JP7363583B2 - 絶縁回路基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁回路基板の製造方法に関する。

金属板と、セラミックス基板とを接合してなる回路基板として、例えば、特許文献１及び２に記載の絶縁回路基板が知られている。これら特許文献１及び２に記載の絶縁回路基板は、ＡＩＮ（窒化アルミニウム）、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、又はＳｉ_３Ｎ_４（窒化ケイ素）等からなるセラミックス基板を備えており、このセラミックス基板の一方の面に第１金属板が接合されて形成された回路層が設けられるとともに、他方の面に第２金属板が接合されて形成された放熱層が設けられている。
このような絶縁回路基板では、回路層が溝により複数に分断されることにより、複数の回路パターンを形成しているため、回路層のパターン形状と放熱層のパターン形状とが異なっている。

特許第３２１１８５６号公報 特開２０１４－１７２８０２号公報

ところで、上記特許文献１及び２に開示されている絶縁回路基板は、第１金属板、セラミックス基板及び第２金属板を重ねた積層体を積層方向に加圧しながら加熱することにより接合される。しかしながら、これらの接合時に、回路層となる第１金属板の形状や厚さと、放熱層となる第２金属板の形状や厚さとが異なると、絶縁回路基板に反り（回路層を上側とする凸状の反り）が発生する。特に、第１金属板が複数の金属板からなり、第２金属板が１枚の金属板からなる場合には、反りが大きくなり、また、反りの方向（回路層側に凸となるか凹となるか）がバラバラとなる。
この反りの低減及び反りの方向制御のため、加圧の際に所定の曲率半径を有する押圧板を用いて接合を行うが、この場合、第１金属板のセラミックス基板に対する位置ずれが生じる。この反りが大きい場合や、位置ずれが生じていると、回路層上への半導体素子等の実装時に位置ずれが発生しやすくなるため、絶縁回路基板は、その反り量が小さいものが望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、接合時の位置ずれを抑制でき、かつ、反り量を低減でき、反りの方向を統一した絶縁回路基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の絶縁回路基板の製造方法は、セラミックス基板の一方の面に第１金属板を配置するとともに、前記セラミックス基板の他方の面に第２金属板を配置して、これら積層体を積層方向に押圧した状態で接合する接合工程を有し、
前記接合工程では、前記第１金属板を押圧する凸曲面を有する第１押圧板と前記第２金属板を押圧する凹曲面を有する第２押圧板とを用い、前記第１金属板の前記セラミックス基板とは反対側の面である第１面を平板からなる第１接触板を介して前記凸曲面で押圧するともに、前記第２金属板の前記セラミックス基板とは反対側の面である第２面を平板からなる第２接触板を介して前記凹曲面で押圧することにより、前記積層体を前記第１接触板及び前記第２接触板との間に挟持して変形させた状態で加熱し、
前記第１押圧板及び前記第２押圧板は、ヤング率が１００ＧＰａ以上の板材からなるとともに、前記第１接触板及び前記第２接触板は、ヤング率が１ＧＰａ以上７０ＧＰａ以下、厚さが０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。
なお、第１接触板及び第２接触板のヤング率と厚さは２５℃における値である。

本発明では、絶縁回路基板の接合後に生じ得る反りの方向とは逆方向に反らせながら第１金属板、セラミックス基板及び第２金属板の積層体を押圧することで、絶縁回路基板の接合後の反りを抑制でき、反りの方向を統一できる。

ここで、第１押圧板の凸曲面により第１金属板の第１面を直接押圧するとともに、第２押圧板の凹曲面により第２金属板の第２面を直接押圧する場合、まず、凸曲面の先端が第１面の中央に接触し、徐々に第１面への接触範囲が中央から外周側に拡大して押圧されていく。一方、凹曲面では、その外周端が第２面の外周縁に接触し、第２面への接触範囲が外周縁から中央側に拡大して押圧されていく。この場合、凸曲面及び凹曲面のそれぞれは、第１金属板の第１面及び第２金属板の第２面の全領域を最初から押圧することができないため、この凸曲面及び凹曲面の押圧力により、第１金属板及び第２金属板がセラミックス基板上で滑って位置ずれが生じる場合がある。

