JP2003192463A - 窒化物セラミックス銅回路基板 - Google Patents
窒化物セラミックス銅回路基板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒化物セラミックスから成る基板と銅から成
る金属回路板とを活性ろう材を介して接合する際、活性
ろう材が溶け広がり、この溶け広がった活性ろう材によ
って隣接する金属回路板間で電気的に短絡してしまう。 【解決手段】 窒化物セラミックスから成る基板１の表
面にそれぞれ活性ろう材３を介して銅から成る複数の金
属回路板４を接合して成る窒化物セラミックス銅回路基
板であって、活性ろう材３間に位置する基板１の表面に
窒化物セラミックスを酸化して成る酸化膜２が形成され
ている。
る金属回路板とを活性ろう材を介して接合する際、活性
ろう材が溶け広がり、この溶け広がった活性ろう材によ
って隣接する金属回路板間で電気的に短絡してしまう。 【解決手段】 窒化物セラミックスから成る基板１の表
面にそれぞれ活性ろう材３を介して銅から成る複数の金
属回路板４を接合して成る窒化物セラミックス銅回路基
板であって、活性ろう材３間に位置する基板１の表面に
窒化物セラミックスを酸化して成る酸化膜２が形成され
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーモジュール
用基板やスイッチングモジュール用基板等に代表され
る、大きな電流の流れを許容する窒化物セラミックス銅
回路基板に関する。
用基板やスイッチングモジュール用基板等に代表され
る、大きな電流の流れを許容する窒化物セラミックス銅
回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】パワーモジュール用基板やスイッチング
モジュール用基板等に代表される、大きな電流の流れを
許容する窒化物セラミックス銅回路基板は、一般に窒化
アルミニウムや窒化ケイ素に代表される窒化物セラミッ
クスから成る基板の表面に銅板から成る所定パターンの
金属回路板をろう付けすることにより形成されている。
モジュール用基板等に代表される、大きな電流の流れを
許容する窒化物セラミックス銅回路基板は、一般に窒化
アルミニウムや窒化ケイ素に代表される窒化物セラミッ
クスから成る基板の表面に銅板から成る所定パターンの
金属回路板をろう付けすることにより形成されている。
【０００３】このような窒化物セラミックス銅回路基板
は、まず、窒化物セラミックスから成る基板を準備し
て、その表面にペースト状のＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ等の活性
ろう材を介して所定の回路形状に形成した銅から成る金
属回路板を位置決め載置するとともに荷重を加え、次に
これら積層した基板、活性ろう材、および金属回路板を
真空炉中に投入するとともに所定の温度に昇温すること
により活性ろう材を溶融させ、基板および金属回路板と
活性ろう材との間に反応層を形成させて基板と金属回路
板とを接合することにより製作される。
は、まず、窒化物セラミックスから成る基板を準備し
て、その表面にペースト状のＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ等の活性
ろう材を介して所定の回路形状に形成した銅から成る金
属回路板を位置決め載置するとともに荷重を加え、次に
これら積層した基板、活性ろう材、および金属回路板を
真空炉中に投入するとともに所定の温度に昇温すること
により活性ろう材を溶融させ、基板および金属回路板と
活性ろう材との間に反応層を形成させて基板と金属回路
板とを接合することにより製作される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の窒化物セラミック銅回路基板においては、基板への
金属回路板の接合が、基板の表面に活性ろう材ペースト
を介して金属回路板を載置させた後、これを不活性雰囲
気中、活性ろう材ペーストの液層線温度以上の温度であ
る約900℃に加熱することによって行われていることか
ら、活性ろう材の量を多くすると活性ろう材ペーストが
大きく溶け広がり、この溶け広がった活性ろう材によっ
て隣接する金属回路板間で電気的に短絡してしまうとい
う問題点を有していた。
来の窒化物セラミック銅回路基板においては、基板への
金属回路板の接合が、基板の表面に活性ろう材ペースト
を介して金属回路板を載置させた後、これを不活性雰囲
気中、活性ろう材ペーストの液層線温度以上の温度であ
る約900℃に加熱することによって行われていることか
ら、活性ろう材の量を多くすると活性ろう材ペーストが
大きく溶け広がり、この溶け広がった活性ろう材によっ
