特許 6422294 電子モジュール用基板の製造方法及び電子モジュール用基板

(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】6422294

(24)【登録日】2018年10月26日

(45)【発行日】2018年11月14日

(54)【発明の名称】電子モジュール用基板の製造方法及び電子モジュール用基板

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20181105BHJP

   H01L 23/13 20060101ALI20181105BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20181105BHJP

   B23K 20/04 20060101ALI20181105BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20181105BHJP

   B23K 1/20 20060101ALI20181105BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20181105BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/12 J

   H01L23/12 C

   H01L23/36 C

   B23K20/04 B

   B23K1/00 330E

   B23K1/20 H

   H05K3/34 501Z

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-206593(P2014-206593)

(22)【出願日】2014年10月7日

(65)【公開番号】特開2016-76619(P2016-76619A)

(43)【公開日】2016年5月12日

【審査請求日】2017年7月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002004

【氏名又は名称】昭和電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109911

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義仁

(74)【代理人】

【識別番号】100071168

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 久義

(72)【発明者】

【氏名】南 和彦

(72)【発明者】

【氏名】平野 智哉

【審査官】 木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０７２３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３５４６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２７０６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５０８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４８６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３５９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２２７５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １／００−３／０８

Ｂ２３Ｋ ２０／００−２０／２６

Ｂ２３Ｋ ３１／０２

Ｂ２３Ｋ ３３／００

Ｈ０１Ｌ ２３／１２−２３／１５

Ｈ０１Ｌ ２３／２９

Ｈ０１Ｌ ２３／３４−２３／３６

Ｈ０１Ｌ ２３／３７３−２３／４２７

Ｈ０１Ｌ ２３／４４

Ｈ０１Ｌ ２３／４６７−２３／４７３

Ｈ０５Ｋ ３／３２−３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層状に一体化された複数の部材を具備し、
前記複数の部材として、電子素子がはんだ付けにより接合される上面を有するＮｉ又はＮｉ合金で形成されたＮｉ板と、金属回路板と、絶縁板とを少なくとも含む、電子モジュール用基板の製造方法であって、
複数の部材のうち少なくとも互いに重なり合う二つの部材をろう付けにより接合することと、
前記ろう付け時に前記Ｎｉ板の上面に形成された酸化膜を、水素還元法により除去することを含み、
前記Ｎｉ板は圧延材からなる電子モジュール用基板の製造方法。

【請求項2】

前記複数の部材として、更に、金属緩衝板と冷却部材とを含んでいる請求項１記載の電子モジュール用基板の製造方法。

【請求項3】

前記金属回路板は、前記Ｎｉ板とは異種の金属板を少なくとも一枚含んでおり、
前記Ｎｉ板と前記金属回路板は、前記二つの部材をろう付けにより接合する前に、拡散接合により互いに積層状に接合一体化されたものである請求項１又は２記載の電子モジュール用基板の製造方法。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれに記載の電子モジュール用基板の製造方法により製造された電子モジュール用基板。

【請求項5】

積層状に一体化された複数の部材を具備し、
前記複数の部材として、電子素子がはんだ付けにより接合される上面を有するＮｉ又はＮｉ合金で形成されたＮｉ板と、金属回路板と、絶縁板とを少なくとも含む、電子モジュール用基板であって、
複数の部材のうち少なくとも互いに重なり合う二つの部材がろう付けにより接合されており、
ろう付け時にＮｉ板の上面に形成された酸化膜が、水素還元法により除去されており、
前記Ｎｉ板は圧延材からなる電子モジュール用基板。

【請求項6】

前記複数の部材として、更に、金属緩衝板と冷却部材とを含んでいる請求項５記載の電子モジュール用基板。

【請求項7】

前記金属回路板は、前記Ｎｉ板とは異種の金属板を少なくとも一枚含んでおり、
前記Ｎｉ板と前記金属回路板は、拡散接合により互いに接合一体化されている請求項５又は６記載の電子モジュール用基板。

【請求項8】

請求項４〜７のいずれかに記載の電子モジュール用基板におけるＮｉ板の上面に、電子素子をはんだ付けにより接合する電子モジュールの製造方法。

【請求項9】

請求項４〜７のいずれかに記載の電子モジュール用基板におけるＮｉ板の上面に、電子素子がはんだ付けにより接合されている電子モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子素子が搭載される電子モジュール用基板の製造方法、電子モジュール用基板、電子モジュールの製造方法、及び電子モジュールに関する。

