JP2003007939A - ヒートシンク付セラミック回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱サイクル寿命を延し、またヒートシンクの
放熱特性を良好に保つ。 【解決手段】 セラミック基板１３の両面には第１及び
第２アルミニウム板２１，２２がＡｌ系の第１及び第２
ろう材層１１，１２を介してそれぞれ積層接着され、第
１又は第２アルミニウム板２１，２２にはヒートシンク
１５が積層接着される。上記ヒートシンク１５は、銅板
１６と、この銅板１６の一方の面に圧延により積層接着
された第３アルミニウム板２３とにより構成され、この
第３アルミニウム板２３は第１又は第２アルミニウム板
２１，２２に直接積層接着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワーモジュール
用基板等の半導体装置のセラミック回路基板に関する。
更に詳しくは半導体チップ等の発熱体から発生する熱を
放散させるヒートシンクを有するヒートシンク付セラミ
ック回路基板及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のセラミック回路基板とし
て、セラミック基板がＡｌＮにより形成され、このセラ
ミック基板の両面に第１及び第２アルミニウム板がＡｌ
−Ｓｉ系ろう材を介して積層接着され、更に銅板により
形成されたヒートシンクが上記第１又は第２アルミニウ
ム板にはんだを介して積層接着されたものが知られてい
る。この回路基板では、第１及び第２アルミニウム板の
セラミック基板への積層接着は、第１アルミニウム板の
上にＡｌ−Ｓｉ系ろう材、セラミック基板、Ａｌ−Ｓｉ
系ろう材及び第２アルミニウム板を重ねた状態で、これ
らに０．０５〜０．５ＭＰａの圧力を加え、真空中で６
００〜６３０℃に加熱することにより行われ、第２アル
ミニウム板はエッチンクにより所定のパターンの回路と
なる。この後にヒートシンクが第１アルミニウム板には
んだを介して積層接着され、第２アルミニウム板上に半
導体チップ等（図示せず）が搭載される。このように構
成されたセラミック回路基板では、半導体チップ等が発
した熱は第２アルミニウム板、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材、セ
ラミック基板、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材、第１アルミニウム
板及びはんだを介してヒートシンクの表面から放散され
るようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のセ
ラミック回路基板では、半導体チップ等の発熱及び非発
熱により、或いは周囲温度の変化により、回路基板が高
温と低温との間で繰返し変化する、即ち回路基板に熱サ
イクルが作用すると、セラミック回路基板とヒートシン
クとの熱膨張係数差による熱応力が発生するため、はん
だに歪みがたまって、はんだにクラックが発生するおそ
れがあった。また、上記従来のセラミック回路基板で
は、はんだの熱抵抗が高い、即ちはんだの熱伝導率が低
いため、セラミック回路基板上に搭載した半導体チップ
の温度が上昇して、半導体チップの動作不良やはんだ寿
命の低下を招くおそれもあった。本発明の目的は、熱サ
イクル寿命を延すことができ、ヒートシンクの放熱特性
を良好に保つことができる、ヒートシンク付セラミック
回路基板を提供することにある。本発明の別の目的は、
銅板とアルミニウム板とを直接積層接着しても、その界
面に金属間化合物が生成されるのを防止できる、ヒート
シンク付セラミック回路基板の製造方法を提供すること
にある。本発明の更に別の目的は、銅板とアルミニウム
板との間にシリカコーティング層を介装することによ
り、製造時に回路基板を高温雰囲気中に曝しても金属間
化合物の生成を防止できる、ヒートシンク付セラミック
回路基板の製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、セラミック基板１３と、セラミック
基板１３の両面にＡｌ系の第１及び第２ろう材層１１，
１２を介してそれぞれ積層接着された第１及び第２アル
ミニウム板２１，２２と、第１又は第２アルミニウム板
２１，２２に積層接着されたヒートシンク１５とを備え
たヒートシンク付セラミック回路基板の改良である。そ
の特徴ある構成は、ヒートシンク１５が、銅板１６と、
この銅板１６の一方の面に圧延又は圧接にて積層接着さ
れた第３アルミニウム板２３とにより構成され、第３ア
ルミニウム板２３が第１又は第２アルミニウム板２１，
２２に直接積層接着されたところにある。この請求項１
に記載されたヒートシンク付セラミック回路基板では、
ヒートシンク１５を第１又は第２アルミニウム板２１，
２２にはんだを用いずに直接積層接着したので、セラミ
ック回路基板１０に熱サイクルを作用させても、はんだ
にクラックが発生することはあり得ず、セラミック回路
基板１０の熱サイクル寿命を延すことができる。またヒ
ートシンク１５を第１又は第２アルミニウム板２１，２
２にはんだを用いずに直接積層接着しているため、熱抵
抗を低減できる。更にヒートシンク１５の大部分が銅板
１６により形成されているので、ヒートシンクをアルミ
ニウムにより形成した場合と比較して、熱膨張係数が低
くなり、熱サイクル寿命を更に延すことができる。

【０００５】請求項２に係る発明は、図２に示すよう
に、ヒートシンク１５が、銅板１６と、この銅板１６の
一方の面に溶射にて積層接着されたアルミニウム層３６
とにより構成され、アルミニウム層３６が第１又は第２
アルミニウム板２１，２２に直接積層接着されたことを
特徴とする。この請求項２に記載されたヒートシンク付
セラミック回路基板では、ヒートシンク３５を第１又は
第２アルミニウム板２１，２２にはんだを用いずに直接
積層接着したので、セラミック回路基板３０に熱サイク
ルを作用させても、はんだにクラックが発生することは
あり得ず、セラミック回路基板３０の熱サイクル寿命を
延すことができる。またヒートシンク３５を第１又は第
２アルミニウム板２１，２２にはんだを用いずに直接積
層接着しているため、熱抵抗を低減できる。更にヒート
シンク３５の大部分が銅板１６により形成されているの
で、ヒートシンクをアルミニウムにより形成した場合と
比較して、熱膨張係数が低くなり、熱サイクル寿命を更
に延すことができる。

【０００６】請求項３に係る発明は、図３に示すよう
に、ヒートシンク４５が、銅板１６と、この銅板１６の
少なくとも一方の面に形成されたシリカコーティング層
４６と、シリカコーティング層４６にＡｌ系の第３ろう
材層４３を介して積層接着された第４アルミニウム板５
４とにより構成され、第４アルミニウム板５４が第１又
は第２アルミニウム板２１，２２にＡｌ系の第４ろう材
層４４を介して積層接着されたことを特徴とする。この
請求項３に記載されたヒートシンク付セラミック回路基
板では、銅板１６を第４アルミニウム板５４にシリカコ
ーティング層４６及び第３ろう材層４３を介して積層接
着したので、第３ろう材層４３と銅板１６との間に金属
間化合物層が形成されることはない。この結果、セラミ
ック回路基板４０に熱サイクルを作用させても、金属間
化合物にクラックなどが生じることはあり得ないので、
セラミック回路基板４０の熱サイクル寿命を延すことが
できる。

