(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基板にろう材を介して金属板を接合した後に、エッチングにより、金属板の不要部分を除去して複数の金属回路部を形成する際に、金属板の上部の面積を底部の面積より大きく且つ隣接する金属回路部へ放電しないように制御するとともに、金属板の底面からはみ出すろう材の長さを所望の長さに制御することによって製造された金属−セラミックス接合体において、金属板の底面からはみ出すろう材の長さが１０１μｍ乃至２００μｍであることを特徴とする、金属−セラミックス接合体。
【請求項２】
前記セラミックス基板の材料が、酸化物、窒化物または炭化物のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の金属−セラミックス接合体。
【請求項３】
前記金属板が、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを主成分とする合金のいずれかからなることを特徴とする、請求項１または２に記載の金属−セラミックス接合体。
【請求項４】
前記ろう材が、少なくともＡｇと活性金属を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属−セラミックス接合体。
【請求項５】
前記ろう材が、少なくともＡｌを含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の金属−セラミックス接合体。
【請求項６】
前記金属板および前記ろう材の部分にＮｉめっき、Ｎｉ合金めっき、Ａｕめっき、防錆処理の少なくとも一つが施されてい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−セラミックス接合体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックス基板とこのセラミックス基板上にろう材を介して接合された金属板とを有する金属−セラミックス接合体に関し、特に、半導体などの部品が搭載されてパワーモジュールやペルチェ素子モジュールに使用される金属−セラミックス接合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パワーモジュール用や半導体実装用などに用いられるセラミックス回路基板の製造方法においては、まず金属板とセラミックス基板の接合が行われる。例えば、セラミックス基板上に銅板を直接接触させて配置し、不活性ガス中で加熱してセラミックス基板と銅板を接合させる直接接合法が工業的に利用されている。また、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなどの活性金属を含有するろう材を介して、セラミックス基板上に銅板を配置し、真空中で加熱してセラミックス基板と銅板を接合させるろう接法も工業的に利用されている。このろう接法では、活性金属がセラミックス基板と金属板との接合に関与し、セラミックス基板とろう材が反応生成物を形成する。一般に、ろう材は、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物系セラミックス基板とは活性金属の酸化物を生成し、ＡｌＮやＳｉ３Ｎ４などの非酸化物系セラミックス基板とは活性金属の窒化物を生成し、ＳｉＣなどの炭化物系セラミックス基板とは活性金属の炭化物を生成し、この生成物によってセラミックス基板と銅板が接合していると考えられている。すなわち、接合後のろう材層は、金属を主とする層とろう材とセラミックス基板との界面の界面生成物を主とする層からなっている。
【０００３】
また、回路用や放熱用として銅などの金属板を接合した後に所定の回路形状などにパターニングする方法として、プリント回路基板などにも利用されているエッチング法がある。この方法は、ファインパターンが得られ易く且つ回路設計の変更への対応も比較的簡単にできるため、広く利用されている。この方法では、例えば、銅などの金属板のエッチング液として、通常、塩化鉄または塩化銅と塩酸と過酸化水素水の混合溶液が使用されている。このエッチング液は、上述した銅の直接接合法の場合には、反応生成物を無視できるため、問題なくエッチングして、パターニングすることができる。しかし、このエッチング液は、ろう接法の場合には、金属板を溶かすことはできるが、ろう材およびろう材とセラミックス基板との反応生成物（以下、ろう材と反応生成物とを総称して「ろう材等」という）を溶かすことができず、これらが回路パターン間または基板の縁面に残存する。これらのろう材等は導体であるため、回路パターン間または基板の表裏間を絶縁するという回路基板の基本的な特性を満たすことができない。そのため、このろう材等を除去する方法として、フッ酸を単独で使用し、または硝酸、硫酸および塩酸から選ばれる少なくとも一種の無機酸とフッ酸との混酸を使用し、あるいは王水、水酸化ナトリウムおよび／または水酸化カリウムを含む溶液を使用し、ろう材等を処理して除去する方法が知られている（特許第２５９４４７５号公報を参照）。また、ハロゲン化水素および／またはハロゲン化アンモニウムを含む水溶液で処理し、次いで無機酸と過酸化水素水を含む水溶液で処理することにより、ろう材等を除去する方法も知られている（特公平７−３６４６７号公報を参照）。
【０００４】
このような工程を経てパターンニングされた金属−セラミックス接合基板は、目的に応じて金属回路部上にＮｉめっき、Ｎｉ合金めっき、金めっきまたは防錆処理などが施される。
