CN116075492B

CN116075492B - 电路基板用层叠体

Info

Publication number: CN116075492B
Application number: CN202180056387.0A
Authority: CN
Inventors: 津岛荣树; 石本龙二; 前田昌克
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2024-06-11
Anticipated expiration: 2041-07-30

Abstract

本发明的电路基板用层叠体是金属氮化物烧结基板与铜板的层叠体，其特征在于，具有从面的中心到周缘的最短长度为50mm以上的大小，在沿层叠方向切断所述层叠体而成的切断面测定的、在所述金属氮化物烧结基板与铜板的接合界面附近确认的直径为1μm以上的孔隙的总长度L_B相对于该接合界面的测定长度L_I的比例即孔隙率X为0.50％以下。根据本发明，能够提供散热性优异、图案化时使用的蚀刻液不易残留于接合界面、作为产品的可靠性优异的层叠体。

Description

电路基板用层叠体

技术领域

本发明涉及用于各种功率模块的电路基板用层叠体。

背景技术

近年来，从节能的观点出发，使用有功率半导体的功率模块被广泛使用。功率模块为将功率半导体元件等搭载于电路基板上而成的结构，在使大电流流过该电路基板的情况下，要求散热性及绝缘性等，因此使用接合有金属板的陶瓷电路基板。

在这样的陶瓷电路基板中，关于陶瓷，从散热性的观点出发，使用热导率高的金属氮化物烧结基板，具体而言，使用氮化铝烧结基板、氮化硅烧结基板等，对于金属板，使用电阻率低的铜板。在将金属氮化物烧结基板与铜板接合时，一般使用被称为AMB法的活性金属钎焊法(例如，专利文献1)。

活性金属钎焊法通常为如下方法：将含有银、铜等金属粒子、钛等活性金属粒子、粘合剂(树脂)以及溶剂的糊状的钎料通过印刷法等涂布于金属氮化物烧结基板后，在真空钎焊炉中加热至850℃左右，由此得到金属氮化物烧结基板-金属层叠体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-169111号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，可知在采用活性金属钎焊法制造金属氮化物烧结基板-金属层叠体的情况下，有时产生将金属图案化时所使用的蚀刻液容易残留于接合界面、或所得到的层叠体的散热性降低等问题。

因此，本发明的目的在于提供散热性优异、图案化时使用的蚀刻液不易残留于接合界面、作为产品的可靠性优异的层叠体。

用于解决课题的手段

本发明人等为了查明上述问题的原因而进行了深入研究。其结果发现，在活性金属钎焊法的情况下，在层叠体的接合界面容易产生空隙(孔隙)，由此产生上述的蚀刻液的残留、散热性的降低等问题。

在利用活性金属钎焊法接合金属氮化物烧结基板和金属而制成层叠体时，为了在基板上涂布将金属粒子制成糊状而成的钎料，需要在加热接合时除去不需要的树脂、溶剂。在将铜板重叠于涂布有糊料的金属氮化物烧结基板的状态下进行加热接合，因此难以将糊料中包含的粘合剂完全除去。此时，粘合剂在金属氮化物烧结基板与金属的接合界面以残渣的形式残留，有时在金属氮化物烧结基板与钎料的界面或铜板与钎料的界面产生空隙、即所谓的孔隙，特别是在大型的层叠体的情况下，与小型的情况相比，孔隙的产生显著。

即，本发明人发现，通过减少接合界面的孔隙，从而能够解决上述问题，完成了本发明。

即，本发明为以下的[1]～[5]。

[1]电路基板用层叠体，其为金属氮化物烧结基板与铜板的层叠体，其特征在于，所述层叠体具有从面的中心到周缘的最短长度为50mm以上的大小，在将所述层叠体沿层叠方向切断而成的切断面测定的、在所述金属氮化物烧结基板与铜板的接合界面附近确认的直径1μm以上的孔隙的总长度L_B相对于该接合界面的测定长度L_I的比例即孔隙率X为0.50％以下。

[2]根据上述[1]所述的电路基板用层叠体，其中，所述金属氮化物烧结基板的厚度(t₁)为0.2～1.0mm，所述铜板的厚度(t₂)相对于所述金属氮化物烧结基板的厚度(t₁)之比(t₂/t₁)为0.5～8。

[3]根据上述[1]或[2]所述的电路基板用层叠体，其中，所述金属氮化物烧结基板为氮化硅烧结基板。

[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的电路基板用层叠体，其中，所述金属氮化物烧结基板与铜板的层叠体介由厚度0.01～1μm的包含反应性金属的氮化物的接合层接合而成。

[5]根据上述[4]所述的电路基板用层叠体，其中，从所述铜板与接合层的界面起、至铜板的厚度方向上20μm的区域中的银的浓度为3质量％以下。

发明的效果

本发明由于是孔隙少的金属氮化物烧结基板与铜板的层叠体，因此散热性良好，在将铜板进行图案化时使用的蚀刻液不易残留于接合界面。进而，通过成为大型的层叠体，从而在将层叠体单片化的情况下能够批量生产，提高制造效率。

附图说明

图1是示意性地显示本发明的电路基板用层叠体的一种实施方式的剖视图。

图2是说明孔隙率X的计算方法的图。

图3是示意性地显示本发明的电路基板用层叠体的另一实施方式的剖视图。

图4是示意性地显示本发明的电路基板用层叠体的另一实施方式的剖视图。

图5是示意性地显示本发明的电路基板用层叠体的另一实施方式的剖视图。

图6是说明本发明的电路基板用层叠体中的从面的中心到周缘的最短长度的图。

图7是显示本发明的实施方式涉及的电路基板用层叠体的制造方法的工序剖视图。

具体实施方式

[电路基板用层叠体]

本发明的电路基板用层叠体是金属氮化物烧结基板与铜板的层叠体，其特征在于，所述层叠体具有从面的中心至周缘的最短长度为50mm以上的大小，在将所述层叠体沿层叠方向切断而成的切断面测定的、在所述金属氮化物烧结基板与铜板的接合界面附近、具体而言、从接合界面起至铜板侧20μm宽的范围内确认的直径1μm以上的孔隙的总长度L_B相对于该接合界面的测定长度L_I的比例即孔隙率X为0.50％以下。

以下使用附图对本发明的电路基板用层叠体进行说明，但本发明并不限定于附图。

在图1示出作为本发明的电路基板用层叠体的一种实施方式的电路基板用层叠体30。电路基板用层叠体30具备：金属氮化物烧结基板10、和层叠在该金属氮化物烧结基板10的表面上的铜板20。将上述金属氮化物烧结基板10与铜板20接合，如后文所述，这些接合界面I附近的孔隙率X为一定以下。

