本发明专利技术提供一种接合强度高、散热特性优异、且通过缩小在贯通导体上形成的金属配线层的凹陷而能够长期使用的可靠性高的电路基板以及在该电路基板上搭载电子部件而形成的电子装置。电路基板(10)在贯通于陶瓷烧结体(11)的厚度方向的贯通孔(12)中具备由金属构成的贯通导体(13)，并且具备将陶瓷烧结体(11)的至少一个主面侧的贯通导体(13)的表面覆盖而连接的金属配线层(14)，贯通导体(13)具有在贯通孔(12)的内壁侧沿着陶瓷烧结体(11)的厚度方向从贯通孔(12)的一端至另一端配置的第一区域(13a)以及与第一区域(13a)邻接的第二区域(13b)，第二区域(13b)的平均结晶粒径大于第一区域(13a)的平均结晶粒径。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电路基板以及具备该电路基板的电子装置
本专利技术涉及一种电路基板以及在该电路基板上搭载电子部件而形成的电子装置。
技术介绍
使用通过接合于电路基板上的金属配线层等而搭载有半导体元件、发热元件、帕尔帖元件等各种电子部件的电子装置。这些电子部件在工作时产生热，而由于因近几年的电子部件的高集成化、电子装置的小型化及薄型化使得施加于电路基板的每单位体积的热量变大，因此寻求一种接合不剥离且散热特性高的电路基板。为此，在构成电路基板的支承基板中，在位于电子部件的正下方的部位形成贯通孔，并利用设置在该贯通孔内的导体(以下记为贯通导体)来提高散热特性。但是，在通过金属镀敷进行填埋而形成贯通导体的情况下，由于金属镀敷从贯通孔的内壁开始生长，因此在贯通导体的表面中央形成凹陷。并且，在填充金属膏时，也会由于烧成时的收缩而在贯通导体的表面中央产生凹陷。而且，由于覆盖该贯通导体的表面而形成的金属配线层的表面性状仿形于贯通导体的表面性状，因此在金属配线层的表面也产生凹陷，当在金属配线层上通过电极垫片等搭载有电子部件时，存在在各构件间发生接合不良、接合面积小散热特性降低的问题。为了解决这种问题，例如在专利文献1中提出了下述导体膏，该导体膏是包括以金属粉末为主成分的导电粉末、膨胀剂以及栽色剂的无收缩性通孔填充用导体膏，在填充于形成在陶瓷基板的通孔中之后用于烧成。【在先技术文献】【专利文献】专利文献1：日本特开平9-46013号公报
技术实现思路
【专利技术要解决的课题】但是，在使用专利文献1中记载的无收缩性通孔填充用导体膏而制作的电路基板的情况下，虽然能够改善贯通导体的烧成时的收缩性，但是由于膨胀剂的导热性低，因此不能得到散热特性高的电路基板。本专利技术提供一种接合强度高、散热特性优异、且通过缩小在贯通导体上形成的金属配线层的凹陷而能够长期使用的可靠性高的电路基板以及在该电路基板搭载电子部件而形成的电子装置。【用于解决课题的手段】本专利技术的电路基板在贯通陶瓷烧结体的厚度方向的贯通孔中具备由金属构成的贯通导体，并且具备覆盖所述陶瓷烧结体的至少一个主面侧的所述贯通导体的表面而连接的金属配线层，所述电路基板的特征在于，所述贯通导体具有在所述贯通孔的内壁侧沿着所述陶瓷烧结体的厚度方向从所述贯通孔的一端至另一端配置的第一区域以及与该第一区域邻接的第二区域，该第二区域的平均结晶粒径大于所述第一区域的平均结晶粒径。而且，本专利技术的电子装置的特征在于，在上述结构的本专利技术的电路基板的金属配线层上搭载电子部件而形成。【专利技术效果】本专利技术的电路基板通过在贯通孔的孔径中心侧存在大的结晶粒径的金属粒子，使贯通孔的孔径中心侧的烧成时的金属膏的收缩小，因此能够减小贯通导体的凹陷。而且，通过在贯通孔的孔径中心侧具有平均结晶粒径大的第二区域，能够使传递至贯通孔的一端侧的电子部件工作时产生的热迅速地传递至另一端侧，因此能够提高散热特性。进而，由于在贯通孔的内壁侧平均结晶粒径小的第一区域沿着陶瓷烧结体的厚度方向从贯通孔的一端至另一端配置，因此能够提高贯通导体的接合强度。而且，根据本专利技术的电子装置，通过在本专利技术的电路基板的金属配线层上搭载电子部件，能够形成可靠性高的电子装置。附图说明图1是表示具备本实施方式的电路基板的电子装置的一例的剖视图。图2是提取图1所示的电子装置的电路基板而进行表示的图，(a)为俯视图，(b)为(a)的A-A’线的剖视图。图3是表示本实施方式的电路基板的其他示例的图，(a)为俯视图，(b)为(a)的B-B’线的剖视图。具体实施方式以下，参照附图说明本实施方式的一例。图1为表示具备本实施方式的电路基板的电子装置的一例的剖视图。本实施方式的电子装置1具备电路基板10，该电路基板10在贯通于陶瓷烧结体11的厚度方向(图的贯通孔12中具备由金属构成的贯通导体13，并且具备将陶瓷烧结体11的一个主面侧的贯通导体13的表面覆盖而连接的金属配线层14。而且，在构成该电路基板10的金属配线层14上例如设置电极垫片16，在该电极垫片16上安装电子部件15，并通过接合线17进行电气接合，从而得到本实施方式的电子装置1。