て隣接する金属回路板間で電気的に短絡してしまうとい
う問題点を有していた。
【０００５】このような問題点を解決する手段として、
活性ろう材ペーストの量を少なくし、ろう材層の厚みを
薄くし、活性ろう材の広がりを抑制する手法がある。し
かしながら、活性ろう材ペーストの厚みを薄くすると、
窒化物セラミックスから成る基板の表面に金属回路板を
接合する際、窒化物セラミックス固有のうねり部を埋め
るための活性ろう材の量が不足し、基板と金属回路板と
の間にボイドが発生し、その結果、ろう付け強度の低下
や金属回路板上に実装される半導体素子の発熱によって
発生する熱サイクルによる金属回路板の剥がれの起点に
なるという問題点を有していた。
活性ろう材ペーストの量を少なくし、ろう材層の厚みを
薄くし、活性ろう材の広がりを抑制する手法がある。し
かしながら、活性ろう材ペーストの厚みを薄くすると、
窒化物セラミックスから成る基板の表面に金属回路板を
接合する際、窒化物セラミックス固有のうねり部を埋め
るための活性ろう材の量が不足し、基板と金属回路板と
の間にボイドが発生し、その結果、ろう付け強度の低下
や金属回路板上に実装される半導体素子の発熱によって
発生する熱サイクルによる金属回路板の剥がれの起点に
なるという問題点を有していた。
【０００６】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
案出されたものであり、活性ろう材の量が十分で窒化物
セラミックスから成る基板と銅からなる金属回路板との
接合が強固で、かつ金属回路板間で電気的に短絡の発生
しない窒化物セラミックス銅回路基板を提供することに
ある。
案出されたものであり、活性ろう材の量が十分で窒化物
セラミックスから成る基板と銅からなる金属回路板との
接合が強固で、かつ金属回路板間で電気的に短絡の発生
しない窒化物セラミックス銅回路基板を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化物セラミッ
クス銅回路基板は、窒化物セラミックスから成る基板の
表面にそれぞれ活性ろう材を介して銅から成る複数の金
属回路板を接合して成る窒化物セラミックス銅回路基板
であって、活性ろう材間に位置する基板の表面に窒化物
セラミックスを酸化して成る酸化膜が形成されているこ
とを特徴とするものである。
クス銅回路基板は、窒化物セラミックスから成る基板の
表面にそれぞれ活性ろう材を介して銅から成る複数の金
属回路板を接合して成る窒化物セラミックス銅回路基板
であって、活性ろう材間に位置する基板の表面に窒化物
セラミックスを酸化して成る酸化膜が形成されているこ
とを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明の窒化物セラミックス銅回路
基板は、上記構成において、酸化膜の厚みが0.2〜４μ
ｍであることを特徴とするものである。
基板は、上記構成において、酸化膜の厚みが0.2〜４μ
ｍであることを特徴とするものである。
【０００９】本発明の窒化物セラミックス銅回路基板に
よれば、活性ろう材間に位置する基板の表面に窒化物セ
ラミックスを酸化して成る酸化膜を形成したことから、
酸化膜の活性ろう材に対する濡れ性が窒化物セラミック
スの活性ろう材に対する濡れ性に対して悪いために、活
性ろう材が基板表面の銅から成る金属回路間に大きく溶
け広がることはなく、その結果、金属回路板間で電気的
に短絡することはない。
よれば、活性ろう材間に位置する基板の表面に窒化物セ
ラミックスを酸化して成る酸化膜を形成したことから、
酸化膜の活性ろう材に対する濡れ性が窒化物セラミック
スの活性ろう材に対する濡れ性に対して悪いために、活
性ろう材が基板表面の銅から成る金属回路間に大きく溶
け広がることはなく、その結果、金属回路板間で電気的
に短絡することはない。
【００１０】また、酸化膜の厚みを0.2〜４μｍとした
ことから、活性ろう材が金属回路板間に濡れ広がること
はなく、また、基板に酸化膜を強固に被着させることが
できる。
ことから、活性ろう材が金属回路板間に濡れ広がること
はなく、また、基板に酸化膜を強固に被着させることが
できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明を添付の図面に基づ
いて詳細に説明する。図１は、本発明の窒化物セラミッ
クス銅回路基板の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。この図において、１は窒化物セラミックスから成る
基板、２は酸化膜、３は活性ろう材、４は銅から成る金
属回路板である。
いて詳細に説明する。図１は、本発明の窒化物セラミッ