【０００５】
さらに、半導体などのチップ部品などが半田付けなどにより搭載され、パワーモジュールやペルチェ素子モジュールとして使用される。
【０００６】
近年、パワーモジュールやペルチェ素子モジュールなどはより厳しい環境で使用され、それに使用される部品も高信頼性が求められている。特に、自動車や野外使用を前提とした用途のものには、耐熱衝撃性の向上が求められる。これに対し、例えば、ろう材を介して接合する金属−セラミックス接合基板については、回路パターンの端部の断面形状の工夫により特性を向上させたものがある。
【０００７】
ろう材を介して熱衝撃などに対する信頼性を高めるためには、銅板の端部からろう材をはみ出させることが、金属とセラミックスとの接合においてこれらの熱膨張係数から発生する熱応力の緩和に効果的であることがわかっている。例えば、特開平１０−３２６９４９号公報には、金属回路板に周縁部の底部と上部における寸法差（金属板の底部の一端における金属板の主面の方向に垂直な面とその一端と同じ側の金属板の上部の一端における金属板の主面の方向に垂直な面との間の距離、すなわち、図５においてａで示す長さであり、上面の面積よりも底面の面積の方が大きい場合を正（＋）とする）（本明細書中において「スカート量」という））が５０〜１００μｍで、金属板とろう材との接合境界からろう材がはみ出す長さ（図５においてｂで示す長さ）（本明細書中において「ろう材はみ出し量」という）が−５０〜＋３０μｍである構造の基板が提案されている。また、特許第２７９７０１１号公報には、金属板とろう材との接合境界からのろう材はみ出し量が２５０μｍ以上である構造の基板が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、金属板とろう材との接合境界からのろう材はみ出し量が−３０〜＋５０μｍであっても、市場の要求に対して十分な耐熱衝撃性が得られない。また、金属板とろう材との接合境界からのろう材はみ出し量が２５０μｍ以上では、十分に高い耐熱衝撃性が得られるが、近年の著しい軽薄短小の市場動向においては、このはみ出し量が大きいため、基板の外形寸法も設計上許容し難い大きさとなり、より小さいサイズにしてもはみ出し量が２５０μｍの場合と比べて遜色のない耐熱衝撃性が求められている。
【０００９】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、十分な耐熱衝撃性を確保し、且つ基板の外形が小さく、高信頼性と小型化を両立した金属−セラミックス接合体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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、部品搭載面積をできるだけ大きく設計できるようにろう材のはみ出し量を最適に制御することにより、十分な耐熱衝撃性を確保し、且つ基板の外形が小さく、高信頼性と小型化を両立した金属−セラミックス接合体を提供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。
【００１１】
すなわち、本発明による金属−セラミックス接合体は、セラミックス基板とこのセラミックス基板上にろう材を介して接合された金属板とを有する金属−セラミックス接合体において、金属板の底面からはみ出すろう材の長さが３０μｍより長く且つ２５０μｍ以下、好ましくは５０μｍ乃至２００μｍ、または金属板の底面からはみ出すろう材の長さが金属板の厚さの２５％以上、好ましくは３０％以上であることを特徴とする。
【００１２】
上記の金属−セラミックス接合体において、金属板のスカート量が５０μｍ以下であるのが好ましい。セラミックス基板の材料は、酸化物、窒化物または炭化物のいずれかであるのが好ましい。金属板は、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを主成分とする合金のいずれかからなるのが好ましい。ろう材は、少なくともＡｇと活性金属を含むか、あるいは少なくともＡｌを含むのが好ましい。また、金属板およびろう材の部分にＮｉめっき、Ｎｉ合金めっき、Ａｕめっき、防錆処理の少なくとも一つが施されているのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による金属−セラミックス接合体の実施の形態では、セラミックス基板とこのセラミックス基板上にろう材を介して接合された金属板とを有する金属−セラミックス接合体において、金属板の底面からはみ出すろう材の長さが３０μｍより長く且つ２５０μｍ、好ましくは５０μｍ乃至２００μｍ、または金属板の底面からはみ出すろう材の長さが金属板の厚さの２５％以上、好ましくは３０％以上とする。
【００１４】
通常パワーモジュール用に使用される０．２５〜０．４ｍｍ程度の金属回路板の厚みでは、熱衝撃時に金属回路板の周辺に生じる応力によって基板の強度が劣化する程度は、ろう材のはみ出しの長さが長くなるほど改善し、３０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上であれば、十分な耐熱衝撃性が得られる。基板の設計寸法の許容する限り大きく設定することによりより、高い耐熱衝撃性が得られる。
【００１５】
金属回路板の厚みが０．１５ｍｍ程度以下になると金属の熱膨張・収縮の際に発生する基板へのひずみ応力が減少するため、金属回路板とろう材との接合境界からのろう材はみ出し量が３０μｍよりも小さくても、耐熱衝撃性を維持できる領域に該当するようになる。ろう材はみ出し量は、金属回路部の厚さの２５％以上、好ましくは３０％以上である。このろう材はみ出し量を基板の設計寸法の許容する限り大きく設定することにより、より高い耐熱衝撃性が得られる
【００１６】
本発明において使用するセラミックス基板の材料については、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）は安価であり、ＡｌＮは高価であるが熱伝導性が良好であり、Ｓｉ３Ｎ４やＳｉＣは強度や靭性が高いという特徴がある。これらのセラミックス基板の特徴を生かし、Ａｌ２Ｏ３は安価なセラミックス回路基板を提供でき、ＡｌＮは優れた放熱性を利用して大電力チップなどの発熱の大きい半導体に対応するセラミックス回路基板を提供でき、また、Ｓｉ３Ｎ４やＳｉＣは優れた強度を生かして耐熱衝撃性や耐環境性に強く自動車など厳しい環境で使用されるセラミックス回路基板を提供することができる。
【００１７】
金属板とセラミックス基板との接合に使用するろう材は、金属板の金属およびセラミックスの物性などによって選択されるが、金属板がＣｕ板、セラミックス基板がＡｌＮ基板またはＡｌ２Ｏ３基板である場合には、ろう材の金属成分の組成としては、Ａｇが６５〜９９ｗｔ％、活性金属が１〜１０ｗｔ％、残りが実質的にＣｕであることが好ましい。活性金属としてＴｉ、Ｚｒなどの中から少なくとも一種の元素を添加したものが用いられ、応力緩和のためＴｉＯ２のような第４成分を微量添加してもよい。また、ろう材は、セラミックス基板の全面に配置されたり、所定の場所だけに配置されたりする場合があり、用途などにより必要に応じて使い分けられる。また、配置するろう材としては、ペースト状、箔状などの形状であっても差し支えない。また、金属板がＡｌ板である場合には、ろう材の金属成分としては、Ａｌ−Ｓｉ系またはＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ系などのＡｌを主成分としたものが好ましく、ペースト状、箔状などの形状は問わない。
【００１８】
金属板としては、電気導電性が良好である点でＣｕ板を用いることが多い。一般に、金属板上にレジストを被覆して所定の回路パターンなどにエッチングする方法が行われている。
【００１９】
不要なろう材等を除去する薬液としては、通常利用されている塩化鉄または塩化銅と塩酸と過酸化水素水の混合溶液ではろう材等を十分に溶かすことができないので、フッ化物系またはキレートなどのろう材を溶かす薬液を使用する。
【００２０】
不要なろう材等を薬液により除去した状態では、ろう材のはみ出しがないか極僅かであるため、さらに加工して所望のろう材はみ出し量を得る必要がある。このような所望のろう材はみ出し量を得る方法として、例えば、エッチングされた金属板の回路パターンの表面にこの回路パターンより少し小さいレジストを塗布して、エッチングまたは化学研磨などにより金属板を溶かすことにより、所望のろう材はみ出し量を得る方法を使用することができる。なお、エッチングまたは化学研磨などの条件によってもろう材はみ出し量は大きく変化し、温度やスプレー圧などの条件によってろう材はみ出し量を制御できる。また、所望のろう材はみ出し量を得る方法として、目的とする金属板の回路パターンに対して目的とするろう材はみ出し量を見込んだパターン形状のろう材を、印刷などの方法によりセラミックス基板上に形成し、その後、予めプレスやエッチングなどの方法でパターン形状に加工しておいた金属板をろう材を介してセラミックス基板に接合する方法を使用してもよい。しかし、本発明では、これらの方法に限定されるものではない。
【００２１】
金属回路部の底部と上部との寸法に関しては、Ｓｉチップが配置される上部の面積が大きい方が搭載に有利であるが、一般に行われているエッチングでは、小さな寸法差を形成することは困難であり、また、隣接する金属回路部への放電の可能性が高くなるため、放電しない程度のマイナス寸法差（上部の面積の方が大きい場合）以上で４０μｍ以下の寸法差であることが望ましく、エッチング工程の変更やエッチング条件の制御により、この範囲になるようにする。
【００２２】
金属−セラミックス接合回路基板の表面の回路パターンとなる金属板の耐候性を向上させるとともに、半田濡れ性などの経時変化を防止するために、Ｎｉメッキ、Ｎｉ合金メッキ、Ａｕメッキまたは防錆処理を行うことが好ましい。めっき工程は、例えば、脱脂、化学研磨、Ｐｄ活性化の薬液による前処理工程を経て、Ｎｉ−Ｐ無電解めっき液として次亜リン酸塩を含有する薬液を使用する通常の無電解めっきの方法、あるいは電極をパターンに接触させて電気めっきを行う方法などによりで行う。なお、防錆処理は、通常のアゾール系化合物により行うことが好ましい。
本発明により製造された金属−セラミックス接合回路基板は、その金属回路板上には、半導体チップ、抵抗体、その他の電気・電子部品が半田付けなどによって搭載され、その反対側の面には、放熱板が半田付けなどによって接合される。さらに、プラスチックケースなどを接着、外部端子と回路基板との超音波ボンディングワイヤーによる接続、絶縁ゲル注入、上蓋の接着などの工程を経て、モジュールとして完成して使用することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明による金属−セラミックス接合体の実施例について詳細に説明する。
【００２４】
［実施例１］
