JPH09181423A - Ceramic circuit board - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove an unnecessary solder material existing between circuit patterns, by using a chemical made of fluoric acid alone, a mixed solution containing fluoric acid and at least one inorganic acid selected from nitric acid, sulfuric acid and hydrochloric acid, aqua regia, or a sodium hydroxide solution, and/or a potassium hydroxide solution. SOLUTION: Solder materials 2, 3 are arranged on a ceramic board 1, and non-segmented metal plates 4, 5 are arranged on both sides of the board. Metal circuit patterns 9 are formed using an etching resist 7. In this case, an unnecessary solder material 11 is generated between the patterns 9. Thus, by performing chemical treatment for 5-20 minutes in the case of an Ag-Cu-Zr solder material, 10-30 minutes in the case of an Ag-Cu-Zr-TiH2 solder material, and 10-30 minutes in the case of an Ag-Cu-Zr-TiH2 -AlN solder material, using a chemical of 80 deg.C containing 10% of fluoric acid, the unnecessary solder material may be removed. In this process, the treatment may be made more effective by applying ultrasonic waves.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス基板
に金属回路を形成してなるセラミックス回路基板に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramics circuit board formed by forming a metal circuit on a ceramics board.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、ロボット・モーター等の産業機器
の高性能化に伴い、大電力・高能率インバーターなど大
電力モジュールの変遷が進んであり、半導体素子から発
生する熱も増加の一途をたどっている。この熱を効率よ
く放散するため、大電力モジュール基板では従来よりさ
まざまな方法がとられてきた。とくに最近、良好な熱伝
導性を有するセラミックス基板の出現により、基板上に
金属板を接合し回路を形成後、そのまま金属板上に半導
体素子を搭載する構造も採用されつつある。2. Description of the Related Art In recent years, with the high performance of industrial equipment such as robots and motors, the transition of high power modules such as high power and high efficiency inverters has progressed, and the heat generated from semiconductor elements has also increased steadily. ing. In order to efficiently dissipate this heat, various methods have been used for high power module substrates. In particular, recently, with the advent of ceramic substrates having good thermal conductivity, a structure in which a metal plate is bonded to a substrate to form a circuit, and then a semiconductor element is mounted on the metal plate as it is being adopted.

【０００３】従来より、金属とセラミックスを接合する
方法には様々なものがあるが、とくに回路基板の製造と
いう点からはＭｏ−Ｍｎ法、活性金属ろう付け法、硫化
銅法、ＤＢＣ法、銅メタライズ法があげられる。これら
の中で、大電力モジュール基板の製造では、現在、金属
として銅を用い、セラミックスとの接合方法として活性
金属ろう付け法又はＤＢＣ法を用いることが主流となっ
ており、さらに高熱伝導性を有する窒化アルミニウムを
セラミックス基板として使用することが普及しつつあ
る。Conventionally, there are various methods for joining metal and ceramics. From the viewpoint of manufacturing a circuit board, the Mo--Mn method, the active metal brazing method, the copper sulfide method, the DBC method, the copper method are used. The metallization method can be mentioned. Among these, in the manufacture of high-power module substrates, it is currently the mainstream to use copper as the metal and the active metal brazing method or the DBC method as the method for joining with ceramics, and to further improve high thermal conductivity. It is becoming popular to use the aluminum nitride that it has as a ceramic substrate.

【０００４】従来より、銅板と窒化アルミニウム基板を
接合する方法としては、銅板と窒化アルミニウム基板と
の間に活性金属成分を含むろう材（以下、しばしば単に
「ろう材」という）を介在させ、加熱処理して接合体と
する活性金属ろう付け法（例えば特開昭６０−１７７６
３４号公報）や、銅板と表面を酸化処理してなる窒化ア
ルミニウム基板とを銅の融点以下Ｃｕ−Ｏ系（またはＣ
ｕ−Ｃｕ₂Ｏ系）の共晶温度以上で加熱接合するＤＢＣ
法（例えば特開昭５６−１６３０９３号公報）などが知
られている。活性金属ろう付け法はＤＢＣ法に比べて、 （１）上記接合体を得るための処理温度が低いので、Ａ
ｌＮ−Ｃｕの熱膨張差によって生じる残留応力が小さ
い。 （２）銅板が延性金属であるので、ヒートショックやヒ
ートサイクルに対して耐久性が大である。などの利点を
有する反面、ＤＢＣ法で採用されているような全面に金
属板（例えば、銅板）を接合し、エッチングをして回路
形成をすることが難しく生産性が悪いという問題点があ
った。その理由は、活性金属ろう付け法による銅板と窒
化アルミニウム基板との接合機構とくにろう材と窒化ア
ルミニウム基板との結合形態に原因があった。すなわ
ち、活性金属ろう付け法では、加熱処理時にろう材中の
チタン（Ｔｉ）成分、ジルコニウム（Ｚｒ）成分、ハフ
ニウム（Ｈｆ）成分等の活性金属成分が窒化アルミニウ
ム基板側に偏析し基板と反応して活性金属の窒化物層を
生成することにより結合をはたしていた。しかしなが
ら、このようなろう材を窒化アルミニウム基板全面に塗
布し銅板と接触させた後熱処理をして接合体を得、その
後、エッチングにて銅回路を形成する方法では、通常の
塩化第２鉄溶液や塩化第２銅溶液等のエッチング溶液で
は、銅回路（金属回路）パターン間に生成した活性金属
の窒化物層を除去し難く、生産性が悪いという問題があ
った。そこで従来は、このろう材ペーストのセラミック
ス基板への全面塗布は行なわれていなかったものであ
る。なお、上記の活性金属の窒化物層は銅回路パターン
間の短絡の原因となるので除去しなければならなかった
ものである。Conventionally, as a method of joining a copper plate and an aluminum nitride substrate, a brazing material containing an active metal component (hereinafter, simply referred to as a "brazing material") is interposed between the copper plate and the aluminum nitride substrate and heated. Active metal brazing method for treating to form a joined body (for example, JP-A-60-1776).
No. 34) or a copper plate and an aluminum nitride substrate whose surface is subjected to an oxidation treatment, having a melting point of copper or less Cu—O system (or C).
u-Cu ₂ O system) DBC to be heated and bonded at a temperature higher than the eutectic temperature
The method (for example, JP-A-56-163093) is known. Compared with the DBC method, the active metal brazing method has the following advantages.
The residual stress caused by the difference in thermal expansion of 1N-Cu is small. (2) Since the copper plate is a ductile metal, it has high durability against heat shock and heat cycle. On the other hand, there is a problem in that it is difficult to form a circuit by bonding a metal plate (for example, a copper plate) to the entire surface as employed in the DBC method, and it is difficult to form a circuit, resulting in poor productivity. . The reason was caused by the joining mechanism between the copper plate and the aluminum nitride substrate by the active metal brazing method, particularly the bonding form between the brazing material and the aluminum nitride substrate. That is, in the active metal brazing method, active metal components such as titanium (Ti) component, zirconium (Zr) component and hafnium (Hf) component in the brazing filler metal segregate on the aluminum nitride substrate side during the heat treatment and react with the substrate. To form a nitride layer of the active metal. However, in the method of applying such a brazing material to the entire surface of the aluminum nitride substrate, bringing it into contact with a copper plate, then performing a heat treatment to obtain a joined body, and then forming a copper circuit by etching, a usual ferric chloride solution is used. With an etching solution such as or a cupric chloride solution, it is difficult to remove the active metal nitride layer formed between the copper circuit (metal circuit) patterns, and there is a problem that productivity is poor. Therefore, conventionally, the brazing paste has not been applied to the entire surface of the ceramic substrate. The active metal nitride layer must be removed because it causes a short circuit between the copper circuit patterns.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで、従来は、上記
ろう材ペーストを銅回路パターンに塗布した後、それと
同形の銅板を配置し加熱接合する方法が行なわれてきた
が、この方法では、銅回路パターン外にろう材成分のは
み出しが起こる。このはみ出しろう材が短絡の原因とな
ってしまうので、従来は、それをサンドブラスト等の物
理的手段により除去していたものであり、はなはだ生産
性に劣るものであった。Therefore, conventionally, a method of applying the above-mentioned brazing material paste to a copper circuit pattern and then disposing a copper plate having the same shape as the copper plate and heat-bonding the same has been carried out. The brazing filler metal component overflows outside the circuit pattern. Since the protruding brazing material causes a short circuit, conventionally, the protruding brazing material is removed by a physical means such as sandblasting, and the productivity is inferior.

【０００６】以上、銅板と窒化アルミニウム基板の接合
における問題点について説明したが、このような活性金
属ろう付け法においては、銅板以外の金属板例えばニッ
ケル板や銅合金板と、窒化アルミニウム基板以外のセラ
ミックス基板例えばアルミナ基板、窒化ケイ素基板、さ
らにはムライト基板との接合の場合でも上記と同様な問
題があった。例えば活性金属成分としてＴｉ成分を、セ
ラミックス基板としてアルミナ基板を用いた場合は、Ｔ
ｉ−Ａｌ系合金が金属回路パターン外に生成するので問
題であった。The problems in joining the copper plate and the aluminum nitride substrate have been described above. However, in such an active metal brazing method, a metal plate other than the copper plate, such as a nickel plate or a copper alloy plate, and an aluminum nitride substrate other than the copper plate are used. Even in the case of bonding with a ceramics substrate such as an alumina substrate, a silicon nitride substrate, or a mullite substrate, the same problem as described above occurred. For example, when a Ti component is used as the active metal component and an alumina substrate is used as the ceramic substrate, T
This is a problem because the i-Al alloy is generated outside the metal circuit pattern.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、以上の問
題点を解決するために種々検討した結果、ろう材を介し
て金属回路パターンをセラミックス基板上に形成させた
後、金属回路パターン外のはみ出しろう材や金属回路パ
ターン間に存在するろう材等の不要ろう材を薬液で処理
すれば、ＤＢＣ法で採用されているような生産性向上
法、すなわちセラミックス基板全面に金属板を接合した
後エッチングを行ってセラミックス回路基板を製造する
方法を、上記した長所を有する活性金属ろう付け法によ
って達成できることを見出し、本発明を完成させたもの
である。As a result of various studies to solve the above problems, the inventors of the present invention have found that after forming a metal circuit pattern on a ceramic substrate through a brazing material, the metal circuit pattern is formed. By treating unnecessary brazing filler metal such as the protruding brazing filler metal and the brazing filler metal existing between the metal circuit patterns with a chemical solution, a productivity improving method adopted in the DBC method, that is, a metal plate is bonded to the entire surface of the ceramic substrate. The inventors have completed the present invention by finding that the method of manufacturing a ceramics circuit board by etching after the above can be achieved by the active metal brazing method having the above-mentioned advantages.

【０００８】さらに、本発明者等は、金属回路パターン
外にはみ出した不要ろう材を薬液で容易に除去できる結
果、ろう材ペーストを金属回路パターンと同形に塗布
（印刷）した後そのパターンを覆うのに十分な広さの金
属板を接合後エッチングして金属回路パターンを形成す
る従来の方法や、後述するプッシュバック金属板をセラ
ミックス基板に接合後プッシュバック金属板の不要金属
部分を引き離して金属回路パターンを形成する方法にお
いても、著しく生産性が向上することを併せて見出し、
本発明を完成させたものである。Further, the inventors of the present invention can easily remove the unnecessary brazing material protruding to the outside of the metal circuit pattern with a chemical solution. As a result, after applying (printing) the brazing material paste in the same shape as the metal circuit pattern, the pattern is covered. The conventional method of forming a metal circuit pattern by joining a metal plate with a sufficient width for etching, or by joining a pushback metal plate, which will be described later, to a ceramics substrate and pulling away unnecessary metal parts of the pushback metal plate to separate the metal. We also found that productivity is significantly improved in the method of forming circuit patterns,
The present invention has been completed.

【０００９】すなわち、本発明は、ろう材を介してセラ
ミックス基板上に金属回路パターンを形成させた後、不
要ろう材を薬液処理によって除去して得られたものであ
り、その薬液が（ａ）フッ酸単独、（ｂ）硝酸、硫酸、
及び塩酸から選ばれた少なくとも一種の無機酸とフッ酸
との混酸、（ｃ）王水、又は（ｄ）水酸化ナトリウム溶
液及び／又は水酸化カリウム溶液であることを特徴とす
るセラミックス回路基板を要旨とするものである。That is, the present invention is obtained by forming a metal circuit pattern on a ceramic substrate through a brazing material and then removing unnecessary brazing material by a chemical treatment, the chemical being (a). Hydrofluoric acid alone, (b) nitric acid, sulfuric acid,
And a mixed acid of at least one inorganic acid selected from hydrochloric acid and hydrofluoric acid, (c) aqua regia, or (d) sodium hydroxide solution and / or potassium hydroxide solution. It is a summary.

【００１０】以下、さらに詳しく本発明を説明する。The present invention will be described in more detail below.

【００１１】本発明の最大の特徴は、セラミックス基板
上に金属回路パターンを形成させた後に不要ろう材を薬
液処理で除去し、金属回路を備えたセラミックス回路基
板を形成したことにある。従って、本発明は、ろう材を
セラミックス基板に全面配置をしても金属回路を形成で
きるという点で従来にないすぐれた方法である。従来、
例えばペースト状ろう材をセラミックス基板の全面に塗
布することができなかった理由は、金属板とセラミック
ス基板の接合において、セラミックスとろう材との反応
生成物に原因があったことは上記したとおりである。The greatest feature of the present invention is that after forming a metal circuit pattern on the ceramic substrate, unnecessary brazing material is removed by chemical treatment to form a ceramic circuit substrate having a metal circuit. Therefore, the present invention is an unprecedented method in that a metal circuit can be formed even when the brazing material is entirely disposed on the ceramic substrate. Conventionally,
For example, the reason why the paste-like brazing material could not be applied to the entire surface of the ceramic substrate was that the reaction product of the ceramic and the brazing material in the joining of the metal plate and the ceramic substrate was the cause as described above. is there.

