特許 6262968 電子部品搭載基板およびその製造方法

(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】6262968

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】電子部品搭載基板およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20180104BHJP

   H01L 23/13 20060101ALI20180104BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20180104BHJP

   H05K 3/32 20060101ALI20180104BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/52 D

   H01L23/12 C

   H01L23/12 F

   H05K3/32 B

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-185997(P2013-185997)

(22)【出願日】2013年9月9日

(65)【公開番号】特開2015-53414(P2015-53414A)

(43)【公開日】2015年3月19日

【審査請求日】2016年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】506365131

【氏名又は名称】ＤＯＷＡメタルテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107548

【弁理士】

【氏名又は名称】大川 浩一

(72)【発明者】

【氏名】砂地 直也

(72)【発明者】

【氏名】小山内 英世

(72)【発明者】

【氏名】栗田 哲

【審査官】 工藤 一光

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／０６１１１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表平８−５０９８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２０２５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−８０１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１３０９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９８／０５４７６１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ２１／５２

Ｈ０１Ｌ２１／５８

Ｈ０１Ｌ２３／１２−２３／１５

Ｈ０５Ｋ３／３２

Ｃ２５Ｄ７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

銅板または銅めっき板の一方の面に電子部品が搭載された電子部品搭載基板の製造方法において、銅板または銅めっき板の一方の面の表面粗さを０．４μｍ以上にする表面加工を行った後、その銅板または銅めっき板を焼鈍し、その一方の面に銀ペーストを塗布して電子部品を配置した後、銀ペースト中の銀を焼結させて銀接合層を形成し、この銀接合層によって電子部品を銅板または銅めっき板の一方の面に接合することを特徴とする、電子部品搭載基板の製造方法。

【請求項2】

前記焼鈍により前記銅板または銅めっき板のビッカース硬さＨｖを４０以下にすることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品搭載基板の製造方法。

【請求項3】

前記表面加工がウエットブラスト処理であることを特徴とする、請求項１または２に記載の電子部品搭載基板の製造方法。

【請求項4】

前記銅板または銅めっき板の他方の面にセラミックス基板の一方の面を接合することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品搭載基板の製造方法。

【請求項5】

前記セラミックス基板の他方の面に金属ベース板を接合することを特徴とする、請求項４に記載の電子部品搭載基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品搭載基板およびその製造方法に関し、特に、銅板また銅めっき板の一方の面がセラミックス基板に接合した金属−セラミックス接合基板の金属板の他方の面に半導体チップなどの電子部品が取り付けられた電子部品搭載基板およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気自動車、電車、工作機械などの大電流を制御するために、パワーモジュールが使用されている。従来のパワーモジュールでは、ベース板と呼ばれている金属板または複合材の一方の面に金属−セラミックス絶縁基板が固定され、この金属−セラミックス絶縁基板の金属板上に半導体チップが半田付けにより固定されている。

【0003】

近年、銀微粒子を含む銀ペーストを接合材として使用し、銅板などの被接合物間に接合材を介在させ、被接合物間に圧力を加えながら所定時間加熱して、接合材中の銀を焼結させて、被接合物同士を接合することが提案されており（例えば、特許文献１参照）、このような銀微粒子を含む銀ペーストからなる接合材を半田の代わりに使用して、金属−セラミックス絶縁基板の金属板上に半導体チップなどの電子部品を固定する試みがなされている。

【0004】

このように電子部品を基板上に固定する方法として、半導体素子の端子と基板の電極との間に低温で焼結するＡｇナノ粒子を介在させ、Ａｇナノ粒子を焼結させて、半導体素子の端子と基板の電極とを接合する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0005】

また、半導体素子のＡｇ部分とセラミックス絶縁基板上のＣｕ回路板とを、Ａｇナノ粒子を有機系溶媒中に分散させた金属ナノペーストを介在させて、加熱して接合する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この方法では、Ｃｕ回路板が半導体素子のＡｇ部分と接合するＣｕ回路板の表面に凹部を形成して、大面積の接合に有利にしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−８０１４７号公報（段落番号００１４−００２０）

