CN104838488A - 功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板、功率模块、功率模块用基板的制造方法、铜板接合用浆料以及接合体的制造方法 - Google Patents

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寺崎伸幸
长友义幸
西川仁人
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

本发明所涉及的功率模块用基板为在陶瓷基板(11)的表面层叠由铜或铜合金构成的铜板并接合的功率模块用基板，在铜板与陶瓷基板(11)之间，氧化物层(31)形成于陶瓷基板(11)的表面，并且Ag-Cu共晶组织层(32)的厚度被设为15μm以下。

Description

功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板、功率模块、功率模块用基板的制造方法、铜板接合用浆料以及接合体的制造方法
技术领域
本发明涉及使用在控制大电流、高电压的半导体装置的功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板、功率模块、功率模块用基板的制造方法、铜板接合用浆料、以及接合体的制造方法。
本申请主张2012年12月06日于日本申请的专利申请2012-267300号的优先权，并将其内容援用于此。
背景技术
在半导体元件中，电力供给用的功率模块也因热值比较高，因此作为搭载该功率模块的基板例如使用一种功率模块用基板，其具备：由AlN(氮化铝)，Al2O3(氧化铝)，Si3N4(氮化硅)等构成的陶瓷基板、在该陶瓷基板的一面侧接合第一金属板而构成的电路层、以及在陶瓷基板的另一面侧接合第二金属板而构成的金属层。
这种功率模块基板在电路层上经由焊料而搭载功率元件等的半导体元件。
例如，在专利文献1中提出有使用铝板作为第一金属板(电路层)以及第二金属板(金属层)而成的功率模块用基板。
并且，在专利文献2，3中提出有将第一金属板(电路层)以及第二金属板(金属层)设为铜板，且将该铜板通过使用Ag-Cu-Ti系的钎料的活性金属法而接合于陶瓷基板而成的功率模块用基板。
专利文献1：日本特许第3171234号公报
专利文献2：日本特开昭60-177634号公报
专利文献3：日本特许第3211856号公报
然而，在专利文献1所述的功率模块用基板中，使用铝板作为构成电路层的第一金属板。其中，若比较铜和铝，则因为铝的热传导率低，所以当使用铝板作为电路层时，与使用铜板时相比较，无法将来自搭载于电路层上的电气组件等的发热体的热扩大并散热。因此，通过电子组件的小型化或高输出化而提升功率密度时，有可能导致无法充分地进行散热。
其中，在专利文献2、3中，由于由铜板来构成电路层，因此能够有效地将来自搭载于电路层上的电气组件等的发热体的热进行散热。
然而，如专利文献2、3所述，通过活性金属法而接合铜板和陶瓷基板时，在铜板与陶瓷基板的接合部，Ag-Cu-Ti系的钎料熔融而凝固，由此形成Ag-Cu共晶组织层。
由于该Ag-Cu共晶组织层非常硬，因此在上述的功率模块用基板负荷冷热周期时，当陶瓷基板与铜板的热膨胀系数之差所引起的剪切应力作用时，会有Ag-Cu共晶组织层不变形地在陶瓷基板产生破裂等的问题。
发明内容
本发明是有鉴于所述的情况而研发的，以提供一种在由Al2O3构成的陶瓷基板接合有由铜或铜合金构成的铜板而成，能够抑制冷热周期负荷时的陶瓷基板发生破裂的功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板、功率模块以及功率模块用基板的制造方法为目的。并且，以提供一种即使在接合铜板与陶瓷基板时，也不会有硬的Ag-Cu共晶组织层被形成为较厚的情形，能够抑制陶瓷基板发生破裂，且能够可靠地接合铜板与陶瓷基板的铜板接合用浆料、以及使用该铜板接合用浆料的接合体的制造方法为目的。
(1)本发明的一方式的功率模块用基板，其为在由Al2O3构成的陶瓷基板的表面层叠由铜或铜合金构成的铜板并接合的功率模块用基板，其中，在所述铜板与所述陶瓷基板之间，氧化物层形成于所述陶瓷基板的表面，并且Ag-Cu共晶组织层的厚度被设为15μm以下。
此构成的功率模块用基板中，在由铜或铜合金构成的铜板与由Al2O3构成的陶瓷基板的接合部中，由于Ag-Cu共晶组织层的厚度被设为15μm以下，因此在冷热周期负荷时在由Al2O3构成的陶瓷基板与铜板的热膨胀系数之差所引起的剪切应力作用时，铜板侧也会适度地变形，能够抑制由Al2O3构成的陶瓷基板的破裂。
并且，通过与由Al2O3构成的陶瓷基板中含有的氧反应，氧化物层会被形成于所述陶瓷基板的表面，所述陶瓷基板与氧化物层能够牢固地结合。
(2)本发明的其他方式的功率模块用基板，其为(1)所述的功率模块用基板，其中，所述氧化物层含有选自Ti、Hf、Zr和Nb的一种或两种以上的元素的氧化物。
此时，所述陶瓷基板与所述氧化物层牢固地结合，且陶瓷基板与铜板能够牢固地接合。
(3)本发明的其他方式的自带散热器的功率模块用基板，其具备：(1)或(2)所述的功率模块用基板；和冷却该功率模块用基板的散热器。
根据此构成的自带散热器的功率模块用基板，能够将在功率模块用基板产生的热通过散热器而进行散热。并且，由于铜板与陶瓷基板会被可靠地接合，因此能够将功率模块用基板的热可靠地传达至散热器侧。
(4)本发明的其他方式的功率模块，其具备：(1)或(2)所述的功率模块用基板；和搭载于所述电路层上的电子组件。
根据此构成的功率模块，能够将来自搭载于电路层上的电子组件的热有效地进行散热，即使电子组件的功率密度(热值)提升时，也能够充分地对应。
(5)本发明的其他方式的功率模块用基板的制造方法，该功率模块用基板为在由Al2O3构成的陶瓷基板的表面层叠由铜或铜合金构成的铜板并接合的功率模块用基板，其特征在于，该制造方法具有：Ag以及氧化物形成元素层的形成工序，在所述陶瓷基板的接合面以及所述铜板的接合面中的至少一方，形成含有Ag和氧化物形成元素的Ag以及氧化物形成元素层；层叠工序，经由该Ag以及氧化物形成元素层而层叠所述陶瓷基板与所述铜板；加热工序，对层叠的所述陶瓷基板和所述铜板以层叠方向加压并加热，在所述陶瓷基板与所述铜板的界面形成熔融金属区域；以及凝固工序，通过凝固该熔融金属区域而接合所述陶瓷基板与所述铜板；在所述加热工序中，通过使Ag扩散至所述铜板侧，在所述陶瓷基板与所述铜板的界面形成所述熔融金属区域，并且在所述陶瓷基板的表面形成氧化物层。