【００１２】（本発明で使用されるセラミックス基板の
説明）本発明で使用されるセラミックス基板の材質は、
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ
₃Ｎ₄）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、ムライト等か
ら選ばれた少なくとも一種又は二種以上を主成分とする
ものである。(Description of Ceramic Substrate Used in the Present Invention) The material of the ceramic substrate used in the present invention is
Aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si
₃ N ₄ ), aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), mullite, or the like as a main component.

【００１３】窒化アルミニウム基板としては、公知の方
法で製造されたものが不都合なく使用でき、その一例を
示せば、焼結助剤を添加せずにホットプレス法により焼
結したもの、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化サ
マリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等のＩＩ
Ｉ_a金属酸化物、希土類元素酸化物、アルカリ土類金属
酸化物などの焼結助剤を窒化アルミニウム粉末に添加
し、成形後、常圧焼結したものなどである。As the aluminum nitride substrate, a substrate manufactured by a known method can be used without any inconvenience. As an example, an aluminum nitride substrate sintered by hot pressing without adding a sintering aid, yttrium oxide, II such as cerium oxide, samarium oxide, calcium oxide and magnesium oxide
For example, a sintering aid such as _Ia metal oxide, rare earth element oxide, or alkaline earth metal oxide is added to aluminum nitride powder, and the mixture is molded and then pressure-sintered.

【００１４】窒化ケイ素基板としては、公知の方法で製
造されたものが不都合なく使用でき、その一例を示せ
ば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｙ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｚｒ等
の酸化物および窒化物から選ばれた少なくとも一種の焼
結助剤を窒化ケイ素粉末に添加し、成形後、ホットプレ
ス又は常圧焼結したものである。As the silicon nitride substrate, those manufactured by a known method can be used without any inconvenience. As an example thereof, oxides and nitrides of Mg, Al, Y, Sc, La, Ce, Be, Zr, etc. can be used. At least one sintering aid selected from the above is added to silicon nitride powder, and after molding, hot pressing or normal pressure sintering is performed.

【００１５】酸化アルミニウム基板としては、Ａｌ₂Ｏ₃
含有量９０〜９９．５重量％のものが好適であり、それ
を製造するには、酸化アルミニウム粉末に副成分として
ＳｉＯ₂、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、粘土、滑石、長石
等を添加・混合し、成形後、ホットプレス又は常圧焼結
する。As the aluminum oxide substrate, Al ₂ O _{3 is used.}
A content of 90 to 99.5% by weight is preferable, and in order to produce it, SiO ₂ , CaO, MgO, BaO, clay, talc, feldspar, etc. are added and mixed as an auxiliary component to aluminum oxide powder. After forming, hot pressing or normal pressure sintering is performed.

【００１６】ムライト基板としては、公知の方法で製造
されたものが不都合なく使用することができ、その一例
を示せば、アルミナ、粘土、滑石、長石等を添加・混合
して得られた成形体を焼成する。As the mullite substrate, those manufactured by a known method can be used without any inconvenience. As an example, a molded product obtained by adding and mixing alumina, clay, talc, feldspar, etc. To bake.

【００１７】（本発明で使用されるろう材の説明）本発
明で使用されるろう材の金属成分は、Ｔｉ成分、Ｚｒ成
分、Ｈｆ成分等の活性金属成分の一種又は二種以上と銅
（Ｃｕ）成分、ニッケル（Ｎｉ）成分等の活性金属成分
以外の金属成分の一種又は二種以上である。ろう材の低
融点化のために銀（Ａｇ）成分をさらに存在させること
もできる。(Explanation of the brazing material used in the present invention) The metal component of the brazing material used in the present invention is one or more active metal components such as Ti component, Zr component, Hf component and copper ( One or more metal components other than active metal components such as Cu) component and nickel (Ni) component. A silver (Ag) component may be further present in order to lower the melting point of the brazing material.

【００１８】本発明において活性金属成分以外の金属成
分として最も好適なＡｇ成分とＣｕ成分を併用した場
合、Ａｇ成分６０〜８５重量％でＣｕ成分４０〜１５重
量％の組成が望ましく、特に熱処理温度の低下と接合強
度の増大の点からＡｇ成分７２重量％でＣｕ成分２８重
量％のいわゆる共晶組成又はその付近の組成が最適であ
る。In the present invention, when an Ag component and a Cu component, which are the most suitable metal components other than the active metal component, are used in combination, a composition of 60 to 85% by weight of Ag component and 40 to 15% by weight of Cu component is preferable, and particularly the heat treatment temperature. From the viewpoints of decrease in contact strength and increase in bonding strength, a so-called eutectic composition of Ag component 72 wt% and Cu component 28 wt% or a composition in the vicinity thereof is optimal.

【００１９】本発明で使用されるろう材の形態は、ペー
スト又は箔である。The form of the brazing material used in the present invention is paste or foil.

【００２０】まず、ペーストについて説明すると、ペー
ストは上記金属成分と有機溶剤とで構成されており、取
扱性の点からさらに有機結合剤を含ませることもでき
る。金属成分は、金属粉末、合金粉末及び化合物の中か
ら適切な形態で供給される。金属成分の具体的な組み合
わせを例示すれば次のとおりである。すなわち、Ａｇ−
Ｃｕ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｒ、Ａｇ−Ｃｕ−Ｈｆ、Ａ
ｇ−Ｃｕ−ＴｉＨ₂、Ｃｕ−Ｔｉ、Ｃｕ−Ｚｒ、Ｎｉ−
Ｔｉ、Ｎｉ−Ｚｒ、Ｎｉ−ＺｒＨ₂、Ｎｉ−ＴｉＨ₂、Ｃ
ｕ−ＴｉＨ₂、Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｃｕ−
Ｚｒ−ＴｉＨ₂などである。ただし、活性金属成分の化
合物の場合には、接合温度までに分解してＴｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ等の活性金属の単体を遊離するものでなければなら
ない。First, the paste will be described. The paste is composed of the above metal components and an organic solvent, and may further contain an organic binder from the viewpoint of handleability. The metal component is supplied in an appropriate form from a metal powder, an alloy powder and a compound. The following is a specific combination of metal components. That is, Ag-
Cu-Ti, Ag-Cu-Zr, Ag-Cu-Hf, A
_{g-Cu-TiH 2, Cu} -Ti, Cu-Zr, Ni-
Ti, Ni-Zr, Ni- ZrH 2, Ni-TiH 2, C
_{u-TiH 2, Ag-Cu} -Zr-Ti, Ag-Cu-
Zr—TiH ₂ and the like. However, in the case of a compound of an active metal component, it decomposes up to the bonding temperature and Ti, Zr,
It must liberate a simple substance of an active metal such as Hf.

【００２１】本発明で使用するペーストには、上記金属
成分と共に副成分として、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ
₂Ｏ₃、窒化ホウ素（ＢＮ）から選ばれた一種又は二種以
上のセラミックス粉末を含有させることもできる。セラ
ミックス粉末を含有させることによって、ペーストを金
属回路パターンに塗布した際に生じやすい不要ろう材の
発生が起こりにくくなる。この理由については、セラミ
ックス粉末が過剰の活性金属成分を消費させてセラミッ
クス基板との過剰な濡れを抑えるため、金属回路パター
ン外での不要ろう材（反応生成物層）の生成を防ぎやす
くできたためと本発明者らは考えている。The paste used in the present invention contains AlN, Si ₃ N ₄ and Al as auxiliary components together with the above metal components.
It is also possible to contain one or more ceramic powders selected from ₂ O ₃ and boron nitride (BN). By including the ceramic powder, the generation of unnecessary brazing material, which tends to occur when the paste is applied to the metal circuit pattern, is less likely to occur. The reason for this is that ceramic powder consumes excessive active metal components and suppresses excessive wetting with the ceramic substrate, which makes it easier to prevent the generation of unnecessary brazing material (reaction product layer) outside the metal circuit pattern. The present inventors believe.

【００２２】セラミックス粉末の粒度としては、塗布し
たペーストの厚さが、通常、１０〜４０μｍであること
を考慮すれば、最大径が５０μｍを越えるとよくないの
で、好ましくは３０μｍ以下特に２０μｍ以下である。
また、その平均粒径についても、あまり大きいとセラミ
ックス粉末の添加量が増えて接合状態に悪影響を与える
ので１５μｍを越えるものは望ましくなく、好ましくは
１０μｍ以下特に５μｍ以下である。As for the particle size of the ceramic powder, considering that the thickness of the applied paste is usually 10 to 40 μm, it is not preferable that the maximum diameter exceeds 50 μm. Therefore, the particle size is preferably 30 μm or less, particularly 20 μm or less. is there.
Also, as for the average particle size, if it is too large, the amount of the ceramic powder added increases and the bonding state is adversely affected. Therefore, it is not desirable that the average particle size exceeds 15 μm, preferably 10 μm or less, particularly 5 μm or less.

【００２３】以上の金属成分と必要に応じてのセラミッ
クス粉末とを用いてろう材ペーストを調整するには、有
機溶剤又は有機溶剤と有機結合剤と共に混合機例えばロ
ール、ニーダ、バンバリミキサー、万能混合機、らいか
い機等を用いて混合する。その際の有機溶剤としては、
メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、テレピネオー
ル、イソホロン、トルエン等、また、有機結合剤として
は、エチルセルロース、メチルセルロース、ポリメチル
メタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリイソブチルメタア
クリレート（ＰＩＢＭＡ）等が使用される。In order to prepare a brazing paste by using the above metal components and, if necessary, ceramic powder, an organic solvent or an organic solvent and an organic binder are mixed with a mixer such as a roll, a kneader, a Banbury mixer, a universal mixer. Mix using a machine, raikai machine, etc. As the organic solvent at that time,
Methyl cellosolve, ethyl cellosolve, terpineol, isophorone, toluene and the like, and as the organic binder, ethyl cellulose, methyl cellulose, polymethylmethacrylate (PMMA), polyisobutylmethacrylate (PIBMA) and the like are used.

【００２４】ろう材ペースト成分の量的割合について
は、活性金属成分以外の金属成分１００重量部に対し活
性金属成分３〜４０重量部、セラミックス粉末０〜１０
重量部好ましくは活性金属成分の使用量よりも５〜３５
重量部少ない量特に１０〜３０重量部少ない量の範囲内
にあって１〜９重量部特に２〜８重量部、有機溶剤１０
〜３０重量部、有機結合剤０〜５重量部である。ろう材
ペーストの粘度としては１，０００〜２０，０００ｃｐ
ｓが好ましい。Regarding the quantitative ratio of the brazing material paste component, the active metal component is 3 to 40 parts by weight, and the ceramic powder is 0 to 10 with respect to 100 parts by weight of the metal component other than the active metal component.
Parts by weight, preferably 5 to 35 than the amount of the active metal component used.
1 to 9 parts by weight, particularly 2 to 8 parts by weight, organic solvent 10
˜30 parts by weight and 0 to 5 parts by weight of organic binder. The viscosity of the brazing paste is 1,000 to 20,000 cp
s is preferred.

【００２５】次に、ろう材が箔である場合について説明
する。Next, the case where the brazing material is a foil will be described.

【００２６】ろう材の金属成分としては、上記ペースト
のところで説明をした活性金属箔と活性金属箔以外の金
属箔がそのまま使用され、また、その供給形態は、活性
金属成分と活性金属成分以外の金属成分を含む合金箔、
又は活性金属箔と活性金属箔以外の金属箔との積層体で
ある。As the metal component of the brazing material, the active metal foil described in the above paste and the metal foil other than the active metal foil are used as they are, and the supply form thereof is other than the active metal component and the active metal component. Alloy foil containing metal components,
Alternatively, it is a laminate of an active metal foil and a metal foil other than the active metal foil.

【００２７】合金箔を使用する場合の金属成分の具体的
な組み合わせは次のとおりである。すなわち、Ａｇ−Ｃ
ｕ−Ｔｉ、Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｒ、Ａｇ−Ｃｕ−Ｈｆ、Ｃｕ
−Ｔｉ、Ｃｕ−Ｚｒ、Ｎｉ−Ｔｉ、Ｎｉ−Ｚｒ、Ａｇ−
Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉなどである。これらのうち、Ａｇ−Ｃ
ｕ−Ｚｒ又はＡｇ−Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉが好ましい。Ａｇ
−Ｃｕ−Ｚｒ系合金では、Ｚｒ成分は、Ａｇ成分とＣｕ
成分との合計１００重量部に対し４〜３５重量部特に１
０〜３０重量部が好ましい。一方、Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｒ−
Ｔｉ系合金では、Ａｇ成分とＣｕ成分との合計１００重
量部に対し、Ｚｒ成分は２〜２５重量部特に３〜２０重
量部が好ましく、また、Ｔｉ成分は１〜２５重量部特に
２〜２０重量部が好ましい。Ｚｒ成分とＴｉ成分の合計
量は３５重量部以下にするのがよい。The specific combinations of the metal components when the alloy foil is used are as follows. That is, Ag-C
u-Ti, Ag-Cu-Zr, Ag-Cu-Hf, Cu
-Ti, Cu-Zr, Ni-Ti, Ni-Zr, Ag-
Cu-Zr-Ti and the like. Of these, Ag-C
u-Zr or Ag-Cu-Zr-Ti is preferred. Ag
In the -Cu-Zr alloy, the Zr component is Ag component and Cu.
4 to 35 parts by weight, especially 1 to 100 parts by weight in total
0 to 30 parts by weight is preferable. On the other hand, Ag-Cu-Zr-
In the Ti-based alloy, the Zr component is preferably 2 to 25 parts by weight, particularly 3 to 20 parts by weight, and the Ti component is 1 to 25 parts by weight, especially 2 to 20 parts, relative to the total of 100 parts by weight of the Ag component and the Cu component. Parts by weight are preferred. The total amount of Zr component and Ti component is preferably 35 parts by weight or less.

