[发明专利]电路板及其制作方法和高输出模块

说明书

技术领域

本发明涉及利用陶瓷的半导体电路板，并涉及制作这种电路板的方法，以及涉及到高输出模块。

背景技术

半导体元件包括：LD(激光二极管或半导体激光器)，APD(雪崩光电二极管)，和其他这样的光半导体元件；HEMT(高电迁移率晶体管)，HBT(异质双极晶体管)，和其他使用GaAs，InP，Si/SiGe的半导体元件，或者能够高速工作的类似元件；IGBT(绝缘栅双极晶体管)和其他这样的变换器/整流器硅器件；BiTe和其他这样的热电半导体元件。为了更高的集成和速度，用于这些元件范围的电路板需要低电阻，良好的热辐射，很好匹配的热膨胀，和非常精细的布线图。

通过参考图4A-4E描述一种常规电路板。如图4A-4E所示，目前为止该方法一直如下所述。把金属掩模或者光掩模2应用到陶瓷基底1上(图4A)，用蒸镀或溅射形成第三金属层3，并且把金属掩模或者光掩模2去除(图4B)，之后形成抗蚀剂层4(图4C)，然后用蒸镀或溅射形成第一金属层5(图4D)，去除抗蚀剂层得到最终产品(图4E)。

陶瓷基底1用AlN或氧化铝制成。这已经被公开，比如在日本专利2-271585中。第三金属层用作抗蚀剂层，一般用TaN、NiCr或者钨制作。第一金属层用作导线或者电感，并且具有多层结构包括Ti/Mo/Au、Ti/Pt/Au、Cr/Mo/Au或者Ti/V/Au。该层使用钛或者铬与陶瓷基底接触的原因是为了提高对于基底的粘接强度。因为铂、钼或者钒有高的熔点，把它插入中间就是为了防止顶层与在同基底接触部分的金属比如钛或者铬形成合金。金用作顶层，选择它是为了顺利进行引线接合或者芯片焊接。在最终产品中材料组合的例子如图4F所示。

对于用于功率半导体的基底，把铜或者金用蒸镀、镀覆或熔融应用到陶瓷基底的全部上表面，之后用蚀刻形成布线图。

为了生产高输出模块，把半导体元件用芯片焊接方法安装在这些电路板上。

对于目前的高输出模块，除了使模块更小来减少最终器件的尺寸，也需要使布线图更精细、尺寸减小，使其能够处理更高的频率。为了降低高频性能的损失和降低功耗，也有必要最小化引线金属部分的电阻，为此有必要采用厚膜技术来提高布线图的厚度。

这两个要求用常规电路板不能同时满足。这是因为用常规实际使用的精细布线方法，在依靠金属掩模或者光掩模用蒸镀方法形成了厚膜抗蚀剂层的基底上面，不能形成精细的布线图，并且为了获得厚膜，蒸镀必须连续进行很长时间，因此实际应用是困难的。此外，当布线图通过蚀刻形成时，因为出现侧面腐蚀，难于进行比引线厚度小的图形的精细处理，并且蚀刻去除尤其困难。因此，不能实现小型化的高性能、高输出模块。

发明概述

本发明的一个目的是提供具有厚膜精细布线图的电路板，并实现小型化高性能高输出模块。

本发明包括如下组成(1)到(9)。

(1)一种电路板，包括第一金属层，其在陶瓷基底上形成图形，和第二金属层，其至少0.5μm厚并在第一金属层上形成图形，其中第一金属层通过蚀刻宽度减小。

(2)按照(1)的电路板，具有第三金属层，并与第一金属层在同一平面上形成图形。

(3)按照(1)或者(2)的电路板，其中第二金属层的最外层是金。

(4)按照(2)的电路板，其中第三金属层是含有铬或者NiCr的合金。

(5)按照(1)到(4)中任一项的电路板，其中陶瓷基底包含至少一种选自AlN和Si₃N₄重量含量至少90％的陶瓷。

(6)按照(1)到(4)中任一项的电路板，其中陶瓷基底为金刚石或者cBN。

(7)一种制作电路板的方法包括：

在陶瓷基底上蒸镀或者溅射第一金属层；

形成厚度至少为0.5μm的抗蚀剂图形；

用抗蚀剂层作为掩模在第一金属层上镀覆形成第二金属层；

去除抗蚀剂层，然后蚀刻第一金属层，用第二金属层作为掩模，借此第一金属层通过蚀刻宽度减小。

(8)一种制作电路板的方法包括：

在陶瓷基底上形成第三金属层图形，然后蒸镀或者溅射第一金属层；

形成厚度至少为0.5μm的抗蚀剂图形；

用抗蚀剂层作为掩模在第一金属层上镀覆形成第二金属层；

去除抗蚀剂层，然后蚀刻第一金属层，用第二金属层作为掩模，借此第一金属层通过蚀刻宽度减小。