(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】2024-11-13
(45)【発行日】2024-11-21
(54)【発明の名称】回路基板及びその製造方法、並びに回路基板の検査方法
(51)【国際特許分類】
H05K 3/00 20060101AFI20241114BHJP
H01L 23/13 20060101ALI20241114BHJP
H01L 23/12 20060101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
H05K3/00 X
H05K3/00 N
H05K3/00 T
H01L23/12 C
H01L23/12 D
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021526883
(86)(22)【出願日】2020-06-18
(86)【国際出願番号】 JP2020024006
(87)【国際公開番号】W WO2020262198
(87)【国際公開日】2020-12-30
【審査請求日】2023-02-02
(31)【優先権主張番号】P 2019122064
(32)【優先日】2019-06-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(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
(74)【代理人】
【識別番号】100165526
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 寛
(72)【発明者】
【氏名】湯浅 晃正
(72)【発明者】
【氏名】江嶋 善幸
(72)【発明者】
【氏名】小橋 聖治
(72)【発明者】
【氏名】西村 浩二
【審査官】黒田 久美子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－０１４６５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２３５０２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３５８４３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１７６０７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１５８４３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３３７９００（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｋ ３／００
Ｈ０１Ｌ ２３／１３
Ｈ０１Ｌ ２３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
区画線で複数に区画された表面を有するセラミックス基板と、前記セラミックス基板を挟んで対向するように配置された導体部と、を備え、
前記セラミックス基板は、前記区画線で画定される複数の区画部のうち、欠陥部を有する少なくとも一つの区画部のみに前記導体部に覆われる貫通孔を有し、
前記導体部は、前記区画部毎に独立して設けられる回路基板。
【請求項2】
前記表面における前記貫通孔の開口面積が１２００μｍ
２
以上である、請求項１に記載の回路基板。
【請求項3】
前記貫通孔の少なくとも一部がテーパー状に形成されている、請求項１又は２に記載の回路基板。
【請求項4】
前記貫通孔の少なくとも一部にろう材が充填されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の回路基板。
【請求項5】
前記欠陥部を有する全ての区画部に貫通孔を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の回路基板。
【請求項6】
セラミックスで構成される基材の表面にレーザー光を照射して前記表面を複数に区画する区画線を形成する工程と、
前記区画線で画定される複数の区画部のうち、前記セラミックスで構成される基材における欠陥部を有する少なくとも一つの区画部のみに貫通孔を設けてセラミックス基板を得る工程と、
前記セラミックス基板を挟むようにして一対の金属基板を積層して複合基板を得る工程と、
前記複合基板における前記金属基板の一部を除去して前記区画部毎に独立した導体部を形成する工程と、
前記セラミックス基板を挟む一対の前記導体部の間に電圧を印加して電流を測定する工程と、を有する、回路基板の製造方法。
