氮化硅陶瓷电路板结构制造技术

本发明专利技术主要是有关于一种氮化硅陶瓷电路板结构。本发明专利技术主要是先提供一陶瓷基板，且此陶瓷基板可以是氧化铝(Al

Structure of silicon nitride ceramic circuit board

【技术实现步骤摘要】
氮化硅陶瓷电路板结构
本专利技术主要是有关于一种新颖的陶瓷电路板，尤其是一种氮化硅陶瓷电路板的结构。
技术介绍
又称印制电路板，印刷线路板，常使用英文缩写PCB(Printedcircuitboard)或写PWB(Printedwireboard)，是重要的电子部件，依电路设计，将连接电路零件的电气布线绘制成图形，然后再以设计所指定的机械加工、表面处理等方式，在绝缘体上使电气导体重现所构成的电路板而言；换言之，印刷电路板是搭配电子零件之前的基板。该类产品的作用是将各项电子零件以电路板所形成的电子电路，发挥各项电子零组件的功能，以达到信号处理的目的；是电子元件的支撑体，是电子元器件线路连接的提供者。传统的电路板，采用印刷蚀刻阻剂的工法，做出电路的线路及图面，因此被称为印刷电路板或印刷线路板。由于电子产品不断微小化跟精细化，目前大多数的电路板都是采用贴附蚀刻阻剂(压膜或涂布)，经过曝光显影后，再以蚀刻做出电路板。印刷线路板的基材普遍是以基板的绝缘部分作分类，常见的原料为电木板、玻璃纤维板，以及各式的塑胶板。而PCB的制造商普遍会以一种以玻璃纤维、不织物料、以及树脂组成的绝缘部分，再以环氧树脂和铜箔压制成「黏合片」(prepreg)使用。在明白了印刷电路板的基本资料后，凡是熟于此项技艺者当能了解到现行的印刷电路板都是基于微小化后的电子零件而生成，也就是说，现行的印刷电路板基本上在配合上变压器的作用后，亦仅能适用于一般的小型电器设备；亦即，在目前的印刷电路板基本上都是以通过低伏特数(约12伏特)、低安培数(约一安培或二安培)的直流电；当工业上欲通过大电压(约300伏特)或以上的大电流时，由于现行的印刷电路板背面抑或是正面的散热效率相当的差，也无法在印刷电路板的背面加散热鳍片或是风扇来主动散热，因此，目前的印刷电路板结构无法承受电路在工作时所产生的热能。欲解决此一问题，业界则推出了一种新技法-＂硬焊或软焊＂(Brazing)；是一种焊接方式，将熔点低于欲连接工件的熔填料(钎料)加热至高于熔点，使之具有足够的流动性，利用毛细作用充分填充于两工件间(称为浸润)，并待其凝固后将二者接合起来的一种接合法，其间所适用的温度高于840℉(450℃)。也就是说，业界为了解决大电流的问题，其可借由一厚铜片直接地借由前述所称的熔填料来直接地和一不导电，或是导电性不良的基板连结在一起；尔后，则再行黄光显影的方式将线路予以呈现出来。这种方式确实地可以达到承载大电流的功效。为了获得高品质的焊接接头，相互焊接的工件必须安装紧密且基板必须格外干净并除去氧化物。在大多数情况下，推荐的最佳焊缝间隙为0.03～0.08毫米(mm)，以充分发挥毛细作用的接合力。但是，在某些情况下，焊缝间隙大到0.6毫米也常常见到，因此，维持工件间平整度实是考验制造者工艺的一大学问。另一个至关重要的议题就是焊接表面的整洁度；因为任何污染都将导致熔填金属的浸润性变差。焊前有两种主要清洗零件的方法：化学清洗和研磨或其它方式的机械清洁。使用机械清洁，除了表面清洁外也保持适当的表面粗糙度，在粗糙表面上比在光滑表面更容易充分浸润。再来要考虑的，不能仅止于考量温度和时间对焊接接头品质的影响。随着焊接合金温度的增加，熔填物的合金化和浸润性将增加。一般情况下，焊接温度选择必须高于熔点的填充金属。然而，有几个因素共同影响焊接设计的温度选择。最佳的焊接温度须顾及：(1)尽可能低的焊接温度，(2)尽量减少热效应对组装的影响，(3)保持熔填物/基板的相互作用到最低限度，及(4)最大限度地使用治具或夹具使用。在某些情况下，选择较高的焊接温度，以迁就设计中的其他因素(如允许使用不同的填充金属，或控制的冶金效果，或充分除去表面的污染)。时间对焊接接头也是一个重要因素，但大多数生产过程中一般都选择减少焊接时间和费用。虽然并非总是如此，因为在一些非生产因素，时间和成本是受限于其他属性(如强度，外观)。还有一个因素影响着硬焊的成本；那就是焊料的来源。