【特許文献2】特開２００７−２０８０８２号公報（段落番号０００７−００１６）

【特許文献3】特開２００６−２０２５８６号公報（段落番号０００９−００１２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１〜３の方法では、（電子部品搭載用）金属板として銅板または（アルミニウム板に銅めっきを施した）銅めっき板を使用して、銀ペーストからなる接合材によって、金属板上に半導体チップなどの電子部品を接合した場合、接合欠陥が少ない状態で接合することができず、接合後にヒートサイクルを付与すると、良好な接合状態を保持することができなかった。

【0008】

したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、銅板または銅めっき板上に電子部品を接合欠陥が少ない状態で接合して、ヒートサイクルを付与した後にも良好な接合状態を保持することができる、耐熱衝撃性に優れた電子部品搭載基板およびその製造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】

【0009】

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、銅板または銅めっき板の一方の面に電子部品が搭載された電子部品搭載基板の製造方法において、銅板または銅めっき板の一方の面の表面粗さを０．４μｍ以上にする表面加工を行い、その面に銀ペーストを塗布して電子部品を配置した後、銀ペースト中の銀を焼結させて銀接合層を形成し、この銀接合層によって電子部品を銅板または銅めっき板の一方の面に接合することにより、銅板または銅めっき板上に電子部品を接合欠陥が少ない状態で接合して、ヒートサイクルを付与した後にも良好な接合状態を保持することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0010】

すなわち、本発明による電子部品搭載基板の製造方法は、銅板または銅めっき板の一方の面に電子部品が搭載された電子部品搭載基板の製造方法において、銅板または銅めっき板の一方の面の表面粗さを０．４μｍ以上にする表面加工を行い、その面に銀ペーストを塗布して電子部品を配置した後、銀ペースト中の銀を焼結させて銀接合層を形成し、この銀接合層によって電子部品を銅板または銅めっき板の一方の面に接合することを特徴とする。

【0011】

この電子部品搭載基板の製造方法において、表面加工がウエットブラスト処理であるのが好ましい。また、表面加工を行った後、銀ペーストを塗布する前に、銅板または銅めっき板を焼鈍するのが好ましく、この焼鈍により銅板または銅めっき板のビッカース硬さＨｖを４０以下にするのが好ましい。また、銀ペースト中の銀の焼結は、銅板または銅めっき板に対して電子部品を加圧しながら加熱するのが好ましい。また、電子部品の銅板または銅めっき板の一方の面に接合される面が、金、銀およびパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属またはこれらの合金でめっきされているのが好ましい。また、銅板または銅めっき板の他方の面にセラミックス基板の一方の面を接合するのが好ましく、セラミックス基板の他方の面に金属ベース板を接合するのが好ましい。

【0012】

また、本発明による電子部品搭載基板は、銅板または銅めっき板の一方の面に電子部品が搭載された電子部品搭載基板において、銅板または銅めっき板の一方の面の表面粗さが０．４μｍ以上であり、この銅板または銅めっき板の一方の面に銀接合層により電子部品が接合されていることを特徴とする。

【0013】

この電子部品搭載基板において、銅板または銅めっき板の一方の面の表面粗さが０．５〜２．０μｍであるのが好ましい。また、銅板または銅めっき板の一方の面のビッカース硬さＨｖが１００以下であるのが好ましく、４０以下であるのがさらに好ましい。また、電子部品の銅板または銅めっき板の一方の面に接合される面が、金、銀およびパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属またはこれらの合金でめっきされているのが好ましい。また、銀接合層が銀の焼結体を含むのが好ましい。また、銅板または銅めっき板の他方の面にセラミックス基板の一方の面が接合されているのが好ましく、セラミックス基板の他方の面に金属ベース板が接合されているのが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、銅板または銅めっき板上に電子部品を接合欠陥が少ない状態で接合して、ヒートサイクルを付与した後にも良好な接合状態を保持することができる、耐熱衝撃性に優れた電子部品搭載基板およびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明による電子部品搭載基板の実施の形態の断面図である。

【図2】図１の電子部品搭載基板の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して、本発明による電子部品搭載基板およびその製造方法の実施の形態について詳細に説明する。