就本发明的电路基板用层叠体30而言，在将该层叠体沿层叠方向切断而成的切断面测定的、在上述金属氮化物烧结基板与铜板的接合界面附近确认的直径1μm以上的孔隙的总长度L_B相对于该接合界面的测定长度L_I的比例(100×L_B/L_I)即孔隙率X为0.50％以下。

通过使上述孔隙率X为0.50％以下，电路基板用层叠体的散热性变得良好，减少了在电路图案形成时残留蚀刻液等不良情况，作为产品的可靠性提高。从这样的观点出发，孔隙率X优选为0.10％以下，更优选为0.03％以下。

接着，对接合界面的测定长度L_I及在接合界面附近确认的直径1μm以上的孔隙存在的总长度L_B的计算方法进行说明。

首先，准备1个以上将电路基板用层叠体在通过其平面中的中心点的任意的方向上沿层叠方向切断而成的切断面。

然后，对于该切断面的各界面，在倍率500倍的条件下用扫描型电子显微镜(SEM)观察任意的500处。在图2中，示意性地示出将电路基板用层叠体沿层叠方向切断而成的切断面。应予说明，为了说明，省略了附图中的剖面线。另外，放大显示孔隙。在图2的切断面中，金属氮化物烧结基板10与铜板20的接合界面I的测定长度i根据视野范围为200μm，若观察上述500处的界面，则接合界面的总长度L_I为100000μm(10cm)。

接着，对在接合界面附近所确认的直径1μm以上的孔隙存在的接合界面的总长度L_B进行说明。在此，就孔隙的直径而言，若在切断面观察到的孔隙的形状为圆形，则为其直径，如果是圆形以外的形状，则意指该形状的圆周上的任意2点的直线距离的最大值。

另外，接合界面附近是指从接合界面起至铜板侧20μm宽的范围。具体而言，在图2中，接合界面I与位于在铜板侧距离该接合界面I为20μm的位置的P之间的区域为接合界面附近。

即，由接合引起的孔隙仅在铜板侧产生，因此只要观察铜板侧的孔隙即可。应予说明，在本发明中，通过使用后文所述的表面平滑的基板，确认在从界面至金属氮化物烧结基板侧20μm的宽度中不存在直径1μm以上的孔隙。

另外，在接合界面附近所确认的直径1μm以上的孔隙的总长度L_B意指在上述的接合界面的总长度L_I观察的、直径1μm以上的各个孔隙对接合界面的投影长度的总和。例如，在图2所示的切断面中，在接合界面I的附近、即从接合界面I至铜板侧20μm的范围内，确认了2个直径为1μm以上的孔隙，各个孔隙对接合界面I的投影长度为b1和b2。因此，在上述接合界面的总长度L_I的范围内确认到n个直径为1μm以上的孔隙的情况下，根据以下的式(1)求出L_B。

[数学式1]

(式(1)中bi表示在接合界面附近所确认的直径1μm以上的各个孔隙对接合界面的投影长度，n为在测定的接合界面的总长度L_I的范围内所观察的直径1μm以上的孔隙的数。)

应予说明，以往，有时在孔隙率的测定中使用超声波探伤装置，利用该装置可测定的孔隙的最小直径至多为数十μm左右，基本上无法测定至直径包含1μm的微小孔隙，但根据上述的孔隙率的测定方法，能够可靠地评价在电路基板用层叠体中成为问题的范围的孔隙存在量。

另外，如图3所示，本发明的电路基板用层叠体30也可以具备金属氮化物烧结基板10和设置于该金属氮化物烧结基板10的两面的铜板20。

该情况下，金属氮化物烧结基板10与铜板20的接合界面I存在2个(在图3中为I₁及I₂)，就接合界面的测定长度L_I而言，对于在切断面通过SEM观察的正反各自的接合界面，使一个界面处的测定部位数(500)的正反之和(1000)与每1处的测定长度相乘而得到。

另外，如图4所示，电路基板用层叠体30中的上述金属氮化物烧结基板10与铜板20可以介由接合层15而接合。在电路基板用层叠体具有接合层15的情况下，以金属氮化物烧结基板10与接合层15的接合界面Ia为基准，进行上述的接合界面的测定长度L_I及在接合界面附近确认的直径1μm以上的孔隙的总长度L_B的计算。

应予说明，如后文所述，优选使接合层15的厚度薄，在将接合层15形成得薄的情况下，有时无法采用SEM确认接合层。在这样的情况下，与图1中说明的情况同样地，以利用SEM观察的金属氮化物烧结基板10与铜板20的接合界面I为基准，测定L_I和L_B，求出孔隙率X。

进而，如图5所示，本发明的电路基板用层叠体30可以在金属氮化物烧结基板10的两面介由接合层15设置铜板20。

在该情况下，成为孔隙率X的计算基准的金属氮化物烧结基板10与接合层15的接合界面存在2处(在图5中为I_a1和I_a2)，就接合界面的测定长度L_I而言，对于在切断面中采用SEM观察的正反各自的接合界面，将一个界面处的测定部位数(500)的正反之和(1000)与每1处的测定长度相乘而得到，在该接合界面的测定长度L_I的区域中确认的直径1μm以上的孔隙的总长度L_B的比例成为孔隙率X。

本发明的电路基板用层叠体30具有从面的中心C到周缘的最短长度为50mm以上的大小。这样的大的电路基板用层叠体一般存在接合界面的孔隙多的倾向，但如上所述本发明的电路基板用层叠体的孔隙非常少。因此，层叠体的生产率优异，同时所得到的层叠体的散热性优异，并且能够减少残留蚀刻液的不良情况等。从更为提高生产率的观点出发，层叠体30的从面的中心C到周缘的最短长度优选为70mm以上，更优选为90mm以上，而且在实用上优选为110mm以下。

在此，面的中心意指从电路基板层叠体30的层叠方向的上方(或下方)看到的形状(以下也称为面形状)的中心。例如，在图6中示出从层叠方向上方观看电路用层叠体30而看到的面形状的一例，从该面形状的中心C连结该面形状的周缘的任意点的直线的最短距离为最短长度d。

应予说明，就中心C而言，如果面形状为矩形等四边形，则是对角线的交点，如果是圆形则是该圆的中心，如果是椭圆则是长径与短径的交点。另外，在面形状为这些以外的形状的情况下，将该面形状的外接圆的中心作为本发明中的中心C。

(金属氮化物烧结基板)

作为本发明中的金属氮化物烧结基板，没有特别限制，从散热性的观点出发，优选氮化硅烧结基板、氮化铝烧结基板等。其中，由于韧性值高，即使是薄的基板也难以开裂，因此更优选氮化硅烧结基板。金属氮化物烧结基板通过将氮化硅粉末、氮化铝粉末等烧成而得到。

