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特開2024-59207金属－セラミックス接合基板、金属－セラミックス接合基板の製造方法、および、パワーモジュール
(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】P2024059207
(43)【公開日】2024-05-01
(54)【発明の名称】金属－セラミックス接合基板、金属－セラミックス接合基板の製造方法、および、パワーモジュール
(51)【国際特許分類】
H01L 23/13 20060101AFI20240423BHJP
H01L 23/12 20060101ALI20240423BHJP
H01L 23/36 20060101ALI20240423BHJP
H01L 25/04 20230101ALI20240423BHJP
H05K 1/02 20060101ALI20240423BHJP
【ＦＩ】
H01L23/12 C
H01L23/12 J
H01L23/36 C
H01L25/04 Z
H05K1/02 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022166744
(22)【出願日】2022-10-18
(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】100091362
【弁理士】
【氏名又は名称】阿仁屋 節雄
(74)【代理人】
【識別番号】100161034
【弁理士】
【氏名又は名称】奥山 知洋
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 歩
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 栄太郎
【テーマコード（参考）】
5E338
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E338AA01
5E338AA18
5E338CC08
5E338EE02
5E338EE28
5F136BB04
5F136DA27
5F136FA03
5F136FA16
5F136FA82
5F136GA02
(57)【要約】
【課題】割れがなく、反りの小さい大型の金属－セラミックス接合基板、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】１枚の放熱側Ｃｕ板と、放熱側Ｃｕ板の一方の主面上に、ろう材を介して一方の主面が接合された複数のＡｌＮ基板と、複数のＡｌＮ基板のそれぞれの他方の主面上に、ろう材を介して接合された複数の回路パターンＣｕ板と、を有する金属－セラミックス接合基板。
【選択図】図１
【解決手段】１枚の放熱側Ｃｕ板と、放熱側Ｃｕ板の一方の主面上に、ろう材を介して一方の主面が接合された複数のＡｌＮ基板と、複数のＡｌＮ基板のそれぞれの他方の主面上に、ろう材を介して接合された複数の回路パターンＣｕ板と、を有する金属－セラミックス接合基板。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１枚の放熱側Ｃｕ板と、
前記放熱側Ｃｕ板の一方の主面上に、
ろう材を介して一方の主面が接合された複数のＡｌＮ基板と、
前記複数のＡｌＮ基板のそれぞれの他方の主面上に、
ろう材を介して接合された複数の回路パターンＣｕ板と、
を有する金属－セラミックス接合基板。
前記放熱側Ｃｕ板の一方の主面上に、
ろう材を介して一方の主面が接合された複数のＡｌＮ基板と、
前記複数のＡｌＮ基板のそれぞれの他方の主面上に、
ろう材を介して接合された複数の回路パターンＣｕ板と、
を有する金属－セラミックス接合基板。
【請求項2】
前記放熱側Ｃｕ板の他方の主面の面積が、２５ｃｍ２以上である、
請求項１に記載の金属－セラミックス接合基板。
請求項１に記載の金属－セラミックス接合基板。
【請求項3】
前記放熱側Ｃｕ板および前記回路パターンＣｕ板の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、
請求項１または請求項２に記載の金属－セラミックス接合基板。
請求項１または請求項２に記載の金属－セラミックス接合基板。
【請求項4】
前記複数のＡｌＮ基板の熱伝導率が、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
請求項１または請求項２に記載の金属－セラミックス接合基板。
請求項１または請求項２に記載の金属－セラミックス接合基板。
【請求項5】
前記放熱側Ｃｕ板と前記回路パターンＣｕ板との間の絶縁耐力が２．５ｋＶ以上であり、
前記放熱側Ｃｕ板の他方の主面における下記式（１）で表される反り換算値が０ｍｍ以上２．５×１０－３ｍｍ以下である、
請求項１または請求項２に記載の金属－セラミックス接合基板。
反り換算値（ｍｍ）＝放熱側Ｃｕ板の反り量（ｍｍ）×ＡｌＮ基板の厚さ（ｍｍ）／放熱側Ｃｕ板の対角線長さ（ｍｍ）・・・（１）
前記放熱側Ｃｕ板の他方の主面における下記式（１）で表される反り換算値が０ｍｍ以上２．５×１０－３ｍｍ以下である、
請求項１または請求項２に記載の金属－セラミックス接合基板。
反り換算値（ｍｍ）＝放熱側Ｃｕ板の反り量（ｍｍ）×ＡｌＮ基板の厚さ（ｍｍ）／放熱側Ｃｕ板の対角線長さ（ｍｍ）・・・（１）
【請求項6】
１枚の放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の一方の主面上に、
複数のＡｌＮ基板の一方の主面をろう材を介して配置するとともに、
前記複数のＡｌＮ基板のそれぞれの他方の主面上に、
複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の一方の主面をろう材を介して配置して、
前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板、前記複数のＡｌＮ基板、前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板がそれぞれろう材を介して順に積層された積層体を形成する工程と、
前記積層体の厚さ方向に０．００１ｋｇｆ／ｃｍ２以上０．１ｋｇｆ／ｃｍ２以下の応力を加えた状態で加熱した後、
前記積層体を冷却し、前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板、前記複数のＡｌＮ基板、前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板をそれぞれろう材を介して接合する工程と、を有する金属－セラミックス接合基板の製造方法。
複数のＡｌＮ基板の一方の主面をろう材を介して配置するとともに、
前記複数のＡｌＮ基板のそれぞれの他方の主面上に、
複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の一方の主面をろう材を介して配置して、
前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板、前記複数のＡｌＮ基板、前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板がそれぞれろう材を介して順に積層された積層体を形成する工程と、
前記積層体の厚さ方向に０．００１ｋｇｆ／ｃｍ２以上０．１ｋｇｆ／ｃｍ２以下の応力を加えた状態で加熱した後、
前記積層体を冷却し、前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板、前記複数のＡｌＮ基板、前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板をそれぞれろう材を介して接合する工程と、を有する金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項7】
前記複数のＡｌＮ基板に接合された前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の他方の主面上に、所定の回路パターンに対応するエッチングレジストを形成した後、エッチングにより前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の一部を除去し、複数の回路パターンＣｕ板を形成する工程をさらに有する、
請求項６に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
請求項６に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項8】
前記複数のＡｌＮ基板が接合された前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の他方の主面上に、所定の形状のエッチングレジストを形成した後、エッチングにより前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の一部を除去し、放熱側Ｃｕ板を形成する工程をさらに有する、
請求項６または請求項７に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
請求項６または請求項７に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項9】
前記放熱側Ｃｕ板の他方の主面の面積が、２５ｃｍ２以上である、
請求項８に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
請求項８に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項10】
前記複数の回路パターンＣｕ板の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、
請求項７に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
請求項７に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項11】
前記放熱側Ｃｕ板の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、
請求項８に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
