JP7243888B1 - セラミックス基板、セラミックス分割基板、及びセラミックス基板の製造方法 - Google Patents

セラミックス基板、セラミックス分割基板、及びセラミックス基板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7243888B1
JP7243888B1 JP2022054654A JP2022054654A JP7243888B1 JP 7243888 B1 JP7243888 B1 JP 7243888B1 JP 2022054654 A JP2022054654 A JP 2022054654A JP 2022054654 A JP2022054654 A JP 2022054654A JP 7243888 B1 JP7243888 B1 JP 7243888B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brazing material
brazing
material layer
insulating base
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022054654A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023147093A (ja
Inventor
輝行 大森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PROTERIAL, LTD.
Original Assignee
PROTERIAL, LTD.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=85684978&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP7243888(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority to JP2022054654A priority Critical patent/JP7243888B1/ja
Application filed by PROTERIAL, LTD. filed Critical PROTERIAL, LTD.
Priority to JP2023033365A priority patent/JP2023147216A/ja
Publication of JP7243888B1 publication Critical patent/JP7243888B1/ja
Application granted granted Critical
Priority to US18/126,824 priority patent/US20230354514A1/en
Priority to EP23164450.1A priority patent/EP4253348A1/en
Priority to CN202310316525.5A priority patent/CN116896818A/zh
Priority to KR1020230040250A priority patent/KR20230140424A/ko
Publication of JP2023147093A publication Critical patent/JP2023147093A/ja
Priority to JP2024044790A priority patent/JP2024071466A/ja
Priority to JP2024044789A priority patent/JP2024071465A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/13—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/023—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
    • C04B37/026—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used consisting of metals or metal salts
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • H05K1/053—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate the metal substrate being covered by an inorganic insulating layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/041—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/023—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • H01L23/15—Ceramic or glass substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3677—Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3736—Metallic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0204—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/022—Processes for manufacturing precursors of printed circuits, i.e. copper-clad substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/08—PCBs, i.e. printed circuit boards
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/963—Surface properties, e.g. surface roughness
    • C04B2235/9638—Tolerance; Dimensional accuracy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/125—Metallic interlayers based on noble metals, e.g. silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/368—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/402—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/60—Forming at the joining interface or in the joining layer specific reaction phases or zones, e.g. diffusion of reactive species from the interlayer to the substrate or from a substrate to the joining interface, carbide forming at the joining interface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/64—Forming laminates or joined articles comprising grooves or cuts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/706—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the metallic layers or articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/708—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the interlayers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

【課題】コストを抑制しながらも反りを抑制することが可能なセラミックス基板、セラミックス分割基板、及びセラミックス基板の製造方法を提供する。【解決手段】セラミックス基板１は、絶縁基材２と、絶縁基材２の第１の主面２ａ側の第１のろう材層３１と、絶縁基材２の第２の主面２ｂ側の第２のろう材層３２と、絶縁基材２の第１の主面２ａ側の第１の金属層４１と、絶縁基材２の第２の主面２ｂ側の第２の金属層４２とを備える。任意の箇所における第１のろう材層３１の厚さと第２のろう材層３２の厚さとの差は、４．０μｍ以下である。セラミックス基板１の製造方法では、第１のろう材層３１を形成する工程においてスクリーン７上にろう材３０を補給した後の何回目のスクリーン印刷であるかを示す回数値と、第２のろう材層３２を形成する工程においてスクリーン７上にろう材３０を補給した後の何回目のスクリーン印刷であるかを示す回数値とを一致させる。【選択図】図１

