(57)【要約】【課題】金属回路板が厚くても回路パターンのトップとボトムの寸法差が小さく、所望の寸法精度の回路パターンの金属回路板がセラミックス基板に接合した金属−セラミックス回路基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】回路パターンに類似した形状になり且つ回路パターンに略対応する部分以外の厚さが回路パターンに略対応する部分の厚さより薄くなるように形成した回路用金属板１２をセラミックス基板１０に接合し、回路用金属板１２の略全面にレジストを塗布した後、回路用金属板１２の回路パターンに略対応する部分以外の部分の表面に塗布されたレジストの少なくとも一部を除去し、エッチング処理により回路用金属板１２の回路パターンに略対応する部分以外の部分を除去する。【選択図】図４Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンに類似した形状になり且つ回路パターンに略対応する部分以外の厚さが回路パターンに略対応する部分の厚さより薄くなるように形成した金属板をセラミックス基板に接合し、金属板の略全面にレジストを塗布した後、金属板の回路パターンに略対応する部分以外の部分の表面に塗布されたレジストの少なくとも一部を除去し、エッチング処理により金属板の回路パターンに略対応する部分以外の部分を除去することを特徴とする、金属−セラミックス回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記金属板と前記セラミックス基板との接合を、金属溶湯を前記セラミックス基板の一方の面に接触させた後に冷却して固化させて前記金属板を形成することにより行うことを特徴とする、請求項１に記載の金属−セラミックス回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記金属板と前記セラミックス基板との接合を、前記セラミックス基板と略等しい形状および大きさのセラミックス基板収容部とこのセラミックス基板収容部に隣接する金属板形成部が内部に形成された鋳型を使用して、この鋳型のセラミックス基板収容部に前記セラミックス基板を収容し、このセラミックス基板の一方の面に接触するように金属溶湯を金属板形成部内に注湯した後に冷却して固化させて前記金属板を形成することにより行うことを特徴とする、請求項１に記載の金属−セラミックス回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属板形成部が、前記金属回路板の回路パターンに類似し且つ回路パターンに略対応する部分以外の深さを回路パターンに略対応する部分の深さよりも浅くした形状を有することを特徴とする、請求項３に記載の金属−セラミックス回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記金属溶湯を前記セラミックス基板の一方の面に接触させる際に、前記金属溶湯を前記セラミックス基板の他方の面に接触させ、冷却して固化させることにより金属部材を形成して前記セラミックス基板の他方の面に接合することを特徴とする、請求項２乃至４のいずれかに記載の金属−セラミックス回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記金属溶湯がアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯であることを特徴とする、請求項２乃至５のいずれかに記載の金属−セラミックス回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記エッチング処理前の前記レジストの除去をレーザー加工により行うことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属−セラミックス回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記エッチング処理により前記金属板の回路パターンに略対応する部分以外の部分を除去する際に、前記金属板の回路パターンに対応する部分のレジストで覆われていない部分に湾曲して抉れた凹部を形成することを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の金属−セラミックス回路基板の製造方法。
【請求項９】
前記金属板の回路パターンに略対応する部分の厚さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の金属−セラミックス回路基板の製造方法。
【請求項１０】
セラミックス基板の一方の面に金属回路板が接合し、この金属回路板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面の下側部分に、回路パターンの側面の長手方向に延び且つ回路パターンの側面の内側に湾曲するように抉れた凹部が形成されていることを特徴とする、金属−セラミックス回路基板。
【請求項１１】
前記回路パターンの厚さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１０に記載の金属−セラミックス回路基板。
【請求項１２】