根据此构成的功率模块用基板的制造方法，在所述加热工序中，通过使Ag扩散至所述铜板侧而在所述陶瓷基板与所述铜板的界面形成所述熔融金属区域，因此能够将熔融金属区域的厚度抑制为较薄，能够将Ag-Cu共晶组织层的厚度设为15μm以下。并且，在所述加热工序中，由于被设为在所述陶瓷基板的表面形成氧化物层的构成，因此能够牢固地接合由Al2O3构成的陶瓷基板与铜板。
(6)本发明的其他方式的功率模块用基板的制造方法，其为(5)所述的功率模块用基板的制造方法，其中，所述氧化物形成元素为选自Ti、Hf、Zr和Nb的一种或两种以上的元素。
此时，能够在所述陶瓷基板的表面形成含Ti、Hf、Zr、Nb的氧化物的氧化物层，能够牢固地接合由Al2O3构成的陶瓷基板与铜板。
(7)本发明的其他方式的功率模块用基板的制造方法，其为(5)或(6)所述的功率模块用基板的制造方法，其中，在所述Ag以及氧化物形成元素层的形成工序中，除了Ag以及氧化物形成元素以外，还配设选自In、Sn、Al、Mn以及Zn的一种或两种以上的添加元素。
此时，在所述加热工序中，能够以更低的温度形成所述熔融金属区域，能够使Ag-Cu共晶组织层的厚度变得更薄。
(8)本发明的其他方式的功率模块用基板的制造方法，其为(5)～(7)的任一项所述的功率模块用基板的制造方法，其中，在所述Ag以及氧化物形成元素层的形成工序中，涂布含有Ag以及氧化物形成元素的Ag以及氧化物形成元素含有浆料。
此时，通过涂布含有Ag以及氧化物形成元素的氧化物形成元素含有浆料，能够在所述陶瓷基板的接合面以及所述铜板的接合面中的至少一方可靠地形成Ag以及氧化物形成元素层。
(9)本发明的其他方式的功率模块用基板的制造方法，其为(8)所述的功率模块用基板的制造方法，其中，所述Ag以及氧化物形成元素含有浆料含有所述氧化物形成元素的氢化物。
此时，由于氧化物形成元素的氢化物的氢作为还原剂而起作用，因此能够除去形成于铜板的表面的氧化膜等，能够可靠地进行Ag的扩散以及氧化物层的形成。
(10)本发明的其他方式的铜板接合用浆料，其在接合由铜或铜合金构成的铜板与由Al2O3构成的陶瓷基板时使用，所述铜板接合用浆料包含：含Ag以及氧化物形成元素的粉末成分、树脂以及溶剂。
此构成的铜板接合用浆料中，由于具有含Ag以及氧化物形成元素的粉末成分，因此在涂布于铜板与由Al2O3构成的陶瓷基板的接合部而加热时，粉末成分中的Ag会扩散至铜板侧，由此形成由Cu与Ag的反应所产生的熔融金属区域。而且，通过该熔融金属区域凝固，铜板与由Al2O3构成的陶瓷基板接合。
即，通过Ag朝铜板扩散而形成熔融金属区域，因此在接合部中熔融金属区域不会过渡形成，在接合后(凝固后)形成的Ag-Cu共晶组织层的厚度变得较薄。如此，由于硬的Ag-Cu共晶组织层的厚度被形成为较薄，因此能够抑制由Al2O3构成的陶瓷基板发生破裂。
(11)本发明的其他方式的铜板接合用浆料，其为(10)所述的铜板接合用浆料，其中，所述粉末成分含有所述氧化物形成元素的氢化物。
此时，由于氧化物形成元素的氢化物的氢会作为还原剂而起作用，因此能够除去形成于铜板的表面的氧化膜等，能够可靠地进行Ag的扩散以及氧化物层的形成。
(12)本发明的其他方式的接合体的制造方法，其为接合由铜或铜合金构成的铜板与由Al2O3构成的陶瓷基板而成的接合体的制造方法，其中使(10)或(11)所述的铜板接合用浆料介于所述铜板与所述陶瓷基板之间的状态下进行加热处理，从而接且合所述铜板与所述陶瓷基板。
此时，由于在使所述的铜板接合用浆料以介在的状态进行加热处理，因此能够通过使铜板接合用浆料中含有的Ag扩散至铜板侧而形成熔融金属区域，能够通过使该熔融金属区域凝固而接合铜板与所述陶瓷基板。从而，硬的Ag-Cu共晶组织层的厚度会被形成为较薄，因此能够抑制所述陶瓷基板发生破裂。
并且，能够在所述陶瓷基板的表面形成氧化物层，能够谋求铜板与所述陶瓷基板的接合强度的提升。
根据本发明，能够提供一种在由Al2O3构成的陶瓷基板接合有由铜或铜合金构成的铜板而成，能够抑制冷热周期负荷时的陶瓷基板发生破裂的功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板、功率模块以及功率模块用基板的制造方法。并且，能够提供一种即使在接合铜板与由Al2O3构成的陶瓷基板时，也不会有硬的Ag-Cu共晶组织层被形成为较厚的情形，能够抑制陶瓷基板发生破裂，且能够可靠地接合铜板与陶瓷基板的铜板接合用浆料，以及使用该铜板接合用浆料的接合体的制造方法。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的功率模块用基板、以及使用该功率模块用基板的自带散热器的功率模块用基板、功率模块的概略说明图。
图2是图1的电路层以及由Al2O3构成的陶瓷基板的接合界面的扩大说明图。
图3是表示在本发明的第一实施方式中，在接合成为电路层的铜板与陶瓷基板时所使用的含有Ag以及氧化物形成元素的铜板接合用浆料的制造方法的流程图。
图4是表示本发明的第一实施方式的功率模块用基板、以及使用该功率模块用基板的自带散热器的功率模块用基板的制造方法的流程图。
图5是表示本发明的第一实施方式的功率模块用基板、以及使用该功率模块用基板的自带散热器的功率模块用基板的制造方法的说明图。
图6是表示陶瓷基板与铜板的接合工序的扩大说明图。
图7是本发明的第二实施方式的功率模块用基板的概略说明图。
图8是图7的电路层以及金属层与陶瓷基板的接合界面的扩大说明图。
图9是表示本发明的第二实施方式的功率模块用基板的制造方法的流程图。
图10是表示本发明的第二实施方式的功率模块用基板的制造方法的说明图。
图11是表示本发明的其他实施方式的功率模块用基板、以及使用该功率模块用基板的自带散热器的功率模块用基板的制造方法的说明图。
