[发明专利]金属－陶瓷复合基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在电子电路用基板中使用的金属-陶瓷复合基板及其制造方法。

背景技术

通常，各种电子部件被搭载、焊接在形成于印刷基板上的铜配线图案上的规定部位上，进行电子电路的连线。但是，作为印刷基板的材料，由于使用纸酚醛树脂、环氧树脂、玻璃环氧树脂等各种树脂，所以虽然是低成本，但散热性不好。

在特许文献1中，公开了为了实现半导体搭载用电路基板的高密度安装化而在Al、Cu等的布图的金属基础基板上流入绝缘填料而形成电路的半导体搭载用电路基板。在该文献中，作为绝缘填料使用厚度为100μm的含硅环氧树脂，在该树脂的上表面上作为配线层而形成有由铝及铜构成的箔。

在特许文献2中，公开了在由AlN构成的陶瓷基板上通过粘贴等设置Cu等导电层、通过布图该导电层而形成电路的能够在IC封装等中使用的金属薄膜层叠陶瓷基板。

然而，在上述特许文献1的半导体搭载用电路基板中，由于使用金属基础基板，所以与印刷基板相比散热性变好，但由于配线层形成在0.1mm的较厚的含硅环氧树脂上，所以有散热性变得较低的问题。此外，虽然比印刷基板昂贵，但能够以较低的成本制造。

在特许文献2的陶瓷基板中，在使用AlN之类的热传导率较高的陶瓷基板的情况下，散热性比印刷基板及特许文献1的金属基础基板好。但是，有需要陶瓷基板自身的烧结工序等、工序较复杂、并且成品率较差、比印刷基板及特许文献1的金属基础基板成本高的问题。

此外，如果电路构造微细化，则终归与以Cu、Al为基板的金属基板相比，热传导率较小的陶瓷基板的每单位体积的热阻较大。因而，在搭载半导体元件那样的微小电路、例如热沉(submount)上，热沉整体的AlN基板的热阻为90％以上，散热性变差，在散热性方面并不能说是适合的。

相对于此，在作为电子设备的半导体元件搭载用电路基板中，虽然有低成本的要求，但使散热性为最优先。因此，希望有热阻更小的基板。

特许文献1：日本特许第3156798号

特许文献2：日本特许第2762007号

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具备良好的散热性的金属-陶瓷复合基板。

本发明的另一目的是提供一种能够以低成本制造上述金属-陶瓷复合基板的方法。

为了达到上述一个目的，本发明是由金属基板、形成在金属基板上的陶瓷层、形成在陶瓷层上的电极层、和形成在电极层上的钎焊层构成的金属-陶瓷复合基板，其特征在于，陶瓷层由陶瓷薄膜构成。

在上述结构中，优选的是，还在陶瓷层上直接形成有与上述铅焊层不同的钎焊层。进而，也可以在陶瓷层与电极层之间插入有陶瓷层保护膜。

优选的是，金属基板由铜或铝构成。陶瓷层优选地由氮化物类陶瓷构成。该氮化物类陶瓷优选为氮化铝。

根据本发明，通过作为金属基板而优选地使用铜、铝等金属，并且在该金属基板的表面上形成陶瓷薄膜、优选地形成氮化物类陶瓷、特别是由氮化铝构成的较薄的陶瓷层，陶瓷薄膜自身的热阻变小，能够降低金属基板的表面的热阻。因而，降低了金属基板表面的热阻，金属-陶瓷复合基板的散热性提高。这样，由于增大了热传导率较大的金属基板的体积，并且能够形成电路，所以能够提供热阻比陶瓷基板小的金属-陶瓷复合基板。

为了达到上述另一个目的，本发明是由金属基板、形成在金属基板上的陶瓷层、形成在陶瓷层上的电极层、和形成在电极层上的钎焊层构成的金属-陶瓷复合基板的制造方法，其特征在于，包括：在金属基板的表面上形成陶瓷薄膜作为陶瓷层的工序；在陶瓷层上形成规定的图案的电极层的工序。

在本发明的制造方法中，也可以包括还在陶瓷层上直接形成其它钎焊层的工序。此外，也可以包括在陶瓷层的形成后再形成陶瓷层保护膜的工序。陶瓷层优选地由氮化物类陶瓷构成，特别优选为氮化铝。

根据本发明的方法，通过使用金属作为基板并且在该金属基板的表面上形成陶瓷薄膜，能够增大热传导率较大的金属基板的体积并且能够形成电路，所以能够制造热阻比陶瓷基板小的金属-陶瓷复合基板。进而，金属基板能够与金属基础基板的情况大致同样地以低成本制造，并且作为陶瓷层的陶瓷薄膜能够通过例如PVD法等形成，所以陶瓷薄膜不需要烧结工序等复杂的工序，整体上能够以较低的成本制造。

根据本发明的金属-陶瓷复合基板，例如在搭载半导体装置时，来自半导体装置的热经过热阻较低的陶瓷薄膜后再通过金属基板被散热，散热性提高，所以能够得到热阻较小的金属-陶瓷复合基板。因而，使用本发明的金属-陶瓷复合基板的半导体装置的温度上升变小，能够提高半导体装置的性能及寿命。