(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-27
(45)【発行日】2024-09-04
(54)【発明の名称】接合体及びその製造方法、集合基板、並びにパワーモジュール
(51)【国際特許分類】
H01L 23/13 20060101AFI20240828BHJP
【ＦＩ】
H01L23/12 C
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2024521298
(86)(22)【出願日】2023-11-16
(86)【国際出願番号】 JP2023041299
【審査請求日】2024-04-09
(31)【優先権主張番号】P 2022188495
(32)【優先日】2022-11-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000003296
【氏名又は名称】デンカ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100185591
【弁理士】
【氏名又は名称】中塚 岳
(74)【代理人】
【識別番号】100145012
【弁理士】
【氏名又は名称】石坂 泰紀
(72)【発明者】
【氏名】酒井 篤士
(72)【発明者】
【氏名】原田 朋幸
(72)【発明者】
【氏名】上島 賢久
(72)【発明者】
【氏名】中山 賢太郎
(72)【発明者】
【氏名】山口 智也
【審査官】金田 孝之
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－２６８８２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０１１０２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－１３２８６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１２５９０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第９８／５４７６１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００４－３４２６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２１／１４９７８９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２３／１２－２３／１５
Ｈ０１Ｌ ２５／０７
Ｈ０１Ｌ ２５／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
セラミック板と、金属板と、前記セラミック板の主面と前記金属板の主面とを接合し、ろう材成分を含む接合部と、を備え、前記金属板の側面は複数の切断面で構成され、
前記接合部は、前記金属板の前記側面の少なくとも一部と前記セラミック板の前記主面の一部とを覆う被覆部を有し、
前記金属板の厚さ方向に沿う断面でみたときに、
前記金属板の前記切断面から前記セラミック板の前記主面に向かう仮想垂線と前記セラミック板の前記主面との交点から前記セラミック板の前記主面に沿って計測される前記被覆部のはみ出し距離をはみ出し距離Ｌとしたときに、前記複数の切断面において測定されるはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満である、接合体。
【請求項2】
前記複数の切断面において測定される前記被覆部のはみ出し距離Ｌの平均値が０．１ｍｍ以上である、請求項１に記載の接合体。
【請求項3】
前記複数の切断面において測定される前記被覆部のはみ出し距離Ｌの平均値が０．６ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の接合体。
【請求項4】
前記金属板は、バリ及びダレを有し、前記ダレよりも前記バリの方が前記セラミック板寄りに位置するように前記接合部を介して前記セラミック板に接合されている、請求項１又は２に記載の接合体。
【請求項5】
前記断面でみたときに、前記被覆部は、前記金属板の前記セラミック板側とは反対側の主面から前記セラミック板の前記主面に近づくにつれて、前記金属板の前記側面から離れるように拡がるスカート部を有し、前記スカート部の輪郭をなす傾斜面は、前記金属板の前記側面から前記セラミック板の前記主面まで延びている、請求項１又は２に記載の接合体。
【請求項6】
多数個取り用のセラミック板と、側面を有する複数の金属板と、前記セラミック板の主面と前記複数の金属板の主面とを接合し、ろう材成分を含む複数の接合部と、を備え、前記金属板の側面は複数の切断面で構成され、
前記複数の接合部のそれぞれは、前記金属板の前記側面の少なくとも一部と前記セラミック板の前記主面の一部とを覆う被覆部を有し、
前記複数の金属板のうち少なくとも一つの金属板の厚さ方向に沿う断面でみたときに、
前記金属板の前記切断面から前記セラミック板の前記主面に向かう仮想垂線と前記セラミック板の前記主面との交点から前記セラミック板の前記主面に沿って計測される前記被覆部のはみ出し距離をはみ出し距離Ｌとしたときに、前記複数の切断面において測定されるはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満である、集合基板。
【請求項7】
金属基材を打ち抜いて切断面で構成される側面を有する金属板を得る打ち抜き工程と、前記金属板を支持板に第１位置決め治具を用いて仮止めする仮止め工程と、セラミック板の主面にろう材を塗布して塗布層を設ける塗布工程と、前記金属板と前記塗布層とが対向するように、前記セラミック板と前記支持板とを第２位置決め治具を用いながら積層して積層体を作製する積層工程と、前記積層体を加熱して、前記金属板の前記側面の少なくとも一部と前記セラミック板の前記主面の一部とを覆う被覆部を有する接合部によって前記金属板を前記セラミック板に接合する接合工程と、を有し、前記塗布工程では、前記塗布層の中央部よりも端部の厚みを大きくする、接合体の製造方法。
【請求項8】
前記接合体は、前記打ち抜き工程によって得られる前記金属板の前記切断面から前記セラミック板の前記主面に向かう仮想垂線と前記セラミック板の前記主面との交点から前記セラミック板の前記主面に沿って計測される前記被覆部のはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満である、請求項７に記載の接合体の製造方法。
【請求項9】
前記セラミック板は、多数個取り用の第１セラミック板であり、前記塗布工程では、前記第１セラミック板の前記主面に複数の前記塗布層を設け、
前記積層工程では、複数の前記塗布層のそれぞれを挟むようにして前記第１セラミック板と複数の前記金属板とを前記第２位置決め治具を用いながら積層して前記積層体を作製し、
前記接合工程の後に、前記第１セラミック板を分割して、前記接合体を複数得る、請求項７又は８に記載の接合体の製造方法。
【請求項10】
請求項１又は２に記載の接合体と、当該接合体の前記金属板に電気的に接続される半導体素子と、を備えるパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、接合体及びその製造方法、集合基板、並びにパワーモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
ロボット及びモータ等の産業機器の高性能化に伴い、大電流及び高電圧を制御する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に備えられる回路基板は、セラミック基板と銅板とを備えており、これらは活性金属を含有するろう材を介して接合される。このような回路基板等に用いられる接合体の製造方法としては、エッチング法が知られている。
【0003】
一方、特許文献１では、ろう材を介してセラミックス基板の一方の面に配置して積層体を形成する積層体形成工程と、積層体を積層方向に加圧及び加熱することにより、セラミックス基板の一方の面に回路層用金属板を接合して回路層を形成する接合工程と、を備える絶縁回路基板の製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０２０－１５５４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
エッチング法を用いて接合体を作製する技術では、金属板を所定のサイズに加工するためにレジスト印刷及びエッチングの工程が必要となる。一方、特許文献１のように金属板を接合する搭載法であれば、このような工程が不要となり、生産効率を向上することができる。ただし、このような搭載法では、金属板とセラミック板との接合不良が生じやすい。
【0006】
そこで、本開示は、接合信頼性に優れる接合体及びその製造方法を提供する。また、本開示は、接合信頼性に優れる接合体を効率よく得ることが可能な集合基板を提供する。また、本開示は、信頼性に優れるパワーモジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一側面は、以下の接合体を提供する。
【0008】
［１］セラミック板と、切断面で構成される側面を有する金属板と、前記セラミック板の主面と前記金属板の主面とを接合し、ろう材成分を含む接合部と、を備え、
前記接合部は、前記金属板の前記側面の少なくとも一部と前記セラミック板の前記主面の一部とを覆う被覆部を有し、