【0002】

なお、本発明に係る電子モジュール用基板の上下方向は限定されるものではないが、本明細書及び特許請求の範囲では、基板の構成を理解し易くするため、基板における電子素子がはんだ付けにより接合される面側を上面側、その反対側を下面側と定義する。

【0003】

さらに本明細書及び特許請求の範囲では、「板」の語は、特に明示する場合を除き「箔」も含む意味で用いられる。

【背景技術】

【0004】

発熱性の半導体素子等の電子素子が搭載される電子モジュール用基板は、積層状に一体化された複数の部材を具備している。複数の部材は、電子回路が形成される金属回路板、電気絶縁性を有する絶縁板、電子素子を冷却する冷却部材（放熱部材を含む）などを含んでいる。そして、金属回路板と絶縁板は互いに重ね合わされて所定の接合手段（例：ろう付け、拡散接合）により接合一体化されている。さらに、絶縁板と冷却部材とは所定の接合手段（例：はんだ付け、ろう付け、拡散接合）により接合一体化されている（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

金属回路板の上面には電子素子がはんだ付けにより接合される。そこで、金属回路板の上面が良好なはんだ付け性を有するようにするため、基板の製造後に金属回路板上にＮｉＰめっき等のＮｉめっき層を形成することが行われている。

【0006】

しかしながら、上述の方法では、金属回路板の上面だけではなく基板全体にＮｉめっき層が形成され、更に、Ｎｉめっき処理はその工程が複雑であるため、製造コストが高く付いていた。しかも、Ｎｉめっき層中に有機物等の不純物が存在する可能性があるので、不純物の影響によりはんだ付け強度が低下する虞があった。その上、Ｎｉめっき層がＮｉＰめっき層である場合には、Ｎｉめっき層中にＰが存在しているため、長期的な保管時にはんだ濡れ性が悪化する虞があった。

【0007】

そこで近年、金属回路板の上面にＮｉ又はＮｉ合金で形成されたＮｉ板を接合する方法が提案されている（例えば、特許文献２〜１４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００４−１５３０７５号公報

【特許文献2】特開２０１１−１８３７９７号公報

【特許文献3】特開２０１２−４５３４号公報

【特許文献4】特開２０１２−１０４５３９号公報

【特許文献5】特開２０１１−２２７３５６号公報

【特許文献6】特開２０１２−２４００６６号公報

【特許文献7】特開２０１２−２４８６９７号公報

【特許文献8】特開２０１３−２１９１３４号公報

【特許文献9】特開２０１３−２２２７５８号公報

【特許文献10】特開２０１３−２２２９０９号公報

【特許文献11】特開２０１３−２３５９３６号公報

【特許文献12】特開２０１４−５０８４７号公報

【特許文献13】特開２０１４−１６０７６３号公報

【特許文献14】特開２０１４−１６０７６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上述の方法では、基板を構成する複数の部材のうち少なくとも互いに重なり合う二つの部材をろう付けにより接合一体化する時にＮｉ板の上面に酸化膜が形成され易い。酸化膜が形成されるとＮｉ板の上面のはんだ濡れ性が低下するため、ろう付け後に酸化膜を除去する必要がある。その除去方法として湿式バフ研磨が考えられる。しかし、この方法の場合、研磨時に水分がＮｉ板の上面に吸着し、はんだ濡れ性が低下する虞がある。

【0010】

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、はんだ濡れ性が良好な上面を有する電子モジュール用基板の製造方法、電子モジュール用基板、電子モジュールの製造方法、及び、電子モジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は以下の手段を提供する。

【0012】

［１］ 積層状に一体化された複数の部材を具備し、
前記複数の部材として、電子素子がはんだ付けにより接合される上面を有するＮｉ又はＮｉ合金で形成されたＮｉ板と、金属回路板と、絶縁板とを少なくとも含む、電子モジュール用基板の製造方法であって、
複数の部材のうち少なくとも互いに重なり合う二つの部材をろう付けにより接合することと、
前記ろう付け時に前記Ｎｉ板の上面に形成された酸化膜を、水素還元法により除去することを含む、電子モジュール用基板の製造方法。

【0013】

［２］ 前記Ｎｉ板は圧延材からなる前項１記載の電子モジュール用基板の製造方法。

【0014】

［３］ 前記複数の部材として、更に、金属緩衝板と冷却部材とを含んでいる前項１又は２記載の電子モジュール用基板の製造方法。

【0015】

［４］ 前記金属回路板は、前記Ｎｉ板とは異種の金属板を少なくとも一枚含んでおり、
前記Ｎｉ板と前記金属回路板は、前記二つの部材をろう付けにより接合する前に、拡散接合により互いに積層状に接合一体化されたものである前項１〜３のいずれかに記載の電子モジュール用基板の製造方法。

【0016】

［５］ 前項１〜４のいずれに記載の電子モジュール用基板の製造方法により製造された電子モジュール用基板。

【0017】

［６］ 積層状に一体化された複数の部材を具備し、
前記複数の部材として、電子素子がはんだ付けにより接合される上面を有するＮｉ又はＮｉ合金で形成されたＮｉ板と、金属回路板と、絶縁板とを少なくとも含む、電子モジュール用基板であって、
複数の部材のうち少なくとも互いに重なり合う二つの部材がろう付けにより接合されており、
ろう付け時にＮｉ板の上面に形成された酸化膜が、水素還元法により除去されている、電子モジュール用基板。

【0018】

［７］ 前記Ｎｉ板は圧延材からなる前項６記載の電子モジュール用基板。

【0019】

［８］ 前記複数の部材として、更に、金属緩衝板と冷却部材とを含んでいる前項６又は７記載の電子モジュール用基板。

【0020】

［９］ 前記金属回路板は、前記Ｎｉ板とは異種の金属板を少なくとも一枚含んでおり、
前記Ｎｉ板と前記金属回路板は、拡散接合により互いに接合一体化されている前項６〜８のいずれかに記載の電子モジュール用基板。

【0021】

［１０］ 前項５〜９のいずれかに記載の電子モジュール用基板におけるＮｉ板の上面に、電子素子をはんだ付けにより接合する電子モジュールの製造方法。

【0022】

［１１］ 前項５〜９のいずれかに記載の電子モジュール用基板におけるＮｉ板の上面に、電子素子がはんだ付けにより接合されている電子モジュール。

【発明の効果】

【0023】

本発明は以下の効果を奏する。

【0024】

前項［１］では、Ｎｉ板の上面に形成された酸化膜を水素還元法により除去することにより、Ｎｉ板の上面において酸化膜により低下したはんだ濡れ性を回復することができる。さらに、水素還元法によれば水を用いないで酸化膜を除去できるので、水分がＮｉ板の上面に吸着することによるはんだ濡れ性の低下問題も回避することができる。したがって、はんだ濡れ性が良好な上面を有する基板を得ることができる。

【0025】

前項［２］では、Ｎｉ板が圧延材からなるものなので、Ｎｉ板の上面はＮｉめっき層の上面よりも平坦であり、はんだ濡れ性が良好である。しかも、Ｎｉ板の平坦な上面には酸化膜も平坦に形成されるから、酸化膜を水素還元法により除去し易い。したがって、酸化膜を容易に除去することができるし酸化膜の除去率を向上させることができる。

【0026】

前項［３］では、更に、金属緩衝板と冷却部材とを備えた基板を製造する場合であっても、前項［１］又は［２］の効果を奏し得る。

【0027】

前項［４］では、金属回路板を構成する金属板の枚数、材質、厚さ等を様々に変更することにより、金属回路板の性能の向上を図ることができる。

【0028】

前項［５］では、はんだ濡れ性が良好な上面を有する基板を提供できる。

【0029】

前項［６］〜［９］では、それぞれ前項［１］〜［４］の効果と同様の効果を奏し得る。

【0030】

前項［１０］及び［１１］では、基板におけるＮｉ板の上面に電子素子がはんだ付けにより良好に接合された電子モジュールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る電子モジュール用基板の概略断面図である。

【図2】図２は、同基板を製造途中の状態で示す断面図である。

【図3】図３は、同基板をそのＮｉ板の上面に酸化膜が形成された状態で示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。

【0033】

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電子モジュール用基板１０は、発熱性の半導体素子等の電子素子（二点鎖線で示す）１１が搭載されるものであり、例えば、パワーモジュール用基板等の半導体モジュール用基板である。

【0034】

基板１０は、積層状に一体化された複数の部材から構成されており、図２に示すように、複数の部材として、Ｎｉ板１、金属回路板４、絶縁板６、金属緩衝板７、冷却部材８などを含んでいる。金属回路板４はＮｉ板１の下側に配置されており、絶縁板６は金属回路板４の下側に配置されており、金属緩衝板７は絶縁板６の下側に配置されており、冷却部材８は金属緩衝板７の下側に配置されている。

【0035】

Ｎｉ板１は、Ｎｉ又はＮｉ合金で形成された圧延材からなるものである。Ｎｉ板１の上面１ａは電子素子１１が搭載される素子搭載面に対応している。すなわち、電子素子１１はＮｉ板１の上面１ａにはんだ付けにより接合される。本実施形態では、Ｎｉ板１は例えば純Ｎｉ板である。

【0036】

金属回路板４は、Ｎｉ板１とは異なる種類の金属板を少なくとも一枚含むものであり、本実施形態では、Ｔｉ板２とＡｌ板３を含んでいる。そして、Ｎｉ板１と金属回路板４、即ちＮｉ板１とＴｉ板２とＡｌ板３とは、拡散接合（例：クラッド圧延、放電プラズマ焼結法）により積層状に接合一体化されており、これにより、Ｎｉ板１と金属回路板４（Ｔｉ板２とＡｌ板３）とを一体に備えた積層板５が形成されている。さらに、金属回路板４の下面、即ちＡｌ板３の下面には絶縁板６と接合するためのろう材層９ａが形成されている。ろう材層９ａは例えばＡｌ系ろう材（例：Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材）の層である。

【0037】

Ｔｉ板２は、Ｔｉ又はＴｉ合金で形成された圧延材からなるものであり、Ｎｉ板１の下側に配置されている。

【0038】

Ａｌ板３は、Ａｌ又はＡｌ合金で形成された圧延材からなるものであり、Ｔｉ板２の下側に配置されている。

【0039】

Ｎｉ板１とＴｉ板２は、本実施形態では、拡散接合としてのクラッド圧延により互いに接合一体化されている。これにより、Ｎｉ板１とＴｉ板２との接合界面にはＮｉ板１中のＮｉとＴｉ板２中のＴｉとが合金化してなる薄いＮｉ−Ｔｉ合金層（図示せず）が拡散接合層として介在形成されている。

【0040】

Ｔｉ板２とＡｌ板３は、本実施形態では、拡散接合としてのクラッド圧延により互いに接合一体化されている。これにより、Ｔｉ板２とＡｌ板３との接合界面にはＴｉ板２中のＴｉとＡｌ板３中のＡｌとが合金化してなる薄いＡｌ−Ｔｉ合金層（図示せず）が拡散接合層として介在形成されている。

【0041】

さらに、金属回路板４の下面に形成されたろう材層９ａは、金属回路板４の下面にクラッド圧延により接合されたろう材板からなるものである。

【0042】

絶縁板６は、電気絶縁性を有するものであり、セラミック板からなる。セラミックとしては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）等が用いられる。

【0043】

金属緩衝板７は、基板１０に発生する熱応力等の応力を緩和するためのものである。金属緩衝板７の材質はアルミニウム（アルミニウム合金を含む）等の金属である。具体的には金属緩衝板７は複数の孔７ａを有するパンチングメタル板で形成されている。さらに、金属緩衝板７の上面及び下面にそれぞれろう材層９ｂが形成されている。各ろう材層９ｂは、例えばＡｌ系ろう材（例：Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材）の層であり、金属緩衝板７の上面及び下面にそれぞれクラッド圧延によりクラッドされたろう材板からなる。

【0044】

冷却部材８は、電子素子１１の動作時に発熱する電子素子１１を冷却するものであり、例えば、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）等の金属製である。本実施形態では、冷却部材８として、電子素子１１から発生した熱を放散する、複数の放熱フィン８ａを有するヒートシンク（放熱部材）が用いられている。

【0045】

なお本発明では、冷却部材８はヒートシンクであることに限定されるものではなく、その他に例えば冷却器であっても良い。この場合、冷却器は通常、水等の冷媒が流通する冷媒通路を有している。

【0046】

次に、本実施形態の基板１０の製造方法について以下に説明する。

【0047】

図２に示すように、上から順に積層板５、絶縁板６、金属緩衝板７及び冷却部材８を積層状に配置する。積層板５は、上述したように、Ｎｉ板１と金属回路板４としてのＴｉ板２とＡｌ板３とが予め積層状に接合一体化されたものであり、更に、積層板５の下面にろう材層９ａが形成されている。金属緩衝板７は、上述したようにその上面及び下面にそれぞれろう材層９ｂが予め形成されている。

【0048】

そして、図３に示すように、これらの部材のうち少なくとも互いに重なり合う二つの部材をろう付けにより接合一体化する。この工程を「ろう付け工程」という。本実施形態では、これらの部材をろう付けにより一括して接合一体化する。そのろう付け手段及び条件は、これらの部材を強固に接合可能な手段及び条件であれば限定されるものではないが、ろう付け手段は特に真空ろう付けであることが望ましく、この場合、そのろう付け条件は、真空度１×１０^-3〜１×１０^-5Ｐａ、ろう付け温度５９０〜６１０℃、その保持時間３〜６０ｍｉｎであることが特に望ましい。

【0049】

なお本発明では、これらの部材は一括ろう付けにより接合されることに限定されるものではなく、その他に例えば、これらの部材を個別にろう付けにより接合しても良い。すなわち具体的に例示すると、積層板５と絶縁板６をろう付けにより接合一体化し、次いで絶縁板６と金属緩衝板７をろう付けにより接合一体化し、その後、金属緩衝板７と冷却部材８をろう付けにより接合一体化しても良いし、この逆の順番でこれらの部材をろう付けにより接合しても良い。さらに、これらの部材のうち互いに重なり合う二つの部材だけをろう付けにより接合一体化し、残りの部材をろう付け以外の接合手段により接合しても良いし、これらの部材のうちの三つ以上の部材をろう付けにより接合一体化し、残りの部材をろう付け以外の接合手段により接合しても良い。

【0050】

ろう付け以外の接合手段としては、締結部材（例：ボルト、ネジ）を用いた締結や、拡散接合（例：クラッド圧延、放電プラズマ焼結法）などが適用される。

【0051】

上述のろう付け工程を行うことにより、図３に示すように、Ｎｉ板１の上面１ａにその略全体に亘って厚さ０．００１〜０．５μｍ程度の酸化膜（詳述するとＮｉ酸化膜）１５がろう付け時に形成される。この酸化膜１５は、Ｎｉ板１の上面１ａのはんだ濡れ性を低下させる。

【0052】

そこで、ろう付け工程の後で酸化膜１５を水素還元法により除去する。この工程を「酸化膜除去工程」という。

【0053】

水素還元法による酸化膜１５の除去条件は限定されるものではないが、特に次の条件であることが酸化膜１５を確実に除去できる点等で好ましい。

【0054】

望ましい水素還元雰囲気は、水素：窒素の体積割合が３〜５０体積％：５０〜９７体積％の雰囲気である。望ましい雰囲気圧力は１０〜１０１３ｈＰａである。望ましい加熱温度は２５０〜４００℃である。加熱温度の望ましい保持時間は３〜６０ｍｉｎである。

【0055】

以上の工程を経ることにより、図１に示した本実施形態の基板１０が得られる。

【0056】

基板１０において、Ｎｉ板１と金属回路板４（詳述するとＴｉ板２）との間には上述したように両者１、４（２）を接合した拡散接合層として薄いＮｉ−Ｔｉ合金層（図示せず）が介在形成されている。金属回路板４におけるＴｉ板２とＡｌ板３との間には上述したように両者２、３を接合した拡散接合層として薄いＡｌ−Ｔｉ合金層（図示せず）が介在形成されている。金属回路板４（詳述するとＡｌ板３）と絶縁板６との間には両者４（３）、６を接合したろう材層９ａが介在形成されている。絶縁板６と金属緩衝板７との間には両者６、７を接合したろう材層９ｂが介在形成されている。金属緩衝７と冷却部材８との間には両者７、８を接合したろう材層９ｂが介在形成されている。

【0057】

次いで、基板１０のＮｉ板１の上面１ａに電子素子１１をリフロー等のはんだ付けにより接合する。この工程を「はんだ付け工程」という。これにより、本実施形態の電子モジュール１２が得られる。

【0058】

上記実施形態の基板１０の製造方法では、Ｎｉ板１の上面１ａに形成された酸化膜１５を水素還元法により除去するので、Ｎｉ板１の上面１ａにおいて酸化膜１５により低下したはんだ濡れ性を回復できる。さらに、水素還元法によれば水を用いないで酸化膜１５を除去できるので、水分がＮｉ板１の上面１ａに吸着することによるはんだ濡れ性の低下問題も回避できる。したがって、はんだ濡れ性が良好な上面１ａを有する基板１０を得ることができる。よって、基板１０の上面１ａに電子素子１１をはんだ付けにより良好に接合することができる。

【0059】

さらに、Ｎｉ板１は圧延材からなるので、一般的にＮｉ板１の上面１ａはＮｉめっき層の上面よりも平坦であり、よってはんだ濡れ性が良好である。しかも、Ｎｉ板１の平坦な上面１ａには酸化膜１５も平坦に形成されるから、酸化膜１５を水素還元法により除去し易い。したがって、酸化膜１５を容易に且つ略完全に除去することができる。

【0060】

また金属回路板４は、Ｎｉ板１とは異種の金属板を少なくとも一枚含んでいるので、金属回路板４を構成する金属板（２、３）の枚数、材質、厚さ等を様々に変更することにより、金属回路板４の性能の向上を図ることができる。さらに、Ｎｉ板１と金属回路板４は、ろう付け工程の前に、拡散接合としてのクラッド圧延により互いに積層状に接合一体化されたものであるから、ろう付け工程で接合される部材の数を減らすことができ、これによりろう付け工程を容易に行うことがきる。

【0061】

以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能である。

【0062】

上記実施形態では、金属回路板４を構成する金属板（２、３）の枚数は二枚であるが、本発明ではその他に一枚だけであっても良いし、二枚や三枚以上であっても良い。

【0063】

また上記実施形態では、積層板５は、Ｎｉ板１と金属回路板４としてのＴｉ板２とＡｌ板３とが互いに積層状に接合一体化されたものであるが、本発明では、積層板５はこれに限定されるものではなく、その他に例えば、金属回路板４がＴｉ板２だけを備えたものであってＮｉ板１と金属回路板４としてのＴｉ板２とが互いに積層状に接合一体化されたものであっても良いし、あるいは、金属回路板４がＡｌ板３だけを備えたものであってＮｉ板１と金属回路板４としてのＡｌ板３とが互いに接合一体化されたものであっても良い。

【0064】

さらに本発明では、Ｎｉ板１と金属回路板４はろう付け工程の前で接合一体化されたものであることに限定されず、その他に例えば、ろう付け工程の前ではＮｉ板１と金属回路板４とは接合されずに分離されていて、ろう付け工程にてＮｉ板１と金属回路板４とをろう付けにより接合一体化しても良い。

【実施例】

【0065】

次に、本発明の具体的実施例及び比較例を示す。ただし本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0066】

＜実施例＞
Ｎｉ板と金属回路板としてのＡｌ板とがクラッド圧延により積層状に接合一体化されてなる積層板と、絶縁板と、金属緩衝板と、冷却部材とをそれぞれ準備した。

【0067】

積層板において、Ｎｉ板としてＪＩＳ（日本工業規格）１種の純ニッケル板を用いた。Ｎｉ板の平面視形状は正方形状であり、その一辺の長さは２５ｍｍであり、その厚さは０．０３ｍｍである。さらに、Ｎｉ板は圧延材からなるものである。

【0068】

積層板において、Ａｌ板として純度９９．９９％の高純度アルミニウム板を用いた。Ａｌ板の平面視形状はＮｉ板と同じでありであり、その一辺の長さもＮｉ板と同じであり、その厚さは０．６ｍｍである。さらに、Ａｌ板は圧延材からなるものである。

【0069】

絶縁板として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）板を用いた。絶縁板の平面視形状は正方形状であり、その一辺の長さは２７ｍｍであり、その厚さは０．６３５ｍｍである。

【0070】

金属緩衝板として、アルミニウム製のパンチングメタル板を用いた。金属緩衝板の平面視形状は正方形状であり、その一辺の長さは２５ｍｍであり、その厚さは１．６ｍｍである。

