金属板とセラミツクス基板とからなる接合体
【目的】 製造時及び使用時に繰返し発生する熱により、従来セラミックス基板にしばしば生じていた、クラックがほとんど生じることがない、金属板とセラミックス基板とからなる接合体を得ることを目的とする。
【構成】 少くとも、セラミックス基板の片面に、回路パタ−ンを有する金属板とセラミックス基板とからなる接合体において、前記回路パタ−ンを構成する個々の回路線が縁取加工処理されていることを特徴とする金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【構成】 少くとも、セラミックス基板の片面に、回路パタ−ンを有する金属板とセラミックス基板とからなる接合体において、前記回路パタ−ンを構成する個々の回路線が縁取加工処理されていることを特徴とする金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属板とセラミックス基板とからなる接合体に関し、さらに詳しくは、耐ヒ−トサイクル性に優れた接合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にセラミックスは、耐熱性、耐摩耗性に優れ、さらには高電気抵抗、高硬度であるという特徴を有している。この特徴を利用してセラミックス板と金属板とを接合した接合体が電子部品、機械部品等に多く使用されている。しかしながらセラミックスと金属体とは異なった原子結合をしているので、このようなセラミックス板と金属板とを接合する場合、反応性等の化学的性質、熱膨張率等の物理的性貿が大きく異なる。
【０００３】このように性質が異なったセラミックス板と金属板とを高温で加熱し、冷却して接合させると熱膨張係数の差から熱応力が発生し、これが残留応力となる。この残留応力が接合強度を低下させたり、セラミックス板の破壊等を生じさせる。この残留応力を小さくし、接合強度の低下の防止、およびセラミックス板の破壊防止のため種々の接合方法が提案されてきた。
【０００４】即ち、セラミックス板と金属板とを窒素ガスの如き不活性ガス雰囲気か真空雰囲気で加熱し、金属板とセラミックス板とを直接接合させる方法（直接々合方法）。またTi，Zrのような活性金属と低融点合金を作るAg，Cu，Ni，Sn 等の金属を混合又は合金としたろう材をセラミックス板と金属板の間に介在させて不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気下で加熱圧着する方法（活性金属方法）、更にセラミックス板上にメタライズ層をもうけ、このメタライズ層を有するセラミックス板と金属板とを金属ソルダ−で接合させる方法（メタライズ方法）等多くの提案がなされているが、接合体を加熱し、次いで冷却することを繰返して行うこと（この操作を以後、「ヒ−トサイクル」ということがある）により接合強度が低下したり、または接合体にクラックもしくは破壊が生じる問題点が未だに解決されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術が有していた前述の問題点を解決しようとするものであり、従来全く知られていなかった金属板とセラミックス基板とからなる接合体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであり、少くとも、セラミックス基板の片面に、回路パタ−ンを有する金属板とセラミックス基板とからなる接合体において、前記回路パタ−ンを構成する個々の回路線が縁取加工処理されていることを特徴とする金属板とセラミックス基とからなる接合体を提供するものである。
【０００７】しかして本発明によれば、耐ヒ−トサイクル性に優れた金属板とセラミックス基板とからなる接合体が得られるのである。以下、本発明の構成要因について、さらに詳細に説明する。
【０００８】本発明でいう「セラミックス」とは、特に制限はないが酸化物系セラミックス及び非酸化物系セラミックスである。酸化物系セラミックスは、例えばアルミナ（Al2O3）、マグネシヤ（MgO）及びジリコニヤ（ZrO2）等が挙げられるが、中でもアルミナが好ましい。非酸化物系セラミックスは、例えば窒化アルミ（AlN）、炭化珪素（SiC）及び窒化珪素（Si3N4） 等が挙げられるが、中でも窒化アルミ、炭化珪素が好ましい。
【０００９】また、セラミックス板の板厚は、特に規制するものではなくいづれの板厚でも良いが一般的には0.2〜1.0m／m、好ましくは0.3〜0.8m／mである。
【００１０】本発明でいう「金属」とは、特に制限はないが、銅（Cu）、ニッケル（Ni）、クロ−ム（Cr）、コバルト、アルミニウム（Al）及びこれらの合金等が挙げられるが、中でも銅（Cu）、ニッケル（Ni）が好ましく、特に銅及び銅金属を主体とした合金が好ましい。銅金属としては、例えばJIS H3100で規定する銅金属が好ましく、中でも無酸素銅（合金番号C1020）が好ましい。
【００１１】また本発明で使用する金属板のうち、後工程でエッチング等により、回路基板として使用される金属板（以後、この金属板を「表面金属板（X）」という）の板厚は、セラミックス基板を介して裏面に接合される金属板（以後この金属板を「裏面金属板（Y）」という）の板厚と同等もしくは厚くすることができる。
【００１２】XおよびYの板厚は特に制限されるものではなく、いづれの板厚でも良いが、Xは一般的に0.05〜0.7m／m、好ましくは0.1〜0.5m／m、さらに好ましくは0.15〜0.3m／mであり、Yは一般的には0.03〜0.65m／m、好ましくは0.1〜0.5m／m、さらに好ましくは 0.15〜0.3m／mである。またXとYの板厚の関係は0.1X≦Y＜1.0X、好ましくは0.2X≦Y＜1.0X、さらに好ましくは0.3X≦Y＜1.0Xであることが望ましい。
【００１３】本発明に用いるセラミックス基板と金属板との接合方法は特に制限はないが、例えばセラミックス板と金属板とを窒素ガスの如き不活性ガス雰囲気か真空雰囲気で加熱し、金属板とセラミックス板とを直接接合させる方法（直接々合方法）。
【００１４】またTi，Zrのような活性金属と低融点合金を作るAg，Cu，Ni，Sn等の金属を混合又は合金としたろう材をセラミックス板と金属板の間に介在させて不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気下で加熱圧着する方法（活性金属方法）、更にセラミックス板上にメタライズ層をもうけ、このメタライズ層を有するセラミックスと金属体とを金属ソルダ−で接合させる方法（メタライズ方法）等があり、中でも直接々合方法及び活性金属方法が好ましく、特に活性金属方法が好適である。
【００１５】本発明に用いる直接々合方法とは、具体的には、例えばセラミックス板に金属板を載置し、これを加熱炉に入れ、金属体の過度の酸化を防止するため、酸素濃度を 20ppm以下に調整した不活性雰囲気又は真空雰囲気中で最高加熱温度1060℃〜1083℃以内の温度で 5秒〜15分間加熱した後、冷却して接合体を得る方法である。
【００１６】また活性金属方法とは、例えばセラミックス板と金属板との接合面に活性金ろう材を箔状、粉末状、又粉末をバインダ−と均一に混練しペ−ストとし、これをスクリ−ン印刷した後、この接合体を加熱炉に入れ、不活性雰囲気又は真空度50〜1×10-6Torrの雰囲気で最高加熱温度700〜950℃以内の温度で加熱時間3分〜60分間加熱した後、冷却して接合体を得る方法である。
【００１７】活性金属ろう材としては特に制限はないが、比較的低温加熱で接合させることができる、銀（Ag）、銅（Cu）、チタン（Ti）又は水素化チタン（TiH）の混合物系、銀（Ag）、銅（Cu）、ニッケル（Ni）、チタン（Ti）又は水素化チタン（TiH）の混合物系、銀（Ag）、銅（Cu）、錫（Sn）、チタン又は水素化チタン（TiH）の混合物系、銀（Ag）、ニッケル（Ni)、チタン又は水素化チタンの混合物系及び銀（Ag）、銅（Cu）、ジルコニヤ（Zr)又は水素化ジルコニヤの混合物系が挙げられるが、中でも銀、銅、チタン又は水素化チタンの混合物系、銀、銅、ニッケル、チタン又は水素化チタンの混合物系が好ましい。
【００１８】次いで、上記のとおり得られた接合体のＸを従来使用されているエッチング方法及びレ−ザ−スクライズ法等により、回路パタ−ン処理することができる。ここで、回路パタ−ンにより描かれた個々の回路線２にはそれぞれ縁取３が施されていることが肝要である。
【００１９】縁取３の形状は特に規制するものではなく、いづれの形状の縁取りでも良く、例えば、段差状態を有しているもの（図２）及びほぼ直線状態となっているもの（図３）等がある。
【００２０】また縁取巾（ａ）は、特に規制するものではないが、一般的には0.05〜1.5m／m、好ましくは0.1〜1.0m／m、さらに好ましくは0.2〜0.8m／mである。縁取の形状が段差状態である場合、段差の高さ(ｂ)は、いづれの高さでも良いが、一般的に金属板の板厚（ｂ＋ｃ）の10〜95％、好ましくは15〜85％、さらに好ましくは20〜75％に相当する高さの範囲にあることが望ましい。
【００２１】また必要に応じ、Yにも上記のとおり、縁取を施しても良い。このようにして得られた金属板とセラミックス板との接合体は、製造時および加工時もしくは使用時に受けるヒ−トサイクルに対しても接合強度が低下することなく、またセラミックス基板にはクラックもしくは破壊等の損傷が生じることが無い極めて有用な接合体であり、業界に寄与する所、極めて大である。
【００２２】以下実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は実施例のみに限定されるべきものではないことは言うまでもない。
【００２３】実施例Ａ（接合体の調製）
比較例１JIS H3100、金属番号C1020で規定する無酸素銅板（板厚0.3m／mと0.3m／m、寸法45×30m／m）をそれぞれ用意した。セラミックス基板としてアルミナ基板（板厚 0.635m／m、寸法45×30m／m）を用意し、両面に活性金属粉混合ペ−スト（Ag−Cu−Ti：71.5−27.5−1）をスクリ−ンで30μｍの厚さに印刷し、上記の銅板をアルミナ基板の表及び裏面にそれぞれ載置し、１kg／cm2の加圧の後、10-5Torrの真空条件下、 850℃×10分間加熱した。その後冷却して、接合体を得た。
【００２４】次いで、接合体の表面の銅板の表面を研磨し、パタ−ニング用レジストを表面銅板の接着面積と裏面のそれの比が0.7 となるようにスクリ−ン印刷を行い、熱硬化後、塩化第二銅水溶液に浸漬エッチングし、苛性ソ−ダ水溶液によりレジストを剥離し、パタ−ンを形成した接合体を得、さらにこの複合体の銅板部を過硫酸アンモニウム水溶液に浸蝕させ、後に水洗して、パタ−ン処理した接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.1」という）。
【００２５】比較例２比較例１において、セラミックス基板を窒化アルミ（AlN）基板 とした以外、比較例１と同様にして接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.2」という）。
【００２６】比較例３セラミックス基板として、アルミナ基板（板厚0.635m／m、寸法45×30m／m）の表及び裏面にそれぞれ比較例１で用意した無酸素銅板を載置し、これをあらかじめ窒素ガス雰囲気に調整されたトンネル式電熱焼成炉に入れ、加熱スピ−ド50℃／分で昇温加熱し、最高温度1073℃で３分間保持した。
【００２７】その後冷却して接合体を得た。次いで比較例１と同様にしてパタ−ン処理した接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.3」という）。
【００２８】比較例４比較例１と同様にして得られた接合体の表側回路パタ−ン上にエッチング処理後個々の回路線が図４に示される形状（縁取の代わりに溝体：寸法はｄ＝0.5m／m、ｅ＝0.3m／m、ｆ＝0.15m／m、ｇ＝0.15m／m）になるように設計されたパタ−ニング用レジストを印刷し、再度エッチング工程以降を行い、接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.4」という）。
【００２９】実施例１比較例１で得られた接合体の表側回路パタ−ン上にエッチング処理後個々の回路線の形状が縁取巾（ａ）が0.25m／m、段差の高さ(ｂ)が0.15m／mとなるように設計されたパタ−ニング用レジストを印刷し、再度エッチング工程以降を行い接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.5」という）。
【００３０】実施例２実施例１において、縁取巾（ａ）が0.65m／mとなるようにパタ−ンを変更した以外、実施例１と同様にして接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.6」という）。
【００３１】実施例３比較例１において、図３のように縁取が直線的で、その縁取巾（ａ）が 0.65m／m となるようにエッチング条件を変更した以外、比較例１と同様にして接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.7」という）。
【００３２】実施例４実施例２において、セラミックス基板を窒化アルミ（AlN）基板とした以外、実施例２と同様にして接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.8」という）。
【００３３】実施例５比較例３と同様にして得られた接合体の表側回路パタ−ン上にエッチング処理後個々の回路線の形状において、縁取巾(ａ)が0.65m／m、段差の高さ(ｂ)が0.15m／mとなるように段付されたパタ−ニング用レジストを印刷し、再度エッチング工程以降を行い、接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.9」という）。
【００３４】実施例６比較例３において、図３のように縁取を直線的にし、その縁取巾（ａ）が0.65m／mとなるようにエッチング条件を変更した以外、比較例３と同様にして接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.10」という）。
【００３５】実施例Ｂ（接合体の評価）
実施例Ａで得られた接合体No.１〜10について、それぞれ 100枚ずつ抽出して、その 100枚を50枚ずつに分けて、それぞれ以下のような評価試験を行い、その結果を表１に示した。
