(57)【要約】【課題】良好な接合状態を得ることができるモジュール基板用クラッド板を提供する。【解決手段】クラッド板１は、心材１ａと、心材１ａの両面のうち少なくとも片面にクラッドされたＡｌ合金系ろう材１ｂとを有する。心材１ａは、純度が９９．９質量％以上で、Ｃｕの含有量が５ｐｐｍ以上９０ｐｐｍ以下、及び、Ｆｅの含有量が５ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下に設定された高純度アルミニウムで形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心材と、前記心材の両面のうち少なくとも片面にクラッドされたＡｌ合金系ろう材とを有し、
前記心材は、純度が９９．９質量％以上で、Ｃｕの含有量が５ｐｐｍ以上９０ｐｐｍ以下、及び、Ｆｅの含有量が５ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下に設定された高純度アルミニウムで形成されている、モジュール基板用クラッド板。
【請求項２】
積層状に一体化された複数の部材を具備し、
前記複数の部材は金属回路板と絶縁板とを少なくとも含む、モジュール基板であって、
前記金属回路板は、請求項１記載のクラッド板の心材で形成され、
前記金属回路板と前記絶縁板は、前記クラッド板のろう材を介してろう付けにより接合され、
前記金属回路板の平均結晶粒径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記金属回路板の前記絶縁板との接合界面において、前記接合界面の法線方向に配向した、前記金属回路板の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、前記接合界面の全体領域に対して８０％以下である、モジュール基板。
【請求項３】
積層状に一体化された複数の部材を具備し、
前記複数の部材は絶縁板と金属緩衝板とを少なくとも含む、モジュール基板であって、
前記金属緩衝板は、請求項１記載のクラッド板の心材で形成され、
前記絶縁板と前記金属緩衝板は、前記クラッド板のろう材を介してろう付けにより接合され、
前記金属緩衝板の平均結晶粒径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記金属緩衝板の前記絶縁板との接合界面において、前記接合界面の法線方向に配向した、前記金属緩衝板の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、前記接合界面の全体領域に対して８０％以下である、モジュール基板。
【請求項４】
積層状に一体化された複数の部材を具備し、
前記複数の部材は金属回路板と絶縁板と金属緩衝板とを少なくとも含む、モジュール基板であって、
前記金属回路板は、請求項１記載の第１クラッド板の心材で形成されるとともに、
前記金属緩衝板は、請求項１記載の第２クラッド板の心材で形成され、
前記金属回路板と前記絶縁板は、前記第１クラッド板のろう材を介してろう付けにより接合されるとともに、
前記金属緩衝板と前記絶縁板は、前記第２クラッド板のろう材を介してろう付けにより接合され、
前記金属回路板の平均結晶粒径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記金属回路板の前記絶縁板との第１接合界面において、前記第１接合界面の法線方向に配向した、前記金属回路板の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、前記第１接合界面の全体領域に対して８０％以下であり、
前記金属緩衝板の平均結晶粒径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記金属緩衝板の前記絶縁板との第２接合界面において、前記第２接合界面の法線方向に配向した、前記金属緩衝板の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、前記第２接合界面の全体領域に対して８０％以下である、モジュール基板。
【請求項５】
前記複数の部材は、更に、モジュール基板に搭載される発熱性素子を冷却する冷却部材を含んでいる請求項２〜４のいずれかに記載のモジュール基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱性素子等が搭載されるモジュール基板にその構成部材（例：金属回路板、金属緩衝板）として用いられるクラッド板、及び、モジュール基板に関する。
【０００２】
なお、本発明に係るモジュール基板の上下方向は限定されるものではないが、本明細書では、モジュール基板の構成を理解し易くするため、モジュール基板における発熱性素子が搭載される搭載面側を上側、その反対側を下側と定義する。