【００２８】積層体を使用する場合、活性金属箔と活性
金属箔以外の金属箔の積層順を具体的に示すと、セラミ
ックス基板側から、Ｚｒ箔、Ａｇ−Ｃｕ合金箔の順に積
層する例、Ｚｒ箔、Ｔｉ箔、Ａｇ−Ｃｕ合金箔の順に積
層する例、Ｔｉ箔、Ｚｒ箔、Ａｇ−Ｃｕ合金箔の順に積
層する例などをあげることができる。その際の各金属箔
の厚みは、それらが溶融し合金化した場合、上記した成
分比となるように調整される。活性金属箔としては、Ｔ
ｉ箔、Ｚｒ箔、Ｈｆ箔やそれらの合金箔が用いられ、ま
た、活性金属以外の金属箔としては、Ｃｕ箔、Ｎｉ箔や
それらの合金箔、さらにはそれらにさらにＡｇを含有し
た合金箔が使用される。When the laminated body is used, the order of laminating the active metal foil and the metal foil other than the active metal foil is specifically shown. An example of laminating the Zr foil and the Ag—Cu alloy foil in this order from the ceramic substrate side, Examples include stacking Zr foil, Ti foil, and Ag—Cu alloy foil in this order, and stacking Ti foil, Zr foil, and Ag—Cu alloy foil in this order. At that time, the thickness of each metal foil is adjusted so as to have the above-described component ratio when they are melted and alloyed. As an active metal foil, T
i foil, Zr foil, Hf foil and their alloy foils are used, and as the metal foil other than the active metal, Cu foil, Ni foil and their alloy foil, and further alloy foils containing Ag therein. Is used.

【００２９】（本発明で使用される金属板の説明）本発
明で使用される金属板の材質については特に制限はな
く、通常は、銅、ニッケル、銅合金、ニッケル合金が用
いられる。また、その厚みについても特に制限はなく、
通常、金属箔と言われている肉厚の薄いものでも使用可
能であり、０．１〜１．０ｍｍ好ましくは０．２〜０．
５ｍｍのものが用いられる。金属板の形状については以
下の三種類のものが使用される。(Description of Metal Plate Used in the Present Invention) The material of the metal plate used in the present invention is not particularly limited, and usually copper, nickel, copper alloy or nickel alloy is used. Also, there is no particular limitation on its thickness,
A thin metal foil, which is usually called a metal foil, can be used, and the thickness is 0.1 to 1.0 mm, preferably 0.2 to 0.
A 5 mm one is used. Regarding the shape of the metal plate, the following three types are used.

【００３０】例えば図１（ｂ）や図２（ｂ）に表れて
いるように、少なくとも金属回路パターン９を含み、そ
れよりも広い面積を有する金属板４、５（以下、この金
属板をベタ金属板という）For example, as shown in FIGS. 1 (b) and 2 (b), metal plates 4 and 5 including at least a metal circuit pattern 9 and having an area larger than that (hereinafter, this metal plate is solid). Called a metal plate)

【００３１】ベタ金属板を使用する場合、ペースト状又
は箔状のろう材は、少なくとも金属回路パターン９を含
み、それよりも広い面積にわたってセラミックス基板上
に配置する。従って、ろう材はセラミックス基板全面に
配置することもできるし、また金属回路パターン９と同
形に配置することもできる。When a solid metal plate is used, the paste-shaped or foil-shaped brazing material includes at least the metal circuit pattern 9 and is arranged on the ceramic substrate over a wider area than that. Therefore, the brazing material can be arranged on the entire surface of the ceramic substrate, or can be arranged in the same shape as the metal circuit pattern 9.

【００３２】例えば図３（ｂ）に表れているように、
金属回路部分１３ａと金属回路部分よりも薄い肉厚を有
する金属回路以外の部分１２ｂ、１３ｂとからなる金属
板１２、１３（以下、この金属板をハーフエッチ金属板
という）For example, as shown in FIG. 3 (b),
Metal plates 12, 13 composed of a metal circuit part 13a and parts 12b, 13b having a thickness smaller than that of the metal circuit part (hereinafter, this metal plate is referred to as a half-etched metal plate).

【００３３】金属回路以外の部分（薄肉部）１２ｂ、１
３ｂを形成するには化学エッチング法による溶解が望ま
しく、またろう材は金属回路パターン９と同形に配置す
ることが望ましい。Portions other than the metal circuit (thin portion) 12b, 1
In order to form 3b, melting by a chemical etching method is desirable, and the brazing material is preferably arranged in the same shape as the metal circuit pattern 9.

【００３４】ハーフエッチ金属板を使用する利点は次の
とおりである。 ｉ） 金属回路パターンをエッチングで形成させる場
合のエッチングレジストの塗布は、ロールコーター等の
簡便で生産性の高い方法を採用することができる。 ｉｉ） スクリーン印刷によりエッチングレジストをセ
ラミックス基板全面に塗布することができる。 ｉｉｉ） エッチングの際に、ハーフエッチ金属板の金
属回路以外の部分（薄肉部）にはエッチングレジスト塗
布膜がのらないため、金属回路部分と金属回路以外の部
分との切り離しが容易となる。 ｉｖ） 金属回路パターン外に生じた不要ろう材は、エ
ッチング後の薬液処理により容易に除去できる。The advantages of using a half-etched metal plate are as follows. i) A simple and highly productive method such as a roll coater can be applied to apply the etching resist when the metal circuit pattern is formed by etching. ii) An etching resist can be applied to the entire surface of the ceramic substrate by screen printing. iii) At the time of etching, since the etching resist coating film is not deposited on the portion (thin portion) other than the metal circuit of the half-etched metal plate, the metal circuit portion and the portion other than the metal circuit can be easily separated. iv) The unnecessary brazing material generated outside the metal circuit pattern can be easily removed by chemical treatment after etching.

【００３５】例えば図４（ｂ）に表れているように、
金属回路部分１５ａと金属回路以外の部分１４ｂ、１５
ｂとからなっており、機械的な力を加えることによって
両者を容易に切り離すことができる状態になっている金
属板１４、１５（以下、この金属板をプッシュバック金
属板という）For example, as shown in FIG. 4 (b),
Metal circuit part 15a and parts 14b, 15 other than the metal circuit
The metal plates 14 and 15 (hereinafter referred to as pushback metal plate) which are composed of b and are in a state in which they can be easily separated by applying a mechanical force.

【００３６】プッシュバック金属板は例えば次のように
して製造することができる。 ｉ） 金属回路部分を金属板からいったん抜き落としそ
の後もとの状態にはめ戻す。 ｉｉ） 金属回路部分が抜け落ちる直前まで溝を設け
る。 ｉｉｉ） 上記ｉｉ）において、溝の大部分を貫通させ
金属回路部分と金属回路以外の大部分を切り離してお
く。The pushback metal plate can be manufactured, for example, as follows. i) Pull out the metal circuit part from the metal plate and then put it back in its original state. ii) A groove is provided until just before the metal circuit portion comes off. iii) In the above-mentioned ii), most of the groove is penetrated and the metal circuit part and most of the part other than the metal circuit are separated.

【００３７】上記ｉ）〜ｉｉｉ）の方法において、金属
回路部分と金属回路以外の部分の厚みは同じであっても
よく、また異なっていてもよい。そして、金属回路部分
の形成法としては、金属回路パターンを備えたプレス金
型、セーパー、フライス等を用いてもよいし化学エッチ
ングによってもよい。In the above methods i) to iii), the metal circuit portion and the portion other than the metal circuit may have the same thickness or different thicknesses. As a method of forming the metal circuit portion, a press die, a saver, a milling cutter or the like having a metal circuit pattern may be used, or chemical etching may be used.

【００３８】プッシュバック金属板を使用するに際して
は、ろう材は金属回路パターンと同形に配置することが
望ましく、セラミックス基板にプッシュバック金属板を
接合させた後、金属回路以外の金属部分を引き離すこと
によって金属回路パターンを容易に形成させることがで
きる。金属回路パターン外に生じた不要ろう材は、薬液
処理して除去する。When the pushback metal plate is used, it is desirable that the brazing material is arranged in the same shape as the metal circuit pattern. After the pushback metal plate is bonded to the ceramic substrate, the metal part other than the metal circuit is separated. Thus, the metal circuit pattern can be easily formed. Unnecessary brazing material generated outside the metal circuit pattern is removed by chemical solution treatment.

【００３９】（本発明で使用されるエッチングレジスト
及びエッチング液の説明）セラミックス基板に金属板を
接合後、金属板にエッチングレジストを塗布しエッチン
グにより金属回路パターンを形成する。プッシュバック
金属板を用いたときにはこの操作は必要ではない。(Description of Etching Resist and Etching Solution Used in the Present Invention) After joining a metal plate to a ceramic substrate, an etching resist is applied to the metal plate and a metal circuit pattern is formed by etching. This is not necessary when using a pushback metal plate.

【００４０】本発明に用いられるエッチングレジストと
しては、紫外線硬化型や熱硬化型などがあげられる。ま
た、エッチング液としては、金属板が銅板又は銅合金板
であれば、塩化第２鉄溶液、塩化第２銅溶液、硫酸、過
酸化水素等の溶液が使用される。好ましくは、塩化第２
鉄溶液、塩化第２銅溶液である。一方、金属板がニッケ
ル又はニッケル合金の場合は、通常、塩化第２鉄溶液が
用いられる。Examples of the etching resist used in the present invention include ultraviolet curing type and thermosetting type. If the metal plate is a copper plate or a copper alloy plate, a solution of ferric chloride solution, cupric chloride solution, sulfuric acid, hydrogen peroxide, or the like is used as the etching solution. Preferably, the second chloride
An iron solution and a cupric chloride solution. On the other hand, when the metal plate is made of nickel or a nickel alloy, a ferric chloride solution is usually used.

【００４１】（本発明で使用される不要ろう材除去薬液
の説明）本発明でいう不要ろう材とは、金属回路パター
ン間に存在するろう材を意味する。このような不要ろう
材は、金属回路パターン間にもともと存在しているろう
材（これは例えばろう材をセラミックス基板の全面に配
置した場合に起こる）であるか、又は金属板の接合時に
金属回路パターン間にはみ出したろう材である。不要ろ
う材の成分は、使用時に調整されたろう材成分ばかりで
なく、ろう材の活性金属成分がセラミックスと反応して
生成した窒化物層や金属とセラミックスとが反応して生
成した合金層などである。(Description of Unnecessary Brazing Material Removing Chemical Solution Used in the Present Invention) The unnecessary brazing material in the present invention means a brazing material existing between metal circuit patterns. Such an unnecessary brazing material is a brazing material that originally exists between the metal circuit patterns (this occurs, for example, when the brazing material is arranged on the entire surface of the ceramic substrate), or the metal circuit is formed when the metal plates are joined. It is a brazing filler metal that protrudes between the patterns. The components of the unnecessary brazing filler metal are not only the brazing filler metal component adjusted at the time of use, but also the nitride layer generated by the reaction of the active metal component of the brazing filler metal with the ceramics and the alloy layer generated by the reaction of the metal and the ceramics. is there.

【００４２】本発明で使用される不要ろう材の除去薬液
は、（ａ）フッ酸単独、（ｂ）硝酸、硫酸、塩酸等の無
機酸とフッ酸との混酸、（ｃ）王水、又は（ｄ）水酸化
ナトリウム溶液、及び／又は水酸化カリウム溶液などで
あり、不要ろう材の成分に応じて適切なものが選択され
る。好ましくは、フッ酸単独、又はフッ酸と塩酸との混
酸である。濃度としては、フッ酸単独の場合は２〜５５
重量％、混酸の場合には、フッ酸が２〜４０重量％で塩
酸等の無機酸が１〜１５重量％であることが好ましい。The chemical liquid for removing unnecessary brazing filler metal used in the present invention is (a) hydrofluoric acid alone, (b) a mixed acid of an inorganic acid such as nitric acid, sulfuric acid or hydrochloric acid and hydrofluoric acid, (c) aqua regia, or (D) Sodium hydroxide solution and / or potassium hydroxide solution, etc., which are appropriately selected depending on the components of the unnecessary brazing material. Preferably, it is hydrofluoric acid alone or a mixed acid of hydrofluoric acid and hydrochloric acid. The concentration is 2 to 55 when hydrofluoric acid is used alone.
In the case of weight% and mixed acid, it is preferable that hydrofluoric acid is 2 to 40 weight% and inorganic acid such as hydrochloric acid is 1 to 15 weight%.

【００４３】不要ろう材を除去するには、これらの薬液
中に金属板とセラミックス基板との接合体を浸す方法や
シャワー等によって薬液を上記接合体に散布する方法な
どが採用される。この際、薬液は一種類を単独で用いて
もよく、また、数種類を交互に使用してもよい。さらに
は、薬液の温度を高めて使用することが望ましく、通
常、４０〜９５℃で行う。In order to remove the unnecessary brazing material, a method of immersing the bonded body of the metal plate and the ceramic substrate in these chemical solutions, a method of spraying the chemical solution on the bonded body by a shower or the like is adopted. At this time, one kind of the chemical solution may be used alone, or several kinds may be used alternately. Further, it is desirable to raise the temperature of the drug solution before use, and it is usually carried out at 40 to 95 ° C.

【００４４】最も好ましい方法は、薬液処理と同時に及
び／又は薬液処理後の水、溶剤、アルカリ脱脂液等を用
いた洗浄工程において、超音波を付与することであり、
この操作によって、不要ろう材の除去が短時間で可能と
なる。The most preferable method is to apply ultrasonic waves at the same time as the chemical treatment and / or in the cleaning step using water, a solvent, an alkaline degreasing liquid or the like after the chemical treatment,
By this operation, the unnecessary brazing material can be removed in a short time.

【００４５】（本発明で使用される好ましい材料等の組
み合わせ説明）本発明のセラミックス回路基板を例えば
パワー半導体モジュール用基板とする場合の好適な材料
等の組み合わせは以下のとおりである。 セラミックス基板 ： 窒化アルミニウム基板 金属板 ： 銅板 ろう材ペースト ： Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｒ系 Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｒ−ＴｉＨ２系 Ａｇ−Ｃｕ−ＴｉＨ２−ＡｌＮ系 不要ろう材除去法 ： 薬液としてフッ酸又は混酸を用い超音波振動を付 与(Explanation of Combination of Preferred Materials Used in the Present Invention) Suitable combinations of materials when the ceramic circuit board of the present invention is used as, for example, a substrate for a power semiconductor module are as follows. Ceramic substrate: Aluminum nitride substrate Metal plate: Copper plate Brazing material paste: Ag-Cu-Zr system Ag-Cu-Zr-TiH2 system Ag-Cu-TiH2-AlN system Unnecessary brazing material removal method: Using hydrofluoric acid or mixed acid as a chemical solution Add ultrasonic vibration

【００４６】本発明において、窒化アルミニウム基板が
特に望ましい理由は、優れた熱伝導性と熱膨張係数がシ
リコンのそれとほぼ同等であるということであり、ま
た、銅板が特に望ましいのは、電気伝導性に優れている
からである。In the present invention, the reason why the aluminum nitride substrate is particularly desirable is that it has excellent thermal conductivity and thermal expansion coefficient substantially equal to that of silicon, and that the copper plate is particularly desirable because it has electrical conductivity. Because it is superior to.

【００４７】さらに本発明において、上記した三種類の
ろう材ペーストが好適である理由は以下のとおりであ
る。Further, in the present invention, the reason why the above-mentioned three kinds of brazing pastes are suitable is as follows.

【００４８】Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｒ系 このろう材は、活性金属成分として、Ｔｉ成分特にＴｉ
Ｈ₂を使用した場合に比べて銅板と窒化アルミニウム基
板との接合強度は若干劣るが、実用強度は十分に満たし
ている。上記した薬液による不要ろう材の除去性が格段
に優れているので生産性が大である。また、銅板とろう
材との濡れ性も優れている。Ｚｒ成分の使用量は、Ａｇ
成分とＣｕ成分の合計１００重量部に対し４〜３５重量
部特に１０〜３０重量部が望ましい。Ag-Cu-Zr system This brazing material has a Ti component, particularly Ti, as an active metal component.
The bonding strength between the copper plate and the aluminum nitride substrate is slightly inferior to the case where H ₂ is used, but the practical strength is sufficiently satisfied. The removability of the unnecessary brazing material by the above-mentioned chemical solution is remarkably excellent, so that the productivity is high. Also, the wettability between the copper plate and the brazing material is excellent. The amount of Zr component used is Ag
4 to 35 parts by weight, particularly 10 to 30 parts by weight are desirable for 100 parts by weight of the total of the components and Cu components.

【００４９】Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｒ−ＴｉＨ₂系： このろう材は、Ｚｒの長所である銅板とろう材との良好
な濡れ性とＴｉの長所である銅板と窒化アルミニウム基
板との良好な接合強度を同時に発現する。Ag-Cu-Zr-TiH ₂ system: This brazing material has good wettability between the copper plate and the brazing material, which is an advantage of Zr, and good bonding strength between the copper plate and an aluminum nitride substrate, which is an advantage of Ti. Are expressed simultaneously.

【００５０】Ｚｒ成分とＴｉＨ₂の使用量は、接合強度
と不要ろう材の除去の容易性によって定まる。Ａｇ成分
とＣｕ成分の合計１００重量部に対し、Ｚｒ成分は２〜
２５重量部特に３〜２０重量部であり、ＴｉＨ₂は１〜
２５重量部特に２〜２０重量部であり、両者の合計とし
て３５重量部以下が望ましい。The amounts of Zr component and TiH ₂ used are determined by the bonding strength and the ease of removing the unnecessary brazing material. Zr component is 2 to 100 parts by weight of Ag component and Cu component in total.
25 parts by weight, especially 3 to 20 parts by weight, and TiH ₂ is 1 to
25 parts by weight, especially 2 to 20 parts by weight, and the total amount of both is preferably 35 parts by weight or less.

【００５１】Ａｇ−Ｃｕ−ＴｉＨ₂−ＡｌＮ系 このろう材は、銅板と窒化アルミニウム基板との十分な
接合強度を発現し、しかも金属回路パターン間へのろう
材ペーストのはみ出しも極めて起こりにくい。Ag-Cu-TiH ₂ -AlN system This brazing material exhibits sufficient bonding strength between the copper plate and the aluminum nitride substrate, and furthermore, the brazing material paste does not easily squeeze out between the metal circuit patterns.

【００５２】ＴｉＨ₂とＡｌＮの使用量は、Ａｇ成分と
Ｃｕ成分の合計１００重量部に対し、ＴｉＨ₂は５〜３
０重量部、ＡｌＮは０．５〜１０重量部である。ＡｌＮ
は、ＴｉＨ₂の使用量の増減に正比例させて使用するこ
とが望ましい。The amount of TiH ₂ and AlN used is 5 to 3 for TiH ₂ with respect to 100 parts by weight of Ag component and Cu component in total.
0 parts by weight, and AlN is 0.5 to 10 parts by weight. AlN
Is preferably used in direct proportion to the increase or decrease in the amount of TiH ₂ used.

【００５３】なお、上記〜のろう材において、Ａｇ
成分とＣｕ成分の割合は、先に説明したとおり、Ａｇ成
分６０〜８５重量％でＣｕ成分４０〜１５重量％特にＡ
ｇ成分７２重量％でＣｕ成分２８重量％の共晶組成又は
その附近の組成が好ましい。In addition, in the above brazing materials,
As described above, the ratio of the Cu component to the Cu component is 60 to 85% by weight of the Ag component and 40 to 15% by weight of the Cu component.
A eutectic composition having a g component of 72% by weight and a Cu component of 28% by weight, or a composition close thereto is preferable.

【００５４】本発明のセラミックス回路基板は諸特性に
優れるとともに、ＤＢＣ法でみられるような生産性のあ
るベタ金属板の使用による方法も可能で、しかも活性金
属ろう付法の利点を損わせることなく製造できるため、
その経済価値は大きい。The ceramic circuit board of the present invention is excellent in various characteristics, and it is possible to use a method using a solid metal plate having productivity as seen in the DBC method, and the advantage of the active metal brazing method is impaired. Because it can be manufactured without
Its economic value is great.

【００５５】[0055]

【発明の実施の形態】以下、パワー半導体モジュール用
基板を作製する場合を例にとり、本発明を図面を参照し
ながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings, taking as an example the case of producing a substrate for a power semiconductor module.

【００５６】ろう材配置工程 この工程ではセラミックス基板１にろう材２及び３を配
置する。配置方法としては、ペーストの場合は、スクリ
ーン印刷法やロールコーターによる塗布が採用される
が、ペーストを基板全面に塗布する場合は、生産性の点
から後者が望ましい。一方、箔の場合は、先に説明をし
た合金箔又は積層体をそのまま配置する。 Brazing Material Arranging Step In this step, the brazing materials 2 and 3 are arranged on the ceramic substrate 1. As the disposition method, in the case of a paste, a screen printing method or application by a roll coater is adopted. However, when the paste is applied to the entire surface of the substrate, the latter is desirable from the viewpoint of productivity. On the other hand, in the case of a foil, the alloy foil or the laminate described above is arranged as it is.

【００５７】パワー半導体モジュール用基板とするため
に、セラミックス基板１の一方の片面にはほぼ全面にろ
う材２を配置する。これは、セラミックス基板とほぼ同
じ大きさの金属板を接合しヒートシンク材を半田付けす
るために必要である。In order to form a power semiconductor module substrate, a brazing material 2 is arranged on almost one side of the ceramic substrate 1. This is necessary for bonding a metal plate having substantially the same size as the ceramic substrate and soldering the heat sink material.

【００５８】セラミックス基板のもう一方の片面には、
半導体素子を搭載する金属回路１０を形成させるため
に、ほぼ全域［図１（ａ）］、又は金属回路と同形（以
下、接合パターンＡという）あるいは金属回路の一部か
らなる形状のパターン（以下、接合パターンＢという）
にろう材３を塗布する［図２（ａ）、図３（ａ）、図４
（ａ）には接合パターンＡを示した］。On the other side of the ceramic substrate,
In order to form the metal circuit 10 on which the semiconductor element is mounted, almost the entire area [FIG. 1 (a)], or the same shape as the metal circuit (hereinafter, referred to as a bonding pattern A) or a pattern formed by a part of the metal circuit (hereinafter , Junction pattern B)
Apply the brazing material 3 to the [[FIG. 2 (a), FIG. 3 (a), FIG.
The bonding pattern A is shown in (a)].

【００５９】接合パターンＡの場合には、それと同形の
金属回路１０が形成され、また、接合パターンＢの場合
には、接合パターンＢを含むけれども接合パターンＢと
は異なった非接合部を有する金属回路が形成される。In the case of the joining pattern A, a metal circuit 10 having the same shape as that of the joining pattern A is formed. In the case of the joining pattern B, a metal including the joining pattern B but having a non-joint portion different from the joining pattern B is formed. A circuit is formed.

【００６０】ろう材の使用量としては、ろう材のはみ出
しや接合不良等が起こらないように、乾燥重量基準で５
〜１５ｍｇ／ｃｍ²程度とするのが望ましいがこれに制
限されるものではない。その理由は、たとえ接合後には
み出しが発生しても、あとで、それを薬液で除去できる
からである。The amount of the brazing filler metal used is 5 on a dry weight basis so as to prevent the brazing filler metal from sticking out or joining failure.
It is preferably about 15 mg / cm ² but not limited to this. The reason is that even if the protrusion occurs after joining, it can be removed later with a chemical solution.

【００６１】金属板接合工程 上記ろう材配置工程において、セラミックス基板のほぼ
全域にろう材を配置した面には、そのろう材を覆うに十
分な広さ、すなわち、セラミックス基板面と同程度又は
それ以上の広さのベタ金属板４を配置する。他方、もう
一方の金属回路１０を形成させる片面にも同程度のベタ
金属板５を配置するが［図１（ｂ）、図２（ｂ）］、図
２の例においては必ずしもベタ金属板を用いる必要はな
く、接合パターンＡ又は接合パターンＢを覆うに十分な
広さ、すなわち、接合パターンＡ又は接合パターンＢよ
りも面積の広い金属板であればよい。いずれの場合にお
いても、金属板として銅板を用いるときは無酸素銅板が
望ましい。 Metal Plate Joining Step In the above brazing material arranging step, the surface where the brazing material is arranged on almost the entire area of the ceramic substrate has a sufficient width to cover the brazing material, that is, the same level as the surface of the ceramic substrate or the same. The solid metal plate 4 having the above width is arranged. On the other hand, the same level of the solid metal plate 5 is also arranged on one surface on which the other metal circuit 10 is formed [FIG. 1 (b), FIG. 2 (b)], but in the example of FIG. There is no need to use it, and a metal plate having a sufficient area for covering the bonding pattern A or the bonding pattern B, that is, a metal plate having a larger area than the bonding pattern A or the bonding pattern B may be used. In any case, when a copper plate is used as the metal plate, an oxygen-free copper plate is desirable.

【００６２】一方、図３（ｂ）はハーフエッチ金属板１
２、１３を、図４（ｂ）はプッシュバック金属板１４、
１５を配置したものである。これらの例では、金属回路
１０を形成させない面にもハーフエッチ金属板１２やプ
ッシュバック金属板１４の加工金属板を使用している
が、本発明においては、これらの加工金属板のかわりに
ベタ金属板を用いてもよい。On the other hand, FIG. 3B shows a half-etched metal plate 1.
2 and 13, pushback metal plate 14 in FIG.
15 are arranged. In these examples, the processed metal plates of the half-etched metal plate 12 and the pushback metal plate 14 are also used on the surface on which the metal circuit 10 is not formed, but in the present invention, a solid metal plate is used instead of these processed metal plates. A metal plate may be used.