Description

本発明は、セラミックス基板、セラミックス分割基板、及びセラミックス基板の製造方法に関する。
従来、例えばパワーモジュール等の発熱量が多い電気回路部品を搭載する基板として、耐熱性が高いセラミックス製の基材を有するセラミックス基板が用いられている。特許文献１に記載の金属－セラミックス接合基板の製造方法では、平板状に形成されたセラミックス製の基材の両面にスクリーン印刷法等によってペースト状のろう材を塗布し、このろう材によって基材の両面に金属板を固定する。その後、エッチングによって金属板の一部を除去することにより、回路パターンを形成する。
また、本出願人は、特許文献２に記載されているように、セラミックス基板の表面及び裏面にろう材を介して金属回路板及び金属放熱板をそれぞれ設けた接合体を－１１０℃以下で冷却処理することにより、室温における反り量を５０ｍｍ当り１００μｍ以下としたセラミックス回路基板を提案している。
特開２０２１－１５９９２６号公報 特開２００３－３０９２１０号公報
特許文献２に記載の方法によれば、セラミックス基板の反りを抑制し得るが、－１１０℃以下に冷却する工程のコストが増大してしまう。このため、本発明者らは、反りが発生する原因を鋭意研究し、セラミックス製の基材の各部位における一方の面と他方の面に塗布されたろう材の厚みの違いが反りの発生に関与していることを見出し、本発明をなすに至った。すなわち、本発明は、コストを抑制しながらも、反りを抑制することが可能なセラミックス基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決することを目的として、平板状のセラミックスからなる絶縁基材と、前記絶縁基材の第１の主面に設けられた第１のろう材層と、前記絶縁基材の第２の主面に設けられた第２のろう材層と、前記第１のろう材層を介して前記絶縁基材の前記第１の主面側に固定された金属からなる第１の金属層と、前記第２のろう材層を介して前記絶縁基材の前記第２の主面側に固定された金属からなる第２の金属層とを備え、任意の箇所における前記第１のろう材層の厚さと前記第２のろう材層の厚さとの差が、４．０μｍ以下である、セラミックス基板を提供する。
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、上記のセラミックス基板を複数に分割して形成されたセラミックス分割基板を提供する。
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、上記のセラミックス基板を複数個連続して製造するセラミックス基板の製造方法であって、前記複数個の前記絶縁基材の前記第１の主面にろう材を塗布して前記第１のろう材層を形成する第１のろう材層形成工程と、前記複数個の前記絶縁基材の前記第２の主面にろう材を塗布して前記第２のろう材層を形成する第２のろう材層形成工程と、前記第１のろう材層及び前記第２のろう材層にそれぞれ金属板を重ねてろう付けし、前記第１の金属層及び前記第２の金属層を形成する金属層形成工程と、を備え、前記第１のろう材層形成工程及び前記第２のろう材層形成工程では、スクリーン上に前記ろう材を複数回にわたって補給しながら前記ろう材をスキージによって前記絶縁基材側に押し出すスクリーン印刷によって前記ろう材を塗布し、前記ろう材を補給した後、次に前記ろう材を補給するまでの間に、複数の前記絶縁基材に対して前記ろう材を塗布し、前記絶縁基材のぞれぞれについて、前記第１のろう材層形成工程において前記ろう材を補給した後の何回目のスクリーン印刷であるかを示す回数値と、前記第２のろう材層形成工程において前記ろう材を補給した後の何回目のスクリーン印刷であるかを示す回数値とを一致させる、セラミックス基板の製造方法を提供する。
本発明に係るセラミックス基板、セラミックス分割基板、及びセラミックス基板の製造方法によれば、コストを抑制しながらも、反りを抑制することが可能となる。
本発明の実施の形態に係るセラミックス基板の構成例を示し、（ａ）は表面を示す平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏面を示す平面図である。 分割された一つのセラミックス分割基板の表面に電気回路部品が搭載され、裏面に放熱部品としてのヒートシンクが取り付けられた状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 スクリーン印刷装置の構成例を示す概略構成図である。 スクリーン印刷装置に用いられるスクリーンを示す平面図である。 複数の絶縁基材を恒温槽で乾燥させている状態を示す説明図である。 エッチングを行う前の状態のセラミックス基板を示し、（ａ）は表面を示す平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏面を示す平面図である。
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係るセラミックス基板の構成例を示し、（ａ）は表（おもて）面を示す平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏面を示す平面図である。このセラミックス基板１は、平板状のセラミックスからなる絶縁基材２と、絶縁基材２の第１の主面２ａに設けられた第１のろう材層３１と、絶縁基材２の第２の主面２ｂに設けられた第２のろう材層３２と、第１のろう材層３１を介して絶縁基材２の第１の主面２ａ側に固定された金属からなる第１の金属層４１と、第２のろう材層３２を介して絶縁基材２の第２の主面２ｂ側に固定された金属からなる第２の金属層４２とを備えている。
