を防ぐことができ、放熱性能の低下を防ぐことができる。

【0013】

また、ヒートシンクのアルミニウム合金は、含有するＳｉの濃度（Ｓｉ濃度）を２質量％以上１１質量％以下の範囲に設定し、中間層は、９ｇ／ｍ^２以上１８０ｇ／ｍ^２以下の分量で配置することにより、共晶温度を低下させることができ、５２０℃以上５７０℃以下の温度で接合することができる。
なお、アルミニウム合金のＳｉ濃度及び中間層の単位面積当たりの分量が上記範囲を外れると、共晶温度が下がらず、金属層と被覆層との接合界面に金属液相を形成することができない。
また、中間層の単位面積当たりの分量が９ｇ／ｍ^２未満では、金属液相が十分に形成されずに接合不良を引き起こすおそれがある。１８０ｇ／ｍ^２を超える場合には、被覆層の全てが金属液相となり、パワーモジュール用基板の埋没、傾きが生じるおそれがある。
そして、接合時の加熱温度が５２０℃未満では、金属液相を形成することができない。また、５７０℃を超える場合は、ヒートシンク内部のアルミニウム合金の溶融が顕著になり、溶融したアルミニウム合金がヒートシンクの外部に排出されるおそれがある。

【0014】

本発明のヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法において、前記ヒートシンクのアルミニウム合金にＭｇが含有されているとよい。
ヒートシンクのアルミニウム合金にＭｇを含有させた場合、接合加熱時にＭｇが金属層及びヒートシンクの表面酸化被膜（Ａｌ_２Ｏ_３）を分解・反応し、スピネル（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）を形成して、金属層及びヒートシンク表面の酸化被膜を良好に除去することができる。したがって、接合時に酸化被膜を除去するための加圧を行う必要はなく、金属層とヒートシンクとの位置合わせに必要な程度の低加圧、若しくは加圧しなくとも良好な接合性が得られる。
なお、スピネルも酸化物であるが、細かい粒子であり、また外部に流れ出ることから、金属層とヒートシンクとの接合に影響を与えずに良好に作用する。

【0015】

また、本発明のヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法において、パワーモジュール用基板とヒートシンクとを適切な接合強度で接合するためには、被覆層の厚みを３０μｍ以上５００μｍ以下に設定することが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、ＡｌＳｉＣ系複合材料からなるヒートシンクとパワーモジュール用基板とをはんだやろう材を用いることなく接合することができ、接合信頼性が高く、放熱特性に優れたヒートシンク付パワーモジュール用基板を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係るヒートシンク付パワーモジュール用基板の全体構成を示す側面図である。

【図2】ヒートシンクの構成を説明する要部断面図である。

【図3】基板積層体の構成を説明する斜視図である。

【図4】加圧治具を説明する側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係るヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すヒートシンク付パワーモジュール用基板１０Ａは、パワーモジュール用基板１０と、パワーモジュール用基板１０に接合されるヒートシンク３０とから構成されている。

【0019】

パワーモジュール用基板１０は、セラミックス基板１１の一方の面に回路層１２が厚さ方向に積層され、セラミックス基板１１の他方の面に金属層１３が厚さ方向に積層された状態で接合されている。本実施形態では、Ａｌよりも低融点のろう材（好ましくはＡｌ‐Ｓｉ系ろう材）を用いて接合されている。

【0020】

セラミックス基板１１は、厚さ０．３ｍｍ〜１．０ｍｍのＡｌＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４，Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＣ等からなる。
回路層１２は、厚さ０．２ｍｍ〜２．５ｍｍの純アルミニウム板（好ましくは純度９９．９９質量％以上の４Ｎ‐Ａｌ板）からなる。パワーモジュール用基板１０においては、エッチング等により所定の回路パターン状に成形された回路層１２の上に電子部品２０がはんだ材等によって接合されている。なお、回路層１２には、純アルミニウム板の他、アルミニウム合金板、銅又は銅合金板を用いることもできる。
また、金属層１３は、厚み０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下のアルミニウム又はアルミニウム合金板（好ましくは純度９９．０質量％以上のＡｌ板）からなる。

【0021】

そして、このように構成されたパワーモジュール用基板１０の金属層１３に、ヒートシンク３０が接合されている。
ヒートシンク３０は、図２に示すように、炭化ケイ素（ＳｉＣ）の多孔体３１にＳｉが２質量％以上１１質量％以下の範囲で含有されるアルミニウム合金が含浸するとともに、多孔体３１の表面にそのアルミニウム合金の被覆層３２が形成されたＡｌＳｉＣ系複合材料により、平板状に形成されている。また、ヒートシンク３０の被覆層３２の厚みは、３０μｍ以上５００μｍ以下に設定されている。
このように多孔体３１の表面に被覆層３２が形成されたヒートシンク３０は、例えば、ＳｉＣの多孔体３１をその周囲に所定の隙間を有するように設けられた型内に配置し、その型内に加熱溶融したアルミニウム合金を圧入して、その加圧された状態で冷却することにより製造される。アルミニウム合金を圧入することで、アルミニウム合金との濡れ性が悪いＳｉＣの内部にアルミニウム合金を含浸させることができる。また、多孔体３１の周囲の隙間にアルミニウム合金を充填して、多孔体３１の表面に所定の厚みの被覆層３２を形成することができる。

【0022】

なお、本実施形態のヒートシンク付パワーモジュール用基板１０Ａの好ましい組合せ例として、例えばパワーモジュール用基板１０の各部材は、セラミックス基板１１が厚み０．６３５のＡｌＮ、回路層１２が厚み０．６ｍｍの４Ｎ‐Ａｌ板、金属層１３が厚み０．６ｍｍのＡｌ板（純度９９．０質量％以上）とされる。また、ヒートシンク３０のアルミニウム合金がＡｌ‐Ｓｉ系合金で構成され、ヒートシンク３０の厚み５．０ｍｍで、その被覆層３２が厚み５０μｍ程度で構成される。

【0023】

本実施形態に係るヒートシンク付パワーモジュール用基板１０Ａの製造方法について説明する。
まず、図３に示すように、予めセラミックス基板１１に回路層１２及び金属層１３がろう付けされたパワーモジュール用基板１０を用いて、そのパワーモジュール用基板１０の金属層１３が、ヒートシンク３０と対向するように配置するとともに、これら金属層１３とヒートシンク３０との接合面間に銅からなる中間層２５を挟んで配置することにより、基板積層体４０を組み立てる。このとき、中間層２５は金属層１３とヒートシンク３０との接合面間に、９ｇ／ｍ^２以上１８０ｇ／ｍ^２以下の分量となるように配置する。なお、図３に示す例では、中間層２５は銅箔により形成しているが、めっき、クラッド材、塗布等、その他の手段により、金属層１３とヒートシンク３０との接合面間に配置することが可能である。

【0024】

次に、基板積層体４０を、カーボングラファイト層からなるクッションシート５０との間に挟んだ状態とし、複数の基板積層体４０を、図４に示すような加圧治具１１０によって積層方向に０．３ＭＰａ〜１．０ＭＰａで加圧し、金属同士を位置合わせして密着させた状態とする。
この加圧治具１１０は、ベース板１１１と、ベース板１１１の上面の四隅に垂直に取り付けられたガイドポスト１１２と、これらガイドポスト１１２の上端部に固定された固定板１１３と、これらベース板１１１と固定板１１３との間で上下移動自在にガイドポスト１１２に支持された押圧板１１４と、固定板１１３と押圧板１１４との間に設けられて押圧板１１４を下方に付勢するばね等の付勢手段１１５とを備え、ベース板１１１と押圧板１１４との間に前述の基板積層体４０が配設される。

【0025】

そして、この加圧治具１１０により基板積層体４０を加圧した状態で、加圧治具１１０ごと加熱炉（図示略）内に設置し、真空又は不活性雰囲気下において５２０℃以上５７０℃以下の温度で加熱することにより、銅とアルミニウムとの共晶反応を利用してパワーモジュール用基板１０とヒートシンク３０とを接合する。
すなわち、パワーモジュール用基板１０の金属層１３とヒートシンク３０の被覆層３２との間に中間層２５を介在させた状態でこれらを共晶域で加熱すると、被覆層３２のアルミニウム合金中に銅が拡散し、被覆層３２の中間層２５近傍の銅濃度が上昇して融点が低下し、アルミニウム合金と銅との共晶域にて接合界面にアルミニウム合金と銅とが溶融してなる金属液相が形成される。そして、この金属液相を冷却して凝固することにより、金属層１３とヒートシンク３０の被覆層３２との界面に、アルミニウム合金と銅とが相互に拡散してなる合金層が形成され、これによりパワーモジュール用基板１０とヒートシンク３０とを接合することができ、良好な接合強度を確保することができる。また、ヒートシンク３０内部のアルミニウム合金は完全に溶融させることなく、パワーモジュール用基板１０とヒートシンク３０とを接合することができる。

