CN103503130A - 陶瓷电路基板 - Google Patents
陶瓷电路基板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103503130A CN103503130A CN201280019672.6A CN201280019672A CN103503130A CN 103503130 A CN103503130 A CN 103503130A CN 201280019672 A CN201280019672 A CN 201280019672A CN 103503130 A CN103503130 A CN 103503130A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminum oxide
- circuit board
- oxide substrate
- quality
- sintering aid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 127
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 269
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 182
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 147
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 70
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 30
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 227
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 110
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 100
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 90
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 88
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 84
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 33
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 18
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 13
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910002480 Cu-O Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 39
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 39
- 239000011800 void material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 61
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 14
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 14
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 8
- 230000004523 agglutinating effect Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 6
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 6
- 229960004643 cupric oxide Drugs 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 4
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 2
- XGZRAKBCYZIBKP-UHFFFAOYSA-L disodium;dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Na+].[Na+] XGZRAKBCYZIBKP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N perfluorotributylamine Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)N(C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000881 depressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 150000003385 sodium Chemical class 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
- C04B35/111—Fine ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/638—Removal thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
- C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
- C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
- C04B37/021—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles in a direct manner, e.g. direct copper bonding [DCB]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
- C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
- C04B37/023—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
- C04B37/026—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used consisting of metals or metal salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00844—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for electronic applications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
- C04B2235/6025—Tape casting, e.g. with a doctor blade
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6581—Total pressure below 1 atmosphere, e.g. vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
- C04B2235/786—Micrometer sized grains, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/04—Ceramic interlayers
- C04B2237/06—Oxidic interlayers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/12—Metallic interlayers
- C04B2237/125—Metallic interlayers based on noble metals, e.g. silver
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/12—Metallic interlayers
- C04B2237/126—Metallic interlayers wherein the active component for bonding is not the largest fraction of the interlayer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/12—Metallic interlayers
- C04B2237/126—Metallic interlayers wherein the active component for bonding is not the largest fraction of the interlayer
