CN110169213B - 陶瓷电路基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了制造陶瓷电路基板的方法，所述陶瓷电路基板具备陶瓷基材和形成于陶瓷基材上的金属电路。公开的方法包括下述工序：将包含铝粒子或铝合金粒子中的至少一者的第一金属粉体与非活性气体一起从喷嘴向陶瓷基材的表面吹喷，由此形成与陶瓷基材接触的第一金属层的工序，其中，第一金属粉体被加热至10～270℃后从喷嘴10喷出，喷嘴10的入口处的非活性气体的表压为1.5～5.0MPa；及在非活性气体气氛下对第一金属层进行加热处理的工序等。

Description

陶瓷电路基板的制造方法
技术领域
本发明涉及陶瓷电路基板的制造方法。
背景技术
近年来，随着机器人及电动机等工业设备的高性能化，大电流并且高效率的变换器等功率模块正在发展。因此，由半导体元件产生的热量一直在增加。为了使产生的热高效地扩散，使用了具有良好的导热性的陶瓷电路基板等。
具有陶瓷电路基板的模块最初被用于简单的工作机械，但最近已在焊接机、电车的驱动部、电动汽车那样要求更严苛的环境条件下的耐久性和进一步的小型化的用途中使用。因此，也对陶瓷电路基板要求金属电路厚度的增加(其是为了提高电流密度)、相对于热冲击的耐久性的提高。
作为陶瓷电路基板的金属电路部分的材料，由于数千伏的高电压、数百安培的高电流流通，因此主要使用铜。但是，因使用时的环境变化、由转换带来的热等而反复受到热冲击，因此，存在下述情况：由于因铜与陶瓷的热膨胀差产生的热应力，导致铜电路层从陶瓷基材剥离。
为了提高耐热冲击性，最近开发了具有形成于氮化铝基材上的铝电路层的陶瓷电路基板。但是，铝的电特性比铜差，因此具有铝电路层的陶瓷电路基板没有广泛普及。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-251698号公报
专利文献2：日本特开2013-18190号公报
发明内容
发明要解决的课题
为了兼顾陶瓷电路基板的耐热冲击性和金属电路的电特性，提出了利用由不同的3种以上金属形成的包层箔来形成金属电路(专利文献1)。其中，作为金属电路中使用的包层箔，使用下述包层箔：其设置拉伸强度及耐力小的铝等作为降低通过与陶瓷的接合而因金属电路与陶瓷的热膨胀差产生的热应力的第一金属层，在第一金属层上设置有电特性良好的铜等第三金属、和夹在第一金属与第三金属之间并防止它们的反应及扩散的镍等第二金属。
期待通过使用上述包层箔能够实现兼顾耐热冲击性和金属电路的电特性的陶瓷电路基板。但是，存在下述问题：用于形成电路的蚀刻的工序因构成包层箔的各金属在蚀刻液中的溶解速度不同而变得非常复杂。
作为在陶瓷基材上形成铝层和铜电路层的方法，提出了通过钎焊将陶瓷基材和铝板接合、并通过冷喷涂法在铝板上形成铜电路层(专利文献2)。期待通过该方法得到高可靠性陶瓷电路基板，但也存在用于形成电路的铝层的蚀刻的工序变复杂的问题。
因此，本发明的主要目的在于，提供能够以简易的工序制造陶瓷电路基板的方法，该陶瓷电路基板在陶瓷基材上具有包含铝的第一金属层及包含铜的第二金属层且电特性良好的金属电路。
用于解决课题的方案
本发明的一方面提供制造陶瓷电路基板的方法，所述陶瓷电路基板具备陶瓷基材、和形成于该陶瓷基材上的金属电路，金属电路具有：包含铝或铝合金中的至少一者的第一金属层、和包含铜或铜合金中的至少一者的第二金属层。该方法包括下述工序：
将包含铝粒子或铝合金粒子中的至少一者的第一金属粉体与非活性气体一起从喷嘴向陶瓷基材的表面吹喷，由此形成与前述陶瓷基材接触的前述第一金属层的工序，其中，前述第一金属粉体被加热至10～270℃后从前述喷嘴喷出，前述喷嘴的入口处的前述非活性气体的表压为1.5～5.0MPa；
在非活性气体气氛下对形成于前述陶瓷基材上的前述第一金属层进行加热处理的工序；
将包含铜粒子或铜合金粒子中的至少一者的第二金属粉体与非活性气体一起从喷嘴向前述第一金属层的表面吹喷，由此形成与前述第一金属层接触的前述第二金属层的工序，其中，前述第二金属粉体被加热至10～650℃后从前述喷嘴喷出，前述喷嘴的入口处的前述非活性气体的表压为1.5～5.0MPa，以前述第一金属层的端面与前述第二金属层的端面处于同一平面内、或者前述第一金属层的端面比前述第二金属层的端面更向外侧突出的方式形成前述第二金属层；及
在非活性气体气氛下对形成于前述第一金属层上的前述第二金属层进行加热处理的工序。
发明的效果
根据本发明，能够以简易的工序制造具有包含以铝及/或铝合金为主成分的第一金属层和以铜及/或铜合金为主成分的第二金属层且电特性良好的金属电路的陶瓷电路基板。另外，通过在形成金属电路层时使用掩膜，能够在不需要蚀刻的条件下在陶瓷基材上形成具有布线图案的金属电路。
附图说明
[图1]为示出陶瓷电路基板的一实施方式的截面图。
[图2]为示出陶瓷电路基板的一实施方式的截面图。
[图3]为示出在陶瓷基材上形成金属层的工序的一实施方式的示意图。
具体实施方式
以下，详细地对本发明的一些实施方式进行说明。但是，本发明不限定于以下的实施方式。
图1为示出陶瓷电路基板的一实施方式的截面图。图1所示的陶瓷电路基板100具有：陶瓷基材1、和设置于其两面上的金属电路2a、2b。金属电路2a由与陶瓷基材1接触的第一金属层21a、和设置于第一金属层21a的与陶瓷基材1呈相反侧的表面上的第二金属层22a形成。金属电路2b由与陶瓷基材1接触的第一金属层21b、和设置于第一金属层21b的与陶瓷基材1呈相反侧的表面上的第二金属层22b形成。第一金属层21a、21b及第二金属层22a、22b各自为通过吹喷经加热的金属粉体而形成的层，大多情况下具有与半导体元件等连接的电路图案。
第一金属层21a、21b包含铝或铝合金中的至少一者作为主成分。第二金属层22a、22b包含铜或铜合金中的至少一者作为主成分。此处，“主成分”是指以各金属层的整体质量为基准、以90质量％以上的比例包含的成分。第一金属层包含铝及铝合金这两者的情况下，它们的总量为90质量％以上即可。同样地，第二金属层包含铜及铜合金这两者的情况下，它们的总量为90质量％以上即可。主成分的比例可以为95质量％以上。第一及第二金属层、或后述的金属粒子可以包含微量的不可避免的杂质。
第一金属层21a、21b的厚度没有特别限制，例如可以为30～1000μm。第二金属层22a、22b的厚度也没有特别限制，例如可以为150～3000μm。第二金属层的厚度可以小于第一金属层的厚度。
图1的陶瓷电路基板100中，第一金属层21a、21b的端面21E与第二金属层22a、22b的端面22E处于同一平面内，但也可以如图2所示的陶瓷电路基板101那样，第一金属层21a、21b的端面21E比前述第二金属层22a、22b的端面22E更向外侧、即陶瓷基材1的端部侧突出。通过如上所述地以第一金属层21a、21b的端部突出的方式来设置第二金属层22a、22b，陶瓷电路基板能够具有更优异的耐热冲击性。若耐热冲击性不足，则第一金属层不能充分缓冲热冲击时在第二金属层产生的热应力，有在陶瓷基材中容易产生裂纹的倾向。第一金属层21a、21b的端面21E较之前述第二金属层22a、22b的端面22E突出的部分的宽度可以为例如1～1000μm。
图1或图2所示的制造陶瓷电路基板的方法的一实施方式由下述工序构成：将包含铝粒子或铝合金粒子中的至少一者的第一金属粉体与非活性气体一起从喷嘴向陶瓷基材1的表面吹喷，由此分别形成与陶瓷基材1接触的第一金属层21a、21b的工序；在非活性气体气氛下对形成于陶瓷基材1上的第一金属层21a、21b进行加热处理的工序；将包含铜粒子或铜合金粒子中的至少一者的第二金属粉体与非活性气体一起从喷嘴向第一金属层21a、21b的表面吹喷，由此形成与第一金属层21a、21b接触的第二金属层22a、22b的工序；及在非活性气体气氛下对形成于第一金属层21a、21b上的第二金属层22a、22b进行加热处理的工序。
图3为示出在陶瓷基材上形成金属层的工序的一实施方式的示意图。图3所示的方法中，使用粉体喷涂装置3将金属粉体向陶瓷基材1的表面吹喷，由此在陶瓷基材1上将第一金属层21a成膜。可以在第一金属层21a的成膜后，将其背面侧的第一金属层21b成膜。
图3所示的粉体喷涂装置3主要由高压气体储气罐4、加热器6、粉末供给装置7、收敛扩散型的喷枪的喷嘴10及用于将它们连接的配管构成。在多个高压气体储气罐4的下游侧设置有第一压力调节器5a，配管在第一压力调节器5a的下游侧分支为2个回路。在经分支的2个回路的配管各自上分别连接有第二压力调节器5b及加热器6、和第三压力调节器5c及粉末供给装置7。来自加热器6及粉末供给装置7的配管连接于喷嘴10。
粉体喷涂装置3中，用作工作气体的非活性气体以例如1MPa以上的压力填充于高压气体储气罐4中。非活性气体例如可以为氦气或氮气中的单一气体、或它们的混合气体。对于由高压气体储气罐4供给的工作气体OG，在一个回路上由第二压力调节器5b来调节压力，然后利用加热器6加热，然后，供给至喷枪的喷嘴10。另外，工作气体OG在另一回路上由第三压力调节器5c来调节压力，然后也供给至粉末供给装置7。成膜用的金属粉体与工作气体OG一起由粉末供给装置7供给至喷枪的喷嘴10。
对于工作气体OG(非活性气体)的表压，以在喷嘴10的入口10a处成为1.5～5.0MPa的方式来调节。工作气体OG(非活性气体)的表压处于该范围内有助于高效地形成第一金属层。从同样的观点出发，喷嘴10的入口10a处的工作气体OG(非活性气体)的表压可以为2.0～4.0MPa。工作气体(非活性气体)在喷嘴的入口处的表压可以在喷嘴与配管的连接部分进行测定。
利用加热器6的加热温度通常设定为比成膜的金属粉体的熔点或软化点低。加热器6可以从通常的加热装置中任意选择。
供给至喷枪的喷嘴10的工作气体通过尖端细的部分从而被压缩，在其下游侧的逐渐扩张的部分一下子膨胀从而被加速。金属粉体在被加热至规定温度的同时被加速至规定速度后从喷嘴10的出口喷出。从喷嘴10喷出的金属粉体被吹喷至陶瓷基材1的表面。由此，金属粉体以固相状态与陶瓷基材1的表面碰撞并堆积，从而形成第一金属层21a。
第一金属粉体可以为铝粒子，也可以为铝-镁合金粒子、及铝-锂合金粒子等包含其他金属元素的铝合金粒子。使用含有镁、及锂这样的氧亲和性比铝高的金属元素的铝合金粒子时，存在下述倾向：在成膜后的加热处理时，镁或锂等金属元素与铝及陶瓷基材表面的氧化物层反应，它们牢固地接合。从金属层的适当的硬度及耐加热循环性的观点出发，第一金属粉体中的镁、锂等金属元素的含量相对于第一金属粉体的质量而言可以为6.0质量％以下。
在第一金属层的成膜中，第一金属粉体被加热至10～270℃。第一金属粉体的加热温度处于该范围内有助于高效地形成第一金属层。从同样的观点出发，第一金属粉体被加热的温度可以为260℃以下、也可以为20℃以上。本说明书中，金属粉体被加热的温度是指金属粉体达到的最高温度。也可以将喷嘴10的入口处的非活性气体的温度视为金属粉体被加热的温度。此处，对于本说明书中“加热”这一用语，以也包括调整为室温以下的规定温度的含义来使用。
可以通过在陶瓷基材1上配置覆盖陶瓷基材1的表面的一部分的掩蔽材料从而在陶瓷基材上形成具有图案(电路图案)的第一金属层。根据该方法，不需要成膜后的蚀刻这样的追加工序，而能够容易地形成具有期望的图案的金属电路。在该点上，本实施方式的方法与为了形成图案而需要蚀刻的熔液法、钎焊法相比也是有利的。
第一金属粉体在喷嘴10内可以被加速至250～1050m/s。本说明书中，金属粉体被加速的速度是指经加速的金属粉体达到的最高速度。若经加速的金属粉体达到的速度低于250m/s，则在金属粉体与陶瓷基材等碰撞的瞬间，金属粉体难以充分发生塑性变形，因此有成膜变困难、或已成膜的金属层的密合性降低的倾向。若经加速的金属粉体达到的速度超过1050m/s，则有在金属粉体与陶瓷基材等碰撞时，金属粉体发生粉碎及飞散，从而成膜变困难的倾向。
形成于陶瓷基材上的第一金属层在非活性气体气氛下进行加热处理。用于该加热处理的第一金属层的加热温度可以为400～600℃。通过以400℃以上的温度对第一金属层进行加热，从而铝与陶瓷基材表面的氧化物层的反应进一步进行，牢固地接合。另外，通过以600℃以下的温度对第一金属层进行加热，能够减小第一金属层软化所带来的影响。
在第一金属层的加热处理后，使用图3的粉体喷涂装置将第二金属粉体吹喷至第一金属层21a、21b的表面，由此形成包含铜及/或铜合金作为主成分的第二金属层22a、22b。作为构成第二金属层的铜合金的例子，可列举出铜-磷合金、铜-钼合金等。即，第二金属粉体可以包含铜粒子、以及/或者、铜-磷合金粒子或铜-钼合金粒子等铜合金粒子。第二金属粉体中的铜以外的金属元素的含量相对于第二金属粉体的质量而言可以为6.0质量％以下。
在第二金属层的成膜中，第二金属粉体被加热至10～650℃。第二金属粉体的加热温度处于该范围内有助于高效地形成第二金属层。若将第二金属粉体加热至超过650℃的温度，则软化的铜粒子或铜合金粒子附着于喷嘴的内壁，结果喷嘴堵塞，有可能难以形成第二金属层。若第二金属粉体的温度低于10℃，则铜粒子或铜合金粒子的塑性变形被显著抑制，有第二金属层的形成变困难的倾向。从同样的观点出发，第二金属粉体被加热的温度可以为640℃以下、也可以为20℃以上。
在第二金属层的成膜中，工作气体OG(非活性气体)的表压也以在喷嘴10的入口10a处成为1.5～5.0MPa的方式来调节。工作气体OG(非活性气体)的表压处于该范围内有助于高效地形成第二金属层。若喷嘴的入口处的工作气体(非活性气体)表压低于1.5MPa，则有第二金属粉体变得难以密合于第一金属层的倾向。若喷嘴的入口处的工作气体(非活性气体)的表压超过5.0MPa，则有与非活性气体一起吹喷至第一金属层的第二金属粉体破碎从而第二金属层的形成效率降低的倾向。从同样的观点出发，喷嘴10的入口10a处的工作气体OG(非活性气体)的表压可以为2.0～4.0MPa。
此外，第二金属粉体的成膜的条件可以与第一金属层同样地调整。形成第二金属层时，可以通过在陶瓷基材1上配置掩蔽材料来形成具有图案的第二金属层。
形成于第一金属层上的第二金属层在非活性气体气氛下进行加热处理。用于该加热处理的第一金属层的加热温度可以为250～350℃。通过以250℃以上的温度对第二金属层进行加热，能够降低加工固化所带来的第二金属层内的应变。通过以350℃以下的较低温度对第二金属层进行加热，能够抑制第一金属层与第二金属层的反应带来的金属间化合物的生成、及金属成分的扩散。这也有助于提高陶瓷电路基板的可靠性。
