[发明专利]金属化陶瓷通孔基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属化陶瓷通孔基板及其制造方法。更具体地涉及可适合用于安装LED等半导体元件的、特别是用于安装放热的高输出功率LED等半导体元件的金属化陶瓷通孔基板等。

背景技术

用于安装半导体元件的陶瓷基板在陶瓷基板表面形成有用于与该半导体元件的电极连接的金属化图案。另外，例如，以多层基板或者支架形式使用该陶瓷基板的情况下，在陶瓷基板上形成用于实现基板上下导通的导电性通孔（以下，有时将具有导电性通孔和金属化图案的陶瓷基板称为“金属化陶瓷通孔基板”。）。

作为金属化陶瓷通孔基板的制造方法，已知有共烧结法（co-firing method，同时烧成法）和后烧结法（post-firing method，逐次烧成法）。共烧结法是指下述方法：在被称为生坯片的未烧成的陶瓷基板前体上形成金属糊剂层，并将其烧成；或者，在该生坯片上形成的贯通孔中填充金属糊剂，从而制作金属化陶瓷通孔基板前体，并将其烧成。共烧结法中生坯片和金属糊剂的烧成是同时进行的。

后烧结法是指下述方法：在烧成生坯片而得到的烧结体基板上形成金属糊剂层，并将其烧成；或者，在烧结体基板上形成的贯通孔中填充金属糊剂，从而制作金属化陶瓷通孔基板前体，并将其烧成。后烧结法中生坯片的烧成和金属糊剂层的烧成是逐次进行的。

无论采用哪种方法都可以在陶瓷基板上形成金属化图案，由此得到的基板主要用作用于安装电子部件的基板。然而，对于利用共烧结法的方法，烧成时生坯片容易不均匀地收缩，例如烧结正方形的生坯片的情况下，虽然仅是轻微程度，但还是出现各边的中央部分向内侧翘起的收缩，从而使基板变形为星形，因此在1片生坯片上大量形成同一形状的金属化图案和导电性通孔的情况下，根据形成图案的地方，图案形状以及该通孔的位置稍稍改变是不可避免的。另外，采用共烧结法，由于金属糊剂与生坯片同时在高温下烧成，所以作为金属糊剂需要使用钼、钨等高熔点金属糊剂，存在诸如无法使用导电性良好的其它金属的缺点。

另一方面，后烧结法通过在烧结体基板上形成金属糊剂层并将其烧成，或者在烧结体基板上形成的贯通孔中填充金属糊剂并将其烧成，从而形成金属化图案和导电性通孔。金属糊剂层的烧印（烧成）过程中，金属糊剂层虽然在厚度方向发生收缩，但由于基本不发生平面方向的收缩，所以不会引发诸如共烧结法中观察到的根据位置图案形状发生改变的问题。

然而，由于金属糊剂自身发生收缩，所以贯通孔中金属糊剂在烧结时收缩，从而在形成的导电性通孔中产生孔隙，难以形成致密的通孔。

专利文献1公开了下述方法：采用溅射在具有贯通孔的陶瓷基板上形成钛层和铜层，之后，通过电解镀铜形成布线图案和导电性通孔。然而该方法中溅射工序是必需的，需要有实施溅射的制造设备，因此并不是可以简便地制造金属化通孔基板的方法。另外，该方法中采用电解镀覆将铜填充到贯通孔内时，在贯通孔的直径大的情况、基板的厚度大的情况下，填充需要时间，生产率下降。另外，上述填充需要时间越长，由于形成的布线图案的厚度和需要的抗蚀图案的膜厚同时增加，因此图案的高精细化较困难。

为了形成微细图案，欲减小布线图案的厚度时，即使不采用电解镀覆完全填充贯通孔内而仅在贯通孔表面析出薄薄的铜也能够确保基板两面的布线间的导通。然而，作为例如LED元件等的安装基板使用的情况下，出现下述问题：在LED元件用的透镜成型（lens molding）时，模制树脂透过贯通孔漏出到对侧面；在实际安装时，发生焊料透过贯通孔表面的镀覆表面渗透到对侧面的布线等。此时，通过在贯通孔中填充填补用的树脂糊剂等，可以防止这些情况，但存在制造工序变烦杂、并且通孔的导电性低这一问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1美国专利申请公开2004/00359693号说明书

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明以提供可以采用简便的方法制造的、可高精细化布线图案的金属化陶瓷通孔基板及其制造方法为课题。

用于解决问题的方案

以下，对本发明进行说明。其中，在本说明书中，只要没有另行规定，有关数值A和B的“A~B”意指“A以上且B以下”。该表述中省略数值A的单位的情况下，应用数值B所带单位作为数值A的单位。另外，在本说明书中，平均粒径是与使用日机装株式会社制造的Micro Track、利用激光衍射法测定的体积分布中值相当的球当量直径（体积平均值D50）。