【０００３】
また、本明細書及び特許請求の範囲では、「板」の語は、特に明示する場合を除き「箔」も含む意味で用いられる。
【背景技術】
【０００４】
発熱性素子として例えば半導体素子等の電子素子が搭載される電子素子モジュール基板は、積層状に一体化された複数の部材を具備している。複数の部材は、電子回路が形成される金属回路板、電気絶縁性を有する絶縁板、モジュール基板に発生する熱応力等の応力を緩和する金属緩衝板、電子素子を冷却する冷却部材（放熱部材を含む）等を含んでいる。絶縁板は一般にセラミック板からなる。金属回路板は、モジュール基板の回路層としての特性を確保するため一般に高純度アルミニウムで形成されている。
【０００５】
これらの部材において互いに重なり合う二つの部材同士を接合する手段としては、例えばろう付けが用いられる。金属回路板と絶縁板をろう付けにより接合する場合、そのろう付け作業を容易にするため、金属回路板として、高純度アルミニウムからなる心材にろう材をクラッドしたクラッド板を用いることが考えられる。
【０００６】
このようなクラッド板として、特開２０１０−１７７４１３号公報（特許文献１）は、高純度アルミニウムからなる心材の片面又は両面に皮材としてＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材を熱間圧延によりクラッドしてなるクラッド材を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１７７４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
而して、高純度アルミニウムは結晶粒が粗大である。そのため、高純度アルミニウムからなる心材にろう材をクラッドした際に心材が再結晶及び塑性変形すると、ろう材の表面に凹凸が形成される。このように凹凸が形成されると、金属回路板の絶縁板との接合界面において接合状態が悪化し、その結果、接合強度が低下するとともに金属回路板から絶縁板への熱伝導も低下する。
【０００９】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、良好な接合状態を得ることができるモジュール基板用クラッド板、及び、これを用いて製造されたモジュール基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は以下の手段を提供する。
【００１１】
［１］  心材と、前記心材の両面のうち少なくとも片面にクラッドされたＡｌ合金系ろう材とを有し、
前記心材は、純度が９９．９質量％以上で、Ｃｕの含有量が５ｐｐｍ以上９０ｐｐｍ以下、及び、Ｆｅの含有量が５ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下に設定された高純度アルミニウムで形成されている、モジュール基板用クラッド板。
【００１２】
［２］  積層状に一体化された複数の部材を具備し、
前記複数の部材は金属回路板と絶縁板とを少なくとも含む、モジュール基板であって、
前記金属回路板は、請求項１記載のクラッド板の心材で形成され、
前記金属回路板と前記絶縁板は、前記クラッド板のろう材を介してろう付けにより接合され、
前記金属回路板の平均結晶粒径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記金属回路板の前記絶縁板との接合界面において、前記接合界面の法線方向に配向した、前記金属回路板の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、前記接合界面の全体領域に対して８０％以下である、モジュール基板。
【００１３】
［３］  積層状に一体化された複数の部材を具備し、
前記複数の部材は絶縁板と金属緩衝板とを少なくとも含む、モジュール基板であって、
前記金属緩衝板は、請求項１記載のクラッド板の心材で形成され、
前記絶縁板と前記金属緩衝板は、前記クラッド板のろう材を介してろう付けにより接合され、
前記金属緩衝板の平均結晶粒径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記金属緩衝板の前記絶縁板との接合界面において、前記接合界面の法線方向に配向した、前記金属緩衝板の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、前記接合界面の全体領域に対して８０％以下である、モジュール基板。
【００１４】
［４］  積層状に一体化された複数の部材を具備し、
前記複数の部材は金属回路板と絶縁板と金属緩衝板とを少なくとも含む、モジュール基板であって、
前記金属回路板は、請求項１記載の第１クラッド板の心材で形成されるとともに、
前記金属緩衝板は、請求項１記載の第２クラッド板の心材で形成され、
前記金属回路板と前記絶縁板は、前記第１クラッド板のろう材を介してろう付けにより接合されるとともに、
前記金属緩衝板と前記絶縁板は、前記第２クラッド板のろう材を介してろう付けにより接合され、
前記金属回路板の平均結晶粒径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記金属回路板の前記絶縁板との第１接合界面において、前記第１接合界面の法線方向に配向した、前記金属回路板の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、前記第１接合界面の全体領域に対して８０％以下であり、
前記金属緩衝板の平均結晶粒径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
前記金属緩衝板の前記絶縁板との第２接合界面において、前記第２接合界面の法線方向に配向した、前記金属緩衝板の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、前記第２接合界面の全体領域に対して８０％以下である、モジュール基板。
【００１５】
［５］  前記複数の部材は、更に、モジュール基板に搭載される発熱性素子を冷却する冷却部材を含んでいる前項２〜４のいずれかに記載のモジュール基板。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は以下の効果を奏する。
【００１７】
前項［１］では、心材を形成する純度９９．９質量％以上の高純度アルミニウムにおけるＣｕの含有量とＦｅの含有量がそれぞれ所定範囲に設定されることにより、心材とろう材とのクラッド時に心材の再結晶及び塑性変形が抑制されて、ろう材の表面において凹凸の形成が抑制される。これにより、ろう材の表面の平坦化を図ることができる。したがって、このクラッド板を被接合部材（例：絶縁板、冷却部材）にクラッド板のろう材を介してろう付けにより接合すると、心材の被接合部材との接合面積を増大させることができて、心材の被接合部材との接合界面において良好な接合状態を得ることができる。その結果、接合強度を向上させることができるし、心材と被接合部材との間の熱伝導を高めることができる。
【００１８】
前項［２］では、金属回路板が前項［１］のクラッド板の心材で形成されることにより、金属回路板（心材）とろう材とのクラッド時に金属回路板の再結晶及び塑性変形が抑制されて、ろう材の表面において凹凸の形成が抑制される。
【００１９】
さらに、金属回路板の平均結晶粒径が所定範囲に設定されるとともに、更に、金属回路板の絶縁板との接合界面において、接合界面の法線方向に配向した、金属回路板の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、接合界面の全体領域に対して所定の閾値以下であることにより、接合界面において凹凸の形成が抑制される。これにより、金属回路板の絶縁板との接合面積を増大させることができて、金属回路板の絶縁板との接合界面において良好な接合状態を得ることができる。その結果、金属回路板の絶縁板との接合強度を向上させることができるし、金属回路板と絶縁板との間の熱伝導を高めることができる。
【００２０】
前項［３］では、金属緩衝板が前項［１］のクラッド板の心材で形成されることにより、金属緩衝板（心材）とろう材とのクラッド時に金属緩衝板の再結晶及び塑性変形が抑制されて、ろう材の表面において凹凸の形成が抑制される。
【００２１】
さらに、金属緩衝板の平均結晶粒径が所定範囲に設定されるとともに、更に、金属緩衝板の絶縁板との接合界面において、接合界面の法線方向に配向した、金属緩衝板の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、接合界面の全体領域に対して所定の閾値以下であることにより、接合界面において凹凸の形成が抑制される。これにより、金属緩衝板の絶縁板との接合面積を増大させることができて、金属緩衝板の絶縁板との接合界面において良好な接合状態を得ることができる。その結果、金属緩衝板の絶縁板との接合強度を向上させることができるし、金属緩衝板と絶縁板との間の熱伝導を高めることができる。
【００２２】
前項［４］は、前項［３］と前項［４］の両方の効果を奏し得る。
【００２３】
前項［５］では、発熱性素子を良好に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るモジュール基板の断面図である。
