(57)【要約】【課題】  セラミック表面に形成される凹凸が、結晶粒径より小さい、超微細なものであると、Ｗ等の高融点金属ペーストまたはＣｕやＡｇ−Ｃｕ等にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ等の活性金属を添加したメタライズ組成物のペーストを塗布した後、加熱してもこのセラミック表面では十分なアンカー効果が得られず、メタライズ層はセラミック基板に対して高い密着力を得ることができない。【解決手段】  平均結晶粒径より大きな凹凸を有する窪みおよび／または平均結晶粒径より大きな凹凸を有する突起を複数備えているセラミック基体１とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均結晶粒径より大きな凹凸を有する窪みおよび／または平均結晶粒径より大きな凹凸を有する突起を複数備えていることを特徴とするセラミック基体。
【請求項２】
前記窪みおよび／または前記突起の表面が半球面状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック基体。
【請求項３】
前記窪みおよび／または前記突起が所定方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック基体。
【請求項４】
前記窪みは、平均深さが１６μｍ以上５２μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセラミック基体。
【請求項５】
前記突起は、平均高さが１６μｍ以上５２μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセラミック基体。
【請求項６】
主成分が窒化珪素であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のセラミック基体。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のセラミック基体に、放熱部材が接合されていることを特徴とする放熱基体。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載のセラミック基体と、該セラミック基体の窪みおよび／または突起が形成された面に形成された金属層と、該金属層上に配置さ放熱部材とを有することを特徴とする放熱基体。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれかに記載のセラミック基体が基板であり、該基板の両主面上に順次積層された活性金属層および銅を主成分とする結合層と、各結合層上に配置された銅または銅合金を主成分とする少なくとも１枚の銅板と、を有してなり、一方の主面上の銅板を回路部材として用い、他方の主面上の銅板を放熱部材として用いることを特徴とする放熱基体。
【請求項１０】
前記回路部材は、平面視で複数行、複数列に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の放熱基体。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれかに記載の放熱基体上に電子部品を設けたことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放熱部材を配置するセラミック基体に関する。また、このセラミック基体に、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）素子、金属酸化膜形電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）素子，発光ダイオード（ＬＥＤ）素子，フリーホイーリングダイオード（ＦＷＤ）素子，ジャイアント・トランジスター（ＧＴＲ）素子等の半導体素子，昇華型サーマルプリンターヘッド素子，サーマルインクジェットプリンターヘッド素子等の各種電子部品が搭載される放熱基体に関する。さらに、この放熱基体に各種電子部品が搭載される電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パワートランジスタモジュールまたはスイッチング電源モジュール等のパワーモジュールに代表される半導体装置等の電子装置の放熱基体が知られている。この放熱基体として、セラミック基板の一方の主面に回路部材として銅板を接合し、他方の主面に放熱性の良好な放熱部材として銅板を接合して構成された放熱基体が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、窒化アルミニウム基板と、窒化アルミニウム基板上に形成されたメタライズ層とを具備する窒化アルミニウム回路基板において、メタライズ層の形成領域を除く窒化アルミニウム基板の表面に、高さ１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の突起が形成されている窒化アルミニウム回路基板が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、図１２に示すように、７１はＡｌＮ焼結体からなるＡｌＮ基板であり、このＡｌＮ基板７１の表面７１ａ上にはメタライズ層７２が形成されている。このメタライズ層７２は、表面配線層７３や素子搭載部７４等として機能するＡｌＮ回路基板７０が開示されている。
【０００５】
ＡｌＮ基板７１の表面７１ａには、メタライズ層７２の形成領域を除いて、図１２の拡大図（図中の円内）に示すように、微小な突起７５が形成されている。この突起７５の形状は、例えば円錐形、円柱形、半球形等を基本とする形状とされている。
【０００６】
また、特許文献２には、図１３に示すように、イオンビームエッチング処理により結晶粒表面に結晶粒径より小さな超微細な凹凸が形成されているセラミック表面に、金属膜を蒸着により形成するセラミック回路基板の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７９０９号公報
【特許文献２】特開平５−２４９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されたＡｌＮ回路基板７０は、ＡｌＮ基板の製造工程において、ＡｌＮからなる板状の成形体を積み重ねて焼成すると、加熱により助剤成分が成形体から一部脱離し、隣り合う焼結体同士がメタライズ層７２の形成領域で焼成後に固着する。このため、得られた焼結体同士を引き離しにくい。
【０００９】
また、特許文献２に開示されたセラミック回路基板は、イオンビームエッチングをセラミック表面に照射しているので、セラミック表面に形成される凹凸は結晶粒径より小さい超微細なものとなる。このため、活性金属を添加したメタライズ組成物のペーストを塗布した後に加熱しても、セラミック表面では十分なアンカー効果が得られず、メタライズ層はセラミック基板に対して高い密着力を得にくい。
【００１０】
本発明は、上述のような課題を解決するために提案されたものであって、板状の成形体を積み重ねて焼成した後、得られた焼結体同士が固着しにくいものであり、メタライズ層を強固に密着させることができるセラミック基体、放熱基体および電子装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一形態に係るセラミック基体は、平均結晶粒径より大きな凹凸を有する窪みおよび／または平均結晶粒径より大きな凹凸を有する突起を複数備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一形態に係る放熱基体は、上記セラミック基体の窪みおよび／または突起に、放熱部材が接合されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一形態に係る放熱基体は、上記セラミック基体と、このセラミック基体の窪みおよび／または突起が形成された面に形成された金属層と、この金属層上に配置された放熱部材とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一形態に係る放熱基体は、上記セラミック基体が基板であり、この基板の両主面上に順次積層された活性金属層および銅を主成分とする結合層と、各結合層上に配置された銅または銅合金を主成分とする少なくとも１枚の銅板と、を有してなり、一方の主面上の銅板を回路部材として用い、他方の主面上の銅板を放熱部材として用いることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の一形態に係る電子装置は、上記放熱基体上に電子部品を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一形態に係るセラミック基体によれば、焼成後に隣り合う焼結体同士を容易に引き離すことができる。さらに、金属を含むペーストを焼結体の表面に塗布し、加熱すると、高いアンカー効果が得られ、セラミック基体に活性金属層等のメタライズ層として強固に密着させることができる。
【００１７】
また、本発明の一形態に係る放熱基体および電子装置によれば、焼成後に隣り合う焼結体同士が容易に引き離され、機械的特性がほとんど損なわれていないセラミック基体を用いているので、耐久性の高い放熱基体および電子装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一形態に係るセラミック基体を示し、（ａ）は上側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図、（ｄ）は同図（ｂ）のａ部拡大図である。
【図２】本発明の一形態に係るセラミック基体を示し、（ａ）は上側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ’線における断面図、（ｄ）は同図（ｂ）のａ部拡大図である。
【図３】本発明の一形態に係るセラミック基体を示し、（ａ）は上側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＥ−Ｅ’線における断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＦ−Ｆ’線における断面図、（ｄ）は同図（ｂ）のｂ部拡大図である。
【図４】本発明の一形態に係るセラミック基体を示し、（ａ）は上側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＧ−Ｇ’線における断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＨ−Ｈ’線における断面図、（ｄ）は同図（ｂ）のｂ部拡大図である。
【図５】本発明の一形態に係るセラミック基体を示し、（ａ）は上側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＩ−Ｉ’線における断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＪ−Ｊ’線における断面図、（ｄ）は同図（ｂ）のａ部拡大図である。
【図６】本発明の一形態に係るセラミック基体を示し、（ａ）は上側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＫ−Ｋ’線における断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＬ−Ｌ’線における断面図、（ｄ）は同図（ｂ）のａ部拡大図である。
【図７】本発明の一形態に係る放熱基体を示し、（ａ）は回路部材側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＭ−Ｍ’線における断面図、（ｃ）同図（ｂ）のｃ部拡大図である。
【図８】本発明の一形態に係る放熱基体を示し、（ａ）は回路部材側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＮ−Ｎ’線における断面図、（ｃ）は同図（ｂ）のｄ部拡大図である。
【図９】本発明の一形態に係る放熱基体を示し、（ａ）は回路部材側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＯ−Ｏ’線における断面図、（ｃ）は放熱部材側から平面視した場合の底面図である。
【図１０】回路部材が平面視で複数行、複数列に区分配置された放熱基体を示し、（ａ）は回路部材側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）に示す放熱基体の反りを模式的に示す図、（ｃ）は回路部材が平面視で１行、複数列に区分配置された放熱基体を示し、（ｄ）は同図（ｃ）に示す放熱基体の反りを模式的に示す図である。
【図１１】本発明の一形態に係る放熱基体を示し、（ａ）は回路部材側から平面視した場合の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＰ−Ｐ’線における断面図、（ｃ）は放熱部材側から平面視した場合の底面図である。
【図１２】従来のセラミック回路基板の構造を示す断面図である。
【図１３】従来のセラミック回路基板の製造方法の実施に用いるセラミック基板の未研磨表面部分のインオンビームエッチング処理後の状態をあらわす概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態（以下、本実施形態という）について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２０】
本実施形態のセラミック基体は、平均結晶粒径より大きな凹凸の深さ（または高さ）を有する窪み（以下、ディンプルという。）および／または大きな凹凸を有する突起を多数備えている。具体的には、例えば図１に示すように、基板であるセラミック基体１の少なくとも第１面１ａに、所定の複数方向へ繰り返し凹凸形状を形成した突起１ｃの多数（複数）が形成されている。第１面１ａの背面側の第２面１ｂは平面状としている。
【００２１】
また、図２に示すように、両方の主面である第１面１ａおよび第２面１ｂに、表面が複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしている突起１ｃの多数が形成されているセラミック基体１としてもよい。
【００２２】
また、図３に示すように、少なくとも一方の主面である第１面１ａに、表面が複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしているディンプル１ｄの多数が形成されていてもよい。なお、他方の主面である第２面１ｂは平面状である。
【００２３】
