[发明专利]一种陶瓷基板薄膜电路结构及其制备方法

说明书

本发明公开了薄膜电路技术领域内的一种陶瓷基板薄膜电路结构及其制备方法。该陶瓷基板薄膜电路结构，包括：陶瓷基板；正面金属电极，设置于陶瓷基板正面，正面金属电极为多层金属，多层金属从外至内依次包括键合层、阻挡层、粘附层，键合层、阻挡层、粘附层的正投影面重合；钝化层，设置于陶瓷基板正面，钝化层覆盖陶瓷基板正面所有正面金属电极未覆盖的区域；背面金属电极，设置于陶瓷基板背面。该陶瓷基板薄膜电路结构的可靠性高，且与后续应用工艺的匹配度高。

技术领域

本发明涉及薄膜电路技术领域，特别涉及一种陶瓷基板薄膜电路结构及其制备方法。

背景技术

长期以来，绝大多数大功率混合集成电路的基板材料一直沿用Al2O3和BeO陶瓷，但Al2O3基板的热导率低、热膨胀系数和Si不太匹配；BeO虽然具有优异的综合性能，但其较高的生产成本和剧毒的缺点限制了它的应用推广。因此从性能、成本和环保等因素考虑，二者已不能满足现代电子功率期间发展的需要。

氮化铝陶瓷具备优异的综合性能，是近年来受到广泛关注的新一代先进陶瓷，在多方面都有着广泛的应用前景，尤其是氮化铝陶瓷具有高热导率、低介电常数、低介电损耗、优良的电绝缘性、与硅相匹配的热膨胀系数及无毒性等优点，使其成为高密度、大功率和高速集成电路基板和封装的理想材料。

而采用氮化铝陶瓷作为基板材料制备薄膜电路时，存在金属层与陶瓷基板材料的黏附性差以及正面电路图形的尺寸控制困难的问题，影响了陶瓷基板薄膜电路的可靠性。

发明内容

本申请通过提供一种陶瓷基板薄膜电路结构及其制备方法，解决或部分解决上述问题。

本申请实施例提供了一种陶瓷基板薄膜电路结构，包括：

陶瓷基板；

正面金属电极，设置于所述陶瓷基板正面，所述正面金属电极为多层金属，所述多层金属从外至内依次包括键合层、阻挡层、粘附层，所述键合层、阻挡层、粘附层的正投影面重合；

钝化层，设置于所述陶瓷基板正面，所述钝化层覆盖所述陶瓷基板正面所有所述正面金属电极未覆盖的区域；

背面金属电极，设置于所述陶瓷基板背面。

上述实施例的有益效果在于：设置三层金属与直接电镀键合层对比，与陶瓷材料间具有更好的黏附性，先设置粘附层和阻挡层可在一定程度上平坦化材料表面，优化键合层分布密度，使键合层分布更均匀，通过键合层、阻挡层、粘附层组成的多层金属，来保障正面金属电极与陶瓷基板黏附性；键合层、阻挡层、粘附层的正投影面重合，即形状一致，从而避免与键合层连接的键合金属线与阻挡层或粘附层接触导致芯片正背面导通失效，同时可降低划片时划到阻挡层或粘附层导致崩刀和正面金属电极表面划伤的可能性；钝化层覆盖陶瓷基板正面所有非正面金属电极覆盖的区域，可有效提高该电路结构在后续应用中与芯片键合的工艺匹配度，防止键合时基板背面使用的树脂等材料挥发、攀爬、渗透至基板正面。

在上述实施例基础上，本申请可进一步改进，具体如下：

在本申请其中一个实施例中，所述背面金属电极为所述多层金属，所述背面金属电极覆盖所述陶瓷基板背面全部区域。

在本申请其中一个实施例中，所述键合层材质为Au。键合层采用Au，使制品具有更好的长期可靠性。

在本申请其中一个实施例中，所述阻挡层材质为Pt。由于多层金属侧面裸露，导致加工过程中酸性清洗液或腐蚀液与金属侧面接触，金属侧向钻蚀，金属层间黏附性变差，金属层间脱落风险增加，所以阻挡层金属使用对酸性液体反应弱的Pt，阻挡层采用Pt时具有优秀的阻挡性能和良好的抗酸性，可以防止加工过程中酸性液体导致金属层脱落。

在本申请其中一个实施例中，所述钝化层材质为SiO2或SiN。

本申请实施例还提供了一种陶瓷基板薄膜电路结构的制备方法，包括以下步骤：