【請求項7】
セラミックスで構成される基材の表面にレーザー光を照射して前記表面を複数に区画する区画線を形成する工程と、前記区画線で画定される区画部のうち、欠陥部を有する少なくとも一つの区画部に貫通孔を設けてセラミックス基板を得る工程と、
前記セラミックス基板を挟むようにして一対の金属基板を積層して複合基板を得る工程と、
前記複合基板における前記金属基板の一部を除去して前記区画部毎に独立した導体部を形成する工程と、
前記セラミックス基板を挟む一対の前記導体部の間に電圧を印加して電流を測定する工程と、を有する、回路基板の製造方法。
【請求項8】
請求項１～５のいずれか一項に記載の回路基板の検査方法であって、前記セラミックス基板を挟む少なくとも一対の前記導体部の間に電圧を印加して電流を測定する工程を有する、回路基板の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、セラミックス基板及びその製造方法、複合基板、回路基板及びその製造方法、並びに回路基板の検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車、電鉄、産業用機器、及び発電関係等の分野には、大電流を制御するパワーモジュールが用いられている。パワーモジュールに搭載される回路基板は、絶縁性のセラミックス基板を有する。回路基板の製造方法としては、特許文献１に記載されるような以下の技術が知られている。すなわち、表面にスクライブラインが形成されているセラミックス基板の両面に金属層を接合して複合基板を形成する。そして、複合基板の表面の金属層をエッチングにより回路パターンに加工する。その後、スクライブラインに沿って複合基板を分割し複数の回路基板を製造する。
【0003】
回路基板は、絶縁基板として耐電圧特性が要求される。耐電圧特性を検査する方法としては、例えば、大気への放電を避けるため、絶縁油等の液体中で検査する方法知られている。特許文献２では、フッ素系不活性液体中で耐電圧検査をする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００７－３２４３０１号公報
【文献】特開２０１６－１８３９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
パワーモジュールの回路基板は絶縁性に優れることが求められる。ここで、回路基板において絶縁性を担うセラミックス基板に傷等の欠陥が存在すると、絶縁性が損なわれてしまうため、欠陥を極力排除する必要がある。一方で、セラミックス基板は、他の材料に比べて欠陥が発生し易いため、欠陥を完全に無くすことは困難である。このため、回路基板を形成する前の検査によって欠陥の有無を検査し、欠陥が発見されたセラミックス基板を排除する必要がある。一方で、欠陥が一つでも存在したセラミックス基板を不良品として廃棄すると、歩留まりが低下してしまう。このため、欠陥が存在するセラミックス基板を用いても、高い精度で不良部分を排除する技術があれば、回路基板の信頼性向上に大きく貢献できると考えられる。
【0006】
そこで、本開示は、高い信頼性を有する回路基板を得ることが可能なセラミックス基板及びその製造方法を提供する。また、高い信頼性を有する回路基板を得ることが可能な複合基板を提供する。また、高い信頼性を有する回路基板及びその製造方法を提供する。また、回路基板の信頼性を向上することが可能な回路基板の検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一側面に係るセラミックス基板は、区画線で複数に区画された表面を有するセラミックス基板であって、区画線で画定される少なくとも一つの区画部に、欠陥部と貫通孔とを有する。
【0008】
このようなセラミックス基板は、一つの区画部に欠陥部と貫通孔とを有することから、回路基板に加工した後であっても、欠陥部を有する区画部を高い精度で検知することができる。このため、欠陥部を有する区画部を高い精度で排除することができる。したがって、欠陥部を有するセラミックス基板を用いても、高い信頼性を有する回路基板を得ることができる。このセラミックス基板は欠陥部を有するにもかかわらず、回路基板の製造に用いることができるため、回路基板を高い歩留まりで製造することができる。すなわち、上記セラミックス基板は、高い信頼性を有する回路基板を高い歩留まりで製造することを可能にする。
【0009】
上述のセラミックス基板の表面における貫通孔の開口面積は１２００μｍ２以上であってよい。これによって、欠陥部を有する区画を一層高い精度で検知することができる。したがって、回路基板の製造コスト及び絶縁検査に関わる作業負担を一層低減することができる。