此处，作为电子部件15，例如，可以使用绝缘栅双极性晶体管(IGBT)元件、智能功率模块(IPM)元件、金属氧化膜型场效晶体管(MOSFET)元件、发光二极管(LED)元件、续流二极管(FWD)元件、电力晶体管(GTR)元件、肖特基势垒二极管(SBD)等半导体元件、升华型热敏打印头或热敏喷墨打印头用的发热元件、帕尔帖元件等。接下来，利用附图说明本实施方式的电路基板10。图2是提取图1所示的电子装置的电路基板10而进行表示的图，(a)为俯视图，(b)为(a)的A-A’线的剖视图。需要说明的是，在以后的图中，对同一构件使用与图1同样的符号而进行说明。本实施方式的电路基板10的特征在于，如图2所示的例子所示，在贯穿陶瓷烧结体11的厚度方向的贯通孔12中具备由金属构成的贯通导体13，并且具备将陶瓷烧结体11的至少一个主面侧的贯通导体13的表面覆盖而连接的金属配线层14，贯通导体13具有在贯通孔12的内壁侧沿着陶瓷烧结体11的厚度方向从贯通孔12的一端至另一端配置的第一区域13a以及与第一区域13a邻接的第二区域13b，第二区域13b的平均结晶粒径大于第一区域13a的平均结晶粒径。这样，对于在贯通孔12的孔径中心侧具有平均结晶粒径大的第二区域13b、即烧成金属膏而形成的贯通导体13而言，通过在贯通孔12的孔径中心侧存在结晶粒径大的金属粒子，使贯通孔12的孔径中心侧的烧成时的金属膏的收缩减小，故能够减小贯通导体13的凹陷。因此，也能够减小覆盖贯通导体13的表面而连接的金属配线层14的凹陷，当在金属配线层14上通过电极垫片而搭载电子部件(未图示)时，能够减少因接触面积小、散热特性低、或电极垫片脱落而造成的不能发挥作为电子装置的功能等不良情况的发生。另外，通过在贯通孔12的孔径中心侧具有平均结晶粒径大的第二区域13b，能够使传递至贯通孔12的一端侧的电子部件(未图示)工作时产生的热迅速地传递至另一端侧，因此能够提高散热特性。而且，在第一区域13a与第二区域13b，通过在贯通孔12的内壁侧具有平均结晶粒径小的第一区域13a，能够提高贯通孔12内的贯通导体13的接合强度。需要说明的是，在图2所示的例子的电路基板10的贯通导体13中，对于第一区域13a以及第二区域13b而言，例如，从图2(b)所示的剖视图的贯通孔12的孔径中心到贯通孔12的内壁为止的半径中，从中心开始到半径的4/5的部分为第二区域13b，第二区域13b以外的到内壁侧的部分为第一区域13a。例如，当贯通孔12的孔径的大小(直径)为130μm(半径为651μm)时，从贯通孔12的孔径中心朝向内壁相当于半径52μm的圆的部分为第二区域13b，第二区域13b以外的到内壁侧的部分为第一区域13a。而且，为了确认第一区域13a以及第二区域13b，例如，可以在陶瓷烧结体11的厚度方向上切断贯通导体13，利用截面抛光仪(CP)，以在陶瓷烧结体11开口的贯通孔12的直径成为剖面的方式进行研磨，并使用SEM(扫描型电子显微镜)以5000倍的倍率对所研磨的面进行确认。另外，为了确认贯通导体13的第一区域13a以及第二区域13b的平均结晶粒径本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电路基板，其在贯通陶瓷烧结体的厚度方向的贯通孔中具备由金属构成的贯通导体，并且具备覆盖所述陶瓷烧结体的至少一个主面侧的所述贯通导体的表面而连接的金属配线层，所述电路基板的特征在于，所述贯通导体具有在所述贯通孔的内壁侧沿着所述陶瓷烧结体的厚度方向从所述贯通孔的一端至另一端配置的第一区域以及与该第一区域邻接的第二区域，该第二区域的平均结晶粒径大于所述第一区域的平均结晶粒径。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.08 JP 2011-1284041.一种电路基板，其在贯通陶瓷烧结体的厚度方向的贯通孔中具备由金属构成的贯通导体，并且具备覆盖所述陶瓷烧结体的至少一个主面侧的所述贯通导体的表面而连接的金属配线层，所述电路基板的特征在于，所述贯通导体具有第一区域以及第二区域，所述第一区域与所述贯通孔的内壁相接且沿着所述陶瓷烧结体的厚度方向从所述贯通孔的一端配置至另一端，所述第二区域与所述第一区域邻接，在该第一区域中，构成该第一区域的成分中超过50质量％的成分是铜、银或铝，所述第二区域的平均结晶粒径大于所述第一区域的平均结晶粒径。2.如权利要求1所述的电路基板，其特征在于，在所述第二区域以50面积％以上存在结晶粒径为所述贯通孔的最小孔径的4％以上10％以下的粒子。3.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：中村清隆，大桥嘉雄，阿部裕一，平野央介，四方邦英，关口敬一，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：
国别省市：
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