为了抑制第一金属层及第二金属层中的气孔的形成，第一金属粉体及/或第二金属粉体可以为球形粒子。另外，第一金属粉体及/或第二金属粉体的粒径的偏差可以较小。金属粉体的(平均)粒径可以为10～70μm、或20～60μm。若金属粉体的粒径低于10μm，则有金属粉体在喷嘴的尖端细的部分容易堵塞的倾向。若金属粉体的粒径超过70μm，则有难以充分提高金属粉体的速度的倾向。此处，“粒径”是指各粒子的最大宽度。可以测定足够数量的金属粉体的粒子的粒径，根据其结果求出平均粒径。
陶瓷基材可以从具有适当的绝缘性的陶瓷基材中选择。陶瓷基材可以具有高的导热性。作为陶瓷基材的例子，可列举出氮化铝(AlN)基材、氮化硅(Si3N4)基材、氧化铝(Al2O3)。氮化铝基材可以显示出400MPa以上的三点弯曲强度及/或150W/mK以上的导热率。氮化硅基材可以显示出600MPa以上的三点弯曲强度及/或50W/mK以上的导热率。陶瓷基材1的尺寸根据用途来任意设定。陶瓷基材1的厚度没有特别限制，例如可以为0.2～1.0mm。这些陶瓷基材各自可以以市售品的形式获得。
实施例
以下，举出实施例来更具体地对本发明进行说明。但是，本发明不限定于这些实施例。
全部实施例及全部比较例中，作为陶瓷基材，使用氮化铝(AIN)基材(尺寸：60mm×50mm×0.635mmt，三点弯曲强度：500MPa，导热率：150W/mK，纯度：95％以上)、或氮化硅(Si3N4)基材(尺寸：60mm×50mm×0.635mmt，三点弯曲强度：700MPa，导热率：70W/mK，纯度：92％以上)。
[实施例1]
用铁制的掩蔽材料对氮化铝基材的一部分进行掩蔽。在其上用铝粉体(高纯度化学研究所株式会社制气体雾化粉，中值粒径：24μm)、利用具有与图3同样的构成的粉体喷涂装置、于氮化铝基材的正面和背面分别在距离基材端面2mm内侧的范围内形成纵56mm、横46mm、厚度0.2mm的铝层(第一金属层)。对于铝层的成膜，使用氮气作为工作气体，在将铝粉体的温度设为20℃、将喷枪的喷嘴入口处的工作气体的压力设为1.5MPa的条件下进行。
对于所形成的铝层，通过在氮气气氛下于500℃保持3小时来进行加热处理。
接着，用铁制的掩蔽材料对铝层的一部分进行掩蔽，使用铜粉体(福田金属箔粉工业株式会社制水雾化粉，中值粒径：17μm)，利用具有与图3同样的构成的粉体喷涂装置，在距离铝层端面50μm内侧的范围内形成铜层(第二金属层，纵55.9、横45.9、厚度0.4mm)。对于铜层的成膜，使用氮气作为工作气体，在将铜粉体的温度设为20℃、将喷嘴入口处的工作气体的压力设为1.5MPa的条件下进行。铝层的端面以50μm的宽度比铜层的端面更向外侧突出。
对于所形成的铜层，通过在氮气气氛下于300℃保持1小时来进行加热处理。
通过以上的步骤，得到在氮化铝基材的两面上形成有由铝层及铜层形成的电路层的试验体。
[实施例2]
用铁制的掩蔽材料对氮化硅基材的一部分进行掩蔽。在其上用铝粉体(高纯度化学研究所株式会社制气体雾化粉，中值粒径：24μm)、利用具有与图3同样的构成的粉体喷涂装置、于氮化铝基材的正面和背面分别在距离基材端面2mm内侧的范围内形成纵56mm、横46mm、厚度0.2mm的铝层(第一金属层)。对于铝层的成膜，使用氮气作为工作气体，在将铝粉体的温度设为260℃、将喷嘴入口处的工作气体的压力设为1.5MPa的条件下进行。
对于所形成的铝层，通过在氮气气氛下于500℃保持3小时来进行加热处理。
接着，用铁制的掩蔽材料对铝层的一部分进行掩蔽，使用铜粉末(福田金属箔粉工业株式会社制水雾化粉，中值粒径：17μm)，利用具有与图3同样的构成的粉体喷涂装置，在距离铝层端面50μm内侧的范围内形成铜层(第二金属层，纵55.9、横45.9、厚度0.4mm)。对于铜层的成膜，使用氮气作为工作气体，在将铜粉体的温度设为640℃、将喷嘴入口处的工作气体的压力设为1.5MPa的条件下进行。铝层的端面以50μm的宽度比铜层的端面更向外侧突出。