【図２】図２は、同モジュール基板を構成する複数の部材を一体化する前の状態で示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００２６】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るモジュール基板１０は、その平坦な搭載面上に、電子素子（例：半導体素子）等の発熱性素子１１（二点鎖線で示す）がはんだ付け等により接合されて搭載されるものである。
【００２７】
モジュール基板１０は、積層状に一体化された複数の部材１２〜１５から構成されており、具体的には、図２に示すように、上から順に、金属回路板１２、絶縁板１３、金属緩衝板１４、及び、金属製冷却部材としての放熱部材（例：ヒートシンク）１５が積層状に配置されて、これらの部材１２〜１５が一体化されている。したがって、絶縁板１３は金属回路板１２と金属緩衝板１４との間に配置されている。
【００２８】
図１に示すように、金属回路板１２は絶縁板１３の上側に配置されている。金属緩衝板１４は、絶縁板１３の金属回路板１２配置側とは反対側、即ち絶縁板１３の下側に配置されている。放熱部材１５は、金属緩衝板１４の絶縁板１３配置側とは反対側、即ち金属緩衝板１４の下側に配置されている。そして、これらの部材１２〜１５において互いに重なり合う二つの部材同士はろう付けにより接合されている。
【００２９】
モジュール基板１０において、金属回路板１２は、電子回路が形成される層であり、その上面１２ｃ側に発熱性素子１１が搭載されるものである。本実施形態では、金属回路板１２の上面１２ｃがモジュール基板１０の搭載面に対応している。絶縁板１３は、電気絶縁性を有する層であり、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等のセラミック製である。金属緩衝板１４は、モジュール基板１０に発生する熱応力を緩和するための層であり、金属緩衝板１４の厚さ方向に貫通した複数の貫通孔１４ｃを有している。放熱部材１５は、発熱性素子１１の動作に伴い発熱性素子１１に発生した熱を放散することで発熱性素子１１を冷却するものであり、複数の放熱フィン１５ａを有している。
【００３０】
モジュール基板１０では、発熱性素子１１に発生した熱は、発熱性素子１１から金属回路板１２、絶縁板１３、金属緩衝板１４及び放熱部材１５に順次伝導して放熱部材１５の放熱フィン１５ａから放散される。その結果、発熱性素子１１の温度が低下し、即ち発熱性素子１１が冷却される。放熱部材１５は例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製である。
【００３１】
次に、金属回路板１２及び金属緩衝板１４の構成について詳細に説明する。
【００３２】
図２に示すように、金属回路板１２は、第１の高純度アルミニウム−ろう材クラッド板１の心材１ａで形成されている。第１クラッド板１において、心材１ａは高純度アルミニウムで形成されるとともに、心材１ａの下面にその略全面に亘って皮材としてＡｌ合金系ろう材１ｂが層状にクラッドされている。そして、金属回路板１２と絶縁板１３は、第１クラッド板１のろう材１ｂを介してろう付けにより接合される。
【００３３】
ろう材１ｂは特にＡｌ−Ｓｉ系ろう材であることが高い接合強度を得ることができる点等で望ましい。さらに、金属回路板１２と絶縁板１３とのろう付け手段が真空ろう付けである場合には、ろう材１ｂはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材であることが更に高い接合強度を得ることができる点等で特に望ましい。また、ろう材１ｂの流動性を向上させるためにろう材１ｂにＢｉ、Ｓｒ等が添加されていても良い。
【００３４】
金属回路板１２（心材１ａ）は上述したように高純度アルミニウムで形成されており、詳述すると、純度が９９．９質量％以上で、Ｃｕの含有量が５ｐｐｍ以上９０ｐｐｍ以下、及び、Ｆｅの含有量が５ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下に設定された高純度アルミニウムで形成されている。
【００３５】
高純度アルミニウムの純度が９９．９質量％未満では、不純物元素の含有量が多いことにより金属回路板１２が高強度になり、その結果、モジュール基板１０に発生する熱応力により金属回路板１２の絶縁板１３との第１接合界面１２ｘに剥離や亀裂が生じ易くなる。特に望ましい高純度アルミニウムの純度は９９．９５質量％以上である。
【００３６】
Ｃｕの含有量が５ｐｐｍ未満では、金属回路板１２（心材１ａ）が再結晶し易くなってろう材１ｂの表面に大きな凹凸が形成される。Ｃｕの含有量が９０ｐｐｍを超えると、金属回路板１２が高強度になり、その結果、モジュール基板１０に発生する熱応力により第１接合界面１２ｘに剥離や亀裂が生じ易くなる。特に望ましいＣｕの含有量の下限値は７ｐｐｍであり、その上限値は８０ｐｐｍである。
【００３７】