これに対し、本発明では、凸曲面と第１面との間に第１接触板が配置され、凹曲面と第２面との間に第２接触板が配置された状態で、積層体の押圧が開始されると、まず、凸曲面の先端が第１接触板の中央に接触する。この第１接触板は、ヤング率が１ＧＰａ以上７０ＧＰａ以下、厚さが０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されているため、凸曲面の先端部の押圧力によりたわむことから、凸曲面の先端部が接触していない第１接触板の外周部でも第１金属板が押圧される。つまり、第１接触板の中央のみが押圧されている場合でも、第１金属板の全面を押圧した状態が維持される。そして、凸曲面の押圧が進むと、第１接触板の中央から外周側に拡大して押圧されるが、この場合においても第１接触板が適切にたわんで第１金属板の全面を押圧した状態が維持される。また、第２接触板においても同じであり、凹曲面により押圧されている間、第２接触板が第２金属板の全面を押圧した状態が維持される。このため、接合工程におけるセラミックス基板に対する第１金属板及び第２金属板の位置ずれの発生を抑制できる。
なお、第１接触板及び第２接触板が平板により形成されているので、これら第１接触板及び第２接触板により挟まれた積層体を凸曲面及び凹曲面の間に配置する際にも、これらを水平に配置でき、積層体の配置時に生じる位置ずれを抑制できる。

なお、第１接触板及び第２接触板のヤング率が１ＧＰａ未満であり、かつ、厚さが０．５ｍｍ未満であると、凸曲面の先端が第１接触板の中央に接触して、第１接触板にたわみが生じたとしても第１金属板の周縁部への押圧力が低く、位置ずれが生じるおそれがある。一方、第１接触板及び第２接触板のヤング率が７０ＧＰａを超え、かつ、厚さが５０ｍｍを超えると、これをたわませるのに過大な力が必要になり、接合時にかかる荷重で変形しにくくなるため、反りを抑制できない可能性がある。

本発明の絶縁回路基板の製造方法において、前記第１金属板は、前記セラミックス基板の面方向に並べて配置される複数の金属板からなるものとすることができる。
第１金属板が複数の金属板からなる場合、凸曲面の押圧により複数の金属板が位置ずれする可能性が大きくなる。この場合でも、凸曲面での押圧時に第１接触板が複数の金属板の全面に接触して押圧する状態が維持される。つまり、本発明は、第１金属板が複数の金属板からなる場合に、特に有効であり、セラミックス基板に対する第１金属板及び第２金属板の位置ずれを抑制できる。

本発明の絶縁回路基板の製造方法の好ましい態様としては、前記凸曲面及び前記凹曲面の曲率半径は、１００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下であるとよい。
凸曲面及び凹曲面の曲率半径が１００ｍｍ未満では、曲率半径が小さすぎて絶縁回路基板に割れ等が生じるおそれがあるとともに、接合後に第１金属板を凹状とする変形が残りやすい。一方、５０００ｍｍを超えると、曲率半径が大きすぎて、絶縁回路基板の接合後の反りを抑制する効果に乏しい。

本発明によれば、セラミックス基板に対する第１金属板及び前記第２金属板の接合時の位置ずれを抑制でき、かつ、反り量を低減し、反りの方向を統一できる。

本発明の一実施形態に係る絶縁回路基板を用いたパワーモジュールを示す断面図である。 図１に示す絶縁回路基板の製造方法を説明する断面図であり、セラミックス基板の両面に金属板を配置した状態を示す断面図である。 図１に示す絶縁回路基板の製造方法を説明する断面図であり、接合装置内に積層体を配置し、その両面に接触板を配置した状態を示す断面図である。 図１に示す絶縁回路基板の製造方法を説明する断面図であり、接合装置により積層体を押圧している途中の状態を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