目前，如前所述的，因为电路的设计需考量多方面的因素，以致于在选择焊料时得多方考量，不是得考虑和基板的匹配，就是得考虑和工件间的熔点是否会影响到基板的整体性，再来就是需考虑焊料自己本身供应链的接续性；目前的焊料实为一种合金，而依据不同的设计需求以及材料选择，包括但不限于下列的合金：银、铜、钛或银、铜、钛、钖。上述不论是何种的合金类，基本上欲走向高端的工业用途时，其所使用的焊料都是把持在世界上少数的几个厂商，以致于其售价居高不下，而制造商也被迫必须在时程以及售价上配合着手握焊料的商家。目前，在市面上存在着二种主要结合两工件的技术：一称为活性金属焊接(AMB)，另一则称为直接焊接铜(DBC)；这两种技术都是在于制造通过大电压的电路板，且基板均是使用着陶瓷来作为基板的材料。基于上述的说明可以知道不论是AMB或是DBC二种技法，根据所选用陶瓷基板材料的不同，都必不可少的会需要加上一层的焊料，或是助焊剂(氧化层)来协助铜层和基板间的结合。凡是熟知焊接技术者应可知道，在使用DBC时，其所涉及的温度是高达一千度以上，由此可知其间的技术门槛相当的高，并不是任意的拼凑装置即可达成所欲目的。再者，当在谈到AMB时，就会想到其间所涉及到的焊料来源；而由上述的讨论可知，目前的焊料基本上都是一种合金，例如是钛、金、钖和铜或是其中二者或三者间的合金。这类焊料的成本目前居高不下，而且也仅掌握在少数几家的手中，以致选用AMB制程的业者必得要配合供应链的时程来调整自己本身的时序；因此，目前，不管是DBC抑或是AMB这两种技术都存在着各自不同的缺失；亦即，当欲将铜板和陶瓷基板结合，并使用了AMB技术时，就要考虑在二者间需加入的焊料，而在使用DBC技术时，就要考虑氧化物的生成。同时，也要了解到使用这技术时的温度高达了1063～1083摄氏度。而在考虑AMB时，则要考虑其间呈合金的焊料的获得。现行的DBC制程是包括了下列的步骤:提供一陶瓷基板；提供一铜板；于所述铜板的至少一侧形作氧化铜；将所述的陶瓷基板贴合于所述铜板形成有氧化铜的一侧；以及加热所述的陶瓷基板以及所述的铜板。由以上的步骤说明可知，这种方法涉及的温度高达了一千多度的高温，以致于其工作的环境对操作者而言相当的危险，同时，也因为其间的结合力度并不如AMB，所以很多人宁愿选择较贵，但却较为稳定的AMB。
技术实现思路
本专利技术主要的目的即在于提供一种新颖的氮化硅陶瓷电路板结构。本专利技术主要的目的即在于提供一种不同于传统DBC制程。本专利技术的另一目的即是提供一种陶瓷电路板的制作方法，包括了下列的步骤：提供一陶瓷基板；在所述的陶瓷基板相对二侧面形成一层非化合物的单一金属层；提供一铜板；加热、加压所述的陶瓷基板以及所述的铜板；以及图案化所述的铜板。本专利技术的再一目的即是提供一种陶瓷电路板的制作方法，包括了下列的步骤：提供一陶瓷基板；在所述的陶瓷基板相对二侧面形成一层非化合物的单一金属层；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化硅陶瓷电路板结构，其特征在于，包括了：/n一氮化硅陶瓷基板：/n一层包括了硅化钛的中介层，其是形成于所述氮化硅陶瓷基板的相对二侧面上；/n一层非合金的单一金属层，其是形成于所述中介层的一自由面上以将所述的中介层夹设于所述的氮化硅陶瓷基板之间；以及/n一图案化的铜板，其是固定于所述的非合金的单一金属层。/n

【技术特征摘要】
1.一种氮化硅陶瓷电路板结构，其特征在于，包括了：
一氮化硅陶瓷基板：
一层包括了硅化钛的中介层，其是形成于所述氮化硅陶瓷基板的相对二侧面上；
一层非合金的单一金属层，其是形成于所述中介层的一自由面上以将所述的中介层夹设于所述的氮化硅陶瓷基板之间；以及
一图案化的铜板，其是固定于所述的非合金的单一金属层。


2.如权利要求1所述的氮化硅陶瓷电路板结构，其特征在于，所述的非合金的单一金属层是为金属钛。


3.如权利要求2所述的氮化硅陶瓷电路板结构，其特征在于，所述的非合金的单一金属层厚度为50～1000nm。


4.如权利要求1所述的氮化硅陶瓷电路板结构，其特征在于，所述的铜板厚度为大于0.1mm。


5.如权利要求1、2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜翔，廖建勋，施彩云，吴书豪，
申请(专利权)人：德胜光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71