接合方法与流程

1.本发明涉及接合方法。


背景技术：

2.近年来，作为能够期待电力损耗(electric power loss)的降低的、带隙(band gap)宽的次时代的功率模块(power module)材料，研究碳化硅(sic)的利用。使用了这种sic的功率模块期待在高温(例如，300℃以上)下工作，因此构成功率模块的要素的接合需要耐热性。
3.作为上述构成要素的接合方法之一，有使用焊料的方法，并推进了具备耐热性的焊料材料的开发(例如，参照专利文献1)。然而，基于焊料的接合需要在真空中进行，因此需要在密闭的室内进行接合构成要素的批处理(batch processing)，这存在可操作性差的问题。此外，熔点高的焊料材料容易氧化，润湿性差，因此还存在发生接合不良的问题。
4.另一方面，作为可在大气中进行的接合方法，有使用银烧结矿(sinter)(例如，参照专利文献2)、铜烧结矿(例如，参照专利文献3)等的粉末冶金的方法，已实际应用于半导体芯片的键合(bonding)。
5.(现有技术文献)
6.(专利文献)
7.专利文献1：日本特开2015-72959号公报
8.专利文献2：日本特开2011-236494号公报
9.专利文献3：日本特开2013-91835号公报


技术实现要素：

10.(发明所要解决的问题)
11.在如专利文献2和专利文献3所记载的那种使用烧结矿的方法中，需要向接合面均匀地施加压力之后开始接合，但是在接合面的面积大的情况下难以均匀地施加压力。
12.本发明是着眼于上述问题而提出的，其目的在于，提出一种即使在接合面的面积大的情况下也能够牢固地接合功率模块的构成要素的接合方法。
13.(解决问题所采用的措施)
14.为了解决上述问题，第一观点的接合方法为包括：氧离子传导体层形成工序，在具有金属的第一被接合材料和具有陶瓷的第二被接合材料中的一方的表面形成氧离子传导体层；
15.配置工序，将所述第一被接合材料和所述第二被接合材料以两者夹着所述氧离子传导体层而接触的方式配置；
16.连接工序，将所述第一被接合材料连接至电压施加装置的正极侧和负极侧中的一方，并且将所述第二被接合材料连接至电压施加装置的正极侧和负极侧中的另一方；以及
17.电压施加工序，在所述第一被接合材料和所述第二被接合材料之间施加电压而接
合所述第一被接合材料和所述第二被接合材料。
18.(发明的效果)
19.根据本发明，即使在接合面的面积大的情况下也能够牢固地接合功率模块的构成要素。
附图说明
20.图1为本发明的接合方法的流程图。
21.图2a为用于说明实施例1的图。
22.图2b为用于说明实施例1的图。
23.图3a为用于说明实施例2的图。
24.图3b为用于说明实施例2的图。
25.图4a为用于说明实施例3的图。
26.图4b为用于说明实施例3的图。
27.图5a为用于说明实施例4的图。
28.图5b为用于说明实施例4的图。
29.图6a为用于说明实施例5的图。
30.图6b为用于说明实施例5的图。
31.图7a为用于说明实施例6的图。
32.图7b为用于说明实施例6的图。
33.图8a为用于说明实施例7的图。
34.图8b为用于说明实施例7的图。
35.图9a为用于说明实施例8的图。
36.图9b为用于说明实施例8的图。
37.图10a为用于说明实施例9的图。
38.图10b为用于说明实施例9的图。
具体实施方式
39.以下，参照附图对本发明的接合方法进行说明。图1示出本发明的接合方法的流程图。本发明的接合方法包括：氧离子传导体层形成工序(步骤s1)，在具有金属的第一被接合材料和具有陶瓷的第二被接合材料中的一方的表面形成氧离子传导体层；配置工序(步骤s2)，将第一被接合材料和第二被接合材料以两者夹着氧离子传导体层而接触的方式配置；连接工序(步骤s3)，将第一被接合材料连接至电压施加装置的正极侧和负极侧中的一方，并且将第二被接合材料连接至电压施加装置的正极侧和负极侧中的另一方；以及电压施加工序(步骤s4)，在第一被接合材料和第二被接合材料之间施加电压而接合第一被接合材料和第二被接合材料。
40.如上所述，接合功率模块的构成要素时，使用焊料的方法需要在真空中进行，因此可操作性差。此外，存在焊料的氧化、润湿性的问题。此外，在使用银烧结矿、铜烧结矿的方法中，在接合面的面积大的情况下难以向接合面均匀地施加压力。
41.作为功率模块的构成要素，可列举基底板、冷却板、多层配线基板、外部连接端子