本発明に係る絶縁回路基板の製造方法により製造される絶縁回路基板１０にヒートシンク２０が接合されてヒートシンク付絶縁回路基板１が形成される。

［パワーモジュールの構成］
そして、このヒートシンク付絶縁回路基板１の表面に半導体素子３０等が搭載されることにより、図１に示すように、電子部品が製造される。半導体素子３０としては、パワー半導体素子や、ＬＥＤ素子、熱電変換素子などが挙げられる。本実施形態では、半導体素子３０としてパワー半導体素子を用いたパワーモジュール１００（電子部品）で説明する。
なお、ヒートシンク２０を備えるパワーモジュール１００は、例えば冷却器等に取り付けられた状態で使用される。

［絶縁回路基板の構成］
絶縁回路基板１０は、セラミックス基板１１と、セラミックス基板１１の一方の面に積層された回路層１２と、セラミックス基板１１の他方の面に積層された放熱層１３とを備える。
セラミックス基板１１は、回路層１２と放熱層１３の間の電気的接続を防止する絶縁材であって、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等により形成され、その板厚は０．２ｍｍ～１．２ｍｍである。また、セラミックス基板１１の平面サイズは、例えば、３０～１６０ｍｍ×３０～１６０ｍｍに設定されている。

回路層１２は、セラミックス基板１１の一方の面に形成されており、２つの回路パターン（小回路層１２０ａ，１２０ｂ）に分断されている。この回路層１２は、無酸素銅等の純銅、又は、ジルコニウム添加銅合金等の銅合金により形成された２枚の銅板からなる。
放熱層１３は、セラミックス基板１１の他方の面に形成されており、１枚の無酸素銅等の純銅、又は、ジルコニウム添加銅合金等の銅合金により形成された銅板からなる。つまり、回路層１２の形状と放熱層１３の形状とは異なっている。
また、回路層１２及び放熱層１３の厚さは０．４ｍｍ～１．６ｍｍに設定されており、セラミックス基板１１よりも若干小さく形成されている。

［絶縁回路基板の製造方法］
次に、本実施形態の絶縁回路基板１０の製造方法について説明する。
その製造方法は、セラミックス基板１１の一方の面に回路層１２に対応する（２つの小回路層１２０ａ，１２０ｂに対応する）第１金属板１２１，１２２をろう材箔１４を介して配置するとともに、セラミックス基板１１の他方の面に放熱層１３となる第２金属板１３０をろう材箔１４を介して配置して、絶縁回路基板の製造装置６０（以下、製造装置６０という）によりこれらを積層方向に押圧した状態で加熱してろう付けにより接合する接合工程を有している。

（絶縁回路基板の製造装置の構成）
ここで、絶縁回路基板１０は、回路層１２（２つの小回路層１２０ａ，１２０ｂ）となる第１金属板１２１，１２２の大きさと第２金属板１３０の大きさとが異なるため、接合後に回路層１２を上側とする凸状の反りが発生する傾向がある。この反りを抑制するため、本実施形態では、製造装置６０を用いて回路層１２を上側とする凹状に変形させながら、接合後に生じる反りの方向とは反対方向に変形させながら）セラミックス基板１１と第１金属板１２１，１２２及び第２金属板１３０との接合を実行する。

この製造装置６０は、図３及び図４に示すように、セラミックス基板１１の面方向に並べて配置される第１金属板１２１，１２２、セラミックス基板１１及び第２金属板１３０の積層体４０を積層方向に押圧する第１押圧板６１及び第２押圧板６２を備えている。第１押圧板６１は、第１金属板１２１，１２２のセラミックス基板１１とは反対側の面である第１面１２１Ａ，１２２Ａを押圧可能な凸曲面６１１を有している。また、第２押圧板６２は、第２金属板１３０のセラミックス基板１１とは反対側の面である第２面１３０Ａを押圧可能な凹曲面６２１を有している。
また、製造装置６０は、第１押圧板６１及び第２押圧板６２により積層体４０を押圧する際に、凸曲面６１１と第１面１２１Ａ，１２２Ａとの間に配置される第１接触板７１と、凹曲面６２１と第２面１３０Ａとの間に配置される第２接触板７２と、を備えている。

これらのうち、第１押圧板６１及び第２押圧板６２は、第１接触板７１及び第２接触板７２よりも平面サイズが大きいことが好ましい。また、第１押圧板６１及び第２押圧板６２は、ヤング率が１００ＧＰａ以上の板材（例えば、ステンレス鋼材、窒化アルミニウム等のセラミックス）により形成されている。これら第１押圧板６１及び第２押圧板６２の厚さは、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下とすることが好ましい。
この第１押圧板６１の凸曲面６１１は、曲率半径Ｒが１００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下とされる凸状の曲面である。また、第２押圧板６２の凹曲面６２１は、凸曲面６１１に対応する曲率半径Ｒが１００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下とされる凹状の曲面である。具体的には、凸曲面６１１は、図３に示す絶縁回路基板１０の中心を厚さ方向に延びて通過する仮想線Ｃ１から周縁にかけて下り勾配となる凸状の曲面であり、凹曲面６２１は、上記仮想線Ｃ１から周縁にかけて上り勾配となる凹状の曲面である。

なお、これら凸曲面６１１及び凹曲面６２１の曲率半径Ｒが１００ｍｍ未満では、曲率半径が小さすぎて絶縁回路基板１０に割れなどが生じるおそれがあるとともに、接合後に第１金属板１２１，１２２を凹状とする変形が残りやすい。一方、５０００ｍｍを超えると、曲率半径が大きすぎて、絶縁回路基板１０の接合後の反りを抑制する効果に乏しい。

第１接触板７１及び第２接触板７２は、それぞれ第１金属板１２１，１２２及び第２金属板１３０よりも平面サイズが同じか、または、大きく形成されていることが好ましい。また、第１接触板７１及び第２接触板７２は、ヤング率が１ＧＰａ以上７０ＧＰａ以下、厚さｗ１が０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定され、例えば、カーボン板やカーボンコンポジットの他、グラファイトシート等からなる。なお、第１接触板７１及び第２接触板７２のヤング率と厚さは２５℃における値である。
これら第１接触板７１及び第２接触板７２のヤング率が１ＧＰａ未満で、かつ、厚さｗ１が０．５ｍｍ未満であると、凸曲面６１１の先端が第１接触板７１の中央に接触して、第１接触板７１にたわみが生じたとしても第１金属板１２１，１２２の周縁部への押圧力が弱く、位置ずれが生じる。一方、第１接触板７１及び第２接触板７２のヤング率が７０ＧＰａを超え、かつ、厚さｗ１が５０ｍｍを超えると、これをたわませるのに過大な力が必要になり、接合時にかかる荷重で変形しにくくなるため、反りを抑制できない可能性がある。
このため、本実施形態では、第１接触板７１及び第２接触板７２のヤング率を１ＧＰａ以上７０ＧＰａ以下、厚さｗ１を０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下としている。

（製造装置を用いた絶縁回路基板の製造方法）
このような製造装置６０を用いて絶縁回路基板１０を製造するには、まず、図２に示すように、第１金属板１２１，１２２、セラミックス基板１１、第２金属板１３０を、それぞれ活性金属ろう材（例えば、Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系等）のろう材箔１４を介して積層し、積層体４０を形成する。
なお、本実施形態では、ろう材箔１４を用いることとしたが、これに限らず、ろう材ペーストを用いてもよい。この場合、ろう材ペーストは、セラミックス基板１１に塗布してもよいし、第１金属板１２１，１２２及び第２金属板１３０に塗布してもよい。

そして、図３に示すように、積層体４０の第１金属板１２１，１２２側に第１接触板７１を配置するとともに、第２金属板１３０側に第２接触板７２を配置し、これらで積層体４０を挟んだ状態で凸曲面６１１と凹曲面６２１との間に配置する。その後、第１押圧板６１及び第２押圧板６２によりこれらを積層方向に押圧する。