对金属氮化物烧结基板的厚度(t₁)没有特别限制，从电路基板用层叠体的轻量化的观点出发，0.2～1.0mm是合适的。

金属氧化物烧结基板只要从层叠体的面的中心到周缘的最短长度为50mm以上就没有特别限制。层叠体在制造后能够单片化成小的尺寸，通过在最初制造大的层叠体，从而制造效率提高。另外，根据后文所述的本发明的层叠体的制造方法，能够在减少接合界面的孔隙的同时得到大的层叠体。

(铜板)

就本发明中的铜板而言，可以没有特别限制地使用无氧铜、韧铜、磷青铜等，从接合后的应力的观点出发，伸长率良好的无氧铜是合适的。就铜板的厚度(t₂)而言，在金属氮化物烧结基板的厚度薄的情况下，若接合厚的铜板，则因接合时的热膨胀差引起的应力而导致金属氮化物烧结基板开裂，因此铜板的厚度(t₂)优选以上述铜板的厚度(t₂)相对于金属氮化物烧结基板的厚度(t₁)之比(t₂/t₁)成为0.5～8的方式进行选定，更优选以成为1～3的方式进行选定。应予说明，就铜板的厚度(t₂)而言，在铜板仅设置于金属氮化物烧结基板的单面的情况下意指该铜板的厚度，在铜板设置于金属氮化物烧结基板的两面的情况下，意指2个铜板的总计厚度。

另外，考虑到生产率，有时在接合时将多个金属氮化物烧结基板和铜板重叠，因此从减少接合界面的孔隙的观点出发，铜板的大小优选为与金属氧化物烧结基板相同的大小。

(接合层)

如上所述，本发明的电路基板用层叠体的金属氮化物烧结基板与铜板可以介由接合层接合。通过介由接合层接合，从而将金属氮化物烧结基板与铜板更牢固地接合。

接合层包含反应性金属的氮化物，由此，将金属氮化物烧结基板与铜板更牢固地接合。在此，就反应性金属而言，例如代表性地为钛(Ti)。

应予说明，上述反应性金属的氮化物在后文所述的电路基板用层叠体的制造方法的说明中进行说明，是构成在电路基板用层叠体或金属氮化物烧结基板上形成的反应金属层的钛等活性金属与金属氮化物烧结基板的氮原子的反应物。

如后文所述的制造方法中所述，在形成接合层时，优选在由活性金属形成的层的表面存在包含银(Ag)等的抗氧化层。上述抗氧化层在接合的过程中扩散到铜板而消失，但通过这样地存在抗氧化层，在制造电路基板层叠体时，能够防止活性金属的氧化。

不过，最适合作为抗氧化层使用的银有时在对铜板进行蚀刻时、对铜板实施镀覆处理时产生不良影响，另外，在向电路通电时容易引起离子迁移，因此更优选减少接合层附近的铜板所含有的银的量。

因此，从上述铜板与接合层的界面起、至铜板的厚度方向上20μm的区域中的银的浓度优选为3质量％以下，更优选为2质量％以下。

从上述铜板与接合层的界面起、至铜板的厚度方向上20μm的区域中的银的浓度是铜板与接合层的界面的银的浓度、和在铜板的厚度方向上距该界面20μm的部分的银的浓度的平均值。银的浓度可以采用电子束显微分析仪(EPMA)进行测定。

另外，如图5所示，在金属氮化物烧结基板的两面介由接合层设置有铜板10的情况下，从铜板与接合层的界面至铜板的厚度方向上20μm的区域存在2个，但对于该2个区域，银的浓度均优选为3质量％以下，更优选为2质量％以下。

应予说明，根据后文所述的电路基板用层叠体的制造方法，能够不使用活性金属钎焊法而形成接合层，因此能够将接合层附近的铜板所含的银的量减少至一定以下。

对上述接合层的厚度没有特别限定，优选为0.01～1μm，更优选为0.05～0.6μm。若接合层的厚度为这些下限值以上，则接合强度升高，若接合层的厚度为这些上限值以下，则能够良好地维持散热性。

[电路基板用层叠体的制造方法]

对本发明的电路基板用层叠体的制造方法没有特别限定，从减少接合界面的孔隙的观点出发，优选经由以下的各工序来制造。

本发明中的合适的电路基板用层叠体的制造方法是如下的电路基板用层叠体的制造方法，

其为金属氮化物烧结基板与铜板的层叠体的电路基板用层叠体的制造方法，其特征在于，具备：

准备表面粗糙度(Ra)为0.6μm以下的金属氮化物烧结基板的工序1；

反应金属层成膜工序2，其中，在所述金属氮化物烧结基板及所述铜板中的至少任一个表面将包含与所述金属氮化物烧结基板及铜板反应的金属的反应金属层成膜；

热压工序3，其中，以所述反应金属层位于所述金属氮化物烧结基板与所述铜板之间的形态将所述金属氮化物烧结基板与所述铜板层叠，在非氧化气氛中，在所述反应金属层与所述铜板及所述金属氮化物烧结基板之间发生反应的温度下，对所述金属氮化物烧结基板与所述铜板之间施加压力。

以下使用附图进行说明。图7显示本发明中的电路基板用层叠体的制造方法的一种实施方式，示出了将金属氮化物烧结基板10与铜板20介由接合层15接合而成的电路基板用层叠体(图7(f))的各制造工序。

(工序1)

工序1是准备表面粗糙度(Ra)为0.6μm以下的金属氮化物烧结基板10(图7(a))的工序。

作为金属氮化物烧结基板10，没有特别限制，从散热性的观点出发，优选为氮化硅烧结基板、氮化铝烧结基板等。其中，由于韧性值高，即使是薄的基板也难以开裂，因此优选为氮化硅烧结基板。这些金属氮化物烧结基板10可以通过将氮化硅粉末、氮化铝粉末进行烧成而得到。

金属氮化物烧结基板的表面粗糙度(Ra)优选为0.6μm以下，优选为0.5μm以下。若表面粗糙度(Ra)为这些上限值以下，则容易抑制接合界面的孔隙的产生。

金属氮化物烧结基板的表面的峰顶点的算术平均曲率(Spc)优选为4.5[1/mm]以下，更优选为4.2[1/mm]以下。通过一边调整为上述的表面粗糙度(Ra)，一边将峰顶点的算术平均曲率(Spc)调整为这样的范围，从而更容易抑制接合界面的孔隙的产生。

示出上述表面粗糙度的Ra、示出表面的凸部的状态的Spc的值在后文所述的实施例中具体地示出，是使用非接触3维测定装置(Keyence公司制造商品名：VR-5000)求出的值。

在此，对Spc进行说明。峰顶点的算术平均曲率Spc表示表面的峰顶点的主曲率的平均。下述式是峰顶点的算术平均曲率Spc的计算式。在下述式中，z意指x、y坐标中的高度方向分量，n显示峰顶点的数，峰顶点的算术平均曲率Spc表示表面凹凸形状的峰顶点的近似圆的半径的倒数的平均值。该数值越小，显示峰的顶点越圆润、形状越宽。

[数学式2]

金属氮化物烧结基板10优选使用在烧成后未进行表面研磨的基板。与经表面研磨的金属氮化物烧结基板10相比，使用保持经烧成的状态的所谓的as-fire基板时，存在微观的表面形状变得更平滑的倾向，在接合界面难以产生孔隙，因此优选。特别地，优选使用在烧成后未进行表面研磨的、其中表面粗糙度(Ra)为上述范围的金属氮化物烧结基板10，更优选使用其中表面粗糙度(Ra)及峰顶点的算术平均曲率(Spc)均为上述范围的金属氮化物烧结基板10。

应予说明，烧成后未进行表面研磨意指没有进行使烧结金属氮化物粉末而得到的金属氮化物烧结基板表面平滑的研磨处理，可以进行用于除去附着于表面的脱模剂等异物的喷砂处理等。

对具有上述表面特性的金属氮化物烧结基板的制造方法没有特别限制，就氮化硅烧结基板而言，若例示代表性的制造方法，则可列举以下方法：将含有β化率为90％以上、比表面积为7～20m²/g、晶体应变为4.0×10^-4以上的氮化硅粉末和烧结助剂、铝元素的总含量调整为800ppm以下的生片材在非活性气体气氛和0MPa·G以上且低于0.1MPa·G的压力下加热至1200～1800℃的温度而烧结氮化硅。在此，压力单位的MPa·G的末尾的G意指表压。

根据上述方法，通过使用β化率高、具有通过后文所述的特定的粉碎得到的高比表面积和高的晶体应变的氮化硅粉，从而能够在低压且低温下进行致密的烧结，由此，特别地，能够在抑制氮化硅烧结基板的表面的针状结晶的生长、抑制基板表面的1～10μm的细孔的形成的同时，得到确保了优异的特性的氮化硅烧结基板。

[生片材]

在本发明的氮化硅烧结基板的制造方法中，生片材含有以下说明的特定的氮化硅粉末和烧结助剂。

＜氮化硅粉末＞

(β化率)

生片材所含的氮化硅粉末的β化率为80％以上。β化率为80％以上的氮化硅粉末即使不设定严格的制造条件也能够得到，因此能够以比较低的成本制造。因此，通过使用β化率高的氮化硅粉末，从而能够抑制氮化硅烧结体整体的制造成本。另外，通过将β化率设定得高，从而能够将α型的氮化硅粒子在烧成时向β型的氮化硅粒子相变时所引入的氧量抑制得更少。在此，氮化硅粉末的β化率优选为85％以上，更优选为90％以上。

应予说明，氮化硅粉末的β化率意指氮化硅粉末中的β相相对于α相和β相的总计的峰强度比例[100×(β相的峰强度)/(α相的峰强度+β相的峰强度)]，通过使用了CuKα射线的粉末X射线衍射(XRD)测定而求出。更详细而言，采用C.P.Gazzara和D.R.Messier：Ceram.Bull.，56(1977)，777-780中记载的方法，计算氮化硅粉末的α相与β相的重量比例来求出。

(比表面积)

氮化硅粉末的比表面积为7～20m²/g。若氮化硅粉末的比表面积超过20m²/g，则难以降低固溶氧量，若比表面积小于7m²/g，则难以得到高密度且强度高的氮化硅烧结体。氮化硅粉末的比表面积优选为12～15m²/g。

应予说明，在本发明中，比表面积意指使用基于氮气吸附的BET 1点法测定的BET比表面积。

(晶体应变)

在本发明的氮化硅烧结基板的制造中，氮化硅粉末优选使用与上述特性一起、晶体应变为4.0×10^-4以上的氮化硅粉末。尚不明确该晶体应变对于得到的氮化硅烧结基板的表面的网眼状结构的形成、即细孔的产生如何发挥作用，但根据本发明人等的实验，确认了通过使氮化硅粉末的晶体应变向大的一侧变化，从而能够减少上述特定细孔的累积容积。

应予说明，晶体应变采用实施例所示的方法测定。

对氮化硅粉末没有特别限定，从降低固溶氧量的观点等出发，例如在制造氮化硅粉末时，可以使用高纯度的原料。例如，在利用直接氮化法制造氮化硅粉末的情况下，作为所使用的原料，优选使用不存在氧在内部固溶的主要因素的硅粉末，具体而言，优选使用来源于半导体级的硅的、例如以将上述硅切断等加工时产生的切削粉为代表的硅粉末。就上述半导体级的硅而言，代表性的是在钟罩式反应容器内、通过使高纯度的三氯硅烷与氢反应的所谓“西门子法”得到的多晶硅。

另外，氮化硅粉末的平均粒径D₅₀优选为0.5～3μm，更优选为0.7～1.7μm。若使用这样的平均粒径的氮化硅粉末，则烧结变得更容易进行。平均粒径D₅₀是采用激光衍射散射法测定的50％体积基准下的值。

氮化硅粉末中的粒径0.5μm以下的粒子的比例优选为20～50质量％，更优选为20～40质量％。另外，氮化硅粉末中的粒径1μm以上的粒子的比例优选为20～50质量％，更优选为20～40质量％。如果使用具有这样的粒度分布的氮化硅粉末，则容易得到致密且热导率高的氮化硅烧结体。

其原因尚不清楚，但认为β型的氮化硅粒子与α型的氮化硅粒子不同，难以发生烧成中的溶解再析出，通过在烧成初期的阶段预先使微细粒子和粗大粒子达成一定的平衡，从而能够得到更致密的烧结体。

生片材中的氮化硅粉末的量以生片材总量为基准，优选为70质量％以上，优选为80质量％以上。

＜氮化硅粉末的制造＞

氮化硅粉末的制造方法只要是得到具有上述特性的氮化硅粉末的方法就没有特别限定。作为氮化硅粉末的制造方法，例如可以应用以二氧化硅粉末为原料，在碳粉末存在下使氮气流通而生成氮化硅的还原氮化法；使硅粉末与氮在高温下反应的直接氮化法；使卤化硅与氨反应的亚胺分解法等，从容易制造具有上述特性的氮化硅粉末的观点出发，优选直接氮化法，其中，更优选利用自燃烧法的直接氮化法(燃烧合成法)。

燃烧合成法是使用硅粉末作为原料，在氮气氛下将原料粉末的一部分强制点火，通过原料化合物的自发热来合成氮化硅的方法。燃烧合成法是公知的方法，例如可以参照日本特开2000-264608号公报、国际公开第2019/167879号等。