請求項８に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項12】
前記複数のＡｌＮ基板の熱伝導率が、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
請求項６に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
請求項６に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項13】
請求項１または請求項２に記載の金属－セラミックス接合基板が組み込まれたパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属－セラミックス接合基板、金属－セラミックス接合基板の製造方法、および、パワーモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）モジュール等、パワー半導体装置（パワーモジュール）の絶縁回路部には、セラミックス基板の一方の主面に所定の回路パターンＣｕ板が接合され、他方の主面に放熱側Ｃｕ板が接合された、金属－セラミックス接合基板が多く用いられる。
【0003】
図６は、従来のパワーモジュール（ＩＧＢＴモジュール）の一例を説明する断面図である。ＩＧＢＴが作り込まれた半導体チップ１００の下側の面は、セラミックス基板３００の一方の主面にろう材６００を介して接合された回路パターンＣｕ板４００上に、高温はんだ７００によって接合されている。そして、セラミックス基板３００の他方の主面には、ろう材６００を介して放熱側Ｃｕ板５００が接合されている。セラミックス基板３００は、この放熱側Ｃｕ板５００を介して共晶はんだ等の低温はんだ８００によってＣｕヒートシンク板（Ｃｕベース板）２００に接合されている。半導体チップ１００の上側の面に形成されている電極と回路パターンＣｕ板４００、さらに機種によってはパワーモジュールのケース（筐体）に備えられた電極（図示しない）と回路パターンＣｕ板４００とは、Ａｌ等からなるボンディングワイヤ（図示しない）によって電気的に接続されている。
【0004】
近年、パワーモジュールのアセンブリ工程の簡略化のため、金属－セラミックス基板の大型化（例えば、放熱側Ｃｕ板の主面の表面積が２５ｃｍ２以上）が要求されることがある。
【0005】
従来、大電力向けの大型のパワーモジュールを作製する際は、例えば、半導体チップが高温はんだを介して接合された複数の金属－セラミックス接合基板の放熱側Ｃｕ板を、１つの大型のＣｕヒートシンク板（Ｃｕベース板）上にそれぞれ低温はんだではんだ付けした後、半導体チップの電極と回路パターンＣｕ板、回路パターンＣｕ板とパワーモジュールのケースに形成された電極等を、Ａｌ等のボンディングワイヤによって接続していた。
【0006】
その場合、半導体チップ等の電子部品を搭載する際に、複数の金属－セラミックス基板のそれぞれに対して位置決めやハンドリングが必要である。また、複数の金属－セラミックス接合基板をＣｕヒートシンク板に位置精度よくはんだ付けする必要があるが、その際に位置決め用の治具や位置決め工程がそれぞれの金属－セラミックス接合基板に必要となる。したがって、金属－セラミックス接合基板を大型化し、アセンブリ工程における位置決めやハンドリングなどの工程を低減し、生産を効率化することが求められている。
【0007】
例えば、特許文献１には、３点曲げ強度が５００ＭＰａ以上である窒化珪素基板の両面に金属板を接合した窒化珪素回路基板において、表面側の金属板の厚さをｔ１、裏面側の金属板の厚さをｔ２としたとき、厚さｔ１またはｔ２の少なくとも一方は０．６ｍｍ以上、０．１０≦｜ｔ１－ｔ２｜≦０．３０ｍｍを満たし、窒化珪素基板は長辺方向および短辺方向共に反り量が０．１～０．５ｍｍの範囲内であることを特徴とする窒化珪素回路基板が開示されている。この文献にはセラミックス基板のサイズが２５ｃｍ２以上、さらには１００ｃｍ２を超える大型の基板が実施例に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】ＷＯ２０１７／０５６６６６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、特許文献１のように、窒化珪素基板を使用する場合、熱伝導率が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板と比べて低く、放熱性の改善が求められる。また、熱伝導率の高いＡｌＮ基板を使用した場合、接合後に基板が割れたり、大きな反りが発生したりして、絶縁基板として使用できなかったり、電子部品の搭載やＣｕヒートシンク板へのはんだ付け等のアセンブリに支障が発生するといった課題があった。また、３点曲げ強度が５００ＭＰａ以上（例えば、５９０ＭＰａ程度）の強度の高いＡｌＮ基板であっても、ＡｌＮ基板は窒化珪素基板と比べて靭性に劣るためか、大型の金属－セラミックス接合基板を作製する場合、上記問題が発生することも判明した。
【0010】
本発明は、セラミックス基板に金属板を接合した金属－セラミックス接合基板を搭載するパワーモジュール等の半導体装置において、放熱性および絶縁耐力に優れ、接合後に割れがなく、反りの小さい大型の金属－セラミックス接合基板（銅（Ｃｕ）－窒化アルミニウム（ＡｌＮ）接合基板）、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】
【0011】
本発明の第１の態様は、
１枚の放熱側Ｃｕ板と、
前記放熱側Ｃｕ板の一方の主面上に、
ろう材を介して一方の主面が接合された複数のＡｌＮ基板と、
前記複数のＡｌＮ基板のそれぞれの他方の主面上に、
ろう材を介して接合された複数の回路パターンＣｕ板と、
を有する金属－セラミックス接合基板である。
１枚の放熱側Ｃｕ板と、
前記放熱側Ｃｕ板の一方の主面上に、
ろう材を介して一方の主面が接合された複数のＡｌＮ基板と、
前記複数のＡｌＮ基板のそれぞれの他方の主面上に、
ろう材を介して接合された複数の回路パターンＣｕ板と、
を有する金属－セラミックス接合基板である。
【0012】
本発明の第２の態様は、
前記放熱側Ｃｕ板の他方の主面の面積が、２５ｃｍ２以上である、
上記第１の態様に記載の金属－セラミックス接合基板である。
前記放熱側Ｃｕ板の他方の主面の面積が、２５ｃｍ２以上である、
上記第１の態様に記載の金属－セラミックス接合基板である。
【0013】
本発明の第３の態様は、
前記放熱側Ｃｕ板および前記回路パターンＣｕ板の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、
上記第１または第２の態様に記載の金属－セラミックス接合基板である。
前記放熱側Ｃｕ板および前記回路パターンＣｕ板の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、
上記第１または第２の態様に記載の金属－セラミックス接合基板である。
【0014】
本発明の第４の態様は、
前記複数のＡｌＮ基板の熱伝導率が、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
上記第１または第２の態様に記載の金属－セラミックス接合基板である。
前記複数のＡｌＮ基板の熱伝導率が、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
上記第１または第２の態様に記載の金属－セラミックス接合基板である。
【0015】
本発明の第５の態様は、
前記放熱側Ｃｕ板と前記回路パターンＣｕ板との間の絶縁耐力が２．５ｋＶ以上であり、
前記放熱側Ｃｕ板の他方の主面における下記式（１）で表される反り換算値が０ｍｍ以上２．５×１０－３ｍｍ以下である、
上記第１または第２の態様に記載の金属－セラミックス接合基板である。
反り換算値（ｍｍ）＝放熱側Ｃｕ板の反り量（ｍｍ）×ＡｌＮ基板の厚さ（ｍｍ）／放熱側Ｃｕ板の対角線長さ（ｍｍ）・・・（１）
前記放熱側Ｃｕ板と前記回路パターンＣｕ板との間の絶縁耐力が２．５ｋＶ以上であり、
前記放熱側Ｃｕ板の他方の主面における下記式（１）で表される反り換算値が０ｍｍ以上２．５×１０－３ｍｍ以下である、
上記第１または第２の態様に記載の金属－セラミックス接合基板である。
反り換算値（ｍｍ）＝放熱側Ｃｕ板の反り量（ｍｍ）×ＡｌＮ基板の厚さ（ｍｍ）／放熱側Ｃｕ板の対角線長さ（ｍｍ）・・・（１）
【0016】
本発明の第６の態様は、
１枚の放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の一方の主面上に、
複数のＡｌＮ基板の一方の主面をろう材を介して配置するとともに、
前記複数のＡｌＮ基板のそれぞれの他方の主面上に、
複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の一方の主面をろう材を介して配置して、
前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板、前記複数のＡｌＮ基板、前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板がそれぞれろう材を介して順に積層された積層体を形成する工程と、
前記積層体の厚さ方向に０．００１ｋｇｆ／ｃｍ２以上０．１ｋｇｆ／ｃｍ２以下の応力を加えた状態で加熱した後、
前記積層体を冷却し、前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板、前記複数のＡｌＮ基板、前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板をそれぞれろう材を介して接合する工程と、を有する金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
１枚の放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の一方の主面上に、
複数のＡｌＮ基板の一方の主面をろう材を介して配置するとともに、
前記複数のＡｌＮ基板のそれぞれの他方の主面上に、
複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の一方の主面をろう材を介して配置して、