本実施の形態では、セラミックス基板１が集合基板であり、より具体的にはセラミック集合回路基板である。セラミックス基板１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示す破線で切断されて複数のセラミックス分割基板１１～１４に分割される。複数のセラミックス分割基板１１～１４のそれぞれには、表面側に電気回路部品が搭載され、裏面側に放熱部品が取り付けられる。なお、本実施の形態では、セラミックス基板１がセラミックス分割基板１１～１４に４分割されるが、セラミックス基板の分割数は４に限らず、２又は３でもよく、５以上であってもよい。
第１の金属層４１及び第２の金属層４２は、厚みが均一になるように形成された金属板からなる。この金属板としては、電気抵抗が低く熱導電性が高いものが望ましい。本実施の形態では第１の金属層４１及び第２の金属層４２が銅板からなるが、第１の金属層４１及び第２の金属層４２をアルミニウム板としてもよい。ただし、熱膨張率の違いによる反りの発生を防ぐため、第１の金属層４１と第２の金属層４２とを同種の金属とすることが望ましい。
第１の金属層４１は、電気回路部品が搭載される回路板である。第２の金属層４２は、第１の金属層４１に搭載された電気回路部品で発生した熱を放熱する放熱板である。セラミックス基板１の反りを抑制するため、第１の金属層４１の厚さと第２の金属層４２の厚さとは同程度であることが望ましく、本実施の形態では第１の金属層４１の厚さと第２の金属層４２の厚さとの差が０．０２ｍｍ以下である。より具体的には、第１の金属層４１の各部位における厚みの最大値と第２の金属層４２の各部位における厚さの最小値との差、及び第１の金属層４１の各部位における厚みの最小値と第２の金属層４２の各部位における厚さの最大値との差が、何れも０．０２ｍｍ以下である。
図２は、分割された一つのセラミックス分割基板１１の表面側に第１乃至第３の電気回路部品５１～５３が搭載され、裏面側に放熱部品としてのヒートシンク５０が取り付けられた状態を示し、（ａ）は表面を示す平面図、（ｂ）は側面図である。第１乃至第３の電気回路部品５１～５３は、例えばトランジスタやダイオード等のパワーモジュールであり、発熱部品である。ヒートシンク５０は、平板状のベースプレート５０１と、ベースプレート５０１から突出するようにして設けられた複数の突片５０２とを有しており、第１乃至第３の電気回路部品５１～５３で発生して絶縁基材２から第２の金属層４２に伝導した熱を空気中に放熱する。なお、セラミックス分割基板１１～１４に搭載される電気回路部品の種類、形状、及び数量等は、図２に例示するものに限らず、適宜変更して実施することが可能である。セラミックス分割基板１１～１４のそれぞれに搭載される電気回路部品の数は一つ以上であればよく、特に限定はない。また、図２では、裏面側にヒートシンク５０を取り付けた例を示しているが、裏面側にヒートシンク５０を取り付けなくてもよいし、裏面側にも電気回路部品を搭載してもよい。
絶縁基材２は、一例として、珪素粉末と焼結助剤と有機バインダとを混合したスラリーをドクターブレード法によって厚みが一定の平板状に成形して切断し、脱脂処理及び窒化処理を施し、さらに焼結して形成した窒化珪素基板である。図１に示す例では、絶縁基材２が長方形状であり、長辺方向の長さＬ１が短辺方向の長さＬ２よりも長く形成されている。第１のろう材層３１及び第２のろう材層３２は、銅粉及び銀粉をバインダ及び溶剤と共に混成したろう材を、スクリーン印刷法によって絶縁基材２の第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂに塗布して形成したものである。なお、絶縁基材２の原料が珪素粉末でなく窒化珪素粉末である場合には、窒化処理を省略してもよい。また、第１のろう材層３１及び第２のろう材層３２は、銀粉を含まないものであってもよい。
次に、セラミックス基板１の製造方法について説明する。この製造方法は、例えば１００から２００のロット数の複数個のセラミックス基板１を連続して製造する方法であり、複数個の絶縁基材２の第１の主面２ａにろう材を塗布して第１のろう材層３１を形成する第１のろう材層形成工程と、複数個の絶縁基材２の第２の主面２ｂにろう材を塗布して第２のろう材層３２を形成する第２のろう材層形成工程と、第１のろう材層３１及び第２のろう材層３２にそれぞれ金属板を重ねてろう付け及びエッチングし、第１の金属層４１及び第２の金属層４２を形成する金属層形成工程とを有する。第２のろう材層形成工程は、ロット数分の複数個の絶縁基材２の全てに第１のろう材層形成工程を施した後に行われ、金属層形成工程は、ロット数分の複数個の絶縁基材２の全てに第２のろう材層形成工程を施した後に行われる。
図３は、第１のろう材層形成工程及び第２のろう材層形成工程において、ろう材をスクリーン印刷するためのスクリーン印刷装置６の構成例を示す概略構成図である。図４は、スクリーン印刷装置６に用いられるスクリーン７を示す平面図である。スクリーン印刷装置６は、絶縁基材２を載置する載置台６１と、スキージユニット６２と、スキージユニット６２を絶縁基材２の長辺方向に沿って移動させる移動機構６３と、スクリーン７を載置台６１に対して移動不能に支持する支持部材６４とを有している。第１のろう材層形成工程では、第１の主面２ａを鉛直方向上側に向けて絶縁基材２を載置台６１に載置し、第２のろう材層形成工程では、第２の主面２ｂを鉛直方向上側に向けて絶縁基材２を載置台６１に載置する。
移動機構６３は、一例として、電動モータ６３１、ボールねじ６３２、及びガイドレール６３３を有して構成されており、スキージユニット６２を図３に実線で示す原位置と二点鎖線で示す移動端位置との間で直線移動させる。スキージユニット６２は、ユニットケース６２０と、往路用の第１のスキージ６２１と、復路用の第２のスキージ６２２と、第１のスキージ６２１に連結された第１の昇降ロッド６２３と、第２のスキージ６２２に連結された第２の昇降ロッド６２４とを備えている。ユニットケース６２０は、ボールねじ６３２の回転によってスクリーン７の上方を移動する。第１の昇降ロッド６２３及び第２の昇降ロッド６２４は、例えば油圧又は空気圧により、ユニットケース６２０に対して上下方向に移動する。
