[发明专利]陶瓷电路基板的制造方法

说明书

本发明公开了制造陶瓷电路基板的方法，所述陶瓷电路基板具备陶瓷基材和形成于陶瓷基材上的金属层。该方法包括下述工序：将金属粉体加热至10～270℃、同时加速至250～1050m/s的速度后进行吹喷，由此在陶瓷基材上形成金属层的工序；及在非活性气体气氛下对陶瓷基材及金属层进行加热处理的工序。

技术领域

本发明涉及陶瓷电路基板的制造方法。

背景技术

面向功率模块等中利用的半导体器件，具有氧化铝等陶瓷基材和在其正面和背面上形成的导电性的电路层的陶瓷电路基板正在实用化。作为陶瓷电路基板的电路材料，铜是常见的。

近年来，随着设备类的小型化、高性能化，有半导体器件的发热量增加的倾向。因此，对陶瓷电路基板用的陶瓷基材不仅要求电绝缘性高、而且还要求更高的导热性。

因此，研究了高导热性的氮化铝等陶瓷基材的应用。但是，在高导热性的陶瓷基材上设置铜电路的情况下，存在如下问题：由于伴随半导体元件工作的重复的热循环、或工作环境的温度变化的影响，在陶瓷基材与铜电路的接合部附近容易产生裂纹。

为了避免该问题，正在研究使用屈服耐力比铜小的铝作为电路材料。作为在陶瓷基材上形成铝电路的方法，提出了例如以下的方法。

(1)熔液法，其包括下述步骤：使熔融铝与陶瓷基材接触，进行冷却而形成两者的接合体；对所形成的铝层进行机械磨削，调整其厚度；以及，对铝层进行蚀刻(例如，参见专利文献1、2)

(2)将铝箔或铝合金箔钎焊于陶瓷基材后进行蚀刻的钎焊法(例如，参见专利文献3)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-193358号公报

专利文献2：日本特开平8-208359号公报

专利文献3：日本特开2001-085808号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，对于熔液法而言，设备及其维持管理要用很多费用。另外，钎焊法由于伴随高温下的加压等，因此难以提高生产率。

本发明的目的在于，提供能够用简易的设备高效地制造陶瓷电路基板的方法，所述陶瓷电路基板具有包含铝及/或铝合金作为主成分且与陶瓷基材有高密合性的金属层。

用于解决课题的方案

本发明的一方面涉及制造陶瓷电路基板的方法，所述陶瓷电路基板具备：陶瓷基材、和形成于该陶瓷基材上的包含铝及/或铝合金的金属层。该方法包括下述工序：将金属粉体加热至10～270℃、同时加速至250～1050m/s的速度后进行吹喷，由此形成与陶瓷基材接触的金属层的工序；及在非活性气体气氛下对陶瓷基材及形成于该陶瓷基材上的金属层进行加热处理的工序。金属粉体包含铝粒子或铝合金粒子中的至少一者。

根据该方法，能够用简易的设备高效地制造具有以铝及/或铝合金为主成分且与陶瓷基材有高密合性的金属层的陶瓷电路基板。特别是，通过以高速吹喷处于固相状态的金属粉体来将金属层成膜的方法可以称为冷喷涂法，通过该方法能够用简易的设备高效地将与陶瓷基板具有高密合性的金属层成膜。

发明的效果

根据本发明的一方面的方法，能够在熔融铝及钎焊材料并非必需的条件下将以铝或铝合金为主成分的金属层与陶瓷基材接合来制造铝电路基板。另外，通过在形成金属层时使用掩膜，能够在不需要蚀刻的条件下在陶瓷基材上形成具有布线图案的金属层。

附图说明

[图1]为示出陶瓷电路基板的一实施方式的截面图。

[图2]为示出在陶瓷基材上形成金属层的工序的一实施方式的示意图。