前記金属板の厚さ方向に沿う断面でみたときに、
前記金属板の前記側面における切断面から前記セラミック板の前記主面に向かう仮想垂線と前記セラミック板の前記主面との交点から前記セラミック板の前記主面に沿って計測される前記被覆部のはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満である、接合体。
前記接合部は、前記金属板の前記側面の少なくとも一部と前記セラミック板の前記主面の一部とを覆う被覆部を有し、
前記金属板の厚さ方向に沿う断面でみたときに、
前記金属板の前記側面における切断面から前記セラミック板の前記主面に向かう仮想垂線と前記セラミック板の前記主面との交点から前記セラミック板の前記主面に沿って計測される前記被覆部のはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満である、接合体。
【0009】
金属板とセラミック板とが接合された接合体では、接合部で接合される金属板の中央部よりも端部における接合が脆弱になり易い。この要因として、金属板の端部において接合部が十分に形成されていなかったり、欠陥が生じていたりすることが考えられる。上記［１］の接合体は、金属板の側面の少なくとも一部とセラミック板の主面の一部とを被覆する被覆部を有する接合部を備える。このような接合部を備えることによって、金属板の端部とセラミック板とを十分に接合することができる。そして、はみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満であることから、接合部のはみ出し距離Ｌのばらつきを抑制し、金属板の端部全体を均等にセラミック板に接合することができる。このような接合体は、接合信頼性に優れる。
【0010】
本開示におけるはみ出し距離Ｌの平均値及び標準偏差は、被覆部において任意に選択される２０箇所ではみ出し距離Ｌを測定して得られた２０個の測定値から求められる。位置選択によるばらつきをなくすため、被覆部の外縁に沿って計測される隣り合う測定点の間隔が概ね等しくなるように測定位置を選択することが好ましい。
【0011】
上記［２］の接合体は、以下の［２］～［５］のいずれかであってもよい。
【0012】
［２］前記被覆部のはみ出し距離Ｌの平均値が０．１ｍｍ以上である、［１］に記載の接合体。
［３］前記被覆部のはみ出し距離Ｌの平均値が０．６ｍｍ以下である、［１］又は［２］に記載の接合体。
［４］前記金属板は、バリ及びダレを有し、前記ダレよりも前記バリの方が前記セラミック板寄りに位置するように前記接合部を介して前記セラミック板に接合されている、［１］～［３］のいずれか一つに記載の接合体。
［５］前記断面でみたときに、前記被覆部は、前記金属板の前記セラミック板側とは反対側の主面から前記セラミック板の前記主面に近づくにつれて、前記金属板の前記側面から離れるように拡がるスカート部を有し、
前記スカート部の輪郭をなす傾斜面は、前記金属板の前記側面から前記セラミック板の前記主面まで延びている、［１］～［４］のいずれか一つに記載の接合体。
［３］前記被覆部のはみ出し距離Ｌの平均値が０．６ｍｍ以下である、［１］又は［２］に記載の接合体。
［４］前記金属板は、バリ及びダレを有し、前記ダレよりも前記バリの方が前記セラミック板寄りに位置するように前記接合部を介して前記セラミック板に接合されている、［１］～［３］のいずれか一つに記載の接合体。
［５］前記断面でみたときに、前記被覆部は、前記金属板の前記セラミック板側とは反対側の主面から前記セラミック板の前記主面に近づくにつれて、前記金属板の前記側面から離れるように拡がるスカート部を有し、
前記スカート部の輪郭をなす傾斜面は、前記金属板の前記側面から前記セラミック板の前記主面まで延びている、［１］～［４］のいずれか一つに記載の接合体。
【0013】
上記［２］の接合体は、被覆部のはみ出し距離Ｌの平均値が十分に大きい。このため、金属板とセラミック板との接合力を十分に大きくすることができる。上記［３］の接合体は、はみ出し距離Ｌが過大になることを抑制できる。接合部は導電性を有するため、はみ出し距離Ｌが過大になることを抑制することによって、接合体を回路基板として用いたときに絶縁性を十分良好に維持することができる。
【0014】
上記［４］の接合体は、金属板の端部において、接合部の欠陥を生じにくくすることができる。このような接合体は、一層優れた接合信頼性を有する。上記［５］の接合体は、金属板の外縁部とセラミック板との接合部分に局所的に生じる残留応力を十分に小さくすることができる。このような接合体は、信頼性に優れる。
【0015】
本開示の一側面は、以下の集合基板を提供する。
【0016】
［６］多数個取り用のセラミック板と、切断面で構成される側面を有する複数の金属板と、前記セラミック板の主面と前記複数の金属板の主面とを接合し、ろう材成分を含む複数の接合部と、を備え、
前記複数の接合部のそれぞれは、前記金属板の前記側面の少なくとも一部と前記セラミック板の前記主面の一部とを覆う被覆部を有し、
前記複数の金属板のうち少なくとも一つの金属板の厚さ方向に沿う断面でみたときに、
前記金属板の前記切断面から前記セラミック板の前記主面に向かう仮想垂線と前記セラミック板の前記主面との交点から前記セラミック板の前記主面に沿って計測される前記被覆部のはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満である、集合基板。
前記複数の接合部のそれぞれは、前記金属板の前記側面の少なくとも一部と前記セラミック板の前記主面の一部とを覆う被覆部を有し、
前記複数の金属板のうち少なくとも一つの金属板の厚さ方向に沿う断面でみたときに、
前記金属板の前記切断面から前記セラミック板の前記主面に向かう仮想垂線と前記セラミック板の前記主面との交点から前記セラミック板の前記主面に沿って計測される前記被覆部のはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満である、集合基板。
【0017】
上記［６］の集合基板は、金属板の側面の少なくとも一部とセラミック板の主面の一部とを被覆する被覆部を有する。このような被覆部を有する接合部を備えることによって、金属板の端部とセラミック板とを十分に接合することができる。そして、少なくとも一つの金属板の厚さ方向に沿う断面でみたときに、はみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満であることから、はみ出し距離Ｌのばらつきを抑制できる。このため、金属板の端部全体を接合部によって均等にセラミック板に接合することができる。したがって、このような集合基板から、接合信頼性に優れる接合体を得ることができる。
【0018】
本開示の一側面は、以下の接合体の製造方法を提供する。
【0019】
［７］金属基材を打ち抜いて切断面で構成される側面を有する金属板を得る打ち抜き工程と、前記金属板を支持板に第１位置決め治具を用いて仮止めする仮止め工程と、セラミック板の主面にろう材を塗布して塗布層を設ける塗布工程と、前記金属板と前記塗布層とが対向するように、前記セラミック板と前記支持板とを第２位置決め治具を用いながら積層して積層体を作製する積層工程と、前記積層体を加熱して、前記金属板の側面の少なくとも一部と前記セラミック板の前記主面の一部とを覆う被覆部を有する接合部によって前記金属板を前記セラミック板に接合する接合工程と、を有し、
前記塗布工程では、前記塗布層の中央部よりも端部の厚みを大きくする、接合体の製造方法。
前記塗布工程では、前記塗布層の中央部よりも端部の厚みを大きくする、接合体の製造方法。
【0020】
上記［７］の製造方法では、第１位置決め治具を用いる仮止め工程を有するとともに第２位置決め治具を用いながらセラミック板と金属板が仮止めされた支持板とを積層する積層工程を有する。そして、塗布工程において、塗布層の中央部よりも端部の方の厚みが大きくなるように、セラミック板の主面にろう材を塗布する。これによって、金属板とセラミック板との位置合わせ精度が向上し、金属板の端部とセラミック板の接合状態のばらつきを十分に低減することができる。したがって、このような製造方法で得られる接合体は、接合信頼性に優れる。
【0021】
上記［７］の製造方法は、以下の［８］又は［９］であってもよい。
【0022】
［８］前記接合体は、前記打ち抜き工程によって得られる前記金属板の前記切断面から前記セラミック板の前記主面に向かう仮想垂線と前記セラミック板の前記主面との交点から前記セラミック板の前記主面に沿って計測される前記被覆部のはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満である、［７］に記載の接合体の製造方法。
［９］前記セラミック板は、多数個取り用の第１セラミック板であり、
前記塗布工程では、前記第１セラミック板の前記主面に複数の前記塗布層を設け、
前記積層工程では、複数の前記塗布層のそれぞれを挟むようにして前記第１セラミック板と複数の前記金属板とを前記第２位置決め治具を用いながら積層して前記積層体を作製し、
前記接合工程の後に、前記第１セラミック板を分割して、前記接合体を複数得る、［７］又は［８］に記載の接合体の製造方法。
［９］前記セラミック板は、多数個取り用の第１セラミック板であり、
前記塗布工程では、前記第１セラミック板の前記主面に複数の前記塗布層を設け、
前記積層工程では、複数の前記塗布層のそれぞれを挟むようにして前記第１セラミック板と複数の前記金属板とを前記第２位置決め治具を用いながら積層して前記積層体を作製し、