【００６３】以上のようにしてろう材を介して金属板が
配置されたセラミックス基板は熱処理される。熱処理温
度は金属板とろう材の種類によって適切な条件が異なる
が、金属板の融点に満たない温度で行なわなければなら
ない。具体的な条件の例を示すと、ろう材の金属成分と
して、Ａｇ−Ｃｕ−活性金属系では８３０℃以上、Ｃｕ
−活性金属系では９２０℃以上、Ｎｉ−活性金属系では
１０００℃以上などである。As described above, the ceramics substrate on which the metal plate is arranged via the brazing material is heat-treated. Appropriate conditions for the heat treatment temperature differ depending on the types of the metal plate and the brazing material, but the heat treatment temperature must be below the melting point of the metal plate. As an example of specific conditions, as a metal component of the brazing filler metal, Ag-Cu-active metal system is 830 ° C. or higher and Cu.
The temperature is 920 ° C. or higher for the active metal system, and 1000 ° C. or higher for the Ni-active metal system.

【００６４】熱処理雰囲気としては、Ａｒ、Ｈｅ等の不
活性ガス雰囲気下でもよいが、真空雰囲気がろう材の濡
れ性の点で望ましい。The heat treatment atmosphere may be an inert gas atmosphere such as Ar or He, but a vacuum atmosphere is preferable from the viewpoint of the wettability of the brazing material.

【００６５】熱処理後冷却することによって金属板とセ
ラミックス基板との接合体を得ることができる。セラミ
ックス基板と金属板との熱膨張係数の差が大きいので、
熱処理後の冷却速度を大きくすると得られた接合体に
は、残留応力に起因するクラックや欠損を生じることが
ある。そのため本発明では、残留応力を極力少なくする
ために冷却速度を５℃／分以下特に２℃／分以下とする
のが望ましい。By cooling after the heat treatment, a bonded body of the metal plate and the ceramic substrate can be obtained. Since the difference in the coefficient of thermal expansion between the ceramic substrate and the metal plate is large,
When the cooling rate after the heat treatment is increased, the obtained joined body may have cracks or defects due to residual stress. Therefore, in the present invention, the cooling rate is desirably 5 ° C./min or less, particularly preferably 2 ° C./min or less, in order to minimize the residual stress.

【００６６】金属回路パターン形成工程 この工程ではエッチングレジスト７を用いて目的とした
金属回路パターン９を形成する。エッチングレジスト６
は、ヒートシンク材を半田付けするための金属部分８を
残すために、またエッチングレジスト７は金属回路１０
を形成するために必要なものである。 Metal Circuit Pattern Forming Step In this step, the intended metal circuit pattern 9 is formed using the etching resist 7. Etching resist 6
To leave the metal portion 8 for soldering the heat sink material and the etching resist 7 to the metal circuit 10.
Are necessary to form

【００６７】図１の例においては、エッチングレジスト
７により目的とした金属回路パターン９を形成させれば
よい。In the example of FIG. 1, the desired metal circuit pattern 9 may be formed by the etching resist 7.

【００６８】図２の例においては、エッチングレジスト
７はろう材の配置位置（接合パターンＡ）としっかりと
合っていることが大切であり、これについて十分な配慮
が必要である。なお、図２において、エッチングレジス
トを接合パターンＡと全く同じに形成させた場合には
［図２（ｃ）］、接合パターンＡと金属回路とは同形に
なるが、本発明では何もこれに制限されるものではな
い。図示していないが、接合パターンＢを含みしかもろ
う材が配置されていない位置の金属板部分にもエッチン
グレジストを形成させることによって、接合パターンＢ
とは異なる形状で、しかも非接合部を有する金属回路を
簡単に形成させることができる。このように、非接合部
を形成させることの利点は、外部電極と基板上の金属回
路とを接続する際に、外部電極をその非接合部に接続す
ることによって、通電・停止のヒートサイクルによって
発生する金属部の膨張・収縮によるセラミックス基板の
損傷を防止することができることである。また、ＤＢＣ
法の場合、非接合部を形成するには、予め非接合部に相
当する金属板がセラミックス基板と接触しないように金
属板を特殊加工しなければならず、また特定の位置にぴ
ったり配置する必要があるが、本発明ではそのような工
程は必要でなくなる。In the example of FIG. 2, it is important that the etching resist 7 is in exact alignment with the placement position (bonding pattern A) of the brazing filler metal, and it is necessary to give sufficient consideration to this. Note that, in FIG. 2, when the etching resist is formed exactly the same as the bonding pattern A [FIG. 2 (c)], the bonding pattern A and the metal circuit have the same shape. It is not limited. Although not shown, the bonding pattern B is formed by forming an etching resist also on the metal plate portion including the bonding pattern B and where the brazing material is not arranged.
It is possible to easily form a metal circuit having a shape different from that having a non-bonded portion. As described above, the advantage of forming the non-joined portion is that when the external electrode is connected to the metal circuit on the substrate, the external electrode is connected to the non-joined portion, so that the heat cycle of energizing and stopping is performed. It is another object of the present invention to prevent the ceramic substrate from being damaged due to the expansion and contraction of the metal part. Also, DBC
In the case of the method, in order to form the non-bonded portion, the metal plate must be specially processed in advance so that the metal plate corresponding to the non-bonded portion does not come into contact with the ceramic substrate, and it is also necessary to place it exactly at a specific position. However, such a step is not necessary in the present invention.

【００６９】図３の例のように、ハーフエッチ金属板１
２、１３を用いた場合は、エッチングレジスト７の塗布
はロールコーターで実施するのが望ましい。なぜなら
ば、ロールコーターでハーフエッチ金属板の全面にエッ
チングレジスト塗布した場合であっても、金属回路以外
の薄肉部１３ｂには塗布されないので、その薄肉部の除
去が容易となり、生産性が高まるからである。なお、金
属回路を形成させない一方の片面にベタ金属板を用いた
場合、その面にはスクリーン印刷によってエッチングレ
ジストを塗布するのが望ましい。As in the example of FIG. 3, the half-etched metal plate 1
When 2 and 13 are used, it is desirable that the coating of the etching resist 7 be performed by a roll coater. This is because even if the entire surface of the half-etched metal plate is applied with an etching resist by a roll coater, it is not applied to the thin portion 13b other than the metal circuit, so that the thin portion can be removed easily and the productivity is increased. Is. When a solid metal plate is used on one side on which no metal circuit is formed, it is desirable to apply an etching resist to that side by screen printing.

【００７０】図４の例のように、プッシュバック金属板
１４、１５を用いた場合、エッチングレジストの塗布
は、特別の場合を除き、行う必要がない。When the pushback metal plates 14 and 15 are used as in the example of FIG. 4, it is not necessary to apply the etching resist except for special cases.

【００７１】次いで、エッチングによって金属の不要部
分を除去した後、エッチングレジスト膜を剥離し金属回
路パターン９を備えたセラミックス基板とする［図１
（ｄ）、図２（ｄ）、図３（ｄ）］。エッチングレジス
ト膜の剥離は、後工程で説明する不要ろう材の除去工程
において、薬液として王水を使用する場合は必ずしも必
要ではない。図４の場合は、プッシュバック金属板１
４、１５の金属回路以外の部分１４ｂ、１５ｂを機械的
に引き離すことによって金属回路パターン９を備えたセ
ラミックス基板となる［図４（ｃ）、（ｄ）］。Then, after removing unnecessary portions of the metal by etching, the etching resist film is peeled off to obtain a ceramic substrate having a metal circuit pattern 9 [FIG. 1].
(D), FIG. 2 (d), FIG. 3 (d)]. The stripping of the etching resist film is not always necessary when aqua regia is used as the chemical liquid in the unnecessary brazing material removing step described later. In the case of FIG. 4, pushback metal plate 1
By mechanically separating the portions 14b and 15b other than the metal circuits 4 and 15 from each other, a ceramic substrate having the metal circuit pattern 9 is formed [FIGS. 4C and 4D].

【００７２】図１の例のこの段階においては、金属回路
パターン９間にはもともと配置したろう材成分やその合
金層・窒化物層などの不要ろう材１１がまだ残っている
状態にある。At this stage of the example of FIG. 1, the brazing filler metal components originally arranged between the metal circuit patterns 9 and unnecessary brazing filler metals 11 such as their alloy layers and nitride layers are still left.

【００７３】図２〜図４の例のこの段階では、金属回路
パターン９外にはみ出した不要ろう材１１が金属回路パ
ターン９間にある。At this stage of the example of FIGS. 2 to 4, the unnecessary brazing material 11 protruding outside the metal circuit pattern 9 is between the metal circuit patterns 9.

【００７４】不要ろう材の除去工程 本発明の最大の特徴の一つは本工程を経ることである。 Step of Removing Unnecessary Brazing Material One of the greatest features of the present invention is that this step is performed.

【００７５】図２〜図３の例によって得られたセラミッ
クス基板は、この段階までには金属回路パターン９を備
えたものとなっているが、場合によっては、金属回路パ
ターン９からのはみ出しろう材等の不要ろう材１１があ
り［図２（ｄ）、図３（ｄ）、図４（ｄ）］、短絡の原
因となる。一方、図１の例では、金属回路パターン９間
に不要ろう材１１、詳しくは、上層の活性金属成分を僅
かに含む金属層と下層の活性金属成分を多量に含む合金
層・窒化物層等の導体成分が残っている状態にあり［図
１（ｄ）］、それを除去して金属回路１０を形成させる
必要がある。The ceramic substrates obtained by the examples of FIGS. 2 to 3 are provided with the metal circuit pattern 9 up to this stage, but in some cases, the brazing filler metal protruding from the metal circuit pattern 9 is used. There is an unnecessary brazing material 11 such as [FIG. 2 (d), FIG. 3 (d), FIG. 4 (d)], which causes a short circuit. On the other hand, in the example of FIG. 1, the unnecessary brazing material 11 between the metal circuit patterns 9, more specifically, a metal layer containing a small amount of the upper active metal component and an alloy layer / nitride layer containing a large amount of the lower active metal component, etc. The conductor component of No. 2 is left [FIG. 1D], and it is necessary to remove it to form the metal circuit 10.

【００７６】そこで、本発明では、図１（ｄ）における
金属回路パターン９間の不要ろう材１１や、図２
（ｄ）、図３（ｄ）及び図４（ｄ）におけるはみ出しろ
う材等の不要ろう材１１を薬液処理で除去して金属回路
１０を備えた本発明のセラミックス回路基板とする。
［図１（ｅ）、図２（ｅ）、図３（ｅ）、図４
（ｅ）］。Therefore, in the present invention, the unnecessary brazing material 11 between the metal circuit patterns 9 in FIG.
The unnecessary brazing material 11 such as the protruding brazing material in (d), FIG. 3 (d) and FIG. 4 (d) is removed by chemical treatment to obtain the ceramic circuit board of the present invention having the metal circuit 10.
[FIG. 1 (e), FIG. 2 (e), FIG. 3 (e), FIG.
(E)].

【００７７】ここで薬液としては前述したものが使用さ
れ、その処理時間はろう材の種類と薬液の種類等によっ
て異なる。その一例を示せば、８０℃の１０％フッ酸で
処理する場合、Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｒ系ろう材では５〜２０
分間、Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｒ−ＴｉＨ₂系では１０〜３０分
間、Ａｇ−Ｃｕ−ＴｉＨ₂−ＡｌＮ系では１０〜３０分
間などである。Here, the above-mentioned chemicals are used as the chemicals, and the treatment time varies depending on the type of brazing material and the chemicals. If one example is shown, when treated with 10% hydrofluoric acid at 80 ° C., the Ag—Cu—Zr brazing filler metal has a viscosity of 5 to 20.
Minutes, for Ag—Cu—Zr—TiH ₂ system, 10 to 30 minutes, for Ag—Cu—TiH ₂ —AlN system, 10 to 30 minutes, and so on.

【００７８】また薬液処理と同時に及び／又は薬液処理
後の洗浄工程において超音波を付与することは効果的で
ある。It is effective to apply ultrasonic waves at the same time as the chemical treatment and / or in the cleaning step after the chemical treatment.

【００７９】[0079]

【実施例】以下、実施例をあげてさらに具体的に本発明
を説明する。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples.

【００８０】実施例１〜６ これらの実施例は図１（ａ）〜図１（ｅ）の工程に従う
例である。Examples 1 to 6 These examples are examples according to the steps of FIGS. 1 (a) to 1 (e).

【００８１】重量割合で、銀粉末７２部、銅粉末２８
部、金属ジルコニウム粉末を４部、２０部又は３５部及
びテレピオネール１５部を混合して、３種のろう材ペー
ストを調整した。72 parts by weight of silver powder and 28 parts of copper powder by weight.
Parts, 4 parts, 20 parts or 35 parts of metal zirconium powder, and 15 parts of terepionel were mixed to prepare three kinds of brazing pastes.

【００８２】これを６０ｍｍ×３０ｍｍ×０．６５ｍｍ
^tの窒化アルミニウム基板の両面にロールコーターを用
いて基板全面に塗布した。その際の塗布量は、金属ジル
コニウム粉末を４部配合した場合を１２．０ｍｇ／ｃｍ
²（実施例１及び２）、２０部配合した場合を７．５ｍ
ｇ／ｃｍ²（実施例３及び４）、３５部配合した場合を
５．５ｍｇ／ｃｍ²（実施例５及び６）とした［図１
（ａ）］。This is 60 mm × 30 mm × 0.65 mm
^A roll coater was used to coat both surfaces of the aluminum nitride substrate of ^{t with} the entire surface of the substrate. The coating amount at that time was 12.0 mg / cm when 4 parts of metal zirconium powder was blended.
² (Examples 1 and 2), 7.5 m when 20 parts were blended
g / cm ² (Examples 3 and 4), and the case of mixing 35 parts was set to 5.5 mg / cm ² (Examples 5 and 6) [Fig. 1
(A)].