- C04B2237/127—The active component for bonding being a refractory metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/34—Oxidic
- C04B2237/343—Alumina or aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/40—Metallic
- C04B2237/407—Copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/52—Pre-treatment of the joining surfaces, e.g. cleaning, machining
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/54—Oxidising the surface before joining
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/59—Aspects relating to the structure of the interlayer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
- C04B2237/704—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the ceramic layers or articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
- C04B2237/706—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the metallic layers or articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/86—Joining of two substrates at their largest surfaces, one surface being complete joined and covered, the other surface not, e.g. a small plate joined at it's largest surface on top of a larger plate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
- H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
- H01L23/15—Ceramic or glass substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明涉及一种陶瓷电路基板，其在氧化铝基板上接合有金属电路板，其中，所述氧化铝基板含有99.5质量%以上的氧化铝Al2O3和低于0.5质量%的由烧结前配合的烧结助剂生成的来源于烧结助剂的成分；所述来源于烧结助剂的成分为含有钠的无机氧化物，所述来源于烧结助剂的成分中的钠以换算成氧化钠Na2O的质量计，在100质量%的所述氧化铝基板中含有0.001～0.1质量%；在所述氧化铝基板中，孔隙的最大直径为12μm以下，孔隙平均直径为10μm以下，维氏硬度为1500以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用了氧化铝基板的陶瓷电路基板。
背景技术
近年来，作为功率晶体管模块用基板和开关电源模块用基板等的电路基板，在陶瓷基板上接合有铜板、铝板、各种包覆板等金属板的陶瓷电路基板得到了广泛的应用。另外，作为上述陶瓷基板，一般使用廉价且通用性高的氧化铝（Al2O3）基板、具有电绝缘性而且热传导性优良的氮化铝（AlN）基板、或者高强度的氮化硅（Si3N4）基板等。在这些陶瓷基板中，氧化铝基板的优点是廉价且通用性较高。
在此，就陶瓷电路基板的构造进行说明。图1是表示陶瓷电路基板的图案面侧的构成的一个例子的俯视图。图2是图1所示的陶瓷电路基板沿A－A线的剖视图。图3是表示图1所示的陶瓷电路基板的背面侧的构成的一个例子的仰视图。
陶瓷电路基板1例如正如图1～图3所示的那样，通过在陶瓷基板2的一个表面接合或者形成铜板等金属电路板3，而且在陶瓷基板2的背面即另一个表面接合铜板等背面金属板4而形成。
金属电路板3由接合在陶瓷基板2的表面上的各种金属板或者形成于陶瓷基板2的表面上的金属层构成。
作为将各种金属板或者金属层一体形成于陶瓷基板2的表面上的手法，例如可以使用下述的直接接合法、高熔点金属金属化法、活性金属法等。
直接接合法是例如通过在陶瓷基板2和金属电路板3的界面生成共晶液相而将陶瓷基板2和金属电路板3直接接合的方法。
关于直接接合法，以金属电路板3为铜电路板的情况为例进行具体的说明。首先，将冲裁成规定形状的铜电路板3接触配置在陶瓷基板2上并对其进行加热，从而在接合界面生成Cu-Cu2O、Cu-O等共晶液相，然后通过该共晶液相而提高陶瓷基板2和铜电路板3的润湿性。其次，如果使该共晶液相冷却固化，则陶瓷基板2和铜电路板3直接接合在一起而可以得到陶瓷电路基板1。该方法就是所谓的铜直接接合法（DBC法：Direct Bonding Copper法）。
另外，高熔点金属金属化法是将Mo、W等高熔点金属烧接在陶瓷基板2的表面而使陶瓷基板2和金属电路层一体化以得到陶瓷电路基板1的方法。
再者，活性金属法是例如经由含有Ti、Zr、Hf等4A族元素之类的具有活性的金属的Ag-Cu焊料层而将铜电路板等金属板3一体接合在陶瓷基板2上以得到陶瓷电路基板1的方法。根据该活性金属法，通过焊料层的Cu以及Ag成分而使焊料层和铜电路板3的接合强度得以提高，而且通过Ti、Zr、Hf成分而使焊料层和陶瓷基板2的接合强度得以提高。
另外，作为在得到的陶瓷电路基板1的金属电路板3上形成电路的方法，为人所知的有以下的方法，如使用事先通过压力加工或侵蚀加工而形成图案的铜板的方法、以及在接合后通过侵蚀等手法而形成图案的方法等。
在如上述那样通过直接接合法或活性金属钎焊法而得到的陶瓷电路基板1中，陶瓷基板2和金属电路板3的接合强度均较高，而且具有简单的构造。因此，陶瓷电路基板1可以得到能够实现小型高安装化、且制造工序也可以缩短等效果，并具有能够与大电流型和高集成型的半导体芯片相适应等优点。
可是，近年来，由于使用陶瓷电路基板1的半导体装置的高输出化和半导体元件的高集成化快速发展，因而反复作用于陶瓷电路基板1的热应力和热负荷呈增加的趋势。因此，陶瓷电路基板1要求具有耐久性，其即使受到增加的热应力，也使陶瓷基板2和金属电路板3的接合强度充分地高，而且即使经受较多的热循环，也可以维持陶瓷基板2和金属电路板3的接合。
作为可以应对增大的热负荷、而且使电路基板的耐久性得以提高的陶瓷电路基板1，例如为人所知的有如下的陶瓷电路基板1：其使陶瓷基板2的厚度薄壁化至0.25～0.38mm左右而降低热阻抗，同时改善陶瓷基板2的柔韧性而防止金属电路板3的剥离的发生。
另外，作为可以应对增大的热负荷、而且使电路基板的耐久性得以提高的其它陶瓷电路基板1，为人所知的有如下的陶瓷电路基板1：其使用纯度为96%左右的纯度比较高的氧化铝基板作为陶瓷基板2，并采用所述直接接合法或者活性金属法将金属电路板3（电路层）一体接合在该氧化铝基板上。
再者，在日本专利第3833410号公报（专利文献1）中，公开了使用纯度为99.5%以上的高纯度氧化铝基板的陶瓷电路基板。在专利文献1中，通过使氧化铝纯度为99.8%，便可以得到强度和维氏硬度等特性优良的陶瓷电路基板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3833410号公报
专利文献2：日本特开2005-281063号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，专利文献1中记载的陶瓷电路基板由于以高纯度氧化铝为原料，因而烧结性差，在1600℃下需要进行长达20小时的长时间烧结。
因此，专利文献1中记载的陶瓷电路基板存在的课题是：制造成本较高，不能充分地发挥廉价这一氧化铝基板的优点。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种陶瓷电路基板，其使用不是高纯度而廉价的氧化铝基板作为陶瓷基板，且具有优良的接合强度和维氏硬度等特性。
用于解决课题的手段
本发明人发现：根据以氧化铝粉末和至少含有钠氧化物的烧结助剂为原料烧结而得到的、且含有少量的由烧结助剂生成的来源于烧结助剂的成分的高纯度氧化铝基板，可以得到烧结性高、能够谋求成本的降低、且维氏硬度较高的氧化铝基板。另外，本发明人还发现：当使用该氧化铝基板时，可以得到接合强度优良的陶瓷电路基板，从而完成了本发明。