另外，就上述晶体应变而言，采用上述燃烧合成法能够得到具有在某种程度上较大的晶体应变的产物，通过进一步进行粉碎，从而能够更为增大晶体应变。作为上述粉碎方法，优选利用振动球磨机进行的粉碎，优选进行5～15小时的该粉碎。

＜烧结助剂＞

在本发明的氮化硅烧结基板的制造中使用的生片材中，烧结助剂可以没有特别限制地使用公知的烧结助剂，使用含有不具有氧键的化合物的烧结助剂可以防止所得到的氮化硅烧结基板的热导率的降低，因此优选。

作为上述不具有氧键的化合物，优选含有稀土元素或镁元素的碳氮化物系的化合物(以下也称为特定的碳氮化物系的化合物)和氮化物系的化合物(以下也称为特定的氮化物系的化合物)。通过使用这样的特定的碳氮化物系的化合物和特定的氮化物系的化合物，从而容易更有效地得到热导率高的氮化硅烧结体。上述特定的碳氮化物系的化合物作为吸附氮化硅粉末所含的氧的吸气剂发挥功能，在特定的氮化物系的化合物中，作为降低氮化硅烧结体的总氧量的结果，得到热导率高的氮化硅烧结体。

在含有稀土元素的碳氮化物系的化合物中，作为稀土元素，优选Y(钇)、La(镧)、Sm(钐)、Ce(铈)、Yb(镱)等。

作为含有稀土元素的碳氮化物系的化合物，例如可列举Y₂Si₄N₆C、Yb₂Si₄N₆C、Ce₂Si₄N₆C等，其中，从容易得到热导率高的氮化硅烧结体的观点出发，优选Y₂Si₄N₆C、Yb₂Si₄N₆C。

作为含有镁元素的碳氮化物系的化合物，例如可列举MgSi₄N₆C等。另外，作为包含镁元素的特定的氮化物系的化合物，可列举MgSiN₂等。

这些特定的碳氮化物系的化合物和特定的氮化物系的化合物可以单独使用1种，也可以并用2种以上。

在上述含有稀土元素或镁元素的碳氮化物系的化合物中，特别优选的化合物和特定的氮化物系的化合物为Y₂Si₄N₆C、MgSi₄N₆C、MgSiN₂。

另外，烧结助剂除了上述不具有氧键的化合物以外，还可以含有金属氧化物。通过烧结助剂含有金属氧化物，从而氮化硅粉末的烧结变得容易进行，容易得到更致密且强度高的烧结体。

作为金属氧化物，例如可列举氧化钇(Y₂O₃)、氧化镁(MgO)、氧化铈(CeO)等。其中，优选氧化钇。金属氧化物可以单独使用1种，也可以并用2种以上。

烧结助剂所含的、以上述特定的碳氮化物系的化合物为代表的不具有氧的化合物与金属氧化物的质量比(不具有氧的化合物/金属氧化物)优选为0.2～4，更优选为0.6～2。若为这样的范围，则容易得到致密且热导率高的氮化硅烧结体。

另外，相对于氮化硅粉末100质量份，生片材中的烧结助剂的含量优选为5～20质量份，更优选为7～10质量份。

＜粘合剂＞

生片材可以使用粘合剂进行成型。在该情况下，就生片材而言，通过将后文所述的成型用组合物成型为片状，根据需要对其进行干燥，在公知的条件下进行脱脂，由此除去粘合剂而供于烧成。

作为粘合剂，没有特别限定，可列举聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、甲基纤维素、海藻酸、聚乙二醇、羧甲基纤维素、乙基纤维素、丙烯酸系树脂等。

就生片材的制造中使用的粘合剂的含量而言，相对于氮化硅粉末100质量份，优选为1～30质量份，根据成型方法适当确定其比例即可。

＜铝元素的总含量＞

生片材的铝元素的总含量(质量)为800ppm以下。即，本发明中使用的生片材的铝元素的量非常少，由此能够得到具有高热导率的氮化硅烧结体。生片材的铝元素的总含量优选为700ppm以下，更优选为600ppm以下。

[生片材的制造]

对本发明中使用的生片材的制造方法没有特别限定，例如可列举采用公知的成型方法将至少含有氮化硅粉末和烧结助剂的成型用组合物成型的方法。作为公知的成型方法，例如可列举模压成型法、挤出成型法、注射成型法、刮刀法等，特别适合刮刀法。

另外，从处理容易性、成型的容易性等观点出发，在成型用组合物中也可以含有溶剂。作为溶剂，没有特别限定，可列举醇类、烃类等有机溶剂、水等，在本发明中，优选使用水。即，优选将包含氮化硅粉末、烧结助剂和水的成型用组合物成型，得到生片材。在使用水作为溶剂的情况下，与使用有机溶剂的情况相比，降低了环境负荷而优选。

[烧结方法]

在本发明的氮化硅烧结基板的制造方法中，根据需要对上述生片材进行脱脂后，在一定的条件下进行烧成，使氮化硅烧结。在上述烧成中，通常预先在生片材涂布由氮化硼粉末形成的脱模材料。以下对烧成时的条件进行说明。

烧成在非活性气体气氛下进行。所谓非活性气体气氛下，例如意指氮气氛下或氩气氛下等。

另外，在这样的非活性气体气氛下，在0MPa·G以上且小于0.1MPa·G的压力下进行烧成。压力优选为0MPa·G以上且0.05MPa·G以下。

烧成不需要高压，因此，既可以在马弗炉、管状炉等间歇炉中进行，也可以在推杆炉等连续炉中进行。

将生片材加热到1200～1800℃的温度而进行烧成。若温度低于1200℃，则氮化硅的烧结难以进行，若超过1800℃，则氮化硅容易分解。从这样的观点出发，烧成时的加热温度优选1600～1800℃。

另外，对烧成时间没有特别限定，优选设为3～20小时左右。

应予说明，在上述生片材的形成中使用粘合剂的情况下，优选设置脱脂工序来进行粘合剂等有机成分的除去。对上述脱脂条件没有特别限定，例如可以通过将生片材在空气中或氮气、氩气等非活性气氛下加热至450～650℃来进行。

通过实施上述烧成，能够得到具有上述特征性的特性的氮化硅烧结基板。

应予说明，就本发明的氮化硅基板而言，在烧成后，进行上述喷砂处理除去附着的由氮化硼粉末形成的脱模材料等附着物，作为氮化硅烧结基板使用。

(工序2)

