JP4821013B2 - Aluminum - ceramic bonding substrate and a manufacturing method thereof - Google Patents

Aluminum - ceramic bonding substrate and a manufacturing method thereof

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JP4821013B2 JP2003337106A JP2003337106A JP4821013B2 JP 4821013 B2 JP4821013 B2 JP 4821013B2 JP 2003337106 A JP2003337106 A JP 2003337106A JP 2003337106 A JP2003337106 A JP 2003337106A JP 4821013 B2 JP4821013 B2 JP 4821013B2
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英世 小山内
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本発明は、アルミニウム−セラミックス接合基板およびその製造方法に関し、特に、セラミックス基板の少なくとも一方の面にアルミニウム部材が接合したアルミニウム−セラミックス接合基板およびその製造方法に関する。 The present invention is an aluminum - relates ceramic bonding substrate and a manufacturing method thereof, particularly, aluminum aluminum member is bonded on at least one surface of the ceramic substrate - ceramic bonding substrate and a manufacturing method thereof related.

近年、電気自動車、電車、工作機械などの大電流を制御するために、パワーモジュールが使用されている。 Recently, electric vehicles, trains, in order to control a large current such as a machine tool, the power module is used. 従来のパワーモジュールでは、ベース板と呼ばれている金属板または複合材の一方の面に金属−セラミックス絶縁基板が半田付けにより固定され、この金属−セラミックス絶縁基板上に半導体チップが半田付けにより固定されている。 In the conventional power module, a metal on one surface of a metal plate or composite material is referred to as the base plate - fixed by with the semiconductor chip on a ceramic insulating substrate is a solder - ceramic insulating substrate is fixed by soldering, this metal It is. また、ベース板の他方の面(以下「裏面」という)には、ねじ止めなどにより熱伝導グリースを介して金属製の放熱フィンや冷却ジャケットが取り付けられている。 On the other surface of the base plate (hereinafter referred to as "back surface"), a metallic heat radiation fin or cooling jacket via a heat conductive grease is attached by screws or the like.

この金属−セラミックス絶縁基板へのベース板や半導体チップの半田付けは加熱により行われるため、半田付けの際に接合部材間の熱膨張係数の差によりベース板の反りが生じ易い。 The metal - soldering of the base plate and the semiconductor chip to the ceramic insulating substrate is to be done by heating, prone warping of the base plate due to the difference in thermal expansion coefficient between the bonding members during soldering. また、半導体チップから発生した熱は、金属−セラミックス絶縁基板と半田とベース板を介して放熱フィンや冷却ジャケットにより空気や冷却水に逃がされるため、半田付けの際にベース板の反りが生じると、放熱フィンや冷却ジャケットをベース板に取り付けたときのクリアランスが大きくなり、放熱性が極端に低下するという問題がある。 Also, heat generated from the semiconductor chip, metal - for escapes by radiating fin or cooling jacket via a ceramic insulating substrate and the solder and the base plate to air or cooling water, the warpage of the base plate is produced during soldering clearance when fitted with a radiating fin or cooling jacket to the base plate increases, there is a problem that heat dissipation is extremely lowered.

このような問題を解消して、金属−セラミックス絶縁基板の信頼性を高めるため、降伏応力が非常に低いアルミニウムをベース板に使用した金属−セラミックス回路基板、例えば、耐力が320MPa以下であり且つ厚さが1mm以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるベース板を溶湯法によってセラミックス基板に直接接合した金属−セラミックス回路基板が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 To eliminate such problems, a metal - to enhance the reliability of the ceramic insulating substrate, a metal yield stress using a very low aluminum base plate - ceramic circuit board, for example, yield strength is less than or equal to 320MPa and a thickness Saga 1mm or more aluminum or metal base plate made of aluminum alloy bonded directly to the ceramic substrate by the molten metal method - ceramic circuit substrate has been proposed (e.g., see Patent Document 1).

特開2000−76551号公報(段落番号0015−0017) JP 2000-76551 JP (paragraph numbers 0015-0017)

しかし、アルミニウムの降伏応力を小さくするためにはアルミニウムの純度を高くする必要があるが、溶湯法ではアルミニウムの結晶粒径を制御し難く、10mm以上の大きな結晶粒径しか得ることができない。 But in order to reduce the yield stress of the aluminum, it is necessary to increase the purity of the aluminum, the melt method is difficult to control the crystal grain size of the aluminum, it is only possible to obtain a large grain size of more than 10 mm. このように結晶粒径が大きいと、結晶粒度分布にばらつきが起こり、ヒートサイクル後にセラミックス基板にクラックが生じ易くなり、また、半導体チップなどを半田付けする際の加熱によるアルミニウムベース板の反りの挙動にばらつきがある。 With such crystal grain size is large, it occurs variations in crystal size distribution, easily cracks in the ceramic substrate after a heat cycle, also the warp of the aluminum base plate by heating at the time of soldering and the semiconductor chip behavior there are variations in the.

したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、アルミニウムの結晶粒径を小さくして結晶粒度分布のばらつきを小さくし、ヒートサイクル後にセラミックス基板にクラックが生じるのを防止することができるとともに、半導体チップなどを半田付けする際の加熱によるアルミニウムベース板の反りを制御して、アルミニウムベース板に放熱フィンなどを取り付けたときの放熱性の低下を抑制することができる、アルミニウム−セラミックス接合基板およびその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention is such in view of the conventional problems, the crystal grain size of the aluminum reduced and by reducing the variation of the grain size distribution, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the ceramic substrate after heat cycle together, and controls the warping of the aluminum base plate by heating during soldering and semiconductor chips, it is possible to suppress a decrease in heat dissipation when mounted and the heat radiating fins of aluminum base plate, aluminum - ceramic bonding and to provide a substrate and a manufacturing method thereof.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、溶湯法によってアルミニウム部材をセラミックス基板に接合する際に、アルミニウム部材の熱伝導率の低下を純アルミニウムのからなる部材の熱伝導率と比べて20%以内に抑え且つアルミニウム部材の結晶粒径を10mm以下にする添加物をアルミニウム溶湯に加えることによって、アルミニウム部材の結晶粒径を小さくして結晶粒度分布のばらつきを小さくし、ヒートサイクル後にセラミックス基板にクラックが生じるのを防止することができるとともに、半導体チップなどを半田付けする際の加熱によるアルミニウムベース板の反りを制御して、アルミニウムベース板に放熱フィンなどを取り付けたときの放熱性の低下を抑制することができることを見出し、本発明を完成す The present inventor has conducted intensive studies in order to solve the above problems, in joining the aluminum member to a ceramic substrate by the molten metal method, the thermal conductivity of the member made the reduction in the thermal conductivity of the aluminum member from the pure aluminum additives to make and grain size of the aluminum member is suppressed within 20% 10mm or less as compared with by adding to the aluminum melt, the crystal grain size of the aluminum member smaller and to reduce the variation of the grain size distribution, heat it is possible to prevent the crack in the ceramic substrate occurs after the cycle, to control the warp of the aluminum base plate by heating during soldering and semiconductor chips, when attached to heat dissipation fins on an aluminum base plate It found that it is possible to suppress a decrease in heat radiation, to complete the present invention に至った。 It led to.

