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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-19
(45)【発行日】2023-10-27
(54)【発明の名称】金属－セラミックス接合基板およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
C04B 37/02 20060101AFI20231020BHJP
H01L 23/12 20060101ALI20231020BHJP
B23K 35/30 20060101ALI20231020BHJP
C22C 9/00 20060101ALI20231020BHJP
B23K 1/19 20060101ALI20231020BHJP
B23K 1/00 20060101ALI20231020BHJP
B23K 31/02 20060101ALI20231020BHJP
H05K 3/38 20060101ALI20231020BHJP
【ＦＩ】
C04B37/02 B
H01L23/12 D
B23K35/30 310C
C22C9/00
B23K1/19 B
B23K1/00 330E
B23K1/00 K
B23K31/02 310C
H05K3/38 D
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2019200684
(22)【出願日】2019-11-05
(65)【公開番号】P2021075402
(43)【公開日】2021-05-20
【審査請求日】2022-09-05
(73)【特許権者】
【識別番号】506365131
【氏名又は名称】ＤＯＷＡメタルテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107548
【弁理士】
【氏名又は名称】大川 浩一
(72)【発明者】
【氏名】寺本 祐基
(72)【発明者】
【氏名】小林 幸司
【審査官】神▲崎▼ 賢一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０６５４２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０４３３９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－３４９１７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０７２０３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０５７８４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１６６３０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１７７０４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ ３７／０２
Ｈ０１Ｌ ２３／１２
Ｂ２３Ｋ ３５／３０
Ｃ２２Ｃ ９／００
Ｂ２３Ｋ １／１９
Ｂ２３Ｋ １／００
Ｂ２３Ｋ ３１／０２
Ｈ０５Ｋ ３／３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属成分として活性金属のみを含む活性金属材と、金属成分として活性金属以外の金属としてのＣｕを含み且つＰを含むろう材を用意し、活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量に対する活性金属材の金属成分の質量の割合を５質量％以下として、セラミックス基板の一方の面に活性金属材を配置するとともに、銅板の一方の面にろう材を配置し、セラミックス基板と銅板とを、活性金属材とろう材が当接するように配置した後、セラミックス基板と銅板との間に０．００５～０．５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重を加えながら７８０～８９０℃で加熱してセラミックス基板に銅板を接合することを特徴とする、金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項2】
前記活性金属がＴｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項3】
前記ろう材がペーストからなることを特徴とする、請求項１または２に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項4】
前記活性金属材が板材またはペーストからなることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項5】
前記活性金属材の厚さが１０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項6】
前記セラミックス基板と銅板との接合が４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において行われることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項7】
前記セラミックス基板に銅板を接合する際の加熱の時間が３０分間以上であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項8】
活性金属と、活性金属以外の金属としてのＣｕと、Ｐとを含む接合層を介して、セラミックス基板と銅板が接合された金属－セラミックス接合基板において、前記接合層が、活性金属とＰとの化合物および活性金属と活性金属以外の金属とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相と、金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相とからなり、前記活性金属とＰとの化合物および活性金属と活性金属以外の金属とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相の一部が、前記セラミックス基板と前記接合層との間の界面に当接して存在し、前記活性金属とＰとの化合物および活性金属と活性金属以外の金属とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相の他の部分と前記セラミックス基板との間に、前記金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相が存在することを特徴とする、金属－セラミックス接合基板。
【請求項9】
前記金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相がＰを含むことを特徴とする、請求項８に記載の金属－セラミックス接合基板。
【請求項10】
前記金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相が８０質量％以上のＣｕを含むことを特徴とする、請求項８または９に記載の金属－セラミックス接合基板。
【請求項11】
前記活性金属がＴｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群から選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする、請求項８乃至１０のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板。
【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およびその製造方法に関し、特に、ろう材を介してセラミックス基板の少なくとも一方の面に金属板が接合した金属－セラミックス接合基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電気自動車、電車、工作機械などの大電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、ろう材を介して金属板がセラミックス基板に接合された金属－セラミックス接合基板が使用されている。
【0003】
このような金属－セラミックス接合基板の製造方法として、Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群から選ばれる活性金属の一種とＡｇとＣｕとを混合したろう材を用いて金属板をセラミックス基板に接合する方法（例えば、特許文献１参照）や、活性金属とＢｉ系ガラスとＣｕとＡｇを含む粉体をビヒクルに添加して混練したろう材を用いて金属板をセラミックス基板に接合する方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【0004】
しかし、特許文献１～２の方法では、ろう材中のＡｇのマイグレーションにより、金属－セラミックス接合基板の耐電圧の低下や部分放電などの電気特性が悪化するおそれがある。
【0005】
また、Ａｇを含まないろう材を用いて金属板をセラミックス基板に接合する方法として、Ｃｕ－Ｐ系ろう材と活性金属材を介してＣｕまたはＣｕ合金からなるＣｕ部材をセラミックス部材に接合する方法（例えば、特許文献３参照）や、Ｃｕ－Ｐ－Ｓｎ系ろう材とＴｉ材を介してＣｕまたはＣｕ合金からなるＣｕ部材をセラミックス部材に接合する方法（例えば、特許文献４参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平８－９７５５４号公報（段落番号００１１）
【文献】特開２０１０－２４１６２７号公報（段落番号０００９）
【文献】特開２０１５－４３３９３号公報（段落番号０００７）
【文献】特開２０１５－６５４２３号公報（段落番号０００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献３～４の方法では、Ｃｕ部材とセラミックス部材との間に１～３５ｋｇｆ／ｃｍ２の高い荷重を加えながら比較的高温（９００～１０５０℃）で加熱する必要があるので、そのような高い荷重を加える装置を設ける必要があり、加熱温度も高いため、製造コストが増加するという問題がある。また、そのような高い荷重を加える装置を接合炉内に入れる必要があるため、生産性に劣るという問題もある。
【0008】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、従来よりも低い荷重を加えながら低い温度で加熱しても、銅板をセラミックス基板に良好に接合することができる、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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、金属成分として活性金属のみを含む活性金属材と、金属成分として活性金属以外の金属のみを含み且つＰを含むろう材を用意し、活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量に対する活性金属材の金属成分の質量の割合を５質量％以下として、セラミックス基板の一方の面に活性金属材を配置するとともに、銅板の一方の面にろう材を配置し、セラミックス基板と銅板とを、活性金属材とろう材が当接するように配置した後、セラミックス基板と銅板との間に０．００５～０．５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重を加えながら７８０～８９０℃で加熱してセラミックス基板に銅板を接合することにより、従来よりも低い荷重を加えながら低い温度で加熱しても、銅板をセラミックス基板に良好に接合することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】
すなわち、本発明による金属－セラミックス接合基板の製造方法は、金属成分として活性金属のみを含む活性金属材と、金属成分として活性金属以外の金属のみを含み且つＰを含むろう材を用意し、活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量に対する活性金属材の金属成分の質量の割合を５質量％以下として、セラミックス基板の一方の面に活性金属材を配置するとともに、銅板の一方の面にろう材を配置し、セラミックス基板と銅板とを、活性金属材とろう材が当接するように配置した後、セラミックス基板と銅板との間に０．００５～０．５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重を加えながら７８０～８９０℃で加熱してセラミックス基板に銅板を接合することを特徴とする。
【0011】
この金属－セラミックス接合基板の製造方法において、活性金属以外の金属がＣｕであるのが好ましく、活性金属がＴｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群から選ばれる少なくとも１種であるのが好ましい。また、ろう材がペーストからなるのが好ましく、活性金属材が板材またはペーストからなるのが好ましく、活性金属材の厚さが１０μｍ以下であるのが好ましい。また、セラミックス基板と銅板との接合が４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において行われるのが好ましく、セラミックス基板に銅板を接合する際の加熱の時間が３０分間以上であるのが好ましい。
【0012】
また、本発明による金属－セラミックス接合基板は、活性金属と活性金属以外の金属とＰとを含む接合層を介してセラミックス基板と銅板が接合された金属－セラミックス接合基板において、接合層が、活性金属とＰとの化合物および活性金属と活性金属以外の金属とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相と、金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相とからなり、活性金属とＰとの化合物および活性金属と活性金属以外の金属とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相の一部が、セラミックス基板と接合層との間の界面に当接して存在し、活性金属とＰとの化合物および活性金属と活性金属以外の金属とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相の他の部分とセラミックス基板との間に、金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相が存在することを特徴とする。
【0013】
この金属－セラミックス接合基板において、活性金属以外の金属がＣｕであるのが好ましい。また、金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相が、Ｐを含むのが好ましく、８０質量％以上のＣｕを含むのが好ましい。また、活性金属がＴｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群から選ばれる少なくとも１種からなるのが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、従来よりも低い荷重を加えながら低い温度で加熱しても、銅板をセラミックス基板に良好に接合することができる、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】
【0015】
【図1】本発明による金属－セラミックス接合基板の製造方法の実施の形態により得られた銅板とセラミックス基板の積層体を概略的に示す断面図である。
【図3】本発明による金属－セラミックス接合基板の実施の形態を説明する断面図である。
