(57)【要約】【課題】ガラス含有Ａｇペーストを用いて回路層の表面に電気抵抗値が小さいＡｇ下地層を形成することが可能なパワーモジュール用基板の製造方法及び回路層上に半導体素子を接合したパワーモジュールの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】絶縁層１１の一方の面に金属板を接合し回路層１２を形成する回路層形成工程と、前記回路層の一方の面にガラス成分を含有するガラス含有Ａｇペーストを塗布する塗布工程と、前記ガラス含有Ａｇペーストを塗布した状態で加熱処理して前記ガラス含有Ａｇペーストを焼成し、ガラス層を有するＡｇ下地層３１を形成するＡｇ下地層形成工程と、前記回路層上に半導体素子３が接合される前に、前記Ａｇ下地層に通電する通電工程と、を備える。【選択図】図１
2014179564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層の一方の面に金属からなる回路層が形成され、前記回路層上に半導体素子が接合されるパワーモジュール用基板の製造方法であって、
前記絶縁層の一方の面に金属板を接合し前記回路層を形成する回路層形成工程と、
前記回路層の一方の面にガラス成分を含有するガラス含有Ａｇペーストを塗布する塗布工程と、
前記ガラス含有Ａｇペーストを塗布した状態で加熱処理して前記ガラス含有Ａｇペーストを焼成し、ガラス層を有するＡｇ下地層を形成するＡｇ下地層形成工程と、
前記回路層上に前記半導体素子が接合される前に、前記Ａｇ下地層に通電する通電工程と、を備えることを特徴とするパワーモジュール用基板の製造方法。
【請求項２】
パワーモジュールの製造方法であって、請求項１記載のパワーモジュール用基板において、前記Ａｇ下地層と前記半導体素子とが接合層によって接合されることを特徴とするパワーモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、絶縁層の一方の面に回路層が形成されたパワーモジュール用基板の製造方法及び回路層上に半導体素子が接合されたパワーモジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の半導体素子のうちでも、電気自動車や電気車両などを制御するために用いられる大電力制御用のパワー素子は、発熱量が多いことから、これを搭載する基板としては、例えばＡｌＮ（窒化アルミ）などからなるセラミックス基板上に導電性の優れた金属板を回路層として接合したパワーモジュール用基板が、従来から広く用いられている。
そして、このようなパワーモジュール用基板は、その回路層上に、はんだ材を介してパワー素子としての半導体素子が搭載される（特許文献１参照）。
【０００３】
回路層を構成する金属としては、アルミニウム又はアルミニウム合金、或いは、銅又は銅合金が用いられている。
ここで、アルミニウムからなる回路層においては、表面にアルミニウムの酸化皮膜が形成されるため、はんだ材との接合を良好に行うことができない。また、銅からなる回路層においては、溶融したはんだ材と銅とが反応して回路層の内部にはんだ材の成分が侵入し、回路層の導電性が劣化するといった問題がある。
【０００４】
上述のはんだ材を使用しない接合方法として、特許文献２には、Ａｇナノペーストを用いて半導体素子を接合する技術が提案されている。
また、特許文献３、４には、はんだ材を用いずに金属酸化物粒子と有機物からなる還元剤とを含む酸化物ペーストを用いて半導体素子を接合する技術が提案されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献２に開示されたように、はんだ材を使用せずにＡｇナノペーストを用いて半導体素子を接合した場合には、Ａｇナノペーストからなる接合層がはんだ材に比べて厚みが薄く形成されるため、熱サイクル負荷時の応力が半導体素子に作用しやすくなり、半導体素子自体が破損してしまうおそれがあった。
また、特許文献３、４に開示されたように、金属酸化物と還元剤とを用いて半導体素子を接合した場合には、やはり、酸化物ペーストの焼成層が薄く形成されることから、熱サイクル負荷時の応力が半導体素子に作用しやすくなり、パワーモジュールの性能が劣化するおそれがあった。
【０００６】
そこで、特許文献５〜７には、ガラス含有Ａｇペーストを用いてアルミニウム又は銅からなる回路層上にＡｇ下地層を形成した後に、はんだ材又はＡｇペーストを介して回路層と半導体素子を接合する技術が提案されている。この技術では、ガラス含有Ａｇペーストをアルミニウム又は銅からなる回路層の表面に塗布し、焼成することによって回路層の表面に形成されている酸化被膜をガラスに反応させて除去してＡｇ下地層を形成し、このＡｇ下地層が形成された回路層上に、はんだ材によって半導体素子を接合している。
ここで、Ａｇ下地層は、ガラスが回路層の酸化被膜と反応することにより形成されたガラス層と、このガラス層上に形成されたＡｇ層とを備えている。このガラス層中には導電性粒子が分散しており、この導電性粒子によってガラス層の導通が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１７２３７８号公報
【特許文献２】特開２００８−２０８４４２号公報
【特許文献３】特開２００９−２６７３７４号公報
【特許文献４】特開２００６−２０２９３８号公報
【特許文献５】特開２０１０−２８７８６９号公報
【特許文献６】特開２０１２−１０９３１５号公報
【特許文献７】特開２０１３−１２７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、回路層とＡｇ下地層との接合信頼性を向上させるためには、ガラス含有Ａｇペースト中のガラスの含有量を多くすることが効果的である。
しかしながら、ガラス含有Ａｇペースト中のガラス含有量を増加すると、Ａｇ下地層においてガラス層が厚く形成され、電気抵抗値が大きくなる傾向にあり、接合信頼性と電気抵抗値との両方をバランスさせることが難しかった。このようにＡｇ下地層の電気抵抗値が高いと、Ａｇ下地層が形成された回路層と半導体素子とをはんだ材等を介して接合した場合に、回路層と半導体素子との間に電気を良好に流すことができない問題が生じる。
【０００９】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、ガラス含有Ａｇペーストを用いて回路層の表面に電気抵抗値が小さいＡｇ下地層を形成することが可能なパワーモジュール用基板の製造方法及び前記回路層上に半導体素子が接合されたパワーモジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために、本発明のパワーモジュール用基板の製造方法は、絶縁層の一方の面に金属からなる回路層が形成され、前記回路層上に半導体素子が接合されるパワーモジュール用基板の製造方法であって、前記絶縁層の一方の面に金属板を接合し前記回路層を形成する回路層形成工程と、前記回路層の一方の面にガラス成分を含有するガラス含有Ａｇペーストを塗布する塗布工程と、前記ガラス含有Ａｇペーストを塗布した状態で加熱処理して前記ガラス含有Ａｇペーストを焼成し、ガラス層を有するＡｇ下地層を形成するＡｇ下地層形成工程と、前記回路層上に前記半導体素子が接合される前に、前記Ａｇ下地層に通電する通電工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明のパワーモジュール用基板の製造方法によれば、回路層の一方の面にガラス成分を含有するガラス含有Ａｇペーストを塗布する塗布工程と、ガラス含有Ａｇペーストを塗布した状態で加熱処理してガラス含有Ａｇペーストを焼成し、ガラス層を有するＡｇ下地層を形成するＡｇ下地層形成工程とを備えているので、ガラス含有Ａｇペーストの焼成時にガラス含有Ａｇペーストに含まれるガラスによって回路層の表面に形成された酸化被膜を除去することができ、Ａｇ下地層を回路層上に良好に形成することができる。
さらに、回路層上に半導体素子が接合される前に、Ａｇ下地層に通電する通電工程を備えているので、電気抵抗値が低いＡｇ下地層を形成することができる。すなわち、Ａｇ下地層はガラス層を備えるため電気抵抗値が高いことがあるが、上記のように通電することにより電気抵抗値を低減し、電気抵抗値が低いＡｇ下地層を形成することができる。また、通電工程を行うことで、Ａｇ下地層の電気抵抗値を安定させることもできる。
【００１２】
また、本発明のパワーモジュールの製造方法は、前述のパワーモジュール用基板において、前記Ａｇ下地層と前記半導体素子とが接合層によって接合されることを特徴としている。
本発明のパワーモジュールの製造方法によれば、前述のパワーモジュール用基板において、前記Ａｇ下地層と半導体素子とが接合層によって接合されることを特徴としているので、確実にＡｇ下地層と半導体素子を接合することができるとともに、回路層と半導体素子との電気の導通も確実に確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガラス含有Ａｇペーストを用いて回路層の表面に電気抵抗値が小さいＡｇ下地層を形成することが可能なパワーモジュール用基板の製造方法及び前記回路層上に半導体素子が接合されたパワーモジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るパワーモジュールの概略説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るパワーモジュール用基板の概略説明図である。
【図３】図１の回路層と半導体素子との接合界面の拡大説明図である。
【図４】図１に示すパワーモジュール用基板及びパワーモジュールの製造方法を示すフロー図である。
【図５】図１に示すパワーモジュール用基板の製造方法の概略説明図である。
【図６】本発明の一実施形態において、Ａｇ下地層に電流を流す通電方法及びＡｇ下地層の厚さ方向の電気抵抗値の測定方法を示す上面説明図である。
【図７】本発明の一実施形態において、Ａｇ下地層に電流を流す通電方法及びＡｇ下地層の厚さ方向の電気抵抗値の測定方法を示す側面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態に係るパワーモジュール１は、図１に示すように、回路層１２が配設されたパワーモジュール用基板１０と、回路層１２の一方の面（図１において上面）に接合された半導体素子３と、パワーモジュール用基板１０の他方側に配設された冷却器４０とを備えている。
【００１６】
パワーモジュール用基板１０は、図２に示すように、絶縁層を構成するセラミックス基板１１と、このセラミックス基板１１の一方の面（図２において上面）に配設された回路層１２と、セラミックス基板１１の他方の面（図２において下面）に配設された金属層１３とを備えている。
【００１７】
セラミックス基板１１は、回路層１２と金属層１３との間の電気的接続を防止するものであって、絶縁性の高いＡｌＮ（窒化アルミ）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等で構成されている。本実施形態では、放熱性の優れたＡｌＮ（窒化アルミ）で構成されている。また、セラミックス基板１１の厚さは、０．２〜１．５ｍｍの範囲内に設定されており、本実施形態では、０．６３５ｍｍに設定されている。
【００１８】
回路層１２は、セラミックス基板１１の一方の面に、導電性を有するアルミニウム又はアルミニウム合金、銅又は銅合金等の金属板が接合されることにより形成されている。本実施形態においては、回路層１２は、純度９９．９９質量％以上のアルミニウムの圧延板を接合することで形成されている。なお、回路層１２の厚さは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、０．６ｍｍに設定されている。また、この回路層１２には、回路パターンが形成されており、その一方の面（図１において上面）が、半導体素子３が接合される接合面とされている。
この回路層１２の一方の面には、後述するガラス含有Ａｇペーストの焼成体からなるＡｇ下地層３１が形成されている。
【００１９】
金属層１３は、セラミックス基板１１の他方の面に、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅又は銅合金等の金属板が接合されることにより形成されている。本実施形態においては、この金属板（金属層１３）は、純度が９９質量％以上のアルミニウム又はアルミニウム合金の圧延板とされており、より具体的には、純度が９９．９９質量％以上のアルミニウム（いわゆる４Ｎアルミニウム）の圧延板とされている。ここで、金属層１３の厚さは、０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、１．６ｍｍに設定されている。
【００２０】
冷却器４０は、前述のパワーモジュール用基板１０を冷却するためのものであり、パワーモジュール用基板１０と接合される天板部４１と、この天板部４１から下方に向けて垂設された放熱フィン４２と、冷却媒体（例えば冷却水）を流通するための流路４３とを備えている。この冷却器４０（天板部４１）は、熱伝導性が良好な材質で構成されることが望ましく、本実施形態においては、Ａ６０６３（アルミニウム合金）で構成されている。
【００２１】
半導体素子３は、Ｓｉ等の半導体材料で構成されており、回路層１２との接合面には、Ｎｉ、Ａｕ等からなる表面処理膜３ａが形成されている。
【００２２】
そして、図１に示すパワーモジュール１においては、回路層１２と半導体素子３との間に、前述したＡｇ下地層３１及び接合層３８が形成されている。
なお、Ａｇ下地層３１及び接合層３８は、図１に示すように、回路層１２の表面全体には形成されておらず、半導体素子３が配設される部分、すなわち、半導体素子３との接合面にのみ選択的に形成されている。
【００２３】
ここで、Ａｇ下地層３１は、ガラス成分を含むガラス含有Ａｇペーストの焼成体とされている。このＡｇ下地層３１は、図３に示すように、回路層１２側に形成されたガラス層３２と、このガラス層３２上に形成されたＡｇ層３３と、を備えている。
ガラス層３２内部には、粒径が数ナノメートル程度の微細な導電性粒子が分散されている。なお、ガラス層３２内の導電性粒子は、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いることで観察されるものである。
また、Ａｇ層３３の内部には、粒径が数マイクロメートル程度の微細なガラス粒子が分散されている。
【００２４】
Ａｇ下地層３１を構成するガラス含有Ａｇペーストは、Ａｇ粉末と、ＺｎＯを含有する無鉛ガラス粉末と、樹脂と、溶剤と、分散剤と、を含有しており、Ａｇ粉末と無鉛ガラス粉末とからなる粉末成分の含有量が、ガラス含有Ａｇペースト全体の６０質量％以上９０質量％以下とされており、残部が樹脂、溶剤、分散剤とされている。なお、本実施形態では、Ａｇ粉末と無鉛ガラス粉末とからなる粉末成分の含有量は、ガラス含有Ａｇペースト全体の８５質量％とされている。
無鉛ガラス粉末は、主成分としてＢｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３を含むものとされており、そのガラス転移温度が３００℃以上４５０℃以下、軟化温度が６００℃以下、結晶化温度が４５０℃以上とされている。
また、このガラス含有Ａｇペーストは、その粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは５０Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下に調整されている。
【００２５】
このＡｇ下地層３１の上、すなわちＡｇ層３３の上に形成された接合層３８は、酸化銀と還元剤とを含む酸化銀ペーストの焼成体とされている。すなわち、接合層３８は、酸化銀が還元されたＡｇの焼成体とされている。ここで、酸化銀を還元することにより生成されるＡｇ層３３表面に析出する粒子は、例えば粒径１０ｎｍ〜１μｍと非常に微細であることから、緻密なＡｇの接合層が形成されることになる。なお、この接合層３８においては、Ａｇ下地層３１のＡｇ層３３で観察されたガラス粒子は存在していない、若しくは、非常に少ない。
【００２６】
この接合層３８を構成する酸化銀ペーストは、酸化銀粉末と、還元剤と、樹脂と、溶剤と、を含有しており、本実施形態では、これらに加えて有機金属化合物粉末を含有している。
酸化銀粉末の含有量が酸化銀ペースト全体の６０質量％以上９２質量％以下とされ、還元剤の含有量が酸化銀ペースト全体の５質量％以上１５質量％以下とされ、有機金属化合物粉末の含有量が酸化銀ペースト全体の０質量％以上１０質量％以下とされており、残部が溶剤とされている。この酸化銀ペーストにおいては、焼結によって得られる接合層３８に未反応の有機物が残存することを抑制するために、分散剤及び樹脂は添加していない。
還元剤は、還元性を有する有機物とされており、例えば、アルコール、有機酸を用いることができる。
有機金属化合物は、熱分解によって生成する有機酸によって酸化銀の還元反応や有機物の分解反応を促進させる作用を有するものであり、例えば蟻酸Ａｇ、酢酸Ａｇ、プロピオン酸Ａｇ、安息香酸Ａｇ、シュウ酸Ａｇなどのカルボン酸系金属塩等が適用される。
なお、この酸化銀ペーストは、その粘度が１０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３０Ｐａ・ｓ以上８０Ｐａ・ｓ以下に調整されている。
【００２７】
次に、本実施形態であるパワーモジュール用基板１０及びパワーモジュール１の製造方法について、図４及び図５を参照して説明する。
まず、図５に示すように、セラミックス基板１１の上面に回路層１２となる厚さ０．６ｍｍのアルミニウム板２２と、下面に金属層１３となる厚さ１．６ｍｍのアルミニウム板２３を、ろう材２５を介して積層し、加圧・加熱後冷却することによって、前記アルミニウム板２２、２３とセラミックス基板１１とを接合する（回路層形成工程Ｓ０１、金属層形成工程Ｓ０２）。なお、このろう付けの温度は、６２０〜６５０℃に設定されている。
【００２８】
次に、金属層１３の他方の面側に、冷却器４０をろう材を介して接合する（冷却器接合工程Ｓ０３）。なお、冷却器４０のろう付けの温度は、５９０〜６１０℃に設定されている。
【００２９】
次に、回路層１２の表面にＡｇ下地層３１となるガラス含有Ａｇペーストを塗布する（ガラス含有Ａｇペースト塗布工程Ｓ０４）。
なお、ガラス含有Ａｇペーストを塗布する際には、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、感光性プロセス等の種々の手段を採用することができる。本実施形態では、スクリーン印刷法によってガラス含有Ａｇペーストを回路層１２の半導体素子３が接合される接合面に形成した。
【００３０】
次に、回路層１２表面にガラス含有Ａｇペーストを塗布した状態で乾燥した後、加熱炉内に装入してガラス含有Ａｇペーストの焼成（加熱処理）を行い、Ａｇ下地層３１を形成する（Ａｇ下地層形成工程Ｓ０５）。ここで、Ａｇ下地層３１は、回路層１２の一方の面に形成されたガラス層３２と、このガラス層３２上に形成されたＡｇ層３３とを備えている。なお、このときの焼成温度は３５０〜６４５℃に設定されている。
【００３１】
次いで、Ａｇ下地層３１に対して、通電する（通電工程Ｓ０６）。具体的には、図６及び図７に示すように、Ａｇ下地層３１の上面と、回路層１２上との間に電流を流す。なお、通電時には、図６及び図７に示すように、Ａｇ下地層３１の上面中央点と、Ａｇ下地層３１の前記上面中央点からＡｇ下地層３１端部までの距離Ｈと同距離分だけＡｇ下地層３１端部から距離Ｈだけ離れた回路層１２上の点と、の間に通電を行っている。
【００３２】
ここで、通電工程Ｓ０６において通電する電流値及び通電時間は、０．１Ａ以上、５秒以上とすることが好ましい。さらに好ましくは、１．０Ａ以上１０．０Ａ以下、１０秒以上とされている。
さらに、この通電工程Ｓ０６において、電流（Ａ）×時間（秒）が１０．０以上となる通電を行うことが望ましい。
このようにして、回路層１２の一方の面にＡｇ下地層３１が形成されたパワーモジュール用基板１０が製造されることになる。
【００３３】
次に、Ａｇ下地層３１の表面に、接合層３８となる酸化銀ペーストを塗布する（酸化銀ペースト塗布工程Ｓ０７）。
なお、酸化銀ペーストを塗布する際には、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、感光性プロセス等の種々の手段を採用することができる。本実施形態では、スクリーン印刷法によって酸化銀ペーストを塗布した。
【００３４】
次に、酸化銀ペーストを塗布した状態で乾燥（例えば、室温、大気雰囲気で２４時間保管）した後、酸化銀ペーストの上に半導体素子３を積層する（半導体素子積層工程Ｓ０８）。
そして、半導体素子３とパワーモジュール用基板１０とを積層した状態で加熱炉内に装入し、酸化銀ペーストの焼成を行い、接合層３８を形成する（接合層形成工程Ｓ０９）。このとき、加圧圧力を０〜１０ＭＰａとし、焼成温度を１５０〜４００℃とする。
また、望ましくは半導体素子３とパワーモジュール用基板１０とを積層方向に加圧した状態で加熱することによって、より確実に接合することができる。この場合、加圧圧力は、０．５〜１０ＭＰａが望ましい。
【００３５】
このようにして、接合層３８によって半導体素子３と、Ａｇ下地層３１が形成された回路層１２とが接合される。これにより、本実施形態であるパワーモジュール１が製造される。
【００３６】
以上のような構成とされた本実施形態によれば、回路層１２の一方の面にガラス含有Ａｇペーストを塗布するガラス含有Ａｇペースト塗布工程Ｓ０４と、ガラス含有Ａｇペーストを焼成し、Ａｇ下地層３１を形成するＡｇ下地層形成工程Ｓ０５とを備えているので、ガラス含有Ａｇペーストの焼成時にガラス含有Ａｇペーストに含まれるガラスによって回路層１２の表面に形成された酸化被膜を除去することができ、Ａｇ下地層３１を回路層１２上に良好に形成することができる。
【００３７】
そして、Ａｇ下地層形成工程Ｓ０５において形成したＡｇ下地層３１に、通電する通電工程Ｓ０６を備えているので、Ａｇ下地層３１の電気抵抗値を低減し、電気抵抗値が低いＡｇ下地層３１を形成することができる。Ａｇ下地層形成工程Ｓ０５において形成されるＡｇ下地層３１はガラス層３２を備えるため電気抵抗値が高いことがあるが、通電工程Ｓ０６を行うことによって電気抵抗値が低減されたガラス層３２を有するＡｇ下地層３１を形成できるのである。さらには、通電工程Ｓ０６を行うことで、Ａｇ下地層３１の電気抵抗値を安定させることもできる。
Ａｇ下地層３１に通電することにより電気抵抗値が低下するメカニズムは、明らかではないが、Ａｇ下地層３１中にマイグレーション現象が生じ、Ａｇ下地層３１のガラス層３２中に電気伝導経路が形成されることによるものと考えられる。
【００３８】
通電工程Ｓ０６において通電しているので、Ａｇ下地層３１の電気抵抗値を低減することができる。
さらに、０．１Ａ以上の電流を５秒以上通電しているので、Ａｇ下地層３１の電気抵抗値を確実に低減することができる。また、１．０Ａ以上１０．０Ａ以下の電流を１０秒以上流す場合、電気抵抗値が低いＡｇ下地層３１を確実に形成することができるため、通電のより好ましい条件は、１．０Ａ以上１０．０Ａ以下、１０秒以上とされている。
また、通電工程Ｓ０６において、電流（Ａ）×時間（秒）が１０．０以上となる通電を行うことによって、より確実にＡｇ下地層３１の電気抵抗値を低減することができる。
【００３９】
また、本実施形態のパワーモジュール用基板１０では、上述のように形成されたＡｇ下地層３１を介して、接合層３８によって回路層１２と半導体素子３とを確実に接合することができるとともに、回路層１２と半導体素子３との電気の導通も確実に確保することができる。したがって、信頼性の高いパワーモジュール１を構成することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、接合層３８が、酸化銀と還元剤とを含む酸化銀ペーストの焼成体とされているので、酸化銀ペーストを焼成する際に、酸化銀が還元剤によって還元されて微細な銀粒子となり、接合層３８を緻密な構造とすることができる。また、還元剤は、酸化銀を還元する際に分解されるため、接合層３８中に残存しにくく、接合層３８における導電性及び強度を確保することができる。さらに、例えば３００℃といった比較的低温条件で焼成することが可能となるため、半導体素子３の接合温度を低く抑えることができ、半導体素子３への熱負荷を低減することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、Ａｇ下地層が形成された回路層と半導体素子とを、接合材として酸化銀ペーストを用いて接合する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば接合材としてはんだ材を用いて接合してもよい。また、接合材としてＡｇ粒子と有機物とを含むＡｇペーストを用いて回路層と半導体素子とを接合しても良い。
【００４２】
また、アルミニウム板とセラミックス基板とをろう付けにて接合するものとして説明したが、これに限定されることはなく、過渡液相接合法（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）、鋳造法等を適用してもよい。
さらに、回路層及び金属層を構成する金属板を、銅又は銅合金の銅板で構成した際には、直接接合法（ＤＢＣ法）、活性金属ろう付法、鋳造法等を適用することによって、セラミックス基板と銅板を接合することができる。
【００４３】
また、ガラス含有Ａｇペーストの原料、配合量については、実施形態に記載されたものに限定されることはない。例えば、無鉛ガラス粉末を用いるものとして説明したが、鉛を含有するガラスであってもよい。
さらに、酸化銀ペーストの原料、配合量については、実施形態に記載されたものに限定されることはない。例えば有機金属化合物を含有しないものであってもよい。
【００４４】
また、冷却器を接合した後に、回路層上にＡｇ下地層を形成するものとして説明したが、これに限定されることはなく、アルミニウム板をセラミックス基板に接合する前や、冷却器を接合する前に、Ａｇ下地層を形成してもよい。
【００４５】
さらに、冷却器の天板部をアルミニウムで構成したものとして説明したが、アルミニウム合金、又はアルミニウムを含む複合材等で構成されていてもよい。さらに、冷却器として、放熱フィン及び冷却媒体の流路を有するもので説明したが、冷却器の構造に特に限定はない。
また、パワーモジュール用基板が冷却器を備える場合について説明したが、冷却器を備えていなくても良い。
また、パワーモジュール用基板が金属層を備える場合について説明したが、金属層を備えていなくても良い。
【実施例】
【００４６】
以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
サンプル１、２のパワーモジュール用基板を以下のようにして作製した。
サンプル１については、まず、純度９９．９９％以上のアルミニウム板（２８ｍｍ×２８ｍｍ×０．６ｍｍｔ）とセラミックス基板（３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）とをＡｌ−Ｓｉ系ろう材を介して６５０℃に加熱してセラミックス基板上に回路層を形成した。
次に、回路層上にガラス含有Ａｇペーストを塗布した後に加熱炉内に装入して、６００℃で焼成することによって、回路層上にＡｇ下地層を形成した。ここで、サンプル１において使用したガラス含有Ａｇペーストは、セルロース系樹脂と、Ｂｉ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系無鉛ガラスフリット、溶剤としてα−テルピネオール及びＡｇを含有するガラス含有Ａｇペーストとした。
サンプル２については、無酸素銅からなる銅板（２８ｍｍ×２８ｍｍ×０．３ｍｍｔ）とセラミックス基板（３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．６３５ｍｍｔ）とをＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系活性ろう材を介して８００℃に加熱してセラミックス基板上に回路層を形成した。
次に、回路層上にガラス含有Ａｇペーストを塗布した後に加熱炉内に装入して、７００℃で窒素雰囲気にて焼成することによって、回路層上にＡｇ下地層を形成した。ここで、サンプル２において使用したガラス含有Ａｇペーストは、アクリル樹脂と、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３系ガラスフリット、溶剤としてα−テルピネオール及びＡｇを含有するガラス含有Ａｇペーストとした。
【００４７】
次に、サンプル１、２のパワーモジュール用基板のＡｇ下地層に対して通電を行い、Ａｇ下地層を形成した。通電は、上記実施形態の図６及び図７に示すように、Ａｇ下地層の上面中央点と、Ａｇ下地層の前記上面中央点からＡｇ下地層端部までの距離１ｍｍと同距離分だけＡｇ下地層端部から距離１ｍｍだけ離れた回路層１２上の点と、の間に５Ａの電流を流した。通電時間は、１０秒とした。そして、通電前の電気抵抗値と通電後の電気抵抗値を求めた。なお、電流を流す際の電源として、Ｅ３６４０Ａ  単一出力直流電源装置（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）を用いた。
通電前後の電気抵抗値を表１に示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
表１の結果から、Ａｇ下地層に通電することで、電気抵抗値が小さいＡｇ下地層が得られることが確認された。
【符号の説明】
【００５０】
３  半導体素子
１０  パワーモジュール用基板
１１  セラミックス基板（絶縁層）
１２  回路層
３１  Ａｇ下地層
３２  ガラス層
【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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