(57)【要約】【課題】回路基板の小型化、低インダクタンス化が図れ、信頼性が高い多層構造の金属−セラミックス接合基板、および少ない工程で且つ低コストで製造することのできる多層構造の金属−セラミックス接合基板製造方法を提供する。【解決手段】複数の金属板がセラミックス基板に接合された多層構造の金属−セラミックス接合基板であって、複数の貫通孔を有する第１のセラミックス基板の一方の面に複数の第１の金属板の一方の面が直接接合しており、前記第１のセラミックス基板の他方の面に第２の金属板の一方の面が直接接合しており、前記第２の金属板の他方の面に第２のセラミックス基板の一方の面が直接接合しており、前記複数の貫通孔内の各々に金属部材が直接接合しており、前記金属部材および前記第２の金属板により前記複数の第１の金属板のうち少なくとも２つが接続されている金属−セラミックス接合基板とする。【選択図】図１
2017212316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属板がセラミックス基板に接合された多層構造の金属−セラミックス接合基板であって、複数の貫通孔を有する第１のセラミックス基板の一方の面に複数の第１の金属板の一方の面が直接接合しており、前記第１のセラミックス基板の他方の面に第２の金属板の一方の面が直接接合しており、前記第２の金属板の他方の面に第２のセラミックス基板の一方の面が直接接合しており、前記複数の貫通孔内の各々に金属部材が直接接合しており、前記金属部材および前記第２の金属板により前記複数の第１の金属板のうち少なくとも２つが接続されていることを特徴とする、金属−セラミックス接合基板。
【請求項２】
前記第２のセラミックス基板の他方の面に、放熱部材が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の金属−セラミックス接合基板。 
【請求項３】
前記放熱部材の形状が板状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−セラミックス接合基板 。
【請求項４】
前記板状の放熱部材にフィンまたはピンが形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の金属−セラミックス接合基板 。
【請求項５】
前記放熱部材が前記第２のセラミックス基板に直接接合していることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の金属−セラミックス接合基板。
【請求項６】
前記複数の第１の金属板、前記第２の金属板、前記金属部材がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の金属−セラミックス接合基板。
【請求項７】
前記複数の第１の金属板のうち互いに隣接し最も距離の近い第１の金属板同士は、前記金属部材および前記第２の金属板により接続されていないことを特徴とする、請求項１〜６に記載の金属−セラミックス接合基板。
【請求項８】
複数の金属板がセラミックス基板を介して接合された多層構造の金属−セラミックス接合基板の製造方法において、鋳型内に複数の貫通孔を有する第１のセラミックス基板と第２のセラミックス基板を互いに離間して配置させ、この鋳型内の各々のセラミックス基板に接触するように金属溶湯を注湯した後に金属溶湯を冷却して固化させることにより、第１のセラミックス基板の一方の面に第１の金属板を形成して直接接合し、第１のセラミックス基板の他方の面と第２のセラミックス基板の一方の面の間に第２の金属板を形成して直接接合するとともに、前記貫通孔に前記第１の金属板と前記第２の金属板を接続する金属部材を形成して直接接合することを特徴とする、金属−セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項９】
前記金属溶湯を冷却して固化させることにより、前記第２のセラミックス基板の他方の面に放熱部材を形成して直接接合することを特徴する、請求項８に記載の金属−セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項１０】
前記各々のセラミックス基板に金属板が直接接合した多層構造の金属−セラミックス接合基板を鋳型から取り出した後、前記第１の金属板の表面にエッチングレジストを形成し、前記第１の金属板をエッチングして複数の第１の金属板を形成するとともに、前記複数の第１の金属板のうちの少なくとも２つが前記金属部材および前記第２の金属板により接続されるように形成することを特徴とする、請求項８または９に記載の金属−セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項１１】