【００８３】上記ろう材ペースト塗布基板を乾燥した
後、両面に６０ｍｍ×３０ｍｍ×０．２５ｍｍ^tのベタ
銅板を接触配置してから炉に投入し、高真空中、９２０
℃で０．３時間加熱した後、２℃／分の速度で冷却して
接合体を製造した。試料数はそれぞれ１０枚とした［図
１（ｂ）］。After drying the brazing material paste-coated substrate, 60 mm × 30 mm × 0.25 mm ^t solid copper plates were placed in contact on both sides and then placed in a furnace and placed in a high vacuum at 920 mm.
After heating at 0 ° C. for 0.3 hours, it was cooled at a rate of 2 ° C./min to manufacture a joined body. The number of samples was 10 for each [FIG. 1 (b)].

【００８４】次に、これらの接合体の銅板上に、スクリ
ーン印刷により熱硬化型エッチングレジストを接合パタ
ーンに塗布後［図１（ｃ）］、塩化第２鉄溶液でエッチ
ング処理を行って不要銅板部分を除去し次いでエッチン
グレジストを剥離した［図１（ｄ）］。Next, after applying a thermosetting etching resist to the joining pattern by screen printing on the copper plates of these joined bodies [FIG. 1 (c)], an etching treatment with a ferric chloride solution is performed to remove unnecessary copper plates. After removing the portion, the etching resist was peeled off [FIG. 1 (d)].

【００８５】得られた接合体には、銅回路パターン間に
ろう材がまだ残っているのでこれを除去するため、８０
℃の１０％のフッ酸で、各々５枚ずつ実施例１について
は８分間、実施例３については１２分間、そして実施例
５については１４分間の処理を行った。Since the brazing material still remains between the copper circuit patterns in the obtained bonded body, 80
Treatment with 5% of 10% hydrofluoric acid at 8 ° C. was performed for 8 minutes for Example 1, 12 minutes for Example 3, and 14 minutes for Example 5.

【００８６】また、残りの各５枚ずつについては、実施
例２については４分間、実施例４については６分間、実
施例６については７分間処理を行った後、水洗工程にお
いて超音波を付与した。The remaining 5 sheets were treated for 4 minutes in Example 2, 6 minutes in Example 4, and 7 minutes in Example 6, and then ultrasonic waves were applied in the washing step. did.

【００８７】得られたセラミックス回路基板について、
銅回路パターンのピール強度と、銅回路パターン間のろ
う材の有無を確認するためにパターン間の平面と断面方
向で元素分析をＥＰＭＡ（島津製作所社製ＥＭＸ−ＳＭ
７）により測定した。Regarding the obtained ceramic circuit board,
In order to confirm the peel strength of the copper circuit pattern and the presence / absence of a brazing material between the copper circuit patterns, elemental analysis was performed using EPMA (EMX-SM manufactured by Shimadzu Corporation) in the plane and cross-sectional direction between the patterns.
It was measured according to 7).

【００８８】これらの結果を表１４に示す。The results are shown in Table 14.

【００８９】実施例７〜１１ これらの実施例は図１（ａ）〜図１（ｅ）の工程に従う
例である。Examples 7 to 11 These examples are examples according to the steps of FIGS. 1 (a) to 1 (e).

【００９０】重量割合で銀粉末７２部、銅粉末２８部、
金属ジルコニウム粉末、水素化チタン粉末（表１に示す
割合）からなるペーストを用い、実施例１と同様な方法
にて窒化アルミニウム基板にベタ銅板を接合後、エッチ
ング処理し、金属回路パターンを作製、パターン間のろ
う材を第１表の条件で除去し、セラミックス回路基板を
作製した。72 parts by weight of silver powder, 28 parts of copper powder,
Using a paste made of metal zirconium powder and titanium hydride powder (proportions shown in Table 1), a solid copper plate was bonded to an aluminum nitride substrate in the same manner as in Example 1 and then subjected to etching treatment to produce a metal circuit pattern, The brazing material between the patterns was removed under the conditions shown in Table 1 to produce a ceramic circuit board.

【００９１】[0091]

【表１】 [Table 1]

【００９２】得られたセラミックス回路基板の評価結果
を第１４表に示す。Table 14 shows the evaluation results of the obtained ceramic circuit board.

【００９３】実施例１２〜１５ この実施例は図２（ａ）〜図２（ｅ）の工程に従うもの
である。重量割合で銀粉末７２部、銅粉末２８部、第２
表に示す割合の水素化チタン粉末、窒化アルミニウム粉
末を混合して、ペーストを調整した。このペーストを実
施例１と同じ窒化アルミニウム基板に、スクリーン印刷
にて図２（ａ）のように接合パターンに塗布した。塗布
量は第２表の通りである。Examples 12 to 15 This example follows the steps of FIGS. 2 (a) to 2 (e). 72 parts by weight silver powder, 28 parts copper powder, second by weight ratio
Titanium hydride powder and aluminum nitride powder in the ratios shown in the table were mixed to prepare a paste. This paste was applied to the same aluminum nitride substrate as in Example 1 by screen printing in a bonding pattern as shown in FIG. The coating amount is as shown in Table 2.

【００９４】このペースト塗布基板を充分乾燥した後、
両面に６０ｍｍ×３０ｍｍ×０．３０ｍｍ^tの銅板を接
触配置し、接合炉中に投入した。After sufficiently drying this paste-coated substrate,
A copper plate having a size of 60 mm × 30 mm × 0.30 mm ^t was placed in contact with both surfaces and put into a joining furnace.

【００９５】これらの試料を高真空中、９００℃、０．
５ｈｒ加熱した後、３℃／分の降温速度で冷却し、接合
体とした［図２（ｂ）］。These samples were subjected to high vacuum at 900 ° C. for 0.
After heating for 5 hours, it was cooled at a temperature decrease rate of 3 ° C./min to obtain a joined body [FIG. 2 (b)].

【００９６】次に、この接合体の銅板上に、紫外線硬化
タイプのエッチングレジストをスクリーン印刷にて、回
路パターンに塗布し硬化後［図２（ｃ）］、実施例１と
同様にエッチング処理をし、回路パターンを形成した。
このとき、回路パターンからろう材が周囲にはみ出して
いた［図２（ｄ）］ので、第２表に示す条件で薬液処理
を実施し、セラミックス回路基板を得た。評価結果を第
１４表に示す。Next, an ultraviolet curing type etching resist was applied to the circuit pattern by screen printing on the copper plate of this bonded body, and after curing [FIG. 2 (c)], the same etching treatment as in Example 1 was performed. Then, a circuit pattern was formed.
At this time, since the brazing material was protruding from the circuit pattern to the periphery [FIG. 2 (d)], the chemical solution treatment was performed under the conditions shown in Table 2 to obtain a ceramic circuit board. The evaluation results are shown in Table 14.

【００９７】[0097]

【表２】 [Table 2]

【００９８】実施例１６〜１９ この実施例は、図１（ａ）〜図１（ｅ）の工程に従うも
のである。Examples 16 to 19 This example follows the steps of FIGS. 1 (a) to 1 (e).

【００９９】重量割合で、銀粉末７２部、銅粉末２８
部、水素化ジルコニウム粉末９．３部、テレピネオール
１５部を混合して、ろう材ペーストを調整した。このペ
ーストを用い、実施例１と同様の方法で窒化アルミニウ
ム基板と銅板を接合し、さらにエッチング処理、薬液処
理を施し、セラミックス回路基板を作製した。作製条件
を第３表に示す。また、評価結果を第１４表に示す。72 parts by weight of silver powder and 28 parts by weight of copper powder
Parts, 9.3 parts of zirconium hydride powder, and 15 parts of terpineol were mixed to prepare a brazing paste. Using this paste, an aluminum nitride substrate and a copper plate were joined in the same manner as in Example 1, and further subjected to an etching treatment and a chemical solution treatment to produce a ceramic circuit board. Table 3 shows the manufacturing conditions. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１００】[0100]

【表３】 [Table 3]

【０１０１】実施例２０ この実施例は図２（ａ）〜（ｅ）の工程に従うものであ
る。Example 20 This example follows the steps of FIGS. 2 (a) to 2 (e).

【０１０２】重量割合で、銀粉末７２部、銅粉末２８
部、金属ジルコニウム粉末１９部、テレピネオール１５
部を混合して、ペーストを調整した。このペーストを実
施例１２と同様な方法で、窒化アルミニウム基板に塗布
し（塗布量１０．０ｍｇ／ｃｍ²）、ベタ銅板（厚み
０．２５ｍｍ）を搭載し、加熱を行い接合体を作製した
（接合条件は、９４０℃、０．５ｈｒ、降温速度３℃／
分）。以後、この接合体に実施例１２と同様の処理を行
ない、セラミックス回路基板とした。但し、薬液処理
は、８０℃、３０％のフッ酸で１５分間である。評価結
果を第１４表に示す。72 parts by weight of silver powder and 28 parts of copper powder in weight ratio.
Part, metal zirconium powder 19 parts, terpineol 15
The parts were mixed to prepare a paste. This paste was applied to an aluminum nitride substrate (application amount 10.0 mg / cm ² ) in the same manner as in Example 12, a solid copper plate (thickness 0.25 mm) was mounted, and heating was performed to produce a joined body ( Joining conditions are 940 ° C, 0.5 hr, temperature drop rate 3 ° C /
Minutes). Thereafter, this joined body was treated in the same manner as in Example 12 to obtain a ceramics circuit board. However, the chemical treatment is performed at 80 ° C. and 30% hydrofluoric acid for 15 minutes. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１０３】実施例２１〜２２ この実施例は図２（ａ）〜図２（ｅ）の工程に従うもの
である。Examples 21 to 22 This example follows the steps of FIGS. 2 (a) to 2 (e).

【０１０４】重量割合で、銀粉末７２部、銅粉末２８
部、第４表に示すような割合のジルコニウム粉末、チタ
ン粉末、酸化アルミニウム粉末、窒化アルミニウム粉末
を混合し、ペーストを調整した。このペーストと窒化ア
ルミニウム基板を用い、実施例１２と同様の方法にて銅
板を金属回路とするセラミックス回路基板を作製した。
作製条件を第４表に示す。また、評価結果を第１４表に
示す。72 parts by weight of silver powder and 28 parts of copper powder in weight ratio.
Parts, zirconium powder, titanium powder, aluminum oxide powder, and aluminum nitride powder in the proportions shown in Table 4 were mixed to prepare a paste. Using this paste and an aluminum nitride substrate, a ceramics circuit substrate having a copper plate as a metal circuit was produced in the same manner as in Example 12.
Table 4 shows the fabrication conditions. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１０５】[0105]

【表４】 [Table 4]

【０１０６】実施例２３〜２６ これらの実施例は図１（ａ）〜図１（ｅ）の工程に従う
ものである。Examples 23 to 26 These examples follow the steps of FIGS. 1 (a) to 1 (e).

【０１０７】重量割合で、銀粉末７２部、銅粉末２８
部、第５表に示すような割合の水素化チタン粉末を混合
して、ペーストを調整した。このペーストと窒化アルミ
ニウム基板、酸化アルミニウム基板、さらに銅板（厚み
０．２ｍｍ）を用いて、実施例１と同様な方法（但し、
ペースト塗布はスクリーン印刷）にて、セラミックス回
路基板を作製した。作製条件を第５表に示す。また、評
価結果を第１４表に示す。72 parts by weight of silver powder and 28 parts by weight of copper powder
Parts and titanium hydride powders in the proportions shown in Table 5 were mixed to prepare a paste. Using this paste, an aluminum nitride substrate, an aluminum oxide substrate, and a copper plate (thickness: 0.2 mm), the same method as in Example 1 (however,
The paste was applied by screen printing) to produce a ceramic circuit board. Table 5 shows the manufacturing conditions. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１０８】[0108]

【表５】 [Table 5]

【０１０９】実施例２７〜２８ これらの実施例は図１（ａ）〜図１（ｅ）の工程に従う
ものである。Examples 27 to 28 These examples follow the steps of FIGS. 1 (a) to 1 (e).

【０１１０】銅とチタンの合金粉末（組成：銅９５ｗｔ
％、チタン５ｗｔ％）１００重量部にテレピネオール１
５重量部を加え、混合し、ペーストを調整した。このペ
ーストと、窒化アルミニウム基板又は酸化アルミニウム
基板、金属板として銅板（厚み０．３ｍｍ）を用い、実
施例１と同様な方法にて、セラミックス回路基板を作製
した。作製条件を第６表に示す。また、評価結果を第１
４表に示す。Alloy powder of copper and titanium (composition: copper 95 wt
%, Titanium 5 wt%) 100 parts by weight of terpineol 1
5 parts by weight were added and mixed to prepare a paste. Using this paste, an aluminum nitride substrate or an aluminum oxide substrate, and a copper plate (thickness: 0.3 mm) as a metal plate, a ceramic circuit board was produced in the same manner as in Example 1. Table 6 shows the manufacturing conditions. Also, the evaluation result is the first
The results are shown in Table 4.

【０１１１】[0111]

【表６】 [Table 6]

【０１１２】実施例２９〜３０ これらの実施例は、図４（ａ）〜図４（ｅ）の工程に従
う例である。Examples 29 to 30 These examples are examples according to the steps of FIGS. 4 (a) to 4 (e).