Ｆｅの含有量が５ｐｐｍ未満では、金属回路板１２（心材１ａ）が再結晶し易くなってろう材１ｂの表面に大きな凹凸が形成される。Ｆｅの含有量が１００ｐｐｍを超えると、金属回路板１２が高強度になり、その結果、モジュール基板１０に発生した熱応力により第１接合界面１２ｘに剥離や亀裂が生じ易くなる。特に望ましいＦｅの含有量の下限値は７ｐｐｍであり、その上限値は９０ｐｐｍである。
【００３８】
さらに、高純度アルミニウムは、不純物元素としてＳｉを１００ｐｐｍ以下含有していても良い。Ｓｉの含有量が１００ｐｐｍ以下（特に望ましくは８０ｐｐｍ以下）であることにより、金属回路板１２が高強度になるのを抑制することができ、これにより、モジュール基板１０に発生する熱応力により第１接合界面１２ｘに剥離や亀裂が生じるのを抑制することができる。
【００３９】
さらに、高純度アルミニウムは、Ｃｕ、Ｆｅ及びＳｉ以外の一種又は二種以上の不純物元素をそれぞれ３０ｐｐｍ以下含有していても良い。当該不純物元素の含有量がそれぞれ３０ｐｐｍ以下（特に望ましくは２５ｐｐｍ以下）であることにより、金属回路板１２が高強度になるのを抑制することができ、これにより、モジュール基板１０に発生する熱応力により第１接合界面１２ｘに剥離や亀裂が生じるのを抑制することができる。
【００４０】
モジュール基板１０において、金属回路板１２の絶縁板１３との第１接合界面１２ｘに凹凸が形成されるのを抑制するには、第１接合界面１２ｘにおける金属回路板１２の結晶粒の方位はなるべくランダムであることが望ましい。第１接合界面１２ｘにおいて、第１接合界面１２ｘの法線方向ＮＤ１に配向した、金属回路板１２の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、第１接合界面１２ｘの全体領域に対して８０％以下であることにより、第１接合界面１２ｘにおいて凹凸の形成を抑制することができる。これにより、金属回路板１２の絶縁板１３との接合面積を増大させることができて、第１接合界面１２ｘにおいて良好な接合状態を得ることができる。
【００４１】
一方、当該発生領域が第１接合界面１２ｘの全体領域に対して８０％を超えると、第１接合界面１２ｘに大きな凹凸が形成されて、金属回路板１２の絶縁板１３との接合面積が減少する。その結果、金属回路板１２の絶縁板１３との接合強度が低下するし、金属回路板１２と絶縁板１３との間の熱伝導が低下する。特に、当該発生領域が第１接合界面１２ｘの全体領域に対して６０％未満であることが望ましい。当該発生領域が第１接合界面１２ｘの全体領域に対して占める割合の下限値は限定されるものではないが、特に１０％であることが望ましい。
【００４２】
さらに、モジュール基板１０では、金属回路板１２の平均結晶粒径は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されている。これにより、第１接合界面１２ｘにおいて凹凸の形成が更に抑制される。そのため、金属回路板１２の絶縁板１３との接合面積を更に増大させることができて、第１接合界面１２ｘにおいて良好な接合状態を確実に得ることができる。特に望ましい平均結晶粒径の下限値は１．５ｍｍであり、その上限値は８ｍｍである。
【００４３】
金属回路板１２（心材１ａ）の厚さは、金属回路板１２としての機能を奏しうる厚さであれば限定されるものではないが、特に０．１〜２ｍｍであることが金属回路板１２に電流が確実に流れうるようになる点で望ましい。
【００４４】
金属回路板１２のろう材１ｂの厚さは、金属回路板１２を絶縁板１３に接合可能な厚さであれば限定されるものではないが、特に５〜５０μｍであることが金属回路板１２を絶縁板１３に確実に接合しうる点で望ましい。
【００４５】
金属回路板１２（心材１ａ）とろう材１ｂとのクラッド手段及びその条件については限定されるものではないが、特にクラッド圧延であることが、生産性の点で望ましい。例えば熱間で圧延クラッドしても構わないし、冷間で圧延クラッドしても構わない。
【００４６】
図２に示すように、金属緩衝板１４は、第２の高純度アルミニウム−ろう材クラッド板２の心材２ａで形成されている。第２クラッド板２において、心材２ａは高純度アルミニウムで形成されるとともに、心材２ａの上面及び下面にそれぞれその略全面に亘って皮材としてＡｌ合金系ろう材２ｂが層状にクラッドされている。そして、金属緩衝板１４と絶縁板１３は、心材２ａの上面にクラッドされた上ろう材２ｂを介してろう付けにより接合されるとともに、金属緩衝板１４と放熱部材１５は、心材２ａの下面にクラッドされた下ろう材２ｂを介してろう付けにより接合される。
【００４７】
ろう材２ｂの望ましい構成（組成を含む）は、上述した金属回路板１２のろう材１ｂと同じである。
【００４８】
金属緩衝板１４（心材２ａ）は上述したように高純度アルミニウムで形成されており、詳述すると、純度が９９．９質量％以上で、Ｃｕの含有量が５ｐｐｍ以上９０ｐｐｍ以下、及び、Ｆｅの含有量が５ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下に設定された高純度アルミニウムで形成されている。
【００４９】
高純度アルミニウムの純度が９９．９質量％未満では、不純物元素の含有量が多いことにより金属緩衝板１４が高強度になり、その結果、モジュール基板１０に発生する熱応力の緩和効果を十分に得ることができない。特に望ましい高純度アルミニウムの純度は９９．９５質量％以上である。
【００５０】
Ｃｕの含有量が５ｐｐｍ未満では、金属緩衝板１４（心材２ａ）が再結晶し易くなってろう材２ｂの表面に大きな凹凸が形成される。Ｃｕの含有量が９０ｐｐｍを超えると、金属緩衝板１４が高強度になり、その結果、モジュール基板１０に発生する熱応力の緩和効果を十分に得ることができない。特に望ましいＣｕの含有量の下限値は７ｐｐｍであり、その上限値は８０ｐｐｍである。
【００５１】
Ｆｅの含有量が５ｐｐｍ未満では、金属緩衝板１４（心材２ａ）が再結晶し易くなってろう材２ｂの表面に大きな凹凸が形成される。Ｆｅの含有量が１００ｐｐｍを超えると、金属緩衝板１４が高強度になり、その結果、モジュール基板１０に発生した熱応力の緩和効果を十分に得ることができない。特に望ましいＦｅの含有量の下限値は７ｐｐｍであり、その上限値は９０ｐｐｍである。
【００５２】
さらに、高純度アルミニウムは、不純物元素としてＳｉを１００ｐｐｍ以下含有していても良い。Ｓｉの含有量が１００ｐｐｍ以下（特に望ましくは８０ｐｐｍ以下）であることにより、金属緩衝板１４が高強度になるのを確実に抑制することができ、これによりモジュール基板１０に発生する熱応力の緩和効果を確実に得ることができる。
【００５３】
さらに、高純度アルミニウムは、Ｃｕ、Ｆｅ及びＳｉ以外の一種又は二種以上の不純物元素をそれぞれ３０ｐｐｍ以下含有していても良い。当該不純物元素の含有量がそれぞれ３０ｐｐｍ以下（特に望ましくは２５ｐｐｍ以下）であることにより、金属緩衝板１４が高強度になるのを確実に抑制することができ、これにより熱応力の緩和効果を確実に得ることができる。
【００５４】
モジュール基板１０において、金属緩衝板１４の絶縁板１３との第２接合界面１４ｘに凹凸が形成されるのを抑制するには、第２接合界面１４ｘにおける金属緩衝板１４の結晶粒の方位はなるべくランダムであることが望ましい。第２接合界面１４ｘにおいて、第２接合界面１４ｘの法線方向ＮＤ２に配向した、金属緩衝板１４の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、第２接合界面１４ｘの全体領域に対して８０％以下であることにより、第２接合界面１４ｘにおいて凹凸の形成を抑制することができる。これにより、金属緩衝板１４の絶縁板１３との接合面積を増大させることができて、第２接合界面１４ｘにおいて良好な接合状態を得ることができる。
【００５５】
一方、当該発生領域が第２接合界面１４ｘの全体領域に対して８０％を超えると、第２接合界面１４ｘに大きな凹凸が形成されて、金属緩衝板１４の絶縁板１３との接合面積が減少する。その結果、金属緩衝板１４の絶縁板１３との接合強度が低下するし、金属緩衝板１４と絶縁板１３との間の熱伝導が低下する。特に、当該発生領域が第２接合界面１４ｘの全体領域に対して６０％未満であることが望ましい。当該発生領域が第２接合界面１４ｘの全体領域に対して占める割合の下限値は限定されるものではないが、特に１０％であることが望ましい。
【００５６】
モジュール基板１０において、金属緩衝板１４の放熱部材１５との第３接合界面１４ｙに凹凸が形成されるのを抑制するには、第３接合界面１４ｙにおける金属緩衝板１４の結晶粒の方位はなるべくランダムであることが望ましい。第３接合界面１４ｙにおいて、第３接合界面１４ｙの法線方向ＮＤ３に配向した、金属緩衝板１４の[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、第３接合界面１４ｙの全体領域に対して８０％以下であることにより、第３接合界面１４ｙにおいて凹凸の形成を抑制することができる。これにより、金属緩衝板１４の放熱部材１５との接合面積を増大させることができて、第３接合界面１４ｙにおいて良好な接合状態を得ることができる。
【００５７】
一方、当該発生領域が第３接合界面１４ｙの全体領域に対して８０％を超えると、第３接合界面１４ｙに大きな凹凸が形成されて、金属緩衝板１４の放熱部材１５との接合面積が減少する。その結果、金属緩衝板１４の放熱部材１５との接合強度が低下するし、金属緩衝板１４と放熱部材１５との間の熱伝導が低下する。特に、当該発生領域が第３接合界面１４ｙの全体領域に対して６０％未満であることが望ましい。当該発生領域が第３接合界面１４ｙの全体領域に対して占める割合の下限値は限定されるものではないが、特に１０％であることが望ましい。