前記接合工程の後に、前記第１セラミック板を分割して、前記接合体を複数得る、［７］又は［８］に記載の接合体の製造方法。
【0023】
上記［８］の製造方法では、被覆部のはみ出し距離Ｌのばらつきを十分に小さくすることができる。これによって、接合信頼性に一層優れる接合体を製造することができる。上記［９］の製造方法では、接合信頼性に優れる複数の接合体を同時に製造することができる。したがって、生産効率に優れる。
【0024】
本開示の一側面は、以下のパワーモジュールを提供する。
【0025】
［１０］上記［１］～［５］のいずれか一つの接合体、或いは、上記［７］～［９］のいずれか一つの製造方法で得られる接合体と、当該接合体の前記金属板に電気的に接続される半導体素子と、を備えるパワーモジュール。
【0026】
上記［１０］のパワーモジュールは、上述のいずれかの接合体又はいずれかの製造方法で得られる接合体と、当該接合体の金属板に電気的に接続される半導体素子と、を備える。このようなパワーモジュールは、上述のいずれかの接合体又はいずれかの製造方法で得られる接合体を備えることから信頼性に優れる。
【発明の効果】
【0027】
接合信頼性に優れる接合体及びその製造方法を提供することができる。接合信頼性に優れる接合体を効率よく得ることが可能な集合基板を提供することができる。信頼性に優れるパワーモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】金属板の厚さ方向に沿う接合体の断面図である。
【図2】金属板の厚さ方向に沿う接合体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面写真（ＳＥＭ写真）の一例である。
【図3】集合基板の斜視図である。
【図4】パワーモジュールの断面図である。
【図5】支持板とこれに取り付けられた仮止め材を示す図である。
【図6】支持板とこれに仮止めされた金属板を示す図である。
【図7】格子治具と、これを用いて支持板に仮止めされる金属板を示す図である。
【図9】セラミック板に形成された塗布層と、金属板が仮止めされた支持板とを積層する様子を示す図である。
【図10】第１積層体の一部を示す斜視図である。
【図11】塗布層が設けられたセラミック板と、塗布層に貼り合わせられる金属板の厚さ方向に沿う断面図である。
【図12】複数の第１積層体と、これらを積層することによって形成される第２積層体の断面図である。
【図13】囲い治具の斜視図である。
【図14】第２積層体が加圧装置で加圧された状態を示す断面図である。
【図15】第２積層体が加熱装置に導入されたときの状態を示す断面図である。
【図16】集合基板から支持板を取り外したときの状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、場合により図面を参照して、本開示の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、各要素の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。本開示において、「～」の記号で示される各数値範囲は、下限値及び上限値を含む。すなわち、「Ａ～Ｂ」で示される数値範囲は、Ａ以上且つＢ以下を意味する。上限値のみを有する数値範囲と下限値のみを有する数値範囲を組み合わせた数値範囲も本開示に含まれる。各数値範囲の上限又は下限をいずれかの実施例の数値で置き換えたものも、本開示に含まれる。複数の材料が例示されている場合、そのうちの一種を単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
【0030】
一実施形態において、接合体は、セラミック板と、金属板と、セラミック板の主面と金属板の主面とを接合し、ろう材成分を含む接合部と、を備える。接合体は例えば回路基板であってよい。金属板は、電気回路を構成してもよいし、放熱板であってもよい。一枚のセラミック板の一方の主面に接合される金属板は、一つであってもよいし、複数であってもよい。セラミック板の一方の主面にのみ金属板が接合されてもよいし、両方の主面に金属板が接合されてもよい。セラミック板の材質は特に制限されず、例えば、窒化物焼結体、炭化物焼結体、又は酸化物焼結体で構成されていてよい。具体的には、窒化ケイ素焼結体、窒化アルミニウム焼結体、酸化アルミニウム焼結体、及び炭化ケイ素焼結体等が挙げられる。セラミック板の板状であれば特に制限されない。セラミック板の厚みは、例えば０．２～２ｍｍであってよく、０．２５～１．５ｍｍであってもよい。
【0031】
金属板は、例えば銅板であってよい。金属板の側面は、切断面で構成される。このような金属板は、例えば打ち抜き加工によって得られる。このため、金属板はダレ（ダレ面）及びバリ（バリ面）を有していてよい。この場合、ダレよりもバリの方がセラミック板寄りに位置するように接合部を介してセラミック板に接合されていてよい。これによって、金属板の端部における接合部にボイド等が生じ難くなり、金属板の端部を強固にセラミック板に固着させることができる。金属板の形状は特に限定されず、角柱形状又は四角柱形状であってよい。金属板の少なくとも一部の角は面取り加工されていてもよい。金属板の厚みは、例えば０．１～２．０ｍｍであってよく、０．２～１．５ｍｍであってもよい。金属板は表面にめっき膜を有していてもよい。
【0032】
接合層は、セラミック板と金属板とを接合する層であり、ろう材成分を含む。このため、ろう材層と称されることもある。接合層は、例えば、ろう材に由来する銀、又は銀及び銅を含んでよい。接合層は、さらに、ろう材に由来する錫及び活性金属からなる群より選ばれる一種又は二種以上の金属を含有してよい。接合層において、二種以上の金属は合金となっていてもよい。活性金属は、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、及びニオブからなる群より選ばれる一種又は二種以上を含んでいてよい。接合層に含まれる銀及び銅は、例えばＡｇ－Ｃｕ共晶合金等の合金として含まれていてもよい。接合層における銀の含有量は、Ａｇ換算で４５～９５質量％であってよく、５０～９５質量％であってもよい。接合層における銀及び銅の合計含有量は、それぞれＡｇ及びＣｕに換算して６５～１００質量％であってよく、７０～９９質量％であってよく、９０～９８質量％であってもよい。これによって、接合層における残留応力を十分に低減しつつ、接合層の緻密性を向上することができる。
【0033】
接合層における活性金属の含有量は、Ａｇ及びＣｕの合計１００質量部に対して、０．５～８質量部であってよい。活性金属の含有量を０．５質量部以上とすることで、セラミック板と接合層との接合性を向上することができる。一方、活性金属の含有量を８質量部以下とすることで、接合界面に脆弱な合金層が形成されることを抑制できる。
【0034】
接合層に含有される上記金属は、窒化物、酸化物、炭化物又は水素化物として含まれていてもよい。一例として、接合層は、窒化チタン及び／又は水素化チタン（ＴｉＨ２）を含んでいてよい。これによって、セラミック板と金属板との接合強度を十分に高くすることができる。ＡｇとＣｕの合計１００質量部に対するＴｉＨ２の含有量は例えば１～８質量部であってよい。
【0035】
図１は、金属板の厚さ方向（積層方向）に沿う接合体の断面の一部を示している。接合部４０は、金属板６０の側面６２の少なくとも一部とセラミック板２０の主面２０Ａの一部とを覆う被覆部４２を有する。被覆部４２は、金属板６０の主面６０Ａからセラミック板２０の主面２０Ａに近づくにつれて、金属板６０の側面６２から離れるように拡がるスカート部４４を有する。スカート部４４の輪郭をなす傾斜面４４Ｓは、金属板６０の側面６２からセラミック板２０の主面２０Ａまで延びている。接合体１００は、スカート部４４を有することによって、金属板の外縁部とセラミック板との接合部分における局所的な応力集中を抑制し、信頼性をさらに向上することができる。
【0036】
変形例では、被覆部４２は、金属板６０の側面６２の全てを覆っていてもよい。被覆部４２の全体がスカート部４４で構成されていなくてもよい。例えば、図１において、被覆部４２は、金属板６０の側面６２の上部では側面６２に沿って金属板６０を覆う部分と、側面６２の中央部より下方又は下部を覆うスカート部４４と、を有していてよい。
【0037】
被覆部４２のはみ出し距離Ｌの平均値は、０．１ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以上、又は０．２ｍｍ以上であってよい。はみ出し距離Ｌの平均値を大きくすることによって、金属板６０とセラミック板２０との接合力を十分に高くすることができる。
【0038】
はみ出し距離Ｌの平均値は、０．６ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．５ｍｍ未満、又は０．４ｍｍ以下であってよい。はみ出し距離Ｌの平均値が過大になるのを抑制することによって、接合体１００を回路基板として用いたときの絶縁性を十分良好に維持することができる。また、セラミック板２０を小さくして、接合体１００を小型化することができる。はみ出し距離Ｌの平均値の数値範囲の一例は、０．１～０．６ｍｍである。これによって、上述の特性をバランスよく両立することができる。
【0039】
はみ出し距離Ｌの平均値は、セラミック板２０と金属板６０とを接合する際のろう材の塗布量及び接合時の圧力等によって調整することができる。