本发明的陶瓷电路基板是用于解决上述课题的陶瓷电路基板，其在氧化铝基板上接合有金属电路板，其特征在于：所述氧化铝基板含有99.5质量%以上的氧化铝Al2O3和低于0.5质量%的由烧结前配合的烧结助剂生成的来源于烧结助剂的成分；所述来源于烧结助剂的成分为含有钠的无机氧化物，所述来源于烧结助剂的成分中的钠以换算成氧化钠Na2O的质量计，在100质量%的所述氧化铝基板中含有0.001～0.1质量%；在所述氧化铝基板中，孔隙的最大直径为12μm以下，孔隙平均直径为10μm以下，维氏硬度为1500以上。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述来源于烧结助剂的成分是进一步含有硅的无机氧化物，所述来源于烧结助剂的成分中的硅以换算成氧化硅SiO2的质量计，优选在100质量%的所述氧化铝基板中含有0.001～0.2质量%。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述来源于烧结助剂的成分是进一步含有铁的无机氧化物，所述来源于烧结助剂的成分中的铁以换算成氧化铁Fe2O3的质量计，优选在100质量%的所述氧化铝基板中含有0.001～0.05质量%。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述氧化铝基板的氧化铝晶粒的平均结晶粒径优选为20μm以下。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述氧化铝基板在该氧化铝基板中存在的孔隙的体积的比率即孔隙体积率优选为3体积%以下。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述氧化铝基板采用断面观察算出的每100μm×100μm单位面积的孔隙的个数优选为2～30个。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述氧化铝基板在该氧化铝基板的断面中的孔隙的面积的比率即孔隙面积率优选为10%以下。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述氧化铝基板的绝缘耐压优选为25KV/mm以上。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述氧化铝基板的韧性值优选为3.2MPa·m1/2以上。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述氧化铝基板的热传导系数优选为28W/m·K以上。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述氧化铝基板的抗弯强度优选为400MPa以上。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述金属电路板优选采用直接接合法与所述氧化铝基板接合在一起。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述金属电路板优选为铜电路板，该铜电路板优选通过Cu-O共晶化合物而与所述氧化铝基板接合在一起。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述金属电路板优选为铜电路板，该铜电路板优选含有0.1～1.0质量%的碳。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述氧化铝基板和所述金属电路板的接合界面优选呈相互交错的结构：当进行所述陶瓷电路基板的断面观察时，沿所述金属电路板表面的曲线与沿所述氧化铝基板表面的凹凸的曲线相接的比例在95%以上。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述氧化铝基板的厚度优选为0.25～1.2mm。
在本发明的陶瓷电路基板中，所述金属电路板的厚度优选为0.1～0.5mm。
发明的效果
根据本发明的陶瓷电路基板，虽然是氧化铝纯度为99.5质量%以上的高纯度的氧化铝基板，但借助于作为烧结助剂添加的钠氧化物，就使烧结性提高、烧结时间缩短得以解决，从而能够大幅度降低成本。另外，根据本发明的陶瓷电路基板，由于含有规定量的含钠的来源于烧结助剂的成分，因而接合强度等特性也较高。
附图说明
图1是表示陶瓷电路基板的图案面侧的构成的一个例子的俯视图。
图2是图1所示的陶瓷电路基板沿A－A线的剖视图。
图3是表示图1所示的陶瓷电路基板的背面侧的构成的一个例子的仰视图。
图4是表示氧化铝晶粒的平均结晶粒径的求出方法的图示。
图5是实施例1的陶瓷电路基板的接合界面的示意剖视图。
具体实施方式
下面就本发明的陶瓷电路基板进行说明。
［陶瓷电路基板］
本发明的陶瓷电路基板是在氧化铝基板上接合有金属电路板的陶瓷电路基板。
本发明的陶瓷电路基板例如如图1所示，为在氧化铝基板2的一个表面上接合有金属电路板3的陶瓷电路基板1。
此外，图1示出了在氧化铝基板2的另一个表面上、即背面侧的表面上接合有铜板等背面金属板4的例子，但本发明的陶瓷电路基板也可以在氧化铝基板2的一个表面和另一个表面这两面上接合金属电路板3。
（氧化铝基板）
氧化铝基板含有99.5质量%以上的氧化铝Al2O3，以及低于0.5质量%、优选为0.3质量%以下的由烧结前配合的烧结助剂生成的来源于烧结助剂的成分。
本发明所使用的氧化铝基板是由许多的氧化铝晶粒构成的多晶体，来源于烧结助剂的成分是存在于氧化铝晶粒的晶界的玻璃相。
氧化铝基板优选的是氧化铝Al2O3和来源于烧结助剂的成分的合计量实质上为100质量%。
来源于烧结助剂的成分如后所述，往往含有烧结助剂成分以外的成分即不可避免的杂质成分。关于烧结助剂成分以及不可避免的杂质成分容后详述，而所谓的烧结助剂成分，是指将Na、Si以及Fe换算成与烧结助剂相同的氧化物后的物质。作为烧结助剂成分，例如可以列举出Na2O、SiO2以及Fe2O3。另外，所谓不可避免的杂质成分，是指来源于烧结助剂的成分中除烧结助剂成分以外的剩余部分。
在100质量%的氧化铝基板中，也能够以0.05质量%以下的量含有来源于烧结助剂的成分中包含的不可避免的杂质成分。
＜来源于烧结助剂的成分＞
所谓氧化铝基板中含有的来源于烧结助剂的成分，是指在烧结前作为本发明的氧化铝基板的原料与氧化铝粉末一起配合的烧结助剂在通过烧结时的热处理而成为液相后，经固化而成为玻璃相的无机氧化物。
来源于烧结助剂的成分在氧化铝基板中，含有低于0.5质量%，优选含有0.3质量%以下。
氧化铝基板中含有的来源于烧结助剂的成分为至少含有钠的无机氧化物。
来源于烧结助剂的成分中的钠以换算成氧化钠Na2O的质量计，在100质量%的氧化铝基板中含有0.001～0.1质量%（10～1000质量ppm）。
换算成氧化钠Na2O的质量如果在100质量%的氧化铝基板中含有0.001～0.1质量%（10～1000质量ppm），则钠成分作为烧结助剂发挥作用，从而可以抑制孔隙的发生。
换算成氧化钠Na2O的质量在100质量%的氧化铝基板中如果低于0.001质量%，则含有钠的烧结助剂的作用变得不充分，从而容易使氧化铝基板的机械强度降低。
另外，换算成氧化钠Na2O的质量在100质量%的氧化铝基板中如果超过0.1质量%，则孔隙直径大型化，或者使维氏硬度容易降低。
此外，在使用含有氧化铝粉末和烧结助剂的混合粉末、进行烧结而制造氧化铝基板的情况下，在作为烧结助剂添加的氧化钠Na2O或氧化铝粉末中作为杂质含有的氧化钠Na2O、金属Na、氢氧化钠等钠成分在添加至水中时或者烧结时容易溶出。
例如，在制作含有氧化铝粉末和烧结助剂的造粒粉的造粒工序中使用纯水的情况下，Na离子从造粒中的氧化钠Na2O、氢氧化钠NaOH等中向纯水中溶出。
另外，金属Na的熔点为98℃，氧化钠Na2O的熔点为1132℃，氢氧化钠NaOH的熔点为318℃。与此相对照，在制造氧化铝基板时的烧结工序中，烧结温度高达1200～1700℃左右，因而钠成分在烧结中溶出。如果钠成分的溶出量增多，则孔隙的形成得以发展，从而在得到的氧化铝基板中容易形成大量超过10μm的较大的孔隙。
这样一来，钠成分在氧化铝基板的制造时容易消失。
与此相对照，根据专利文献2，在作为氧化铝基板的制造原料使用的纯度为99.5质量%以上的高纯度氧化铝粉末中，钠含量较少，约为30质量ppm（0.003质量%）以下。
因此，在制造氧化铝基板时，在高纯度氧化铝粉末中优选添加适量的钠成分作为烧结助剂。
在该钠成分的添加量中，所得到的氧化铝基板的来源于助剂的成分中的钠如上所述，以换算成钠Na2O的质量计，在100质量%的氧化铝基板中含有0.001～0.1质量%（10～1000质量ppm）。
此外，作为在氧化铝基板的制造时添加钠成分的方法，例如可以使用主动添加钠成分的方法、利用氧化铝原料粉末中的杂质钠成分的方法、以及在氧化铝造粒工序中采用氧化铝球（纯度为96%的氧化铝）而混入氧化铝球中的钠成分的方法等。
氧化铝基板中含有的来源于烧结助剂的成分优选的是除钠以外，还进一步含有硅的无机氧化物。
来源于烧结助剂的成分中的硅以换算成氧化硅SiO2的质量计，在100质量%的氧化铝基板中通常含有0.001～0.2质量%。
将硅换算成氧化硅SiO2的质量在100质量%的氧化铝基板中如果低于0.001质量%，则含有硅的烧结助剂的作用变得不充分，从而容易使氧化铝基板的机械强度降低。
另外，将硅换算成氧化硅SiO2的质量在100质量%的氧化铝基板中如果超过0.2质量%，则不能有效地利用高纯度氧化铝的特性，从而维氏硬度容易降低。
氧化铝基板中含有的来源于烧结助剂的成分优选的是除钠以外，或者除钠和硅以外，还进一步含有铁的无机氧化物。
来源于烧结助剂的成分中的铁以换算成氧化铁Fe2O3的质量计，在100质量%的氧化铝基板中通常含有0.001～0.05质量%。
将铁换算成氧化铁Fe2O3的质量在100质量%的氧化铝基板中如果低于0.001质量%，则含有铁的烧结助剂的作用变得不充分，从而容易使氧化铝基板的机械强度降低。
另外，将铁换算成氧化铁Fe2O3的质量在100质量%的氧化铝基板中如果超过0.05质量%，则不能有效地利用高纯度氧化铝的特性，从而维氏硬度容易降低。
来源于烧结助剂的成分如果为除钠（Na）以外，还进一步含有选自硅（Si）以及铁（Fe）之中的1种以上元素的无机氧化物，则与来源于烧结助剂的成分仅含有钠（Na）的无机氧化物的情况相比，可成为烧结性得以更加提高的氧化铝基板。
