[发明专利]陶瓷通孔基板、金属化陶瓷通孔基板、它们的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷通孔基板、金属化陶瓷通孔基板、它们的制造方法。更具体地涉及用于安装LED等半导体元件的、特别是用于安装放热的高输出功率LED等半导体元件所使用的陶瓷通孔基板等。

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（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”。）上形成用于实现基板上下导通的导电性通孔。

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。该方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。该方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，但各边的中央部分还是出现向内侧弯曲的收缩，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图案形状随位置发生改变的问题。

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，通过镀铜形成布线图案和导电性通孔，由于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，该方法中采用镀覆将铜填充到贯通孔内的情况下，在贯通孔的直径增大、基板的厚度增加等时，填充需要时间，生产率下降，这方面还有改善余地。

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方法制造的陶瓷通孔基板、金属化陶瓷通孔基板、以及这些基板的制造方法为课题。

用于解决问题的方案

以下，对本发明进行说明。其中，为了容易理解本发明，在括号内附加上附图标记，但本发明并不由此限定于图示的方式。另外，在本说明书中，只要没有另行规定，“A~B”意指“A以上且B以下”。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）。

本发明的第1项是在陶瓷烧结体基板上形成导电性通孔而成的陶瓷通孔基板，该陶瓷通孔基板具有在贯通孔中密填充导电性金属而成的导电性通孔，所述导电性金属包含熔点为600℃以上且1100℃以下的金属（A）、熔点高于该金属（A）的金属（B）、以及活性金属，前述导电性通孔与前述陶瓷烧结体基板的界面形成有活性层。以下，有时也将导电性通孔简称为通孔。

“熔点高于金属（A）的金属（B）”并不意指熔点超过1100℃的金属，而是熔点比实际使用的金属（A）的熔点高的金属。例如，金属（A）是熔点为780℃左右的银焊料的情况下，作为金属（B），可以使用熔点高于该金属（A）的金属，即铜（熔点：1085℃）、银（熔点：962℃）、金（熔点：1064℃）等。