すなわち、本発明によるアルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法は、鋳型内にセラミックス基板を設置した後、このセラミックス基板の一方の面に接触するようにアルミニウム溶湯を鋳型内に注湯し、冷却してアルミニウム溶湯を固化させることにより、セラミックス基板の一方の面にアルミニウム部材を直接接触させて接合するアルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法において、アルミニウム部材の熱伝導率の低下を純アルミニウムからなる部材の熱伝導率と比べて20%以内に抑え且つアルミニウム部材の結晶粒径を10mm以下にする添加物をアルミニウム溶湯に加えて、鋳型内に注湯することを特徴とする。 That is, aluminum according to the invention - method of manufacturing a ceramic bonding substrate, after the setting of the ceramic substrate in a mold, pouring the molten aluminum into the mold so as to be in contact with one surface of the ceramic substrate, and cooling by solidifying the molten aluminum, aluminum is bonded to one surface of the ceramic substrate directly the contacted aluminum member - in the production method of the ceramic bonding substrate, the member made the reduction in the thermal conductivity of the aluminum member of pure aluminum heat additives that the crystal grain size of suppressing and aluminum member to within 20% as compared to the conductivity 10mm below in addition to the aluminum melt, characterized by pouring into the mold.

このアルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法において、添加物が、アルミニウム部材の熱伝導率の低下を純アルミニウムからなる部材の熱伝導率と比べて10%以内に抑える添加物であるのが好ましく、アルミニウム部材の結晶粒径を3mm以下にする添加物であるのが好ましい。 The aluminum - The method of manufacturing a ceramic bonding substrate, additive is preferably from additives a reduction in the thermal conductivity of aluminum member as compared with the thermal conductivity of the member made of pure aluminum suppressed within 10% of aluminum the grain size of the member is preferably a additive to 3mm or less.

また、添加物としてTiB系合金を使用するのが好ましい。 Further, it is preferable to use a TiB alloy as an additive. この場合、TiB系合金は、Tiが好ましくは0.05〜1.0重量%、さらに好ましくは0.1〜0.5重量%になるように加えられる。 In this case, TiB based alloy, Ti is preferably 0.05 to 1.0 wt%, more preferably added such that 0.1 to 0.5 wt%. また、添加物としてCa、SrまたはAlNを使用してもよい。 Moreover, Ca as an additive, may be used Sr or AlN. この場合、Ca、SrまたはAlNの添加量は、0.3〜0.7重量%であるのが好ましい。 In this case, Ca, the addition amount of Sr or AlN is preferably from 0.3 to 0.7 wt%. さらに、添加物としてCu、Si、Mg、Ni、Mg、Zn、Cr、Mn、V、ZrおよびTiから選択される元素を使用してもよい。 Further, Cu as an additive, Si, Mg, Ni, Mg, Zn, Cr, Mn, V, may be used an element selected from Zr and Ti.

また、本発明によるアルミニウム−セラミックス接合基板は、セラミックス基板にアルミニウム部材が接合したアルミニウム−セラミックス接合基板において、アルミニウム部材が添加物を含有し且つ純アルミニウムからなる部材の熱伝導率の80%以上の熱伝導率を有し、アルミニウム部材の結晶粒径が10mm以下であることを特徴とする。 Also, aluminum according to the invention - ceramic bonding substrate, the aluminum aluminum member is bonded to the ceramic substrate - in ceramic bonding substrate, the member aluminum member is made of content to and pure aluminum additives thermal conductivity of at least 80% of the It has a thermal conductivity, and wherein the crystal grain size of the aluminum member is 10mm or less.

このアルミニウム−セラミックス接合基板において、アルミニウム部材の熱伝導率が純アルミニウムからなる部材の熱伝導率の90%以上であるのが好ましく、アルミニウム部材の結晶粒径が3mm以下であるのが好ましい。 The aluminum - in ceramic bonding substrate is preferably the thermal conductivity of the aluminum member is 90% or more of the thermal conductivity of the member made of pure aluminum, the crystal grain size of the aluminum member is preferably in the range less than 3mm.

また、添加物としてTiB系合金を使用するのが好ましい。 Further, it is preferable to use a TiB alloy as an additive. この場合、アルミニウム部材のTiの含有量は、好ましくは0.05〜1.0重量%であり、さらに好ましくは0.1〜0.5重量%である。 The content of this case, the aluminum member Ti is preferably 0.05 to 1.0 wt%, more preferably 0.1 to 0.5 wt%. また、添加物としてCa、SrまたはAlNを使用してもよい。 Moreover, Ca as an additive, may be used Sr or AlN. この場合、Ca、SrまたはAlNの添加量は、0.3〜0.7重量%であるのが好ましい。 In this case, Ca, the addition amount of Sr or AlN is preferably from 0.3 to 0.7 wt%. さらに、添加物としてCu、Si、Mg、Ni、Mg、Zn、Cr、Mn、V、ZrおよびTiから選択される元素を使用してもよい。 Further, Cu as an additive, Si, Mg, Ni, Mg, Zn, Cr, Mn, V, may be used an element selected from Zr and Ti.

なお、アルミニウム−セラミックス接合基板が、セラミックス基板にアルミニウム溶湯を接触させて冷却することによりセラミックス基板にアルミニウム部材が直接接触して接合したアルミニウム−セラミックス接合基板であるのが好ましい。 Incidentally, aluminum - is preferably a ceramic bonding substrate - ceramic bonding substrate, the aluminum is an aluminum member is bonded in direct contact with the ceramic substrate by cooling by contacting the molten aluminum to the ceramic substrate.