クス銅回路基板の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。この図において、１は窒化物セラミックスから成る
基板、２は酸化膜、３は活性ろう材、４は銅から成る金
属回路板である。
【００１２】窒化物セラミックスから成る基板１は、そ
の形状が正方形や長方形、あるいは略正方形や略長方形
であり、上面にそれぞれ活性ろう材３を介して銅から成
る複数の金属回路板４がろう付けされている。窒化物セ
ラミックスから成る基板１は、銅から成る金属回路板４
を支持する支持部材として機能し、窒化ケイ素や窒化ア
ルミニウム等の窒化物質焼結体で形成されている。
の形状が正方形や長方形、あるいは略正方形や略長方形
であり、上面にそれぞれ活性ろう材３を介して銅から成
る複数の金属回路板４がろう付けされている。窒化物セ
ラミックスから成る基板１は、銅から成る金属回路板４
を支持する支持部材として機能し、窒化ケイ素や窒化ア
ルミニウム等の窒化物質焼結体で形成されている。
【００１３】このような窒化物セラミックスから成る基
板１は、例えば基板１が窒化ケイ素から成る場合、窒化
ケイ素や酸化アルミニウム・酸化マグネシウム等の原料
粉末に酸化イットリウムや酸化セシウム・酸化サマリウ
ム・酸化エルビニウム・酸化イッテリビウム・酸化ルテ
ニウム等の希土類元素から成る焼結助剤粉末と適当な有
機バインダーや可塑剤・溶剤等とを添加混合して泥しょ
う物となすとともにこの泥しょう物を従来周知のドクタ
ーブレード法やカレンダーロール法を採用することによ
ってセラミックグリーンシート（セラミック生シート）
を形成し、次にセラミックグリーンシートに適当な打ち
抜き加工を施し所定形状となすとともに、必要に応じて
複数枚を積層して成形体となし、しかる後、これを窒素
雰囲気等の非酸化性雰囲気中、1600〜2000℃の高温で焼
成することによって製作される。
板１は、例えば基板１が窒化ケイ素から成る場合、窒化
ケイ素や酸化アルミニウム・酸化マグネシウム等の原料
粉末に酸化イットリウムや酸化セシウム・酸化サマリウ
ム・酸化エルビニウム・酸化イッテリビウム・酸化ルテ
ニウム等の希土類元素から成る焼結助剤粉末と適当な有
機バインダーや可塑剤・溶剤等とを添加混合して泥しょ
う物となすとともにこの泥しょう物を従来周知のドクタ
ーブレード法やカレンダーロール法を採用することによ
ってセラミックグリーンシート（セラミック生シート）
を形成し、次にセラミックグリーンシートに適当な打ち
抜き加工を施し所定形状となすとともに、必要に応じて
複数枚を積層して成形体となし、しかる後、これを窒素
雰囲気等の非酸化性雰囲気中、1600〜2000℃の高温で焼
成することによって製作される。
【００１４】また、窒化物セラミックスから成る基板１
は、その表面に銅から成る金属回路板４が活性ろう材３
を介してろう付けされている。
は、その表面に銅から成る金属回路板４が活性ろう材３
を介してろう付けされている。
【００１５】銅から成る金属回路板４は、例えば銅のイ
ンゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来
周知の金属加工法を施すことによって、厚さが500μｍ
程度で所定パターン形状に製作される。
ンゴット（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来
周知の金属加工法を施すことによって、厚さが500μｍ
程度で所定パターン形状に製作される。
【００１６】なお、このような銅から成る金属回路板４
は無酸素銅を用いると、無酸素銅はろう付けの際に銅の
表面が銅中に存在する酸素により酸化されることなく活
性ろう材３との濡れ性が良好となり、窒化物セラミック
スから成る基板１への活性ろう材３を介しての接合を強
固とすることができる。従って、銅から成る金属回路板
４はこれを無酸素銅で形成しておくことが好ましい。
は無酸素銅を用いると、無酸素銅はろう付けの際に銅の
表面が銅中に存在する酸素により酸化されることなく活
性ろう材３との濡れ性が良好となり、窒化物セラミック
スから成る基板１への活性ろう材３を介しての接合を強
固とすることができる。従って、銅から成る金属回路板
４はこれを無酸素銅で形成しておくことが好ましい。
【００１７】さらに、窒化物セラミックスから成る基板
１に銅から成る金属回路板４をろう付け取着する活性ろ
う材３は、基板１と金属回路板４とを接合する接合材と
しての作用をなし、例えば、銀ろう材（銀：72重量％、
銅：28重量％）に活性金属であるＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎ
ｂおよび／またはその水素化合物の少なくとも１種を２
〜５重量％添加したものが好適に使用され、また、これ
