WO2023276466A1 - 金属－セラミックス接合基板およびその製造方法、並びに、ろう材 - Google Patents

金属－セラミックス接合基板およびその製造方法、並びに、ろう材 Download PDF

Info

Publication number
WO2023276466A1
WO2023276466A1 PCT/JP2022/020152 JP2022020152W WO2023276466A1 WO 2023276466 A1 WO2023276466 A1 WO 2023276466A1 JP 2022020152 W JP2022020152 W JP 2022020152W WO 2023276466 A1 WO2023276466 A1 WO 2023276466A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal
ceramic
brazing material
substrate
bonding
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/020152
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
整哉 結城
祐基 寺本
Original Assignee
Ｄｏｗａメタルテック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｄｏｗａメタルテック株式会社 filed Critical Ｄｏｗａメタルテック株式会社
Publication of WO2023276466A1 publication Critical patent/WO2023276466A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/06—Alloys based on silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper

Definitions

  • the present invention relates to a metal-ceramic bonded body and a manufacturing method thereof, and more particularly to a metal-ceramic bonded substrate in which a metal plate is bonded to a ceramic substrate, a manufacturing method thereof, and a brazing material.
  • Power modules are used to control high power in electric vehicles, trains, machine tools, etc.
  • a metal circuit board such as Cu or Al is placed on the surface of a ceramic board. Bonded metal-ceramic bonded substrates have been used. A circuit pattern metal plate is formed on one side of this metal-ceramic bonded substrate, and a heat dissipation metal plate is formed on the other side.
  • a power semiconductor element is mounted on the circuit pattern metal plate by a bonding method such as a solder bonding method or a fine particle metal sintering method.
  • a base plate such as an Al--SiC composite is joined.
  • a method for manufacturing such a metal-ceramic bonding substrate As a method for manufacturing such a metal-ceramic bonding substrate, a method of bonding a metal plate to ceramics by heat treatment with a brazing material (Ag—Cu active metal brazing material) mixed with active metal, Ag and Cu ( active metal brazing method) is known (see, for example, Patent Document 1). Furthermore, in the active metal brazing method, a method of adding Sn or In to the Ag—Cu active metal brazing material has been proposed as a method of improving the wettability of the brazing material and reducing joint voids (for example, , see Patent Documents 2 and 3).
  • the present invention has been made under the above circumstances, and the problems to be solved are to have good heat cycle characteristics so that the ceramics are not easily destroyed by heat load, and to prevent bonding voids at the metal-ceramic interface.
  • the inventors of the present invention conducted intensive research and found that, instead of Sn and In, the additive elements added to the Ag--Cu active metal brazing filler metal were added with additive elements that were less likely to cause solid-solution strengthening of Cu. By doing so, it was found that both a good bonding state and good heat cycle characteristics can be achieved. Specifically, the inventors have come up with a configuration in which an element having a Fleischer mismatch parameter value of 1.2 or less is used as an additive element that hardly causes solid solution strengthening of Cu.
  • a brazing filler metal for bonding metal and ceramics was prepared, and a metal-ceramic bonding substrate was produced using the brazing filler metal for bonding metal and ceramics.
  • the first invention for solving the above-mentioned problems is As a metal component, at least one additive element selected from the group of elements having a Fleischer mismatch parameter value of 1.2 or less; Cu and Ag and A brazing material for joining metal and ceramics containing at least one active metal selected from the group consisting of Ti, Zr and Hf, 100 mass of the metal component not containing the active metal, containing 0.05 at% or more and 15 at% or less of the additive element, 10 at% or more and 60 at% or less of the Cu, and the balance of the Ag to make the total 100 at%.
  • the brazing material is characterized by containing 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of the active metal with respect to 100 parts by mass of the metal component not containing the active metal.
  • the second invention is As a metal component, at least one additive element selected from the group consisting of Ge, Ga, Si, Al and Ni; Cu and Ag and A brazing material for joining metal and ceramics containing at least one active metal selected from the group consisting of Ti, Zr and Hf, 100 mass of the metal component not containing the active metal, containing 0.05 at% or more and 15 at% or less of the additive element, 10 at% or more and 60 at% or less of the Cu, and the balance of the Ag to make the total 100 at%.
  • the brazing material is characterized by containing 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of the active metal with respect to 100 parts by mass of the metal component not containing the active metal.
  • the third invention is The metal component is powder,
  • the brazing material according to the first or second invention which is a paste-like kneaded product of the powder, a binder resin and an organic solvent.
  • the fourth invention is A method for manufacturing a metal-ceramic bonded substrate in which a metal plate is bonded to a ceramic substrate via a brazing material, Preparing the brazing material according to any one of the first to third inventions, A method for manufacturing a metal-ceramic bonded substrate, comprising: placing the brazing material between a ceramic substrate and a metal plate to form a laminate; and then heating and bonding the laminate.
  • the fifth invention is A method for manufacturing a metal-ceramic bonded substrate according to a fourth invention, wherein the metal plate is a Cu plate.
  • the sixth invention is The method for producing a metal-ceramic bonding substrate according to the fourth or fifth invention, wherein the ceramic substrate is mainly composed of any one of aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide and alumina.
  • the seventh invention is The brazing material is arranged on both sides of the ceramic substrate, and metal plates are arranged on both sides of the ceramic substrate via the brazing material to form a laminate, and then the bonding is performed.
  • the eighth invention is By etching the metal plate bonded to one surface of the ceramic substrate and the metal plate bonded to the other surface, one surface of the ceramic substrate is made to be the metal plate on the circuit pattern side, and the other surface is are formed on the metal plate on the heat sink side, respectively.
  • the ninth invention is A metal-ceramic bonding substrate in which a metal plate is bonded to a ceramic substrate via a brazing material for bonding metal and ceramics,
  • the metal plate and the ceramic substrate are at least one additive element selected from the group of elements having a Fleischer mismatch parameter value of 1.2 or less; Cu and Ag and Joined via the brazing material containing at least one active metal selected from the group consisting of Ti, Zr and Hf,
  • the metal-ceramic bonding substrate is characterized in that the bonding interface between the metal plate and the ceramic substrate has a void ratio of 1.5 area % or less.
  • a tenth invention is A metal-ceramic bonding substrate in which a metal plate is bonded to a ceramic substrate via a brazing material for bonding metal and ceramics,
  • the metal plate and the ceramic substrate are at least one additive element selected from the group consisting of Ge, Ga, Si, Al and Ni; Cu and Ag and Joined via the brazing material containing at least one active metal selected from the group consisting of Ti, Zr and Hf,
  • the metal-ceramic bonding substrate is characterized in that the bonding interface between the metal plate and the ceramic substrate has a void ratio of 1.5 area % or less.
  • the eleventh invention is The metal-ceramic bonding substrate according to any one of the ninth and tenth inventions, wherein the metal plate is a Cu plate.
  • a twelfth invention is The metal-ceramic bonding substrate according to any one of the ninth to eleventh aspects of the invention, wherein the ceramic substrate comprises any one of aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide and alumina as a main component.
  • a thirteenth invention is The brazing material is 100 mass of the metal component not containing the active metal, containing 0.05 at% or more and 15 at% or less of the additive element, 10 at% or more and 60 at% or less of the Cu, and the balance of the Ag to make the total 100 at%.
  • any one of the ninth to twelfth inventions characterized in that 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of the active metal is included with respect to 100 parts by mass of the metal component that does not contain the active metal.
  • a fourteenth invention is Metal plates are bonded to both surfaces of the ceramic substrate via the brazing material, and a metal plate on the side of the circuit pattern is formed on one surface of the ceramic substrate, and a metal plate on the side of the heat sink is formed on the other surface of the ceramic substrate.
  • the metal-ceramic bonding substrate according to any one of the ninth to thirteenth inventions, characterized by
  • the metal-ceramic bonding substrate according to the present invention had a low void ratio at the bonding interface between the metal and the ceramics, and had good heat cycle characteristics such that the ceramics were less likely to break under heat load.
  • FIG. 3 is a diagram showing a circuit pattern of a metal-ceramic bonding substrate;
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a three-point bending strength measurement method for a metal-ceramic bonded substrate.
  • brazing material for metal-ceramic bonding according to the present invention 2.
  • a metal-ceramic bonding substrate according to the present invention and a method for manufacturing the same will be described in order. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be carried out with appropriate modifications within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • brazing material for metal-ceramic bonding according to the present invention. It has been found that, when subjected to heat, cracks are more likely to occur in the ceramic portion than when a brazing filler material not containing Sn or In is used. Then, based on this finding, the inventors proceeded with the research, and came up with the idea of considering the value of the Fleischer mismatch parameter in order to improve the drawback.
  • the brazing material for joining metal and ceramics according to the present invention (sometimes simply referred to as "brazing material" in the present invention) will be described as follows: (1) Fleischer's mismatch parameter; The composition of the brazing filler metal and (3) the form and supply method of the brazing filler metal according to the present invention will be described in this order.
  • ⁇ b (1/b) x (db/dc) (formula)
  • ⁇ G ′ (1/G) ⁇ (dG/dc) ⁇ 1+(1/2G) ⁇
  • b, G, and c are the lattice constant, rigidity modulus, and solute element concentration of the Cu alloy, respectively.
  • ⁇ s
  • the modulus difference factor ⁇ G ' represents how much the modulus of rigidity of a Cu alloy changes from that of pure Cu due to the addition of a solute element. It can be seen that when the value is positive, the rigidity of the Cu alloy increases more than that of pure Cu, and when the value is negative, the rigidity decreases.
  • the metal-ceramic bonded substrate is subjected to repeated thermal loads, so thermal stress is generated due to the difference in the thermal expansion coefficient between the metal and the ceramic, leading to cracks in the ceramic part.
  • the yield stress of Cu contained in the metal plate of the metal-ceramic bonding substrate or the brazing material is large, Cu is less likely to undergo plastic deformation, increasing the thermal stress applied to the ceramic portion.
  • the modulus of rigidity of Cu is high, the stress generated by strain deformation of Cu increases, so the thermal stress applied to the ceramic portion increases.
  • an element to be added to the brazing material it is preferable to select an element having a small value of the Fleischer mismatch parameter as an element that is unlikely to cause solid-solution strengthening of Cu. Moreover, it is preferable to select an element having a negative rigidity difference factor ⁇ G ′ as the element that reduces the rigidity of Cu.
  • Table 1 shows the values of ⁇ b , ⁇ G ′, and ⁇ s for various solute elements organized by Fleischer. From Table 1, it can be seen that Sn and In cause a decrease in rigidity when added because the rigidity difference factor ⁇ G ' takes a negative value, but the value of the Fleischer mismatch parameter is around 2, and Cu is a solid. It can be seen that it is an element that easily causes melt strengthening. On the other hand, Ge, Ga, Si, Al, Pt, Ni, Zn, and Pd have a Fleischer mismatch parameter value of 1.2 or less. I realized that it is difficult to strengthen.
  • the brazing filler metal according to the present invention contains Ag and Cu, and at least It contains one element and an active metal element component.
  • each component and composition of the brazing material according to the present invention will be described in order of (I) Ag and Cu, (II) additive elements, and (III) active metals.
  • the amount of Ag added is the balance excluding Cu and additive elements. and preferably in the range of 40 at % to 90 at %. This is because if the amount of Ag added is 40 at % or more, the stress relaxation effect of the brazing filler metal joint layer can be obtained, and the thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the metal plate and the ceramics can be relaxed, ensuring reliability. Depends on what you can do.
  • the amount of Ag added is 90 at % or less, it is possible to avoid an increase in cost due to an increase in the amount of Ag, which is a noble metal, and this is preferable.
  • the Ag content is more preferably 50 at % or more and 80 at % or less, more preferably 55 at % or more and 75 at % or less, and further preferably 60 at % or more and 70 at % or less.
  • the amount of Cu added is in the range of 10 at % to 60 at %.
  • the amount of Cu added is 10 at % or more, the solidus temperature and the liquidus temperature of the brazing filler metal are sufficiently lowered, and the bondability is ensured.
  • the amount of Cu added is 60 at % or less, the stress relaxation effect of the brazing filler metal joint layer is ensured and the reliability is ensured.
  • the amount of Cu added is more preferably 20 at % or more and 50 at % or less, more preferably 25 at % or more and 45 at % or less, and further preferably 30 at % or more and 40 at % or less.
  • the additive element according to the present invention is at least one additive element selected from the above-described elements having a Fleischer mismatch parameter value of 1.2 or less.
  • the brazing material according to the present invention contains 0.05 at % to 15 at % of the additive element as the metal component, when the total of Ag, Cu, and the additive element, which does not contain an active metal component, is 100 at %. do. This is because if the total amount of additive elements is 0.05 at % or more, the solidus temperature and liquidus temperature of the brazing filler metal are sufficiently lowered, and the bondability is ensured.
  • the amount of additive element is more preferably 0.1 at % or more and 12 at % or less, more preferably 1 at % or more and 8 at % or less, and 5 at % or less.
  • the active metal ensures wettability between the ceramics and the molten brazing filler metal and achieves bonding reaction with the ceramics.
  • the active metal is at least one metal element selected from Ti, Zr, Hf and the like.
  • the active metal simple substance, its hydrogen compound, or the like can be used as a supply source of the active metal. These substances dissolve in the liquid phase of the melted brazing filler metal during the joining process and liberate active metal elements into the liquid phase. The liberated active metal element undergoes a substitution reaction with Si, Al, etc.
  • any compound that can dissolve in the liquid phase of the brazing filler metal and liberate the active metal element can be used as a supply source of the active metal.
  • hydrides can be used as active metal components (sources) because they thermally decompose during the heating of the bonding process to produce active metal elements.
  • the amount of the active metal is 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of Ag, Cu, and additive elements that do not contain active metals as metal components. A range is preferred.
  • the amount of the active metal added is 0.1 parts by mass or more, the bonding reaction between the ceramics and the fusion bonding material is sufficient, and bondability is ensured. If the amount of the active metal component to be added is 10 parts by mass or less, the thickness of the bonding reaction layer between the active metal and the ceramics does not become too thick, and cracks are less likely to occur in the ceramics, which is preferable.
  • the amount of the active metal component to be added is more preferably 0.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or more and 4 parts by mass or less and 3 parts by mass or less.
  • the amount of the active metal when the active metal component (supply source) is a hydride, it means the total mass part of the metal content (at least one selected from Ti, Zr, and Hf) in the hydride. .
  • the form of supplying the brazing filler metal according to the present invention to the joint portion of the base material is not particularly limited, but may be powder, paste, It can be supplied in a form such as foil.
  • a method of supplying in powder form a method of powdering the brazing material according to the present invention and supplying it by a cold spray method, a thermal spraying method, or the like can be applied.
  • the brazing material according to the present invention in the form of a paste
  • metal components Al, Cu, additive elements, active metals
  • a binder resin an organic solvent, etc.
  • the paste-like brazing material can be applied to the joints by a known coating method such as a screen printing method, a metal mask method, or a roll coater method.
  • the binder resin is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include acrylic resin, ethyl cellulose, ethylhydroxyethyl cellulose, nitrocellulose and the like.