【図4】実施例１の金属－セラミックス接合基板の断面の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明による金属－セラミックス接合基板の製造方法の実施の形態では、図１に示すように、（窒化アルミニウムなどからなる）セラミックス基板１０の少なくとも一方の面（図示した実施の形態では両面）に（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材１２を配置するとともに、銅板１６の一方の面（図示した実施の形態では２枚の銅板の各々の一方の面）に（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つリン（Ｐ）を含む）ろう材１４を（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量に対する活性金属材の金属成分の質量の割合を５質量％以下（好ましくは１．０～４．５質量％、さらに好ましくは１．５～３．５質量％）として）配置した後、セラミックス基板１０と銅板１６とを、活性金属材１２とろう材１４を当接させて鉛直方向に積層されるように配置する。この積層体を、図２に示すように、一対のスペーサ１８の一方のスペーサ（下側スペーサ）１８上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）１８を載置した後、この上側スペーサ１８の上に重り２０を載せてセラミックス基板と銅板との間に０．００５～０．５ｋｇｆ／ｃｍ２（好ましくは０．０１～０．２ｋｇｆ／ｃｍ２）の荷重を加えながら７８０～８９０℃（好ましくは８００～８５０℃）で加熱してセラミックス基板１０に銅板１６を接合する。
【0017】
活性金属材の活性金属は、Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群から選ばれる少なくとも１種であるのが好ましい。また、活性金属材は、厚さ１０μｍ以下（好ましくは１～８μｍ、さらに好ましくは１～５μｍ）の活性金属板（または活性金属箔）であるのが好ましく、活性金属のペーストを厚さ１０μｍ以下（好ましくは１～８μｍ、さらに好ましくは１～５μｍ）に塗布してもよい。
【0018】
ろう材の活性金属以外の金属は、Ｃｕであるのが好ましく、ろう材がＣｕとＰを含むＣｕ－Ｐ系ろう材であるのが好ましい。また、ろう材の金属成分およびＰと活性金属材の活性金属との合計の質量に対するろう材のＣｕの質量の割合は、８６質量％以上であるのが好ましく、９３質量％以下であるのが好ましい。また、ろう材は、ビヒクル（バインダや溶剤などの有機物成分）を含むペーストからなるろう材ペーストであるのが好ましいが、ろう材箔でもよい。
【0019】
また、ろう材と活性金属材は、活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量に対する活性金属材の金属成分の質量の割合を５質量％以下（好ましくは１．０～４．５質量％、さらに好ましくは１．５～３．５質量％）になるように配置する。また、ろう材がＣｕとＰを含むＣｕ－Ｐ系ろう材であり、活性金属材の活性金属がＴｉである場合には、Ｐの質量に対するＴｉの質量の割合（Ｔｉ×１００／Ｐ）が１０～６０であるのが好ましく、セラミックス基板と銅板との接合状態をさらに向上させるためには、２０～４０であるのがさらに好ましい。
【0020】
セラミックス基板と銅板との接合は、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において行われるのが好ましく、セラミックス基板に銅板を接合する際の加熱の時間は、３０分間以上であるのが好ましい。
【0021】
また、本発明による金属－セラミックス接合基板の実施の形態は、図３に示すように、活性金属と活性金属以外の金属とＰとを含む接合層２２を介してセラミックス基板１０と銅板１６が接合された金属－セラミックス接合基板において、接合層２２が、活性金属とＰとの化合物および活性金属と活性金属以外の金属とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相２２ａと、金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相２２ｂとからなり、活性金属とＰとの化合物および活性金属と活性金属以外の金属とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相２２ａの一部が、セラミックス基板１０と接合層２２との間の界面に当接して存在し、活性金属とＰとの化合物および活性金属と活性金属以外の金属とＰとの化合物の少なくとも一方のからなる相２２ａの他の部分とセラミックス基板１０との間に、金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相２２ｂが存在する。
【0022】
この金属－セラミックス接合基板の実施の形態において、活性金属以外の金属がＣｕであるのが好ましい。また、金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相２２ｂが、Ｐを含むのが好ましく、８０質量％以上のＣｕを含むのが好ましい。また、活性金属がＴｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群から選ばれる少なくとも１種からなるのが好ましい。
【実施例】
【0023】
以下、本発明による金属－セラミックス接合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。
【0024】
［実施例１］
６８ｍｍ×６８ｍｍ×０．６３５ｍｍの大きさの窒化アルミニウムからなるセラミックス基板（ＴＤパワーマテリアル株式会社製）の両面の各々の面の面積３ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ２μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．０００９ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、７０ｍｍ×７０ｍｍ×０．２５ｍｍの大きさの２枚の（無酸素銅からなる）銅板の各々の一方の面の面積１１．０１ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（アクリル系バインダと溶剤からなる）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト０．４４５ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０４０４ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８９．５質量％、８．０質量％、２．５質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置した。
６８ｍｍ×６８ｍｍ×０．６３５ｍｍの大きさの窒化アルミニウムからなるセラミックス基板（ＴＤパワーマテリアル株式会社製）の両面の各々の面の面積３ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ２μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．０００９ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、７０ｍｍ×７０ｍｍ×０．２５ｍｍの大きさの２枚の（無酸素銅からなる）銅板の各々の一方の面の面積１１．０１ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（アクリル系バインダと溶剤からなる）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト０．４４５ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０４０４ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８９．５質量％、８．０質量％、２．５質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置した。
【0025】
この積層体を９０ｍｍ×７５ｍｍ×０．６ｍｍの大きさのアルミナ板からなる一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９５ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0026】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、セラミックス基板と銅板との接合部を超音波探傷装置（ＳＡＴ）（日立建機ファインテック株式会社製のＦＳ１００ＩＩ）により観察したところ、セラミックス基板と銅板との間の接合層にボイドなどの欠陥は確認されず、接合率（接合部の全面（Ｔｉ箔を配置した領域）の面積に対する接合している領域の面積の割合）は９９面積％以上であり、非常に良好に接合していた。
【0027】
また、本実施例で製造した金属－セラミックス接合基板の断面の１０００倍の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ像）を図４に示し、その断面を図５に模式的に示す。図５に示すように、本実施例で製造した金属－セラミックス接合基板は、活性金属（Ｔｉ）と活性金属以外の金属（Ｃｕ）とＰとを含む接合層２２を介してセラミックス基板１０と銅板１６が接合された金属－セラミックス接合基板において、接合層２２が、活性金属（Ｔｉ）とＰとの化合物および活性金属（Ｔｉ）と活性金属以外の金属（Ｃｕ）とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相２２ａと、金属成分として活性金属以外の金属（Ｃｕ）のみを含む相２２ｂとからなり、活性金属（Ｔｉ）とＰとの化合物および活性金属（Ｔｉ）と活性金属以外の金属（Ｃｕ）とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相２２ａの一部が、セラミックス基板１０と接合層２２との間の界面に当接して存在し、活性金属（Ｔｉ）とＰとの化合物および活性金属（Ｔｉ）と活性金属以外の金属（Ｃｕ）とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相２２ａの他の部分とセラミックス基板１０との間に、金属成分として活性金属以外の金属（Ｃｕ）のみを含む相２２ｂが存在するのがわかる。なお、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）に取り付けられたエネルギー分散形Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）による特性Ｘ線像と組成分析から、活性金属（Ｔｉ）とＰとの化合物および活性金属（Ｔｉ）と活性金属以外の金属（Ｃｕ）とＰとの化合物の少なくとも一方の化合物からなる相２２ａが、ＴｉとＰの化合物層と、ＴｉとＰとＣｕの化合物層とを含むことがわかった。また、金属成分として活性金属以外の金属（Ｃｕ）のみを含む相２２ｂが、Ｃｕ相とＣｕ－Ｐ相を含み、８０質量％以上のＣｕを含むことがわかった。
【0028】
［実施例２］
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．９０ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト２．５１０ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０５７０ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８９．３質量％、８．０質量％、２．７質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４７７ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．９０ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト２．５１０ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０５７０ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８９．３質量％、８．０質量％、２．７質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４７７ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0029】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、セラミックス基板と銅板との間の接合層にボイドなどの欠陥は確認されず、接合率は９９面積％以上であり、非常に良好に接合していた。
【0030】
［実施例３］
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．９０ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト１．６２１ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０３６８ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８８．０質量％、７．９質量％、４．１質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に１９５９ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．９０ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト１．６２１ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０３６８ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８８．０質量％、７．９質量％、４．１質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に１９５９ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0031】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、接合率は９０面積％～９９面積％未満であり、良好に接合していた。
【0032】
［実施例４］
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．９０ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト１．８３２ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０４１６ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８８．４質量％、７．９質量％、３．７質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９６ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．９０ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト１．８３２ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０４１６ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８８．４質量％、７．９質量％、３．７質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９６ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0033】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、接合率は７５面積％～９０面積％未満であり、ほぼ良好に接合していた。
【0034】
［実施例５］