也就是说，来源于烧结助剂的成分处于烧结前状态的烧结助剂如果除Na氧化物以外，还进一步含有选自Si氧化物以及Fe氧化物之中的1种以上氧化物，则容易形成成为晶界相的玻璃相。
另外，来源于烧结助剂的成分也可以是除钠（Na）、硅（Si）以及铁（Fe）以外，还进一步含有选自钙（Ca）以及镁（Mg）之中的1种以上元素的无机氧化物。
如果是来源于烧结助剂的成分全部含有钠（Na）、硅（Si）以及铁（Fe）的无机氧化物，则来源于烧结助剂的成分非常容易形成均质的玻璃相，因而是最优选的。
此外，在来源于烧结助剂的成分中，将Na、Si和Fe、以及这些元素的化合物换算成与烧结助剂相同的氧化物后的物质被称之为烧结助剂成分。例如，在来源于烧结助剂的成分为含有Na、Si和Fe、以及这些的元素的化合物的无机氧化物的情况下，将这些元素换算成与烧结助剂相同的氧化物后的物质即Na2O、SiO2以及Fe2O3属于烧结助剂成分。
另外，在来源于烧结助剂的成分中，将烧结助剂成分以外的成分称为不可避免的杂质成分。
＜氧化铝晶粒＞
氧化铝基板的氧化铝晶粒的平均结晶粒径通常为20μm以下，优选为13μm以下。本发明所使用的氧化铝基板由于其烧结性较高，因而氧化铝晶粒的平均结晶粒径减少为20μm以下。
在此，所谓平均结晶粒径，是从氧化铝基板的采用断面观察进行观察得到的多个氧化铝晶粒中按下述的方法算出的结晶粒径Dc的平均值。
也就是说，如图4所示，在观察1个氧化铝晶粒22的情况下，首先，将以氧化铝晶粒22的直径为最大的方式选择的线段的长度设定为长径L1。其次，引出垂直于构成该长径L1的线段且通过构成长径L1的线段的中点的垂直线，将该垂直线中表示氧化铝晶粒的直径的部分的长度设定为短径L2。再者，通过（L1＋L2）/2而算出1个氧化铝晶粒22的结晶粒径Dc。然后，对氧化铝基板的断面观察的视场内的100个氧化铝晶粒进行该作业，将100个结晶粒径Dc的平均值规定为氧化铝晶粒的平均结晶粒径。
在氧化铝基板的氧化铝晶粒中，结晶粒径Dc的偏差较小。也就是说，在氧化铝基板中，表示氧化铝晶粒的结晶粒径Dc的偏差大小的指标即下述的比率NA/Nt通常为80%以上，结晶粒径Dc的偏差较小。
在此，所谓比率NA/Nt，是指采用断面观察对氧化铝基板在200μm×200μm单位面积的观察范围内进行观察，当将所述观察范围内观察得到的氧化铝晶粒的平均结晶粒径设定为Aμm时，在0.3A～1.7A的范围内的氧化铝晶粒的个数NA相对于所述观察范围内观察的氧化铝晶粒的总个数Nt的比率NA/Nt。
本发明所使用的氧化铝基板如上所述，通过使氧化铝晶粒的平均结晶粒径较小，为20μm以下，而且使氧化铝晶粒的结晶粒径Dc的偏差较小，便能够使可能导致孔隙发生的氧化铝晶粒间的3重点（a spacesurrounded by3powder particles）减小，从而孔隙数较少，孔隙的大小也较小。在此，所谓氧化铝晶粒间的3重点，是指被3个氧化铝晶粒所包围的晶界部分。
＜氧化铝基板的孔隙＞
氧化铝基板的孔隙通常是在氧化铝晶粒间的3重点所产生的空隙或者凹坑。
氧化铝基板的孔隙的平均直径为10μm以下，优选为5μm以下。
另外，氧化铝基板的孔隙的最大直径为12μm以下，优选为10μm以下。孔隙是在氧化铝结晶粒子彼此之间的间隙中形成的。孔隙的最大直径如果超过12μm，则在氧化铝基板中部分地形成致密化并不充分的区域，因而氧化铝基板的机械强度和绝缘耐压有可能降低。
在此，所谓孔隙的平均直径，是指从氧化铝基板的采用断面观察进行观察的100个孔隙中按下述的方法算出的孔隙的直径Dv的平均值。
也就是说，首先，对于氧化铝基板的断面，拍摄在200μm×200μm或者100μm×100μm的单位面积的观察范围所得到的放大照片，并就该观察范围内存在的各个孔隙测定最大的直径，将该测定得到的值设定为各个孔隙的直径Dv。其次，在所述观察范围内对随机选取的100个孔隙进行该孔隙的直径Dv的测定，将100个孔隙的直径Dv的平均值规定为孔隙的平均直径。
另外，所谓孔隙的最大直径，是指从氧化铝基板的采用断面观察进行观察的100个孔隙中按上述的方法算出的孔隙的直径Dv的最大值。
氧化铝基板的断面观察中使用的放大照片优选使用SEM照片的二次电子像。另外，放大照片的放大倍数优选为250倍以上，进一步优选为500倍以上。
此外，在为进行氧化铝基板的断面观察而切出氧化铝基板的断面时，有时氧化铝结晶从断面上脱粒。但是，脱粒是氧化铝粒子直接脱落的现象，因而在氧化铝基板的断面观察中能够对氧化铝结晶粒子的脱粒和孔隙加以区別。
氧化铝基板通过断面观察而算出的每100μm×100μm单位面积的孔隙的个数通常为2～30个，优选为5～20个。
氧化铝基板通过断面观察而算出的每100μm×100μm单位面积的孔隙的个数如果为2～30个，则氧化铝基板处于高强度，而且与金属电路板的接合强度较高。
氧化铝基板和金属电路板的接合强度一般认为通过取由氧化铝基板的表面凹凸和金属电路板的表面相互交错而成的形状、即金属电路板的表面追随氧化铝基板的表面凹凸而发生变形的形状，产生锚固效果而得以提高。该氧化铝基板的表面凹凸由氧化铝晶粒的表面形状、来源于烧结助剂的成分的表面形状、孔隙的形状而形成，而对于氧化铝基板的表面凹凸的大小，通常最大的是因孔隙的形状引起的凹凸。因此，在氧化铝基板的表面如果每100μm×100μm单位面积的孔隙的个数在2个以上，则氧化铝基板和金属电路板的接合强度容易提高。
在此，所谓采用断面观察算出的每100μm×100μm单位面积的孔隙的个数，是指按下述的方法算出的孔隙的个数Nv。
也就是说，首先，对于氧化铝基板的断面，拍摄在200μm×200μm或者100μm×100μm的单位面积的观察范围所得到的放大照片，并计算该观察范围内存在的孔隙的总数NvT。其次，将该孔隙的总数NvT换算成每100μm×100μm的个数，从而算出每100μm×100μm的孔隙的个数Nv100。然后，在氧化铝基板的断面的4个部位进行该每100μm×100μm的孔隙的个数Nv100的计算，并将该4个部位的孔隙的个数Nv100的平均值规定为孔隙的个数Nv。
此外，当氧化铝基板的断面观察在200μm×200μm单位面积的部分进行时，可以说该200μm×200μm单位面积的部分包括4个单位面积100μm×100μm的部分。因此，也可以在将200μm×200μm单位面积的1个部位的孔隙的总数NvT换算成每100μm×100μm的个数后，将换算得到的孔隙的个数Nv100直接作为孔隙的个数Nv。
此外，氧化铝基板通过断面观察而算出的每100μm×100μm单位面积的孔隙的个数如果低于2个，则与金属电路板的接合强度有可能降低。
另外，氧化铝基板通过断面观察而算出的每100μm×100μm单位面积的孔隙的个数如果超过30个，则孔隙成为氧化铝基板的表面缺陷，从而氧化铝基板的机械强度、绝缘耐压和热传导系数容易降低。
氧化铝基板在该氧化铝基板中存在的孔隙的体积的比率即孔隙率为3体积%以下。
在此，所谓孔隙率，是指采用阿基米德法算出的氧化铝基板中空洞的体积。
在氧化铝基板中，该氧化铝基板通过断面观察而算出的孔隙的面积的比率即孔隙面积率通常为10%以下，优选为5%以下，进一步优选为3%以下。
孔隙面积率如果超过10%，则氧化铝基板的机械强度有可能降低。
在此，所谓孔隙面积率，是指按下述的方法算出的孔隙的面积率RSv。
也就是说，首先，对于氧化铝基板的断面，拍摄在200μm×200μm或者100μm×100μm的单位面积的观察范围所得到的放大照片，并将该观察范围内存在的孔隙的面积进行合计而算出孔隙的总面积SvT。其次，将该孔隙的总面积SvT除以单位面积而得到每1μm2的值，并将得到的每1μm2的值规定为孔隙面积率RSv（%）。
＜氧化铝基板的特性＞
氧化铝基板的维氏硬度在1500以上。在此，所谓维氏硬度，是指由JIS-R-1610规定的维氏硬度。
氧化铝基板的绝缘耐压通常为25KV/mm以上。在此，所谓绝缘耐压，是将各陶瓷电路基板浸渍在绝缘油（商品名Fluorinert）中，并将电极分别配置在接合于陶瓷基板两面的金属电路板上，然后以每分钟10kV的电压上升速度在该电极间施加交流电压。而且将放出10pC（微微库伦）的电荷量时的施加电压规定为部分放电开始电压，将基板的每单位厚度的部分放电开始电压规定为绝缘耐压。
氧化铝基板的断裂韧性值为3.2MPa·m1/2以上。在此，所谓断裂韧性值，是指由JIS-R-1607规定的断裂韧性值。
氧化铝基板的热传导系数通常为28W/m?K以上。在此，所谓热传导系数，是指采用根据JIS-R-1611的激光闪光法测定得到的热传导系数。
氧化铝基板的抗弯强度（3点弯曲强度）通常为400MPa以上。在此，所谓抗弯强度（3点弯曲强度），是指由JIS-R-1601规定的抗弯强度。
氧化铝基板的厚度通常为0.25～1.2mm。
＜氧化铝基板的制造方法＞
下面就氧化铝基板的制造方法进行说明。
氧化铝基板例如在准备氧化铝粉末和烧结助剂之后，可以通过进行料浆调整工序或者造粒工序、进行成形工序、进行脱脂工序、以及进行烧结工序来制造。
［氧化铝粉末］
氧化铝粉末的氧化铝纯度通常为99.5～99.9质量%。
在氧化铝粉末中，作为氧化铝以外的成分，通常含有包含Na、Si和Fe、或者这些以外的元素的物质等。
本发明在氧化铝粉末所含有的物质中，Na、Si和Fe、以及这些的元素的化合物是由与烧结助剂相同的元素构成的物质，因而称之为烧结助剂成分杂质。
另外，在氧化铝粉末所含有的物质中，将除氧化铝以及烧结助剂成分杂质以外的物质称为不可避免的杂质。
烧结助剂成分杂质是由与烧结助剂相同的元素构成的物质，因而在烧结工序中作为烧结助剂发挥作用。因此，氧化铝粉末所含有的烧结助剂成分杂质优选作为烧结助剂的一部分进行处理。