金属成分が９１Ａｇ−７Ｃｕ−１．５Ｔｉ−０．５ＴｉＯ２（ｗｔ％）になるように金属粉を秤量し、この金属粉に約１０％のアクリル系のビヒクルを加え、自動乳鉢や３本ロールミルなどにより通常の方法で混錬して、ペースト状のろう材を作製した。
【００２５】
次に、図１に示すように、セラミックス基板１０を用意し（図１（ａ））、スクリーン印刷によりセラミックス基板１０の両面にろう材１２を塗布し（図１（ｂ））、その両側に０．２５ｍｍの厚さのＣｕ板１４を配置し（図１（ｃ））、真空炉中において８３５℃でセラミックス基板１０とＣｕ板１４を接合した。なお、接合後にサンプルを切断してろう材１２の厚さを測定したところ、約２０μｍであった。また、セラミックス基板１０として、ＡＴＧ社製ＳグレードＡｌＮ基板を使用した。
【００２６】
その後、サンプルを真空炉から取り出し、図２に示すように、接合したＣｕ板１４の両面に、所望の回路パターンのＵＶ硬化アルカリ剥離型レジスト１６を約１０〜１５μｍの厚さに塗布し（図２（ａ））、塩化銅と過酸化水素水と塩酸からなるエッチング液によりＣｕ板１４の不要部分を除去した（図２（ｂ））後、３．５％水酸化ナトリウム水溶液によりレジスト１６を除去した（図２（ｃ））。
【００２７】
次に、この回路パターン間や基板の縁面の不要なろう材を除去するため、１．４％ＥＤＴＡ、６％過酸化水素、３％アンモニアの液組成からなる混合溶液にディップして、ろう材１２を除去した（図３（ａ））。その後、 再度Ｃｕ板１４の両面に所望の回路パターンのＵＶ硬化アルカリ剥離型レジスト１８を塗布し（図３（ｂ））、塩化銅と過酸化水素水と塩酸からなるエッチング液によりＣｕ板１４を１５分間再度エッチングした（図３（ｃ））。その後、３．５％水酸化ナトリウム水溶液によりレジスト１８を除去し（図４（ａ））、Ｎｉ−Ｐ無電解メッキ２０を施した（図４（ｂ））。
【００２８】
このようにして得られた金属−セラミックス接合体の断面の顕微鏡写真を図６に示す。この実施例で得られた金属−セラミックス接合体について、ろう材はみ出し量および金属回路部のスカート量を測定したところ、それぞれ１０２μｍおよび＜０μｍであった。また、本実施例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理（還元雰囲気（窒素４＋水素１）下において３７０℃で１０分間加熱した後に冷却する処理）を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。すなわち、通炉処理後にセラミックス部にクラックが発生するか否かを外観検査して、クラックが発生したときの通炉処理の回数の直前の通炉処理の回数を通炉耐量（通炉回数）とし、この通炉耐量によって、金属−セラミックス接合体の信頼性を評価した。その結果、この実施例において製造された金属−セラミックス接合体の通炉耐量（通炉回数）は５８回であった。
【００２９】
［実施例２］
実施例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が１０１μｍ、金属回路部のスカート量が＜０μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本実施例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は５８回であった。
【００３０】
［参考例１］
実施例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が９５μｍ、金属回路部のスカート量が３μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は６８回であった。
【００３１】
［実施例３］
２回目のエッチングを２０分間とした以外は実施例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が１２４μｍ、金属回路部のスカート量が＜０μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本実施例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は８４回であった。
【００３２】
［参考例２］
実施例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が８８μｍ、金属回路部のスカート量が１１μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は７８回であった。また、本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、抗折測定装置（島津製作所製ＳＨＩＭＡＤＺＵ  ＡＧＳ−１０００Ｄ）を使用して、負荷速度０．５ｍｍ／ｍｉｎ、スパン長さ３０ｍｍの測定条件で、初期抗折強度および通炉３回後の抗折強度を測定したところ、初期抗折強度は６１５ＭＰａ、通炉３回後の抗折強度は５３５ＭＰａであった。
【００３３】
［実施例４］
実施例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が１３３μｍ、金属回路部のスカート量が＜０μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本実施例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は９８回であった。
【００３４】
［参考例３］
