陶瓷电路基板的制造方法技术

一种陶瓷电路基板的制造方法，其特征在于，其是在陶瓷基板的至少一个面上介由钎料层而接合有铜板的陶瓷电路基板的制造方法，上述钎料层不含Ag，且含有Cu及Ti和选自Sn或In中的1种或2种，上述制造方法具备以下工序：准备在上述铜板的图案形状间上述钎料层的一部分变得裸露的陶瓷电路基板，将上述钎料层的上述一部分进行化学研磨的化学研磨工序；用含有选自过氧化氢及过氧二硫酸铵中的1种或2种的pH为6以下的蚀刻液，将经化学研磨的上述钎料层的上述一部分进行蚀刻的钎料蚀刻工序。述一部分进行蚀刻的钎料蚀刻工序。述一部分进行蚀刻的钎料蚀刻工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷电路基板的制造方法


[0001]实施方式涉及陶瓷电路基板的制造方法。

技术介绍

[0002]功率模块的高输出化正在进展。伴随于此，半导体器件的动作保证温度变高，达到175℃以上。因此，对于搭载半导体器件的陶瓷电路基板，也要求热循环测试(TCT)特性的提高。
[0003]例如，在国际公开第2017/056360号公报(专利文献1)中，记载了在铜板侧面设置倾斜结构、及接合层的突出部尺寸的最优化。在专利文献1中，得到了优异的TCT特性。特别是根据专利文献1，认为优选将接合层的突出部的尺寸最优化。
[0004]为了控制接合层的突出部的尺寸，进行了钎料层的蚀刻。例如，在国际公开第2019/054294号公报(专利文献2)中，公开了钎料层的蚀刻工序。在专利文献2中，将化学研磨工序与蚀刻工序组合。通过这样的方法，能够控制接合层的突出部的尺寸。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际公开第2017/056360号
[0008]专利文献2：国际公开第2019/054294号

技术实现思路

[0009]专利技术所要解决的课题
[0010]如专利文献1中所示的那样，在陶瓷基板与铜板的接合中使用了活性金属接合法。在活性金属接合法中，使用了含有作为活性金属的Ti的钎料。在陶瓷基板为氮化物系陶瓷基板的情况下，钎料中的Ti与陶瓷基板反应而形成氮化钛(TiN)层。陶瓷电路基板的蚀刻工序需要将接合层和氮化钛层这两者除去。
[0011]因此，在陶瓷电路基板的蚀刻工序中，使用了各种药液。在专利文献2中，除去钎料层的药液与除去氮化钛层的药液不同。若反复进行蚀刻工序，则药液逐渐劣化。药液的劣化会导致蚀刻精度的降低。因此，若反复进行蚀刻工序，则会产生接合层的突出部的尺寸不均的问题。
[0012]本专利技术是用于应对这样的课题的专利技术，提供提高了蚀刻工序中使用的药液的耐久性的陶瓷电路基板的制造方法。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]实施方式的陶瓷电路基板的制造方法的特征在于，其具备以下工序：准备介由不含有Ag且含有Cu、活性金属和选自Sn及In中的1种以上的第1元素的钎料层在陶瓷基板的至少一个面上接合有铜构件的接合体的工序；对上述铜构件的一部分和上述钎料层中所含的以Cu及上述第1元素作为主要成分的层进行蚀刻的第一铜蚀刻工序；使用含有选自过氧化氢及过氧二硫酸铵中的1种或2种的pH为4以上且12以下的蚀刻液，对上述钎料层中所含的
活性金属反应层进行蚀刻的第一钎料蚀刻工序；和对通过上述第一钎料蚀刻工序而露出的上述钎料层的端部进行化学研磨的第一化学研磨工序。
附图说明
[0015]图1是例示第一实施方式的工序图。
[0016]图2是例示第二实施方式的工序图。
[0017]图3是例示第三实施方式的工序图。
[0018]图4是例示第四实施方式的工序图。
[0019]图5是例示第五实施方式的工序图。
[0020]图6是例示实施方式的制造工序的截面图。
[0021]图7是例示陶瓷电路基板的一部分的平面图。
具体实施方式
[0022]实施方式的陶瓷电路基板的制造方法的特征在于，其具备以下工序：准备介由不含有Ag且含有Cu、活性金属和选自Sn及In中的1种以上的第1元素的钎料层在陶瓷基板的至少一个面上接合有铜构件的接合体的工序；对上述铜构件的一部分和上述钎料层中所含的以Cu及上述第1元素作为主要成分的层进行蚀刻的第一铜蚀刻工序；使用含有选自过氧化氢及过氧二硫酸铵中的1种或2种的pH为4以上且12以下的蚀刻液，对上述钎料层中所含的活性金属反应层进行蚀刻的第一钎料蚀刻工序；对通过上述第一钎料蚀刻工序而露出的上述钎料层的端部进行化学研磨的第一化学研磨工序。
[0023]陶瓷电路基板是介由钎料层将陶瓷基板与铜板接合而得到的构件。
[0024]作为陶瓷基板，可列举出氮化硅基板、氮化铝基板、氧化铝基板、氧化铝氧化锆基板等。例如，陶瓷基板的板厚为0.2～0.8mm。例如，氮化硅基板的热导率为80W/m
·
K以上，三点弯曲强度为600MPa以上。例如，氮化铝基板的热导率为150W/m
·
K以上，三点弯曲强度为300～550MPa。例如，氧化铝基板的热导率为20～40W/m
·
K，三点弯曲强度为400～500MPa。
[0025]氧化铝氧化锆基板是含有氧化锆和氧化铝的基板。氧化铝氧化锆基板的热导率为20～40W/m
·
K，三点弯曲强度为450～600MPa。关于氮化硅基板，由于强度高，因此能够使基板薄型化至0.33mm以下。氮化铝基板具有高热导率。此外，氧化铝基板及氧化铝氧化锆基板的热导率低，但这些基板廉价。陶瓷基板的种类可以根据目的而适当选择。此外，氮化硅基板及氮化铝基板被称为氮化物系陶瓷。氧化铝基板、氧化铝氧化锆基板、及氧化锆基板被称为氧化物系陶瓷。此外，氮化硅基板等是含Si陶瓷。氧化铝基板、氧化铝氧化锆基板、及氮化铝基板等是含Al陶瓷。
[0026]铜构件优选由无氧铜制成。该无氧铜是纯度为99.96wt％以上的铜。若铜构件中的氧多，则在活性金属接合时，有可能接合强度降低。铜构件可以是铜板，也可以是形成于钎料层上的铜的膜。此外，铜构件也可以由铜与碳的复合材料制成，且具有在铜中存在石墨的层那样的结构。以下，对铜构件为铜板的情况进行说明。
[0027]铜板的板厚优选为0.2mm以上。通过使板厚厚达0.7mm以上，能够提高铜板的散热性。板厚的上限没有特别限定，但优选5mm以下。若板厚超过5mm，则有可能将铜板与陶瓷基板接合时的接合体的翘曲变大。此外，变得难以通过蚀刻将铜板加工成图案形状。铜板可以
分别接合于陶瓷基板的两面，也可以仅接合于陶瓷基板的单面。更优选铜板接合于陶瓷基板的两面。在两面接合有铜板的情况下，这些铜板的厚度可以相同，也可以互不相同。若考虑量产性，则这些铜板的厚度优选为相同。在对铜板赋予图案形状(电路形状)时，所赋予的图案形状的个数没有特别限定。可以在铜板的1处设置图案形状，也可以在铜板的多处设置图案形状。
[0028]钎料层的特征在于，不含有银(Ag)，且含有Cu、Ti、及第1元素。第1元素为选自Sn及In中的1种以上。这里，将不含有Ag的钎料也称为无Ag钎料。“不含有银”是指银的含量为0.01wt％以下。0.01wt％以下表示可以以不可避免的杂质程度含有。此外，在陶瓷基板与铜板的接合中，使用活性金属接合法。在活性金属接合法中，使用含有Ti(钛)作为活性金属的钎料。一般的活性金属钎料含有Ag(银)、Cu(铜)及Ti(钛)。Ag与Cu是一起形成共晶的成分。通过形成AgCu共晶，使接合性提高。关于含有Ag的钎料层，在铜板的蚀刻中使用氯化铁、氯化铜等氯化物的情况下，形成了氯化银(AgCl)。该氯化银的溶解度非常低，蚀刻性差。因此，对含有Ag的钎料层进行蚀刻的药液容易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种陶瓷电路基板的制造方法，其特征在于，具备以下工序：准备介由不含有Ag且含有Cu、活性金属和选自Sn及In中的1种以上的第1元素的钎料层在陶瓷基板的至少一个面上接合有铜构件的接合体的工序；对所述铜构件的一部分和所述钎料层中所含的以Cu及所述第1元素作为主要成分的层进行蚀刻的第一铜蚀刻工序；使用含有选自过氧化氢及过氧二硫酸铵中的1种或2种的pH为4以上且12以下的蚀刻液，对所述钎料层中所含的活性金属反应层进行蚀刻的第一钎料蚀刻工序；和对通过所述第一钎料蚀刻工序而露出的所述钎料层的端部进行化学研磨的第一化学研磨工序。2.根据权利要求1所述的陶瓷电路基板的制造方法，其特征在于，所述陶瓷基板的长边的长度为100mm以上。3.根据权利要求1～权利要求2中任一项所述的陶瓷电路基板的制造方法，其特征在于，所述陶瓷基板的长边的长度为200mm以上。4.根据权利要求1～权利要求3中任一项所述的陶瓷电路基板的制造方法，其特征在于，所述陶瓷电路基板具备经蚀刻的所述铜构件彼此之间的距离为2mm以下的部位。5.根据权利要求1～权利要求4中任一项所述的陶瓷电路基板的制造方法，其中，所述蚀刻液进一步包含氟化铵和pH稳定化剂。6.根据权利要求5所述的陶瓷电路基板的制造方法，其中，所述pH稳定化剂为选自HBF4、EDTA、NTA、CyDTA、DTPA、TTHA、GEDTA、甘氨酸、二羧酸、三羧酸、羟基羧酸及它们的盐中的1种以上。7.根据权利要求1～权利要求6中任一项所述的陶瓷电路基板的制造方法，其中，所述蚀刻液的pH为4.0以上且6.0以下。8.根据权利要求1～权利要求7中任一项所述的陶瓷电路基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木亮人，加藤宽正，平林英明，
申请(专利权)人：东芝高新材料公司，
类型：发明
国别省市：