【０１１３】銀、銅及びチタンを成分とする合金粉末１
００重量部（成分比、重量割合で銀７２部、銅２８部、
チタン１０部）とテレピネオール１５重量部とを混合し
ろう材ペーストを調整した。このろう材ペーストを、７
０ｍｍ×４０ｍｍ×０．６３５ｍｍ^tの窒化アルミニウ
ム基板（実施例２９）又はアルミナ基板（実施例３０）
に、スクリーン印刷で接合パターン形状に塗布した［図
４（ａ）］。この基板を充分乾燥後、基板と同寸法を有
し、厚みが０．２ｍｍで、回路部分をプレスで抜き打ち
後戻して回路部分外の金属部分と一体化させたプッシュ
バック銅板を、接合パターンと金属回路パターン部が一
致するように接触配置し、高真空中８８０℃、０．５ｈ
ｒ加熱処理し接合体を各々５枚作製した［図４
（ｂ）］。Alloy powder 1 containing silver, copper and titanium as components
00 parts by weight (72 parts by weight of silver, 28 parts by weight of copper,
Titanium 10 parts) and terpineol 15 parts by weight were mixed to prepare a brazing material paste. Add this brazing paste to 7
0 mm × 40 mm × 0.635 mm ^t aluminum nitride substrate (Example 29) or alumina substrate (Example 30)
Then, it was applied in a bonding pattern shape by screen printing [FIG. 4 (a)]. After sufficiently drying this substrate, a pushback copper plate having the same dimensions as the substrate, a thickness of 0.2 mm, a circuit portion punched out by a press and then returned and integrated with a metal portion outside the circuit portion is formed as a bonding pattern. Placed so that the metal circuit pattern parts match, and placed in a high vacuum at 880 ° C for 0.5h.
r heat treatment was performed to produce five bonded bodies [Fig. 4
(B)].

【０１１４】次いで、この接合体の金属回路以外の部分
を機械的に引き剥がし金属回路を形成した［図４
（ｃ）、（ｄ）］。この際、金属回路周囲にろう材のは
み出しが発生していたため［図４（ｄ）］、７０℃、１
０％のフッ酸で、実施例２９については３０分、実施例
３０については１０分処理し、はみ出しろう材を除去し
た。得られたセラミックス回路基板の評価を第１４表に
示す。Next, the metal circuit was formed by mechanically peeling off the parts other than the metal circuit of this joined body [FIG.
(C), (d)]. At this time, since the brazing filler metal was squeezed out around the metal circuit [FIG. 4 (d)], 70 ° C., 1
Example 29 was treated with 0% hydrofluoric acid for 30 minutes, and Example 30 was treated for 10 minutes to remove the brazing filler metal. Table 14 shows the evaluation of the obtained ceramics circuit boards.

【０１１５】実施例３１〜３４ これらの実施例は、図３（ａ）〜図３（ｅ）の工程に従
う例である。Examples 31 to 34 These examples are examples according to the steps of FIGS. 3 (a) to 3 (e).

【０１１６】銅とジルコニウムを成分とする合金粉末
（成分比、重量割合で銅９５部、ジルコニウム５部）１
００重量部、テレピネオール１５重量部とポリメチルメ
タアクリレート１重量部を混合し、ろう材ペーストを調
整した。このペーストを、窒化アルミニウム基板（実施
例３１）、ムライト基板（実施例３２）、酸化アルミニ
ウム基板（実施例３３）、窒化ケイ素基板（実施例３
４）の各基板上に、スクリーン印刷で接合パターン形状
に塗布（塗布量７．０ｍｇ／ｃｍ²）した［図３
（ａ）］。Alloy powder containing copper and zirconium as components (component ratio, weight ratio: 95 parts copper, 5 parts zirconium) 1
00 parts by weight, 15 parts by weight of terpineol and 1 part by weight of polymethylmethacrylate were mixed to prepare a brazing material paste. This paste was applied to an aluminum nitride substrate (Example 31), a mullite substrate (Example 32), an aluminum oxide substrate (Example 33), and a silicon nitride substrate (Example 3).
On each substrate of 4), it was applied in a joint pattern shape by screen printing (application amount 7.0 mg / cm ² ) [FIG.
(A)].

【０１１７】この基板を充分乾燥後、基板と同寸法を有
し、あらかじめエッチング法で、金属回路部分を０．３
ｍｍ^t、金属回路以外の部分を０．２ｍｍ^tとして作製さ
れたハーフエッチ銅板を、ペースト部分とハーフエッチ
銅板の回路部分が一致するように接触配置し、高真空中
９８０℃、０．５ｈｒ加熱処理し、接合体を作製した
［図３（ｂ）］。After the substrate was sufficiently dried, it had the same dimensions as the substrate, and the metal circuit portion was 0.3
mm ^t , the half-etched copper plate made to have a portion other than the metal circuit of 0.2 mm ^t is placed so that the paste portion and the circuit portion of the half-etched copper plate are in contact with each other, and heated in a high vacuum at 980 ° C for 0.5 hr. It processed, and the joined body was produced [FIG.3 (b)].

【０１１８】次いで、これら接合体の銅板上に、紫外線
硬化型エッチングレジストをロールコーターで塗布後
（図３（ｃ）、回路部分のみレジスト付着）、実施例１
と同様な方法にてエッチング処理し、金属回路パターン
を形成した。このとき、金属回路パターンからろう材が
はみ出していたので、この不要ろう材除去するため、２
０％フッ酸と１０％硝酸からなる６５℃の混酸で、超音
波を付与しながら５分間処理した。Then, an ultraviolet-curable etching resist was applied on the copper plates of these bonded bodies by a roll coater (FIG. 3C, resist adhered only to the circuit portion), and then Example 1
Etching was carried out in the same manner as above to form a metal circuit pattern. At this time, the brazing filler metal was protruding from the metal circuit pattern.
The mixture was treated with a mixed acid of 0% hydrofluoric acid and 10% nitric acid at 65 ° C. for 5 minutes while applying ultrasonic waves.

【０１１９】得られたセラミックス回路基板の性能評価
を第１４表に示す。Table 14 shows the performance evaluation of the obtained ceramics circuit board.

【０１２０】実施例３５〜３６ これらの実施例は、図１（ａ）〜図１（ｅ）の工程に従
うものである。Examples 35 to 36 These examples follow the steps of FIGS. 1 (a) to 1 (e).

【０１２１】銀、銅及びジルコニウムからなる合金粉末
１００重量部（合金組成は第７表の通り）、テレピネオ
ール１２重量部、ポリイソブチルメタアクリレート１重
量部を混合し、ペーストを調整した。このペーストと、
窒化アルミニウム基板、銅板（厚さ０．２ｍｍ）を用い
て、実施例１と同様な方法にて、セラミックス回路基板
を作製した。作製条件を第７表に示す。また、評価結果
を第１４表に示す。A paste was prepared by mixing 100 parts by weight of an alloy powder of silver, copper and zirconium (alloy composition is as shown in Table 7), 12 parts by weight of terpineol, and 1 part by weight of polyisobutyl methacrylate. With this paste,
Using an aluminum nitride substrate and a copper plate (thickness: 0.2 mm), a ceramic circuit board was produced in the same manner as in Example 1. Table 7 shows the manufacturing conditions. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１２２】[0122]

【表７】 [Table 7]

【０１２３】実施例３７ この実施例は、図１（ａ）〜図１（ｅ）の工程に従うも
のである。Example 37 This example follows the steps of FIGS. 1 (a) to 1 (e).

【０１２４】ニッケルとチタンを成分とする合金粉末
（合金組成は第８表の通り）１００重量部、テレピネオ
ール１５重量部を混合し、ペーストを調整した。このペ
ーストと、窒化アルミニウム基板、ニッケル板（厚み
０．２ｍｍ）を用いて実施例１と同様な方法（但し、ペ
ースト塗布はスクリーン印刷）にて、セラミックス回路
基板を作製した。作製条件を第８表に示す。また、評価
結果を第１４表に示す。100 parts by weight of an alloy powder containing nickel and titanium as components (alloy composition is as shown in Table 8) and 15 parts by weight of terpineol were mixed to prepare a paste. Using this paste, an aluminum nitride substrate, and a nickel plate (thickness: 0.2 mm), a ceramic circuit board was produced by the same method as in Example 1 (however, paste application was screen printing). Table 8 shows the manufacturing conditions. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１２５】[0125]

【表８】 [Table 8]

【０１２６】これらの実施例は、図２（ａ）〜図２
（ｅ）の工程に従うものである。These examples are shown in FIGS.
The step (e) is followed.

【０１２７】重量割合で、ニッケル粉末６０部、水素化
チタン粉末４０部、テレピネオール１２部を混合し、ペ
ーストを調整した。このペーストと、酸化アルミニウム
基板（実施例３８）又は窒化ケイ素基板（実施例３
９）、金属板としてＮｉ合金板（Ｎｉ：８０ｗｔ％、Ｃ
ｕ２０ｗｔ％、厚み０．３５ｍｍ）を用い、実施例１２
と同様な方法にて、セラミックス回路基板を作製した。
作製条件を第９表に示す。また、評価結果を第１４表に
示す。In a weight ratio, 60 parts of nickel powder, 40 parts of titanium hydride powder and 12 parts of terpineol were mixed to prepare a paste. This paste and an aluminum oxide substrate (Example 38) or a silicon nitride substrate (Example 3)
9), a Ni alloy plate (Ni: 80 wt%, C as a metal plate)
u20 wt%, thickness 0.35 mm) and using Example 12
A ceramic circuit board was produced in the same manner as in (1).
Table 9 shows the manufacturing conditions. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１２８】[0128]

【表９】 [Table 9]

【０１２９】実施例４０〜４２ これらの実施例は、図１（ａ）〜図１（ｅ）の工程に従
うものである。Examples 40 to 42 These examples follow the steps of FIGS. 1 (a) to 1 (e).

【０１３０】第１０表に示す組成及び厚みを有する合金
箔を、６５ｍｍ×４５ｍｍ×０．６３５ｍｍ^tの窒化ア
ルミニウム基板表面全域を覆うように配置し、さらにそ
の上にベタ銅板（厚み０．２５ｍｍ）を積層し、高真空
中、９２０℃、０．５ｈｒ加熱処理し、接合体を作製し
た。An alloy foil having the composition and thickness shown in Table 10 was placed so as to cover the entire surface of the aluminum nitride substrate measuring 65 mm × 45 mm × 0.635 mm ^t , and further, a solid copper plate (thickness: 0.25 mm) was placed on it. Were laminated and heat-treated in a high vacuum at 920 ° C. for 0.5 hr to produce a joined body.

【０１３１】次いで、エッチング処理までは実施例１と
同様な方法で行ない金属回路パターンを形成させた後、
不要ろう材の除去を第１０表のようにして行ないセラミ
ックス回路基板を作製した。評価結果を第１４表に示
す。Next, the same processes as in Example 1 were carried out until the etching treatment to form a metal circuit pattern.
The unnecessary brazing material was removed as shown in Table 10 to produce a ceramics circuit board. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１３２】[0132]

【表１０】 [Table 10]

【０１３３】実施例４３〜４４ これらの実施例は、図４（ａ）〜図４（ｅ）の工程に従
うものである。Examples 43 to 44 These examples follow the steps of FIGS. 4 (a) to 4 (e).

【０１３４】第１１表に示す組成及び厚みを有する合金
箔を、実施例４０と同形状を有する窒化アルミニウム基
板又は酸化アルミニウム基板に、接合パターン状に接触
配置し、さらにその上に厚み０．２５ｍｍのプッシュバ
ック銅板を積層後、実施例２９と同様な工程にてセラミ
ックス回路基板を作製した。作製条件は第１１表の通り
である。また、評価結果を第１４表に示す。An alloy foil having the composition and thickness shown in Table 11 was placed in contact with an aluminum nitride substrate or an aluminum oxide substrate having the same shape as that of Example 40 in a bonding pattern, and further, a thickness of 0.25 mm was formed thereon. After stacking the push-back copper plates of, a ceramic circuit board was produced in the same process as in Example 29. The production conditions are as shown in Table 11. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１３５】[0135]

【表１１】 [Table 11]

【０１３６】実施例４５〜４６ これらの実施例は、図２（ａ）〜図２（ｅ）の工程に従
うものである。Examples 45 to 46 These examples follow the steps of FIGS. 2 (a) to 2 (e).

【０１３７】第１２表に示す、合金箔、金属板を用いて
セラミックス回路基板を作製した。なお、合金箔は窒化
アルミニウム基板上に、接合パターン状で配置した。作
製条件を第１２表に示す。また、評価結果を第１４表に
示す。Ceramic circuit boards were produced using the alloy foils and metal plates shown in Table 12. The alloy foil was arranged on the aluminum nitride substrate in a bonding pattern. Table 12 shows the manufacturing conditions. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１３８】[0138]

【表１２】 [Table 12]

【０１３９】実施例４７〜４８ ６０ｍｍ×４０ｍｍ×０．６５ｍｍ^tの窒化アルミニウ
ム基板表面全域に、順にジルコニウム箔、銀と銅を成分
とする（成分比、重量割合で銀７２部、銅２８部）合金
箔を積層し、さらに基板と同形状の銅板（厚み０．３ｍ
ｍ）を配置して、高真空中９４０℃、０．３ｈｒ加熱処
理し、接合体を作製した。なお、各箔の厚みは第１３表
の通りである。Examples 47 to 48 Zirconium foil, silver and copper as components in this order over the entire surface of an aluminum nitride substrate having a size of 60 mm × 40 mm × 0.65 mm ^t (component ratio, weight ratio: 72 parts silver, and 28 parts copper). Copper foil with the same shape as the substrate (thickness 0.3m
m) was placed and heat-treated in high vacuum at 940 ° C. for 0.3 hr to prepare a joined body. The thickness of each foil is as shown in Table 13.