等。在这些构成要素中，基底板、多层配线基板中的内部配线层、外部连接端子由金属构成。此外，功率模块基板等的电路基板主要由陶瓷构成。即，功率模块的构成要素之间的接合主要是金属和陶瓷的接合。
42.因此，本发明人对能够以大面积牢固地接合金属和陶瓷的方法进行了潜心研究。其结果，本发明人发现了夹入氧离子传导体，并在金属和陶瓷之间施加电压而牢固地接合两者的方法。
43.具体地，在金属的表面形成氧离子传导体层，并使金属和陶瓷夹着氧离子传导体层而接触之后，将金属连接至电压施加装置的正极侧，并且将陶瓷连接至电压施加装置的负极侧。之后，在金属和陶瓷之间施加直流电压，则两者被牢固地接合。
44.可以认为，形成上述的牢固的接合的理由如下。即，若在金属和陶瓷之间施加电压，则在因接触而诱发的正电荷和负电荷的作用下强大的静电力(库仑力)发挥作用，从而形成在金属的表面的氧离子传导体层和陶瓷紧贴至原子级别的距离。此外，可以认为，在构成氧离子传导体层的氧离子传导体(x-o)和陶瓷(r-o)之间发生如下述的式(1)所示的还原反应而形成共价键。
45.x-o r-o 2e
→
x-o-r o
2-ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
46.根据上述还原反应，构成陶瓷(r-o)的氧化物被还原，在被还原的氧化物的材料(r)和氧离子传导体(x-o)之间形成键合(x-o-r)，氧离子传导体和陶瓷在抵接面被牢固地接合。
47.另一方面，在上述还原反应中所产生的o
2-在氧离子传导体层中移动，并移动到阳极侧而被排除。可以认为，如此在阴极侧的陶瓷中发生了还原反应的结果，在氧离子传导体和陶瓷之间、乃至在金属和陶瓷之间形成了牢固的接合。
48.由上述的式(1)所表示的还原反应可以认为是与现有的阳极接合法中发生的电化学反应相对照的反应。即，可以认为在通过阳极接合法来将例如玻璃(x-o-na)和金属(m)接合的情况下，在玻璃(x-o-na)和金属(m)之间发生如下述的式(2)～(4)所示的氧化反应。
49.x-o-na
→
x-o- na

ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
50.x-o- m
→
x-o-m e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
51.na

e
→
na
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
52.上述的式(2)和(3)的反应是在阳极侧(接触界面)发生的反应，na被离子化而脱离，从而形成x-o-并与m结合而形成接合。另一方面，式(4)是在阴极侧发生的还原反应，在玻璃中朝向阴极侧移动过来的na

接受电子而被还原成na。
53.如此，基于阴极中的还原反应的本发明的接合方法是与基于阳极中的氧化反应的现有的阳极接合法相对照且新颖的接合方法，相对于现有的阳极接合法而称为“阴极接合法”。根据该阴极接合法，可以牢固地接合氧离子传导体和陶瓷、乃至金属和陶瓷。
54.此外，由上述的式(2)～(4)可知，在玻璃中输送电的是na

，单独的o
2-没有介入。由于na在阴极侧析出，因此成为污染源或者在玻璃上有电镀面的情况下成为界面处的镀层剥离的原因。这方面，在本发明中，o
2-负责氧离子传导，因此形成与氧化、还原均对应的接合。由于氧是气体，因此也不会出现在上述玻璃中的反应中所产生污染、镀层剥离的问题。
55.此外，在上述具体例中，氧离子传导体层形成于金属的表面，但还知道了在陶瓷的表面形成氧离子传导体层的情况下，也可以牢固地接合金属和陶瓷的事情。其中，知道了如
下事情：即，在该情况下，将金属连接至电压施加装置的负极侧，并且将陶瓷连接至电压施加装置的正极侧，需要反转电压的极性的事情。
56.可以认为，在该情况下也发生与上述阴极接合相同的电化学反应。即，在构成功率模块的金属(m)的表面通常形成有氧化物层的自然氧化膜(m-o)。因此，可以认为，若在氧离子传导体层和陶瓷之间施加电压，则会在氧离子传导体(x-o)和自然氧化膜(m-o)之间发生如下述的式(5)所示的还原反应。
57.x-o m-o 2e
→
x-o-m o
2-ꢀꢀꢀꢀ
(5)
58.根据上述还原反应，构成自然氧化膜(m-o)的金属氧化物被还原，在被还原的金属氧化物的金属(m)和氧离子传导体(x-o)之间形成键合(x-o-m)，金属和氧离子传导体、乃至金属和陶瓷在抵接面牢固地接合。