【０００７】請求項４に係る発明は、図４に示すよう
に、ヒートシンク６５が、銅板１６と、この銅板１６の
全面に形成されたシリカコーティング層６６と、銅板１
６の全面をシリカコーティング層６６を介して覆うアル
ミニウム被覆体６７とにより構成され、アルミニウム被
覆体６７が第１又は第２アルミニウム板２１，２２にＡ
ｌ系の第４ろう材層４４を介して積層接着されたことを
特徴とする。この請求項４に記載されたヒートシンク付
セラミック回路基板では、銅板１６をシリカコーティン
グ層６６を介してアルミニウム被覆体６７により覆った
ので、アルミニウム被覆体６７と銅板１６との間に金属
間化合物層が形成されることはない。この結果、セラミ
ック回路基板６０に熱サイクルを作用させても、金属間
化合物にクラックなどが生じることはあり得ないので、
セラミック回路基板６０の熱サイクル寿命を延すことが
できる。

【０００８】請求項５に係る発明は、図５に示すよう
に、ヒートシンク７５が、銅板１６と、この銅板１６の
少なくとも一方の面に形成されたシリカコーティング層
４６とにより構成され、シリカコーティング層４６が第
１又は第２アルミニウム板２１，２２にＡｌ系の第４ろ
う材層４４を介して積層接着されたことを特徴とする。
この請求項５に記載されたヒートシンク付セラミック回
路基板では、銅板１６を第１又は第２アルミニウム板２
１，２２にシリカコーティング層４６及び第４ろう材層
４４を介して積層接着したので、第４ろう材層４４と銅
板１６との間に金属間化合物層が形成されることはな
い。この結果、セラミック回路基板７０に熱サイクルを
作用させても、金属間化合物にクラックなどが生じるこ
とはあり得ないので、セラミック回路基板７０の熱サイ
クル寿命を延すことができる。

【０００９】請求項６に係る発明は、図１に示すよう
に、セラミック基板１３の両面にＡｌ系の第１及び第２
ろう材層１１，１２を介して第１及び第２アルミニウム
板２１，２２をそれぞれ積層接着する工程と、銅板１６
の一方の面に圧延又は圧接にて第３アルミニウム板２３
を積層接着することによりヒートシンク１５を作製する
工程と、第３アルミニウム板２３を第１又は第２アルミ
ニウム板２１，２２に０〜４００℃の温度で直接積層接
着する工程とを含むヒートシンク付セラミック回路基板
の製造方法である。この請求項６に記載されたヒートシ
ンク付セラミック回路基板の製造方法では、第３アルミ
ニウム板２３を第１又は第２アルミニウム板２１，２２
に０〜４００℃という常温又は低温で直接積層接着した
ので、銅板１６と第３アルミニウム板２３との界面が反
応して金属間化合物が生成されることはなく、従って銅
板１６と第３アルミニウム板２３とが剥離することはな
い。

【００１０】請求項７に係る発明は、図２に示すよう
に、セラミック基板１３の両面にＡｌ系の第１及び第２
ろう材１１，１２を介して第１及び第２アルミニウム板
２１，２２をそれぞれ積層接着する工程と、銅板１６の
一方の面に溶射にてアルミニウム層３６を積層接着する
ことによりヒートシンク３５を作製する工程と、アルミ
ニウム層３６を第１又は第２アルミニウム板２１，２２
に０〜４００℃の温度で直接積層接着する工程とを含む
ヒートシンク付セラミック回路基板の製造方法である。
この請求項７に記載されたヒートシンク付セラミック回
路基板の製造方法では、アルミニウム層３６を第１又は
第２アルミニウム板２１，２２に０〜４００℃という常
温又は低温で直接積層接着したので、銅板１６とアルミ
ニウム層３６との界面が反応して金属間化合物が生成さ
れることはなく、従って銅板１６と第３アルミニウム板
２３とが剥離することはない。

【００１１】請求項８に係る発明は、図３に示すよう
に、セラミック基板１３の両面にＡｌ系の第１及び第２
ろう材層１１，１２を介して第１及び第２アルミニウム
板２１，２２をそれぞれ積層接着する工程と、銅板１６
の少なくとも一方の面にシリカコーティング層４６を形
成する工程と、シリカコーティング層４６を第１又は第
２アルミニウム板２１，２２にＡｌ系の第３ろう材４
３、第４アルミニウム板５４及びＡｌ系の第４ろう材層
４４を介して６００〜６３０℃の温度で積層接着する工
程とを含むヒートシンク付セラミック回路基板の製造方
法である。この請求項８に記載されたヒートシンク付セ
ラミック回路基板の製造方法では、第３及び第４ろう材
層４３，４４を用いて各部材を積層接着するときに、セ
ラミック回路基板４０全体が６００〜６３０℃という高
温雰囲気に曝されるけれども、銅板１６と第３ろう材層
４３との間にシリカコーティング層４６が介装されてい
る、即ち銅板１６と第３ろう材層４３とが直接接触して
いないので、銅板１６と第３ろう材層４３との界面が反
応して金属間化合物が生成されることはなく、従って銅
板１６と第３ろう材層４３とが剥離することはない。

【００１２】請求項９に係る発明は、図４に示すよう
に、セラミック基板１３の両面にＡｌ系の第１及び第２
ろう材１１，１２を介して第１及び第２アルミニウム板
を２１，２２それぞれ積層接着する工程と、銅板１６の
全面にシリカコーティング層６６を形成した後に銅板１
６の全面をアルミニウム被覆体６７で被覆する工程と、
アルミニウム被覆体６７を第１又は第２アルミニウム板
２１，２２にＡｌ系の第４ろう材層４４を介して６００
〜６３０℃の温度で積層接着する工程とを含むヒートシ
ンク付セラミック回路基板の製造方法である。この請求
項９に記載されたヒートシンク付セラミック回路基板の
製造方法では、アルミニウム被覆体６７を第１又は第２
アルミニウム板２１，２２に第４ろう材層４４を用いて
積層接着するときに、セラミック回路基板６０全体が６
００〜６３０℃という高温雰囲気に曝されるけれども、
銅板１６とアルミニウム被覆体６７との間にシリカコー
ティング層６６が介装されている、即ち銅板１６とアル
ミニウム被覆体６７とが直接接触していないので、銅板
１６とアルミニウム被覆体６７との界面が反応して金属
間化合物が生成されることはなく、従って銅板１６とア
ルミニウム被覆体６７とが剥離することはない。

【００１３】請求項１０に係る発明は、図５に示すよう
に、セラミック基板１３の両面にＡｌ系の第１及び第２
ろう材層１１，１２を介して第１及び第２アルミニウム
板２１，２２をそれぞれ積層接着する工程と、銅板１６
の少なくとも一方の面にシリカコーティング層４６を形
成する工程と、シリカコーティング層４６を第１又は第
２アルミニウム板２１，２２にＡｌ系の第４ろう材層４
４を介して６００〜６３０℃の温度で積層接着する工程
とを含むヒートシンク付セラミック回路基板の製造方法
である。この請求項１０に記載されたヒートシンク付セ
ラミック回路基板の製造方法では、シリカコーティング
層４６を第１又は第２アルミニウム板２１，２２に第４
ろう材層４４を用いて積層接着するときに、セラミック
回路基板７０全体が６００〜６３０℃という高温の雰囲
気に曝されるけれども、銅板１６と第４ろう材層４４と
の間にシリカコーティング層４６が介装されている、即
ち銅板１６と第４ろう材層４４とが直接接触していない
ので、銅板１６と第４ろう材層４４との界面が反応して
金属間化合物が生成されることはなく、従って銅板１６
と第４ろう材層４４とが剥離することはない。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施の形態を
図面に基づいて説明する。図１に示すように、セラミッ
ク回路基板１０は、ＡｌＮにより形成されたセラミック
基板１３と、このセラミック基板１３の両面にＡｌ系の
第１及び第２ろう材層１１，１２を介してそれぞれ積層
接着された第１及び第２アルミニウム板２１，２２と、
第１アルミニウム板２１に積層接着されたヒートシンク
１５とを備える。第１及び第２アルミニウム板２１，２
２はＡｌの純度が９９．５％以上、好ましくは９９．９
８％以上の高純度のＡｌ合金により形成され、第１及び
第２ろう材層１１，１２は８０〜９８重量％のＡｌと、
１５〜２重量％のＳｉと、５〜０重量％のその他の成分
との合金により形成される。

