特許 7460656 接合基板の製造方法

(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】2024-03-25

(45)【発行日】2024-04-02

(54)【発明の名称】接合基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 37/02 20060101AFI20240326BHJP

   H01L 23/13 20060101ALI20240326BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20240326BHJP

   H05K 3/38 20060101ALI20240326BHJP

   B23K 1/19 20060101ALI20240326BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

C04B37/02 B

H01L23/12 C

H01L23/36 C

H05K3/38 D

B23K1/19 B

B23K1/00 330E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021560819

(86)(22)【出願日】2019-11-27

(86)【国際出願番号】 JP2019046299

(87)【国際公開番号】W WO2021106097

(87)【国際公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-10-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(74)【代理人】

【識別番号】100134991

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 和樹

(74)【代理人】

【識別番号】100148507

【弁理士】

【氏名又は名称】喜多 弘行

(72)【発明者】

【氏名】海老ヶ瀬 隆

【審査官】小川 武

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０７１２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３０５３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４５０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１４５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１３７６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５５０１４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０４Ｂ ３７／００－３７／０４

Ｈ０１Ｌ ２３／１３，２３／３６

Ｈ０５Ｋ ３／３８

Ｂ２３Ｋ １／００，１／１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

a) ２つの主面を有する窒化ケイ素セラミックス基板を準備する工程と、
b) 前記２つの主面のそれぞれの上に活性金属ろう材及びバインダを含むろう材層を０．１μｍ以上１０μｍ以下の厚さに形成する工程と、
c) それぞれの前記ろう材層上に銅板を配置して前記窒化ケイ素セラミックス基板、前記ろう材層及び前記銅板を備える中間品を得る工程と、
d) 前記中間品に対してホットプレスを行って、前記銅板を前記窒化ケイ素セラミックス基板に接合する接合層を生成させる工程と、
を備え、
前記活性金属ろう材は、活性金属としてのチタンと前記活性金属以外の金属としての銀とを含み、
前記工程d)は、
d-1) 接合のための加圧を前記中間品に対して行わずに前記中間品の温度を脱バインダ温度まで上げて前記バインダの脱バインダを行う工程と、
d-2) 前記中間品の温度を前記脱バインダ温度から最高温度まで上げ、前記中間品の温度を前記脱バインダ温度から前記最高温度まで上げる途上で前記中間品に加える面圧を、あらかじめ設定されている面圧プロファイルにおける５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の最高面圧まで上げる工程と、
を備え、
前記工程d-2)は、
d-2-1) 接合のための加圧を前記中間品に対して行うことを開始した後に、前記中間品に加える面圧を前記最高面圧よりも低い第１の面圧まで上げ前記第１の面圧で維持する工程と、
d-2-2) 前記中間品に加える面圧を前記第１の面圧から前記最高面圧まで上げる工程と、
を備える
接合基板の製造方法。

【請求項2】

前記工程b)においては、前記ろう材層を前記活性金属ろう材及び前記バインダを含むペーストのスクリーン印刷により形成する、
請求項１の接合基板の製造方法。

【請求項3】

前記工程d-2-1)は、前記中間品の温度が５００℃以上７００℃以下である間に前記中間品に加える面圧を前記第１の面圧まで上げる
請求項１の接合基板の製造方法。

【請求項4】

前記第１の面圧は、１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下である
請求項１から３までのいずれかの接合基板の製造方法。

【請求項5】

前記活性金属ろう材は、銀を含み、銅を含まず、
前記工程d)は、前記銅板から前記ろう材層に銅を拡散させ、前記ろう材層中にチタンと銅との化合物を生成させる
請求項１から４までのいずれかの接合基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接合基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

窒化ケイ素セラミックスは、高い熱伝導性及び高い絶縁性を有する。このため、銅板が接合層を介して窒化ケイ素セラミックス基板に接合された接合基板は、パワー半導体素子が実装される絶縁放熱基板として好適に用いられる。