本発明によれば、溶湯法によってアルミニウム部材をセラミックス基板に接合してアルミニウム−セラミックス接合基板を製造する際に、アルミニウム部材の熱伝導率の低下を純アルミニウムからなる部材の熱伝導率と比べて20%以内に抑え且つアルミニウム部材の結晶粒径を10mm以下にする添加物をアルミニウム溶湯に加えることによって、アルミニウム部材の結晶粒径を小さくして結晶粒度分布のばらつきを小さくし、ヒートサイクル後にセラミックス基板にクラックが生じるのを防止することができるとともに、半導体チップなどを半田付けする際の加熱によるアルミニウムベース板の反りを制御して、アルミニウムベース板に放熱フィンなどを取り付けたときの放熱性の低下を抑制することができる。 According to the present invention, an aluminum member bonded to the ceramic substrate by the molten metal method aluminum - in manufacturing a ceramic bonding substrate as compared to lowering of the thermal conductivity of the aluminum member and the thermal conductivity of the member made of pure aluminum additives to make and grain size of the aluminum member is suppressed within 20% 10mm or less by adding to the aluminum melt, the crystal grain size of the aluminum member smaller and to reduce the variation of the grain size distribution, ceramics after heat cycle it is possible to prevent the occurrence of cracks in the substrate, by controlling the warping of the aluminum base plate by heating during soldering and semiconductor chips, when attached to heat dissipation fins on an aluminum base plate heat dissipation of it is possible to suppress a decrease.

本発明によるアルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法の実施の形態では、鋳型内にセラミックス基板を設置した後、このセラミックス基板の一方の面に接触するようにアルミニウム溶湯を鋳型内に注湯し、冷却してアルミニウム溶湯を固化させることにより、セラミックス基板の一方の面にアルミニウム部材を直接接触させて接合するアルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法において、アルミニウム部材の熱伝導率の低下を純アルミニウムからなる部材の熱伝導率と比べて20%以内に抑え且つアルミニウム部材の結晶粒径を10mm以下にする添加物をアルミニウム溶湯に加えて鋳型内に注湯する。 Aluminum according to the invention - in the embodiment of the manufacturing method of the ceramic bonding substrate, after the setting of the ceramic substrate in a mold, pouring the molten aluminum into the mold so as to be in contact with one surface of the ceramic substrate, the cooling and by solidifying the molten aluminum, the aluminum is bonded to one surface of the ceramic substrate directly the contacted aluminum member - in the production method of the ceramic bonding substrate, comprising the reduction of the thermal conductivity of the aluminum member of pure aluminum member to poured into the mold additives for the crystal grain size of the thermal conductivity as compared to suppressed within 20% and aluminum member to 10mm below in addition to the aluminum melt. このような添加物をアルミニウム溶湯に加えることにより、アルミニウム部材の結晶粒径を小さくして結晶粒度分布のばらつきを小さくし、ヒートサイクル後にセラミックス基板にクラックが生じるのを防止することができるとともに、半導体チップなどを半田付けする際の加熱によるアルミニウムベース板の反りを制御して、アルミニウムベース板に放熱フィンなどを取り付けたときの放熱性の低下を抑制することができる。 By adding such additives to molten aluminum, a crystal grain size of the aluminum member smaller and to reduce the variation of the grain size distribution, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the ceramic substrate after a heat cycle, by controlling the warping of the aluminum base plate by heating during soldering and semiconductor chip, a reduction in the heat dissipation when mounted and the heat radiating fins of aluminum base plate can be suppressed.

アルミニウム部材の結晶粒径を小さくすることによってヒートサイクル後にセラミックス基板にクラックが生じるのを防止することができる理由は、次のように考えられる。 Reason by reducing the crystal grain size of the aluminum member can be prevented from cracking in the ceramic substrate after heat cycle is considered as follows. ヒートサイクルによってアルミニウム−セラミックス接合基板のセラミックスとアルミニウムの熱膨張差に起因して熱応力が発生するが、アルミニウムは柔らかい金属であるため、セラミックス基板に接合したアルミニウムベース板と回路側アルミニウム板が塑性変形して応力を緩和する。 Aluminum by heat cycle - but due to the difference in thermal expansion between the ceramic and aluminum ceramic bonding substrate thermal stress is generated, because aluminum is soft metal, aluminum base plate and the circuit-side aluminum plate bonded to the ceramic substrate is plastically deformation to stress to relieve. このときの歪は、変形しやすいアルミニウムの結晶粒界に集まり、アルミニウムの結晶粒界に段差が生じる。 Strain at this time, collect in the grain boundaries of the deformable aluminum, a step is formed in the grain boundary of aluminum. この段差は、アルミニウムの結晶粒径が小さい場合には分散されて小さくなるが、結晶粒径が大きいと、結晶粒界が短いために大きな段差になる。 This step is reduced is distributed if the crystal grain size of the aluminum is small, the grain size is large, the large step to the crystal grain boundary is short. この大きな段差には応力が集中し易いので、この部分に大きな力が加わって、セラミックス基板の対応する部分にクラックが発生し易くなると考えられる。 Since the large step is likely to concentrate stress and a large force is applied to this portion is considered that cracks are liable to occur in the corresponding portion of the ceramic substrate. この段差は、ヒートサイクルを3000回行った後に100μm以下であるのが好ましく、50μm以下であるのがさらに好ましい。 This step is preferably at 100μm or less after the thermal cycle of 3000 times, and even more preferably 50μm or less. この段差が300μm以上の場合には、クラックが発生する可能性が高くなり、セラミックス基板が薄い場合にはクラックの発生が顕著になる。 This step is the case of the above 300μm, the crack is likely to occur, generation of cracks becomes conspicuous if the ceramic substrate is thin.