工序2是在上述金属氮化物烧结基板10、上述铜板20中的至少任一个表面将包含与上述金属氮化物烧结基板10及铜板20反应的金属的反应金属层成膜的反应金属层成膜工序。

在工序2中，在上述工序1中准备的金属氮化物烧结基板10上将反应金属层11成膜(图7(b))。反应金属层11包含在高温下与基板及铜板反应的金属，作为该金属例如使用钛(Ti)。钛与铜板20中的铜形成合金，同时与金属氮化物烧结基板10的氮发生反应而形成氮化钛(TiN)，因此能够特别优选使用。

反应金属层11的成膜例如采用溅射法进行，其厚度形成为比金属氮化物烧结基板10、铜板20、一般使用的钎料(活性金属钎料)薄很多，其厚度例如为0.01μm～1.0μm，优选为0.01～0.1μm，更优选为0.01～0.05μm。如后文所述，反应金属层11仅用于其与金属氮化物烧结基板10、铜板20反应而形成接合层，为了使接合层薄，优选其薄。

钛在大气中容易氧化，上述溅射法在真空中(减压气氛中)进行，抑制反应金属层11在工序2(反应金属层成膜工序)之间氧化。在工序2中，作为与溅射法同样地能够不使反应金属层11氧化而薄地成膜的其他方法，也可以使用真空蒸镀法。

另外，在进行后文所述的热压工序之前，为了防止在形成反应金属层11之后在大气中取出时发生氧化，如图7(c)所示，优选在反应金属层11上连续地将抗氧化层12成膜。抗氧化层12比反应金属层11更不易在大气中氧化，并且由在高温下能够使铜板20与反应金属层11通过抗氧化层12反应的金属构成，具体而言，可以使用金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、锡(Sn)、铂(Pt)、铝(Al)中的任一种，其中优选银。为了抑制反应金属层11在大气中的氧化而设置抗氧化层12，接合主要通过反应金属层11形成，因此优选抗氧化层12薄至能够进行反应金属层11与铜板20侧的反应(合金反应)的程度。

抗氧化层12的厚度没有特别限定，例如为0.1～1μm，优选为0.1～0.6μm。

抗氧化层12与反应金属层11同样地能够采用溅射法成膜，因此可以在不将反应金属层11成膜于表面的状态(图7(b))的基板10取出于大气中的情况下，紧接着反应金属层11的成膜(图7(b))在真空中(减压气氛中)采用溅射法将抗氧化层12成膜。

(工序3)

工序3是如下的热压工序：在上述反应金属层11位于上述金属氮化物烧结基板10与上述铜板20之间的形态下层叠上述金属氮化物烧结基板10和上述铜板20，在非氧化气氛中，在上述反应金属层11与上述铜板20及上述金属氮化物烧结基板10之间发生反应的温度下在上述基板10与上述铜板20之间施加压力。

在工序3中，在上述工序2之后，准备与金属氮化物烧结基板10分体的铜板20(图7(d))，使其与基板10中的形成有反应金属层11等的一侧密合，如图7(e)所示，进行在厚度方向上施加压力的同时进行加热的热压(热压工序)。在此，由在下侧的热压基台100、在上侧的间隔物110夹持金属氮化物烧结基板10、铜板20并用给定的压力对其加压。

热压工序中的气氛优选设为非氧化气氛(例如氩气中)，更优选设为真空。优选真空度在加热前优选为0.01Pa以下，更优选为0.005Pa以下，在调整为这样的真空度后，可以向后文所述的温度开始加热。另外，在升温中也优选保持上述的真空度。通过调整为这样的真空度，从而能够得到孔隙少的层叠体。应予说明，在使用活性金属钎料的方法中，由于在升温中粘合剂成分分解，因此难以设为上述的真空度。

作为加热的温度、即在反应金属层与上述铜板及上述基板之间发生反应的温度，例如为600℃～1080℃，优选为650℃～1050℃，更优选为850℃～1000℃。调整为这样的温度时的升温速度根据设备的大小等诸条件而异，但从生产率的观点出发，优选为2～20℃/分钟。

在调整为这样的温度后，对基板与上述铜板之间施加压力。压力优选为1MPa～100MPa的范围。在温度、压力过低的情况下难以接合，在温度、压力过高的情况下，铜板20的形状、厚度因塑性变形而大幅变化。例如在温度超过1080℃的情况下，发生铜的熔融。

由此，如图7(f)所示，形成反应金属层11与周围的材料反应而形成的接合层15，由此接合铜板20与基板10。这样通过接合层15接合基板10和铜板20而形成的本发明的金属氮化物烧结基板的接合界面的孔隙减少。

应予说明，在图7中强调示出了接合层15，但实际上该接合层15的厚度与使用了钎料的情况下形成的接合层的厚度相比为能够忽略的程度。

在将铜板20用作布线的情况下，如图7(f)所示，在将铜板20与基板10接合之后，将铜板20适当地蚀刻而图案化。

另外，在图7的例子中，将铜板20接合于基板10的上表面侧，但也能够同样地将另一铜板20接合于下表面侧。在该情况下，只要在下表面侧也同样地形成有图7(b)的反应金属层11和根据需要的图7(c)的抗氧化层12、在下表面侧也设置有铜板20的状态下进行热压即可。在该情况下，上述的图案化可以在上表面侧和下表面侧分别或同时地进行。

另外，在上述的例子中，在基板10上依次形成反应金属层11以及根据需要而设置的抗氧化层12之后，将铜板20接合，相反地，也可以在铜板20中的与基板10相对的一侧的面(在图7中为下侧的面)上依次形成反应金属层11以及根据需要而设置的抗氧化层12。在该情况下，通过进行与上述同样的热压工序，从而也能够将铜板20与基板10接合。或者，也可以在基板10、铜板20的两者分别形成反应金属层11、以及根据需要而设置的抗氧化层12。不过，为了简化制造工序且使所形成的接合层薄，优选仅在基板10、铜板20中的一者形成反应金属层11和根据需要而设置的抗氧化层12，特别是从密合性的观点出发，更优选仅形成于基板10。

上述抗氧化层12在通过热压的反应时向铜板侧扩散，因此无法作为单独的层确认。

另外，如上所述，在热压工序中，铜板20有时会塑性变形。这样的塑性变形对制造电路基板后、或者之后施加热循环时的电路基板的变形、翘曲的状态造成影响。在热压工序后冷却至室温时发生塑性变形的情况下，能够降低室温时的铜板20、接合层15的应力，减小该电路基板的室温时的翘曲。因此，热压工序的温度、压力不仅可以根据接合的状况来设定，还可以根据这样的电路基板的翘曲的状况来设定。即，在从热压工序冷却时，通过使铜板20产生塑性变形，能够减小电路基板的室温时的翘曲(变形)。