【００１５】またヒートシンク１５は、銅板１６と第３
アルミニウム板２３のクラッド材により形成される。即
ち、ヒートシンク１５は上記銅板１６と、この銅板１６
の上面に圧延又は圧接にて積層接着された第３アルミニ
ウム板２３とにより構成される。上記銅板１６はＣｕの
純度が９５％以上、好ましくは９９．５％以上の高純度
のＣｕ合金により１．５〜３．０ｍｍの厚さに形成さ
れ、第３アルミニウム板２３はＡｌの純度が９９．５％
以上、好ましくは９９．９８％以上の高純度のＡｌ合金
により０．２〜１．５ｍｍの厚さに形成される。また上
記圧延は熱をかけない冷間圧延であり、上記圧接は熱を
かけないプレス加工機を用いた圧接である。更に第３ア
ルミニウム板２３は第１アルミニウム板２１の表面に直
接積層接着される。

【００１６】このように構成されたヒートシンク付セラ
ミック回路基板１０の製造方法を説明する。先ず第１ア
ルミニウム板２１の上に第１ろう材層１１、セラミック
基板１３、第２ろう材層１２及び第２アルミニウム板２
２を重ねた状態で、これらに０．０５〜０．５ＭＰａの
圧力を加え、真空中又は非酸化性雰囲気中で６００〜６
３０℃に加熱する。積層接着後、第２アルミニウム板２
２をエッチング法により所定のパターンの回路に形成す
る。なお、上記非酸化性雰囲気には、アルゴンガス雰囲
気、窒素ガス雰囲気などがある。次に銅板１６と第３ア
ルミニウム板２３とをそれぞれ表面洗浄して酸化物層を
除去した後に、圧延又は圧接により銅板１６と第３アル
ミニウム板２３のクラッド材を作製する。このクラッド
材を所定の寸法に切断することによりヒートシンク１５
が得られる。更に第３アルミニウム板２３を上側にした
ヒートシンク１５の上に、第１アルミニウム板２１を下
側にしたセラミック基板１３を重ね、これらに０．０５
〜０．５ＭＰａの圧力を加え、常温（０〜５０℃）の大
気雰囲気中で超音波接合する。これにより第１及び第３
アルミニウム板２１，２３中のＡｌ合金が溶融してヒー
トシンク１５が第１アルミニウム板２１に積層接着され
る。また超音波接合時には第３アルミニウム板２３と第
１アルミニウム板２１との界面は比較的高温になるけれ
ども、銅板１６と第３アルミニウム板２３との界面は０
〜４００℃、好ましくは０〜３００℃という常温又は低
温に保たれるので、銅板１６と第３アルミニウム板２３
とが反応して金属間化合物が生成されることはない。従
って、銅板１６と第３アルミニウム板２３とが剥離する
ことはない。

【００１７】このように製造されたヒートシンク付セラ
ミック回路基板１０では、ヒートシンク１５を第１アル
ミニウム板２１にはんだを用いずに直接積層接着してい
るので、はんだにクラックが発生することはあり得ず、
熱サイクル寿命を延すことができるともに、熱抵抗を低
減できる。またヒートシンク１５の大部分が熱伝導率の
高い銅板１６であるので、ヒートシンク１５の放熱特性
を向上できるとともに、ヒートシンクをアルミニウムに
より形成した場合と比較して、熱膨張係数が低くなるの
で、熱サイクル寿命を更に延すことができる。

【００１８】図２は本発明の第２の実施の形態を示す。
図２において図１と同一符号は同一部品を示す。この実
施の形態では、ヒートシンク３５が、銅板１６と、この
銅板１６の表面に溶射にてアルミニウム層３６が形成さ
れる。上記銅板１６はＣｕの純度が９５％以上、好まし
くは９９．５％以上の高純度のＣｕ合金により１．５〜
３．０ｍｍの厚さに形成され、アルミニウム層３６はＡ
ｌの純度が９９．５％以上、好ましくは９９．９８％以
上の高純度のＡｌ合金により０．２〜１．５ｍｍの厚さ
に形成される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構
成される。

【００１９】このように構成されたヒートシンク付セラ
ミック回路基板３０の製造方法を説明する。先ず第１ア
ルミニウム板２１の上に第１ろう材層１１、セラミック
基板１３、第２ろう材層１２及び第２アルミニウム板２
２を重ねた状態で、これらに０．０５〜０．５ＭＰａの
圧力を加え、真空中又は非酸化性雰囲気中で６００〜６
３０℃に加熱する。積層接着後、第２アルミニウム板２
２をエッチング法により所定のパターンの回路に形成す
る。次に銅板１６を表面洗浄して酸化物層を除去した後
に、アルミニウムを非酸化性雰囲気中で銅板１６の上面
に溶射することにより、銅板１６の上面にアルミニウム
層３６を形成する。更にアルミニウム層３６を上側にし
たヒートシンク３５の上に、第１アルミニウム板２１を
下側にしたセラミック基板１３を重ね、これらに０．０
５〜０．５ＭＰａの圧力を加え、常温（０〜５０℃）の
大気雰囲気中で超音波接合する。これにより第１アルミ
ニウム板２１及びアルミニウム層３６中のＡｌ合金が溶
融してヒートシンク３５が第１アルミニウム板２１に積
層接着される。上記超音波接合時にはアルミニウム層３
６と第１アルミニウム板２１との界面は比較的高温にな
るけれども、銅板１６とアルミニウム層３６との界面は
０〜４００℃、好ましくは０〜３００℃という常温又は
低温に保たれるので、銅板１６とアルミニウム層３６と
が反応して金属間化合物が生成されることはない。従っ
て、銅板１６とアルミニウム層３６とが剥離することは
ない。このように製造されたヒートシンク付セラミック
回路基板３０の動作は第１の実施の形態の動作と略同様
であるので、繰返しの説明を省略する。

【００２０】図３は本発明の第３の実施の形態を示す。
図３において図１と同一符号は同一部品を示す。この実
施の形態では、ヒートシンク４６が、銅板１６と、この
銅板１６の少なくとも一方の面に形成されたシリカコー
ティング層４６と、シリカコーティング層４６の表面に
Ａｌ系の第３ろう材４３を介して積層接着された第４ア
ルミニウム板５４とにより構成される。銅板１６はＣｕ
の純度が９５％以上、好ましくは９９．５％以上の高純
度のＣｕ合金により１．５〜３．０ｍｍの厚さに形成さ
れ、第４アルミニウム板５４はＡｌの純度が９９．５％
以上、好ましくは９９．９８％以上の高純度のＡｌ合金
により０．２〜１．５ｍｍの厚さに形成される。またシ
リカコーティング層４６の厚さは５０ｎｍ〜２００μ
ｍ、好ましくは０．５μｍ〜２０μｍに形成される。シ
リカコーティング層４６の厚さを５０ｎｍ〜２００μｍ
の範囲に限定したのは、５０ｎｍ未満ではＣｕとＡｌと
の反応の抑制効果が乏しく、２００μｍを越えるとシリ
カコーティング層４６に割れが発生してＣｕとＡｌの反
応を抑制できなくなるからである。更に第４アルミニウ
ム板５４は第１アルミニウム板２１の表面にＡｌ系の第
４ろう材層４４を介して積層接着される。なお、第３及
び第４ろう材４３，４４は９０〜９５重量％のＡｌと、
５〜１０重量％のＳｉとの合金により形成される。上記
以外は第１の実施の形態と同一に構成される。

【００２１】このように構成されたヒートシンク付セラ
ミック回路基板４０の製造方法を説明する。先ず第１ア
ルミニウム板２１の上に第１ろう材層１１、セラミック
基板１３、第２ろう材層１２及び第２アルミニウム板２
２を重ねた状態で、これらに０．０５〜０．５ＭＰａの
圧力を加え、真空中又は非酸化性雰囲気中で６００〜６
３０℃に加熱する。積層接着後、第２アルミニウム板２
２をエッチング法により所定のパターンの回路に形成す
る。次いで銅板１６にシリカコーティング液をスピンコ
ートするか、或いは銅板１６をシリカコーティング液に
ディッピングして乾燥することにより、銅板１６の一方
の面或いは全面にシリカコーティング層４６を形成す
る。上記シリカコーティング液は、シリコンアルコキシ
ドを主成分とし、その他にジルコニウムアルコキシドが
混合される。シリカコーティング層４６の組成比は、シ
リカが５５〜１００重量％、好ましくは７０〜９５重量
％であり、ジルコニアが４５〜０重量％、好ましくは３
０〜５重量％である。次にシリカコーティング層４６を
上側にした銅板１６の上に、第３ろう材層４３、第４ア
ルミニウム板５４及び第４ろう材層４４を重ね、更に第
１アルミニウム板２１を下側にしたセラミック基板１３
を重ねる。この状態でこれらに０．０５〜０．５ＭＰａ
の圧力を加え、真空中又は非酸化性雰囲気中で６００〜
６３０℃に加熱して積層接着する。このときセラミック
回路基板４０全体が６００〜６３０℃という高温雰囲気
に曝されるけれども、銅板１６と第３ろう材層４３との
間にシリカコーティング層４６が介装されている、即ち
銅板１６と第３ろう材層４３とが直接接触していないの
で、銅板１６と第３ろう材層４３との界面が反応して金
属間化合物が生成されることはない。従って、銅板１６
と第３ろう材層４３とが剥離することはない。

【００２２】このように製造されたヒートシンク付セラ
ミック回路基板４０では、ヒートシンク４５を第１アル
ミニウム板２１に、はんだではなく第４ろう材層４４を
介して積層接着しているので、はんだにクラックが発生
することはあり得ず、セラミック回路基板４０の熱サイ
クル寿命を延すことができる。またヒートシンク４５の
大部分が熱伝導率の高い銅板１６であるので、ヒートシ
ンク４５の放熱特性を向上できる。更に銅板１６を第４
アルミニウム板５４にシリカコーティング層４６及び第
３ろう材層４３を介して積層接着したので、第３ろう材
層４３と銅板１６との間に金属間化合物層が形成される
ことはない。この結果、セラミック回路基板４０に熱サ
イクルを作用させても、金属間化合物にクラックなどが
生じることはあり得ないので、セラミック回路基板４０
の熱サイクル寿命を更に延すことができる。

【００２３】図４は本発明の第４の実施の形態を示す。
図４において図１と同一符号は同一部品を示す。この実
施の形態では、ヒートシンク６５が、銅板１６と、この
銅板１６の全面に形成されたシリカコーティング層４６
と、銅板１６の全面をシリカコーティング層６６を介し
て覆うアルミニウム被覆体６７とにより構成される。銅
板１６はＣｕの純度が９５％以上、好ましくは９９．５
％以上の高純度のＣｕ合金により１．５〜３．０ｍｍの
厚さに形成され、アルミニウム被覆体６７はＡｌの純度
が９９．５％以上、好ましくは９９．９８％以上の高純
度のＡｌ合金により０．２〜１．５ｍｍの厚さに形成さ
れる。またシリカコーティング層６６は第３の実施の形
態のシリカコーティング層と同一材質であり、その厚さ
も同一に形成される。更にアルミニウム被覆体６７は第
１アルミニウム板２１にＡｌ系の第４ろう材層４４を介
して積層接着される。上記以外は第１及び第３の実施の
形態と同一に構成される。

【００２４】このように構成されたヒートシンク付セラ
ミック回路基板６０の製造方法を説明する。先ず第１ア
ルミニウム板２１の上に第１ろう材層１１、セラミック
基板１３、第２ろう材層１２及び第２アルミニウム板２
２を重ねた状態で、これらに０．０５〜０．５ＭＰａの
圧力を加え、真空中又は非酸化性雰囲気中で６００〜６
３０℃に加熱する。積層接着後、第２アルミニウム板２
２をエッチング法により所定のパターンの回路に形成す
る。次いで銅板１６を第３の実施の形態と同一のシリカ
コーティング液にディッピングして乾燥することによ
り、銅板１６の全面にシリカコーティング層６６を形成
する。次に所定の型に、シリカコーティング層６６が形
成された銅板１６を収容し、この状態で型にＡｌの溶湯
を流し込んで冷却することにより、ヒートシンク６５を
作製する。更にヒートシンク６５の上に第４ろう材層４
４を重ね、この第４ろう材層４４の上に第１アルミニウ
ム板２１を下側にしたセラミック基板１３を重ねる。こ
の状態でこれらに０．０５〜０．５ＭＰａの圧力を加
え、真空中又は非酸化性雰囲気中で６００〜６３０℃に
加熱して積層接着する。このときセラミック回路基板６
０全体が６００〜６３０℃という高温雰囲気に曝される
けれども、銅板１６とアルミニウム被覆体６７との間に
シリカコーティング層６６が介装されている、即ち銅板
１６とアルミニウム被覆体６７とが直接接触していない
ので、銅板１６とアルミニウム被覆体６７との界面が反
応して金属間化合物が生成されることはない。従って、
銅板１６とアルミニウム被覆体６７とが剥離することは
ない。

【００２５】このように製造されたヒートシンク付セラ
ミック回路基板６０では、ヒートシンク６５を第１アル
ミニウム板２１に、はんだではなく第４ろう材層４４を
介して積層接着しているので、はんだにクラックが発生
することはあり得ず、セラミック回路基板６０の熱サイ
クル寿命を延すことができる。。またヒートシンク６５
の大部分が熱伝導率の高い銅板１６であるので、ヒート
シンク６５の放熱特性を向上できる。更に銅板１６をシ
リカコーティング層６６を介してアルミニウム被覆体６
７により覆ったので、アルミニウム被覆体６７と銅板１
６との間に金属間化合物層が形成されることはない。こ
の結果、セラミック回路基板６０に熱サイクルを作用さ
せても、金属間化合物にクラックなどが生じることはあ
り得ないので、セラミック回路基板６０の熱サイクル寿
命を更に延すことができる。