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．９０ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト１．６２１ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０３６８ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８８．０質量％、７．９質量％、４．１質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９４ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．９０ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト１．６２１ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０３６８ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８８．０質量％、７．９質量％、４．１質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９４ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0035】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、接合率は７５面積％～９０面積％未満であり、ほぼ良好に接合していた。
【0036】
［実施例６］
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積１１．５６ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積１１．０１ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト０．４０５ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０３６８ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８８．０質量％、７．９質量％、４．１質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９５ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積１１．５６ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積１１．０１ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト０．４０５ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０３６８ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８８．０質量％、７．９質量％、４．１質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９５ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0037】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、接合率は７５面積％～９０面積％未満であり、ほぼ良好に接合していた。
【0038】
［実施例７］
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材としてＴｉ粉１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られた活性金属ペースト（Ｔｉペースト）を厚さ約１．５μｍ（単位面積当たりの活性金属の重量０．０００７ｇ／ｃｍ２）になるようにスクリーン印刷により塗布するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト２．９９５ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０６８０ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は９０．７質量％、８．１質量％、１．２質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９７ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材としてＴｉ粉１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られた活性金属ペースト（Ｔｉペースト）を厚さ約１．５μｍ（単位面積当たりの活性金属の重量０．０００７ｇ／ｃｍ２）になるようにスクリーン印刷により塗布するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト２．９９５ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０６８０ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は９０．７質量％、８．１質量％、１．２質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９７ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0039】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、接合率は９０面積％～９９面積％未満であり、良好に接合していた。
【0040】
［比較例１］
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積３ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ１０μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００４５ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積１１．０１ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト０．４６０ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０４１８ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８１．５質量％、７．３質量％、１１．２質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９０ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積３ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ１０μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００４５ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積１１．０１ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト０．４６０ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０４１８ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８１．５質量％、７．３質量％、１１．２質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９０ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0041】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、接合率は５０面積％未満であり、良好に接合していなかった。
【0042】
［比較例２］