另外，即使在室温时在反应金属层11(钛)的最表面形成有薄的氧化层的情况下，也能够设定热压工序的压力、温度以通过热压工序如上述那样形成接合层15。在该情况下，不需要上述的抗氧化层12。另外，在热压工序之前能够通过各种处理除去氧化层的情况下也是同样的。不过，如上所述，采用溅射法，容易连续地形成抗氧化层12和反应金属层11，由此，能够可靠地抑制热压工序之前的反应金属层11的氧化，因此特别优选采用溅射法依次形成反应金属层11、抗氧化层12。例如在将反应金属层11设为钛的情况下，由于钛在空气中氧化，因此优选形成抗氧化层12。不过，由于该氧化缓慢地进行，因此该状况也依赖于从反应金属层成膜工序到热压工序的时间间隔。例如，在该时间间隔为数日以上的情况下，抗氧化层12特别有效，但在该时间间隔短到能够忽略的程度的情况下，也可以不形成抗氧化层12。

用作反应金属层11的钛与构成铜板20的铜、构成基板10的氮等反应而形成合金层(接合层15)。因此，稳定地形成接合层15。

即使在使用了活性金属钎料的情况下，也同样在界面存在钛。然而，钛的含量少至1％左右，因此状况完全不同，无法得到仅基于上述那样的薄且牢固的接合层15的接合。

应予说明，在上述的例子中，反应金属层11由钛构成，但只要与上述同样地形成接合层15，反应金属层11也可以含有钛以外的材料。另外，只要同样地能够与基板10的氮、铜板20侧的铜反应，并且如上述那样能够在基板10侧或铜板20侧薄地成膜，就也可以将其他金属作为反应金属层11的主成分。

构成反应金属层11的钛的热导率与构成铜板20的铜相比低很多。因此，如果在接合层15中钛在反应金属层11的状态下厚地残留，则接合层15的实际上的热导率降低。另一方面，有助于接合的仅为反应金属层11中的钛与铜板20的铜、基板10中的氮反应而合金化的部分，因此，只要这样形成合金化的部分，则优选反应金属层11是薄的，优选在热压工序后反应金属层11中的钛以原样的状态残留的部分少。因此，图7(c)中的反应金属层11的厚度优选为1μm以下。在该厚度超过1μm的情况下，电路基板的热导率降低。另外，为了提高制造时的生产量，优选采用溅射法成膜的反应金属层11、抗氧化层12是薄的。另一方面，在将反应金属层11的厚度设定为能够通过采用溅射法的成膜控制的厚度的下限(例如0.01μm左右)的情况下，也能够得到牢固的接合。另外，在反应金属层11的厚度小于0.01μm的情况下，难以控制膜厚，因此无法均匀地得到有效的膜厚，因此有时难以得到充分的接合强度。不过，与通过涂布钎料形成的情况相比，在如上述那样采用溅射法将反应金属层11等成膜的情况下，能够使它们充分地变薄。因此，反应金属层11的厚度优选设为0.01～1μm的范围。

另外，在进行热压工序时，铜板20与基板10的热膨胀差变大，因此在铜板20与基板10之间产生大的剪切应变。在接合层15薄的情况下，仅接合界面(接合层15)承担该剪切应变是困难的，难以得到基于接合层15的高接合强度，但通过调整热压工序中的压力、温度，从而能够约束铜板20的收缩、膨胀，因此能够降低该剪切应变。即，在上述的制造方法中，热压工序中的压力、温度的设定特别重要。此时，通过使在图7(e)中使用的间隔物110的热膨胀系数接近基板10的热膨胀系数，从而能够特别降低该剪切应变。作为这样的间隔物110的材料，特别优选使用CIP材料碳板。

如上所述，经过工序1～3，可以制造本发明的电路基板用层叠体。在将所得到的电路基板用层叠体进行单片化之前通过对铜板进行图案化，从而能够高效地制造电路基板。

关于图案化，可以使用公知的方法，在铜板的表面用抗蚀剂描绘图案后，使用氯化铁溶液对铜进行蚀刻后，对接合层进行蚀刻。应予说明，由于接合层包含反应性金属的氮化物，因此通常在仅有反应性金属时，可以用氟硝酸进行蚀刻，但在本接合层中，需要用氟化铵-过氧化氢系蚀刻液、氨与过氧化氢的混合溶液等适于反应性金属的氮化物的蚀刻液进行蚀刻。

另外，在将电路基板用层叠体单片化的情况下，可以使用切割、激光划线器等通常的单片化技术。

实施例

以下，为了更具体地说明本发明而示出实施例，但本发明并不限定于这些实施例。

应予说明，在实施例中，各测定如下进行。

(1)孔隙率X

利用切割装置将实施例及比较例中制造的电路基板用层叠体切断后，对截面进行研磨。利用SEM(日本电子(株)制造电子探针显微分析仪JXA-8230)观察截面，求出相对于接合界面的测定长度L_I、在从接合界面起至铜板侧20μm的区域中所确认的直径1μm以上的孔隙的总长度L_B的比例，计算出孔隙率X。应予说明，孔隙的总长度是与基板平行地测量孔隙的投影长度并进行累计而得到的。

(2)银的浓度

对于在上述孔隙率X的测定中制造的电路基板用层叠体的截面，分别测定5处铜板与接合层的界面部分的银的浓度、和在铜板的厚度方向上距界面20μm的部分的银的浓度，求出平均值。将该平均值作为从铜板与接合层的界面至铜板的厚度方向上20μm的区域中的银的浓度示于表中。

应予说明，就各实施例及比较例的电路基板用层叠体而言，由于在基板的两面形成有接合层，因此从氮化硅烧结基板与接合层的界面起，在该接合层方向上存在2个20μm的区域，该2个区域的银的浓度相同。

银的浓度的测定采用EPMA(日本电子(株)制造电子探针显微分析仪JXA-8230)进行。

(3)氮化硅烧结基板的Ra和Spc

使用以国际标准ISO 25178表面性状(面粗糙度测定)所确定的值。即，Ra及Spc是使用非接触3维测定装置(Keyence公司制造商品名：VR-5000)测定氮化硅烧结基板的1000μm×1000μm的任意范围的评价区域而得到的值。具体而言，确定2cm×2cm的任意范围的区域，测定该任意范围的区域内的至少20处的1000μm×1000μm的评价区域，作为所得到的值的平均值示出。

(4)氮化硅粉末的晶体应变

通过使用CuKα射线的粉末X射线衍射(XRD)按照以下的步骤计算。

由以0.02°的步阶用X射线检测器扫描2θ为15～80°的范围而得到的X射线衍射图案，计算β相的(101)、(110)、(200)、(201)和(210)面的各自的积分宽度，将上述积分宽度代入下述的式2的Williamson-Hall式。将下述的式2中的“2sinθ/λ”绘制为X轴，将“βcosθ/λ”绘制为Y轴，由采用最小二乘法得到的直线的斜率计算出晶体应变(η)。