に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤を添加混合して
得た金属ペーストを基板１の表面に周知のスクリーン印
刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによっ
て窒化物セラミックスから成る基板１の表面に所定パタ
ーンに被着される。
１に銅から成る金属回路板４をろう付け取着する活性ろ
う材３は、基板１と金属回路板４とを接合する接合材と
しての作用をなし、例えば、銀ろう材（銀：72重量％、
銅：28重量％）に活性金属であるＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎ
ｂおよび／またはその水素化合物の少なくとも１種を２
〜５重量％添加したものが好適に使用され、また、これ
に適当な有機バインダー、可塑剤、溶剤を添加混合して
得た金属ペーストを基板１の表面に周知のスクリーン印
刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによっ
て窒化物セラミックスから成る基板１の表面に所定パタ
ーンに被着される。
【００１８】なお、活性金属の量が２重量％未満となる
と活性金属の絶対量が不足して活性ろう材３を基板１に
強固に接着させることができなくなる危険性があり、ま
た５重量％を超えると活性金属と基板１との間に脆弱な
反応層が厚く形成され、結果的に活性ろう材３と基板１
との接着強度が低下してしまう危険性がある。従って、
活性金属の添加量は２〜５重量％の範囲にしておくこと
が好ましい。
と活性金属の絶対量が不足して活性ろう材３を基板１に
強固に接着させることができなくなる危険性があり、ま
た５重量％を超えると活性金属と基板１との間に脆弱な
反応層が厚く形成され、結果的に活性ろう材３と基板１
との接着強度が低下してしまう危険性がある。従って、
活性金属の添加量は２〜５重量％の範囲にしておくこと
が好ましい。
【００１９】基板１への金属回路板４の接合は、基板１
上に金属回路板４を間に活性ろう材３を挟んで載置し、
次にこれを真空中もしくは不活性雰囲気中で所定温度
（約900℃）で加熱処理し、活性ろう材３を溶融すると
ともに基板１の上面と金属回路板４の下面とに接合させ
ることによって行われる。
上に金属回路板４を間に活性ろう材３を挟んで載置し、
次にこれを真空中もしくは不活性雰囲気中で所定温度
（約900℃）で加熱処理し、活性ろう材３を溶融すると
ともに基板１の上面と金属回路板４の下面とに接合させ
ることによって行われる。
【００２０】なお、本発明においては、窒化物セラミッ
クスから成る基板１に銅から成る金属回路板４を接合す
る前に、基板１の表面を酸化処理して、金属回路板４間
に位置する基板１の表面に、基板１を構成する窒化物セ
ラミックスを酸化してなる酸化膜２形成しておくことが
重要である。
クスから成る基板１に銅から成る金属回路板４を接合す
る前に、基板１の表面を酸化処理して、金属回路板４間
に位置する基板１の表面に、基板１を構成する窒化物セ
ラミックスを酸化してなる酸化膜２形成しておくことが
重要である。
【００２１】本発明の窒化物セラミックス銅回路基板に
よれば、活性ろう材３間に位置する基板１の表面に窒化
物セラミックスを酸化して成る酸化膜２を形成したこと
から、酸化膜の活性ろう材３に対する濡れ性が窒化物セ
ラミックスの活性ろう材３に対する濡れ性に対して悪い
ために、活性ろう材３が基板１表面の銅から成る金属回
路板４間に大きく溶け広がることはなく、その結果、金
属回路板４間で電気的に短絡することはない。また、活
性ろう材３が基板１表面の金属回路板４間に大きく溶け
広がることがないことから、活性ろう材３の量を多くす
ることができ、その結果、基板１と金属回路板４との接
合を強固なものとすることができるとともに基板１と金
属回路板４との間にボイドが発生することもない。
よれば、活性ろう材３間に位置する基板１の表面に窒化
物セラミックスを酸化して成る酸化膜２を形成したこと
から、酸化膜の活性ろう材３に対する濡れ性が窒化物セ
ラミックスの活性ろう材３に対する濡れ性に対して悪い
ために、活性ろう材３が基板１表面の銅から成る金属回
路板４間に大きく溶け広がることはなく、その結果、金
属回路板４間で電気的に短絡することはない。また、活
性ろう材３が基板１表面の金属回路板４間に大きく溶け
広がることがないことから、活性ろう材３の量を多くす
ることができ、その結果、基板１と金属回路板４との接
合を強固なものとすることができるとともに基板１と金
属回路板４との間にボイドが発生することもない。
【００２２】このような活性ろう材３間に位置する基板
１の表面の酸化膜２は、次に述べる方法により形成され