この状態で、積層体に対し、第１押圧板６１及び第２押圧板６２による押圧が開始されると、図４に示すように、まず、凸曲面６１１の先端が第１接触板７１の中央に接触する。この第１接触板７１は、ヤング率が１ＧＰａ以上７０ＧＰａ以下、厚さが０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されているため、凸曲面６１１の先端部の押圧力によりたわむことから、凸曲面６１１の先端部が接触していない第１接触板７１の外周部でも第１金属板１２１，１２２が押圧される。つまり、第１接触板７１の中央のみが押圧されている場合でも、第１金属板１２１，１２２の全面が押圧した状態が維持される。そして、凸曲面６１１の押圧が進むと、第１接触板７１の中央から外周側に拡大して押圧されるが、この場合においても第１接触板７１が適切にたわんで第１金属板１２１，１２２の全面を押圧した状態が維持される。また、第２接触板７２においても同じであり、凹曲面６２１により押圧されている間、第２接触板７２がたわんで第２金属板１３０の全面を押圧した状態が維持される。このため、接合工程におけるセラミックス基板１１に対する第１金属板１２１，１２２及び第２金属板１３０の位置ずれの発生を抑制できる。

そして、この積層体４０をさらに積層方向に加圧した状態で加熱した後、冷却することにより、セラミックス基板１１の一方の面に第１金属板１２１，１２２が接合され、他方の面に第２金属板１３０が接合される。ろう材箔１４は、加熱により溶融し、第１金属板１２１，１２２や第２金属板１３０中に拡散して、これらをセラミックス基板１１と強固に接合する。
このときの接合条件は、必ずしも限定されるものではないが、真空雰囲気中で、積層方向の加圧力が０．１ＭＰａ～１．０ＭＰａ、加熱温度は８００℃～９３０℃の加熱温度に２０分以上１２０分以下保持するのが好適である。

この製造方法によれば、絶縁回路基板１０の接合後に生じ得る反りの方向とは逆方向に反らせながら第１金属板１２１，１２２、セラミックス基板１１及び第２金属板１３０の積層体４０を押圧することで、絶縁回路基板１０の接合後の反りを抑制し、反りの方向を統一できる。また、凸曲面６１１及び凹曲面６２１のそれぞれにより第１接触板７１及び第２接触板７２の一部が押圧された場合でも、これら第１接触板７１及び第２接触板７２がたわむので、第１面１２１Ａ，１２２Ａ及び第２面１３０Ａの全面に接触して押圧した状態が維持されるので、接合工程におけるセラミックス基板１１に対する第１金属板１２１，１２２及び第２金属板１３０の位置ずれの発生を抑制できる。
なお、第１接触板７１及び第２接触板７２が平板により形成されているので、これら第１接触板７１及び第２接触板７２により挟まれた積層体４０を凸曲面６１１及び凹曲面６２１の間に配置する際にも、これらを水平に配置でき、積層体４０の配置時に生じる位置ずれを抑制できる。

さらに、第１押圧板６１の凸曲面６１１及び第２押圧板６２の凹曲面６２１の曲率半径が１００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下に設定されているので、絶縁回路基板１０に割れ等が生じることを抑制しつつ、反りを低減できる。

本実施形態では、第１金属板１２１，１２２が複数の金属板からなるため、凸曲面６１１の押圧により複数の金属板１２１，１２２が位置ずれする可能性が大きくなるものの、凸曲面６１１での押圧時に第１接触板７１が複数の金属板１２１，１２２の全面に接触した状態が維持される。つまり、本実施形態の製造方法は、第１金属板が複数の金属板１２１，１２２からなる場合に、特に有効であり、この場合でもセラミックス基板１１に対する第１金属板１２１，１２２及び第２金属板１３０の位置ずれを抑制できる。

その他、細部構成は実施形態の構成のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、第１金属板は、２枚の金属板１２１，１２２からなることとしたが、第１金属板は１枚の金属板により形成されてもよいし、３枚以上の金属板により形成されてもよい。なお、第１金属板を製造する方法に限定はないが、特に好ましくはプレス法で第１金属板を製造するとよい。

上記実施形態では、回路層１２及び放熱層１３は、いずれも無酸素銅等の銅又はジルコニウム添加銅合金等により形成されていることとしたが、これに限らず、アルミニウム又はアルミニウム合金により形成されていてもよい。この場合、回路層１２及び放熱層１３は、純度９９質量％以上の純アルミニウム板、ＪＩＳ規格では１０００番台の純アルミニウム、特に１Ｎ９０（純度９９．９質量％以上：いわゆる３Ｎアルミニウム）又は１Ｎ９９（純度９９．９９質量％以上：いわゆる４Ｎアルミニウム）により形成されることが好ましい。また、回路層１２及び放熱層１３は、２層構造であってもよく、この場合、第１層となる回路層及び放熱層を純アルミニウムにより形成し、第２層となる回路層及び放熱層を銅やＡ６０６３、Ａ３００３等のアルミニウム合金等により形成してもよい。
また、回路層１２の組成と放熱層１３の組成とが異なっていてもよい。つまり、絶縁回路基板１０が接合した際に反る可能性のある絶縁回路基板に本発明を適用可能である。

上記実施形態では、第１金属板１２１，１２２、セラミックス基板１１及び第２金属板１３０の積層体４０を第１押圧板６１及び第２押圧板６２により押圧する例を示したが、これに限らず、例えば、複数の積層体４０を重ねた状態で同時に押圧してもよい。

上記実施形態では、第１接触板７１と第２接触板７２とを備えている製造装置６０を用いたが、これに限らず、第１接触板７１及び第２接触板７２を備えていない製造装置６０に、別途に用意した第１接触板７１及び第２接触板７２を介して、第１押圧板６１及び第２押圧板６２の間に積層体４０を配置し、接合してもよい。

実施例１～６、比較例１～１２については、窒化珪素により形成された平面視で７０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さ０．３２ｍｍのセラミックス基板と、無酸素銅により形成された２枚の第１金属板（平面視で３３ｍｍ×６８ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの１枚と、平面視で３３ｍｍ×６８ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの他の１枚）、無酸素銅により形成された１枚の第２金属板（平面視で６８ｍｍ×６８ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）とを、第１金属板、セラミックス基板及び第２金属板の順で積層して、上記実施形態の絶縁回路基板の製造装置を用いて接合した。なお、２枚の第１金属板は、セラミックス基板の表面に平面視で平行に、かつ、２ｍｍの隙間を開けた状態で配置した。
製造装置の第１押圧板及び第２押圧板のヤング率、並びに、第１接触板及び第２接触板のヤング率及び厚さについては、表１に示す通りとした。また、第１押圧板及び第２押圧板の厚さは２０ｍｍとし、これらの凸曲面及び凹曲面の曲率半径Ｒは２０００ｍｍとし、セラミックス基板と第１金属板及び第２金属板の接合には、厚さ１０μｍのＡｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系ろう材箔を用いた。また、製造手順は、上記実施形態と同様であり、セラミックス基板の一方の面にろう材箔を介して第１金属板を配置するとともに、他方の面にろう材箔を介して第２金属板を配置して積層体を形成し、この積層体を第１及び第２接触板で挟んだ状態で第１及び第２押圧板間に配置し、これらを加圧しながら加熱して接合した。このときの接合条件は、真空雰囲気中で、積層方向の加圧力が０．５ＭＰａで、８１０℃の加熱温度に７０分保持した。なお、各試料は、３０個ずつ作成した。

この手順にて製造した実施例１～６及び比較例１～１２の絶縁回路基板について、位置精度及び反りを評価した。
位置精度の評価は、作成した各試料から２０個を取り出し、株式会社ミツトヨ製の画像測定器（Ｑｕｉｃｋ Ｓｃｏｐｅ）を用いて、それぞれの絶縁回路基板に対し、２枚の第１金属板とセラミックス基板のそれぞれの接合予定位置から水平方向のいずれかにずれた距離を計測した。これらのずれた距離を、全て平均した値が±０．２５ｍｍより大きい場合を不可「Ｂ」と判定し、±０．２５ｍｍ以内の場合を良好「Ａ」と評価した。

また、反り評価は、下記の通りとした。
反り量は、ダイヤルゲージ（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ製）を用いて、中央一点式で測定する。回路層側を下面にし、定盤に設置する。放熱層側中央に測定子を接触させ、その点をゼロ点とする。その後、回路層側の２枚の第１金属板のそれぞれの中央部付近に測定子を接触させ、その値の平均値を反り量と定義する。
この際、反り量が－の場合は金属層側に凸、＋の場合を回路層側に凸として反りの方向を決定した。
作成した各試料から２０個を取り出し、上述の方法によってそれぞれの絶縁回路基板に対し、反りの方向と反り量を測定した。
各試料の反り量の平均値が３０μｍ以下、かつ、反り方向が全ての絶縁回路基板で同一方向の場合を良好「Ａ」と評価し、各試料の反り量の平均値が３０μｍを超えた場合や、反りの方向が一つでも異なる場合を不可「Ｂ」と評価した。
これら位置精度及び反りの評価は、表１に示した。

