(57)【要約】      （修正有）【課題】動作温度や環境温度等の上昇に伴う素子特性や信頼性の低下等を抑制する、パワー半導体素子や熱電素子等の実装基板として用いられるセラミックス回路基板を提供する。【解決手段】セラミックス回路基板１は、セラミックス基板２の表面２ａに接合された金属回路板３を有する。セラミックス基板２の表面２ａには、金属回路板３を囲うように金属枠体５が接合されている。金属枠体５は少なくとも角部がＲ形状を有する枠形状を備えている。セラミックス回路基板１の金属回路板３上にはパワー半導体素子や熱電素子等の電子部品が実装される。実装部品は金属枠体５上に蓋体を接合して気密封止される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基板と、
前記セラミックス基板の表面に接合された金属回路板と、
前記金属回路板を囲うように前記セラミックス基板の前記表面に接合され、少なくとも角部がＲ形状を有する金属枠体と
を具備することを特徴とするセラミックス回路基板。
【請求項２】
請求項１記載のセラミックス回路基板において、
前記金属枠体は各角部がＲ形状を有する矩形の枠形状を備えることを特徴とするセラミックス回路基板。
【請求項３】
請求項１記載のセラミックス回路基板において、
前記金属枠体は円形の枠形状を備えることを特徴とするセラミックス回路基板。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のセラミックス回路基板において、
前記金属枠体はＦｅ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、ＣｕおよびＣｕ合金から選ばれる1種からなることを特徴とするセラミックス回路基板。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のセラミックス回路基板において、
前記金属回路板および前記金属枠体は前記セラミックス基板に対してろう材層を介して接合されていることを特徴とするセラミックス回路基板。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のセラミックス回路基板において、
さらに、前記セラミックス基板の裏面に接合された金属板を具備することを特徴とするセラミックス回路基板。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載のセラミックス回路基板と、
前記セラミックス回路基板の前記金属回路板上に実装された電子部品と、
前記電子部品を封止するように、前記金属枠体上に接合された蓋体と
を具備することを特徴とする電子部品モジュール。
【請求項８】
請求項７記載の電子部品モジュールにおいて、
前記電子部品モジュールは熱電変換モジュールまたはパワー半導体モジュールであることを特徴とする電子部品モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種素子や部品の実装用基板等として用いられるセラミックス回路基板とそれを用いた電子部品モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体素子を始めとする各種素子や部品を実装するための基板として、絶縁性や放熱性等に優れるセラミックス回路基板が使用されている。特に、ペルチェ素子等の熱電素子やパワー半導体素子等を実装するセラミックス回路基板には、一般的にセラミックス基板と金属回路板との接合基板が適用されている。金属回路板の接合方法としては、セラミックス基板とＣｕ板とを加熱処理により直接接合するＤＢＣ法、セラミックス基板とＡｌ板とを加熱処理により直接接合するＤＢＡ法、また活性金属を含有するろう材を用いてセラミックス基板と金属板とを接合する方法（活性金属法）等が知られている。
【０００３】
電力用途等に使用される高出力のパワー半導体素子は、絶縁耐力等に優れるセラミックス回路基板の金属回路板上に実装された後に樹脂封止されている（例えば特許文献１参照）。また、熱電素子も例えば絶縁性や熱伝導性等に優れるセラミックス回路基板の金属回路板上に実装されるようになってきており（特許文献２，３等参照）、この場合にも信頼性の向上等を図る上で熱電素子を樹脂封止することが検討されている。しかしながら、パワー半導体素子や熱電素子等の高性能・高出力化等に伴って、樹脂封止では耐えかねる温度域まで動作温度（稼動温度）や環境温度等が上昇する可能性が生じており、このような高温域で使用した場合には素子の大気による劣化が問題となる。
【０００４】