スクリーン７は、枠体７１と、枠体７１に固定された平板状のスクリーンマスク７２とを有している。スクリーンマスク７２は、ペースト状のろう材３０を透過させる複数の透過孔７３０が形成されたメッシュ部７３と、透過孔７３０が形成されていない非メッシュ部７４とを有している。メッシュ部７３は、枠体７１の内側の中心部を含む位置に矩形状に設けられ、非メッシュ部７４は、メッシュ部７３の外側を囲むように形成されている。なお、図３では、枠体７１の一部を破断してスクリーンマスク７２を示している。
メッシュ部７３は、絶縁基材２の長辺方向と平行に張り渡された複数の縦糸７３１と、絶縁基材２の短辺方向と平行に張り渡された複数の横糸７３２とを格子状に編み合わせて構成されており、二本の縦糸７３１及び二本の横糸７３２によって囲まれた部分が透過孔７３０となっている。スキージユニット６２の移動方向に沿った方向のメッシュ部７３の長さＬ３は、絶縁基材２の長辺方向の長さＬ１よりも僅かに短く、スキージユニット６２の移動方向に対して垂直な方向のメッシュ部７３の長さＬ４は、絶縁基材２の短辺方向の長さＬ２よりも僅かに短い。
第１の昇降ロッド６２３が下降すると、第１のスキージ６２１がスクリーンマスク７２に接触し、第１の昇降ロッド６２３が上昇すると、第１のスキージ６２１がスクリーンマスク７２から離間する。同様に、第２の昇降ロッド６２４が下降すると、第２のスキージ６２２がスクリーンマスク７２に接触し、第２の昇降ロッド６２４が上昇すると、第２のスキージ６２２がスクリーンマスク７２から離間する。第１のスキージ６２１及び第２のスキージ６２２は、スキージユニット６２の移動方向に対して垂直な方向に延在する長板状であり、その延在方向の長さがメッシュ部７３の同方向の長さＬ４よりも長く形成されている。
第１のろう材層形成工程及び第２のろう材層形成工程の開始時には、図３及び図４に示すように、メッシュ部７３よりもスキージユニット６２の原位置側における非メッシュ部７４上にろう材３０が盛られ、第１のスキージ６２１がろう材３０を透過孔７３０から絶縁基材２側に押し出しながら、メッシュ部７３上をスキージユニット６２の移動端に向かって移動する。スキージユニット６２が移動端まで移動すると、第１のスキージ６２１が上昇すると共に第２のスキージ６２２が下降し、第２のスキージ６２２がろう材３０を透過孔７３０から絶縁基材２側に押し出しながらメッシュ部７３上を移動する。この一回のスキージユニット６２の往復移動によって、メッシュ部７３の厚みに応じた厚みでろう材３０が絶縁基材２に塗布される。なお、１枚の絶縁基材２に対して、複数回のスキージユニット６２の往復移動によってろう材３０を塗布するようにしてもよく、往路又は復路の何れかのスキージユニット６２の片道移動によってろう材３０を塗布するようにしてもよい。
第１のろう材層形成工程及び第２のろう材層形成工程では、スクリーン７上にろう材３０を複数回にわたって補給しながら、ろう材３０を第１のスキージ６２１及び第２のスキージ６２２によって絶縁基材２側に押し出すスクリーン印刷によってろう材３０を塗布する。例えば、第１のろう材層形成工程又は第２のろう材層形成工程において２００枚の絶縁基材２に対して連続してスクリーン印刷を行う場合には、１０枚の絶縁基材２に対してスクリーン印刷を行うたびに、合計１９回のろう材３０の補給を行う。このように、第１のろう材層形成工程及び第２のろう材層形成工程では、ろう材３０を補給した後、次にろう材３０を補給するまでの間に、複数（上記の例では１０枚）の絶縁基材２に対してスクリーン印刷法によってろう材３０を塗布する。
第１のろう材層形成工程では、複数の絶縁基材２の第１の主面２ａにろう材３０を塗布した後、このろう材３０を恒温槽で乾燥させて固化させる。第２のろう材層形成工程でも同様に、複数の絶縁基材２の第２の主面２ｂにろう材３０を塗布した後、このろう材３０を恒温槽で乾燥させて固化させる。金属層形成工程では、ろう材３０が固化した第１のろう材層３１及び第２のろう材層３２にそれぞれ金属板を重ね、これら２枚の金属板によって絶縁基材２を挟んで荷重を加えた状態で８００℃程度に加熱し、ろう付けを行う。その後、これらの金属板のそれぞれの一部をエッチングにより除去し、第１の金属層４１及び第２の金属層４２を形成する。なお、第１の金属層４１及び第２の金属層４２を予め所定の形状に加工することで、エッチングを省略してもよい。
図５は、第１のろう材層形成工程後に複数の絶縁基材２を恒温槽８１で乾燥させている状態を示す説明図である。複数の絶縁基材２は、第１の主面２ａ側に空間が形成されるようにトレー８２に乗せられ、第１のろう材層形成工程においてろう材３０が塗布された順に従って、下からトレー８２が順次積み上げられる。これにより、第１のろう材層形成工程においてろう材３０が塗布された絶縁基材２の順番を管理することができる。第２のろう材層形成工程では、第１のろう材層形成工程においてろう材３０が塗布された順に、複数の絶縁基材２の第２の主面２ｂにろう材３０を塗布する。つまり、第１のろう材層形成工程においてｎ番目（ｎはロット数以下の自然数）にろう材３０が塗布された絶縁基材２は、第２のろう材層形成工程においても、ｎ番目にろう材３０が塗布される。これは、それぞれの絶縁基材２について、第１のろう材層３１の厚さＴ１（図１（ｂ）参照）と、第２のろう材層３２の厚さＴ２（図１（ｂ）参照）とを均等化するための措置である。
上記のようにスクリーン印刷を行った場合、塗布されるろう材３０の厚さが、スクリーン７上にろう材３０を補給した直後では薄く、その後スクリーン印刷を繰り返すたびに徐々に厚くなること、及びろう材３０の厚さの変化の程度がメッシュ部７３の部位によって異なることが本発明者らによって確認されている。これには、ろう材３０のバインダの揮発成分の揮発による粘性の増加が関与していると考えられる。ろう材３０の粘性が増加すると、ろう材３０が絶縁基材２に粘着しやすくなり、第１のろう材層３１及び第２のろう材層３２が厚くなりやすい。すなわち、第１のろう材層形成工程及び第２のろう材層形成工程において塗布される絶縁基材２上の各部位におけるろう材３０の厚さは、ろう材３０の補給を行った後のスクリーン印刷の実行回数と相関がある。