表１から明らかなように、第１及び第２押圧板のヤング率が１００ＧＰａ以上であり、かつ、第１及び第２接触板のヤング率が１ＧＰａ以上７０ＧＰａ以下、厚さが０．５ｍｍ～５０ｍｍの実施例１～６では、位置精度評価及び反り評価のいずれもが良好「Ａ」であり、セラミックス基板に対する回路層及び放熱層の位置ずれを抑制し、かつ、反りを低減できることが分かった。
一方、比較例１及び４では、第１及び第２接触板のヤング率が０．５ＧＰａと低かったことから、セラミックス基板に対する回路層及び放熱層の位置ずれが発生したため、位置精度評価が不可「Ｂ」であった。また、比較例２及び３では、第１及び第２接触板のヤング率が１００ＧＰａと高すぎたことから、絶縁回路基板に発生する反りとは反対方向の反りを十分に付与できなかったため、反り評価が不可「Ｂ」であった。
また、比較例５及び８では、第１及び第２接触板の厚さが０．３ｍｍと薄すぎたことから、セラミックス基板に対する回路層及び放熱層の位置ずれが発生したため、位置精度評価が不可「Ｂ」であった。また、比較例６及び７では、第１及び第２接触板の厚さが６０ｍｍと厚すぎたことから、絶縁回路基板に発生する反りとは反対方向の反りを十分に付与できなかったため、反り評価が不可「Ｂ」であった。
さらに、比較例９～１２では、第１及び第２押圧板のヤング率が５０ＧＰａと低かったため、絶縁回路基板を適切に押圧できず、かつ、上記反対方向の反りも付与できなかったため、位置精度評価及び反り評価のいずれもが不可「Ｂ」であった。

１ ヒートシンク付絶縁回路基板
１０ 絶縁回路基板
１１ セラミックス基板
１２ 回路層
１３ 放熱層
２０ ヒートシンク
３０ 半導体素子
６１ 第１押圧板
６２ 第２押圧板
６１１ 凸曲面
６２１ 凹曲面
７１ 第１接触板
７２ 第２接触板
１２０ａ，１２０ｂ 小回路層
１２１，１２２ 第１金属板（複数の金属板）
１２１Ａ，１２２Ａ 第１面
１３０ 第２金属板
１３０Ａ 第２面
Ｃ１ 仮想線

Claims (3)

1. セラミックス基板の一方の面に第１金属板を配置するとともに、前記セラミックス基板の他方の面に第２金属板を配置して、これら積層体を積層方向に押圧した状態で接合する接合工程を有し、
   前記接合工程では、前記第１金属板を押圧する凸曲面を有する第１押圧板と前記第２金属板を押圧する凹曲面を有する第２押圧板とを用い、前記第１金属板の前記セラミックス基板とは反対側の面である第１面を平板からなる第１接触板を介して前記凸曲面で押圧するともに、前記第２金属板の前記セラミックス基板とは反対側の面である第２面を平板からなる第２接触板を介して前記凹曲面で押圧することにより、前記積層体を前記第１接触板及び前記第２接触板との間に挟持して変形させた状態で加熱し、
   前記第１押圧板及び前記第２押圧板はヤング率が１００ＧＰａ以上の板材からなるとともに、前記第１接触板及び前記第２接触板は、ヤング率が１ＧＰａ以上７０ＧＰａ以下、厚さが０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする絶縁回路基板の製造方法。
2. 前記第１金属板は、前記セラミックス基板の面方向に並べて配置される複数の金属板からなることを特徴とする請求項１に記載の絶縁回路基板の製造方法。
3. 前記凸曲面及び前記凹曲面の曲率半径は、１００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁回路基板の製造方法。

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