【0010】
上述の貫通孔の少なくとも一部はテーパー状であってよい。これによって、大きい開口を有する方の表面側からろう材が充填されやすくなる。したがって、欠陥部の検知精度を一層高めることができる。
【0011】
上述の貫通孔の少なくとも一部にろう材が充填されていてもよい。これによって、欠陥部と貫通孔を有する区画部の検知精度を一層高めることができる。なお、本開示における「貫通孔」とは、必ずしも空洞である必要はなく、セラミックス基板を構成する材料とは異なる材料が充填されていてもよい。
【0012】
本開示の一側面に係る複合基板は、互いに対向するように配置された一対の金属基板と、一対の金属基板の間に上述のいずれかに記載のセラミックス基板と、を備える。この複合基板は、上述のセラミックス基板を備えることから、高い信頼性を有する回路基板を高い歩留まりで製造することを可能にする。
【0013】
本開示の一側面に係る回路基板は、上述のいずれかに記載のセラミックス基板と、セラミックス基板を挟んで対向するように配置された導体部と、を備え、導体部は、区画部毎に独立して設けられる。
【0014】
このような回路基板は、上述のセラミックス基板を備えることから、高い信頼性を有し、且つ高い歩留まりで製造することができる。
【0015】
本開示の一側面に係るセラミックス基板の製造方法は、セラミックスで構成される基材の表面にレーザー光を照射して表面を複数に区画する区画線を形成する工程と、区画線で画定される区画部のうち、欠陥部を有する少なくとも一つの区画部に貫通孔を設けてセラミックス基板を得る工程と、を有する。
【0016】
上記製造方法では、欠陥部を有する少なくとも一つの区画部に貫通孔を設けることから、当該区画部を高い精度で検知することができる。このため、欠陥部を有する区画部を高い精度で排除することができる。したがって、欠陥部を有するセラミックス基板を回路基板の製造に用いても、高い信頼性を有する回路基板を得ることができる。この製造方法で得られたセラミックス基板は、欠陥部を有していても回路基板の製造に用いることができるため、回路基板を高い歩留まりで製造することができる。すなわち、上述のセラミックス基板の製造方法は、高い信頼性を有する回路基板を高い歩留まりで製造することを可能にする。
【0017】
本開示の一側面に係る回路基板の製造方法は、上述の製造方法で得られたセラミックス基板を挟むようにして一対の金属基板を積層して複合基板を得る工程と、複合基板における金属基板の一部を除去して区画部毎に独立した導体部を形成する工程と、セラミックス基板を挟む一対の導体部の間に電圧を印加して電流を測定する工程と、を有する。
【0018】
上記製造方法では、欠陥部を有する少なくとも一つの区画部に貫通孔を設けたセラミックス基板を挟む一対の導体部の間に電圧を印加して電流を測定する。このため、セラミックス基板の欠陥部と貫通孔を有する区画部を高い精度で検知することができる。このため、欠陥部を有する区画部を高い精度で排除することができる。したがって、欠陥部を有するセラミックス基板を回路基板の製造に用いても、高い信頼性を有する回路基板を製造することができる。この製造方法では、セラミックス基板が欠陥部を有していても回路基板の製造に用いることができるため、回路基板を高い歩留まりで製造することができる。すなわち、この回路基板の製造方法は、高い信頼性を有する回路基板を高い歩留まりで製造することを可能にする。
【0019】
本開示の一側面に係る回路基板の検査方法は、上述の回路基板の検査方法であって、セラミックス基板を挟む少なくとも一対の導体部の間に電圧を印加し電流を測定する工程を有する。セラミックス基板は、欠陥部を有する少なくとも一つの区画部に貫通孔を有することから、欠陥部を有する当該区画部を高い精度で検知することができる。したがって、高い信頼性を有する回路基板を得ることができる。また、セラミックス基板が欠陥部を有していても回路基板の製造に用いることができるため、回路基板を高い歩留まりで製造することができる。すなわち、上述の回路基板の検査方法は、高い信頼性を有する回路基板を高い歩留まりで製造することを可能にする。
【0020】
本開示の別の側面に係る回路基板の検査方法は、区画線で複数に区画された表面を有するセラミックス基板と、セラミックス基板を挟んで対向するように配置され、区画線で画定される区画部毎に独立して設けられる導体部と、備える回路基板の検査方法であって、セラミックス基板を挟む一対の導体部の間に電圧を印加し、区画部毎に電流を測定する工程を有する。
【0021】
この検査方法では、区画部毎に欠陥部の有無を簡便且つ迅速に検査することができる。このような検査を行うことによって、高い信頼性を有する回路基板を高い生産性で得ることができる。