【００５８】
さらに、モジュール基板１０では、金属緩衝板１４の平均結晶粒径は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されている。これにより、第２接合界面１４ｘ及び第３接合界面１４ｙにおいてそれぞれ凹凸の形成が更に抑制される。そのため、金属緩衝板１４の絶縁板１３との接合面積及び金属緩衝板１４の放熱部材１５との接合面積をそれぞれ更に増大させることができて、第２接合界面１４ｘ及び第３接合界面１４ｙにおいてそれぞれ良好な接合状態を確実に得ることができる。特に望ましい平均結晶粒径の下限値は１．５ｍｍであり、その上限値は８ｍｍである。
【００５９】
金属緩衝板１４（心材２ａ）の厚さは、金属緩衝板１４としての機能を奏しうる厚さであれば限定されるものではないが、特に０．２〜５ｍｍであることが、モジュール基板１０（特に絶縁板１３）に発生する熱応力を確実に緩衝しうる点で望ましい。
【００６０】
金属緩衝板１４の上ろう材２ｂの厚さは、金属緩衝板１４を絶縁板１３に接合可能な厚さであれば限定されるものではないが、特に望ましい上ろう材２ｂの厚さは、上述した金属回路板１２のろう材１ｂの望ましい厚さと同じである。これと同様に、金属緩衝板１４の下ろう材２ｂの厚さは、金属緩衝板１４を放熱部材１５に接合可能な厚さであれば限定されるものではないが、特に望ましい下ろう材２ｂの厚さは、上述した金属回路板１２のろう材１ｂの望ましい厚さと同じである。
【００６１】
金属緩衝板１４（心材２ａ）と各ろう材２ｂとのクラッド手段及びその条件については限定されるものではないが、特に望ましいクラッド手段及びその条件は、上述した金属回路板１２（心材１ａ）とろう材１ｂとの望ましいクラッド手段及びその条件と同じである。
【００６２】
モジュール基板１０において、互いに重なり合う二つの部材同士をろう付けにより接合する場合、そのろう付けは常法に従って行えば良い。特に、金属回路板１２、絶縁板１３、金属緩衝板１４及び放熱部材１５を真空ろう付けにより一括して接合一体化することが望ましい。真空ろう付けによる望ましいろう付け条件は、真空度１×１０-3〜１×１０-4Ｐａ、ろう付け温度５８０〜６２０℃、その保持時間３〜６０ｍｉｎである。
【００６３】
本実施形態のモジュール基板１０では、その搭載面としての金属回路板１２の上面１２ｃに発熱性素子１１が搭載される際には、金属回路板１２の上面１２ｃに例えばＮｉＰめっき等のニッケルめっき層（図示せず）が形成され、その後、発熱性素子１１がリフロー等のはんだ付けにより接合される。
【００６４】
ここで、金属回路板１２と絶縁板１３は第１接合界面１２ｘにおいて良好に接合されており、絶縁板１３と金属緩衝板１４は第２接合界面１４ｘにおいて良好に接合されており、金属緩衝板１４と放熱部材１５は第３接合界面１４ｙにおいて良好に接合されていることから、発熱性素子１１に発生した熱は、発熱性素子１１から金属回路板１２、絶縁板１３、金属緩衝板１４及び放熱部材１５に順次良好に伝導する。したがって、モジュール基板１０は、発熱性素子１１の熱を放熱部材１５によって迅速に放散することができ、高い放熱性能（冷却性能）を有している。
【００６５】
以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々に変更可能である。
【００６６】
また本発明では、冷却部材はヒートシンク等の放熱部材であることに限定されるものではなく、その他に例えば、冷媒（例：冷却水）が流通する冷媒通路を有する冷却器であっても良い。
【実施例】
【００６７】
次に本発明の具体的な実施例及び比較例を説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６８】
【表１】
2016108636.tif 000003
【００６９】
＜実施例１〜４＞
実施例１〜４では、上記実施形態のモジュール基板１０を以下の製造方法により製造した。
【００７０】
金属回路板１２として、心材１ａの下面にその全面に亘ってろう材１ｂがクラッドされてなる第１クラッド板１を準備した。心材１ａは、純度が９９．９質量％以上の高純度アルミニウムで形成されていた。心材１ａの平面視形状は正方形状であり、その一辺の長さは２５ｍｍであり、その厚さは０．６ｍｍであった。ろう材１ｂはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材であり、その厚さは３０μｍであった。心材１ａとろう材１ｂとのクラッド手段及びその条件は、冷間で圧延を行いクラッドした。
【００７１】
絶縁板１３としてＡｌＮ板を準備した。ＡｌＮ板の平面視形状は正方形状であり、その一辺の長さは２７ｍｍであり、ＡｌＮ板の厚さは０．６４ｍｍであった。