前記凹部の上端から前記回路パターンの上面までの高さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の金属−セラミックス回路基板。
【請求項１３】
前記凹部の高さが０．２５ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の金属−セラミックス回路基板。
【請求項１４】
前記凹部の深さが０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１０乃至１３のいずれかに記載の金属−セラミックス回路基板。
【請求項１５】
前記隣接する回路パターンのトップ間の距離とそのボトム間の距離との差が０．５ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項１０乃至１４のいずれかに記載の金属−セラミックス回路基板。
【請求項１６】
前記隣接する回路パターンのボトム間の距離に対する前記回路パターンの厚さの比が０．３以上であることを特徴とする、請求項１０乃至１５のいずれかに記載の金属−セラミックス回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス基板に金属回路板が接合した金属−セラミックス回路基板およびその製造方法に関し、特に、パワーモジュールなどに使用される金属−セラミックス回路基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワーモジュールなどに使用される金属−セラミックス回路基板の製造方法として、金属溶湯をセラミックス基板上に流し込んだ後に冷却して固化させることによりセラミックス基板に金属板を接合し、その後、スクリーン印刷などにより所望の回路パターン形状のエッチングレジストを印刷し、エッチング処理を行って回路パターンを形成した後、エッチングレジストを剥離することにより、所望の回路パターンの金属回路板を有する金属−セラミックス回路基板を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、パワーモジュールなどに使用する金属−セラミックス回路基板では、金属回路板の厚さが数１００μｍ以上もあり、通常の紙やガラスエポキシなどを絶縁材として使用するプリント回路基板の金属回路板の厚さの数十倍の厚さであるため、特許文献１に開示された方法では、エッチング処理により形成されるスカートの長さやサイドエッチング量が大きくなるという問題がある。特に、金属回路板の厚さが０．４ｍｍ以上で隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の距離よりも大きくなると、金属板の厚さ方向と金属板の側面のエッチングレートの相違などにより、回路パターンのトップ（半導体などのチップが搭載される上面）とボトム（セラミックス基板と接触する底面）の寸法差が大きくなり、所望の寸法の回路パターンを得ることができなくなる。また、金属回路板が厚くなるほどエッチング処理時間が長くなり、工数が増えてコストが増大するとともに、エッチングレジストの耐性にも注意しなければならなくなる。
【０００４】
このような従来の問題を解消するため、金属溶湯をセラミックス基板に接触させた後に冷却して固化させることによってセラミックス基板に接合する回路用金属板の形状を予め回路パターンに類似した形状にすることにより、回路用金属板をエッチング処理して所望の回路パターンの金属回路板を形成する際のエッチング処理時間を短縮することができるとともに、回路用金属板が厚い場合でもファインパターンを形成することができる、金属−セラミックス回路基板の製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７６５５１号公報（段落番号００３０、００４８）
【特許文献２】特開２００５−９３９６５号公報（段落番号０００６−０００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、金属回路板の厚さを１ｍｍ以上とさらに厚くしたり、エッチング処理により形成されるスカートの長さをさらに短くして面積を小さくした金属−セラミックス回路基板が望まれている。
【０００７】
しかし、特許文献２の方法では、セラミックス基板に接合した回路用金属板の上面の回路パターンに略対応する所定の部分にエッチングレジストを印刷してエッチング液によりエッチング処理を行っており、金属回路板の厚さが１ｍｍ以上と厚くなると、エッチング処理の際にエッチング液に接触する金属回路板の側面の面積が大きくなり、回路パターンのトップとボトムの寸法差が大きくなって所望の寸法精度の回路パターンを得ることができなくなる。