【０１４０】[0140]

【表１３】 [Table 13]

【０１４１】次いで、この接合体を実施例１と同様な方
法で処理し、金属回路パターンを形成させた後、不要ろ
う材の除去を、８０℃、１０％のフッ酸で、超音波を付
与しながら、実施例４７では５分間、実施例４８では７
分間行ないセラミックス回路基板を作製した。その評価
結果を第１４表に示す。Then, this joined body was treated in the same manner as in Example 1 to form a metal circuit pattern, and then unnecessary brazing material was removed by applying ultrasonic waves at 80 ° C. with 10% hydrofluoric acid. However, in Example 47, 5 minutes, in Example 48 7
A ceramic circuit board was prepared by performing the operation for a minute. The evaluation results are shown in Table 14.

【０１４２】実施例４９〜５０ これらの実施例は、図３（ａ）〜図３（ｅ）の工程に従
うものである。Examples 49-50 These examples follow the steps of FIGS. 3 (a) -3 (e).

【０１４３】窒化アルミニウム基板（実施例４９）、又
はアルミナ基板（実施例５０）上に、順に、接合パター
ン状に、チタン箔（厚み２μｍ），銀と銅を成分とする
合金箔（成分比は実施例４７に同じ。厚みは６μｍ）を
積層し、さらに基板と同じ大きさで回路部分が厚み０．
３ｍｍなるハーフエッチ銅板を、箔と銅回路部が一致す
るように配置して、高真空中、８８０℃、０．５ｈｒ加
熱処理して接合体を得た。次いで、この接合体を実施例
３１と同様な方法で処理し、金属回路パターンを形成さ
せた後、はみ出しろう材を１５％フッ酸と２０％塩酸か
らなる７０℃の混酸で、実施例４９では３０分、実施例
５０では５分間処理し、除去した。得られたセラミック
ス回路基板の評価結果を第１４表に示す。On an aluminum nitride substrate (Example 49) or an alumina substrate (Example 50), a titanium foil (thickness 2 μm) and an alloy foil containing silver and copper as components (composition ratio: Same as Example 47. The thickness is 6 μm), and the size of the circuit portion is the same as that of the substrate.
A half-etched copper plate having a thickness of 3 mm was arranged so that the foil and the copper circuit portion were aligned with each other, and heat-treated in a high vacuum at 880 ° C. for 0.5 hr to obtain a joined body. Then, this joined body was treated in the same manner as in Example 31 to form a metal circuit pattern, and then the soldering filler metal was mixed with 15% hydrofluoric acid and 20% hydrochloric acid at 70 ° C. in Example 49. It was treated for 30 minutes, and in Example 50 for 5 minutes, and then removed. Table 14 shows the evaluation results of the obtained ceramic circuit board.

【０１４４】[0144]

【表１４】 [Table 14]

【０１４５】[0145]

【表１５】 [Table 15]

【０１４６】[0146]

【表１６】 [Table 16]

【０１４７】[0147]

【表１７】 [Table 17]

【０１４８】[0148]

【表１８】 [Table 18]

【０１４９】[0149]

【表１９】 [Table 19]

【０１５０】[0150]

【表２０】 [Table 20]

【０１５１】[0151]

【表２１】 [Table 21]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明のセラミックス回路基板を作製するため
の第１の実施の形態であって、ベタ金属板を使用したも
のを示す工程説明図である。FIG. 1 is a process explanatory view showing a first embodiment for producing a ceramics circuit board of the present invention, which uses a solid metal plate.

【図２】本発明のセラミックス回路基板を作製するため
の第２の実施の形態であって、ベタ金属板を使用したも
のを示す工程説明図である。FIG. 2 is a process explanatory view showing a second embodiment for producing a ceramics circuit board of the present invention, which uses a solid metal plate.

【図３】本発明のセラミックス回路基板を作製するため
の第３の実施の形態であって、ハーフエッチ金属板を使
用したものを示す工程説明図である。FIG. 3 is a process explanatory view showing a third embodiment for producing a ceramics circuit board of the present invention, which uses a half-etched metal plate.

【図４】本発明のセラミックス回路基板を作製するため
の第４の実施の形態であって、プッシュバック金属板を
使用したものを示す工程説明図である。FIG. 4 is a process explanatory view showing a fourth embodiment for producing a ceramics circuit board of the present invention, which uses a pushback metal plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/20 7511−4Ｅ Ｈ０５Ｋ 3/20 Ｚ 3/38 7511−4Ｅ 3/38 Ｅ (72)発明者 加藤 和男 東京都町田市旭町３丁目５番１号 電気化 学工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 宮井 明 東京都町田市旭町３丁目５番１号 電気化 学工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 蛭田 和幸 東京都町田市旭町３丁目５番１号 電気化 学工業株式会社総合研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification code Internal reference number FI Technical indication H05K 3/20 7511-4E H05K 3/20 Z 3/38 7511-4E 3/38 E (72) Inventor Kazuo Kato 3-5-1, Asahimachi, Machida-shi, Tokyo Electrochemical Research Institute Co., Ltd. (72) Akira Miyai 3-5-1 Asahimachi, Machida-shi, Tokyo Denka Kagaku Kogyo Co., Ltd. Inside the General Research Institute (72) Inventor Kazuyuki Hirata 3-5-1, Asahimachi, Machida-shi, Tokyo Denka Kagaku Kogyo Co., Ltd.

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 セラミックス基板上に活性金属成分を含
むろう材を介して金属回路パターンを形成させた後、不
要ろう材を薬液処理により除去して得られたものであ
り、その薬液が（ａ）フッ酸単独、（ｂ）硝酸、硫酸、
及び塩酸から選ばれた少なくとも一種の無機酸とフッ酸
との混酸、（ｃ）王水、又は（ｄ）水酸化ナトリウム溶
液及び／又は水酸化カリウム溶液であることを特徴とす
るセラミックス回路基板。1. This is obtained by forming a metal circuit pattern on a ceramic substrate through a brazing material containing an active metal component, and then removing unnecessary brazing material by a chemical treatment. ) Hydrofluoric acid alone, (b) nitric acid, sulfuric acid,
And a mixed acid of at least one inorganic acid selected from hydrochloric acid and hydrofluoric acid, (c) aqua regia, or (d) sodium hydroxide solution and / or potassium hydroxide solution. 【請求項２】 活性金属成分を含むろう材の金属成分と
して、銅成分と活性金属成分としてのジルコニウム成分
とを含有してなるものを用いたものであることを特徴と
する請求項１記載のセラミックス回路基板。2. A brazing filler metal containing an active metal component, wherein a metal component containing a copper component and a zirconium component as an active metal component is used as the metal component. Ceramic circuit board. 【請求項３】 活性金属成分を含むろう材の金属成分と
して、銅成分と活性金属成分としてのチタン成分及び／
又はハフニウム成分とを含有してなるものを用いたもの
であることを特徴とする請求項１記載のセラミックス回
路基板。3. A copper component and a titanium component as an active metal component, and / or a metal component of a brazing material containing an active metal component.
Alternatively, the ceramic circuit board according to claim 1, which is one containing a hafnium component. 【請求項４】 活性金属成分を含むろう材として、銀成
分をさらに含有してなるものを用いたものであることを
特徴とする請求項２記載のセラミックス回路基板。4. The ceramic circuit board according to claim 2, wherein a brazing material containing an active metal component is a brazing material further containing a silver component. 【請求項５】 活性金属成分を含むろう材として、銀成
分をさらに含有してなるものを用いたものであることを
特徴とする請求項３記載のセラミックス回路基板。5. The ceramic circuit board according to claim 3, wherein a brazing material containing an active metal component is a brazing material further containing a silver component. 【請求項６】 活性金属成分を含むろう材の金属成分と
して、ニッケル成分と、チタン成分、ジルコニウム成分
及びハフニウム成分から選ばれた一種又は二種以上の活
性金属成分とを含有してなるものを用いたものであるこ
とを特徴とする請求項１記載のセラミックス回路基板。6. A brazing filler metal containing an active metal component comprising a nickel component and one or more active metal components selected from titanium component, zirconium component and hafnium component. The ceramic circuit board according to claim 1, which is used. 【請求項７】 活性金属成分を含むろう材として、ペー
ストを用いたものであることを特徴とする請求項１記載
のセラミックス回路基板。7. The ceramic circuit board according to claim 1, wherein a paste is used as a brazing material containing an active metal component. 【請求項８】 活性金属成分を含むろう材の金属成分
が、金属粉末、合金粉末及び／又は化合物の形態で供給
されてなるろう材を用いたものであることを特徴とする
請求項７記載のセラミックス回路基板。8. A brazing filler metal containing an active metal component, wherein the metal component is a brazing filler metal supplied in the form of a metal powder, an alloy powder and / or a compound. Ceramic circuit board. 【請求項９】 活性金属成分を含むろう材として、窒化
アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム及び窒化
ホウ素から選ばれた一種又は二種以上のセラミックス粉
末をさらに含有してなるものを用いたものであることを
特徴とする請求項８記載のセラミックス回路基板。9. A brazing material containing an active metal component, which further comprises one or more ceramic powders selected from aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide and boron nitride. The ceramic circuit board according to claim 8, wherein 【請求項１０】 活性金属成分を含むろう材として、箔
を用いたものであることを特徴とする請求項１記載のセ
ラミックス回路基板。10. The ceramic circuit board according to claim 1, wherein a foil is used as a brazing material containing an active metal component. 【請求項１１】 箔が、活性金属成分と活性金属成分以
外の金属成分との合金箔であることを特徴とする請求項
１０記載のセラミックス回路基板。11. The ceramic circuit board according to claim 10, wherein the foil is an alloy foil of an active metal component and a metal component other than the active metal component. 【請求項１２】 箔が、活性金属箔と活性金属箔以外の
金属箔との積層体であることを特徴とする請求項１０記
載のセラミックス回路基板。12. The ceramic circuit board according to claim 10, wherein the foil is a laminate of an active metal foil and a metal foil other than the active metal foil. 【請求項１３】 活性金属成分を含むろう材ペースト
を、セラミックス基板上に、少なくとも金属回路パター
ンを含み、それよりも広い面積にわたって塗布したもの
であることを特徴とする請求項７記載のセラミックス回
路基板。13. The ceramic circuit according to claim 7, wherein the brazing material paste containing an active metal component is applied on a ceramic substrate over at least a metal circuit pattern and over a wider area than the metal circuit pattern. substrate. 【請求項１４】 活性金属成分を含むろう材ペースト
を、セラミックス基板上に、金属回路パターンと同形に
塗布したものであることを特徴とする請求項７記載のセ
ラミックス回路基板。14. The ceramic circuit board according to claim 7, wherein a brazing paste containing an active metal component is applied on the ceramic board in the same shape as the metal circuit pattern. 【請求項１５】 活性金属成分を含むろう材の箔を、セ
ラミックス基板上に、少なくとも金属回路パターンを含
みそれよりも広い面積にわたって配置したものであるこ
とを特徴とする請求項１０記載のセラミックス回路基
板。15. A ceramic circuit according to claim 10, wherein a foil of a brazing material containing an active metal component is arranged on a ceramic substrate over an area including at least a metal circuit pattern and wider than that. substrate. 【請求項１６】 活性金属成分を含むろう材の箔を、セ
ラミックス基板上に、金属回路パターンと同形に配置し
たものであることを特徴とする請求項１０記載のセラミ
ックス回路基板。16. A ceramic circuit board according to claim 10, wherein a foil of a brazing material containing an active metal component is arranged on the ceramic board in the same shape as the metal circuit pattern. 【請求項１７】 金属回路パターンの材質が、銅、ニッ
ケル、銅合金及びニッケル合金から選ばれた一種又は二
種以上であることを特徴とする請求項１記載のセラミッ
クス回路基板。17. The ceramic circuit board according to claim 1, wherein the material of the metal circuit pattern is one or more selected from copper, nickel, copper alloys and nickel alloys. 【請求項１８】 金属回路パターンを、ベタ金属板のエ
ッチングにより形成させたものであることを特徴とする
請求項１７記載のセラミックス回路基板。18. The ceramic circuit board according to claim 17, wherein the metal circuit pattern is formed by etching a solid metal plate. 【請求項１９】 金属回路パターンを、ハーフエッチ金
属板のエッチングにより形成させたものであることを特
徴とする請求項１７記載のセラミックス回路基板。19. The ceramic circuit board according to claim 17, wherein the metal circuit pattern is formed by etching a half-etched metal plate. 【請求項２０】 金属回路パターンを、プッシュバック
金属板を用いて形成させたものであることを特徴とする
請求項１７記載のセラミックス回路基板。20. The ceramic circuit board according to claim 17, wherein the metal circuit pattern is formed by using a pushback metal plate. 【請求項２１】 セラミックス基板の材質が、窒化アル
ミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム及びムライト
から選ばれた一種又は二種以上を主成分としたものであ
ることを特徴とする請求項１記載のセラミックス回路基
板。21. The ceramic circuit according to claim 1, wherein the material of the ceramic substrate is one or more selected from aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide and mullite as a main component. substrate. 【請求項２２】 不要ろう材の薬液処理と同時に及び／
又は薬液処理後の洗浄工程において超音波を付与したも
のであることを特徴とする請求項１記載のセラミックス
回路基板。22. Simultaneously with chemical treatment of unnecessary brazing material and / or
Alternatively, the ceramic circuit board according to claim 1, wherein ultrasonic waves are applied in a cleaning step after the chemical solution treatment.