【発明の効果】
【0022】
本開示によれば、高い信頼性を有する回路基板を得ることが可能なセラミックス基板及びその製造方法を提供することができる。また、高い信頼性を有する回路基板を得ることが可能な複合基板を提供することができる。また、高い信頼性を有する回路基板及びその製造方法を提供することができる。また、回路基板の信頼性を向上することが可能な回路基板の検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、場合により図面を参照して、本開示の一実施形態について説明する。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。
【0025】
図１は、一実施形態に係るセラミックス基板の斜視図である。図１のセラミックス基板１００は、平板形状を有する。セラミックス基板１００の表面１００Ａは、区画線によって複数に区画されている。表面１００Ａ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Ｌ１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Ｌ２と、が設けられている。区画線Ｌ１と区画線Ｌ２とは互いに直交している。
【0026】
区画線Ｌ１，Ｌ２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Ｌ１，Ｌ２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。
【0027】
図２は図１のＩＩ－ＩＩ線断面図であり、図３は図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。図１、図２及び図３に示すように、区画部１０は、区画線Ｌ１，Ｌ２で囲まれる表面１００Ａの領域と、当該領域に対応する裏面１００Ｂの領域と、区画線Ｌ１，Ｌ２からセラミックス基板１００の厚さ方向に平行に描かれる仮想線ＶＬ１，ＶＬ２と、で囲まれる３次元の領域で構成される。すなわち、セラミックス基板１００は、区画線Ｌ１及び区画線Ｌ２によって画定される複数の区画部１０を有する。複数の区画部１０のうち、区画部１０ａは、欠陥部１１と貫通孔１２を有する。
【0028】
貫通孔１２は、セラミックス基板１００を厚さ方向に貫通しており、例えばレーザー光又はドリル等を用いて形成される。貫通孔１２は円柱状にくり抜かれて形成されていてもよい。ただし、円柱形状に限定されるものではない。表面１００Ａ及び裏面１００Ｂにおける貫通孔１２の開口面積は、例えば１２００μｍ２以上であってよく、５０００μｍ２以上であってよく、７０００μｍ２以上であってもよい。このように表面１００Ａ及び裏面１００Ｂにおける開口面積が所定のサイズを有することによって、より高い精度で欠陥部１１を有する区画部１０ａを検知することができる。貫通孔１２の開口面積は、貫通孔１２の形成に所要する時間を低減する観点から、０．５ｍｍ２以下であってよい。
【0029】
貫通孔１２は、例えば、セラミックス基板１００の厚さ方向に沿って絞られるように、一部がテーパー状に形成されていてもよい。すなわち、貫通孔１２は、セラミックス基板１００の厚さ方向に沿って孔径が変化するテーパー部を有していてもよい。貫通孔１２の全体がテーパー状に形成されていてもよい。表面１００Ａと裏面１００Ｂにおける貫通孔１２の開口面積が異なる場合、貫通孔１２の開口面積が大きい方からろう材を塗布すれば、ろう材の充填を円滑に行うことができる。貫通孔１２にろう材が充填されていれば、より高い精度で欠陥部１１を検知することができる。
【0030】
欠陥部１１は、回路基板としたときに漏れ電流の要因となるものをいい、例えば、クラック、並びに、穴及び傷等の凹みが挙げられる。欠陥部１１は、貫通孔１２とは異なるものであり、本実施形態では表面１００Ａに現れている。ただし、このような形状に限定されず、例えば、表面１００Ａからその反対側の裏面１００Ｂに到達するクラックであってもよい。すなわち、欠陥部は、表面１００Ａ又は裏面１００Ｂに露出していてもよいし、露出していなくてもよい。露出していない欠陥部は、例えば非破壊検査等で検知することができる。目視等による検知の容易性の観点から、欠陥部はセラミックス基板１００の表面１００Ａ、及び／又は裏面１００Ｂに露出するものであってよい。
【0031】
図１、図２及び図３では、区画線Ｌ１，Ｌ２がセラミックス基板１００の一方側の表面１００Ａのみに形成されている例を示したが、これに限定されない。すなわち、区画線Ｌ１，Ｌ２は、セラミックス基板１００の表面１００Ａとは反対側の裏面１００Ｂにも形成されていてもよい。また、欠陥部１１と区画線Ｌ１，Ｌ２は、表面１００Ａに共存する必要はなく、例えば、欠陥部１１は裏面１００Ｂのみに露出していてもよいし、セラミックス基板１００の内部に存在していてもよい。