【0040】
はみ出し距離Ｌの標準偏差は、０．１ｍｍ未満であり、０．０９ｍｍ以下、０．０８ｍｍ以下、０．０７ｍｍ以下、又は０．０５ｍｍ以下であってよい。このように、はみ出し距離Ｌの標準偏差を小さくすることによって、位置による被覆部４２のはみ出し距離Ｌのばらつきを小さくすることができる。このような接合体１００であれば、金属板６０の端部６５全体を接合部４０によって均等にセラミック板に接合することができる。したがって、接合体１００は、接合信頼性に優れる。
【0041】
はみ出し距離Ｌの標準偏差は、例えば、０．０１ｍｍ以上、又は０．０２ｍｍ以上であってよい。これによって接合体１００を効率よく製造して、製造コストを低減することができる。はみ出し距離Ｌの標準偏差の範囲の一例は、０．０１ｍｍ以上且つ０．１ｍｍ未満である。このような接合体１００は、低コストで製造可能であるうえに、接続信頼性に優れる。はみ出し距離Ｌの標準偏差は、セラミック板２０と金属板６０とを接合する際の位置決め精度によって調整することができる。例えば、位置決め精度を高くすることによって、はみ出し距離Ｌの標準偏差を小さくすることができる。
【0042】
被覆部４２のはみ出し距離Ｌは、次のようにして測定することができる。図１に示すような金属板６０の厚さ方向に沿う断面の写真を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影する。倍率は、例えば５０～２００倍であってよい。この写真において、金属板６０の切断面６３からセラミック板２０の主面２０Ａに向かう仮想垂線ＶＰを描く。仮想垂線ＶＰとセラミック板２０の主面２０Ａとの交点ＩＰを求める。交点ＩＰを起点として、セラミック板２０の主面２０Ａに沿って被覆部４２の長さを測定する。この長さを、被覆部４２のはみ出し距離Ｌとする。被覆部４２のはみ出し距離Ｌは、ＳＥＭ写真と定規を用いて求めてもよいし、画像解析ソフトを用いて求めてもよい。
【0043】
任意に選択される２０箇所の断面の写真を撮影し、各断面における被覆部４２のはみ出し距離Ｌを測定する。２０個の測定値の算術平均値が、はみ出し距離Ｌの平均値となる。位置選択によるばらつきをなくすため、被覆部４２の外縁４５に沿う隣り合う測定点の間隔が概ね等しくなるように測定位置を選択することが好ましい。
【0044】
図２は、金属板の厚さ方向（積層方向）に沿う接合体の断面写真（ＳＥＭ写真）の一例である。図２に示すように、金属板６０の側面６２には、セラミック板２０寄りの部分において、接合体１００を製造する際に生じるろう材と金属板６０の含有成分との反応生成物を含む場合がある。金属板６０の側面６２の上部に出現している切断面６３を基準にして仮想垂線ＶＰを描けば、高い再現性ではみ出し距離Ｌを測定することができる。切断面６３が、セラミック板２０の主面２０Ａに対して垂直ではない場合、切断面６３のうち、最も外方に位置する突出した部分を基準にして仮想垂線ＶＰを描けばよい。
【0045】
図１及び図２の接合体では、セラミック板２０の一方の主面２０Ａに金属板６０（第１の金属板）が接合部４０（第１の接合部）によって接合されている。変形例では、セラミック板２０の他方の主面２０Ｂに第２の金属板が第２の接合部によって接合されていてよい。第１の金属板と第２の金属板のサイズ及び形状は同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２の接合部も第１の接合部と同様の被覆部を有していてもよい。主面２０Ａ（主面２０Ｂ）に接合される第１の金属板６０（第２の金属板）の数は一つに限定されず、複数であってよい。複数ある第１の金属板６０（第２の金属板）のサイズ及び形状は同じであってもよいし、異なっていてもよい。複数ある第１の金属板（複数の第２の金属板）の全てが接合部４０の被覆部４２と互いに同一の形状を有していてもよいし、互いに異なる形状を有していてもよい。セラミック板２０に複数の金属板が接合されている場合、少なくとも一つの金属板を接合する接合部のはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満であればよい。
【0046】
一実施形態において、集合基板は、多数個取り用のセラミック板（第１セラミック板）と、切断面で構成される側面を有する複数の金属板と、セラミック板の一方の主面と複数の金属板のそれぞれの主面とを接合し、ろう材成分を含む複数の接合部と、を備える。複数の接合部のそれぞれは、金属板の側面の少なくとも一部とセラミック板の主面の一部とを覆う被覆部を有してよい。複数の金属板のうち少なくとも一つの金属板（第１の金属板）の厚さ方向に沿う断面でみたときに、第１の金属板の切断面からセラミック板の主面に向かう仮想垂線とセラミック板の主面との交点からセラミック板の主面に沿って計測される被覆部のはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満である。すなわち、第１の金属板とセラミック板とを接合する接合部は、上述の被覆部４２を有する接合部４０と同様の形状を有してよい。
【0047】
図３は、集合基板の一例を示す斜視図である。集合基板２００は、セラミック板２１と、セラミック板２１の主面２１Ａ及び主面２１Ｂのそれぞれに接合される複数の金属板６０を備える。セラミック板２１は主面２１Ａに形成された区画線ＳＬ１，ＳＬ２によって複数に区画されている。主面２１Ａには、区画線として、第１の方向に沿って延在し且つ等間隔で並ぶ複数の区画線ＳＬ１と、第１の方向に直交する第２の方向に沿って延在し且つ等間隔で並ぶ複数の区画線ＳＬ２と、が設けられている。区画線ＳＬ１と区画線ＳＬ２とは互いに直交している。
【0048】
区画線ＳＬ１，ＳＬ２は、例えば、複数の凹みが直線状に並んで構成されていてもよいし、線状に溝が形成されていてもよい。具体的には、レーザー光で形成されるスクライブラインであってよい。レーザー源としては、例えば、炭酸ガスレーザー及びＹＡＧレーザー等が挙げられる。このようなレーザー源からレーザー光を間欠的に照射することによってスクライブラインを形成することができる。なお、区画線ＳＬ１，ＳＬ２は、等間隔で並んでいなくてもよく、また、直交するものに限定されない。また、直線状ではなく、曲線状であってもよいし、折れ曲がっていてもよい。
【0049】
セラミック板２１は、区画線ＳＬ１及び区画線ＳＬ２によって画定される複数の区画領域ＤＲを有する。複数の区画領域ＤＲのそれぞれに、金属板６０が設けられている。複数の金属板６０は、それぞれ互いに独立している。集合基板２００を、区画線ＳＬ１，ＳＬ２に沿って分割すれば、セラミック板２０を備える接合体１００を得ることができる。
【0050】
セラミック板２１の主面２１Ａ上の複数の金属板６０のそれぞれは、接合部４０によってセラミック板２１に接合されている。接合部４０は、金属板６０の側面６２の一部とセラミック板２１の主面２１Ａの一部とを被覆する被覆部４２を有する。被覆部４２は、いずれも、図１に示す被覆部４２と同様にスカート部４４を有する。すなわち、複数の金属板６０とセラミック板２１とを接合する接合部４０は、いずれもスカート形状の被覆部４２を有している。各被覆部４２のはみ出し距離Ｌの平均値及び標準偏差は、接合体１００で説明した数値範囲と同じであってよい。これによって、集合基板２００を、区画線ＳＬ１，ＳＬ２に沿って分割すれば、接合信頼性に優れる９個の接合体１００を得ることができる。
【0051】
セラミック板２１の主面２１Ｂ上の複数の金属板６０のそれぞれも、金属板６０を接合する接合部４０と同様の形状を有する接合部によってセラミック板２１に接合されてよい。この接合部は、金属板６０の側面の一部とセラミック板２１の主面２１Ｂの一部とを被覆する、被覆部４２と同様の被覆部を有していてもよい。この被覆部のはみ出し距離Ｌの平均値及び標準偏差は、上述の数値範囲と同じであってよい。これによって、セラミック板２１の主面２１Ｂ上の金属板６０とセラミック板２１との接合信頼性を向上することができる。
【0052】
接合体１００は、回路基板としてパワーモジュールに搭載されてもよい。金属板６０は、電気信号を伝達する機能を有する回路基板、又は熱を伝達する機能を有する放熱板として機能してよい。また、金属板６０は、熱を伝達する機能と、電気信号を伝達する機能を兼ね備えていてもよい。接合体１００は、金属板６０とセラミック板２０との接合信頼性に優れる。このため、半導体素子等の外部回路との接続信頼性に優れる。したがって、高い信頼性が求められるパワーモジュールに搭載される部品として好適である。
【0053】
一実施形態に係るパワーモジュールは、接合体（回路基板）と、接合体の金属板に電気的に接続される半導体素子と、を備える。回路基板は、上述の接合体１００又はその変形例であってよい。接合体１００及びその変形例に関する説明内容は、本実施形態のパワーモジュールに適用される。このようなパワーモジュールは、信頼性に優れる。接合体及び半導体素子は、樹脂によって封止されていてもよい。
【0054】
図４は、パワーモジュールの一例を示す断面図である。パワーモジュール３００は、ベース板９０と、ハンダ８２を介してベース板９０の一方面と接合される接合体１０１とを備える。接合体１０１の一方面側における金属板６１がハンダ８２を介してベース板９０と接合している。
【0055】
接合体１０１の他方面側における金属板６０には、ハンダ８１を介して半導体素子８０が取り付けられている。半導体素子８０は、アルミワイヤ（アルミ線）等の金属ワイヤ８４で金属板６０の所定箇所に接続されている。このようにして、半導体素子８０と金属板６０とは電気的に接続されている。筐体８６の外部と金属板６０とを電気的に接続するため、金属板の一つである金属板６０ａは、ハンダ８５を介して筐体８６を貫通して設けられる電極８３に接続されている。
【0056】
ベース板９０の一方の主面上には、当該主面と一体になって接合体１０１を収容する筐体８６が配置されている。ベース板９０の一方の主面と筐体８６とで形成される収容空間には樹脂９５が充填されている。樹脂９５は、接合体１０１及び半導体素子８０を封止している。樹脂は、例えば、熱硬化型樹脂であってよく、光硬化型樹脂であってもよい。
【0057】
ベース板９０の他方の主面には、グリース９４を介して放熱部材をなす冷却フィン９２が接合されている。ベース板９０の端部には冷却フィン９２をベース板９０に固定するネジ９３が取り付けられている。ベース板９０及び冷却フィン９２はアルミニウムで構成されていてもよい。ベース板９０及び冷却フィン９２は、高い熱伝導率を有することによって放熱部として良好に機能する。
【0058】
セラミック板２０によって、金属板６０と金属板６１は電気的に絶縁される。金属板６０（６０ａ）は電気回路を形成していてよい。金属板６０及び金属板６１は、ろう材成分を含む接合部（不図示）によってセラミック板２０の主面２０Ａ及び主面２０Ｂにそれぞれ接合されている。接合部は、図１及び図２に示すような被覆部４２を有する。被覆部４２のはみ出し距離Ｌの平均値及び標準偏差は上述したとおりである。このような被覆部４２を有する接合部によって、金属板６０（金属板６１）は、セラミック板２０に接合されている。このため、パワーモジュール３００は信頼性に優れる。
【0059】
一実施形態に係る接合体の製造方法は、金属基材を打ち抜いて複数の金属板６０を得る打ち抜き工程と、第１位置決め治具を用いて複数の金属板６０を一対の支持板のそれぞれに仮止めする仮止め工程と、多数個取り用のセラミック板２１の主面２１Ａ及び主面２１Ｂにろう材を塗布及び乾燥して、主面２１Ａ及び主面２１Ｂのそれぞれに複数の塗布層を設ける塗布工程と、複数の塗布層と複数の金属板６０とがそれぞれ対向するように、第２位置決め治具を用いてセラミック板２１を一対の支持板で挟んで積層体を作製する積層工程と、積層体を加熱して金属板６０とセラミック板２１とを接合する接合工程と、金属板６０が接合されたセラミック板２１を分割して複数の接合体１００を得る仕上げ工程と、を有する。
【0060】
打ち抜き工程では、金属基材を例えば金型を用いて打ち抜く。これによって、側面が切断面で構成される金属板６０が得られる。金属板６０が四角柱形状である場合、４つの側面の全てが切断面であってよい。金属板６０は一方の主面６０Ａ側にダレを有し、他方の主面６０Ｂ側にバリを有していてよい。
【0061】
仮止め工程では、図５に示す仮止め材１１によって支持板ＴＰの所定位置Ａ１に金属板６０を固定する。支持板ＴＰは例えばカーボン板であってよい。仮止め材１１は、接合工程での加熱によって消失するものであってよい。支持板ＴＰの所定位置Ａ１とは、セラミック板２１上に固定される金属板６０の接合予定位置Ａ２（図９参照）に対応した位置である。具体的には、支持板ＴＰをセラミック板２１上の適切な位置に重ねた際に、セラミック板２１上の接合予定位置Ａ２に金属板６０が配置されるような位置である。
【0062】
図５に示されるように、一枚の支持板ＴＰは、複数の接合体を形成するため、便宜上、複数の領域に区画されている。複数の領域には、それぞれ金属板６０を仮止めするための仮止め材１１が設置される。仮止め材１１の一例として、シートタイプの接着剤を使用することができる。シートタイプの接着剤とは、常温で金属板６０を支持板ＴＰに接着可能な接着テープである。接着テープは、両面で接着可能であり、且つ有機成分からなる粘着層と、粘着層の両面を覆う剥離フィルムとを備えている。剥離フィルムは粘着層の両面を保護する部材であり、使用時には剥離される。剥離フィルムは、例えば、透明なＰＥＴフィルムであってよい。仮止め材１１の粘着層の一方の面が支持板ＴＰの所定位置Ａ１に接着されてよい。その後、図６に示すように、仮止め材１１の粘着層の他方の面に金属板６０が接着される。
【0063】
粘着層を形成する粘着成分は、支持板ＴＰと金属板６０とを接着できる材料を使用できる。粘着成分は、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、又はゴム系粘着剤等であってよい。これらの粘着剤は、有機成分で構成されている。したがって、接合工程での加熱中に分解される。その使用量を調整すれば、接合体１００中にその残渣が残らないように調整することができる。
【0064】
アクリル系粘着剤とは、アクリルポリマーからなる粘着剤である。ウレタン系粘着剤とは、ポリウレタン（イソシアネート基を有する化合物とヒドロキシ基を有する化合物が縮合重合したもの）からなる粘着剤である。ゴム系粘着剤は天然ゴム又は合成ゴムからなる粘着剤である。合成ゴムとしては、例えば、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。
【0065】
仮止め材１１は、粘着層を支持する基材層を備えていない粘着テープであってよい。仮止め材１１は、スプレータイプの接着剤であってよい。スプレータイプの接着剤とは、常温で金属板６０を支持板ＴＰに接着可能な液状で、且つ有機成分からなる接着剤である。この接着剤は、噴霧による使用を想定されている。例えば、支持板ＴＰの所定位置Ａ１に接着剤を噴霧し、その接着剤を介して図６に示すように金属板６０を支持板ＴＰに接着させて固定することができる。
【0066】
スプレータイプの接着剤は、溶剤系接着剤、ゴム系接着剤、又は合成樹脂系接着剤等であってよい。溶剤系接着剤の場合、その粘着成分は有機溶剤であり、例えば、ヘキサン、イソヘキサン、トルエン、アセトン、ブタン等を使用することができる。ゴム系接着剤の場合、その粘着成分は天然ゴム又は合成ゴムであってよい。合成ゴムとしては、例えば、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム等を使用することができる。合成樹脂系接着剤の場合、その粘着成分は合成樹脂であり、アクリルポリマー等を使用することができる。
【0067】
スプレータイプの接着剤は、噴射器等によって支持板ＴＰの所定位置Ａ１に設置される。噴射器は、例えば、容器と、容器内の接着剤を噴射するノズル部とを備えている。容器内には、粘着成分を含む液状の接着剤と接着剤を噴射させる噴射剤とが収容されている。噴射剤としては、例えば、ジメチルエーテル、ＬＰＧを使用することができる。ノズル部に取り付けられているレバー等の操作により、容器内の接着剤は容器内から噴射または停止される。
【0068】
金属板６０を支持板ＴＰ上の仮止め材１１に仮止めする際、図７に示すような格子治具３を使用してよい。格子治具３は、支持板ＴＰ上の所定位置Ａ１に金属板６０を位置決めする第１位置決め治具の一例である。図７は、支持板ＴＰ上に設置された格子治具３を利用して金属板６０を所定位置Ａ１に位置合わせしながら、金属板６０を仮止め材１１で仮止めすることを示す平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図である。
【0069】
格子治具３は、接合工程の加熱炉８（図１５参照）に導入する前に支持板ＴＰから取り外してよい。このようにすれば、格子治具３の材質を高い自由度で選択することができる。例えば、格子治具３の材質の例としては、ポリエチレン（例えば高密度ポリエチレン）、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、Ａ２０１７（ジュラルミン）、Ａ５０５２（アルミニウム合金）等が挙げられる。これらの材料は加工性に優れる。
【0070】
【0071】
枠部３１は、取っ手部３３を除いて実質的に支持板ＴＰの外周に揃うような矩形状を有している。枠部３１を支持板ＴＰの外周に揃うように設置することで、支持板ＴＰに対して格子治具３を適切な位置に設置できる。枠部３１で囲まれた内側には、互いに直交する複数の縦壁部３１ａと、複数の横壁部３１ｂとが設けられている。枠部３１と縦壁部３１ａと横壁部３１ｂとによって、あるいは縦壁部３１ａと横壁部３１ｂとによって、矩形状の孔部３２（孔部）が形成されている。
【0072】
格子治具３を支持板ＴＰの適切な位置に設置すると、複数の孔部３２は、それぞれ支持板ＴＰ上の所定位置Ａ１の外縁Ｅｄに揃うように配置される。複数の孔部３２のそれぞれは、金属板６０よりも大きく、且つ金属板６０を収容可能な矩形状である。
【0073】
金属板６０の主面は、略矩形状であり、隣接する側面６２が屈曲して接続された四か所の角部６４を備えている。孔部３２は、金属板６０が収まるような矩形状の孔部であり、四か所（複数）の角隅部３２ａを備えている。金属板６０は、孔部３２の複数の角隅部３２ａのうち、基準の角隅部３２ｘに角部６４が当接することで所定位置Ａ１に位置決めされる。一つの例では、孔部３２は四か所の角隅部３２ａのうち、右下の角隅部３２ａが基準の角隅部３２ｘとして設定されている（図７参照）。
【0074】
孔部３２は、隙間形成部３２ｂを備えている。隙間形成部３２ｂは、基準の角隅部３２ｘに金属板６０の角部６４が当接した状態において、金属板６０との間に隙間Ｓｐを形成する部分である。例えば、図７及び図８に示されるように、基準の角隅部３２ａに金属板６０の角部６４を当接させると、金属板６０の左側には、位置合わせ用の孔部３２との間に隙間Ｓｐが形成される。孔部３２において、この隙間Ｓｐを形成する部分が隙間形成部３２ｂである。
【0075】
例えば、支持板ＴＰ上の所定位置Ａ１に仮止め材１１を設置した後、支持板ＴＰ上の適切な位置に格子治具３を設置する。または、支持板ＴＰ上の適切な位置に格子治具３を設置した後で、格子治具３の孔部３２内に仮止め材１１を設置する。支持板ＴＰ上の適切な位置に格子治具３を設置した後、孔部３２内に金属板６０を挿入する。このとき、格子治具３を利用して金属板６０を所定位置Ａ１に位置合わせし、仮止め材１１によって金属板６０を支持板ＴＰに固定する。
【0076】
金属板６０の仮止めとは別に、セラミック板２１の主面２１Ａにろう材を含む塗布層１２を設ける塗布工程を行う。セラミック板２１の主面２１Ａには区画線ＳＬ１，ＳＬ２が形成されている。区画線ＳＬ１，ＳＬ２は、例えば、レーザー光を照射することによって形成されるスクライブラインであってよい。レーザー光としては、例えば、炭酸ガスレーザー及びＹＡＧレーザー等が挙げられる。このような区画線ＳＬ１，ＳＬ２は、後工程において、集合基板を分割する際の切断線として利用することができる。
【0077】
ろう材は、金属単体又は金属化合物（合金）の形態で、Ａｇを含んでよく、Ａｇに加えて、Ｃｕ、Ｓｎ、及び活性金属からなる群より選ばれる一種又は二種以上の金属を含有してよい。二種以上の金属は合金となっていてもよい。活性金属は、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、及びＮｂからなる群より選ばれる一種又は二種以上を含んでいてよい。ろう材は、Ａｇ及びＣｕの合計１００質量部に対してＡｇを８０質量部以上含んでよく、９０質量部以上含んでいてよく、９５質量部以上含んでいてよい。このようにＣｕに対するＡｇの割合を十分に高くすることによって、接合工程で積層体を昇温する際、ろう材の溶融のタイミングを遅くすることができる。したがって、ろう材の這い上がりを抑制することができる。また、ＡｇとＣｕは７２：２８の質量割合付近に共晶点を有する。このため、溶融したろう材は、金属板に含まれるＣｕと円滑に反応して共晶合金を形成する。したがって、接合層とセラミック板及び金属板との接触面積を十分に且つ円滑に大きくすることができる。ろう材はＣｕを含有していなくてもよい。
【0078】
ろう材における活性金属の含有量は、Ａｇ及びＣｕの合計１００質量部に対して、０．５～８質量部であってよい。活性金属の含有量を０．５質量部以上とすることで、セラミック板とろう材との接合性を向上することができる。一方、活性金属の含有量を８質量部以下とすることで、接合界面に脆弱な合金層が形成されることを抑制できる。
【0079】
ろう材に含有される上記活性金属は、窒化物、酸化物、炭化物又は水素化物として含まれていてもよい。一例として、ろう材は、窒化チタン及び／又は水素化チタン（ＴｉＨ２）を含んでいてよい。これによって、セラミック板と金属板との接合強度を十分に高くすることができる。ＡｇとＣｕの合計１００質量部に対するＴｉＨ２の含有量は例えば１～８質量部であってよい。
【0080】
ろう材は、上述の金属又は金属化合物の他に、有機溶媒、及びバインダ等を含有してよい。ろう材の粘度は、例えば５～２０Ｐａ・ｓであってよい。ろう材における有機溶媒の含有量は、例えば、５～２５質量％、バインダ量の含有量は、例えば、２～１５質量％であってよい。
【0081】
図９に示すように、セラミック板２１の一方の主面２１Ａには、金属板６０の接合予定位置Ａ２にろう材が塗布されて塗布層１２が形成される。塗布方法は、ロールコーター法、スクリーン印刷法、又は転写法等であってよい。接合予定位置Ａ２は、支持板ＴＰの所定位置Ａ１に対応している。支持板ＴＰは、金属板６０がセラミック板２１の主面２１Ａに対向するようにセラミック板２１に積層される。このとき、金属板６０と、セラミック板２１の接合予定位置Ａ２とが向かい合う。
【0082】
セラミック板２１の他方の主面２１Ｂには、金属板６０の接合予定位置Ａ２にろう材が塗布されて塗布層１２が形成されている。塗布方法は上述したとおりである。この接合予定位置Ａ２は、別の支持板ＴＰの所定位置Ａ１に対応している。この別の支持板ＴＰは、金属板６０がセラミック板２１の主面２１Ｂに対向するようにセラミック板２１に積層される。このとき、金属板６０は、セラミック板２１と接合予定位置Ａ２とが向かい合う。このようにして、図１０に示すような第１積層体Ｘａが形成される。
【0083】
図１１は、塗布層１２が設けられたセラミック板２１を厚さ方向に沿って切断したときの断面の一部を示している。塗布層１２は、中央部の厚みよりも当該中央部を取り囲む端部の厚みの方が大きくなっている。すなわち、塗布層１２は、中央部に薄塗り部１２Ｂを有し、端部（外周部）に厚塗り部１２Ａを有する。このような塗布層１２を用いることによって、金属板６０の端部６５とセラミック板２１との間にろう材が十分に充填される。したがって、金属板６０とセラミック板２１との接合が不十分になることを十分に抑制することができる。図１１には一つの塗布層１２のみを示しているが、他の塗布層１２も同様の形状を有していてよい。
【0084】
図１１における塗布層１２の横幅は、金属板６０の横幅と同じになっているが、これに限定されない。例えば、塗布層１２は、セラミック板２１の主面２１Ａに沿って金属板６０の側面６２よりも外方に延在するはみ出し部を有していてよい。このように、塗布層１２が端部にはみ出し部を有していれば、被覆部４２（スカート部４４）を十分に大きくして接合信頼性を一層向上することができる。塗布層１２の端部における厚塗り部１２Ａの幅及び厚さを大きくすれば、図１に示すはみ出し距離Ｌを長くすることができる。塗布層１２の端部における厚塗り部１２Ａの幅及び厚さを小さくすれば、図１に示すはみ出し距離Ｌを短くすることができる。
【0085】
図１２に示すように、積層工程では、塗布層１２が形成されたセラミック板２１と金属板６０が仮止めされた一対の支持板ＴＰとを、囲い治具５を用いて位置合わせをしながら積層して図１０の第１積層体Ｘａを得る。同様の手順を繰り返して得た複数の第１積層体Ｘａを積み重ねる。これによって、第１積層体Ｘａが複数積み重ねられた第２積層体ＸＡを得る。積層の際の位置合わせには、図１２及び図１３に示すような囲い治具５を用いることができる。
【0086】
囲い治具５は、第２積層体ＸＡの矩形状の周囲を囲む枠状の器具であり、金属板６０とセラミック板２１とを積層する際に位置合わせする第２位置合わせ治具の一例である。囲い治具５は、複数の第１積層体Ｘａの周縁に沿うように配置される当接壁部５０を備えている（図１３）。当接壁部５０は、分割可能な複数の分割壁部５１，５２を備えている。例えば、当接壁部５０は、平面視でＬ字状の第１の分割壁部５１と、平面視でＬ字状の第２の分割壁部５２とを備えている。第１の分割壁部５１と第２の分割壁部５２とを組み合わせることで、内部に複数の第１積層体Ｘａが収まる立方体又は直方体の収容空間が形成される。
【0087】
第２積層体ＸＡを形成する第１積層体Ｘａは平面視で矩形状であるため、第２積層体ＸＡは四か所の角部Ｘｂを備えている。第１の分割壁部５１は、第２積層体ＸＡの角部Ｘｂに沿うように屈曲した角隅部５１ｍを備えている。第２の分割壁部５２は、第２積層体ＸＡの角部Ｘｂに沿うように屈曲した角隅部５２ｍを備えている。
【0088】
第１の分割壁部５１は、第１の位置合わせ壁面５１ａと第２の位置合わせ壁面５１ｂとを備えている。第２の分割壁部５２は、第３の位置合わせ壁面５２ａと第４の位置合わせ壁面５２ｂとを備えている。第１の位置合わせ壁面５１ａと第３の位置合わせ壁面５２ａとは、収容空間に収容される第２積層体ＸＡ（第１積層体Ｘａ）を挟むように対向配置されている。第２の位置合わせ壁面５１ｂと第４の位置合わせ壁面５２ｂとは、収容空間に収容される第２積層体ＸＡ（第１積層体Ｘａ）を挟むように対向配置されている。
【0089】
囲い治具５は、第１の分割壁部５１と第２の分割壁部５２とを接続する調整部５３を備えている。調整部５３は、第１の分割壁部５１と第２の分割壁部５２とによって囲まれる収容空間の容積を調整可能に構成される。
【0090】
調整部５３は、例えば、第１の分割壁部５１に形成された複数のスリット５３ａ（貫通孔）と、複数のスリット５３ａに挿通される複数のネジ部５４と、第２の分割壁部５２に形成された複数のネジ孔５５とを備えている。第２の分割壁部５２は、第１の分割壁部５１に当接可能な端部５２ｃを備えており、端部５２ｃには、第１の分割壁部５１のスリット５３ａに重なるようにネジ孔５５が設けられている。ネジ部５４は、軸部５４ａと頭部５４ｂ（係止部）とを備えている。軸部５４ａは、スリット５３ａに挿通され、ネジ孔５５に螺合される。頭部５４ｂは、軸部５４ａの一端に形成されており、第１の分割壁部５１のスリット５３ａの周囲に干渉する。スリット５３ａの周囲は、頭部５４ｂの干渉を受ける係止受け部５３ｂである。ネジ部５４を締め付けることで収容空間は縮小し、緩めることで拡張する。
【0091】
図１２に示すように、囲い治具５は加圧装置７の土台７１上に載置される。複数の第１積層体Ｘａを積層するようにして、囲い治具５の収容空間に積層する。複数の第１積層体Ｘａは、囲い治具５によって位置合わせされながら土台７１上に積層される。これによって、囲い治具５の収容空間に複数の第１積層体Ｘａが積層された第２積層体ＸＡが得られる。変形例では、全ての第１積層体Ｘａを積層した後で、囲い治具５を第２積層体ＸＡの周囲に配置して位置合わせを行ってもよい。これによって、積層された複数の第１積層体Ｘａの位置が互いに揃った第２積層体ＸＡを得ることができる。
【0092】
