(57)【要約】【課題】欠陥の発生の少ない回路基板の製造方法およびそれを用いた放熱性に優れ、接合強度が高く、接合信頼性に優れた回路基板を提供する。【解決手段】絶縁基板１と、金属板５との間に、平均粒径が１〜１００ｎｍである金属微粒子と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選ばれた少なくとも１種の活性金属を含有する接合剤３を介在させ、積層体を前記金属微粒子の融点未満の接合温度に加熱して、絶縁基板１と、金属板５とを接合する接合工程を具備することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、金属板とを、平均粒径が１〜１００ｎｍである金属微粒子と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選ばれた少なくとも１種の活性金属とを含有する接合剤を介在させて、積層した積層体を前記金属微粒子の融点未満の接合温度に加熱して、前記絶縁基板と、前記金属板とを接合する接合工程を具備することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記活性金属が、前記結合剤に含まれる金属成分の２〜７質量％であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記金属微粒子が、鉄、銀、銅、ニッケル、インジウムの群から選ばれる１種以上の元素を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属微粒子が、金属核粒子の周囲を有機物で被覆してなるものであることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁基板が、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種のセラミックスであることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記金属板が、銅、アルミニウム、タングステン、モリブテンおよびそれらの合金の少なくとも１種の金属からなることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記積層体を、積層方向に加圧しながら加熱して、接合することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記積層体を、接合部の面積に対し１０〜１００ｇ／ｃｍ２の圧力で加圧することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項９】
前記接合を、５００℃以下で行うことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項１０】
前記接合工程を、不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で行うことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちいずれかに記載の回路基板の製造方法によって作製されたことを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置等に使用される金属板と絶縁基板とを備えた回路基板の製造方法に係り、特に、金属ナノ粒子を用いて金属板と絶縁基板とを接合した機械的強度に優れ、耐冷熱サイクル特性等の信頼性が高く、低コストで、量産性に優れた回路基板とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から半導体装置を構成する絶縁基板として、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）等に代表されるセラミックス焼結体基板表面に配線層として銅（Ｃｕ）回路板等を一体に接合した回路基板が広く使用されている。
【０００３】
これらの回路基板は、熱伝導性および電気伝導性に優れた銅（Ｃｕ）等の金属により回路板を形成しているため、半導体装置から発生する熱を速やかに装置外に放出することが可能であり、該半導体装置の回路動作の遅延や誤動作をなくすことができるという利点を有している。
【０００４】
このような回路基板の電気回路の形成方法としては、セラミックスからなる絶縁基板と金属からなる回路板を接合することにより行われている。この接合方法としては、従来から、ＭｏやＷ等の高融点金属を用いる方法や、４Ａ族元素や５Ａ族元素のような活性金属を用いる方法等が知られており、中でも、高強度、高封着性、高信頼性等が得られることから、活性金属法が多用されている。
【０００５】
上記活性金属法は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ等の金属元素がセラミックス材料に対して濡れやすく、反応しやすいことを利用した接合法であり、具体的には活性金属を添加したろう材を用いたろう付け法や、絶縁基板と金属部材との間に活性金属の箔や粉体を介在させ、加熱接合する方法（固相拡散接合）等として利用されている。
【０００６】
例えば、ＣｕとＡｇとの共晶ろう材（Ａｇ：７２質量％）にＴｉ等の活性金属を添加し、これを絶縁基板と金属部材との間に介在させ、適当な温度で熱処理して接合する方法が提案されている。（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２０１７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この絶縁基板と金属部材との接合部品には、高接合強度が求められるにもかかわらず、セラミックス材料の熱膨張率は金属材料のそれに比べて小さいため、この熱膨張差に起因してクラックや剥離などの欠陥が発生するという問題があった。
【０００８】
これは、熱膨張率が大きく異なるセラミックス材料と金属材料とを接合すると、接合後の冷却過程で熱膨張差に起因する残留応力が生じ、外部応力との相乗によって接合強度が大幅に低下したり、また接合後の冷却過程や冷熱サイクルの付加によって応力の最大点からクラックが発生したりすることにより発生する問題であり、ついにはセラミックス材料の破壊を招く結果となっていた。
【０００９】
すなわち、放熱性に優れ、接合強度や信頼性に優れた回路基板は未だ提供されていないのである。
【００１０】
従って本発明は、欠陥の発生の少ない回路基板の製造方法およびそれを用いた放熱性に優れ、接合強度が高く、接合信頼性に優れた回路基板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】
【００１１】
本発明の回路基板の製造方法は、絶縁基板と、金属板とを、平均粒径が１〜１００ｎｍである金属微粒子と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選ばれた少なくとも１種の活性金属とを含有する接合剤を介在させて、積層した積層体を前記金属微粒子の融点未満の接合温度に加熱して、前記絶縁基板と、前記金属板とを接合する接合工程を具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の回路基板の製造方法は前記活性金属が、前記結合剤に含まれる金属成分の２〜７質量％であることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の回路基板の製造方法は、前記金属微粒子が、鉄、銀、銅、ニッケル、インジウムの群から選ばれる１種以上の元素を含有することが望ましい。
【００１４】
また、本発明の回路基板の製造方法は、前記金属微粒子が、金属核粒子の周囲を有機物で被覆してなるものであることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の回路基板の製造方法は、前記絶縁基板が、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種のセラミックスであることが望ましい。
【００１６】
また、本発明の回路基板の製造方法は、前記金属板が、銅、アルミニウム、タングステン、モリブテンおよびそれらの合金の少なくとも１種の金属からなることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の回路基板の製造方法は、前記積層体を、積層方向に加圧しながら加熱して、接合することが望ましい。
【００１８】
また、本発明の回路基板の製造方法は、前記積層体を、接合部の面積に対し１０〜１００ｇ／ｃｍ２の圧力で加圧することが望ましい。
【００１９】
また、本発明の回路基板の製造方法は、前記接合を、５００℃以下で行うことが望ましい。
【００２０】
また、本発明の回路基板の製造方法は、前記接合工程を、不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で行うことが望ましい。
【００２１】
本発明の回路基板は、以上説明した回路基板の製造方法によって作製されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の回路基板の製造方法によれば、接続剤を形成する金属として、表面積が大きく、表面エネルギーの総和が大きい平均粒径が１〜１００ｎｍの金属微粒子を用いることで、金属微粒子同士の焼結が起こりやすくなり、平均粒径が１００ｎｍを越える通常の金属粉末を用いた場合よりもはるかに低い温度で、絶縁基板と金属板とを接合することができ、両者の間に発生する両者の熱膨張差に起因する応力を格段に低減することができる。
【００２３】
さらに、接合剤にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂの群から選ばれた少なくとも１種の元素を含有させることにより、接合剤を形成する金属成分が絶縁基板に対して濡れやすくなり、さらに、接合温度を低減することができるとともに、絶縁基板と接合剤とが反応しやすくなることにより、絶縁基板と金属板との接合強度を格段に向上させることができる。
【００２４】
そして、応力低減の効果と、接合強度向上の効果とが相まって、格段に、絶縁基板と金属板と接続信頼性に優れた回路基板を容易に製造することができる。
【００２５】
また、本発明の回路基板の製造方法によれば、活性金属の割合を２質量％以上とすることで接合温度を十分に低下させることができる。また、活性金属の割合を７質量％以下とすることで接合層の柔軟性を十分に維持することができる。
【００２６】
また、本発明の回路基板の製造方法によれば、金属微粒子として、鉄、銀、銅、ニッケル、インジウムの群から選ばれる１種以上の元素を含有する金属を用いることが望ましい。
【００２７】
例えば、鉄（Ｆｅ）を用いた場合、粒子径を５０ｎｍまで小さくすると、焼結開始温度は３００〜４００℃、銀（Ａｇ）なら２０ｎｍのとき、６０〜８０℃、銅（Ｃｕ）なら５０μｍのとき、２００℃程度、ニッケル（Ｎｉ）なら２０ｎｍのとき、２００℃以下の温度で焼結することが可能となる（一之瀬昇、他「超微粒子技術入門」（１９８８．７オーム社）Ｐ．２６〜２９参照）。
【００２８】
また、金属核粒子の周囲を有機物で被覆して金属微粒子を形成することにより、金属微粒子を、有機溶媒中に安定して均一に分散させることができ、しかも金属微粒子に高い性状安定性を付与することが可能となる。
【００２９】
また、絶縁基板として、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化アルミニウムより選ばれる材料からなるセラミックを用いることで、絶縁基板の熱伝導率を高くすることが可能となり、放熱性の高い優れた回路基板を得ることができるとともに、絶縁基板の強度を高くすることが可能となり、絶縁基板の熱応力による破壊を防止することができる。
【００３０】
また、金属板を、銅、アルミニウム、タングステン、モリブテンおよびそれらの合金の少なくとも１種からなる金属により形成することで、電気抵抗を低くすることが可能となり、金属回路の発熱を抑制できるとともに、熱伝導率を高くすることが可能であるため、高い熱放散性を実現することができる。
【００３１】
また、接合工程において、接合剤を介して積層された絶縁基板と金属板との積層体を、所定の圧力をかけながら加熱することで、金属板と絶縁基板を強固に接合することが可能となる。
【００３２】
この加圧圧力を、接合部の面積に対し、１０〜１００ｇ／ｃｍ２の範囲にすることにより、金属板が絶縁基板の微細な凹凸に追従し、接合欠陥を防止しつつ、接合厚みを最適に保つことが可能となる。
【００３３】
また、前記接合温度を、５００℃以下に低温化することにより、絶縁基板と金属板との熱膨張率の差に起因する熱応力の低減や、セラミックスに発生するクラックを防止することができ、機械的強度に優れ信頼性の高い回路基板を得ることができる。
【００３４】
また、接合工程を、不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で行うことで、金属板および接合剤の酸化を防止することができ、良好な接合を行うことができる。
【００３５】
以上説明した本発明における回路基板の製造方法によれば、セラミックスからなる絶縁基板と金属からなる金属板を接合する際、両者をより強固に接合することができるとともに、接合温度を格段に低温化することが可能となり、絶縁基板と金属板との熱膨張率の差に起因する熱応力の低減や、絶縁基板に発生するクラックを防止することができ、機械的強度に優れ信頼性の高い回路基板を得ることができる。
【００３６】
すなわち、本発明における回路基板の製造方法によれば、安価で、放熱性に優れ、且つ機械的強度や信頼性に優れる回路基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の回路基板の製造方法は、図１（ａ）に示すようなセラミックからなる絶縁基板１の表面に、図１（ｂ）に示すように接合剤３を形成し、図１（ｃ）に示すように、接合剤３の上に金属板５を配設して、積層体７を作製し、所定の温度で積層体７を処理することで図１（ｄ）に示すような接合剤３によって、絶縁基板１と金属板５とが強固に接合された回路基板９を製造する方法に関するものである。
【００３８】
以下に、本発明の回路基板の製造方法について、詳細に説明する。
【００３９】
本発明の回路基板９の製造方法によれば、絶縁基板１と金属板５とを接合する接合剤３における金属成分として、平均粒径が１〜１００ｎｍである金属微粒子と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選ばれた少なくとも１種の活性金属を含有することが重要である。
【００４０】
すなわち、金属微粒子を用いることにより、絶縁基板１と金属板５との接合温度を下げることができるのに加えて、さらに、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選ばれた少なくとも１種の活性金属を加えることで、接合剤３と絶縁基板１との濡れ性、反応性が改善されるため、さらに、接合温度を下げることができ、絶縁基板１と金属板５との熱膨張係数差に基づく応力を格段に低減することができるとともに、絶縁基板１と金属板５との接合強度も向上させることができるため、これらの効果が相まって、格段に、絶縁基板１と金属板５との接続信頼性に優れた回路基板９を容易に作製することができるのである。
【００４１】
金属微粒子の平均粒径は、前述のとおり、１〜１００ｎｍとすることが必要であるが、さらに、１０ｎｍ以上、７０ｎｍ以下、特に、２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００４２】
活性金属の添加量は、接合温度の低下と十分な接合強度を得るために、２質量％以上とすることが好ましく、さらに４質量％以上とすることが望ましい。
【００４３】
一方、活性金属を７質量％を越えて添加した場合には、添加接合強度は増大するものの、接合層が固くなり、冷熱サイクルが付加された際にクラックの発生原因となる恐れがあるため、活性金属の添加量は７質量％以下とすることが望ましい。さらに、５質量％以下とすることが望ましい。
【００４４】
そして、以上説明した金属微粒子は、取り扱い性を向上させるという観点から、金属核微粒子の表面に有機物を被覆させて形成することが望ましい。これにより、凝集しやすい金属微粒子を接合剤３中に容易に分散させることができる。また、接合剤３に溶剤やバインダーを添加する場合でもその量を少なくすることができ、接合工程よりも前の工程で、溶剤やバインダーを容易に除去することができる。
【００４５】
以下に、本発明の回路基板９の製造方法で用いる接合剤３の構成材料について、さらに詳細に説明する。
【００４６】
なお、以下に説明する形態では、より具体的に説明するために、金属微粒子として、銀からなる金属微粒子と、銅からなる金属微粒子を混合して使用した例を示しているが、例えば、金、パラジウム等の他の金属からなる金属微粒子を単体あるいは複合して使用しても良いことはいうまでもない。
【００４７】
本発明に使用される接合剤３に用いられる金属微粒子であるＡｇ金属微粒子およびＣｕ金属微粒子は、例えば約５ｎｍ程度の極小クラスタ状の銀単体および銅単体からなる金属核（銀および銅粒子）の周囲を、例えばアルキル鎖殻からなる有機化合物で結合・被覆した構造を持つ。
【００４８】
このような、周囲をアルキル鎖殻（有機化合物）で結合・被覆した銀およびＣｕ金属微粒子を、例えばミリスチン酸、ステアリン酸またはオレイン酸を水酸化ナトリウムによって鹸化し、しかる後、硝酸銀と反応させることによって作製した直鎖型脂肪酸銀塩（例えば、アルキル鎖の炭素数＝１４又は１８）を、２５０℃程度の窒素雰囲気で４時間加熱し、精製することによって安価に製造することができる。
【００４９】
また、他の製造方法の１つとして、例えばナフテン系高沸点溶媒（非水系溶媒）中で且つオレイン酸（イオン性有機化合物）の存在下で硝酸銀（金属塩）をその分解還元温度以下で且つイオン性有機化合物の分解温度以下の２４０℃程度で３時間加熱することによって、イオン性有機化合物で周囲を被覆したＡｇ金属微粒子を製造するようにしても良い。
【００５０】
このようにして製造したＡｇ金属微粒子およびＣｕ金属微粒子は、その周囲をアルキル鎖殻またはイオン性有機化合物で被覆しているため、例えばシクロヘキサン等の有機溶媒に溶解させると、互いに凝集することなく、安定した状態で溶媒中に均一に混ざり合い、透明な状態、即ち可溶化状態となる。
【００５１】
このようにして作製したＡｇ金属微粒子およびＣｕ金属微粒子を、ＣｕとＡｇとの共晶組成（Ａｇ：７２質量％、Ｃｕ：２８質量％）で混合して、複合金属微粒子を作製するとさらに低温で接合することが可能となる。混合比率はこれに限定されるものでなく、ＡｇとＣｕの共晶組成、もしくはその近傍の組成を主としたものが望ましい。
【００５２】
さらに、この複合金属微粒子にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂから選ばれた少なくとも１種の活性金属を適量配合する。上記活性金属は、熱処理温度（接合温度）で活性化し、絶縁基板と反応して窒化物となり、接合強度の向上に寄与すると共に、接合層内に均一に分布するものである。
【００５３】
この活性金属は、例えば、金属粉末の形態で接合剤に添加することができる。この活性金属粉末の平均粒径は、金属微粒子ほど、微粒である必要はなく、１〜１０μｍ程度の粉末、特に、１〜３μｍの粉末が好適に用いられる。また、接合温度をさらに低下させる目的のため、１〜１００ｎｍの微粒子を用いることが望ましい。
【００５４】
このようにして作製した金属微粒子と活性金属とを、有機溶剤、液状高分子材料、水、又はアルコール等のうちの１つ又は複数の液体からなる溶媒に混入・分散し、液状又はペースト状の接合剤を作製する。ここで、金属微粒子は、その金属核の寸法が約５ｎｍ程度と極小クラスタ状をなしており、互いに分散性良く媒体に均一に混じりあった状態を保つことができる。
【００５５】
ここで、金属微粒子を、金属部分（金属核と骨材の両者を含む、以下同じ）の全液体に対する重量比率が好ましくは１％以上、８５％以下となるように溶媒に分散させ、これに分散剤やゲル化剤を適宜添加して液状化することで、低温で焼結結合可能な金属微粒子を均一に分散させた所望の流動性を有する液状の接合剤を得ることができる。
【００５６】
この際、金属微粒子を接合素材とする接合剤中の金属部分の全体に対する重量比率が８５％を超えると、液状の接合剤としての流動性が著しく低下するので、微細な隙間を液状の接合剤で充填するに際し、充填の不完全な部分を生じやすくなる。
【００５７】
さらに、接合剤中の金属部分の全体に対する重量比率が１％以下では、接合剤に含まれる有機成分が多過ぎる結果、焼成時の脱ガスが不十分となって、接合部に欠陥を生じやすいので本比率を上記範囲に限定している。
【００５８】
このようにして得られる接合剤３である金属微粒子と活性金属を含有するペーストを、図１（ｂ）に示すようにスクリーン印刷法などにより絶縁基板１の表面に形成した後、接合工程により、図１（ｄ）のような本発明の回路基板９を作製することができる。
【００５９】
この回路基板９に用いる絶縁基板１は、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化アルミニウムより選ばれる材料からなるセラミックであることが好ましい。
【００６０】
このように、絶縁基板１を窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化アルミニウムより選ばれる材料からなるセラミックとすることで、絶縁基板１の熱伝導率を高くすることが可能となり、放熱性の高い優れた回路基板９を得ることができるとともに、絶縁基板１の強度を高くすることが可能となり、絶縁基板１の熱応力による破壊を防止することができる。
【００６１】
この際、このような絶縁基板１の材質としては、例えば、高熱伝導性で冷却効率を高くできる点で窒化アルミニウムを用いるのが好ましく、高強度である点で、窒化珪素を用いるのが好ましく、高強度で安価である点で、酸化アルミニウムを用いるのが好ましい。
【００６２】
特に、酸化アルミニウムを用いる場合には、窒化アルミニウム、窒化珪素よりも熱伝導率が低くなる傾向にあるが、焼結助剤の量を１０質量％以下、特に７．５質量％以下とすることで熱伝導率を向上させることができる。また、酸化アルミニウムでは、熱伝導率を低下させる非晶質相の含有率が低いのが好ましく、７質量％以下、さらに５質量％以下とするのが好ましい。
【００６３】
この際、回路基板９の放熱性を高めるため、絶縁基板１は熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・ｋ）以上、より好ましくは２０Ｗ／（ｍ・ｋ）以上であるのがよい。
【００６４】
また、金属板５を構成する金属は、銅、アルミニウム、タングステン、モリブテンおよびそれらの合金の少なくとも１種からなることが好ましい。
【００６５】
特に、熱伝導性、原料コストおよび導電性の点から、銅を主成分とするのがより好ましい。また、銅と他の金属や金属酸化物との合金又は混合体を用いてもよいが、熱伝導率の点から銅の量は９０モル％以上であるのがよい。
【００６６】
また、銅と、タングステンあるいはモリブテンからなる合金とすることで、２０〜３００℃における熱膨張係数を６．５〜１３．０×１０−６／℃とすることができるが、タングステンあるいはモリブテンの添加量を５０％以上にすると、熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・ｋ）以下に小さくなることより、添加量は５０％以下、好ましくは３０％以下であるのが良い。
【００６７】
これらの、接合剤３を印刷法により形成した絶縁基板１と、金属板５とを接合する際は、金属板５を所定の位置に保持した状態で所定の加圧下で加熱・焼成することによって、接合することで両者をより強固に接合することが可能となる。
【００６８】
この際、加圧圧力は、接合部の面積に対し１０〜１００ｇ／ｃｍ２の範囲であることが望ましい。より好ましくは、３０〜７０ｇ／ｃｍ２の範囲であるのが好ましい。
【００６９】
これは、加圧圧力が小さい場合、両者の密着性が低下し、両者の間に微細な凹凸による空隙が存在することによる欠陥を生じる。また、加圧圧力があまり大きい場合、接合材が溶融した際、両者の隙間の外部に排出されてしまうことにより、接合層が極端に薄くなってしまう。これより、接合時の加圧圧力は、１０〜１００ｇ／ｃｍ２の範囲であることが望ましい。
【００７０】
また、接合温度が、５００℃以下とすることが望ましく、特に、４００℃以下、さらに３００℃以下とすることが好ましい。
【００７１】
このように、接合温度を低温化することにより、絶縁基板１と金属板５との熱膨張率の差に起因する熱応力の低減や、セラミックスに発生するクラックを防止することができ、機械的強度に優れ信頼性の高い回路基板９を得ることができる。
【００７２】
また、接合時の接合雰囲気は、窒素、アルゴンなどを含む不活性ガス雰囲気中、あるいは１０−５ｔｏｒｒ以下の真空中であることが望ましい。
【００７３】
これにより、接合雰囲気中の酸素を低減することができ、金属板５や接合剤３の酸化を防止することができ、良好な接合状態を保つことが可能となる。
【００７４】
なお、以上説明した例では、絶縁基板１の一方の主面にのみ金属板５を接合する例について記載したが、絶縁基板１の両主面に金属板５を形成してもよいことはいうまでもない。
【００７５】
また、絶縁基板１の内部に配線層を形成してもよい。
【００７６】
また、金属板５には、配線回路としての機能を付与できることは勿論であり、放熱板としての機能を有することはいうまでもない。
【実施例】
【００７７】
まず、表１に示す平均粒径のＡｇ金属微粒子とＣｕ金属微粒子とを、Ａｇ：７２質量％、Ｃｕ２８質量％の割合で配合し、さらに、平均粒径１．８μｍの表１に示す活性金属粉末を表１に示す量、内部添加した金属成分１００質量％に対して、アクリル系のバインダーを２３質量％、溶剤としてテルピネオールを７４質量％添加して、接合剤となる接合ペーストを作製した。
【００７８】
次に、外形寸法４０ｍｍ角、厚み０．３ｍｍの窒化アルミニウム基板の両面に、接合ペーストをスクリーン印刷法により３０μｍ厚みになるように塗布した後、この窒化アルミニウム基板の両面に銅からなる長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み０．５ｍｍの金属板を当接させ、銅板の上から表１に示す荷重を印加し、この積層体を真空中で接合した。
【００７９】
次に、得られた積層体の銅板の端面を基板に対して垂直上方に引張り、銅板が剥離した時の荷重を測定し、剥離強度とした。
【００８０】
また、得られた積層体を、気相中−４０〜１２５℃の温度サイクル試験に投入し、界面の剥離状況を目視確認し、クラックが発生するまでのサイクル数を測定した。
【００８１】
以上の金属微粒子の粒径、積層荷重条件、接合温度条件、測定結果を、表１に示す。
【表１】
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【００８２】
表１から、本発明の範囲外である金属粒子の平均粒径が１００ｎｍを超える試料Ｎｏ．１では、４００℃の接合温度では、十分な接合力が得られなかった。また、本発明の範囲外である活性金属を用いていない試料Ｎｏ．２では、平均粒径が５０ｎｍの金属微粒子を用いているが、試料Ｎｏ．１と同様に４００℃の接合温度では、十分な接合力が得られなかった。また、本発明の範囲外である活性金属を用いてはいるものの、金属粒子の平均粒径が１００ｎｍを超える試料Ｎｏ．３でも試料Ｎｏ．１、２と同様に４００℃の接合温度では、十分な接合力が得られなかった。
【００８３】
一方、本発明の金属微粒子と活性金属とを用いた試料Ｎｏ．４〜１７では、格段に高い接合力が得られ、信頼性に優れた回路基板が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の回路基板の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・絶縁基板
３・・・接合剤
５・・・金属板
７・・・積層体
９・・・回路基板
【図１】
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