【0032】
本実施形態では、複数の区画部１０のうち、区画部１０ａのみが欠陥部１１及び貫通孔１２を有していたが、これに限定されない。幾つかの変形例では、セラミックス基板が、欠陥部及び貫通孔を有する区画部を２つ以上有していてもよい。また、欠陥部を有する全ての区画部に貫通孔を設ける必要はなく、例えば、表面１００Ａ及び裏面１００Ｂにおいて目視にて検知される欠陥部を有する区画部のみに貫通孔を設けてもよい。
【0033】
セラミックス基板１００は、区画部１０ａに欠陥部１１と貫通孔１２とを有することから、回路基板に加工した後であっても、欠陥部１１を有する区画部１０ａを高い精度で検知することができる。このため、欠陥部１１を有する区画部１０ａを高い精度で排除することができる。したがって、欠陥部１１を有するセラミックス基板１００を回路基板の製造に用いても、不良品の発生が抑制され、高い信頼性を有する回路基板を得ることができる。このようにセラミックス基板１００は欠陥部を有するにもかかわらず、回路基板の製造に用いることができるため、高い信頼性を有する回路基板を高い歩留まりで製造することができる。すなわち、セラミックス基板１００は、高い信頼性を有する回路基板を高い歩留まりで製造することを可能にする。
【0034】
図４は、一実施形態に係る複合基板の斜視図である。複合基板２００は、互いに対向するように配置された一対の金属基板１１０と、一対の金属基板１１０の間にセラミックス基板１００を備える。金属基板１１０としては、銅板が挙げられる。セラミックス基板１００と、金属基板１１０の形状及びサイズは同じであってもよいし、異なっていてもよい。金属基板１１０とセラミックス基板１００は、例えば、ろう材によって接合されていてもよい。複合基板２００は、セラミックス基板１００を備えることから、高い信頼性を有する回路基板を高い歩留まりで製造することを可能にする。
【0035】
複合基板２００の一例としては、セラミックス基板１００が窒化アルミニウムで構成され、金属基板１１０がアルミニウムで構成されるものが挙げられる。
【0036】
図５は、一実施形態に係る回路基板の斜視図である。回路基板３００は、セラミックス基板１００と、セラミックス基板１００を挟んで対向配置された導体部２０と、を備える。導体部２０は、区画部１０毎に独立して、表面１００Ａ及び裏面１００Ｂ上に設けられている。すなわち、区画部１０毎に、互いに対向するように配置された一対の導体部２０が設けられている。セラミックス基板１００の欠陥部１１及び貫通孔１２は、導体部２０で覆われていてもよい。
【0037】
欠陥部１１を有する区画部１０ａには、貫通孔１２が設けられていることから、欠陥部１１が微細なものであっても区画部１０ａを高い精度で検知することができる。回路基板３００を区画部１０毎に分割して分割基板とした後、欠陥部１１を含む分割基板を排除すれば、欠陥部１１を含まない分割基板を得ることができる。このように、欠陥部１１を有するセラミックス基板１００を回路基板の製造に用いることが可能となるうえ、高い信頼性を確保することができる。したがって、高い信頼性を有する回路基板を高い歩留まりで得ることができる。
【0038】
回路基板３００の一例としては、セラミックス基板１００が窒化アルミニウムで構成され、導体部２０がアルミニウムで構成されるものが挙げられる。
【0039】
一実施形態に係るセラミックス基板の製造方法として、セラミックス基板１００の製造方法を説明する。セラミックス基板１００の製造方法は、セラミックスで構成される基材の表面にレーザー光を照射して表面を複数に区画する区画線Ｌ１，Ｌ２を形成する工程と、区画線Ｌ１，Ｌ２で画定される区画部１０のうち、欠陥部１１を有する区画部１０ａに貫通孔１２を設けてセラミックス基板１００を得る工程と、を有する。
【0040】
セラミックスで構成される基材としては、図１に示すような外形を有する平板形状のセラミックス製の基板を用いる。セラミックスの種類に特に制限はなく、例えば、炭化物、酸化物及び窒化物等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素等が挙げられる。
【0041】
基材の表面に照射する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区画線Ｌ１，Ｌ２となるスクライブラインを形成する。区画線Ｌ１，Ｌ２は、後工程において、回路基板３００を分割する際の切断線となる。
【0042】
次に、区画線Ｌ１，Ｌ２で画定される区画部１０のうち、欠陥部１１を有する区画部１０ａに貫通孔１２を設ける。貫通孔１２は、レーザー又はドリル等を用いて形成される。貫通孔１２のサイズ及び形状は上述したとおりである。セラミックス基板１００における欠陥部１１は、目視によって検知されてもよいし、超音波探傷検査及び赤外線検査等の非破壊検査によって検知されてもよい。欠陥部１１が検知されなかった場合には、貫通孔１２は設けなくてよい。このようにして図１、図２及び図３に示すセラミックス基板１００が得られる。
【0043】
一実施形態に係る複合基板の製造方法は、上述のセラミックス基板１００を用いる。すなわち、この製造方法は、セラミックス基板１００を挟むようにして一対の金属基板１１０を積層して複合基板を得る工程を有する。金属基板１１０は、セラミックス基板１００と同様の平板形状であってよい。一対の金属基板１１０は、ろう材を介して、セラミックス基板１００の表面１００Ａ及び裏面１００Ｂにそれぞれ接合される。
【0044】
具体的には、まず、セラミックス基板１００の表面１００Ａ及び裏面１００Ｂに、ロールコーター法、スクリーン印刷法、又は転写法等の方法によってペースト状のろう材を塗布する。ろう材は、例えば、銀及びチタン等の金属成分、有機溶剤、及びバインダ等を含有する。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剤の含有量は、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。
【0045】
図６は、ろう材４０が塗布されたセラミックス基板１００を示す斜視図である。図６には、表面１００Ａ側のみを示しているが、裏面１００Ｂ側にも同様にろう材４０が塗布されていてよい。このようにろう材４０が塗布されたセラミックス基板１００の表面１００Ａ及び裏面１００Ｂに、金属基板１１０を貼り合わせて接合体を得る。その後、加熱炉で接合体を加熱してセラミックス基板１００と金属基板１１０とを十分に接合させて、図４に示す複合基板２００を得る。加熱温度は例えば７００～９００℃であってよい。炉内の雰囲気は窒素等の不活性ガスであってよい。接合体の加熱は、大気圧未満の減圧下で行ってもよいし、真空下で行ってもよい。加熱炉は、複数の接合体を連続的に供給しながら加熱する連続式のものであってもよいし、一つ又は複数の接合体をバッチ式で加熱するものであってもよい。接合体の加熱は、接合体を積層方向に押圧しながら行ってもよい。
【0046】
一実施形態に係る回路基板の製造方法は、上述の複合基板の製造方法に引き続いて、複合基板２００における金属基板１１０の一部を除去して区画部１０毎に独立した導体部２０を形成する工程を行う。この工程は、例えば、フォトリソグラフィによって行ってよい。具体的には、まず、図７に示すように、複合基板２００の表面２００Ａに感光性を有するレジストを印刷する。そして、露光装置を用いて、所定形状を有するレジストパターンを形成する。レジストはネガ型であってもよいしポジ型であってもよい。未硬化のレジストは、例えば洗浄によって除去する。
【0047】
図７は、表面２００Ａにレジストパターン３０が形成された複合基板２００を示す斜視図である。図７には、表面２００Ａ側のみを示しているが、裏面２００Ｂ側にも同様のレジストパターンが形成される。レジストパターン３０は、表面２００Ａ及び裏面２００Ｂにおいて、セラミックス基板１００の各区画部１０に対応する領域に形成される。
【0048】
レジストパターン３０を形成した後、エッチングによって、金属基板１１０のうちレジストパターン３０に覆われていない部分を除去する。これによって、当該部分にはセラミックス基板１００の表面１００Ａ及び裏面１００Ｂが露出する。その後、レジストパターン３０を除去して、区画部１０毎に独立した導体部２０を形成する。この導体部２０は、図５に示すように、区画部１０毎にセラミックス基板１００を挟んで対をなすように形成される。
【0049】
以上の工程によって、図５に示すような回路基板３００が得られる。続いて、セラミックス基板１００を挟む一対の導体部２０の間に電圧を印加して電流を測定する工程（検査工程）を行う。具体的には、セラミックス基板１００を挟む一対の導体部２０の間に電圧を印加して電流を測定する。この測定は区画部１０毎に行ってよい。これによって、欠陥部１１及び貫通孔１２を有する区画部１０ａが検知される。
【0050】
