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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024101322
(43)【公開日】2024-07-29
(54)【発明の名称】ろう材付き金属板とそれを用いた絶縁回路基板
(51)【国際特許分類】
H01L 23/12 20060101AFI20240722BHJP
H01L 23/13 20060101ALI20240722BHJP
H01L 23/36 20060101ALI20240722BHJP
C04B 37/02 20060101ALI20240722BHJP
【ＦＩ】
H01L23/12 Q
H01L23/12 C
H01L23/36 C
C04B37/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023005246
(22)【出願日】2023-01-17
(71)【出願人】
【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】木宮 駿
(72)【発明者】
【氏名】岸 泰成
【テーマコード（参考）】
4G026
5F136
【Ｆターム（参考）】
4G026BA01
4G026BA16
4G026BA17
4G026BB22
4G026BB27
4G026BF20
4G026BF24
4G026BF42
4G026BF44
4G026BF52
4G026BG02
4G026BH07
5F136BB04
5F136EA14
5F136FA02
5F136FA03
5F136FA14
5F136FA16
5F136FA18
5F136GA12
(57)【要約】
【課題】表裏を判別することができるろう材付き金属板を提供する。
【解決手段】他部材との接合用のろう材層で板表面１１Ａが覆われて一方の面１２Ａが形成されたろう材付き金属板１０であって、少なくとも一つの切り欠き部１４が周縁１３に形成されており、表裏反転したときの一方の面１２Ａと他方の面１１Ｂとで平面視での輪郭が異なる。周縁１３が矩形状に形成されており、切り欠き部１４が周縁１３の少なくとも一つの角部に形成されてもよい。切り欠き部１４が、周縁１３の一つの角部、周縁の二つの対角の角部、三つの角部のいずれかの位置に形成されてもよい。切り欠き部１４が矩形状の周縁１３の少なくとも一つの直線部に形成されてもよい。
【選択図】図１
【解決手段】他部材との接合用のろう材層で板表面１１Ａが覆われて一方の面１２Ａが形成されたろう材付き金属板１０であって、少なくとも一つの切り欠き部１４が周縁１３に形成されており、表裏反転したときの一方の面１２Ａと他方の面１１Ｂとで平面視での輪郭が異なる。周縁１３が矩形状に形成されており、切り欠き部１４が周縁１３の少なくとも一つの角部に形成されてもよい。切り欠き部１４が、周縁１３の一つの角部、周縁の二つの対角の角部、三つの角部のいずれかの位置に形成されてもよい。切り欠き部１４が矩形状の周縁１３の少なくとも一つの直線部に形成されてもよい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
他部材との接合用のろう材層で板表面が覆われて一方の面が形成されたろう材付き金属板であって、
少なくとも一つの切り欠き部が周縁に形成されており、表裏反転したときの前記一方の面と他方の面とで平面視での輪郭が異なることを特徴とする、ろう材付き金属板。
少なくとも一つの切り欠き部が周縁に形成されており、表裏反転したときの前記一方の面と他方の面とで平面視での輪郭が異なることを特徴とする、ろう材付き金属板。
【請求項2】
前記周縁が矩形状に形成されており、前記切り欠き部が前記周縁の少なくとも一つの角部に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のろう材付き金属板。
【請求項3】
前記切り欠き部が、前記周縁の一つの角部、前記周縁の二つの対角の角部、三つの角部のいずれかの位置に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のろう材付き金属板。
【請求項4】
前記周縁が矩形状に形成されており、前記切り欠き部が前記周縁の少なくとも一つの直線部に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のろう材付き金属板。
【請求項5】
セラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面に第一ろう材により接合した第一回路層と、前記第一回路層の前記セラミックス基板とは反対の面に設けられた第二回路層と、を備え、
前記第一回路層は、周縁に形成された少なくとも一つの切り欠き部を備え、前記第一回路層を表裏反転したときの一方の面と他方の面とで平面視での輪郭が異なっており、
前記第二回路層は、前記第一回路層の前記切り欠き部よりも平面視で外に張り出すオーバーハング部を備えていることを特徴とする絶縁回路基板。
前記第一回路層は、周縁に形成された少なくとも一つの切り欠き部を備え、前記第一回路層を表裏反転したときの一方の面と他方の面とで平面視での輪郭が異なっており、
前記第二回路層は、前記第一回路層の前記切り欠き部よりも平面視で外に張り出すオーバーハング部を備えていることを特徴とする絶縁回路基板。
【請求項6】
前記第一回路層と前記第二回路層とが中間層を間に配置して接合されており、
前記中間層が、前記第二回路層と平面視で同一形状であって、前記第二回路層と平面視で同じ位置にオーバーハング部を有することを特徴とする請求項５に記載の絶縁回路基板。
前記中間層が、前記第二回路層と平面視で同一形状であって、前記第二回路層と平面視で同じ位置にオーバーハング部を有することを特徴とする請求項５に記載の絶縁回路基板。
【請求項7】
前記第二回路層の前記オーバーハング部から前記第一回路層の前記切り欠き部の端面にわたって形成されている被覆部をさらに備え、
前記被覆部は、金属を含むことを特徴とする請求項６に記載の絶縁回路基板。
前記被覆部は、金属を含むことを特徴とする請求項６に記載の絶縁回路基板。
【請求項8】
前記第一回路層と前記第二回路層とが第二ろう材により接合されており、
前記第二回路層の前記オーバーハング部から前記第一回路層の前記切り欠き部の端面にわたって形成されている被覆部をさらに備え、
前記被覆部は、金属を含むことを特徴とする請求項５に記載の絶縁回路基板。
前記第二回路層の前記オーバーハング部から前記第一回路層の前記切り欠き部の端面にわたって形成されている被覆部をさらに備え、
前記被覆部は、金属を含むことを特徴とする請求項５に記載の絶縁回路基板。
【請求項9】
前記第一回路層が、純度９９．９９％以上のアルミニウムであることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の絶縁回路基板。
【請求項10】
前記第二回路層が、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、および銅合金のいずれかであることを特徴とする請求項９に記載の絶縁回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セラミックス基板などの他部材に接合されるろう材付き金属板と、このろう材付き金属板を用いた絶縁回路基板に関する。
【背景技術】
【0002】
現在の自動車、鉄道車両、エレベータ、産業機器などには種々の半導体素子を搭載した絶縁回路基板が用いられている。
特許文献１に開示の絶縁回路基板は、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＳｉ３Ｎ４（窒化珪素）などからなるセラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面に導電性、放熱性が優れた金属板を接合して形成した回路層を備え、他方の面に放熱性が優れた放熱層を備えている。
また、従来の絶縁回路基板としては、回路層が、セラミックス基板に形成された純アルミニウム（４Ｎアルミニウム）を材料とした第一回路層と、この第一回路層に接合した、銅（無酸素銅）やアルミニウム合金を材料とした第二回路層とで構成されたものがある。
特許文献１に開示の絶縁回路基板は、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＳｉ３Ｎ４（窒化珪素）などからなるセラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面に導電性、放熱性が優れた金属板を接合して形成した回路層を備え、他方の面に放熱性が優れた放熱層を備えている。
また、従来の絶縁回路基板としては、回路層が、セラミックス基板に形成された純アルミニウム（４Ｎアルミニウム）を材料とした第一回路層と、この第一回路層に接合した、銅（無酸素銅）やアルミニウム合金を材料とした第二回路層とで構成されたものがある。
【0003】
このように回路層が二層に構成された絶縁回路基板の製造では、セラミックス基板にアルミニウム板を接合して、第一回路層をセラミックス基板に形成する（第一の接合工程）。次に、銅板やアルミニウム板を第一回路層に載せて、積層体を作り、この積層体に荷重をかけた状態で加熱して接合して、第二回路層を形成する（第二の接合工程）。
なお、特許文献１には、金属板をセラミックス基板の一方の面にろう付けにより接合するパワーモジュール用基板の製造方法が開示されている。
なお、特許文献１には、金属板をセラミックス基板の一方の面にろう付けにより接合するパワーモジュール用基板の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１６－３９１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
回路層が複数の層で構成された絶縁回路基板の製造では、プレス加工等により予め形成された第一回路層（以下、放熱層についてもプレス加工等により予め形成されたものを前提に議論する。）をセラミックス基板に形成する際に、ろう材層が片面を覆っている金属板を用いることがある。この金属板をセラミックス基板に接合する際に、ろう材層をセラミックス基板に接触させることが必要であり、積層時に表裏の判別が必要である。しかしながら、ろう材層と金属板のろう材層を設けていない非被覆面との見え方の差異が小さいため、画像検出による表裏の判別は難しい。加えて、金属板の平面積が小さくなると一層表裏の判別は難しくなる。ろう材層を設けていない非被覆面をセラミックス基板に接触させると、接合できなくなる。回路層が複数の層（例えば二層や三層）で構成される場合に限らず、ろう材層が片面を覆っている金属板一枚をセラミックス基板に接合して回路層を形成する場合にも表裏判別が必要である。またろう材層が片面を覆っている金属板を用いて絶縁回路基板の放熱層（金属層）を形成する際にも表裏判別が必要である。
【0006】
そこで、本発明は、表裏を容易に判別することができるろう材付き金属板と、このろう材付き金属板を用いた絶縁回路基板と、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】
【0007】
本発明は、他部材との接合用のろう材層で板表面が覆われて一方の面が形成されたろう材付き金属板であって、少なくとも一つの切り欠き部が周縁に形成されており、表裏反転したときの前記一方の面と他方の面とで平面視での輪郭が異なる。
【0008】
本発明は、切り欠き部を周縁に設けて一方の面と他方の面とで平面視での輪郭が異なるため、ろう材付き金属板の表裏を判別することができる。
例えば前記周縁が矩形状に形成されている場合には、前記切り欠き部は前記周縁の少なくとも一つの角部に形成されている。さらに前記切り欠き部は、前記周縁の一つの角部、前記周縁の二つの対角の角部、三つの角部のいずれかの位置に形成されてもよい。または、前記切り欠き部は矩形状の前記周縁の少なくとも一つの直線部に形成されていてもよい。
例えば前記周縁が矩形状に形成されている場合には、前記切り欠き部は前記周縁の少なくとも一つの角部に形成されている。さらに前記切り欠き部は、前記周縁の一つの角部、前記周縁の二つの対角の角部、三つの角部のいずれかの位置に形成されてもよい。または、前記切り欠き部は矩形状の前記周縁の少なくとも一つの直線部に形成されていてもよい。
【0009】
本発明の絶縁回路基板は、セラミックス基板と、このセラミックス基板の一方の面に第一ろう材により接合した第一回路層と、前記第一回路層の前記セラミックス基板とは反対の面に設けられた第二回路層と、を備え、前記第一回路層は、周縁に形成された少なくとも一つの切り欠き部を備え、前記第一回路層を表裏反転したときの一方の面と他方の面とで平面視での輪郭が異なっており、前記第二回路層は、前記第一回路層の前記切り欠き部よりも平面視で外に張り出すオーバーハング部を備えている。
【0010】
第一回路層の切り欠き部よりも外に張り出すオーバーハング部を、第二回路層に設けることで、高温、低温が繰り返される環境下に設置される場合に累積する相当塑性歪み（以下、累積相当塑性歪み）は、オーバーハング部が変形することで緩和される。ここで、オーバーハング部の変形は、オーバーハング部が下層の束縛を受けずに線膨張することを意味し、第二回路層内に生じる歪みがオーバーハング部へと解放される。以下、オーバーハング部の変形については、特筆無い限り同意のものとして扱う。これにより、セラミックス基板と第一回路層との接合面に作用する応力を低減させることができ、接合面における剥離やセラミックス基板の破壊を防止することができる。
【0011】
本発明の絶縁回路基板は、前記第一回路層と前記第二回路層とが中間層を間に配置して接合されてよい。この中間層は、前記第二回路層と平面視で同一形状であって、前記第二回路層と平面視で同じ位置にオーバーハング部を有する。
【0012】
高温、低温が繰り返される環境下に設置される場合に中間層のオーバーハング部が変形することで、累積相当塑性歪みを低減でき、セラミックス基板と第一回路層との接合面に作用する応力を緩和することができる。
【0013】
本発明の絶縁回路基板は、好ましくは、前記第二回路層の前記オーバーハング部の端面から前記第一回路層の前記切り欠き部の端面にわたって連続的に形成されている被覆部をさらに備え、前記被覆部は、金属を含む。
被覆部を設けることで、前記の第二回路層及び中間層累積相当塑性歪みを一層低減することができる。
本発明の絶縁回路基板は、好ましくは、前記第一回路層と前記第二回路層とが第二ろう材により接合されており、前記第二回路層の前記オーバーハング部の端面から前記第一回路層の前記切り欠き部の端面にわたって形成されている被覆部をさらに備え、前記被覆部は、金属を含む。
被覆部を設けることで、前記の第二回路層及び中間層累積相当塑性歪みを一層低減することができる。
本発明の絶縁回路基板は、好ましくは、前記第一回路層と前記第二回路層とが第二ろう材により接合されており、前記第二回路層の前記オーバーハング部の端面から前記第一回路層の前記切り欠き部の端面にわたって形成されている被覆部をさらに備え、前記被覆部は、金属を含む。
【0014】
前記被覆部は前記切り欠き部の端面を経て前記セラミックス基板まで形成されてもよい。
【0015】
本発明の絶縁回路基板は、好ましくは、前記第一回路層が純度９９．９９％以上のアルミニウムである。
第一回路層が純度の高いアルミニウムで構成されていると、応力緩和特性が良好となる。
前記第二回路層は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、および銅合金のいずれかである。
第一回路層が純度の高いアルミニウムで構成されていると、応力緩和特性が良好となる。
前記第二回路層は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、および銅合金のいずれかである。
【発明の効果】
【0016】
本発明のろう材付き金属板によれば、周縁の一部を切り欠き部として形成することで、画像検査によっても表裏を容易に識別することができる。これにより、他部材との接合を確実に行うことができる。
本発明の絶縁回路基板によれば、オーバーハング部が切り欠き部から張り出すように配置されていることで、オーバーハング部によって応力を緩和して良好に使用することができる。
本発明の絶縁回路基板によれば、オーバーハング部が切り欠き部から張り出すように配置されていることで、オーバーハング部によって応力を緩和して良好に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】（ａ）は本発明の実施形態に係るろう材付き金属板を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）からみた裏側のろう材を設けた面を示す平面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ１－Ａ１の破線に沿ったろう材付き金属板の断面図である。
【図2】（ａ）～（ｃ）は、本発明の実施形態に係るろう材付き金属板の変形例を示す平面図である。
【図3】本発明の実施形態に係るろう材付き金属板の表裏を判別する判別装置のブロック図である。
【図4】（ａ）は本発明の実施形態に係るヒートシンク付き絶縁回路基板を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ２－Ａ２の破線に沿ったヒートシンク付き絶縁回路基板の断面図である。
【図5】（ａ）は本発明の実施形態に係るヒートシンク付き絶縁回路基板の製造に用いるブレージングシートを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ３－Ａ３の破線に沿ったブレージングシートの断面図であり、（ｃ）は本発明の実施形態に係るヒートシンク付き絶縁回路基板の製造に用いる金属板を示す平面図であり、（ｄ）は（ｃ）のＡ４－Ａ４の破線に沿った金属板の断面図である。
【図7】本発明の実施形態に係るヒートシンク付き絶縁回路基板の製造方法を示す図である。
【図9】（ａ）は本発明の実施形態に係るヒートシンク付き絶縁回路基板の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ６－Ａ６の破線に沿ったヒートシンク付き絶縁回路基板の断面図である。
【図10】（ａ）は本発明の実施形態に係る絶縁回路基板の第一変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ７－Ａ７の破線に沿ったヒートシンク付き絶縁回路基板の断面図である。
【図11】（ａ）は本発明の実施形態に係る絶縁回路基板の第二変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ８－Ａ８の破線に沿ったヒートシンク付き絶縁回路基板の断面図であり、（ｃ）は（ｂ）のオーバーハング部とその周辺の拡大図であり、（ｄ）は（ａ）の絶縁回路基板の製造工程を示す図である。
【図12】（ａ）は本発明の実施形態に係る絶縁回路基板の第三変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ９－Ａ９の破線に沿ったヒートシンク付き絶縁回路基板の断面図であり、（ｃ）は（ａ）の絶縁回路基板の製造工程を示す図である。
【図13】本発明の実施形態に係るヒートシンク付き絶縁回路基板の他の変形例を示す部分断面図である。
【図14】（ａ）～（ｃ）は累積相当塑性歪みの経時変化のシミュレーションに用いる実施例の絶縁回路基板を考慮した二次元モデル図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
[ヒートシンク付き絶縁回路基板の概略製造方法]
本発明の実施形態に係るヒートシンク付き絶縁回路基板は、図８（ａ）～（ｂ）に示されるところの、第一回路層１２１、セラミックス基板１１０、金属層（放熱層）１３０からなる絶縁回路基板９０Ａを製造する第一接合工程と、絶縁回路基板９０Ａに対し、ブレージングシート２０を介して、金属板３０及びヒートシンク２００を接合する第二接合工程からなる。
（第一接合工程）
第一接合工程においては、ろう材付き金属板１０を用いる。このろう材付き金属板１０は、Ａｌ－Ｓｉ系合金等からなるろう材箔を粘稠液体等により金属板１１の一方の面に接着させた後に、プレス加工等により所望の形状の通り成形されており、他部材との接合用のろう材層で金属板１１の板表面が覆われた一方の面１２Ａが形成されている。第一接合工程では、ろう材付き金属板１０を、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに対してろう材層が接触する様に積層し、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂにもろう材付き金属板１０を積層する。この第一積層体に所定の荷重を負荷し、６００℃以上Ａｌ－Ｓｉの共晶温度未満で真空加熱することで絶縁回路基板９０Ａを製造できる。ここでいう金属板１１についてはアルミニウムを想定しているが銅を用いても良く、その場合に用いられるろう材は限定されるものではないが、例えば活性金属等を含むろう材ペーストが使用でき、印刷等により金属板１１の一方の面に成形し乾燥工程により固化させる。これらのろう材を用いて接合を実施する場合の温度は７００以上９００℃以下となる。
これまで、ろう材が一方の面に付いていて形状対称性を有する従来金属板をセラミックス基板に積層する際に生じる従来金属板の表裏反転について、画像検査で判別不可能であった。そこで本発明では、その原因である平面視で表裏が同一の形状を有する基材（例えば輪郭が矩形のアルミニウム板）の形状対称性を切り欠き形状を設けることによって損なわさせ、表裏反転を画像検査上でも検出可能にした。従って、本発明の主旨に反しない限りで、構成部材の材質を制限することはない。
（第二接合工程）
第二接合工程においては、ヒートシンク２００の面２００Ａに、心材２１の両面にろう材層２２及び２３をクラッドしたブレージングシート２０’を積層し、その反対の面に金属層１３０が接触する様に絶縁回路基板９０Ａを積層する。さらに、絶縁回路基板９０Ａの面１２１Ａにブレージングシート２０を積層し、その上に金属板３０を積層する。その第二積層体に所定の荷重を負荷した状態で５８０℃以上６１５℃以下で真空中で加熱し、ヒートシンク付き絶縁回路基板1を製造できる。この第二接合工程は全ての反転が生じる部材において、反転することによる問題は生じないため、部材の材質を制限することはない。例えば、金属板３０はアルミニウムでも銅を用いても良い。但し、金属板３０とヒートシンク２００とがアルミニウムからなり、かつ、第一回路層１２１と金属層１３０とが銅からなる場合と、金属層３０とヒートシンク２００とが銅からなり、かつ、第一回路層１２１と金属層１３０とがアルミニウムからなる場合とにおいては、加圧条件下で加熱することによる固相拡散接合法を用いるため、ブレージングシート２０または２０’を必ずしも必要としない。
[ヒートシンク付き絶縁回路基板の概略製造方法]
本発明の実施形態に係るヒートシンク付き絶縁回路基板は、図８（ａ）～（ｂ）に示されるところの、第一回路層１２１、セラミックス基板１１０、金属層（放熱層）１３０からなる絶縁回路基板９０Ａを製造する第一接合工程と、絶縁回路基板９０Ａに対し、ブレージングシート２０を介して、金属板３０及びヒートシンク２００を接合する第二接合工程からなる。
（第一接合工程）
第一接合工程においては、ろう材付き金属板１０を用いる。このろう材付き金属板１０は、Ａｌ－Ｓｉ系合金等からなるろう材箔を粘稠液体等により金属板１１の一方の面に接着させた後に、プレス加工等により所望の形状の通り成形されており、他部材との接合用のろう材層で金属板１１の板表面が覆われた一方の面１２Ａが形成されている。第一接合工程では、ろう材付き金属板１０を、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに対してろう材層が接触する様に積層し、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂにもろう材付き金属板１０を積層する。この第一積層体に所定の荷重を負荷し、６００℃以上Ａｌ－Ｓｉの共晶温度未満で真空加熱することで絶縁回路基板９０Ａを製造できる。ここでいう金属板１１についてはアルミニウムを想定しているが銅を用いても良く、その場合に用いられるろう材は限定されるものではないが、例えば活性金属等を含むろう材ペーストが使用でき、印刷等により金属板１１の一方の面に成形し乾燥工程により固化させる。これらのろう材を用いて接合を実施する場合の温度は７００以上９００℃以下となる。
これまで、ろう材が一方の面に付いていて形状対称性を有する従来金属板をセラミックス基板に積層する際に生じる従来金属板の表裏反転について、画像検査で判別不可能であった。そこで本発明では、その原因である平面視で表裏が同一の形状を有する基材（例えば輪郭が矩形のアルミニウム板）の形状対称性を切り欠き形状を設けることによって損なわさせ、表裏反転を画像検査上でも検出可能にした。従って、本発明の主旨に反しない限りで、構成部材の材質を制限することはない。
（第二接合工程）
第二接合工程においては、ヒートシンク２００の面２００Ａに、心材２１の両面にろう材層２２及び２３をクラッドしたブレージングシート２０’を積層し、その反対の面に金属層１３０が接触する様に絶縁回路基板９０Ａを積層する。さらに、絶縁回路基板９０Ａの面１２１Ａにブレージングシート２０を積層し、その上に金属板３０を積層する。その第二積層体に所定の荷重を負荷した状態で５８０℃以上６１５℃以下で真空中で加熱し、ヒートシンク付き絶縁回路基板1を製造できる。この第二接合工程は全ての反転が生じる部材において、反転することによる問題は生じないため、部材の材質を制限することはない。例えば、金属板３０はアルミニウムでも銅を用いても良い。但し、金属板３０とヒートシンク２００とがアルミニウムからなり、かつ、第一回路層１２１と金属層１３０とが銅からなる場合と、金属層３０とヒートシンク２００とが銅からなり、かつ、第一回路層１２１と金属層１３０とがアルミニウムからなる場合とにおいては、加圧条件下で加熱することによる固相拡散接合法を用いるため、ブレージングシート２０または２０’を必ずしも必要としない。
【0019】
（ろう材付き金属板１０）
次に、本発明の実施形態に係るろう材付き金属板１０を説明する。
ろう材付き金属板１０は、図１（ａ）～（ｃ）に示すように、金属板１１と、この金属板１１の一方の面１１Ａに形成されたろう材層１２と、を備えていて、ろう材層１２で形成される面１２Ａを例えばセラミックス基板、アルミニウム板、銅板などの他部材に当接させて加熱することで、ろう材層１２によって金属板１１を他部材に接合するものである。
次に、本発明の実施形態に係るろう材付き金属板１０を説明する。
ろう材付き金属板１０は、図１（ａ）～（ｃ）に示すように、金属板１１と、この金属板１１の一方の面１１Ａに形成されたろう材層１２と、を備えていて、ろう材層１２で形成される面１２Ａを例えばセラミックス基板、アルミニウム板、銅板などの他部材に当接させて加熱することで、ろう材層１２によって金属板１１を他部材に接合するものである。
【0020】
金属板１１は、アルミニウム板又は銅板からなる。
アルミニウム板は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、アルミニウムは、ＪＩＳ規格での純アルミニウムであり、特に１Ｎ９０（純度９９．９質量％以上：いわゆる３Ｎアルミニウム）又は１Ｎ９９（純度９９．９９質量％以上：いわゆる４Ｎアルミニウム）を用いることができる。アルミニウム合金は、ＪＩＳ規格でＡ３００３，Ａ６０６３，Ａ５０５２等を用いることができる。
銅板は、純度９９．９６質量％以上の銅（ＪＩＳ規格でＣ１０２０）や純度９９．９０質量％以上の銅（ＪＩＳ規格でＣ１１００）又は銅合金からなる。
アルミニウム板は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、アルミニウムは、ＪＩＳ規格での純アルミニウムであり、特に１Ｎ９０（純度９９．９質量％以上：いわゆる３Ｎアルミニウム）又は１Ｎ９９（純度９９．９９質量％以上：いわゆる４Ｎアルミニウム）を用いることができる。アルミニウム合金は、ＪＩＳ規格でＡ３００３，Ａ６０６３，Ａ５０５２等を用いることができる。
銅板は、純度９９．９６質量％以上の銅（ＪＩＳ規格でＣ１０２０）や純度９９．９０質量％以上の銅（ＪＩＳ規格でＣ１１００）又は銅合金からなる。
【0021】
ろう材層１２は、乾燥した状態のろう材からなり、金属板１１の一方の面１１Ａ（一方の板表面）を覆っている。また、ろう材層１２は、金属板１１を他部材に接合させるものであり、金属板１１の材質と接合相手の他部材の材質とによって選定されたろう材を用いて、金属板１１の一方の面１１Ａに形成されている。
例えば、アルミニウム板からなる金属板１１とセラミックス製部材との接合用には、Ａｌ－Ｓｉ系、Ａｌ－Ｇｅ系、Ａｌ－Ｃｕ系、Ａｌ－Ｍｇ系、Ａｌ－Ｍｎ系、又はＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系等のろう材を用いることができ、アルミニウム板からなる金属板１１とアルミニウム製部材（アルミニウム又はアルミニウム合金）との接合用には、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材を用いることができ、銅板からなる金属板１１とセラミックス製部材との接合用には、例えば活性金属ろう材ペースト（例えばＡｇ：７２質量％，Ｃｕ：２８質量％，Ｔｉ４質量％の活性金属ろう材）を用いることができる。また、この場合のろう材はペースト以外に箔であってもよい。
このように、ろう材付き金属板１０では、ろう材層１２で形成された面１２Ａが『本発明の一方の面』に相当し、金属板１１のろう材層１２を設けていない面１１Ｂ（非被覆面）が『本発明の他方の面』に相当する。
また、ろう材付き金属板１０は、例えば金属板１１の厚さを０．１ｍｍ以上１．６ｍｍ以下とし、ろう材の厚さを０．００５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
例えば、アルミニウム板からなる金属板１１とセラミックス製部材との接合用には、Ａｌ－Ｓｉ系、Ａｌ－Ｇｅ系、Ａｌ－Ｃｕ系、Ａｌ－Ｍｇ系、Ａｌ－Ｍｎ系、又はＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系等のろう材を用いることができ、アルミニウム板からなる金属板１１とアルミニウム製部材（アルミニウム又はアルミニウム合金）との接合用には、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材を用いることができ、銅板からなる金属板１１とセラミックス製部材との接合用には、例えば活性金属ろう材ペースト（例えばＡｇ：７２質量％，Ｃｕ：２８質量％，Ｔｉ４質量％の活性金属ろう材）を用いることができる。また、この場合のろう材はペースト以外に箔であってもよい。
このように、ろう材付き金属板１０では、ろう材層１２で形成された面１２Ａが『本発明の一方の面』に相当し、金属板１１のろう材層１２を設けていない面１１Ｂ（非被覆面）が『本発明の他方の面』に相当する。
また、ろう材付き金属板１０は、例えば金属板１１の厚さを０．１ｍｍ以上１．６ｍｍ以下とし、ろう材の厚さを０．００５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
【0022】
ろう材付き金属板１０の周縁１３は、平行に横に延びた長辺縁１３Ａ，１３Ｂと、平行に縦に延びた短辺縁１３Ｃ，１３Ｄと、長辺縁１３Ａ，１３Ｂと短辺縁１３Ｃ，１３Ｄとをつなぎ外に凸となる弧状縁の角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇと、一方の長辺縁１３Ｂと一方の短辺縁１３Ｄとをつなぐ切り欠き縁１３Ｊと、を備えている。
例えば、図示される形状では縦の寸法Ｌ１１よりも横の寸法Ｌ１２が大きく設定されている。ろう材付き金属板１０の縦と横の寸法Ｌ１１，Ｌ１２は例えば１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、寸法Ｌ１１，Ｌ１２の比率を変えて形成することもできる。また、図示の切り欠き縁１３Ｊでは、縦の寸法Ｌ２１と横の寸法Ｌ２２とが等しく設定されているが、寸法Ｌ２１，Ｌ２２の比率を変えてもよい。なお、実際には切り欠き縁１３Ｊの縦の寸法Ｌ２１はろう材付き金属板１０の縦の寸法Ｌ１１の２分の一よりも小さく設定され（Ｌ２１＜Ｌ１１／２）、切り欠き縁１３Ｊの横の寸法Ｌ２２はろう材付き金属板１０の横の寸法Ｌ１２の２分の一よりも小さく設定されている（Ｌ２２＜Ｌ１２／２）。
この切り欠き縁１３Ｊを介して、一方の長辺縁１３Ｂと一方の短辺縁１３Ｄとがつながることで、周縁１３の一部に切り欠き部１４が形成されている。
例えば、図示される形状では縦の寸法Ｌ１１よりも横の寸法Ｌ１２が大きく設定されている。ろう材付き金属板１０の縦と横の寸法Ｌ１１，Ｌ１２は例えば１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、寸法Ｌ１１，Ｌ１２の比率を変えて形成することもできる。また、図示の切り欠き縁１３Ｊでは、縦の寸法Ｌ２１と横の寸法Ｌ２２とが等しく設定されているが、寸法Ｌ２１，Ｌ２２の比率を変えてもよい。なお、実際には切り欠き縁１３Ｊの縦の寸法Ｌ２１はろう材付き金属板１０の縦の寸法Ｌ１１の２分の一よりも小さく設定され（Ｌ２１＜Ｌ１１／２）、切り欠き縁１３Ｊの横の寸法Ｌ２２はろう材付き金属板１０の横の寸法Ｌ１２の２分の一よりも小さく設定されている（Ｌ２２＜Ｌ１２／２）。
この切り欠き縁１３Ｊを介して、一方の長辺縁１３Ｂと一方の短辺縁１３Ｄとがつながることで、周縁１３の一部に切り欠き部１４が形成されている。
【0023】
ろう材付き金属板１０の周縁１３は、長辺縁１３Ａ，１３Ｂと短辺縁１３Ｃ，１３Ｄと角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇとが周縁１３の全体を略占めていることで、概略矩形状を呈しているが、その矩形の一つの角部の位置に切り欠き部１４を配置していることで、ろう材付き金属板１０では、表裏反転したときに、図１（ｂ）に示すろう材層１２からなる面１２Ａと図１（ａ）に示す金属板１１からなる面１１Ｂとで平面視での輪郭が異なっている。このように、ろう材付き金属板１０では、周縁１３が矩形の基本パターンの形状対称性が崩れて形成されていることで、平面視での輪郭を表側と裏側の判別に利用することができる。なお、形状対称性とは、表裏反転したときに平面視での表側の輪郭と平面視での裏側の輪郭とが同一であることを意味する。
また、基本パターンは、弧状縁の角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇに代えて直角を成す角部を配置して、輪郭が長方形に形成されたもの、或いは正方形に形成されたものを利用してもよい。
また、基本パターンは、弧状縁の角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇに代えて直角を成す角部を配置して、輪郭が長方形に形成されたもの、或いは正方形に形成されたものを利用してもよい。
【0024】
切り欠き部１４の形状や切り欠き部１４を設ける位置は図示例に限られるものではなく、切り欠き部１４があることで、ろう材付き金属板を表裏反転したときに、ろう材付き金属板の一方の面と他方の面とで平面視での輪郭が異なる形状であればよい。
図２（ａ）に示す切り欠き部１４は、外側に凸となる弧状の縁を形成している。表裏の判別に利用する切り欠き部１４の曲率半径ｒ１は、非判別用の各角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇの曲率半径ｒ２と異なっており、例えば各角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇの曲率半径は同じに設定されていると共に、切り欠き部１４の曲率半径は角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇの曲率半径よりも大きく或いは小さく設定されている。なお、切り欠き部１４は、一点鎖線で示すように外に凹となる弧状の縁として形成することもできる。
図２（ｂ）に示すろう材付き金属板１０では、二つの切り欠き部１４が設けられている。切り欠き部１４を二つ設ける場合は対角の位置に切り欠き部１４が形成される。また、図中のハッチングを付した角部１３Ｇも切除して、切り欠き部１４を三つ設けてもよい。
図２（ｃ）に示すろう材付き金属板１０は、四つの角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ，１３Ｈを有して輪郭が矩形状に形成されており、また切り欠き部１４が短辺縁１３Ｄに形成されている。なお、切り欠き部１４は長辺縁１３Ａ，１３Ｂや弧状縁（角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ，１３Ｈ）に形成することもでき、長辺縁１３Ａ，１３Ｂや短辺縁１３Ｃ，１３Ｄ等に設ける切り欠き部１４の数は複数でもよい。
ろう材付き金属板１０は、縦と横の寸法の比率も変えることもでき、例えば縦と横の寸法の比率を同じとしてもよい。
図２（ａ）に示す切り欠き部１４は、外側に凸となる弧状の縁を形成している。表裏の判別に利用する切り欠き部１４の曲率半径ｒ１は、非判別用の各角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇの曲率半径ｒ２と異なっており、例えば各角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇの曲率半径は同じに設定されていると共に、切り欠き部１４の曲率半径は角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇの曲率半径よりも大きく或いは小さく設定されている。なお、切り欠き部１４は、一点鎖線で示すように外に凹となる弧状の縁として形成することもできる。
図２（ｂ）に示すろう材付き金属板１０では、二つの切り欠き部１４が設けられている。切り欠き部１４を二つ設ける場合は対角の位置に切り欠き部１４が形成される。また、図中のハッチングを付した角部１３Ｇも切除して、切り欠き部１４を三つ設けてもよい。
図２（ｃ）に示すろう材付き金属板１０は、四つの角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ，１３Ｈを有して輪郭が矩形状に形成されており、また切り欠き部１４が短辺縁１３Ｄに形成されている。なお、切り欠き部１４は長辺縁１３Ａ，１３Ｂや弧状縁（角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ，１３Ｈ）に形成することもでき、長辺縁１３Ａ，１３Ｂや短辺縁１３Ｃ，１３Ｄ等に設ける切り欠き部１４の数は複数でもよい。
ろう材付き金属板１０は、縦と横の寸法の比率も変えることもでき、例えば縦と横の寸法の比率を同じとしてもよい。
【0025】
例えば、前記のろう材付き金属板１０は、金属板１１がアルミニウム板であれば、Ａｌ－Ｓｉ系などのろう材箔を、粘稠液体等により金属板１１の一方の面１１Ａに剥離可能に接着させることによりろう材層１２を形成することができる。また、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系のろう材箔を超音波接合などでアルミニウム板に溶着させると、ろう材付き金属板１０を疑似クラッド材として構成することができる。金属板１１が銅板である場合は、銅板の一方の面を印刷などによってろう材ペーストで覆い、このろう材ペーストを乾燥させてろう材層１２を形成することで、ろう材付き金属板１０を製造することができる。
【0026】
次に、ろう材付き金属板１０の表裏の判別方法について説明する。
本実施形態では、ろう材付き金属板１０の表裏の判別を、図３に示す判別装置４００を用いて行う。判別装置４００は、ろう材付き金属板１０を平面視した状態でろう材付き金属板１０を撮像する撮像部４１０と、撮像部４１０で撮像した画像からろう材付き金属板１０の輪郭を抽出する画像処理部４２１と、画像処理部４２１で抽出したろう材付き金属板１０の形状が表側の輪郭に相当するか或いは裏側の輪郭に相当するかを判別する判別処理部４２２と、判別処理部４２２での表裏の判別の結果を出力する出力部４２３と、を備えている。
撮像部４１０は、ＣＣＤカメラなどの静止画像を作成する。また、画像処理部４２１と判別処理部４２２とは、電子計算機の記録部に格納されたソフトウェアを実行することで機能するものであり、例えば撮像部４１０からの静止画像を以下のように処理する。
画像処理部４２１では、撮像部４１０で撮像した画像を二値化して白黒などのモノクローム画像に変換し、モノクローム画像からろう材付き金属板１０の周縁に相当するエッジを検出する。このエッジ検出では、例えば図１（ａ）のろう材付き金属板１０の周縁１３を構成する、長辺縁１３Ａ，１３Ｂと、短辺縁１３Ｃ，１３Ｄと、角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇと、切り欠き縁１３Ｊと、が抽出され、またこれらそれぞれの寸法も計測される。なお、エッジ検出では、周縁１３を構成する、長辺縁１３Ａ，１３Ｂと、短辺縁１３Ｃ，１３Ｄと、角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇと、切り欠き縁１３Ｊの並びとして、例えば切り欠き縁１３Ｊを始点として時計周りの配置としてのエッジ情報を抽出する。なお、撮像部４１０は裏面から撮像してもよい。
例えば図１（ａ）の場合は次の方法で表裏反転を検出できる。
判別処理部４２２では、記録部に予め格納されている、ろう材付き金属板１０の表側の輪郭に関する第一参照情報と、ろう材付き金属板１０の裏側の輪郭に関する第二参照情報と、を用いて、撮像した画像から抽出した輪郭が、表側の輪郭であるか或いは裏側の輪郭であるか判別する。なお、ここでは、金属板１１の面１１Ｂを表側とし、ろう材層１２の面１２Ａを裏側とする。
第一参照情報は、ろう材付き金属板１０を表側から見た場合の周縁１３の情報として、切り欠き縁１３Ｊを始点として時計周りに、切り欠き縁１３Ｊ⇒短辺縁１３Ｄ⇒角部１３Ｇ⇒長辺縁１３Ａ⇒角部１３Ｆ⇒短辺縁１３Ｃ⇒角部１３Ｅ⇒長辺縁１３Ｂが並んだ配置の情報が含まれている。第二参照情報では、切り欠き縁１３Ｊを始点として時計周りに各縁の並びが第一参照情報とは逆で、切り欠き縁１３Ｊ⇒長辺縁１３Ｂ⇒角部１３Ｅ⇒短辺縁１３Ｃ⇒角部１３Ｆ⇒長辺縁１３Ａ⇒角部１３Ｇ⇒短辺縁１３Ｄの順の並びになる。
そして、判別処理部４２２は、画像処理部４２１で抽出したエッジ情報で特定される各縁の並びが第一参照情報或いは第二参照情報の何れかに該当するか判断する。撮像したろう材付き金属板１０の静止画像から抽出された輪郭が第一参照情報に該当すれば、撮像画像を臨む面は表側であると判別され、抽出された輪郭が第二参照情報に該当すれば、撮像画像を臨む面は裏側であると判別される。
なお、エッジ情報は、周縁１３の全体に限らず、その一部として、例えば切り欠き縁１３Ｊとこの切り欠き縁１３Ｊから時計周りに一つ目の縁を用いて、表裏を判別するようにしてもよい。また、切り欠き縁１３Ｊの縦の寸法Ｌ２１と横の寸法Ｌ２２の比率が異なる場合には、切り欠き縁１３Ｊと長辺縁１３Ｂとの間の角度θ１と切り欠き縁１３Ｊと短辺縁１３Ｄとの間の角度θ２（≠θ１）とを用いて、表裏を判別することもできる。
もう一つの表裏判別方法として、例えば図１（ａ）の場合は次の方法で表裏判別を検出できる。
判別処理部４２２では、予め切り欠き縁１３Ｊの輪部の位置と形状を記録部へ予め格納しておく。複数の別サンプルで実施して予め機械学習させてもよい。この場合、輪部は直線として記録される。表裏判定時、反転してなければ、切り欠き縁１３Ｊの位置の輪部の形状は直線と検出され、記録部へ格納した輪部を比較し、同じと判別する。表裏反転してないことを出力する。
一方、表裏判定時、反転していれば、本来切り欠き縁１３Ｊの位置には、弧状縁の角部１３Ｇ或いは角部１３Ｅが配置される為、輪部の形状は円弧状態で検出される。予め記録部へ格納してある直線状の輪部と反転時の円弧状を比較し、判定は表裏反転として出力される。
直線と円弧の判定には、輪郭部検出の際、調整可能な閾値を用いることにより、製造上の輪部に生じる公差やバラツキやバリや歪みによる誤検出を解消する。閾値についてはサイズや切り欠き部の形状、製造公差の量によって個々に設定する。
出力部４２３は、ディスプレイなどの表示装置や印字する印刷部などを備えていて、撮像したろう材付き金属板１０の静止画像を処理した結果として、撮像画像を臨む面が表側或いは裏側であるかを示す判別情報を、出力する。
本実施形態では、ろう材付き金属板１０の表裏の判別を、図３に示す判別装置４００を用いて行う。判別装置４００は、ろう材付き金属板１０を平面視した状態でろう材付き金属板１０を撮像する撮像部４１０と、撮像部４１０で撮像した画像からろう材付き金属板１０の輪郭を抽出する画像処理部４２１と、画像処理部４２１で抽出したろう材付き金属板１０の形状が表側の輪郭に相当するか或いは裏側の輪郭に相当するかを判別する判別処理部４２２と、判別処理部４２２での表裏の判別の結果を出力する出力部４２３と、を備えている。
撮像部４１０は、ＣＣＤカメラなどの静止画像を作成する。また、画像処理部４２１と判別処理部４２２とは、電子計算機の記録部に格納されたソフトウェアを実行することで機能するものであり、例えば撮像部４１０からの静止画像を以下のように処理する。
画像処理部４２１では、撮像部４１０で撮像した画像を二値化して白黒などのモノクローム画像に変換し、モノクローム画像からろう材付き金属板１０の周縁に相当するエッジを検出する。このエッジ検出では、例えば図１（ａ）のろう材付き金属板１０の周縁１３を構成する、長辺縁１３Ａ，１３Ｂと、短辺縁１３Ｃ，１３Ｄと、角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇと、切り欠き縁１３Ｊと、が抽出され、またこれらそれぞれの寸法も計測される。なお、エッジ検出では、周縁１３を構成する、長辺縁１３Ａ，１３Ｂと、短辺縁１３Ｃ，１３Ｄと、角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇと、切り欠き縁１３Ｊの並びとして、例えば切り欠き縁１３Ｊを始点として時計周りの配置としてのエッジ情報を抽出する。なお、撮像部４１０は裏面から撮像してもよい。
例えば図１（ａ）の場合は次の方法で表裏反転を検出できる。
判別処理部４２２では、記録部に予め格納されている、ろう材付き金属板１０の表側の輪郭に関する第一参照情報と、ろう材付き金属板１０の裏側の輪郭に関する第二参照情報と、を用いて、撮像した画像から抽出した輪郭が、表側の輪郭であるか或いは裏側の輪郭であるか判別する。なお、ここでは、金属板１１の面１１Ｂを表側とし、ろう材層１２の面１２Ａを裏側とする。
第一参照情報は、ろう材付き金属板１０を表側から見た場合の周縁１３の情報として、切り欠き縁１３Ｊを始点として時計周りに、切り欠き縁１３Ｊ⇒短辺縁１３Ｄ⇒角部１３Ｇ⇒長辺縁１３Ａ⇒角部１３Ｆ⇒短辺縁１３Ｃ⇒角部１３Ｅ⇒長辺縁１３Ｂが並んだ配置の情報が含まれている。第二参照情報では、切り欠き縁１３Ｊを始点として時計周りに各縁の並びが第一参照情報とは逆で、切り欠き縁１３Ｊ⇒長辺縁１３Ｂ⇒角部１３Ｅ⇒短辺縁１３Ｃ⇒角部１３Ｆ⇒長辺縁１３Ａ⇒角部１３Ｇ⇒短辺縁１３Ｄの順の並びになる。
そして、判別処理部４２２は、画像処理部４２１で抽出したエッジ情報で特定される各縁の並びが第一参照情報或いは第二参照情報の何れかに該当するか判断する。撮像したろう材付き金属板１０の静止画像から抽出された輪郭が第一参照情報に該当すれば、撮像画像を臨む面は表側であると判別され、抽出された輪郭が第二参照情報に該当すれば、撮像画像を臨む面は裏側であると判別される。
なお、エッジ情報は、周縁１３の全体に限らず、その一部として、例えば切り欠き縁１３Ｊとこの切り欠き縁１３Ｊから時計周りに一つ目の縁を用いて、表裏を判別するようにしてもよい。また、切り欠き縁１３Ｊの縦の寸法Ｌ２１と横の寸法Ｌ２２の比率が異なる場合には、切り欠き縁１３Ｊと長辺縁１３Ｂとの間の角度θ１と切り欠き縁１３Ｊと短辺縁１３Ｄとの間の角度θ２（≠θ１）とを用いて、表裏を判別することもできる。
もう一つの表裏判別方法として、例えば図１（ａ）の場合は次の方法で表裏判別を検出できる。
判別処理部４２２では、予め切り欠き縁１３Ｊの輪部の位置と形状を記録部へ予め格納しておく。複数の別サンプルで実施して予め機械学習させてもよい。この場合、輪部は直線として記録される。表裏判定時、反転してなければ、切り欠き縁１３Ｊの位置の輪部の形状は直線と検出され、記録部へ格納した輪部を比較し、同じと判別する。表裏反転してないことを出力する。
一方、表裏判定時、反転していれば、本来切り欠き縁１３Ｊの位置には、弧状縁の角部１３Ｇ或いは角部１３Ｅが配置される為、輪部の形状は円弧状態で検出される。予め記録部へ格納してある直線状の輪部と反転時の円弧状を比較し、判定は表裏反転として出力される。
直線と円弧の判定には、輪郭部検出の際、調整可能な閾値を用いることにより、製造上の輪部に生じる公差やバラツキやバリや歪みによる誤検出を解消する。閾値についてはサイズや切り欠き部の形状、製造公差の量によって個々に設定する。
出力部４２３は、ディスプレイなどの表示装置や印字する印刷部などを備えていて、撮像したろう材付き金属板１０の静止画像を処理した結果として、撮像画像を臨む面が表側或いは裏側であるかを示す判別情報を、出力する。
【0027】
本実施形態のろう材付き金属板１０では、切り欠き部１４が周縁１３に形成されて、表裏反転したときに、図１（ａ）に示す一方の面１１Ｂと図１（ｂ）に示す他方の面１２Ａとで平面視での輪郭が異なっている。このように、ろう材付き金属板１０は、矩形の基本パターンの形状対称性が崩されて周縁１３が形成されていることで、画像検査によっても表裏を容易に識別することができる。これにより、他部材との接合を確実に行うことができる。従来の画像処理での測定では、ろう材層１２の面１２Ａと金属板１１側の面１１Ａの見え方の差異が小さいため表裏の判別は難しく、特にろう材層が片面を覆っている従来の金属板ではその縦横の寸法が８ｍｍ以下であると撮像画像からは表裏を検出しにくいものである。本実施形態のろう材付き金属板１０によれば寸法Ｌ１，Ｌ２が８ｍｍ以下の板片状に形成されていても、切り欠き部１４が周縁１３にあることで表裏を画像処理によって容易に判別することができる。但し、切り欠きサイズが十分に画像で認識出来るサイズで、かつ、ノイズ等に起因する誤認識が生じない程度のサイズが必要である。この必要サイズはシステムに依存するため、本内容で限定されるものではない。また、画像処理に限らず、目視によってろう材付き金属板１０の表裏の判別を行うこともできる。
【0028】
（ヒートシンク付き絶縁回路基板１）
次に、ろう材付き金属板１０を用いたヒートシンク付き絶縁回路基板１を説明する。
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ヒートシンク付き絶縁回路基板１は、絶縁回路基板１００と、複数のフィンが立設されたフィン一体型のヒートシンク２００と、を備えている。
次に、ろう材付き金属板１０を用いたヒートシンク付き絶縁回路基板１を説明する。
図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ヒートシンク付き絶縁回路基板１は、絶縁回路基板１００と、複数のフィンが立設されたフィン一体型のヒートシンク２００と、を備えている。
【0029】
［絶縁回路基板１００の構成］
絶縁回路基板１００は、セラミックス基板１１０と、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに積層された回路層１２０と、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに積層された金属層（放熱層）１３０とを備える。セラミックス基板１１０は、回路層１２０と金属層１３０の間の電気的接続を防止する絶縁材であって、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等により形成され、その板厚は０．２ｍｍ～１．２ｍｍである。
絶縁回路基板１００は、セラミックス基板１１０と、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに積層された回路層１２０と、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに積層された金属層（放熱層）１３０とを備える。セラミックス基板１１０は、回路層１２０と金属層１３０の間の電気的接続を防止する絶縁材であって、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等により形成され、その板厚は０．２ｍｍ～１．２ｍｍである。
【0030】
回路層１２０は、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに接合した第一回路層１２１と、第一回路層１２１のセラミックス基板１１０とは反対側の面に接合した中間層１２２と、中間層１２２の第一回路層１２１とは反対側の面に接合した第二回路層１２３と、を備えている。
【0031】
第一回路層１２１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すろう材付き金属板１０がセラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに接合されて形成されている。
以下、ろう材付き金属板１０の金属板１１が純度９９．９９質量％以上のアルミニウム（いわゆる４Ｎアルミニウム）からなり、ろう材層１２がＡｌ－Ｓｉ系ろう材からなる場合を前提に説明を進める。
以下、ろう材付き金属板１０の金属板１１が純度９９．９９質量％以上のアルミニウム（いわゆる４Ｎアルミニウム）からなり、ろう材層１２がＡｌ－Ｓｉ系ろう材からなる場合を前提に説明を進める。
【0032】
中間層１２２は、ＪＩＳ規格でＡ３００３，Ａ６０６３等のアルミニウム合金によって形成されている。中間層１２２の厚さは例えば５０μｍ以上３００μｍ以下に設定されている。
また、本実施形態の中間層１２２は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すブレージングシート２０を第一回路層１２１と接合させることで形成される。このブレージングシート２０は両面ろうクラッドのブレージングシートであり、ＪＩＳ規格でＡ３００３等のアルミニウム合金からなる心材２１と、この心材２１の両面に形成されたろう材層２２，２３と、を備えている。
ろう材層２２，２３は、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材からなり、例えばＪＩＳ規格でＡ４００５などの真空ろう付け用のろう材アルミニウム合金を用いることができる。
このブレージングシート２０は、例えば心材２１の厚さを５０μｍ以上３００μｍ以下とし、各ろう材層２２，２３のそれぞれの厚さを５μｍ以上１００μｍ以下として、ブレージングシート２０全体の厚さを６０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
ブレージングシート２０の心材２１がろう材層２２によって第一回路層１２１に接合して、中間層１２２が形成されている。
図示例では、ブレージングシート２０の周縁２４は、平行に横に延びた長辺縁２４Ａ，２４Ｂと、平行に縦に延びた短辺縁２４Ｃ，２４Ｄと、長辺縁２４Ａ，２４Ｂと短辺縁２４Ｃ，２４Ｄとをつなぎ外に凸となる弧状縁の角部２４Ｅ，２４Ｆ，２４Ｇ，２４Ｈと、を備えており、またブレージングシート２０は、縦の寸法Ｌ３１よりも横の寸法Ｌ３２が大きく設定されていて、横長の矩形状に形成されている。
ブレージングシート２０は、ろう材付き金属板１０の縦と横の寸法が等しく、さらにろう材付き金属板１０に重ねた際に切り欠き部１４を除いてろう材付き金属板１０と縁が揃うように形成されている。
また、本実施形態の中間層１２２は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すブレージングシート２０を第一回路層１２１と接合させることで形成される。このブレージングシート２０は両面ろうクラッドのブレージングシートであり、ＪＩＳ規格でＡ３００３等のアルミニウム合金からなる心材２１と、この心材２１の両面に形成されたろう材層２２，２３と、を備えている。
ろう材層２２，２３は、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材からなり、例えばＪＩＳ規格でＡ４００５などの真空ろう付け用のろう材アルミニウム合金を用いることができる。
このブレージングシート２０は、例えば心材２１の厚さを５０μｍ以上３００μｍ以下とし、各ろう材層２２，２３のそれぞれの厚さを５μｍ以上１００μｍ以下として、ブレージングシート２０全体の厚さを６０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
ブレージングシート２０の心材２１がろう材層２２によって第一回路層１２１に接合して、中間層１２２が形成されている。
図示例では、ブレージングシート２０の周縁２４は、平行に横に延びた長辺縁２４Ａ，２４Ｂと、平行に縦に延びた短辺縁２４Ｃ，２４Ｄと、長辺縁２４Ａ，２４Ｂと短辺縁２４Ｃ，２４Ｄとをつなぎ外に凸となる弧状縁の角部２４Ｅ，２４Ｆ，２４Ｇ，２４Ｈと、を備えており、またブレージングシート２０は、縦の寸法Ｌ３１よりも横の寸法Ｌ３２が大きく設定されていて、横長の矩形状に形成されている。
ブレージングシート２０は、ろう材付き金属板１０の縦と横の寸法が等しく、さらにろう材付き金属板１０に重ねた際に切り欠き部１４を除いてろう材付き金属板１０と縁が揃うように形成されている。
【0033】
第二回路層１２３は、図５（ｃ）及び（ｄ）に示す金属板３０が中間層１２２の第一回路層１２１とは反対側の面１２２Ａに接合されて形成されている。金属板３０は、ＪＩＳ規格で純度９９．０質量％以上のいわゆる２Ｎアルミニウム（例えばＡ１０５０等）や、Ａ３００３，Ａ６０６３，Ａ５０５２等のアルミニウム合金のアルミニウム板であり、第二回路層１２３の厚さは例えば０．５ｍｍ～１．５ｍｍに設定されている。
図示例では、金属板３０の周縁３１は、平行に横に延びた長辺縁３１Ａ，３１Ｂと、平行に縦に延びた短辺縁３１Ｃ，３１Ｄと、長辺縁３１Ａ，３１Ｂと短辺縁３１Ｃ，３１Ｄとをつなぎ外に凸となる弧状縁の角部３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈと、を備えており、また第二回路層１２３は、縦の寸法Ｌ４１よりも横の寸法Ｌ４２が大きく設定されていて、横長の矩形状に形成されている。
金属板３０とブレージングシート２０との縦と横の寸法が等しく、また金属板３０とブレージングシート２０とは平面視での輪郭が同一形状に形成されており、縁を揃えて重ねることができる。
図示例では、金属板３０の周縁３１は、平行に横に延びた長辺縁３１Ａ，３１Ｂと、平行に縦に延びた短辺縁３１Ｃ，３１Ｄと、長辺縁３１Ａ，３１Ｂと短辺縁３１Ｃ，３１Ｄとをつなぎ外に凸となる弧状縁の角部３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈと、を備えており、また第二回路層１２３は、縦の寸法Ｌ４１よりも横の寸法Ｌ４２が大きく設定されていて、横長の矩形状に形成されている。
金属板３０とブレージングシート２０との縦と横の寸法が等しく、また金属板３０とブレージングシート２０とは平面視での輪郭が同一形状に形成されており、縁を揃えて重ねることができる。
【0034】
図６（ａ）は図４（ａ）の一点鎖線の円で囲った部分の拡大図であり、第二回路層１２３を実線で表し、その下層にある第一回路層１２１の切り欠き部１４を一点鎖線で表していて、第二回路層１２３の角部３１Ｈは、第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも外に張り出していて、オーバーハング部１２３Ｐを構成している。
オーバーハング部１２３Ｐは、第一回路層１２１の切り欠き部１４から張り出す最大の長さＬｍａｘが例えば０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に設定されている。切り欠き部１４の縦方向の寸法Ｌ２１を１．００ｍｍ、横方向の寸法Ｌ２２を１．００ｍｍとしてその切り欠き縁１３Ｊを平面視で直線状に形成し、第二回路層１２３の角部３１Ｈの曲率半径ｒ２を１．００ｍｍとすると、オーバーハング部１２３Ｐの最大長Ｌｍａｘを０．２８ｍｍに設定することができる。この最大長Ｌｍａｘは、平面視で切り欠き部１４に対して垂直な方向に沿った寸法である。
また、図６（ｂ）に示すように、中間層１２２の角部２４Ｈも、第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも外に張り出してオーバーハング部１２２Ｐを構成しており、このオーバーハング部１２２Ｐは第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐと平面視で同じ位置に設けられている。また、中間層１２２のオーバーハング部１２２Ｐは第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐと平面視での輪郭が同一形状に形成されていて、第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐに接合されている。なお、図６（ｂ）では金属層１３０と後述の中間層１５０とヒートシンク２００を省略している。
オーバーハング部１２３Ｐは、第一回路層１２１の切り欠き部１４から張り出す最大の長さＬｍａｘが例えば０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に設定されている。切り欠き部１４の縦方向の寸法Ｌ２１を１．００ｍｍ、横方向の寸法Ｌ２２を１．００ｍｍとしてその切り欠き縁１３Ｊを平面視で直線状に形成し、第二回路層１２３の角部３１Ｈの曲率半径ｒ２を１．００ｍｍとすると、オーバーハング部１２３Ｐの最大長Ｌｍａｘを０．２８ｍｍに設定することができる。この最大長Ｌｍａｘは、平面視で切り欠き部１４に対して垂直な方向に沿った寸法である。
また、図６（ｂ）に示すように、中間層１２２の角部２４Ｈも、第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも外に張り出してオーバーハング部１２２Ｐを構成しており、このオーバーハング部１２２Ｐは第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐと平面視で同じ位置に設けられている。また、中間層１２２のオーバーハング部１２２Ｐは第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐと平面視での輪郭が同一形状に形成されていて、第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐに接合されている。なお、図６（ｂ）では金属層１３０と後述の中間層１５０とヒートシンク２００を省略している。
【0035】
さらに、図６（ｂ）に示すように、中間層１２２と第二回路層１２３の各オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐの端面１２３Ｅから切り欠き部１４の端面１４Ｅに亘った領域が、連続的に被覆部１２５で覆われている。この被覆部１２５は、金属からなり、例えば第一回路層１２１と中間層１２２と第二回路層１２３とを接合する際にはみ出た余剰のろう材で構成されている。また、余剰のろう材に代えて、金属のペーストを別途塗布して被覆部１２５を形成してもよい。
なお、図６（ｂ）に図示された被覆部１２５の形状は、図示の関係上強調されている。実際には、各オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐの端面１２２Ｅ，１２３Ｅ、非接合領域１２２Ｂ及び切り欠き部１４の端面１４Ｅに亘って連続的な薄膜形状で端面１２２Ｅ，１２３Ｅ，１２２Ｂ，１４Ｅを被覆している。また、被覆部１２５が、中間層１２２と第二回路層１２３との間及び１２２Ｂから余剰となったろう材がはみ出して形成された場合、入隅部Ｃ１及び出隅部Ｃ２も覆ってろう溜まり部を形成しており、ろう材は中間層１２２と第二回路層１２３との接合界面の解放端部Ｅ１に多く溜まることになる。被覆部１２５はセラミック基板１１０まで達している。また、第二回路層１２３の中間層１２２と接合する面１２３Ｌとは反対に位置に位置し電子部品を実装する上平面１２３Ｔにまで這い上がることがある。以降の図示についても形状を強調して記述するが、実際の被覆部形状については強調表現に内包されているので、同様のことが言える。
なお、図６（ｂ）に図示された被覆部１２５の形状は、図示の関係上強調されている。実際には、各オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐの端面１２２Ｅ，１２３Ｅ、非接合領域１２２Ｂ及び切り欠き部１４の端面１４Ｅに亘って連続的な薄膜形状で端面１２２Ｅ，１２３Ｅ，１２２Ｂ，１４Ｅを被覆している。また、被覆部１２５が、中間層１２２と第二回路層１２３との間及び１２２Ｂから余剰となったろう材がはみ出して形成された場合、入隅部Ｃ１及び出隅部Ｃ２も覆ってろう溜まり部を形成しており、ろう材は中間層１２２と第二回路層１２３との接合界面の解放端部Ｅ１に多く溜まることになる。被覆部１２５はセラミック基板１１０まで達している。また、第二回路層１２３の中間層１２２と接合する面１２３Ｌとは反対に位置に位置し電子部品を実装する上平面１２３Ｔにまで這い上がることがある。以降の図示についても形状を強調して記述するが、実際の被覆部形状については強調表現に内包されているので、同様のことが言える。
【0036】
（金属層１３０）
金属層１３０は、純度９９質量％以上のアルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム板が用いられている。金属層１３０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すろう材付き金属板１０がセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合されて形成されている。
金属層１３０の厚さは０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定されており、回路層１２０の厚さ寸法と金属層１３０の厚さ寸法とを同一に設定してもよい。
以下、金属層１３０が純度９９．９９質量％以上のアルミニウム（いわゆる４Ｎアルミニウム）からなる場合を前提に説明を進める。
金属層１３０は、純度９９質量％以上のアルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム板が用いられている。金属層１３０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すろう材付き金属板１０がセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合されて形成されている。
金属層１３０の厚さは０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定されており、回路層１２０の厚さ寸法と金属層１３０の厚さ寸法とを同一に設定してもよい。
以下、金属層１３０が純度９９．９９質量％以上のアルミニウム（いわゆる４Ｎアルミニウム）からなる場合を前提に説明を進める。
【0037】
［ヒートシンクの構成］
この絶縁回路基板１００に中間層１５０を介して接合されるヒートシンク２００は、アルミニウム又はＡ３００３，Ａ６０６３，Ａ５０５２等のアルミニウム合金からなる板材や銅又は銅合金からなる板材として形成される。また、ヒートシンク２００としては、Ａｌ－ＳｉＣ複合材を用いることができ、Ａｌ－ＳｉＣ複合材は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる多孔体にアルミニウム又はアルミニウム合金（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り、多孔体の表面にはアルミニウム又はアルミニウム合金の被覆層が形成されている。
図４（ｂ）に示すヒートシンク２００は、一方の面２００Ａに中間層１５０を介して金属層１３０が接合され、他方の面２００Ｂには、複数のピン状フィン２１０が立設している。ピン状フィン２１０の先端位置は水平面上に揃えられ、面２００Ｂの表面からほぼ等しい立設高さとなるように形成されている。
なお、ヒートシンク２００やこれに立設されるフィンの形状は特に限定されるものではなく、ヒートシンク２００は面２００Ａから立ち上がって絶縁回路基板１００を囲う壁部を備えてもよく、また本実施形態のようなピン状フィン２１０の他、ひし形フィンや帯板状のフィン等を形成することもできる。
以下、ヒートシンク２００がＪＩＳ規格でＡ６０６３等のアルミニウム合金で構成されている場合を前提に説明を進める。
この絶縁回路基板１００に中間層１５０を介して接合されるヒートシンク２００は、アルミニウム又はＡ３００３，Ａ６０６３，Ａ５０５２等のアルミニウム合金からなる板材や銅又は銅合金からなる板材として形成される。また、ヒートシンク２００としては、Ａｌ－ＳｉＣ複合材を用いることができ、Ａｌ－ＳｉＣ複合材は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる多孔体にアルミニウム又はアルミニウム合金（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り、多孔体の表面にはアルミニウム又はアルミニウム合金の被覆層が形成されている。
図４（ｂ）に示すヒートシンク２００は、一方の面２００Ａに中間層１５０を介して金属層１３０が接合され、他方の面２００Ｂには、複数のピン状フィン２１０が立設している。ピン状フィン２１０の先端位置は水平面上に揃えられ、面２００Ｂの表面からほぼ等しい立設高さとなるように形成されている。
なお、ヒートシンク２００やこれに立設されるフィンの形状は特に限定されるものではなく、ヒートシンク２００は面２００Ａから立ち上がって絶縁回路基板１００を囲う壁部を備えてもよく、また本実施形態のようなピン状フィン２１０の他、ひし形フィンや帯板状のフィン等を形成することもできる。
以下、ヒートシンク２００がＪＩＳ規格でＡ６０６３等のアルミニウム合金で構成されている場合を前提に説明を進める。
【0038】
中間層１５０は、前記の中間層１２２と同様に、図５（ａ）及び（ｂ）に示す両面ろうクラッドのブレージングシート２０′を用いて、金属層１３０とヒートシンク２００とを接合させる場合に形成される。このブレージングシート２０′は、金属層１３０の縦と横の寸法が等しく、さらに金属層１３０に重ねた際に金属層１３０と縁が揃うように形成されている。
【0039】
このように構成されるヒートシンク付き絶縁回路基板１の製造方法について説明する。
図７に示すように、ヒートシンク付き絶縁回路基板１の製造方法は、ろう材付き金属板１０の表裏を判別する判別工程と、判別工程で表裏を判別したろう材付き金属板１０等をセラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに接合して第一接合体を形成する第一接合工程と、第一接合体にアルミニウム板やヒートシンクを接合する第二接合工程と、を備えている。
以下、工程別に説明する。
図７に示すように、ヒートシンク付き絶縁回路基板１の製造方法は、ろう材付き金属板１０の表裏を判別する判別工程と、判別工程で表裏を判別したろう材付き金属板１０等をセラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに接合して第一接合体を形成する第一接合工程と、第一接合体にアルミニウム板やヒートシンクを接合する第二接合工程と、を備えている。
以下、工程別に説明する。
【0040】
（判別工程）
判別工程では、図３に示す判別装置４００を用いて、ろう材付き金属板１０の表裏を判別する。撮像部４１０で撮像したろう材付き金属板１０を平面視した画像からろう材付き金属板１０の輪郭の情報が抽出されて、撮像部４１０を臨む面が表側か裏側であるかを判別される。第一接合工程では、表裏を判別した二つのろう材付き金属板１０を利用する。
判別工程では、図３に示す判別装置４００を用いて、ろう材付き金属板１０の表裏を判別する。撮像部４１０で撮像したろう材付き金属板１０を平面視した画像からろう材付き金属板１０の輪郭の情報が抽出されて、撮像部４１０を臨む面が表側か裏側であるかを判別される。第一接合工程では、表裏を判別した二つのろう材付き金属板１０を利用する。
【0041】
（第一接合工程）
先ず、図８（ａ）に示すよう、一方のろう材付き金属板１０のろう材層１２の面１２Ａをセラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに当てて積層し、他方のろう材付き金属板１０のろう材層１２の面１２Ａをセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに当てるように積層して、これらを第一積層体とする。図８では、ろう材付き金属板１０を図４の破線箇所に沿った第一回路層１２１や金属層１３０の形状に対応させて表している。そして、この第一積層体を積層方向に荷重を加えた状態で加熱することによって、ろう材付き金属板１０の金属板１１及びアルミニウム板４１のそれぞれをセラミックス基板１１０に接合して、第一接合体９０を製造する。ここで、ろう材付き金属板１０の金属板１１がセラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに接合して第一回路層１２１が形成され、アルミニウム板４１がセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合して金属層１３０が形成される。なお、接合条件は、必ずしも限定されるものではないが、真空雰囲気中で、積層方向の加圧力が０．３ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下で、６３０℃以上６５５℃以下の加熱温度に２０分以上１２０分以下保持するのが好適である。
なお、第一接合体９０は、第一回路層１２１、セラミックス基板１１０、金属層（放熱層）１３０からなる絶縁回路基板９０Ａを構成する。この絶縁回路基板９０Ａの第一回路層１２１に電子部品を実装するなどして、利用することもできる。
先ず、図８（ａ）に示すよう、一方のろう材付き金属板１０のろう材層１２の面１２Ａをセラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに当てて積層し、他方のろう材付き金属板１０のろう材層１２の面１２Ａをセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに当てるように積層して、これらを第一積層体とする。図８では、ろう材付き金属板１０を図４の破線箇所に沿った第一回路層１２１や金属層１３０の形状に対応させて表している。そして、この第一積層体を積層方向に荷重を加えた状態で加熱することによって、ろう材付き金属板１０の金属板１１及びアルミニウム板４１のそれぞれをセラミックス基板１１０に接合して、第一接合体９０を製造する。ここで、ろう材付き金属板１０の金属板１１がセラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに接合して第一回路層１２１が形成され、アルミニウム板４１がセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合して金属層１３０が形成される。なお、接合条件は、必ずしも限定されるものではないが、真空雰囲気中で、積層方向の加圧力が０．３ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下で、６３０℃以上６５５℃以下の加熱温度に２０分以上１２０分以下保持するのが好適である。
なお、第一接合体９０は、第一回路層１２１、セラミックス基板１１０、金属層（放熱層）１３０からなる絶縁回路基板９０Ａを構成する。この絶縁回路基板９０Ａの第一回路層１２１に電子部品を実装するなどして、利用することもできる。
【0042】
（第二接合工程）
次いで、図８（ｂ）に示すように、第一接合体９０の第一回路層１２１のセラミックス基板１１０とは反対の面１２１Ａに、ブレージングシート２０を介して金属板３０（アルミニウム板）を積層し、第一接合体９０の金属層１３０のセラミックス基板１１０とは反対の面１３０Ａに、ブレージングシート２０′を介してヒートシンク２００を積層して、これらを第二積層体とする。
第一回路層１２１にブレージングシート２０を積層する際に、ブレージングシート２０の周縁の内、ブレージングシート２０の角部２４Ｈを第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも張り出させ、さらにブレージングシート２０の長辺縁２４Ａ，２４Ｂ、短辺縁２４Ｃ，２４Ｄや角部２４Ｅ，２４Ｆ，２４Ｇを第一回路層１２１（４Ｎアルミニウム）の長辺縁１３Ａ，１３Ｂ、短辺縁１３Ｃ，１３Ｄや角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇに揃えて、ブレージングシート２０を第一回路層１２１に重ねる。金属板３０をこれと平面視での輪郭が同一形状に形成されたブレージングシート２０に積層する際には、金属板３０の周縁３１をブレージングシート２０の周縁２４に揃え、また金属板３０の角部３１Ｈも第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも外に張り出させる。
そして、第二積層体を積層方向に荷重を加えた状態で加熱することにより、ブレージングシート２０の心材２１を介して金属板３０（アルミニウム板）及び、ブレージングシート２０′の心材２１を介してヒートシンク２００を第一接合体９０のそれぞれの面に接合する。例えば、積層方向の加圧力が０．１ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下で、５９０℃以上６１５℃以下の加熱温度に３分以上２０分以下保持するのが好適である。これにより、ブレージングシート２０の心材２１が第一回路層１２１のセラミックス基板１１０とは反対側の面１２１Ａに接合して中間層１２２が形成され、金属板３０が中間層１２２の第一回路層１２１とは反対側の面１２２Ａに接合して第二回路層１２３が形成される。ブレージングシート２０′の心材２１が金属層１３０のセラミックス基板１１０とは反対側の面１３０Ａに接合して中間層１５０が形成される。これによりヒートシンク２００のピン状フィン２１０の反対側にある面２００Ａが、金属層１３０のセラミックス基板１１０とは反対側の面１３０Ａに中間層１５０を介して接合される。
また、図６（ｂ）に示すように、中間層１２２及び第二回路層１２３の角部２４Ｈ，３１Ｈが第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも張り出して、オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐが形成される。
次いで、図８（ｂ）に示すように、第一接合体９０の第一回路層１２１のセラミックス基板１１０とは反対の面１２１Ａに、ブレージングシート２０を介して金属板３０（アルミニウム板）を積層し、第一接合体９０の金属層１３０のセラミックス基板１１０とは反対の面１３０Ａに、ブレージングシート２０′を介してヒートシンク２００を積層して、これらを第二積層体とする。
第一回路層１２１にブレージングシート２０を積層する際に、ブレージングシート２０の周縁の内、ブレージングシート２０の角部２４Ｈを第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも張り出させ、さらにブレージングシート２０の長辺縁２４Ａ，２４Ｂ、短辺縁２４Ｃ，２４Ｄや角部２４Ｅ，２４Ｆ，２４Ｇを第一回路層１２１（４Ｎアルミニウム）の長辺縁１３Ａ，１３Ｂ、短辺縁１３Ｃ，１３Ｄや角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇに揃えて、ブレージングシート２０を第一回路層１２１に重ねる。金属板３０をこれと平面視での輪郭が同一形状に形成されたブレージングシート２０に積層する際には、金属板３０の周縁３１をブレージングシート２０の周縁２４に揃え、また金属板３０の角部３１Ｈも第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも外に張り出させる。
そして、第二積層体を積層方向に荷重を加えた状態で加熱することにより、ブレージングシート２０の心材２１を介して金属板３０（アルミニウム板）及び、ブレージングシート２０′の心材２１を介してヒートシンク２００を第一接合体９０のそれぞれの面に接合する。例えば、積層方向の加圧力が０．１ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下で、５９０℃以上６１５℃以下の加熱温度に３分以上２０分以下保持するのが好適である。これにより、ブレージングシート２０の心材２１が第一回路層１２１のセラミックス基板１１０とは反対側の面１２１Ａに接合して中間層１２２が形成され、金属板３０が中間層１２２の第一回路層１２１とは反対側の面１２２Ａに接合して第二回路層１２３が形成される。ブレージングシート２０′の心材２１が金属層１３０のセラミックス基板１１０とは反対側の面１３０Ａに接合して中間層１５０が形成される。これによりヒートシンク２００のピン状フィン２１０の反対側にある面２００Ａが、金属層１３０のセラミックス基板１１０とは反対側の面１３０Ａに中間層１５０を介して接合される。
また、図６（ｂ）に示すように、中間層１２２及び第二回路層１２３の角部２４Ｈ，３１Ｈが第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも張り出して、オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐが形成される。
【0043】
さらに、中間層１２２や第二回路層１２３を第一回路層１２１上に形成する過程で使用されたブレージングシート２０のろう材の内、余剰のろう材が、第二積層体に加える荷重で第一回路層１２１と心材２１（中間層１２２）との間から外にはみ出し、さらに心材２１（中間層１２２）と金属板３０（第二回路層１２３）の間からも外にはみ出す。また、ブレージングシート２０のオーバーハング部１２２Ｐは第一回路層１２１と接合しないため、セラミックス基板１１０を臨むオーバーハング部１２２Ｐの非接合領域１２２Ｂに設けられたろう材は接合に使用されずに残ることになる。そして、これらの余剰のろう材（金属）が、中間層１２２のオーバーハング部１２２Ｐや第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅから切り欠き部１４の端面１４Ｅにわたった領域を覆い、第二接合工程の後に硬化して、連続的な被覆部１２５が形成される。
なお、第一回路層１２１の端面１４Ｅと中間層１２２のオーバーハング部１２２Ｐの非接合領域１２２Ｂとで構成される入隅部Ｃ１が被覆部１２５で埋められ、またオーバーハング部１２２Ｐの非接合領域１２２Ｂと端面１２２Ｅとで構成される出隅部Ｃ２が被覆部１２５で包まれる。また、被覆部１２５は、中間層１２２のオーバーハング部１２２Ｐと第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐとの端面１２２Ｅ、１２３Ｅに亘って設けられている。
このように第二接合工程を経て、ヒートシンク付き絶縁回路基板１が完成する。
なお、第一回路層１２１の端面１４Ｅと中間層１２２のオーバーハング部１２２Ｐの非接合領域１２２Ｂとで構成される入隅部Ｃ１が被覆部１２５で埋められ、またオーバーハング部１２２Ｐの非接合領域１２２Ｂと端面１２２Ｅとで構成される出隅部Ｃ２が被覆部１２５で包まれる。また、被覆部１２５は、中間層１２２のオーバーハング部１２２Ｐと第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐとの端面１２２Ｅ、１２３Ｅに亘って設けられている。
このように第二接合工程を経て、ヒートシンク付き絶縁回路基板１が完成する。
【0044】
本実施形態のヒートシンク付き絶縁回路基板１の製造方法によれば、表裏を判別されたろう材付き金属板１０を用いることで、ヒートシンク付き絶縁回路基板１を製造する際に、ろう材付き金属板１０の金属板１１（アルミニウム板）をセラミックス基板１１０に確実に接合させることができる。
また、中間層１２２や第二回路層１２３が、第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも外に張り出すオーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐを設けることで、高温、低温が繰り返される環境下に設置される場合に第一回路層１２１に累積する相当塑性歪み（以下、累積相当塑性歪み）は、オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐが変形することで緩和されて、セラミックス基板１１０と第一回路層１２１との接合面に作用する応力を低減させることができる。例えばヒートサイクル試験では、オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐが下層の束縛を受けずに線膨張することで、第二回路層１２３内に生じる歪みがオーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐへと解放されることで減少し、第一回路層１２１での累積相当塑性歪みを緩和して試験が進行していく。オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐを設けていないと、応力が接合面に作用して、剥離などが生じ、又はセラミックス基板１１０を破壊するおそれがある。
また、図６（ｂ）に示すように、オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐに加えて、被覆部１２５を設けていることで、累積相当塑性歪みを一層低減することができる。
また、中間層１２２や第二回路層１２３が、第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも外に張り出すオーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐを設けることで、高温、低温が繰り返される環境下に設置される場合に第一回路層１２１に累積する相当塑性歪み（以下、累積相当塑性歪み）は、オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐが変形することで緩和されて、セラミックス基板１１０と第一回路層１２１との接合面に作用する応力を低減させることができる。例えばヒートサイクル試験では、オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐが下層の束縛を受けずに線膨張することで、第二回路層１２３内に生じる歪みがオーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐへと解放されることで減少し、第一回路層１２１での累積相当塑性歪みを緩和して試験が進行していく。オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐを設けていないと、応力が接合面に作用して、剥離などが生じ、又はセラミックス基板１１０を破壊するおそれがある。
また、図６（ｂ）に示すように、オーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐに加えて、被覆部１２５を設けていることで、累積相当塑性歪みを一層低減することができる。
【0045】
（ヒートシンク付き絶縁回路基板の変形例）
図９に示す変形例のヒートシンク付き絶縁回路基板２は、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに形成される回路層が、それぞれ離れて形成される第一島部ＩＳ１と第二島部ＩＳ２と第三島部ＩＳ３とからなる。
第三島部ＩＳ３は、他の複数の島部（第一島部ＩＳ１と第二島部ＩＳ２）と比べて面積を小さく形成されており、また第三島部ＩＳ３の第一回路層１２１が切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０を用いて形成されていると共に、中間層１２２や第二回路層１２３が第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも外に張り出すオーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐを設けている。
回路層として平面視での輪郭が矩形状の島部をセラミックス基板１１０上に形成する際に、周縁に表裏判別用の切り欠き部１４を設けていない、例えば輪郭を矩形とした図示省略のろう材付きアルミニウム板を用いると、ろう材から成る面を判別できず、非ろう材の面をセラミックス基板に合わせた状態で接合処理を行うおそれがある。
本実施形態では、平面視での輪郭が矩形状の第三島部ＩＳ３をセラミックス基板１１０上に形成する際に、切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０を用いることで、その表裏を容易に判別して、ろう材付き金属板１０の金属板１１をセラミックス基板１１０に確実に接合させることができる。
図９に示す変形例のヒートシンク付き絶縁回路基板２は、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに形成される回路層が、それぞれ離れて形成される第一島部ＩＳ１と第二島部ＩＳ２と第三島部ＩＳ３とからなる。
第三島部ＩＳ３は、他の複数の島部（第一島部ＩＳ１と第二島部ＩＳ２）と比べて面積を小さく形成されており、また第三島部ＩＳ３の第一回路層１２１が切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０を用いて形成されていると共に、中間層１２２や第二回路層１２３が第一回路層１２１の切り欠き部１４よりも外に張り出すオーバーハング部１２２Ｐ，１２３Ｐを設けている。
回路層として平面視での輪郭が矩形状の島部をセラミックス基板１１０上に形成する際に、周縁に表裏判別用の切り欠き部１４を設けていない、例えば輪郭を矩形とした図示省略のろう材付きアルミニウム板を用いると、ろう材から成る面を判別できず、非ろう材の面をセラミックス基板に合わせた状態で接合処理を行うおそれがある。
本実施形態では、平面視での輪郭が矩形状の第三島部ＩＳ３をセラミックス基板１１０上に形成する際に、切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０を用いることで、その表裏を容易に判別して、ろう材付き金属板１０の金属板１１をセラミックス基板１１０に確実に接合させることができる。
【0046】
以下、絶縁回路基板１００の変形例を説明する。
前述の図４に示す絶縁回路基板１００では、回路層１２０の第一回路層１２１と金属層１３０とが切り欠き部１４を設けているが、表裏判別用の切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０は、第一回路層１２１と金属層１３０の形成に限らず、金属層が第一金属層とこれに接合した第二金属層とからなる場合にセラミックス基板と接合する第一金属層の形成に、また中間層を省いて回路層が第一回路層とこれに接合した第二回路層とからなる場合にセラミックス基板と接合する第一回路層の形成等に用いることができる。また、図４に示すヒートシンク付き絶縁回路基板１ではブレージングシート２０を用いて第二回路層１２３を第一回路層１２１に接合し、ブレージングシート２０′を用いてヒートシンク２００を金属層１３０に接合しているが、ブレージングシート２０，２０′に代えて、ろう材箔やろう材ペーストを用いて第二回路層１２３と第一回路層１２１とを接合し、さらにヒートシンク２００と金属層１３０とを接合して、絶縁回路基板やヒートシンク付き絶縁回路基板を構成することもできる。この場合には必ずしも中間層１２２，１５０は存在しなくてもよい。
また、金属板３０が銅又は銅合金からなる銅板である場合にはブレージングシート２０を省いて、金属板３０を第一回路層１２１に積層した状態でこれらを銅とアルミニウムの共晶温度未満で加熱して、金属板３０を第一回路層１２１に固相拡散接合によって接合することもできる。
前述の図４に示す絶縁回路基板１００では、回路層１２０の第一回路層１２１と金属層１３０とが切り欠き部１４を設けているが、表裏判別用の切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０は、第一回路層１２１と金属層１３０の形成に限らず、金属層が第一金属層とこれに接合した第二金属層とからなる場合にセラミックス基板と接合する第一金属層の形成に、また中間層を省いて回路層が第一回路層とこれに接合した第二回路層とからなる場合にセラミックス基板と接合する第一回路層の形成等に用いることができる。また、図４に示すヒートシンク付き絶縁回路基板１ではブレージングシート２０を用いて第二回路層１２３を第一回路層１２１に接合し、ブレージングシート２０′を用いてヒートシンク２００を金属層１３０に接合しているが、ブレージングシート２０，２０′に代えて、ろう材箔やろう材ペーストを用いて第二回路層１２３と第一回路層１２１とを接合し、さらにヒートシンク２００と金属層１３０とを接合して、絶縁回路基板やヒートシンク付き絶縁回路基板を構成することもできる。この場合には必ずしも中間層１２２，１５０は存在しなくてもよい。
また、金属板３０が銅又は銅合金からなる銅板である場合にはブレージングシート２０を省いて、金属板３０を第一回路層１２１に積層した状態でこれらを銅とアルミニウムの共晶温度未満で加熱して、金属板３０を第一回路層１２１に固相拡散接合によって接合することもできる。
【0047】
（第一変形例）
図１０（ａ）及び（ｂ）に示す第一変形例の絶縁回路基板１０１は、セラミックス基板１１０と、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに積層された回路層１２０Ａと、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに積層された金属層（放熱層）１３０′と、を備えている。前述の実施形態の構成と同じ構成には同じ符号を用いて、それらの詳細な説明は省略する。
回路層１２０Ａは、アルミニウム板からなり、Ａｌ－Ｓｉ系ろう材を介してセラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに接合されている。
金属層１３０′は、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合された第一金属層１３１′と、第一金属層１３１′のセラミックス基板１１０とは反対側の面に接合された中間層１３２′と、中間層１３２′の第一金属層１３１′とは反対側の面に接合された第二金属層１３３′と、を備えている。
第一金属層１３１′は、図１に示すろう材付き金属板１０を、そのろう材層１２をセラミックス基板１１０の面１１０Ｂに当てて、ろう材付き金属板１０の金属板１１がセラミックス基板１１０に接合することで形成されている。ここで、ろう材付き金属板１０の金属板１１はアルミニウム板からなり、ろう材層１２はＡｌ－Ｓｉ系ろう材からなる。なお、図１０（ａ）では第一金属層１３１′の切り欠き部１４（切り欠き縁１３Ｊ）を一点鎖線で表している。
中間層１３２′は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すブレージングシート２０を、その一方のろう材層（例えばろう材層２２Ａ）を第一金属層１３１′に当てて、心材２１が第一金属層１３１′に接合することで形成されている。
第一金属層１３１′にブレージングシート２０を積層する際に、ブレージングシート２０の心材２１の周縁の内、ブレージングシート２０の角部２４Ｈを第一金属層１３１′の切り欠き部１４よりも張り出させ、さらにブレージングシート２０の長辺縁２４Ａ，２４Ｂ、短辺縁２４Ｃ，２４Ｄや角部２４Ｅ，２４Ｆ，２４Ｇを第一金属層１３１′の長辺縁１３Ａ，１３Ｂ、短辺縁１３Ｃ，１３Ｄや角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇに揃えて、ブレージングシート２０を第一金属層１３１′に重ねられる。
第二金属層１３３′は、図５（ｃ）に示す金属板３０を、図５（ａ）及び（ｂ）に示すブレージングシート２０の他方のろう材層２３に当てて、金属板３０が心材２１に接合することで形成されている。金属板３０をこれと平面視での輪郭が同一形状に形成されたブレージングシート２０に積層する際には、金属板３０の周縁３１をブレージングシート２０の周縁２４に揃えて積層する。
また、第一金属層１３１′のセラミックス基板１１０とは反対側の面１３１Ａに中間層１３２′及び第二金属層１３３′を接合する際に、ブレージングシート２０（心材２１）の周縁の内、ブレージングシート２０の角部２４Ｈを第一金属層１３１′の切り欠き部１４よりも張り出させ、さらに金属板３０の角部３１Ｈも第一金属層１３１′の切り欠き部１４よりも外に張り出させることで、中間層１３２′及び第二金属層１３３′にはオーバーハング部１３２Ｐ，１３３Ｐが形成される。
第一変形例の絶縁回路基板１０１では、第一金属層１３１′が切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０を用いて形成されることで、接合の際に表裏を容易に判別して、ろう材付き金属板１０の金属板１１をセラミックス基板１１０に確実に接合させることができる。
また、中間層１３２′や第二金属層１３３′が、第一金属層１３１′の切り欠き部１４よりも外に張り出すオーバーハング部１３２Ｐ，１３３Ｐを設けることで、高温、低温が繰り返される環境下に設置される場合の、第一金属層１３１’における累積相当塑性歪みは、オーバーハング部１３２Ｐ，１３３Ｐへと線膨張による歪みが解放されることで緩和されて、セラミックス基板１１０と第一金属層１３１′との接合面に作用する応力を低減させることができる。
図１０（ａ）及び（ｂ）に示す第一変形例の絶縁回路基板１０１は、セラミックス基板１１０と、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに積層された回路層１２０Ａと、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに積層された金属層（放熱層）１３０′と、を備えている。前述の実施形態の構成と同じ構成には同じ符号を用いて、それらの詳細な説明は省略する。
回路層１２０Ａは、アルミニウム板からなり、Ａｌ－Ｓｉ系ろう材を介してセラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに接合されている。
金属層１３０′は、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合された第一金属層１３１′と、第一金属層１３１′のセラミックス基板１１０とは反対側の面に接合された中間層１３２′と、中間層１３２′の第一金属層１３１′とは反対側の面に接合された第二金属層１３３′と、を備えている。
第一金属層１３１′は、図１に示すろう材付き金属板１０を、そのろう材層１２をセラミックス基板１１０の面１１０Ｂに当てて、ろう材付き金属板１０の金属板１１がセラミックス基板１１０に接合することで形成されている。ここで、ろう材付き金属板１０の金属板１１はアルミニウム板からなり、ろう材層１２はＡｌ－Ｓｉ系ろう材からなる。なお、図１０（ａ）では第一金属層１３１′の切り欠き部１４（切り欠き縁１３Ｊ）を一点鎖線で表している。
中間層１３２′は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すブレージングシート２０を、その一方のろう材層（例えばろう材層２２Ａ）を第一金属層１３１′に当てて、心材２１が第一金属層１３１′に接合することで形成されている。
第一金属層１３１′にブレージングシート２０を積層する際に、ブレージングシート２０の心材２１の周縁の内、ブレージングシート２０の角部２４Ｈを第一金属層１３１′の切り欠き部１４よりも張り出させ、さらにブレージングシート２０の長辺縁２４Ａ，２４Ｂ、短辺縁２４Ｃ，２４Ｄや角部２４Ｅ，２４Ｆ，２４Ｇを第一金属層１３１′の長辺縁１３Ａ，１３Ｂ、短辺縁１３Ｃ，１３Ｄや角部１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇに揃えて、ブレージングシート２０を第一金属層１３１′に重ねられる。
第二金属層１３３′は、図５（ｃ）に示す金属板３０を、図５（ａ）及び（ｂ）に示すブレージングシート２０の他方のろう材層２３に当てて、金属板３０が心材２１に接合することで形成されている。金属板３０をこれと平面視での輪郭が同一形状に形成されたブレージングシート２０に積層する際には、金属板３０の周縁３１をブレージングシート２０の周縁２４に揃えて積層する。
また、第一金属層１３１′のセラミックス基板１１０とは反対側の面１３１Ａに中間層１３２′及び第二金属層１３３′を接合する際に、ブレージングシート２０（心材２１）の周縁の内、ブレージングシート２０の角部２４Ｈを第一金属層１３１′の切り欠き部１４よりも張り出させ、さらに金属板３０の角部３１Ｈも第一金属層１３１′の切り欠き部１４よりも外に張り出させることで、中間層１３２′及び第二金属層１３３′にはオーバーハング部１３２Ｐ，１３３Ｐが形成される。
第一変形例の絶縁回路基板１０１では、第一金属層１３１′が切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０を用いて形成されることで、接合の際に表裏を容易に判別して、ろう材付き金属板１０の金属板１１をセラミックス基板１１０に確実に接合させることができる。
また、中間層１３２′や第二金属層１３３′が、第一金属層１３１′の切り欠き部１４よりも外に張り出すオーバーハング部１３２Ｐ，１３３Ｐを設けることで、高温、低温が繰り返される環境下に設置される場合の、第一金属層１３１’における累積相当塑性歪みは、オーバーハング部１３２Ｐ，１３３Ｐへと線膨張による歪みが解放されることで緩和されて、セラミックス基板１１０と第一金属層１３１′との接合面に作用する応力を低減させることができる。
【0048】
（第二変形例）
図１１（ａ）及び（ｂ）に示す第二変形例の絶縁回路基板１０２は、セラミックス基板１１０と、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに積層された回路層１２０Ｂと、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに積層された金属層（放熱層）１３０″と、を備えている。前述の実施形態の構成と同じ構成には同じ符号を用いて、それらの詳細な説明は省略する。なお、図１１（ａ）では第一回路層１２１の切り欠き部１４（切り欠き縁１３Ｊ）を一点鎖線で表している。
前述の図４に示す絶縁回路基板１００の回路層１２０は第一回路層１２１と第二回路層１２３との間に中間層１２２が配置されていたが、第二変形例の絶縁回路基板１０２の回路層１２０Ｂは前記の中間層１２２を省いて構成されていて、回路層１２０Ｂは、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに接合された第一回路層（アルミニウム板）１２１と、この第一回路層１２１のセラミックス基板１１０とは反対側の面に接合された金属板３０からなる第二回路層１２３と、を備えている。第二回路層１２３は銅板又はアルミニウム板を用いて形成されている。
第一回路層１２１は、図１１（ｄ）に示すように、図１に示すろう材付き金属板１０を、そのろう材層１２をセラミックス基板１１０に当てて、セラミックス基板１１０に接合することで形成されている。ここで、ろう材付き金属板１０の金属板１１はアルミニウム板からなり、ろう材層１２はＡｌ－Ｓｉ系ろう材からなる。図１１（ｄ）では、ろう材付き金属板１０を図１１（ａ）の破線箇所に沿った第一回路層１２１の形状に対応させて表している。
第二回路層１２３は、図１１（ｄ）に示すように、アルミニウム板からなる金属板３０をＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材箔５３を介して第一回路層１２１（ろう材付き金属板１０の金属板１１）に接合することで形成されている。
また、絶縁回路基板１０２では、図１１（ｂ）に示すように、被覆部１２５′が第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅから第一回路層１２１の切り欠き部１４の端面１４Ｅを経てセラミック基板１１０の面１１０Ａまで形成されている。被覆部１２５′は、第二回路層１２３を第一回路層１２１に接合する際に用いた余剰のろう材箔５３が第二回路層１２３と第一回路層１２１との間から端面１２３Ｅ，１４Ｅにはみ出して、またオーバーハング部１２３Ｐの下面の非接合領域１２３Ｂに残るろう材箔５３によって形成されている。また、被覆部１２５′は、余剰のろう材に代えて、金属を含むペーストをオーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅから切り欠き部１４の端面１４Ｅにわたって塗布して形成されてもよい。
なお、図１１（ｃ）に示すように、第一回路層１２１の端面１４Ｅと第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐの非接合領域１２３Ｂとで構成される入隅部Ｃ１′と、オーバーハング部１２３Ｐの非接合領域１２３Ｂと端面１２３Ｅとで構成される出隅部Ｃ２′が被覆部１２５′で覆われる。図１１（ｃ）では金属層１３０″を省略している。
金属層１３０″は図１１（ｄ）に示すように、アルミニウム板４２をＡｌ－Ｓｉ系ろう材箔５１を用いてセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合させて形成されている。図示例ではろう材箔５１を用いることとしたが、これに限らず、ろう材ペーストを用いてもよい。この場合、ろう材ペーストは、セラミックス基板１１０に塗布してもよいし、アルミニウム板４２に塗布してもよい。
第二変形例の絶縁回路基板１０２によれば、第一回路層１２１を形成する材料として、表裏判別用の切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０を用いることで、表裏を容易に判別することができ、金属板１１をセラミックス基板１１０に確実に接合させることができる。さらにオーバーハング部１２３Ｐが設けられることで、高温、低温が繰り返される環境下に設置される場合に累積相当塑性歪みを一層緩和することができる。
なお、金属板３０が銅板からなる場合にはＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材箔５３を省いて、銅とアルミニウムの共晶温度未満で加熱して、銅板を第一回路層１２１のアルミニウム板に固相拡散接合によって接合することもできる。
また、図示することを省略するが、図１０（ｂ）に示す金属層１３０′も、中間層１３２′を省いて、第二金属層１３３′をＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材を用いて第一金属層１３１′に接合させて、絶縁回路基板を構成することもできる。
図１１（ａ）及び（ｂ）に示す第二変形例の絶縁回路基板１０２は、セラミックス基板１１０と、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに積層された回路層１２０Ｂと、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに積層された金属層（放熱層）１３０″と、を備えている。前述の実施形態の構成と同じ構成には同じ符号を用いて、それらの詳細な説明は省略する。なお、図１１（ａ）では第一回路層１２１の切り欠き部１４（切り欠き縁１３Ｊ）を一点鎖線で表している。
前述の図４に示す絶縁回路基板１００の回路層１２０は第一回路層１２１と第二回路層１２３との間に中間層１２２が配置されていたが、第二変形例の絶縁回路基板１０２の回路層１２０Ｂは前記の中間層１２２を省いて構成されていて、回路層１２０Ｂは、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに接合された第一回路層（アルミニウム板）１２１と、この第一回路層１２１のセラミックス基板１１０とは反対側の面に接合された金属板３０からなる第二回路層１２３と、を備えている。第二回路層１２３は銅板又はアルミニウム板を用いて形成されている。
第一回路層１２１は、図１１（ｄ）に示すように、図１に示すろう材付き金属板１０を、そのろう材層１２をセラミックス基板１１０に当てて、セラミックス基板１１０に接合することで形成されている。ここで、ろう材付き金属板１０の金属板１１はアルミニウム板からなり、ろう材層１２はＡｌ－Ｓｉ系ろう材からなる。図１１（ｄ）では、ろう材付き金属板１０を図１１（ａ）の破線箇所に沿った第一回路層１２１の形状に対応させて表している。
第二回路層１２３は、図１１（ｄ）に示すように、アルミニウム板からなる金属板３０をＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材箔５３を介して第一回路層１２１（ろう材付き金属板１０の金属板１１）に接合することで形成されている。
また、絶縁回路基板１０２では、図１１（ｂ）に示すように、被覆部１２５′が第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅから第一回路層１２１の切り欠き部１４の端面１４Ｅを経てセラミック基板１１０の面１１０Ａまで形成されている。被覆部１２５′は、第二回路層１２３を第一回路層１２１に接合する際に用いた余剰のろう材箔５３が第二回路層１２３と第一回路層１２１との間から端面１２３Ｅ，１４Ｅにはみ出して、またオーバーハング部１２３Ｐの下面の非接合領域１２３Ｂに残るろう材箔５３によって形成されている。また、被覆部１２５′は、余剰のろう材に代えて、金属を含むペーストをオーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅから切り欠き部１４の端面１４Ｅにわたって塗布して形成されてもよい。
なお、図１１（ｃ）に示すように、第一回路層１２１の端面１４Ｅと第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐの非接合領域１２３Ｂとで構成される入隅部Ｃ１′と、オーバーハング部１２３Ｐの非接合領域１２３Ｂと端面１２３Ｅとで構成される出隅部Ｃ２′が被覆部１２５′で覆われる。図１１（ｃ）では金属層１３０″を省略している。
金属層１３０″は図１１（ｄ）に示すように、アルミニウム板４２をＡｌ－Ｓｉ系ろう材箔５１を用いてセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合させて形成されている。図示例ではろう材箔５１を用いることとしたが、これに限らず、ろう材ペーストを用いてもよい。この場合、ろう材ペーストは、セラミックス基板１１０に塗布してもよいし、アルミニウム板４２に塗布してもよい。
第二変形例の絶縁回路基板１０２によれば、第一回路層１２１を形成する材料として、表裏判別用の切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０を用いることで、表裏を容易に判別することができ、金属板１１をセラミックス基板１１０に確実に接合させることができる。さらにオーバーハング部１２３Ｐが設けられることで、高温、低温が繰り返される環境下に設置される場合に累積相当塑性歪みを一層緩和することができる。
なお、金属板３０が銅板からなる場合にはＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材箔５３を省いて、銅とアルミニウムの共晶温度未満で加熱して、銅板を第一回路層１２１のアルミニウム板に固相拡散接合によって接合することもできる。
また、図示することを省略するが、図１０（ｂ）に示す金属層１３０′も、中間層１３２′を省いて、第二金属層１３３′をＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材を用いて第一金属層１３１′に接合させて、絶縁回路基板を構成することもできる。
【0049】
（第三変形例）
図１２（ａ）及び（ｂ）に示す第三変形例の絶縁回路基板１０３は、セラミックス基板１１０と、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに積層された回路層１２０Ｃと、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに積層された金属層（放熱層）１３０″と、を備えている。前述の実施形態の構成と同じ構成には同じ符号を用いて、それらの詳細な説明は省略する。
前述の第二変形例の絶縁回路基板１０２では第二回路層１２３がオーバーハング部１２３Ｐを設けているが、第三変形例の絶縁回路基板１０３では、第二回路層１２３′がオーバーハング部１２３Ｐを設けずに形成されている。
第一回路層１２１は、図１２（ｃ）に示すように、図１に示すろう材付き金属板１０（図１２では符号１０Ａを付している。）を、そのろう材層１２をセラミックス基板１１０に当てて、セラミックス基板１１０に接合することで形成されている。例えば、ろう材付き金属板１０Ａの金属板１１はアルミニウム板からなり、ろう材層１２はＡｌ－Ｓｉ系ろう材からなる。
第二回路層１２３′は、図１２（ｃ）に示すように、図１に示すろう材付き金属板１０（図１２では符号１０Ｂを付している。）のろう材層１２を、第一回路層１２１を形成するためのろう材付き金属板１０Ａに当てて、このろう材付き金属板１０Ａに接合することで形成されている。例えば、ろう材付き金属板１０Ｂの金属板１１はアルミニウム板からなり、ろう材層１２はＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材でもＡｌ－Ｓｉ系ろう材でもよい。図１２（ｃ）では、ろう材付き金属板１０Ａ，１０Ｂを図１２（ａ）の破線箇所に沿った第一回路層１２１や第二回路層１２３′の形状に対応させて表している。
ろう材付き金属板１０Ｂは、ろう材付き金属板１０Ａと平面視での輪郭が同一形状に形成されている。ろう材付き金属板１０Ａは、その周縁１３をろう材付き金属板１０Ｂの周縁１３に揃えて、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに積層され、さらにアルミニウム板４２がセラミックス基板１１０の他方の面１１０ＢにＡｌ－Ｓｉ系ろう材箔５１を介して積層されて第一積層体を構成し、この第一積層体を積層方向に荷重を加えた状態で加熱することで、絶縁回路基板１０３が形成される。
このように、第一回路層１２１と第二回路層１２３′とを形成する材料として、表裏判別用の切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０Ａ，１０Ｂを用いることで、表裏を容易に判別することができ、各金属板１１（ろう材付き金属板１０Ａ，１０Ｂ）を接合相手の部材に確実に接合させることができる。
この第三変形例においては、断面２次元モデルにおける構造は、切り欠きを設けない構造と同一となるため、第一回路層における累積相当塑性歪みに関する挙動も同一と言える。
図１２（ａ）及び（ｂ）に示す第三変形例の絶縁回路基板１０３は、セラミックス基板１１０と、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに積層された回路層１２０Ｃと、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに積層された金属層（放熱層）１３０″と、を備えている。前述の実施形態の構成と同じ構成には同じ符号を用いて、それらの詳細な説明は省略する。
前述の第二変形例の絶縁回路基板１０２では第二回路層１２３がオーバーハング部１２３Ｐを設けているが、第三変形例の絶縁回路基板１０３では、第二回路層１２３′がオーバーハング部１２３Ｐを設けずに形成されている。
第一回路層１２１は、図１２（ｃ）に示すように、図１に示すろう材付き金属板１０（図１２では符号１０Ａを付している。）を、そのろう材層１２をセラミックス基板１１０に当てて、セラミックス基板１１０に接合することで形成されている。例えば、ろう材付き金属板１０Ａの金属板１１はアルミニウム板からなり、ろう材層１２はＡｌ－Ｓｉ系ろう材からなる。
第二回路層１２３′は、図１２（ｃ）に示すように、図１に示すろう材付き金属板１０（図１２では符号１０Ｂを付している。）のろう材層１２を、第一回路層１２１を形成するためのろう材付き金属板１０Ａに当てて、このろう材付き金属板１０Ａに接合することで形成されている。例えば、ろう材付き金属板１０Ｂの金属板１１はアルミニウム板からなり、ろう材層１２はＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材でもＡｌ－Ｓｉ系ろう材でもよい。図１２（ｃ）では、ろう材付き金属板１０Ａ，１０Ｂを図１２（ａ）の破線箇所に沿った第一回路層１２１や第二回路層１２３′の形状に対応させて表している。
ろう材付き金属板１０Ｂは、ろう材付き金属板１０Ａと平面視での輪郭が同一形状に形成されている。ろう材付き金属板１０Ａは、その周縁１３をろう材付き金属板１０Ｂの周縁１３に揃えて、セラミックス基板１１０の一方の面１１０Ａに積層され、さらにアルミニウム板４２がセラミックス基板１１０の他方の面１１０ＢにＡｌ－Ｓｉ系ろう材箔５１を介して積層されて第一積層体を構成し、この第一積層体を積層方向に荷重を加えた状態で加熱することで、絶縁回路基板１０３が形成される。
このように、第一回路層１２１と第二回路層１２３′とを形成する材料として、表裏判別用の切り欠き部１４を設けたろう材付き金属板１０Ａ，１０Ｂを用いることで、表裏を容易に判別することができ、各金属板１１（ろう材付き金属板１０Ａ，１０Ｂ）を接合相手の部材に確実に接合させることができる。
この第三変形例においては、断面２次元モデルにおける構造は、切り欠きを設けない構造と同一となるため、第一回路層における累積相当塑性歪みに関する挙動も同一と言える。
【0050】
本発明は、前記の説明や図示例に限らず実施をすることができる。
本発明は、図示することを省略する、アルミニウム板（アルミニウム又はアルミニウム合金）をセラミックス基板に接合してなるＤＢＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｏｎｄｅｄ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）基板、銅板（銅又は銅合金）をセラミックス基板に接合してなるＡＭＣ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌ Ｂｏｎｄｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ）基板などの接合体に適用することができる。また、セラミックス基板に設けられる回路層や金属層（放熱層）が複数の金属板（アルミニウム板や銅板）を積層してなる場合には、少なくともその一層を本発明のろう材付き金属板を用いて形成してもよい。
本発明は、図示することを省略する、アルミニウム板（アルミニウム又はアルミニウム合金）をセラミックス基板に接合してなるＤＢＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｏｎｄｅｄ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）基板、銅板（銅又は銅合金）をセラミックス基板に接合してなるＡＭＣ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌ Ｂｏｎｄｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ）基板などの接合体に適用することができる。また、セラミックス基板に設けられる回路層や金属層（放熱層）が複数の金属板（アルミニウム板や銅板）を積層してなる場合には、少なくともその一層を本発明のろう材付き金属板を用いて形成してもよい。
【0051】
（切り欠き部，ろう材付き金属板の輪郭）
ろう材付き金属板に設ける切り欠き部は図示例に限らず、その他の形状であってもよい。
また、ろう材付き金属板は、角部が外や内に凸の弧状縁に限らず、平面視で直角などの角として形成することもできる。また、ろう材付き金属板の輪郭は矩形状に限らず、台形、五角形などの多角形などでもよい。
ろう材付き金属板に設ける切り欠き部は図示例に限らず、その他の形状であってもよい。
また、ろう材付き金属板は、角部が外や内に凸の弧状縁に限らず、平面視で直角などの角として形成することもできる。また、ろう材付き金属板の輪郭は矩形状に限らず、台形、五角形などの多角形などでもよい。
【0052】
（ブレージングシート２０）
両面ろうクラッドのブレージングシート２０は、ろう材付き金属板１０の輪郭形状に合わせて形が形成されてもよい。例えば図５（ａ）に示すように、ブレージングシート２０″では、ブレージングシート２０のハッチングを付した角部２４Ｈが切除されて、直線状の切り欠き縁２４Ｊを形成することで、周縁部の一部が切り欠き部２５として構成されている。このブレージングシート２０″とろう材付き金属板１０とを用いてヒートシンク付き絶縁回路基板の回路層１２０Ｄを構成することができる。ろう材付き金属板１０を用いて第一回路層１２１を形成し、さらにこの第一回路層１２１のセラミックス基板１１０とは反対側の面にブレージングシート２０″を用いて中間層１２２″（心材２１）を形成し、さらに金属板３０（アルミニウム板）を中間層１２２″（心材２１）に接合して第二回路層１２３を形成すると、図１３に示すように、第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐが、第一回路層１２１や中間層１２２″の切り欠き部１４，２５よりも外に張り出す。
第二回路層１２３にだけオーバーハング部１２３Ｐを設けた場合も、好ましくは、金属からなる被覆部１２５″で、オーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅからオーバーハング部１２３Ｐの非接合領域１２３Ｂと中間層１２２″の端面１２２Ｅ″及び切り欠き部１４の端面１４Ｅを経てセラミックス基板１１０の面１１０Ａまで形成されるとよい。中間層１２２″の端面１２２Ｅ″と第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐの非接合領域１２３Ｂとで構成される入隅部Ｃ１″やオーバーハング部１２３Ｐの非接合領域１２３Ｂと端面１２３Ｅとで構成される出隅部Ｃ２″が被覆部１２５″で覆われる。なお、図１３では放熱側の金属層を省略している。
このように、オーバーハング部１２３Ｐが下層の束縛を受けずに線膨張することで、第二回路層１２３内に生じる歪みがオーバーハング部１２３Ｐへと解放されることで減少する。このオーバーハング部１２３Ｐに加えて、被覆部１２５″を設けていることで、累積相当塑性歪みを一層低減することができる。
両面ろうクラッドのブレージングシート２０は、ろう材付き金属板１０の輪郭形状に合わせて形が形成されてもよい。例えば図５（ａ）に示すように、ブレージングシート２０″では、ブレージングシート２０のハッチングを付した角部２４Ｈが切除されて、直線状の切り欠き縁２４Ｊを形成することで、周縁部の一部が切り欠き部２５として構成されている。このブレージングシート２０″とろう材付き金属板１０とを用いてヒートシンク付き絶縁回路基板の回路層１２０Ｄを構成することができる。ろう材付き金属板１０を用いて第一回路層１２１を形成し、さらにこの第一回路層１２１のセラミックス基板１１０とは反対側の面にブレージングシート２０″を用いて中間層１２２″（心材２１）を形成し、さらに金属板３０（アルミニウム板）を中間層１２２″（心材２１）に接合して第二回路層１２３を形成すると、図１３に示すように、第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐが、第一回路層１２１や中間層１２２″の切り欠き部１４，２５よりも外に張り出す。