图12是表示本发明的其他实施方式的功率模块用基板、以及使用该功率模块用基板的自带散热器的功率模块用基板的制造方法的说明图。
图13是表示本发明的其他实施方式的功率模块用基板、以及使用该功率模块用基板的自带散热器的功率模块用基板的制造方法的说明图。
图14是表示实施例的膜厚的测定处的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板、功率模块进行说明。另外，以下本发明的实施方式所述的陶瓷基板是由Al2O3构成的陶瓷基板。
(第一实施方式)
首先，对第一实施方式进行说明。在图1中示出使用本实施方式的功率模块用基板10的自带散热器的功率模块用基板50以及功率模块1。
该功率模块1具备：配设有电路层12的功率模块用基板10、在电路层12的表面经由焊料层2而接合的半导体元件3(电子组件)、缓冲板41、以及散热器51。其中，焊料层2是例如Sn-Ag系，Sn-In系，或Sn-Ag-Cu系的焊料。另外，本实施方式中，在电路层12与焊料层2之间设有Ni电镀层(未图示)。
功率模块用基板10具备：陶瓷基板11、配设在该陶瓷基板11的一面(即第一面，在图1中上表面)的电路层12、以及配设在陶瓷基板11的另一面(即第二面，在图1中下表面)的金属层13。
陶瓷基板11用于防止电路层12与金属层13之间的电连接，以绝缘性高的Al2O3(氧化铝)构成。并且，陶瓷基板11的厚度被设在0.2～1.5mm的范围内，在本实施方式中设为0.635mm。
如图5所示，电路层12在陶瓷基板11的第一面(在图5中上表面)通过接合铜板22而形成。电路层12的厚度被设在0.1mm以上1.0mm以下的范围内，在本实施方式中设为0.3mm。并且，在该电路层12形成有电路图案，其一面(在图1中上表面)被设为搭载半导体元件3的搭载面。电路层12的另一面(在图1中下表面)与陶瓷基板11的第一面接合。
在本实施方式中，铜板22(电路层12)被设为纯度99.99质量％以上的无氧铜(OFC)的压延板。另外，该铜板也可以被设为铜合金的压延板。
其中，陶瓷基板11与电路层12的接合使用含有后述的Ag以及氧化物形成元素的铜板接合用浆料。
如图5所示，金属层13通过在陶瓷基板11的第二面(在图5中下表面)接合铝板23而形成。金属层13的厚度被设在0.6mm以上6.0mm以下的范围内，在本实施方式中设为0.6mm。
在本实施方式中，铝板23(金属层13)被设为纯度99.99质量％以上的铝(所谓的4N铝)的压延板。
缓冲板41吸收通过冷热周期所产生的变形，如图1所示，形成于金属层13的另一面(在图1中下表面)。金属层的一面与陶瓷基板11的第二面接合。缓冲板41的厚度被设在0.5mm以上7.0mm以下的范围内，在本实施方式中设为0.9mm。
在本实施方式中，缓冲板41被设为纯度99.99质量％以上的铝(所谓的4N铝)的压延板。
散热器51用于将来自所述的功率模块用基板10的热进行散热。本实施方式的散热器51经由缓冲板41而与功率模块用基板10接合。
在本实施方式中，散热器51由铝以及铝合金构成，具体而言被设为A6063合金的压延板。并且，散热器51的厚度被设在1mm以上10mm以下的范围内，在本实施方式中设为5mm。
在图2中示出陶瓷基板11与电路层12的接合界面的扩大图。在陶瓷基板11的表面形成有氧化物层31，该氧化物层31是由铜板接合用浆料中含有的氧化物形成元素的氧化物构成。
而且，以能够层叠于该氧化物层31的方式形成Ag-Cu共晶组织层32。其中，Ag-Cu共晶组织层32的厚度被设为15μm以下
其次，对所述的构成的功率模块用基板10的制造方法、自带散热器的功率模块用基板50的制造方法进行说明。
如上所述，陶瓷基板11与成为电路层12的铜板22的接合中使用含有Ag以及氧化物形成元素的铜板接合用浆料。于是，首先，对铜板接合用浆料进行说明。
铜板接合用浆料含有：含Ag以及氧化物形成元素的粉末成分、树脂、溶剂、分散剂、可塑剂、以及还原剂。
其中，粉末成分的含有量被设为铜板接合用浆料全体的40质量％以上90质量％以下。
并且，在本实施方式中，铜板接合用浆料的粘度为10Pa·s以上500Pa·s以下，进一步优选，调整在50Pa·s以上300Pa·s以下。
氧化物形成元素优选为选自Ti、Hf、Zr、Nb的一种或两种以上的元素，在本实施方式中，作为氧化物形成元素含有Ti。
其中，粉末成分的组成，为了以适度的厚度而涂布浆料，优选将氧化物形成元素(在本实施方式是Ti)的含有量设为0.4质量％以上75质量％以下，剩下部分设为Ag以及不可避免的杂质。本实施方式中，含10质量％的Ti，剩下部分为Ag以及不可避免的杂质。
并且，在本实施方式中，作为含Ag以及氧化物形成元素(Ti)的粉末成分使用Ag与Ti的合金粉末。该合金粉末通过喷雾法而制作成，通过筛选所制作的合金粉末，将粒径设为40μm以下，优选设为20μm以下，进一步优选设为10μm以下。
另外，该合金粉末的粒径例如能够通过使用“micro-track method”而测定。
树脂调整铜板接合用浆料的粘度，例如能够适用乙基纤维素、甲基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸树脂、醇酸树脂等。
溶剂为成为所述的粉末成分的溶媒，例如能够适用甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、松油醇、甲苯、醇脂、柠檬酸三乙酯等。
分散剂使粉末成分均一地分散，例如能够适用阴离子性界面活性剂、阳离子性界面活性剂等。
可塑剂使铜板接合用浆料的成形性提升，例如能够适用邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二丁酯等。
还原剂除去形成于粉末成分的表面的氧化皮膜等，例如能够适用松香、松脂酸等。另外，在本实施方式使用松脂酸。
另外，分散剂、可塑剂、还原剂是只需根据需要添加即可，也可不添加分散剂、可塑剂、还原剂，而构成铜板接合用浆料。
其中，参照图3所示的流程图对铜板接合用浆料的制造方法进行说明。
首先，如上所述，通过喷雾法制作含有Ag以及氧化物形成元素(Ti)的合金粉末，并通过筛选而取得粒径40μm以下的合金粉末(合金粉末制作工序S01)。