【００７２】
金属緩衝板１４として、心材２ａの上面及び下面にそれぞれその全面に亘ってＡｌ合金系ろう材２ｂがクラッドされてなる第２クラッド板２を準備した。心材２ａは、純度が９９．９質量％以上の高純度アルミニウムで形成されており、更に、心材２ａの厚さ方向に貫通した複数の貫通孔１４ｃを有している。心材２ａの平面視形状は正方形状であり、その一辺の長さは２５ｍｍであり、心材２ａの厚さは１．６ｍｍであった。各ろう材２ｂは、第１クラッド板１のろう材１ｂと同じ組成を有しており、その厚さは３０μｍであった。心材２ａとろう材２ｂとのクラッド手段及びその条件は、第１クラッド板１で適用した心材１ａとろう材１ｂとのクラッド手段及びその条件と同じである。
【００７３】
金属回路板１２と金属緩衝板１４において、第１クラッド板１の心材１ａの組成と第２クラッド板２の心材２ａの組成は同じであり、当該組成を表１中の「心材の組成」欄に示した。
【００７４】
放熱部材１５としてアルミニウム合金製ヒートシンクを準備した。ヒートシンクにおける金属緩衝板１４とのろう付け予定面の平面視形状は正方形状であり、その一辺の長さは２５ｍｍであり、ヒートシンクの厚さは１０ｍｍであった。
【００７５】
そして、上から順に、第１クラッド板１、ＡｌＮ板（絶縁板１３）、第２クラッド板２及びヒートシンク（放熱部材１５）を積層状に配置し、これらの部材を真空ろう付け炉を用いた真空ろう付けにより一括して接合一体化した。その際のろう付け条件は、真空度１×１０-4Ｐａ、ろう付け温度６００℃、その保持時間２０ｍｉｎであった。
【００７６】
以上の手順により実施例１〜４のモジュール基板１０をそれぞれ製造した。
【００７７】
＜比較例＞
比較例では、上記実施例１〜４のモジュール基板１０の製造方法と同じ方法でモジュール基板を製造した。比較例のモジュール基板において、第１クラッド板１の心材１ａの組成と第２クラッド板２の心材２ａの組成は同じであり、当該組成を表１中の「心材の組成」欄に示した。
【００７８】
＜評価＞
上述した実施例１〜４及び比較例のそれぞれのモジュール基板について、第１クラッド板１の心材１ａ（金属回路板１２）のＡｌＮ板（絶縁板１３）との第１接合界面１２ｘにおいて第１クラッド板１の心材１ａの平均結晶粒径及び結晶方位をＥＢＳＰ（Electron BackScatter diffraction Pattern）装置を用いて測定した。その結果を表１中の「平均結晶粒径」欄及び「[００１]方位の面積率」欄に示した。
【００７９】
「[００１]方位の面積率」欄において、「Ａ」は、第１接合界面１２ｘの法線方向ＮＤ１に配向した、第１クラッド板１の心材１ａの[００１]の方位の結晶粒の発生領域が、第１接合界面１２ｘの全体領域に対して６０％未満であり、「Ｂ」は６０％以上８０％以下であり、及び、「Ｃ」は８０％を超えていたことをそれぞれ示している。
【００８０】
ＥＢＳＰ装置を用いた平均結晶粒径と結晶方位の測定方法及び測定条件は以下のとおりである。すなわち、加速電圧２０ｋＶ、照射電流２０ｎＡ、ＷＤ＝１５ｍｍの測定条件でＥＢＳＰ装置により結晶方位を測定すると共に平均結晶粒径を測定した。
【００８１】
また、第１クラッド板１の心材１ａ（金属回路板１２）のＡｌＮ板（絶縁板１３）との第１接合界面１２ｘにおける接合面積率を超音波探傷法により測定し、第１接合界面１２ｘにおける接合状態を評価した。その結果を表１中の「接合状態の評価」欄に示した。
【００８２】
同欄において、「○」は接合面積率が９８％以上であり、「△」は９０％以上９８％未満であり、及び、「×」は９０％未満であったことをそれぞれ示している。
【００８３】
表１に示すように、実施例１〜４のモジュール基板１０はいずれも高い接合面積率を有しており、したがって接合状態が良好であることを確認し得た。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、発熱性素子等が搭載されるモジュール基板に用いられるクラッド板、及び、モジュール基板に利用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１：第１クラッド板
１ａ：第１クラッド板の心材
１ｂ：第１クラッド板のろう材
２：第２クラッド板
２ａ：第２クラッド板の心材
２ｂ：第２クラッド板のろう材
１０：モジュール基板
１１：発熱性素子
１２：金属回路板
１２ｘ：第１接合界面
１３：絶縁板
１４：金属緩衝板
１４ｘ：第２接合界面
１４ｙ：第３接合界面
１５：放熱部材（冷却部材）
【図１】
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【図２】
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