図８は、回路基板３００の漏れ電流を測定して絶縁破壊を検査する検査装置の一例を模式的に示す図である。検査装置４００は、交流電源６０と、交流電源６０に接続された耐電圧試験器５０とを備える。耐電圧試験器５０の一方の端子は、区画部１０に形成された一対の導体部２０の一方に接触する導電性支持部７２ａと電気的に接続される。耐電圧試験器５０の他方の端子は、溶媒７６を貯留する絶縁性溶媒槽７７内に配置される電極７０を介して、一対の導体部２０の他方に接触する導電性支持部７２ｂと電気的に接続される。すなわち、電流が測定される区画部１０においてセラミックス基板１００を挟んで対向する一対の導体部２０は、それぞれ、導電性支持部７２ａ及び導電性支持部７２ｂと接触している。
【0051】
電極７０は、絶縁性溶媒槽７７の底面及び一側面に沿って配置されている。電極７０は、図８に示されるように、鉛直方向断面でみたときにＬ字型形状を有している。電極７０には、導電性支持部７２ｂに隣接して、２つの絶縁性支持部７４が設置されている。２つの絶縁性支持部７４は、導電性支持部７２ｂと電気的に接続する導体部２０に隣り合って配置される２つの導体部２０とそれぞれ接し、回路基板３００を溶媒７６中において支持している。
【0052】
電極７０及び導電性支持部７２ａ，７２ｂとしては、例えば無酸素銅製のものを用いることができる。溶媒７６としては、例えばフッ素系不活性液体が用いることができる。耐電圧試験器５０としては市販のものを用いることができる。絶縁性支持部７４と導電性支持部７２ｂの位置は、測定対象の区画部１０の位置に応じて、入れ替え可能に構成される。導電性支持部７２ａの位置も、導電性支持部７２ｂの位置に合わせて移動可能に構成される。このような検査装置４００を用いることによって、区画部１０毎に、一対の導体部２０に電圧を印加して漏れ電流を測定することができる。
【0053】
検査装置４００によって、セラミックス基板１００を挟む一対の導体部２０の間に例えば１５００～６０００Ｖの電圧を印加し、耐電圧試験器５０において漏れ電流の有無を測定する。欠陥部１１を有する区画部１０ａは貫通孔１２を有することから、低い電圧でも漏れ電流が生じる。したがって、所定の電圧における漏れ電流の有無を検知する検査方法によって、区画部１０ａを高精度で検知することができる。
【0054】
このような検査装置４００を用いて、セラミックス基板１００を挟む一対の導体部２０の間に電圧を印加し、区画部１０毎に電流を測定する工程を有する検査方法を行うことができる。なお、検査装置は図８の構成に限定されず、少なくとも一つの区画部において対向配置された一対の導体部の間に電圧を印加したときの当該導体部の間を流れる電流を測定可能な検査装置であれば、特に制限なく用いることができる。
【0055】
検査装置４００は、貫通孔１２が形成されたセラミックス基板１００を備える回路基板３００の検査に限られず、区画部毎に独立した導体を備える種々の回路基板の検査に用いることができる。このような検査装置４００を用いた検査方法であれば、セラミックス基板に含まれる欠陥部がある区画部を高い精度で簡便に検知することができる。このため、回路基板３００の信頼性と生産性を向上することができる。
【0056】
検査された回路基板３００は、区画線Ｌ１，Ｌ２に沿って切断され、複数の分割基板に分割される。貫通孔を有する分割基板を排除し、貫通孔を有しない分割基板を例えばパワーモジュール等に用いる部品として製品化又は半製品化すれば、欠陥を有する分割基板を部品として用いることが回避され、部品としての信頼性を高くすることができる。分割基板における導体部２０には、例えば電子部品が実装される。
【0057】
以上、本開示の幾つかの実施形態について説明したが、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、各区画部１０に設けられる導体部２０の形状は同一である必要はなく、区画部１０毎に異なる形状を有していてもよい。また例えば、セラミックス基板１００を挟んで対をなす導体部２０への電圧の印加及び電流の測定を一対ずつ行うのではなく、複数対を同時に行ってもよい。
【0058】
回路基板３００における導体部２０には任意の表面処理を施してもよい。例えば、ソルダーレジスト等の保護層で導体部２０の表面の一部を被覆し、導体部２０の表面の他部にめっき処理を施してもよい。このような表面処理は、検査装置４００を用いた検査を行う前に行ってもよいし、検査を行った後に行ってもよい。
【実施例】
【0059】
（実験例１～３）
窒化ケイ素製のセラミックス基板の表面にレーザー光を照射して区画線を形成し、縦方向及び横方向に沿ってそれぞれ３つに区画した。これよって、合計で９つの区画部を有するセラミックス基板を準備した。このセラミックス基板は９つの区画部の外側に、幅５ｍｍの外周部を有していた。各区画部のサイズは、縦×横×厚さ＝４１ｍｍ×４１ｍｍ×０．３２ｍｍであった。ファイバーレーザ（波長：１０６４ｎｍ）を用いて、セラミックス基板の中央の区画部に貫通孔を形成した。レーザー光を照射する領域を変えることによって、サイズが互いに異なる貫通孔を有する３種類のセラミックス基板を、それぞれ５枚ずつ作製した。各セラミックス基板の表面及び裏面における貫通孔の開口形状は円形であり、そのサイズ（直径）は、表１に示すとおりであった。図９は、実験例３のセラミックス基板の表面及び貫通孔を示す光学顕微鏡画像の写真である。