また、図４に示すように、両方の主面である第１面１ａおよび第２面１ｂに、表面が複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしているディンプル１ｄの多数が形成されているセラミック基体１としてもよい。
【００２４】
図１〜４に示すように、本実施形態のセラミック基体によれば、少なくとも１つの面に、表面が複数方向へ平均結晶粒径より大きな凹凸を形成した、ディンプル１ｄまたは突起１ｃの多数が形成されていることから、焼成後に隣り合う焼結体同士を容易に引き離すことができる。さらに、金属を含むペーストを表面に塗布し、加熱すると、高いアンカー効果が得られ、セラミック基体１に活性金属層等のメタライズ層を強固に密着させることができる。
【００２５】
なお、凹凸形状を形成する隣り合う山頂部ｐと谷底部ｖとの高低差は、０．５μｍ以上４μｍ以下であることが好適で、セラミック基体１の表面を含む断面を走査型電子顕微鏡で倍率２０００倍で撮影し、長さ５００μｍにおける、隣り合う山頂部ｐと谷底部ｖとの高低差の最大値ｐｖを凹凸の大きさとすればよい。ここで、凹凸の大きさはセラミック基体１を構成する結晶の平均結晶粒径よりも大きく、例えば、このセラミック基体１を構成する結晶の平均結晶粒径は、０．５μｍ以上１３μｍ以下であり、この平均結晶粒径はＪＩＳ  Ｒ  １６７０−２００６に準拠して求めることができる。
【００２６】
また、図１〜４に示すように、特に、主面１ａ，１ｂの全面にわたって表面が複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしているディンプル１ｄまたは突起１ｃの多数が形成されることが好適である。
【００２７】
ディンプルまたは突起の各外形は、例えば半球状，円錐台状，円錐状または円柱状のいずれかであればよい。特に、図１〜４に示すように、ディンプル１ｄまたは突起１ｃの表面が半球面状に形成されていることが好適である。このように、ディンプル１ｄまたは突起１ｃの表面が半球面状に形成されている場合、半球面状以外の形状に比べて、焼成後に残留応力が焼結体に残りにくいので、強度がほとんど低下しない。
【００２８】
また、ディンプルまたは突起は、図１〜４に示すように単独で存在していても、図示しないが、複数のディンプルまたは複数の突起が重なり合うようにして存在していてもよい、
図５に示すように、突起１ｃが所定方向に等間隔に配置されているセラミック基体１としてもよい。図５では、上記所定方向をセラミック基体１の第１面１ａにおける長手方向および幅方向としたが、所定方向はいずれか一方向でもよい。また、図６に示すように、突起１ｃが等間隔かつ千鳥状に並んで配置されているセラミック基体１としてもよい。
【００２９】
図５，６に示すセラミック基体１のように、突起１ｃが等間隔に配置されている場合には、突起１ｃは規則正しい配置となっている。このため、焼成後に隣り合う焼結体同士をさらに容易に引き離すことができる。また、突起１ｃではなく、ディンプル１ｄが等間隔に配置されている場合も、ディンプル１ｄが規則正しい配置となっているので、焼成後に隣り合う焼結体同士をさらに容易に引き離すことができる。
【００３０】
図１〜６に示すセラミック基体の表面に、例えば、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ等の活性金属を含むペーストを塗布し、加熱して得られる活性金属層を介在させることにより銅板等の金属板を接合することができる。
【００３１】
このような方法で金属板を接合する場合、ディンプル１ｄの深さｄおよび突起１ｃの高さｈにより、焼成後に隣り合う焼結体同士の剥離の容易性および、セラミック基体と活性金属層間に発生する空隙の大きさが異なる。つまり、深さｄおよび高さｈが小さいと、空隙が残りにくく、深さｄおよび高さｈが大きいと、焼結体同士を引き離しやすくなる。
【００３２】
このような観点から、本実施形態のセラミック基体によれば、ディンプル１ｄは、深さｄが１６μｍ以上５２μｍ以下であることが好適である。この場合、焼成後に隣り合う焼結体同士を容易に引き離すことができる。さらに、活性金属を含むペーストを焼結体の表面に塗布しても、ディンプル１ｄ内に存在していた空気は容易に抜けるため、セラミック基体、活性金属層間に空隙がほとんど残らない。
【００３３】
また、本実施形態のセラミック基体によれば、突起１ｃは、高さｈが１６μｍ以上５２μｍ以下であることが好適である。これにより、焼成後に隣り合う焼結体同士を容易に引き離すことができる。さらに、活性金属を含むペーストを焼結体の表面に塗布しても、隣り合う突起１ｃ間に存在する空気は容易に抜けるため、セラミック基体、活性金属層間に空隙がほとんど残らない。
【００３４】
なお、ディンプル１ｄの深さｄおよび突起１ｃの高さｈは、セラミック基体１の断面を走査型電子顕微鏡で倍率２０００倍で撮影し、長さ５００μｍにおいて測定すればよい。
【００３５】
図１〜６に示すように、本実施形態のセラミック基体１は、絶縁性を有するセラミックス、例えば、窒化珪素，酸化アルミニウム，窒化アルミニウム，酸化ジルコニウム，酸化ベリリウムおよび窒化硼素の１種以上を主成分とするセラミックスからなるので放熱特性に優れている。セラミック基体１は、例えば、長さが３０ｍｍ以上８０ｍｍ以下、幅が１０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、厚みは用途によって異なるが、熱抵抗を抑制し、耐久性を維持するという観点から、厚みは０．１３ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下とすることが好適である。
【００３６】
また、本実施形態のセラミック基体１によれば、少なくとも内部における主成分が窒化珪素であることが好適である。窒化珪素は高い熱伝導性と高い機械的特性とを兼ね備えているため、これら両方の特性が求められる場合には有効である。
【００３７】
特に、セラミック基体１を構成する全成分１００質量％のうち、窒化珪素が８０質量％以上であることが好適である。その他の成分として、例えば、酸化エルビウム，酸化マグネシウム，酸化珪素，酸化モリブデンおよび酸化アルミニウムの少なくともいずれか１種が含まれる。機械的特性としては、３点曲げ強度が７５０ＭＰａ以上、ヤング率が３００Ｇｐａ以上、ビッカース硬度（Ｈｖ）が１３ＧＰａ以上、破壊靱性（Ｋ１Ｃ）が５ＭＰａｍ１／２以上であることが好ましい。機械的特性をこの範囲とすることでセラミック基体１は、信頼性、即ち耐クリープ性やヒートサイクルに対する耐久性を向上させることができる。
【００３８】
但し、本実施形態における主成分とは、セラミック基体１を構成する全成分１００質量％のうち、５０質量％以上を占める成分をいう。
【００３９】
図７に示すように、本実施形態の放熱基体１０は、セラミック基体１が基板であり、この基板の両主面上に順次積層された活性金属層３１，３２および銅を主成分とする結合層４１，４２と、各結合層４１，４２上に配置された銅または銅合金を主成分とする少なくとも１枚の銅板と、を有している。一方の主面上の銅板を回路部材２１として、他方の主面上の銅板を放熱部材２２として用いる。この放熱基体１０は、焼成後に隣り合う焼結体同士が容易に引き離され、機械的特性がほとんど損なわれないセラミック基体１を用いているので、耐久性の高い放熱基体である。
【００４０】
放熱基体１０を構成する回路部材２１は、例えば、長さが５ｍｍ以上６０ｍｍ以下，幅が５ｍｍ以上６０ｍｍ以下である。厚みは回路部材２１を流れる電流の大きさや回路部材２１に搭載される電子部品（図示しない）の発熱量等によって決められ、例えば、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００４１】
また、放熱基体１０を構成する放熱部材２２は、発熱した電子部品（図示しない）から熱を逃がすという機能を有し、例えば、長さが５ｍｍ以上６０ｍｍ以下，幅が５ｍｍ以上６０ｍｍ以下，厚みが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００４２】
ここで、銅または銅合金を主成分とする銅板とは、回路部材２１または放熱部材２２に対して、主成分である銅または銅合金が９０質量％以上含まれる銅板をいい、無酸素銅、タフピッチ銅、りん脱酸銅等の銅を用いるのがよい。特に、無酸素銅のうち、銅の含有率が９９．９９５質量％以上の線形結晶無酸素銅、単結晶状高純度無酸素銅および真空溶解銅のいずれかを用いることが好適である。なぜなら、銅の含有率が高いほど電気抵抗が低く、熱伝導率が高いため、回路特性（電子部品の発熱を抑制し、電力損失を少なくする特性）や放熱特性が優れるからである。また、銅の含有率が高いほど、降伏応力が低く、高温下で塑性変形しやすくなるため、結合層４１および回路部材２１，結合層４２および放熱部材２２の各接合強度が高くなり、より信頼性が高くなるからである。
【００４３】
なお、本実施形態における銅板とは、薄いシート状のもの、例えば銅箔であってもよい。
【００４４】
セラミック基体１の両主面上に形成される活性金属層３１，３２は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等の４族元素のような活性金属を含むＡｇ−Ｃｕ合金からなり、それぞれ回路部材２１と結合層４１，放熱部材２２と結合層４２を結合する。
【００４５】
図７に示すように、銅を主成分とする結合層４１，４２を備えることにより、結合層４１，４２の主成分である銅の拡散作用により、３００℃以上５００℃以下の低温で回路部材２１および放熱部材２２をそれぞれ結合層４１，４２に接合することができる。また、結合層４１，４２は変形しやすいため、低い荷重でも接合でき、冷却時に発生する熱応力に対しても変形によって緩和することができる。このため、残留応力を小さくすることができる。さらに、より厚みの大きな回路部材２１または放熱部材２２を接合しても反りが発生しにくく、放熱特性に優れた放熱基体１０を得ることができる。また、場合によっては電子部品（図示しない）を冷却するために通常用いられるヒートシンクも不要にすることができる。
【００４６】
銅を主成分とする結合層４１，４２とは、結合層４１，４２に対して、主成分である銅が９０質量％以上含まれる層をいい、それぞれ回路部材２１，放熱部材２２を強固に結合する。これらの層は、無酸素銅，タフピッチ銅，りん脱酸銅等の銅であることがよい。特に、無酸素銅のうち、銅の含有率が９９．９９５質量％以上の線形結晶無酸素銅、単結晶状高純度無酸素銅および真空溶解銅のいずれかを用いることが好適である。
【００４７】
図８に示す本実施形態の放熱基体１０は、セラミック基体１が基板であり、この基板の両主面上に順次積層された活性金属層３１，３２および銅を主成分とする結合層４１，４２と、各結合層４１，４２上に配置された銅または銅合金を主成分とする少なくとも１枚の銅板と、を有してなる。また、一方の前記主面上の銅板を回路部材２１として、他方の前記主面上の銅板を放熱部材２２として用い、回路部材２１および放熱部材２２の各端面２１ａ，２２ａが結合層３１，３２の各端面３１ａ，３２ｂより内側にあることを特徴とする。
【００４８】
図８に示すように、回路部材２１および放熱部材２２の各端面２１ａ，２２ａをそれぞれ結合層３１，３２の各端面３１ａ，３２ａより内側にすることにより、回路部材２１および放熱部材２２の各端面２１ａ，２２ａの近傍に、加熱接合後の冷却工程で発生する応力は結合層３１，３２内で緩和されやすくなる。このため、セラミック基体１に発生する応力は減少し、より反りの小さい放熱基体１０とすることができる。特に、回路部材２１の端面２１ａ，結合層３１の端面３１ａ間の距離は０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下，放熱部材２２の端面２２ａ，結合層３２の端部３２ａ間の距離は０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好適である。
【００４９】
また、結合層３１，３２は、そのビッカース硬度（Ｈｖ）が０．５ＧＰａ以下であることが好ましい。結合層３１，３２のビッカース硬度（Ｈｖ）を０．５ＧＰａ以下とすることで、結合層３１，３２は容易に弾性変形するので、回路部材２１および放熱部材２２との接合強度を高くすることができる。特にビッカース硬度（Ｈｖ）は０．２ＧＰａ以上０．５ＧＰａ以下であることがより好ましい。
【００５０】
なお、結合層３１，３２のビッカース硬度Ｈｖは、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４−２００３に準拠して測定すればよく、測定に用いる試験荷重は、結合層３１，３２の厚みに依存し、例えば、９８ｍＮ（ミリニュートン）あるいは１９６ｍＮとすればよい。
【００５１】
図９に示すように、他の実施形態の放熱基体１０は、放熱基体１０は、セラミック基体１と、セラミック基体１の両主面上に順次積層された活性金属層３１，３２および銅を主成分とする結合層４１，４２と、各結合層４１，４２上に配置された銅または銅合金を主成分とする少なくとも１枚の銅板と、を有してなる。また、一方の前記主面上の銅板を回路部材２１として、他方の前記主面上の銅板を放熱部材４２として用い、回路部材２１が平面視で複数行、複数列に区分配置されていることを特徴とする。
【００５２】
セラミック基体１は、図９に示すＸ方向の長さが３０ｍｍ以上８０ｍｍ以下、Ｙ方向の長さが１０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、厚みは用途によって異なるが、熱抵抗を抑制し、耐久性を維持するという観点から、厚みは０．１３ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下とすることが好適である。このようなセラミック基体１は、セラミック基体１を構成する全成分１００％のうち、窒化珪素が８０質量％以上であることが好適である。その他の添加成分として、酸化エルビウム、酸化マグネシウム、酸化硅素、酸化モリブデンおよび酸化アルミニウムの少なくともいずれか１種が含まれる。機械的特性としては、３点曲げ強度が７５０ＭＰａ以上、ヤング率が３００Ｇｐａ以上、ビッカース硬度（Ｈｖ）が１３ＧＰａ以上、破壊靱性（Ｋ１Ｃ）が５ＭＰａｍ１／２以上であることが好ましい。機械的特性をこの範囲とすることでセラミック基体１は、信頼性、即ち耐クリープ性やヒートサイクルに対する耐久性を向上させることができる。
【００５３】
なお、３点曲げ強度については、放熱基体１０から活性金属層３１，３２、結合層４１，４２，回路部材２１および放熱部材２２をエッチングにより除去した後、ＪＩＳ  Ｒ  １６０１−１９９５に準拠して測定すればよい。但し、セラミック基体１の厚みが薄く、セラミック基体１から切り出した試験片の厚みを３ｍｍとすることができない場合、セラミック基体１の厚みをそのまま試験片の厚みとしてもよい。
【００５４】
また、ヤング率についても、放熱基体１０から活性金属層３１，３２、結合層４１，４２，回路部材２１および放熱部材２２をエッチングにより除去した後、ＪＩＳ  Ｒ  １６０２−１９９５で規定される超音波パルス法に準拠して測定すればよい。但し、セラミック基体１の厚みが薄く、セラミック基体１から切り出した試験片の厚みを１０ｍｍとすることができない場合、セラミック基体１の厚みをそのまま試験片の厚みとしてもよい。
【００５５】
ビッカース硬度（Ｈｖ）および破壊靱性（Ｋ１Ｃ）については、それぞれＪＩＳ  Ｒ  １６１０−２００３，ＪＩＳ  Ｒ  １６０７−１９９５で規定される圧子圧入法（ＩＦ法）に準拠して測定すればよい。なお、セラミック基体１の厚みが薄く、セラミミック基体１より切り出した試験片の厚みを、それぞれＪＩＳ  Ｒ  １６１０−２００３，ＪＩＳ  Ｒ  １６０７−１９９５  圧子圧入法（ＩＦ法）で規定する０．５ｍｍ，３ｍｍとすることができない場合には、セラミック基体１の厚みをそのまま試験片の厚みとして評価してその結果が上記数値を満足することが好適である。ただし、そのままの厚みで評価して上記数値を満足することができないほどにセラミック基体１の厚みが薄いときには、セラミック基体１の厚みに応じて押し込み荷重を変更し、その結果を基に０．５ｍｍおよび３ｍｍのときのビッカース硬度（Ｈｖ）および破壊靱性（Ｋ１Ｃ）をシミュレーションにより推定すればよい。
【００５６】
また、電気的特性としては体積固有抵抗が、常温で１０１４Ω・ｃｍ以上、３００℃で１０１２Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
【００５７】
このセラミック基体１の両主面上に形成される活性金属層３１，３２は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等の４族元素のような活性金属を含むＡｇ−Ｃｕ合金からなり、それぞれ回路部材２１と結合層４１，放熱部材２２と結合層４２を結合する。
【００５８】
活性金属層３１，３２のＯ−Ｏ’線における１個当たりのＸ方向の長さは例えば１２．４ｍｍ以上２４．４ｍｍ以下、Ｙ方向の長さは１６．４ｍｍ以上２０．４ｍｍ以下、厚みは１０μｍ以上２０μｍ以下である。
【００５９】
回路部材２１は、１個当たりのＸ方向の長さは１０ｍｍ以上１７ｍｍ以下、Ｙ方向の長さは１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下、厚みは回路部材２１を流れる電流の大きさや回路部材２１に搭載される電子部品（図示しない）の発熱量等によって決められ、例えば、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００６０】
また、放熱部材２２は、発熱した電子部品（図示しない）から熱を逃がすという機能を有し、例えば、１個当たりのＸ方向の長さは１０ｍｍ以上１７ｍｍ以下、Ｙ方向の長さは１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下、厚みは０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００６１】
このように、回路部材２１が平面視で複数行、複数列に配置されている場合には、同じ個数の回路部材が１行または１列に配置された放熱基体に比べ、セラミック基体の形状を正方形または正方形に近い長方形にすることができる。このため、放熱基体１０の製造工程で発生する放熱基体１０の反りを抑制することができる。
【００６２】
放熱基体の反りについて図１０を用いて説明する。図１０において、回路部材が平面視で複数行、複数列に区分配置された放熱基体を示す。図１０（ｂ），（ｄ）に示すように、いずれの場合も放熱基体の反りは実質的にセラミック基体の反りで示すことができる。合計した体積が等しい回路部材２１を平面視で１行、複数列に配置した放熱基体１０に比べ、回路部材２１を複数行、複数列に配置した放熱基体１０は、セラミック基体１の長手方向（Ｘ方向）の長さを短くすることができる。このため、反りの曲率半径（Ｒ）が同じである場合、図１０（ｂ）に示すセラミック基体１に発生する反り（Ｈ１）は、図１０（ｄ）に示すセラミック基体１に発生する反り（Ｈ２）より小さくすることができる。
【００６３】
また、回路部材２１は、放熱部材２２より体積が大きいことが好ましい。これは、回路部材２１，放熱部材２２間の体積差により放熱基体１０に発生する反りの向きを制御することができるためであり、本実施形態の放熱基体１０では、回路部材２１は放熱部材２２よりその単位個数当たりの体積を大きくすることで、放熱部材２２側に比較して回路部材２１側の剛性が高くなる。このため、放熱基体１に発生する反りの向きを放熱部材２２側に凸になるように制御することができ、放熱部材２２とヒートシンク（不図示）との密着性を向上させることができる。これにより、放熱基体１０の放熱特性をさらに上げることができる。特に、両主面に形成する回路部材２１，放熱部材２２の個数が同一で、回路部材２１および放熱部材２２が対応する位置に形成してある場合、単位個数当たりの体積差は２０ｍｍ３以上であることがより好ましい。
【００６４】
さらに、回路部材２１は、放熱部材２２より硬度が高いことが好ましい。回路部材２１，放熱部材２２間の硬度差により放熱基体１０に発生する反りの向きを制御することができる。回路部材２１は、放熱部材２２よりその硬度を高くすることで、放熱部材２１の剛性が高くなる。このため、放熱基体１０に発生する反りの向きを放熱部材２２側に凸になるように制御することができ、放熱部材２２とヒートシンク（図示しない）との密着性を上げられる。これにより、放熱基体１０の放熱特性をさらに上げることができる。特に、回路部材２１および放熱部材２２のビッカース硬度（Ｈｖ）は、それぞれ０．７ＧＰａ以上１．２ＧＰａ以下、０．５ＧＰａ以上１．０ＧＰａ以下、その硬度差を０．２ＧＰａ以上とすることが好適である。
【００６５】
なお、回路部材２１および放熱部材２２の各体積は、３次元形状測定器、あるいは倍率を２〜１０倍に設定して金属顕微鏡、画像計測器等を用いて測定でき、回路部材２１および放熱部材２２のビッカース硬度（Ｈｖ）は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４−２００３に準拠して測定すればよく、測定に用いる試験荷重は、回路部材２１および放熱部材２２の各厚みに依存し、例えば１９６ｍＮ（ミリニュートン）とすればよい。
【００６６】
放熱基体は図１１に示すような放熱基体１０としてもよい。この実施形態によれば、結合層４１が部分的に複数の回路部材２１にわたって形成されており、結合層４１が複数の回路部材２１を接続する配線として作用する。このため、ワイヤーによる配線が不要となり、配線が簡略化される。
【００６７】
次に、本実施形態のセラミック基体の製造方法の一例について説明する。
【００６８】
セラミック基体１の主成分が窒化珪素である場合、窒化珪素質粉末のβ化率が４０％以下であって、組成式Ｓｉ６−ＺＡｌＺＯＺＮ８−Ｚにおける固溶量ｚが０．５以下である窒化珪素質粉末と、添加成分として酸化エルビウム、酸化マグネシウム、酸化硅素、酸化モリブデンおよび酸化アルミニウムの少なくともいずれか１種からなる粉末とを、ボールミル，バレルミル，回転ミル，振動ミル，ビーズミル，サンドミル，アジテーターミル等を用いて湿式混合し、粉砕してスラリーとする。
【００６９】
ここで、添加成分である酸化エルビウム、酸化マグネシウム、酸化硅素、酸化モリブデンおよび酸化アルミニウムの少なくともいずれか１種からなる粉末の合計は、窒化珪素質粉末とこれら添加成分の粉末の合計との総和を１００体積％とした場合に、２〜２０質量％になるようにすればよい。
【００７０】
窒化珪素には、その結晶構造の違いにより、α型およびβ型という２種類の窒化珪素が存在する。α型は低温で、β型は高温で安定であり、１４００℃以上でα型からβ型への相転移が不可逆的に起こる。
【００７１】
ここで、β化率とは、Ｘ線回折法で得られたα（１０２）回折線とα（２１０）回折線との各ピーク強度の和をＩα、β（１０１）回折線とβ（２１０）回折線との各ピーク強度の和をＩβとした場合に、次の式によって算出される値である。
【００７２】
β化率＝｛Ｉβ／（Ｉα＋Ｉβ）｝×１００  （％）
窒化珪素質粉末のβ化率は、セラミックス基体１の強度および破壊靱性に影響する。β化率が４０％以下の窒化珪素質粉末を用いるのは、強度および破壊靱性をともに高くすることができるからである。特に、β化率が１０％以下の窒化珪素質粉末を用いるのが好ましく、これにより、固溶量ｚを０．１以上にすることができる。
【００７３】
窒化珪素質粉末の粉砕で用いるメディアは、窒化珪素，ジルコニア，アルミナ等の各種セラミックスからなるメディアを用いることができるが、不純物が混入しにくい材質、あるいは同じ材料組成の窒化珪素セラミックスからなるメディアが好適である。
【００７４】
なお、窒化珪素質粉末の粉砕は、粒度分布曲線の累積体積の総和を１００％とした場合の累積体積が９０％となる粒径（Ｄ９０）が３μｍ以下となるまで粉砕することが、焼結性の向上および結晶組織の針状化の点から好ましい。粉砕によって得られる粒度分布は、メディアの外径，メディアの量，スラリーの粘度，粉砕時間等で調整することができる。スラリーの粘度を下げるには分散剤を添加することが好ましく、短時間で粉砕するには、予め累積体積５０％となる粒径（Ｄ５０）が１μｍ以下の粉末を用いることが好ましい。
【００７５】
そして、得られたスラリーを粒度２００メッシュより細かいメッシュからなる篩を通した後に乾燥させて窒化珪素を主成分とする顆粒（以下、窒化珪素質顆粒という。）を得る。なお、スラリーの段階でパラフィンワックスやポリビニルアルコール（ＰＶＡ），ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）等の有機バインダを粉末１００質量％に対して１質量％以上１０質量％以下で混合することが、成形性のために好ましい。乾燥は、スプレードライヤー等を用いた噴霧乾燥法により乾燥させてもよく、他の方法であってもよい。
【００７６】
そして、窒化珪素質顆粒をロールコンパクション法等の粉末圧延法を用いてシート状に成形してセラミックシートとし、このセラミックシートを所定の長さに切断してセラミック成形体を得る。表面が複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしているディンプル１ｄが形成されたセラミック基体１を得る場合、複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしている突起を備えた平板をセラミック成形体に押圧すればよい。また、表面が複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしている突起１ｃが形成されたセラミック基体１を得る場合、予め粘度を所定以上とした上記スラリーをシリンジに注入し、このシリンジからスラリーをセラミック成形体の表面に所定量滴下して、乾燥すればよい。
【００７７】
ここで、ディンプル１ｄの表面を半球面状にするには、複数方向へ繰り返し凹凸形状をなすとともに、形状が半球状である突起を備えた平板を用いればよく、突起１ｃの表面を半球面状にするには、セラミック成形体の表面に滴下するスラリーの粘度を１０Ｐａ・ｓ以上にすればよい。
【００７８】
また、ディンプル１ｄが等間隔に配置されたセラミック基体１を得るには、突起が、例えば、格子状または千鳥状等に規則的に形成された平板で押圧すればよく、突起１ｃが等間隔に配置されたセラミック基体１を得るには、複数のシリンジを等間隔に配置して、上記スラリーをセラミック成形体の表面に所定量滴下して、乾燥すればよい。
【００７９】
なお、ディンプル１ｄの深さが１６μｍ以上５２μｍ以下であるセラミック基体１を得るには、セラミック成形体におけるディンプルの深さを２０μｍ以上６５μｍ以下にすればよく、同様に、突起１ｃの高さが１６μｍ以上５２μｍ以下であるセラミック基体１を得るには、セラミック成形体における突起の高さを２０μｍ以上６５μｍ以下にすればよい。
【００８０】
このようにして得られた複数のセラミック成形体を焼成炉内で積層してから焼成炉内を窒素雰囲気として、１８００℃以上２０００℃以下で５〜４０時間保持することで本実施形態のセラミック基体１を得ることができる。
【００８１】
次に、本実施形態の放熱基体の製造方法について説明する。
【００８２】
本実施形態の放熱基体１は、例えば、長さが３０ｍｍ以上８０ｍｍ以下、幅が１０ｍｍ以上８０ｍｍｍｍ、厚さが０．２ｍｍ以上０．６４ｍｍ以下のセラミック基体１の両主面上に、チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ）などの４族元素のような活性金属を含むＡｇ−Ｃｕ合金のペーストを、スクリーン印刷，ロールコーター法，刷毛塗り等で塗布し、このペースト上に厚みが０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である銅、銅合金，アルミニウム，アルミニウム合金、モリブデン合金，タングステン合金および黄銅のいずれかからなる金属箔を積層した後、８００℃以上９００℃以下で加熱溶融して、活性金属層３１，３２および結合層４１，４２を形成する。
【００８３】
次に、結合層４１，４２がそれぞれ回路部材２１，放熱部材２２と接する面を研磨し、
結合層４１，４２とそれぞれ結合する面が平坦な回路部材２１，放熱部材２２をたとえば３行２列や３行３列の行列状に配置した後、ネオン，アルゴン等の不活性ガス，水素および窒素のいずれかから選ばれる雰囲気中、３００℃以上５００℃以下に加熱し、３０ＭＰａ以上の圧力で、接合して放熱基体１を得る。そして、銅や銅合金が酸化しない温度（５０℃）まで加圧したまま冷却し、この温度に到達した後、加圧を終了し、放熱基体１０を取り出す。回路部材２１の具体的な回路の形成方法としては、予めプレス加工やエッチング加工によりパターニングして回路を形成した銅板を用いたり、接合後にエッチング，レーザー等により銅板にパターニングしたりすればよい。
【００８４】
以上のような製造方法で得られた放熱基体１は、焼成後に隣り合う焼結体同士が容易に引き離され、機械的特性がほとんど損なわれていない本実施形態のセラミック基体１を用いているので、耐久性の高い放熱基体とすることができる。
【００８５】
また、本実施形態の電子装置は放熱基体上に各種の電子部品を配置したものであるが、特に耐久性の高い放熱基体１０における回路部材２１上に電子部品を搭載したことから、耐久性の高い電子装置とすることができる。
【００８６】
以上述べたように、本実施形態の放熱基体１０は、上述の通り耐久性が高いため、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）素子、金属酸化膜形電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）素子，発光ダイオード（ＬＥＤ）素子，フリーホイーリングダイオード（ＦＷＤ）素子，ジャイアント・トランジスター（ＧＴＲ）素子等の半導体素子，昇華型サーマルプリンターヘッド素子，サーマルインクジェットプリンターヘッド素子等の各種電子部品で発生した熱を長期間に亘って放熱効率をほとんど低下させずに用いることができる。
【００８７】
なお、本発明の実施形態は上述した形態に限定されるものではない。例えば、平均結晶粒径より大きな凹凸を有する窪みまたは平均結晶粒径より大きな凹凸を有する突起を複数備えたセラミック基体について述べたが、窪みおよび突起が存在してもよい。
【実施例】
【００８８】
以下、セラミック基体１の主成分が酸化アルミニウム、窒化珪素および窒化アルミニウムである場合について説明する。
【００８９】
まず、酸化アルミニウム質粉末と、添加成分として酸化マグネシウム，酸化カルシウムおよび酸化珪素の各種粉末とをボールミルを用いて湿式混合し、粉砕してスラリーとした。
【００９０】
ここで、酸化マグネシウム，酸化カルシウムおよび酸化珪素の各種粉末は、酸化アルミニウム質粉末とこれら各種粉末の合計１００質量％に対して、それぞれ０．１５質量％，０．１５質量％，０．２質量％とした。
【００９１】
また、別途、窒化珪素質粉末のβ化率が４０％である窒化珪素質粉末と、添加成分として酸化エルビウム質粉末とをボールミルを用いて湿式混合し、粉砕してスラリーとした。
【００９２】
ここで、酸化エルビウム質粉末は、窒化珪素質粉末と酸化エルビウム質粉末との合計１００質量％に対して８質量％とした。
【００９３】
また、別途、窒化アルミニウム質粉末と、添加成分として、酸化ネオジウム，酸化イッテルビウムおよび酸化カルシウムの各種粉末とをボールミルを用いて湿式混合し、粉砕してスラリーとした。
【００９４】
ここで、酸化ネオジウム，酸化イッテルビウムおよび酸化カルシウムの各種粉末は、窒化アルミニウム質粉末とこれら各種粉末の合計１００質量％に対して、それぞれ０．９質量％，１質量％，０．９質量％とした。
【００９５】
そして、得られた上記各スラリーを粒度２５０メッシュの篩を通した後に乾燥させてそれぞれ酸化アルミニウム，窒化珪素，窒化アルミニウムを主成分とする顆粒（以下、それぞれ酸化アルミニウム質顆粒、窒化珪素質顆粒、窒化アルミニウム質顆粒という。）を得た。
【００９６】
なお、スラリーの段階でポリビニルアルコール（ＰＶＡ）およびポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を粉末１００質量％に対し５質量％で混合した。
【００９７】
そして、ロールコンパクション法により酸化アルミニウム質顆粒、窒化珪素質顆粒および窒化アルミニウム質顆粒をそれぞれシート状に成形してセラミックシートとし、このセラミックシートを所定の長さに切断して、それぞれ主成分が酸化アルミニウム、窒化珪素，窒化アルミニウムであるセラミック成形体を得た。
【００９８】
そして、複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしている突起を備えた平板を一部のセラミック成形体に押圧することにより、表面が複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしているディンプル１ｄが形成されたセラミック成形体を得た。
【００９９】
なお、ディンプル１ｄの形状が表１，２に示す半球状および円錐状の試料については、セラミック成形体を押圧する平板に備えられている突起は、それぞれ半球状、円錐状とした。
【０１００】
また、ディンプル１ｄが形成されたセラミック成形体の一部には、セラミック成形体の主成分と同じ成分を主成分とするスラリーを複数のシリンジに注入し、これらのシリンジからスラリーをセラミック成形体の表面に所定量滴下して、乾燥させ、表面が複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしている突起１ｃも形成した。
【０１０１】
また、残りのセラミック成形体には、セラミック成形体の主成分と同じ成分を主成分とするスラリーを複数のシリンジに注入し、これらのシリンジからスラリーをセラミック成形体の表面に所定量滴下して、乾燥させ、表面が複数方向へ繰り返し凹凸形状をなしている突起１ｃが形成されたセラミック成形体を得た。
【０１０２】
ここで、突起１ｃの形状が表１，２に示す半球状および円錐状の試料については、セラミック成形体の表面に滴下するスラリーの粘度をそれぞれ１０Ｐａ・ｓ，１８Ｐａ・ｓとした。
【０１０３】
このようにして得られたセラミック成形体を表１，２に示す試料毎に分けて焼成した。
【０１０４】
具体的には、酸化アルミニウムを主成分とするセラミック成形体については、このセラミック成形体を表１，２に示す試料Ｎｏ．毎に、１０個ずつ焼成炉内で積層した後、焼成炉内の雰囲気を大気雰囲気、その雰囲気の圧力を常圧として、１６００℃で６時間保持することによりセラミック基体１を得た。
【０１０５】
また、窒化珪素を主成分とするセラミック成形体については、このセラミック成形体を表１，２に示す試料Ｎｏ．毎に１０個ずつ焼成炉内で積層した後、焼成炉内の雰囲気を大気雰囲気、その雰囲気の圧力を常圧として、１９７０℃で４０時間保持することによりセラミック基体１を得た。
【０１０６】
また、窒化アルミニウムを主成分とするセラミック成形体については、このセラミック成形体を表１，２に示す試料Ｎｏ．毎に１０個ずつ焼成炉内で積層した後、焼成炉内の雰囲気を窒素雰囲気、その雰囲気の圧力を常圧として、１７００℃で１０時間保持することによりセラミック基体１を得た。
【０１０７】
なお、焼成後、いずれの試料もセラミック基体１同士が固着していたため、積層方向の中央部に位置するセラミック基体１より５０ｍｍ離れた地点から、圧力が０．１５ＭＰａの空気を固着したセラミック基体１に５秒間吹きつけ、脱離するセラミック基体１の個数を数えた。そして、１０個のセラミック基体１に対し、脱離したセラミック基体１の個数の比率を脱離率として表１，２に示した。
【０１０８】
【表１】
2010030280.tif 000003
【０１０９】
【表２】
2010030280.tif 000004
【０１１０】
表１，２で、凹凸の種類がディンプルであって、ディンプル間（あるディンプルの中心とその隣のディンプルの中心との距離）が「等」と示されている試料は、突起がセラミック基体１の第１面１ａにおける長手方向および幅方向で等間隔である。また、ディンプルどうしの間隔が「不等」と示されている試料は、突起がセラミック基体１の第１面１ａにおける長手方向および幅方向で等間隔ではない。ここで、等間隔とは、ディンプル間の間隔の差が１ｍｍ以下をいうものとする。
【０１１１】
表１，２で、凹凸の種類が突起であって、その間隔が「等」と示されている試料は、セラミック基体１の第１面１ａにおける長手方向および幅方向で等間隔に配置されているシリンジを用いたもの、その間隔が「不等」と示されている試料は、セラミック基体１の第１面１ａにおける長手方向および幅方向で不等間隔に配置されているシリンジを用いたものである。なお、等間隔の定義は、凹凸の種類がディンプルの場合と同様に、突起間（ある突起の中心とその隣の突起の中心との距離が１ｍｍ以下をいうものとする。）
表１，２で、凹凸の種類がディンプルおよび突起であって、その間隔が「等」と示されている試料は、突起がセラミック基体１の第１面１ａにおける長手方向および幅方向で等間隔に形成されている平板と、セラミック基体１の第１面１ａにおける長手方向および幅方向で等間隔に配置されているシリンジとを用いたもの、その間隔が「不等」と示されている試料は、突起がセラミック基体１の第１面１ａにおける長手方向および幅方向で等間隔に形成されている平板と、セラミック基体１の第１面１ａにおける長手方向および幅方向で不等間隔に配置されているシリンジとを用いたものである。
【０１１２】
なお、焼成後、いずれの試料もセラミック基体１同士が固着していたため、積層方向の中央部に位置するセラミック基体１より５０ｍｍ離れた地点から、圧力が０．１５ＭＰａの空気を固着したセラミック基体１に５秒間吹きつけ、脱離するセラミック基体１の個数を数えた。そして、１０個のセラミック基体１に対し、脱離したセラミック基体１の個数の比率を脱離率として表１，２に示した。
【０１１３】
また、セラミック基体１を構成する結晶の平均結晶粒径，セラミック基体１の熱伝導率および３点曲げ強度は、ＪＩＳ  Ｒ  １６７０−２００６，ＪＩＳ  Ｒ  １６１１−１９９７で規定されるレーザフラッシュ法による２次元法，ＪＩＳ  Ｒ  １６０１−２００８に準拠してそれぞれ測定した。但し、セラミック基体１の厚みが薄く、セラミック基体１から試験片を切り出してもその厚みを３ｍｍとすることができなかったので、セラミック基体１の厚みをそのまま試験片の厚みとして、３点曲げ強度を測定した。
【０１１４】
また、走査型電子顕微鏡を用いてセラミック基体１の表面を含む断面を倍率２０００倍で撮影し、長さ５００μｍにおける、隣り合う山頂部ｐと谷底部ｖとの高低差の最大値ｐｖ，ディンプル１ｄの深さｄおよび突起１ｃの高さｈを測定した。ここで、ディンプル１ｄの深さｄおよび突起１ｃの高さｈは、それぞれ個数が１０個の平均値である。
【０１１５】
次に、セラミック基体１を８５０℃で熱処理することによって、セラミック基体１の表面に付着した有機物や残留炭素を除去した。
【０１１６】
熱処理されたセラミック基体１のディンプルおよび／または突起が形成された面に、インジウム，チタンおよびモリブデンの各粉末が添加、混合された、銀および銅を主成分とする粉末にメチルセルロースおよびテルピネオールを添加、混練して得られるペーストをスクリーン印刷で塗布した後、１３５℃で乾燥させることによって、図７に示す金属層３１，３２を形成した。
【０１１７】
そして、無酸素銅からなる銅箔を金属層３１，３２に接触配置して、真空雰囲気中、８００℃で加熱することにより、回路部材２１および放熱部材２２がそれぞれ金属層３１，３２を介してセラミック基体１に接合された、図７に示す放熱基体１０を得た。
【０１１８】
また、超音波探傷法により、を平面視した面積Ｓｖを測定し、放熱部材２２がセラミック基体１に接合している面の面積Ｓｏに対する比率（＝Ｓｖ／Ｓｏ×１００）を空隙率として計算した。
【０１１９】
ここで、超音波探傷法の測定条件は、探傷周波数を５０ＭＨｚ，ゲインを３０ｄＢ、スキャンピッチを１００μｍとした。
【０１２０】
表１，２に示す通り、試料Ｎｏ．１，２，１２，１３，２３，２４，３４，３５，４５，４６，５６，５７，６７，６８，７８，７９，８９，９０は、平均結晶粒径より大きな凹凸を有するディンプルおよび／または平均結晶粒径より大きな凹凸を有する突起を備えていないことから、脱離率が低く、焼成後に隣り合うセラミック基体同士を容易に引き離せなかった。
【０１２１】
一方、試料Ｎｏ．３〜１１，１４〜２２，２５〜３３，３６〜４４，４７〜５５，５８〜６６，６９〜７７，８０〜８８，９１〜９９は、平均結晶粒径より大きな凹凸を有するディンプルおよび／または平均結晶粒径より大きな凹凸を有する突起を備えていることから、脱離率が高く、焼成後に隣り合うセラミック基体同士を容易に引き離せた。
【０１２２】
表１に示す通り、セラミック基体１の主成分が酸化アルミニウムである試料Ｎｏ．３〜１１，１４〜２２，２５〜３３を比べると、特に、試料Ｎｏ．３〜６，８〜１１，１４〜１７，１８〜２２，２５〜２８，３０〜３３は、ディンプルおよび／または突起の表面が半球面状に形成されていることから、焼成後に残留応力が焼結体に残りにくいため、３点曲げ強度が高く、好適であった。
【０１２３】
また、表１，２に示す通り、セラミック基体１の主成分が窒化アルミニウムである試料Ｎｏ．３６〜４４，４７〜５５，５８〜６６を比べると、試料Ｎｏ．３６〜３９，４１〜４４，４７〜５０，５２〜５５，５８〜６０，６２〜６６は、ディンプルおよび／または突起の表面が半球面状に形成されていることから、焼成後に残留応力が焼結体に残りにくいため、３点曲げ強度が高く、好適であった。
【０１２４】
また、表２に示す通り、セラミック基体１の主成分が窒化珪素である試料Ｎｏ．６９〜７７，８０〜８８，９１〜９９を比べると、試料Ｎｏ．６９〜７２，７４〜７７，８０〜８３，８５〜８８，９１〜９４，９６〜９９は、ディンプルおよび／または突起の表面が半球面状に形成されていることから、焼成後に残留応力が焼結体に残りにくいため、３点曲げ強度が高く、好適であった。
【０１２５】
また、表１，２に示す通り、試料Ｎｏ．３〜５，７〜１１，１４〜１６，１８〜２２，２５〜２７，２９〜３３、３６〜３８，４０〜４４，４７〜４９，５１〜５５，５８〜６０，６２〜６６，６９〜７１，７３〜７７，８０〜８２，８４〜８８，９１〜９３，９５〜９９は、ディンプルおよび／または突起が所定方向に等間隔に配置されていることから、脱離率がより高く、焼成後に隣り合うセラミック基体同士をさらに容易に引き離せた。
【０１２６】
また、表１に示す通り、セラミック基体１の主成分が酸化アルミニウムであって、ディンプルの深さのみが異なる試料Ｎｏ．４，５，８，９，１０を比べると、試料Ｎｏ．５，８，９は、ディンプルの深さが１６μｍ以上５２μｍ以下であることから、焼成後に隣り合うセラミック基体同士を容易に引き離せるとともに、セラミック基体１および金属層３２間に発生する空隙も少なく、好適であった。
【０１２７】
また、表１に示す通り、セラミック基体１の主成分が酸化アルミニウムであって、突起の高さのみが異なる試料Ｎｏ．１５，１６，１９，２０，２１を比べると、試料Ｎｏ．１６，１９，２０は、突起の高さが１６μｍ以上５２μｍ以下であることから、焼成後に隣り合うセラミック基体同士を容易に引き離せるとともに、セラミック基体１および金属層３２間に発生する空隙も少なく、好適であった。
【０１２８】
また、表１，２に示す通り、セラミック基体１の主成分が窒化アルミニウムまたは窒化珪素の場合も、ディンプルの深さまたは突起の高さが１６μｍ以上５２μｍ以下の試料は、焼成後に隣り合うセラミック基体同士を容易に引き離せるとともに、セラミック基体１および金属層３２間に発生する空隙も少なく、好適であった。
【０１２９】
さらに、表２に示す通り、試料Ｎｏ．６９〜７７，８０〜８８，９１〜９９は、セラミック基体１の主成分が窒化珪素であることから、高い熱伝導性と高い機械的特性とを兼ね備えていることがわかり、これら両方の特性が求められる場合には有効である。
【符号の説明】
【０１３０】
１：セラミック基体
１０：放熱基体
２１：回路部材
２２：放熱部材
３１，３２：活性金属層
４１，４２：結合層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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