また、本発明者らによって、第１のろう材層３１の厚さと第２のろう材層３２の厚さとの差が大きくなると、セラミックス基板１に生じる反りが大きくなることが確認されている。これは、金属層形成工程における加熱後の冷却時に第１のろう材層３１及び第２のろう材層３２が収縮するため、例えば第１のろう材層３１の厚さが第２のろう材層３２の厚さよりも大きいと、第１のろう材層３１の収縮力によって第１の主面２ａ側が凹状となるように絶縁基材２が湾曲し、逆に第２のろう材層３２の厚さが第１のろう材層３１の厚さよりも大きいと、第２のろう材層３２の収縮力によって第２の主面２ｂ側が凹状となるように絶縁基材２が湾曲するためであると考えられる。
このため、本実施の形態では、絶縁基材２のそれぞれについて、第１のろう材層形成工程においてろう材３０を補給した後の何回目のスクリーン印刷であるかを示す回数値と、第２のろう材層形成工程においてろう材３０を補給した後の何回目のスクリーン印刷であるかを示す回数値とを一致させる。つまり、第１のろう材層形成工程において、ろう材３０を補給した後、例えば３回目にスクリーン印刷を行った絶縁基材２については、第２のろう材層形成工程においても同様に、ろう材３０を補給した後の３回目にスクリーン印刷を行う。これにより、セラミックス基板１における第１のろう材層３１の厚さと第２のろう材層３２の厚さとの差を小さくすることができ、絶縁基材２の反り量を抑制することが可能となる。
本実施の形態では、セラミックス基板１の任意の箇所における第１のろう材層３１の厚さと第２のろう材層３２の厚さとの差が、４．０μｍ以下である。また、セラミックス基板１の任意の箇所における第１のろう材層３１の厚さ及び第２のろう材層３２の厚さのうち、厚い方をＴａとし、薄い方をＴｂとしたとき、（Ｔａ－Ｔｂ）／Ｔａ≦０．２の関係式を満たす。これにより、セラミックス基板１は、絶縁基材２の各辺に沿った方向の１００ｍｍあたりの絶縁基材２の反り量が０．０３ｍｍ以下となっている。なお、ここで反り量とは、測定対象範囲の両端を結ぶ線分に対するセラミックス基板１の厚さ方向のずれ量の常温（２０℃）における最大値をいう。
（実施例）
次に、セラミックス基板１のより具体的な実施例について説明する。図６は、金属層形成工程におけるエッチングを行う前の状態のセラミックス基板１０を示し、（ａ）は表面を示す平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏面を示す平面図である。このセラミックス基板１０は、絶縁基材２の第１の主面２ａ側に第１のろう材層３１によって第１の金属板４０１がろう付けされ、絶縁基材２の第２の主面２ｂ側に第２のろう材層３２によって第２の金属板４０２がろう付けされている。
第１の金属板４０１は、エッチングによって不要部分が除去されて第１の金属層４１となり、第２の金属板４０２は、エッチングによって不要部分が除去されて第２の金属層４２となる。このエッチングでは、第１の金属板４０１及び第２の金属板４０２に所定形状のエッチングレジストパターンを形成し、薬液により第１の金属板４０１及び第２の金属板４０２の一部を除去する。その後、ろう材除去用の薬液を用いて、第１の金属板４０１及び第２の金属板４０２が除去された部分の第１のろう材層３１及び第２のろう材層３２を除去する。
絶縁基材２は、長辺方向の長さＬ１が１９０．５ｍｍ、短辺方向の長さＬ２が１３８．０ｍｍ、厚さＴ０が０．３２ｍｍである。第１の金属板４０１及び第２の金属板４０２は、矩形状の平板であり、長辺方向の長さＬ１１，Ｌ２１が１８８．４ｍｍ、短辺方向の長さＬ１２，Ｌ２２が１３３．６ｍｍ、厚さＴ１０，Ｔ２０が０．８ｍｍである。第１のろう材層３１及び第２のろう材層３２は、第１の金属板４０１及び第２の金属板４０２と同じ大きさで形成されている。
図６（ａ）には、第１のろう材層３１の厚みの第１乃至第９の測定箇所３１１～３１９を示し、図６（ｃ）には、第２のろう材層３２の厚みの第１乃至第９の測定箇所３２１～３２９を示している。第２のろう材層３２の第１の測定箇所３２１は、第１のろう材層３１の第１の測定箇所３１１の裏側にあたる。第２のろう材層３２の第２乃至第９の測定箇所３２２～３２９についても同様に、第１のろう材層３１の第２乃至第９の測定箇所３１２～３１９の裏側にあたる。図６（ａ）及び（ｃ）に示す矢印Ａ１，Ａ２は、第１のろう材層形成工程及び第２のろう材層形成工程においてスクリーン印刷を行う際のスキージユニット６２の往路の移動方向を示している。
また、図６（ａ）及び（ｃ）に示すように、第１の測定箇所３１１，３２１、第３の測定箇所３１３，３２３、第７の測定箇所３１７，３２７、及び第９の測定箇所３１９，３２９は、第１の金属板４０１及び第２の金属板４０２の角部にあたる。第５の測定箇所３１５，３２５は、第１の金属板４０１及び第２の金属板４０２の中央部にあたる。第２の測定箇所３１２，３２２及び第８の測定箇所３１８，３２８は、第１の金属板４０１及び第２の金属板４０２の長辺の中央部にあたる。第４の測定箇所３１４，３２４及び第６の測定箇所３１６，３２６は、第１の金属板４０１及び第２の金属板４０２の短辺の中央部にあたる。
表１は、第１のろう材層形成工程におけるスクリーン印刷の回数値と、第２のろう材層形成工程におけるスクリーン印刷の回数値とを一致させた場合の各測定箇所３１１～３１９における第１のろう材層３１の厚み、各測定箇所３２１～３２９における第２のろう材層３２の厚み、及びそれぞれの厚みの差（第１のろう材層３１の厚みから第２のろう材層３２の厚みを減算した値）を示す。表１に示すように、本実施例では、何れの測定箇所３１１～３１９，３２１～３２９においても、第１のろう材層３１の厚みと第２のろう材層３２の厚みとの差の絶対値が４．０μｍ以下である。また、第１のろう材層３１の厚さ及び第２のろう材層３２の厚さのうち、厚い方をＴａとし、薄い方をＴｂとしたとき、（Ｔａ－Ｔｂ）／Ｔａ≦０．２の関係式を満たしている。