并且，将溶剂与树脂混合而生成有机混合物(有机物混合工序S02)。
然后，通过混合机而预混合在合金粉末制作工序S01所取得的合金粉末、在有机物混合工序S02所取得的有机混合物、以及分散剂、可塑剂、还原剂等的副添加剂(预混合工序S03)。
其次，利用具有多个辊的辊磨机而将预混合物一边揉捏一边混合(混炼工序S04)。
将通过混炼工序S04所取得的混炼物通过浆料过滤机进行过滤(过滤工序S05)。
通过这种方式，制出上述的铜板接合用浆料。
其次，参照图4～图6对使用该铜板接合用浆料的本实施方式的功率模块用基板10的制造方法、自带散热器的功率模块用基板50的制造方法进行说明。
(Ag以及氧化物形成元素层的形成工序S11)
首先，如图5所示，在陶瓷基板11的一面，通过网版印刷将所述的铜板接合用浆料进行涂布并干燥，由此形成Ag以及氧化物形成元素层24。另外，Ag以及氧化物形成元素层24的厚度在干燥后设为60μm以上300μm以下。
(层叠工序S12)
其次，将铜板22层叠于陶瓷基板11的第一面侧。即，使Ag以及氧化物形成元素层24介于陶瓷基板11与铜板22之间。
(加热工序S13)
其次，在对铜板22、陶瓷基板11以层叠方向加压(压力1～35kgf/cm2)的状态下装入真空加热炉内进行加热。于是，如图6所示，Ag以及氧化物形成元素层24的Ag朝铜板22扩散。此时，铜板22的一部分会通过Cu与Ag的反应而熔融，在铜板22与陶瓷基板11的界面形成有熔融金属区域27。
其中，本实施方式中，真空加热炉内的压力被设在10-6Pa以上10-3Pa以下的范围内，加热温度设在790℃以上850℃以下的范围内。
(凝固工序S14)
其次，通过使熔融金属区域27凝固而接合陶瓷基板11与铜板22。另外，在凝固工序S14结束后，Ag以及氧化物形成元素层24的Ag被充分地扩散，不会有在陶瓷基板11与铜板22的接合界面残存Ag以及氧化物形成元素层24的情形。熔融金属区域27通过停止真空加热炉的加热而以自然冷却等冷却而凝固。
(金属层接合工序S15)
其次，在陶瓷基板11的第二面侧接合成为金属层13的铝板23。在本实施方式中，如图5所示，在陶瓷基板11的第二面侧，成为金属层13的铝板23经由厚度5～50μm(在本实施方式中为14μm)的钎料箔25而层叠。另外，在本实施方式中，钎料箔25含有熔点下降元素Si的Al-Si系的钎料。
其次，在对陶瓷基板11、铝板23以层叠方向加压(压力1～35kgf/cm2)的状态下装入加热炉内进行加热。于是，钎料箔25与铝板23的一部分会熔融，在铝板23与陶瓷基板11的界面形成熔融金属区域。其中，加热温度被设为550℃以上650℃以下，加热时间被设为30分钟以上180分钟以下。
其次，通过使形成于铝板23与陶瓷基板11的界面的熔融金属区域凝固而接合陶瓷基板11与铝板23。
通过这种方式，制出本实施方式的功率模块用基板10。
(缓冲板以及散热器接合工序S16)
其次，如图5所示，在功率模块用基板10的金属层13的另一面侧(在图5中下侧)分别经由钎料箔42、52而层叠缓冲板41以及散热器51。即，以金属层13的另一面与缓冲板41的一面(在图5中上侧)相对置的方式，在金属层13的另一面经由钎料箔42而层叠缓冲板41，并且在该缓冲板41的另一面(在图5中下侧)经由钎料箔52而层叠散热器51。
在本实施方式中，钎料箔42、52被设为厚度5～50μm(在本实施方式是14μm)，且含有熔点下降元素Si的Al-Si系的钎料。
其次，在对功率模块用基板10、缓冲板41、散热器51以层叠方向加压(压力1～35kgf/cm2)的状态下装入加热炉内进行加热。于是，在金属层13与缓冲板41的界面以及缓冲板41与散热器51的界面分别形成熔融金属区域。其中，加热温度被设为550℃以上650℃以下，加热时间被设为30分钟以上180分钟以下。
其次，通过使分别形成于金属层13与缓冲板41的界面以及缓冲板41与散热器51的界面的熔融金属区域凝固而接合功率模块用基板10、缓冲板41以及散热器51。
由此，制出本实施方式的自带散热器的功率模块用基板50。
而且，在电路层12的表面经由焊料而载置半导体元件3，且在还原炉内焊锡接合。
由此，制出半导体元件3经由焊料层2而接合于电路层12上的功率模块1。
根据如以上构成的本实施方式的功率模块用基板10，由于在由铜板22构成的电路层12与陶瓷基板11的接合部中，Ag-Cu共晶组织层32的厚度被设为15μm以下，因此即使在冷热周期负荷时在陶瓷基板11与电路层12的热膨胀系数的之所引起的剪切应力作用时，电路层12侧也会适度地变形，能够抑制陶瓷基板11的破裂。
另外，由于在陶瓷基板11的表面形成有氧化物层31，因此能够可靠地接合陶瓷基板11与电路层12。
另外，在本实施方式中，陶瓷基板11由Al2O3构成，因此通过铜板接合用浆料中含有的氧化物形成元素与陶瓷基板11反应，在陶瓷基板11的表面形成氧化物层31，陶瓷基板11与氧化物层31会牢固地结合。
并且，氧化物层31含有由Ti、Hf、Zr、Nb选择的一种或两种以上的元素的氧化物，在本实施方式中，具体而言，氧化物层31含有TiO2，因此陶瓷基板11与氧化物层31会牢固地结合，能够牢固地接合陶瓷基板11与电路层12。
另外，根据本实施方式的自带散热器的功率模块用基板50以及功率模块1，能够将在功率模块用基板10产生的热通过散热器51而进行散热。而且，由于电路层12与陶瓷基板11被可靠地接合，因此能够使从搭载于电路层12的搭载面的半导体元件3产生的热可靠地传达至散热器51侧，且能够抑制半导体元件3的温度上昇。从而，即使半导体元件3的功率密度(热值)提升时，也能够充分地对应。
并且，由于本实施方式的自带散热器的功率模块用基板50以及功率模块1在功率模块用基板10与散热器51之间配设有缓冲板41，因此能够通过缓冲板41的变形而吸收功率模块用基板10与散热器51的热膨胀系数之差所引起的应变。