前記金属溶湯がアルミニウム溶湯またはアルミニウム合金溶湯であることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の金属−セラミックス接合基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の金属板の表面にめっきを施すことを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の金属−セラミックス接合基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属−セラミックス接合基板およびその製造方法に関し、特に、複数の金属板がセラミックス基板を介して接合された多層構造の金属−セラミックス接合基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、電車、工作機械などの大電流を制御するためのパワーモジュール用の絶縁基板として、セラミックス基板の一方の面に金属回路板が接合するとともに他方の面に放熱用金属ベース板が接合した金属−セラミックス接合基板が使用されている。このような金属−セラミックス接合基板の小型化、低インダクタンス化および高信頼性化を図るために様々な提案がなされている。
【０００３】
例えば、複数の回路層用金属板が第１セラミックス基板を介して積層状態に接合されるとともに、第１セラミックス基板に形成した貫通孔内に、第１セラミックス基板の両面に配置される両回路層用金属板を接続状態とする金属部材が挿入され、積層状態の回路層用金属板の一方側の面に第２セラミックス基板が接合され、第２セラミックス基板の回路層用金属板とは反対側の面に放熱層用金属板が接合されてなり、第１セラミックス基板と第２セラミックス基板との間の回路層用金属板は、その一側部が両セラミックス基板の間から突出し、その突出部に外部接続用リード端子部が一体に形成されている、パワーモジュール用基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、鋳型内に複数のセラミックス基板を互いに離間して配置させ、この鋳型内の各々のセラミックス基板に接触するように金属溶湯を注湯した後に金属溶湯を冷却して固化させることにより、各々のセラミックス基板上に金属板を形成して直接接合して製造した、多層構造の金属―セラミックス接合基板が提案されている（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２０１４−６７９７１号公報
【特許文献２】特開２００６−６６５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１では２枚のセラミックス基板および金属板は２回に分けて接合され、まず、一次接合において２枚のセラミックス基板と最上段の金属板および中段の金属板とを先に高融点のろう材を介してろう接して一次接合体を得、二次接合において一次接合体にさらに最下段を構成する金属板を低融点のろう材を介して接合する。また、一次接合において最上段の金属板の一部には凸部が形成され、セラミックス基板の貫通孔に嵌るように位置決めをし、加圧装置により加圧した状態で接合する。このような製造方法では、接合を２回実施する必要があり、また予め金属板の一部に凸部を正確に形成してセラミックス基板と金属板を精密に位置決めすることが必要となる。よって、短い工程でかつ低コストでパワーモジュール基板を作製することができない。また、特に車両などの用途には、ろう材を介して接合しているので十分な耐熱衝撃性、信頼性を得ることは困難である。
【０００７】
また、特許文献２の実施の形態に記載されている金属−セラミックス接合基板によると、３枚のセラミックス基板のうち２枚にそれぞれ１つの貫通孔が形成されており、貫通孔にアルミニウムまたはアルミニウム合金が充填され、セラミックス基板の上下の導通を得ているが、最表面に形成された回路パターン間は電気的に接続されていない。よってパターン間を接続するためには、金属接続部材（端子、バスバー等）を準備してパターン間を繋ぐように半田付けして接続したり、各回路パターン表面にＡｌ等のワイヤーをボンディングして接続したりすることが必要である。しかし、金属回路板上に端子やワイヤーを形成するためには場所が必要であり、少なくともその分だけ金属回路板の面積を大きくしなければならないので、金属回路板の小型化に制限がある。また、端子やワイヤーによる接続はその経路が長くなり、回路の低インダクタンス化にも不利となることがある。
【０００８】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、回路基板の小型化、低インダクタンス化が図れ、信頼性が高い多層構造の金属−セラミックス接合基板、および少ない工程且つ低コストで製造することのできる前記多層構造の金属−セラミックス接合基板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、複数の金属板がセラミックス基板に接合された多層構造の金属−セラミックス接合基板であって、複数の貫通孔を有する第１のセラミックス基板の一方の面に複数の第１の金属板の一方の面が直接接合しており、前記第１のセラミックス基板の他方の面に第２の金属板の一方の面が直接接合しており、前記第２の金属板の他方の面に第２のセラミックス基板の一方の面が直接接合しており、前記複数の貫通孔内の各々に金属部材が直接接合しており、前記金属部材および前記第２の金属板により前記複数の第１の金属板のうち少なくとも２つが接続されていることを特徴とする金属−セラミックス接合基板により、回路基板の小型化、低インダクタンス化が図れ、信頼性が高い多層構造の金属−セラミックス接合基板を提供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−セラミックス接合基板は、複数の金属板がセラミックス基板に接合された多層構造の金属−セラミックス接合基板であって、複数の貫通孔を有する第１のセラミックス基板の一方の面に複数の第１の金属板の一方の面が直接接合しており、前記第１のセラミックス基板の他方の面に第２の金属板の一方の面が直接接合しており、前記第２の金属板の他方の面に第２のセラミックス基板の一方の面が直接接合しており、前記複数の貫通孔内の各々に金属部材が直接接合しており、前記金属部材および前記第２の金属板により前記複数の第１の金属板のうち少なくとも２つが接続されていることを特徴とする。
【００１１】
この金属−セラミックス接合基板において、前記第２のセラミックス基板の他方の面に、放熱部材が形成されていることが好ましく、前記放熱部材の形状が板状であることが好ましく、前記板状の放熱部材にフィンまたはピンが形成されていることが好ましく、前記放熱部材が前記第２のセラミックス基板に直接接合していることが好ましい。
さらに、前記複数の第１の金属板、前記第２の金属板、前記金属部材がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることが好ましく、前記複数の第１の金属板のうち互いに隣接し最も距離の近い第１の金属板同士は、前記金属部材および前記第２の金属板により接続されていなくてもよい。
【００１２】
また、本発明による金属−セラミックス接合基板の製造方法は、複数の金属板がセラミックス基板を介して接合された多層構造の金属−セラミックス接合基板の製造方法において、鋳型内に複数の貫通孔を有する第１のセラミックス基板と第２のセラミックス基板を互いに離間して配置させ、この鋳型内の各々のセラミックス基板に接触するように金属溶湯を注湯した後に金属溶湯を冷却して固化させることにより、第１のセラミックス基板の一方の面に第１の金属板を形成して直接接合し、第１のセラミックス基板の他方の面と第２のセラミックス基板の一方の面の間に第２の金属板を形成して直接接合するとともに、前記貫通孔に前記第１の金属板と前記第２の金属板を接続する金属部材を形成して直接接合することを特徴とする。
【００１３】
上記の金属−セラミックス接合基板の製造方法において、前記金属溶湯を冷却して固化させることにより、前記第２のセラミックス基板の他方の面に放熱部材を形成して直接接合することが好ましく、前記各々のセラミックス基板に金属板が直接接合した多層構造の金属−セラミックス接合基板を鋳型から取り出した後、前記第１の金属板の表面にエッチングレジストを形成し、前記第１の金属板をエッチングして複数の第１の金属板（金属回路板）を形成するとともに、前記複数の第１の金属板のうちの少なくとも２つが前記金属部材および前記第２の金属板により接続されるように形成することが好ましい。また、前記金属溶湯がアルミニウム溶湯またはアルミニウム合金溶湯であることが好ましく、前記第１の金属板の表面にめっきを施すことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回路基板の小型化、低インダクタンス化が図れ、信頼性が高い多層構造の金属−セラミックス接合基板、および少ない工程で且つ低コストで製造することのできる前記多層構造の金属−セラミックス接合基板製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による金属−セラミックス接合基板の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明による金属−セラミックス接合基板の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図３】図２に示す実施の形態の金属−セラミックス接合基板の上面図である。
【図４】本発明による金属−セラミックス接合基板の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図５】図２に示す第２の実施の形態の金属−セラミックス接合基板を製造方するために使用する鋳型の断面図である。
【図６】図５に示す鋳型の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明による金属−セラミックス接合基板およびその製造方法の実施の形態について説明する。
本発明による金属−セラミックス接合基板の第１の実施の形態は、図１の断面図に示すように、複数の金属板がセラミックス基板を介して接合された多層構造の金属−セラミックス接合基板１において、複数の貫通孔１２ａを有する第１のセラミックス基板１２の一方の面に複数の第１の金属板２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）の一方の面が直接接合しており、第１のセラミックス基板１２の他方の面に第２の金属板２４の一方の面が直接接合しており、第２の金属板２４の他方の面に第２のセラミックス基板１４の一方の面が直接接合しており、複数の貫通孔内１２ａに複数の第１の金属板２２（２２ａ、２２ｃ）と第２の金属板２４を接続する金属部材２６が形成され、また、第１の金属板（金属回路板、回路パターン）２２の他方の面（表面）の一部を被覆するめっき部３２とから構成されている。めっき部３２には本発明の金属−セラミックス基板を用いてパワーモジュールを作製するときに、半導体チップ、電子部品などが半田付けされる。