Figure 0007243888000002
表２は、第１のろう材層形成工程におけるスクリーン印刷の回数値と、第２のろう材層形成工程におけるスクリーン印刷の回数値とを一致させなかった場合の比較例に係る各測定箇所３１１～３１９における第１のろう材層３１の厚み、各測定箇所３２１～３２９における第２のろう材層３２の厚み、及びそれぞれの厚みの差を示す。この比較例では、測定箇所３１１～３１９の一部において、第１のろう材層３１の厚みと第２のろう材層３２の厚みとの差の絶対値が４．０μｍを超えている。また、測定箇所３１１～３１９の一部では、（Ｔａ－Ｔｂ）／Ｔａの値が０．２よりも大きい。
Figure 0007243888000003
この比較例では、実施例よりも絶縁基材２の反りが大きく、絶縁基材２の各辺に沿った方向の１００ｍｍあたりの反り量が０．０３ｍｍよりも大きかった。すなわち、第１のろう材層形成工程におけるスクリーン印刷の回数値と、第２のろう材層形成工程におけるスクリーン印刷の回数値とを一致させることにより、第１のろう材層３１の厚みと第２のろう材層３２の厚みとの差を小さくすることができ、絶縁基材２の各辺に沿った方向の１００ｍｍあたりの反り量を０．０３ｍｍ以下にできることが確認された。
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、第１のろう材層３１の厚さと第２のろう材層３２の厚さとの差を４．０μｍ以下とすることにより、セラミックス基板１の反りを抑制することが可能となる。また、第１のろう材層形成工程におけるスクリーン印刷の回数値と、第２のろう材層形成工程におけるスクリーン印刷の回数値とを一致させることにより、工程を追加することなく、各測定箇所における第１のろう材層３１の厚さと第２のろう材層３２の厚さとの差を小さくすることができる。これにより、本実施の形態によれば、コストを抑制しながらも、反りを抑制することが可能となる。
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
［１］平板状のセラミックスからなる絶縁基材（２）と、前記絶縁基材（２）の第１の主面（２ａ）に設けられた第１のろう材層（３１）と、前記絶縁基材（２）の第２の主面（２ｂ）に設けられた第２のろう材層（３２）と、前記第１のろう材層（３１）を介して前記絶縁基材（２）の前記第１の主面（２ａ）側に固定された金属からなる第１の金属層（４１）と、前記第２のろう材層（３２）を介して前記絶縁基材（２）の前記第２の主面（２ｂ）側に固定された金属からなる第２の金属層（４２）とを備え、任意の箇所における前記第１のろう材層（３１）の厚さと前記第２のろう材層（３２）の厚さとの差が、４．０μｍ以下である、セラミックス基板（１）。
［２］任意の箇所における前記第１のろう材層（３１）の厚さ及び前記第２のろう材層（３２）の厚さのうち、厚い方をＴａとし、薄い方をＴｂとしたとき、（Ｔａ－Ｔｂ）／Ｔａ≦０．２の関係式を満たす、上記［１］に記載のセラミックス基板（１）。
［３］前記第１の金属層（４１）及び前記第２の金属層（４２）は、一方が電気回路部品
（５１～５３）が搭載される回路板であり、他方が熱を放熱する放熱板であり、前記第１の金属層（４１）の厚さと前記第２の金属層（４２）の厚さとの差が０．０２ｍｍ以下である、上記［１］又は［２］に記載のセラミックス基板（１）。
［４］前記絶縁基材（２）が矩形状であり、前記絶縁基材（２）の各辺に沿った方向の１００ｍｍあたりの前記絶縁基材（２）の反り量が０．０３ｍｍ以下である、上記［１］乃至［３］の何れか一つに記載のセラミックス基板（１）。
［５］上記［１］乃至［４］の何れか一つに記載のセラミックス基板（１）を複数個連続して製造するセラミックス基板の製造方法であって、前記複数個の前記絶縁基材（２）の前記第１の主面（２ａ）にろう材（３０）を塗布して前記第１のろう材層（３１）を形成する第１のろう材層形成工程と、前記複数個の前記絶縁基材（２）の前記第２の主面（２ｂ）にろう材（３０）を塗布して前記第２のろう材層（３２）を形成する第２のろう材層形成工程と、前記第１のろう材層（３１）及び前記第２のろう材層（３２）にそれぞれ金属板（４０１，４０２）を重ねてろう付けし、前記第１の金属層（４１）及び前記第２の金属層（４２）を形成する金属層形成工程と、を備え、前記第１のろう材層形成工程及び前記第２のろう材層形成工程では、スクリーン（７）上に前記ろう材（３０）を複数回にわたって補給しながら前記ろう材（３０）をスキージによって前記絶縁基材（２）側に押し出すスクリーン印刷によって前記ろう材（３０）を塗布し、前記ろう材（３０）を補給した後、次に前記ろう材（３０）を補給するまでの間に、複数の前記絶縁基材（２）に対して前記ろう材（３０）を塗布し、前記絶縁基材（２）のぞれぞれについて、前記第１のろう材層形成工程において前記ろう材（３０）を補給した後の何回目のスクリーン印刷であるかを示す回数値と、前記第２のろう材層形成工程において前記ろう材（３０）を補給した後の何回目のスクリーン印刷であるかを示す回数値とを一致させる、セラミックス基板の製造方法。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、セラミックス基板１が集合基板であり、複数のセラミックス分割基板１１～１４に分割される場合について説明したが、これに限らず、集合基板ではないセラミックス基板に本発明を適用することも可能である。
１…セラミックス基板 ２…絶縁基材
２ａ…第１の主面 ２ｂ…第２の主面
３０…ろう材 ３１…第１のろう材層
３２…第２のろう材層 ４０１…第１の金属板
４０２…第２の金属板 ４１…第１の金属層
４２…第２の金属層 ６２１…第１のスキージ
６２２…第２のスキージ ７…スクリーン