对于所形成的铜层，通过在氮气气氛下于300℃保持1小时来进行加热处理。
通过以上的步骤，得到在氮化硅基材的两面上形成有由铝层及铜层形成的电路层的试验体。
[实施例3]
通过与实施例2同样的步骤制作试验体。其中，将铝层的成膜变更为铝粉体的温度为20℃、喷嘴入口处的工作气体压力为5.0MPa的条件，将铜层的成膜变更为铜粉体的温度为20℃、喷嘴入口处的工作气体压力为5.0MPa的条件。
[实施例4]
通过与实施例1同样的步骤制作试验体。其中，将铝层的成膜变更为铝粉体的温度为260℃、喷嘴入口处的工作气体压力为5.0MPa的条件，将铜层的成膜变更为铜粉体的温度为640℃、喷嘴入口处的工作气体压力为5.0MPa的条件。
[实施例5]
通过与实施例1同样的步骤制作试验体。其中，将铝层的成膜变更为铝粉体的温度为200℃、喷嘴入口处的工作气体压力为3.0MPa的条件，将铜层的成膜变更为铜粉体的温度为350℃、喷嘴入口处的工作气体压力为3.0MPa的条件。
[实施例6]
通过与实施例2同样的步骤制作试验体。其中，将铝层的成膜变更为铝粉体的温度为200℃、喷嘴入口处的工作气体压力为3.0MPa的条件，将铜层的成膜变更为铜粉体的温度为350℃、喷嘴入口处的工作气体压力为3.0MPa的条件。
[实施例7]
通过与实施例5同样的步骤制作试验体。其中，以铜层的端面与铝层的端面处于同一平面内的方式形成铜层。
[实施例8]
通过与实施例6同样的步骤制作试验体。其中，以铜层的端面与铝层的端面处于同一平面内的方式形成铜层。
[比较例1]
在铜层形成后不对铜层进行加热处理，除此以外，与实施例5同样地操作，制作试验体。
[比较例2]
在铜层形成后不对铜层进行加热处理，除此以外，与实施例6同样地操作，制作试验体。
[比较例3]
将喷嘴入口处的工作气体压力变更为1.0MPa的条件，除此以外，在与实施例5同样的条件下尝试铜层的成膜，但铜粉末未附着于铝层，不能形成铜层。
[比较例4]
将喷嘴入口处的工作气体压力变更为5.5MPa的条件，除此以外，在与实施例6同样的条件下尝试铜层的成膜，但铜粉末未附着于铝层，不能形成铜层。
[比较例5]
将铜粉体的温度设为0℃，除此以外，在与实施例5同样的条件下尝试铜层的成膜，但铜粉末未附着于铝层，不能形成铜层。
[比较例6]
将铜粉体的温度设为660℃，除此以外，在与实施例6同样的条件下尝试铜层的成膜，但铜粉末未附着于铝层，不能形成铜层。
[比较例7]
在与实施例5同样的条件下形成铝层。其后不对铝层进行加热，在与实施例5同样的条件下尝试铜层的成膜，但在形成铜层期间铝层从氮化硅基材剥离，不能制作试验体。
[比较例8]
在与实施例6同样的条件下形成铝层。其后不对铝层进行加热，在与实施例6同样的条件下尝试铜层的成膜，但在形成铜层期间铝层从氮化硅基材剥离，不能制作试验体。
[比较例9]
将喷嘴入口处的工作气体压力变更为1.0MPa的条件，除此以外，在与实施例5同样的条件下尝试铝层的成膜，但铝粉体未附着于氮化铝基材，不能形成铝层。
[比较例10]
将喷嘴入口处的工作气体压力变更为5.5MPa的条件，除此以外，在与实施例6同样的条件下尝试铝层的成膜，但铝粉体未附着于氮化硅基材，不能形成铝层。
[比较例11]
将铝粉体的温度变更为0℃，除此以外，在与实施例5同样的条件下尝试铝层的成膜，但铝粉体未附着于氮化铝基材，不能形成铝层。
[比较例12]
