[发明专利]功率模块用基板的制造方法及陶瓷-铜接合体

说明书

本发明提供一种生产率高的功率模块用基板的制造方法及减少了翘曲的陶瓷‑铜接合体。接合体形成工序中，在陶瓷板的第1面并列接合多个第1铜板，由此形成由多个第1铜层所成的所述电路层形成用铜层，并且在陶瓷板的第2面以覆盖通过分割槽划分的各个陶瓷基板的基板形成区域之中相邻的至少两个基板形成区域的方式接合第2铜层，所述第2铜层的平面面积比第1铜板的平面面积大且厚度比第1铜板的厚度小，由此形成由第2铜层所成的金属层形成用铜层，所述第2铜层的配置数比第1铜层的配置数少。

技术领域

本发明涉及一种在用于控制大电流、高电压的功率模块等的制造中使用的功率模块用基板的制造方法及陶瓷-铜接合体。本申请主张基于2018年1月24日申请的日本专利申请2018-009275号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

作为功率模块等中所使用的功率模块用基板的制造方法，已知有如下方法：例如专利文献1及专利文献2记载那样，在具有可以形成多个功率模块用基板的较大面积的陶瓷材料上，以按各功率模块用基板的大小划分的方式设置分割槽(scribe line；切割槽)，通过沿着该分割槽分割陶瓷材料进行单片化而由一块陶瓷板制造出多个功率模块用基板。

专利文献1中，记载有将由铝或铜所成的金属板在事先形成了切割槽的陶瓷母材(陶瓷板)进行钎焊接合后，通过蚀刻金属板来形成电路图案。

专利文献2中，记载有将陶瓷基板(陶瓷板)与由铝所成的金属板进行接合后，蚀刻金属板来形成电路图案，其后在陶瓷基板的电路图案间形成槽(分割槽)。

专利文献1：日本特开2015-185606号公报

专利文献2：日本特开2010-50164号公报

如此，通过使用具有可以形成多个功率模块用基板的较大面积的陶瓷板，能够一次性制造多个功率模块用基板，能够提高功率模块用基板的生产率。

然而，使用了具有较大面积的陶瓷材料的取多个功率模块用基板的制造方法中，由于在陶瓷板形成分割槽，且在陶瓷板的正背面接合不同厚度的金属板等，会在陶瓷板的正背面发生应力差，在制造过程中容易在陶瓷板与金属板的接合体发生翘曲。若在接合体发生翘曲，则在电路图案形成时，有必要将接合体吸附固定等而进行平坦化，或者会发生抗蚀剂印刷中的抗蚀剂膜厚的不均及抗蚀剂图案形状的不良而容易发生电路图案的位置偏差及检查工序中的检查精度的降低等问题。

对于构成功率模块用基板的电路层，为了提高均热(heat spreader)效果优选将厚度做成比较大(厚)，但对于配置于背面侧的金属层(散热层)，为了谋求与图案形成的电路层的平衡而减少整体的翘曲，会将厚度形成为比电路层小(薄)。然而，在形成电路图案之前，由于电路层侧的金属板比金属层侧的金属板更厚，翘曲会变大，陶瓷基板有破裂的可能性。就这一点，通过在陶瓷基板使用高强度的氮化硅板(Si₃N₄)，虽可以制造出将构成电路层的金属板形成为比较厚的接合体，但接合体的翘曲会变大。

对于形成电路图案等的金属板，就导电性及散热性的观点而言铜会比铝适合，但由于铜比铝刚性更高，因此当使用了铜的接合体中发生翘曲时，在电路图案形成时难以平坦化，容易导致电路图案的精度降低。

为了提高功率模块用基板的生产率，需要进一步增大陶瓷板的尺寸(面积)，但在该情况下，在制造过程中的陶瓷板与铜板的接合体发生的翘曲会增加，从而担心会有更严重的电路图案的精度降低。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而研发的，其目的在于提供一种生产率高的功率模块用基板的制造方法及减少了翘曲的陶瓷-铜接合体。