アルミニウムの結晶粒径は、添加物を加えたり、鋳造時の凝固速度を速くすることにより小さくなることが知られている。 Crystal grain size of the aluminum, or added additives, known to be reduced by increasing the solidification rate during casting. しかし、凝固速度を速くすると、セラミックス基板に大きな熱衝撃が加わり、セラミックス基板が割れ易くなる。 However, increasing the solidification rate, applied a great thermal shock to the ceramic substrate, easily cracked ceramic substrate. そこで、本発明者は、添加物を加えることによりアルミニウムの結晶粒径を小さくすることについて鋭意研究した結果、アルミニウム−セラミックス接合基板をパワーモジュール用回路基板などの大電流を流す基板として使用する場合には、アルミニウムの結晶粒径を小さくするために添加物を加えたときの熱伝導率の低下が純アルミニウムの熱伝導率と比べて20%以下でなければ、パワーモジュールとしての放熱性が不十分であり、また、電気伝導のロスも大きく、好ましくないことがわかった。 The present inventor has intensively studied to reduce the crystal grain size of the aluminum by the addition of additives, aluminum - When using a ceramic bonding substrate as the substrate to flow a large current such as a circuit board for a power module the, if more than 20% reduction in the thermal conductivity than the thermal conductivity of the pure aluminum when the additive was added to reduce the crystal grain size of the aluminum, heat dissipation of the power module not is sufficient, also larger loss of electrical conductivity was found to be undesirable. 添加物を加えたときの熱伝導率の低下は、10%以下であるのがさらに好ましい。 Decrease in thermal conductivity when additives were added is more preferably 10% or less.

また、アルミニウムの結晶粒径は、ヒートサイクル後にセラミックス基板にクラックが発生するのを抑制するためには、好ましくは10mm以下であり、さらに好ましくは3mm以下である。 The crystal grain size of the aluminum, in order to suppress occurrence of cracks in the ceramic substrate after heat cycle is preferably not 10mm or less, more preferably less than 3mm.

また、アルミニウム合金への添加物として、Cu、Si、Mg、Ni、Mg、Zn、Cr、Mn、V、Zr、Tiなどの元素が知られているが、上記の条件を満たす添加物であれば、どのような添加物を使用してもよい。 Further, as an additive to aluminum alloys, Cu, Si, Mg, Ni, Mg, Zn, Cr, Mn, V, Zr, although elements such as Ti is known, the above condition is satisfied additives there if may be used any additives.

さらに、アルミニウムとセラミックス基板の接合方法が溶湯接合法の場合には、比較的アルミニウムに固溶し難いと考えられ、降伏強度が小さい合金を得ることができるTiB、AlN、Ca、Srなどの添加物を使用するのが好ましい。 Furthermore, if the joining method for aluminum and ceramic substrate of the molten metal bonding method is relatively aluminum believed hard solid solution, TiB can yield strength obtain small alloy, AlN, Ca, additives such as Sr it is preferable to use the thing. この場合、Al−Ti−B、Al−Si、Al−Caなどの母合金の形で添加するのが好ましい。 In this case, Al-Ti-B, Al-Si, preferably added in the form of a master alloy such as Al-Ca.

なお、アルミニウム溶湯を冷却して固化させる際の冷却速度は、セラミックス基板への熱衝撃を抑えてセラミックス基板の割れを防止し且つ結晶粒径を粗大化させ難い冷却速度、例えば、10℃/分〜100℃/分の範囲の冷却速度が好ましく、20℃/分〜50℃/分の範囲の冷却速度がさらに好ましい。 The cooling rate at the time of solidifying the molten aluminum by cooling, thermal shock and suppressed to prevent cracking of the ceramic substrate and hardly cooling rate is coarsened crystal grain size of the ceramic substrate, for example, 10 ° C. / min the cooling rate is preferably from to 100 ° C. / min range, more preferably the cooling rate in the range of 20 ° C. / min to 50 ° C. / min.

また、アルミニウムとセラミックス基板の接合方法は、ろう接法や直接接合法でもよい。 The bonding method of the aluminum and the ceramic substrate may be a brazing method or a direct bonding method.

以下、添付図面を参照して、本発明によるアルミニウム−セラミックス接合基板およびその製造方法の実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, aluminum according to the invention - it will be described in detail embodiments of the ceramic bonding substrate and a manufacturing method thereof.

[実施例1] [Example 1]
まず、鋳型として、図1および図2に示すように、平面形状が略矩形の下側鋳型部材10の底面部10aの上面に10mmの間隔で離間した2つの階段状の側壁を有する凹部10bが形成され、これらの凹部10bのそれぞれが、39mm×39mm×0.4mmのアルミニウム板を形成し得る形状および大きさのアルミニウム板形成部10cと、このアルミニウム板形成部10cの上部に隣接して形成され、アルミニウム板形成部10cの上部に40mm×40mm×0.635mmのセラミックス基板と略等しい形状および大きさで且つそのセラミックス基板を収容し得る形状および大きさのセラミックス基板収容部10dとからなり、下側鋳型部材10の上部に平面形状が略矩形の(図示しない)上側鋳型部材を被せたときにセラミック First, as a template, as shown in FIGS. 1 and 2, a recess 10b which has a planar shape having two stepped side walls spaced at the upper surface to 10mm spacing of the bottom portion 10a of the lower mold member 10 of substantially rectangular are formed, respectively of these recesses 10b is formed adjacent the shape and size of the aluminum plate forming portion 10c to form an aluminum plate of 39 mm × 39 mm × 0.4 mm, the top of the aluminum plate forming part 10c is composed of a 40 mm × 40 mm × ceramic substrate 0.635mm on top of the aluminum plate forming portion 10c substantially equal shape and and can accommodate the ceramic substrate with the size shape and size of the ceramic substrate receiving portion 10d, ceramic when the planar shape on the top of the lower mold member 10 is substantially rectangular (not shown) covered with the upper mold member 基板の上部に隣接して110mm×60mm×6mmのアルミニウムベース板を形成し得る形状および大きさのアルミニウムベース板形成部10eが形成されるカーボン製鋳型を用意した。 We were prepared carbon steel mold shape and size of the aluminum base plate forming portion 10e adjacent the top of the substrate to form an aluminum base plate of 110 mm × 60 mm × 6 mm is formed. なお、この鋳型の上側鋳型部材には、アルミニウム溶湯を鋳型内に注湯するための(図示しない)注湯口が形成されている。 Incidentally, this upper mold member of the mold is, for pouring the molten aluminum into a mold (not shown) pouring port is formed. また、下側鋳型部材10には、アルミニウムベース板形成部10eとアルミニウム板形成部10cとの間に延びる(図示しない)溶湯流路が形成され、セラミックス基板収容部10d内にセラミックス基板を収容したときにもアルミニウムベース板形成部10eとアルミニウム板形成部10cとの間が連通するようになっている。 Furthermore, the lower mold member 10, extending between the aluminum base plate forming portion 10e and the aluminum plate forming part 10c (not shown) launder is formed, accommodating the ceramic substrate in the ceramic substrate housing section 10d between the aluminum base plate forming portion 10e and the aluminum plate forming portion 10c is adapted to communicate in time.