前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板、前記複数のＡｌＮ基板、前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板がそれぞれろう材を介して順に積層された積層体を形成する工程と、
前記積層体の厚さ方向に０．００１ｋｇｆ／ｃｍ２以上０．１ｋｇｆ／ｃｍ２以下の応力を加えた状態で加熱した後、
前記積層体を冷却し、前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板、前記複数のＡｌＮ基板、前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板をそれぞれろう材を介して接合する工程と、を有する金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
【0017】
本発明の第７の態様は、
前記複数のＡｌＮ基板に接合された前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の他方の主面上に、所定の回路パターンに対応するエッチングレジストを形成した後、エッチングにより前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の一部を除去し、複数の回路パターンＣｕ板を形成する工程をさらに有する、
上記第６の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
前記複数のＡｌＮ基板に接合された前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の他方の主面上に、所定の回路パターンに対応するエッチングレジストを形成した後、エッチングにより前記複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の一部を除去し、複数の回路パターンＣｕ板を形成する工程をさらに有する、
上記第６の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
【0018】
本発明の第８の態様は、
前記複数のＡｌＮ基板が接合された前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の他方の主面上に、所定の形状のエッチングレジストを形成した後、エッチングにより前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の一部を除去し、放熱側Ｃｕ板を形成する工程をさらに有する、
上記第６または第７の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
前記複数のＡｌＮ基板が接合された前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の他方の主面上に、所定の形状のエッチングレジストを形成した後、エッチングにより前記放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の一部を除去し、放熱側Ｃｕ板を形成する工程をさらに有する、
上記第６または第７の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
【0019】
本発明の第９の態様は、
前記放熱側Ｃｕ板の他方の主面の面積が、２５ｃｍ２以上である、
上記第８の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
前記放熱側Ｃｕ板の他方の主面の面積が、２５ｃｍ２以上である、
上記第８の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
【0020】
本発明の第１０の態様は、
前記複数の回路パターンＣｕ板の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、
上記第７の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
前記複数の回路パターンＣｕ板の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、
上記第７の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
【0021】
本発明の第１１の態様は、
前記放熱側Ｃｕ板の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、
上記第８の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
前記放熱側Ｃｕ板の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である、
上記第８の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
【0022】
本発明の第１２の態様は、
前記複数のＡｌＮ基板の熱伝導率が、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
上記第６の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
前記複数のＡｌＮ基板の熱伝導率が、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
上記第６の態様に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
【0023】
本発明の第１３の態様は、
上記第１または第２の態様に記載の金属－セラミックス接合基板が組み込まれたパワーモジュールである。
上記第１または第２の態様に記載の金属－セラミックス接合基板が組み込まれたパワーモジュールである。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、セラミックス基板に金属板を接合した金属－セラミックス接合基板を搭載するパワーモジュール等の半導体装置において、放熱性および絶縁耐力に優れ、接合後に割れがなく、反りの小さい大型の金属－セラミックス接合基板、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】
【0025】
【発明を実施するための形態】
【0026】
［本発明の実施形態の詳細］
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0027】
＜本発明の第１実施形態＞
（１）金属－セラミックス接合基板の構成
まず、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の構成について説明する。図１（ａ）は、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の一例を模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）は、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の一例を模式的に示す上面図であり、図１（ｃ）は、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の一例を模式的に示す下面図である。
（１）金属－セラミックス接合基板の構成
まず、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の構成について説明する。図１（ａ）は、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の一例を模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）は、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の一例を模式的に示す上面図であり、図１（ｃ）は、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の一例を模式的に示す下面図である。
【0028】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１は、１枚の放熱側Ｃｕ（銅）板５０と、放熱側Ｃｕ（銅）板５０の一方の主面上に、ろう材６０を介して（それぞれの）一方の主面が接合された複数（例えば、図１では２枚）のＡｌＮ（窒化アルミニウム）基板３０と、複数のＡｌＮ（窒化アルミニウム）基板３０のそれぞれの他方の主面上に、ろう材６０を介して接合された複数（例えば、図１では２枚）の回路パターンＣｕ（銅）板４０と、を有している。
なお、板材であるＣｕ板、ＡｌＮ基板の主面とは板面（側面ではない板材の厚さ方向に垂直な面）を示し、表側の主面と裏側の主面が存在する。
なお、板材であるＣｕ板、ＡｌＮ基板の主面とは板面（側面ではない板材の厚さ方向に垂直な面）を示し、表側の主面と裏側の主面が存在する。
【0029】
放熱側Ｃｕ板５０は、例えば、純度が９９．９質量％以上（好ましくは９９．９９質量％以上）の熱伝導率の高い圧延Ｃｕ板からなり、放熱板として用いられる。また、放熱側Ｃｕ板５０の外形は、略矩形であることが好ましい。
【0030】
放熱側Ｃｕ板５０の他方（ＡｌＮ基板３０が接合されている面とは反対側）の主面の面積（表面積）は２５ｃｍ２以上であることが好ましく、５０ｃｍ２以上であることがより好ましい。これにより、金属－セラミックス接合基板１を大型化し、アセンブリ工程における位置決めやハンドリングなどの工程を低減し、より効率化することができる。なお、放熱側Ｃｕ板５０の他方の主面の面積の上限は、特に限定されないが、例えば、２００ｃｍ２以下であり、１５０ｃｍ２以下としてもよい。
【0031】
放熱側Ｃｕ板５０の厚さは０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることがより好ましい。これにより、ＡｌＮ基板３０の割れを抑制しつつ、放熱性を向上させることができる。
【0032】