βcosθ/λ＝η×(2sinθ/λ)+(1/Dc) (2)

(β：积分宽度(rad)，θ：布拉格角度(rad)，η：晶体应变，λ：X射线波长，Dc：晶体直径(nm))

[实施例1]

将硅粉末(半导体级、平均粒径5μm)和作为稀释剂的氮化硅粉末(平均粒径1.5μm)混合，得到原料粉末(Si：80质量％、Si₃N₄：20质量％)。将该原料粉末填充于反应容器中，形成原料粉末层。接着，将该反应容器设置在具有点火装置和气体的给排机构的耐压性的密闭式反应器内，对反应器内进行减压而脱气后，供给氮气进行氮气置换。然后，缓慢地供给氮气，使其上升至0.7MPa。达到给定的压力的时刻(点火时)的原料粉末的体积密度为0.5g/cm³。

然后，在反应容器内的原料粉末的端部进行点火，进行燃烧合成反应，得到包含氮化硅的块状产物。将得到的块状产物相互摩擦而破碎后，适量投入振动球磨机中，进行6小时的微粉碎。应予说明，就上述粉碎而言，作为防止重金属污染的对策，对粉碎机的内部施以聚氨酯内衬，作为粉碎介质，使用以氮化硅为主剂的球。另外，在即将开始微粉碎之前添加1质量％的乙醇作为粉碎助剂，使粉碎机以密闭状态进行微粉碎直至成为5.4×10^-3的晶体应变，得到β化率99％的氮化硅粉末。

得到将采用上述方法得到的氮化硅粉末100质量份、不含氧键的化合物Y₂Si₄N₆C粉末2质量份、MgSiN₂粉末5质量份、氧化钇粉末3质量份、粘合剂22质量份以水作为分散介质形成的浆料状的成型用组合物后，采用刮刀法将上述成型用组合物进行片材成型，得到生片材。使用氮化硼粉末作为脱模材料，将上述生片材设置在烧成容器内，在干燥空气中以550℃的温度进行脱脂处理后，放入烧成炉中，在氮气氛和0.02MPa·G的压力下，在1780℃下进行9小时烧成，得到氮化硅烧结基板。通过利用气流以0.3MPa的压力将平均粒径500μm的氧化铝磨粒对得到的氮化硅烧结基板进行喷砂处理，从而除去表面的异物而得到氮化硅烧结基板。

在这样得到的基板尺寸190mm×140mm、厚度0.32mm、表面粗糙度Ra为0.4μm、Spc值为4.2(1/mm)的氮化硅烧结基板的两面的整个面，通过溅射将Ti以0.05μm的厚度、将Ag以0.5μm的厚度依次成膜，形成Ti层及Ag层。然后，将与氮化硅烧结基板相同尺寸且厚度为0.3mm的无氧铜的板(铜板)层叠于氮化硅烧结基板的两面后，设置于热压机，在设为真空气氛直至0.005Pa后，一边将10MPa的载荷施加于铜板及氮化硅烧结基板，一边加热至850℃。这样，制造具备氮化硅烧结基板和介由接合层在该基板的两面接合的铜板的电路基板用层叠体。将各评价结果示于表1。

应予说明，在得到的电路基板用层叠体中，确认了上述Ti层作为含有Ti的氮化物的Ti的反应物的层以上述厚度存在，上述Ag层扩散到铜板而消失。

[实施例2]

除了将基板尺寸及铜板尺寸设为110mm×110mm以外，与实施例1同样地制造电路基板用层叠体。将各评价结果示于表1。

[实施例3]

除了将无氧铜的板(铜板)的厚度设为0.8mm，将热压时的压力设为15MPa以外，与实施例1同样地制造电路基板用层叠体。将各评价结果示于表1。

[比较例1]

在Cu粉末为12重量％、Ag粉末为88重量％、Ti粉末为2重量％的粉末混合物中，以占全部糊料的比例配合萜品醇7重量％、丙烯酸系树脂3重量％后，使用三辊研磨机均匀地混合，制备钎料和活性金属的混合物糊料。通过丝网印刷将该糊料在尺寸为190mm×140mm、厚度为0.32mm、表面粗糙度Ra为0.4μm、Spc值为4.2(1/mm)的氮化硅烧结基板上整面且两面涂布。涂布后，将糊料干燥，在320℃的氮气氛中进行5分钟脱脂。进而，将与氮化硅烧结基板相同尺寸且厚度为0.3mm的无氧铜的板层叠于两面后，一边施加0.1kPa的载荷一边设为真空气氛直至0.005Pa后加热至850℃，制造电路基板用层叠体。将各评价结果示于表1。

[比较例2]

除了将基板的尺寸设为110mm×110mm、将铜板尺寸设为110mm×110mm以外，与比较例1同样地制造电路基板用层叠体。将各评价结果示于表1。

[参考例1]

除了使用市售的氮化硅板(尺寸110mm×110mm、厚度0.32mm、Ra0.8μm、Spc值为6.0(1/mm))，将铜板尺寸设为110mm×110mm以外，与实施例1同样地制造电路基板用层叠体。将各评价结果示于表1。

[表1]

表1

各实施例所示的电路基板用层叠体尽管尺寸大，但孔隙率X极低。可知由于孔隙率X低，因此散热性高，而且在蚀刻时残留的蚀刻液减少，作为产品的可靠性提高。

附图标记说明

10金属氮化物烧结基板

11反应金属层

12抗氧化层

15接合层

20铜板

30电路基板用层叠体

100基台

110间隔物

Claims

1.一种电路基板用层叠体，其为金属氮化物烧结基板与铜板的层叠体，其特征在于，所述金属氮化物烧结基板与铜板介由厚度0.01～1μm的接合层接合而成，所述接合层包含反应性金属的氮化物，是不使用活性金属钎焊法而形成的接合层，且所述层叠体具有从面的中心到周缘的最短长度为50mm以上的大小，在将所述层叠体沿层叠方向切断而成的切断面测定的、在所述金属氮化物烧结基板与铜板的接合界面附近确认的直径1μm以上的孔隙的总长度L_B相对于该接合界面的测定长度L_I的比例即孔隙率X为0.50％以下。

2.根据权利要求1所述的电路基板用层叠体，其中，所述金属氮化物烧结基板的厚度t₁为0.2～1.0mm，所述铜板的厚度t₂相对于所述金属氮化物烧结基板的厚度t₁之比t₂/t₁为0.5～8。

3.根据权利要求1或2所述的电路基板用层叠体，其中，所述金属氮化物烧结基板为氮化硅烧结基板。

4.根据权利要求1或2所述的电路基板用层叠体，其中，从所述铜板与接合层的界面起、至铜板的厚度方向上20μm的区域中的银的浓度为3质量％以下。