この鋳型の下側鋳型部材10のセラミックス基板収容部10d内に40mm×40mm×0.635mmの2枚の窒化アルミニウム基板を収容し、下側鋳型部材10に上側鋳型部材を被せて炉内に入れ、炉内を酸素濃度100ppm以下の窒素雰囲気にした。 This accommodates the two aluminum nitride substrate of 40 mm × 40 mm × 0.635 mm on the lower side ceramic substrate containing part 10d of the mold member 10 of the mold, covered with a upper mold member placed in a furnace to the lower mold member 10 , was the inside of the furnace in a nitrogen atmosphere oxygen concentration 100ppm. この状態で750℃まで加熱し、純度4Nの溶融状態のアルミニウムにAl−Ti−B合金(Ti:4.9%、B:1%、Al:94.1%)をTiが0.5重量%になるように添加したものを、(図示しない)カーボン製シリンダで圧力をかけることにより酸化被膜を取り除きながら、鋳型内に流し込んだ。 Was heated to 750 ° C. In this state, aluminum Al-Ti-B alloy in a molten state of purity 4N (Ti: 4.9%, B: 1%, Al: 94.1%) of Ti is 0.5 wt what it was added to a%, while removing the oxide layer by applying a pressure (not shown) made of carbon cylinder was poured into the mold. その後、鋳型を冷却して溶湯を凝固させ、さらに室温まで冷却した。 Thereafter, the mold is cooled to solidify the molten metal, and further cooled to room temperature. このようにして、図3に示すように、110mm×60mm×6mmのアルミニウムベース板16に2枚のセラミックス基板14のそれぞれの一方の面が直接接触して接合し、それぞれのセラミックス基板14の他方の面に39mm×39mm×0.4mmのアルミニウム板12の一方の面が直接接触して接合した接合体を製造し、この接合体を鋳型から取り出した。 In this way, as shown in FIG. 3, 110mm × 60mm × 6mm and one side surface of the aluminum base plate 16 on two ceramic substrates 14 are joined in direct contact, and the other of each ceramic substrate 14 one surface of 39 mm × 39 mm × 0.4 mm on the surface of the aluminum plate 12 is to produce a conjugate which is bonded in direct contact, was removed the assembly from the mold.

その後、それぞれのアルミニウム板12の表面に所定の形状のエッチングレジストを印刷し、塩化第二鉄溶液によってエッチング処理を行って回路パターンを形成した後、レジストを剥離した。 Thereafter, printing an etching resist of a predetermined shape on the surface of each aluminum plate 12, after forming a circuit pattern and etching treatment by ferric chloride solution, it was peeled off the resist. また、アルミニウムベース板16の裏面をフライス加工によって1mm研削し、凸凹を50μm以下にした。 Further, the back surface of the aluminum base plate 16 to 1mm ground by milling and the uneven 50μm or less.

このようにして得られた接合体のアルミニウムベース板16の裏面のアルミニウムの結晶粒径を観察したところ、1〜3mm程度であった。 Thus the crystal grain size of the aluminum of the back surface of the bonded body of an aluminum base plate 16 thus obtained was observed, it was about 1 to 3 mm.

また、得られた接合体について、アルミニウム回路板12とセラミックス基板14との間の接合界面およびセラミックス基板14とアルミニウムベース板16との間の接合界面を超音波探傷装置によって調べたところ、接合欠陥が認められず、セラミックス基板14にクラックが認められなかった。 Further, the obtained bonded body, where the bonding interface between the bonded interface and the ceramic substrate 14 and the aluminum base plate 16 between the aluminum circuit board 12 and the ceramic substrate 14 was examined by ultrasonic flaw detector, bonding defects is not observed, cracks were observed in the ceramic substrate 14.

また、得られた接合体のアルミニウムベース板16の裏面の反りをレーザーによる反り測定装置によって測定するとともに、接合体を380℃まで加熱して10分保持した後に室温に冷却して、再びアルミニウムベース板16の裏面の反りをレーザーによる反り測定装置によって測定し、アルミニウムベース板16の裏面の反りが変化していないかを確認した。 Further, the measuring the warpage of the rear surface of the obtained bonded body of an aluminum base plate 16 by warpage measuring apparatus by laser, and cooled to room temperature conjugates after heating to hold 10 minutes 380 ° C., again an aluminum-based warpage of a rear surface of the plate 16 is measured by the warpage measuring apparatus by laser, to confirm whether the warpage of the rear surface of the aluminum base plate 16 is not changed. その結果、加熱前後の反りの変化は−10〜20μmであり、ばらつきが極めて小さかった。 As a result, the change in warping before and after heating is -10~20Myuemu, variation was extremely small.

さらに、得られた接合体に対して、−40℃で30分間保持、25℃で10分間保持、125℃で30分間保持、25℃で10分間保持を1サイクルとするヒートサイクルを3000回行った後、上述した各々の接合界面を超音波探傷装置によって調べたところ、接合欠陥が認められず、セラミックス基板14にクラックが認められなかった。 Further, the obtained bonded body, held at -40 ° C. 30 minutes, held for 10 minutes at 25 ° C., 30 minute hold at 125 ° C., subjected 3000 times to a heat cycle to one cycle 10 minute hold at 25 ° C. after, when the bonding interface of each of the above-described was examined by ultrasonic flaw detector, bonding defects can not be observed, cracks were not observed in the ceramic substrate 14.

また、得られた接合体から所定の大きさのサンプルを切り出して、レーザーフラッシュ法により熱伝導率を測定したところ、214W/mKであり、熱伝導率の低下は純アルミニウムの熱伝導率238W/mKと比べて約10%の低下に留まり、放熱性に及ぼす影響が小さかった。 In addition, a sample was cut out from the assembly predetermined size obtained was measured thermal conductivity by a laser flash method, 214W / a mK, reduction in the thermal conductivity of the pure aluminum thermal conductivity 238W / remain in reduction of about 10% compared with mK, smaller effect on the heat dissipation.

[実施例2] [Example 2]
実施例1と同様のAl−Ti−B合金をTiが0.1重量%になるように添加した以外は実施例1と同様の方法により得られた接合体について、実施例1と同様の評価を行ったところ、アルミニウムベース板の裏面のアルミニウムの結晶粒径は3〜5mm程度であり、アルミニウム回路板とセラミックス基板との間の接合界面およびセラミックス基板とアルミニウムベース板との間の接合界面に接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 For bonded body obtained by the same method except that the same Al-Ti-B alloy of Example 1 Ti was added to a 0.1 wt% as in Example 1, the same evaluation as that in Example 1 was carried out, the crystal grain size of the back surface of the aluminum of the aluminum base plate is about 3 to 5 mm, the bonding interface between the bonded interface and the ceramic substrate and the aluminum base plate between the aluminum circuit board and the ceramic substrate bonding defect can not be observed, cracks were not observed in the ceramic substrate. また、加熱前後の反りの変化は−20〜30μmであり、ばらつきが小さかった。 Also, the change in warping before and after heating is -20~30Myuemu, variation was small. さらに、ヒートサイクルを3000回行った後にも接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 Further, even not observed bonding defects after 3000 heat cycles, cracks were not observed in the ceramic substrate. また、得られた接合体から切り出したサンプルの熱伝導率を測定したところ、214W/mKであり、熱伝導率の低下は純アルミニウムの熱伝導率238W/mKと比べて約10%の低下に留まり、放熱性に及ぼす影響は小さかった。 The measured thermal conductivity of the sample cut from the bonded body obtained is 214W / mK, reduction of thermal conductivity to decrease in about 10% compared with the thermal conductivity of 238W / mK of pure aluminum It remains, the influence on the heat dissipation was small.

[実施例3] [Example 3]
Al−Ti−B合金の代わりにCaを添加した以外は実施例1と同様の方法により得られた接合体について、実施例1と同様の評価を行ったところ、アルミニウムベース板の裏面のアルミニウムの結晶粒径は5〜10mm程度であり、アルミニウム回路板とセラミックス基板との間の接合界面およびセラミックス基板とアルミニウムベース板との間の接合界面に接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 For conjugate except that Ca was added was obtained in the same manner as in Example 1 in place of the Al-Ti-B alloy, was evaluated in the same manner as in Example 1, the back surface of the aluminum base plate of aluminum crystal grain size is about 5 to 10 mm, bonding defects are not observed in the bonding interface between the bonded interface and the ceramic substrate and the aluminum base plate between the aluminum circuit board and the ceramic substrate, cracks observed in the ceramic substrate It is did not. また、加熱前後の反りの変化は−50〜50μmであり、ばらつきがそれ程大きくなかった。 Also, the change in warping before and after heating is -50~50Myuemu, variation was not so large. さらに、ヒートサイクルを3000回行った後にも接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 Further, even not observed bonding defects after 3000 heat cycles, cracks were not observed in the ceramic substrate. また、得られた接合体から切り出したサンプルの熱伝導率を測定したところ、214W/mKであり、熱伝導率の低下は純アルミニウムの熱伝導率238W/mKと比べて約10%の低下に留まり、放熱性に及ぼす影響が小さかった。 The measured thermal conductivity of the sample cut from the bonded body obtained is 214W / mK, reduction of thermal conductivity to decrease in about 10% compared with the thermal conductivity of 238W / mK of pure aluminum remains, was small effect on the heat dissipation.

[実施例4] [Example 4]
Al−Ti−B合金の代わりにSrを添加した以外は実施例1と同様の方法により得られた接合体について、実施例1と同様の評価を行ったところ、アルミニウムベース板の裏面のアルミニウムの結晶粒径は5〜10mm程度であり、アルミニウム回路板とセラミックス基板との間の接合界面およびセラミックス基板とアルミニウムベース板との間の接合界面に接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 For conjugates except for adding Sr was obtained in the same manner as in Example 1 in place of the Al-Ti-B alloy, was evaluated in the same manner as in Example 1, the back surface of the aluminum base plate of aluminum crystal grain size is about 5 to 10 mm, bonding defects are not observed in the bonding interface between the bonded interface and the ceramic substrate and the aluminum base plate between the aluminum circuit board and the ceramic substrate, cracks observed in the ceramic substrate It is did not. また、加熱前後の反りの変化は−50〜50μmであり、ばらつきがそれ程大きくなかった。 Also, the change in warping before and after heating is -50~50Myuemu, variation was not so large. さらに、ヒートサイクルを3000回行った後にも接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 Further, even not observed bonding defects after 3000 heat cycles, cracks were not observed in the ceramic substrate. また、得られた接合体から切り出したサンプルの熱伝導率を測定したところ、214W/mKであり、熱伝導率の低下は純アルミニウムの熱伝導率238W/mKと比べて約10%の低下に留まり、放熱性に及ぼす影響が小さかった。 The measured thermal conductivity of the sample cut from the bonded body obtained is 214W / mK, reduction of thermal conductivity to decrease in about 10% compared with the thermal conductivity of 238W / mK of pure aluminum remains, was small effect on the heat dissipation.

[実施例5] [Example 5]
Al−Ti−B合金の代わりにSiを添加した以外は実施例1と同様の方法により得られた接合体について、実施例1と同様の評価を行ったところ、アルミニウムベース板の裏面のアルミニウムの結晶粒径は5〜10mm程度であり、アルミニウム回路板とセラミックス基板との間の接合界面およびセラミックス基板とアルミニウムベース板との間の接合界面に接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 For conjugates except for adding Si was obtained by the same method as that in Example 1 in place of the Al-Ti-B alloy, was evaluated in the same manner as in Example 1, the back surface of the aluminum base plate of aluminum crystal grain size is about 5 to 10 mm, bonding defects are not observed in the bonding interface between the bonded interface and the ceramic substrate and the aluminum base plate between the aluminum circuit board and the ceramic substrate, cracks observed in the ceramic substrate It is did not. また、加熱前後の反りの変化は−50〜50μmであり、ばらつきがそれ程大きくなかった。 Also, the change in warping before and after heating is -50~50Myuemu, variation was not so large. さらに、ヒートサイクルを3000回行った後にも接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 Further, even not observed bonding defects after 3000 heat cycles, cracks were not observed in the ceramic substrate. また、得られた接合体から切り出したサンプルの熱伝導率を測定したところ、202W/mKであり、熱伝導率の低下は純アルミニウムの熱伝導率238W/mKと比べて約15%の低下に留まり、放熱性に及ぼす影響が小さかった。 The measured thermal conductivity of the sample cut from the joined bodies obtained a 202W / mK, reduction of thermal conductivity to decrease about 15% compared with the thermal conductivity of 238W / mK of pure aluminum remains, was small effect on the heat dissipation.

[実施例6] [Example 6]
Al−Ti−B合金の代わりにCuを添加した以外は実施例1と同様の方法により得られた接合体について、実施例1と同様の評価を行ったところ、アルミニウムベース板の裏面のアルミニウムの結晶粒径は5〜10mm程度であり、アルミニウム回路板とセラミックス基板との間の接合界面およびセラミックス基板とアルミニウムベース板との間の接合界面に接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 For conjugates except for adding Cu was obtained by the same method as that in Example 1 in place of the Al-Ti-B alloy, was evaluated in the same manner as in Example 1, the back surface of the aluminum base plate of aluminum crystal grain size is about 5 to 10 mm, bonding defects are not observed in the bonding interface between the bonded interface and the ceramic substrate and the aluminum base plate between the aluminum circuit board and the ceramic substrate, cracks observed in the ceramic substrate It is did not. また、加熱前後の反りの変化は−50〜50μmであり、ばらつきがそれ程大きくなかった。 Also, the change in warping before and after heating is -50~50Myuemu, variation was not so large. さらに、ヒートサイクルを3000回行った後にも接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 Further, even not observed bonding defects after 3000 heat cycles, cracks were not observed in the ceramic substrate. また、得られた接合体から切り出したサンプルの熱伝導率を測定したところ、221W/mKであり、熱伝導率の低下は純アルミニウムの熱伝導率238W/mKと比べて約7%の低下に留まり、放熱性に及ぼす影響が小さかった。 The measured thermal conductivity of the sample cut from the joined bodies obtained a 221W / mK, reduction of thermal conductivity to decrease about 7% compared to the thermal conductivity of 238W / mK of pure aluminum remains, was small effect on the heat dissipation.

[実施例7] [Example 7]
セラミックス基板として96%アルミナ基板を使用し、その大きさを40mm×40mm×0.25mmとした以外は実施例1と同様の方法により得られた接合体について、実施例1と同様の評価を行ったところ、アルミニウムベース板の裏面のアルミニウムの結晶粒径は1〜3mm程度であり、アルミニウム回路板とセラミックス基板との間の接合界面およびセラミックス基板とアルミニウムベース板との間の接合界面に接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 Using the 96% alumina substrate as the ceramic substrate, its size to 40 mm × 40 mm × 0.25 mm and with other than the Example 1 bonded body obtained in the same manner as, evaluated as in Example 1 and where the grain size of the aluminum of the back surface of the aluminum base plate is about 1 to 3 mm, bonded defect at the joint interface between the bonded interface and the ceramic substrate and the aluminum base plate between the aluminum circuit board and the ceramic substrate is not observed, cracks were observed in the ceramic substrate. また、ヒートサイクルを3000回行った後にも接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックの発生が認められなかった。 Further, even not observed bonding defects after 3000 heat cycles, generation of cracks was not observed in the ceramic substrate. このとき、アルミニウムの結晶粒界の段差は、大きいところでも100μm以下であった。 In this case, the step of the grain boundaries of the aluminum was 100μm or less at large.

[比較例1] [Comparative Example 1]
Al−Ti−B合金を添加しなかった以外は実施例1と同様の方法により得られた接合体について、実施例1と同様の評価を行ったところ、アルミニウムベース板の裏面のアルミニウムの結晶粒径は5〜50mm程度と大きかった。 For Al-Ti-B except that the alloy was not added in Example 1 bonded body obtained in the same manner as, was evaluated in the same manner as in Example 1, the aluminum back surface of the aluminum base plate crystal grains diameter was as large as about 5~50mm. また、アルミニウム回路板とセラミックス基板との間の接合界面およびセラミックス基板とアルミニウムベース板との間の接合界面に接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 The bonding defect can not be observed at the bonding interface between the bonded interface and the ceramic substrate and the aluminum base plate between the aluminum circuit board and the ceramic substrate, cracks were not observed in the ceramic substrate. また、加熱前後の反りの変化は−100〜50μmであり、ばらつきが大きかった。 Also, the change in warping before and after heating is -100~50Myuemu, variation is large. なお、ヒートサイクルを3000回行った後にも接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 It should be noted, also not observed joining defect after the heat cycle of 3000 times, cracks were observed in the ceramic substrate.

[比較例2] [Comparative Example 2]
Al−Ti−B合金を添加しなかった以外は実施例6と同様の方法により得られた接合体について、実施例1と同様の評価を行ったところ、アルミニウムベース板の裏面のアルミニウム結晶粒経は5〜50mm程度と大きかった。 For Al-Ti-B except that the alloy was not added in Example 6 with the assembly obtained in the same manner, was evaluated in the same manner as in Example 1, the back surface of the aluminum crystal particle size of the aluminum base plate It was as large as about 5~50mm. また、アルミニウム回路板とセラミックス基板との間の接合界面およびセラミックス基板とアルミニウムベース板との間の接合界面に接合欠陥が認められず、セラミックス基板にクラックが認められなかった。 The bonding defect can not be observed at the bonding interface between the bonded interface and the ceramic substrate and the aluminum base plate between the aluminum circuit board and the ceramic substrate, cracks were not observed in the ceramic substrate. また、ヒートサイクルを3000回行った後に接合欠陥が認められなかったが、セラミックス基板にクラックが発生していた。 In addition, although the bonding defect was observed after the heat cycle of 3000 times, cracks had occurred in the ceramic substrate. このとき、アルミニウムの結晶粒界の段差は、大きいところで300μm程度であり、セラミックス基板にクラックが発生した部分はアルミニウムの結晶粒界の段差が大きい部分にほぼ対応していた。 In this case, the step of the grain boundaries of the aluminum is 300μm approximately at large, part cracks in the ceramic substrate has occurred was almost corresponds to the part step of the grain boundaries is large aluminum.

本発明によるアルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法の実施例に使用する鋳型の下側鋳型部材の平面図である。 Aluminum according to the invention - is a plan view of a lower mold member of the mold used in the practice of the manufacturing method of the ceramic bonding substrate. 図1の下側鋳型部材のII−II線断面図である。 It is a sectional view taken along line II-II of the lower mold member of FIG. 図1の鋳型によって製造されるアルミニウム−セラミックス接合基板の断面図である。 Aluminum is produced by the mold of Figure 1 - it is a cross-sectional view of a ceramic bonding substrate.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 下側鋳型部材 10a 底面部 10b 凹部 10c アルミニウム板形成部 10d セラミックス基板収容部 10e アルミニウムベース板形成部 12 アルミニウム板 14 セラミックス基板 16 アルミニウムベース板 10 the lower mold member 10a bottom portion 10b recess 10c aluminum plate forming portion 10d ceramic substrate receiving portion 10e aluminum base plate forming portion 12 aluminum plate 14 a ceramic substrate 16 of aluminum base plate

Claims (9)

  1. 鋳型内にセラミックス基板を設置した後、このセラミックス基板の一方の面に接触するようにアルミニウム溶湯を鋳型内に注湯し、冷却してアルミニウム溶湯を固化させることにより、セラミックス基板の一方の面にアルミニウムベース板を直接接触させて接合するアルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法において、TiB系合金をTiが0.05〜1.0重量%になるようにアルミニウム溶湯に加えて、鋳型内に注湯することを特徴とする、アルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法。 After placing the ceramic substrate in a mold, the molten aluminum to contact the one surface of the ceramic substrate was poured into a mold, by solidifying the molten aluminum is cooled on one surface of the ceramic substrate aluminum joining aluminum base plate directly the contacted - in the manufacturing method of the ceramic bonding substrate, in addition to the aluminum melt as a TiB alloy Ti is 0.05 to 1.0 wt%, poured into a mold characterized by, aluminum - method of manufacturing a ceramic bonding substrate.
  2. 前記TiB系合金をTiが0.1〜0.5重量%になるように加えることを特徴とする、請求項1に記載のアルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法。 Wherein the TiB alloy Ti is equal to or added to be 0.1 to 0.5 wt%, aluminum of claim 1 - method of manufacturing a ceramic bonding substrate.
  3. 鋳型内にセラミックス基板を設置した後、このセラミックス基板の一方の面に接触するようにアルミニウム溶湯を鋳型内に注湯し、冷却してアルミニウム溶湯を固化させることにより、セラミックス基板の一方の面にアルミニウムベース板を直接接触させて接合するアルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法において、0.3〜0.7重量%のCa、SrまたはAlNをアルミニウム溶湯に加えて、鋳型内に注湯することを特徴とする、アルミニウム−セラミックス接合基板の製造方法。 After placing the ceramic substrate in a mold, the molten aluminum to contact the one surface of the ceramic substrate was poured into a mold, by solidifying the molten aluminum is cooled on one surface of the ceramic substrate aluminum joining aluminum base plate directly the contacted - in the manufacturing method of the ceramic bonding substrate, in addition 0.3 to 0.7 wt% of Ca, Sr, or AlN in the molten aluminum, to be poured into the mold wherein, aluminum - method of manufacturing a ceramic bonding substrate.
  4. セラミックス基板にアルミニウムベース板が接合したアルミニウム−セラミックス接合基板において、アルミニウムベース板が、0.05〜1.0重量%のTiを含有するようにTiB系合金が添加されたアルミニウム合金からなり、且つ純アルミニウムからなる部材の熱伝導率の80%以上の熱伝導率を有し、アルミニウムベース板の結晶粒径が10mm以下であることを特徴とする、アルミニウム−セラミックス接合基板。 Aluminum to the ceramic substrate an aluminum base plate is bonded - in ceramic bonding substrate, the aluminum base plate made of aluminum alloy TiB alloy is added to contain 0.05 to 1.0 wt% of Ti, and has more than 80% of the thermal conductivity of the thermal conductivity of the member made of pure aluminum, characterized in that the grain size of the aluminum base plate is 10mm or less, aluminum - ceramic bonding substrate.
  5. 前記アルミニウムベース板が0.1〜0.5重量%のTiを含有することを特徴とする、請求項4に記載のアルミニウム−セラミックス接合基板。 The aluminum base plate is characterized in that it contains 0.1 to 0.5 wt% of Ti, aluminum of claim 4 - ceramic bonding substrate.
  6. セラミックス基板にアルミニウムベース板が接合したアルミニウム−セラミックス接合基板において、アルミニウムベース板が、0.3〜0.7重量%のCa、SrまたはAlNが添加されたアルミニウム合金からなり、且つ純アルミニウムからなる部材の熱伝導率の80%以上の熱伝導率を有し、アルミニウムベース板の結晶粒径が10mm以下であることを特徴とする、アルミニウム−セラミックス接合基板。 Aluminum aluminum base plate is bonded to the ceramic substrate - in ceramic bonding substrate, the aluminum base plate is composed of 0.3 to 0.7 wt% of Ca, aluminum alloy Sr or AlN is added, and made of pure aluminum It has more than 80% of the thermal conductivity of the thermal conductivity of the member, and wherein the crystal grain size of the aluminum base plate is 10mm or less, aluminum - ceramic bonding substrate.
  7. 前記アルミニウムベース板の熱伝導率が純アルミニウムからなる部材の熱伝導率の90%以上であることを特徴とする、請求項4乃至6のいずれかに記載のアルミニウム−セラミックス接合基板。 Wherein the thermal conductivity of the aluminum base plate is 90% or more of the thermal conductivity of the member made of pure aluminum, aluminum according to any one of claims 4 to 6 - ceramic bonding substrate.
  8. 前記アルミニウムベース板の結晶粒径が3mm以下であることを特徴とする、請求項4乃至7のいずれかに記載のアルミニウム−セラミックス接合基板。 Wherein the grain size of the aluminum base plate is less than 3mm, aluminum according to any one of claims 4 to 7 - ceramic bonding substrate.
  9. 前記アルミニウム−セラミックス接合基板が、セラミックス基板にアルミニウム溶湯を接触させて冷却することによりセラミックス基板にアルミニウムベース板が直接接触して接合したアルミニウム−セラミックス接合基板であることを特徴とする、請求項4乃至8のいずれかに記載のアルミニウム−セラミックス接合基板。 The aluminum - ceramic bonding substrate, the aluminum base plate to the ceramic substrate is an aluminum bonded in direct contact by cooling by contacting the molten aluminum to the ceramic substrate - characterized in that it is a ceramic bonding substrate, according to claim 4 or aluminum according to any of 8 - ceramic bonding substrate.
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