ＡｌＮ基板３０は、熱伝導率が１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、１３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらに好ましい。これにより、セラミックス基板としてアルミナ基板（市販の量産品として２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度）や窒化珪素基板（市販の量産品として高くても９０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度）を用いたＣｕ－セラミックス接合基板と比べて、本実施形態のＣｕ－ＡｌＮ接合基板（金属－セラミックス接合基板１）は放熱性を大幅に向上させることができる。
【0033】
ＡｌＮ基板３０の形状は特に限定されないが、例えば、略矩形のものが多く用いられる。ＡｌＮ基板３０の厚さは、例えば、０．２５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、さらに好ましくは１．５ｍｍ以下である。
【0034】
回路パターンＣｕ板４０は、例えば、純度が９９．９質量％以上（好ましくは９９．９９質量％以上）の電気伝導率、熱伝導率の高い圧延Ｃｕ板からなり、所定の回路パターン（例えば、図１では略矩形）を有している。回路パターンＣｕ板４０は、半導体チップ等が搭載されるように構成されている。また、回路パターンＣｕ板４０は、ＡｌＮ基板３０よりも面積が小さいことが好ましく、１枚のＡｌＮ基板３０の他方の主面上に複数形成されていてもよい。
【0035】
回路パターンＣｕ板４０の厚さは０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることがより好ましい。放熱側Ｃｕ板５０および回路パターンＣｕ板４０の厚さが大きいと放熱性に有利である。一方、金属－セラミックス接合基板１（Ｃｕ－ＡｌＮ接合基板）において、接合されるＣｕ板が厚すぎると接合後にセラミックス基板（ＡｌＮ基板３０）に割れが発生する恐れがあるため、放熱側Ｃｕ板５０と（１枚の）回路パターンＣｕ板４０との厚さの和は０．６ｍｍ以上２．０ｍｍであることが好ましく、０．８ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であることがより好ましい。
なお、回路パターンＣｕ板４０および／または放熱側Ｃｕ板５０の表面の経時変化を抑制するために、ＮｉやＮｉ合金めっき等の皮膜が形成されていてもよい。
また、放熱側Ｃｕ板５０と回路パターンＣｕ板４０との間の絶縁耐力が２．５ｋＶ以上であることが好ましい。
なお、回路パターンＣｕ板４０および／または放熱側Ｃｕ板５０の表面の経時変化を抑制するために、ＮｉやＮｉ合金めっき等の皮膜が形成されていてもよい。
また、放熱側Ｃｕ板５０と回路パターンＣｕ板４０との間の絶縁耐力が２．５ｋＶ以上であることが好ましい。
【0036】
ろう材６０は、金属とセラミックスとの接合に一般的に用いられている活性金属含有ろう材であることが好ましく、例えば、Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系、Ａｇ－Ｃｕ－Ｓｎ－Ｔｉ系のろう材を用いることができる。特に、Ａｇ－Ｃｕの共晶付近の組成に活性金属あるいは他の金属元素を添加したろう材を用いることが好ましい。また、ろう材６０の厚さは５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。
【0037】
図１に示す本実施形態の金属－セラミックス接合基板１では、１枚の放熱側Ｃｕ板５０に２枚のＡｌＮ基板３０がろう材６０を介して接合、形成されている。すなわち、回路パターンＣｕ板４０を備えた２枚のＡｌＮ基板３０が、放熱側Ｃｕ板５０によってつながっており、パワーモジュールの製造工程において、１個の金属－セラミックス接合基板１（Ｃｕ－ＡｌＮ接合基板）として取り扱うことができるので、回路パターンＣｕ板４０の他方の面への半導体チップ等の接合、放熱側Ｃｕ板５０の他方の面にＣｕヒートシンク板（Ｃｕベース板）等の接合、回路パターンＣｕ板４０とケースの端子とのワイヤボンディングによる接続等、パワーモジュールの部品のアセンブリ工程の効率化に寄与し、また位置決めなどの寸法精度を所定の範囲に収めることが容易である。なお、１枚の放熱側Ｃｕ板５０には３枚以上の回路パターンＣｕ板４０を備えたＡｌＮ基板３０が接合されていてもよい。また、セラミックス基板の割れを抑制し、反りを小さくする観点から、放熱側Ｃｕ板５０の板面（主面）の（仮想の）中心線に対して、複数のＡｌＮ基板３０を線対称に配置することが好ましく、複数のＡｌＮ基板３０のサイズが同じであることが好ましい。
【0038】
なお、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１では、放熱側Ｃｕ板５０と回路パターンＣｕ板４０との間の絶縁耐力が２．５ｋＶ以上であり、放熱側Ｃｕ板５０の他方の主面における下記式（１）で表される反り換算値が０ｍｍ以上２．５×１０－３ｍｍ以下であることが好ましい。
反り換算値（ｍｍ）＝放熱側Ｃｕ板５０の反り量（ｍｍ）×ＡｌＮ基板３０の厚さ（ｍｍ）／放熱側Ｃｕ板５０の対角線長さ（ｍｍ）・・・（１）
反り換算値（ｍｍ）＝放熱側Ｃｕ板５０の反り量（ｍｍ）×ＡｌＮ基板３０の厚さ（ｍｍ）／放熱側Ｃｕ板５０の対角線長さ（ｍｍ）・・・（１）
【0039】
図６に示したような従来のパワーモジュール（ＩＧＢＴモジュール）では、金属－セラミックス接合基板を大型化した場合、セラミックス基板の割れや反りが問題となっていた。これに対し、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１では、１枚の放熱側Ｃｕ板５０に複数（例えば、図１では２枚）のＡｌＮ基板３０がろう材６０を介して接合、形成されていることにより、大面積でありながら、セラミックス基板の割れを抑制し、反りの小さい金属－セラミックス接合基板１を実現することができる。
【0040】
（２）金属－セラミックス接合基板の製造方法
次に、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の製造方法について説明する。図２は、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の製造方法の一例を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の製造方法は、例えば、積層体形成工程Ｓ１０１と、接合工程Ｓ１０２と、パターン形成工程Ｓ１０３と、を有している。
次に、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の製造方法について説明する。図２は、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の製造方法の一例を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１の製造方法は、例えば、積層体形成工程Ｓ１０１と、接合工程Ｓ１０２と、パターン形成工程Ｓ１０３と、を有している。
【0041】
（積層体形成工程Ｓ１０１）
図３に示すように、積層体形成工程Ｓ１０１では、例えば、１枚の放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板５１の一方の主面上に、複数（例えば、２枚）のＡｌＮ基板３０の一方の主面をろう材６０を介して配置するとともに、複数のＡｌＮ基板３０のそれぞれの他方の主面上に、複数（例えば、２枚）の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１（の一方の主面）をろう材６０を介して配置し、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板５１、複数のＡｌＮ基板３０、複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１がそれぞれろう材６０を介して順に積層された積層体５を形成する。
図３に示すように、積層体形成工程Ｓ１０１では、例えば、１枚の放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板５１の一方の主面上に、複数（例えば、２枚）のＡｌＮ基板３０の一方の主面をろう材６０を介して配置するとともに、複数のＡｌＮ基板３０のそれぞれの他方の主面上に、複数（例えば、２枚）の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１（の一方の主面）をろう材６０を介して配置し、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板５１、複数のＡｌＮ基板３０、複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１がそれぞれろう材６０を介して順に積層された積層体５を形成する。
【0042】
放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板５１および回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１としては、例えば、純度が９９．９質量％以上（好ましくは９９．９９質量％以上）の熱伝導率、電気伝導率の高い圧延Ｃｕ板を用いることが好ましい。
【0043】
ＡｌＮ基板３０は、熱伝導率が１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、１３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらに好ましい。また、ＡｌＮ基板３０の３点曲げ強度は、４５０ＭＰａ以上であることが好ましく、５００ＭＰａ以上であることがより好ましい。ＡｌＮ基板３０の形状は特に限定されないが、例えば、略矩形のものが多く用いられる。ＡｌＮ基板３０の厚さは、例えば、０．２５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、さらに好ましくは１．５ｍｍ以下である。
【0044】
ろう材６０は、金属とセラミックスとの接合に一般的に用いられている活性金属含有ろう材であり、例えば、Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系、Ａｇ－Ｃｕ－Ｓｎ－Ｔｉ系のろう材を用いることができる。特に、Ａｇ－Ｃｕの共晶付近の組成に活性金属や他の金属元素を添加したろう材を用いることが好ましい。ろう材６０の形態はペースト状や箔状が好ましく、ペースト状のものがより好ましい。ペースト状のろう材６０であれば、ＡｌＮ基板３０にスクリーン印刷等の簡易な方法で塗布できる。また、ろう材６０の厚さは５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下がより好ましい。