【００２６】図５は本発明の第５の実施の形態を示す。
図５において図１と同一符号は同一部品を示す。この実
施の形態では、ヒートシンク７５が、銅板１６と、この
銅板１６の少なくとも一方の面に形成されたシリカコー
ティング層４６とにより構成される。銅板１６はＣｕの
純度が９５％以上、好ましくは９９．５％以上の高純度
のＣｕ合金により１．５〜３．０ｍｍの厚さに形成され
る。またシリカコーティング層４６の厚さは５０ｎｍ〜
２００μｍ、好ましくは０．５μｍ〜２０μｍに形成さ
れる。更にシリカコーティング層４６は第１アルミニウ
ム板２１にＡｌ系の第４ろう材層４４を介して積層接着
される。上記以外は第１及び第３の実施の形態と同一に
構成される。

【００２７】このように構成されたヒートシンク付セラ
ミック回路基板７０の製造方法を説明する。先ず第１ア
ルミニウム板２１の上に第１ろう材層１１、セラミック
基板１３、第２ろう材層１２及び第２アルミニウム板２
２を重ねた状態で、これらに０．０５〜０．５ＭＰａの
圧力を加え、真空中又は非酸化性雰囲気中で６００〜６
３０℃に加熱する。積層接着後、第２アルミニウム板２
２をエッチング法により所定のパターンの回路に形成す
る。次いで銅板１６に第３の実施の形態と同一のシリカ
コーティング液をスピンコートするか、或いは銅板１６
をシリカコーティング液にディッピングして乾燥するこ
とにより、銅板１６の一方の面或いは全面にシリカコー
ティング層４６を形成する。次にシリカコーティング層
４６を上側にした銅板１６の上に第４ろう材層４４を重
ね、更に第１アルミニウム板２１を下側にしたセラミッ
ク基板１３を重ねる。この状態でこれらに０．０５〜
０．５ＭＰａの圧力を加え、真空中又は非酸化性雰囲気
中で６００〜６３０℃に加熱して積層接着する。このと
き、セラミック回路基板７０全体が６００〜６３０℃と
いう高温の雰囲気に曝されるけれども、銅板１６と第４
ろう材層４４との間にシリカコーティング層４６が介装
されている、即ち銅板１６と第４ろう材層４４とが直接
接触していないので、銅板１６と第４ろう材層４４との
界面が反応して金属間化合物が生成されることはない。
従って、銅板１６と第４ろう材層４４とが剥離すること
はない。

【００２８】このように製造されたヒートシンク付セラ
ミック回路基板７０では、ヒートシンク７５を第１アル
ミニウム板に、はんだではなく第４ろう材層４４を介し
て積層接着しているので、はんだにクラックが発生する
ことはあり得ず、セラミック回路基板７０の熱サイクル
寿命を延すことができる。またヒートシンク７５の大部
分が熱伝導率の高い銅板１６であるので、ヒートシンク
７５の放熱特性を向上できる。また銅板１６を第１アル
ミニウム板２１にシリカコーティング層４６及び第４ろ
う材層４４を介して積層接着したので、第４ろう材層４
４と銅板１６との間に金属間化合物層が形成されること
はない。この結果、セラミック回路基板７０に熱サイク
ルを作用させても、金属間化合物にクラックなどが生じ
ることはあり得ないので、セラミック回路基板７０の熱
サイクル寿命を更に延すことができる。更に第３の実施
の形態の第４アルミニウム板及び第３ろう材層を用いて
いないため、第１アルミニウム板２１からの熱が熱伝導
率の高い銅板１６に速やかに伝わる。この結果、この実
施の形態のヒートシンク７５は第３の実施の形態のヒー
トシンクより放熱特性が向上するとともに、部品点数及
び製造工数を低減することができる。

【００２９】なお、上記第１〜第５の実施の形態では、
セラミック基板をＡｌＮにより形成したが、セラミック
基板をＳｉ₃Ｎ₄又はＡｌ₂Ｏ₃により形成してもよい。ま
た、上記第１〜第５の実施の形態では、第２アルミニウ
ム板をエッチング法により所定のパターンの回路に形成
し、第１アルミニウム板にヒートシンクを直接又はＡｌ
系ろう材を介して積層接着したが、第１アルミニウム板
をエッチング法により所定のパターンの回路に形成し、
第２アルミニウム板にヒートシンクを直接又はＡｌ系ろ
う材を介して積層接着してもよい。更に、上記第１〜第
５の実施の形態では、第１〜第４ろう材層をＡｌ−Ｓｉ
系ろう材により形成したが、Ａｌ−Ｍｎ系ろう材、Ａｌ
−Ｃｕ系ろう材、Ａｌ−Ｇｅ系ろう材、Ａｌ−Ｍｇ系ろ
う材などにより形成してもよい。この場合、Ａｌ−Ｍｎ
系ろう材は９５〜９９．５重量％のＡｌと、２〜０．５
重量％のＭｎと、３〜０重量％のその他の成分との合金
であり、Ａｌ−Ｃｕ系ろう材は９０〜９９重量％のＡｌ
と、７〜１重量％のＣｕと、３〜０重量％のその他の成
分との合金であり、Ａｌ−Ｇｅ系ろう材は７２〜９５重
量％のＡｌと、２５〜５重量％のＧｅと、３〜０重量％
のその他の成分との合金であり、更にＡｌ−Ｍｇ系ろう
材は９０〜９７重量％のＡｌと、７〜３重量％のＭｇ
と、３〜０重量％のその他の成分との合金であることが
好ましい。

【００３０】

【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく
説明する。 ＜実施例１＞図１に示すように、予め純度が９９．９８
％であって、縦×横×厚さが３０×３０×０．４ｍｍで
ある第１及び第２アルミニウム板２１，２２と、ＡｌＮ
により縦×横×厚さが３０×３０×０．６３５ｍｍに形
成されたセラミック基板１３と、Ａｌ：Ｓｉが９３重量
％：７重量％であるＡｌ−Ｓｉ系の第１及び第２ろう材
層１１，１２とを用意した。また純度が９９．９８％で
あって厚さが０．４ｍｍである第３アルミニウム板２３
と、純度が９９．５％であって厚さが３ｍｍである銅板
１６とを用意した。

【００３１】先ず上記第１アルミニウム板２１の上に第
１ろう材層１１、セラミック基板１３、第２ろう材層１
２及び第２アルミニウム板２２を重ねた状態で、これら
に０．２ＭＰａの圧力を加え、真空中で６３０℃に加熱
した。積層接着後、第２アルミニウム板２２をエッチン
グ法により所定のパターンの回路に形成した。次に銅板
１６と第３アルミニウム板２３とをそれぞれ表面洗浄し
て酸化物層を除去した後に、冷間圧延により銅板１６と
第３アルミニウム板２３のクラッド材を作製し、このク
ラッド材を縦×横が５０×５０ｍｍである正方形板状に
切断してヒートシンク１５を得た。更に第３アルミニウ
ム板２３を上側にしたヒートシンク１５の上に、第１ア
ルミニウム板２１を下側にしたセラミック基板１３を重
ね、これらに０．０５ＭＰａの圧力を加え、３０℃の大
気雰囲気中で超音波接合した。このセラミック回路基板
１０を実施例１とした。