【００１７】
また、第１のセラミックス基板１２の複数の貫通孔は、第１の金属板２２ａと２２ｃの一方の面に対向する部分、および第２の金属板の一方の面に対向する部分に形成されており、第１の金属板２２ｂの一方の面に対向する部分には形成されていない。よって、第１の金属板２２ａと２２ｃは貫通孔に形成された金属部材および第２の金属板により電気的な接続がなされているが、隣接して最も距離の近い第１の金属板の２２ｂと２２ａ、２２ｂと２２ｃの間は、貫通孔に形成された金属部材および第２の金属板による接続はなされていない。
【００１８】
金属−セラミックス接合基板１において、図１の第１の金属板２２は金属回路パターンを形成し、略矩形の金属（回路）板２２ａ、２２ｂ、２２ｃの３つが第１のセラミックス基板１２の一方の面に形成され、そのうち金属（回路）板２２ａと２２ｃは第１のセラミックス基板１２の他方の面に形成された第２の金属板２４および前記金属部材２６を介して接続されており、第１の金属（回路）板２２ａ、２２ｃの表面を使用せずに両者を接続しているため、金属回路板の面積を大きくする必要がないので回路基板の小型化が可能となる。また、金属部材および第２の金属板により（回路側に端子やバスバーでパターンを繋ぐよりも）短い経路で接続可能であるので低インダクタンス化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明による金属−セラミックス接合基板の第２の実施の形態は、図１の金属−セラミックス基板１と同じ構成のものに、さらに第２のセラミックス基板１４の他方の面に放熱部材を直接接合により形成した構成のものである。図２、図３にその構造を示し、図１と同じ構成、機能の部材はその数字に１００を加えて示し、重複の説明は省略する。放熱部材１１０は第２のセラミックス基板１１４に直接接合されているので、チップ等電子部品の発熱を効率よく放熱することができる。図２は図３のＡ−Ａ断面図であり、図３は金属−セラミックス接合基板１１を上から見た図である。
【００２０】
第１の実施の形態および第２の実施の形態において、第１の金属板２２（１２２）と、第２の金属板２４（１２４）、さらに放熱部材（金属ベース板）１１０は同一の金属材料からなり、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるのが好ましい。また、第１のセラミックス基板１２（１１２）には、複数のバイアホール用の貫通孔１２ａ（１１２ａ）が形成されている。これらの貫通孔１２ａ（１１２ａ）内には、第１の金属板２２（１２２）、第２の金属板２４（１２４）などと同じ金属材料が充填されており、第１のセラミックス基板１２（１１２）のそれぞれ貫通孔１２ａ（１１２ａ）の内面に直接接合するとともに、第１の金属板２２（１２２）と第２の金属板２４（１２４）の間を接続する金属部材を形成するとともに、第２の金属板２４（１２４）を介して金属回路板２２ａ（１２２ａ）と２２ｃ（１２２ｃ）が接続している。
【００２１】
なお、第３の実施の形態として、放熱部材として放熱フィンあるいは放熱ピンと一体となった金属ベース板２１０を使用してもよい。図４にその構造を示し、図１と同じ構成、機能の部材はその数字に２００を加えて示し、重複の説明は省略する。
【００２２】
図２、３に示す第２の実施の形態の金属−セラミックス接合基板は、図５、図６に示すような鋳型３００に金属溶湯を流し込んで冷却することにより接合体を製造した後に、エッチングにより複数の第１の金属板（金属回路板）１２２を形成し、その表面をニッケルなどでめっきすることによって製造することができる。図１の第１の実施の形態、図４の第３の実施の形態の金属−セラミックス接合基板も図５、図６の一部（３０８ａ等）をなくしたり所定の形状に変形することにより、同様の鋳型で作製することができる。
【００２３】
図５および図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、鋳型３００は、カーボンまたは多孔質金属などの通気性材料からなり、それぞれ平面形状が略矩形の下側鋳型部材３０２と上側鋳型部材３０４とから構成されている。下側鋳型部材３０２に上側鋳型部材３０４を被せることによって内部に画定される空間の形状および大きさは、図２、図３に示す金属−セラミックス接合基板のエッチング前の形状および大きさに略等しくなっている。
【００２４】
下側鋳型部材３０２は、互いに分離可能な底部（鋳型部材）３０６と上部（鋳型部材）３０８とから構成されている。下側鋳型部材３０２の底部３０６の上面には、第１のセラミックス基板１１２と略等しい形状および大きさの第１のセラミックス基板収容部３０６ａが形成され、この第１のセラミックス基板収容部３０６ａの底面には、エッチング前の金属回路板１２２（１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ）と略等しい形状および大きさの金属回路板形成部３０６ｂが形成されている。下側鋳型部材３０２の上部３０８の略中央部には、上部３０８を貫通する略矩形の開口部が形成されている。この開口部の内面は階段状に形成されており、この開口部の上側の部分が、放熱用金属ベース板１１０と略等しい形状および大きさの放熱用金属ベース板形成部３０８ａを画定し、中間の部分が、第２のセラミックス基板１１４と略等しい形状および大きさの第２のセラミックス基板収容部３０８ｂを画定し、下側の部分が、第２の金属板１２４と略等しい形状および大きさの第２の金属板形成部３０８ｃを画定している。なお、図５は、セラミックス基板１１２、１１４が鋳型３００内に収容されている状態を示している。
【００２５】
また、上側鋳型部材３０４には、金属溶湯を鋳型３００内に注湯するための注湯口３０４ａが形成されている。下側鋳型部材３０２には、放熱部材（放熱用金属ベース板）形成部３０８ａに注湯された金属溶湯を第２の金属板形成部３０８ｃ、第１の金属（回路）板形成部３０６ｂに充填するための（図示しない）注湯流路が形成されており、第１、第２のセラミックス基板収容部３０６ａ、３０８ｂにそれぞれ第１、第２のセラミックス基板１１２、１１４を収容したときにも放熱部材（金属ベース板）形成部３０８ａが第２の金属板形成部３０８ｃ、第１の金属（回路）板形成部３０６ｂと連通するようになっている。なお、放熱部材（金属ベース板）形成部３０８ａと、第２の金属板形成部３０８ｃと、第１の金属（回路）板形成部３０６ｂとを連通させないで、金属溶湯を充填するための（図示しない）注湯流路を下側鋳型部材３０２の底部３０６および上部３０８にそれぞれ形成してもよい。
【００２６】
この鋳型３００の下側鋳型部材３０２の底部３０６の第１のセラミックス基板収容部３０６ａ内に複数の貫通孔を有する第１のセラミックス基板１１２を収容し、その上に上部３０８を載せた後に第２のセラミックス基板収容部３０８ｂ内に第２のセラミックス基板１１４を収容し、下側鋳型部材３０２に上側鋳型部材３０４を被せた後、注湯口３０４ａから放熱部材（金属ベース板）形成部３０８ａ内に金属溶湯を注湯し、（図示しない）溶湯流路を介して第２の金属板形成部３０８ｃ、第１の金属（回路）板形成部３０６ｂ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、放熱部材（金属ベース板）１１０、第１および第２のセラミックス基板１１２、１１４、エッチング前の第１の金属（回路）板１２２（１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ）、第２の金属板１２４、および第１のセラミックス基板１１２の貫通孔１１２ａに充填された金属部材１２６が一体に接合した金属−セラミックス接合基板を製造することができる。
なお、エッチング前の第１の金属板１２２は（３つに）分割されている必要はなく、１つ（１枚）の接合された第１の金属板をエッチングにより（３つに）分割して金属回路板（１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ）を形成しても良い。
【００２７】
このように、ろう材を使用しないで、放熱部材（金属ベース板）１１０と、第１の金属板１２２、第２の金属板１２４と、複数のセラミックス基板１１２、１１４とを直接接合して多層構造の金属−セラミックス接合基板を製造することにより、ろう材を使用した場合に生じ易いボイドが生じ難くなり、ろう材を介して金属板を重ねる必要がないので金属板とセラミックス基板の間の位置精度および信頼性を向上させることができる。すなわち、所望の精度の鋳型を設計して作製すれば、所望の精度の多層構造の金属−セラミックス接合基板を量産することができる。また、金属溶湯を鋳型に流し込むだけで多層構造の金属−セラミックス接合基板を製造することができるので、製造コストを低減することができ、生産性にも優れている。さらに、最も外側（下側）のセラミックス基板（例えば１１４、２１４）にそのセラミックス基板より大きい放熱部を接合する場合、ろう材を使用して接合すると、ヒートサイクル後にセラミックス基板より大きい放熱部から受ける大きな熱応力によってセラミックス基板にクラックが発生して信頼性を低下させる場合があるが、ろう材を使用しないで直接接合する本発明の金属−セラミックス接合基板は、そのようなクラックの発生を防止することができる。また、板状の放熱部材に板状またはフィン状の放熱部を鋳型の形状を変えることで容易に接合することができる。  
【００２８】
なお、必要に応じて、放熱部材１１０と第１の金属（回路）板１２２の少なくとも一部をニッケルなどでめっきすれば、半田付け性や耐候性などを向上させることができる。  
【００２９】