【0045】
（接合工程Ｓ１０２）
図４に示すように、接合工程Ｓ１０２では、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス板からなる下部敷板７０の上に積層体５を配置し、積層体５の上にＳＵＳ３０４等のステンレス板からなる上部敷板７１を載せ、さらに必要に応じてその上に重り（図示せず）を配置する等して、積層体５の厚さ方向に（複数のＡｌＮ基板３０の一方の主面の面積に対して）０．００１ｋｇｆ／ｃｍ２以上０．１ｋｇｆ／ｃｍ２以下の応力が負荷されるように調整する。なお、負荷を０．００５ｋｇｆ／ｃｍ２以上とするのがより好ましい。このように応力を加えた状態で、例えば、真空炉に挿入して加熱した後、積層体５を冷却し、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板５１、複数のＡｌＮ基板３０、複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１をそれぞれろう材６０を介して接合する。
図４に示すように、接合工程Ｓ１０２では、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス板からなる下部敷板７０の上に積層体５を配置し、積層体５の上にＳＵＳ３０４等のステンレス板からなる上部敷板７１を載せ、さらに必要に応じてその上に重り（図示せず）を配置する等して、積層体５の厚さ方向に（複数のＡｌＮ基板３０の一方の主面の面積に対して）０．００１ｋｇｆ／ｃｍ２以上０．１ｋｇｆ／ｃｍ２以下の応力が負荷されるように調整する。なお、負荷を０．００５ｋｇｆ／ｃｍ２以上とするのがより好ましい。このように応力を加えた状態で、例えば、真空炉に挿入して加熱した後、積層体５を冷却し、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板５１、複数のＡｌＮ基板３０、複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１をそれぞれろう材６０を介して接合する。
【0046】
本発明の接合工程Ｓ１０２における積層体５の厚さ方向に負荷する応力は小さく、接合時に特別な加圧治具などを用いる必要がない。また、複数の積層体５をセラミックス基板等のスペーサーを挟んで積層体５の厚さ方向に積み上げてから上部敷板７１を載せると、多数の積層体５を生産性よく接合することが可能となり、量産性にも優れる。
【0047】
（パターン形成工程Ｓ１０３）
パターン形成工程Ｓ１０３では、例えば、複数のＡｌＮ基板３０に接合されたそれぞれの複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１の主面上に、所定の回路パターンに対応するエッチングレジストを形成した後、エッチングにより複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１（および／またはろう材６０）の一部（不要部分）を除去し、複数の回路パターンＣｕ板４０を形成する。
パターン形成工程Ｓ１０３では、例えば、複数のＡｌＮ基板３０に接合されたそれぞれの複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１の主面上に、所定の回路パターンに対応するエッチングレジストを形成した後、エッチングにより複数の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板４１（および／またはろう材６０）の一部（不要部分）を除去し、複数の回路パターンＣｕ板４０を形成する。
【0048】
また、パターン形成工程Ｓ１０３では、例えば、複数のＡｌＮ基板３０が接合された放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板５１の他方の主面上に、所定の形状（放熱側Ｃｕ板５０の形状に対応する形状）のエッチングレジストを形成した後、エッチングにより放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板５１（および／またはろう材６０）の一部（不要部分）を除去し、放熱側Ｃｕ板５０を形成する。なお、必要に応じて、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板５１の一方の主面上にも所定の形状のエッチングレジストを形成してもよい。
【0049】
パターン形成工程Ｓ１０３では、放熱側Ｃｕ板５０の他方の主面の面積が、２５ｃｍ２以上となるように放熱側Ｃｕ板５０を形成することが好ましい。また、放熱側Ｃｕ板５０の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるように放熱側Ｃｕ板５０を形成することが好ましい。また、複数の回路パターンＣｕ板４０の厚さが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下となるように複数の回路パターンＣｕ板４０を形成することが好ましい。
【0050】
以上の工程により、本実施形態の金属－セラミックス接合基板１を製造することができる。
【0051】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0052】
例えば、上述の実施形態では、図１（ｃ）等に示すように、放熱側Ｃｕ板５０が、ＡｌＮ基板３０の外周部よりも小さい場合について説明した。図５は、本発明の他の実施形態の金属－セラミックス接合基板２（Ｃｕ－ＡｌＮ基板）の一例を模式的に示す断面図である。上述の第１実施形態と異なるのは、放熱側Ｃｕ板５０が、回路パターンＣｕ板４０の主面に垂直な方向（上から）から見たときに、ＡｌＮ基板３０の外周部よりも大きいことである。この実施形態の金属－セラミックス接合基板２は、第１実施形態のように放熱側Ｃｕ板５０の他方の面にＣｕヒートシンク板（Ｃｕベース板）を接合しても良いし、放熱側Ｃｕ板５０そのものをＣｕベース板の代用とすることも可能である。後者の場合、Ｃｕベース板と金属－セラミックス基板とのはんだ付けを省略することができる。
【実施例0053】
次に、本発明に係る実施例を説明する。これらの実施例は本発明の一例であって、本発明はこれらの実施例により限定されない。
【0054】
［実施例１］
（積層体形成工程）
セラミックス基板として、長さ４８ｍｍ、幅５８ｍｍ、厚さ０．３８ｍｍのサイズの略矩形の窒化アルミニウム基板（熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、３点曲げ強度が５８８ＭＰａ、３点曲げ強度試験における破断時のたわみ量が０．６５９ｍｍのＡｌＮ基板）を２枚準備した。また、回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板として長さ５０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのサイズの略矩形の無酸素Ｃｕ板を２枚準備し、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板として長さ１００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの無酸素銅板を１枚準備した。また、ろう材はその金属成分として、１０質量％のＣｕ粉と、５質量％のＳｎ粉と、（活性金属成分としての）２質量％のＴｉ粉と、残部がＡｇ粉からなる金属粉（合計で１００質量％）を準備した。これらの金属粉に、アクリル系のバインダーと溶剤からなるビヒクルを加え混練し、活性金属を含有するペースト状のろう材を作製した。
（積層体形成工程）
セラミックス基板として、長さ４８ｍｍ、幅５８ｍｍ、厚さ０．３８ｍｍのサイズの略矩形の窒化アルミニウム基板（熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、３点曲げ強度が５８８ＭＰａ、３点曲げ強度試験における破断時のたわみ量が０．６５９ｍｍのＡｌＮ基板）を２枚準備した。また、回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板として長さ５０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのサイズの略矩形の無酸素Ｃｕ板を２枚準備し、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板として長さ１００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの無酸素銅板を１枚準備した。また、ろう材はその金属成分として、１０質量％のＣｕ粉と、５質量％のＳｎ粉と、（活性金属成分としての）２質量％のＴｉ粉と、残部がＡｇ粉からなる金属粉（合計で１００質量％）を準備した。これらの金属粉に、アクリル系のバインダーと溶剤からなるビヒクルを加え混練し、活性金属を含有するペースト状のろう材を作製した。
【0055】
上記ＡｌＮ基板の表面および裏面の略全面に、上記ろう材をスクリーン印刷により厚さが２０μｍになるように塗布し、乾燥させてＡｌＮ基板の両面にろう材を形成した。
【0056】
ろう材が形成された２枚のＡｌＮ基板を、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の一方の表面（主面）に（図３に示すように）２ｍｍの間隔をあけて２枚並べて（放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の中央部に）配置した。すなわち２枚のＡｌＮ基板の一方の表面（主面）の全面がろう材を介して放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の一方の面（主面）に接触した状態とした。次いで、２枚の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板を、（図３に示すように）ろう材が形成された２枚のＡｌＮ基板の他方の表面（主面）の全面が覆われるようにそれぞれ配置して、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板とＡｌＮ基板と回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板からなる積層体を得た。