窒化ケイ素製のセラミックス基板の表面にレーザー光を照射して区画線を形成し、縦方向及び横方向に沿ってそれぞれ３つに区画した。これよって、合計で９つの区画部を有するセラミックス基板を準備した。このセラミックス基板は９つの区画部の外側に、幅５ｍｍの外周部を有していた。各区画部のサイズは、縦×横×厚さ＝４１ｍｍ×４１ｍｍ×０．３２ｍｍであった。ファイバーレーザ（波長：１０６４ｎｍ）を用いて、セラミックス基板の中央の区画部に貫通孔を形成した。レーザー光を照射する領域を変えることによって、サイズが互いに異なる貫通孔を有する３種類のセラミックス基板を、それぞれ５枚ずつ作製した。各セラミックス基板の表面及び裏面における貫通孔の開口形状は円形であり、そのサイズ（直径）は、表１に示すとおりであった。図９は、実験例３のセラミックス基板の表面及び貫通孔を示す光学顕微鏡画像の写真である。
【0060】
セラミックス基板の表面及び裏面に、Ａｇを主成分として含有するろう材をスクリーン印刷法でそれぞれ塗布した。２枚の銅板（厚さ０．８ｍｍ）で、各セラミックス基板を挟むようにして、銅板とセラミックス基板を積層した。これによって、銅板、セラミックス基板及び銅板をこの順で備える接合体を作製した。
【0061】
真空接合炉の炉内に５組の接合体を積層し、積層体として配置した。この積層体の上に銅板を載せ、５ｇ／ｃｍ２で加圧しながら、８１０℃の加熱温度で２０分間加熱して、銅板とセラミックス基板とを十分に接合させた。このとき、炉内は１×１０－３Ｐａ以下に減圧した状態で加熱した。このようにして一対の銅板とその間にセラミックス基板を備える複合基板を作製した。
【0062】
図８に示すような検査装置を用いて、ＪＩＳ Ｃ２１１０－１：２０１０に準拠して作製した各複合基板の耐電圧検査を行った（ｎ＝５）。この検査には、株式会社計測技術研究所製のＡＣ２０ｋＶ耐電圧試験器（型式：７４７３）を用いた。溶媒としては、パーフルオロカーボン（スリーエムジャパン株式会社製、商品名：フロリナート、型番：ＦＣ－３２８３）を用いた。絶縁性溶媒槽７７、電極７０、導電性支持部７２ａ，７２ｂ、及び絶縁性支持部７４として、大西電子株式会社製の検査治具を用いた。電極７０は無酸素銅製のものを、導電性支持部７２ａ，７２ｂは炭素工具鋼鋼材（ＳＫ材）にロジウムめっきが施されたものを、それぞれ用いた。
【0063】
検査装置に複合基板をセットした状態で、０．１２ｋＶ／秒の速さで４．２ｋＶまで電圧を昇圧した。接触電流の閾値を９．９９ｍＡとし、この閾値以上の電流が流れた場合を絶縁破壊と判定した。絶縁破壊と判定されたときの電圧を、表１の「耐電圧検査結果」の欄に示す。
【0064】
【表1】
【0065】
実験例１の貫通孔は円柱状を有していた。一方、実験例２，３の貫通孔は、セラミックス基板の内部に、セラミックス基板の厚さ方向に沿って孔径が変化するテーパー部を有していた。表１中、「＜０ｋＶ」とは、電圧の印加を開始した直後に漏れ電流値が上記所定値以上になったことを示している。実験例１のＮｏ．３では、表１に記載の電圧においてセラミックス基板が絶縁破壊した。いずれの実験例も電圧が４．２ｋＶに到達する前に、漏れ電流値が上記所定値以上となった。この結果から、貫通孔を形成することによって、欠陥部を有する基板（区画部）を高い精度で検知できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0066】
本開示によれば、高い信頼性を有する回路基板を得ることが可能なセラミックス基板及びその製造方法が提供される。また、高い信頼性を有する回路基板を得ることが可能な複合基板が提供される。また、高い信頼性を有する回路基板及びその製造方法が提供される。また、回路基板の信頼性を向上することが可能な回路基板の検査方法が提供される。
【符号の説明】
【0067】
１０，１０ａ…区画部、１１…欠陥部、１２…貫通孔、２０…導体部、３０…レジストパターン、５０…耐電圧試験器、６０…交流電源、７０…電極、７２ａ，７２ｂ…導電性支持部、７４…絶縁性支持部、７６…溶媒、７７…絶縁性溶媒槽、１００…セラミックス基板、１１０…金属基板、１００Ａ…表面、１００Ｂ…裏面、１１０…金属基板、２００…複合基板、２００Ａ…表面、２００Ｂ…裏面、３００…回路基板、４００…検査装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