另外，在本实施方式中具有：Ag以及氧化物形成元素层的形成工序S11、层叠工序S12、加热工序S13以及凝固工序S14。Ag以及氧化物形成元素层的形成工序S11在陶瓷基板11的接合面形成含有Ag以及氧化物形成元素的Ag以及氧化物形成元素层24。层叠工序S12经由该Ag以及氧化物形成元素层24而层叠陶瓷基板11与铜板22。加热工序S13对层叠的陶瓷基板11以及铜板22以层叠方向加压并加热，在陶瓷基板11与铜板22的界面形成熔融金属区域27。凝固工序S14通过使该熔融金属区域27凝固而接合陶瓷基板11与铜板22。在加热工序S13中，通过使Ag扩散于铜板22侧，在陶瓷基板11与铜板22的界面形成熔融金属区域27，因此能够将熔融金属区域27的厚度抑制为较薄，能够将Ag-Cu共晶组织层32的厚度设为15μm以下。并且，在加热工序S13中，被设为在陶瓷基板11的表面形成氧化物层31的构成，因此能够牢固地接合陶瓷基板11与铜板22。
并且，本实施方式中，在Ag以及氧化物形成元素层的形成工序S11中，被设为涂布含有Ag以及氧化物形成元素的铜板接合用浆料的构成，因此能够在陶瓷基板11的接合面可靠地形成Ag以及氧化物形成元素层24。
并且，在本实施方式中使用的铜板接合用浆料的粉末成分的组成被设为氧化物形成元素的含有量为0.4质量％以上75质量％以下，剩下部分是Ag以及不可避免的杂质，因此能够在陶瓷基板11的表面形成氧化物层31。由于如此经由氧化物层31而接合陶瓷基板11以及由铜板22构成的电路层12，因此能够谋求陶瓷基板11与电路层12的接合强度的提升。
并且，在本实施方式中，构成粉末成分的粉末，即含有Ag以及氧化物形成元素(Ti)的合金粉末的粒径被设为40μm以下，所以能够薄薄地涂布该铜板接合用浆料。从而，能够使在接合后(凝固后)形成的Ag-Cu共晶组织层32的厚度变薄。
另外，由于粉末成分的含有量被设为40质量％以上90质量％以下，因此能够使Ag朝铜板22扩散而可靠地形成熔融金属区域27，且能够接合铜板22与陶瓷基板11。并且，根据上述的粉末成分的含有量，能够确保溶剂的含有量，且能够在陶瓷基板11的接合面可靠地涂布铜板接合用浆料，并能够可靠地形成Ag以及氧化物形成元素层24。
另外，在本实施方式中，铜板接合用浆料根据需要而含有分散剂，因此能够将粉末成分进行分散，能够均一地进行Ag的扩散。并且，能够均一地形成氧化物层31。
并且，在本实施方式中，铜板接合用浆料根据需要而含有可塑剂，因此能够比较自由地形成铜板接合用浆料的形状，且能够可靠地涂布于陶瓷基板11的接合面。
并且，在本实施方式中，铜板接合用浆料根据需要而含有还原剂，因此能够通过还原剂的作用而除去形成于粉末成分的表面的氧化皮膜等，且能够可靠地进行Ag的扩散以及氧化物层31的形成。
(第二实施方式)
其次，对第二实施方式进行说明。在图7中示出本实施方式的功率模块用基板110。
该功率模块用基板110具备：陶瓷基板111、配设在该陶瓷基板111的一面(第一面，在图7中上表面)的电路层112、以及配设在陶瓷基板111的另一面(第二面，在图7中下表面)的金属层113。
陶瓷基板111防止电路层112与金属层113之间的电连接，以绝缘性高的Al2O3(氧化铝)构成。并且，陶瓷基板111的厚度被设在0.2～1.5mm的范围内，在本实施方式中设为0.32mm。
如图10所示，电路层112在陶瓷基板111的第一面(在图10中上表面)通过接合铜板122而形成。电路层112的厚度被设在0.1mm以上1.0mm以下的范围内，在本实施方式中设为0.6mm。并且，在该电路层112形成有电路图案，其一面(在图7中上表面)设为搭载半导体元件的搭载面。电路层112的另一面(在图7中下表面)与陶瓷基板111的第一面接合。
在本实施方式中，铜板122(电路层112)被设为纯度99.99质量％以上的无氧铜(OFC)的压延板。
如图10所示，金属层113在陶瓷基板111的第二面(在图10中下表面)通过接合铜板123而形成。金属层113的厚度被设在0.1mm以上1.0mm以下的范围内，在本实施方式中被设为0.6mm。
在本实施方式中，铜板123(金属层113)被设为纯度99.99质量％以上的无氧铜(OFC)的压延板。
其中，陶瓷基板111与电路层112的接合，以及陶瓷基板111与金属层113的接合使用含有后述的Ag以及氧化物形成元素的铜板接合用浆料。
在图8中示出陶瓷基板111与电路层112以及金属层113的接合界面的扩大图。在陶瓷基板111的表面形成有氧化物层131，该氧化物层131由铜板接合用浆料中含有的氧化物形成元素的氧化物构成。
并且，在本实施方式中，在第一实施方式中观察到的Ag-Cu共晶组织层被设为未被明确观察的构成。
其次，对所述的构成的功率模块用基板110的制造方法进行说明。
如上所述，陶瓷基板111与成为电路层112的铜板122的接合使用含有Ag以及氧化物形成元素的铜板接合用浆料。于是，首先，对铜板接合用浆料进行说明。
本实施方式中所使用的铜板接合用浆料含有：含Ag以及氧化物形成元素的粉末成分、树脂、溶剂、分散剂、可塑剂、以及还原剂。
而且，粉末成分除了Ag以及氧化物形成元素以外，还含有选自In、Sn、Al、Mn以及Zn的一种或两种以上的添加元素，在本实施方式中含有Sn。
其中，粉末成分的含有量被设为铜板接合用浆料全体的40质量％以上90质量％以下。
并且，在本实施方式中，铜板接合用浆料的粘度为10Pa·s以上500Pa·s以下，进一步优选调整在50Pa·s以上300Pa·s以下。
氧化物形成元素优选为选自Ti、Hf、Zr、Nb的一种或两种以上的元素，在本实施方式中，作为氧化物形成元素含有Zr。
其中，粉末成分的组成被设为，氧化物形成元素(在本实施方式是Zr)的含有量为0.4质量％以上75质量％以下，含有选自In、Sn、Al、Mn以及Zn的一种或两种以上的添加元素(在本实施方式为Sn)的含有量为0质量％以上50质量％以下，剩下部分Ag以及不可避免的杂质。但，Ag的含有量为25质量％以上。在本实施方式中，含40质量％的Zr、20质量％的Sn，剩下部分被设为Ag以及不可避免的杂质。
并且，在本实施方式中，作为粉末成分使用要素粉末(Ag粉末、Zr粉末、Sn粉末)。该等的Ag粉末、Zr粉末、Sn粉末以粉末成分全体能够成为上述的组成的方式调配。
该等的Ag粉末、Zr粉末、Sn粉末分别将粒径设于40μm以下，优选设为20μm以下，进一步优选设为10μm以下。
另外，该等的Ag粉末、Zr粉末、Sn粉末的粒径例如能够通过使用“micro-trackmethod”而测定。