  • binder resins may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the organic solvent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Toll, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate, and the like. These organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • dispersants, viscosity modifiers, plasticizers, and the like can be appropriately added for adjusting the printability of the paste, the adhesiveness of the dried coating film, the abrasion resistance, and the like.
  • organic components such as binder resins and organic solvents are 5 parts by mass or more and 20 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of Ag, Cu, which are metal components not containing active metals, and additive elements. It is preferably 9 parts by mass or more and 16 parts by mass or less.
  • a method of supplying in the form of foil there is a method of supplying to the joint part as a foil obtained by rolling an alloy of metal components having the brazing material composition of the present invention, or as a clad material adjusted so as to have the composition of the present invention. is applicable.
  • the above methods can be combined with multiple methods.
  • a part of the brazing material raw materials (Ag, Cu, additive elements, active metals) may be supplied in the form of paste, and the rest may be supplied in the form of foil.
  • the total composition of the paste-like brazing filler metal and the foil-like brazing filler metal should be the composition of the present invention.
  • a metal-ceramic bonded substrate according to the present invention and a method for manufacturing the same Metal-ceramic bonded substrate according to the present invention is a metal-ceramic bonded substrate in which a metal plate is bonded to a ceramic substrate via the above-described brazing material according to the present invention. is.
  • the metal plate and the ceramic substrate are composed of at least one additive element selected from elements having a Fleischer mismatch parameter value of 1.2 or less, at least one active metal, Cu and Ag.
  • the metal-ceramic bonding substrate is bonded via a brazing material, and has a void ratio of 1.5 area % or less at the bonding interface between the metal plate and the ceramic substrate.
  • the metal-ceramic bonding substrate according to the present invention will be described as (1) a metal plate, (2) a ceramic substrate, (3) a method for bonding a metal plate and a ceramic substrate, (4) a method for forming a circuit pattern, and (5).
  • a method for evaluating characteristics of a metal-ceramic bonding substrate according to the present invention will be described in this order.
  • Metal Plate As the metal plate, a metal plate made of a single metal such as Cu, Al, or Ni, a copper alloy, or an alloy such as stainless steel can be used. Among them, Cu and copper alloys are preferable from the viewpoint of electrical conductivity, thermal conductivity and additive elements.
  • Ceramic Substrate As the ceramic substrate, it is possible to use an oxide whose main component is alumina, silica, or the like, or a non-oxide substrate whose main component is aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, or the like. Since aluminum nitride has a lower strength (toughness) than silicon nitride, the brazing material of the present invention is applied, which can improve the flexural strength after passing furnace and the resistance to passing furnace in metal-ceramic bonding substrates as described later. is more preferable.
  • the brazing material according to the present invention is supplied to both sides of the ceramic substrate by the supply method described above, and the metal plate is placed thereon to form the ceramic substrate and the brazing material. After forming a laminate consisting of and metal plates, the laminate is heated in a substantially vacuum or non-oxidizing atmosphere and then cooled to bond the metal plates to both surfaces of the ceramic substrate via a brazing material. . Also, the brazing material may be supplied to the metal plate side. For example, when using the cold spray method, thermal spraying method, or various coating methods using a paste-like brazing material, the position where the brazing material is placed (the position where the brazing material is formed into a film) may be on both sides of the ceramic substrate side.
  • the brazing material according to the present invention consists of a layer (active metal reaction layer) mainly formed of the active metal and its compound and a layer (brazing joining layer) mainly formed of a metal other than the active metal. become.
  • these layers are not necessarily clearly separated layers, and in addition to cases where these boundaries are clear to some extent, there are cases where they appear to be one layer due to the composition and thickness of the brazing filler metal and other conditions.
  • the metal plate bonded to one surface of the ceramic substrate is used as a metal plate for circuit patterns, and the metal plate bonded to the other surface of the ceramic substrate is used as a heat sink (or for heat sink bonding). Used as a board.
  • etching resist ink in the desired circuit pattern shape and radiator plate shape is printed, and the unnecessary metal plate is removed with a cupric chloride etchant, iron chloride etchant, or the like. is removed by etching, and then the resist is removed.
  • the resist may be formed by other methods such as dry film. In this manner, the metal plate on the circuit pattern side is formed on one surface of the ceramic substrate, and the metal plate on the heat sink side is formed on the other surface.
  • unnecessary brazing filler metal bonding layers remaining on the surface of the ceramic substrate, such as between the metal circuit patterns and around the heat sink, are removed with a chemical solution containing a hydrofluoric acid salt such as ammonium fluoride or a chelate.
  • unnecessary active metal reaction layers on the surface of the ceramic substrate, such as between metal circuit patterns and around the heat sink are removed with a chemical solution containing a hydrofluoric acid salt such as ammonium fluoride or a chelate.
  • chemical polishing is applied, and then plating is applied to obtain a metal-ceramic bonding substrate on which a fillet (brazing material protruding portion) of a predetermined width is formed.
  • the width of the fillet (the distance that the brazing filler metal protrudes from the edge of the bottom of the metal plate (the part where it is joined to the ceramic substrate)) can be freely controlled.
  • it can be freely controlled in the range of 0 to 500 ⁇ m.
  • the fillet width is preferably about 20 to 100 ⁇ m.
  • the surface of the metal circuit pattern or the heat sink may be subjected to plating or rust prevention treatment, if necessary. In the case of plating, it is preferable to apply Ni plating or Ni alloy plating such as Ni—P.
  • Metal-ceramic bonding substrate characteristic evaluation method As characteristic evaluation of the metal-ceramic bonding substrate according to the present invention, (I) evaluation of void fraction, (II) evaluation of bending strength after passing furnace, (III) ) was carried out through furnace durability evaluation. The purpose and evaluation method of each evaluation, and the range of preferable evaluation results will be described below.
  • the thermal resistance Rth of the substrate can be estimated by integrating the thermal resistance of each member along the heat radiation path, as shown by the following formula.
  • R th ⁇ L i /( ⁇ i ⁇ A i ) (formula)
  • L i , ⁇ i , and A i are the thickness, thermal conductivity, and heat transfer area of each member, respectively.
  • thermal resistance and heat transfer area are in an inversely proportional relationship.
  • the thermal resistance value deteriorates to 102% and 101% of the design value, respectively. Therefore, it is preferable to suppress the void ratio in the bonding surface of the metal-ceramic bonding substrate to 1.5 area % or less, preferably 1.0 area % or less, more preferably 0.5 area % or less.
  • An ultrasonic flaw detection method is suitable for evaluating the void fraction. Ultrasonic waves travel in a straight line and are reflected at material interfaces with different densities. Since the reflectance of ultrasonic waves increases as the density difference between the interfaces increases, minute voids can be detected.
  • FIG. 1 is a diagram showing the circuit pattern of the metal-ceramic bonding substrate
  • (A) is a plan view of one surface (circuit pattern side)
  • (B) is the other surface (radiating plate side) is a plan view.
  • the shaded area is metal.
  • FIG. 2 is a diagram showing a three-point bending strength measurement method of a metal-ceramic bonded substrate, (A) provides a lower fulcrum (support roll) on one surface of the metal-ceramic bonded substrate, 1 is a plan view when a load point (load roll) is provided at , and (B) is a side view thereof.
  • the shaded area in FIG. 2(A) is metal.
  • the circuit patterns shown in FIGS. 1(A) and 1(B) were used, and as shown in FIG. A roll was provided at the position, and a load was applied to measure the three-point bending strength.
  • the average value of the bending strength after passing furnace is preferably 220 MPa or more, more preferably 300 MPa or more, still more preferably 350 MPa or more, and most preferably 400 MPa or more.
  • the furnace resistance evaluation also depends on the circuit pattern of the bonded substrate, it is necessary to use the same circuit pattern in order to compare the evaluation values.
  • circuit patterns shown in FIGS. 1A and 1B were used.
  • the expected value of through-furnace durability is preferably 8 times or more, more preferably 10 times or more, still more preferably 13 times or more, and most preferably 15 times or more.
  • Example 1 Ag powder, Cu powder, Cu-Ga alloy powder (Cu-Ga alloy powder with a Ga concentration of 10% by mass in the alloy powder) are blended to give a composition of 64.0 at% Ag, 35.9 at% Cu, and 0.1 at% Ga.
  • a pasty brazing filler metal was obtained by adding an acrylic binder component of parts by mass and a vehicle containing an organic solvent for the balance, and kneading the mixture with a triple roll.
  • Table 2 shows the composition of Ag, Cu, additive elements, and active metals in Example 1.
  • the resulting paste-like brazing filler metal is divided into four AlN ceramic substrates (size 68 mm ⁇ 68 mm ⁇ 0.64 mm, division lines are formed during firing of the ceramic substrates, and 34 mm ⁇ 34 mm ⁇ 0.64 mm in size in a post-process). It can be divided into individual pieces.) On both sides, a 33 mm square approximately square pattern is placed in the center of each individual piece before division into four, and the paste-like brazing material is applied so that the thickness is about 20 ⁇ m. screen printed. Then, the AlN ceramic substrate was dried in the atmosphere to form a brazing material coating layer.
  • one copper plate surface is coated with an etching mask having a circuit pattern, and the other copper plate surface is coated with an etching mask having a radiator plate pattern. It was formed by applying a curable alkali peeling resist ink and curing it with ultraviolet rays. Then, unnecessary portions of the copper plate were etched with an etchant composed of copper chloride, hydrochloric acid, and the balance of water, and the resist was removed with an aqueous sodium hydroxide solution to form the copper plates on both sides into a predetermined shape.
  • the sheet-like copper-ceramic bonded body is immersed in dilute sulfuric acid and pickled, and then mixed with 1.6% by mass of EDTA/4Na and 3% by mass of ammonia water (ammonia water containing 28% by mass of ammonia). and 5% by mass of hydrogen peroxide solution (hydrogen peroxide solution containing 35% by mass of hydrogen peroxide).
  • the sheet-like copper-ceramic bonded body is immersed in a chemical polishing liquid (45° C.) containing 14% by mass of sulfuric acid, 3.2% by mass of hydrogen peroxide, and the balance of water to polish the surface of the copper plate.
  • Chemical polishing is performed to remove the brazing filler metal joint layer so that the brazing filler metal joint layer protrudes from the side (bottom) part of the circuit side copper plate and the heat dissipation side copper plate by about 30 ⁇ m (the fillet width of the brazing filler metal is about 30 ⁇ m), and the circuit copper plate and the heat dissipation member of a predetermined shape are formed.
  • the step of forming a copper plate was completed to obtain a sheet-like copper-ceramic bonded substrate. A plurality of sheet-like copper-ceramic bonding substrates were produced.
  • the copper plate surfaces (circuit copper plate and heat dissipation copper plate) of some of the sheet-like copper-ceramic bonding substrates are plated by an electroless Ni-P plating method.
  • An electroless Ni—P plating film of 4 ⁇ m was formed.
  • the sheet-like copper-ceramic bonding substrate was divided into four along the dividing lines formed in advance when firing the AlN ceramic substrate, and the metal-ceramic bonding substrates (size 34 mm) shown in FIGS. ⁇ 34 mm).
  • a sample is appropriately extracted from the steps of the above-described process, and the following steps of 1. void rate evaluation;2. 3. evaluation of bending strength after passing furnace; Each evaluation test of furnace durability evaluation was carried out.
  • the expected value of the Weibull distribution was calculated from the estimated Weibull distribution, and the result was used as an evaluation index as the expected value of the through-furnace durability.
  • the expected value of the furnace durability was 9.4 times, which was good. Table 2 shows the evaluation results.
  • Example 2 Ag powder, Cu powder, and Cu—Ga alloy powder (Cu—Ga alloy powder having a Ga concentration of 10% by mass in the alloy powder) are blended to give a composition of 62.4 at% Ag, 35.3 at% Cu, and 2.3 at% Ga. The same operation as in Example 1 was performed except that a mixed powder having was obtained. Table 2 shows the composition of Ag, Cu, additive elements, and active metals in Example 2. Then, in the same manner as in Example 1, the sheet-like copper-ceramic bonded body (intermediate product after metal plate bonding and in which the circuit shape and the heat sink shape have not been formed) was subjected to "1. Void rate evaluation". was carried out, and "2.
  • Example 3 Ag powder, Cu powder, and Cu—Ga alloy powder (Cu—Ga alloy powder with a Ga concentration of 30% by mass in the alloy powder) are blended to give a composition of Ag61.3at%, Cu34.7at%, and Ga4.0at%. The same operation as in Example 1 was performed except that a mixed powder having was obtained. Table 2 shows the composition of Ag, Cu, additive elements, and active metals in Example 3. Then, in the same manner as in Example 1, the sheet-like copper-ceramic bonded body (intermediate product after metal plate bonding and in which the circuit shape and the heat sink shape have not been formed) was subjected to "1. Void rate evaluation". was carried out, and "2.
  • Example 4 Ag powder, Cu powder, and Cu—Ga alloy powder (Cu—Ga alloy powder having a Ga concentration of 30% by mass in the alloy powder) are blended to give a composition of Ag56.4at%, Cu31.8at%, and Ga11.8at%. The same operation as in Example 1 was performed except that a mixed powder having was obtained. Table 2 shows the composition of Ag, Cu, additive elements, and active metals in Example 4. Then, in the same manner as in Example 1, the sheet-like copper-ceramic bonded body (intermediate product after metal plate bonding and in which the circuit shape and the heat sink shape have not been formed) was subjected to "1. Void rate evaluation". was carried out, and "2.
  • Example 5 Ag powder, Cu powder, Cu-Al alloy powder (Cu-Al alloy powder in which the Al concentration in the alloy powder is 10% by mass) is blended, and the composition is 64.0 at% Ag, 35.9 at% Cu, and 0.1 at% Al.
  • Table 2 shows the composition of Ag, Cu, additive elements, and active metals in Example 5. Then, in the same manner as in Example 1, the sheet-like copper-ceramic bonded body (intermediate product after metal plate bonding and in which the circuit shape and the heat sink shape have not been formed) was subjected to "1. Void rate evaluation". was carried out, and "2.
  • Example 6 Ag powder, Cu powder, Cu-Al alloy powder (Cu-Al alloy powder in which the Al concentration in the alloy powder is 10% by mass) is blended, and the composition is 62.4 at% Ag, 35.3 at% Cu, and 2.3 at% Al.
  • Table 2 shows the composition of Ag, Cu, additive elements, and active metals in Example 6. Then, in the same manner as in Example 1, the sheet-like copper-ceramic bonded body (intermediate product after metal plate bonding and in which the circuit shape and the heat sink shape have not been formed) was subjected to "1. Void rate evaluation”. was carried out, and "2.
  • Comparative Example 1 Ag powder, Cu powder, and Cu—Sn alloy powder (Cu—Sn alloy powder with a Sn concentration of 10% by mass in the alloy powder) are blended to give a composition of 62.4 at% Ag, 35.3 at% Cu, and 2.3 at% Sn. The same operation as in Example 1 was performed except that a mixed powder having was obtained. Table 2 shows the composition of Ag, Cu, additive elements, and active metals in Comparative Example 1. Then, in the same manner as in Example 1, the sheet-like copper-ceramic bonded body (intermediate product after metal plate bonding and in which the circuit shape and the heat sink shape have not been formed) was subjected to "1. Void rate evaluation". was carried out, and "2.
  • Example 2 A mixture having a composition of Ag 64.0 at% and Cu 36.0 at% from Ag powder and Cu powder without blending Cu-Ga alloy powder (Cu-Ga alloy powder in which the Ga concentration in the alloy powder is 10% by mass) The same operation as in Example 1 was performed except that powder was obtained. Table 2 shows the composition of Ag, Cu, additive elements, and active metals in Comparative Example 2. Then, in the same manner as in Example 1, the sheet-like copper-ceramic bonded body (intermediate product after metal plate bonding and in which the circuit shape and the heat sink shape have not been formed) was subjected to "1. Void rate evaluation". was carried out, and "2.
  • Table 3 shows the composition of each metal in the brazing materials of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 when the sum of Ag, Cu, additive elements, and active metals is 100% by mass. rice field. From the results in Table 3, Cu is generally 20 to 30% by mass, the additive element having a Fleischer mismatch parameter value of 1.2 or less is 0.05 to 10% by mass (preferably 1 to 5% by mass), and the active When a brazing filler metal having a composition of 1 to 3% by mass of metal and a balance of Ag (approximately 65 to 75% by mass) is used for bonding a metal plate and a ceramic substrate, a metal-ceramic bonding substrate having excellent bonding properties and heat resistance can be obtained. was found to be able to produce