る。まず、窒化物セラミックスが例えば窒化ケイ素であ
る場合、あらかじめ基板１を大気中で1000〜1500℃の温
度で30〜120分間加熱することによって、窒化ケイ素の
成分であるケイ素と大気中の酸素とが結合してなる酸化
膜２が基板１の表面全体を覆うように形成される。次
に、銅から成る金属回路板４が活性ろう材３を介して接
合される領域の酸化膜２を除去する。酸化膜２の除去
は、ホーニング処理にて行えばよい。ホーニング処理と
しては、エッチング加工やプレス加工により酸化膜２を
除去したい部分の形状に加工したメタルマスク等の保護
マスクをあらかじめ準備し、次に、この保護マスクを酸
化膜２の形成された基板１上に固定し、しかる後、アル
ミナ球状粉末等の研磨剤を添加した水溶液等を用いてホ
ーニング処理を行うことにより、酸化膜２の不要な部
分、すなわち基板１表面の活性ろう材３を介して金属回
路板４が接合される部分の酸化膜２を除去することがで
きる。
１の表面の酸化膜２は、次に述べる方法により形成され
る。まず、窒化物セラミックスが例えば窒化ケイ素であ
る場合、あらかじめ基板１を大気中で1000〜1500℃の温
度で30〜120分間加熱することによって、窒化ケイ素の
成分であるケイ素と大気中の酸素とが結合してなる酸化
膜２が基板１の表面全体を覆うように形成される。次
に、銅から成る金属回路板４が活性ろう材３を介して接
合される領域の酸化膜２を除去する。酸化膜２の除去
は、ホーニング処理にて行えばよい。ホーニング処理と
しては、エッチング加工やプレス加工により酸化膜２を
除去したい部分の形状に加工したメタルマスク等の保護
マスクをあらかじめ準備し、次に、この保護マスクを酸
化膜２の形成された基板１上に固定し、しかる後、アル
ミナ球状粉末等の研磨剤を添加した水溶液等を用いてホ
ーニング処理を行うことにより、酸化膜２の不要な部
分、すなわち基板１表面の活性ろう材３を介して金属回
路板４が接合される部分の酸化膜２を除去することがで
きる。
【００２３】また、本発明の窒化物セラミックス銅回路
基板においては、酸化膜２の厚みを0.2〜４μｍの範囲
とすることが好ましい。酸化膜の厚みが0.2μｍ未満で
あると、活性ろう材３が酸化膜２の表面に広がってしま
う危険性があり、また、４μｍを超えると窒化物セラミ
ックスから成る基板１と酸化膜２の界面にクラック等が
生じてしまう危険性がある。従って、酸化膜２はその厚
みが0.2〜４μｍの範囲に特定される。
基板においては、酸化膜２の厚みを0.2〜４μｍの範囲
とすることが好ましい。酸化膜の厚みが0.2μｍ未満で
あると、活性ろう材３が酸化膜２の表面に広がってしま
う危険性があり、また、４μｍを超えると窒化物セラミ
ックスから成る基板１と酸化膜２の界面にクラック等が
生じてしまう危険性がある。従って、酸化膜２はその厚
みが0.2〜４μｍの範囲に特定される。
【００２４】また、金属回路板３の表面にニッケルから
成る、良導電性で、かつ耐蝕性および活性ろう材３との
濡れ性が良好な金属をめっき法により被着させておく
と、金属回路板３と外部電気回路との電気的接続を良好
と成すとともに金属回路板３に半導体素子等の電子部品
を強固に接着させることができる。
成る、良導電性で、かつ耐蝕性および活性ろう材３との
濡れ性が良好な金属をめっき法により被着させておく
と、金属回路板３と外部電気回路との電気的接続を良好
と成すとともに金属回路板３に半導体素子等の電子部品
を強固に接着させることができる。
【００２５】さらに、ニッケルめっき層は燐（Ｐ）を8
〜15重量％含有させたニッケル−燐のアモルファス合金
としておくとニッケル層の表面酸化を良好に防止するこ
とができる。なお、ニッケルめっき層に含有される燐が
８重量％未満となるとニッケルめっき層は酸化しやすい
ニッケル−燐の多結晶構造と成って金属回路板３に半導
体素子等の電子部品を半田等の接着材を介して強固に電
気的に接続することができず、また、15重量％を超える
とニッケルめっき層を形成する際、燐が単独に、また優
先的に析出してニッケル−燐のアモルファス合金を形成
することができなくなる。従って、ニッケルめっき層の
内部に含有される燐の量は8〜15重量％の範囲に特定さ
れ、好適には10〜15重量％の範囲がよい。
〜15重量％含有させたニッケル−燐のアモルファス合金
としておくとニッケル層の表面酸化を良好に防止するこ
とができる。なお、ニッケルめっき層に含有される燐が
８重量％未満となるとニッケルめっき層は酸化しやすい
ニッケル−燐の多結晶構造と成って金属回路板３に半導
体素子等の電子部品を半田等の接着材を介して強固に電
気的に接続することができず、また、15重量％を超える
とニッケルめっき層を形成する際、燐が単独に、また優
先的に析出してニッケル−燐のアモルファス合金を形成