【００３２】＜実施例２＞図２に示すように、先ず実施
例１と同様にしてセラミック基板１３の両面に第１及び
第２アルミニウム板２１，２２を積層接着した後に、第
２アルミニウム板２２をエッチング法により所定のパタ
ーンの回路に形成した。次に実施例１と同一材質かつ同
一形状の銅板１６を表面洗浄して酸化物層を除去した後
に、アルミニウムを非酸化性雰囲気中で銅板１６の上面
に溶射することにより、銅板１６の上面にアルミニウム
層３６を形成した。更にアルミニウム層３６を上側にし
たヒートシンク３５の上に、第１アルミニウム板２１を
下側にしたセラミック基板１３を重ね、実施例１と同様
に超音波接合した。このセラミック回路基板３０を実施
例２とした。

【００３３】＜実施例３＞図３に示すように、先ず実施
例１と同様にしてセラミック基板１３の両面に第１及び
第２アルミニウム板２１，２２を積層接着した後に、第
２アルミニウム板２２をエッチング法により所定のパタ
ーンの回路に形成した。次いで銅板１６にシリカコーテ
ィング液をスピンコートして乾燥することにより、銅板
１６の一方の面にシリカコーティング層４６を形成し
た。このシリカコーティング層４６の組成比は、シリカ
が８０重量％であってジルコニアが２０重量％であっ
た。次にシリカコーティング層４６を上側にした銅板１
６の上に、第３ろう材層４３（Ａｌ：Ｓｉ＝９３重量
％：７重量％）、第４アルミニウム板５４及び第４ろう
材層４４（Ａｌ：Ｓｉ＝９３重量％：７重量％）を重
ね、更に第１アルミニウム板２１を下側にしたセラミッ
ク基板１３を重ねた。この状態でこれらに０．２ＭＰａ
の圧力を加え、真空中で６３０℃に加熱して積層接着し
た。このセラミック回路基板４０を実施例３とした。

【００３４】＜実施例４＞図４に示すように、先ず実施
例１と同様にしてセラミック基板１３の両面に第１及び
第２アルミニウム板２１，２２を積層接着した後に、第
２アルミニウム板２２をエッチング法により所定のパタ
ーンの回路に形成した。次いで銅板１６を実施例３と同
一のシリカコーティング液にディッピングして乾燥する
ことにより、銅板１６の全面にシリカコーティング層６
６を形成した。次にこの銅板１６を型に収容した状態で
型にＡｌの溶湯を流し込んで冷却し、ヒートシンク６５
を作製した。更にヒートシンク６５の上に第４ろう材層
４４を重ね、この第４ろう材層４４の上に第１アルミニ
ウム板２１を下側にしたセラミック基板１３を重ねた。
この状態でこれらに０．２ＭＰａの圧力を加え、真空中
で６３０℃に加熱して積層接着した。このセラミック回
路基板６０を実施例４とした。

【００３５】＜実施例５＞図５に示すように、先ず実施
例１と同様にしてセラミック基板１３の両面に第１及び
第２アルミニウム板２１，２２を積層接着した後に、第
２アルミニウム板２２をエッチング法により所定のパタ
ーンの回路に形成した。次いで銅板１６に第３の実施の
形態と同一のシリカコーティング液をスピンコートして
乾燥することにより、銅板１６の一方の面にシリカコー
ティング層４６を形成した。次にシリカコーティング層
４６を上側にした銅板１６の上に第４ろう材層４４を重
ね、更に第１アルミニウム板２１を下側にしたセラミッ
ク基板１３を重ねた。この状態でこれらに０．２ＭＰａ
の圧力を加え、真空中で６３０℃に加熱して積層接着し
た。このセラミック回路基板７０を実施例５とした。

【００３６】＜実施例６＞Ａｌ：Ｍｎが９８．５重量
％：１．５重量％であるＡｌ−Ｍｎ系の第１及び第２ろ
う材層を用いたことを除いて、実施例１と同様にしてセ
ラミック回路基板を作製した。このセラミック回路基板
を実施例６とした。 ＜実施例７＞Ａｌ：Ｃｕが９５．５重量％：４．５重量
％であるＡｌ−Ｃｕ系の第１及び第２ろう材層を用いた
ことを除いて、実施例１と同様にしてセラミック回路基
板を作製した。このセラミック回路基板を実施例７とし
た。 ＜実施例８＞Ａｌ：Ｇｅが８５重量％：１５重量％であ
るＡｌ−Ｇｅ系の第１及び第２ろう材層を用いたことを
除いて、実施例１と同様にしてセラミック回路基板を作
製した。このセラミック回路基板を実施例８とした。 ＜実施例９＞Ａｌ：Ｍｇが９５重量％：５重量％である
Ａｌ−Ｍｇ系の第１及び第２ろう材層を用いたことを除
いて、実施例１と同様にしてセラミック回路基板を作製
した。このセラミック回路基板を実施例９とした。

【００３７】＜比較例１＞先ず実施例１と同様にしてセ
ラミック基板の両面に第１及び第２アルミニウム板を積
層接着した後に、第２アルミニウム板をエッチング法に
より所定のパターンの回路に形成した。次いで第２アル
ミニウム板上にニッケルめっきを施した後に、このニッ
ケルめっき上にＰｂ−１０Ｓｎはんだを用いて半導体チ
ップ（縦×横：１０ｍｍ×１０ｍｍ）をダイボンドし
た。次に実施例１と同一の銅板からなるヒートシンクの
上にろう材層としてＰｂ−Ｓｎ共晶はんだを重ね、この
Ｐｂ−Ｓｎ共晶はんだの上に、第１アルミニウム板を下
側にしてセラミック基板を重ねて積層接着した。更にＡ
ｌワイヤを用いて半導体チップと第２アルミニウム板と
をワイヤボンディングした。この半導体チップを搭載し
たセラミック回路基板を比較例１とした。

【００３８】＜比較試験及び評価＞実施例１〜９のセラ
ミック回路基板の第２アルミニウム板上にニッケルめっ
きを施し、このニッケルめっき上にＰｂ−１０Ｓｎはん
だを用いて半導体チップ（縦×横：１０ｍｍ×１０ｍ
ｍ）をダイボンドし、更にＡｌワイヤを用いて半導体チ
ップと第２アルミニウム板とをワイヤボンディングし
て、セラミック回路基板上に半導体チップを搭載した。
上記実施例１〜９及び比較例１の半導体チップを搭載し
たセラミック回路基板について、−４０℃から１２５℃
までの昇温及び１２５℃から−４０℃までの降温を１サ
イクルとする温度サイクル試験を３０００回行った。ま
た温度サイクル試験前の半導体チップとヒートシンク裏
面との間の熱抵抗（℃／Ｗ）を測定し、３０００サイク
ルの温度サイクル試験後の半導体チップとヒートシンク
裏面との間の熱抵抗を測定した。なお、３０００サイク
ルの温度サイクル試験後の熱抵抗は温度サイクル試験前
の熱抵抗からの上昇率（％）で示した。また回路基板及
びヒートシンク間の界面の信頼性は剥離の有無で評価し
た。これらの結果を、各ろう材層の材質とともに表１に
示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１から明らかなように、比較例１では、
サイクル試験後の熱抵抗が１００％以上も上昇したのに
対し、実施例１〜９では、３．０〜４．２％と僅かしか
上昇しなかった。また比較例１では１０００サイクルま
でに回路基板及びヒートシンク間の界面（はんだ部）で
剥離したが、実施例１〜９では３０００サイクルでも回
路基板及びヒートシンク間の界面で剥離しなかった。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ヒ
ートシンクを、銅板と、この銅板の一方の面に圧延によ
り積層接着された第３アルミニウム板とにより構成し、
この第３アルミニウム板を第１又は第２アルミニウム板
に直接積層接着したので、はんだにクラックが発生する
ことはあり得ず、セラミック回路基板の熱サイクル寿命
を延すことができるとともに、熱抵抗を低減できる。ま
たヒートシンクの大部分が熱伝導率の高い銅板により形
成したので、ヒートシンクの放熱特性を良好に保つこと
ができるとともに、ヒートシンクをアルミニウムにより
形成した場合と比較して、熱膨張係数が低くなり、熱サ
イクル寿命を更に延すことができる。またヒートシンク
を、銅板と、この銅板の一方の面に溶射により積層接着
されたアルミニウム層とにより構成し、このアルミニウ
ム層を第１又は第２アルミニウム板に直接積層接着すれ
ば、上記と同様の効果が得られる。