59.进而，本发明人还发现了如下事情：对于通过研磨处理等去除了上述金属的表面的自然氧化膜的情况、像金等难以形成自然氧化膜的物质，也可通过将金属连接至电压施加装置的正极侧，并且将陶瓷连接至电压施加装置的负极侧，来牢固地接合金属和陶瓷。
60.形成上述牢固的接合的理由认为是，若在氧离子传导体和金属之间施加电压，则在氧离子传导体(x-o)和金属(m)之间发生如下述的式(6)～(8)所示的氧化反应。
61.x-o o
2- m
→
x-o
2-m 2e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
62.o
2- m
→
m-o 2e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
63.x-o o
2- m-o
→
x-o
3-m 2e
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
64.可以认为，通过上述氧化反应，在氧离子传导体(x-o)和金属(m)的抵接面，进入到了氧空位的氧离子释放出电子而与金属(m)和氧离子传导体(x-o)重新形成牢固的键合(x-o
3-m)，从而在抵接面形成牢固的接合。
65.如此，本发明人发现了通过氧离子传导体能够牢固地接合金属和陶瓷的事情，从而完成了本发明。以下，对本发明的各工序进行说明。
66.首先，在步骤s1中，在具有金属的第一被接合材料和具有陶瓷的第二被接合材料中的一方的表面形成氧离子传导体层(氧离子传导体层形成工序)。
67.本发明的第一被接合材料可以是具有构成功率模块的基底板、多层配线基板中的内部配线层、外部连接端子等的金属的部件。其中，基底板可以由铝、铜、不锈钢(sus)等构成。此外，内部配线层和外部连接端子可以由铜(cu)、铝(al)、镍(ni)、钛(ti)、钨(w)等构成。
68.在上述金属的表面还可以形成有氧化物层。该氧化物层可以是构成第一被接合材料的金属的自然氧化膜。此外，在第一被接合材料的表面还可以形成有与构成第一被接合材料的金属不同的其他金属的氧化膜。
69.此外，在第一被接合材料为配线基板的内部配线层的情况下，利用在使玻璃浆料(glass frit)软化之后使其硬化而形成的玻璃浆料层覆盖内部配线层也可。玻璃浆料主要由氧化硅(si-o)构成，因此通过上述阴极接合法，氧化硅被还原，氧离子传导体(x-o)和氧化硅(si-o)在抵接面牢固地接合。
70.并不特别限定构成第二被接合材料的陶瓷，例如，可以是作为用于安装功率模块的功率模块基板而使用的陶瓷。作为这种陶瓷，典型地，可由氧化铝(矾土，alumina)、莫来石(mullite)等的陶瓷材料构成，例如可列举氧化钛(titania)、氧化钇(yttria)、氧化镁
(镁砂，magnesia)、氧化铝(矾土，alumina)、二氧化硅(硅土，silica)、氧化铬(chromia)等。
71.氧离子传导体层是可使氧离子透过的层。构成氧离子传导体层的材料只要能够使氧离子透过即可，并不特别的限定，但优选为氧化物离子传导体。例如，可使用掺杂有氧化锆(zro2)、氧化钇(y2o3)的钇稳定氧化锆(ysz)、氧化钕(nd2o3)、氧化钐(sm2o3)、氧化钆(gd2o3)、氧化钪(sc2o3)等。此外，也可使用氧化铋(bi2o3)、氧化铈(ceo)、氧化锆(zro2)、镓酸镧(lagao3)、氧化铟钡(ba2in2o5)、氧化镍镧(la2nio4)、氟化镍钾(k2nif4)等。
72.构成氧离子传导体层的材料并不限定于上述材料，也可以使用其他已知的氧离子传导体材料。此外，这些材料可以单独使用一种，也可以多种组合而使用。
73.在第一被接合材料或者第二被接合材料上形成上述氧离子传导体层的方法可采用使陶瓷微粒、汽化后的陶瓷微粒直接在表面层叠的已知的各种方法。具体地，使用热喷涂法、溅射法、化学气相沉积法(chemical vapor deposition、cvd)、物理气相沉积法(physical vapor deposition、pvd)、冷喷涂法等而可在适当的成膜条件下形成。
74.此外，在构成第一被接合材料的金属为较硬的cu、sus的情况下，可在第一被接合材料和第二被接合材料中的一方的表面形成作为缓冲层的镀层。构成镀层的材料可使用现有已知的材料，可使用金镀层、银镀层等。
75.在本发明中，通过施加数百v的高电压，在静电引力的作用下使氧离子传导体层和第一被接合材料或者第二被接合材料的抵接面相互强力拉拽。若抵接面彼此接近至原子间距离的程度，则在接近后的抵接面的原子间因上述电化学反应而形成共价键。因此，接合预定面的平坦度十分重要，期望尽可能以镜面完成。具体的，通过镜面研磨处理将氧离子传导体层和第一被接合材料或者第二被接合材料的抵接面加工成平坦，或者，将氧离子传导体层及第一被接合材料或者第二被接合材料的至少一方构成得足够薄以使其能够彼此紧贴。由此，可以提高氧离子传导体层和第一被接合材料或者第二被接合材料之间的接合强度。
76.其次，在步骤s2中，将第一被接合材料和第二被接合材料以两者夹着氧离子传导体层而接触的方式配置(配置工序)。
77.接着，在步骤s3中，将第一被接合材料连接至电压施加装置的正极侧和负极侧中的一方，并且将第二被接合材料连接至电压施加装置的正极侧和负极侧中的另一方(连接工序)。
78.在本工序中，将第一被接合材料和第二被接合材料中的哪一个连接至电压施加装置的正极侧的是，取决于在上述配置工序中与氧离子传导体层接触的材料是否含有氧。
79.具体地，在与氧离子传导体层接触的材料含有氧的情况下，将第一被接合材料和第二被接合材料中的形成有氧离子传导体层的一方连接至电压施加装置的正极侧，将另一方连接至电压施加装置的负极侧。
80.与之相对，在与氧离子传导体层接触的材料不含有氧的情况下，将第一被接合材料和第二被接合材料中的形成有氧离子传导体层的一方连接至电压施加装置的负极侧，将另一方连接至电压施加装置的正极侧。
81.此外，并不限定在本连接工序中连接至电压施加装置的第一被接合材料和第二被接合材料的位置，只要在后述的步骤s4中在第一被接合材料和第二被接合材料的接触界面能够形成接合即可。
82.接着，在步骤s4中，在第一被接合材料和第二被接合材料之间施加电压而接合第
一被接合材料和第二被接合材料(电压施加工序)。具体地，在加热第一被接合材料和第二被接合材料的同时，在第一被接合材料和第二被接合材料之间施加直流电压。
83.构成第二被接合材料的陶瓷随着温度的上升而变得具有导电性。此外，构成氧离子传导体层的氧离子传导体随着温度的上升而氧离子传导率上升，并使电流动。由此，氧离子传导体层和第一被接合材料或者第二被接合材料、乃至第一被接合材料和第二被接合材料被接合。
84.由于构成第二被接合材料的陶瓷和构成氧离子传导体层的氧离子传导体的电阻值因工作温度而变化，因此在第一被接合材料和第二被接合材料之间施加的电压根据温度而具有最佳的范围。考虑到陶瓷和氧离子传导体的材料特性、接合后的使用条件，并根据用途选择而使其成为最佳。在工作温度、电压过低的情况下，流过陶瓷的电流和氧离子传导体的氧离子传导电流变少，从而接合形成所需要的时间变长。另一方面，在温度高的情况下，虽然接合形成所需要的时间变短，但接合后的残余应力变大，从耐久性的观点来看并不合适。关于电压，在过高的情况下，会发生向接合部以外的放电而使接合变得困难。典型地，优选在温度为300℃以上且500℃以下的条件下，电压为50v以上且500v以下的范围内选择最佳值。由此，能够将氧离子传导体层和第一被接合材料或者第二被接合材料、乃至第一被接合材料和第二被接合材料更加牢固地接合。
85.接下来，对在第一被接合材料和第二被接合材料之间施加电压的时间的基准进行说明。在本发明中，可以着眼于电流值的变化而决定最佳的时间的基准。在开始后不久，在氧离子传导体层和第一被接合材料或者第二被接合材料的接合形成面积扩大的期间，电流值表示出反复地略有增减的同时平均电流趋于增加。而且，在接合大致完成时，平均电流转为减小。以该电流值转为减小的点为停止施加电压的基准。由此，可在整个接合面上牢固地接合第一被接合材料和第二被接合材料。
86.如上所述，进行接合时的温度大概为300℃以上且500℃以下，但是可以根据在第一被接合材料和第二被接合材料的接合界面上因电解而在表面层的原子间形成共价键所需的电荷，来设定适当的温度。
87.即，在接合界面上形成共价键所需的电荷q(c)由下述的式(9)给出。
88.q＝qsns
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
89.其中，q为基本电荷(elementary charge)(1.6
×
10-19