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

ろう材を介して、金属板がセラミックス基板に接合された金属－セラミックス接合基板であって、前記金属板と前記セラミックス基板とが、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下である元素から選択される少なくとも１種類の元素と、少なくとも１種の活性金属成分と、ＣｕおよびＡｇとを含む、ろう材を介して接合され、前記金属板と前記セラミックス基板との接合界面におけるボイド率が１．０面積％以下である金属－セラミックス接合基板を提供する。

Description

金属－セラミックス接合基板およびその製造方法、並びに、ろう材
　本発明は、金属－セラミックス接合体およびその製造方法に関し、特に、セラミックス基板に金属板が接合した金属－セラミックス接合基板およびその製造方法、並びに、ろう材に関する。
　電気自動車、電車、工作機械などの大電力を制御するためにパワーモジュールが使用されており、このようなパワーモジュール用の電気回路基板として、セラミックス板の表面にＣｕやＡｌなどの金属回路板を接合した金属－セラミックス接合基板が使用されている。この金属－セラミックス接合基板の一方の面には回路パターン金属板が形成され、他方の面には放熱金属板が形成される。
　パワーモジュールの組み立て工程において、前記回路パターン金属板には、半田接合法や微粒子金属焼結法などの接合法によってパワー半導体素子が搭載され、前記放熱金属板には同様の接合法によってＣｕやＡｌ、Ａｌ－ＳｉＣ複合材などのベース板が接合される。
　このような金属－セラミックス接合基板の製造方法として、活性金属とＡｇとＣｕとを混合したろう（Ａｇ－Ｃｕ活性金属ろう）材を介在させて、加熱処理により金属板をセラミックスに接合する方法（活性金属ろう付け法）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　さらに、当該活性金属ろう付け法において、ろう材の濡れ性を改善し接合ボイドを低減する方法として、Ａｇ－Ｃｕ活性金属ろう材へ、さらにＳｎやＩｎを添加する方法が提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。
特開平８－９７５５４号公報 特開平１１－１２０５１号公報 特開平４－２８５０７６号公報
　しかしながら本発明者らの検討によると、Ａｇ－Ｃｕ活性金属ろう材へ、さらにＳｎやＩｎを添加したろう材を使用した金属－セラミックス接合基板に熱負荷が掛かった際、ＳｎやＩｎを添加しないろう材を使用した場合に比べて、セラミックス部にクラックが入り易くなるという欠点が知見された。
　ところが、パワーモジュールの組み立て工程においては、上述したようにパワー半導体素子やベース板との接合のため、リフロー炉処理などにより熱負荷が掛かる（通炉処理）。また、パワーモジュールが実際に使用される状況においては、パワー半導体素子がスイッチング動作により発熱し、パワーモジュール動作停止時には冷却されるため、パワーモジュールにヒートサイクル（熱負荷）が掛かる。
　したがって、金属－セラミックス接合基板には、これらの熱負荷が掛かってもセラミックス部が破壊し難い良好なヒートサイクル特性が求められている。
　一方、パワー半導体素子の発熱をベース板へ逃がす放熱経路に、放熱を阻害する接合ボイドが存在するとパワー半導体素子が過熱し、パワーモジュールの故障に至る。ところが、近年、ＳｉＣやＧａＮなどのワイドバンドギャップ半導体素子が実用化され、パワーモジュールがより高温状態で使用される状況となってきている。
　そのため、金属－セラミックス接合基板における金属－セラミック界面は、接合ボイドが少ない良好な接合状態であることが、より一層求められている。
　本発明は、上述の状況の下で為されたものであり、その解決しようとする課題は、熱負荷でセラミックスが破壊し難い良好なヒートサイクル特性を有することと、金属－セラミック界面における接合ボイドが少ない良好な接合状態を有することとの、両方を満たした金属－セラミックス接合基板およびその製造方法、並びに、当該金属－セラミックス接合基板に用いる金属とセラミックスとの接合用のろう材を提供することである。
　上述の課題を解決する為、本発明者らは鋭意研究した結果、Ａｇ－Ｃｕ活性金属ろう材へ添加する添加元素をＳｎやＩｎに代えて、Ｃｕの固溶強化を起こしにくい添加元素を添加することで、良好な接合状態と良好なヒートサイクル特性を両立可能であることを知見した。具体的には、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下である元素を、Ｃｕの固溶強化を起こしにくい添加元素として用いる構成に想到した。
　そして当該構成に基づいて、金属とセラミックスとの接合用のろう材を調製し、さらに当該金属とセラミックスとの接合用のろう材を用いて金属－セラミックス接合基板を作製したところ、熱負荷でセラミックスが破壊しない良好なヒートサイクル特性と、金属－セラミック界面における接合ボイドが少ない良好な接合状態とを有することを確認し、本発明を完成した。
　即ち、上述の課題を解決する為の第１の発明は、
　金属成分として、
　Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下である元素の群から選ばれる少なくとも１種の添加元素と、
　Ｃｕと、
　Ａｇと、
　Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群より選ばれる少なくとも１種の活性金属とを、含む金属とセラミックスとの接合用のろう材であって、
　前記添加元素を０．０５ａｔ％以上１５ａｔ％以下と、前記Ｃｕを１０ａｔ％以上６０ａｔ％以下と、前記Ａｇを残部として含むことで合計を１００ａｔ％とした、前記活性金属を含まない金属成分１００質量部と、
　前記活性金属を含まない金属成分１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下の前記活性金属とを含む、ことを特徴とするろう材である。
　第２の発明は、
　金属成分として、
　Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｉ、ＡｌおよびＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の添加元素と、
　Ｃｕと、
　Ａｇと、
　Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群より選ばれる少なくとも１種の活性金属とを、含む金属とセラミックスとの接合用のろう材であって、
　前記添加元素を０．０５ａｔ％以上１５ａｔ％以下と、前記Ｃｕを１０ａｔ％以上６０ａｔ％以下と、前記Ａｇを残部として含むことで合計を１００ａｔ％とした、前記活性金属を含まない金属成分１００質量部と、
　前記活性金属を含まない金属成分１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下の前記活性金属とを含む、ことを特徴とするろう材である。
　第３の発明は、
　前記金属成分が粉体であって、
　前記粉体と、バインダー樹脂および有機溶剤とのペースト状の混練物である、ことを特徴とする第１または第２の発明に記載のろう材である。
　第４の発明は、
　ろう材を介して、金属板がセラミックス基板に接合された金属－セラミックス接合基板の製造方法であって、
　第１～第３の発明のいずれかに記載のろう材を準備し、
　前記ろう材を、セラミックス基板と金属板との間に配置して積層体を形成した後、前記積層体を加熱して接合することを特徴とする金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
　第５の発明は、
　前記金属板がＣｕ板であることを特徴とする第４の発明に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
　第６の発明は、
　前記セラミックス基板は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素およびアルミナのいずれかを主成分とすることを特徴とする第４または第５の発明に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
　第７の発明は、
　前記セラミックス基板の両面に前記ろう材を配置し、前記ろう材を介して前記セラミックス基板の両面に金属板を配置して積層体を形成した後、前記接合を行うことを特徴とする、第４～第６の発明のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
　第８の発明は、
　前記セラミックス基板の一方の面に接合された金属板と、他方の面に接合された金属板をエッチング加工することにより、前記セラミックス基板の一方の面を回路パターン側の金属板へ、他方の面を放熱板側の金属板へ、それぞれ形成することを特徴とする、第７の発明に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法である。
　第９の発明は、
　金属とセラミックスとの接合用のろう材を介して、金属板がセラミックス基板に接合された金属－セラミックス接合基板であって、
　前記金属板と前記セラミックス基板とが、
　Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下である元素の群から選ばれる少なくとも１種の添加元素と、
　Ｃｕと、
　Ａｇと、
　Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群より選ばれる少なくとも１種の活性金属とを含む、前記ろう材を介して接合され、
　前記金属板と前記セラミックス基板との接合界面におけるボイド率が１．５面積％以下であることを特徴とする金属－セラミックス接合基板である。
　第１０の発明は、
　金属とセラミックスとの接合用のろう材を介して、金属板がセラミックス基板に接合された金属－セラミックス接合基板であって、
　前記金属板と前記セラミックス基板とが、
　Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｉ、ＡｌおよびＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の添加元素と、
　Ｃｕと、
　Ａｇと、
　Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群より選ばれる少なくとも１種の活性金属とを含む、前記ろう材を介して接合され、
　前記金属板と前記セラミックス基板との接合界面におけるボイド率が１．５面積％以下であることを特徴とする金属－セラミックス接合基板である。
　第１１の発明は、
　前記金属板がＣｕ板であることを特徴とする第９または第１０の発明のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板である。
　第１２の発明は、
　前記セラミックス基板は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素およびアルミナのいずれかを主成分とすることを特徴とする第９～第１１の発明のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板である。
　第１３の発明は、
　前記ろう材が、
　前記添加元素を０．０５ａｔ％以上１５ａｔ％以下と、前記Ｃｕを１０ａｔ％以上６０ａｔ％以下と、前記Ａｇを残部として含むことで合計を１００ａｔ％とした、前記活性金属を含まない金属成分１００質量部と、
　前記活性金属を含まない金属成分１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下の前記活性金属とを含む、ことを特徴とする第９～第１２の発明のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板である。
　第１４の発明は、
　前記セラミックス基板の両面に前記ろう材を介して金属板が接合されており、前記セラミックス基板の一方の面に回路パターン側の金属板が形成され、他方の面に放熱板側の金属板が形成されている特徴とする、第９～第１３の発明のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板である。
　本発明に係る金属－セラミックス接合基板は、金属－セラミックスとの接合界面におけるボイド率が少なく、且つ、熱負荷でセラミックスが破壊し難い良好なヒートサイクル特性とを具備していた。