【００３６】評価試験−１あらかじめ窒素ガス雰囲気に調整されたトンネル式電熱焼成炉に、接合体を入れ、加熱スピ−ド40℃／分で昇温加熱し、最高温度 400℃で10分間保持した後、30℃／分で冷却するという工程を1サイクルとし、10サイクルくり返し行った後、接合体を顕微鏡（20倍）で観察する。
【００３７】評価試験−２−40℃×30分→25℃×10分→125℃×30分を1サイクルとしたヒ−トサイクル試験を50サイクル行った後、接合体を顕微鏡（20倍）で観察する。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、製造時及び使用時に繰返し発生する熱により、セラミックス基板にしばしば生じていた、クラックがほとんど生じることがない、金属板とセラミックス基板とからなる接合体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明接合体の１例を示した概略平面図である。
【図２】本発明による段差形状の縁取を有した接合体の1例を示した概略断面図である。
【図３】本発明による直線形状の縁取を有した接合体の1例を示した概略断面図である。
【図４】本発明によらない従来使用されている溝形状を有した接合体である。
【符号の説明】
１ セラミックス基板
２ 回路線
３ 縁取部
１０ 表面金属板
１１ 裏面金属板
【表１】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属板とセラミックス基板とからなる接合体に関し、さらに詳しくは、耐ヒ−トサイクル性に優れた接合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にセラミックスは、耐熱性、耐摩耗性に優れ、さらには高電気抵抗、高硬度であるという特徴を有している。この特徴を利用してセラミックス板と金属板とを接合した接合体が電子部品、機械部品等に多く使用されている。しかしながらセラミックスと金属体とは異なった原子結合をしているので、このようなセラミックス板と金属板とを接合する場合、反応性等の化学的性質、熱膨張率等の物理的性貿が大きく異なる。
【０００３】このように性質が異なったセラミックス板と金属板とを高温で加熱し、冷却して接合させると熱膨張係数の差から熱応力が発生し、これが残留応力となる。この残留応力が接合強度を低下させたり、セラミックス板の破壊等を生じさせる。この残留応力を小さくし、接合強度の低下の防止、およびセラミックス板の破壊防止のため種々の接合方法が提案されてきた。
【０００４】即ち、セラミックス板と金属板とを窒素ガスの如き不活性ガス雰囲気か真空雰囲気で加熱し、金属板とセラミックス板とを直接接合させる方法（直接々合方法）。またTi，Zrのような活性金属と低融点合金を作るAg，Cu，Ni，Sn 等の金属を混合又は合金としたろう材をセラミックス板と金属板の間に介在させて不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気下で加熱圧着する方法（活性金属方法）、更にセラミックス板上にメタライズ層をもうけ、このメタライズ層を有するセラミックス板と金属板とを金属ソルダ−で接合させる方法（メタライズ方法）等多くの提案がなされているが、接合体を加熱し、次いで冷却することを繰返して行うこと（この操作を以後、「ヒ−トサイクル」ということがある）により接合強度が低下したり、または接合体にクラックもしくは破壊が生じる問題点が未だに解決されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術が有していた前述の問題点を解決しようとするものであり、従来全く知られていなかった金属板とセラミックス基板とからなる接合体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであり、少くとも、セラミックス基板の片面に、回路パタ−ンを有する金属板とセラミックス基板とからなる接合体において、前記回路パタ−ンを構成する個々の回路線が縁取加工処理されていることを特徴とする金属板とセラミックス基とからなる接合体を提供するものである。
【０００７】しかして本発明によれば、耐ヒ−トサイクル性に優れた金属板とセラミックス基板とからなる接合体が得られるのである。以下、本発明の構成要因について、さらに詳細に説明する。
【０００８】本発明でいう「セラミックス」とは、特に制限はないが酸化物系セラミックス及び非酸化物系セラミックスである。酸化物系セラミックスは、例えばアルミナ（Al2O3）、マグネシヤ（MgO）及びジリコニヤ（ZrO2）等が挙げられるが、中でもアルミナが好ましい。非酸化物系セラミックスは、例えば窒化アルミ（AlN）、炭化珪素（SiC）及び窒化珪素（Si3N4） 等が挙げられるが、中でも窒化アルミ、炭化珪素が好ましい。
【０００９】また、セラミックス板の板厚は、特に規制するものではなくいづれの板厚でも良いが一般的には0.2〜1.0m／m、好ましくは0.3〜0.8m／mである。