【0026】

ヒートシンク３０のアルミニウム合金がＡｌ‐Ｓｉ系合金で構成され、中間層が銅で形成される場合、これらの共晶温度は５２０℃程度である。したがって、良好な接合性を維持したままの低温接合が可能となる。また、ヒートシンク３０内部のアルミニウム合金が完全に溶融するのを防ぐことができ、溶融したアルミニウム合金が、ヒートシンク３０の外部に排出されることを回避することができる。これにより、ヒートシンク３０のアルミニウム合金の密度低下を防ぐことができ、放熱性能の低下を防ぐことができる。

【0027】

また、ヒートシンク３０のアルミニウム合金は、Ｓｉ濃度を２質量％以上１１質量％以下の範囲に設定し、中間層２５は、９ｇ／ｍ^２以上１８０ｇ／ｍ^２以下の分量で配置することにより、共晶温度を低下させることができる。なお、アルミニウム合金のＳｉ濃度が上記範囲を外れると、共晶温度が下がらず、金属層１３と被覆層３２との接合界面に金属液相を形成することができない。また、中間層２５の単位面積当たりの分量が９ｇ／ｍ^２未満であると、金属液相が十分に形成されずに接合不良を引き起こすおそれがあり、１８０ｇ／ｍ^２を超えると、被覆層３２の全てが金属液相となり、パワーモジュール用基板１０の埋没や傾きが生じるおそれがある。
そして、接合時の加熱温度が５２０℃未満では、金属層１３と被覆層３２との接合界面に金属液相を形成することができない。また、５７０℃を超える場合は、ヒートシンク３０内部のアルミニウム合金の溶融が顕著になり、溶融したアルミニウム合金がヒートシンク３０の外部に排出されるおそれがある。

【0028】

また、ヒートシンク３０に含浸され、被覆層３２を形成するアルミニウム合金にＭｇを含有する場合、パワーモジュール用基板１０の金属層１３とヒートシンク３０との接合加熱時に、アルミニウム合金中のＭｇが金属層１３及びヒートシンク３０（被覆層３２）の表面酸化被膜（Ａｌ_２Ｏ_３）を分解・反応し、スピネル（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）を形成して、金属層１３及びヒートシンク３０表面の酸化被膜を良好に除去することができる。したがって、接合時に酸化被膜を除去するためのフラックスや加圧処理を行う必要はなく、金属層１３とヒートシンク３０との位置合わせに必要な程度の低加圧、若しくは加圧しなくとも良好な接合を行うことができる。なお、位置合わせに必要な程度に加圧する場合は、０．０１ＭＰａ以上０．０９ＭＰａ以下で加圧することが望ましい。
なお、スピネルも酸化物であるが、細かい粒子であり、また外部に流れ出ることから、金属層１３とヒートシンク３０との接合に影響を与えずに良好に作用する。
また、この場合、Ｍｇはアルミニウム合金中に０．０５質量％以上２．０質量％以下の範囲で含有するとよい。Ｍｇの含有量が０．０５質量％以上２．０質量％以下とされているので、金属層１３及びヒートシンク３０表面の酸化被膜が除去され、さらに接合を阻害するＭｇＯが過剰に生成されることもないため、良好に接合を行うことができる。

【0029】

また、パワーモジュール用基板１０とヒートシンク３０とを適切な接合強度で接合するためには、上記実施形態のように、ヒートシンク３０の被覆層３２の厚みを３０μｍ以上５００μｍ以下に設定することが好ましい。