【0017】

図１および図２に示すように、本発明による電子部品搭載基板の実施の形態では、平面形状が略矩形の（電子部品搭載用）金属板１０の一方の主面に、（銀の焼結体を含む）銀接合層１２により電子部品１４が接合されている。また、金属板１０の他方の主面に、平面形状が略矩形のセラミックス基板１６の一方の主面を接合し、このセラミックス基板１６の他方の主面に、平面形状が略矩形の放熱用金属板（金属ベース板）１８を接合してもよい。また、金属板１０の一方の主面に銅めっき皮膜２０を形成し、その銅めっき皮膜２０上に、銀接合層１２により電子部品１４を接合してもよい。

【0018】

なお、金属板１０は、銅あるいは（銅めっき皮膜２０を形成する場合には）アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、金属板１０の一方の主面（または銅めっき皮膜２０の表面）（電子部品１４が接合される面）の表面粗さが０．４μｍ以上、好ましくは０．５〜２．０μｍになっている。また、金属板１０の一方の主面（または銅めっき皮膜２０の表面）（電子部品１４が接合される面）のビッカース硬さＨｖが１００以下であるのが好ましく、４０以下であるのがさらに好ましい。

【0019】

また、電子部品１４の金属板１０の一方の主面（電子部品１４が接合される面）（銅めっき皮膜２０を形成する場合には銅めっき皮膜２０の表面）に接合される面が、金、銀、銅およびパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属またはこれらの合金のように、銀接合層１２で接合可能な金属で覆われているのが好ましく、金、銀およびパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属またはこれらの合金でめっきされているのが好ましい。

【0020】

本発明による電子部品搭載基板の製造方法の実施の形態では、銅あるいは（銅めっき皮膜２０を形成する場合には）アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属板１０の一方の主面（または銅めっき皮膜２０の表面）に電子部品１４が搭載された電子部品搭載基板の製造方法において、金属板１０の一方の主面（または銅めっき皮膜２０の表面）（電子部品１４が接合される面）を粗くしてその表面粗さを０．４μｍ以上、好ましくは０．５〜２．０μｍにする表面加工を行い、その主面（または銅めっき皮膜２０の表面）に銀ペーストを塗布して電子部品１４を配置した後、銀ペースト中の銀を焼結させて銀接合層１２を形成し、この銀接合層１２によって電子部品１４を金属板１０の一方の主面（または銅めっき皮膜２０の表面）に接合する。

【0021】

また、表面加工を行った後、銀ペーストを塗布する前に、金属板１０の一方の主面（または銅めっき皮膜２０の表面）（電子部品１４が接合される面）を加熱処理して焼鈍するのが好ましく、この焼鈍により金属板１０（または銅めっき皮膜２０）のビッカース硬さＨｖを（小さくして）４０以下に（軟らかく）するのが好ましい。この焼鈍の際の加熱温度は、３００〜６５０℃であるのが好ましく、３５０〜４５０℃であるのがさらに好ましい。また、この焼鈍の際の加熱時間は、１５〜９０分間であるのが好ましく、３０〜６０分間であるのがさらに好ましい。

【0022】

なお、銀ペースト中の銀の焼結は、金属板１０（または銅めっき皮膜２０）に対して電子部品１４を加圧しながら加熱することによって行うのが好ましい。この焼結の際の加熱温度は、２００〜４００℃であるのが好ましく、２２０〜３００℃であるのがさらに好ましい。また、この焼結の際の加熱時間は、１〜１０分間であるのが好ましい。また、この焼結の際に加圧する圧力は、１０ＭＰａ以下でよく、２〜１０ＭＰａであるのが好ましく、３〜８ＭＰａであるのがさらに好ましい。

【0023】

また、金属板１０の他方の主面に、平面形状が略矩形のセラミックス基板１６の一方の主面を接合し、このセラミックス基板１６の他方の主面に、平面形状が略矩形の放熱用金属板（金属ベース板）１８を接合してもよい。この場合、これらの金属板１０とセラミックス基板１６の間およびセラミックス基板１６と金属ベース板１８の間の接合の後に、金属板１０の一方の主面（または銅めっき皮膜２０の表面）（電子部品１４が接合される面）の表面加工を行い、その主面（または銅めっき皮膜２０の表面）に銀ペーストを塗布して電子部品１４を配置した後、銀ペースト中の銀を焼結させて銀接合層１２を形成し、この銀接合層１２によって電子部品１４を金属板１０の一方の主面（または銅めっき皮膜２０の表面）に接合すればよい。