其中，树脂、溶剂适用与第一实施方式同样的成分。并且，在本实施方式中也根据需要添加分散剂、可塑剂、还原剂。
并且，在本实施方式所使用的铜板接合用浆料按照在第一实施方式所示的制造方法而制造。即，除了取代合金粉末，使用Ag粉末、Zr粉末、Sn粉末以外，以与第一实施方式同样的程序而制造。
其次，参照图9以及图10对使用该铜板接合用浆料的本实施方式的功率模块用基板110的制造方法进行说明。
(Ag以及氧化物形成元素层的形成工序S111)
首先，如图10所示，在陶瓷基板111的第一面以及第二面，通过网版印刷而涂布所述的本实施方式的铜板接合用浆料，形成Ag以及氧化物形成元素层124，125。另外，Ag以及氧化物形成元素层124，125的厚度在干燥后被设为60μm以上300μm以下。
(层叠工序S112)
其次，将铜板122层叠于陶瓷基板111的第一面侧。并且，将铜板123层叠于陶瓷基板111的第二面侧。即，使Ag以及氧化物形成元素层124，125介于陶瓷基板111与铜板122，陶瓷基板111与铜板123之间。
(加热工序S113)
其次，在对铜板122，陶瓷基板111，铜板123以层叠方向加压(压力1～35kgf/cm2)的状态下装入真空加热炉内进行加热。于是，Ag以及氧化物形成元素层124的Ag朝铜板122扩散，并且Ag以及氧化物形成元素层125的Ag朝铜板123扩散。
此时，铜板122的Cu以及Ag通过反应而熔融，在铜板122与陶瓷基板111的界面形成熔融金属区域。并且，铜板123的Cu与Ag通过反应而熔融，在铜板123与陶瓷基板111的界面形成熔融金属区域。
其中，本实施方式中，真空加热炉内的压力被设在10-6Pa以上10-3Pa以下的范围内，加热温度被设在790℃以上850℃以下的范围内。
(凝固工序S114)
其次，通过使熔融金属区域凝固而接合陶瓷基板111与铜板122、123。另外，在凝固工序S114结束后，Ag以及氧化物形成元素层124，125的Ag会被充分地扩散，不会有在陶瓷基板111与铜板122、123的接合界面残存Ag以及氧化物形成元素层124、125的情形。熔融金属区域通过停止真空加热炉的加热而以自然冷却等冷却而凝固。
通过这种方式，制出本实施方式的功率模块用基板110。
在该功率模块用基板110的电路层112上搭载半导体元件，并且在金属层113的另一方侧配设散热器。
根据以上构成的本实施方式的功率模块用基板110，在由铜板122构成的电路层112与陶瓷基板111的接合部中，Ag-Cu共晶组织层的厚度被设为15μm以下，在本实施方式中，由于Ag-Cu共晶组织层变薄至不能明确地观察程度，因此即使在冷热周期负荷时在陶瓷基板111与电路层112的热膨胀系数之差所引起的剪切应力作用时，电路层112侧也适度地变形，能够抑制陶瓷基板111的破裂。
并且，由于在陶瓷基板111的表面形成有氧化物层131，因此能够可靠地接合陶瓷基板111与电路层112。
并且，由于通过Ag朝铜板122，123的扩散而形成熔融金属区域，因此在陶瓷基板111与铜板122，123的接合部中熔融金属区域不会过渡形成，在接合后(凝固后)所形成的Ag-Cu共晶组织层的厚度变薄。因此，能够抑制陶瓷基板111发生破裂。
并且，由于本实施方式中作为氧化物形成元素含有Zr，因此由Al2O3构成的陶瓷基板111与Zr反应而形成氧化物层131，能够可靠地接合陶瓷基板111与铜板122，123。
而且，在本实施方式中，作为粉末成分，除了Ag以及氧化物形成元素(在本实施方式是Zr)以外，还含有选自In、Sn、Al、Mn以及Zn的一种或两种以上的添加元素(在本实施方式为Sn)，因此能够在更低的温度形成熔融金属区域，能够使形成Ag-Cu共晶组织层的厚度变得更薄。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并非限于此，能够在不脱离其发明的技术思想范围适当地进行变更。
例如，对使用Ti，Zr作为氧化物形成元素的情况进行了说明，但并非限于此，也可为Hf、Nb等的其他的氧化物形成元素。
并且，在铜板接合用浆料(Ag以及氧化物形成元素含有浆料)中含有的粉末成分也可包含TiH2，ZrH2等的氧化物形成元素的氢化物。此情况，氧化物形成元素的氢化物的氢会作为还原剂起作用，因此能够除去形成于铜板的表面的氧化膜等，且能够可靠地进行Ag的扩散以及氧化物层的形成。
并且，在第二实施方式中对添加Sn作为添加元素的情况进行了说明，但并非限于此，也可以使用选自In、Sn、Al、Mn以及Zn的一种或两种以上的添加元素。
对构成粉末成分的粉末的粒径设为40μm以下的情况进行了说明，但并非限于此，粒径不受限定。
并且，对含有分散剂、可塑剂、还原剂的情况进行了说明，但并非限于此，也可不含这些。该等分散剂、可塑剂、还原剂根据需要添加即可。
而且，对以钎焊而接合铝板与陶瓷基板或铝板彼此之间的情况进行了说明，但并非限于此，也可以适用铸造法、金属浆料法等。并且，也可以在铝板与陶瓷基板、铝板与顶板、或其他的铝材间配置Cu、Si、Zn、Ge、Ag、Mg、Ca、Ga、Li，且利用过渡液相接合法(Transient Liquid Phase Bonding)进行接合。
另外，本发明的功率模块用基板，自带散热器的功率模块用基板，并非限于通过图5，图6以及图10所示的制造方法而制造的功率模块用基板，自带散热器的功率模块用基板，也可以通过其他的制造方法制造功率模块用基板等。
例如图11所示，在陶瓷基板211的第一面经由Ag以及氧化物形成元素层224而接合由电路层212构成的铜板222，在陶瓷基板211的第二面经由钎料箔225而接合由金属层213构成的铝板223(陶瓷基板211的第二面与成为金属层213的铝板223的一面经由钎料箔225而接合)，并且在铝板223的另一面经由钎料箔252而接合散热器251。通过这种方式，制造具备功率模块用基板210以及散热器251的自带散热器的功率模块用基板250。
并且，如图12所示，在陶瓷基板311的第一面经由Ag以及氧化物形成元素层324而接合成为电路层312的铜板322，在陶瓷基板311的第二面经由钎料箔325而接合成为金属层313的铝板323(陶瓷基板311的第二面与成为金属层313的铝板323的一面经由钎料箔325而接合)，由此制造功率模块用基板310。然后，也可以在金属层313的另一面经由钎料箔352而接合散热器351。通过这种方式，制造具备功率模块用基板310以及散热器351的自带散热器的功率模块用基板350。