【0057】
（接合工程）
次いで、（図４に示すように）上記積層体をＳＵＳ３０４製の下部ステンレス板（下部敷板）の上に、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の他方の面が接触するように配置（載置）し、さらに積層体の上にＳＵＳ３０４製の上部ステンレス板（上部敷板）を配置（載置）し、積層体の厚さ方向に（ＡｌＮ基板の主面に対して）０．０１ｋｇｆ／ｃｍ２の応力を負荷した状態（上部ステンレス板の自重がかかった状態）で、真空中で８５０℃に加熱した後、冷却することにより、ＡｌＮ基板の両面に放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板および回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板を接合した。
次いで、（図４に示すように）上記積層体をＳＵＳ３０４製の下部ステンレス板（下部敷板）の上に、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の他方の面が接触するように配置（載置）し、さらに積層体の上にＳＵＳ３０４製の上部ステンレス板（上部敷板）を配置（載置）し、積層体の厚さ方向に（ＡｌＮ基板の主面に対して）０．０１ｋｇｆ／ｃｍ２の応力を負荷した状態（上部ステンレス板の自重がかかった状態）で、真空中で８５０℃に加熱した後、冷却することにより、ＡｌＮ基板の両面に放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板および回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板を接合した。
【0058】
（パターン形成工程）
次いでＡｌＮ基板に接合した放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の表面（他方の主面）に、所定の放熱側Ｃｕ板の形状に対応する（略矩形の）紫外線硬化アルカリ剥離型レジストをスクリーン印刷により塗布した。また、ＡｌＮ基板の他方の面に接合した回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の表面（他方の主面）に、所定の回路パターンＣｕ板の形状に対応する（回路形状の、本実施例では略矩形の）上記レジストをスクリーン印刷により塗布した。
次いでＡｌＮ基板に接合した放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の表面（他方の主面）に、所定の放熱側Ｃｕ板の形状に対応する（略矩形の）紫外線硬化アルカリ剥離型レジストをスクリーン印刷により塗布した。また、ＡｌＮ基板の他方の面に接合した回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の表面（他方の主面）に、所定の回路パターンＣｕ板の形状に対応する（回路形状の、本実施例では略矩形の）上記レジストをスクリーン印刷により塗布した。
【0059】
これらのレジストに紫外線を照射して硬化させた後、塩化銅と塩酸と残部の水とからなるエッチング液によりＣｕ板の不要な部分をエッチングし、水酸化ナトリウム水溶液によりレジストを除去し、次いでＡｌＮ基板の表面に残存する不要なろう材を、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン４酢酸）を含有する公知のエッチング液で除去し、Ｃｕ板の表面を市販の化学研磨液で化学研磨処理して表面の外観ムラを除去し、放熱側Ｃｕ板および回路パターンＣｕ板を形成した。
【0060】
以上により、長さ９６ｍｍ、幅５６ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの略矩形の放熱側Ｃｕ板の上に２枚のＡｌＮ基板が接合され、上記２枚のＡｌＮ基板の表面（他方の面）にそれぞれ長さ４６ｍｍ、幅５６ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの略矩形の回路パターンＣｕ板が形成された金属－セラミックス接合基板を得た。
図１に示すように、回路パターンＣｕ板の端部とＡｌＮ基板の端部の間の最小距離Ｗ１は１ｍｍであり、また、（ＡｌＮ基板の側面が対向する辺を除き）放熱側Ｃｕ板の端部とＡｌＮ基板の端部の間の最小距離Ｗ２は１ｍｍであった。
図１に示すように、回路パターンＣｕ板の端部とＡｌＮ基板の端部の間の最小距離Ｗ１は１ｍｍであり、また、（ＡｌＮ基板の側面が対向する辺を除き）放熱側Ｃｕ板の端部とＡｌＮ基板の端部の間の最小距離Ｗ２は１ｍｍであった。
【0061】
（評価）
・基板割れ
得られた金属－セラミックス接合基板を目視で観察したところ、セラミックス基板に割れは確認されなかった。
・絶縁耐力
この金属－セラミックス接合基板の回路パターンＣｕ板（表側）と放熱側Ｃｕ板（裏側）にそれぞれ電極を設け、大気中でこれらの電極の間（表裏間）に印加する交流電圧を徐々に上げて１ｍＡ以上のリーク電流が流れたときの電圧を絶縁耐力として測定したところ、２．５ｋＶでも絶縁破壊はおこらず、絶縁耐力は２．５ｋＶ以上であった。
２．５ｋＶの電圧を印加した場合に絶縁性が保たれる場合を〇（絶縁耐力２．５ｋＶ以上）、絶縁性が破壊される場合を×（絶縁耐力２．５ｋＶ未満）としたところ、本例は〇（絶縁耐力２．５ｋＶ以上）の評価であった。
・反り量
また、キーエンスの３Ｄワンショット測定器（ＶＲ―５０００）を使用して、金属－セラミックス接合基板の放熱側Ｃｕ板の表面（他方の主面）の高さデータを全面測定した。該装置に付属するソフトを用いて各高さデータから最小二乗法を用いて平面である基準面を設定し、設定された基準面が水平になるように各高さデータが補正され、さらに基準面の高さが０になるように高さ方向にオフセットした。該ソフトの処理により補正・オフセットされた高さデータを用いて、略矩形の放熱側Ｃｕ板の対角線の高さデータを取得した。この放熱側Ｃｕ板の２本の対角線上における高さデータの最大および最小の差をそれぞれ算出し、いずれか大きい方を金属－セラミックス接合基板の反り量とした。その結果、反り量は０．６５２ｍｍであり良好であった。
・反り換算値
上記により算出された放熱側Ｃｕ板の他方の主面の反り量（ｍｍ）、ＡｌＮ基板の厚さ（ｍｍ）および放熱側Ｃｕ板の対角線長さ（ｍｍ）を用いて、下記式（１）により表される値を反り換算値とした。その結果、反り換算値は２．２×１０－３ｍｍであった。
なお、実施例１において放熱側Ｃｕ板の他方の主面の反り量は０．６５２ｍｍ、ＡｌＮ基板の厚さは０．３８ｍｍ、放熱側Ｃｕ板の対角線長さは１１１．１４ｍｍである。
反り換算値（ｍｍ）＝放熱側Ｃｕ板の反り量（ｍｍ）×ＡｌＮ基板の厚さ（ｍｍ）／放熱側Ｃｕ板の対角線長さ（ｍｍ）・・・（１）
・基板割れ
得られた金属－セラミックス接合基板を目視で観察したところ、セラミックス基板に割れは確認されなかった。
・絶縁耐力
この金属－セラミックス接合基板の回路パターンＣｕ板（表側）と放熱側Ｃｕ板（裏側）にそれぞれ電極を設け、大気中でこれらの電極の間（表裏間）に印加する交流電圧を徐々に上げて１ｍＡ以上のリーク電流が流れたときの電圧を絶縁耐力として測定したところ、２．５ｋＶでも絶縁破壊はおこらず、絶縁耐力は２．５ｋＶ以上であった。
２．５ｋＶの電圧を印加した場合に絶縁性が保たれる場合を〇（絶縁耐力２．５ｋＶ以上）、絶縁性が破壊される場合を×（絶縁耐力２．５ｋＶ未満）としたところ、本例は〇（絶縁耐力２．５ｋＶ以上）の評価であった。
・反り量
また、キーエンスの３Ｄワンショット測定器（ＶＲ―５０００）を使用して、金属－セラミックス接合基板の放熱側Ｃｕ板の表面（他方の主面）の高さデータを全面測定した。該装置に付属するソフトを用いて各高さデータから最小二乗法を用いて平面である基準面を設定し、設定された基準面が水平になるように各高さデータが補正され、さらに基準面の高さが０になるように高さ方向にオフセットした。該ソフトの処理により補正・オフセットされた高さデータを用いて、略矩形の放熱側Ｃｕ板の対角線の高さデータを取得した。この放熱側Ｃｕ板の２本の対角線上における高さデータの最大および最小の差をそれぞれ算出し、いずれか大きい方を金属－セラミックス接合基板の反り量とした。その結果、反り量は０．６５２ｍｍであり良好であった。
・反り換算値
上記により算出された放熱側Ｃｕ板の他方の主面の反り量（ｍｍ）、ＡｌＮ基板の厚さ（ｍｍ）および放熱側Ｃｕ板の対角線長さ（ｍｍ）を用いて、下記式（１）により表される値を反り換算値とした。その結果、反り換算値は２．２×１０－３ｍｍであった。
なお、実施例１において放熱側Ｃｕ板の他方の主面の反り量は０．６５２ｍｍ、ＡｌＮ基板の厚さは０．３８ｍｍ、放熱側Ｃｕ板の対角線長さは１１１．１４ｍｍである。
反り換算値（ｍｍ）＝放熱側Ｃｕ板の反り量（ｍｍ）×ＡｌＮ基板の厚さ（ｍｍ）／放熱側Ｃｕ板の対角線長さ（ｍｍ）・・・（１）
【0062】
［比較例１］
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）４．１７ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷は、積層体が配置された上側ステンレス板と下側ステンレス板の間をボルト締めする治具を用いることにより実施した。具体的には、上部および下部ステンレス板の四隅には穴が形成されており、上部および下部ステンレス板の前記穴にボルトを通し、ナットで締め付けることにより行った。
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）４．１７ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷は、積層体が配置された上側ステンレス板と下側ステンレス板の間をボルト締めする治具を用いることにより実施した。具体的には、上部および下部ステンレス板の四隅には穴が形成されており、上部および下部ステンレス板の前記穴にボルトを通し、ナットで締め付けることにより行った。
【0063】