２回目のエッチングを１０分間とした以外は実施例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が７３μｍ、金属回路部のスカート量が８μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は７４回であった。
【００３５】
［参考例４］
実施例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が８２μｍ、金属回路部のスカート量が４μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は５８回であった。また、本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、実施例５と同様に初期抗折強度および通炉３回後の抗折強度を測定したところ、初期抗折強度は６０９ＭＰａ、通炉３回後の抗折強度は５７０ＭＰａであった。
【００３６】
［参考例５］
実施例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が８３μｍ、金属回路部のスカート量が１１μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は４２回であった。
【００３７】
［参考例６］
実施例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が９３μｍ、金属回路部のスカート量が５μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は５２回であった。
【００３８】
［参考例７］
参考例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が６５μｍ、金属回路部のスカート量が２１μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は３２回であった。
【００３９】
［参考例８］
参考例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が５３μｍ、金属回路部のスカート量が２３μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は３２回であった。
【００４０】
［参考例９］
参考例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が６２μｍ、金属回路部のスカート量が３１μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は３２回であった。
【００４１】
［参考例１０］
参考例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が５４μｍ、金属回路部のスカート量が１５μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は４０回であった。
【００４２】
［参考例１１］
参考例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が５７μｍ、金属回路部のスカート量が２６μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は２６回であった。
【００４３】
［参考例１２］
参考例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が５５μｍ、金属回路部のスカート量が２５μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は３０回であった。
【００４４】
［参考例１３］
参考例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が５５μｍ、金属回路部のスカート量が２６μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は３２回であった。
【００４５】
［実施例５］
実施例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が１３４μｍ、金属回路部のスカート量が＜０μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本実施例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は９２回であった。
【００４６】
［参考例１４］
参考例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が５２μｍ、金属回路部のスカート量が１８μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は２６回であった。また、本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、実施例５と同様に初期抗折強度および通炉３回後の抗折強度を測定したところ、初期抗折強度は６２２ＭＰａ、通炉３回後の抗折強度は５４９ＭＰａであった。
【００４７】
［参考例１５］
参考例１５と同様の方法により、ろう材はみ出し量が６２μｍ、金属回路部のスカート量が１０μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は３６回であった。