【００１０】本発明でいう「金属」とは、特に制限はないが、銅（Cu）、ニッケル（Ni）、クロ−ム（Cr）、コバルト、アルミニウム（Al）及びこれらの合金等が挙げられるが、中でも銅（Cu）、ニッケル（Ni）が好ましく、特に銅及び銅金属を主体とした合金が好ましい。銅金属としては、例えばJIS H3100で規定する銅金属が好ましく、中でも無酸素銅（合金番号C1020）が好ましい。
【００１１】また本発明で使用する金属板のうち、後工程でエッチング等により、回路基板として使用される金属板（以後、この金属板を「表面金属板（X）」という）の板厚は、セラミックス基板を介して裏面に接合される金属板（以後この金属板を「裏面金属板（Y）」という）の板厚と同等もしくは厚くすることができる。
【００１２】XおよびYの板厚は特に制限されるものではなく、いづれの板厚でも良いが、Xは一般的に0.05〜0.7m／m、好ましくは0.1〜0.5m／m、さらに好ましくは0.15〜0.3m／mであり、Yは一般的には0.03〜0.65m／m、好ましくは0.1〜0.5m／m、さらに好ましくは 0.15〜0.3m／mである。またXとYの板厚の関係は0.1X≦Y＜1.0X、好ましくは0.2X≦Y＜1.0X、さらに好ましくは0.3X≦Y＜1.0Xであることが望ましい。
【００１３】本発明に用いるセラミックス基板と金属板との接合方法は特に制限はないが、例えばセラミックス板と金属板とを窒素ガスの如き不活性ガス雰囲気か真空雰囲気で加熱し、金属板とセラミックス板とを直接接合させる方法（直接々合方法）。
【００１４】またTi，Zrのような活性金属と低融点合金を作るAg，Cu，Ni，Sn等の金属を混合又は合金としたろう材をセラミックス板と金属板の間に介在させて不活性ガス雰囲気又は真空雰囲気下で加熱圧着する方法（活性金属方法）、更にセラミックス板上にメタライズ層をもうけ、このメタライズ層を有するセラミックスと金属体とを金属ソルダ−で接合させる方法（メタライズ方法）等があり、中でも直接々合方法及び活性金属方法が好ましく、特に活性金属方法が好適である。
【００１５】本発明に用いる直接々合方法とは、具体的には、例えばセラミックス板に金属板を載置し、これを加熱炉に入れ、金属体の過度の酸化を防止するため、酸素濃度を 20ppm以下に調整した不活性雰囲気又は真空雰囲気中で最高加熱温度1060℃〜1083℃以内の温度で 5秒〜15分間加熱した後、冷却して接合体を得る方法である。
【００１６】また活性金属方法とは、例えばセラミックス板と金属板との接合面に活性金ろう材を箔状、粉末状、又粉末をバインダ−と均一に混練しペ−ストとし、これをスクリ−ン印刷した後、この接合体を加熱炉に入れ、不活性雰囲気又は真空度50〜1×10-6Torrの雰囲気で最高加熱温度700〜950℃以内の温度で加熱時間3分〜60分間加熱した後、冷却して接合体を得る方法である。
【００１７】活性金属ろう材としては特に制限はないが、比較的低温加熱で接合させることができる、銀（Ag）、銅（Cu）、チタン（Ti）又は水素化チタン（TiH）の混合物系、銀（Ag）、銅（Cu）、ニッケル（Ni）、チタン（Ti）又は水素化チタン（TiH）の混合物系、銀（Ag）、銅（Cu）、錫（Sn）、チタン又は水素化チタン（TiH）の混合物系、銀（Ag）、ニッケル（Ni)、チタン又は水素化チタンの混合物系及び銀（Ag）、銅（Cu）、ジルコニヤ（Zr)又は水素化ジルコニヤの混合物系が挙げられるが、中でも銀、銅、チタン又は水素化チタンの混合物系、銀、銅、ニッケル、チタン又は水素化チタンの混合物系が好ましい。
【００１８】次いで、上記のとおり得られた接合体のＸを従来使用されているエッチング方法及びレ−ザ−スクライズ法等により、回路パタ−ン処理することができる。ここで、回路パタ−ンにより描かれた個々の回路線２にはそれぞれ縁取３が施されていることが肝要である。
【００１９】縁取３の形状は特に規制するものではなく、いづれの形状の縁取りでも良く、例えば、段差状態を有しているもの（図２）及びほぼ直線状態となっているもの（図３）等がある。
【００２０】また縁取巾（ａ）は、特に規制するものではないが、一般的には0.05〜1.5m／m、好ましくは0.1〜1.0m／m、さらに好ましくは0.2〜0.8m／mである。縁取の形状が段差状態である場合、段差の高さ(ｂ)は、いづれの高さでも良いが、一般的に金属板の板厚（ｂ＋ｃ）の10〜95％、好ましくは15〜85％、さらに好ましくは20〜75％に相当する高さの範囲にあることが望ましい。
【００２１】また必要に応じ、Yにも上記のとおり、縁取を施しても良い。このようにして得られた金属板とセラミックス板との接合体は、製造時および加工時もしくは使用時に受けるヒ−トサイクルに対しても接合強度が低下することなく、またセラミックス基板にはクラックもしくは破壊等の損傷が生じることが無い極めて有用な接合体であり、業界に寄与する所、極めて大である。