【0003】

当該接合基板は、多くの場合は、ろう材層を銅板と窒化ケイ素セラミックス基板との間に有する中間品を作製し、作製した中間品に対して熱処理を行って銅板と窒化ケイ素セラミックス板との間に接合層を生成させることにより製造される。

【0004】

また、中間品に対して熱処理を行う際に、中間品に対してホットプレスを行うことも提案されている。

【0005】

例えば、特許文献１に記載された技術においては、窒化珪素基板の一方主面上にろう材が塗布され、塗布されたろう材の塗布面に銅板が重ね合わされ、加熱加圧接合によって接合基板が得られる（段落００２４及び００２５）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第６４８２１４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、接合基板が製造される際に中間品に対してホットプレスが行われる場合は、製造される接合基板にうねり等の変形が生じることがある。

【0008】

本発明は、この問題に鑑みてなされた。本発明が解決しようとする課題は、接合基板が製造される際に中間品に対してホットプレスが行われる場合に、製造される接合基板の変形を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

窒化ケイ素セラミックス基板が準備される。活性金属ろう材及びバインダを含むろう材層が、窒化ケイ素セラミックス基板の２つの主面のそれぞれの上に０．１μｍ以上１０μｍ以下の厚さにて形成される。活性金属ろう材は、活性金属としてのチタンと活性金属以外の金属としての銀とを含む。それぞれのろう材層上に銅板が配置される。これにより、窒化ケイ素セラミックス基板、ろう材層及び銅板を含む中間品が得られる。中間品に対してホットプレスが行われる。これより、銅板を窒化ケイ素セラミックス基板に接合する接合層が生成する。中間品に対してホットプレスが行われる際には、接合のための加圧が中間品に対して行われずに中間品の温度が脱バインダ温度まで上げられる。これにより、バインダの脱バインダが行われる。また、中間品の温度が脱バインダ温度から最高温度まで上げられる。その途上で、中間品に加えられる面圧があらかじめ設定されている面圧プロファイルにおける５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の最高面圧まで上げられる。その際には、接合のための加圧を中間品に対して行うことを開始した後に、中間品に加える面圧が最高面圧よりも低い第１の面圧まで上げられて維持された後、中間品に加える面圧が第１の面圧から最高面圧まで上げられる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、銅板の温度が上がって銅板が塑性変形しやすくなった後に銅板に加えられる面圧が最高面圧まで上げられる。このため、接合基板が製造された後に銅板の内部に応力が残留することを抑制することができる。これにより、銅板の内部に残留する応力に起因する接合基板の変形が生じることを抑制することができる。

【0011】

この発明の目的、特徴、局面及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態の接合基板の例を模式的に図示する断面図である。

【図2】第１実施形態の接合基板の製造の流れを図示するフローチャートである。

【図3】第１実施形態の接合基板の製造の途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。

【図4】第１実施形態の接合基板の製造の途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。

【図5】第１実施形態の接合基板の製造の途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。

【図6】参考例の温度プロファイル及び面圧プロファイルを示す図である。

【図7】第１実施形態の接合基板の製造の途上でホットプレスが行われる際の温度プロファイル及び面圧プロファイルの第１の例を示す図である。

【図8】第１実施形態の接合基板の製造の途上でホットプレスが行われる際の温度プロファイル及び面圧プロファイルの第２の例を示す図である。

【図9】第１実施形態の接合基板が製造される途上で接合のための加圧を中間品に対して行うことが開始される前後の中間品の断面を模式的に図示する断面図である。

【図10】図７に図示される温度プロファイル及び面圧プロファイルにしたがってホットプレスが行われた第１実施形態の接合基板の中間品の超音波探傷装置（ＳＡＴ）像を図示する図である。

【図11】図８に図示される温度プロファイル及び面圧プロファイルにしたがってホットプレスが行われた第１実施形態の接合基板の中間品のＳＡＴ像を図示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