(c))，s为接合界面的面积(cm2)，ns为原子的面密度(cm-2
)。
90.另一方面，若由电路方程表示上述电荷q，则成为下述的式(10)。
91.q＝it＝vt/r
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
92.其中，r为电路(例如，陶瓷)的电阻值(ω)，v为在第一被接合材料和第二被接合材料之间施加的电压(v)，t为电压施加时间，即接合时间(s)。
93.根据式(10)，陶瓷的电阻值r(ω)由下述的式(11)给出。
94.r＝vt/q
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
95.若将陶瓷的电阻率设为ρ(ω
·
cm)，则ρ由下述的式(12)给出。
96.ρ＝rs/d
ꢀꢀꢀ
(12)
97.其中，d为陶瓷的厚度(cm)。
98.根据上述的式(9)、(10)和(12)，电阻率ρ由下述的式(13)给出。
99.[数1]
[0100][0101]
例如，计算出以100v的电压、在10秒内接合面积为1cm2、厚度为1mm的氧化铝板材时所需的陶瓷的电阻率ρ为6.2mω
·
cm以下。陶瓷的电阻率随着温度的升高而降低，因此选择电阻率ρ成为6.2mω
·
cm以下的温度进行接合即可。
[0102]
这样，根据本发明的接合方法，不需要现有的那样的外部加压的措施(装置)，即使在接合面的面积大的情况下，也可以牢固地接合功率模块的构成要素。
[0103]
实施例
[0104]
以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明并不限定于实施例。
[0105]
(实施例1)
[0106]
接合了构成功率模块的基底板和功率模块基板。首先，准备了由铝构成的基底板11和由氧化铝构成的功率模块基板12。而且，如图2a所示，在基底板11的表面形成了由ysz构成的氧离子传导体层13。其次，如图2b所示，将基底板11接触到与电压施加装置v的正极侧相连接的电极板p，并且将功率模块基板12接触到与电压施加装置v的负极侧相连接的电极板p。之后，在将基底板11、功率模块基板12和氧离子传导体层13加热至500℃的状态下，在基底板11和功率模块基板12之间施加100v的直流电压。其结果，基底板11和功率模块基板12被牢固地接合(阴极接合)。
[0107]
(实施例2)
[0108]
与实施例1相同地，接合了构成功率模块的基底板和功率模块基板。其中，如图3a所示，氧离子传导体层13形成在功率模块基板12的表面。在此，在基底板11的表面形成有构成基底板11的铝的自然氧化膜11a(氧化物层)。之后，如图3b所示，将基底板11接触到与电压施加装置v的负极侧相连接的电极板p，并且将功率模块基板12接触到与电压施加装置v的正极侧相连接的电极板p。其结果，基底板11和功率模块基板12被牢固地接合。
[0109]
(实施例3)
[0110]
与实施例1相同地，接合了构成功率模块的基底板和功率模块基板。其中，基底板111由比铝硬的sus构成，如图4a所示，在功率模块基板12的表面形成了由铜构成的镀层14。在此，在镀层14的表面形成有构成镀层14的铜的自然氧化膜(氧化物层)14a。之后，如图4b所示，将基底板111和功率模块基板12以两者夹着氧离子传导体层13和镀层14而接触的方式配置。接着，将基底板111接触到与电压施加装置v的正极侧相连接的电极板p，并且将功率模块基板12接触到与电压施加装置v的负极侧相连接的电极板p，并在基底板111和功率模块基板12之间施加直流电压。其结果，基底板111和功率模块基板12被牢固地接合(阴极接合)。如此，通过形成镀层，也能够硬的材料彼此均匀地接合。
[0111]
(实施例4)
[0112]
与实施例3相同地，接合了构成功率模块的基底板和冷却板。其中，如图5a所示，镀层114由金形成。在此，在镀层114的表面未形成自然氧化膜。之后，如图5b所示，将基底板111和功率模块基板12以两者夹着氧离子传导体层13和镀层114而接触的方式配置。接着，将基底板111接触到与电压施加装置v的负极侧相连接的电极板p，并且将功率模块基板12接触与电压施加装置v的正极侧相连接的电极板p，并与实施例3相同地施加直流电压。其结
果，基底板111和功率模块基板12被牢固地接合(阳极接合)。
[0113]
(实施例5)
[0114]