【0071】

冷却部材として、アルミニウム製の冷却器を用いた。冷却器はその内部に冷媒水が流通する冷媒通路を有するものである。冷却器の冷却面の平面視形状は正方形状であり、その一辺の長さは５０ｍｍである。冷却器の厚さは５ｍｍである。

【0072】

そして、上から順に積層板、絶縁板、金属緩衝板及び冷却部材を積層状に配置し、これらの部材を真空ろう付炉を用いた真空ろう付けにより一括して接合一体化した。その際のろう付け条件は、真空度１×１０^-4Ｐａ、ろう付け温度６００℃、その保持時間３０ｍｉｎであった。そして、炉内温度をろう付け温度から室温まで低下させる途中において炉内温度が５６０℃になった時に炉内に空気を導入して炉内を酸素雰囲気にした。これにより、積層板のＮｉ板の上面にその全面に亘ってＮｉ酸化膜が形成された。

【0073】

その後、水素還元炉を用いてＮｉ酸化膜を水素還元法により除去した。その際の除去条件は次のとおりである。水素還元雰囲気は、水素：窒素の体積割合が４５体積％：５５体積％の雰囲気であり、その雰囲気圧力は１０１３ｈＰａ（即ち１ａｔｍ）であった。加熱温度及びその保持時間は３５０℃×５ｍｉｎである。

【0074】

＜比較例１＞
金属回路板としてのＡｌ板と、絶縁板と、金属緩衝板と、冷却部材とをそれぞれ準備し、Ｎｉ板は準備しなかった。Ａｌ板、絶縁板、金属緩衝板及び冷却部材の構成は上記実施例と同じである。そして、これらの部材を上記実施例と同じ条件で真空ろう付けにより一括して接合一体化した。その後、Ａｌ板の上面にＮｉＰめっき層を常法に従って形成した。

【0075】

＜比較例２＞
Ｎｉ板と金属回路板としてのＡｌ板とがクラッド圧延により積層状に接合一体化されてなる積層板と、絶縁板と、金属緩衝板と、冷却部材とをそれぞれ準備した。積層板、絶縁板、金属緩衝板及び冷却部材の構成は上記実施例と同じである。そして、これらの部材を上記実施例と同じ条件で真空ろう付けにより一括して接合一体化するとともに、当該ろう付け時に上記実施例と同じ条件で積層板のＮｉ板の上面にＮｉ酸化膜を形成した。その後、Ｎｉ酸化膜を湿式バフ研磨により除去した。

【0076】

＜評価試験＞
上記実施例の基板のＮｉ板の上面、上記比較例１の基板のＮｉＰめっき層の上面、及び、上記比較例２の基板のＮｉ板の上面を、それぞれ基板の電子素子搭載面とみなし、この搭載面上にはんだシートを配置してリフローによる電子素子の接合条件と略同じ条件でリフロー処理を施した。そのリフロー条件は次のとおりである。

【0077】

リフロー雰囲気は、水素：窒素の体積割合が４５体積％：５５体積％の雰囲気であり、その雰囲気圧力は１０１３ｈＰａ（即ち１ａｔｍ）であり、加熱温度及びその保持時間は３００℃×５ｍｉｎであった。

【0078】

そして、各基板の電子素子搭載面におけるはんだ濡れ性の評価として、はんだ付け前のはんだシートに対するはんだ付け後のはんだシートの収縮率を調べた。その結果を表１に示す。

【0079】

【表1】

【0080】

表１中の「評価」欄に記載の符号の意味は次のとおりである。

【0081】

◎：はんだシートの収縮率が５％以下
○：はんだシートの収縮率が５％を超え１０％以下
△：はんだシートの収縮率が１０％を超えた。

【0082】

表１に示すように、実施例の基板の電子素子搭載面であるＮｉ板の上面は良好なはんだ濡れ性を有していることを確認し得た。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明は、電子素子が搭載される電子モジュール用基板の製造方法、電子モジュール用基板、電子モジュールの製造方法、及び、電子モジュールに利用可能である。

【符号の説明】

【0084】

１：Ｎｉ板
１ａ：Ｎｉ板の上面
２：Ｔｉ板
３：Ａｌ板
４：金属回路板
５：積層板
６：絶縁板
７：金属緩衝板
８：冷却部材
９ａ、９ｂ：ろう材層
１０：電子モジュール用基板
１１：電子素子
１２：電子モジュール

【図1】

【図2】

【図3】