重りの重量を１９６２ｇとした以外は、比較例１と同様の方法により、銅板とセラミックス基板を接合した。
重りの重量を１９６２ｇとした以外は、比較例１と同様の方法により、銅板とセラミックス基板を接合した。
【0043】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、接合率は５０面積％未満であり、良好に接合していなかった。
【0044】
［比較例３］
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として実施例７と同様の活性金属ペースト（Ｔｉペースト）を厚さ約１１．４μｍ（単位面積当たりの活性金属の重量０．００５１ｇ／ｃｍ２）になるようにスクリーン印刷により塗布するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト２．９９５ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０６８０ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８４．３質量％、７．６質量％、８．１質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９３ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として実施例７と同様の活性金属ペースト（Ｔｉペースト）を厚さ約１１．４μｍ（単位面積当たりの活性金属の重量０．００５１ｇ／ｃｍ２）になるようにスクリーン印刷により塗布するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト２．９９５ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０６８０ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８４．３質量％、７．６質量％、８．１質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９３ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0045】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、接合率は５０面積％未満であり、良好に接合していなかった。
【0046】
［比較例４］
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として実施例７と同様の活性金属ペースト（Ｔｉペースト）を厚さ約２μｍ（単位面積当たりの活性金属の重量０．０００９ｇ／ｃｍ２）になるようにスクリーン印刷により塗布するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト３．０３９ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０６９０ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は９０．４質量％、８．１質量％、１．５質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９７ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において７５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として実施例７と同様の活性金属ペースト（Ｔｉペースト）を厚さ約２μｍ（単位面積当たりの活性金属の重量０．０００９ｇ／ｃｍ２）になるようにスクリーン印刷により塗布するとともに、実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト３．０３９ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０６９０ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は９０．４質量％、８．１質量％、１．５質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９７ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において７５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0047】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、接合率は５０面積％未満であり、良好に接合していなかった。
【0048】
［比較例５］
実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．９ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト２．５１９ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０５７２ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８９．３質量％、８．０質量％、２．７質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９４ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
実施例１と同様の２枚の銅板の各々の一方の面の面積４４．９ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属のみを含む）活性金属材として厚さ３μｍのＴｉ箔（単位面積当たりの活性金属の重量０．００１４ｇ／ｃｍ２）を配置するとともに、実施例１と同様のセラミックス基板の両面の各々の面の面積４４．０４ｃｍ２の領域に、（金属成分として活性金属以外の金属を含み且つＰを含む）ろう材として（９１．７８質量％のＣｕと８．２２質量％のＰを含む）Ｃｕ－Ｐ合金粉からなるろう材１００重量部と（実施例１と同様の）ビヒクル１６．７重量部とを混練して得られたろう材ペースト２．５１９ｇ（単位面積当たりのろう材の重量０．０５７２ｇ／ｃｍ２）をスクリーン印刷により塗布（活性金属材の金属成分とろう材の金属成分およびＰとの合計の質量１００質量％に対するＣｕとＰとＴｉのそれぞれの質量は８９．３質量％、８．０質量％、２．７質量％）し、２枚の銅板とセラミックス基板とを、ろう材と活性金属材を当接させて鉛直方向に積層されるように配置し、この積層体を実施例１と同様の一対のスペーサの一方のスペーサ（下側スペーサ）上に載置し、この積層体の上に他方のスペーサ（上側スペーサ）を載置した後、この上側スペーサの上に４９４ｇの重りを載せた状態で、４．０×１０－２Ｐａ以下の真空中において８３０～８５０℃で４５分間加熱して銅板とセラミックス基板を接合した。
【0049】
このようにして製造した金属－セラミックス接合基板について、実施例１と同様の方法により観察したところ、接合率は５０面積％未満であり、良好に接合していなかった。
【0050】
これらの実施例および比較例の金属－セラミックス接合基板の製造条件および特性を表１～表４に示す。なお、表４において、接合状態が非常に良好な場合を◎、良好な場合を○、ほぼ良好な場合を△、良好でない場合を×で示している。
【0051】
【表1】
【0052】
【表2】
【0053】
【表3】
【0054】
【表4】
【符号の説明】
【0055】
１０ セラミックス基板
１２ 活性金属材
１４ ろう材
１６ 銅板
１８ スペーサ
２０ 重り
２２ 接合層
２２ａ 化合物相
２２ｂ 金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相
１２ 活性金属材
１４ ろう材
１６ 銅板
１８ スペーサ
２０ 重り
２２ 接合層
２２ａ 化合物相
２２ｂ 金属成分として活性金属以外の金属のみを含む相
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】