金属－セラミックス接合基板の回路パターンを示す図である。 金属－セラミックス接合基板の３点曲げ強度測定方法を示す模式図である。
　以下、本発明を実施するための形態について、１．本発明に係る金属－セラミックス接合用のろう材、２．本発明に係る金属－セラミックス接合基板およびその製造方法、の順に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。
１．本発明に係る金属－セラミックス接合用のろう材
　本発明者らは、従来の技術に係るＡｇ－Ｃｕ活性金属ろう材へＳｎやＩｎを添加したろう材を使用した金属－セラミックス接合基板に熱負荷が掛かった際、ＳｎやＩｎを添加しないろう材を使用した場合に比べて、セラミックス部にクラックが入りやすくなるという欠点があることを知見した。そして当該知見より研究を進め、当該欠点を改善するために、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値を考慮することに想到した。
　以下、本発明に係る金属とセラミックスとの接合用のろう材（本発明において、単に「ろう材」と記載する場合がある。）について、（１）Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータ、（２）本発明に係るろう材の組成、（３）本発明に係るろう材の形態と供給方法、の順に説明する。
（１）Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータ
　Ｃｕの固溶強化と溶質元素の関係について、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒの研究が知られている(Fleischer, Acta Metall. Vol.11(1963)pp.203-209)。この研究によれば、固溶強化に関する因子として、溶媒（Ｃｕ）と溶質元素の原子寸法差因子εb および、溶媒と溶質元素の剛性率差因子εＧ’が、溶質元素１原子％あたりの降伏応力の増加ｄτ／ｄｃと関係する。すなわち、ｄτ／ｄｃ∝εｓ＝｜εＧ’－３εｂ｜の関係にある。原子寸法差因子εｂ、剛性率差因子εＧ’は、それぞれ次式で定義される。
　　　　　　　εｂ＝（１／ｂ）×（ｄｂ／ｄｃ）・・・・・・・・（式）
　　　　　　　εＧ’＝（１／Ｇ）×（ｄＧ／ｄｃ）×｛１＋（１／２Ｇ）×｜ｄＧ／ｄｃ｜｝－１・・・・・・・・（式）
　ここで、ｂ、Ｇ、ｃは、それぞれ、Ｃｕ合金の格子定数、剛性率、溶質元素の濃度である。そして、εｓ＝｜εＧ’－３εｂ｜がＦｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータである。
　上述の定義式から、剛性率差因子εＧ’は、溶質元素の添加によりＣｕ合金の剛性率が純Ｃｕからどれほど変化するかを表し、その絶対値が大きいほど変化率が大きく、また符号が正の場合は純ＣｕよりもＣｕ合金の剛性率が増加し、負の場合は剛性率が低下することが分かる。
　一方、金属－セラミックス接合基板には前述したように繰り返しの熱負荷が加わるため、金属とセラミックスの熱膨張係数差に起因した熱応力が発生し、セラミックス部のクラックに至る。金属－セラミックス接合基板の金属板やろう材に含まれるＣｕの降伏応力が大きい場合、Ｃｕが塑性変形を起こしにくくなり、セラミックス部に加わる熱応力が増大する。またＣｕの剛性率が大きい場合も、Ｃｕのひずみ変形によって発生する応力が増大するため、セラミックス部に加わる熱応力が増大する。
　これらの観点から、ろう材に添加する元素として、Ｃｕの降伏応力を増大させにくく（Ｃｕの固溶強化を起こしにくく）、かつ、Ｃｕの剛性率を低下させる元素を選択することで、セラミックス部のクラック発生を抑制できることに想到した。
　すなわち、ろう材に添加する元素としては、Ｃｕの固溶強化を起こしにくい元素として、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が小さい元素を選択することが好ましい。また、Ｃｕの剛性率を低下させる元素として、剛性率差因子εＧ’が負である元素を選択することが好ましい。
　表１は、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒが整理した、各種の溶質元素におけるεｂ、εＧ’、εｓの値である。
　表１より、ＳｎとＩｎとは、剛性率差因子εＧ’が負の値を取ることから添加により剛性率の低下をもたらすが、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が２前後であり、Ｃｕの固溶強化を生じやすい元素であることが解る。これに対して、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐｄは、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下であり、これらの金属を添加元素として用いれば、Ｃｕの固溶強化を起こし難いことに想到した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（２）本発明に係るろう材の組成
　本発明に係るろう材は、ＡｇとＣｕとを含み、さらに、添加元素としてＦｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下である元素から選択される少なくとも１種類の元素、および、活性金属元素成分、を含む。
　以下、本発明に係るろう材の各成分およびその組成について、（I）ＡｇとＣｕ、（II）添加元素、（III）活性金属、の順に説明する。
　（I）ＡｇとＣｕ
　本発明に係るろう材において、金属成分として、活性金属成分を含まない、Ａｇ、Ｃｕ、後述する添加元素の合計を１００ａｔ％としたとき、Ａｇの添加量は、Ｃｕと添加元素を除いた残部であって、４０ａｔ％～９０ａｔ％の範囲であることが好ましい。これは、Ａｇ添加量が４０ａｔ％以上あれば、ろう材接合層による応力緩和効果を得ることができ、金属板とセラミックスとの熱膨張係数差に起因する熱応力が緩和でき、信頼性が担保できることによる。一方、Ａｇ添加量が９０ａｔ％以下であれば、貴金属であるＡｇの使用量の増加によるコスト増を回避でき、好ましいからである。Ａｇ量は５０ａｔ％以上８０ａｔ％以下であることがより好ましく、５５ａｔ％以上７５ａｔ％以下とすることがより好ましく、さらには６０ａｔ％以上７０ａｔ％以下とすることが望ましい。
　本発明に係るろう材において、金属成分として、活性金属成分を含まない、Ａｇ、Ｃｕ、および後述する添加元素の合計を１００ａｔ％としたとき、Ｃｕ添加量は、１０ａｔ％～６０ａｔ％の範囲であることが好ましい。これは、Ｃｕ添加量が１０ａｔ％以上であれば、ろう材の固相線温度・液相線温度の低下が十分であり、接合性が担保されることによる。一方、Ｃｕ添加量が６０ａｔ％以下であれば、ろう材接合層による応力緩和効果が担保され信頼性が担保されるからである。当該観点からＣｕ添加量は２０ａｔ％以上５０ａｔ％以下であることがより好ましく、２５ａｔ％以上４５ａｔ％以下とすることがさらに好ましく、さらには３０ａｔ％以上４０ａｔ％以下とすることが望ましい。
　（II）添加元素
　本発明に係る添加元素は、上述したＦｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下である元素から選択される１種以上の添加元素である。
　本発明に係るろう材は、金属成分として、活性金属成分を含まない、Ａｇ、Ｃｕ、および添加元素の合計を１００ａｔ％としたとき、当該添加元素を０．０５ａｔ％～１５ａｔ％の範囲で含有する。
　これは、添加元素の総量が０．０５ａｔ％以上であれば、ろう材の固相線温度・液相線温度の低下が十分であり、接合性が担保されることによる。また、添加元素の総量が１５ａｔ％以下であれば、ミスマッチパラメータの値が１．２に近い添加元素を選択したとしても、母材Ｃｕ板やろう材接合層中Ｃｕの硬化が抑制され、信頼性が担保できることによる。当該観点から添加元素量は０．１ａｔ％以上１２ａｔ％以下であることがより好ましく、１ａｔ％以上８ａｔ％以下、５ａｔ％以下とすることがさらに好ましい。
　また、Ｃｕ合金の剛性率を低下させるという観点からは、剛性率差因子εＧ’が負で絶対値が大きく、かつＦｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下であるＧｅ、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｌが添加元素として好ましい。
　またＮｉはＣｕと全率固溶するため、Ｃｕとの金属間化合物を生成しないという観点から添加元素として好ましい。
　なかでもＧａは、剛性率差因子εＧ’が負でありながら、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータεsが０．８７と小さいため、Ｃｕ合金の剛性率を低下させながらも、固溶強化を起こしにくい。さらに、Ｇａが低融点金属であることから、ろう材の固相線・液相線温度を大きく下げることが期待できる。また、Ｇａの添加により接合界面におけるボイド率も低減することが判明した。これらの観点から、添加元素としてＧａが最も好ましい。
　（III）活性金属
　本発明に係るろう材において活性金属は、セラミックスと溶融したろう材との濡れを確保し、セラミックスとの接合反応を達成するためのものである。
　活性金属としては、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなどから選択される少なくとも一種の金属元素である。また、活性金属の供給源としては、当該活性金属単体やその水素化合物などを使用することができる。
　これらの物質は接合過程において溶融したろう材の液相部に溶け込んで活性金属元素を液相部に遊離する。遊離した活性金属元素はセラミックスに含まれるＳｉやＡｌ等と置換反応を起こし、セラミックス表面に活性金属反応層を形成して、セラミックスと溶融したろう材との濡れを担保し、接合反応を達成する。
　前述のメカニズムから明らかなように、ろう材液相部に溶け込んで活性金属元素を遊離することのできる化合物なら、活性金属の供給源として利用することができる。例えば、水素化物は接合プロセスの加熱中に熱分解し、活性金属単体を生成するため、活性金属成分（供給源）として利用できる。
　本発明に係るろう材において、活性金属の量は、金属成分として、活性金属を含まない、Ａｇ、Ｃｕ、添加元素の合計１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下の範囲が好ましい。活性金属の添加量が０．１質量部以上であれば、セラミックスと溶融接合材との接合反応が十分となり、接合性が担保される。活性金属成分の添加量が１０質量部以下であれば、活性金属とセラミックスの接合反応層の厚みが厚くなり過ぎず、セラミックスにクラックが生じ難くなり好ましい。当該観点から、より好適には、活性金属成分の添加量が０．５質量部以上５質量部以下、さらに好適には１質量部以上４質量部以下、３質量部以下であることが望ましい。
　なお、前記活性金属の量について、当該活性金属成分（供給源）が水素化物の場合は、水素化物中の金属分（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆから選択される少なくとも一種）の総質量部を意味する。
（３）本発明に係るろう材の形態と供給方法
　本発明に係るろう材を、母材の接合部へ供給する形態に関しては、特に限定されるものではないが、粉体状、ペースト状、箔状などの形態で供給できる。
　例えば、粉体状態で供給する手法としては、本発明に係るろう材を粉体状にして、コールドスプレー法、溶射法などにより供給する方法が適用できる。
　また、例えば本発明に係るろう材をペースト状で供給する手法としては、金属成分（Ａｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属）を粉体状とし、バインダー樹脂および有機溶剤などと共に混錬してペースト状としたのちに、当該ペースト状のろう材を、スクリーン印刷法、メタルマスク法、ロールコーター法などの公知の塗布法で接合部に塗布する方法が適用できる。前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロース、などが挙げられる。これらバインダー樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラデカン、テトラリン、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、テルピネオール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオールモノイソブチレート、などが挙げられる。これら有機溶剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、ペーストの印刷性や乾燥塗膜の接着性、耐摩耗性などの調整のために、分散剤、粘度調整剤、可塑剤などを適宜添加することができる。
　ペースト状のろう材の場合、バインダー樹脂や有機溶剤などの有機成分は、活性金属を含まない金属成分であるＡｇ、Ｃｕ、添加元素の合計１００質量部に対して、５質量部以上２０質量部以下であることが好ましく、９質量部以上１６質量部以下であることがより好ましい。
　また、例えば箔状で供給する手法としては、本発明のろう材組成を有する金属成分の合金を圧延した箔や、本発明の組成となるように調整したクラッド材として、接合部に供給する方法が適用できる。
　また、上述の手法は、複数の手法を組み合わせることもできる。例えば、ろう材の原料（Ａｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属）の一部をペースト形態で供給し、残部を箔として供給しても良い。この場合、ペースト状ろう材と箔状ろう材とを合計したトータルの組成が本発明の組成となっていれば良い。
２．本発明に係る金属－セラミックス接合基板およびその製造方法
　本発明に係る金属－セラミックス接合基板は、上述した本発明に係るろう材を介して、金属板がセラミックス基板に接合された金属－セラミックス接合基板である。そして、前記金属板と前記セラミックス基板とが、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下である元素から選択される少なくとも１種類の添加元素と、少なくとも１種の活性金属と、ＣｕおよびＡｇとを含む、ろう材を介して接合され、前記金属板と前記セラミックス基板との接合界面におけるボイド率が１．５面積％以下である金属－セラミックス接合基板である。
　以下、本発明に係る金属－セラミックス接合基板について、（１）金属板、（２）セラミック基板、（３）金属板とセラミック基板との接合方法、（４）回路パターンの形成方法、（５）本発明に係る金属－セラミックス接合基板の特性評価方法、の順に説明する。
（１）金属板
　金属板としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉなどの単一金属、銅合金、またはステンレスなどの合金からなる金属板を使用することができる。なかでも、電気伝導性、熱伝導性や添加元素の観点からＣｕや銅合金が好ましい。
（２）セラミック基板
　セラミックス基板としては、アルミナやシリカなどを主成分とする酸化物、または窒化アルミニウムや窒化ケイ素や炭化ケイ素などを主成分とする非酸化物からなる基板を使用することができる。窒化アルミニウムは窒化ケイ素より強度（靭性）が低いので、後述のように金属－セラミックス接合基板において通炉後の抗折強度や通炉耐量を改善することのできる、本発明のろう材を適用することがより好ましい。
（３）金属板とセラミック基板との接合方法
　本発明に係るろう材を、上述した供給法でセラミックス基板の両面に供給して配置し、その上に金属板を配置してセラミックス基板とろう材と金属板からなる積層体を形成した後、実質的に真空または非酸化性雰囲気中において前記積層体を加熱した後に冷却することにより、セラミックス基板の両面にろう材を介して金属板を接合する。また、ろう材の供給位置は金属板側であっても良い。例えば、コールドスプレー法、溶射法、ペースト状ろう材を用いた各種塗布法を用いる場合、ろう材を配置する位置（ろう材を膜状に形成する位置）はセラミックス基板側の両面であっても良いし、金属板側のセラミックス基板と対向する面であっても良い。
　この接合により、本発明に係るろう材は、主に活性金属およびその化合物によって形成された層（活性金属反応層）と、主に活性金属以外の金属によって形成された層（ろう材接合層）になる。但し、これらの層は、必ずしも明確に分離された層ではなく、これらの境界がある程度明確な場合の他、ろう材の組成や厚さ、その他の条件により見かけ上一層になって観察される場合もある。但し、見かけ上一層でも、セラミックス基板と金属板間には、接合に寄与する活性金属とセラミックスの反応生成物が存在する。
　なお、通常、セラミックス基板の一方の面に接合した金属板は、回路パターン用の金属板として、セラミックス基板の他方の面に接合した金属板は、放熱板用（または放熱板接合用）の金属板として用いられる。
（４）回路パターンの形成方法
　接合した金属板の両面に、所望の回路パターン形状、放熱板形状のエッチングレジストインクを印刷し、塩化第２銅エッチング液や塩化鉄エッチング液などにより不要な金属板をエッチングして除去した後、レジストを除去する。なお、レジストは、ドライフィルムなどの他の方法によって形成してもよい。このようにして、前記セラミックス基板の一方の面に回路パターン側の金属板が形成され、他方の面に放熱板側の金属板が形成される。
　次に、金属回路パターン間や放熱板の周囲等のセラミックス基板表面に残存する不要なろう材接合層を、フッ化アンモニウムなどのフッ化水素酸塩やキレートを含有する薬液により除去する。その後、金属回路パターン間や放熱板の周囲等のセラミックス基板表面の不要な活性金属反応層をフッ化アンモニウムなどのフッ化水素酸塩やキレートを含有する薬液により除去する。次いで化学研磨を施し、その後、メッキを施して、所定の幅のフィレット（ろう材はみ出し部）が形成された金属－セラミックス接合基板を得る。また、化学研磨において化学研磨液や処理時間を変えることにより、フィレットの幅（金属板の底部（セラミックス基板と接合している部分）の端部からろう材がはみ出している距離）を自在に制御することができ、例えば、０～５００μｍの範囲で自在に制御することができる。なお、フィレット幅は２０～１００μｍ程度が好ましい。
　さらに経時変化を抑制するためなどに、必要に応じて金属回路パターンや放熱板の表面にめっきや防錆処理を施してもよい。めっきの場合は、ＮｉめっきやＮｉ－Ｐ等のＮｉ合金めっきを施すことが好ましい。
（５）本発明に係る金属－セラミックス接合基板の特性評価方法
　本発明に係る金属－セラミックス接合基板の特性評価として、（I）ボイド率評価、（II）通炉後抗折強度評価、（III）通炉耐量評価、を実施した。
　以下、各評価の目的および評価方法、好ましい評価結果の範囲について説明する。
　（I）ボイド率評価
　パワーモジュール用の電気回路基板はパワー半導体素子から発生する熱を放熱するために、高い放熱性（低い熱抵抗）を有することが求められる。基板の熱抵抗Ｒｔｈは下記式で示されるように、放熱経路に沿って各部材の熱抵抗を積算することで見積もることができる。
　　　　　　　Ｒｔｈ＝ΣＬｉ／（λｉ×Ａｉ）・・・・・・・・（式）
　ここで、Ｌｉ、λｉ、Ａｉは、それぞれ、各部材の厚み、熱伝導率、伝熱面積である。
　この式から明らかなように、熱抵抗と伝熱面積は反比例の関係にある。したがって、伝熱面積が設計値の９８面積％（ボイド率２面積％）、９９面積％（ボイド率１面積％）となると、熱抵抗値はそれぞれ設計値の１０２％、１０１％に悪化する。したがって、金属－セラミックス接合基板の接合面におけるボイド率は１．５面積％以下、好ましくは１．０面積％以下、さらに好ましくは０．５面積％以下に抑えることが好ましい。
　ボイド率の評価には、超音波探傷法が好適である。超音波は直進性が高く、密度の異なる材料境界面で反射され、境界面の密度差が大きいほど超音波の反射率は大きくなるため、微小なボイドを検出することができる。
　（II）通炉後抗折強度評価
　めっき被膜が形成されていない金属－セラミックス接合基板のサンプルを、バッチ炉に通炉（炉内に配置）して還元雰囲気（水素／窒素＝２０／８０（容量％））下において３８０℃で１０分間加熱した後に室温まで急冷する処理を３回（３サイクル）繰り返し与えた。そして、３点曲げ強度測定（ＪＩＳ　Ｃ２１４１準拠、下部支点間距離３０ｍｍ、回路パターン面を下に配置し上から荷重を加える）を行い、通炉後の抗折強度を求めた。
通炉後抗折強度評価は、１０ピースを評価し、その平均値を評価指標とした。
　なお、抗折強度の値は金属－セラミックス接合基板の回路パターンに依存して値が変動することが知られており、評価値の比較を行うためには同一の回路パターンを用いる必要がある。
　通炉後抗折強度評価について図１、２を参照しながら説明する。
　但し、図１は、金属－セラミックス接合基板の回路パターンを示す図であり、(Ａ)は一方の面（回路パターン側の面）の平面図であり、（Ｂ）は他方の面（放熱板側の面）の平面図である。そして、斜線部は金属である。また、図２は、金属－セラミックス接合基板の３点曲げ強度測定方法を示す図であり、(Ａ)は金属－セラミックス接合基板の一方の面ヘ下部支点（支持ロール）を設け、他方の面に荷重点（荷重ロール）を設けた際の平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。そして、図２(Ａ)の斜線部は金属である。
　本発明の評価では、図１（Ａ)（Ｂ）の回路パターンを用い、図２に示すように金属－セラミックス接合基板の中央部にある回路パターンの貫通スリット部（回路パターン間）が開口する位置にロールを設け、荷重を負荷して３点曲げ強度測定を実施した。通炉後の抗折強度の平均値は２２０ＭＰａ以上であることが好ましく、３００ＭＰａ以上であることがより好ましく、３５０ＭＰａ以上であることがさらに好ましく、４００ＭＰａ以上であることが最も好ましい。
　（III）通炉耐量評価
　熱負荷によるセラミックスのクラックを誘引しやすくするために、Ｎｉめっき皮膜を形成した金属－セラミックス接合基板のサンプルに対して、前記通炉後抗折強度評価と同条件の通炉熱負荷を繰り返し与えた。そして、３回（サイクル）毎にセラミックスをマイクロスコープで検査した。そして、セラミックス表面にクラックが初めて発見された際のサイクル数を、そのピースの通炉耐量値として記録した。なお、通炉耐量評価は、１０ピースを評価し、その通炉耐量値の結果をワイブルプロット解析し、通炉耐量のワイブル分布を推定した。推定されたワイブル分布からワイブル分布の期待値を算出し、その結果を通炉耐量期待値として評価指標とした。
　なお、通炉耐量評価も接合基板の回路パターンに依存するため、評価値の比較を行うためには同一の回路パターンを用いる必要がある。本発明の評価では図１（Ａ)（Ｂ）に示す回路パターンを用いた。通炉耐量期待値は８回以上であることが好ましく、１０回以上がより好ましく、１３回以上であることがさらに好ましく、１５回以上であることが最も好ましい。
［実施例１］
　Ａｇ粉、Ｃｕ粉、Ｃｕ－Ｇａ合金粉（合金粉中のＧａ濃度が１０質量％であるＣｕ－Ｇａ合金粉）を配合し、Ａｇ６４．０ａｔ％、Ｃｕ３５．９ａｔ％、Ｇａ０．１ａｔ％の組成を有する混合粉を得た。当該混合粉１００質量部に対して、ＴｉＨ２粉を２質量部（Ｔｉとしては１．９２質量部）、ビヒクル１４質量部（上述したＡｇ、Ｃｕ、Ｇａからなる混合粉１００質量部に対し１質量部のアクリル系バインダー成分、および、残部が有機溶剤のビヒクル）を添加し、３本ロールで混練することにより、ペースト状のろう材を得た。
　実施例１におけるＡｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属の配合を表２に記載する。
　得られたペースト状のろう材を、ＡｌＮセラミックス基板（サイズ６８ｍｍ×６８ｍｍ×０．６４ｍｍ、セラミックス基板の焼成時に分割ラインが形成されており、後工程でサイズ３４ｍｍ×３４ｍｍ×０．６４ｍｍの４つの個片に分割できる。）の両面へ、３３ｍｍ角の略正方形のパターンを４つ分割前の各個片の中央に配した塗布形状で、ペースト状のろう材の厚さが約２０μｍとなるようにスクリーン印刷した。そして、当該ＡｌＮセラミックス基板を、大気中で乾燥させてろう材塗布層を形成した。
　次に、無酸素銅板（サイズ６８ｍｍ×６８ｍｍ×０．２５ｍｍ）２枚を、ろう材塗布層を介して前記ＡｌＮセラミックス基板の両面にそれぞれ接触配置して積層体とし、真空炉中において８５０℃で４０分間加熱することで、中間製品であるシート状銅－セラミックス接合体を得た。
　次に、得られた前記シート状銅－セラミックス接合体における、一方の銅板表面には回路パターン形状のエッチングマスクを、他方の銅板表面には放熱板パターン形状のエッチングマスクを、スクリーン印刷法で紫外線硬化型アルカリ剥離レジストインクを塗布し紫外線硬化させることで形成した。そして、塩化銅と塩酸と残部の水とからなるエッチング液により、銅板の不要部分をエッチングし、水酸化ナトリウム水溶液によりレジストを除去し、両面の銅板を所定形状に形成した。