１ 接合基板
図１は、第１実施形態の接合基板の例を模式的に図示する断面図である。

【0014】

図１に図示される第１実施形態の接合基板１は、窒化ケイ素セラミックス基板１１、銅板１２及び接合層１３を備える。接合基板１がこれらの要素以外の要素を備えてもよい。

【0015】

銅板１２及び接合層１３は、窒化ケイ素セラミックス基板１１の主面１１ｓ上に配置される。接合層１３は、銅板１２を窒化ケイ素セラミックス基板１１の主面１１ｓに接合する。

【0016】

銅板１２は、活性金属を含む接合層１３を介して窒化ケイ素セラミックス基板１１に接合される。接合層１３に含まれる活性金属は、チタン及びジルコニウムからなる群より選択される少なくとも１種の活性金属である。接合層１３が活性金属以外の金属を含んでもよい。接合層１３に含まれる活性金属以外の金属は、銀、銅、インジウム及びスズからなる群より選択される少なくとも１種の金属である。接合層１３が、窒化ケイ素セラミックス基板１１から供給された窒素及び／又はケイ素を含んでもよい。供給された窒素及び／又はケイ素が活性金属と化合物を形成していてもよい。接合層１３が、銅板１２から供給された銅を含んでもよい。

【0017】

接合基板１は、どのように用いられてもよいが、例えばパワー半導体素子が実装される絶縁放熱基板として用いられる。

【0018】

２ 接合基板の製造方法
図２は、第１実施形態の接合基板の製造の流れを図示するフローチャートである。図３、図４及び図５は、第１実施形態の接合基板の製造の途上で得られる中間品を模式的に図示する断面図である。

【0019】

第１実施形態の接合基板１の製造においては、図２に示される工程Ｓ１０１からＳ１０５までが順次に実行される。

【0020】

工程Ｓ１０１においては、窒化ケイ素セラミックス基板１１が準備される。

【0021】

工程Ｓ１０２においては、図３に図示されるように、窒化ケイ素セラミックス基板１１の主面１１ｓ上に、ろう材層１３ｉが形成される。

【0022】

ろう材層１３ｉが形成される際には、活性金属ろう材、バインダ及び溶剤を含むペーストが調製される。ペーストが分散剤、消泡剤等をさらに含んでもよい。続いて、調製されたペーストが窒化ケイ素セラミックス基板１１の主面１１ｓ上にスクリーン印刷され、窒化ケイ素セラミックス基板１１の主面１１ｓ上にスクリーン印刷膜が形成される。続いて、形成されたスクリーン印刷膜に含まれる溶剤が揮発させられる。これにより、スクリーン印刷膜が、ろう材層１３ｉに変化する。ろう材層１３ｉは、活性金属ろう材及びバインダを含む。ろう材層１３ｉがこの方法とは異なる方法により形成されてもよい。

【0023】

活性金属ろう材は、水素化活性金属粉末及び金属粉末を含む。水素化活性金属粉末は、チタン及びジルコニウムからなる群より選択される少なくとも１種の活性金属の水素化物を含む。金属粉末は、銀を含む。金属粉末が、銀以外の金属を含んでもよい。銀以外の金属は、銅、インジウム及びスズからなる群より選択される少なくとも１種の金属である。銅、インジウム及びスズからなる群より選択される少なくとも１種の金属が活性金属ろう材に含まれる場合は、活性金属ろう材の融点が低下する。

【0024】

活性金属ろう材は、望ましくは４０重量％以上８０重量％以下の銀を含む。

【0025】

活性金属ろう材は、望ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下の平均粒子径を有する粉末からなる。平均粒子径は、市販のレーザー回折式の粒度分布測定装置により粒度分布を測定し、測定した粒度分布からＤ５０（メジアン径）を算出することにより得ることができる。活性金属ろう材がこのように小さい平均粒子径を有する粉末からなることにより、ろう材層１３ｉを薄くすることができる。

【0026】

ろう材層１３ｉは、望ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有し、さらに望ましくは０．１μｍ以上５μｍ以下の厚さを有する。

【0027】

工程Ｓ１０３においては、図４に図示されるように、形成されたろう材層１３ｉ上に銅板１２ｉが配置される。これにより、窒化ケイ素セラミックス基板１１、銅板１２ｉ及びろう材層１３ｉを備える中間品１ｉが得られる。

【0028】

工程Ｓ１０４においては、得られた中間品１ｉに対してホットプレスが行われる。これにより、図５に図示されるように、接合層１３ｊが生成する。これらにより、図５に図示される、窒化ケイ素セラミックス基板１１、銅板１２ｊ及び接合層１３ｊを備える中間品１ｊが得られる。接合層１３ｊは、銅板１２ｊを窒化ケイ素セラミックス基板１１に接合している。

【0029】

中間品１ｉに対してホットプレスが行われる場合は、望ましくは、中間品１ｉが、真空中又は不活性ガス中で、８００℃以上９００℃以下の最高温度ＴＭＡＸを有する温度プロファイルにしたがって加熱されながら、５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の最高面圧ＰＭＡＸを有する面圧プロファイルにしたがって窒化ケイ素セラミックス基板１１の厚さ方向に加圧される。これにより、ろう材層１３ｉが０．１μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有する場合のようなろう材層１３ｉが薄い場合においても、ボイドを形成することなく銅板１２ｉを窒化ケイ素セラミックス基板１１に接合することができる。

【0030】

中間品１ｉに対してホットプレスが行われる間に、ろう材層１３ｉに含まれる銀等の金属成分の全部又は一部が窒化ケイ素セラミックス基板１１及び／又は銅板１２ｉに拡散させられてもよい。中間品１ｉに対してホットプレスが行われる間に、窒化ケイ素セラミックス基板１１に含まれる窒素及び／又はケイ素がろう材層１３ｉに拡散させられてもよい。銅板１１ｉに含まれる銅がろう材層１３ｉに拡散させられてもよい。

【0031】

工程Ｓ１０５においては、銅板１２ｊ及び接合層１３ｊがエッチング法等によってパターニングされる。これにより、銅板１２ｊが、図１に図示されるパターニングされた銅板１２に変化する。また、接合層１３ｊが、図１に図示されるパターニングされた接合層１３に変化する。銅板１２ｊ及び接合層１３ｊのパターニングが省略されてもよい。

【0032】

３ 温度プロファイル及び面圧プロファイル
図６は、参考例の温度プロファイル及び面圧プロファイルを示す図である。図７は、第１実施形態の接合基板の製造の途上でホットプレスが行われる際の温度プロファイル及び面圧プロファイルの第１の例を示す図である。図８は、第１実施形態の接合基板の製造の途上でホットプレスが行われる際の温度プロファイル及び面圧プロファイルの第２の例を示す図である。

【0033】

図６、図７及び図８に図示される温度プロファイルにおいては、まず、中間品１ｉの温度が、室温から脱バインダ温度ＴＢまで上げられる。また、中間品１ｉの温度が、設定された時間に渡って脱バインダ温度ＴＢで維持される。これにより、ろう材層１３ｉに含まれるバインダの脱バインダが行われる。続いて、中間品１ｉの温度が、脱バインダ温度ＴＢから最高温度ＴＭＡＸまで上げられる。また、中間品１ｉの温度が、設定された時間に渡って最高温度ＴＭＡＸで維持される。続いて、中間品１ｉの温度が、最高温度ＴＭＡＸから室温まで下げられる。