得られた金属－セラミックス接合基板を実施例１と同様に目視で観察したところ、セラミックス基板に割れが確認され、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は×（２．５ｋＶ未満）であった。また、実施例１と同様に反り量および反り換算値を評価したところ、反り量は０．６２０ｍｍ、反り換算値は２．１×１０－３ｍｍであった。
【0064】
［比較例２］
（積層体形成工程）
セラミックス基板として、長さ９６ｍｍ、幅５８ｍｍ、厚さ０．３８ｍｍのサイズの略矩形の窒化アルミニウム基板（熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のＡｌＮ基板、３点曲げ強度が５８８ＭＰａ、３点曲げ強度試験における破断時のたわみ量が６５９μｍのＡｌＮ基板）を１枚準備した。また、回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板として、長さ１００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのサイズの略矩形の無酸素Ｃｕ板を１枚準備し、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板として、長さ１００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの無酸素Ｃｕ板を１枚準備した。
（積層体形成工程）
セラミックス基板として、長さ９６ｍｍ、幅５８ｍｍ、厚さ０．３８ｍｍのサイズの略矩形の窒化アルミニウム基板（熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のＡｌＮ基板、３点曲げ強度が５８８ＭＰａ、３点曲げ強度試験における破断時のたわみ量が６５９μｍのＡｌＮ基板）を１枚準備した。また、回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板として、長さ１００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのサイズの略矩形の無酸素Ｃｕ板を１枚準備し、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板として、長さ１００ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの無酸素Ｃｕ板を１枚準備した。
【0065】
上記ＡｌＮ基板の表面および裏面の略全面に、上記ろう材をスクリーン印刷により厚さが２０μｍになるように塗布し、乾燥させてＡｌＮ基板の両面にろう材を形成した。
【0066】
ろう材が形成された１枚のＡｌＮ基板を、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の一方の表面の中央に配置した。すなわちＡｌＮ基板の一方の表面の全面がろう材を介して放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の一方の面に接触した状態とした。次いで、１枚の回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板を、ろう材が形成された１枚のＡｌＮ基板の他方の全面が覆われるように配置して、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板とＡｌＮ基板と回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板からなる積層体を得た。
【0067】
（接合工程）
次いで、上記積層体をＳＵＳ３０４製の下部ステンレス板の上に、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の他方の面が接触するように配置し、さらに積層体の上にＳＵＳ３０４製の上部ステンレス板を配置し、積層体の厚さ方向に（ＡｌＮ基板の主面に対して）０．０１ｋｇｆ／ｃｍ２の応力を負荷した状態（上部ステンレス板の自重がかかった状態）で、真空中で８５０℃に加熱した後、冷却することにより、ＡｌＮ基板の両面にＣｕ板を接合した。
次いで、上記積層体をＳＵＳ３０４製の下部ステンレス板の上に、放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の他方の面が接触するように配置し、さらに積層体の上にＳＵＳ３０４製の上部ステンレス板を配置し、積層体の厚さ方向に（ＡｌＮ基板の主面に対して）０．０１ｋｇｆ／ｃｍ２の応力を負荷した状態（上部ステンレス板の自重がかかった状態）で、真空中で８５０℃に加熱した後、冷却することにより、ＡｌＮ基板の両面にＣｕ板を接合した。
【0068】
（パターン形成工程）
次いでＡｌＮ基板に接合した放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の表面に、所定の放熱側Ｃｕ板の形状に対応する（略矩形の）紫外線硬化アルカリ剥離型レジストをスクリーン印刷により塗布した。また、ＡｌＮ基板の他方の面に接合した回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の表面に、所定の回路パターン形状に対応する（回路形状の、本実施例では略矩形の）上記レジストをスクリーン印刷により塗布した。
次いでＡｌＮ基板に接合した放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板の表面に、所定の放熱側Ｃｕ板の形状に対応する（略矩形の）紫外線硬化アルカリ剥離型レジストをスクリーン印刷により塗布した。また、ＡｌＮ基板の他方の面に接合した回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板の表面に、所定の回路パターン形状に対応する（回路形状の、本実施例では略矩形の）上記レジストをスクリーン印刷により塗布した。
【0069】
これらのレジストに紫外線を照射して硬化させた後、塩化銅と塩酸と残部の水とからなるエッチング液によりＣｕ板の不要な部分をエッチングし、水酸化ナトリウム水溶液によりレジストを除去し、次いでＡｌＮ基板の表面に残存する不要なろう材を、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン４酢酸）を含有する公知のエッチング液で除去し、放熱側Ｃｕ板および回路パターンＣｕ板を形成した。
【0070】
以上により、長さ９６ｍｍ、幅５６ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの略矩形の放熱側Ｃｕ板の上に１枚のＡｌＮ基板が接合され、上記１枚のＡｌＮ基板の表面（他方の面）に長さ９６ｍｍ、幅５６ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの略矩形の回路パターンＣｕ板が形成された金属－セラミックス接合基板を得た。
【0071】
（評価）
得られた金属－セラミックス接合基板を目視で観察したところ、セラミックス基板に割れは確認されず、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は〇（２．５ｋＶ以上）であった。また、実施例１と同様に反り量および反り換算値を評価したところ、反り量は１．０３１ｍｍ、反り換算値は３．５×１０－３ｍｍであり、反りが大きく不良であった。
得られた金属－セラミックス接合基板を目視で観察したところ、セラミックス基板に割れは確認されず、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は〇（２．５ｋＶ以上）であった。また、実施例１と同様に反り量および反り換算値を評価したところ、反り量は１．０３１ｍｍ、反り換算値は３．５×１０－３ｍｍであり、反りが大きく不良であった。
【0072】
［比較例３］
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）４．１７ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、比較例２と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷は、積層体が配置された上側ステンレス板と下側ステンレス板の間をボルト締めすることにより実施した。具体的には、上部および下部ステンレス板の四隅には穴が形成されており、上部および下部ステンレス板の前記穴にボルトを通し、ナットで締め付けることにより行った。
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）４．１７ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、比較例２と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷は、積層体が配置された上側ステンレス板と下側ステンレス板の間をボルト締めすることにより実施した。具体的には、上部および下部ステンレス板の四隅には穴が形成されており、上部および下部ステンレス板の前記穴にボルトを通し、ナットで締め付けることにより行った。
【0073】
得られた金属－セラミックス接合基板を実施例１と同様に目視で観察したところ、セラミックス基板に割れが確認され、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は×（２．５ｋＶ未満）であった。また、実施例１と同様に反り量および反り換算値を評価したところ、反り量は０．６７２ｍｍ、反り換算値は２．３×１０－３ｍｍであった。
【0074】
［実施例２］
セラミックス基板として、長さ４８ｍｍ、幅５８ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのサイズの略矩形の窒化アルミニウム基板（熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、３点曲げ強度が５９３ＭＰａ、３点曲げ強度試験における破断時のたわみ量が０．４６７ｍｍのＡｌＮ基板）を２枚使用した以外は、実施例１と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。