【００４８】
［参考例１６］
参考例３と同様の方法により、ろう材はみ出し量が６２μｍ、金属回路部のスカート量が２０μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本参考例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は３８回であった。
【００４９】
［比較例１］
２回目のエッチングを５分間とした以外は実施例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が−２０μｍ、金属回路部のスカート量が４５μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本比較例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は１１回であり、実施例１〜５および参考例１〜１６と比べて少なかった。また、本比較例で得られた金属−セラミックス接合体について、参考例２と同様に初期抗折強度および通炉３回後の抗折強度を測定したところ、初期抗折強度は５４８ＭＰａ、通炉３回後の抗折強度は２０３ＭＰａであり、いずれも参考例２、４および１４と比べて弱かった。
【００５０】
［比較例２］
比較例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が０μｍ、金属回路部のスカート量が３０μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本比較例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は１９回であり、実施例１〜５および参考例１〜１６と比べて少なかった。また、本比較例で得られた金属−セラミックス接合体について、参考例２と同様に初期抗折強度および通炉３回後の抗折強度を測定したところ、初期抗折強度は５９０ＭＰａ、通炉３回後の抗折強度は３３１ＭＰａであり、いずれも参考例２、４および１４と比べて弱かった。
【００５１】
［比較例３］
比較例１と同様の方法により、ろう材はみ出し量が３０μｍ、金属回路部のスカート量が１５μｍの金属−セラミックス接合体を得た。本比較例で得られた金属−セラミックス接合体について、通炉処理を行い、通炉耐量（通炉回数）により、信頼性を評価した。その結果、通炉耐量（通炉回数）は２５回であり、実施例１〜５および参考例１〜１６と比べて少なかった。また、本比較例で得られた金属−セラミックス接合体について、参考例２と同様に初期抗折強度および通炉３回後の抗折強度を測定したところ、初期抗折強度は６１０ＭＰａ、通炉３回後の抗折強度は５１０ＭＰａであり、いずれも参考例２、４および１４と比べて弱かった。
【００５２】
なお、実施例１〜５、参考例１〜１６および比較例１〜３についての結果をまとめて表１に示す。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
また、実施例、参考例および比較例におけるろう材はみ出し量（μｍ）と通炉耐量（回数）の関係、およびろう材はみ出し量（μｍ）と抗折強度（ＭＰａ）の関係をそれぞれ図７および図８に示す。図７に示すように、ろう材はみ出し量が３０μｍ程度から通炉耐量が急激に増加し、１３０μｍ程度を超えると通炉耐量の変化が少なくなる。また。図８に示すように、ろう材はみ出し量が３０μｍ程度を超えると、初期抗折強度および通炉３回後の抗強度の差が小さくなる。したがって、ろう材はみ出し量が３０μｍ程度より大きくなると、耐熱衝撃性を大幅に改善できることがわかる。
【００５５】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、十分な耐熱衝撃性を確保し、且つ基板の外形が小さく、高信頼性と小型化を両立した金属−セラミックス接合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による金属−セラミックス接合体の製造工程を示す断面図。
【図２】本発明による金属−セラミックス接合体の製造工程を示す断面図。
【図３】本発明による金属−セラミックス接合体の製造工程を示す断面図。
【図４】本発明による金属−セラミックス接合体の製造工程を示す断面図。
【図５】スカート量およびろう材はみ出し量を説明する図。
【図６】実施例１で得られた金属−セラミックス接合体の断面を示す顕微鏡写真。
【図７】実施例および比較例におけるろう材はみ出し量（μｍ）と通炉耐量（回数）の関係を示すグラフ。
【図８】実施例および比較例におけるろう材はみ出し量（μｍ）と抗折強度（ＭＰａ）の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１０  セラミックス基板
１２  ろう材
１４  Ｃｕ板
１６  ＵＶ硬化アルカリ剥離型レジスト（１回目塗布）
１８  ＵＶ硬化アルカリ剥離型レジスト（２回目塗布）
２０  Ｎｉ−Ｐ無電解メッキ
【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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【図７】
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【図８】
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