【0034】

図６に図示される面圧プロファイルにおいては、中間品１ｉの温度が脱バインダ温度ＴＢに到達する前に、接合のための加圧を中間品１ｉに対して行うことが開始され、中間品１ｉに加えられる面圧が最高面圧ＰＭＡＸまで上げられる。このため、図６に図示される面圧プロファイルにしたがって中間品１ｉに対してホットプレスが行われた場合は、銅板１２ｉの温度が上がって銅板１２ｉが塑性変形しやすくなる前に、接合のための加圧を銅板１２ｉに対して行うことが開始され、銅板１２ｉに加えられる面圧が最高面圧ＰＭＡＸまで上げられる。このため、熱膨張しようとする銅板１２ｉが拘束され、接合基板１が製造された後に銅板１２の内部に応力が残留する。これにより、銅板１２の内部に残留する応力に起因する接合基板１の変形、破損等が生じる。例えば、接合基板１のうねり、クラック等が生じる。また、図６に図示される面圧プロファイルにしたがって中間品１ｉに対してホットプレスが行われた場合は、ろう材層１３ｉに含まれるバインダの脱バインダが行われる前に接合のための加圧を中間品１ｉに対して行うことが開始される。このため、脱バインダが不十分になり、窒化ケイ素セラミックス基板１１と銅板１２との間の接合強度が低下する。

【0035】

これに対して、図７及び図８に図示される面圧プロファイルにおいては、接合のための加圧が中間品１ｉに対して行われずに中間品１ｉの温度が脱バインダ温度ＴＢまで上げられる。また、中間品１ｉの温度が脱バインダ温度ＴＢから最高温度ＴＭＡＸまで上げられる途上で、接合のための加圧を銅板１２ｉに対して行うことが開始され、中間品１ｉに加えられる面圧が最高面圧ＰＭＡＸまで上げられる。このため、図７及び図８に図示される面圧プロファイルにしたがって中間品１ｉに対してホットプレスが行われた場合は、銅板１２ｉの温度が上がって銅板１２ｉが塑性変形しやすくなった後に、接合のための加圧を銅板１２ｉに対して行うことが開始され、銅板１２ｉに加えられる面圧が最高面圧ＰＭＡＸまで上げられる。このため、熱膨張しようとする銅板１２ｉが拘束されることを抑制することができ、接合基板１が製造された後に銅板１２の内部に応力が残留することを抑制することができる。これにより、銅板１２の内部に残留する応力に起因する接合基板１の変形、破損等が生じることを抑制することができる。例えば、接合基板１のうねり、クラック等が生じることを抑制することができる。また、図７及び図８に図示される面圧プロファイルにしたがって中間品１ｉに対してホットプレスが行われた場合は、脱バインダが行われている間は、接合のための加圧が中間品１ｉに対して行われず動き止めのための加圧が中間品１ｉに対して行われる。動き止めのための加圧が中間品１ｉに対して行われている間に中間品１ｉに加えられる面圧は、接合のための加圧が中間品１ｉに対して行われている間に中間品１ｉに加えられる面圧より低いが中間品１ｉが動くことを抑制することができる低い面圧、例えば０．１～０．３ＭＰａ程度の低い面圧に維持される。このため、接合のための加圧が中間品１ｉに対して行われるにより脱バインダが阻害されることを抑制することができ、製造された接合基板１に備えられる接合層１３への残炭を抑制することができる。

【0036】

図７に図示される面圧プロファイルにおいては、中間品１ｉに加えられる面圧が、１段階で最高面圧ＰＭＡＸまで上げられる。図７に図示される面圧プロファイルにおいては、中間品１ｉの温度が上げられてろう材層１３ｉが溶融を開始した後に、接合のための加圧を中間品１ｉに対して行うことが開始され、中間品１ｉに加えられる面圧が最高面圧ＰＭＡＸまで上げられる。