【0024】

なお、金属板１０が銅板からなる場合には、金属板１０とセラミックス基板１６の間およびセラミックス基板１６と金属ベース板１８の間を直接接合してもよいし、ろう材を介して接合してもよい。これらの場合、金属板１０とセラミックス基板１６の間（およびセラミックス基板１６と金属ベース板１８の間）の接合の前に、金属板１０の一方の主面（または銅めっき皮膜２０の表面）の表面加工を行ってもよい。この場合、表面加工後に加熱処理による焼鈍をしなくても、接合の際に金属板１０（または銅めっき皮膜２０）が加熱されることにより、金属板１０（または銅めっき皮膜２０）のビッカース硬さＨｖを（小さくして）４０以下に（軟らかく）することができる。

【0025】

また、金属板１０がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる場合には、金属板１０とセラミックス基板１６の間およびセラミックス基板１６と金属ベース板１８の間の接合では、（図示しない）鋳型内にセラミックス基板１６を配置した後、セラミックス基板１６の両主面に接触するようにアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を注湯した後に溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板１６の各々の主面に金属板１０および金属ベース板１８を形成して直接接合させるのが好ましい。

【0026】

また、表面加工は、（液体中に微粒子を含む研磨材スラリーを金属板の表面に噴射するウエットブラスト処理などの）ブラスト処理や、（砥粒としてラップ剤を介してラップ盤上に金属板を配置して金属板に圧力を加えてスライディングさせて研磨する）ラップ加工によって行うのが好ましい。

【0027】

また、銀ペーストとして、４００℃以下の温度で焼結可能な銀微粒子を含むペーストを使用することができ、ソルビン酸などの炭素数８以下（好ましくは６〜８）の有機化合物で被覆された平均一次粒子径１〜２００ｎｍの銀微粒子が分散媒（好ましくは極性溶媒）に分散した接合材（例えば、ＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社製のＰＡ−ＨＴ−１５０３Ｍ−Ｃ）を使用するのが好ましい。このような銀微粒子が分散した分散媒に平均一次粒径（Ｄ_５０径）が０．５〜３．０μｍの（球状）銀粒子がさらに分散した接合材（例えば、ＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社製のＰＡ−ＨＴ−１００１Ｌ）を使用してもよい。

【0028】

本発明による電子部品搭載基板の製造方法の実施の形態では、銀ペースト中の銀の焼結の際に５〜７ＭＰａ程度の低い圧力で加圧しながら２５０〜２６０℃程度の低温で加熱した場合でも、金属板（銅板または銅めっき板）上に（接合部に空隙などの接合欠陥が殆どなく）十分な接合強度で電子部品を接合することができる。

【0029】

なお、本明細書中において、「表面粗さ」とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年）に基づいて算出した算術平均粗さＲａをいう。また、「銀粒子の平均一次粒径（Ｄ_５０径）」とは、レーザー回折法により測定した銀粒子の５０％粒径（Ｄ_５０径）（累積５０質量％粒径）をいい、「銀微粒子の平均一次粒子径」とは、透過型電子顕微鏡写真（ＴＥＭ像）による銀微粒子の一次粒子径の平均値をいう。

【実施例】

【0030】

以下、本発明による電子部品搭載基板およびその製造方法の実施例について詳細に説明する。

【0031】

［実施例１］
まず、４８ｍｍ×５７ｍｍ×０．２５ｍｍの無酸素銅からなる（電子部品搭載用）金属板と（放熱用）金属ベース板を用意した。

【0032】

次に、活性金属としてＴｉを含有するＡｇ−Ｃｕ系ろう材を介して、（電子部品搭載用）金属板の一方の面を４９ｍｍ×５８ｍｍ×０．６４ｍｍのＡｌＮからなるセラミックス基板の一方の主面に接合するとともに、（放熱用）金属ベース板をそのセラミックス基板の他方の面に接合して、金属−セラミックス接合基板を作製した。