　次に、前記シート状銅－セラミックス接合体を希硫酸に浸漬して酸洗し、１．６質量％のＥＤＴＡ・４Ｎａと、３質量％のアンモニア水（２８質量％のアンモニアを含むアンモニア水）と、５質量％の過酸化水素水（３５質量％の過酸化水素を含む過酸化水素水）とを含むキレート水溶液（２０℃）に浸漬した。そして、水洗した後、２質量％のエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）・５Ｎａと５質量％の過酸化水素水を含むキレート水溶液（２０℃）に浸漬することにより、銅回路パターン間および放熱板パターン周囲等のセラミックス板上に残留するろう材接合層および活性金属反応層を除去した。
　次に、前記シート状銅－セラミックス接合体を、１４質量％の硫酸と３．２質量％の過酸化水素と残部の水とからなる化学研磨液（４５℃）に浸漬して、銅板表面を化学研磨により除去して、ろう材接合層を回路側銅板および放熱側銅板の側面（の底部）部から３０μｍ程度はみ出させ（ろう材のフィレット幅が３０μｍ程度）、所定の形状の回路銅板および放熱銅板を形成する工程を完了し、シート状銅－セラミックス接合基板を得た。
　なお、当該シート状銅－セラミックス接合基板は、複数枚作製した。
　次に、複数枚作製した前記シート状銅－セラミックス接合基板から、一部のシート状銅－セラミックス接合基板の銅板表面（回路銅板および放熱銅板）へ、無電解Ｎｉ－Ｐめっき法により、めっき厚４μｍの無電解Ｎｉ－Ｐめっき皮膜を形成した。
　次に、ＡｌＮセラミックス基板焼成時にあらかじめ形成されている分割ラインに沿って、シート状銅－セラミックス接合基板を４分割して、図１（Ａ）（Ｂ）に示す金属－セラミックス接合基板（サイズ３４ｍｍ×３４ｍｍ）を得た。
　ここで、上述した工程の段階から適宜に試料を抜き出し、後述する、１．ボイド率評価、２．通炉後抗折強度評価、３．通炉耐量評価、の各評価試験を実施した。
１．ボイド率評価
　上述した中間製品であるシート状銅－セラミックス接合体（金属板接合後であって回路形状および放熱板形状が未形成状態の中間製品）に対し、超音波探傷機（ＦＳ１００II（日立建機ファインテック株式会社製））を用いて、銅－セラミックス接合界面の超音波探傷像を撮像した。超音波探傷機の超音波プローブはＰＱ２－５０－１３（プローブ周波数５０ＭＨｚ）、サンプリング周波数は５００ＭＨｚ、測定ピッチはＸ方向、Ｙ方向ともに０．１５ｍｍである。得られた超音波探傷像から、ろう材塗布面積（１シート；３３ｍｍ角×４個）に対するボイド（接合欠陥）が占める面積の割合をボイド率として算出したところ、ボイド率は０．９面積％であり接合性は良好だった。評価結果を表２に記載する。
２．通炉後抗折強度評価
　めっき被膜が形成されていない金属－セラミックス接合基板のピースを、通炉熱負荷として内部にカーボン製のホットプレートが設けられたバッチ炉（箱型炉）のホットプレートの一方の面の上に載せた。そして、炉内を還元雰囲気（水素／窒素＝２０／８０（容量％）とした後、ホットプレートの昇温速度を約０．８～１．８℃／ｓとして前記ピースを３８０℃まで加熱し、３８０℃で１０分間保持した。その後に、前記ホットプレートの加熱を停止するとともに、前記ホットプレートの他方の面（前記ピースを搭載している面と反対側の面）を水冷された冷却板に接触させ、室温まで急冷（３８０℃～１００℃の冷却速度が約３～４℃／ｓ、１００℃～室温の冷却速度が約０．３～０．４℃／ｓ）する処理を３回繰り返し与えた。そして、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、３点曲げ強度測定（ＪＩＳ　Ｃ２１４１準拠、下部支点間距離３０ｍｍ、回路パターン面を下に配置し上から荷重を加える）を行い、通炉後の抗折強度を求めた。なお、通炉後抗折強度評価は、１０ピースを評価し、その平均値を評価指標とした。通炉後の抗折強度の平均値は３０１ＭＰａであり、良好だった。評価結果を表２に記載する。
３．通炉耐量評価
　熱負荷によるセラミックスのクラックを誘引しやすくするために、Ｎｉめっき皮膜を形成した金属－セラミックス接合基板のピースに対して、「２．通炉後抗折強度評価」と同条件の通炉熱負荷を繰り返し与え、３回毎にセラミックスをマイクロスコープで検査した。そして、セラミックス上にクラックが初めて発見された際の回数を、そのピースの通炉耐量値として記録した。なお、通炉耐量評価は、１０ピースを評価し、その通炉耐量値の結果をワイブルプロット解析し、通炉耐量のワイブル分布を推定した。推定されたワイブル分布からワイブル分布の期待値を算出し、その結果を通炉耐量期待値として評価指標とした。通炉耐量期待値は９．４回となり、良好だった。評価結果を表２に記載する。
［実施例２］
　Ａｇ粉、Ｃｕ粉、Ｃｕ－Ｇａ合金粉（合金粉中のＧａ濃度が１０質量％であるＣｕ－Ｇａ合金粉）を配合し、Ａｇ６２．４ａｔ％、Ｃｕ３５．３ａｔ％、Ｇａ２．３ａｔ％の組成を有する混合粉を得た以外は、実施例１と同様の操作を行った。
　実施例２におけるＡｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属の配合を表２に記載する。
　そして、実施例１と同様に中間製品であるシート状銅－セラミックス接合体（金属板接合後であって回路形状および放熱板形状が未形成状態の中間製品）に対し「１．ボイド率評価」を実施し、めっき被膜が形成されていない金属－セラミックス接合基板のピースに対し「２．通炉後抗折強度評価」を実施し、Ｎｉめっき皮膜を形成した金属－セラミックス接合基板のピースに対し「３．通炉耐量評価」を実施した。
　その結果、ボイド率は０．０面積％、通炉後の抗折強度の平均値は４４３ＭＰａ、通炉耐量期待値は１７．８回であり特に優れていた。評価結果を表２に記載する。
［実施例３］
　Ａｇ粉、Ｃｕ粉、Ｃｕ－Ｇａ合金粉（合金粉中のＧａ濃度が３０質量％であるＣｕ－Ｇａ合金粉）を配合し、Ａｇ６１．３ａｔ％、Ｃｕ３４．７ａｔ％、Ｇａ４．０ａｔ％の組成を有する混合粉を得た以外は、実施例１と同様の操作を行った。
　実施例３におけるＡｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属の配合を表２に記載する。
　そして、実施例１と同様に中間製品であるシート状銅－セラミックス接合体（金属板接合後であって回路形状および放熱板形状が未形成状態の中間製品）に対し「１．ボイド率評価」を実施し、めっき被膜が形成されていない金属－セラミックス接合基板のピースに対し「２．通炉後抗折強度評価」を実施し、Ｎｉめっき皮膜を形成した金属－セラミックス接合基板のピースに対し「３．通炉耐量評価」を実施した。
　その結果、ボイド率は０．３面積％、通炉後の抗折強度の平均値は３８８ＭＰａ、通炉耐量期待値は１３．９回であり特に優れていた。評価結果を表２に記載する。
［実施例４］
　Ａｇ粉、Ｃｕ粉、Ｃｕ－Ｇａ合金粉（合金粉中のＧａ濃度が３０質量％であるＣｕ－Ｇａ合金粉）を配合し、Ａｇ５６．４ａｔ％、Ｃｕ３１．８ａｔ％、Ｇａ１１．８ａｔ％の組成を有する混合粉を得た以外は、実施例１と同様の操作を行った。
　実施例４におけるＡｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属の配合を表２に記載する。
　そして、実施例１と同様に中間製品であるシート状銅－セラミックス接合体（金属板接合後であって回路形状および放熱板形状が未形成状態の中間製品）に対し「１．ボイド率評価」を実施し、めっき被膜が形成されていない金属－セラミックス接合基板のピースに対し「２．通炉後抗折強度評価」を実施し、Ｎｉめっき皮膜を形成した金属－セラミックス接合基板のピースに対し「３．通炉耐量評価」を実施した。
　その結果、ボイド率は０．４面積％、通炉後の抗折強度の平均値は３０６ＭＰａ、通炉耐量期待値は８回であり良好であった。評価結果を表２に記載する。
［実施例５］
　Ａｇ粉、Ｃｕ粉、Ｃｕ－Ａｌ合金粉（合金粉中のＡｌ濃度が１０質量％であるＣｕ－Ａｌ合金粉）を配合し、Ａｇ６４．０ａｔ％、Ｃｕ３５．９ａｔ％、Ａｌ０．１ａｔ％の組成を有する混合粉を得た以外は、実施例１と同様の操作を行った。
　実施例５におけるＡｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属の配合を表２に記載する。
　そして、実施例１と同様に中間製品であるシート状銅－セラミックス接合体（金属板接合後であって回路形状および放熱板形状が未形成状態の中間製品）に対し「１．ボイド率評価」を実施し、めっき被膜が形成されていない金属－セラミックス接合基板のピースに対し「２．通炉後抗折強度評価」を実施し、Ｎｉめっき皮膜を形成した金属－セラミックス接合基板のピースに対し「３．通炉耐量評価」を実施した。
　その結果、ボイド率は１．０面積％、通炉後の抗折強度の平均値は３３８ＭＰａ、通炉耐量期待値は１０．９回であり良好であった。評価結果を表２に記載する。
［実施例６］
　Ａｇ粉、Ｃｕ粉、Ｃｕ－Ａｌ合金粉（合金粉中のＡｌ濃度が１０質量％であるＣｕ－Ａｌ合金粉）を配合し、Ａｇ６２．４ａｔ％、Ｃｕ３５．３ａｔ％、Ａｌ２．３ａｔ％の組成を有する混合粉を得た以外は、実施例１と同様の操作を行った。
　実施例６におけるＡｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属の配合を表２に記載する。
　そして、実施例１と同様に中間製品であるシート状銅－セラミックス接合体（金属板接合後であって回路形状および放熱板形状が未形成状態の中間製品）に対し「１．ボイド率評価」を実施し、めっき被膜が形成されていない金属－セラミックス接合基板のピースに対し「２．通炉後抗折強度評価」を実施し、Ｎｉめっき皮膜を形成した金属－セラミックス接合基板のピースに対し「３．通炉耐量評価」を実施した。
　その結果、ボイド率は１．４面積％、通炉後の抗折強度の平均値は２２８ＭＰａ、通炉耐量期待値は８．９回であり良好であった。評価結果を表２に記載する。
［比較例１］
　Ａｇ粉、Ｃｕ粉、Ｃｕ－Ｓｎ合金粉（合金粉中のＳｎ濃度が１０質量％であるＣｕ－Ｓｎ合金粉）を配合し、Ａｇ６２．４ａｔ％、Ｃｕ３５．３ａｔ％、Ｓｎ２．３ａｔ％の組成を有する混合粉を得た以外は、実施例１と同様の操作を行った。
　比較例１におけるＡｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属の配合を表２に記載する。
　そして、実施例１と同様に中間製品であるシート状銅－セラミックス接合体（金属板接合後であって回路形状および放熱板形状が未形成状態の中間製品）に対し「１．ボイド率評価」を実施し、めっき被膜が形成されていない金属－セラミックス接合基板のピースに対し「２．通炉後抗折強度評価」を実施し、Ｎｉめっき皮膜を形成した金属－セラミックス接合基板のピースに対し「３．通炉耐量評価」を実施した。
　その結果、ボイド率は０．０面積％で良好であったが、通炉後の抗折強度の平均値は２０１ＭＰａ、通炉耐量期待値は５．６回であり共に実施例より劣っていた。評価結果を表２に記載する。
［比較例２］
　Ｃｕ－Ｇａ合金粉（合金粉中のＧａ濃度が１０質量％であるＣｕ－Ｇａ合金粉）を配合せず、Ａｇ粉、Ｃｕ粉から、Ａｇ６４．０ａｔ％、Ｃｕ３６．０ａｔ％の組成を有する混合粉を得た以外は、実施例１と同様の操作を行った。
　比較例２におけるＡｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属の配合を表２に記載する。
　そして、実施例１と同様に中間製品であるシート状銅－セラミックス接合体（金属板接合後であって回路形状および放熱板形状が未形成状態の中間製品）に対し「１．ボイド率評価」を実施し、めっき被膜が形成されていない金属－セラミックス接合基板のピースに対し「２．通炉後抗折強度評価」を実施し、Ｎｉめっき皮膜を形成した金属－セラミックス接合基板のピースに対し「３．通炉耐量評価」を実施した。
　その結果、ボイド率は１．６面積％でボイドが多く、通炉後の抗折強度の平均値は２９７ＭＰａ、通炉耐量期待値は８．８回で良好であった。評価結果を表２に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　なお、参考のため、実施例１～６、比較例１、２のろう材において、Ａｇ、Ｃｕ、添加元素、活性金属の合計を１００質量％としたときの各金属の組成を表３に示した。
　表３の結果より、概ね、Ｃｕが２０～３０質量％、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下である添加元素が０．０５～１０質量％（好ましくは１～５質量％）、活性金属が１～３質量％、残部Ａｇ（６５～７５質量％程度）の組成であるろう材を、金属板とセラミックス基板の接合に用いると、接合性、耐熱性に優れた金属－セラミックス接合基板を製造することができることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003

Claims (14)

  1. 　金属成分として、
    　Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下である元素の群から選ばれる少なくとも１種の添加元素と、
    　Ｃｕと、
    　Ａｇと、
    　Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群より選ばれる少なくとも１種の活性金属とを、含む金属とセラミックスとの接合用のろう材であって、
    　前記添加元素を０．０５ａｔ％以上１５ａｔ％以下と、前記Ｃｕを１０ａｔ％以上６０ａｔ％以下と、前記Ａｇを残部として含むことで合計を１００ａｔ％とした、前記活性金属を含まない金属成分１００質量部と、
    　前記活性金属を含まない金属成分１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下の前記活性金属とを含む、ことを特徴とするろう材。
  2. 　金属成分として、
    　Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｉ、ＡｌおよびＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の添加元素と、
    　Ｃｕと、
    　Ａｇと、
    　Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群より選ばれる少なくとも１種の活性金属とを、含む金属とセラミックスとの接合用のろう材であって、
    　前記添加元素を０．０５ａｔ％以上１５ａｔ％以下と、前記Ｃｕを１０ａｔ％以上６０ａｔ％以下と、前記Ａｇを残部として含むことで合計を１００ａｔ％とした、前記活性金属を含まない金属成分１００質量部と、
    　前記活性金属を含まない金属成分１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下の前記活性金属とを含む、ことを特徴とするろう材。
  3. 　前記金属成分が粉体であって、
    　前記粉体と、バインダー樹脂および有機溶剤とのペースト状の混練物である、ことを特徴とする請求項１または２に記載のろう材。
  4. 　ろう材を介して、金属板がセラミックス基板に接合された金属－セラミックス接合基板の製造方法であって、
    　請求項１～３のいずれかに記載のろう材を準備し、
    　前記ろう材を、セラミックス基板と金属板との間に配置して積層体を形成した後、前記積層体を加熱して接合することを特徴とする金属－セラミックス接合基板の製造方法。
  5. 　前記金属板がＣｕ板であることを特徴とする請求項４に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
  6. 　前記セラミックス基板は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素およびアルミナのいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項４または５に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
  7. 　前記セラミックス基板の両面に前記ろう材を配置し、前記ろう材を介して前記セラミックス基板の両面に金属板を配置して積層体を形成した後、前記接合を行うことを特徴とする、請求項４～６のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
  8. 　前記セラミックス基板の一方の面に接合された金属板と、他方の面に接合された金属板をエッチング加工することにより、前記セラミックス基板の一方の面を回路パターン側の金属板へ、他方の面を放熱板側の金属板へ、それぞれ形成することを特徴とする、請求項７に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法。
  9. 　金属とセラミックスとの接合用のろう材を介して、金属板がセラミックス基板に接合された金属－セラミックス接合基板であって、
    　前記金属板と前記セラミックス基板とが、
    　Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒのミスマッチパラメータの値が１．２以下である元素の群から選ばれる少なくとも１種の添加元素と、
    　Ｃｕと、
    　Ａｇと、
    　Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群より選ばれる少なくとも１種の活性金属とを含む、前記ろう材を介して接合され、
    　前記金属板と前記セラミックス基板との接合界面におけるボイド率が１．５面積％以下であることを特徴とする金属－セラミックス接合基板。
  10. 　金属とセラミックスとの接合用のろう材を介して、金属板がセラミックス基板に接合された金属－セラミックス接合基板であって、
    　前記金属板と前記セラミックス基板とが、
    　Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｉ、ＡｌおよびＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の添加元素と、
    　Ｃｕと、
    　Ａｇと、
    　Ｔｉ、ＺｒおよびＨｆからなる群より選ばれる少なくとも１種の活性金属とを含む、前記ろう材を介して接合され、
    　前記金属板と前記セラミックス基板との接合界面におけるボイド率が１．５面積％以下であることを特徴とする金属－セラミックス接合基板。
  11. 　前記金属板がＣｕ板であることを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板。
  12. 　前記セラミックス基板は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素およびアルミナのいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項９～１１のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板。
  13. 　前記ろう材が、
    　前記添加元素を０．０５ａｔ％以上１５ａｔ％以下と、前記Ｃｕを１０ａｔ％以上６０ａｔ％以下と、前記Ａｇを残部として含むことで合計を１００ａｔ％とした、前記活性金属を含まない金属成分１００質量部と、
    　前記活性金属を含まない金属成分１００質量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下の前記活性金属とを含む、ことを特徴とする請求項９～１２のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板。
  14. 　前記セラミックス基板の両面に前記ろう材を介して金属板が接合されており、前記セラミックス基板の一方の面に回路パターン側の金属板が形成され、他方の面に放熱板側の金属板が形成されている特徴とする、請求項９～１３のいずれかに記載の金属－セラミックス接合基板。
PCT/JP2022/020152 2021-06-30 2022-05-13 金属－セラミックス接合基板およびその製造方法、並びに、ろう材 WO2023276466A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021108472A JP2023006077A (ja) 2021-06-30 2021-06-30 金属－セラミックス接合基板およびその製造方法、並びに、ろう材
JP2021-108472 2021-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023276466A1 true WO2023276466A1 (ja) 2023-01-05

Family

ID=84691696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/020152 WO2023276466A1 (ja) 2021-06-30 2022-05-13 金属－セラミックス接合基板およびその製造方法、並びに、ろう材

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2023006077A (ja)
WO (1) WO2023276466A1 (ja)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56163093A (en) * 1980-04-21 1981-12-15 Bbc Brown Boveri & Cie Activated wax and manufacture of thin sheet consisting of said wax
JPH02179390A (ja) * 1988-11-07 1990-07-12 Gte Prod Corp クラスト防止元素を含有する銀‐銅‐チタンろう接用合金
JPH07126079A (ja) * 1993-10-29 1995-05-16 Nhk Spring Co Ltd セラミックス接合用ろう材
JP2005035874A (ja) * 2003-03-27 2005-02-10 Dowa Mining Co Ltd 金属−セラミックス接合基板の製造方法
WO2008004552A1 (en) * 2006-07-04 2008-01-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Ceramic-metal bonded body, method for manufacturing the bonded body and semiconductor device using the bonded body
JP2008509817A (ja) * 2004-08-19 2008-04-03 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト 曲げられたシート材料の環状ディスク
CN102319964A (zh) * 2011-08-06 2012-01-18 郑州机械研究所 一种钎焊陶瓷用活性芯银钎料及其制备方法
JP2012115846A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Kyocera Corp ろう材およびこれを用いた回路基板ならびに電子装置
WO2017213207A1 (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 田中貴金属工業株式会社 セラミックス回路基板、及び、セラミックス回路基板の製造方法
WO2018221493A1 (ja) * 2017-05-30 2018-12-06 デンカ株式会社 セラミックス回路基板及びそれを用いたモジュール

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56163093A (en) * 1980-04-21 1981-12-15 Bbc Brown Boveri & Cie Activated wax and manufacture of thin sheet consisting of said wax
JPH02179390A (ja) * 1988-11-07 1990-07-12 Gte Prod Corp クラスト防止元素を含有する銀‐銅‐チタンろう接用合金
JPH07126079A (ja) * 1993-10-29 1995-05-16 Nhk Spring Co Ltd セラミックス接合用ろう材
JP2005035874A (ja) * 2003-03-27 2005-02-10 Dowa Mining Co Ltd 金属−セラミックス接合基板の製造方法
JP2008509817A (ja) * 2004-08-19 2008-04-03 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト 曲げられたシート材料の環状ディスク
WO2008004552A1 (en) * 2006-07-04 2008-01-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Ceramic-metal bonded body, method for manufacturing the bonded body and semiconductor device using the bonded body
JP2012115846A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Kyocera Corp ろう材およびこれを用いた回路基板ならびに電子装置
CN102319964A (zh) * 2011-08-06 2012-01-18 郑州机械研究所 一种钎焊陶瓷用活性芯银钎料及其制备方法
WO2017213207A1 (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 田中貴金属工業株式会社 セラミックス回路基板、及び、セラミックス回路基板の製造方法
WO2018221493A1 (ja) * 2017-05-30 2018-12-06 デンカ株式会社 セラミックス回路基板及びそれを用いたモジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023006077A (ja) 2023-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3632879B1 (en) Ceramic circuit board and method of production
EP2811513B1 (en) Method for producing substrate for power modules
US8518554B2 (en) Ceramic metal composite and semiconductor device using the same
WO2009148168A1 (ja) パワーモジュール用基板、パワーモジュール、及びパワーモジュール用基板の製造方法
WO2006100769A1 (ja) 金属基板−炭素基金属複合材料構造体および該構造体の製造方法
JP2000281468A (ja) 炭化珪素質複合体及びその製造方法とそれを用いた放熱部品
EP3109222B1 (en) Ceramic circuit board
EP2282334B1 (en) Method for producing substrate for power module
WO2011049067A1 (ja) パワーモジュール用基板、ヒートシンク付パワーモジュール用基板、パワーモジュール、パワーモジュール用基板の製造方法及びヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法
US6485816B2 (en) Laminated radiation member, power semiconductor apparatus, and method for producing the same
JP7216094B2 (ja) 金属－炭化珪素質複合体、及び金属－炭化珪素質複合体の製造方法
JP2014118310A (ja) セラミックス回路基板
JP2000323618A (ja) 銅回路接合基板及びその製造方法
JP2007134563A (ja) 段差回路基板、その製造方法およびそれを用いた電力制御部品。
KR20210107699A (ko) 세라믹스-구리 복합체, 세라믹스 회로 기판, 파워 모듈 및 세라믹스-구리 복합체의 제조 방법
JP3834351B2 (ja) セラミックス回路基板
WO2023276466A1 (ja) 金属－セラミックス接合基板およびその製造方法、並びに、ろう材
JP2020012194A (ja) 金属−炭化珪素質複合体及びその製造方法
JP2005095944A (ja) 金属基板−炭素基金属複合材料構造体および該構造体の製造方法。
KR20210097123A (ko) 세라믹스-구리 복합체, 세라믹스-구리 복합체의 제조 방법, 세라믹스 회로 기판 및 파워 모듈
JP3526710B2 (ja) 回路基板の製造方法
JP2003285195A (ja) セラミック回路基板及びその製造方法
JP3871472B2 (ja) はんだ付け用Ｎｉ部材、電気部品と放熱部品の製造方法
JP3260224B2 (ja) 回路基板の製造方法
JP3529085B2 (ja) ヒートシンク付き回路基板

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22832625

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22832625

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1