することができなくなる。従って、ニッケルめっき層の
内部に含有される燐の量は8〜15重量％の範囲に特定さ
れ、好適には10〜15重量％の範囲がよい。
【００２６】なお、金属回路板３の表面に被着されるニ
ッケルめっき層は、その厚みが1.5μｍ未満の場合、金
属回路板３の表面をニッケルめっき層で完全に被覆する
ことができず、金属回路板３の酸化腐蝕を有効に防止す
ることができなくなり、また３μｍを超えるとニッケル
めっき層の内部に内在する内在応力が大きくなってセラ
ミック基板１に反りや割れ等が発生してしまう。特にセ
ラミック基板１の厚さが700μｍ以下の薄いものになっ
た場合にはこのセラミック基板１の反りや割れ等が顕著
となってしまう。従って、金属回路板３の表面に被着さ
れるニッケルメッキ層は、その厚みを1.5〜3μｍの範囲
としておくことが好ましい。
ッケルめっき層は、その厚みが1.5μｍ未満の場合、金
属回路板３の表面をニッケルめっき層で完全に被覆する
ことができず、金属回路板３の酸化腐蝕を有効に防止す
ることができなくなり、また３μｍを超えるとニッケル
めっき層の内部に内在する内在応力が大きくなってセラ
ミック基板１に反りや割れ等が発生してしまう。特にセ
ラミック基板１の厚さが700μｍ以下の薄いものになっ
た場合にはこのセラミック基板１の反りや割れ等が顕著
となってしまう。従って、金属回路板３の表面に被着さ
れるニッケルメッキ層は、その厚みを1.5〜3μｍの範囲
としておくことが好ましい。
【００２７】かくして、本発明の窒化物セラミックス銅
回路基板によれば、活性ろう材３間に位置する基板１の
表面に窒化物セラミックスを酸化して成る酸化膜２を形
成したことから、活性ろう材ペーストが液相線温度以上
の温度で加熱されても金属回路板４間に大きく溶け広が
ることがないため、隣接する金属回路板４間が電気的に
短絡する事が無く、また活性ろう材３中にボイドがない
ため、窒化物セラミックスから成る基板１と金属回路板
４との接合強度が高く、また信頼性の高い基板１とする
ことができる。
回路基板によれば、活性ろう材３間に位置する基板１の
表面に窒化物セラミックスを酸化して成る酸化膜２を形
成したことから、活性ろう材ペーストが液相線温度以上
の温度で加熱されても金属回路板４間に大きく溶け広が
ることがないため、隣接する金属回路板４間が電気的に
短絡する事が無く、また活性ろう材３中にボイドがない
ため、窒化物セラミックスから成る基板１と金属回路板
４との接合強度が高く、また信頼性の高い基板１とする
ことができる。
【００２８】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能である。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能である。
【００２９】
【発明の効果】本発明の窒化物セラミックス銅回路基板
によれば、活性ろう材間に位置する基板の表面に窒化物
セラミックスを酸化して成る酸化膜を形成したことか
ら、酸化膜の活性ろう材に対する濡れ性が窒化物セラミ
ックスの活性ろう材に対する濡れ性に対して悪いため
に、活性ろう材が基板表面の銅から成る金属回路間に大
きく溶け広がることはなく、その結果、金属回路板間で
電気的に短絡することはない。
によれば、活性ろう材間に位置する基板の表面に窒化物
セラミックスを酸化して成る酸化膜を形成したことか
ら、酸化膜の活性ろう材に対する濡れ性が窒化物セラミ
ックスの活性ろう材に対する濡れ性に対して悪いため
に、活性ろう材が基板表面の銅から成る金属回路間に大
きく溶け広がることはなく、その結果、金属回路板間で
電気的に短絡することはない。
【００３０】また、酸化膜の厚みを0.2〜４μｍとした
ことから、活性ろう材が金属回路板間に濡れ広がること
はなく、また、基板に酸化膜を強固に被着させることが
できる。
ことから、活性ろう材が金属回路板間に濡れ広がること
はなく、また、基板に酸化膜を強固に被着させることが
できる。
【図１】本発明の窒化物セラミックス銅回路基板の実施
の形態の一例を示す断面図である。
の形態の一例を示す断面図である。
１・・・・・・・窒化物セラミックスから成る基板
２・・・・・・・酸化膜
３・・・・・・・活性ろう材
４・・・・・・・銅から成る金属回路板
Claims (2)
- 【請求項１】 窒化物セラミックスから成る基板の表面
にそれぞれ活性ろう材を介して銅から成る複数の金属回
路板を接合して成る窒化物セラミックス銅回路基板であ
って、前記活性ろう材間に位置する前記基板の表面に前
記窒化物セラミックスを酸化して成る酸化膜が形成され
ていることを特徴とする窒化物セラミックス銅回路基
板。 - 【請求項２】 前記酸化膜の厚みが０．２〜４μｍであ