セラミックス基板として、長さ４８ｍｍ、幅５８ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのサイズの略矩形の窒化アルミニウム基板（熱伝導率が１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、３点曲げ強度が５９３ＭＰａ、３点曲げ強度試験における破断時のたわみ量が０．４６７ｍｍのＡｌＮ基板）を２枚使用した以外は、実施例１と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。
【0075】
得られた金属－セラミックス接合基板を実施例１と同様に目視で観察したところ、セラミックス基板に割れは確認されず、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は〇（２．５ｋＶ以上）であった。また、実施例１と同様に金属－セラミックス基板の反り量および反り換算値を評価したところ、反り量は０．２７３ｍｍ、反り換算値は１．６×１０－３ｍｍで反りが小さく良好であった。
【0076】
［比較例４］
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）４．１７ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、実施例２と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷は、積層体が配置された上側ステンレス板と下側ステンレス板の間をボルト締めすることにより実施した。具体的には、上部および下部ステンレス板の四隅には穴が形成されており、上部および下部ステンレス板の前記穴にボルトを通し、ナットで締め付けることにより行った。
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）４．１７ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、実施例２と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷は、積層体が配置された上側ステンレス板と下側ステンレス板の間をボルト締めすることにより実施した。具体的には、上部および下部ステンレス板の四隅には穴が形成されており、上部および下部ステンレス板の前記穴にボルトを通し、ナットで締め付けることにより行った。
【0077】
得られた金属－セラミックス接合基板を実施例１と同様に目視で観察したところ、セラミックス基板に割れが確認され、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は×（２．５ｋＶ未満）であった。また、実施例１と同様に反り量および反り換算値を評価したところ、反り量は０．１４９ｍｍ、反り換算値は０．９×１０－３ｍｍであった。
【0078】
［比較例５］
セラミックス基板として、長さ９６ｍｍ、幅５８ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのサイズの略矩形の窒化アルミニウム基板（熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のＡｌＮ基板）を使用した以外は、比較例２と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。
セラミックス基板として、長さ９６ｍｍ、幅５８ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのサイズの略矩形の窒化アルミニウム基板（熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のＡｌＮ基板）を使用した以外は、比較例２と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。
【0079】
（評価）
得られた金属－セラミックス接合基板を目視で観察したところ、セラミックス基板に割れは確認されず、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は〇（２．５ｋＶ以上）であった。また、実施例１と同様に反り量および反り換算値を評価したところ、反り量は０．５２６ｍｍ、反り換算値は３．０×１０－３ｍｍであり、反りが大きく不良であった。
得られた金属－セラミックス接合基板を目視で観察したところ、セラミックス基板に割れは確認されず、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は〇（２．５ｋＶ以上）であった。また、実施例１と同様に反り量および反り換算値を評価したところ、反り量は０．５２６ｍｍ、反り換算値は３．０×１０－３ｍｍであり、反りが大きく不良であった。
【0080】
［比較例６］
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）４．１７ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、比較例５と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷は、積層体が配置された上側ステンレス板と下側ステンレス板の間をボルト締めすることにより実施した。具体的には、上部および下部ステンレス板の四隅には穴が形成されており、上部および下部ステンレス板の前記穴にボルトを通し、ナットで締め付けることにより行った。
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）４．１７ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、比較例５と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷は、積層体が配置された上側ステンレス板と下側ステンレス板の間をボルト締めすることにより実施した。具体的には、上部および下部ステンレス板の四隅には穴が形成されており、上部および下部ステンレス板の前記穴にボルトを通し、ナットで締め付けることにより行った。
【0081】
得られた金属－セラミックス接合基板を目視で観察したところ、セラミックス基板に割れは確認されず、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は〇（２．５ｋＶ以上）であった。また、実施例１と同様に反り量および反り換算値を評価したところ、反り量は０．５５５ｍｍ、反り換算値は３．２×１０－３ｍｍと大きかった。
【0082】
［実施例３］
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）０．０３ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷の調整は、上部敷板に重りを載置することにより実施した。
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）０．０３ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷の調整は、上部敷板に重りを載置することにより実施した。
【0083】
得られた金属－セラミックス接合基板を実施例１と同様に目視で観察したところ、セラミックス基板に割れは確認されず、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は〇（２．５ｋＶ以上）であった。また、実施例１と同様に反り量および反り換算値を評価したところ、反り量は０．６６４ｍｍ、反り換算値は２．３×１０－３ｍｍであった。
【0084】
［実施例４］
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）０．０３ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、実施例２と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷の調整は、上部敷板に重りを載置することにより実施した。
接合時に積層体の厚さ方向に負荷する応力を（ＡｌＮ基板の主面に対して）０．０３ｋｇｆ／ｃｍ２とした以外は、実施例２と同様の方法で金属－セラミックス接合基板を作製した。なお、積層体への応力の負荷の調整は、上部敷板に重りを載置することにより実施した。
【0085】
得られた金属－セラミックス接合基板を実施例１と同様に目視で観察したところ、セラミックス基板に割れは確認されず、表裏のＣｕ板間の絶縁耐力は〇（２．５ｋＶ以上）であった。また、実施例１と同様に反り量を評価したところ、反り量は０．３８２ｍｍ、反り換算値は２．２×１０－３ｍｍであった。
【0086】
以上より、１枚の放熱側Ｃｕ板に複数（本実施例では２枚）のＡｌＮ基板がろう材を介して接合、形成されていることにより、大面積でありながら、セラミックス基板の割れを抑制し、反りの小さい金属－セラミックス接合基板を実現することができることを確認した。
【符号の説明】
【0087】
１、２ 金属－セラミックス接合基板
５ 積層体
３０ ＡｌＮ基板
４０ 回路パターンＣｕ板
４１ 回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板
５０ 放熱側Ｃｕ板
５１ 放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板
６０ ろう材
７０ 下部敷板
７１ 上部敷板
１００ 半導体チップ
２００ Ｃｕヒートシンク板（Ｃｕべース板）
３００ セラミックス基板
４００ 回路パターンＣｕ板
５００ 放熱側Ｃｕ板
６００ ろう材
７００ 高温はんだ
８００ 低温はんだ
Ｓ１０１ 積層体形成工程
Ｓ１０２ 接合工程
Ｓ１０３ パターン形成工程
５ 積層体
３０ ＡｌＮ基板
４０ 回路パターンＣｕ板
４１ 回路パターンＣｕ板形成用Ｃｕ板
５０ 放熱側Ｃｕ板
５１ 放熱側Ｃｕ板形成用Ｃｕ板
６０ ろう材
７０ 下部敷板
７１ 上部敷板
１００ 半導体チップ
２００ Ｃｕヒートシンク板（Ｃｕべース板）
３００ セラミックス基板
４００ 回路パターンＣｕ板
５００ 放熱側Ｃｕ板
６００ ろう材
７００ 高温はんだ
８００ 低温はんだ
Ｓ１０１ 積層体形成工程
Ｓ１０２ 接合工程
Ｓ１０３ パターン形成工程
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