また、セラミックス基板は、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４またはＳｉＣを主成分とする材質からなるのが好ましく、基板の特性やコストなどによって最適な材質を選択すればよい。また、各セラミックス基板１２（１１２、２１２）、１４（１１４、２１４）の材質や形状が同一である必要はなく、溶湯接合法では、セラミックス基板の材質や形状に左右されることなく多層構造の金属−セラミックス接合基板を製造することができる。一方、ろう材を使用して多層構造の金属−セラミックス接合基板を製造する場合には、セラミックス基板の材質や形状に応じて、ろう材の（組成や形状などの）種類を適当に選択する必要があり、多層構造の金属−セラミックス接合基板の設計が複雑になり、放熱部材と、第１の金属板、第２の金属板と、複数のセラミックス基板とを一度に接合することができない場合がある。  
【実施例】
【００３０】
以下、本発明による金属−セラミックス接合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】
図５に示す鋳型３００と同様のカーボン製の鋳型を用意し、この鋳型の下側鋳型部材の第１のセラミックス基板収容部内に、直径３ｍｍの複数（２個）の貫通穴を有し、６０ｍｍ×３０ｍｍ×０．６ｍｍの大きさの窒化アルミニウム基板を収容し、第２のセラミックス基板収容部内に（貫通穴のない）６４ｍｍ×３４ｍｍ×０．６ｍｍの大きさの窒化アルミニウム基板を収容した。なお、第１の金属板１２２ａおよび１２２ｃを形成する金属板形成部（３０６ｂ）の大きさは２４ｍｍ×２８ｍｍ×０．５ｍｍ、第１の金属板１２２ｂを形成する金属板形成部（３０６ｂ）の大きさは８ｍｍ×２８ｍｍ×５ｍｍであり、これらの第１の金属板は互いに幅１ｍｍ離間して第１のセラミックス基板の中央部に形成され、第２の金属板形成部の大きさは６２ｍｍ×３２ｍｍ×０．５ｍｍであり、第２のセラミックス基板収容部の上の放熱部材（金属ベース板）形成部の大きさは７０ｍｍ×４０ｍｍ×６ｍｍである。
【００３２】
次に、下側鋳型部材に上側鋳型部材を被せて炉内に入れ、炉内を酸素濃度１００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気にした。この状態で７５０℃まで加熱し、溶融状態のアルミニウムを圧入し、酸化被膜を取り除きながら、鋳型内に流し込んだ。その後、鋳型を冷却してアルミニウムを凝固させ、さらに室温まで冷却した。このようにして接合体を製造し、この接合体を鋳型から取り出した。  
【００３３】
その後、回路用アルミニウム板の表面に所定の形状のエッチングレジストを印刷し、塩化第二鉄溶液によってエッチング処理を行って所定の寸法公差に収まる回路パターンを形成しながら、セラミックス基板上のアルミニウム（湯道）を除去した後、レジストを剥離した。このようにして形成したアルミニウム回路板の表面の電子部品搭載（半田付け）予定部にニッケルめっきを施した。 
【００３４】
また、放熱用金属ベース板の裏面をフライス盤により機械加工して１ｍｍ研削し、凹凸を５０μｍ以下にした。このようにして得られたサンプルに対して、−４０℃で３０分間保持、２５℃で１０分間保持、１２５℃で３０分間保持、２５℃で１０分間保持を１サイクルとするヒートサイクルを３０００回行った後、各々の接合界面を超音波探傷装置によって調べたところ、接合欠陥が認められず、セラミックス基板にもクラックが認められなかった。  
【符号の説明】
【００３５】
１                      金属−セラミックス接合基板（第１の実施の形態）
１１                      金属−セラミックス接合基板（第２の実施の形態）
１１１                      金属−セラミックス接合基板（第３の実施の形態）
２２、１２２、２２２        第１の金属板
１２、１１２、２１２        第１のセラミックス基板
１２ａ、１１２ａ、２１２ａ  第１のセラミックス基板の貫通孔（バイアホール）
２４、１２４、２２４        第２の金属板  
１４、１１４、２１４        第２のセラミックス基板  
１１０、２１０              放熱部材
３２、１３２、２３２        めっき部
３００                      鋳型  
３０２                      下側鋳型部材
３０４                      上側鋳型部材  
３０４ａ                    注湯口  
３０６                      底部  
３０６ａ                    第２のセラミックス基板収容部  
３０６ｂ                    第１の金属（回路）板形成部 
３０８                      上部  
３０８ａ                    放熱部材（金属ベース板）形成部  
３０８ｂ                    第２のセラミックス基板収容部  
３０８ｃ                    第２の金属板形成部  
【図１】
2017212316.tif 000003
【図２】
2017212316.tif 000004
【図３】
2017212316.tif 000005
【図４】
2017212316.tif 000006
【図５】
2017212316.tif 000007
【図６】
2017212316.tif 000008