将烧结助剂成分杂质作为烧结助剂的一部分进行处理的方法可以使用如下的方法：将烧结助剂成分杂质的质量设定为换算成烧结助剂的质量，并将该换算得到的质量设定为烧结助剂的质量的一部分。具体地说，在烧结助剂成分杂质为Na、Si和Fe、以及这些元素的化合物的情况下，在将它们分别换算成作为烧结助剂的Na2O、SiO2以及Fe2O3之后，将这些氧化物的质量作为烧结助剂的质量进行处理。例如，在由氧化铝粉末所含有的烧结助剂成分杂质中的Si成分换算得到的SiO2为Ag、在该氧化铝粉末中作为烧结助剂添加的SiO2为B g的情况下，作为烧结助剂的SiO2的合计质量为A＋B g。
氧化铝粉末的平均粒径通常为1～4μm。
另外，氧化铝粉末如果含有2～30质量%的粒径为0.8μm以下的氧化铝粉末，则可以减少所得到的氧化铝基板的孔隙尺寸，或者可以减小孔隙的个数，因而是优选的。其理由如下所述。孔隙在氧化铝晶粒彼此之间的间隙中发生。含有2～30质量%的粒径为0.8μm以下的氧化铝粉末的氧化铝粉末由于大的粉末和小的粉末分布适度，因而可以使烧结前的氧化铝粉末成为小的氧化铝粉末进入大的氧化铝粉末彼此之间的间隙中的结构。因此，在由这种结构的氧化铝粉末得到的氧化铝基板中，孔隙尺寸减小，或者孔隙的个数减少。
［烧结助剂］
作为氧化铝基板的原料，除氧化铝粉末以外，还可以使用烧结助剂。
作为烧结助剂，至少可以使用氧化钠（Na2O）。烧结助剂除氧化钠（Na2O）以外，也可以含有选自氧化硅（SiO2）以及氧化铁（Fe2O3）之中的1种以上的氧化物。
烧结助剂优选含有全部的氧化钠（Na2O）、氧化硅（SiO2）以及氧化铁（Fe2O3）。
另外，烧结助剂除氧化钠（Na2O）、氧化硅（SiO2）以及氧化铁（Fe2O3）以外，也可以进一步含有选自氧化钙（CaO）以及氧化镁（MgO）之中的1种以上的氧化物。
作为烧结助剂，使用粉末状的烧结助剂。
烧结助剂在后述的料浆调整工序或者造粒工序中，与氧化铝粉末进行混合。在由氧化铝粉末和烧结助剂构成的混合粉末中，使将氧化铝粉末中含有的烧结助剂成分杂质换算成烧结助剂所得到的质量MA、和烧结助剂的质量MS的合计量MA＋MS含有0.5质量%以下。
另外，在后述的料浆调整工序使用氧化铝球磨机进行球磨处理的情况下，在考虑自氧化铝球磨机吸取的烧结助剂成分杂质的量MB之后，确定烧结助剂的配合量。也就是说，在由氧化铝粉末和烧结助剂构成的混合粉末中，使MA＋MS＋MB含有0.5质量%以下。在此，所谓自氧化铝球磨机吸取的烧结助剂成分杂质，是指与氧化铝粉末中含有的烧结助剂成分杂质同样的物质。
这样一来，在考虑了于原料粉末的混合或造粒工序中混入的杂质Na、Si、Fe量之后，在混合粉末中添加氧化钠作为烧结助剂，从而使其含量为0.001～0.1质量%。另外，根据需要，在混合粉末中添加氧化硅，使其含量为0.001～0.2质量%，在混合粉末中添加氧化铁，使其含量为0.001～0.05质量%。
［料浆调整工序］
料浆调整工序是将氧化铝粉末和烧结助剂粉末混合而调配料浆的工序。料浆例如可以采用如下的方法进行调配：在纯水或者有机溶剂中添加氧化铝粉末和烧结助剂粉末，并根据需要进一步添加PVA（聚乙烯醇）等粘结剂，然后采用湿式球磨机将氧化铝粉末以及烧结助剂粉末进行粉碎。
球磨机所使用的球优选为氧化铝制的球。但是，氧化铝制的氧化铝球的氧化铝纯度通常为96%左右，较多地含有Na、Si、Fe等杂质。因此，在使用氧化铝球的球磨处理中，优选将考虑了自氧化铝球混入料浆中的Na、Si、Fe等杂质这一量的烧结助剂粉末配合于氧化铝粉末中。
氧化铝基板的制造方法选择上述的料浆调整工序或者下述的造粒工序来进行。
［造粒工序］
造粒工序是将氧化铝粉末和烧结助剂粉末混合而进行造粒的工序。
造粒而得到的造粒粉例如可以采用如下的方法进行制作：在纯水或者有机溶剂中添加氧化铝粉末和烧结助剂粉末，并根据需要进一步添加PVA（聚乙烯醇）等粘结剂，然后采用湿式球磨机将氧化铝粉末以及烧结助剂粉末进行粉碎，进而采用湿式造粒机进行造粒。
［成形工序］
在进行了料浆调整工序或者造粒工序之后，进行成形工序。
成形工序是使用由料浆调整工序得到的料浆或者由造粒工序得到的造粒粉，从而制作出成形体的工序。
在使用料浆的情况下，成形工序例如使用刮板法而制作板状成形体。在使用造粒粉的情况下，成形工序例如使用模具成型法而制作板状成形体。
在板状成形体的厚度为1mm以下的情况下，优选使用刮板法。
［脱脂工序］
脱脂工序是对所得到的板状成形体进行脱脂的工序。
脱脂工序通常在400～900℃下进行热处理而使板状成形体脱脂。
［烧结工序］
烧结工序是将脱脂过的板状成形体进行烧结的工序。
在烧结工序于常压下进行烧结的情况下，通常在1200～1700℃下热处理2～12小时、优选在1200～1680℃下热处理5～12小时而进行烧结。
另外，在0.5MPa以上的加压下进行烧结的情况下，通常也可以在1200～1700℃下热处理2～6小时、优选在1200～1680℃下热处理2～5小时而进行烧结。
另外，烧结工序也可以进行改变热处理的温度范围的2个阶段的热处理。
例如，也可以在1450～1650℃的温度范围热处理4～7小时后，再在低于1450℃的温度下热处理2～3小时。
这样一来，烧结工序不是在高温下长时间持续烧结，而是在烧结一定时间之后，以稍低的温度进行烧结，由此可以抑制氧化铝晶粒的生长，因而容易进行孔隙的尺寸和个数的控制。
这样一来，主烧结工序可以使烧结时间在12小时以下，因而没有必要进行专利文献1所示的20小时这一长时间的热处理的烧结工序。
可以认为本发明中烧结工序的烧结时间较短的理由主要在于：脱脂过的板状成形体中的烧结助剂粉末以及烧结助剂成分杂质的合计量是适当的。
也就是说，由料浆或者造粒粉制作、且脱脂过的板状成形体在氧化铝粉末和烧结助剂粉末的合计量100质量%中，将氧化铝粉末中含有的烧结助剂成分杂质换算成烧结助剂所得到的质量MA、和烧结助剂的质量MS的合计量MA＋MS含有0.5质量%以下。
另外，在料浆调整工序使用氧化铝球磨机进行球磨处理的情况下，由料浆或者造粒粉制作、且脱脂过的板状成形体包括自氧化铝球磨机吸取的烧结助剂成分杂质的量MB在内的MA＋MS＋MB含有0.5质量%以下。
在此，在烧结助剂粉末以及烧结助剂成分杂质的至少一方中含有Na成分，并根据需要进一步含有选自Si成分以及Fe成分之中的至少1种成分，这些成分作为烧结助剂发挥作用。
因此，关于本发明的含有99.5质量%以上氧化铝Al2O3的高纯度的氧化铝基板的烧结工序，其与不用烧结助剂、仅使用氧化铝粉末而对高纯度氧化铝基板进行烧结的情况相比较，可以将烧结温度降低20～50℃左右，而且烧结时间也可以缩短为12小时以下。
这样一来，在烧结工序中，可以降低烧结温度，或者可以缩短烧结时间，因而可以抑制因烧结产生的氧化铝晶粒的生长。因此，在得到的氧化铝基板中，氧化铝晶粒减小，氧化铝晶粒的结晶粒径Dc的偏差减小，可以抑制孔隙的发生，从而可以减小发生的孔隙的大小。
具体地说，在得到的氧化铝基板中，氧化铝晶粒的平均结晶粒径通常为20μm以下，优选为10μm以下，表示结晶粒径Dc的偏差的比率NA/Nt通常为80%以上。
另外，在得到的氧化铝基板中，孔隙的平均直径为10μm以下，优选为5μm以下，孔隙面积率通常为10%以下。
经过以上的各工序而得到的氧化铝基板与金属电路板接合在一起。与氧化铝基板接合的金属电路板采用适当的侵蚀等而形成电路。本发明包括未形成电路的金属电路板、以及形成有电路的金属电路板两者，将其简称为金属电路板。
在得到的氧化铝基板中，作为与金属电路板接合之前的处理，可以适当地进行通过珩磨加工而除去表面污物的处理、或者对表面进行研磨加工的处理。此外，在使用直接接合法作为氧化铝基板和金属电路板的接合方法的情况下，优选只设定为通过珩磨加工而除去表面污物。
（金属电路板）
金属电路板接合在氧化铝基板上。在此，所谓金属电路板，是指包括使用侵蚀等形成有电路的金属电路板、以及未形成电路的金属电路板两者这样的概念。
氧化铝基板和金属电路板例如通过直接接合法（DBC法）、活性金属法等方法来进行接合。
在此，所谓直接接合法（DBC法），是指例如利用金属电路板的铜和氧形成共晶化合物（Cu-O共晶）的反应而使氧化铝基板和金属电路板接合在一起的方法。
另外，所谓活性金属法，是指使用活性金属接合焊料浆料而使氧化铝基板和金属电路板接合在一起的方法。
本发明的陶瓷电路基板是采用直接接合法、活性金属法等方法将金属电路板接合在氧化铝基板上而得到的。
＜金属电路板采用直接接合法接合在氧化铝基板上的情况＞
在金属电路板采用直接接合法接合于氧化铝基板上的情况下，作为金属电路板，通常使用由铜构成的铜电路板。
由于氧化铝基板和金属电路板的接合方法为直接接合法，因而铜电路板通过Cu-O共晶化合物而与氧化铝基板接合在一起。
铜电路板的厚度通常为0.1～0.5mm。
作为铜电路板，优选的是由含有100～1000质量ppm氧的反射炉精炼（tough pitch）电解铜构成。通过使用这样的铜电路板，与氧化铝基板的接合强度得以提高。
铜电路板优选含有0.1～1.0质量%的碳。作为构成这样的铜电路板的铜材，例如可以列举出反射炉精炼铜、无氧铜等。
碳作为脱氧剂发挥作用，因而使铜电路板中的氧向铜电路板的表面移动。另外，向铜电路板的表面移动的氧用于在进行直接接合法时形成Cu-O共晶化合物。
此外，如果铜电路板的碳含量低于0.1质量%，则没有含碳的效果，如果碳含量超过1.0质量%，则碳含量过于增加而使铜电路板的导电性降低。
此外，在将氧含量低于100质量ppm的铜电路板用作铜电路板的情况下，由于在铜电路板的与氧化铝基板的接合面侧形成有氧化铜膜，因而可以提高与氧化铝基板的接合强度。
作为在铜电路板的表面形成氧化铜膜的方法，可以列举出对铜电路板进行热处理而直接氧化的方法、和涂布氧化铜粉末的浆料的方法等。
［直接氧化的方法］
作为直接氧化的方法，例如可以使用如下的方法：通过进行在大气中于150～360℃的温度范围对铜电路板加热20～120秒的表面氧化处理，使铜电路板的表面形成氧化铜膜。
在使用直接氧化的方法的情况下，氧化铜膜的厚度通常为1～10μm，优选为2～5μm。
如果氧化铜膜的厚度低于1μm，则Cu-O共晶化合物的产生量减少，因而氧化铝基板和铜电路板的未接合部分增多，从而提高接合强度的效果减小。
另一方面，如果氧化铜膜的厚度超过10μm，则接合强度的改善效果较少，反而阻碍铜电路板的导电特性。
［涂布氧化铜粉末浆料的方法］
作为涂布氧化铜粉末浆料的方法，例如可以使用如下的方法：使用含有平均粒径为1～5μm的氧化铜粉末的浆料，将该浆料涂布在铜电路板上，从而形成厚度为1～10μm的氧化铜浆料层，然后进行干燥或者热处理，由此在铜电路板的表面形成氧化铜膜。
＜金属电路板采用活性金属法与氧化铝基板接合的情况＞
在金属电路板采用活性金属法与氧化铝基板接合的情况下，作为金属电路板，可以使用铜、铝、铁、镍、铬、银、钼、钴的单质、它们的合金、以及它们的包覆材料等。在它们之中，铜板和铝板由于接合性良好，因而是优选的。
金属电路板的厚度在考虑通电容量和氧化铝基板的厚度等之后加以决定。具体地说，在氧化铝基板的厚度为0.25～1.2mm的情况下，将金属电路板的厚度优选设定为0.1～0.5mm。此外，如果将氧化铝基板的厚度设定为0.25～0.38mm，则热阻抗得以降低，从而可以改善陶瓷电路基板的散热性。
作为活性金属法中使用的活性金属接合焊料浆料，例如可以使用将接合用组合物分散在有机溶剂中调配而成的活性金属接合焊料浆料，所述接合用组合物含有15～35质量%的Cu、以及1～10质量%的选自Ti、Zr、Hf之中的至少1种活性金属，而且剩余部分实质上由Ag构成。
活性金属接合焊料浆料中配合的活性金属可以改善活性金属接合焊料对氧化铝基板的润湿性以及反应性。活性金属接合焊料浆料中的活性金属的配合量相对于100质量%的活性金属接合焊料浆料中含有的接合用组合物，设定为1～10质量%。
活性金属法例如使用含有选自Ti、Zr以及Hf之中的至少1种活性金属且具有适当组成比的Ag-Cu系焊料，将该Ag-Cu系焊料分散在有机溶剂中而调配接合用组合物浆料，然后将该接合用组合物浆料丝网印刷在氧化铝基板的表面，将作为金属电路板的铜板重叠在氧化铝基板的表面而进行加热，从而可以将氧化铝基板和金属电路板接合。
（氧化铝基板和金属电路板的接合界面）
氧化铝基板和金属电路板的接合界面呈金属电路板的表面沿着氧化铝基板的表面凹凸形状而发生变形的相互交错的结构。具体地说，氧化铝基板和金属电路板的接合界面呈如下相互交错的结构：在进行陶瓷电路基板的断面观察时，沿着金属电路板的表面的曲线与沿着氧化铝基板的表面凹凸的曲线相接的比例（以下称为“接合界面接触比例”）通常为95%以上，优选为99%以上，进一步优选为100%。
接合界面接触比例是表示金属电路板对于氧化铝基板的表面凹凸的随动性的指标。
例如，在氧化铝基板和金属电路板完全没有间隙地接合的情况下，接合界面接触比例为100%。另外，在氧化铝基板和金属电路板完全剥离的情况下，接合界面接触比例为0%。
接合界面接触比例的算出方法如下所述。
也就是说，首先，在进行陶瓷电路基板的断面观察时，拍摄接合断面的放大照片。接合断面的放大照片优选为1000倍以上。
放大照片遍及100μm的长度而拍摄接合界面。此外，当在一视场中不能拍摄100μm的长度时，也可以每次拍摄20～50μm，合计拍摄100μm。
其次，从放大照片中测定接合界面的沿着氧化铝基板的表面凹凸的曲线的长度LA和接合界面的沿着金属电路板表面的曲线的长度LM。
然后，将LM除以LA所得到的LM/LA作为接合界面接触比例而算出。
接合界面接触比例在深的孔隙露出于氧化铝基板表面时容易降低。如果深的孔隙露出于氧化铝基板表面，则在将氧化铝基板和金属电路板接合时，金属电路板变得难以追随氧化铝基板的表面，因而接合界面接触比例容易降低。
在本发明的陶瓷电路基板中，深的孔隙露出于氧化铝基板表面的情况实质上没有，而且将氧化铝基板和金属电路板在特定的条件下进行接合，因而金属电路板追随进入氧化铝基板的表面孔隙中。因此，在本发明的陶瓷电路基板中，接合界面接触比例通常高达95%以上，而且氧化铝基板的表面和金属电路板呈相互交错的结构，从而产生锚固效果使得接合强度较高。
（陶瓷电路基板的制造方法）
陶瓷电路基板通过接合氧化铝基板和金属电路板而进行制造。氧化铝基板和金属电路板的接合方法如上所述，例如可以使用直接接合法（DBC法）、活性金属法等方法。
＜直接接合法＞
在直接接合法中，首先，在氧化铝基板上配置作为金属电路板的铜电路板。在铜板上形成有氧化膜（氧化铜膜）的情况下，进行配置而使氧化膜处于氧化铝基板侧。其次，当在不活泼气体气氛中例如加热至1065～1085℃时，则可以得到在氧化铝基板上接合有铜电路板的陶瓷电路基板。
＜活性金属法＞
在活性金属法中，首先，采用丝网印刷等方法将活性金属接合焊料浆料涂布在氧化铝基板上。其次，当在氧化铝基板的涂布有活性金属接合焊料浆料的面上配置金属电路板而进行加热时，便可以得到在氧化铝基板上接合有铜电路板的陶瓷电路基板。
根据上述构成的陶瓷电路基板，通过使用氧化铝纯度为99.5%以上、且含有规定量的钠等的氧化铝基板，与以前的纯度为99.5%以上的高纯度氧化铝基板相比较，在维持强度等作为基板的特性的基础上，还可以缩短烧结时间，或者可以降低烧结温度，因而可以使制造成本大幅度下降。
另外，由于氧化铝基板致密，且源自孔隙的表面缺陷也少，因而即使在减薄基板厚度的情况下，耐电压特性的降低也少，从而可以抑制绝缘破坏（泄漏击穿电压：breakdown voltage leak）的发生。另外，通过将源自孔隙的表面缺陷（表面凹凸）设定在规定的范围内，可以提高金属电路板的接合强度。
实施例
以下示出了实施例，但本发明并不由这些实施例进行限定性的解释。
（实施例1）
在由平均粒径为1.5μm（0.8μm以下的占15质量%）的α-氧化铝结晶构成、且纯度为99.9%的高纯度氧化铝粉末中，添加作为烧结助剂的0.1质量%的Na2O、0.2质量%的SiO2、0.05质量%的Fe2O3，进而添加有机粘结剂，采用球磨机（使用纯度为96%的氧化铝球）调配出原料混合浆料。采用刮板法将各原料混合浆料进行片材成形而调配板状成形体，对该成形体在10－4Torr的真空中于800℃下加热8小时而使其完全脱脂。将该脱脂体在1580℃的温度下烧结8小时，从而调配出长29mm×宽69mm×厚度0.32mm的氧化铝基板。
（比较例1）
作为比较例1，在使用由平均粒径为1.5μm（0.8μm以下的占35质量%）的α-氧化铝结晶构成、且纯度为99.9%的高纯度氧化铝粉末的同时，不添加Na2O，除此以外，与实施例1同样地调配出氧化铝基板。
（比较例2）
将烧结条件设定为1600℃×20小时，除此以外，与比较例1同样地调配出氧化铝基板。
（比较例3）
将Na2O的添加量设定为0.3质量%，除此以外，与实施例1同样地调配出氧化铝基板。
［实施例1、比较例1～比较例3的氧化铝基板的评价］
对各氧化铝基板的Al2O3纯度、平均结晶粒径、结晶粒径的偏差、孔隙的面积率、孔隙平均直径、孔隙的最大直径、孔隙的个数、绝缘耐压、抗弯强度、断裂韧性值、热传导系数以及维氏硬度分别加以测定，得到了表1所示的结果。
孔隙率、孔隙平均直径、平均结晶粒径以及结晶粒径的偏差通过氧化铝基板的断面观察进行测定。
也就是说，拍摄200μm×200μm单位面积的放大照片，并对拍摄在该放大照片中的各个孔隙的面积进行测定，将合计面积除以200μm×200μm所得到的数值作为孔隙的面积率。
另外，就各个孔隙测定最大的直径，将该测定得到的值设定为最大直径，并将100个孔隙的平均值设定为孔隙平均直径。另外，关于孔隙的个数，在4个部位测定每100μm×100μm单位面积的个数，并表示出其最小个数和最大个数。
另外，关于氧化铝晶粒的平均结晶粒径，在各个氧化铝晶粒中将以直径为最大的方式选择的线段的长度设定为长径L1，将从其中心引垂直线时得到的线段的长度设定为短径L2，将（L1＋L2）/2设定为粒径。对100个晶粒进行该作业，将其平均值设定为平均粒径。
另外，关于氧化铝晶粒的结晶粒径的偏差，对于平均结晶粒径Aμm，求出落入A×（0.3～1.7）的范围的晶粒的个数比例（%）。
绝缘耐压、抗弯强度（3点弯曲强度）、热传导系数、断裂韧性值以及维氏硬度采用JIS-R-1601（抗弯强度）、JIS-R-1607（断裂韧性值）、JIS-R-1610（维氏硬度）、JIS-R-1611（热传导系数）等中记载的方法求出。另外，绝缘耐压如前所述，采用使用绝缘油（商品名Fluorinert）的部分放电开始电压的方法来进行。
这些结果如表1～3所示。
图5是实施例1的陶瓷电路基板的接合界面的示意剖视图。如图5所示，陶瓷电路基板1的氧化铝基板2在氧化铝基板2中存在孔隙23a，而且在与金属电路板（铜电路板）3的接合面存在孔隙23b。另外，在陶瓷电路基板1的氧化铝基板2与金属电路板（铜电路板）3的界面，金属电路板（铜电路板）3附着在氧化铝基板2的表面。
本实施例的氧化铝基板表现出与作为高纯度材料的比较例2同等的特性。另外，即便是如比较例1那样的高纯度材料，在烧结时间较短时也大量产生孔隙。这是因为烧结性较差。另外，即使如比较例3那样过于添加Na2O，烧结性也降低。
（实施例2～5）
使烧结助剂量以及烧结条件如表1所示那样变化，除此以外，与实施例1同样地调配出氧化铝基板，并进行了与实施例1同样的测定。这些结果如表1～3所示。
本实施例的氧化铝基板即便使烧结时间在10小时以下，也表现出优良的特性。
（实施例1B～6B、比较例1B～3B）
使用实施例1～5以及比较例1～3的氧化铝基板和铜板，调配出陶瓷电路基板。准备了通过热处理而在接合面侧形成有厚度为4μm的氧化铜膜的铜板。在氧化铝基板的两面配置铜板（一方为金属电路基板用铜板，另一方为背面铜板），并通过在氮气氛中加热1075℃×1分钟而采用直接接合法进行接合。此外，金属电路板用铜板的厚度统一为0.3mm，背面铜板的厚度统一为0.4mm。另外，实施例1B～5B所准备的铜板中的碳含量在0.2～0.8质量%的范围内，实施例6B所准备的铜板中不含有碳。
接着，将得到的陶瓷电路基板的金属电路板侵蚀，从而形成图1所示的电路图案。
对于如上所述调配的各陶瓷电路基板，以30mm的支撑跨距支撑正面侧的电路图案面的两端部，另一方面，对背面侧的背面铜板的中央部的1点施加载荷而测定3点弯曲强度，而且对包括氧化铝基板的两缘部在内的平面测定了最大弯曲量。此外，关于各陶瓷电路基板的抗弯强度值，将氧化铝基板断裂时的载荷值作为对氧化铝基板单体的应力值来表示。另外，最大弯曲量以氧化铝基板断裂时的弯曲量的形式进行测定。各测定结果如表4所示。
由上可知：本实施例1B～6B具有与使用了比较例2的高纯度氧化铝基板的陶瓷电路基板（DBC电路基板）同等的测定结果。另一方面，比较例1B以及比较例3B的DBC电路基板的强度降低。
接着，就实施例1B～6B、比较例1B～3B的陶瓷电路基板的铜电路板的接合强度以及接合界面的状态进行了研究。接合强度通过剥离试验求出。
另外，对接合界面拍摄氧化铝基板和铜电路板的接合界面的放大照片（2000倍），在这一作业中，对100μm的接合界面进行拍摄。对于接合界面，研究了铜电路板以怎样的程度覆盖氧化铝基板的表面凹凸而与之接合。其结果如表5所示。
由上表可知：本实施例的陶瓷电路基板的接合强度优良。另外，实施例1B和实施例6B相比较，实施例1B的接合强度优良。可以认为其原因在于：由于铜板中含有规定量的碳，因而铜板中的氧向铜板表面移动，从而有助于Cu-O共晶反应。因此，可以认为是因为接合界面中铜电路板覆盖氧化铝基板的表面凹凸的比例增大。
符号说明：
1 陶瓷电路基板
2 氧化铝基板
3 金属电路板（铜电路板）
4 背面金属板（背面铜板）
22 氧化铝晶粒
23a、23b孔隙
Claims (17)
1.一种陶瓷电路基板，其在氧化铝基板上接合有金属电路板，其特征在于：
所述氧化铝基板含有99.5质量%以上的氧化铝Al2O3和低于0.5质量%的由烧结前配合的烧结助剂生成的来源于烧结助剂的成分；
所述来源于烧结助剂的成分为含有钠的无机氧化物，所述来源于烧结助剂的成分中的钠以换算成氧化钠Na2O的质量计，在100质量%的所述氧化铝基板中含有0.001～0.1质量%；
在所述氧化铝基板中，孔隙的最大直径为12μm以下，孔隙平均直径为10μm以下，维氏硬度为1500以上。
2.根据权利要求1所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述来源于烧结助剂的成分是进一步含有硅的无机氧化物，所述来源于烧结助剂的成分中的硅以换算成氧化硅SiO2的质量计，在100质量%的所述氧化铝基板中含有0.001～0.2质量%。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述来源于烧结助剂的成分是进一步含有铁的无机氧化物，所述来源于烧结助剂的成分中的铁以换算成氧化铁Fe2O3的质量计，在100质量%的所述氧化铝基板中含有0.001～0.05质量%。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述氧化铝基板的氧化铝晶粒的平均结晶粒径为20μm以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述氧化铝基板在该氧化铝基板中存在的孔隙的体积的比率即孔隙体积率为3体积%以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述氧化铝基板采用断面观察算出的每100μm×100μm单位面积的孔隙的个数为2～30个。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述氧化铝基板在该氧化铝基板的断面中的孔隙的面积的比率即孔隙面积率为10%以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述氧化铝基板的绝缘耐压为25KV/mm以上。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述氧化铝基板的韧性值为3.2MPa·m1/2以上。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述氧化铝基板的热传导系数为28W/m·K以上。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述氧化铝基板的抗弯强度为400MPa以上。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述金属电路板采用直接接合法与所述氧化铝基板接合在一起。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述金属电路板为铜电路板，该铜电路板通过Cu-O共晶化合物而与所述氧化铝基板接合在一起。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述金属电路板为铜电路板，该铜电路板含有0.1～1.0质量%的碳。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述氧化铝基板和所述金属电路板的接合界面呈相互交错的结构，在该相互交错的结构中，当进行所述陶瓷电路基板的断面观察时，沿所述金属电路板表面的曲线与沿所述氧化铝基板表面的凹凸的曲线相接的比例在95%以上。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述氧化铝基板的厚度为0.25～1.2mm。
17.根据权利要求1～16中任一项所述的陶瓷电路基板，其特征在于：所述金属电路板的厚度为0.1～0.5mm。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011-156160 | 2011-07-14 | ||
| JP2011156160 | 2011-07-14 | ||
| PCT/JP2012/067957 WO2013008920A1 (ja) | 2011-07-14 | 2012-07-13 | セラミックス回路基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103503130A true CN103503130A (zh) | 2014-01-08 |
| CN103503130B CN103503130B (zh) | 2016-11-16 |
Family
ID=47506195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201280019672.6A Active CN103503130B (zh) | 2011-07-14 | 2012-07-13 | 陶瓷电路基板 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6129738B2 (zh) |
| KR (1) | KR101522806B1 (zh) |
| CN (1) | CN103503130B (zh) |
| WO (1) | WO2013008920A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111201710A (zh) * | 2017-10-12 | 2020-05-26 | 住友电气工业株式会社 | 陶瓷基板、层状体和saw器件 |
| CN114031375A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-11 | 潮州市三泰陶瓷有限公司 | 基于高温烧结的高硬度陶瓷材料及其制备工艺 |
| US11750171B2 (en) | 2017-10-12 | 2023-09-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Layered body, and saw device |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6496021B2 (ja) * | 2015-06-26 | 2019-04-03 | 京セラ株式会社 | セラミック基板およびこれを用いた実装用基板ならびに電子装置 |
| HUE053117T2 (hu) * | 2016-02-26 | 2021-06-28 | Heraeus Deutschland Gmbh & Co Kg | Réz-kerámia kompozitok |
| US11584696B2 (en) | 2016-02-26 | 2023-02-21 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Copper-ceramic composite |
| DE102016203030A1 (de) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Kupfer-Keramik-Verbund |
| EP3210956B1 (de) * | 2016-02-26 | 2018-04-11 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Kupfer-keramik-verbund |