【実施例】

【0030】

上記において説明した本発明に係るヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法において、その効果を確認するために実験を行った。
回路層１２には厚み０．６ｍｍで３１．４ｍｍ×２６．４ｍｍの４Ｎ‐Ａｌ板、金属層１３には厚み０．６ｍｍで３１．４ｍｍ×２６．４ｍｍの純度９９．０質量％のＡｌ板、セラミックス基板１１には厚み０．６３５ｍｍで３３．８ｍｍ×２８．８ｍｍのＡｌＮを用いて、ろう付けすることによりパワーモジュール用基板１０を製造した。なお、これらセラミックス基板１１と回路層１２、金属層１３とのろう付けには、Ａｌ‐７．５質量％Ｓｉのろう材を用いた。
ヒートシンク３０には、厚み５ｍｍで４６ｍｍ×５８ｍｍで形成され、ＳｉＣの多孔体３１にアルミニウム合金を含浸させて形成された複数種類のＡｌＳｉＣ系複合材料を用いた。各ヒートシンク３０の条件は、表１に示すとおりである。なお、表１の「Ｓｉ濃度」は、ヒートシンク３０を構成するアルミニウム合金のＳｉ濃度を示す。
また、中間層２５には無酸素銅（ＯＦＣ）により、厚みを異ならせて形成した３１．４ｍｍ×２６．４ｍｍの大きさの銅箔を用いた。なお、表１の「中間層の分量」には、銅箔の厚みではなく、単位面積（１ｍ^２）当りの分量に換算して記載した。

【0031】

次に、これらパワーモジュール用基板１０、中間層２５、ヒートシンク３０を積層した基板積層体４０を、クッションシート５０を介して積層した状態で加圧治具１１０内に設置し、５３０℃に加熱された窒素雰囲気下で１０分間保持することにより接合した。
そして、このように作製した各試料について、「接合性」を評価した。
「接合性」の評価は、超音波深傷装置を用いて金属層１３とヒートシンク３０との接合部を評価したもので、接合率＝（接合面積−非接合面積）／接合面積の式から算出した。ここで、非接合面積は、接合面を撮影した超音波深傷像において非接合部は接合部内の白色部で示されることから、この白色部の面積を測定したものである。また、接合面積は、接合前における接合すべき面積である、金属層１３の接合面の面積とした。表１に結果を示す。

【0032】

【表1】

【0033】

表１に示されるように、Ｓｉ濃度が２質量％以上１１質量％以下の範囲に設定され、中間層２５が９ｇ／ｍ^２以上１８０ｇ／ｍ^２以下の分量で配置され、５２０℃以上５７０℃以下の接合温度で接合した実施例１〜実施例６は、接合率が９２％〜９８％と高く、良好な結果を得ることができた。
一方、Ｓｉ濃度が２質量％以上１１質量％以下の範囲を外れて設定された比較例３及び比較例４は、実施例１〜実施例６と比べて接合率が低下する結果となった。また、中間層の分量が９ｇ／ｍ^２以上１８０ｇ／ｍ^２以下の範囲を外れて設定された比較例１及び比較例２や、接合温度が５７０℃を超えた比較例５では、実施例１〜実施例６と比べて接合率が低下する結果となった。さらに、接合温度が５２０℃未満とされた比較例６では、ヒートシンクを接合することができなかった。

【0034】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、平板状に形成したヒートシンク３０を用いて説明を行ったが、本発明のヒートシンクには、平板部に複数の放熱フィンが形成されたフィン付きのヒートシンクを用いることもできる。また、本発明のヒートシンクには、いわゆる冷却器の他、放熱板、緩衝層等も含まれる。
また、セラミックス基板１１と回路層１２及び金属層１３との接合は、ろう付けの他に、回路層１２及び金属層１３の接合面に接合材として、Ａｇ若しくはＣｕを付着させて積層方向に加圧しながら加熱接合するいわゆる過渡液相接合法を用いることもできる。
さらに、上記実施形態では、各部品を構成する部材の寸法を記載して説明を行ったが、これらの寸法は例示的なものであり、各部材の寸法はこれに限られるものではない。

【符号の説明】

【0035】

１０ パワーモジュール用基板
１０Ａ ヒートシンク付パワーモジュール用基板
１１ セラミックス基板
１２ 回路層
１３ 金属層
２０ 電子部品
２５ 中間層
３０ ヒートシンク
３１ 多孔体
３２ 被覆層
４０ 基板積層体
５０ クッションシート
１１０ 加圧治具
１１１ ベース板
１１２ ガイドポスト
１１３ 固定板
１１４ 押圧板
１１５ 付勢手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】