【００４２】またヒートシンクを、銅板と、この銅板の
少なくとも一方の面に形成されたシリカコーティング層
と、シリカコーティング層の表面にＡｌ系の第３ろう材
層を介して積層接着された第４アルミニウム板とにより
構成し、第４アルミニウム板を第１又は第２アルミニウ
ム板にＡｌ系の第４ろう材層を介して積層接着すれば、
第３ろう材層と銅板との間に金属間化合物層が形成され
ることはない。この結果、セラミック回路基板に熱サイ
クルを作用させても、金属間化合物にクラックなどが生
じることはあり得ないので、セラミック回路基板の熱サ
イクル寿命を延すことができる。またヒートシンクを、
銅板と、この銅板の全面に形成されたシリカコーティン
グ層と、銅板の全面をシリカコーティング層を介して覆
うアルミニウム被覆体とにより構成し、アルミニウム被
覆体を第１又は第２アルミニウム板にＡｌ系の第４ろう
材を介して積層接着すれば、アルミニウム被覆体と銅板
との間に金属間化合物層が形成されることはない。この
結果、セラミック回路基板に熱サイクルを作用させて
も、金属間化合物にクラックなどが生じることはあり得
ないので、セラミック回路基板の熱サイクル寿命を延す
ことができる。

【００４３】またヒートシンクを、銅板と、この銅板の
少なくとも一方の面に形成されたシリカコーティング層
とにより構成され、シリカコーティング層を第１又は第
２アルミニウム板にＡｌ系の第４ろう材を介して積層接
着すれば、第４ろう材層と銅板との間に金属間化合物層
が形成されることはない。この結果、セラミック回路基
板に熱サイクルを作用させても、金属間化合物にクラッ
クなどが生じることはあり得ないので、セラミック回路
基板の熱サイクル寿命を延すことができる。またセラミ
ック基板の両面にＡｌ系の第１及び第２ろう材層を介し
て第１及び第２アルミニウム板をそれぞれ積層接着し、
銅板の一方の面に圧延にて第３アルミニウム板を積層接
着することによりヒートシンクを作製し、第３アルミニ
ウム板を第１又は第２アルミニウム板に０〜４００℃の
温度で直接積層接着すれば、銅板と第３アルミニウム板
との界面が反応して金属間化合物が生成されることはな
く、従って銅板と第３アルミニウム板とが剥離すること
はない。

【００４４】またセラミック基板の両面にＡｌ系の第１
及び第２ろう材を介して第１及び第２アルミニウム板を
それぞれ積層接着し、銅板の一方の面に溶射にてアルミ
ニウム層を積層接着することによりヒートシンクを作製
し、アルミニウム層を第１又は第２アルミニウム板に０
〜４００℃の温度で直接積層接着すれば、銅板とアルミ
ニウム層との界面が反応して金属間化合物が生成される
ことはなく、従って銅板とアルミニウム層とが剥離する
ことはない。またセラミック基板の両面にＡｌ系の第１
及び第２ろう材層を介して第１及び第２アルミニウム板
をそれぞれ積層接着し、銅板の少なくとも一方の面にシ
リカコーティング層を形成し、シリカコーティング層を
第１又は第２アルミニウム板にＡｌ系の第３ろう材層、
第４アルミニウム板及びＡｌ系の第４ろう材層を介して
６００〜６３０℃の温度で積層接着すれば、回路基板全
体が６００〜６３０℃という高温雰囲気に曝されても、
銅板と第３ろう材層との間にシリカコーティング層が介
装されているので、銅板と第３ろう材層との界面が反応
して金属間化合物が生成されることはなく、従って銅板
と第３ろう材層とが剥離することはない。

【００４５】またセラミック基板の両面にＡｌ系の第１
及び第２ろう材層を介して第１及び第２アルミニウム板
をそれぞれ積層接着し、銅板の全面にシリカコーティン
グ層を形成した後に銅板の全面をアルミニウム被覆体で
被覆し、アルミニウム被覆体を第１又は第２アルミニウ
ム板にＡｌ系の第４ろう材層を介して６００〜６３０℃
の温度で積層接着すれば、回路基板全体が６００〜６３
０℃という高温雰囲気に曝されても、銅板とアルミニウ
ム被覆体との間にシリカコーティング層が介装されてい
るので、銅板とアルミニウム被覆体との界面が反応して
金属間化合物が生成されることはなく、従って銅板とア
ルミニウム被覆体とが剥離することはない。更にセラミ
ック基板の両面にＡｌ系の第１及び第２ろう材層を介し
て第１及び第２アルミニウム板をそれぞれ積層接着し、
銅板の少なくとも一方の面にシリカコーティング層を形
成し、シリカコーティング層を第１又は第２アルミニウ
ム板にＡｌ系の第４ろう材層を介して６００〜６３０℃
の温度で積層接着すれば、回路基板全体が６００〜６３
０℃という高温の雰囲気に曝されても、銅板と第４ろう
材層との間にシリカコーティング層が介装されているの
で、銅板と第４ろう材層との界面が反応して金属間化合
物が生成されることはなく、従って銅板と第４ろう材層
とが剥離することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施形態のヒートシンク付セラミッ
ク回路基板の断面図。