并且，如图13所示，在陶瓷基板411的第一面经由Ag以及氧化物形成元素层424而接合成为电路层412的铜板422，在陶瓷基板411的第二面经由钎料箔425而接合成为金属层413的铝板423(陶瓷基板411的第二面与成为金属层413的铝板423的一面经由钎料箔425而接合)，并且在铝板423的另一面经由钎料箔442而接合缓冲板441(经由钎料箔442而接合铝板423的另一面与缓冲板441的一面)，也可以在该缓冲板441的另一面经由钎料箔452而接合散热器451。通过这种方式，制造具备功率模块用基板410，缓冲板441以及散热器451的自带散热器的功率模块用基板450。
实施例
对为了确认本发明的有效性而进行的比较实验进行说明。在表1、表2、表3所示的条件下制作各种浆料。另外，在表1中，使用合金粉末作为粉末成分。在表2中，使用各元素的粉末(要素粉末)作为粉末成分。在表3中，使用各元素的粉末(要素粉末)作为粉末成分，针对氧化物形成元素使用氧化物形成元素的氢化物的粉末。另外，在表3中，除了氧化物形成元素的氢化物的要素粉混合比以外，还一并记载了氧化物形成元素的含有量(活性金属含有量)。
并且，作为分散剂使用阴离子性界面活性剂，作为可塑剂使用己二酸二丁酯，作为还原剂使用松脂酸。
粉末成分以外的树脂、溶剂、分散剂、可塑剂、还原剂的混合比率以质量比被设为，树脂:溶剂:分散剂:可塑剂:还原剂＝7:70:3:5:15。
通过利用该表1、表2、表3所示的各种浆料而接合陶瓷基板与铜板，制作以图10所示的构造以及制造方法而制造的功率模块用基板，以图11、图12所示的构造以及制造方法而制造的自带散热器的功率模块用基板，以图5、图13所示的构造以及制造方法而制造的自带散热器的功率模块用基板。
在图10所示的功率模块用基板中，在由Al2O3构成的陶瓷基板的第一面以及第二面，利用上述的各种浆料而接合铜板，设为电路层以及金属层会铜板构成的功率模块用基板。另外，使用无氧铜的压延板作为铜板。
图11、图12所示的自带散热器的功率模块用基板在由Al2O3构成的陶瓷基板的第一面，利用上述的各种浆料接合铜板而设为电路层。
并且，在由Al2O3构成的陶瓷基板的第二面，经由钎料接合铝板而形成金属层。即，经由钎料而接合陶瓷基板的第二面与金属层的一面。另外，作为铝板使用纯度99.99质量％以上的4N铝，作为钎料使用Al-7.5质量％Si，厚度20μm的钎料箔。
而且，在金属层的另一面侧，经由钎料将由A6063构成的铝板接合于功率模块用基板的金属层侧而作为散热器。另外，作为钎料使用Al-7.5质量％Si，厚度70μm的钎料箔。
图5、图13所示的自带散热器的功率模块用基板是在由Al2O3构成的陶瓷基板的第一面，利用上述的各种浆料接合铜板而设为电路层。
并且，在由Al2O3构成的陶瓷基板的第二面，经由钎料接合铝板而形成金属层。即，经由钎料而接合陶瓷基板的第二面与金属层的一面。另外，作为铝板为使用纯度99.99质量％以上的4N铝，作为钎料使用Al-7.5质量％Si，厚度14μm的钎料箔。
而且，在金属层的另一面，经由钎料接合由4N铝构成的铝板作为缓冲板。即，经由钎料而接合金属层的另一面与缓冲板的一面。另外，作为钎料使用Al-7.5质量％Si，厚度100μm的钎料箔。
并且，在缓冲板的另一面侧，经由钎料将由A6063构成的铝板接合于功率模块用基板的金属层侧而作为散热器。另外，作为钎料使用Al-7.5质量％Si，厚度100μm的钎料箔。
另外，由Al2O3构成的陶瓷基板与铜板的接合以在表4、表5、表6所示的条件而实施。
并且，在将由Al2O3构成的陶瓷基板与铝板钎焊时的接合条件设为：真空环境、加压压力12kgf/cm2、加热温度650℃、加热时间30分钟。而且，将铝板彼此间钎焊时的接合条件设为：真空环境、加压压力6kgf/cm2、加热温度610℃、加热时间30分钟。
将由Al2O3构成的陶瓷基板的大小在表4、表5、表6中示出。
铜板的大小被设为37mm×37mm×0.3mm。
成为金属层的铝板的大小在自带散热器的功率模块用基板时被设为37mm×37mm×2.1mm，在自带散热器以及缓冲板的功率模块用基板时被设为37mm×37mm×0.6mm。
成为散热器的铝板的大小被设为50mm×60mm×5mm。
成为缓冲板的铝板的大小被设为40mm×40mm×0.9mm。
并且，在表4、表5、表6中记载了有关利用上述的各种浆料而构成的功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板、自带散热器以及缓冲板的功率模块用基板的构造以及制造方法。
构造“DBC”为图10所示的功率模块用基板，
构造“H-1”为图11所示的自带散热器的功率模块用基板，
构造“H-2”为图12所示的自带散热器的功率模块用基板，
构造“B-1”为图13所示的自带散热器的功率模块用基板，
构造“B-2”为图5所示的自带散热器的功率模块用基板。
[表6]
其中，如下所示测定膜厚换算量(换算平均膜厚)，且在表7、表8、表9中示出。
首先，在由Al2O3构成的陶瓷基板与铜板的界面涂布表1、表2、表3所示的各种浆料并干燥。测定被干燥的各种浆料的各元素的膜厚换算量(换算平均膜厚)。
膜厚的平均值利用萤光X线膜厚计(SII Nano Techno logy Inc.制STF9400)而对涂布后的各种浆料各测定3次图14所示之处(9点)。另外，预先膜厚测定既知的样品而求取萤光X线强度与浓度的关系，以其结果为基准，从各试料中测定的萤光X线强度决定各元素的膜厚换算量。
[表9]
针对如上所述取得的功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板而评价陶瓷破裂、冷热周期负荷后的接合率、氧化物层的有无、Ag-Cu共晶组织层的厚度。将评价结果在表10、表11、表12中示出。
陶瓷破裂在每500次重复冷热周期(-45℃～125℃)而确认有无龟裂的发生，以被确认龟裂的次数进行评价。
