陶瓷铜电路基板及其制造方法技术

本申请的实施方式的陶瓷铜电路基板具备陶瓷基板和第一铜部。上述第一铜部隔着第一钎料部而与上述陶瓷基板的第一面接合。上述第一铜部的厚度为0.6mm以上。上述第一铜部的侧面包含第一倾斜部。上述第一倾斜部的宽度为上述第一铜部的上述厚度的0.5倍以下。上述第一钎料部具有从上述第一倾斜部的端部突出的第一突出部。上述第一突出部的长度为0μm～200μm。上述第一突出部与上述第一倾斜部的接触角度为65°以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷铜电路基板及其制造方法
后述的实施方式涉及陶瓷铜电路基板及其制造方法。
技术介绍
近年来，伴随着产业设备的高性能化，正在推进其中所搭载的功率模块的高输出化。伴随于此，正在推进半导体元件的高输出化。半导体元件的工作保证温度为150℃左右。高性能的一部分半导体元件的工作保证温度上升至175℃左右。伴随于此，对于搭载半导体元件的陶瓷电路基板也正在要求耐热特性。陶瓷电路基板的耐热特性通过TCT(热循环测试)来评价。TCT是以低温→室温→高温→室温作为一个循环来评价陶瓷电路基板的耐久性的方法。国际公开第2017/056360号公报(专利文献1)公开了TCT特性优异的陶瓷铜电路基板。在专利文献1中，通过控制钎料的突出部的长度、高度及硬度来提高TCT特性。另外，在专利文献1中，还通过在金属板侧面设置倾斜结构来提高TCT特性。作为表示功率模块的性能的指标有功率密度。模块的功率密度通过功率密度＝VM×IM×n/Mv来求出。VM为额定耐电压(V)。IM为△Tj-c＝125℃(A)下的额定电流。n为模块内的半导体元件的数目。另外，Mv为模块的体积(cm3)。为了增大功率模块的功率密度，需要增加模块内的半导体元件的数目或减小模块的体积。因此，对于陶瓷电路基板，要求在更小的区域中搭载更多的半导体元件。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2017/056360号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题就专利文献1的陶瓷铜电路基板来说，铜板侧面的倾斜结构无法充分小型化。因此，要求在提高TCT特性的基础上能够增大搭载半导体元件的面积的陶瓷铜电路基板。用于解决问题的手段实施方式的陶瓷铜电路基板具备陶瓷基板和第一铜部。上述第一铜部隔着第一钎料部与上述陶瓷基板的第一面接合。上述第一铜部的厚度为0.6mm以上。上述第一铜部的侧面包含第一倾斜部。上述第一倾斜部的宽度为上述第一铜部的上述厚度的0.5倍以下。上述第一钎料部具有从上述第一倾斜部的端部突出的第一突出部。上述第一突出部的长度为0μm～200μm。上述第一突出部与上述第一倾斜部的接触角度为65°以下。附图说明图1是表示陶瓷铜电路基板的结构例的剖视示意图。图2是表示第一铜部及第二铜部的侧面形状的结构例的剖视示意图。图3是表示第一铜部及第二铜部的侧面形状的其他结构例的剖视示意图。图4是表示第一铜部及第二铜部的侧面形状的其他结构例的剖视示意图。图5是表示第一倾斜部的上端部及第二倾斜部的上端部的角度的测定方法的图。图6是表示第一铜部及第二铜部的侧面形状的其他结构例的剖视示意图。图7是表示陶瓷铜电路基板的结构例的俯视示意图。图8是表示陶瓷铜电路基板的制造工序的一部分的剖视示意图。图9是表示陶瓷铜电路基板的制造工序的一部分的剖视示意图。图10是表示陶瓷铜电路基板的制造工序的一部分的剖视示意图。图11是表示陶瓷铜电路基板的制造工序的一部分的剖视示意图。具体实施方式实施方式的陶瓷铜电路基板具备陶瓷基板和第一铜部。第一铜部隔着第一钎料部与陶瓷基板的第一面接合。第一铜部的厚度为0.6mm以上。第一铜部的侧面包含第一倾斜部。第一倾斜部的宽度为第一铜部的厚度的0.5倍以下。第一钎料部具有从第一倾斜部的端部突出的第一突出部。第一突出部的长度为0μm～200μm。第一突出部与第一倾斜部的接触角度为65°以下。附图是示意性或概念性的图，各部分的厚度与宽度的关系、部分之间的大小比率等并不一定与现实情况相同。另外，即使在表示相同部分的情况下，根据附图的不同而有时互相的尺寸、比率也以不同的方式表示。在本申请说明书和各图中，对于与已经进行了说明的要素相同的要素标注同一符号而适当省略详细的说明。图1及图2表示实施方式的陶瓷铜电路基板的结构例。图1是表示陶瓷铜电路基板的结构例的剖视示意图。图2是表示第一铜部及第二铜部的侧面形状的结构例的剖视示意图。在图1及图2中，1为陶瓷铜电路基板，2为陶瓷基板。3a为第一铜部，3b为第二铜部。4为背铜板。5a为第一钎料部，5b为第二钎料部。6a为第一钎料部所具有的第一突出部，6b为第二钎料部所具有的第二突出部。7为钎料层(背铜板侧钎料层)。另外，P为第一铜部与第二铜部之间的距离。Ta为第一铜部的厚度。IP1为第一铜部的侧面所具有的第一倾斜部。Da为第一倾斜部的宽度。L1a为第一突出部的长度。θ1a为第一突出部与第一倾斜部的接触角度。θ2a为第一倾斜部的上端部的角度。Tb为第二铜部的厚度。IP2为第二铜部的侧面所具有的第二倾斜部。Db为第二倾斜部的宽度。L1b为第二突出部的长度。θ1b为第二突出部与第二倾斜部的接触角度。θ2b为第一倾斜部的上端部的角度。L2为除去区域的长度。第一铜部及第二铜部为电路图案的一部分。背铜板作为散热板而设置。实施方式的陶瓷铜电路基板不限于图示的形态。例如，陶瓷铜电路基板也可以具备三个以上的铜部。在陶瓷铜电路基板中，背铜板也可以作为电路来使用。第一铜部及第二铜部可以为分开的铜板，也可以为一个铜板的一部分。由上观察第一铜部及第二铜部时的形状可以为正方形、长方形、U字形、L字形、H字形等各种形状。陶瓷铜电路基板具有陶瓷基板、钎料部和铜部。铜部隔着钎料部与陶瓷基板接合。例如，陶瓷基板2如图1中所示的那样具有第一面S1及第二面S2。第一铜部3a隔着第一钎料部5a与第一面S1接合。第二铜部3b隔着第二钎料部5b与第一面S1接合。铜板4隔着钎料层7与第二面S2接合。在实施方式的说明中使用XYZ正交坐标系。将连结第一面S1和第二面S2的方向设定为Z方向。将相对于Z方向垂直并且相互正交的两个方向设定为X方向及Y方向。长度L1a为第一突出部的X方向或Y方向上的长度。距离P为第一铜部与第二铜部之间的X方向或Y方向上的距离。各构成要素的厚度为其构成要素的Z方向上的长度。作为陶瓷基板2，可以使用氮化硅基板、氮化铝基板、氧化铝基板或含氧化锆的氧化铝基板等。陶瓷基板2的三点弯曲强度优选为500MPa以上。一部分氮化铝基板、一部分氧化铝基板及一部分含氧化锆的氧化铝基板具有500MPa以下的三点弯曲强度。与此相对，氮化硅基板具有500MPa以上、进而600MPa以上的高三点弯曲强度。若陶瓷基板的强度高，则即使使厚度Ta及厚度Tb厚达0.6mm以上、进而0.8mm以上，也能够提高TCT特性。三点弯曲强度例如依据JIS-R-1601(2008)来测定。JIS-R-1601与ISO14704(2000)相对应。氮化硅基板具有50W/(m·K)以上、进而80W/(m·K)以上的导热率。导热率例如依据JIS-R-1611(2010)来测定。JIS-R-1611与ISO18755(2005)相对应。近年来的氮化硅基板具有高强度和高导热率这两者。只要是具有500MPa以上的三点弯曲强度和80W/(m·K)以上的导热率的氮化硅基板，就能够将陶瓷基板2的厚度减薄至0.40mm以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷铜电路基板，其具备陶瓷基板和第一铜部，该第一铜部隔着第一钎料部与所述陶瓷基板的第一面接合，/n其中，所述第一铜部的厚度为0.6mm以上，/n所述第一铜部的侧面包含第一倾斜部，/n所述第一倾斜部的宽度为所述第一铜部的所述厚度的0.5倍以下，/n所述第一钎料部具有从所述第一倾斜部的端部突出的第一突出部，/n所述第一突出部的长度为0μm～200μm，/n所述第一突出部与所述第一倾斜部的接触角度为65°以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180516 JP 2018-094521;20181211 JP 2018-2318551.一种陶瓷铜电路基板，其具备陶瓷基板和第一铜部，该第一铜部隔着第一钎料部与所述陶瓷基板的第一面接合，
其中，所述第一铜部的厚度为0.6mm以上，
所述第一铜部的侧面包含第一倾斜部，
所述第一倾斜部的宽度为所述第一铜部的所述厚度的0.5倍以下，
所述第一钎料部具有从所述第一倾斜部的端部突出的第一突出部，
所述第一突出部的长度为0μm～200μm，
所述第一突出部与所述第一倾斜部的接触角度为65°以下。


2.根据权利要求1所述的陶瓷铜电路基板，其中，所述接触角度为5°～60°。


3.根据权利要求1或2所述的陶瓷铜电路基板，其中，所述第一突出部的所述长度大于0μm且为200μm以下。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的陶瓷铜电路基板，其中，所述第一倾斜部的上端部的角度为50°以上。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的陶瓷铜电路基板，其中，所述第一钎料部含有银、铜及活性金属。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的陶瓷铜电路基板，其中，所述铜板的所述厚度为0.8mm以上，
所述陶瓷基板为氮化硅基板，
所述陶瓷基板的厚度为0.4mm以下。


7.根据权利要求1～6中任一项所述的陶瓷铜电路基板，其还具备隔着第二钎料部与所述第一面接合的第二铜部，
其中，所述第二铜部在沿着所述第一面的第一方向上从所述第一铜部分离，
所述第一铜部的至少一部分与所述第二铜部的至少一部分之间的所述第一方向上的距离为2mm以下。


8.一种陶瓷铜电路基板的制造方法，其中，准备第一铜部及第二铜部隔着第一钎料层与第一面接合的陶瓷基板，所述第一铜部与所述第二铜部在沿着所述第一面的第一方向上互相分离，所述第一铜部的厚度及所述第二铜部的厚度为0.6mm以上，
以形成位于所述陶瓷基板与所述第一铜部之间的第一钎料部及位于所述陶...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤宽正，佐野孝，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝高新材料公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP