特開 2024-132437 銅－セラミックス回路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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132437

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】銅－セラミックス回路基板およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20240920BHJP

   H01L 23/13 20060101ALI20240920BHJP

   H05K 1/03 20060101ALI20240920BHJP

   H05K 3/06 20060101ALI20240920BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H01L23/12 D

H01L23/12 C

H05K1/03 610E

H05K1/03 610D

H05K3/06 A

H05K1/02 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043190

(22)【出願日】2023-03-17

(71)【出願人】

【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】菅 峻史

(72)【発明者】

【氏名】結城 整哉

【テーマコード（参考）】

5E338

5E339

【Ｆターム（参考）】

5E338AA01

5E338AA02

5E338AA18

5E338CC08

5E338EE23

5E338EE60

5E339AB06

5E339AD01

5E339AD03

5E339BC02

5E339BD06

5E339BD11

5E339BE13

5E339CC01

5E339CD01

5E339CE12

5E339CE16

5E339CE18

5E339CF16

5E339CF17

5E339GG02

5E339GG10

(57)【要約】

【課題】従来より高い寸法精度（低い寸法ばらつき）に対応することができる、安価な銅－セラミックス回路基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板を用意し、セラミックス基板の一方の面と他方の面に、それぞれろう材を介して回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板の他方の面を接合した後、回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板のそれぞれの一方の面にそれぞれ回路パターン形状と放熱板パターン形状のエッチングレジストを形成して、それぞれ回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板の一部をエッチングすることにより、回路パターン形状の回路パターン銅板１１４と放熱板パターン形状の放熱板パターン銅板１１６がろう材１１８を介してセラミックス基板１２に接合された銅－セラミックス回路基板を製造する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の回路パターン用銅板を用意し、この回路パターン用銅板の他方の面とセラミックス基板の一方の面とをろう材を介して接合した後、前記回路パターン用銅板の一方の面に回路パターン形状のエッチングレジストを形成して前記回路パターン用銅板の一部をエッチングして、回路パターン形状の回路パターン銅板を形成することを特徴とする、銅－セラミックス回路基板の製造方法。

【請求項2】

前記回路パターン用銅板の厚さが０．１～１．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の銅－セラミックス回路基板の製造方法。

【請求項3】

前記回路パターン用銅板が、銅板の一方の面をスキンパス圧延加工または化学研磨処理により表面粗さを小さくすることによって得られることを特徴とする、請求項１に記載の銅－セラミックス回路基板の製造方法。

【請求項4】

前記回路パターン用銅板の一方の面の算術平均粗さＲａが０．０７μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の銅－セラミックス回路基板の製造方法。

【請求項5】

前記回路パターン形状のエッチングレジストが、前記回路パターン用銅板の一方の面にエッチングレジストインクを印刷した後に硬化させることによって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の銅－セラミックス回路基板の製造方法。

【請求項6】

前記セラミックス基板が、窒化アルミニウム、窒化珪素またはアルミナからなることを特徴とする、請求項１に記載の銅－セラミックス回路基板の製造方法。

【請求項7】

前記ろう材が、銀および銅を含み、活性金属としてＴｉまたはＺｒを含むことを特徴とする、請求項１に記載の銅－セラミックス回路基板の製造方法。

【請求項8】

前記回路パターン用銅板の他方の面と前記セラミックス基板の一方の面とをろう材を介して接合する際に、前記セラミックス基板の他方の面にろう材を介して放熱板パターン用銅板を接合し、この放熱板パターン用銅板の表面に放熱板パターン形状のエッチングレジストを形成して前記放熱板パターン用銅板の一部をエッチングして、放熱板パターン形状の放熱板パターン銅板を形成することを特徴とする、請求項１に記載の銅－セラミックス回路基板の製造方法。

【請求項9】

一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の回路パターン銅板の他方の面がセラミックス基板の一方の面にろう材を介して接合されていることを特徴とする、銅－セラミックス回路基板。

【請求項10】

一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の放熱板パターン銅板の他方の面がセラミックス基板の他方の面にろう材を介して接合されていることを特徴とする、請求項９に記載の銅－セラミックス回路基板。

【請求項11】

前記回路パターン銅板の厚さが０．１～１．０ｍｍであることを特徴とする、請求項９に記載の銅－セラミックス回路基板。

【請求項12】

前記回路パターン銅板の一方の面の算術平均粗さＲａが０．０７μｍ以下であることを特徴とする、請求項９に記載の銅－セラミックス回路基板。

【請求項13】

前記セラミックス基板が、窒化アルミニウム、窒化珪素またはアルミナからなることを特徴とする、請求項９に記載の銅－セラミックス回路基板。

【請求項14】

前記ろう材が、銀および銅を含み、活性金属としてＴｉまたはＺｒを含むことを特徴とする、請求項９に記載の銅－セラミックス回路基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、銅－セラミックス回路基板およびその製造方法に関し、特に、ろう材によりセラミックス基板に回路パターン銅板が接合された銅－セラミックス回路基板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気自動車、電車、工作機械などの大電力を制御するために、パワーモジュールが使用されている。このようなパワーモジュール用の絶縁基板として、セラミックス基板の一方の面に所定の回路パターンを有するＣｕやＡｌなどからなる金属回路板を接合した金属－セラミックス回路基板が使用されている。このような金属－セラミックス回路基板では、金属回路板上にＳｉ半導体のようなパワー半導体が搭載され、セラミックス基板の他方の面には、通常、金属放熱板が接合されている。

【0003】

近年、パワー半導体として、従来のＳｉ半導体に代えて、ＳｉＣ半導体やＧａＮ半導体などのワイドバンドギャップ半導体が採用され始めている。このようなワイドバンドギャップ半導体は、オン抵抗が低いため、従来のＳｉ半導体のチップと比べてより小型のチップでもＳｉ半導体と同等の電力を制御することが可能になる。そのため、パワーモジュール用の金属－セラミックス回路基板の配線パターンのスペース（ラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ））を従来よりも微細化することが求められている。

【0004】

また、金属－セラミックス回路基板の製造方法として、セラミックス基板の少なくとも一方の面にろう材を介して金属板を接合した後、金属板を所定形状にエッチングし、次いで、エッチングによって露出したろう材などをキレート試薬および過酸化水素水を含有する薬液またはキレート試薬、過酸化水素水およびアルカリを含有する薬液で除去することによって、セラミックス回路基板を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

また、絶縁体の少なくとも一方の面に金属層を形成して金属－絶縁体複合部材を得た後に、金属層の少なくとも一部をミリング加工することによりパターンを形成することによって、回路基板を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0006】

また、セラミックス基板の一方の面の略全面に、活性金属含有ろう材を塗布し、この活性金属含有ろう材の上に金属板を配置して、セラミックス基板に金属板を接合した後、金属板の略全面にレジストを形成し、このレジストにレーザー照射することによりレジストの所定の部分を除去して回路パターン形成用レジストを形成し、金属板の不要な部分をエッチングした後、回路パターン形成用レジストを除去して複数の回路パターンを形成するとともに、活性金属含有ろう材の不要な部分を除去し、その後、セラミックス基板の一方の面の隣接する回路パターンの間にスクライブラインを形成し、このスクライブラインに沿ってセラミックス基板を分割することにより、複数の金属－セラミックス接合回路基板を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００３－６０１１１号公報（段落番号０００６）

【特許文献2】特開２００４－２９６６１９号公報（段落番号０００８）

【特許文献3】特開２０１９－６７８５４号公報（段落番号００１２）

【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１および２の方法では、近年のパワーモジュール用の金属－セラミックス回路基板に求められている配線パターンのスペース（ラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ））の微細化に対応するために、より高い寸法精度（低い寸法ばらつき）に対応することができなかった。また、特許文献２および３の方法では、製造工程が多く、生産性やコスト面で十分ではなかった。

【0009】

したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、従来より高い寸法精度（低い寸法ばらつき）に対応することができる、安価な銅－セラミックス回路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】

【0010】

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、一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の回路パターン用銅板を用意し、この回路パターン用銅板の他方の面とセラミックス基板の一方の面とをろう材を介して接合した後、前記回路パターン用銅板の一方の面に回路パターン形状のエッチングレジストを形成して前記回路パターン用銅板の一部をエッチングして、回路パターン形状の回路パターン銅板を形成することにより、従来より高い寸法精度（低い寸法ばらつき）に対応することができる、安価な銅－セラミックス回路基板を製造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。

【0011】

すなわち、本発明による銅－セラミックス回路基板の製造方法は、一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の回路パターン用銅板を用意し、この回路パターン用銅板の他方の面とセラミックス基板の一方の面とをろう材を介して接合した後、前記回路パターン用銅板の一方の面に回路パターン形状のエッチングレジストを形成して前記回路パターン用銅板の一部をエッチングして、回路パターン形状の回路パターン銅板を形成することを特徴とする。

【0012】

この銅－セラミックス回路基板の製造方法において、回路パターン用銅板の厚さが０．１～１．０ｍｍであるのが好ましく、回路パターン用銅板が、銅板の一方の面をスキンパス圧延加工または化学研磨処理により表面粗さを小さくすることによって得られるのが好ましい。また、回路パターン用銅板の一方の面の算術平均粗さＲａが０．０７μｍ以下であるのが好ましく、回路パターン形状のエッチングレジストが、回路パターン用銅板の一方の面にエッチングレジストインクを印刷した後に硬化させることによって形成されるのが好ましい。また、セラミックス基板が、窒化アルミニウム、窒化珪素またはアルミナからなるのが好ましく、ろう材が、銀および銅を含み、活性金属としてＴｉまたはＺｒを含むのが好ましい。また、回路パターン用銅板の他方の面とセラミックス基板の一方の面とをろう材を介して接合する際に、セラミックス基板の他方の面にろう材を介して放熱板パターン用銅板を接合し、この放熱板パターン用銅板の表面に放熱板パターン形状のエッチングレジストを形成して放熱板パターン用銅板の一部をエッチングして、放熱板パターン形状の放熱板パターン銅板を形成するのが好ましい。

【0013】

本発明による銅－セラミックス回路基板は、一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の回路パターン銅板の他方の面がセラミックス基板の一方の面にろう材を介して接合されていることを特徴とする。

【0014】

この銅－セラミックス回路基板において、一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の放熱板パターン銅板の他方の面がセラミックス基板の他方の面にろう材を介して接合されているのが好ましい。また、回路パターン銅板の厚さが０．１～１．０ｍｍであるのが好ましく、回路パターン銅板の一方の面の算術平均粗さＲａが０．０７μｍ以下であるのが好ましい。また、セラミックス基板が、窒化アルミニウム、窒化珪素またはアルミナからなるのが好ましく、ろう材が、銀および銅を含み、活性金属としてＴｉまたはＺｒを含むのが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、従来より高い寸法精度（低い寸法ばらつき）に対応することができる、安価な銅－セラミックス回路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】

【0016】

【図1】本発明による銅－セラミックス回路基板の実施の形態の製造工程において、ろう材を介して銅板をセラミックス基板に接合した状態（銅－セラミックス接合基板）を示す平面図である。

【図2】図１の銅－セラミックス接合基板のＩＩ－ＩＩ千断面図である。

【図3】本発明による銅－セラミックス回路基板の実施の形態の製造工程において、銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上に回路パターン形状のエッチングレジストを形成した状態を示す平面図である。

【図4】本発明による銅－セラミックス回路基板の実施の形態の製造工程において、銅－セラミックス接合基板の放熱板パターン用銅板上に放熱板パターン形状のエッチングレジストを形成した状態を示す平面図である。

【図5】本発明による銅－セラミックス回路基板の実施の形態により製造される銅－セラミックス回路基板の平面図である。

【図6】図５の銅－セラミックス接合基板のＶＩ－ＶＩ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照して、本発明による銅－セラミックス回路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。

【0018】

本発明による銅－セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態では、図１および図２に示すように、それぞれ一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６を用意し、これらの回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６のぞれぞれの他方の面をセラミックス基板１２の各々の面にろう材１８を介して接合することにより、銅－セラミックス接合基板１０を作製する。

【0019】

次に、図３に示すように、回路パターン用銅板１４の一方の面に回路パターン形状のエッチングレジスト２０を形成するとともに、図４に示すように、放熱板パターン用銅板１６の一方の面に放熱板パターン形状のエッチングレジスト２２を形成する。

【0020】

次に、図５および図６に示すように、回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６の一部をエッチングして、回路パターン形状の回路パターン銅板１１４および放熱板パターン形状の放熱板パターン銅板１１６を形成することにより、本発明による銅－セラミックス回路基板の実施の形態として、ろう材１１８を介して回路パターン銅板１１４および放熱板パターン銅板１１６がセラミックス基板１２に接合した銅－セラミックス回路基板１００を作製する。

【0021】

セラミックス基板１２は、その基板上の回路パターン間や基板の表裏間の絶縁性を維持する材料からなり、セラミックス基板１２として、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス基板、窒化珪素を主成分とするセラミックス基板などの非酸化物系セラミックス基板、アルミナなどを主成分とする酸化物系セラミックス基板を使用することができる。セラミックス基板１２の大きさは、長さ５～２００ｍｍ、幅５～２００ｍｍ、厚さ０．２～３．０ｍｍの大きさであるのが好ましく、さらに、長さ１０～１００ｍｍ、幅１０～１００ｍｍ、厚さ０．２５～２．０ｍｍの大きさであるのが好ましい。

【0022】

回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６は、無酸素銅板（Ｃ１０２０）などからなる圧延銅板であるのが好ましく、それらの一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下であるのが好ましく、０．０７μｍ以下であるのがさらに好ましい。また、回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６の他方の面の算術平均粗さＲａは、０．１μｍ以下でもよく、０．０７μｍ以下でもよい。なお、パワーモジュール用の銅－セラミックス接合基板１０に使用される回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６の厚さは、０．１～１．０ｍｍ程度であるが、このような圧延銅板の表面（板面）の算術平均粗さＲａは０．１μｍを超えており、通常は０．１５～０．３μｍ程度である。すなわち、通常の圧延工程でこのような圧延銅板の表面（板面）の算術平均粗さＲａを０．１μｍにすることはできないので、このような圧延銅板を、それぞれ一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６として使用する場合には、回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６のそれぞれの一方の面の表面粗さを、スキンパス圧延加工などの調質圧延加工や、化学研磨処理などにより小さくして平滑な表面にする必要がある。このように、それぞれ一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６を使用し、回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６のぞれぞれの他方の面をセラミックス基板１２の各々の面にろう材１８を介して接合し、回路パターン用銅板１４の一方の面に回路パターン形状のエッチングレジスト２０を形成するとともに、放熱板パターン用銅板１６の一方の面に放熱板パターン形状のエッチングレジスト２２を形成した後、回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６の一部をエッチングして、回路パターン形状の回路パターン銅板１１４および放熱板パターン形状の放熱板パターン銅板１１６を形成すれば、非常に高い寸法精度（著しく低い寸法ばらつき）の回路パターン銅板１１４および放熱板パターン銅板１１６を得ることができる。なお、回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６のそれぞれ一方の面の算術平均粗さＲａは、製造コストの面から、０．０１μｍ以上であるのが好ましい。

【0023】

セラミックス基板１２と回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６とを接合する接合材としてのろう材１８は、主成分としてＡｇとＣｕを含有し、活性金属としてＴｉまたはＺｒを含有する、所謂Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系またはＡｇ－Ｃｕ－Ｚｒ系の活性金属含有ろう材であるのが好ましい。Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系またはＡｇ－Ｃｕ－Ｚｒ系の活性金属含有ろう材を使用する場合、ろう材中のＡｇの含有量（ろう材に含まれる金属成分の総質量に対するＡｇの質量の割合）は、特に限定されないが、接合強度などの信頼性を向上させる観点から、３０～９５質量％であるのが好ましく、５０～９０質量％であるのがさらに好ましく、６５～９０質量％であるのが最も好ましい。また、ろう材中の活性金属成分の含有量（ろう材に含まれる金属成分の総質量に対する活性金属成分の質量の割合）は、１．０～７．０質量％であるのが好ましく、１．５～６．５質量％であるのがさらに好ましい。このようなろう材を使用することにより、セラミックス基板１２と回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６との接合強度を向上させることができる。なお、活性金属含有ろう材として、Ａｇ－Ｃｕ系の活性金属含有ろう材を使用する場合には、Ａｇと活性金属成分以外の（残部の）金属成分の含有量がＣｕの含有量になる。また、ろう材１８としてペースト状や箔状のろう材を使用することができるが、製造コストや作業性の観点から、ペースト状のろう材を使用するのが好ましい。ペースト状のろう材を使用する場合は、例えば、スクリーン印刷法などにより、セラミックス基板１２上に塗布した後、大気中または不活性ガス雰囲気中において２００℃以下で乾燥させることにより、セラミックス基板１２上にろう材１８を形成することができる。ろう材１８の厚さは、特に限定されないが、銅－セラミックス接合基板１０の耐熱衝撃性および接合強度を確保する観点から、３～５０μｍであるのが好ましく、５～２０μｍであるのがさらに好ましい

【0024】

回路パターン形状のエッチングレジスト２０および放熱板パターン形状のエッチングレジスト２２は、例えば、スクリーン印刷法、ラミネート法、フォトマスク法などの公知の方法により印刷して硬化させることにより形成するのが好ましいが、生産性の観点から、エッチングレジストインクをスクリーン印刷により印刷して硬化させることにより形成するのが好ましい。エッチングレジストインクとしては、紫外線硬化アルカリ剥離型のエッチングレジストインクを使用するのが好ましい。

【0025】

回路パターン用銅板１４および放熱板パターン用銅板１６の一部（不要な部分）（エッチングレジストが形成されていない回路パターン銅板１１４および放熱板パターン銅板１１６の部分）をエッチングは、公知のエッチング液、例えば、塩化第二銅、塩化鉄または過酸化水素水を含有するエッチング液を除去し、次いで、フッ化水素酸やキレート剤などを使用して、（回路パターン銅板１１４および放熱板パターン銅板１１６の周囲のセラミックス基板１２の表面に残存する）不要なろう材を除去することにより、所望の回路パターン銅板１１４および放熱板パターン銅板１１６を形成して、銅－セラミックス回路基板１００を製造する。なお、このようにして製造された銅－セラミックス回路基板１００の回路パターン銅板１１４や放熱板パターン銅板１１６の表面を、無電解Ｎｉ－Ｐめっきや電気Ｎｉめっきなどによりめっきしてもよい。

【0026】

なお、回路パターン形状のエッチングレジスト２０を、例えばスクリーン印刷法により形成する場合に、回路パターン用銅板１４の表面の凹凸が大きいと、エッチングレジストインクの広がりの差が場所により大きくなり、エッチングレジスト２０と回路パターン銅板１１４の寸法ばらつきが増大すると考えられる。

【0027】

上記の本発明による銅－セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態に製造された本発明による銅－セラミックス回路基板の実施の形態では、一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の回路パターン銅板の他方の面がセラミックス基板の一方の面にろう材を介して接合されているとともに、好ましくは、一方の面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下の放熱板パターン銅板の他方の面がセラミックス基板の他方の面にろう材を介して接合されている。

【0028】

この銅－セラミックス回路基板の実施の形態において、回路パターン銅板１１４の厚さが０．１～１．０ｍｍであるのが好ましく、回路パターン銅板１１４の一方の面の算術平均粗さＲａが０．０７μｍ以下であるのが好ましい。また、セラミックス基板１２が、窒化アルミニウム、窒化珪素またはアルミナからなるのが好ましく、ろう材１８が、銀および銅を含み、活性金属としてＴｉまたはＺｒを含むのが好ましい。

【実施例0029】

以下、本発明による銅－セラミックス回路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。

【0030】

［実施例１］
セラミックス基板として、６８ｍｍ×６８ｍｍ×０．３８ｍｍの大きさの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板）を用意した。このＡｌＮ基板には、３４ｍｍ×３４ｍｍ×０．３８ｍｍの大きさの４つの基板に分割することができるように、分割ライン（分割溝）が設けられていた。

【0031】

また、回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板として、７０ｍｍ×７０ｍｍ×０．１５ｍｍの大きさの無酸素銅板（Ｃ１０２０－１／２Ｈ）を用意し、（圧延ロールの表面粗さと圧延時の負荷を調整して）スキンパス圧延加工を行うことによって、銅板の表面粗さを小さくした。この銅板の一方の面の表面粗さをＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１）に基づいて、レーザーマイクロスコープ（株式会社キーエンス製のＶＫ－Ｘ１０００）により、カットオフ値λｓ＝２．５μｍ、λｃ＝０．８ｍｍ、（水平）測定距離＝２００μｍとして測定したところ、銅板の一方の面の算術平均粗さＲａは０．０２８μｍであった。
また、セラミックス基板と銅板を接合するためのろう材として、活性金属としてＴｉを含有するＡｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系のろう材ペースト（質量比Ａｇ：Ｃｕ：Ｔｉ＝８８：１０：２）を用意した。

【0032】

次に、上記のセラミックス基板の両面の略全面に上記のろう材をスクリーン印刷により塗布し、大気中でろう材を乾燥して、セラミックス基板の両面にろう材を形成した。

【0033】

次に、上記のセラミックス基板の両面のろう材上に、上記の回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板をそれぞれ銅板の他方の面がろう材に当接するように配置して積層体とし、この積層体を８３０℃の真空炉中で加熱した後、冷却して、セラミックス基板の両面にろう材を介してそれぞれ回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板が接合した銅－セラミックス接合基板を作製した。

【0034】

次に、上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板の表面に、それぞれ回路パターン形状および放熱板パターン形状の紫外線硬化型アルカリ剥離エッチングレジストインクをスクリーン印刷により塗布し、紫外線により硬化して、回路パターン用銅板上および放熱板パターン用銅板上にエッチングレジストを形成した。

【0035】

次に、回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板の不要部分（エッチングレジストで被覆されていない部分）を、塩化銅を含むエッチング液によりエッチング除去した後、水酸化ナトリウム水溶液によりエッチングレジストを剥離除去して、回路パターン銅板および放熱板パターン銅板を形成した。

【0036】

次に、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を含むエッチング液により、セラミックス基板上の回路パターン銅板および放熱板パターン銅板の周囲に残存する不要なろう材をエッチング除去した後、セラミックス基板に設けられた分割ラインに沿って４つに分割して、セラミックス基板の両面にそれぞれ回路パターン銅板および放熱板パターン銅板が接合した４つの銅－セラミックス回路基板を作製した。

【0037】

なお、上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上および放熱板パターン用銅板上にエッチングレジストを形成した後、回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板の不要部分をエッチング除去する前に、回路パターン用銅板上のエッチングレジストの密着性を評価するために、上記の銅－セラミックス接合基板を１０個用意し、それぞれの銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの表面に、カッターにより２ｍｍ角の２５個の升目を形成した後、粘着テープ（ニチバン製のセロハンテープ）を貼り付けて、ＪＩＳ Ｈ８５０４に準じてクロスカットテープピーリングテストを行い、エッチングレジストの剥離の有無を目視によって評価したところ、１０個の銅－セラミックス接合基板のいずれも、エッチングレジストの２５個の升目の全てが剥離しておらず、エッチングレジストの密着性が非常に良好であった。

【0038】

また、上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上および放熱板パターン用銅板上にエッチングレジストを形成した後、回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板の不要部分をエッチング除去する前に、回路パターン用銅板上のエッチングレジストの寸法ばらつきを評価するために、上記の銅－セラミックス接合基板を１０個用意し、隣接するエッチングレジストの間（回路パターン間）の寸法を高精度画像寸法測定器（株式会社キーエンス製の高精度画像寸法測定器ＬＭ－１０００）を用いて測定したところ、隣接するエッチングレジストの間（回路パターン間）の寸法（狙い値は０．５ｍｍ）の平均は０．５３３ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．００７ｍｍ、標準偏差は０．００３ｍｍであり、エッチングレジストの寸法ばらつきは非常に小さかった。

【0039】

また、作製した銅－セラミックス回路基板の回路パターン銅板上の回路パターンの寸法ばらつきを評価するために、上記の銅－セラミックス回路基板を１０個用意し、隣接する回路パターン間の寸法を高精度画像寸法測定器（株式会社キーエンス製の高精度画像寸法測定器ＬＭ－１０００）を用いて測定したところ、隣接する回路パターンの間の寸法（狙い値は０．８ｍｍ）の平均は０．８２８ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．０２６ｍｍ、標準偏差は０．００９ｍｍであり、回路パターンの寸法ばらつきは非常に小さかった。

【0040】

［実施例２］
セラミックス基板として、３４ｍｍ×３４ｍｍ×０．６４ｍｍの大きさの４つの基板に分割することができるように分割ライン（分割溝）が設けられた６８ｍｍ×６８ｍｍ×０．６４ｍｍの大きさの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板を使用し、回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板として、７０ｍｍ×７０ｍｍ×０．２５ｍｍの大きさの無酸素銅板（Ｃ１０２０－１／２Ｈ）を使用し、銅板の一方の面の算術平均粗さＲａが０．０３８μｍになるように、スキンパス圧延加工を行うことによって銅板の表面粗さを小さくした以外は、実施例１と同様の方法により、銅－セラミックス接合基板を作製し、銅－セラミックス回路基板を作製した。

【0041】

上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの密着性を実施例１と同様の方法により評価したところ、１０個の銅－セラミックス接合基板のいずれも、エッチングレジストの２５個の升目の全てが剥離しておらず、エッチングレジストの密着性が非常に良好であった。

【0042】

また、上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの寸法ばらつきを実施例１と同様の方法により評価したところ、隣接するエッチングレジストの間（回路パターン間）の寸法（狙い値は０．５ｍｍ）の平均は０．５３２ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．００８ｍｍ、標準偏差は０．００４ｍｍであり、エッチングレジストの寸法ばらつきは非常に小さかった。

【0043】

また、上記の銅－セラミックス回路基板の回路パターン銅板上の回路パターンの寸法ばらつきを実施例１と同様の方法により評価したところ、隣接する回路パターンの間の寸法（狙い値は０．８ｍｍ）の平均は０．８２９ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．０３６ｍｍ、標準偏差は０．０１１ｍｍであり、回路パターンの寸法ばらつきは非常に小さかった。

【0044】

［実施例３］
セラミックス基板として、３４ｍｍ×３４ｍｍ×１．０ｍｍの大きさの４つの基板に分割することができるように分割ライン（分割溝）が設けられた６８ｍｍ×６８ｍｍ×１．０ｍｍの大きさの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板を使用し、回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板として、７０ｍｍ×７０ｍｍ×０．４０ｍｍの大きさの無酸素銅板（Ｃ１０２０－１／２Ｈ）を使用し、銅板の一方の面の算術平均粗さＲａが０．０４７μｍになるように、スキンパス圧延加工を行うことによって銅板の表面粗さを小さくした以外は、実施例１と同様の方法により、銅－セラミックス接合基板を作製し、銅－セラミックス回路基板を作製した。

【0045】

上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの密着性を実施例１と同様の方法により評価したところ、１０個の銅－セラミックス接合基板のいずれも、エッチングレジストの２５個の升目の全てが剥離しておらず、エッチングレジストの密着性が非常に良好であった。

【0046】

また、上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの寸法ばらつきを実施例１と同様の方法により評価したところ、隣接するエッチングレジストの間（回路パターン間）の寸法（狙い値は０．５ｍｍ）の平均は０．５２８ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．０１１ｍｍ、標準偏差は０．００４ｍｍであり、エッチングレジストの寸法ばらつきは非常に小さかった。

【0047】

また、上記の銅－セラミックス回路基板の回路パターン銅板上の回路パターンの寸法ばらつきを実施例１と同様の方法により評価したところ、隣接する回路パターンの間の寸法（狙い値は０．８ｍｍ）の平均は０．８３０ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．０４２ｍｍ、標準偏差は０．０１３ｍｍであり、回路パターンの寸法ばらつきは非常に小さかった。

【0048】

［実施例４］
セラミックス基板として、３４ｍｍ×３４ｍｍ×０．３２ｍｍの大きさの４つの基板に分割することができるように分割ライン（分割溝）が設けられた６８ｍｍ×６８ｍｍ×０．３２ｍｍの大きさの窒化珪素基板を使用し、回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板として、７０ｍｍ×７０ｍｍ×０．８０ｍｍの大きさの無酸素銅板（Ｃ１０２０－１／２Ｈ）を使用し、銅板の一方の面の算術平均粗さＲａが０．０９２μｍになるように、スキンパス圧延加工を行うことによって銅板の表面粗さを小さくした以外は、実施例１と同様の方法により、銅－セラミックス接合基板を作製し、銅－セラミックス回路基板を作製した。

【0049】

上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの密着性を実施例１と同様の方法により評価したところ、１０個の銅－セラミックス接合基板のいずれも、エッチングレジストの２５個の升目の全てが剥離しておらず、エッチングレジストの密着性が非常に良好であった。

【0050】

また、上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの寸法ばらつきを実施例１と同様の方法により評価したところ、隣接するエッチングレジストの間（回路パターン間）の寸法（狙い値は０．５ｍｍ）の平均は０．５３５ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．０１３ｍｍ、標準偏差は０．００５ｍｍであり、エッチングレジストの寸法ばらつきは非常に小さかった。

【0051】

また、上記の銅－セラミックス回路基板の回路パターン銅板上の回路パターンの寸法ばらつきを実施例１と同様の方法により評価したところ、隣接する回路パターンの間の寸法（狙い値は０．８ｍｍ）の平均は０．８３６ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．０５２ｍｍ、標準偏差は０．０１４ｍｍであり、回路パターンの寸法ばらつきは非常に小さかった。

【0052】

［比較例１］
回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板として、７０ｍｍ×７０ｍｍ×０．２５ｍｍの大きさで表面の算術平均粗さＲａが０．１４６μｍの無酸素銅板（Ｃ１０２０－１／２Ｈ）を使用し、銅板の表面のスキンパス圧延加工を行わなかった以外は、実施例２と同様の方法により、銅－セラミックス接合基板を作製し、銅－セラミックス回路基板を作製した。

【0053】

上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの密着性を実施例１と同様の方法により評価したところ、１０個の銅－セラミックス接合基板のいずれも、エッチングレジストの２５個の升目の全てが剥離しておらず、エッチングレジストの密着性が非常に良好であった。

【0054】

また、上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの寸法ばらつきを実施例１と同様の方法により評価したところ、隣接するエッチングレジストの間（回路パターン間）の寸法（狙い値は０．５ｍｍ）の平均は０．５５２ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．０６０ｍｍ、標準偏差は０．０１４ｍｍであり、エッチングレジストの寸法ばらつきは大きかった。

【0055】

また、上記の銅－セラミックス回路基板の回路パターン銅板上の回路パターンの寸法ばらつきを実施例１と同様の方法により評価したところ、隣接する回路パターンの間の寸法（狙い値は０．８ｍｍ）の平均は０．８５０ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．１０３ｍｍ、標準偏差は０．０２０ｍｍであり、回路パターンの寸法ばらつきは非常に大きかった。

【0056】

［比較例２］
回路パターン用銅板および放熱板パターン用銅板として、７０ｍｍ×７０ｍｍ×０．２５ｍｍの大きさで表面の算術平均粗さＲａが０．２４６μｍの無酸素銅板（Ｃ１０２０－１／２Ｈ）を使用し、銅板の表面のスキンパス圧延加工を行わなかった以外は、実施例２と同様の方法により、銅－セラミックス接合基板を作製し、銅－セラミックス回路基板を作製した。

【0057】

上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの密着性を実施例１と同様の方法により評価したところ、１０個の銅－セラミックス接合基板のいずれも、エッチングレジストの２５個の升目の全てが剥離しておらず、エッチングレジストの密着性が非常に良好であった。

【0058】

また、上記の銅－セラミックス接合基板の回路パターン用銅板上のエッチングレジストの寸法ばらつきを実施例１と同様の方法により評価したところ、隣接するエッチングレジストの間（回路パターン間）の寸法（狙い値は０．５ｍｍ）の平均は０．５５０ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．０９２ｍｍ、標準偏差は０．０２１ｍｍであり、エッチングレジストの寸法ばらつきは大きかった。

【0059】

また、上記の銅－セラミックス回路基板の回路パターン銅板上の回路パターンの寸法ばらつきを実施例１と同様の方法により評価したところ、隣接する回路パターンの間の寸法（狙い値は０．８ｍｍ）の平均は０．８５５ｍｍ、最大値と最小値の差（ばらつき範囲）は０．１８０ｍｍ、標準偏差は０．０３０ｍｍであり、回路パターンの寸法ばらつきは非常に大きかった。

【符号の説明】

【0060】

１０ 銅－セラミックス接合基板
１２ セラミックス基板
１４ 回路パターン用銅板
１６ 放熱板パターン用銅板
１８ ろう材
２０ 回路パターン形状のエッチングレジスト
２２ 放熱板パターン形状のエッチングレジスト
１００ 銅－セラミックス回路基板
１１４ 回路パターン銅板
１１６ 放熱板パターン銅板
１１８ ろう材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】