【0037】

図８に図示される面圧プロファイルにおいては、中間品１ｉに加えられる面圧が、２段階で最高面圧ＰＭＡＸまで上げられる。図８に図示される面圧プロファイルにおいては、接合のための加圧が中間品１ｉに対して行われずに中間品１ｉの温度が脱バインダ温度ＴＢまで上げられる。また、中間品１ｉの温度が脱バインダ温度ＴＢまで上げられた後に、接合のための加圧を中間品１ｉに対して行うことが開始される。また、接合のための加圧を中間品１ｉに対して行うことが開始された後に、まず、中間品１ｉに加えられる面圧が、第１の面圧Ｐ１まで上げられ、設定された時間に渡って第１の面圧Ｐ１で維持される。続いて、中間品１ｉに加えられる面圧が、第１の面圧Ｐ１から第２の面圧（最高面圧）ＰＭＡＸまで上げられ、設定された時間に渡って第２の面圧ＰＭＡＸで維持される。第２の面圧ＰＭＡＸは、第１の面圧Ｐ１より高い。中間品１ｉに加えられる面圧は、中間品１ｉの温度が脱バインダ温度ＴＢから最高温度ＴＭＡＸに上げられる途上で第２の面圧（最高面圧）ＰＭＡＸまで上げられる。これにより、銅板１２ｉの温度が上がって銅板１２ｉが塑性変形しやすくなる前は、比較的に弱い第１の面圧Ｐ１で銅板１２ｉが窒化ケイ素セラミックス基板１１に向かって押し付けられる。このため、窒化ケイ素セラミックス基板１１が割れることを抑制することができる。

【0038】

図９（ａ）は、第１実施形態の接合基板が製造される途上で中間品への接合のための加圧を中間品に対して行うことが開始される前の中間品の断面を模式的に図示する断面図である。図９（ｂ）は、第１実施形態の接合基板が製造される途上で接合のための加圧を中間品に対して行うことが開始された後の中間品の断面を模式的に図示する断面図である。

【0039】

銅板１２ｉの銅板主面１２ｉｓは、ろう材層１３ｉが配置される側を向く。銅板１２ｉの銅板主面１２ｉｓは、接合のための加圧を中間品１ｉに対して行うことが開始される前に、図９（ａ）に図示されるように、ろう材層１３ｉに接触する接触領域Ｒ１、及びろう材層１３ｉに接触しない非接触領域Ｒ２を有する。銅板１２ｉの銅板主面１２ｉｓの非接触領域Ｒ２は、主に、銅板１２ｉが反っている場合に、銅板１２ｉの銅板主面１２ｉｓの周辺部に生じ、銅板１２ｉの銅板主面１２ｉｓが矩形状の平面形状を有する場合は矩形状の平面形状の四隅に生じる。

【0040】

第１の面圧Ｐ１は、接合のための加圧を中間品１ｉに対して行うことが開始された後に、図９（ｂ）に図示されるように、銅板１２ｉが平坦化されて銅板１２ｉの銅板主面１２ｉｓの非接触領域Ｒ２がろう材層１３ｉに接触する面圧であり、望ましくは、１．０ＭＰａ以上である。これにより、中間品１ｉに加えられる面圧が第１の面圧Ｐ１まで上げられた際に、銅板１２ｉの銅板主面１２ｉｓの非接触領域Ｒ２がろう材層１３ｉに接触する。これにより、銅板１２ｊの銅板主面１２ｉｓの全領域を接合層１３ｊにより窒化ケイ素セラミックス基板１１に接合することができる。この効果は、活性金属ろう材が銀を含み銅を含まない場合に顕著に現れる。活性金属ろう材が銀を含み銅を含まないが銅板１２ｉの銅板主面１２ｉｓの非接触領域Ｒ２がろう材層１３ｉに接触する場合は、中間品１ｉに対してホットプレスが行われる際に、銅板１２ｉからろう材層１３ｉに含まれるチタンの粒子に銅が拡散することにより、ろう材層１３ｉ中にチタンと銅との化合物が生成し、接合を阻害する銀とチタンとの化合物が生成することが抑制されるためである。