【図２】本発明第２実施形態のヒートシンク付セラミッ
ク回路基板の断面図。

【図３】本発明第３実施形態のヒートシンク付セラミッ
ク回路基板の断面図。

【図４】本発明第４実施形態のヒートシンク付セラミッ
ク回路基板の断面図。

【図５】本発明第５実施形態のヒートシンク付セラミッ
ク回路基板の断面図。

【符号の説明】

１０，３０，４０，６０，７０ セラミック回路基板 １１ 第１ろう材層 １２ 第２ろう材層 １３ セラミック基板 １５，３５，４５，６５，７５ ヒートシンク １６ 銅板 ２１ 第１アルミニウム板 ２２ 第２アルミニウム板 ２３ 第３アルミニウム板 ３６ アルミニウム層 ４３ 第３ろう材層 ４４ 第４ろう材層 ４６，６６ シリカコーティング層 ５４ 第４アルミニウム板 ６７ アルミニウム被覆体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｊ Ｆターム(参考） 4G026 BA16 BB27 BF20 BG22 BG25 BH07 5E322 AA11 AB06 FA05 5E338 AA01 AA02 AA18 BB71 BB75 CC01 EE02 5F036 AA01 BB01 BB08 BD01 BD03 BD13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック基板(13)と、前記セラミック
   基板(13)の両面にＡｌ系の第１及び第２ろう材層(11,1
   2)を介してそれぞれ積層接着された第１及び第２アルミ
   ニウム板(21,22)と、前記第１又は第２アルミニウム板
   (21,22)に積層接着されたヒートシンク(15)とを備えた
   ヒートシンク付セラミック回路基板において、 前記ヒートシンク(15)が、銅板(16)と、この銅板(16)の
   一方の面に圧延又は圧接にて積層接着された第３アルミ
   ニウム板(23)とにより構成され、 前記第３アルミニウム板(23)が前記第１又は第２アルミ
   ニウム板(21,22)に直接積層接着されたことを特徴とす
   るヒートシンク付セラミック回路基板。
2. 【請求項２】 セラミック基板(13)と、前記セラミック
   基板(13)の両面にＡｌ系の第１及び第２ろう材層(11,1
   2)を介してそれぞれ積層接着された第１及び第２アルミ
   ニウム板(21,22)と、前記第１又は第２アルミニウム板
   (21,22)に積層接着されたヒートシンク(35)とを備えた
   ヒートシンク付セラミック回路基板において、 前記ヒートシンク(35)が、銅板(16)と、この銅板(16)の
   一方の面に溶射にて積層接着されたアルミニウム層(36)
   とにより構成され、 前記アルミニウム層(36)が前記第１又は第２アルミニウ
   ム板(21,22)に直接積層接着されたことを特徴とするヒ
   ートシンク付セラミック回路基板。
3. 【請求項３】 セラミック基板(13)と、前記セラミック
   基板(13)の両面にＡｌ系の第１及び第２ろう材層(11,1
   2)を介してそれぞれ積層接着された第１及び第２アルミ
   ニウム板(21,22)と、前記第１又は第２アルミニウム板
   (21,22)に積層接着されたヒートシンク(35)とを備えた
   ヒートシンク付セラミック回路基板において、 前記ヒートシンク(35)が、銅板(16)と、この銅板(16)の
   少なくとも一方の面に形成されたシリカコーティング層
   (46)と、前記シリカコーティング層(46)にＡｌ系の第３
   ろう材層(43)を介して積層接着された第４アルミニウム
   板(54)とにより構成され、 前記第４アルミニウム板(54)が前記第１又は第２アルミ
   ニウム板(21,22)にＡｌ系の第４ろう材層(44)を介して
   積層接着されたことを特徴とするヒートシンク付セラミ
   ック回路基板。
4. 【請求項４】 セラミック基板(13)と、前記セラミック
   基板(13)の両面にＡｌ系の第１及び第２ろう材層(11,1
   2)を介してそれぞれ積層接着された第１及び第２アルミ
   ニウム板(21,22)と、前記第１又は第２アルミニウム板
   (21,22)に積層接着されたヒートシンク(65)とを備えた
   ヒートシンク付セラミック回路基板において、 前記ヒートシンク(65)が、銅板(16)と、この銅板(16)の
   全面に形成されたシリカコーティング層(66)と、前記銅
   板(16)の全面をシリカコーティング層(66)を介して覆う
   アルミニウム被覆体(67)とにより構成され、 前記アルミニウム被覆体(67)が前記第１又は第２アルミ
   ニウム板(21,22)にＡｌ系の第４ろう材層(44)を介して
   積層接着されたことを特徴とするヒートシンク付セラミ
   ック回路基板。
5. 【請求項５】 セラミック基板(13)と、前記セラミック
   基板(13)の両面にＡｌ系の第１及び第２ろう材層(11,1
   2)を介してそれぞれ積層接着された第１及び第２アルミ
   ニウム板(21,22)と、前記第１又は第２アルミニウム板
   (21,22)に積層接着されたヒートシンク(75)とを備えた
   ヒートシンク付セラミック回路基板において、 前記ヒートシンク(75)が、銅板(16)と、この銅板(16)の
   少なくとも一方の面に形成されたシリカコーティング層
   (46)とにより構成され、 前記シリカコーティング層(46)が前記第１又は第２アル
   ミニウム板(21,22)にＡｌ系の第４ろう材層(44)を介し
   て積層接着されたことを特徴とするヒートシンク付セラ
   ミック回路基板。
6. 【請求項６】 セラミック基板(13)の両面にＡｌ系の第
   １及び第２ろう材層(11,12)を介して第１及び第２アル
   ミニウム板(21,22)をそれぞれ積層接着する工程と、 銅板(16)の一方の面に圧延又は圧接にて第３アルミニウ
   ム板(23)を積層接着することによりヒートシンク(15)を
   作製する工程と、 前記第３アルミニウム板(23)を前記第１又は第２アルミ
   ニウム板(21,22)に０〜４００℃の温度で直接積層接着
   する工程とを含むヒートシンク付セラミック回路基板の
   製造方法。
7. 【請求項７】 セラミック基板(13)の両面にＡｌ系の第
   １及び第２ろう材層(11,12)を介して第１及び第２アル
   ミニウム板(21,22)をそれぞれ積層接着する工程と、 銅板(16)の一方の面に溶射にてアルミニウム層(36)を積
   層接着することによりヒートシンク(35)を作製する工程
   と、 前記アルミニウム層(36)を前記第１又は第２アルミニウ
   ム板(21,22)に０〜４００℃の温度で直接積層接着する
   工程とを含むヒートシンク付セラミック回路基板の製造
   方法。
8. 【請求項８】 セラミック基板(13)の両面にＡｌ系の第
   １及び第２ろう材層(11,12)を介して第１及び第２アル
   ミニウム板(21,22)をそれぞれ積層接着する工程と、 銅板(16)の少なくとも一方の面にシリカコーティング層
   (46)を形成する工程と、 前記シリカコーティング層(46)を前記第１又は第２アル
   ミニウム板(21,22)にＡｌ系の第３ろう材層(43)、第４
   アルミニウム板(54)及びＡｌ系の第４ろう材層(44)を介
   して６００〜６３０℃の温度で積層接着する工程とを含
   むヒートシンク付セラミック回路基板の製造方法。
9. 【請求項９】 セラミック基板(13)の両面にＡｌ系の第
   １及び第２ろう材層(11,12)を介して第１及び第２アル
   ミニウム板(21,22)をそれぞれ積層接着する工程と、 銅板(16)の全面にシリカコーティング層(66)を形成した
   後に前記銅板(16)の全面をアルミニウム被覆体(67)で被
   覆する工程と、 前記アルミニウム被覆体(67)を前記第１又は第２アルミ
   ニウム板(21,22)にＡｌ系の第４ろう材層(44)を介して
   ６００〜６３０℃の温度で積層接着する工程とを含むヒ
   ートシンク付セラミック回路基板の製造方法。
10. 【請求項１０】 セラミック基板(13)の両面にＡｌ系の
    第１及び第２ろう材層(11,12)を介して第１及び第２ア
    ルミニウム板(21,22)をそれぞれ積層接着する工程と、 銅板(16)の少なくとも一方の面にシリカコーティング層
    (46)を形成する工程と、 前記シリカコーティング層(46)を前記第１又は第２アル
    ミニウム板(21,22)にＡｌ系の第４ろう材層(44)を介し
    て６００〜６３０℃の温度で積層接着する工程とを含む
    ヒートシンク付セラミック回路基板の製造方法。