Claims (6)

  1. 平板状のセラミックスからなる絶縁基材と、前記絶縁基材の第１の主面に設けられた第１のろう材層と、前記絶縁基材の第２の主面に設けられた第２のろう材層と、前記第１のろう材層を介して前記絶縁基材の前記第１の主面側に固定された金属からなる第１の金属層と、前記第２のろう材層を介して前記絶縁基材の前記第２の主面側に固定された金属からなる第２の金属層とを備え、
    任意の箇所における前記第１のろう材層の厚さと、前記任意の箇所の裏側にあたる箇所の前記第２のろう材層の厚さとの差が、４．０μｍ以下である、
    セラミックス基板。
  2. 任意の箇所における前記第１のろう材層の厚さ及び前記第２のろう材層の厚さのうち、厚い方をＴａとし、薄い方をＴｂとしたとき、（Ｔａ－Ｔｂ）／Ｔａ≦０．２の関係式を満たす、
    請求項１に記載のセラミックス基板。
  3. 前記第１の金属層及び前記第２の金属層は、一方が電気回路部品が搭載される回路板であり、他方が放熱板であり、
    前記第１の金属層の厚さと前記第２の金属層の厚さとの差が０．０２ｍｍ以下である、
    請求項１又は２に記載のセラミックス基板。
  4. 前記絶縁基材が矩形状であり、前記絶縁基材の各辺に沿った方向の１００ｍｍあたりの前記絶縁基材の反り量が０．０３ｍｍ以下である、
    請求項１乃至３の何れか１項に記載のセラミックス基板。
  5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のセラミックス基板を複数に分割して形成された、セラミックス分割基板。
  6. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のセラミックス基板を複数個連続して製造する、セラミックス基板の製造方法であって、
    前記複数個の前記絶縁基材の前記第１の主面にろう材を塗布して前記第１のろう材層を形成する第１のろう材層形成工程と、
    前記複数個の前記絶縁基材の前記第２の主面にろう材を塗布して前記第２のろう材層を形成する第２のろう材層形成工程と、
    前記第１のろう材層及び前記第２のろう材層にそれぞれ金属板を重ねてろう付けし、前記第１の金属層及び前記第２の金属層を形成する金属層形成工程と、を備え、
    前記第１のろう材層形成工程及び前記第２のろう材層形成工程では、スクリーン上に前記ろう材を複数回にわたって補給しながら前記ろう材をスキージによって前記絶縁基材側に押し出すスクリーン印刷によって前記ろう材を塗布し、前記ろう材を補給した後、次に前記ろう材を補給するまでの間に、複数の前記絶縁基材に対して前記ろう材を塗布し、前記絶縁基材のぞれぞれについて、前記第１のろう材層形成工程において前記ろう材を補給した後の何回目のスクリーン印刷であるかを示す回数値と、前記第２のろう材層形成工程において前記ろう材を補給した後の何回目のスクリーン印刷であるかを示す回数値とを一致させる、
    セラミックス基板の製造方法。
JP2022054654A 2022-03-29 2022-03-29 セラミックス基板、セラミックス分割基板、及びセラミックス基板の製造方法 Active JP7243888B1 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022054654A JP7243888B1 (ja) 2022-03-29 2022-03-29 セラミックス基板、セラミックス分割基板、及びセラミックス基板の製造方法
JP2023033365A JP2023147216A (ja) 2022-03-29 2023-03-06 セラミックス基板
US18/126,824 US20230354514A1 (en) 2022-03-29 2023-03-27 Ceramic substrate, ceramic divided substrate, and method for manufacturing ceramic substrate
EP23164450.1A EP4253348A1 (en) 2022-03-29 2023-03-27 Ceramic substrate, ceramic divided substrate, and method for manufacturing ceramic substrate
CN202310316525.5A CN116896818A (zh) 2022-03-29 2023-03-28 陶瓷基板、陶瓷分割基板及陶瓷基板的制造方法
KR1020230040250A KR20230140424A (ko) 2022-03-29 2023-03-28 세라믹스 기판, 세라믹스 분할 기판 및 세라믹스 기판의 제조 방법
JP2024044789A JP2024071465A (ja) 2022-03-29 2024-03-21 セラミックス基板
JP2024044790A JP2024071466A (ja) 2022-03-29 2024-03-21 セラミックス基板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022054654A JP7243888B1 (ja) 2022-03-29 2022-03-29 セラミックス基板、セラミックス分割基板、及びセラミックス基板の製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023033365A Division JP2023147216A (ja) 2022-03-29 2023-03-06 セラミックス基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7243888B1 true JP7243888B1 (ja) 2023-03-22
JP2023147093A JP2023147093A (ja) 2023-10-12