【0041】

接合のための加圧を中間品１ｉに対して行うことは、望ましくは、中間品１ｉの温度が５００℃以上７００℃以下である間に開始される。脱バインダ温度ＴＢは、５００℃程度であり、チタンと銅との化合物が形成され始める温度は、７００℃程度であるためである。

【0042】

また、第１の面圧Ｐ１は、望ましくは、５ＭＰａ以下である。第１の面圧Ｐ１が５ＭＰａより高い場合は、銅板１２ｉが窒化ケイ素セラミックス基板１１に向かって強く押し付けられて窒化ケイ素セラミックス基板１１が割れやすくなる傾向が現れる。第２の面圧Ｐ２は、望ましくは、５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下である。第２の面圧Ｐ２が５ＭＰａより低い場合は、銅板１２ｉの窒化ケイ素セラミックス基板１１への接合性が低下する傾向が現れる。第２の面圧Ｐ２が３０ＭＰａより高い場合は、銅板１２ｉが窒化ケイ素セラミックス基板１１に向かって強く押し付けられて窒化ケイ素セラミックス基板１１が割れやすくなる傾向が現れる。

【0043】

図８に図示される面圧プロファイルにおいては、望ましくは、中間品１ｉの温度が５００℃以上７００℃以下である間に、接合のための加圧を中間品１ｉに対して行うことが開始され、中間品１ｉに加えられる面圧が第１の面圧Ｐ１まで上げられる。また、中間品１ｉの温度がさらに上げられてろう材層１３ｉが溶融を開始した後に、中間品１ｉに加えられる面圧が第１の面圧Ｐ１から第２の面圧ＰＭＡＸまで上げられる。

【0044】

４ 実施例
上述した接合基板１の製造方法にしたがって接合基板１を製造した。活性金属ろう材に含まれる活性金属としては、チタンを用いた。活性金属ろう材に含まれる活性金属以外の金属としては、銀を用いた。ホットプレスは、図６、図７及び図８に図示される温度プロファイル及び面圧プロファイルにしたがって行った。脱バインダ温度ＴＢは、５５０℃とした。最高温度ＴＭＡＸは、８２０℃とした。第１の面圧Ｐ１は、２．５ＭＰａとした。第２の面圧（最高面圧）ＰＭＡＸは、２２ＭＰａとした。

【0045】

図６、図７及び図８に図示される温度プロファイル及び面圧プロファイルにしたがってホットプレスが行われた接合基板１の温度を室温から３００℃まで上げてから再び室温まで戻し、製造された接合基板１の温度を室温まで戻した後に接合基板１に生じたうねりの有無を確認した。その結果、図６に図示される温度プロファイル及び面圧プロファイルにしたがってホットプレスが行われた接合基板１には、長さ２０ｍｍ当たり高さ２０μｍ程度の大きなうねりが生じた。しかし、図７及び図８に図示される温度プロファイル及び面圧プロファイルにしたがってホットプレスが行われた接合基板１には、長さ２０ｍｍ当たり高さ１μｍ程度のわずかなうねりしか生じなかった。

【0046】

また、図７及び図８に図示される温度プロファイル及び面圧プロファイルにしたがってホットプレスが行われた中間品１ｊを超音波探傷装置（ＳＡＴ）により観察し、ＳＡＴ像を得た。図７及び図８に図示される温度プロファイル及び面圧プロファイルにしたがってホットプレスが行われた中間品１ｊのＳＡＴ像をそれぞれ図１０及び図１１に示す。図１０に図示されるＳＡＴ像からは、銅板１２ｊの四隅において接合が不十分であることを理解することができ、図１１に図示されるＳＡＴ像からは、銅板１２ｊの全体において接合が十分であることを理解することができる。

【0047】

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

【符号の説明】

【0048】

１ 接合基板
１１ 窒化ケイ素セラミックス基板
１２，１２ｉ 銅板
１３ 接合層
１３ｉ ろう材層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】