| DE102016203058B3 (de) * | 2016-02-26 | 2017-05-18 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Kupfer-Keramik-Verbund und Modul |
| DE102016203112B4 (de) * | 2016-02-26 | 2019-08-29 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Kupfer-Keramik-Verbund |
| WO2019167330A1 (ja) | 2018-03-01 | 2019-09-06 | 株式会社村田製作所 | 積層基板 |
| CN112573903B (zh) * | 2019-09-30 | 2022-08-26 | 国网河南省电力公司桐柏县供电公司 | 一种氧化铝复合基板材料及其制备方法 |
| WO2021111508A1 (ja) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | 日本碍子株式会社 | 接合基板及び接合基板の製造方法 |
| JP7510582B1 (ja) | 2022-11-25 | 2024-07-03 | デンカ株式会社 | 接合体及びパワーモジュール |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6483512A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-29 | Showa Denko Kk | Low soda alumina |
| CN1244513A (zh) * | 1998-07-29 | 2000-02-16 | 住友化学工业株式会社 | 氧化铝烧结体及其制造方法 |
| JP2000277662A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Toshiba Corp | セラミックス回路基板 |
| JP2006199584A (ja) * | 2006-02-17 | 2006-08-03 | Toshiba Corp | セラミックス回路基板の製造方法 |
| JP2006298703A (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Nishimura Togyo Kk | 陶磁器熱放射性固体物 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100361113B1 (ko) * | 1994-08-18 | 2003-02-05 | 닛뽕도구슈우도오교오가부시끼가이샤 | 세라믹 히터용 알루미나기 소결재료 |
| JP4214074B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2009-01-28 | 電気化学工業株式会社 | 高純度球状アルミナ粉末の製造方法 |
-
2012
- 2012-07-13 CN CN201280019672.6A patent/CN103503130B/zh active Active
- 2012-07-13 WO PCT/JP2012/067957 patent/WO2013008920A1/ja active Application Filing
- 2012-07-13 KR KR1020137027479A patent/KR101522806B1/ko active IP Right Grant
- 2012-07-13 JP JP2013524003A patent/JP6129738B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6483512A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-29 | Showa Denko Kk | Low soda alumina |
| CN1244513A (zh) * | 1998-07-29 | 2000-02-16 | 住友化学工业株式会社 | 氧化铝烧结体及其制造方法 |
| JP2000277662A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Toshiba Corp | セラミックス回路基板 |
| JP2006298703A (ja) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Nishimura Togyo Kk | 陶磁器熱放射性固体物 |
| JP2006199584A (ja) * | 2006-02-17 | 2006-08-03 | Toshiba Corp | セラミックス回路基板の製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111201710A (zh) * | 2017-10-12 | 2020-05-26 | 住友电气工业株式会社 | 陶瓷基板、层状体和saw器件 |
| US11699985B2 (en) | 2017-10-12 | 2023-07-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Layered body, and saw device |
| US11750171B2 (en) | 2017-10-12 | 2023-09-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Layered body, and saw device |
| CN114031375A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-11 | 潮州市三泰陶瓷有限公司 | 基于高温烧结的高硬度陶瓷材料及其制备工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6129738B2 (ja) | 2017-05-17 |
| KR101522806B1 (ko) | 2015-05-26 |
| KR20130137029A (ko) | 2013-12-13 |
| CN103503130B (zh) | 2016-11-16 |
| JPWO2013008920A1 (ja) | 2015-02-23 |
| WO2013008920A1 (ja) | 2013-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103492345B (zh) | 陶瓷电路基板 | |
| CN103503130A (zh) | 陶瓷电路基板 | |
| CN104704618B (zh) | 半导体装置、陶瓷电路基板及半导体装置的制造方法 | |
| JPH0715101A (ja) | 酸化物セラミック回路基板及びその製造方法 | |
| JPWO2011149065A1 (ja) | 回路基板およびこれを用いた電子装置 | |
| JPH09157054A (ja) | 回路基板 | |
| JP2020013862A (ja) | 両面回路非酸化物系セラミックス基板およびその製造方法 | |
| JPWO2002045470A1 (ja) | 基板およびその製造方法 | |
| US6818574B2 (en) | Jointed body of glass-ceramic and aluminum nitride sintered compact and method for producing the same | |
| JP2008098511A (ja) | セラミックス回路基板およびこれを用いた半導体モジュール | |
| JPH1065292A (ja) | 複合回路基板 | |
| JP3518843B2 (ja) | メタライズ基板 | |
| JP3588315B2 (ja) | 半導体素子モジュール | |
| JP3973407B2 (ja) | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 | |
| JPH0748180A (ja) | セラミックス−金属接合体 | |
| JP2004134703A (ja) | 端子付き回路基板 | |
| JP5043260B2 (ja) | 窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法、用途 | |
| JP2003073169A (ja) | 窒化アルミニウム焼結体、その製造方法及びその焼結体を用いた回路基板 | |
| JP2001244586A (ja) | セラミック回路基板 | |
| JP2006199584A (ja) | セラミックス回路基板の製造方法 | |
| JP3908755B2 (ja) | 高強度回路基板 | |
| JP2001094016A (ja) | 窒化珪素回路基板 | |
| JP3758939B2 (ja) | セラミック回路基板 | |
| JP2016011218A (ja) | 窒化珪素質基板およびこれを備える回路基板ならびに電子装置 | |
| JP2003007886A (ja) | 半導体素子収納用パッケージ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |