JP5739179B2 - Laminate and method for producing the same - Google Patents

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Description

この発明は、積層材およびその製造方法に関し、たとえばＬＥＤやパワーデバイスなどの半導体素子の冷却を行うのに用いられる積層材およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a laminated material and a manufacturing method thereof, and relates to a laminated material used for cooling a semiconductor element such as an LED or a power device, and a manufacturing method thereof.

この明細書において、元素記号で表現された材料は純材料を意味するが、不可避の不純物を含有する工業的な純材料も含むものとする。   In this specification, a material represented by an element symbol means a pure material, but also includes an industrial pure material containing inevitable impurities.

また、この明細書および特許請求の範囲において、放電プラズマ焼結法とは、実際に粉末を焼結する方法に限定されるものではなく、放電プラズマ焼結の原理を利用した方法を意味するものとする。   Further, in this specification and claims, the discharge plasma sintering method is not limited to a method of actually sintering powder, but means a method utilizing the principle of discharge plasma sintering. And

さらに、この明細書および特許請求の範囲において、「融点」という用語は、合金の場合には、固相線温度を意味するものとする。   Further, in this specification and claims, the term “melting point” is intended to mean the solidus temperature in the case of alloys.

近年、電力の送変電、鉄道車両の駆動制御、自動車のエンジン制御やインバータ駆動、エアコンや太陽光発電用インバータなどに、電力を変換制御するパワーデバイスが用いられている。   2. Description of the Related Art In recent years, power devices that convert and control electric power are used for power transmission / transformation, railway vehicle drive control, automobile engine control and inverter drive, air conditioners, inverters for solar power generation, and the like.

このパワーデバイスはスイッチング時の発熱が大きく、そのため、パワーデバイスの冷却効率を向上させることは、その機能を維持するためにきわめて重要な課題となっている。   Since this power device generates a large amount of heat during switching, improving the cooling efficiency of the power device is an extremely important issue in order to maintain its function.

パワーデバイスの冷却のために放熱器が用いられる。パワーデバイスと放熱器とを備えたパワーモジュールでは、パワーデバイスと放熱器との間に、互いに積層状に配置されたセラミック板と金属板とを含む積層材が配置されている。この積層材は、熱的には伝導体であるが電気的には絶縁体として機能する性質を有するものであり、すなわち熱伝導性絶縁基板として用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。   A radiator is used to cool the power device. In a power module including a power device and a radiator, a laminated material including a ceramic plate and a metal plate that are arranged in a laminated manner is disposed between the power device and the radiator. This laminate is thermally conductive but has the property of functioning electrically as an insulator, that is, used as a thermally conductive insulating substrate (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).

この種の用途に用いられる積層材において、従来から、積層材の金属板表面にＮｉ層をコートする、例えばＮｉめっき層を形成することで、はんだ接合性を向上させている。例えば、特開２００９−１４７１２３号公報（特許文献３）では、半導体素子の電極に電気的配線または冷却部材としての金属部品をはんだ付けにて接合する場合、はんだ層と電極との間に金属保護膜としてＮｉめっき膜を形成することが開示されている。   In a laminated material used for this type of application, conventionally, a Ni layer is coated on the surface of a metal plate of the laminated material, for example, by forming a Ni plating layer, solderability is improved. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-147123 (Patent Document 3), when a metal part as an electrical wiring or a cooling member is joined to an electrode of a semiconductor element by soldering, metal protection is provided between the solder layer and the electrode. It is disclosed that a Ni plating film is formed as a film.

特開２００４−３２８０１２号公報JP 2004-328012 A 特開２０００−２５６０８１号公報JP 2000-256081 A 特開２００９−１４７１２３号公報JP 2009-147123 A

しかしながら、金属板表面にＮｉめっき層を形成するためには、たとえば金属板表面の粗さが小さいことなどの制約があり、この制約のために金属板表面に対して機械的・化学的前処理を施さなければならず、その結果、金属板表面にＮｉ層を形成するコストが高くなる問題があった。   However, in order to form the Ni plating layer on the surface of the metal plate, there are restrictions such as the roughness of the surface of the metal plate being small, and due to this restriction, mechanical and chemical pretreatment is performed on the surface of the metal plate. As a result, there is a problem that the cost of forming the Ni layer on the surface of the metal plate is increased.

また、金属板表面に部分的にまたはある面だけを選択的にＮｉ層を形成したいときは、Ｎｉめっきではマスキング工程が必須となり、製造コストが高くなる問題もあった。   Further, when it is desired to selectively form the Ni layer partially or only on the surface of the metal plate, the Ni plating requires a masking step, which increases the manufacturing cost.

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、互いに積層状に配置された金属板とセラミック板とを備えた積層材であって、最外側にＮｉを主成分とする金属板がＮｉ層として配置された積層材を安価に製造することができる積層材およびその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described technical background, and an object of the present invention is a laminated material including a metal plate and a ceramic plate arranged in a laminated form, and Ni is a main component on the outermost side. An object of the present invention is to provide a laminated material and a method for producing the laminated material, which can inexpensively produce a laminated material in which a metal plate to be arranged as a Ni layer.

本発明は以下の手段を提供する。   The present invention provides the following means.

［１］ 複数枚の金属板と少なくとも１枚のセラミック板とが、金属板とセラミック板とが隣接するように、且つ、少なくとも２枚の金属板が互いに隣接するように積層されるとともに、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とが放電プラズマ焼結法により接合されており、
前記少なくとも２枚の金属板のうち最外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であることを特徴とする積層材。 [1] A plurality of metal plates and at least one ceramic plate are laminated so that the metal plate and the ceramic plate are adjacent to each other, and at least two metal plates are adjacent to each other. Matching metal plates and adjacent metal plates and ceramic plates are joined by the spark plasma sintering method,
The laminated material, wherein the outermost metal plate of the at least two metal plates is a Ni plate containing Ni as a main component.

［２］ 金属板は３枚以上であり、
これらの金属板のうちの２枚の金属板と１枚のセラミック板とが、セラミック板が両金属板間に位置するように積層されており、前記２枚の金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内である前項１記載の積層材。 [2] There are three or more metal plates,
Of these metal plates, two metal plates and one ceramic plate are laminated so that the ceramic plates are located between both metal plates, and the melting points of the two metal plates are equal or The laminated material according to item 1, wherein the difference is within 140 ° C.

［３］ ３枚の金属板と１枚のセラミック板とが、セラミック板が２枚の金属板間に位置するように積層されるとともに、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とが放電プラズマ焼結法により接合されており、
隣り合う２枚の金属板のうち外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であることを特徴とする積層材。 [3] Three metal plates and one ceramic plate are laminated so that the ceramic plates are positioned between the two metal plates, and adjacent metal plates and adjacent metal plates and ceramic plates Are joined by the spark plasma sintering method,
A laminated material, wherein a metal plate disposed outside of two adjacent metal plates is a Ni plate containing Ni as a main component.

［４］ ２枚の金属板と１枚のセラミック板とが、両金属板がセラミック板の片側に位置するように積層されるとともに、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とが放電プラズマ焼結法により接合されており、
隣り合う２枚の金属板のうち外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であることを特徴とする積層材。 [4] Two metal plates and one ceramic plate are laminated so that both metal plates are positioned on one side of the ceramic plate, and adjacent metal plates and adjacent metal plates and ceramic plates are Joined by spark plasma sintering method,
A laminated material, wherein a metal plate disposed outside of two adjacent metal plates is a Ni plate containing Ni as a main component.

［５］ Ｎｉ板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されている前項１〜４のうちのいずれかに記載の積層材。   [5] The laminated material according to any one of items 1 to 4, wherein the thickness of the Ni plate is set within a range of 10 to 1000 μm.

［６］ Ｎｉ板以外の金属板が、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなる前項１〜５のうちのいずれかに記載の積層材。   [6] Of the preceding items 1 to 5, wherein the metal plate other than the Ni plate is made of one material selected from the group consisting of Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, Ag alloy and Au alloy. The laminated material in any one.

［７］ セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる前項１〜６のうちのいずれかに記載の積層材。 [7] Of the preceding items 1 to 6, wherein the ceramic plate is made of one material selected from the group consisting of AlN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC, Y 2 O 3 , CaO, BN and BeO. The laminated material in any one of.

［８］ セラミック板と、セラミック板の両側にそれぞれ配置されるとともにＮｉ以外の金属を主成分とする第１金属板と、両第１金属板のうち少なくとも一方の第１金属板のセラミック板配置側とは反対側に配置されるとともにＮｉを主成分とする第２金属板と、が積層されるとともに、隣り合う板どうしが放電プラズマ焼結法により接合されていることを特徴とする積層材。   [8] A ceramic plate, a first metal plate that is arranged on both sides of the ceramic plate and contains a metal other than Ni as a main component, and a ceramic plate arrangement of at least one of the first metal plates. And a second metal plate having Ni as a main component disposed on the side opposite to the side, and adjacent plates are joined together by a discharge plasma sintering method. .

［９］ 両第１金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内である前項８記載の積層材。   [9] The laminated material according to item 8 above, wherein the melting points of both first metal plates are equal or the difference is within 140 ° C.

［１０］ セラミック板と、セラミック板の片側に配置されるとともにＮｉ以外の金属を主成分とする第１金属板と、第１金属板のセラミック板配置側とは反対側に配置されるとともにＮｉを主成分とする第２金属板とが、積層されるとともに、隣り合う板どうしが放電プラズマ焼結法により接合されていることを特徴とする積層材。   [10] A ceramic plate, a first metal plate that is disposed on one side of the ceramic plate and contains a metal other than Ni as a main component, and is disposed on the opposite side of the first metal plate from the ceramic plate placement side and Ni And a second metal plate having a main component as a main component, and adjacent plates are joined together by a discharge plasma sintering method.

［１１］ 第２金属板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されている前項８〜１０のうちのいずれかに記載の積層材。   [11] The laminated material according to any one of 8 to 10 above, wherein the thickness of the second metal plate is set within a range of 10 to 1000 μm.

［１２］ 第１金属板は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなる前項８〜１１のうちのいずれかに記載の積層材。   [12] The first metal plate is any one of the aforementioned items 8 to 11 made of one material selected from the group consisting of Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, Ag alloy, and Au alloy. The laminate material according to 1.

［１３］ セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる前項８〜１２のうちのいずれかに記載の積層材。 [13] Of the preceding items 8 to 12, wherein the ceramic plate is made of one material selected from the group consisting of AlN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC, Y 2 O 3 , CaO, BN and BeO. The laminated material in any one of.

［１４］ 複数枚の金属板と、少なくとも１枚のセラミック板とを、金属板とセラミック板とが隣接するように、且つ、少なくとも２枚の金属板が互いに隣接するように積層する積層工程と、
金属板とセラミック板との積層体を１対の放電プラズマ焼結用電極間に配置する積層体配置工程と、
両電極間の導通を確保した状態で、両電極間にパルス電流を通電することにより、隣り合う金属板どうしおよび金属板とセラミック板とを接合する接合工程と、を含み、
前記少なくとも２枚の金属板のうち最外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であることを特徴とする積層材の製造方法。 [14] A laminating step of laminating a plurality of metal plates and at least one ceramic plate so that the metal plate and the ceramic plate are adjacent to each other, and at least two metal plates are adjacent to each other. ,
A laminate arrangement step of arranging a laminate of a metal plate and a ceramic plate between a pair of discharge plasma sintering electrodes;
In a state where conduction between both electrodes is ensured, a joining step of joining adjacent metal plates and metal plates and ceramic plates by passing a pulse current between both electrodes,
The method for producing a laminated material, wherein the outermost metal plate of the at least two metal plates is a Ni plate containing Ni as a main component.

［１５］ 積層工程においてセラミック板と隣接するように積層される金属板の枚数は複数枚であり、且つ、当該複数枚の金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であり、
接合工程では、当該複数枚の金属板のうち最も高融点の金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、最も低融点の金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度であって且つＮｉ板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行う前項１４記載の積層材の製造方法。 [15] The number of metal plates laminated so as to be adjacent to the ceramic plate in the lamination step is a plurality, and the melting points of the plurality of metal plates are equal or the difference is within 140 ° C.
In the joining step, a temperature between 150 ° C. lower than the melting point of the highest melting metal plate and a temperature 10 ° C. lower than the melting point of the lowest melting metal plate among the plurality of metal plates. 15. The method for producing a laminated material according to 14 above, wherein the joining is performed by heating to a temperature lower by 10 ° C. or more than the melting point of the Ni plate.

［１６］ ３枚の金属板と１枚のセラミック板とを、セラミック板が２枚の金属板間に位置するように積層する積層工程と、
金属板とセラミック板との積層体を１対の放電プラズマ焼結用電極間に配置する積層体配置工程と、
両電極間の導通を確保した状態で、両電極間にパルス電流を通電することにより、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とを接合する接合工程と、を含み、
積層体における隣り合う２枚の金属板のうち外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であることを特徴とする積層材の製造方法。 [16] A laminating step of laminating three metal plates and one ceramic plate so that the ceramic plates are positioned between the two metal plates;
A laminate arrangement step of arranging a laminate of a metal plate and a ceramic plate between a pair of discharge plasma sintering electrodes;
A bonding step of bonding adjacent metal plates and adjacent metal plates and ceramic plates by passing a pulse current between both electrodes in a state where conduction between both electrodes is ensured,
The manufacturing method of the laminated material characterized by the metal plate arrange | positioned outside among two adjacent metal plates in a laminated body being a Ni plate which has Ni as a main component.

［１７］ セラミック板と隣接するように積層される２板の金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であり、
接合工程では、当該２枚の金属板のうち高融点の金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、低融点の金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度であって且つＮｉ板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行う前項１６記載の積層材の製造方法。 [17] The two metal plates laminated so as to be adjacent to the ceramic plate have the same melting point or a difference within 140 ° C.,
In the joining step, a temperature between 150 ° C. lower than the melting point of the high melting point metal plate and 10 ° C. lower than the melting point of the low melting point metal plate of the two metal plates and Ni The method for producing a laminated material according to 16 above, wherein the joining is performed by heating to a temperature that is 10 ° C. or more lower than the melting point of the plate.

［１８］ ２枚の金属板と１枚のセラミック板とを、両金属板がセラミック板の片側に位置するように積層する積層工程と、
金属板とセラミック板との積層体を１対の放電プラズマ焼結用電極間に配置する積層体配置工程と、
両電極間の導通を確保した状態で、両電極間にパルス電流を通電することにより、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とを接合する接合工程と、を含み、
積層体における隣り合う２枚の金属板のうち外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であることを特徴とする積層材の製造方法。 [18] A laminating step of laminating two metal plates and one ceramic plate so that both metal plates are located on one side of the ceramic plate;
A laminate arrangement step of arranging a laminate of a metal plate and a ceramic plate between a pair of discharge plasma sintering electrodes;
A bonding step of bonding adjacent metal plates and adjacent metal plates and ceramic plates by passing a pulse current between both electrodes in a state where conduction between both electrodes is ensured,
The manufacturing method of the laminated material characterized by the metal plate arrange | positioned outside among two adjacent metal plates in a laminated body being a Ni plate which has Ni as a main component.

［１９］ Ｎｉ板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されている前項１４〜１８のうちのいずれかに記載の積層材の製造方法。   [19] The method for producing a laminated material according to any one of the above items 14 to 18, wherein the thickness of the Ni plate is set within a range of 10 to 1000 μm.

［２０］ 接合工程では、接合を、積層体の両側から１０〜１００ＭＰａで加圧しながら行う前項１４〜１９のうちのいずれかに記載の積層材の製造方法。   [20] The method for producing a laminated material according to any one of the above items 14 to 19, wherein in the joining step, the joining is performed while applying pressure at 10 to 100 MPa from both sides of the laminated body.

［２１］ 接合工程では、接合を、不活性ガス雰囲気中または真空雰囲気中で行う前項１４〜２０のうちのいずれかに記載の積層材の製造方法。   [21] The method for manufacturing a laminated material according to any one of [14] to [20], wherein the bonding is performed in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere.

［２２］ セラミック板と、セラミック板の両側にそれぞれ配置されるとともにＮｉ以外の金属を主成分とする第１金属板と、両第１金属板のうち少なくとも一方の第１金属板のセラミック板配置側とは反対側に配置されるとともにＮｉを主成分とする第２金属板とを、積層する積層工程と、
セラミック板と第１金属板と第２金属板との積層体を１対の放電プラズマ焼結用電極間に配置する積層体配置工程と、
両電極間の導通を確保した状態で、両電極間にパルス電流を通電することにより、隣り合う板どうしを接合する接合工程と、を含むことを特徴とする積層材の製造方法。 [22] A ceramic plate, a first metal plate that is arranged on both sides of the ceramic plate and contains a metal other than Ni as a main component, and a ceramic plate arrangement of at least one of the first metal plates A laminating step of laminating a second metal plate which is arranged on the side opposite to the side and which has Ni as a main component;
A laminate arrangement step of arranging a laminate of a ceramic plate, a first metal plate, and a second metal plate between a pair of discharge plasma sintering electrodes;
And a joining step of joining adjacent plates by applying a pulse current between both electrodes in a state in which conduction between the two electrodes is ensured.

［２３］ 両第１金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であり、
接合工程では、両第１金属板のうち高融点の第１金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、低融点の第１金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度であって且つ第２金属板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行う前項２２記載の積層材の製造方法。 [23] The melting points of both the first metal plates are equal or the difference is within 140 ° C.
In the joining step, the temperature is between 150 ° C. lower than the melting point of the first metal plate having the high melting point and the temperature lower by 10 ° C. than the melting point of the first metal plate having the lower melting point. 25. The method for producing a laminated material according to 22 above, wherein the joining is performed by heating to a temperature that is 10 ° C. or more lower than the melting point of the second metal plate.

［２４］ セラミック板と、セラミック板の片側に配置されるとともにＮｉ以外の金属を主成分とする第１金属板と、第１金属板のセラミック板配置側とは反対側に配置されるとともにＮｉを主成分とする第２金属板とを、積層する積層工程と、
セラミック板と第１金属板と第２金属板との積層体を１対の放電プラズマ焼結用電極間に配置する積層体配置工程と、
両電極間の導通を確保した状態で、両電極間にパルス電流を通電することにより、隣り合う板どうしを接合する接合工程と、を含むことを特徴とする積層材の製造方法。 [24] A ceramic plate, a first metal plate that is disposed on one side of the ceramic plate and contains a metal other than Ni as a main component, and is disposed on the opposite side of the first metal plate from the ceramic plate placement side and Ni. A laminating step of laminating a second metal plate mainly composed of
A laminate arrangement step of arranging a laminate of a ceramic plate, a first metal plate, and a second metal plate between a pair of discharge plasma sintering electrodes;
And a joining step of joining adjacent plates by applying a pulse current between both electrodes in a state in which conduction between the two electrodes is ensured.

［２５］ 接合工程では、第１金属板の融点よりも１０〜１５０℃低い温度であって且つ第２金属板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行う前項２４記載の積層材の製造方法。   [25] The item 24 described above, wherein in the bonding step, the bonding is performed by heating to a temperature that is 10 to 150 ° C. lower than the melting point of the first metal plate and 10 ° C. or more lower than the melting point of the second metal plate. A method for producing a laminated material.

［２６］ 第２金属板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されている前項２２〜２５のうちのいずれかに記載の積層材の製造方法。   [26] The method for manufacturing a laminated material according to any one of the above items 22 to 25, wherein the thickness of the second metal plate is set within a range of 10 to 1000 μm.

［２７］ 接合工程では、接合を、積層体の両側から１０〜１００ＭＰａで加圧しながら行う前項２２〜２６のうちのいずれかに記載の積層材の製造方法。   [27] The method for producing a laminated material according to any one of the above items 22 to 26, wherein in the joining step, joining is performed while applying pressure at 10 to 100 MPa from both sides of the laminated body.

［２８］ 接合工程では、接合を、不活性ガス雰囲気中または真空雰囲気中で行う前項２２〜２７のうちのいずれかに記載の積層材の製造方法。   [28] The method for manufacturing a laminated material according to any one of items 22 to 27, wherein the bonding is performed in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere in the bonding step.

本発明は以下の効果を奏する。   The present invention has the following effects.

［１］の積層材によれば、複数枚の金属板と少なくとも１枚のセラミック板とが、金属板とセラミック板とが隣接するように、且つ、少なくとも２枚の金属板が互いに隣接するように積層されるとともに、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とが接合されるとともに、積層材における前記少なくとも２枚の金属板のうち最外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であるから、Ｎｉめっき層等のＮｉ層をわざわざ形成する工程が必要なくなり、もって積層材を安価に製造することができる。   According to the laminated material of [1], a plurality of metal plates and at least one ceramic plate are adjacent to each other so that the metal plate and the ceramic plate are adjacent to each other, and at least two metal plates are adjacent to each other. And the adjacent metal plates and the adjacent metal plate and the ceramic plate are joined together, and the metal plate disposed on the outermost side of the at least two metal plates in the laminate is Ni. Since it is a Ni plate as a main component, a step for forming a Ni layer such as a Ni plating layer is not necessary, and a laminated material can be manufactured at a low cost.

さらに、放電プラズマ焼結法により隣り合う板どうしが接合されているので、隣り合う板どうしを直接接合することができる。そのため、金属板とセラミック板との間の界面にろう材を配置する必要がない。その結果、冷熱サイクルに伴う金属板とセラミック板との間の界面剥離が抑制され、もって接合信頼性が向上する。さらに、ろう材を使用しないので、積層材を更に安価に製造することができる。   Furthermore, since the adjacent plates are joined by the discharge plasma sintering method, the adjacent plates can be joined directly. Therefore, it is not necessary to arrange a brazing material at the interface between the metal plate and the ceramic plate. As a result, interfacial delamination between the metal plate and the ceramic plate due to the cooling / heating cycle is suppressed, thereby improving the bonding reliability. Furthermore, since no brazing material is used, the laminated material can be manufactured at a lower cost.

さらに、［１］の積層材によれば、例えば、積層材のＮｉ板をパワーデバイスが実装されるＮｉ層または配線層として利用することができるし、積層材のセラミック板を電気絶縁層として利用することができる。すなわち、この積層材は、パワーデバイス等の半導体素子が実装される熱伝導性絶縁基板として好適に利用することができる。   Furthermore, according to the laminated material of [1], for example, a laminated Ni plate can be used as a Ni layer or a wiring layer on which a power device is mounted, and a laminated ceramic plate is used as an electrical insulating layer. can do. That is, this laminated material can be suitably used as a thermally conductive insulating substrate on which a semiconductor element such as a power device is mounted.

［２］の積層材によれば、セラミック板の両側に配置された２枚の金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であるから、１回の放電プラズマ焼結工程によって隣り合う板どうしを確実に且つ短時間で接合することができるとともに、放電プラズマ焼結時に、融点が低い金属板の部分的な溶融などによる変形を防止することができる。   According to the laminated material of [2], since the melting points of the two metal plates arranged on both sides of the ceramic plate are equal or the difference is within 140 ° C., they are adjacent by one discharge plasma sintering process. The plates can be reliably joined in a short time, and deformation due to partial melting of a metal plate having a low melting point can be prevented during spark plasma sintering.

［３］の積層材によれば、３枚の金属板と１枚のセラミック板とが、セラミック板が２枚の金属板間に位置するように積層されるとともに、隣り合う板どうしが放電プラズマ焼結法により接合されており、隣り合う２枚の金属板のうち積層材において外側に配置された金属板がＮｉを主成分とするＮｉ板であるから、Ｎｉめっき層等のＮｉ層をわざわざ形成する工程が必要なくなり、もって積層材を安価に製造することができる。   According to the laminated material of [3], three metal plates and one ceramic plate are laminated so that the ceramic plates are positioned between the two metal plates, and adjacent plates are discharged plasma. Of the two adjacent metal plates that are joined by the sintering method, the metal plate disposed outside the laminated material is a Ni plate containing Ni as a main component. A process of forming is not necessary, and thus a laminated material can be manufactured at low cost.

さらに、放電プラズマ焼結法により隣り合う板どうしが接合されているので、隣り合う板どうしを直接接合することができる。そのため、金属板とセラミック板との間の界面にろう材を配置する必要がない。その結果、冷熱サイクルに伴う金属板とセラミック板との間の界面剥離が抑制され、もって接合信頼性が向上する。さらに、ろう材を使用しないので、積層材を更に安価に製造することができる。   Furthermore, since the adjacent plates are joined by the discharge plasma sintering method, the adjacent plates can be joined directly. Therefore, it is not necessary to arrange a brazing material at the interface between the metal plate and the ceramic plate. As a result, interfacial delamination between the metal plate and the ceramic plate due to the cooling / heating cycle is suppressed, thereby improving the bonding reliability. Furthermore, since no brazing material is used, the laminated material can be manufactured at a lower cost.

さらに、［３］の積層材によれば、例えば、積層材におけるＮｉ板とは反対側の最外側の金属板の表面に、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金などの高熱伝導性材料からなるヒートシンクなどの放熱部材を接着または金属的に接合することによって、パワーモジュール用ベースを形成することができる。そして、このベースの積層材のＮｉ板にパワーデバイスを実装することでパワーモジュールを製造することができる。このパワーモジュールによれば、パワーデバイスと放熱部材との間には、２枚の金属板と１枚のセラミック板とが配置されているだけなので、パワーデバイスから放熱部材までの熱伝導の経路が短くなり、パワーデバイスから発せられる熱の放熱性能が向上する。また、金属板とセラミック板との間に熱伝導率の低いろう材を介在させる必要はなく、両金属板とセラミック板との間の熱伝導性が優れたものになる。   Furthermore, according to the laminated material of [3], for example, the surface of the outermost metal plate opposite to the Ni plate in the laminated material is made of a high thermal conductive material such as Al, Al alloy, Cu, Cu alloy. A base for a power module can be formed by bonding or metallically joining a heat radiating member such as a heat sink. A power module can be manufactured by mounting a power device on the Ni plate of the base laminate. According to this power module, since only two metal plates and one ceramic plate are arranged between the power device and the heat dissipation member, there is a heat conduction path from the power device to the heat dissipation member. This shortens the heat dissipation performance of the heat generated from the power device. Further, it is not necessary to interpose a brazing material having a low thermal conductivity between the metal plate and the ceramic plate, and the thermal conductivity between both the metal plate and the ceramic plate is excellent.

［４］の積層材によれば、２枚の金属板と１枚のセラミック板とが、両金属板がセラミック板の片側に位置するように積層されるとともに、互いに隣り合う板どうしが放電プラズマ焼結法により接合されており、隣り合う２枚の金属板のうち積層材において外側に配置された金属板がＮｉを主成分とするＮｉ板であるから、Ｎｉめっき層等のＮｉ層をわざわざ形成する工程が必要なくなり、もって積層材を安価に製造することができる。   According to the laminated material of [4], two metal plates and one ceramic plate are laminated so that both metal plates are located on one side of the ceramic plate, and adjacent plates are discharge plasma. Of the two adjacent metal plates that are joined by the sintering method, the metal plate disposed outside the laminated material is a Ni plate containing Ni as a main component. A process of forming is not necessary, and thus a laminated material can be manufactured at low cost.

さらに、放電プラズマ焼結法により隣り合う板どうしが接合されているので、隣り合う板どうしを直接接合することができる。そのため、金属板とセラミック板との間の界面にろう材を配置する必要がない。その結果、冷熱サイクルに伴う金属板とセラミック板との間の界面剥離が抑制され、もって接合信頼性が向上する。さらに、ろう材を使用しないので、積層材を更に安価に製造することができる。   Furthermore, since the adjacent plates are joined by the discharge plasma sintering method, the adjacent plates can be joined directly. Therefore, it is not necessary to arrange a brazing material at the interface between the metal plate and the ceramic plate. As a result, interfacial delamination between the metal plate and the ceramic plate due to the cooling / heating cycle is suppressed, thereby improving the bonding reliability. Furthermore, since no brazing material is used, the laminated material can be manufactured at a lower cost.

さらに、［４］の積層材によれは、Ｎｉ板を例えばパワーデバイスが実装されるＮｉ層または配線層として利用することができるし、積層材のセラミック板を電気絶縁層として利用することができる。   Furthermore, according to the laminated material of [4], the Ni plate can be used as, for example, a Ni layer or a wiring layer on which a power device is mounted, and a laminated ceramic plate can be used as an electrical insulating layer. .

さらに、上記［１］〜［４］の積層材によれば、互いに隣り合う板どうしが放電プラズマ焼結法により接合されているので、製造の際には金属板の寸法変化は少なく、金属板の厚み方向の寸法精度を比較的簡単に向上させることができる。したがって、生産性が優れたものになる。しかも、積層材の上下両面の平面度を、たとえば１００μｍ以下とすることができる。そのため、積層材の上下両面の平面度が向上し、研磨などのサイジング工程による仕上げ処理が不要になる。   Furthermore, according to the laminated material of the above [1] to [4], the plates adjacent to each other are joined together by the discharge plasma sintering method, so that the dimensional change of the metal plate is small during manufacture, and the metal plate The dimensional accuracy in the thickness direction can be improved relatively easily. Therefore, productivity is excellent. In addition, the flatness of the upper and lower surfaces of the laminated material can be set to 100 μm or less, for example. Therefore, the flatness of the upper and lower surfaces of the laminated material is improved, and a finishing process by a sizing process such as polishing becomes unnecessary.

［５］の積層材によれば、Ｎｉ板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されることにより、Ｎｉ板は、Ｎｉ板が接合される金属板の表面粗さの大きさの影響を受けない。そのため、金属板の表面に対して機械的・化学的前処理を施す必要がなく、積層材を安定して製造することができる。さらに、積層材の製造時におけるＮｉ板のハンドリング性が良くなるし、しかもＮｉ板を例えば安価に入手可能な圧延材から製造することができる。これらの効果が相乗的に作用する結果、積層材の製造コストを更に引き下げることができる。   According to the laminated material of [5], when the thickness of the Ni plate is set within a range of 10 to 1000 μm, the Ni plate is affected by the size of the surface roughness of the metal plate to which the Ni plate is joined. I do not receive it. Therefore, it is not necessary to perform a mechanical / chemical pretreatment on the surface of the metal plate, and the laminated material can be manufactured stably. Furthermore, the handling property of the Ni plate at the time of manufacturing the laminated material is improved, and the Ni plate can be manufactured from, for example, a rolled material available at a low cost. As a result of these effects acting synergistically, the manufacturing cost of the laminated material can be further reduced.

［６］の積層材によれば、Ｎｉ板以外の金属板がＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなることにより、積層材の熱伝導性を確実に向上させることができる。   According to the laminated material of [6], the metal plate other than the Ni plate is made of one material selected from the group consisting of Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, Ag alloy and Au alloy. Thus, the thermal conductivity of the laminated material can be reliably improved.

［７］の積層材によれば、セラミック板がＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなることにより、セラミック板の電気絶縁性を確実に向上させることができる。 According to the laminated material of [7], the ceramic plate is made of one material selected from the group consisting of AlN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC, Y 2 O 3 , CaO, BN and BeO. Thereby, the electrical insulation of a ceramic board can be improved reliably.

［８］の積層材によれば、第２金属板がＮｉを主成分とするものなので、Ｎｉめっき層等のＮｉ層をわざわざ形成する工程が必要なくなり、もって積層材を安価に製造することができる。   According to the laminated material of [8], since the second metal plate is mainly composed of Ni, there is no need to bother forming a Ni layer such as a Ni plating layer, and the laminated material can be manufactured at low cost. it can.

さらに、放電プラズマ焼結法により隣り合う板どうしが接合されているので、隣り合う板どうしを直接接合することができる。そのため、第１金属板とセラミック板との間の界面にろう材を配置する必要がない。その結果、冷熱サイクルに伴う第１金属板とセラミック板との間の界面剥離が抑制され、もって接合信頼性が向上する。さらに、ろう材を使用しないので、積層材を更に安価に製造することができる。   Furthermore, since the adjacent plates are joined by the discharge plasma sintering method, the adjacent plates can be joined directly. Therefore, it is not necessary to arrange a brazing material at the interface between the first metal plate and the ceramic plate. As a result, interfacial delamination between the first metal plate and the ceramic plate due to the cooling / heating cycle is suppressed, thereby improving the bonding reliability. Furthermore, since no brazing material is used, the laminated material can be manufactured at a lower cost.

さらに、［８］の積層材によれば、例えば、積層材の第２金属板を半導体素子としてたとえばパワーデバイスが実装されるＮｉ層または配線層として利用することができるし、積層材のセラミック板を電気絶縁層として利用することができる。すなわち、この積層材は、パワーデバイス等の半導体素子が実装される熱伝導性絶縁基板として好適に利用することができる。   Furthermore, according to the laminated material of [8], for example, the second metal plate of the laminated material can be used as a semiconductor element, for example, as a Ni layer or a wiring layer on which a power device is mounted, or a ceramic plate of the laminated material Can be used as an electrically insulating layer. That is, this laminated material can be suitably used as a thermally conductive insulating substrate on which a semiconductor element such as a power device is mounted.

［９］の積層材によれば、両第１金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であるから、１回の放電プラズマ焼結工程によって隣り合う板どうしを確実に接合させることができるとともに、放電プラズマ焼結時に、第１金属板の部分的な溶融などによる変形を防止することができる。   According to the laminated material of [9], since the melting points of both the first metal plates are equal or the difference is within 140 ° C., the adjacent plates are reliably joined by one discharge plasma sintering process. In addition, deformation due to partial melting of the first metal plate can be prevented at the time of spark plasma sintering.

［１０］の積層材によれば、第２金属板がＮｉを主成分とするものなので、Ｎｉめっき層等のＮｉ層をわざわざ形成する工程が必要なくなり、もって積層材を安価に製造することができる。   According to the laminated material of [10], since the second metal plate is mainly composed of Ni, there is no need to bother forming a Ni layer such as a Ni plating layer, and the laminated material can be manufactured at low cost. it can.

さらに、放電プラズマ焼結法により隣り合う板どうしが接合されているので、隣り合う板どうしを直接接合することができる。そのため、第１金属板とセラミック板との間の界面にろう材を配置する必要がない。その結果、冷熱サイクルに伴う第１金属板とセラミック板との間の界面剥離が抑制され、もって接合信頼性が向上する。さらに、ろう材を使用しないので、積層材を更に安価に製造することができる。   Furthermore, since the adjacent plates are joined by the discharge plasma sintering method, the adjacent plates can be joined directly. Therefore, it is not necessary to arrange a brazing material at the interface between the first metal plate and the ceramic plate. As a result, interfacial delamination between the first metal plate and the ceramic plate due to the cooling / heating cycle is suppressed, thereby improving the bonding reliability. Furthermore, since no brazing material is used, the laminated material can be manufactured at a lower cost.

さらに、［１０］の積層材によれば、第２金属板を例えばパワーデバイスが実装されるＮｉ層または配線層として利用することができるし、積層材のセラミック板を電気絶縁層として利用することができる。   Furthermore, according to the laminated material of [10], the second metal plate can be used as, for example, a Ni layer or a wiring layer on which a power device is mounted, and a laminated ceramic plate can be used as an electrical insulating layer. Can do.

さらに、上記［８］〜［１０］の積層材によれば、互いに隣り合う板どうしが放電プラズマ焼結法により接合されているので、製造の際には第１および第２金属板の寸法変化は少なく、第１および第２金属板の厚み方向の寸法精度を比較的簡単に向上させることができる。したがって、生産性が優れたものになる。しかも、積層材の上下両面の平面度を、たとえば１００μｍ以下とすることができる。そのため、積層材の上下両面の平面度が向上し、研磨などのサイジング工程による仕上げ処理が不要になる。   Furthermore, according to the laminated material of [8] to [10] above, the adjacent plates are joined together by the discharge plasma sintering method, so that the dimensional change of the first and second metal plates is produced during production. The dimensional accuracy in the thickness direction of the first and second metal plates can be improved relatively easily. Therefore, productivity is excellent. In addition, the flatness of the upper and lower surfaces of the laminated material can be set to 100 μm or less, for example. Therefore, the flatness of the upper and lower surfaces of the laminated material is improved, and a finishing process by a sizing process such as polishing becomes unnecessary.

［１１］の積層材によれば、第２金属板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されることにより、第２金属板は、第２金属板が接合される第１金属板の表面粗さの大きさの影響を受けない。これにより、積層材を安定して製造することができる。さらに、積層材の製造時における第２金属板のハンドリング性が良くなるし、しかも第２金属板を容易に製作することができる。これらの効果が相乗的に作用する結果、積層材の製造コストを更に引き下げることができる。   According to the laminated material of [11], when the thickness of the second metal plate is set within a range of 10 to 1000 μm, the second metal plate is a surface of the first metal plate to which the second metal plate is joined. Unaffected by roughness. Thereby, a laminated material can be manufactured stably. Furthermore, the handleability of the second metal plate during manufacturing of the laminated material is improved, and the second metal plate can be easily manufactured. As a result of these effects acting synergistically, the manufacturing cost of the laminated material can be further reduced.

［１２］の積層材によれば、第１金属板がＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなることにより、積層材の熱伝導性を確実に向上させることができる。   According to the laminated material of [12], the first metal plate is made of one material selected from the group consisting of Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, Ag alloy, and Au alloy, The thermal conductivity of the laminated material can be reliably improved.

［１３］の積層材によれば、セラミック板がＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなることにより、セラミック板の電気絶縁性を確実に向上させることができる。 According to the laminated material of [13], the ceramic plate is made of one material selected from the group consisting of AlN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC, Y 2 O 3 , CaO, BN and BeO. Thereby, the electrical insulation of a ceramic board can be improved reliably.

［１４］の積層材の製造方法によれば、上記［１］の積層材を簡単に製造することができる。さらに、積層工程では、Ｎｉ板が積層される金属板の表面上にＮｉ板を選択的に配置することができ、そのため、積層材全体がめっきされないように処置をするマスキング工程が必須となるＮｉめっきを行うよりも、積層材を容易に製造することができ、もって積層材の製造コストを引き下げることができる。   According to the method for producing a laminated material of [14], the laminated material of [1] can be produced easily. Further, in the laminating process, the Ni plate can be selectively disposed on the surface of the metal plate on which the Ni plate is laminated, and therefore, a masking step for treating the entire laminated material not to be plated is essential. The laminated material can be manufactured more easily than plating, and the manufacturing cost of the laminated material can be reduced.

［１５］の積層材の製造方法によれば、セラミック板と隣接するように積層される複数枚の金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であり、更に、接合工程では、当該複数枚の金属板のうち最も高融点の金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、最も低融点の金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度であって且つＮｉ板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行うことから、１回の放電プラズマ焼結工程によってセラミック板とこれに隣接する全ての金属板、および隣り合う金属板とＮｉ板とを確実に且つ同時に接合させることができ、すなわち隣り合う板どうしを確実に且つ同時に接合させることができるとともに、放電プラズマ焼結時に、融点が低い金属板の部分的な溶融などによる変形を防止することができる。   According to the method for producing a laminated material of [15], the melting points of the plurality of metal plates laminated so as to be adjacent to the ceramic plate are equal to or different from each other within 140 ° C. Among the plurality of metal plates, a temperature between 150 ° C. lower than the melting point of the highest melting point metal plate and 10 ° C. lower than the melting point of the lowest melting point metal plate, and the melting point of the Ni plate Since the bonding is performed by heating to a temperature 10 ° C. or more lower than the ceramic plate, all the metal plates adjacent to the ceramic plate, and the adjacent metal plate and the Ni plate by a single discharge plasma sintering process. It can be reliably and simultaneously joined, that is, adjacent plates can be reliably and simultaneously joined, and during discharge plasma sintering, deformation due to partial melting of a metal plate having a low melting point is prevented. It can be.

［１６］の積層材の製造方法によれば、上記［３］の積層材を簡単に製造することができる。さらに、積層工程では、Ｎｉ板が積層される金属板の表面上にＮｉ板を選択的に配置することができ、そのため、積層材全体がめっきされないように処置をするマスキング工程が必須となるＮｉめっきを行うよりも、積層材を容易に製造することができ、もって積層材の製造コストを引き下げることができる。   According to the method for producing a laminated material of [16], the laminated material of [3] can be produced easily. Further, in the laminating process, the Ni plate can be selectively disposed on the surface of the metal plate on which the Ni plate is laminated, and therefore, a masking step for treating the entire laminated material not to be plated is essential. The laminated material can be manufactured more easily than plating, and the manufacturing cost of the laminated material can be reduced.

［１７］の積層材の製造方法によれば、セラミック板と隣接するように積層される２枚の金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であり、更に、接合工程では、当該２枚の金属板のうち高融点の金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、低融点の金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度であって且つＮｉ板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行うことから、１回の放電プラズマ焼結工程によってセラミック板とこれに隣接する２枚の金属板、および隣り合う金属板とＮｉ板とを確実に且つ同時に接合させることができ、すなわち隣り合う板どうしを確実に且つ同時に接合させることができるとともに、放電プラズマ焼結時に、融点が低い金属板の部分的な溶融などによる変形を防止することができる。   According to the method for manufacturing a laminated material of [17], the melting points of the two metal plates laminated so as to be adjacent to the ceramic plate are equal to or different from each other within 140 ° C. Of the two metal plates, a temperature between 150 ° C. lower than the melting point of the high melting point metal plate and 10 ° C. lower than the melting point of the low melting point metal plate, and higher than the melting point of the Ni plate Since bonding is performed by heating to a temperature lower than 10 ° C., the ceramic plate, two adjacent metal plates, and the adjacent metal plate and Ni plate can be reliably obtained by a single discharge plasma sintering process. Can be bonded to each other at the same time, that is, adjacent plates can be reliably and simultaneously bonded, and during discharge plasma sintering, deformation due to partial melting of a metal plate having a low melting point can be prevented. Kill.

［１８］の積層材の製造方法によれば、上記［４］の積層材を簡単に製造することができる。さらに、積層工程では、Ｎｉ板が積層される金属板の表面上にＮｉ板を選択的に配置することができ、そのため、積層材全体がめっきされないように処置をするマスキング工程が必須となるＮｉめっきを行うよりも、積層材を容易に製造することができ、もって積層材の製造コストを引き下げることができる。   According to the method for producing a laminated material of [18], the laminated material of [4] can be easily produced. Further, in the laminating process, the Ni plate can be selectively disposed on the surface of the metal plate on which the Ni plate is laminated, and therefore, a masking step for treating the entire laminated material not to be plated is essential. The laminated material can be manufactured more easily than plating, and the manufacturing cost of the laminated material can be reduced.

［１９］の積層材の製造方法によれば、Ｎｉ板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されることにより、Ｎｉ板は、Ｎｉ板が積層される金属板の表面粗さの大きさの影響を受けない。そのため、金属板の表面に対して機械的・化学的前処理を施す必要がなく、積層材を安定して製造することができる。さらに、積層工程におけるＮｉ板のハンドリング性が良くなるし、しかもＮｉ板を例えば安価に入手可能な圧延材から製造することができる。これらの効果が相乗的に作用する結果、積層材の製造コストを更に引き下げることができる。   [19] According to the method for producing a laminated material of [19], the thickness of the Ni plate is set within a range of 10 to 1000 μm, so that the Ni plate has the surface roughness of the metal plate on which the Ni plate is laminated. Not affected. Therefore, it is not necessary to perform a mechanical / chemical pretreatment on the surface of the metal plate, and the laminated material can be manufactured stably. Furthermore, the handling property of the Ni plate in the laminating process is improved, and the Ni plate can be manufactured from a rolled material available at a low cost, for example. As a result of these effects acting synergistically, the manufacturing cost of the laminated material can be further reduced.

［２０］の積層材の製造方法によれば、金属板とセラミック板との間での接合欠陥の発生を効果的に防止することができる。   According to the method for producing a laminated material of [20], it is possible to effectively prevent the occurrence of bonding defects between the metal plate and the ceramic plate.

［２１］の積層材の製造方法によれば、金属板とセラミック板との間での接合欠陥の発生を効果的に防止することができる。   According to the method for producing a laminated material of [21], it is possible to effectively prevent the occurrence of bonding defects between the metal plate and the ceramic plate.

［２２］の積層材の製造方法によれば、上記［８］の積層材を簡単に製造することができる。さらに、積層工程では、第２金属板が積層される第１金属板の表面上に第２金属板を選択的に配置することができ、そのため、積層材全体がめっきされないように処置をするマスキング工程が必須となるＮｉめっきを行うよりも、積層材を容易に製造することができ、もって積層材の製造コストを引き下げることができる。   According to the method for producing a laminated material of [22], the laminated material of [8] can be easily produced. Furthermore, in the laminating process, the second metal plate can be selectively disposed on the surface of the first metal plate on which the second metal plate is laminated, and therefore, a masking is performed to prevent the entire laminated material from being plated. The laminated material can be manufactured more easily than performing Ni plating, which requires a process, and the manufacturing cost of the laminated material can be reduced.

［２３］の積層材の製造方法によれば、両第１金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であり、更に、接合工程では、両第１金属板のうち高融点の第１金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、低融点の第１金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度であって且つ第２金属板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行うことから、１回の放電プラズマ焼結工程によってセラミック板とこれに隣接する両第１金属板、および隣り合う第１金属板と第２金属板とを確実に且つ同時に接合させることができ、すなわち隣り合う板どうしを確実に且つ同時に接合させることができるとともに、放電プラズマ焼結時に、融点が低い第１金属板の部分的な溶融などによる変形を防止することができる。   According to the method for producing a laminated material of [23], the melting points of the first metal plates are equal or the difference is within 140 ° C. Further, in the joining step, the first melting point of the first metal plates is the highest. A temperature between a temperature lower by 150 ° C. than the melting point of the first metal plate and a temperature lower by 10 ° C. than the melting point of the first metal plate having a lower melting point, and a temperature lower by 10 ° C. or more than the melting point of the second metal plate Since the bonding is performed by heating the ceramic plate, the ceramic plate, both the first metal plate adjacent to the ceramic plate, and the adjacent first metal plate and second metal plate can be reliably obtained by a single discharge plasma sintering process. In addition, the adjacent plates can be reliably and simultaneously joined together, and at the same time, it is possible to prevent deformation due to partial melting of the first metal plate having a low melting point during spark plasma sintering. Can do.

［２４］の積層材の製造方法によれば、上記［１０］の積層材を簡単に製造することができる。さらに、積層工程では、第２金属板が積層される第１金属板の表面上に第２金属板を選択的に配置することができ、そのため、積層材全体がめっきされないように処置をするマスキング工程が必須となるＮｉめっきを行うよりも、積層材を容易に製造することができ、もって積層材の製造コストを引き下げることができる。   According to the method for producing a laminated material of [24], the laminated material of [10] can be easily produced. Furthermore, in the laminating process, the second metal plate can be selectively disposed on the surface of the first metal plate on which the second metal plate is laminated, and therefore, a masking is performed to prevent the entire laminated material from being plated. The laminated material can be manufactured more easily than performing Ni plating, which requires a process, and the manufacturing cost of the laminated material can be reduced.

［２５］の積層材の製造方法によれば、接合工程では、第１金属板の融点よりも１０〜１５０℃低い温度であって且つ第２金属板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行うことから、１回の放電プラズマ焼結工程によってセラミック板とこれに隣接する第１金属板、および隣り合う第１金属板と第２金属板とを確実に且つ同時に接合させることができ、すなわち隣り合う板どうしを確実に且つ同時に接合させることができるとともに、放電プラズマ焼結時に、第１金属板の部分的な溶融などによる変形を防止することができる。   According to the method for producing a laminated material of [25], in the joining step, heating is performed at a temperature that is 10 to 150 ° C. lower than the melting point of the first metal plate and at least 10 ° C. lower than the melting point of the second metal plate. Therefore, the ceramic plate and the first metal plate adjacent to the ceramic plate, and the adjacent first metal plate and the second metal plate are reliably and simultaneously bonded by one discharge plasma sintering process. That is, adjacent plates can be reliably and simultaneously joined together, and deformation due to partial melting of the first metal plate can be prevented during spark plasma sintering.

［２６］の積層材の製造方法によれば、第２金属板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されることにより、第２金属板は、第２金属板が積層される第１金属板の表面粗さの大きさの影響を受けない。そのため、第１金属板の表面に対して機械的・化学的前処理を施す必要がなく、積層材を安定して製造することができる。さらに、積層工程における第２金属板のハンドリング性が良くなるし、しかも第２金属板を例えば安価に入手可能な圧延材から製造することができる。これらの効果が相乗的に作用する結果、積層材の製造コストを更に引き下げることができる。   According to the method for manufacturing a laminated material of [26], when the thickness of the second metal plate is set within a range of 10 to 1000 μm, the second metal plate is the first metal on which the second metal plate is laminated. Unaffected by the size of the surface roughness of the plate. Therefore, it is not necessary to perform mechanical / chemical pretreatment on the surface of the first metal plate, and the laminated material can be manufactured stably. Furthermore, the handleability of the second metal plate in the laminating process is improved, and the second metal plate can be manufactured from, for example, a rolled material available at low cost. As a result of these effects acting synergistically, the manufacturing cost of the laminated material can be further reduced.

［２７］の積層材の製造方法によれば、第１金属板とセラミック板との間での接合欠陥の発生を効果的に防止することができる。   According to the method for manufacturing a laminated material of [27], it is possible to effectively prevent the occurrence of a bonding defect between the first metal plate and the ceramic plate.

［２８］の積層材の製造方法によれば、第１金属板とセラミック板との間での接合欠陥の発生を効果的に防止することができる。   According to the method for producing a laminated material of [28], it is possible to effectively prevent the occurrence of a bonding defect between the first metal plate and the ceramic plate.

図１は、本発明の実施形態１の積層材を示す垂直断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing a laminated material according to Embodiment 1 of the present invention. 図２Ａは、図１の積層材の製造方法を示す垂直断面図である。FIG. 2A is a vertical cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the laminated material of FIG. 図２Ｂは、図２Ａの方法を実施する際の加熱温度の範囲を示す図である。FIG. 2B is a diagram illustrating a range of heating temperatures when the method of FIG. 2A is performed. 図３は、本発明の実施形態２の積層材を示す垂直断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the laminated material according to the second embodiment of the present invention. 図４は、図３の積層材の製造方法を示す垂直断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a method for manufacturing the laminated material of FIG. 図５は、図３の積層材の製造方法の一変形例を示す図４相当の図である。FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 showing a modification of the method for manufacturing the laminated material of FIG. 図６は、参考例の積層材を示す垂直断面図である。FIG. 6 is a vertical sectional view showing a laminated material of a reference example. 図７は、図６の積層材の製造方法を示す垂直断面図である。FIG. 7 is a vertical sectional view showing a method for manufacturing the laminated material of FIG.

以下、この発明の幾つかの実施形態を、図面を参照して説明する。これらの実施形態は、積層材が、半導体素子（例：パワーデバイス）が実装される絶縁基板として利用可能なものである場合について示している。   Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. These embodiments show the case where the laminated material can be used as an insulating substrate on which a semiconductor element (eg, a power device) is mounted.

なお、以下の説明において、各図面の上下を上下というものとする。また、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。   In the following description, the top and bottom of each drawing is referred to as the top and bottom. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the same thing through all drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施形態１
図１〜２Ｂは、本発明の実施形態１を説明する図である。図１は本発明の実施形態１の積層材(1)を示し、図２Ａは図１の積層材(1)の製造方法を示す。図２Ｂは図２Ａの方法を実施する際の加熱温度の範囲を示す。 Embodiment 1
FIGS. 1-2B is a figure explaining Embodiment 1 of this invention. FIG. 1 shows a laminate (1) according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2A shows a method for producing the laminate (1) of FIG. FIG. 2B shows the range of heating temperatures when performing the method of FIG. 2A.

図１に示すように、積層材(1)は、セラミック板(4)と、セラミック板(4)の厚さ方向両側にそれぞれセラミック板(4)と隣接して配置された第１金属板(2)(3)と、両第１金属板(2)(3)のうち一方の第１金属板(3)のセラミック板(4)配置側とは反対側に当該一方の第１金属板(3)と隣接して配置された第２金属板(31)とが、積層されたものである。したがって、この積層材(1)は四層構造である。   As shown in FIG. 1, the laminated material (1) includes a ceramic plate (4) and first metal plates (4) disposed adjacent to the ceramic plate (4) on both sides in the thickness direction of the ceramic plate (4). 2) The first metal plate (3) and the first metal plate (2) on the opposite side of the first metal plate (3) to the ceramic plate (4) arrangement side of the first metal plate (2) (3). 3) and the 2nd metal plate (31) arrange | positioned adjacently are laminated | stacked. Therefore, this laminated material (1) has a four-layer structure.

この積層材（1）では、セラミック板(4)は水平状に配置されている。両第１金属板(2)(3)は、セラミック板(4)の上下両面上にそれぞれセラミック板(4)と隣接して積層状に配置されている。第２金属板(31)は、両第１金属板(2)(3)のうち下側第１金属板(3)の下面上に下側第１金属板(3)と隣接して積層状に配置されている。そして、互いに隣り合う板どうし（2,4）（4,3）（3,31）が放電プラズマ焼結法によって接合されている。したがって、第２金属板(31)は積層材(1)の下側の最外側に配置されており、セラミック板(4)は両第１金属板(2)(3)間に配置されており、上側第１金属板(2)は積層材(1)の上側の最外側に配置されている。すなわち、互いに隣接するように積層された下側第１金属板(3)と第２金属板(31)のうち第２金属板(31)が積層材(1)において外側に配置されている。   In this laminated material (1), the ceramic plate (4) is arranged horizontally. Both the first metal plates (2) and (3) are arranged on the upper and lower surfaces of the ceramic plate (4) adjacent to the ceramic plate (4) in a laminated manner. The second metal plate (31) is laminated on the lower surface of the lower first metal plate (3) of the first metal plates (2) and (3) adjacent to the lower first metal plate (3). Is arranged. The adjacent plates (2, 4), (4, 3), and (3, 31) are joined together by the discharge plasma sintering method. Therefore, the second metal plate (31) is disposed on the lowermost outer side of the laminated material (1), and the ceramic plate (4) is disposed between the first metal plates (2) and (3). The upper first metal plate (2) is disposed on the uppermost outermost side of the laminated material (1). That is, the second metal plate (31) of the lower first metal plate (3) and the second metal plate (31) laminated so as to be adjacent to each other is disposed outside the laminated material (1).

第２金属板(31)は、Ｎｉを主成分とするものである。このようにＮｉを主成分とする板を本明細書及び特許請求の範囲では「Ｎｉ板」という。第２金属板(31)の組成（成分）としては、純Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｌ合金、Ｎｉ−Ｃｕ合金などを挙げることができる。第２金属板（31）におけるＮｉの含有量は、８５質量％以上であり、具体的には８５〜９９．９９質量％の範囲内とすることができる。第２金属板(31)の厚みは、１０〜１０００μｍ（特に好ましくは１０〜２００μｍ）の範囲内になるように設定されるのが望ましい。さらに、第２金属板(31)は、放電プラズマ焼結法の加熱時の加熱温度では溶融しないものであり、特に、両第１金属板(2)(3)の融点のうち最も低い融点よりも１４０℃を超えて高い融点を有するものであることが望ましい。これにより、放電プラズマ焼結法における接合工程での第２金属板(31)の溶融を確実に防止することができるし、第２金属板(31)の厚み寸法の変化を小さく抑えることができる。   The second metal plate (31) is mainly composed of Ni. In this specification and in the claims, such a plate mainly composed of Ni is referred to as “Ni plate”. Examples of the composition (component) of the second metal plate (31) include pure Ni, Ni—Al alloy, and Ni—Cu alloy. The content of Ni in the second metal plate (31) is 85% by mass or more, and specifically can be in the range of 85 to 99.99% by mass. The thickness of the second metal plate (31) is preferably set to be in the range of 10 to 1000 μm (particularly preferably 10 to 200 μm). Furthermore, the second metal plate (31) is not melted at the heating temperature at the time of heating by the discharge plasma sintering method, and is particularly lower than the lowest melting point of the melting points of the first metal plates (2) and (3). Also, it is desirable to have a high melting point exceeding 140 ° C. Thereby, the melting of the second metal plate (31) in the joining step in the discharge plasma sintering method can be surely prevented, and the change in the thickness dimension of the second metal plate (31) can be suppressed to be small. .

両第１金属板(2)(3)は、それぞれ、Ｎｉ以外の金属を主成分とするものであり、更に、第２金属板(31)の融点から１４０℃高い温度以下の融点を有する金属材料からなるものである。たとえば第２金属板(31)を構成する材料がＮｉである場合、Ｎｉの融点は１４５３℃であるから、第１金属板(2)(3)は１５９３℃以下の融点を有する金属材料からなるものであり、具体的には、両第１金属板(2)(3)は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなるものである。これらの材料の中から、両第１金属板(2)(3)の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内となるように、第１金属板(2)(3)を構成する材料を選択するのが望ましい。因みに、第１金属板(2)(3)を構成する材料の融点は、Ａｌ：６６０℃、Ｃｕ：１０８３℃、Ａｇ：９６１℃、Ａｕ：１０６３℃であり、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金の融点は、通常それぞれＡｌ、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕの融点よりも低い。両第１金属板(2)(3)は同一の材料から形成されていてもよいし、互いに異なった材料で形成されていてもよい。また、第１金属板(2)(3)の厚みは３ｍｍ以下（好ましくは下限は２００μｍ以上）であることが好ましい。第１金属板(2)(3)は、公知の適当な方法で形成される。また、第２金属板(31)を構成するＮｉの融点は１４５３℃であり、Ｎｉ合金の融点は通常、Ｎｉの融点よりも低い。   Both the first metal plates (2) and (3) are mainly composed of a metal other than Ni, and further have a melting point not higher than 140 ° C. from the melting point of the second metal plate (31). It consists of materials. For example, when the material constituting the second metal plate (31) is Ni, since the melting point of Ni is 1453 ° C., the first metal plate (2) (3) is made of a metal material having a melting point of 1593 ° C. or less. Specifically, the first metal plates (2) and (3) are one kind selected from the group consisting of Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, Ag alloy and Au alloy. It consists of the material. Among these materials, the materials constituting the first metal plate (2) (3) are selected so that the melting points of both the first metal plates (2) (3) are equal or the difference is within 140 ° C. It is desirable to choose. Incidentally, the melting points of the materials constituting the first metal plates (2) and (3) are Al: 660 ° C., Cu: 1083 ° C., Ag: 961 ° C., Au: 1063 ° C., Al alloy, Cu alloy, Ag alloy The melting point of Au and Au alloys is usually lower than that of Al, Cu, Ag and Au, respectively. Both the first metal plates (2) and (3) may be made of the same material, or may be made of different materials. The thickness of the first metal plates (2) and (3) is preferably 3 mm or less (preferably the lower limit is 200 μm or more). The first metal plates (2) and (3) are formed by a known appropriate method. The melting point of Ni constituting the second metal plate (31) is 1453 ° C., and the melting point of the Ni alloy is usually lower than the melting point of Ni.

セラミック板(4)は、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の電気絶縁性材料からなる。セラミック板(4)の厚みは１ｍｍ以下（好ましくは下限は３００μｍ以上）であることが好ましい。セラミック板(4)は、たとえば、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料の粉末を、適当な焼結助剤を用いて放電プラズマ焼結法により焼結することにより形成される。また、セラミック板(4)は、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ３、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料の粉末を用いて熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）することにより形成されていてもよい。 The ceramic plate (4) is made of one kind of electrically insulating material selected from the group consisting of AlN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC, Y 2 O 3 , CaO, BN and BeO. The thickness of the ceramic plate (4) is preferably 1 mm or less (preferably the lower limit is 300 μm or more). The ceramic plate (4) is made of, for example, powder of one material selected from the group consisting of AlN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC, Y 2 O 3 , CaO, BN, and BeO. It is formed by sintering by a discharge plasma sintering method using a sintering aid. The ceramic plate (4) is hot using a powder of one material selected from the group consisting of AlN, Al 2 O 3, Si 3 N 4 , SiC, Y 2 O 3 , CaO, BN and BeO. It may be formed by isostatic pressing (HIP).

ここで、各セラミック材料の融点または分解点は、ＡｌＮ：２２００℃、Ａｌ2Ｏ3：２０５０℃、Ｓｉ3Ｎ4：１９００℃、ＳｉＣ：２０００℃、Ｙ2Ｏ3：２４００℃、ＣａＯ：２５７０℃、ＢＮ：３０００℃、ＢｅＯ：２５７０℃であり、両第１金属板(2)(3)および第２金属板(31)をそれぞれ構成する材料の融点よりも高くなっている。 Here, the melting point or decomposition point of each ceramic material is AlN: 2200 ° C., Al 2 O 3 : 2050 ° C., Si 3 N 4 : 1900 ° C., SiC: 2000 ° C., Y 2 O 3 : 2400 ° C., CaO: 2570. ° C, BN: 3000 ° C, and BeO: 2570 ° C, which are higher than the melting points of the materials constituting the first metal plate (2) (3) and the second metal plate (31).

なお、本実施形態１の積層材(1)では、第２金属板(31)は、下側第１金属板（3)の下側に配置されているが、本発明では、その他に、第２金属板(31)は、上側第１金属板(2)の上側に配置されていても良いし、下側第１金属板(3)の下側と上側第１金属板(2)の上側とにそれぞれ配置されていても良い。さらに、本発明では、第２金属板(31)と下側第１金属板(3)との間に、その他の金属板が配置されていても良い。   In the laminated material (1) of the first embodiment, the second metal plate (31) is disposed below the lower first metal plate (3). The two metal plates (31) may be arranged on the upper side of the upper first metal plate (2), the lower side of the lower first metal plate (3), and the upper side of the upper first metal plate (2). And may be arranged respectively. Furthermore, in the present invention, another metal plate may be disposed between the second metal plate (31) and the lower first metal plate (3).

第１金属板(2)（3）、第２金属板（31）およびセラミック板（４）の形状は、それぞれ平面視で例えば四角形状である。ただし本発明では、第１金属板(2)(3)、第２金属板(31)およびセラミック板(4)は、平面視で四角形状であることに限定されるものではなく、その他に、多角形状、円形状、楕円形状、または、任意の曲線で囲まれた形状であっても良い。さらに、これらの板(2)(3)(31)(4)は、同一形状であっても良いし、相似形状であっても良いし、異形形状であっても良い。特に、図示していないが、第１金属板(2)(3)の外周縁部からの漏電を防止するため、セラミック板(4)に接合される第１金属板(2)(3)の大きさは、セラミック板(4)の大きさよりも小さくすることが好ましい。すなわち、セラミック板(4)の上面の外形寸法は、上側第１金属板(2)の下面の外形寸法よりも少し大きくなっており、またセラミック板(4)の下面の外形寸法は、下側第１金属板(3)の上面の外形寸法よりも少し大きくなっていることが、第１金属板(2)(3)の外周縁部からの漏電の防止を図るために好ましい。   The shapes of the first metal plates (2) (3), the second metal plate (31), and the ceramic plate (4) are, for example, quadrangular in plan view. However, in the present invention, the first metal plate (2) (3), the second metal plate (31), and the ceramic plate (4) are not limited to a quadrangular shape in plan view. It may be a polygonal shape, a circular shape, an elliptical shape, or a shape surrounded by an arbitrary curve. Furthermore, these plates (2), (3), (31), and (4) may have the same shape, may have similar shapes, or may have irregular shapes. In particular, although not shown, in order to prevent leakage from the outer peripheral edge of the first metal plate (2) (3), the first metal plate (2) (3) joined to the ceramic plate (4). The size is preferably smaller than the size of the ceramic plate (4). That is, the outer dimension of the upper surface of the ceramic plate (4) is slightly larger than the outer dimension of the lower surface of the upper first metal plate (2), and the outer dimension of the lower surface of the ceramic plate (4) is lower It is preferable that it is slightly larger than the outer dimension of the upper surface of the first metal plate (3) in order to prevent leakage from the outer peripheral edge of the first metal plates (2) and (3).

図示は省略したが、積層材(1)の好ましい一応用例（用途例）を以下に説明する。   Although not shown, one preferred application example (use example) of the laminated material (1) will be described below.

積層材(1)は、例えば、電気鉄道車両などの電動機の電力変換装置に使用されるＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴおよびダイオードなどの半導体素子が実装される基板あるいは冷却部材に用いられる。半導体素子としては、電力の送変電制御装置、鉄道車両の駆動制御装置、自動車のエンジン制御装置、インバータ駆動装置、家庭用エアコン制御装置、太陽光発電用制御装置などに用いられるパワーデバイスが、作動の際のスイッチング時の発熱が大きいために好適に挙げられる。パワーデバイスの冷却には放熱器が使用される。パワーデバイスと放熱器とを備えたパワーモジュールでは、一般に、パワーデバイスと放熱器との間に、熱的には伝導体であるが電気的には絶縁体として機能する性質を有する積層材が配置されている。この積層材として、本実施形態１の積層材(1)が好適に用いられる。具体的には、積層材(1)は、Ｎｉを主成分とする第２金属板(31)を備えているので、はんだ付け性が向上した金属層を有する熱伝導性絶縁基板として好適に用いられる。積層材(30)の第２金属板(31)の表面にパワーデバイス等の半導体素子がはんだ付けされる。積層材(1)の上側第１金属板(2）の表面に放熱部材（放熱器）としてたとえばＡｌやＣｕ製ヒートシンクが熱伝導性グリースなどによる接着または、はんだ付けやろう付けなどによる金属的接合によって貼り付けられる。これにより、パワーモジュール用ベース等の半導体モジュール用ベースが構成される。ヒートシンクは例えば空冷又は液冷式である。半導体素子から発生した熱は、下側第１金属板(3）、セラミック板（4）および上側第１金属板(2)を介してヒートシンクに伝わって該ヒートシンクから放熱される。これにより半導体素子が冷却される。また、積層材（1）は、上側第１金属板（2）の表面にヒートシンクが貼り付けられることで、パワーモジュール用ベースに用いられる。   The laminated material (1) is used for, for example, a substrate or a cooling member on which semiconductor elements such as MOSFETs, IGBTs, and diodes used in electric power converters for electric motors such as electric railway vehicles are mounted. As semiconductor elements, power devices used in power transmission / transformation control devices, railway vehicle drive control devices, automobile engine control devices, inverter drive devices, home air conditioner control devices, solar power generation control devices, etc. operate. The heat generation at the time of switching at the time of switching is preferably mentioned. A radiator is used to cool the power device. In a power module including a power device and a radiator, generally, a laminated material having a property that functions thermally as an insulator but electrically functions as an insulator is disposed between the power device and the radiator. Has been. As this laminated material, the laminated material (1) of Embodiment 1 is preferably used. Specifically, since the laminate (1) includes the second metal plate (31) containing Ni as a main component, it is suitably used as a thermally conductive insulating substrate having a metal layer with improved solderability. It is done. A semiconductor element such as a power device is soldered to the surface of the second metal plate (31) of the laminated material (30). For example, an Al or Cu heat sink is bonded to the surface of the upper first metal plate (2) of the laminated material (1) as a heat radiating member (heat radiator) by heat conductive grease, etc., or by metal bonding by soldering or brazing. Is pasted. Thus, a semiconductor module base such as a power module base is formed. The heat sink is, for example, air-cooled or liquid-cooled. The heat generated from the semiconductor element is transferred to the heat sink through the lower first metal plate (3), the ceramic plate (4), and the upper first metal plate (2), and is dissipated from the heat sink. Thereby, the semiconductor element is cooled. The laminated material (1) is used for a power module base by attaching a heat sink to the surface of the upper first metal plate (2).

次に、積層材(1)の製造方法について、図２Ａおよび２Ｂを参照して説明する。この積層材(1)の製造方法は、積層工程と積層体配置工程と接合工程とを含む放電プラズマ焼結工程を具備している。その製造方法は次のとおりである。   Next, the manufacturing method of a laminated material (1) is demonstrated with reference to FIG. 2A and 2B. The method for manufacturing the laminated material (1) includes a discharge plasma sintering step including a laminating step, a laminated body arranging step, and a joining step. The manufacturing method is as follows.

すなわち、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなり、かつ一般的な製法で作製された２枚の第１金属板(2)(3)と、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなり、かつ一般的な製法で作製された１枚のセラミック板(4)と、Ｎｉを主成分とし、かつ一般的な製法で作製された１枚の第２金属板(31)とを用意する。 That is, two first metals made of one material selected from the group consisting of Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, Ag alloy and Au alloy, and produced by a general manufacturing method The plate (2) (3) is made of one material selected from the group consisting of AlN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC, Y 2 O 3 , CaO, BN and BeO, and is generally used One ceramic plate (4) manufactured by a simple manufacturing method and one second metal plate (31) which is mainly made of Ni and manufactured by a general manufacturing method are prepared.

ここで、第２金属板(31)は、放電プラズマ焼結法の加熱時の加熱温度では溶融しないものである。さらに、２枚の第１金属板(2)(3)の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内となるように、両金属板(2)(3)を構成する材料を上記材料の中から適宜選択する。こうすることにより、１回の放電プラズマ焼結工程によって隣り合う板どうし(2,4)(4,3)(3,31)を確実に且つ同時に且つ短時間で接合することができるとともに、放電プラズマ焼結時に、両第１金属板(2)(3)のうち融点が低い方の金属板の部分的な溶融などによる変形を防止することができる。   Here, the second metal plate (31) does not melt at the heating temperature at the time of heating in the discharge plasma sintering method. Furthermore, the materials constituting the two metal plates (2) and (3) are selected from the above materials so that the melting points of the two first metal plates (2) and (3) are equal or the difference is within 140 ° C. Select as appropriate. In this way, the adjacent plates (2, 4) (4, 3) (3, 31) can be reliably and simultaneously joined in a short time by a single discharge plasma sintering process, During plasma sintering, deformation of the first metal plates (2) and (3) due to partial melting of the metal plate having the lower melting point can be prevented.

また、セラミック板(4)が接合される第１金属板(2)(3)の表面の表面粗さは、算術平均粗さＲａで１．０μｍ以下であることが好ましく、第１金属板(2)(3)の厚みは３ｍｍ以下であることが好ましい。第２金属板（31）が接合される第１金属板(2)(3)の表面の表面粗さの下限値は、算術平均粗さＲａで１０．０μｍ以上であっても本発明では、充分な接合を得ることができる。セラミック板(4)の表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）で１．５μｍ以下であることが好ましく、セラミック板(4)の厚みは１ｍｍ以下であることが好ましい。   Further, the surface roughness of the surface of the first metal plate (2) (3) to which the ceramic plate (4) is bonded is preferably 1.0 μm or less in terms of arithmetic average roughness Ra, and the first metal plate ( 2) The thickness of (3) is preferably 3 mm or less. Even if the lower limit of the surface roughness of the surface of the first metal plate (2) (3) to which the second metal plate (31) is joined is not less than 10.0 μm in terms of arithmetic average roughness Ra, Sufficient bonding can be obtained. The surface roughness of the ceramic plate (4) is preferably 1.5 μm or less in arithmetic mean roughness (Ra), and the thickness of the ceramic plate (4) is preferably 1 mm or less.

ここで、第２金属板(31)の厚みは、１０〜１０００μｍ（特に好ましくは１０〜２００μｍ）の範囲内に設定されることが良い。   Here, the thickness of the second metal plate (31) is preferably set within a range of 10 to 1000 μm (particularly preferably 10 to 200 μm).

第２金属板(31)は、例えば安価に入手可能なＮｉ圧延素板から製造することができる。例えば、Ｎｉ圧延素板に対してプレス打ち抜き等の方法で加工することにより、所望する大きさの第２金属板(31)を容易に得ることができる。   The second metal plate (31) can be manufactured, for example, from a Ni rolled base plate available at a low cost. For example, the second metal plate (31) having a desired size can be easily obtained by processing the Ni rolled base plate by a method such as press punching.

ついで、放電プラズマ焼結装置の導電性を有する筒状の黒鉛製焼結用ダイ(32)内に、両第１金属板(2)(3)、セラミック板(4)および第２金属板(31)を、セラミック板(4)と各第１金属板(2)(3)とが隣接するように、且つ、セラミック板(4)が両第１金属板(2)(3)間に位置するように、更に、第２金属板(31)が下側第１金属板(3)の下側に下側第１金属板(3)と隣接するように積層して配置する。このように、これらの板(2)(3)(4)(31)が積層されることで積層体(60)が形成される。互いに隣り合う板どうし(2,4)(4,3)(3,31)は面接触している。この工程が「積層工程」に相当する。   Then, both the first metal plate (2) (3), the ceramic plate (4) and the second metal plate (in the cylindrical graphite sintering die (32) having conductivity of the discharge plasma sintering apparatus ( 31) so that the ceramic plate (4) and the first metal plates (2) (3) are adjacent to each other, and the ceramic plate (4) is positioned between the first metal plates (2) (3). In addition, the second metal plate (31) is further laminated and disposed below the lower first metal plate (3) so as to be adjacent to the lower first metal plate (3). Thus, the laminate (60) is formed by laminating these plates (2), (3), (4), and (31). Adjacent plates (2, 4), (4, 3), and (3, 31) are in surface contact. This process corresponds to a “lamination process”.

ダイ(32)の上下方向の高さは、両第１金属板(2)(3)、セラミック板(4)および第２金属板(31)の厚みの合計よりも高くなっており、ダイ(32)の上下両端部は、上側第１金属板(2)および第２金属板(31)よりも上下方向外側に突出している。   The vertical height of the die (32) is higher than the total thickness of the first metal plate (2) (3), the ceramic plate (4) and the second metal plate (31). The upper and lower ends of 32) protrude outward in the vertical direction from the upper first metal plate (2) and the second metal plate (31).

ついで、ダイ(32)内における上側第１金属板(2)、セラミック板(4)、下側第１金属板(3)および第２金属板(31)からなる積層体（60）の上下両側にそれぞれ黒鉛製パンチ(11)(12)を配置するとともに、上パンチ(11)の上面および下パンチ(12)の下面にそれぞれ電極(13)(14)を電気的に接触させる。この状態では、両パンチ(11)(12)およびダイ(32)によって両電極(13)(14)間の導通が確保される。この工程が「積層体配置工程」に相当する。   Next, both upper and lower sides of the laminate (60) comprising the upper first metal plate (2), the ceramic plate (4), the lower first metal plate (3) and the second metal plate (31) in the die (32). In addition, graphite punches (11) and (12) are respectively disposed on the upper surface, and electrodes (13) and (14) are brought into electrical contact with the upper surface of the upper punch (11) and the lower surface of the lower punch (12). In this state, conduction between the electrodes (13) and (14) is ensured by the punches (11) and (12) and the die (32). This step corresponds to a “laminated body arranging step”.

なお本発明では、積層体(60)は、積層構造が保たれていれば積層順番が上下逆転しても良い。さらに、積層体(60)を複数個、ダイ(32)内に上下方向に重ねるように配置しても良い。この場合、隣り合う積層体(60)どうしの間には、ダイ(32)と同等な材料で作製された板材をスペーサーとして設置することが望ましい。さらに、両電極(13)(14)間には、積層体(60)を１つ以上含んだダイ(32)と両パンチ(11)(12)とからなる群を、複数個並列に並べて配置しても良い。   In the present invention, the laminate (60) may be turned upside down as long as the laminate structure is maintained. Further, a plurality of laminates (60) may be arranged in the die (32) so as to be stacked vertically. In this case, it is desirable to place a plate material made of a material equivalent to the die (32) as a spacer between the adjacent stacked bodies (60). Furthermore, between the electrodes (13) and (14), a plurality of groups consisting of a die (32) including one or more laminates (60) and punches (11) (12) are arranged in parallel. You may do it.

ついで、１〜１０Ｐａの真空雰囲気中、または窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中において、積層体(60)を上下両パンチ(11)(12)または両電極(13)(14)により上下両方向すなわち積層方向の両側から加圧しつつ、両電極(13)(14)間にパルス電流を通電することにより、積層体(60)を設定温度に加熱昇温するとともに、当該温度に所定時間保持し、これにより、互いに隣り合う板どうし(2,4)(4,3)(3,31)を接合する。ここで、両第１金属板(2)(3)の融点が等しい場合には、両第１金属板(2)(3)の融点よりも１０〜１５０℃低い温度であって且つ第２金属板(31)の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱する。また、両第１金属板(2)(3)の融点が異なる場合には、両第１金属板(2)(3)のうち高融点の第１金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、低融点の第１金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度であって且つ第２金属板(31)の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱する。すなわち、図２Ｂに示すように、高融点の第１金属板の融点をＴ１℃、低融点の第１金属板の融点をＴ２℃とした場合、高融点の第１金属板をセラミック板(4)に放電プラズマ焼結法により接合しうる加熱温度は、（Ｔ１−１５０）〜（Ｔ１−１０）℃の範囲内であり、低融点の第１金属板をセラミック板(4)に放電プラズマ焼結法により接合しうる加熱温度は、（Ｔ２−１５０）〜（Ｔ２−１０）℃の範囲内であるから、加熱温度がＴＷで示す（Ｔ２−１５０）〜（Ｔ２−１０）℃の範囲内であれば、低融点の第１金属板が溶融することなく、両第１金属板(2)(3)を同時にセラミック板(4)に接合することが可能になる。さらに、加熱温度が（Ｔ２−１５０）〜（Ｔ２−１０）℃の範囲内であれば、下側第１金属板(3)と第２金属板(31)とを接合することが可能になる。なお、（Ｔ１−１５０）℃と（Ｔ２−１０）℃が同じ温度の場合がある。この工程が「接合工程」に相当する。こうして、積層材(1)が製造される。   Next, in a vacuum atmosphere of 1 to 10 Pa, or in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, the laminate (60) is vertically moved in both the upper and lower punches (11) and (12) or the electrodes (13) and (14). That is, by applying a pulse current between both electrodes (13) and (14) while applying pressure from both sides in the stacking direction, the stacked body (60) is heated to a set temperature and held at that temperature for a predetermined time. Thereby, the plates (2, 4) (4, 3) (3, 31) adjacent to each other are joined. Here, when the melting points of the first metal plates (2) and (3) are equal, the second metal is at a temperature lower by 10 to 150 ° C. than the melting points of the first metal plates (2) and (3). Heat to a temperature lower by 10 ° C. or more than the melting point of the plate (31). Further, when the melting points of the first metal plates (2) and (3) are different from each other, the temperature is 150 ° C. lower than the melting point of the first metal plate having the higher melting point among the first metal plates (2) and (3). Then, heating is performed at a temperature between the melting point of the low-melting first metal plate and a temperature lower by 10 ° C. than the melting point of the second metal plate (31) by 10 ° C. or more. That is, as shown in FIG. 2B, when the melting point of the high melting point first metal plate is T1 ° C. and the melting point of the low melting point first metal plate is T2 ° C., the high melting point first metal plate is the ceramic plate (4 The heating temperature that can be joined to the ceramic plate (4) by the discharge plasma sintering method is within the range of (T1-150) to (T1-10) ° C. Since the heating temperature at which bonding can be performed by the sintering method is within the range of (T2-150) to (T2-10) ° C., the heating temperature is within the range of (T2-150) to (T2-10) ° C. indicated by TW. If so, both the first metal plates (2) and (3) can be simultaneously bonded to the ceramic plate (4) without melting the first metal plate having a low melting point. Furthermore, if the heating temperature is in the range of (T2-150) to (T2-10) ° C., the lower first metal plate (3) and the second metal plate (31) can be joined. . Note that (T1-150) ° C and (T2-10) ° C may be the same temperature. This process corresponds to a “joining process”. In this way, a laminated material (1) is manufactured.

なお、積層体(60)を複数個、ダイ(32)内に重ねるように配置した場合、積層材(1)は複数個同時に製造される。また、両電極(13)(14)間に、積層体(60)を含んだダイ(32)と両パンチ(11)(12)とからなる群を、複数個並列に並べて配置した場合、積層材(1)は複数個同時に製造される。   When a plurality of laminates (60) are arranged so as to be stacked in the die (32), a plurality of laminates (1) are manufactured simultaneously. Further, when a plurality of groups consisting of a die (32) including a laminate (60) and both punches (11) (12) are arranged in parallel between both electrodes (13) (14), A plurality of materials (1) are manufactured simultaneously.

上述した方法での接合条件は、両第１金属板(2)(3)、セラミック板(4)および第２金属板(31)の材料や寸法に応じて異なるが、たとえば通電するパルス電流１０００〜３００００Ａ、加圧力１０〜１００ＭＰａ、接合温度３００〜１０７０℃、接合温度保持時間１〜３０ｍｉｎである。   The joining conditions in the above-described method differ depending on the materials and dimensions of the first metal plates (2) (3), the ceramic plate (4), and the second metal plate (31). -30000A, applied pressure 10-100 MPa, joining temperature 300-1070 ° C., joining temperature holding time 1-30 min.

なお、互いに隣り合う板どうし(2,4)(4,3)(3,31)が接合されるメカニズムは明確ではないが、次の通りであると考えられる。   The mechanism by which the adjacent plates (2,4) (4,3) (3,31) are joined is not clear, but is considered as follows.

すなわち、積層体(60)を積層方向の両側から加圧すると、第１金属板(2)(3)が降伏することにより、第１金属板(2)(3)を構成する材料がセラミック板(4)表面の微小な凹部に入り込み、両第１金属板(2)(3)とセラミック板(4)との接触面積が大きくなる。また、下側第１金属板(3)または第２金属板(31)が降伏することにより、下側第１金属板(3)と第２金属板(31)との接触面積が大きくなる。この状態で、放電プラズマ焼結装置の一対の電極(13)(14)間にパルス電流を通電することで、最も高融点の金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、最も低融点の金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度に積層体(60)を加熱すると、両第１金属板(2)(3)が軟化して両第１金属板(2)(3)とセラミック板(4)との接触面積が一層大きくなる。また、下側第１金属板(3)または第２金属板(31)が軟化することにより、下側第１金属板(3)と第２金属板(31)との接触面積が一層大きくなる。このとき、両第１金属板(2)(3)表面とセラミック板(4)表面との接触部付近において放電プラズマが放射されると、第１金属板(2)(3)表面の酸化皮膜が破壊、除去されるので、活性な表面が露出する。この第１金属板(2)(3)の活性面がセラミック板(4)の表面と接触すると、物質拡散により金属板(2)(3)とセラミック板(4)とが接合されると考えられる。さらに、下側第１金属板(3)表面と第２金属板(31)表面にも同様に放電プラズマが放射され、下側第１金属板(3)表面および第２金属板(31)表面の酸化皮膜が破壊、除去されるので、活性な表面が露出する。この下側第１金属板(3)および第２金属板(31)の活性面が互いに接触すると、物質拡散もしくは合金層の生成により下側第１金属板(3)と第２金属板(31)とが接合されると考えられる。   That is, when the laminated body (60) is pressed from both sides in the laminating direction, the first metal plates (2) and (3) yield, so that the material constituting the first metal plates (2) and (3) becomes the ceramic plate. (4) The surface enters a minute concave portion, and the contact area between the first metal plates (2) and (3) and the ceramic plate (4) increases. Further, the yield of the lower first metal plate (3) or the second metal plate (31) increases the contact area between the lower first metal plate (3) and the second metal plate (31). In this state, by applying a pulse current between the pair of electrodes (13) and (14) of the discharge plasma sintering apparatus, the temperature is 150 ° C. lower than the melting point of the metal plate with the highest melting point and the metal with the lowest melting point. When the laminate (60) is heated to a temperature between 10 ° C. lower than the melting point of the plates, both first metal plates (2) (3) soften and both first metal plates (2) (3) The contact area between the ceramic plate and the ceramic plate (4) is further increased. Further, the lower first metal plate (3) or the second metal plate (31) is softened, so that the contact area between the lower first metal plate (3) and the second metal plate (31) is further increased. . At this time, if discharge plasma is emitted in the vicinity of the contact portion between the surfaces of the first metal plates (2) (3) and the ceramic plate (4), the oxide film on the surfaces of the first metal plates (2) (3) Is destroyed and removed, exposing the active surface. When the active surface of the first metal plate (2) (3) comes into contact with the surface of the ceramic plate (4), the metal plates (2) (3) and the ceramic plate (4) are joined by material diffusion. It is done. Further, discharge plasma is also emitted to the surface of the lower first metal plate (3) and the surface of the second metal plate (31) in the same manner, and the surface of the lower first metal plate (3) and the surface of the second metal plate (31). Since the oxide film is destroyed and removed, the active surface is exposed. When the active surfaces of the lower first metal plate (3) and the second metal plate (31) come into contact with each other, the lower first metal plate (3) and the second metal plate (31 ).

実施形態２
図３および４は、本発明の実施形態２を説明する図である。図３は本発明の実施形態２の積層材(40)を示し、図４は図３の積層材(40)の製造方法を示す。 Embodiment 2
3 and 4 are diagrams for explaining Embodiment 2 of the present invention. FIG. 3 shows a laminate (40) according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 shows a method for producing the laminate (40) of FIG.

図３に示すように、積層材(40)は、セラミック板(42)と、セラミック板(42)の厚さ方向片側にセラミック板(42)と隣接して配置された第１金属板(41)と、第１金属板(41)のセラミック板(42)配置側とは反対側に第１金属板(41)と隣接して配置された第２金属板(43)とが、積層されたものである。したがって、この積層材(40)は三層構造である。   As shown in FIG. 3, the laminated material (40) includes a ceramic plate (42) and a first metal plate (41) arranged adjacent to the ceramic plate (42) on one side in the thickness direction of the ceramic plate (42). And a second metal plate (43) disposed adjacent to the first metal plate (41) on the side opposite to the ceramic plate (42) arrangement side of the first metal plate (41). Is. Therefore, this laminated material (40) has a three-layer structure.

この積層材(40)では、セラミック板(42)は水平状に配置されている。第１金属板(41)は、セラミック板(42)の上面上にセラミック板(42)と隣接して配置されている。第２金属板(43)は、第１金属板(41)の上面上に第１金属板(41)と隣接して配置されている。そして、互いに隣り合う板どうし（43,41）（41,42）が放電プラズマ焼結法によって接合されている。したがって、第２金属板(43)は積層材(40)の上側の最外側に配置されており、セラミック板(42)は積層材(40)の下側の最外側に配置されている。すなわち、互いに隣接するように積層された第１金属板(41)と第２金属板(43)のうち第２金属板(43)が積層材(40)において外側に配置されている。   In this laminated material (40), the ceramic plate (42) is arranged horizontally. The first metal plate (41) is disposed adjacent to the ceramic plate (42) on the upper surface of the ceramic plate (42). The second metal plate (43) is disposed adjacent to the first metal plate (41) on the upper surface of the first metal plate (41). Adjacent plates (43, 41) (41, 42) are joined together by a spark plasma sintering method. Therefore, the second metal plate (43) is arranged on the outermost side on the upper side of the laminated material (40), and the ceramic plate (42) is arranged on the outermost side on the lower side of the laminated material (40). That is, of the first metal plate (41) and the second metal plate (43) laminated so as to be adjacent to each other, the second metal plate (43) is arranged outside in the laminated material (40).

第１金属板(41)、セラミック板(42)および第２金属板(43)としては、それぞれ、上記実施形態１の積層材(40)における第１金属板(2)(3)、セラミック板(4)および第２金属板(31)と同じ構成のものが用いられる。   As the first metal plate (41), the ceramic plate (42), and the second metal plate (43), the first metal plates (2) (3) and the ceramic plate in the laminated material (40) of the first embodiment, respectively. The same structure as (4) and the second metal plate (31) is used.

図示は省略したが、この積層材(40)も、上記実施形態１の積層材(1)と同様の用途に好適に用いられる。すなわち、積層材（40）の第２金属板（43）の表面にパワーデバイス等の半導体素子がはんだ付けされ、積層材(40)のセラミック板(42)の表面に放熱部材（放熱器）としてたとえばＡｌやＣｕ製ヒートシンクが熱伝導性グリースなどで接着される。これにより、パワーモジュール用ベース等の半導体モジュール用ベースが構成される。   Although not shown, this laminated material (40) is also suitably used for the same application as the laminated material (1) of the first embodiment. That is, a semiconductor element such as a power device is soldered on the surface of the second metal plate (43) of the laminated material (40), and a heat radiating member (heat radiator) is formed on the surface of the ceramic plate (42) of the laminated material (40). For example, a heat sink made of Al or Cu is bonded with heat conductive grease. Thus, a semiconductor module base such as a power module base is formed.

次に、積層材(40)の製造方法について、図４を参照して説明する。   Next, the manufacturing method of a laminated material (40) is demonstrated with reference to FIG.

すなわち、第１金属板(41)、セラミック板(42)および第２金属(43)として、上記実施形態１の積層材(1)の製造に用いた第１金属板(3)、セラミック板(4)および第２金属(31)と同じものを用意する。   That is, as the first metal plate (41), the ceramic plate (42), and the second metal (43), the first metal plate (3) used in the production of the laminated material (1) of the first embodiment, the ceramic plate ( Prepare the same as 4) and the second metal (31).

ついで、放電プラズマ焼結装置の導電性を有する筒状の黒鉛製焼結用ダイ(45)内に、第１金属板(41)、セラミック板(42)および第２金属板(43)を、セラミック板(42)の上側に第１金属板(41)および第２金属板(43)が位置するとともに、第２金属板(43)が第１金属板(41)の上側に配置されるように積層して配置する。すなわち、第１金属板(41)をセラミック板(42)の上側にセラミック板(42)と隣接するように積層するとともに、第２金属板(43)を第１金属板(41)の上側に第１金属板(41)と隣接するように積層する。このように、これらの板(41)(42)(43)が積層されることで積層体(60)が形成される。互いに隣り合う板どうし(43,41)(41,42)は面接触している。   Next, the first metal plate (41), the ceramic plate (42), and the second metal plate (43) are placed in the cylindrical graphite sintering die (45) having electrical conductivity of the discharge plasma sintering apparatus. The first metal plate (41) and the second metal plate (43) are positioned above the ceramic plate (42), and the second metal plate (43) is disposed above the first metal plate (41). Laminated and arranged. That is, the first metal plate (41) is laminated on the upper side of the ceramic plate (42) so as to be adjacent to the ceramic plate (42), and the second metal plate (43) is placed on the upper side of the first metal plate (41). The first metal plate (41) is laminated so as to be adjacent. Thus, the laminate (60) is formed by laminating these plates (41), (42), and (43). The plates (43, 41) (41, 42) adjacent to each other are in surface contact.

ダイ(45)の上下方向の高さは、セラミック板(42)の厚みよりも高く、かつ第１金属板(41)、セラミック板(42)および第２金属板(43)の厚みの合計よりも低くなっており、第２金属板(43)の一部がダイ(45)から上方に突出している。   The height of the die (45) in the vertical direction is higher than the thickness of the ceramic plate (42), and the total thickness of the first metal plate (41), the ceramic plate (42), and the second metal plate (43). And part of the second metal plate (43) protrudes upward from the die (45).

ついで、第１金属板(41)、セラミック板(42)および第２金属板(43)からなる積層体(60)の上下両側にそれぞれ電極(13)(14)を配置するとともに、両電極(13)(14)を第２金属板(43)の上面、セラミック板(42)およびダイ(45)の下面に電気的に接触させる。この状態では、第２金属板(43)、第１金属板(41)およびダイ(45)によって両電極(13)(14)間の導通が確保される。   Next, electrodes (13) and (14) are arranged on both upper and lower sides of the laminate (60) composed of the first metal plate (41), the ceramic plate (42) and the second metal plate (43), and both electrodes ( 13) (14) is brought into electrical contact with the upper surface of the second metal plate (43), the lower surface of the ceramic plate (42) and the die (45). In this state, the second metal plate (43), the first metal plate (41) and the die (45) ensure conduction between the electrodes (13) and (14).

なお本発明では、積層体(60)は、積層構造が保たれていれば積層順番が上下逆転していても良い。   In the present invention, the laminate (60) may be turned upside down as long as the laminated structure is maintained.

ついで、１〜１０Ｐａの真空雰囲気中、または窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中において、積層体(60)を上下両電極(13)(14)により上下両方向すなわち積層方向の両側から加圧しつつ、両電極(13)(14)間にパルス電流を通電することにより、積層体(60)を設定温度に加熱昇温するとともに、当該温度に所定時間保持し、これにより、互いに隣り合う板どうし（43,41）（41,42）を接合する。ここで、第１金属板(41)の融点よりも１０〜１５０℃低い温度であって且つ第２金属板(43)の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱する。こうすることにより、第１金属板(41)および第２金属板(43)が溶融することなく、第１金属板(41)とセラミック板(42)、および第１金属板(41)と第２金属板(43)とを確実に且つ同時に且つ短時間で接合することが可能になる。こうして、積層材(40)が製造される。   Next, in a vacuum atmosphere of 1 to 10 Pa, or in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, the laminate (60) is pressed from both the top and bottom directions, that is, from both sides in the stacking direction, by the top and bottom electrodes (13) and (14). The laminate (60) is heated to a set temperature by passing a pulse current between the electrodes (13) and (14), and maintained at that temperature for a predetermined time, whereby the plates adjacent to each other are (43, 41) (41, 42) are joined. Here, heating is performed at a temperature that is 10 to 150 ° C. lower than the melting point of the first metal plate (41) and at least 10 ° C. lower than the melting point of the second metal plate (43). By doing so, the first metal plate (41) and the ceramic plate (42), and the first metal plate (41) and the second metal plate (43) are not melted without melting the first metal plate (41) and the second metal plate (43). The two metal plates (43) can be reliably and simultaneously joined in a short time. In this way, a laminated material (40) is manufactured.

上述した方法での接合条件は、第１金属板(41)、セラミック板(42)および第２金属板(43)の材料や寸法に応じて異なるが、たとえば通電するパルス電流１０００〜３００００Ａ、加圧力１０〜１００ＭＰａ、接合温度３００〜１０７０℃、接合温度保持時間１〜３０ｍｉｎである。   The joining conditions in the above-described method vary depending on the materials and dimensions of the first metal plate (41), the ceramic plate (42), and the second metal plate (43). The pressure is 10 to 100 MPa, the bonding temperature is 300 to 1070 ° C., and the bonding temperature holding time is 1 to 30 min.

図５は、上記実施形態２の積層材(40)の製造方法の一変形例を説明する図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a modification of the method for manufacturing the laminated material (40) of the second embodiment.

この変形例では、積層材の製造に用いた放電プラズマ焼結装置が上下両パンチ(11)(12)を備えている点を除いて、上記実施形態２の積層材(40)の製造方法と同じである。その製造方法は次のとおりである。   In this modified example, the method of manufacturing the laminate (40) of Embodiment 2 above, except that the discharge plasma sintering apparatus used for the manufacture of the laminate includes both upper and lower punches (11, 12). The same. The manufacturing method is as follows.

ダイ(45)内に、第１金属板(41)、セラミック板(42)および第２金属板(43)を、セラミック板(42)の上側に第１金属板(41)および第２金属板(43)が位置するとともに、第２金属板(43)が第１金属板(41)の上側に配置されるように積層して配置する。すなわち、第１金属板(41)をセラミック板(42)の上側にセラミック板(42)と隣接するように積層するとともに、第２金属板(43)を第１金属板(41)の上側に第１金属板(41)と隣接するように積層する。このように、これらの板(41)(42)(43)が積層されることで積層体(60)が形成される。互いに隣り合う板どうし(43,41)(41,42)は面接触している。   The first metal plate (41), the ceramic plate (42) and the second metal plate (43) are placed in the die (45), and the first metal plate (41) and the second metal plate are placed above the ceramic plate (42). (43) is positioned, and the second metal plate (43) is laminated and disposed on the upper side of the first metal plate (41). That is, the first metal plate (41) is laminated on the upper side of the ceramic plate (42) so as to be adjacent to the ceramic plate (42), and the second metal plate (43) is placed on the upper side of the first metal plate (41). The first metal plate (41) is laminated so as to be adjacent. Thus, the laminate (60) is formed by laminating these plates (41), (42), and (43). The plates (43, 41) (41, 42) adjacent to each other are in surface contact.

ダイ(45)の上下方向の高さは、第１金属板(41)、セラミック板(42)および第２金属板(43)の厚みよりも高なっており、ダイ(32)の上下両端部は、セラミック板(42)および第２金属板(43)よりも上下方向外側に突出している。   The height in the vertical direction of the die (45) is higher than the thickness of the first metal plate (41), the ceramic plate (42) and the second metal plate (43). Protrudes outward in the vertical direction from the ceramic plate (42) and the second metal plate (43).

ついで、ダイ(32)内における積層体(60)の上下両側にそれぞれ黒鉛製パンチ(11)(12)を配置するとともに、上パンチ(11)の上面および下パンチ(12)の下面にそれぞれ電極(13)(14)を電気的に接触させる。この状態では、両パンチ(11)(12)およびダイ(45)によって両電極(13)(14)間の導通が確保される。   Next, graphite punches (11) and (12) are respectively arranged on the upper and lower sides of the laminate (60) in the die (32), and electrodes are respectively formed on the upper surface of the upper punch (11) and the lower surface of the lower punch (12). (13) Electrically contact (14). In this state, conduction between the electrodes (13) and (14) is ensured by the punches (11) and (12) and the die (45).

ついで、１〜１０Ｐａの真空雰囲気中、または窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中において、積層体(60)を上下両パンチ(11)(12)または両電極(13)(14)により上下両方向すなわち積層方向の両側から加圧しつつ、両電極(13)(14)間にパルス電流を通電することにより、積層体(60)を設定温度に加熱昇温するとともに、当該温度に所定時間保持し、これにより、互いに隣り合う板どうし（43,41）（41,42）を接合する。ここで、第１金属板(41)の融点よりも１０〜１５０℃低い温度であって且つ第２金属板(43)の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱する。こうすることにより、第１金属板(41)および第２金属板(43)が溶融することなく、第１金属板(41)とセラミック板(42)、および第１金属板(41)と第２金属板(43)とを確実に且つ同時に且つ短時間で接合することが可能になる。こうして、積層材(40)が製造される。   Next, in a vacuum atmosphere of 1 to 10 Pa, or in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, the laminate (60) is vertically moved in both the upper and lower punches (11) and (12) or the electrodes (13) and (14). That is, by applying a pulse current between both electrodes (13) and (14) while applying pressure from both sides in the stacking direction, the stacked body (60) is heated to a set temperature and held at that temperature for a predetermined time. Thereby, the plates (43, 41) (41, 42) adjacent to each other are joined. Here, heating is performed at a temperature that is 10 to 150 ° C. lower than the melting point of the first metal plate (41) and at least 10 ° C. lower than the melting point of the second metal plate (43). By doing so, the first metal plate (41) and the ceramic plate (42), and the first metal plate (41) and the second metal plate (43) are not melted without melting the first metal plate (41) and the second metal plate (43). The two metal plates (43) can be reliably and simultaneously joined in a short time. In this way, a laminated material (40) is manufactured.

なお、実施形態２およびその変形例において、互いに隣り合う板どうし(43,41)(41,42)が接合されるメカニズムは、実施形態１の場合と同様であると考えられる。   In the second embodiment and its modifications, the mechanism by which the plates (43, 41) (41, 42) adjacent to each other are joined is considered to be the same as in the first embodiment.

以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、様々に変更可能である。   Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made.

また本発明では、第１金属板(2)(3)(41)は、Ｃ、ＳｉＣ等との金属基複合材料から形成されていても良い。   In the present invention, the first metal plates (2), (3), and (41) may be formed of a metal matrix composite material with C, SiC, or the like.

以下、この発明による積層材の具体的実施例について、比較例とともに説明する。   Hereinafter, specific examples of the laminated material according to the present invention will be described together with comparative examples.

［参考例１〜９］
この参考例１〜９は、金属板とセラミック板とを放電プラズマ焼結法により接合する際の加熱温度を調べるために行ったものである。この参考例１〜９の積層材は、図６に示した三層構造の積層材(101)である。 [Reference Examples 1 to 9]
Reference Examples 1 to 9 were conducted in order to examine the heating temperature when joining a metal plate and a ceramic plate by a discharge plasma sintering method. The laminated materials of Reference Examples 1 to 9 are the laminated material (101) having the three-layer structure shown in FIG.

純度９９．９９質量％のＡｌからなり、縦３４ｍｍ、横２８ｍｍ、厚み１．０ｍｍの２枚のＡｌ製金属板(2)(3)と、縦３４ｍｍ、横２８ｍｍ、厚み０．６３５ｍｍの１枚のＡｌＮ製セラミック板(4)（５質量％程度のＹ２Ｏ３を含む）とを用意した。そして、両金属板(2)(3)およびセラミック板(4)の表面に、有機溶剤を用いて脱脂処理を施した。なお、酸化皮膜の除去処理は施していない。各金属板(2)(3)の両面の表面粗さは、算術平均粗さでＲａ０．３μｍ、セラミック板(4)の両面の表面粗さは、算術平均粗さでＲａ０．８μｍである。なお、Ｒａは、ＪＩＳ（日本工業規格） Ｂ ０６０１：１９９４に準拠して測定した。 Made of Al with a purity of 99.99 mass%, two Al metal plates (2) (3) 34 mm long, 28 mm wide, 1.0 mm thick, and one sheet of 34 mm long, 28 mm wide, 0.635 mm thick ANN ceramic plate (4) (containing about 5% by mass of Y 2 O 3 ) was prepared. The surfaces of both metal plates (2) (3) and ceramic plate (4) were degreased using an organic solvent. In addition, the removal process of an oxide film is not given. The surface roughness of both surfaces of each metal plate (2) (3) is Ra 0.3 μm in arithmetic average roughness, and the surface roughness of both surfaces of the ceramic plate (4) is Ra 0.8 μm in arithmetic average roughness. Ra was measured according to JIS (Japanese Industrial Standards) B 0601: 1994.

ついで、図７に示すように、焼結用ダイ(10)内に、両金属板(2)(3)およびセラミック板(4)を、セラミック板(4)と各金属板(2)(3)とが隣接するように、且つ、セラミック板(4)が両金属板(2)(3)間に位置するように積層して配置した。そして、ダイ(10)内における両金属板(2)(3)およびセラミック板(4)からなる積層体(160)の上下両側にそれぞれ黒鉛製パンチ(11)(12)を配置するとともに、上パンチ(11)の上面および下パンチ(12)の下面にそれぞれ電極(13)(14)を電気的に接触させた。   Next, as shown in FIG. 7, both metal plates (2) (3) and ceramic plate (4) are placed in the sintering die (10), and the ceramic plate (4) and each metal plate (2) (3 And the ceramic plate (4) are disposed so as to be positioned between both metal plates (2) and (3). Then, graphite punches (11) and (12) are arranged on both upper and lower sides of the laminate (160) made of both metal plates (2) and (3) and the ceramic plate (4) in the die (10), and Electrodes (13) and (14) were brought into electrical contact with the upper surface of the punch (11) and the lower surface of the lower punch (12), respectively.

ついで、１〜１０Ｐａの真空雰囲気中において、両金属板(2)(3)およびセラミック板(4)からなる積層体(60)を上下両方向から２０ＭＰａの圧力で加圧しつつ、両電極(13)(14)間に最大２０００Ａのパルス電流を通電することにより両金属板(2)(3)およびセラミック板(4)を、室温から５分間かけて種々の温度まで加熱するとともに、当該温度で５分間保持し、これにより両金属板(2)(3)とセラミック板(4)とを接合した。ついで、両電極(13)(14)間の通電を停止した後、冷却し、三層構造の積層材(101)を製造した。なお、金属板(2)(3)を形成する純度９９．９９質量％のＡｌの融点は６６０℃である。   Next, in a vacuum atmosphere of 1 to 10 Pa, while pressing the laminate (60) composed of both metal plates (2) (3) and the ceramic plate (4) at a pressure of 20 MPa from both the top and bottom directions, both electrodes (13) (14) By passing a maximum pulse current of 2000 A between the two metal plates (2), (3) and the ceramic plate (4) from room temperature to various temperatures over 5 minutes, The metal plates (2) (3) and the ceramic plate (4) were joined by holding for a minute. Subsequently, the energization between the electrodes (13) and (14) was stopped and then cooled to produce a three-layer laminate (101). The melting point of 99.99% by mass of Al forming the metal plates (2) and (3) is 660 ° C.

製造された積層材(1)を観察したところ、参考例２〜８においては、両金属板(2)(3)は溶融することなく、全面的にセラミック板(4)に接合されていた。これに対し、参考例１においては、両金属板(2)(3)とセラミック板(4)との接合面積は小さく、両金属板(2)(3)とセラミック板(4)とは簡単に剥離した。参考例９においては、両金属板(2)(3)が溶融した。   When the produced laminated material (1) was observed, in Reference Examples 2 to 8, both metal plates (2) and (3) were bonded to the ceramic plate (4) entirely without melting. In contrast, in Reference Example 1, the joining area between both metal plates (2) (3) and ceramic plate (4) is small, and both metal plates (2) (3) and ceramic plate (4) are simple. Peeled off. In Reference Example 9, both metal plates (2) and (3) were melted.

加熱温度および接合状態を表１に示す。   Table 1 shows the heating temperature and the bonding state.

Figure 0005739179
Figure 0005739179

このように、セラミック板(4)と隣接する全ての金属板(2)(3)を構成する材料が同じ場合、すなわち両金属板(2)(3)の融点が同じである場合には、両金属板(2)(3)の融点（６６０℃）よりも１５０℃低い温度（５１０℃）と１０℃低い温度（６５０℃）との間の温度に加熱すれば、１回の放電プラズマ焼結工程によって確実にセラミック板(4)とこれに隣接する両金属板(2)(3)とを接合させることができるとともに、放電プラズマ焼結法による接合時に金属板(2)(3)の部分的な溶融などによる変形を防止することができることを確認し得た。さらにこの参考例から、セラミック板(4)と隣接する全ての金属板を構成する材料が異なる場合でも、これらの金属板のうち最も高融点の金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、最も低融点の金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度に加熱すれば、１回の放電プラズマ焼結工程によってセラミック板(4)とこれに隣接する全ての金属板(2)(3)とを確実に接合させることができるとともに、放電プラズマ焼結法により接合時に金属板(2)(3)の部分的な溶融などによる変形を防止できることを容易に理解できるであろう。   Thus, when the material constituting the ceramic plate (4) and all the adjacent metal plates (2) (3) are the same, that is, when the melting points of both metal plates (2) (3) are the same, If heated to a temperature between 150 ° C lower than the melting point (660 ° C) of both metal plates (2) and (3) (510 ° C) and 10 ° C lower (650 ° C), one discharge plasma firing The ceramic plate (4) and both adjacent metal plates (2) (3) can be reliably bonded by the bonding process, and the metal plate (2) (3) can be bonded at the time of bonding by the discharge plasma sintering method. It was confirmed that deformation due to partial melting or the like can be prevented. Furthermore, from this reference example, even when the materials composing all the metal plates adjacent to the ceramic plate (4) are different, a temperature lower by 150 ° C. than the melting point of the metal plate having the highest melting point among these metal plates, When heated to a temperature between 10 ° C. lower than the melting point of the low melting point metal plate, the ceramic plate (4) and all the adjacent metal plates (2) (1) by a single discharge plasma sintering process. 3) can be surely joined to each other, and it can be easily understood that the discharge plasma sintering method can prevent deformation due to partial melting of the metal plates (2) and (3) during joining.

実施例１
この実施例の積層材は、実施形態１の積層材(1)である。 Example 1
The laminated material of this example is the laminated material (1) of the first embodiment.

純度９９．９９質量％のＡｌからなりかつ縦３４ｍｍ、横２８ｍｍ、厚み０．６ｍｍで表面粗さＲａ９．７μｍの２枚のＡｌ製第１金属板(2)(3)と、縦３４ｍｍ、横２８ｍｍ、厚み０．６３５ｍｍの１枚のＡｌＮ製セラミック板(4)と、縦３４ｍｍ、横２８ｍｍ、厚み０．１ｍｍのＮｉ製第２金属板(31)とを用意した。第２金属板(31)におけるＮｉの含有量は９９．５質量％である。そして、第１金属板(2)(3)、セラミック板(4)および第２金属板(31)の表面に、それぞれ有機溶剤を用いて脱脂処理を施した。なお、酸化皮膜の除去処理は施していない。第２金属板(31)が接合される下側第１金属板(3)の表面は特に処理をすることなくその表面粗さは、算術平均粗さでＲａ５．３μｍｍであった。Ｒａは、ＪＩＳ(日本工業規格） Ｂ ０６０１：１９９４に準拠して測定した。   Two Al first metal plates (2) (3) made of Al with a purity of 99.99% by mass, 34 mm long, 28 mm wide, 0.6 mm thick and having a surface roughness Ra of 9.7 μm, 34 mm long, horizontal A single AlN ceramic plate (4) having a thickness of 28 mm and a thickness of 0.635 mm and a second Ni metal plate (31) having a length of 34 mm, a width of 28 mm, and a thickness of 0.1 mm were prepared. The content of Ni in the second metal plate (31) is 99.5% by mass. And the degreasing process was performed to the surface of the 1st metal plate (2) (3), the ceramic plate (4), and the 2nd metal plate (31), respectively using the organic solvent. In addition, the removal process of an oxide film is not given. The surface of the lower first metal plate (3) to which the second metal plate (31) was joined was not particularly treated, and the surface roughness was Ra 5.3 μmm in terms of arithmetic average roughness. Ra was measured according to JIS (Japanese Industrial Standards) B 0601: 1994.

ついで、図２Ａに示すように焼結用ダイ(10)内に、両第１金属板(2)(3)、セラミック板(4)および第２金属板(31)を、セラミック板(4)と各金属板(2)(3)とが隣接するように、且つ、セラミック板(4)が両第１金属板(2)(3)間に位置するとともに、第２金属板(31)が下側金属板(3)の下側に下側金属板(3)と隣接するように積層して配置した。そして、ダイ(32)内における上側第１金属板(2)、セラミック板(4)、下側第１金属板(3)および第２金属板(31)からなる積層体（60）の上下両側にそれぞれ黒鉛製パンチ(11)(12)を配置するとともに、上パンチ(11)の上面および下パンチ(12)の下面にそれぞれ電極(13)(14)を電気的に接触させた。   Next, as shown in FIG. 2A, both the first metal plate (2) (3), the ceramic plate (4) and the second metal plate (31) are placed in the sintering die (10). And the metal plates (2) and (3) are adjacent to each other, and the ceramic plate (4) is located between the first metal plates (2) and (3), and the second metal plate (31) is The lower metal plate (3) was laminated on the lower side so as to be adjacent to the lower metal plate (3). And the upper and lower sides of the laminate (60) comprising the upper first metal plate (2), the ceramic plate (4), the lower first metal plate (3) and the second metal plate (31) in the die (32). In addition, graphite punches (11) and (12) were disposed respectively, and electrodes (13) and (14) were brought into electrical contact with the upper surface of the upper punch (11) and the lower surface of the lower punch (12), respectively.

ついで、１〜１０Ｐａの真空雰囲気中において、積層体(60)を上下両パンチ(11)(12)により上下両側から２０ＭＰａの圧力で加圧しつつ、両電極(13)(14)間に最大１５００Ａのパルス電流を通電することにより、積層体(60)を室温から１５分間かけて５７５℃まで加熱するとともに、５７５℃で５分間保持し、これにより、互いに隣り合う板どうし(2,4)(4,3)(3,31)を同時に接合した。ついで、両電極(13)(14)間の通電を停止した後、冷却することにより、図１に示した所望する四層構造の積層材(1)を製造した。   Next, in a vacuum atmosphere of 1 to 10 Pa, the laminated body (60) is pressed at a pressure of 20 MPa from both the upper and lower punches by the upper and lower punches (11) and (12), and a maximum of 1500 A is provided between the electrodes (13) and (14). Then, the laminate (60) is heated from room temperature to 575 ° C. over 15 minutes and held at 575 ° C. for 5 minutes, whereby the adjacent plates (2, 4) (2, 4) ( 4,3) (3,31) were joined simultaneously. Subsequently, the energization between the electrodes (13) and (14) was stopped, and then cooled, to produce the desired four-layer laminate (1) shown in FIG.

製造された積層材(1)の第２金属板(31)の表面粗さを測定したところ、算術平均粗さでＲａ０．５μｍ程度であった。また、製造された積層材(1)における両第１金属板(2)(3)とセラミック板(4)、および、下側第１金属板(3)と第２金属板(31)との接合状態を確認するために、積層材(1)の断面観察を実施したところ、接合界面には欠陥が見られず、良好な接合が行われていた。   When the surface roughness of the second metal plate (31) of the produced laminate (1) was measured, the arithmetic average roughness was about Ra 0.5 μm. Further, in the manufactured laminated material (1), both the first metal plate (2) (3) and the ceramic plate (4), and the lower first metal plate (3) and the second metal plate (31) When the cross-section of the laminate (1) was observed in order to confirm the bonding state, no defects were found at the bonding interface, and good bonding was performed.

実施例２
両電極(13)(14)間でのパルス電流の通電を窒素からなる不活性ガス雰囲気中で行ったことを除いて、実施例１と同様にして四層構造の積層材(1)を製造した。 Example 2
A laminated material (1) having a four-layer structure is manufactured in the same manner as in Example 1 except that the pulse current is applied between the electrodes (13) and (14) in an inert gas atmosphere made of nitrogen. did.

製造された積層材(1)の第２金属板(31)の表面粗さを測定したところ、算術平均粗さでＲａ０．５μｍ程度であった。また、製造された積層材(1)における両第１金属板(2)(3)とセラミック板(4)、および、下側第１金属板(3)と第２金属板(31)との接合状態を確認するために、積層材(1)の断面観察を実施したところ、接合界面には欠陥が見られず、良好な接合が行われていた。   When the surface roughness of the second metal plate (31) of the produced laminate (1) was measured, the arithmetic average roughness was about Ra 0.5 μm. Further, in the manufactured laminated material (1), both the first metal plate (2) (3) and the ceramic plate (4), and the lower first metal plate (3) and the second metal plate (31) When the cross-section of the laminate (1) was observed in order to confirm the bonding state, no defects were found at the bonding interface, and good bonding was performed.

比較例１
実施例１と同様の２枚の第１金属板と１枚のセラミック板とを用意した。一方、第２金属板は用意しなかった。そして、実施例１と同様に両第１金属板とセラミック板とを放電プラズマ焼結法により接合した。その後、一方の第１金属板の表面のみにＮｉ層を形成するためにＮｉめっきを施し、これにより、実施例１と同様の構成の四層構造の積層材を製造した。 Comparative Example 1
Two first metal plates and one ceramic plate similar to Example 1 were prepared. On the other hand, the second metal plate was not prepared. In the same manner as in Example 1, both the first metal plate and the ceramic plate were joined by the discharge plasma sintering method. Thereafter, Ni plating was performed to form a Ni layer only on the surface of one of the first metal plates, thereby producing a four-layer laminate having the same configuration as in Example 1.

比較例１の積層材において、Ｎｉめっき層の表面粗さを測定すると、Ｒａ８．５μｍ程度であり、実施例１および２の積層材(1)よりも表面が粗い状態であった。   In the laminated material of Comparative Example 1, when the surface roughness of the Ni plating layer was measured, it was about Ra 8.5 μm, and the surface was rougher than the laminated materials (1) of Examples 1 and 2.

また、積層材におけるＮｉめっき層と第１金属板との接合状態を確認するために、積層材の断面観察を実施したところ、第１金属板の表面が粗いため、Ｎｉめっき層と第１金属板との間の接合界面に多量の欠陥が見られ、よって接合状態は不良であった。   Moreover, when the cross-section observation of the laminated material was performed in order to confirm the bonding state between the Ni plated layer and the first metal plate in the laminated material, since the surface of the first metal plate was rough, the Ni plated layer and the first metal A large amount of defects were observed at the bonding interface with the plate, and thus the bonding state was poor.

この発明による積層材は、例えば、パワーデバイスなどの半導体素子を冷却するのに好適に用いられる。   The laminated material according to the present invention is suitably used for cooling a semiconductor element such as a power device, for example.

(1)(40)：積層材
(2)(3)(41)：第１金属板
(4)(42)：セラミック板
(31)(43)：第２金属板（Ｎｉ板）
(60)：積層体 (1) (40): Laminated material
(2) (3) (41): 1st metal plate
(4) (42): Ceramic plate
(31) (43): Second metal plate (Ni plate)
(60): Laminate

Claims (29)

複数枚の金属板と少なくとも１枚のセラミック板とが、金属板とセラミック板とが隣接するように、且つ、少なくとも２枚の金属板が互いに隣接するように積層されるとともに、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とが放電プラズマ焼結法により接合されており、
前記少なくとも２枚の金属板のうち最外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であり、
Ｎｉ板以外の金属板が、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなる積層材。 A plurality of metal plates and at least one ceramic plate are laminated so that the metal plate and the ceramic plate are adjacent to each other, and at least two metal plates are adjacent to each other, and adjacent metal plates The metal plate adjacent to each other and the ceramic plate are joined by the discharge plasma sintering method,
Said at least two metal plates arranged on the outermost side of the metal plate, Ri Ni Itadea mainly composed of Ni,
Metal plate other than Ni plate, Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, one laminate ing of a material selected from the group consisting of Ag alloy and an Au alloy. セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる請求項１記載の積層材。 Ceramic plate, AlN, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiC, Y 2 O 3, CaO, laminated material according to claim 1, wherein made of one material selected from the group consisting of BN and BeO. 複数枚の金属板と少なくとも１枚のセラミック板とが、金属板とセラミック板とが隣接するように、且つ、少なくとも２枚の金属板が互いに隣接するように積層されるとともに、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とが放電プラズマ焼結法により接合されており、
前記少なくとも２枚の金属板のうち最外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であり、
セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる積層材。 A plurality of metal plates and at least one ceramic plate are laminated so that the metal plate and the ceramic plate are adjacent to each other, and at least two metal plates are adjacent to each other, and adjacent metal plates The metal plate adjacent to each other and the ceramic plate are joined by the discharge plasma sintering method,
Said at least two metal plates arranged on the outermost side of the metal plate, Ri Ni Itadea mainly composed of Ni,
Ceramic plate, AlN, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiC, Y 2 O 3, CaO, laminate from one material selected from the group consisting of BN and BeO ing. 金属板は３枚以上であり、
これらの金属板のうちの２枚の金属板と１枚のセラミック板とが、セラミック板が両金属板間に位置するように積層されており、前記２枚の金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内である請求項１〜３のうちのいずれかに記載の積層材。 There are 3 or more metal plates,
Of these metal plates, two metal plates and one ceramic plate are laminated so that the ceramic plates are located between both metal plates, and the melting points of the two metal plates are equal or The difference is within 140 ° C. The layered material according to any one of claims 1 to 3 . ３枚の金属板と１枚のセラミック板とが、セラミック板が２枚の金属板間に位置するように積層されるとともに、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とが放電プラズマ焼結法により接合されており、
隣り合う２枚の金属板のうち外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であり、
Ｎｉ板以外の金属板が、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなる積層材。 Three metal plates and one ceramic plate are laminated so that the ceramic plates are positioned between the two metal plates, and the adjacent metal plates and the adjacent metal plates and the ceramic plate are discharged plasma. Joined by sintering method,
Metal plates arranged on the outside of two adjacent metal plates, Ri Ni Itadea mainly composed of Ni,
Metal plate other than Ni plate, Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, one laminate ing of a material selected from the group consisting of Ag alloy and an Au alloy. セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる請求項５記載の積層材。 Ceramic plate, AlN, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiC, Y 2 O 3, CaO, laminated material according to claim 5, wherein made of one material selected from the group consisting of BN and BeO. ３枚の金属板と１枚のセラミック板とが、セラミック板が２枚の金属板間に位置するように積層されるとともに、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とが放電プラズマ焼結法により接合されており、
隣り合う２枚の金属板のうち外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であり、
セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる積層材。 Three metal plates and one ceramic plate are laminated so that the ceramic plates are positioned between the two metal plates, and the adjacent metal plates and the adjacent metal plates and the ceramic plate are discharged plasma. Joined by sintering method,
Metal plates arranged on the outside of two adjacent metal plates, Ri Ni Itadea mainly composed of Ni,
Ceramic plate, AlN, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiC, Y 2 O 3, CaO, laminate from one material selected from the group consisting of BN and BeO ing. ２枚の金属板と１枚のセラミック板とが、両金属板がセラミック板の片側に位置するように積層されるとともに、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とが放電プラズマ焼結法により接合されており、
隣り合う２枚の金属板のうち外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であり、
Ｎｉ板以外の金属板が、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなる積層材。 Two metal plates and one ceramic plate are laminated so that both metal plates are located on one side of the ceramic plate, and the adjacent metal plates and the adjacent metal plate and ceramic plate are subjected to discharge plasma sintering. It is joined by the ligation method,
Metal plates arranged on the outside of two adjacent metal plates, Ri Ni Itadea mainly composed of Ni,
Metal plate other than Ni plate, Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, one laminate ing of a material selected from the group consisting of Ag alloy and an Au alloy. セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる請求項８記載の積層材。 The laminate according to claim 8 , wherein the ceramic plate is made of one material selected from the group consisting of AlN, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC, Y 2 O 3 , CaO, BN, and BeO. ２枚の金属板と１枚のセラミック板とが、両金属板がセラミック板の片側に位置するように積層されるとともに、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とが放電プラズマ焼結法により接合されており、
隣り合う２枚の金属板のうち外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であり、
セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる積層材。 Two metal plates and one ceramic plate are laminated so that both metal plates are located on one side of the ceramic plate, and the adjacent metal plates and the adjacent metal plate and ceramic plate are subjected to discharge plasma sintering. It is joined by the ligation method,
Metal plates arranged on the outside of two adjacent metal plates, Ri Ni Itadea mainly composed of Ni,
Ceramic plate, AlN, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiC, Y 2 O 3, CaO, laminate from one material selected from the group consisting of BN and BeO ing. Ｎｉ板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されている請求項１〜１０のうちのいずれかに記載の積層材。 The laminated material according to any one of claims 1 to 10 , wherein the thickness of the Ni plate is set within a range of 10 to 1000 µm. セラミック板と、セラミック板の両側にそれぞれ配置されるとともにＮｉ以外の金属を主成分とする第１金属板と、両第１金属板のうち少なくとも一方の第１金属板のセラミック板配置側とは反対側に配置されるとともにＮｉを主成分とする第２金属板と、が積層されるとともに、隣り合う板どうしが放電プラズマ焼結法により接合されており、
第１金属板は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなる積層材。 The ceramic plate, the first metal plate that is arranged on both sides of the ceramic plate and mainly contains a metal other than Ni, and the ceramic plate arrangement side of at least one of the first metal plates is the first metal plate. A second metal plate that is disposed on the opposite side and is mainly composed of Ni is laminated, and adjacent plates are joined together by a discharge plasma sintering method ,
The first metal plate, Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, one laminate ing of a material selected from the group consisting of Ag alloy and an Au alloy. セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる請求項１２記載の積層材。 Ceramic plate, AlN, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiC, Y 2 O 3, CaO, laminated material according to claim 12, wherein made of one material selected from the group consisting of BN and BeO. セラミック板と、セラミック板の両側にそれぞれ配置されるとともにＮｉ以外の金属を主成分とする第１金属板と、両第１金属板のうち少なくとも一方の第１金属板のセラミック板配置側とは反対側に配置されるとともにＮｉを主成分とする第２金属板と、が積層されるとともに、隣り合う板どうしが放電プラズマ焼結法により接合されており、
セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる積層材。 The ceramic plate, the first metal plate that is arranged on both sides of the ceramic plate and mainly contains a metal other than Ni, and the ceramic plate arrangement side of at least one of the first metal plates is the first metal plate. A second metal plate that is disposed on the opposite side and is mainly composed of Ni is laminated, and adjacent plates are joined together by a discharge plasma sintering method ,
Ceramic plate, AlN, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiC, Y 2 O 3, CaO, laminate from one material selected from the group consisting of BN and BeO ing. 両第１金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内である請求項１２〜１４のうちのいずれかに記載の積層材。 The laminated material according to any one of claims 12 to 14, wherein the melting points of both first metal plates are equal or the difference is within 140 ° C. セラミック板と、セラミック板の片側に配置されるとともにＮｉ以外の金属を主成分とする第１金属板と、第１金属板のセラミック板配置側とは反対側に配置されるとともにＮｉを主成分とする第２金属板とが、積層されるとともに、隣り合う板どうしが放電プラズマ焼結法により接合されており、
第１金属板は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ａｇ合金およびＡｕ合金よりなる群から選ばれた１種の材料からなる積層材。 A ceramic plate, a first metal plate that is disposed on one side of the ceramic plate and has a metal other than Ni as a main component, and a first metal plate that is disposed on the opposite side of the ceramic plate and has Ni as a main component And the second metal plate is laminated, and adjacent plates are joined by the spark plasma sintering method ,
The first metal plate, Al, Cu, Ag, Au, Al alloy, Cu alloy, one laminate ing of a material selected from the group consisting of Ag alloy and an Au alloy. セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる請求項１６記載の積層材。 Ceramic plate, AlN, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiC, Y 2 O 3, CaO, laminated material according to claim 16, wherein made of one material selected from the group consisting of BN and BeO. セラミック板と、セラミック板の片側に配置されるとともにＮｉ以外の金属を主成分とする第１金属板と、第１金属板のセラミック板配置側とは反対側に配置されるとともにＮｉを主成分とする第２金属板とが、積層されるとともに、隣り合う板どうしが放電プラズマ焼結法により接合されており、
セラミック板が、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＢＮおよびＢｅＯよりなる群から選ばれた１種の材料からなる積層材。 A ceramic plate, a first metal plate that is disposed on one side of the ceramic plate and has a metal other than Ni as a main component, and a first metal plate that is disposed on the opposite side of the ceramic plate and has Ni as a main component And the second metal plate is laminated, and adjacent plates are joined by the spark plasma sintering method ,
Ceramic plate, AlN, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiC, Y 2 O 3, CaO, laminate from one material selected from the group consisting of BN and BeO ing. 第２金属板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されている請求項１２〜１８のうちのいずれかに記載の積層材。 The laminated material according to any one of claims 12 to 18 , wherein the thickness of the second metal plate is set within a range of 10 to 1000 µm. 複数枚の金属板と、少なくとも１枚のセラミック板とを、金属板とセラミック板とが隣接するように、且つ、少なくとも２枚の金属板が互いに隣接するように積層する積層工程と、
金属板とセラミック板との積層体を１対の放電プラズマ焼結用電極間に配置する積層体配置工程と、
両電極間の導通を確保した状態で、両電極間にパルス電流を通電することにより、隣り合う金属板どうしおよび金属板とセラミック板とを接合する接合工程と、を含み、
前記少なくとも２枚の金属板のうち最外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であり、
積層工程においてセラミック板と隣接するように積層される金属板の枚数は複数枚であり、且つ、当該複数枚の金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であり、
接合工程では、当該複数枚の金属板のうち最も高融点の金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、最も低融点の金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度であって且つＮｉ板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行う積層材の製造方法。 A laminating step of laminating a plurality of metal plates and at least one ceramic plate such that the metal plate and the ceramic plate are adjacent to each other and at least two metal plates are adjacent to each other;
A laminate arrangement step of arranging a laminate of a metal plate and a ceramic plate between a pair of discharge plasma sintering electrodes;
In a state where conduction between both electrodes is ensured, a joining step of joining adjacent metal plates and metal plates and ceramic plates by passing a pulse current between both electrodes,
Said at least two metal plates arranged on the outermost side of the metal plate, Ri Ni Itadea mainly composed of Ni,
In the laminating step, the number of metal plates laminated so as to be adjacent to the ceramic plate is plural, and the melting points of the plural metal plates are equal or the difference is within 140 ° C.,
In the joining step, a temperature between 150 ° C. lower than the melting point of the highest melting metal plate and a temperature 10 ° C. lower than the melting point of the lowest melting metal plate among the plurality of metal plates. and by heating to a temperature lower 10 ° C. or higher than the melting point of the Ni plate, it intends line joining method of manufacturing a laminate. ３枚の金属板と１枚のセラミック板とを、セラミック板が２枚の金属板間に位置するように積層する積層工程と、
金属板とセラミック板との積層体を１対の放電プラズマ焼結用電極間に配置する積層体配置工程と、
両電極間の導通を確保した状態で、両電極間にパルス電流を通電することにより、隣り合う金属板どうしおよび隣り合う金属板とセラミック板とを接合する接合工程と、を含み、
積層体における隣り合う２枚の金属板のうち外側に配置された金属板が、Ｎｉを主成分とするＮｉ板であり、
セラミック板と隣接するように積層される２板の金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であり、
接合工程では、当該２枚の金属板のうち高融点の金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、低融点の金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度であって且つＮｉ板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行う積層材の製造方法。 A laminating step of laminating three metal plates and one ceramic plate so that the ceramic plate is positioned between the two metal plates;
A laminate arrangement step of arranging a laminate of a metal plate and a ceramic plate between a pair of discharge plasma sintering electrodes;
A bonding step of bonding adjacent metal plates and adjacent metal plates and ceramic plates by passing a pulse current between both electrodes in a state where conduction between both electrodes is ensured,
Metal plates arranged on the outer side of the two metal plates adjacent in the stack, Ri Ni Itadea mainly composed of Ni,
The melting points of the two metal plates laminated adjacent to the ceramic plate are equal or the difference is within 140 ° C.,
In the joining step, a temperature between 150 ° C. lower than the melting point of the high melting point metal plate and 10 ° C. lower than the melting point of the low melting point metal plate of the two metal plates and Ni by heating to a temperature lower 10 ° C. or higher than the melting point of the plate, it intends line joining method of manufacturing a laminate. Ｎｉ板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されている請求項２０又は２１記載の積層材の製造方法。 The method for producing a laminated material according to claim 20 or 21 , wherein the thickness of the Ni plate is set within a range of 10 to 1000 µm. 接合工程では、接合を、積層体の両側から１０〜１００ＭＰａで加圧しながら行う請求項２０〜２２のうちのいずれかに記載の積層材の製造方法。 The method for producing a laminated material according to any one of claims 20 to 22 , wherein in the joining step, joining is performed while pressing at 10 to 100 MPa from both sides of the laminate. 接合工程では、接合を、不活性ガス雰囲気中または真空雰囲気中で行う請求項２０〜２３のうちのいずれかに記載の積層材の製造方法。 The method for manufacturing a laminated material according to any one of claims 20 to 23 , wherein in the bonding step, bonding is performed in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere. セラミック板と、セラミック板の両側にそれぞれ配置されるとともにＮｉ以外の金属を主成分とする第１金属板と、両第１金属板のうち少なくとも一方の第１金属板のセラミック板配置側とは反対側に配置されるとともにＮｉを主成分とする第２金属板とを、積層する積層工程と、
セラミック板と第１金属板と第２金属板との積層体を１対の放電プラズマ焼結用電極間に配置する積層体配置工程と、
両電極間の導通を確保した状態で、両電極間にパルス電流を通電することにより、隣り合う板どうしを接合する接合工程と、を含み、
両第１金属板の融点が等しいか又はその差が１４０℃以内であり、
接合工程では、両第１金属板のうち高融点の第１金属板の融点よりも１５０℃低い温度と、低融点の第１金属板の融点よりも１０℃低い温度との間の温度であって且つ第２金属板の融点よりも１０℃以上低い温度に加熱することにより、接合を行う積層材の製造方法。 The ceramic plate, the first metal plate that is arranged on both sides of the ceramic plate and mainly contains a metal other than Ni, and the ceramic plate arrangement side of at least one of the first metal plates is the first metal plate. A laminating step of laminating a second metal plate that is disposed on the opposite side and that has Ni as a main component;
A laminate arrangement step of arranging a laminate of a ceramic plate, a first metal plate, and a second metal plate between a pair of discharge plasma sintering electrodes;
While ensuring conduction between the two electrodes, by energizing the pulse current between the electrodes, it viewed including the joining step, the joining of each other adjacent plate,
The melting points of both first metal plates are equal or the difference is within 140 ° C.,
In the joining step, the temperature is between 150 ° C. lower than the melting point of the first metal plate having the high melting point and the temperature lower by 10 ° C. than the melting point of the first metal plate having the lower melting point. and by heating to a temperature lower 10 ° C. or higher than the melting point of the second metal plate, it intends line joining method for manufacturing a laminate Te. セラミック板と、セラミック板の片側に配置されるとともにＮｉ以外の金属を主成分とする第１金属板と、第１金属板のセラミック板配置側とは反対側に配置されるとともにＮｉを主成分とする第２金属板とを、積層する積層工程と、
セラミック板と第１金属板と第２金属板との積層体を１対の放電プラズマ焼結用電極間に配置する積層体配置工程と、
両電極間の導通を確保した状態で、両電極間にパルス電流を通電することにより、隣り合う板どうしを接合する接合工程と、を含み、
接合工程では、第１金属板の融点よりも１０〜１５０℃低い温度であって且つ第２金属板の融点よりも１０℃低い温度に加熱することにより、接合を行う積層材の製造方法。 A ceramic plate, a first metal plate that is disposed on one side of the ceramic plate and has a metal other than Ni as a main component, and a first metal plate that is disposed on the opposite side of the ceramic plate and has Ni as a main component A laminating step of laminating the second metal plate,
A laminate arrangement step of arranging a laminate of a ceramic plate, a first metal plate, and a second metal plate between a pair of discharge plasma sintering electrodes;
While ensuring conduction between the two electrodes, by energizing the pulse current between the electrodes, it viewed including the joining step, the joining of each other adjacent plate,
In the bonding step, by heating to 10 ° C. below the melting point of and a 10 to 150 ° C. below the melting point of the first metal plate second metal plate, it intends line joining method of manufacturing a laminate. 第２金属板の厚みが１０〜１０００μｍの範囲内に設定されている請求項２５又は２６記載の積層材の製造方法。 27. The method for manufacturing a laminated material according to claim 25 or 26 , wherein the thickness of the second metal plate is set within a range of 10 to 1000 [mu] m. 接合工程では、接合を、積層体の両側から１０〜１００ＭＰａで加圧しながら行う請求項２５〜２７のうちのいずれかに記載の積層材の製造方法。 28. The method for manufacturing a laminated material according to any one of claims 25 to 27 , wherein in the joining step, joining is performed while pressing at 10 to 100 MPa from both sides of the laminate. 接合工程では、接合を、不活性ガス雰囲気中または真空雰囲気中で行う請求項２５〜２８のうちのいずれかに記載の積層材の製造方法。 The method for manufacturing a laminated material according to any one of claims 25 to 28 , wherein in the bonding step, bonding is performed in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere.
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