図１４に示すように、複数の第１積層体Ｘａを積層後、土台７１とカバープレート７３との間で第２積層体ＸＡを挟持するようにして加圧する。加圧装置７は、第２積層体ＸＡを支える土台７１と、土台７１から立設された複数の柱部７２と、第２積層体ＸＡの上面に当接するカバープレート７３と、カバープレート７３上に配置された複数の弾性体７４と、弾性体７４上に設置され、弾性体７４を押圧する加圧プレート７５と、加圧プレート７５を所定位置に保持するナット７６（保持部）とを備えている。
【0093】
柱部７２には、ネジ溝が形成されている。柱部７２は、カバープレート７３及び加圧プレート７５を貫通している。ナット７６は、柱部７２の上端に螺合し、加圧プレート７５の上面に当接している。カバープレート７３と加圧プレート７５との間には、弾性体７４が配置されている。ナット７６を締め付けると加圧プレート７５が押し下げられ、弾性体７４を圧縮する。その結果、カバープレート７３を介して第２積層体ＸＡが加圧される。これによって、高い精度で位置合わせされた金属板６０とセラミック板２１とを、塗布層１２を介して十分に接着することができる。なお、ここでの加圧圧力を変えることで、はみ出し距離Ｌの平均値を調整することができる。
【0094】
十分に接着したら、第２積層体ＸＡが加圧装置７によって加圧されている状態を保持したまま、囲い治具５を分割して第２積層体ＸＡから離す。加圧された状態の第２積層体ＸＡは安定しており、囲い治具５を離しても複数の第１積層体Ｘａ同士及び第１積層体Ｘａを構成するセラミック板２１と金属板６０の位置ズレは生じない。このように、接合工程の前に治具を離脱すれば、囲い治具５を構成する材料の耐熱性を考慮する必要性がなくなる。これによって、材料選択の自由度を高くすることができる。囲い治具５を構成する材料としては、例えばポリエチレン（例えば高密度ポリエチレン）、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、Ａ２０１７（ジュラルミン）、Ａ５０５２（アルミニウム合金）等を用いることができる。これらの材料は、加工性に優れるという利点がある。
【0095】
変形例では、囲い治具５を離脱することなく、囲い治具５で第２積層体ＸＡを保持したまま、囲い治具５を第２積層体ＸＡと一緒に加熱炉８内に導入してもよい。囲い治具５を加熱炉８内に導入する場合、囲い治具５は、耐熱性を有する材料で構成される。このような材料としては、炭素系の材料、窒化ホウ素、鉄系のＳ４５Ｃ及びＳＳ４００、ステンレス系のＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３０３、並びに、超硬が挙げられる。炭素系の材料としては、カーボングラファイト、Ｃ／Ｃコンポジット、グラッシーカーボン等が挙げられる。超硬としては主成分としてタングステンカーバイドを含むものが挙げられる。
【0096】
接合工程では、図１５に示すように、第２積層体ＸＡを、加圧装置７で加圧保持したまま、加熱炉８に導入する。加熱炉８は、ヒータ８ａを備えている。ヒータ８ａは、金属板６０とセラミック板２１とが接合部によって接合される温度となるように、加熱炉８内を加熱する。例えば、金属板６０が銅材の場合には、加熱炉８内を６００℃～９００℃に加熱する。金属板６０がアルミニウム板である場合には、加熱炉８内を５５０℃～６５０℃に加熱する。ろう材を含む塗布層１２は、この雰囲気温度下で溶融等し、加熱後の冷却固化により、金属板６０とセラミック板２１とを接合する接合部４０となる。加熱炉８内での加熱に伴い、金属板６０を支持板ＴＰに仮止めしていた仮止め材１１は、揮発等して消失する。
【0097】
第２積層体ＸＡを構成していた複数の第１積層体Ｘａは、それぞれ、接合工程によって図３に示す集合基板２００となる。加熱炉８から取り出された集合基板２００は、セラミック板２１と、セラミック板２１に接合された複数の金属板６０と、を備える。複数の金属板６０のそれぞれは、接合部４０によってセラミック板２１に接合されている。ここで、金属板６０を支持板ＴＰに固定していた仮止め材１１は、加熱炉８内で消失している。したがって、図１６に示すように、集合基板２００から、支持板ＴＰを容易に取り外すことができる。支持板ＴＰを取り外した後、集合基板２００は、区画線ＳＬ１，ＳＬ２に沿って分割される。その後、必要に応じて仕上げ処理が施されて複数の独立した接合体１００が得られる。
【0098】
上記製造方法では、打ち抜き加工によって得られた金属板を多数個取りのセラミック板に搭載する搭載法で集合基板２００及び接合体１００を製造することができる。このような搭載法によれば、集合基板２００及び接合体１００を効率よく得ることができる。この製造方法では、金属板を、第１位置合わせ治具（格子治具３）を用いて位置合わせしながら支持板に仮止めし、この支持板（金属板）とセラミック板とを、第２位置合わせ治具（囲い治具５）を用いて位置合わせしながら積層して第１積層体Ｘａ（第２積層体ＸＡ）を得る。このため、金属板とセラミック板とを接合する際の位置合わせ精度を高くすることができる。そして、この第１積層体Ｘａ（第２積層体ＸＡ）を加圧装置７で加圧しながら加熱する。したがって、塗布層と金属板の互いの位置がずれにくくなり、はみ出し距離Ｌのばらつきが十分に小さい接合体、及びこのような接合体を得ることが可能な集合基板を得ることができる。
【0099】
上述の製造方法の例では、集合基板２００を製造したが、これに限定されない。例えば、集合基板２００とは異なる集合基板を製造してもよい。また、多数個取りのセラミック板２１の代わりにセラミック板２０を用い、格子治具３及び囲い治具５を用いて集合基板２００を製造するときと同様の位置合わせを行うことによって、集合基板２００を製造せずに接合体１００を製造してもよい。第１位置決め治具は、格子治具に限定されず、金属板の仮止め時の位置合わせ精度を向上できるものであればよい。第２位置決め治具も、囲い治具に限定されず、金属板とセラミック板とを積層する際の位置合わせ精度を向上できるものであればよい。
【0100】
接合体１００及び集合基板２００の製造方法は上述のものに限定されない。第１位置合わせ治具、第２位置合わせ治具及び加圧装置を用いずに、高い精度で位置合わせを行い且つ十分な圧力で加圧する他の手段によって、接合体１００及び集合基板２００を製造してもよい。
【0101】
上述の製造方法で得られた接合体を用いて、図４に示すようなパワーモジュールを製造してもよい。パワーモジュールは、接合体に、ハンダとワイヤボンディング等を用いて半導体素子を搭載し、接合体及び半導体素子を筐体の収容空間内に収容したうえで樹脂封止を行って製造してもよい。
【0102】
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、セラミック板の一対の主面のそれぞれに接合される金属板及び接合部の構造及び形状は、互いに異なっていてもよい。また、セラミック板は、集合基板を分割して得られるものに限定されない。
【実施例】
【0103】
実施例及び比較例を参照して本開示の内容をより詳細に説明するが、本開示は下記の実施例に限定されるものではない。
【0104】
（実施例１）
［集合基板及び接合体の作製］
銅の母材を金型で打ち抜いて、２４枚の銅板（材質：無酸素銅、サイズ：縦×横×厚さ＝１７ｍｍ×３８ｍｍ×０．５ｍｍ）を得た。これらの銅板の側面は切断面で構成されていた。窒化ケイ素製のセラミック板（窒化ケイ素板、厚さ：０．２５ｍｍ）、及びろう材を準備した。
［集合基板及び接合体の作製］
銅の母材を金型で打ち抜いて、２４枚の銅板（材質：無酸素銅、サイズ：縦×横×厚さ＝１７ｍｍ×３８ｍｍ×０．５ｍｍ）を得た。これらの銅板の側面は切断面で構成されていた。窒化ケイ素製のセラミック板（窒化ケイ素板、厚さ：０．２５ｍｍ）、及びろう材を準備した。
【0105】
Ａｇ、Ｓｎ、及びＴｉＨ２を含むろう材を準備した。ろう材は、Ａｇ１００質量に対し、Ｓｎを３質量部、及びＴｉＨ２を３．５質量部含んでいた。このろう材はＣｕを含んでいなかった。
【0106】
セラミック板の主面をスクライブラインによって２４個の区画領域に区画した。各区画に、スクリーン印刷でろう材を塗布して塗布層を形成した。塗布層の塗布面積は、セラミック板と接合される銅板の主面の面積と同じとした。また、塗布層には、図１１に示すように中央部に薄塗り部を、端部（薄塗り部の周囲）に厚塗り部を形成した。厚塗り部の厚さは、薄塗り部の厚さの１．２倍とした。また、厚塗り部を取り囲む厚塗り部の幅は１．５ｍｍで一定とした。厚塗り部及び薄塗り部を形成する際のろう材の塗布量は、表１に示すとおりとした。
【0107】
支持板として、カーボン板を準備した。このカーボン板の２４箇所に接着テープを貼り付けて、仮止め材とした。これらの接着テープは、セラミック板の主面に設けられた塗布層の位置に対応する位置に貼り付けた。図７に示すような格子治具３を用いて位置決めしながら仮止め材でカーボン板上に２４枚の銅板を仮止めした。図１２に示すように、囲い治具５を用いて位置合わせをしながら、銅板と塗布層とが向かい合うようにして、セラミック板とカーボン板とを積層した。このとき、銅板は、バリが塗布層側に、ダレがカーボン板側になるように積層した。
【0108】
図１４に示すような加圧装置を用いて積層体を０．０１５ＭＰａで加圧しながら、真空中（１．０×１０－３Ｐａ）、７９０℃で１時間加熱した。このようにしてセラミック板の主面にろう材成分を含む接合層を介して２４枚の銅板が接合された集合基板を得た。その後、Ｎｉ－Ｐめっき液（リン濃度：８～１２質量％）を用いて無電解メッキ処理を行い、銅板上にめっき膜を有する集合基板（多数個取り回路基板）を形成した。スクライブラインに沿って集合基板を分割し、２４個の接合体を得た。一つの接合体のセラミック板のサイズは、縦×横×厚さ＝２０ｍｍ×４１ｍｍ×０．２５ｍｍであった。
【0109】
（実施例２）
厚さ１．２ｍｍの打ち抜き銅板を用いたこと以外は、実施例１と同じ手順で接合体を得た。
厚さ１．２ｍｍの打ち抜き銅板を用いたこと以外は、実施例１と同じ手順で接合体を得た。
【0110】
（実施例３）
塗布層の端部に厚塗り部を形成する際の塗布量を表１に示すとおりにしたこと以外は、実施例１と同じ手順で接合体を得た。
塗布層の端部に厚塗り部を形成する際の塗布量を表１に示すとおりにしたこと以外は、実施例１と同じ手順で接合体を得た。
【0111】
（実施例４）
塗布層の端部に厚塗り部を形成する際の塗布量を表１に示すとおりにしたこと以外は、実施例２と同じ手順で接合体を得た。
塗布層の端部に厚塗り部を形成する際の塗布量を表１に示すとおりにしたこと以外は、実施例２と同じ手順で接合体を得た。
【0112】
（実施例５）
厚さ１．０ｍｍの窒化ケイ素板を用いたこと以外は、実施例１と同じ手順で接合体を得た。
厚さ１．０ｍｍの窒化ケイ素板を用いたこと以外は、実施例１と同じ手順で接合体を得た。
【0113】
（実施例６）
厚さ１．２ｍｍの打ち抜き銅板を用いたこと以外は、実施例５と同じ手順で接合体を得た。
厚さ１．２ｍｍの打ち抜き銅板を用いたこと以外は、実施例５と同じ手順で接合体を得た。
【0114】
（実施例７）
塗布層の端部に厚塗り部を形成する際の塗布量を表１に示すとおりにしたこと以外は、実施例５と同じ手順で接合体を得た。
塗布層の端部に厚塗り部を形成する際の塗布量を表１に示すとおりにしたこと以外は、実施例５と同じ手順で接合体を得た。
【0115】
（実施例８）
塗布層の端部に厚塗り部を形成する際の塗布量を表１に示すとおりにしたこと以外は、実施例６と同じ手順で接合体を得た。
塗布層の端部に厚塗り部を形成する際の塗布量を表１に示すとおりにしたこと以外は、実施例６と同じ手順で接合体を得た。
【0116】
（実施例９）
塗布層に厚塗り部及び薄塗り部を設けず、厚みを一定としたこと以外は、実施例６と同じ手順で接合体を得た。
塗布層に厚塗り部及び薄塗り部を設けず、厚みを一定としたこと以外は、実施例６と同じ手順で接合体を得た。
【0117】
（比較例１）
仮止め材でカーボン板上に２４枚の銅板を仮止めする際に格子治具を用いなかったこと以外は、実施例３と同じ手順で接合体を得た。
仮止め材でカーボン板上に２４枚の銅板を仮止めする際に格子治具を用いなかったこと以外は、実施例３と同じ手順で接合体を得た。
【0118】
（比較例２）
銅板と塗布層とが向かい合うようにして、セラミック板とカーボン板とを積層する際に、位置合わせ用の囲い治具を用いなかったこと以外は、実施例２と同じ手順で接合体を得た。
銅板と塗布層とが向かい合うようにして、セラミック板とカーボン板とを積層する際に、位置合わせ用の囲い治具を用いなかったこと以外は、実施例２と同じ手順で接合体を得た。
【0119】
［接合体の評価］
＜はみ出し距離Ｌの測定＞
各実施例及び各比較例の接合体を金属板の厚さ方向（積層方向）に沿って切断して切断面を得た。この切断面のＳＥＭ観察を行い、図２に示すようなＳＥＭ写真（倍率：８０倍）を撮影した。このようなＳＥＭ写真を用いて、当該切断面におけるはみ出し距離Ｌを測定した。測定には、一つの接合体について２０枚のＳＥＭ写真を用いた。金属板は矩形であったことから、４つの辺のそれぞれにおいて、５箇所の切断面を得て、それぞれ切断面のＳＥＭ写真を用いてはみ出し距離Ｌを測定した。２０個のはみ出し距離Ｌから求めた算術平均値及び標準偏差は表１、表２、表３に示すとおりであった。なお、各実施例の被覆部は、いずれも図２に示すようなスカート部及び傾斜面を有していた。
＜はみ出し距離Ｌの測定＞
各実施例及び各比較例の接合体を金属板の厚さ方向（積層方向）に沿って切断して切断面を得た。この切断面のＳＥＭ観察を行い、図２に示すようなＳＥＭ写真（倍率：８０倍）を撮影した。このようなＳＥＭ写真を用いて、当該切断面におけるはみ出し距離Ｌを測定した。測定には、一つの接合体について２０枚のＳＥＭ写真を用いた。金属板は矩形であったことから、４つの辺のそれぞれにおいて、５箇所の切断面を得て、それぞれ切断面のＳＥＭ写真を用いてはみ出し距離Ｌを測定した。２０個のはみ出し距離Ｌから求めた算術平均値及び標準偏差は表１、表２、表３に示すとおりであった。なお、各実施例の被覆部は、いずれも図２に示すようなスカート部及び傾斜面を有していた。
【0120】
＜超音波探傷検査（ＳＡＴ）＞
超音波探傷検査によって、各実施例及び各比較例のセラミック板と銅板の接合信頼性を評価した。具体的には、株式会社日立パワーソリューションズ製の超音波探傷検査装置（装置名：Ｆｉｎｅ ＳＡＴ Ｖを用いて、セラミック板と銅板との間におけるボイドの面積割合を算出した。２４個の回路基板の検査を、画像解析ソフト（ＧＩＭＰ）を使用して行って、平面視における銅板の面積に対するボイドの面積の割合の平均値を計算した。計算結果に基づいて、以下の基準で評価した。評価結果は、表１、表２、表３に示すとおりであった。
Ａ：ボイドの面積の割合の平均値が２％以下
Ｂ：ボイドの面積の割合の平均値が２％超、且つ４％以下
Ｃ：ボイドの面積の割合の平均値が４％超、且つ６％以下
Ｄ：ボイドの面積の割合の平均値が６％超
超音波探傷検査によって、各実施例及び各比較例のセラミック板と銅板の接合信頼性を評価した。具体的には、株式会社日立パワーソリューションズ製の超音波探傷検査装置（装置名：Ｆｉｎｅ ＳＡＴ Ｖを用いて、セラミック板と銅板との間におけるボイドの面積割合を算出した。２４個の回路基板の検査を、画像解析ソフト（ＧＩＭＰ）を使用して行って、平面視における銅板の面積に対するボイドの面積の割合の平均値を計算した。計算結果に基づいて、以下の基準で評価した。評価結果は、表１、表２、表３に示すとおりであった。
Ａ：ボイドの面積の割合の平均値が２％以下
Ｂ：ボイドの面積の割合の平均値が２％超、且つ４％以下
Ｃ：ボイドの面積の割合の平均値が４％超、且つ６％以下
Ｄ：ボイドの面積の割合の平均値が６％超
【0121】
【表1】
【0122】
【表2】
【0123】
【表3】
【0124】
表１～表３に示すとおり、仮止め材、格子治具及び囲い治具を用いるとともに、ろう材の塗布層の端部を中央部よりも厚くして作製した実施例１～８の接合体は、ボイドの面積割合が十分に小さかった。また、仮止め材、格子治具及び囲い治具を用いて作製した実施例９の接合体も、ボイドの面積割合は小さかった。これに対し、位置決め治具及び格子治具のどちらかを用いなかった比較例１，２では、はみ出し距離Ｌのばらつきが大きくなり、標準偏差が０．１０ｍｍ以上であった。これは、銅板と塗布層との位置合わせ精度が低く、両者の位置がずれたことによるものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【0125】
接合信頼性に優れる接合体及びその製造方法を提供することができる。接合信頼性に優れる接合体を効率よく得ることが可能な集合基板を提供することができる。信頼性に優れるパワーモジュールを提供することができる。
【符号の説明】
【0126】
３…格子治具、５…囲い治具、７…加圧装置、８…加熱炉、８ａ…ヒータ、１１…仮止め材、１２…塗布層、１２Ａ…厚塗り部、１２Ｂ…薄塗り部、２０…セラミック板、２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ，６０Ａ，６０Ｂ…主面、２１…セラミック板、３１…枠部、３１ａ…縦壁部、３１ｂ…横壁部、３２…孔部、３２ａ…角隅部、３２ｂ…隙間形成部、３２ｘ…角隅部、３３…取っ手部、４０…接合部、４２…被覆部、４４…スカート部、４４Ｓ…傾斜面、４５…外縁、５０…当接壁部、５１…分割壁部、５１，５２…分割壁部、５１ｍ…角隅部、５２…分割壁部、５２ｃ…端部、５２ｍ…角隅部、５３…調整部、５３ａ…スリット、５３ｂ…係止受け部、５４…ネジ部、５４ａ…軸部、５４ｂ…頭部、５５…ネジ孔、６０，６０ａ，６１…金属板、６２…側面、６３…切断面、６４…角部、６５…端部、７１…土台、７２…柱部、７３…カバープレート、７４…弾性体、７５…加圧プレート、７６…ナット、８０…半導体素子、８１，８２…ハンダ、８３…電極、８４…金属ワイヤ、８６…筐体、９０…ベース板、９２…冷却フィン、９３…ネジ、９４…グリース、９５…樹脂、１００，１０１…接合体、２００…集合基板、３００…パワーモジュール、ＤＲ…区画領域、ＩＰ…交点、Ｌ…はみ出し距離、ＳＬ１，ＳＬ２…区画線、Ｓｐ…隙間、ＴＰ…支持板、ＶＰ…仮想垂線、Ｘａ…第１積層体、ＸＡ…第２積層体、Ｘｂ…角部。
【要約】
セラミック板２０と、切断面６３で構成される側面６２を有する金属板６０と、セラミック板２０の主面２０Ａと金属板６０の主面６０Ｂとを接合し、ろう材成分を含む接合部４０と、を備え、接合部４０は、金属板６０の側面６２の少なくとも一部とセラミック板２０の主面２０Ａの一部とを覆う被覆部４２を有し、金属板６０の厚さ方向に沿う断面でみたときに、金属板６０の切断面６３からセラミック板２０の主面２０Ａに向かう仮想垂線ＶＰとセラミック板２０の主面２０Ａとの交点ＩＰからセラミック板２０の主面２０Ａに沿って計測される被覆部４２のはみ出し距離Ｌの標準偏差が０．１ｍｍ未満である、接合体１００を提供する。
【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】
【図16】