【００２２】以下実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は実施例のみに限定されるべきものではないことは言うまでもない。
【００２３】実施例Ａ（接合体の調製）
比較例１JIS H3100、金属番号C1020で規定する無酸素銅板（板厚0.3m／mと0.3m／m、寸法45×30m／m）をそれぞれ用意した。セラミックス基板としてアルミナ基板（板厚 0.635m／m、寸法45×30m／m）を用意し、両面に活性金属粉混合ペ−スト（Ag−Cu−Ti：71.5−27.5−1）をスクリ−ンで30μｍの厚さに印刷し、上記の銅板をアルミナ基板の表及び裏面にそれぞれ載置し、１kg／cm2の加圧の後、10-5Torrの真空条件下、 850℃×10分間加熱した。その後冷却して、接合体を得た。
【００２４】次いで、接合体の表面の銅板の表面を研磨し、パタ−ニング用レジストを表面銅板の接着面積と裏面のそれの比が0.7 となるようにスクリ−ン印刷を行い、熱硬化後、塩化第二銅水溶液に浸漬エッチングし、苛性ソ−ダ水溶液によりレジストを剥離し、パタ−ンを形成した接合体を得、さらにこの複合体の銅板部を過硫酸アンモニウム水溶液に浸蝕させ、後に水洗して、パタ−ン処理した接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.1」という）。
【００２５】比較例２比較例１において、セラミックス基板を窒化アルミ（AlN）基板 とした以外、比較例１と同様にして接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.2」という）。
【００２６】比較例３セラミックス基板として、アルミナ基板（板厚0.635m／m、寸法45×30m／m）の表及び裏面にそれぞれ比較例１で用意した無酸素銅板を載置し、これをあらかじめ窒素ガス雰囲気に調整されたトンネル式電熱焼成炉に入れ、加熱スピ−ド50℃／分で昇温加熱し、最高温度1073℃で３分間保持した。
【００２７】その後冷却して接合体を得た。次いで比較例１と同様にしてパタ−ン処理した接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.3」という）。
【００２８】比較例４比較例１と同様にして得られた接合体の表側回路パタ−ン上にエッチング処理後個々の回路線が図４に示される形状（縁取の代わりに溝体：寸法はｄ＝0.5m／m、ｅ＝0.3m／m、ｆ＝0.15m／m、ｇ＝0.15m／m）になるように設計されたパタ−ニング用レジストを印刷し、再度エッチング工程以降を行い、接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.4」という）。
【００２９】実施例１比較例１で得られた接合体の表側回路パタ−ン上にエッチング処理後個々の回路線の形状が縁取巾（ａ）が0.25m／m、段差の高さ(ｂ)が0.15m／mとなるように設計されたパタ−ニング用レジストを印刷し、再度エッチング工程以降を行い接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.5」という）。
【００３０】実施例２実施例１において、縁取巾（ａ）が0.65m／mとなるようにパタ−ンを変更した以外、実施例１と同様にして接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.6」という）。
【００３１】実施例３比較例１において、図３のように縁取が直線的で、その縁取巾（ａ）が 0.65m／m となるようにエッチング条件を変更した以外、比較例１と同様にして接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.7」という）。
【００３２】実施例４実施例２において、セラミックス基板を窒化アルミ（AlN）基板とした以外、実施例２と同様にして接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.8」という）。
【００３３】実施例５比較例３と同様にして得られた接合体の表側回路パタ−ン上にエッチング処理後個々の回路線の形状において、縁取巾(ａ)が0.65m／m、段差の高さ(ｂ)が0.15m／mとなるように段付されたパタ−ニング用レジストを印刷し、再度エッチング工程以降を行い、接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.9」という）。
【００３４】実施例６比較例３において、図３のように縁取を直線的にし、その縁取巾（ａ）が0.65m／mとなるようにエッチング条件を変更した以外、比較例３と同様にして接合体を得た（以後この接合体を「接合体No.10」という）。