一方、パワー半導体素子等の高性能化、高機能化、高信頼性化等の潮流のなかで、セラミックス回路基板自体の信頼性もさることながら、半導体素子をセラミックス回路基板上に実装して構成した半導体モジュールとしての信頼性についても、より一層の向上が求められている。例えば、半導体素子を実装したセラミックス回路基板は金属製ベース基板に半田層を介して接合されるが、セラミックス回路基板の裏面側の金属板と金属製ベース基板との間の半田層を薄く、これらセラミックス回路基板と金属製ベース基板との間の緩衝効果を十分に得ることができない。これは半導体モジュールの熱サイクルに対する信頼性を低下させる要因となっている。
【特許文献１】特開2005-285885号公報
【特許文献２】特開2002-203993号公報
【特許文献３】特開2003-174204号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、パワー半導体素子や熱電素子の動作温度や環境温度等の上昇に伴う特性や信頼性の低下等を抑制することを可能性したセラミックス回路基板と、そのようなセラミックス回路基板を用いた電子部品モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るセラミックス回路基板は、セラミックス基板と、前記セラミックス基板の表面に接合された金属回路板と、前記金属回路板を囲うように前記セラミックス基板の前記表面に接合され、少なくとも角部がＲ形状を有する金属枠体とを具備することを特徴としている。
【０００７】
本発明の他の態様に係る電子部品モジュールは、上記した本発明の態様に係るセラミックス回路基板と、前記セラミックス回路基板の前記金属回路板上に実装された電子部品と、前記電子部品を封止するように前記金属枠体上に接合された蓋体とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のセラミックス回路基板は、金属回路板を囲うように接合された金属枠体を有しているため、金属回路板上に実装された電子部品を、金属枠体を利用して気密封止することによって、動作温度や環境温度等の上昇に伴う電子部品の特性や信頼性等の低下を抑制することができる。さらに、金属枠体の角部はＲ形状とされているため、温度上昇に伴う気密性の低下やセラミックス回路基板自体の信頼性の低下等を抑制することができる。これらによって、動作温度、稼動温度、環境温度等の高温化が進められている電子部品モジュールにおいても、その特性や信頼性等を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では本発明の実施形態を図面に基づいて述べるが、それらの図面は図解のために提供されるものであり、本発明はそれらの図面に限定されるものではない。
【００１０】
図１および図２は本発明の第１の実施形態によるセラミックス回路基板の構成を示す図であり、図１は断面図、図２は平面図である。これらの図に示すセラミックス回路基板１は、絶縁性基板としてセラミックス基板２を有している。セラミックス基板２には各種のセラミックス焼結体を適用することができ、特に構成材料に限定されるものではない。セラミックス基板２の構成材料としては、窒化アルミニウム基焼結体、窒化珪素基焼結体等の非酸化物系セラミックス焼結体や、アルミナ基焼結体、アルミナとジルコニアとの複合焼結体等の酸化物系セラミックス焼結体を使用することができる。
【００１１】
上述した各種のセラミックス焼結体のうち、セラミックス回路基板１に高放熱性が要求される場合には、窒化アルミニウム基焼結体や窒化珪素基焼結体等の窒化物系セラミックス焼結体からなるセラミックス基板２を使用することが好ましい。特に、熱伝導率が100W/m K以上の窒化アルミニウム基焼結体はセラミックス回路基板１の高放熱化に対して有効である。また、窒化珪素基焼結体によればセラミックス回路基板１の放熱性を高めた上で、機械的強度を大幅に向上させることができる。セラミックス基板２の板厚は使用材料により異なるものの、例えば0.3〜1.5mmの範囲とすることが好ましい。
【００１２】
セラミックス基板２の表面２ａには、所望の回路パターンを有する金属回路板３が接合されている。金属回路板３による回路パターンは特に限定されるものではなく、セラミックス回路基板１の使用用途に応じて適宜に設定されるものである。図１および図２は熱電素子をセラミックス回路基板１上に実装して熱電変換モジュールを作製する際に適用される回路パターンであって、ｐ型熱電素子およびｎ型熱電素子のそれぞれの一方の端部が接合される電極パターンを示している。なお、図１および図２では図示を省略したが、セラミックス基板２の裏面２ｂには金属製ベース基板等への接合部や反り防止部材等となる金属板を接合することができる。
【００１３】
金属回路板３はセラミックス回路基板１の使用用途や使用形態等に応じて各種の金属板で構成することができ、例えばＣｕ板もしくはＣｕ合金板、Ａｌ板もしくはＡｌ合金板等が好ましく用いられる。ただし、金属回路板３の構成材料はこれらに限定されるものではなく、ＣｕやＡｌ以外の金属材料、例えばＮｉやＮｉ合金、ＷやＭｏのような高融点金属やその合金、さらにはＣｕ、Ａｌ、Ｎｉ等と高融点金属との合金やクラッド材を使用することもできる。金属回路板３の板厚は例えば0.1〜0.5mmの範囲とすることが好ましい。
【００１４】
セラミックス基板２と金属回路板３とは、例えばろう材層４を介して接合されている。ろう材層４はセラミックス基板２の種類等に応じて適宜選択されるものであるが、例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ａｌ等から選ばれる少なくとも1種の活性金属（例えばろう材の全量に対して0.5〜10重量％の範囲で含有）を、Ａｇ−Ｃｕの共晶組成もしくはその近傍組成のＡｇ−Ｃｕ系ろう材やＣｕ系ろう材等のろう材成分に配合した活性金属ろう材を使用することが好ましい。活性金属ろう材は適量のＳｎやＩｎ等を含んでいてもよい。また、上述したろう材成分にＳｎやＩｎ（例えばろう材の全量に対して3〜20重量％）等を配合したろう材を適用することも可能である。
【００１５】
なお、この実施形態ではセラミックス基板２と金属回路板３とをろう材層４を介して接合したセラミックス回路基板１を示したが、セラミックス基板２と金属回路板３との接合方法はこれに限られるものではなく、Ｃｕ板を加熱処理により直接接合するＤＢＣ法やＡｌ板を加熱処理により直接接合するＤＢＡ法等の直接接合法を適用することも可能である。ただし、ろう材層４を用いた接合法は各種の金属材料に対して使用可能であることから、金属回路板３の構成材料によらずに適用することができる。また、後述する金属枠体５についても同様であり、その構成材料によらずに金属回路板３と同時にセラミックス基板２に対して接合することも可能となる。
【００１６】
セラミックス基板２の金属回路板３が接合された表面２ａには、さらに金属回路板３を囲うように金属枠体５が接合されている。金属枠体５は金属回路板３およびその上に実装される電子部品の封止枠を構成するものであり、このような金属枠体５上に後述する蓋体（2個のセラミックス回路基板を対向させて接合する場合には、他方のセラミックス回路基板を構成するセラミックス基板であってもよい）を接合することによって、金属回路板３や電子部品を気密封止することが可能されている。金属枠体５はセラミックス基板２に対して直接ろう材を用いて接合してもよいが、ここでは金属回路板３と同時に形成した枠体接合用金属板６上にろう材層７を介して金属枠体５を接合している。
【００１７】
すなわち、セラミックス基板２の表面２ａには金属回路板３を囲う形状を有する枠体接合用金属板６が接合されている。枠体接合用金属板６は金属回路板３と同様にろう材層４を介してセラミックス基板２に接合されている。このような枠体接合用金属板６は、例えばセラミックス基板２に接合した金属板にエッチング処理を施して金属回路板３のパターン形成を行う際に、同時に枠パターンを形成することで得ることができる。金属枠体５は枠体接合用金属板６上にろう材層７を介して接合されている。ろう材層７にはろう材層４と同様なろう材を適用することができる。また、ろう材層７は金属−金属接合に適用されることになるため、他の金属材料用ろう材を適用することも可能である。
【００１８】
金属枠体５の構成材料には各種の金属材料が適用可能であり、例えばＦｅ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金等が用いられる。金属枠体５は封止体を構成することから、セラミックス基板２や枠体接合用金属板６との接合面の気密性を保つことが重要となる。このような点から、セラミックス基板２との熱膨張係数の差が小さく、熱サイクルが印加された際の接合面の気密性や信頼性等を維持しやすいＦｅ−Ｎｉ系合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金を、金属枠体５の構成材料として使用することが好ましい。また、ＣｕやＣｕ合金は延性に優れ、熱サイクルが印加された際の緩衝効果が大きいことから、接合面の気密性や信頼性等を維持することができる。
【００１９】
さらに、金属枠体５の各角部５ａにはＲ形状（面取り形状）が付与されている。すなわち、金属枠体５は各角部５ａがＲ形状を有する矩形の枠形状を備えている。矩形の枠体の場合、熱サイクルが印加された際の熱応力は特に角部に集中する。角部への応力集中は接合面の局所的な気密性の低下要因となる。機械的な接合力にはあまり影響しないような応力集中であったとしても、接合面の気密性に対して多大な影響を及ぼすおそれがある。金属封止体として用いられる金属枠体５の場合、接合面からの僅かなリークであっても特性や信頼性に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、熱サイクルが印加された際の応力集中を緩和するように、金属枠体５の各角部５ａにはＲ形状が付与されている。
【００２０】
各角部５ａにＲ形状が付与された矩形の枠形状を備える金属枠体５によれば、その内部の気密性、特に高温雰囲気下（例えば300℃以上）における気密性を確実に維持することが可能となる。このような気密性の維持効果を得る上で、各角部５ａは曲率半径が5mm以上のＲ形状を有していることが好ましい。曲率半径が5mm未満のＲ形状の場合には、角部への応力集中の緩和効果を十分に得ることができないおそれがある。各角部５ａに付与するＲ形状の上限は特に規定されるものではなく、Ｒ形状の曲率半径を大きくすればするほど応力の分散効果を高めることができる。すなわち、金属枠体５には円形の枠形状を適用することも可能である。
【００２１】
図３は円形の枠形状を有する金属枠体５を示している。セラミックス基板２との接合部は図１および図２と同様とされている。このような円形の金属枠体５によれば、特にその内部の気密性を高度に維持することが可能となる。ただし、円形の金属枠体５を適用した場合、金属回路板３（図３では図示を省略）の配置面積に対する制約が大きくなる。このため、金属枠体５の形状は要求される気密性の程度と金属回路板３の配置面積とを考慮して設定することが好ましい。いずれにしても、少なくとも角部がＲ形状を有する金属枠体５によれば、セラミックス基板２や枠体接合用金属板６との接合面の気密性、ひいては金属枠体５の内部の気密性を高めることができる。
【００２２】
上述したような金属枠体５を有するセラミックス回路基板１によれば、金属枠体５内の気密性を高温環境下においても維持することができる。従って、金属回路板３上に実装される電子部品の高温環境下での酸化等による特性や信頼性等の低下を抑制することが可能となる。このようなセラミックス回路基板１は各種電子部品の実装基板に適用することができるが、特に熱電素子やパワー半導体素子等の動作温度、稼動温度、環境温度等の高温化が避けられない電子部品の実装用に好適である。
【００２３】
図４は第１の実施形態によるセラミックス回路基板１を用いた熱電変換モジュールの構成例を示している。図４に示す熱電変換モジュール１０は、本発明の電子部品モジュールの一実施形態を示すものである。熱電変換モジュール１０は、複数のｐ型熱電素子１１と複数のｎ型熱電素子１２とを有している。これらｐ型熱電素子１１とｎ型熱電素子１２は同一平面上に交互に配列されており、モジュール全体としてはマトリックス状に配置されている。1つのｐ型熱電素子１１にはｎ型熱電素子１２が隣接している。
【００２４】
ｐ型熱電素子１１とｎ型熱電素子１２の下端面は、それぞれ第１の電極１３に接合されている。第１の電極１３は第１のセラミックス回路基板１Ａの金属回路板３Ａで構成されている。すなわち、各熱電素子１１、１２は第１のセラミックス回路基板１Ａ上に配列されており、金属回路板３Ａからなる第１の電極１３にろう材層１４を介して接合されている。ｐ型熱電素子１１とｎ型熱電素子１２の上端面は、それぞれ第２の電極１５に接合されている。第２の電極１５は第２のセラミックス回路基板１Ｂの金属回路板３Ｂで構成されており、それぞれろう材層１６を介して各熱電素子１１、１２と接合されている。
【００２５】
このように、各熱電素子１１、１２は第１のセラミックス回路基板１Ａと第２のセラミックス回路基板１Ｂとの間に配置されており、その周囲には例えば第１のセラミックス回路基板１Ａに設けられた金属枠体５が設置されている。さらに、金属枠体５は第２のセラミックス回路基板１Ｂの枠体接合用金属板６Ｂに対してろう材層７Ｂを介して接合されている。従って、各熱電素子１１、１２は第１のセラミックス回路基板１Ａと第２のセラミックス回路基板１Ｂと金属枠体５とで構成された気密空間内に封止されている。
【００２６】
なお、第２のセラミックス回路基板１Ｂにおけるセラミックス基板２Ｂは、第２の電極１５（金属回路板３Ｂ）の支持基板としての機能と金属枠体５に対する蓋体としての機能を併せ持つものである。金属枠体５は第１および第２のセラミックス回路基板１Ａ、１Ｂのいずれに設けられていてもよい。どちらにしても、他方のセラミックス回路基板を構成するセラミックス基板が金属枠体５の蓋体として機能する。
【００２７】
第１の電極１３と第２の電極１５は素子1個分だけずれた状態で設けられている。このようにして、複数のｐ型熱電素子１１とｎ型熱電素子１２とが電気的に直列に接続されている。すなわち、ｐ型熱電素子１１、ｎ型熱電素子１２、ｐ型熱電素子１１、ｎ型熱電素子１２…の順に直流電流が流れるように、第１および第２の電極１３、１５が配置されている。このような熱電変換モジュール１０は、例えば第１のセラミックス回路基板１Ａを低温側（Ｌ）に配置すると共に、第２のセラミックス回路基板１Ｂを高温側（Ｈ）に配置し、この温度差に基づいて第１の電極１３と第２の電極１５との間に電位差を生じさせることによって、例えば発電モジュールとして使用することができる。
【００２８】
上述したように、熱電変換モジュール１０を発電モジュールとして使用する場合、各熱電素子１１、１２は高温の駆動温度並びに環境温度に晒されることになるが、各熱電素子１１、１２は高温下においても気密性を維持することが可能な封止空間、すなわち従来の樹脂封止に比べて耐熱温度に優れる金属枠体５で構成した封止空間内に配置されているため、高温環境下での酸化等による特性や信頼性等の低下を抑制することができる。従って、高温環境下における熱電変換モジュール１０の特性や信頼性等を高めることが可能となる。このような高温環境下での封止空間の気密性の維持は熱電変換モジュール１０に限らず、各種の電子部品モジュールで有効に機能するものである。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施形態によるセラミックス回路基板について図５を参照して説明する。図５は本発明の第２の実施形態によるセラミックス回路基板の構成を示す断面図である。同図に示すセラミックス回路基板１において、セラミックス基板２の表面２ａ側は第１の実施形態と同様な構成を有している。なお、セラミックス回路基板１を構成する各部の材料や形状等は第１の実施形態と同様であり、同様な効果を示すものである。
【００３０】
セラミックス基板２の裏面２ｂには、後述する金属製ベース基板への接合部となる金属板８が接合されている。裏面２ｂ側の金属板８も表面２ａ側の金属回路板３と同様に、ろう材層４を介してセラミックス基板２に接合されている。なお、金属板８はＤＢＣ法やＤＢＡ法等の直接接合法を適用して接合してもよい。
【００３１】
図６は本発明の実施形態としての半導体モジュール２０およびそれを金属製ベース基板２１に接合した状態を示している。半導体モジュール２０は半田層２２を介して金属製ベース基板２１と接合されている。半田層２２はセラミックス基板２の裏面２ｂ側の金属板８と金属製ベース基板２１とを接合している。セラミックス回路基板１の金属回路基板３上には、パワー半導体素子のような高出力の半導体素子２３や他の電子部品２４等が実装されている。さらに、金属枠体５上には金属蓋体２５がろう材層２６を介して接合されており、これらによって半導体モジュール２０が構成されている。
【００３２】
半導体モジュール２０を構成するパワー半導体素子２３や他の電子部品２４等は、金属枠体５と金属蓋体２５とで構成された気密空間内に封止されている。この封止空間は高温下においても気密性が維持されることから、動作温度が高温化するパワー半導体素子２３等であっても、高温環境による特性劣化や信頼性の低下を抑制することができる。すなわち、半導体モジュール２０の特性や信頼性を高めることが可能となる。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００３４】
実施例１
まず、厚さ0.635mmの窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）基板の表面に、幅0.2mmの回路パターン状にろう材ペーストをスクリーン印刷法で塗布した。ろう材ペーストにはＡｇ／Ｃｕ／Ｓｎ系ろう材組成を適用した。さらに、ろう材ペーストが印刷された窒化珪素基板上に、厚さ0.3mmのＣｕ板を載置した後、0.01Pa以下の真空雰囲気中にて800℃×15分の条件で熱処理して、窒化珪素基板とＣｕ板とを接合した。
【００３５】
次に、窒化珪素基板と接合したＣｕ板上に紫外線硬化型のレジストを塗布し、これに回路パターンに応じて紫外線を照射して部分的に硬化させた。この樹脂層をレジストとして使用して、Ｃｕ板を回路パターンに応じてエッチング処理してＣｕ回路板（金属回路板３）を形成した。このＣｕ板への回路パターンの形成と同時に、枠体接合用の枠パターン（枠体接合用金属板６）をＣｕ板で形成した。
【００３６】
上述した枠体接合用のＣｕパターン上に、Ａｇ／Ｃｕ／Ｓｎ系ろう材箔を介してＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金（コバール）製枠体（金属枠体５）を載置した。コバール製枠体の形状は円形とした。これを還元雰囲気中にて750℃×30分の条件で熱処理して、コバール製枠体を窒化珪素基板に枠体接合用Ｃｕパターンを介して接合した。このようにして、目的とするセラミックス回路基板、すなわち金属枠体を有するセラミックス回路基板を作製した。このセラミックス回路基板を後述する特性評価に供した。
【００３７】
実施例２
上記した実施例１のコバール製枠体の形状を、各角部に曲率半径が5mmのＲ形状を付与した矩形の枠形状とする以外は実施例１と同様にして、金属枠体を有するセラミックス回路基板を作製した。このセラミックス回路基板を後述する特性評価に供した。
【００３８】
比較例１
上記した実施例１のコバール製枠体の形状を矩形の枠形状（各角部の面取りはなし）とする以外は実施例１と同様にして、金属枠体を有するセラミックス回路基板を作製した。このセラミックス回路基板を後述する特性評価に供した。
【００３９】
上述した実施例１、２および比較例１によるセラミックス回路基板について、金属枠体の接合面のリーク検査を500℃に加熱した後に実施した。その結果、比較例１のセラミックス回路基板では接合面にリークが発生したが、実施例１、２のセラミックス回路基板ではリークは認められなかった。さらに、実施例１、２のセラミックス回路基板を用いて図４に示した熱電変換モジュール１０を作製したところ、高温環境下においても素子劣化が抑制され、その結果として特性並びに信頼性の向上が図れることが確認された。
【００４０】
実施例３
厚さ0.635mmの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板の表面に、回路パターン状にろう材ペーストをスクリーン印刷法で塗布した。窒化アルミニウム基板の裏面にも同様にしてろう材ペーストを塗布した。ろう材ペーストにはＡｇ−Ｃｕ系ろう材組成を適用した。さらに、ろう材ペーストが印刷された窒化アルミニウム基板の両面に、厚さ0.4mmのＣｕ板を配置した後、0.01Pa以下の真空雰囲気中にて800℃×15分の条件で熱処理して、窒化アルミニウム基板と表裏両面のＣｕ板とを接合した。
【００４１】
次に、表裏両面のＣｕ板上に紫外線硬化型のレジストを塗布し、これらに回路パターンに応じて紫外線を照射して部分的に硬化させた。この樹脂層をレジストとして使用して、Ｃｕ板を回路パターンに応じてエッチング処理してＣｕ回路板（金属回路板３）を形成した。このＣｕ板への回路パターンの形成と同時に、表面側については枠体接合用の枠パターン（枠体接合用金属板６）をＣｕ板で形成した。
【００４２】
表面側の枠体接合用のＣｕパターン上にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金（コバール）製枠体（金属枠体５／形状は実施例２と同）を接合して、目的とするセラミックス回路基板を作製した。このセラミックス回路基板を、裏面側のＣｕ板を介してＣｕ製ベース基板に半田接合した。このようにして得たセラミックス回路基板とＣｕ製ベース基板との接合体の熱サイクル特性を測定、評価した。
【００４３】
熱サイクル特性については、-40℃×30分＋室温（ＲＴ）×10分＋125℃×30分＋ＲＴ×10分を1サイクルとする熱サイクル試験（ＴＣＴ）を250サイクル繰返した後に、セラミックス回路基板側のヘキ開発生量を測定した。ヘキ開発生量は全パターンのエッジ部におけるヘキ開発生部分の割合として求めた。その結果、実施例３におけるヘキ開発生量は約15％と少なかった。また、実施例３のセラミックス回路基板にパワー半導体素子を実装してパワー半導体モジュールを作製したところ、パワー半導体素子の特性並びに信頼性を高めることが可能であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態によるセラミックス回路基板の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すセラミックス回路基板の平面図である。
【図３】図１および図２に示すセラミックス回路基板の変形例を示す平面図である。
【図４】図１に示すセラミックス回路基板を適用した電子部品モジュール（熱電変換モジュール）の構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるセラミックス回路基板の構成を示す断面図である。
【図６】図５に示すセラミックス回路基板を適用した電子部品モジュール（パワー半導体モジュール）の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…セラミックス回路基板、２…セラミックス基板、３…金属回路板、４，７…ろう材層、５…金属枠体、６…枠体接合用金属板、８…裏面側金属板、１０…熱電変換モジュール、１１，１２…熱電素子、１３，１５…電極、２０…パワー半導体モジュール、２１…金属製ベース基板、２３…パワー半導体素子、２５…金属蓋体。
【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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