第二回路層１２３にだけオーバーハング部１２３Ｐを設けた場合も、好ましくは、金属からなる被覆部１２５″で、オーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅからオーバーハング部１２３Ｐの非接合領域１２３Ｂと中間層１２２″の端面１２２Ｅ″及び切り欠き部１４の端面１４Ｅを経てセラミックス基板１１０の面１１０Ａまで形成されるとよい。中間層１２２″の端面１２２Ｅ″と第二回路層１２３のオーバーハング部１２３Ｐの非接合領域１２３Ｂとで構成される入隅部Ｃ１″やオーバーハング部１２３Ｐの非接合領域１２３Ｂと端面１２３Ｅとで構成される出隅部Ｃ２″が被覆部１２５″で覆われる。なお、図１３では放熱側の金属層を省略している。
このように、オーバーハング部１２３Ｐが下層の束縛を受けずに線膨張することで、第二回路層１２３内に生じる歪みがオーバーハング部１２３Ｐへと解放されることで減少する。このオーバーハング部１２３Ｐに加えて、被覆部１２５″を設けていることで、累積相当塑性歪みを一層低減することができる。
【0053】
（金属層１３０）
図８（ａ）に示す第一接合工程ではろう材付き金属板１０をセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合して、金属層１３０を形成しているが、４Ｎアルミニウムからなるアルミニウム板を、粘稠液体等により固定されていないＡｌ－Ｓｉ系ろう材箔を別途に用いることやろう材ペーストを介してセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに積層して、金属層（放熱層）１３０を形成してもよい。
図８（ａ）に示す第一接合工程ではろう材付き金属板１０をセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合して、金属層１３０を形成しているが、４Ｎアルミニウムからなるアルミニウム板を、粘稠液体等により固定されていないＡｌ－Ｓｉ系ろう材箔を別途に用いることやろう材ペーストを介してセラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに積層して、金属層（放熱層）１３０を形成してもよい。
【0054】
（第二回路層と第二金属層）
第二回路層１２３と第二金属層１３３′とは、両面ろうクラッドのブレージングシート２０，２０′及び金属板３０に代えて、片面ろうクラッドのブレージングシート（心材がアルミニウム板）を第一回路層１２１や第一金属層１３１′に接合して形成することもできる。
第二回路層１２３と第二金属層１３３′とは、両面ろうクラッドのブレージングシート２０，２０′及び金属板３０に代えて、片面ろうクラッドのブレージングシート（心材がアルミニウム板）を第一回路層１２１や第一金属層１３１′に接合して形成することもできる。
【実施例0055】
セラミックス基板の一方の面に回路層が形成され、他方の面に金属層（放熱層）が形成された絶縁回路基板において、温度変化に伴う前記回路層における最大の累積相当塑性歪みεをシミュレーションした。
シミュレーションの対象となる絶縁回路基板は、いずれもセラミックス基板の一方の面に接合した第一回路層と、この第一回路層に接合した中間層と、この中間層に接合した第二回路層と、を備えていて、切り欠き部の有無と被覆層の有無とで各モデルは断面構造が相違しており、具体的には図１４（ａ）に示す断面構造を持つ二次元モデル（以下、モデルＡと称す。）と、図１４（ｂ）に示す断面構造を持つ二次元モデル（以下、モデルＢと称す。）と、図１４（ｃ）に示す断面構造を持つ二次元モデル（以下、モデルＣと称す。）である。
また、各モデルＡ，Ｂ，Ｃは、放熱側の構成が同じであり、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合した第一金属層１３１″と、この第一金属層１３１″に接合した中間層１３２″と、この中間層１３２″に接合した第二金属層１３３″、とを備え、これらは端面を揃えて接合されている。
各構成材も各モデルＡ，Ｂ，Ｃで同じであり、第一回路層と第一金属層１３１″とはそれぞれアルミニウム板（４Ｎアルミニウム）からなり、回路側及び放熱側の各中間層はそれぞれアルミニウム板（Ａ３００３のアルミニウム合金）からなり、第二回路層と第二金属層１３３″とはそれぞれアルミニウム板（Ａ６０６３のアルミニウム合金）からなる。
シミュレーションの対象となる絶縁回路基板は、いずれもセラミックス基板の一方の面に接合した第一回路層と、この第一回路層に接合した中間層と、この中間層に接合した第二回路層と、を備えていて、切り欠き部の有無と被覆層の有無とで各モデルは断面構造が相違しており、具体的には図１４（ａ）に示す断面構造を持つ二次元モデル（以下、モデルＡと称す。）と、図１４（ｂ）に示す断面構造を持つ二次元モデル（以下、モデルＢと称す。）と、図１４（ｃ）に示す断面構造を持つ二次元モデル（以下、モデルＣと称す。）である。
また、各モデルＡ，Ｂ，Ｃは、放熱側の構成が同じであり、セラミックス基板１１０の他方の面１１０Ｂに接合した第一金属層１３１″と、この第一金属層１３１″に接合した中間層１３２″と、この中間層１３２″に接合した第二金属層１３３″、とを備え、これらは端面を揃えて接合されている。
各構成材も各モデルＡ，Ｂ，Ｃで同じであり、第一回路層と第一金属層１３１″とはそれぞれアルミニウム板（４Ｎアルミニウム）からなり、回路側及び放熱側の各中間層はそれぞれアルミニウム板（Ａ３００３のアルミニウム合金）からなり、第二回路層と第二金属層１３３″とはそれぞれアルミニウム板（Ａ６０６３のアルミニウム合金）からなる。
【0056】
〇モデルＡの回路層について
図１４（ａ）に示すモデルＡは、第一回路層１２１と中間層１２２″とが切り欠き部１４，２５を備え、且つ第二回路層１２３がオーバーハング部１２３Ｐを備えている。オーバーハング部１２３Ｐが第一回路層１２１及び中間層１２２″の端面１４Ｅ，１２２Ｅ″から張り出す長さを１．０ｍｍとした。さらに、モデルＡは被覆部１２６を備えており、この被覆部１２６はオーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅと出隅部Ｃ２″とセラミックス基板側に露出している面（非接合領域１２３Ｂ）と、入隅部Ｃ１″と、切り欠き部１４，２５の端面１４Ｅ、１２２Ｅ″とを連続的に覆っている。
図１４（ａ）に示すモデルＡは、第一回路層１２１と中間層１２２″とが切り欠き部１４，２５を備え、且つ第二回路層１２３がオーバーハング部１２３Ｐを備えている。オーバーハング部１２３Ｐが第一回路層１２１及び中間層１２２″の端面１４Ｅ，１２２Ｅ″から張り出す長さを１．０ｍｍとした。さらに、モデルＡは被覆部１２６を備えており、この被覆部１２６はオーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅと出隅部Ｃ２″とセラミックス基板側に露出している面（非接合領域１２３Ｂ）と、入隅部Ｃ１″と、切り欠き部１４，２５の端面１４Ｅ、１２２Ｅ″とを連続的に覆っている。
【0057】
【0058】
〇モデルＣの回路層について
図１４（ｃ）に示すモデルＣは、図１４（ｂ）に示すモデルＢと比べて、第一回路層１２７と中間層１２８がそれぞれ切り欠き形状を備えずに形成されていて、第一回路層１２７と中間層１２８との輪郭がモデルＡ，Ｂの第一回路層１２１と中間層１２２″の輪郭と相違し且つ第二回路層１２３の輪郭と同じ形状であり、さらに第一回路層１２７と中間層１２８の各端面１２７Ｅ，１２８Ｅが第二回路層１２３の端面１２３Ｅに揃えて配置されている。
図１４（ｃ）に示すモデルＣは、図１４（ｂ）に示すモデルＢと比べて、第一回路層１２７と中間層１２８がそれぞれ切り欠き形状を備えずに形成されていて、第一回路層１２７と中間層１２８との輪郭がモデルＡ，Ｂの第一回路層１２１と中間層１２２″の輪郭と相違し且つ第二回路層１２３の輪郭と同じ形状であり、さらに第一回路層１２７と中間層１２８の各端面１２７Ｅ，１２８Ｅが第二回路層１２３の端面１２３Ｅに揃えて配置されている。
【0059】
〇シミュレーション内容
絶縁回路基板の温度を変化させて、この温度変化に伴う第一回路層における最大の累積相当塑性歪みεをシミュレーションする。温度変化を行う前の初期状態の温度を６００℃とし、各構成材が６００℃で線膨張係数に従った長さの状態で互いに接合されており、この初期状態での歪みの量（累積相当塑性歪み）は０である。そして、温度６００℃の初期状態から温度変化を始め、具体的には６００℃から２５℃、２５℃から－４０℃、－４０℃から１５０℃、１５０℃から２５℃という４つの連続した温度変化を想定したシミュレーションを実施した。絶縁回路基板の構成材のうち、第一回路層１２１，１２７の歪みの量が最大となる、セラミックス基板１１０との接合端に着目し、その点（モデルＡでは点Ｐ１，モデルＢでは点Ｐ２，モデルＣでは点Ｐ３）で各温度における最大の累積相当塑性歪みεを算出する。なお、シミュレーションツールとしてＡＮＳＹＳ社製の「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ」を用いた。
また、モデルＡについては、その被覆部１２６でのメッシュ生成等に困難な点があるため、被覆部１２６としては図示するように、第二回路層１２３の端面１２３Ｅを覆う被覆部１２６Ａは０．１ｍｍの厚みをもち、第一回路層１２１及び中間層１２２″の端面１４Ｅ，１２２Ｅ″を覆う被覆部１２６Ｂは０．２ｍｍの厚みをもちセラミックス層１１０まで到達しており、さらに被覆部１２６Ｃが被覆部１２６Ａと被覆部１２６Ｂとの間に配置されて、これら矩形状の被覆部１２６Ａ，１２６Ｂ，１２６Ｃが連続体であるとして実際のシミュレーションには適用した。
シミュレーションによって、算出した最大の累積相当塑性歪みεを表１と図１５に示す。
絶縁回路基板の温度を変化させて、この温度変化に伴う第一回路層における最大の累積相当塑性歪みεをシミュレーションする。温度変化を行う前の初期状態の温度を６００℃とし、各構成材が６００℃で線膨張係数に従った長さの状態で互いに接合されており、この初期状態での歪みの量（累積相当塑性歪み）は０である。そして、温度６００℃の初期状態から温度変化を始め、具体的には６００℃から２５℃、２５℃から－４０℃、－４０℃から１５０℃、１５０℃から２５℃という４つの連続した温度変化を想定したシミュレーションを実施した。絶縁回路基板の構成材のうち、第一回路層１２１，１２７の歪みの量が最大となる、セラミックス基板１１０との接合端に着目し、その点（モデルＡでは点Ｐ１，モデルＢでは点Ｐ２，モデルＣでは点Ｐ３）で各温度における最大の累積相当塑性歪みεを算出する。なお、シミュレーションツールとしてＡＮＳＹＳ社製の「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ」を用いた。
また、モデルＡについては、その被覆部１２６でのメッシュ生成等に困難な点があるため、被覆部１２６としては図示するように、第二回路層１２３の端面１２３Ｅを覆う被覆部１２６Ａは０．１ｍｍの厚みをもち、第一回路層１２１及び中間層１２２″の端面１４Ｅ，１２２Ｅ″を覆う被覆部１２６Ｂは０．２ｍｍの厚みをもちセラミックス層１１０まで到達しており、さらに被覆部１２６Ｃが被覆部１２６Ａと被覆部１２６Ｂとの間に配置されて、これら矩形状の被覆部１２６Ａ，１２６Ｂ，１２６Ｃが連続体であるとして実際のシミュレーションには適用した。
シミュレーションによって、算出した最大の累積相当塑性歪みεを表１と図１５に示す。
【0060】
【表1】
【0061】
〇シミュレーション結果
各温度（６００℃，２５℃，－４０℃，１５０℃，２５℃）到達時における累積相当塑性歪みεをモデルＢ，Ｃで比較することで、切り欠き部１４をもたないモデルＣに対して、切り欠き部１４をもつモデルＢで小さいことを確認した。この累積相当塑性歪みεの低減は、モデルＢの第二回路層１２３においてオーバーハング部１２３Ｐが切り欠き部１４から突出していることにより、４Ｎアルミニウムからなる第一回路層１２１にかかる膨張や収縮による応力が低減されていることを示唆している。
さらに、モデルＢに対してモデルＡを比較することにより、モデルＡでは累積相当塑性歪みεが減じられることを確認した。この結果により、ろう材等の金属を含む被覆部１２６がオーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅから切り欠き部１４の端面１４Ｅにわたって形成されていることによって、第一回路層１２１に発生する累積相当塑性歪みεが減少させられることを確認した。なお、モデルＡにおいては、被覆部１２６Ａ，１２６Ｂが矩形状に形成されているとしても、被覆部１２６Ａ，１２６Ｂが第一回路層１２１を構成する４Ｎアルミニウムの硬度よりも高い硬度をもつ金属（例えば、Ａ３００３等）によって構成されることから、モデルＡの応力シミュレーションの結果は、実際に被覆部１２６が滑らかに形成されている構造での結果と同等の力学的環境での現象として扱うことができる。
以上のシミュレーションから、切り欠き構造を絶縁回路基板に適用することによって、使用時の絶縁回路基板の破壊発生確率を低減できることを確認した。
また、４Ｎアルミニウムからなる第一回路層１２１，１２７に発生する累積相当塑性歪みεが閾値を超過したときには、第一回路層１２１，１２７の破断、つまり冷熱信頼性試験における絶縁回路基板の破壊が発生する。この破壊に対しては、モデルＡはろう材等による被覆部１２６が存在することによって、その破壊発生確率を更に減じることができることも確認した。
各温度（６００℃，２５℃，－４０℃，１５０℃，２５℃）到達時における累積相当塑性歪みεをモデルＢ，Ｃで比較することで、切り欠き部１４をもたないモデルＣに対して、切り欠き部１４をもつモデルＢで小さいことを確認した。この累積相当塑性歪みεの低減は、モデルＢの第二回路層１２３においてオーバーハング部１２３Ｐが切り欠き部１４から突出していることにより、４Ｎアルミニウムからなる第一回路層１２１にかかる膨張や収縮による応力が低減されていることを示唆している。
さらに、モデルＢに対してモデルＡを比較することにより、モデルＡでは累積相当塑性歪みεが減じられることを確認した。この結果により、ろう材等の金属を含む被覆部１２６がオーバーハング部１２３Ｐの端面１２３Ｅから切り欠き部１４の端面１４Ｅにわたって形成されていることによって、第一回路層１２１に発生する累積相当塑性歪みεが減少させられることを確認した。なお、モデルＡにおいては、被覆部１２６Ａ，１２６Ｂが矩形状に形成されているとしても、被覆部１２６Ａ，１２６Ｂが第一回路層１２１を構成する４Ｎアルミニウムの硬度よりも高い硬度をもつ金属（例えば、Ａ３００３等）によって構成されることから、モデルＡの応力シミュレーションの結果は、実際に被覆部１２６が滑らかに形成されている構造での結果と同等の力学的環境での現象として扱うことができる。
以上のシミュレーションから、切り欠き構造を絶縁回路基板に適用することによって、使用時の絶縁回路基板の破壊発生確率を低減できることを確認した。
また、４Ｎアルミニウムからなる第一回路層１２１，１２７に発生する累積相当塑性歪みεが閾値を超過したときには、第一回路層１２１，１２７の破断、つまり冷熱信頼性試験における絶縁回路基板の破壊が発生する。この破壊に対しては、モデルＡはろう材等による被覆部１２６が存在することによって、その破壊発生確率を更に減じることができることも確認した。
【符号の説明】
【0062】
１，２ ヒートシンク付き絶縁回路基板
１０ ろう材付き金属板
１１ 金属板
１１Ａ，１２Ａ 面
１２ ろう材層（第一ろう材）
１３ 周縁
１３Ａ，１３Ｂ 長辺縁（直線部）
１３Ｃ，１３Ｄ 短辺縁（直線部）
１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ 角部
１３Ｊ 切り欠き縁
１４ 切り欠き部
１４Ｅ 端面
２０ ブレージングシート
２１ 心材
２２ ろう材層
３０ 金属板
４１ アルミニウム板
５３ Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材箔（第二ろう材）
９０ 第一接合体
１００，１０１，１０２，１０３ 絶縁回路基板
１１０ セラミックス基板
１１０Ａ 面
１１０Ｂ 面
１２０，１２０Ａ、１２０Ｂ，１２０Ｃ 回路層
１２１，１２１′ 第一回路層
１２２ 中間層
１２２Ｂ 非接合領域
１２２Ｐ，１２３Ｐ オーバーハング部
１２３，１２３′ 第二回路層
１２３Ｅ 端面
１２５，１２５′，１２５″ 被覆部
１３０ 金属層
２００ ヒートシンク
１０ ろう材付き金属板
１１ 金属板
１１Ａ，１２Ａ 面
１２ ろう材層（第一ろう材）
１３ 周縁
１３Ａ，１３Ｂ 長辺縁（直線部）
１３Ｃ，１３Ｄ 短辺縁（直線部）
１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ 角部
１３Ｊ 切り欠き縁
１４ 切り欠き部
１４Ｅ 端面
２０ ブレージングシート
２１ 心材
２２ ろう材層
３０ 金属板
４１ アルミニウム板
５３ Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系ろう材箔（第二ろう材）
９０ 第一接合体
１００，１０１，１０２，１０３ 絶縁回路基板
１１０ セラミックス基板
１１０Ａ 面
１１０Ｂ 面
１２０，１２０Ａ、１２０Ｂ，１２０Ｃ 回路層
１２１，１２１′ 第一回路層
１２２ 中間層
１２２Ｂ 非接合領域
１２２Ｐ，１２３Ｐ オーバーハング部
１２３，１２３′ 第二回路層
１２３Ｅ 端面
１２５，１２５′，１２５″ 被覆部
１３０ 金属層
２００ ヒートシンク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