ることを特徴とする請求項１記載の窒化物セラミックス
銅回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001394145A JP3939979B2 (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 窒化物セラミック銅回路基板およびパワーモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001394145A JP3939979B2 (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 窒化物セラミック銅回路基板およびパワーモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003192463A true JP2003192463A (ja) | 2003-07-09 |
| JP3939979B2 JP3939979B2 (ja) | 2007-07-04 |
Family
ID=27600966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001394145A Expired - Lifetime JP3939979B2 (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 窒化物セラミック銅回路基板およびパワーモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3939979B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009078943A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Covalent Materials Corp | 炭化ケイ素セラミックス材の接合方法 |
| WO2021112060A1 (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅／セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅／セラミックス接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法 |
| JP2021091595A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅／セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅／セラミックス接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法 |
-
2001
- 2001-12-26 JP JP2001394145A patent/JP3939979B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20220054461A (ko) * | 2019-12-02 | 2022-05-02 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 구리/세라믹스 접합체, 절연 회로 기판, 및 구리/세라믹스 접합체의 제조 방법, 절연 회로 기판의 제조 방법 |
| KR102413017B1 (ko) | 2019-12-02 | 2022-06-23 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 구리/세라믹스 접합체, 절연 회로 기판, 및 구리/세라믹스 접합체의 제조 방법, 절연 회로 기판의 제조 방법 |
| US11638350B2 (en) | 2019-12-02 | 2023-04-25 | Mitsubishi Materials Corporation | Copper/ceramic bonded body, insulating circuit board, method for producing copper/ceramic bonded body, and method for producing insulating circuit board |
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|---|---|
| JP3939979B2 (ja) | 2007-07-04 |
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