【０００８】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、金属回路板が厚くても回路パターンのトップとボトムの寸法差が小さく、所望の寸法精度の回路パターンの金属回路板がセラミックス基板に接合した金属−セラミックス回路基板およびそ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】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、回路パターンに類似した形状になり且つ回路パターンに略対応する部分以外の厚さが回路パターンに略対応する部分の厚さより薄くなるように形成した金属板をセラミックス基板に接合し、金属板の略全面にレジストを塗布した後、金属板の回路パターンに略対応する部分以外の部分の表面に塗布されたレジストの少なくとも一部を除去し、エッチング処理により金属板の回路パターンに略対応する部分以外の部分を除去することにより、金属回路板が厚くても回路パターンのトップとボトムの寸法差が小さく、所望の寸法精度の回路パターンの金属回路板がセラミックス基板に接合した金属−セラミックス回路基板を製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法は、回路パターンに類似した形状になり且つ回路パターンに略対応する部分以外の厚さが回路パターンに略対応する部分の厚さより薄くなるように形成した金属板をセラミックス基板に接合し、金属板の略全面にレジストを塗布した後、金属板の回路パターンに略対応する部分以外の部分の表面に塗布されたレジストの少なくとも一部を除去し、エッチング処理により金属板の回路パターンに略対応する部分以外の部分を除去することを特徴とする。
【００１１】
この金属−セラミックス回路基板の製造方法において、金属板とセラミックス基板との接合を、金属溶湯をセラミックス基板の一方の面に接触させた後に冷却して固化させて金属板を形成することにより行うのが好ましい。また、金属板とセラミックス基板との接合を、セラミックス基板と略等しい形状および大きさのセラミックス基板収容部とこのセラミックス基板収容部に隣接する金属板形成部が内部に形成された鋳型を使用して、この鋳型のセラミックス基板収容部にセラミックス基板を収容し、このセラミックス基板の一方の面に接触するように金属溶湯を金属板形成部内に注湯した後に冷却して固化させて金属板を形成することにより行うのが好ましい。この場合、金属板形成部が、金属回路板の回路パターンに類似し且つ回路パターンに略対応する部分以外の深さを回路パターンに略対応する部分の深さよりも浅くした形状を有するのが好ましい。また、金属溶湯をセラミックス基板の一方の面に接触させる際に、金属溶湯をセラミックス基板の他方の面に接触させ、冷却して固化させることにより金属部材を形成してセラミックス基板の他方の面に接合してもよい。また、金属溶湯がアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯であるのが好ましい
【００１２】
また、上記の金属−セラミックス回路基板の製造方法において、エッチング処理前のレジストの除去をレーザー加工により行うのが好ましい。また、エッチング処理により金属板の回路パターンに略対応する部分以外の部分を除去する際に、金属板の回路パターンに対応する部分のレジストで覆われていない部分に湾曲して抉れた凹部を形成するのが好ましい。また、金属板の回路パターンに略対応する部分の厚さが０．４ｍｍ以上であるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明による金属−セラミックス回路基板は、セラミックス基板の一方の面に金属回路板が接合し、この金属回路板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面の下側部分に、回路パターンの側面の長手方向に延び且つ回路パターンの側面の内側に湾曲するように抉れた凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この金属−セラミックス回路基板において、回路パターンの厚さが０．４ｍｍ以上であるのが好ましく、凹部の上端から回路パターンの上面までの高さが０．１ｍｍ以上であるのが好ましい。また、凹部の高さが０．２５ｍｍ以上であるのが好ましく、凹部の深さが０．０５ｍｍ以上であるのが好ましい。また、隣接する回路パターンのトップ間の距離とそのボトム間の距離との差が０．５ｍｍ未満であるのが好ましく、隣接する回路パターンのボトム間の距離に対する回路パターンの厚さの比が０．３以上であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、金属回路板が厚くても回路パターンのトップとボトムの寸法差が小さく、所望の寸法精度の回路パターンの金属回路板がセラミックス基板に接合した金属−セラミックス回路基板を製造することができる。
【００１６】
また、金属溶湯をセラミックス基板の一方の面に接触させた後に冷却して固化させることにより金属板を形成してセラミックス基板の一方の面に接合し、この金属板の表面にレジストを塗布してエッチング処理により所望の回路パターンの金属回路板を形成して金属−セラミックス回路基板を製造する場合には、金属回路板が厚い場合でもファインパターンを形成することができるとともに、エッチング処理時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態に使用する鋳型の下側鋳型部材を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩＢ−ＩＢ線断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂの一部拡大図である。
【図２】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態により得られた金属−セラミックス接合基板を示す断面図である。
【図３Ａ】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態の製造工程を示す断面図であり、図２の金属−セラミックス接合基板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分を拡大して、セラミックス基板の一方の面に回路用金属板を接合し、他方の面に金属ベース板を接合する工程を説明する図である。
【図３Ｂ】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態の製造工程を示す断面図であり、図２の金属−セラミックス接合基板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分を拡大して、回路用金属板の略全面にエッチングレジストを形成する工程を説明する図である。
【図３Ｃ】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態の製造工程を示す断面図であり、図２の金属−セラミックス接合基板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分を拡大して、エッチングレジストの一部を除去する工程を説明する図である。
【図３Ｄ】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態の製造工程を示す断面図であり、図２の金属−セラミックス接合基板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分を拡大して、エッチング処理により回路用金属板の不要部分を除去して金属回路板形成する工程を説明する図である。
【図３Ｅ】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態の製造工程を示す断面図であり、図２の金属−セラミックス接合基板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分を拡大して、エッチングレジストを剥離する工程を説明する図である。
【図４Ａ】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態の製造工程の変形例を示す断面図であり、図２の金属−セラミックス接合基板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分を拡大して、エッチングレジストの一部を除去する工程を説明する図である。
【図４Ｂ】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態の製造工程の変形例を示す断面図であり、図２の金属−セラミックス接合基板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分を拡大して、エッチング処理により回路用金属板の不要部分を除去して金属回路板形成する工程を説明する図である。
【図４Ｃ】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態の製造工程の変形例を示す断面図であり、図２の金属−セラミックス接合基板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分を拡大して、エッチングレジストを剥離する工程を説明する図である。
【図５】本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態の製造工程の他の変形例を示す断面図であり、図２の金属−セラミックス接合基板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分を拡大して、エッチングレジストの一部を除去する工程を説明する図である。
【図６】本発明による金属−セラミックス回路基板の実施の形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明による金属−セラミックス回路基板の製造方法の実施の形態について説明する。
【００１９】
まず、鋳型内にセラミックス基板を設置し、金属溶湯を流し込んで冷却して固化させることにより、セラミックス基板の一方の面金属ベース板が接合するとともに、他方の面に回路用金属板が接合した金属−セラミックス接合基板を製造する。
【００２０】
この金属−セラミックス接合基板の製造に使用する鋳型の下側鋳型部材の例を図１Ａ〜図１Ｃに示す。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、下側鋳型部材１００は、平面形状が略矩形の底面部１００ａと、この底面部１００ａの周縁部から垂直方向上方に向かって延びる側壁部１００ｂとからなる。この下側鋳型部材１００の底面部１００ａの上面には、階段状の側壁を有する１つまたは複数（図１Ａおよび図１Ｂでは２つを示す）凹部１００ｃが形成されている。これらの凹部１００ｃの各々は、金属回路板の回路パターンに類似した平面形状で且つ金属回路板の厚さと略等しい深さの１つまたは複数（図１Ａおよび図１Ｂでは１つを示す）の回路用金属板形成部１００ｄと、この回路用金属板形成部１００ｄの上部に隣接して形成され、セラミックス基板と略等しい形状および大きさの１つまたは複数（図１Ａおよび図１Ｂでは１つを示す）のセラミックス基板収容部１００ｅとからなる。回路用金属板形成部１００ｄは、図１Ｃに示すように、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分の深さが金属回路板の回路パターンに略対応する部分の深さよりｄだけ浅くなっている。この下側鋳型部材１００の上部に平面形状が略矩形の（図示しない）上側鋳型を被せることによって内部に画定される空間のうち、下側鋳型部材１００の凹部１００ｃを除いた部分は、金属ベース板形成部１００ｆである。なお、上側鋳型には、金属溶湯を鋳型内に注湯するための（図示しない）注湯口が形成されている。また、下側鋳型部材１００には、金属ベース板形成部１００ｆと回路用金属板形成部１００ｄとの間に延びる（図示しない）溶湯流路が形成され、セラミックス基板収容部１００ｅ内にセラミックス基板を収容したときにも金属ベース板形成部１００ｆと回路用金属板形成部１００ｄとの間が連通するようになっている。
【００２１】
この鋳型の下側鋳型部材１００のセラミックス基板収容部１００ｅ内にセラミックス基板を収容した後、金属ベース板形成部１００ｆ内に（アルミニウムまたはアルミニウム合金などの）金属溶湯を注湯し、（図示しない）溶湯流路を介して回路用金属板形成部１００ｄまで金属溶湯を充填し、その後、冷却して金属溶湯を固化させること（所謂溶湯接合法）により、図２および図３Ａに示すようなセラミックス基板１０の一方の面に金属ベース板１４が直接接合するとともに、他方の面に回路パターンに類似した形状であり且つ回路パターンに略対応する部分以外の部分の厚さが回路パターンに略対応する部分の厚さよりも薄い回路用金属板１２が直接接合した一体の金属−セラミックス接合基板が得られる。
【００２２】
次に、図３Ｂに示すように、スプレーコート、ディップ、電着レジストコーティングなどにより、回路用金属板１２の全面（回路用金属板１２の上面および側面の全面、すなわち、回路用金属板１２の回路パターンに略対応する部分の上面および側面と隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の全面）を覆うようにエッチングレジスト１６を塗布する。
【００２３】
次に、図３Ｃに示すように、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面を覆うエッチングレジスト１６の部分のみをレーザー照射（レーザー加工）により除去した後に、図３Ｄに示すように、塩化第二鉄溶液などのエッチング液によってエッチング処理を行って回路用金属板１２の不要部分を除去することにより、所望の回路パターンの金属回路板１２を形成する。このエッチング処理の際に（好ましくはオーバーエッチングにすることにより）、隣接する回路パターンの互いに対向する側面の下側部分に、回路パターンの側面の長手方向に沿って延び且つ回路パターンの側面の内側に湾曲するように抉れた凹部（抉れ部）１２ａが形成される。
【００２４】
次に、エッチングレジスト１６を剥離することにより、図３Ｅに示すように、所望の回路パターンの金属回路板１２を有する金属−セラミックス回路基板が得られる。なお、必要に応じて、金属回路板１２の表面にＮｉめっきなどを施してもよい。
【００２５】
また、図４Ａに示すように、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分の底面の幅より少し狭い部分を覆うエッチングレジスト１６の部分をレーザー照射により除去してもよい。この場合、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、エッチング処理により図３Ｄに示す抉れ部１２ａより小さい抉れ部１２ａを形成することができる。
【００２６】
また、図５に示すように、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分の底面の他、回路パターンの互いに対向する側面の下側部分を覆うエッチングレジスト１６の部分をレーザー照射により除去してもよい。
【００２７】
本発明による金属−セラミックス回路基板の実施の形態では、図６に示すように、セラミックス基板１０の一方の面に金属回路板１２が接合し、この金属回路板１２の隣接する回路パターンの互いに対向する側面の下側部分に、回路パターンの側面の長手方向に延び且つ回路パターンの側面の内側に湾曲するように抉れた凹部（抉れ部）１２ａが形成されている。
【００２８】
この金属−セラミックス回路基板の金属回路板１２の厚さをＴ、抉れ部１２ａの高さをｈ１、抉れ部１２ａの上端から金属回路板１２の上面までの高さをｈ２、回路パターンのボトム間の距離（絶縁距離）をＤＢ、隣接する回路パターンのトップ間の距離をＤＴ、抉れ部１２ａの深さをｄ１とすると、回路パターンの厚さＴは、好ましくは０．４ｍｍ以上、さらに好ましくは０．６ｍｍ以上、最も好ましくは１ｍｍ以上であり、抉れ部１２ａの高さｈ１は、好ましくは０．２５ｍｍ以上、抉れ部１２ａの上端から回路パターンの上面までの高さｈ２は、好ましくは０．１ｍｍ以上、さらに好ましくは０．２ｍｍ以上、最も好ましくは０．３ｍｍ以上であり、抉れ部１２ａの深さｄ１は、好ましくは０．０５ｍｍ以上、隣接する回路パターンのトップ間の距離ＤＴとそのボトム間の距離ＤＢとの差｜ＤＴ−ＤＢ｜は、好ましくは０．５ｍｍ未満、さらに好ましくは０．３ｍｍ未満であり、隣接する回路パターンのボトム間の距離ＤＢに対する回路パターンの厚さＴの比Ｔ／ＤＢは、好ましくは０．３以上、さらに好ましくは０．８以上、さらに好ましくは１以上、最も好ましくは２以上である。
【００２９】
金属−セラミックス回路基板を使用してパワーモジュールを作製する場合、金属−セラミックス回路基板のセラミックス基板の一方の面に接合した金属回路板に半導体チップや電子部品を搭載した後、絶縁樹脂によりモールド封止している。このようなパワーモジュールを振動が大きい（車載などの）環境や高熱環境で使用した際に、金属−セラミックス回路基板からモールド樹脂が剥がれて故障することを防止するため、従来では、セラミックス基板の他方の面に接合した金属ベース板の表面や側面に凹部や凸部を形成して、金属−セラミックス回路基板とモールド樹脂の密着性を向上させている。しかし、このような金属ベース板の表面や側面の凹部や凸部は、金属ベース板のないベースレスのモジュール構造には適用することができず、また、別工程で形成する必要があり、コスト高となる。一方、本発明による金属−セラミックス回路基板の実施の形態は、金属回路板１２の側面に形成された抉れ部１２ａにより、モールド樹脂との密着性を向上させることができるので、金属ベース板のないベースレスのモジュール構造にも適用することができ、また、抉れ部１２ａを別工程で形成する必要がなく、低コストで作製することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明による金属−セラミックス回路基板およびその製造方法の実施例について詳細に説明する。
【００３１】
［実施例１］
下側鋳型部材の底面に、回路パターンに略対応する部分の厚さが０．８ｍｍであり、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分の厚さが０．３ｍｍであり且つそれらの間隔（隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅）が２ｍｍである回路用金属板と略等しい形状および大きさの凹部である回路用金属板形成部が形成され、この回路用金属板形成部の上部に隣接して、７１ｍｍ×７０ｍｍ×０．６ｍｍの大きさのセラミックス基板と略等しい形状および大きさの凹部であるセラミックス基板収容部が形成され、このセラミックス基板収容部の上部に隣接して、金属ベース板形成部が形成され、金属ベース板形成部と回路用金属板形成部との間に延びる溶湯流路が形成された（図１Ａ〜図１Ｃに示す鋳型１００と同様の形状の）カーボン製の鋳型を用意した。
【００３２】
この鋳型の下側鋳型部材のセラミックス基板収容部内に７１ｍｍ×７０ｍｍ×０．６ｍｍの大きさの窒化アルミニウム基板を収容し、上側鋳型を被せて密閉した後、溶湯口から金属ベース板形成部内にアルミニウム溶湯を注湯し、溶湯流路を介して回路用金属板形成部まで金属溶湯を充填し、その後、冷却して金属溶湯を固化させることにより、図２および図３Ａに示すように、セラミックス基板１０の一方の面に金属ベース板１４が直接接合するとともに、他方の面に回路パターンに類似した形状の回路用金属板１２が直接接合した一体の金属−セラミックス接合基板を得た。
【００３３】
次に、図３Ｂに示すように、回路用金属板１２の全面（回路用金属板１２の回路パターンに略対応する部分の上面および側面と隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の全面）を覆うようにスプレーコートによりエッチングレジスト１６を塗布した。
【００３４】
次に、図４Ａに示すように、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅（２ｍｍ）より少し狭い部分（底面の中央の幅１．６ｍｍの部分）を覆うエッチングレジスト１６の部分のみをレーザー加工により除去した後に、図４Ｂに示すように、塩化第二鉄溶液によってオーバーエッチングになるようにエッチング処理を行って回路用金属板１２の不要部分を除去することにより、所望の回路パターンの金属回路板１２を形成するとともに、隣接する回路パターンの互いに対向する側面の下側部分に、回路パターンの側面の長手方向に沿って延び且つ回路パターンの側面の内側に湾曲するように抉れた凹部（抉れ部）１２ａを形成した。
【００３５】
次に、エッチングレジスト１６を剥離して、図４Ｃに示すように、所望の回路パターンの金属回路板１２を有する金属−セラミックス回路基板を得た。
【００３６】
このようにして得られた金属−セラミックス回路基板の金属回路板１２は、金属回路板１２の厚さＴが０．８ｍｍ、抉れ部１２ａの高さｈ１が０．４ｍｍ、抉れ部１２ａの上端から金属回路板１２の上面までの高さｈ２が０．４ｍｍ、隣接する回路パターンのボトム間の距離（絶縁距離）ＤＢが２．２ｍｍ、そのトップ間の距離ＤＴが２．２ｍｍ、抉れ部１２ａの深さｄ１が０．０８ｍｍであり、｜ＤＴ−ＤＢ｜＝０、Ｔ／ＤＢ＝０．３６であった。
【００３７】
［実施例２］
オーバーエッチングにならないように適度にエッチング処理を行った以外は、実施例１と同様の方法により、金属−セラミックス回路基板を得た。
【００３８】
本実施例で得られた金属−セラミックス回路基板の金属回路板１２は、金属回路板１２の厚さＴが０．８ｍｍ、抉れ部１２ａの高さｈ１が０．３ｍｍ、抉れ部１２ａの上端から金属回路板１２の上面までの高さｈ２が０．５ｍｍ、隣接する回路パターンのボトム間の距離（絶縁距離）ＤＢが２ｍｍ、そのトップ間の距離ＤＴが２．２ｍｍ、抉れ部１２ａの深さｄ１が０．０６ｍｍであり、｜ＤＴ−ＤＢ｜＝０．２、Ｔ／ＤＢ＝０．４０であった。
【００３９】
［実施例３］
回路パターンに略対応する部分の厚さが０．４ｍｍであり、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分の厚さが０．２ｍｍであり且つそれらの間隔（隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅）が０．３ｍｍである回路用金属板と略等しい形状および大きさの凹部である回路用金属板形成部が底面に形成された下側鋳型部材を使用し、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅（０．３ｍｍ）より狭い部分（底面の中央の幅０．１ｍｍの部分）を覆うエッチングレジスト１６の部分のみをレーザー加工により除去した以外は、実施例１と同様の方法により、金属−セラミックス回路基板を得た。
【００４０】
本実施例で得られた金属−セラミックス回路基板の金属回路板１２は、金属回路板１２の厚さＴが０．４ｍｍ、抉れ部１２ａの高さｈ１が０．３ｍｍ、抉れ部１２ａの上端から金属回路板１２の上面までの高さｈ２が０．１ｍｍ、隣接する回路パターンのボトム間の距離（絶縁距離）ＤＢが０．５ｍｍ、そのトップ間の距離ＤＴが０．５ｍｍ、抉れ部１２ａの深さｄ１が０．０７ｍｍであり、｜ＤＴ−ＤＢ｜＝０、Ｔ／ＤＢ＝０．８０であった。
【００４１】
［実施例４］
回路パターンに略対応する部分の厚さが０．４ｍｍであり、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分の厚さが０．３ｍｍであり且つそれらの間隔（隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅）が０．３ｍｍである回路用金属板と略等しい形状および大きさの凹部である回路用金属板形成部が底面に形成された下側鋳型部材を使用し、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅（０．３ｍｍ）より狭い部分（底面の中央の幅０．１ｍｍの部分）を覆うエッチングレジスト１６の部分のみをレーザー加工により除去した以外は、実施例２と同様の方法により、金属−セラミックス回路基板を得た。
【００４２】
本実施例で得られた金属−セラミックス回路基板の金属回路板１２は、金属回路板１２の厚さＴが０．４ｍｍ、抉れ部１２ａの高さｈ１が０．３ｍｍ、抉れ部１２ａの上端から金属回路板１２の上面までの高さｈ２が０．１ｍｍ、隣接する回路パターンのボトム間の距離（絶縁距離）ＤＢが０．３ｍｍ、そのトップ間の距離ＤＴが０．３ｍｍ、抉れ部１２ａの深さｄ１が０．０６ｍｍであり、｜ＤＴ−ＤＢ｜＝０、Ｔ／ＤＢ＝１．３３であった。
【００４３】
［実施例５］
回路パターンに略対応する部分の厚さが１．１ｍｍであり、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分の厚さが０．８ｍｍであり且つそれらの間隔（隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅）が０．４ｍｍである回路用金属板と略等しい形状および大きさの凹部である回路用金属板形成部が底面に形成された下側鋳型部材を使用し、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅（０．４ｍｍ）より狭い部分（底面の中央の幅０．１ｍｍの部分）を覆うエッチングレジスト１６の部分のみをレーザー加工により除去した以外は、実施例１と同様の方法により、金属−セラミックス回路基板を得た。
【００４４】
本実施例で得られた金属−セラミックス回路基板の金属回路板１２は、金属回路板１２の厚さＴが１．１ｍｍ、抉れ部１２ａの高さｈ１が１ｍｍ、抉れ部１２ａの上端から金属回路板１２の上面までの高さｈ２が０．１ｍｍ、隣接する回路パターンのボトム間の距離（絶縁距離）ＤＢが０．６ｍｍ、そのトップ間の距離ＤＴが０．６ｍｍ、抉れ部１２ａの深さｄ１が０．３４ｍｍであり、｜ＤＴ−ＤＢ｜＝０、Ｔ／ＤＢ＝１．８３であった。
【００４５】
［実施例６］
回路パターンに略対応する部分の厚さが２．１ｍｍであり、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分の厚さが０．４ｍｍであり且つそれらの間隔（隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅）が２ｍｍである回路用金属板と略等しい形状および大きさの凹部である回路用金属板形成部が底面に形成された下側鋳型部材を使用し、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅（２ｍｍ）より狭い部分（底面の中央の幅１．５ｍｍの部分）を覆うエッチングレジスト１６の部分のみをレーザー加工により除去した以外は、実施例１と同様の方法により、金属−セラミックス回路基板を得た。
【００４６】
本実施例で得られた金属−セラミックス回路基板の金属回路板１２は、金属回路板１２の厚さＴが２．１ｍｍ、抉れ部１２ａの高さｈ１が０．９５ｍｍ、抉れ部１２ａの上端から金属回路板１２の上面までの高さｈ２が１．１５ｍｍ、隣接する回路パターンのボトム間の距離（絶縁距離）ＤＢが２．１ｍｍ、そのトップ間の距離ＤＴが３ｍｍ、抉れ部１２ａの深さｄ１が０．３ｍｍであり、｜ＤＴ−ＤＢ｜＝０．９、Ｔ／ＤＢ＝１．００であった。
【００４７】
［実施例７］
回路パターンに略対応する部分の厚さが２．１ｍｍであり、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分の厚さが０．４ｍｍであり且つそれらの間隔（隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅）が２ｍｍである回路用金属板と略等しい形状および大きさの凹部である回路用金属板形成部が底面に形成された下側鋳型部材を使用し、隣接する回路パターンの互いに対向する側面間の部分（溝部）の底面の幅（２ｍｍ）より狭い部分（底面の中央の幅１．５ｍｍの部分）を覆うエッチングレジスト１６の部分のみをレーザー加工により除去した以外は、実施例２と同様の方法により、金属−セラミックス回路基板を得た。
【００４８】
本実施例で得られた金属−セラミックス回路基板の金属回路板１２は、金属回路板１２の厚さＴが２．１ｍｍ、抉れ部１２ａの高さｈ１が０．６５ｍｍ、抉れ部１２ａの上端から金属回路板１２の上面までの高さｈ２が１．４５ｍｍ、隣接する回路パターンのボトム間の距離（絶縁距離）ＤＢが２．１ｍｍ、そのトップ間の距離ＤＴが２．８ｍｍ、抉れ部１２ａの深さｄ１が０．１６ｍｍであり、｜ＤＴ−ＤＢ｜＝０．７、Ｔ／ＤＢ＝１．００であった。
【符号の説明】
【００４９】
１０    セラミックス基板
１２    回路用金属板（金属回路板）
１２ａ  抉れ部
１４    金属ベース板
１６    エッチングレジスト
１００    下側鋳型部材
１００ａ  底面部
１００ｂ  側壁部
１００ｃ  凹部
１００ｄ  回路用金属板形成部
１００ｅ  セラミックス基板収容部
１００ｆ  金属ベース板形成部
【図１Ａ】
2018125557.tif 000003
【図１Ｂ】
2018125557.tif 000004
【図１Ｃ】
2018125557.tif 000005
【図２】
2018125557.tif 000006
【図３Ａ】
2018125557.tif 000007
【図３Ｂ】
2018125557.tif 000008
【図３Ｃ】
2018125557.tif 000009
【図３Ｄ】
2018125557.tif 000010
【図３Ｅ】
2018125557.tif 000011
【図４Ａ】
2018125557.tif 000012
【図４Ｂ】
2018125557.tif 000013
【図４Ｃ】
2018125557.tif 000014
【図５】
2018125557.tif 000015
【図６】
2018125557.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月11日(2018.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基板の一方の面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属回路板が直接接合し、この金属回路板の隣接する回路パターンの互いに対向する側面の下側部分に、回路パターンの側面の長手方向に延び且つ回路パターンの側面の内側に湾曲するように抉れた凹部が形成されていることを特徴とする、金属−セラミックス回路基板。
【請求項２】
前記回路パターンの厚さが０．４ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の金属−セラミックス回路基板。
【請求項３】
前記凹部の上端から前記回路パターンの上面までの高さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の金属−セラミックス回路基板。
【請求項４】
前記凹部の高さが０．２５ｍｍ以上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金属−セラミックス回路基板。
【請求項５】
前記凹部の深さが０．０５ｍｍ以上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金属−セラミックス回路基板。
【請求項６】
前記隣接する回路パターンのトップ間の距離とそのボトム間の距離との差が０．５ｍｍ未満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金属−セラミックス回路基板。
【請求項７】
前記隣接する回路パターンのボトム間の距離に対する前記回路パターンの厚さの比が０．３以上であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の金属−セラミックス回路基板。