与实施例3相同地，接合了构成功率模块的基底板和功率模块基板。其中，如图6b所示，形成有贯通基底板111的贯通孔，将镀层14直接连接至电压施加装置v的负极侧，并且将基底板111接触到与电压施加装置v的正极侧相连接的电极板p。之后，在将基底板111、功率模块基板12和氧离子传导体层13加热至300℃的状态下，在基底板111和功率模块基板12之间施加100v的直流电压。其结果，基底板111和功率模块基板12被牢固地接合。在本实施例中，可以在比实施例3低的温度下进行接合，且可以在短时间内完成接合(阴极接合)。
[0115]
(实施例6)
[0116]
接合了配线基板，所述配线基板构成功率模块的多层配线基板。首先，如图7a所示，在由氧化铝构成的基板21a的表面形成由铜或铝构成的内部配线层21b而构成配线基板21。在此，在内部配线层21b的表面形成有构成内部配线层21b的铜或铝的自然氧化膜21c。而且，在相邻的配线基板22的表面形成了由ysz构成的氧离子传导体层23。其次，如图7b所示，将配线基板21接触到与电压施加装置v的负极侧相连接的电极板p，并且将配线基板22接触到与电压施加装置v的正极侧相连接的电极板p。之后，在将配线基板21、22和氧离子传导体层23加热至500℃的状态下，在配线基板21和配线基板22之间施加100v的直流电压。其结果，配线基板21和配线基板22被牢固地接合。如此，通过本发明，可以牢固地接合构成功率模块的多层配线基板的配线基板。此外，在组装工序中，可以改变内部配线层，因此可以提高设计和制造的自由度。
[0117]
(实施例7)
[0118]
与实施例6相同地，接合了配线基板，所述配线基板构成功率模块的多层配线基板。其中，如图8a所示，以金镀层构成内部配线层121b，在其表面未形成自然氧化膜。此外，如图8b所示，将配线基板21接触到与电压施加装置v的正极侧相连接的电极板p，并且将配线基板22接触到与电压施加装置v的负极侧相连接的电极板p，并与实施例6相同地施加直流电压。其结果，配线基板21和配线基板22被牢固地接合(阳极接合)。
[0119]
(实施例8)
[0120]
与实施例6相同地，接合了配线基板，所述配线基板构成功率模块的多层配线基板。其中，如图9a所示，将玻璃浆料软化之后使其硬化而形成玻璃浆料层21d，并使其覆盖内部配线层21b。之后，如图9b所示，与实施例6相同地施加直流电压。其结果，配线基板21和配线基板22被牢固地接合(阴极接合)。如此，通过玻璃浆料层21d，可以形成在内部配线层21b的周围没有间隙的接合，可以提高对于外力、耐候性的可靠性。
[0121]
(实施例9)
[0122]
接合了构成功率模块的外部连接端子和配线基板。首先，准备了由cu构成的两个外部连接端子31和由氧化铝构成的配线基板32。在此，在外部连接端子31的表面形成有自然氧化膜31a。而且，如图10a所示，在基底板32的表面形成了由ysz构成的氧离子传导体层33。其次，如图10b所示，将外部连接端子31接触到与电压施加装置v的负极侧相连接的电极板p，并且将配线基板32接触到与电压施加装置v的正极侧相连接的电极板p。之后，在将外部连接端子31、配线基板32和氧离子传导体层33加热至500℃的状态下，在外部连接端子31和配线基板32之间施加100v的直流电压。由此，外部连接端子31和配线基板32被牢固地接
合。如此，通过本发明，可以牢固地接合构成功率模块的外部连接端子和配线基板，配线和端子的连接变得容易，可以提高设计和制造的自由度。
[0123]
(产业上的可利用性)
[0124]
根据本发明，即使在接合面的面积大的情况下也能够牢固地接合功率模块的构成要素。
[0125]
(附图标记的说明)
[0126]
11、111：基底板；11a、14a、21c：自然氧化膜；12：功率模块基板；
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13、23、33：氧离子传导体层；14、114：镀层；14a：自然氧化膜；
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21、22、32：配线基板；21a：基板；21b、121b：内部配线层；
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21d：玻璃浆料层；31：外部连接端子；p：电极板；v：电压施加装置。