将铝粉体的温度变更为280℃，除此以外，在与实施例6同样的条件下尝试铝层的成膜，但铝粉体在喷嘴尖端细部堵塞，不能形成铝层。
将试验体的制作条件和能否成膜的结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0002126373970000131
[导电率测定]
对实施例1～8、及比较例1、2的试验体进行了基于涡电流法的金属电路层的导电率测定。实施例1～8的试验体显示出导电率为90IACS％以上的高导电性。比较例1、2的试验体的导电率低为60IACS％。
[加热循环试验]
对于导电性良好的实施例1～8的试验体，将“在180℃的环境中放置30分钟后在-45℃的环境中放置30分钟”设为1个循环，实施1000个循环的加热循环试验。加热循环试验后，在实施例1～8的试验体中未确认到铝层、铜层的剥离等异常。
产业上的可利用性
根据本发明，能够制造高可靠性的陶瓷电路基板。
附图标记说明
1…陶瓷基材，2a、2b…金属电路，3…粉体喷涂装置，4…高压气体储气罐，5a…第一压力调节器，5b…第二压力调节器、5c…第三压力调节器，6…加热器，7…粉末供给装置，10…喷枪的喷嘴，10a…喷嘴的入口，21a、21b…第一金属层，22a、22b…第二金属层。

Claims (4)

1.制造陶瓷电路基板的方法，所述陶瓷电路基板具备陶瓷基材、和形成于所述陶瓷基材上的金属电路，所述金属电路具有：包含铝或铝合金中的至少一者的第一金属层、和包含铜或铜合金中的至少一者的第二金属层，
所述方法包括下述工序：
将包含铝粒子或铝合金粒子中的至少一者的第一金属粉体与非活性气体一起从喷嘴向陶瓷基材的表面吹喷，由此形成与所述陶瓷基材接触的所述第一金属层的工序，其中，所述第一金属粉体被加热至10～270℃后从所述喷嘴喷出，所述喷嘴的入口处的所述非活性气体的表压为1.5～5.0MPa；
在非活性气体气氛下对形成于所述陶瓷基材上的所述第一金属层进行加热处理的工序；
将包含铜粒子或铜合金粒子中的至少一者的第二金属粉体与非活性气体一起从喷嘴向所述第一金属层的表面吹喷，由此形成与所述第一金属层接触的所述第二金属层的工序，其中，所述第二金属粉体被加热至10～650℃后从所述喷嘴喷出，所述喷嘴的入口处的所述非活性气体的表压为1.5～5.0MPa，以所述第一金属层的端面与所述第二金属层的端面处于同一平面内、或者所述第一金属层的端面比所述第二金属层的端面更向外侧突出的方式形成所述第二金属层，并且，所述第二金属粉体中的铜以外的金属元素的含量相对于所述第二金属粉体的质量而言为6.0质量％以下；及
在非活性气体气氛下对形成于所述第一金属层上的所述第二金属层进行加热处理的工序，
在非活性气体气氛下对所述第二金属层进行加热处理的所述工序中，所述第二金属层被加热至250～300℃。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在非活性气体气氛下对所述第一金属层进行加热处理的所述工序中，所述第一金属层被加热至400～600℃。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一金属粉体及所述第二金属粉体的平均粒径为10～70μm。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中，形成所述第一金属层的工序、及形成所述第二金属层的工序中，在所述陶瓷基材上配置覆盖其表面的一部分的掩蔽材料，由此形成具有图案的所述第一金属层及所述第二金属层。
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