【００３５】実施例Ｂ（接合体の評価）
実施例Ａで得られた接合体No.１〜10について、それぞれ 100枚ずつ抽出して、その 100枚を50枚ずつに分けて、それぞれ以下のような評価試験を行い、その結果を表１に示した。
【００３６】評価試験−１あらかじめ窒素ガス雰囲気に調整されたトンネル式電熱焼成炉に、接合体を入れ、加熱スピ−ド40℃／分で昇温加熱し、最高温度 400℃で10分間保持した後、30℃／分で冷却するという工程を1サイクルとし、10サイクルくり返し行った後、接合体を顕微鏡（20倍）で観察する。
【００３７】評価試験−２−40℃×30分→25℃×10分→125℃×30分を1サイクルとしたヒ−トサイクル試験を50サイクル行った後、接合体を顕微鏡（20倍）で観察する。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、製造時及び使用時に繰返し発生する熱により、セラミックス基板にしばしば生じていた、クラックがほとんど生じることがない、金属板とセラミックス基板とからなる接合体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明接合体の１例を示した概略平面図である。
【図２】本発明による段差形状の縁取を有した接合体の1例を示した概略断面図である。
【図３】本発明による直線形状の縁取を有した接合体の1例を示した概略断面図である。
【図４】本発明によらない従来使用されている溝形状を有した接合体である。
【符号の説明】
１ セラミックス基板
２ 回路線
３ 縁取部
１０ 表面金属板
１１ 裏面金属板
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 少くとも、セラミックス基板の片面に、回路パタ−ンを有する金属板とセラミックス基板とからなる接合体において、前記回路パタ−ンを構成する個々の回路線が縁取加工処理されていることを特徴とする金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【請求項２】 該セラミックスがアルミナ及び窒化アルミである請求項１記載の金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【請求項３】 該金属が銅である請求項１記載の金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【請求項４】 該縁取部の縁取巾（ａ）が0.05〜 1.5m／mである請求項１記載の金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【請求項５】 該縁取部の段差の高さ(ｂ)が金属板の板厚（ｂ＋ｃ）の10〜95％である請求項１及び４項いづれか記載の金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【請求項１】 少くとも、セラミックス基板の片面に、回路パタ−ンを有する金属板とセラミックス基板とからなる接合体において、前記回路パタ−ンを構成する個々の回路線が縁取加工処理されていることを特徴とする金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【請求項２】 該セラミックスがアルミナ及び窒化アルミである請求項１記載の金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【請求項３】 該金属が銅である請求項１記載の金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【請求項４】 該縁取部の縁取巾（ａ）が0.05〜 1.5m／mである請求項１記載の金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【請求項５】 該縁取部の段差の高さ(ｂ)が金属板の板厚（ｂ＋ｃ）の10〜95％である請求項１及び４項いづれか記載の金属板とセラミックス基板とからなる接合体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開平５−５１２７１
【公開日】平成５年（１９９３）３月２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−２３１０９１
【出願日】平成３年（１９９１）８月２０日
【出願人】（０００００４５９２）日本カーバイド工業株式会社 (165)
【公開日】平成５年（１９９３）３月２日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）８月２０日
【出願人】（０００００４５９２）日本カーバイド工業株式会社 (165)
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