Family

ID=85684978

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022054654A Active JP7243888B1 (ja) 2022-03-29 2022-03-29 セラミックス基板、セラミックス分割基板、及びセラミックス基板の製造方法
JP2023033365A Pending JP2023147216A (ja) 2022-03-29 2023-03-06 セラミックス基板
JP2024044789A Pending JP2024071465A (ja) 2022-03-29 2024-03-21 セラミックス基板
JP2024044790A Pending JP2024071466A (ja) 2022-03-29 2024-03-21 セラミックス基板

Family Applications After (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023033365A Pending JP2023147216A (ja) 2022-03-29 2023-03-06 セラミックス基板
JP2024044789A Pending JP2024071465A (ja) 2022-03-29 2024-03-21 セラミックス基板
JP2024044790A Pending JP2024071466A (ja) 2022-03-29 2024-03-21 セラミックス基板

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230354514A1 (ja)
EP (1) EP4253348A1 (ja)
JP (4) JP7243888B1 (ja)
KR (1) KR20230140424A (ja)
CN (1) CN116896818A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000119071A (ja) 1998-10-14 2000-04-25 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置用セラミックス基板
JP4170089B2 (ja) 2002-12-26 2008-10-22 日信工業株式会社 電気式ディスクブレーキ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04170089A (ja) * 1990-11-02 1992-06-17 Kawasaki Steel Corp セラミックス回路基板
JPH0786703A (ja) * 1993-09-10 1995-03-31 Toshiba Corp セラミックス回路基板
JP2698780B2 (ja) * 1995-03-20 1998-01-19 株式会社東芝 窒化けい素回路基板
JP3922538B2 (ja) 2002-04-18 2007-05-30 日立金属株式会社 セラミックス回路基板の製造方法
JP4910113B2 (ja) * 2005-09-20 2012-04-04 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 金属−セラミックス接合基板の製造方法
JP5045613B2 (ja) * 2008-08-25 2012-10-10 三菱マテリアル株式会社 パワーモジュール用基板及びその製造方法
JP6182903B2 (ja) * 2012-02-28 2017-08-23 日立金属株式会社 セラミック回路基板の製造方法
JP6829204B2 (ja) * 2015-09-28 2021-02-10 株式会社東芝 窒化珪素回路基板およびそれを用いた半導体モジュール
JP2021159926A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 ろう材およびその製造方法並びに金属−セラミックス接合基板の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000119071A (ja) 1998-10-14 2000-04-25 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置用セラミックス基板
JP4170089B2 (ja) 2002-12-26 2008-10-22 日信工業株式会社 電気式ディスクブレーキ

Also Published As

Publication number Publication date
US20230354514A1 (en) 2023-11-02
JP2024071466A (ja) 2024-05-24
CN116896818A (zh) 2023-10-17
EP4253348A1 (en) 2023-10-04
JP2023147093A (ja) 2023-10-12
JP2023147216A (ja) 2023-10-12
KR20230140424A (ko) 2023-10-06
JP2024071465A (ja) 2024-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120298408A1 (en) Substrate for power module and power module
JP6137267B2 (ja) ヒートシンク付きパワーモジュール用基板及びパワーモジュール
US9414512B2 (en) Substrate for power module, substrate with heat sink for power module, power module, method for producing substrate for power module, and method for producing substrate with heat sink for power module
KR101675727B1 (ko) 금속접합 세라믹기판
JP7243888B1 (ja) セラミックス基板、セラミックス分割基板、及びセラミックス基板の製造方法
JP2018137396A (ja) パワーモジュール用基板の製造方法
JP2014527304A (ja) 金属クラッド回路基板
JP2011071260A (ja) 積層材およびその製造方法、絶縁積層材およびその製造方法
EP4059911B1 (en) Ceramic substrate, composite substrate, circuit board, method for producing ceramic substrate, method for producing composite substrate, method for producing circuit board, and method for producing plurality of circuit boards
JP7255737B1 (ja) セラミックス基板及びセラミックス分割基板
EP3771301A1 (en) Insulated circuit board and method for producing insulated circuit board
JP3886707B2 (ja) セラミックス基板の製造方法
US20230343671A1 (en) Ceramic substrate and ceramic divided substrate
KR101900547B1 (ko) 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법
CN116896812A (zh) 陶瓷基板及陶瓷分割基板
EP4059912A1 (en) Ceramic substrate, composite substrate, circuit board, method for producing ceramic substrate, method for producing composite substrate, method for producing circuit board, and method for producing plurality of circuit boards
KR20180022423A (ko) 방열 기판 및 이의 제조 방법
WO2024095812A1 (ja) 回路基板及び電子モジュール
JP2007095866A (ja) セラミック基板の製造方法
JP7311071B1 (ja) 積層板の製造方法
JP2012164709A (ja) パワーモジュール用基板の製造方法及びパワーモジュール用基板
JP4918663B2 (ja) 回路基板の製造方法
JP7054738B2 (ja) 断熱構造の製造方法
JP2006310347A (ja) 積層基板の製造方法
JP2001230350A (ja) 放熱用金属板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221007

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20221007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7243888

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150