【0033】

次に、ウエットブラスト装置（マコー株式会社製の型番ＮＦＲ−７３７）により、金属−セラミックス接合基板の（電子部品搭載用）金属板の他方の面の表面処理を行った。なお、ウエットブラスト装置の処理条件として、エアー圧０．２０ＭＰａ、処理速度０．３ｍ／分、投射距離２０ｍｍ、投射角度９０°とし、水中に砥粒として平均粒径４０μｍのアルミナ＃３２０を１５体積％含む研磨材スラリーを使用した。このウエットブラスト処理後の（電子部品搭載用）金属板について、超深度表面形状測定顕微鏡（株式会社キーエンス製のＶＫ−８５００）の線粗さ測定機能を使用して、金属板の表面の任意の１００μｍ×１００μｍの正方形の領域の１辺に平行な長さ１００μｍの任意の直線に沿った線粗さを測定した結果から、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年）に基づいて表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を算出したところ、０．８１μｍであった。なお、この金属板の他方の面のビッカース硬さＨｖを微小硬さ試験機（ヘルモートフィッシャー社製のフィッシャースコープＨＭ２０００）により３００ｍＮ／１０ｓの条件で測定したところ、９７．８であった。

【0034】

次に、銀微粒子と銀粒子が分散媒に分散した銀ペーストとして、ソルビン酸で被覆された平均一次粒子径１００ｎｍの銀微粒子（銀ナノ粒子）の凝集体の乾燥粉末と平均一次粒径（Ｄ_５０径）１．０μｍの球状銀粒子の粉末（ＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社製の２−１Ｃ球状銀粉末）とを分散剤とともに分散媒に混合した銀ペースト（ＤＯＷＡエレクトロニクス株式会社製のＰＡ−ＨＴ−１００１Ｌ）を用意した。この銀ペーストを上記の金属−セラミックス接合基板の（電子部品搭載用）金属板の（表面処理した）表面の電子部品搭載部分に塗布し、その上に電子部品として底面（裏面）が金めっきされた（１３ｍｍ×１３ｍｍの大きさの）Ｓｉチップを配置し、大気中において、１００℃で１０分間予備加熱した後、Ｓｉゴムシートを介して７ＭＰａで加圧しながら２６０℃で２分間加熱して、（電子部品搭載用）金属板にＳｉチップを接合した。

【0035】

このようにして作製した電子部品搭載基板について、（電子部品搭載用）金属板とＳｉチップとの接合部を超音波探傷装置（ＳＡＴ）（日立建機ファインテック株式会社製のＦＳ１００ＩＩ）により観察したところ、接合部の剥がれはなく、ボイドなどの接合欠陥がなく良好に接合されていた。

【0036】

また、作製した電子部品搭載基板を−４０℃で１５分間保持した後に室温で１分間保持し、その後、１７５℃で１５分間保持した後に室温で１分間保持するヒートサイクルの１００サイクル後と３００サイクル後の接合状態を確認したところ、１００サイクル後の電子部品搭載基板では、（電子部品搭載用）金属板とＳｉチップが良好に接合されていたが、３００サイクル後の電子部品搭載基板では、（わずかにボイドなどの接合欠陥による不良状態が見られたが）ほぼ良好に接合されていた。

【0037】

［実施例２］
（電子部品搭載用）金属板の表面処理を行った金属−セラミックス接合基板を還元ガス雰囲気として水素ガス中において３７０℃で３０分間加熱して焼鈍した以外は、実施例１と同様の方法により、電子部品搭載基板を作製した。なお、焼鈍後の（電子部品搭載用）金属板の（表面処理した）表面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は０．７７μｍであり、その（電子部品搭載用）金属板の（表面処理した）表面のビッカース硬さＨｖは３６．１であった。

【0038】

このようにして作製した電子部品搭載基板について、実施例１と同様の方法により、（電子部品搭載用）金属板とＳｉチップとの接合部を観察したところ、接合部の剥がれはなく、良好に接合されていた。

【0039】

また、作製した電子部品搭載基板について、実施例１と同様のヒートサイクル後の接合状態を確認したところ、１００サイクル後と３００サイクル後のいずれも、（電子部品搭載用）金属板とＳｉチップが良好に接合されていた。

【0040】

［比較例１］
ウエットブラスト処理を行わなかった以外は、実施例１と同様の方法により、電子部品搭載基板を作製した。なお、（電子部品搭載用）金属板の（表面処理した）表面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は０．０９μｍであり、（電子部品搭載用）金属板のビッカース硬さＨｖは３５．４であった。

【0041】

このようにして作製した電子部品搭載基板について、実施例１と同様の方法により、（電子部品搭載用）金属板とＳｉチップとの接合部を観察したところ、（わずかに不良状態が見られたが）ほぼ良好に接合されていた。

【0042】

また、作製した電子部品搭載基板について、実施例１と同様のヒートサイクル後の接合状態を確認したところ、１００サイクル後の電子部品搭載基板では、（わずかに不良状態が見られたが）ほぼ良好に接合されていたか、一部不良状態があったが接合部の剥がれまでには至っておらず、３００サイクル後の電子部品搭載基板では、一部不良状態があったが接合部の剥がれまでには至っていなかった。

【0043】

［実施例３］
鋳型内に７８ｍｍ×９５ｍｍ×０．６４ｍｍの大きさのＡｌＮからなるセラミックス基板を配置し、このセラミックス基板の両主面に接触するように９９．９質量％のアルミニウムの溶湯を注湯した後に溶湯を冷却して固化させることにより、セラミックス基板の各々の主面に６８ｍｍ×８５ｍｍ×０．２ｍｍの大きさの（電子部品搭載用）金属板と６８ｍｍ×８５ｍｍ×０．２ｍｍの大きさの（放熱用）金属ベース板を形成して、それぞれセラミックス基板の主面に直接接合させた。

【0044】

次に、実施例１と同様のウエットブラスト装置により（電子部品搭載用）金属板の表面処理を行った。なお、ウエットブラスト装置の処理条件として、エアー圧０．２０ＭＰａ、処理速度０．３ｍ／分、投射距離３０ｍｍ、投射角度９０°とし、水中に砥粒として平均粒径４０μｍのアルミナ＃３２０を１５体積％含む研磨材スラリーを使用した。このウエットブラスト処理後の（電子部品搭載用）金属板について、実施例１と同様の方法により、表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を算出したところ、１．６μｍであった。なお、この金属板のビッカース硬さＨｖは２９．１であった。

【0045】

次に、表面処理後の（電子部品搭載用）金属板の表面の脱脂および化学研磨を行い、この脱脂および化学研磨後の（電子部品搭載用）金属板を、２５℃の亜鉛置換液（奥野製薬工業株式会社製のサブスターＺＮ−１１１）に３０秒間浸漬して亜鉛置換を行い、水洗し、硝酸に室温で３０秒間浸漬して酸洗し、水洗し、上記と同じ亜鉛置換液に３０秒間浸漬して２回目の亜鉛置換を行った後、水洗することにより、（電子部品搭載用）金属板のダブルジンケート処理（２回亜鉛置換）を行った。

【0046】

次に、ダブルジンケート処理後の（電子部品搭載用）金属板を無電解ニッケルめっき液（奥野製薬工業株式会社製のトップニコロンＴＯＭ−ＬＦ）に浸漬することにより、（電子部品搭載用）金属板上に厚さ４〜５μｍのＮｉめっき層を形成した。

【0047】

次に、Ｎｉめっき層を形成した（電子部品搭載用）金属板を無電解銅めっき液（奥野製薬工業株式会社製のＡＩＳ−アドカッパーＣＴ）に浸漬することにより、電子部品搭載用）金属板上のＮｉめっき層上に厚さ０．４〜０．５μｍのＣｕめっき層を形成した。

【0048】

なお、Ｃｕめっき層を形成した後の（電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層の表面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は１．６μｍであり、ビッカース硬さＨｖは２９．１であった。

【0049】

次に、接合の際の圧力を５ＭＰａとした以外は、実施例１と同様の方法により、電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層にＳｉチップを接合した。

【0050】

このようにして作製した電子部品搭載基板について、実施例１と同様の方法により、（電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層とＳｉチップとの接合部を観察したところ、接合部の剥がれはなく、良好に接合されていた。

【0051】

また、作製した電子部品搭載基板を−４０℃で１５分間保持した後に室温で１分間保持し、その後、２５０℃で５分間保持した後に室温で１分間保持するヒートサイクルの１００サイクル後、３００サイクル後および１０００サイクル後の接合状態を確認したところ、１００サイクル後、３００サイクル後および１０００サイクル後のいずれも、（電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層とＳｉチップが良好に接合されていた。

【0052】

［比較例２］
表面処理としてウエットブラスト処理に代えてパフ研磨を行った以外は、実施例３と同様の方法により、電子部品搭載基板を作製した。なお、（電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層の（表面処理した）表面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は０．１５μｍであり、（電子部品搭載用）金属板のビッカース硬さＨｖは２９．１であった。

【0053】

このようにして作製した電子部品搭載基板について、実施例３と同様の方法により、（電子部品搭載用）金属板とＳｉチップとの接合部を観察したところ、接合部の剥がれはなく、良好に接合されていた。

【0054】

また、作製した電子部品搭載基板について、実施例１と同様のヒートサイクル後の接合状態を確認したところ、１００サイクル後の電子部品搭載基板では、（電子部品搭載用）金属板とＳｉチップが良好に接合され、３００サイクル後の電子部品搭載基板では、（わずかに不良状態が見られたが）ほぼ良好に接合されていたか、一部不良状態があったが接合部の剥がれまでには至っておらず、１０００サイクル後の電子部品搭載基板では、一部不良状態があったが接合部の剥がれまでには至っていなかった。

【0055】

［実施例４］
鋳型内に３４ｍｍ×３１ｍｍ×０．６ｍｍの大きさのＡｌＮからなるセラミックス基板を配置し、このセラミックス基板の各々の主面に３０ｍｍ×２７ｍｍ×０．４ｍｍの大きさの（電子部品搭載用）金属板と３０ｍｍ×２７ｍｍ×０．４ｍｍの大きさの（放熱用）金属ベース板を形成した以外は、実施例３と同様の方法により、セラミックス基板の各々の主面に金属板を直接接合させて金属−セラミックス接合基板を作製した後、金属板の表面処理およびダブルジンケート処理を行い、Ｎｉめっき層及びＣｕめっき層を形成した。なお、Ｃｕめっき層を形成した後の（電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層の表面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は１．５μｍであり、ビッカース硬さＨｖは２９．０であった。

【0056】

次に、作製した金属−セラミックス接合基板の（電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層の表面の電子部品搭載部分に、実施例１と同様の銀ペーストを塗布し、その上に電子部品としてＳｉチップ（底面（裏面）に下地層として厚さ１μｍのＴｉめっき層と（その上の）厚さ３μｍのＮｉめっき層が形成されるとともにこれらの下地層が金めっきされた（７ｍｍ×７ｍｍの大きさの）Ｓｉチップ）を配置し、窒素雰囲気中において、昇温速度１℃／ｓで昇温させた後、６ＭＰａで加圧しながら２５０℃で５分間加熱して、（電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層にＳｉチップを接合した。

【0057】

このようにして作製した電子部品搭載基板について、（電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層とＳｉチップとの接合部を走査型超音波顕微鏡（ＳＡＭ）（日立建機ファインテック株式会社製のＦｉｎｅＳＡＴ ＦＳ１００ＩＩ）により観察したところ、接合部の剥がれはなく、良好に接合されていた。また、（電子部品搭載用）金属板とＳｉチップとの接合部のせん断強度をせん断強度測定器（ライジ社製のＤＡＧＥ２００）により測定したところ、４０ＭＰａ以上であり、良好に接合されていた。

【0058】

また、作製した電子部品搭載基板について、実施例３と同様のヒートサイクルの１００サイクル後と５００サイクル後と１０００サイクル後の接合状態をＳＡＭにより観察したところ、１００サイクル後と５００サイクル後と１０００サイクル後のいずれも、（電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層とＳｉチップが良好に接合されていた。また、実施例３と同様のヒートサイクルの１００サイクル後と５００サイクル後と１０００サイクル後の（電子部品搭載用）金属板上のＣｕめっき層とＳｉチップとの接合部のせん断強度を測定したところ、１００サイクル後と５００サイクル後のせん断強度は４０ＭＰａ以上、１０００サイクル後のせん断強度は２９ＭＰａであり、良好に接合されていた。

【符号の説明】

【0059】

１０ （電子部品搭載用）金属板
１２ 銀接合層
１４ 電子部品
１６ セラミックス基板
１８ （放熱用）金属ベース板
２０ 銅めっき皮膜

【図1】

【図2】