冷热周期负荷后的接合率利用重复4000次冷热周期(-45℃～125℃)后的功率模块用基板而利用以下的式进行计算。另外，在未满3500次内发生龟裂时，对重复4000次后的接合率没有进行评价评价。
接合率＝(初期接合面积-剥离面积)/初期接合面积
氧化物层从根据EPMA(电子线微量分析仪)的氧化物形成元素的匹配确认并实施在铜板/由Al2O3构成的陶瓷基板界面的氧化物形成元素的存在。能够通过上述的方法而确认氧化物存在时在表中记载为“有”，无法确认时记载成“无”。
Ag-Cu共晶组织层的厚度为根据铜板/由Al2O3构成的陶瓷基板界面的EPMA(电子线微量分析仪)的反射电子像而测定在倍率2000倍的视场(纵45μm、横60μm)中连续形成于接合界面的Ag-Cu共晶组织层的面积，除以测定视场的宽度的尺寸求取，将五个视场的平均设为Ag-Cu共晶组织层的厚度。另外，在铜板与由Al2O3构成的陶瓷基板的接合部形成的Ag-Cu共晶组织层中，不含未从接合界面连续形成于厚度方向的区域，且测定Ag-Cu共晶组织层的面积。
[表10]
[表11]
[表12]
在比较例1、2、51、52中，共晶组织厚度超过15μm，以少的周期数，在由Al2O3构成的陶瓷基板发生龟裂。
并且，在以往例1以及以往例51中，共晶组织厚度超过15μm，以和比较例同样少的周期数，在由Al2O3构成的陶瓷基板发生龟裂。
另一方面，在共晶组织厚度被设为15μm以下的本发明例1-20、51-70、81-86中，可确认由Al2O3构成的陶瓷基板的龟裂的发生受到抑制。
由以上的结果，根据本发明例，能够提供一种能够抑制冷热周期负荷时的由Al2O3构成的陶瓷基板发生破裂的功率模块用基板。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种由铜或铜合金构成的铜板接合于由Al2O3构成的陶瓷基板，能够抑制冷热周期负荷时的陶瓷基板发生破裂的功率模块用基板、自带散热器的功率模块用基板、功率模块以及功率模块用基板的制造方法。并且，即使在接合铜板与由Al2O3构成的陶瓷基板时，也不会有硬的Ag-Cu共晶组织层被形成为较厚的情形，能够抑制陶瓷基板发生破裂，且能够可靠地接合铜板与陶瓷基板的铜板接合用浆料、以及使用该铜板接合用浆料的接合体的制造方法。
符号说明
1-功率模块，3-半导体元件(电子组件)，10、110、210、310、410-功率模块用基板，11、111、211、311、411-陶瓷基板，12、112、212、312、412-电路层，13、113、213、313、413-金属层，22、122、123、222、322、422-铜板，23、223、323、423-铝板，31、131-氧化物层，32-Ag-Cu共晶组织层，41、441-缓冲板，50、250、350、450-自带散热器的功率模块用基板，51、251、351、451-散热器。

Claims (13)

1.一种功率模块用基板，其为在由Al2O3构成的陶瓷基板的表面层叠由铜或铜合金构成的铜板并接合的功率模块用基板，其特征在于，在所述铜板与所述陶瓷基板之间，氧化物层形成于所述陶瓷基板的表面，并且Ag-Cu共晶组织层的厚度被设为15μm以下。
2.根据权利要求1所述的功率模块用基板，其中，所述氧化物层含有选自Ti、Hf、Zr和Nb中的一种或两种以上的元素的氧化物。
3.一种自带散热器的功率模块用基板，具备：权利要求1或2所述的功率模块用基板；以及冷却该功率模块用基板的散热器。
4.一种功率模块，具备：权利要求1或2所述的功率模块用基板；以及搭载于该功率模块用基板上的电子组件。
5.一种功率模块用基板的制造方法，该功率模块用基板为在由Al2O3构成的陶瓷基板的表面层叠由铜或铜合金构成的铜板并接合的功率模块用基板，其特征在于，该制造方法具有：
Ag以及氧化物形成元素层的形成工序，在所述陶瓷基板的接合面以及所述铜板的接合面中的至少一方，形成含有Ag和氧化物形成元素的Ag以及氧化物形成元素层；
层叠工序，经由该Ag以及氧化物形成元素层而层叠所述陶瓷基板与所述铜板；
加热工序，对层叠的所述陶瓷基板和所述铜板以层叠方向加压并加热，在所述陶瓷基板与所述铜板的界面形成熔融金属区域；以及
凝固工序，通过凝固该熔融金属区域而接合所述陶瓷基板与所述铜板；
在所述加热工序中，通过使Ag扩散至所述铜板侧，在所述陶瓷基板与所述铜板的界面形成所述熔融金属区域，并且在所述陶瓷基板的表面形成氧化物层。
6.根据权利要求5所述的功率模块用基板的制造方法，其中，所述氧化物形成元素为选自Ti、Hf、Zr和Nb中的一种或两种以上的元素。
7.根据权利要求5所述的功率模块用基板的制造方法，其中，在所述Ag以及氧化物形成元素层的形成工序中，除了Ag以及氧化物形成元素以外，还配设选自In、Sn、Al、Mn以及Zn中的一种或两种以上的添加元素。
8.根据权利要求6所述的功率模块用基板的制造方法，其中，在所述Ag以及氧化物形成元素层的形成工序中，除了Ag以及氧化物形成元素以外，还配设选自In、Sn、Al、Mn以及Zn中的一种或两种以上的添加元素。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的功率模块用基板的制造方法，其中，在所述Ag以及氧化物形成元素层的形成工序中，涂布含有Ag以及氧化物形成元素的Ag以及氧化物形成元素含有浆料。
10.根据权利要求9所述的功率模块用基板的制造方法，其中，所述Ag以及氧化物形成元素含有浆料含有所述氧化物形成元素的氢化物。
11.一种铜板接合用浆料，其在接合由铜或铜合金构成的铜板与由Al2O3构成的陶瓷基板时使用，其特征在于，所述铜板接合用浆料包含：含Ag以及氧化物形成元素的粉末成分、树脂以及溶剂。
12.根据权利要求11所述的铜板接合用浆料，其中，所述粉末成分含有所述氧化物形成元素的氢化物。
13.一种接合体的制造方法，其为接合由铜或铜合金构成的铜板与陶瓷基板而成的接合体的制造方法，其特征在于，
在使权利要求11或12所述的铜板接合用浆料介于所述铜板与所述陶瓷基板之间的状态下进行加热处理，从而接合所述铜板与所述陶瓷基板。
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