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CN116496098B - 双面覆接金属的陶瓷基板及其制备方法 - Google Patents

双面覆接金属的陶瓷基板及其制备方法 Download PDF

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CN116496098B CN202210052397.3A CN202210052397A CN116496098B CN 116496098 B CN116496098 B CN 116496098B CN 202210052397 A CN202210052397 A CN 202210052397A CN 116496098 B CN116496098 B CN 116496098B
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Abstract

本发明涉及一种双面覆接金属的陶瓷基板及其制备方法，该陶瓷基板包括陶瓷片以及分别设置在该陶瓷片正面及背面的正面金属层和背面金属层。正面金属层蚀刻有蚀刻槽和正面图形区；背面金属层蚀刻有半蚀刻槽以及背面图形区，半蚀刻槽形状为蜂窝状或网格状，所述半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为5％‑40％，深度为金属面的40％‑70％，蚀刻槽的宽度为0.4mm‑5mm。制备方法包括陶瓷片覆接金属，表面除油剂微蚀刻处理，贴膜、曝光、显影，以及金属层及焊料层蚀刻。贴膜、曝光、显影中，将有机干膜双面贴在覆铜板上，使用精细化斑点图形设计的菲林进行对位曝光从而在正面曝光出产品图形，在背面曝光出功能性半蚀刻槽，曝光后显影实现半蚀刻槽一次制备。

Description

双面覆接金属的陶瓷基板及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷基板制备技术领域，具体涉及一种双面覆接金属的陶瓷基板及其制备方法。
背景技术
小型化的高压大功率模块是半导体器件重要发展方向之一，在半导体器件设计中，随着尺寸减小，芯片功率密度急剧增加，对模块散热封装可靠性提出了新的要求。陶瓷覆铜基板是电力电子领域功率模块最为优良的封装材料，因陶瓷覆铜板高导热的特性，可以将芯片的热量快速散发到外界，一般用作芯片的衬板。
陶瓷覆铜基板是在陶瓷表面金属化的一种基板，按工艺可以分为DBC(直接键合覆铜陶瓷基板)，AMB(活性金属钎焊陶瓷基板)，DPC(直接电镀覆铜陶瓷基板)，DBA(陶瓷覆铝基板)等。陶瓷覆铜基板具有较好的耐高温性能、电学特性，它的导热率较高、承载的电流密度较大，可用于半导体致冷器、电子加热器，大功率电力半导体模块、高压大功率模块的重要组成部件。
影响陶瓷覆铜基板寿命的主要因素来自于金属层与陶瓷之间的分层失效，由于铜或铝等金属层与陶瓷的CTE(热膨胀系数)差异较大，在受到冷热冲击时，其结合面受到一定的应力影响，最终导致陶瓷开裂，铜与陶瓷出现分层，影响陶瓷覆铜基板的可靠性。
发明内容
本发明是为解决上述技术问题进行的，根据陶瓷基板图形面图形分布以及残金属率(图形面上有金属覆盖的面积和整板面积之比)，通过设计蜂窝状或网格状的半蚀刻槽，来减少陶瓷基板在冷热冲击条件下所受到的热应力。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的第一方面，提供了双面覆接金属的陶瓷基板，包括陶瓷片以及分别设置在该陶瓷片正面及背面的正面金属层和背面金属层，正面金属层蚀刻有蚀刻槽和正面图形区，背面金属层蚀刻有半蚀刻槽以及背面图形区。所述半蚀刻槽形状为蜂窝状或网格状，该半蚀刻槽面积占整个金属面(正面及背面两面的金属面之和)的比例为5％-40％，深度为金属面的40％-70％，蚀刻槽的宽度为0.4mm-5mm。
优选的，本发明提供的双面覆接金属的陶瓷基板中，陶瓷片厚度为0.1mm-1.0mm，正面金属层与背面金属层的厚度均为0.4mm-1.0mm。本发明中，正面金属层以及背面金属层为铜层或者铝层，敷接于陶瓷片上的方法为直接键合、活性钎焊或直接电镀。
优选的，本发明提供的双面覆接金属的陶瓷基板中，当半蚀刻槽为蜂窝状时，半蚀刻槽面积占整个金属面面积的比例为5％-30％，深度为金属面的40％-70％；当半蚀刻槽为网格状时，半蚀刻槽面积占整个金属面面积的比例为10％-40％，深度为金属面的40％-70％。
若半蚀刻槽面积过小，则不能有效起到释放热应力的作用，半蚀刻槽面积过大释放热应力的效果增量极小，并且会增大背面金属层与正面金属层应力失配的风险，造成覆铜板翘曲增大。半蚀刻槽的深度小于40％时，释放热应力的效果较差，但深度过大超过70％时，会对基板背面散热性能产生显著的不利影响。
优选的，本发明提供的双面覆接金属的陶瓷基板中，半蚀刻槽面积的确定方法如下：以每1/16的正面图形面面积为一个区块，区块间残金属率差异超过10％时，对不同区块对应的背面半蚀刻槽面积占比进行差异化调整，正面图形残金属率高的区块比残金属率低的区块对应背面的半蚀刻槽面积高10％-50％，具体的：
当正面图形残金属率在40％以下时，若采用蜂窝状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为20％-30％，深度为金属面的50％-60％，蚀刻槽的宽度为1mm-2mm；若采用网格状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为30％-40％，深度为金属面的60％-70％，蚀刻槽的宽度为1mm-5mm；
当正面图形残金属率在40％-70％时，若采用蜂窝状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属的比例为10％-20％，深度为金属面的45％-50％，蚀刻槽的宽度为1mm-2mm；若采用网格状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为20％-30％，深度为金属面的45％-50％，蚀刻槽的宽度为1mm-5mm；
当残金属率在70％-95％时，若采用蜂窝状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为5％-10％，深度为金属面的40％-45％，蚀刻槽的宽度为0.4mm-1mm；若采用网格状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为20％-30％，深度为金属面的40％-45％，蚀刻槽的宽度为0.4mm-1mm。
本发明的第二方面，提供了双面覆接金属的陶瓷基板的制备方法，包括如下步骤：
S1)陶瓷片覆接金属：采用活性钎焊、直接键合或者电镀及化学镀的方法将铜或铝和陶瓷片双面覆接；
S2)表面处理：使用有机除油剂及硫酸溶液对表面进行除油清洗和微蚀，硫酸溶液为含2％-4％硫酸以及40-80g/L硫酸钠的水溶液；
S3)贴膜、曝光、显影：将有机干膜双面贴在覆铜板上，使用精细化斑点图形设计的菲林进行对位曝光从而在正面曝光出产品图形，在背面曝光出功能性半蚀刻槽，曝光后显影，实现一次法制备半蚀刻槽；
S4)金属层及焊料层蚀刻：金属层蚀刻采用铜蚀刻液，金属层蚀刻时间为10min-60min，温度为20-40℃；若陶瓷片敷接金属层采用活性钎焊，则需要进行焊料蚀刻，焊料蚀刻液为NaOH碱性蚀刻液，焊料层蚀刻时间为30min-120min，温度为25℃-50℃。
优选的，步骤S3)中，菲林精细化斑点设计是指对菲林背面的涂抹黑色颜料遮光部上留下斑点区域不进行涂抹颜料；菲林背面与陶瓷基板背面贴合，斑点区域形状为三角形、圆形、矩形或五边及以上多边形。菲林遮光部分宽度为背面半蚀刻槽宽度，依据该宽度对斑点区域面积大小进行调整。
进一步优选，斑点区域形状为圆孔形，孔径大小为40-200μm，孔间距为40-200μm。具体的，当菲林遮光部分宽度为0.4mm-1mm时，对应孔径大小为40-100μm；当菲林遮光部分宽度为1mm-5mm时，对应斑点孔径大小为100um-200μm。
孔径以及孔径与菲林遮光部分宽度的对应，是本发明一次法制备半蚀刻槽最关键的部分。若孔径超过200um，一次蚀刻后则半蚀刻槽深度会超过70％，若孔径小于40um，则通过斑点处进入药液的蚀刻效率过低，半蚀刻槽深度不能达到40％；若孔径与菲林遮光部分宽度不匹配，则半蚀刻槽制备至规定深度时，陶瓷基板正面金属层会出现蚀刻不尽，或者侧蚀严重，无法达到产品的质量控制要求。
本发明的有益效果如下：
本发明中，在陶瓷基板背面制备半蚀刻槽可以有效的释放热应力，并且改善陶瓷基板正面和背面的热应力分布，从而降低热应力对陶瓷基板的失效影响，提高陶瓷基板在冷热循环条件下的可靠性。
制备方面，本发明通过特殊的一次性半蚀刻工艺形成半蚀刻槽，半蚀刻槽图形的大小及蚀刻量可以根据正面图形分布及残铜率来决定。这些半蚀刻槽的作用类似dimple，但比dimple的效果更好，试验证明，0.32ZTA+0.4铜厚的热冲击性能提高5倍以上，提高了陶瓷基板在冷热循环条件下的可靠性，进而提高了陶瓷覆铜基板寿命。
附图说明
图1为蜂窝状半蚀刻槽的结构示意图；
图2为蜂窝状半蚀刻槽的放大结构示意图；
图3为网格状半蚀刻槽的结构示意图；
图4为双面覆接金属的陶瓷基板的制备流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例对本发明的实施作详细说明，以下实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一、双面覆接金属的陶瓷基板结构
本实施例中，双面覆接金属的陶瓷基板，包括陶瓷片以及分别设置在该陶瓷片正面及背面的正面金属层和背面金属层。正面金属层蚀刻有蚀刻槽和正面图形区，背面金属层蚀刻有半蚀刻槽以及背面图形区。
尺寸方面，陶瓷片厚度为0.1mm-1.0mm，正面金属层与背面金属层的厚度均为0.4mm-1.0mm。正面金属层以及背面金属层为铜层或者铝层，敷接于陶瓷片上的方法为直接键合、活性钎焊或直接电镀。
根据图1～图3，背面的半蚀刻槽形状为蜂窝状或网格状，不同形状对应的半蚀刻槽面积占整个金属面面积的比例不同：当半蚀刻槽为蜂窝状时，半蚀刻槽面积占整个金属面面积的比例为5％-30％，深度为金属面的40％-70％；当半蚀刻槽为网格状时，半蚀刻槽面积占整个金属面面积的比例为10％-40％，深度为金属面的40％-70％。
若半蚀刻槽面积过小，则不能有效起到释放热应力的作用，半蚀刻槽面积过大释放热应力的效果增量极小，并且会增大背面金属层与正面金属层应力失配的风险，造成覆铜板翘曲增大。半蚀刻槽的深度小于40％时，释放热应力的效果较差，但深度过大超过70％时，会对基板背面散热性能产生显著的不利影响。
半蚀刻槽面积的确定方法如下：以每1/16的正面图形面面积为一个区块，区块间残金属率差异超过10％时，对不同区块对应的背面半蚀刻槽面积占比进行差异化调整，正面图形残金属率高的区块比残金属率低的区块对应背面的半蚀刻槽面积高10％-50％。
以覆铜陶瓷基板为例，具体如下：
当正面图形残铜率在40％以下时，若采用蜂窝状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为20％-30％，深度为金属面的50％-60％，蚀刻槽的宽度为1mm-2mm；若采用网格状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为30％-40％，深度为金属面的60％-70％，蚀刻槽的宽度为1mm-5mm；
当正面图形残铜率在40％-70％时，若采用蜂窝状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属的比例为10％-20％，深度为金属面的45％-50％，蚀刻槽的宽度为1mm-2mm；若采用网格状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为20％-30％，深度为金属面的45％-50％，蚀刻槽的宽度为1mm-5mm；
当残铜率在70％-95％时，若采用蜂窝状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为5％-10％，深度为金属面的40％-45％，蚀刻槽的宽度为0.4mm-1mm；若采用网格状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为20％-30％，深度为金属面的40％-45％，蚀刻槽的宽度为0.4mm-1mm。
二、双面覆接金属的陶瓷基板的制备
参见图4，包括如下步骤：
S1)陶瓷片覆接金属
采用活性钎焊、直接键合或者电镀及化学镀的方法将铜或铝和陶瓷片双面覆接。
S2)表面处理
使用有机除油剂及硫酸溶液对表面进行除油清洗和微蚀，硫酸溶液为含2％-4％硫酸以及40-80g/L硫酸钠的水溶液。
S3)贴膜、曝光、显影：
将有机干膜双面贴在覆铜板上，使用精细化斑点图形设计的菲林进行对位曝光从而在正面曝光出产品图形，在背面曝光出功能性半蚀刻槽，曝光后显影，实现一次法制备半蚀刻槽，具体如下：
菲林精细化斑点设计是指对菲林背面的涂抹黑色颜料遮光部上留下斑点区域1不进行涂抹颜料；菲林背面与陶瓷基板背面贴合，斑点区域形状为三角形、圆形、矩形或五边及以上多边形。菲林遮光部分宽度为背面半蚀刻槽宽度，依据该宽度对斑点区域面积大小进行调整。
斑点区域1形状优选为圆孔形，孔径大小为40-200μm，孔间距为40-200μm。具体的，当菲林遮光部分宽度为0.4mm-1mm时，对应孔径大小为40-100μm；当菲林遮光部分宽度为1mm-5mm时，对应斑点孔径大小为100um-200μm。
孔径以及孔径与菲林遮光部分宽度的对应，是本发明一次法制备半蚀刻槽最关键的部分。若孔径超过200um，一次蚀刻后则半蚀刻槽深度会超过70％，若孔径小于40um，则通过斑点处进入药液的蚀刻效率过低，半蚀刻槽深度不能达到40％；若孔径与菲林遮光部分宽度不匹配，则半蚀刻槽制备至规定深度时，陶瓷基板正面金属层会出现蚀刻不尽，或者侧蚀严重，无法达到产品的质量控制要求。
S4)金属层及焊料层蚀刻
金属层蚀刻采用铜蚀刻液，金属层蚀刻时间为10min-60min，温度为20-40℃；若陶瓷片敷接金属层采用活性钎焊，则需要进行焊料蚀刻，焊料蚀刻液为NaOH碱性蚀刻液，焊料层蚀刻时间为30min-120min，温度为25℃-50℃。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种双面覆接金属的陶瓷基板，其特征在于，包括陶瓷片以及分别设置在该陶瓷片正面及背面的正面金属层和背面金属层，所述正面金属层蚀刻有蚀刻槽和正面图形区，背面金属层蚀刻有半蚀刻槽以及背面图形区，
所述半蚀刻槽形状为蜂窝状或网格状；当所述半蚀刻槽为蜂窝状时，半蚀刻槽面积占整个金属面面积的比例为5％-30％，深度为金属面的40％-70％；当所述半蚀刻槽为网格状时，半蚀刻槽面积占整个金属面面积的比例为10％-40％，深度为金属面的40％-70％，
所述半蚀刻槽面积的确定方法如下：以每1/16的正面图形面面积为一个区块，区块间残金属率差异超过10％时，对不同区块对应的背面半蚀刻槽面积占比进行差异化调整，正面图形残金属率高的区块比残金属率低的区块对应背面的半蚀刻槽面积高10％-50％，具体如下：
当正面图形残金属率在40％以下时，若采用蜂窝状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为20％-30％，深度为金属面的50％-60％，蚀刻槽的宽度为1mm-2mm；若采用网格状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为30％-40％，深度为金属面的60％-70％，蚀刻槽的宽度为1mm-5mm；
当正面图形残金属率在40％-70％时，若采用蜂窝状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属的比例为10％-20％，深度为金属面的45％-50％，蚀刻槽的宽度为1mm-2mm；若采用网格状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为20％-30％，深度为金属面的45％-50％，蚀刻槽的宽度为1mm-5mm；
当残金属率在70％-95％时，若采用蜂窝状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为5％-10％，深度为金属面的40％-45％，蚀刻槽的宽度为0.4mm-1mm；若采用网格状半蚀刻槽，则半蚀刻槽面积占整个金属面的比例为20％-30％，深度为金属面的40％-45％，蚀刻槽的宽度为0.4mm-1mm，
该双面覆接金属的陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1)陶瓷片覆接金属：采用活性钎焊、直接键合或者电镀及化学镀的方法将铜或铝和陶瓷片双面覆接；
S2)表面处理：使用有机除油剂及硫酸溶液对表面进行除油清洗和微蚀；
S3)贴膜、曝光、显影：将有机干膜双面贴在覆铜板上，使用精细化斑点图形设计的菲林进行对位曝光从而在正面曝光出产品图形，在背面曝光出功能性半蚀刻槽，曝光后显影；
其中，所述的菲林精细化斑点设计是指对菲林背面的涂抹黑色颜料遮光部上留下斑点区域不进行涂抹颜料；所述菲林背面与陶瓷基板背面贴合，所述斑点区域形状为三角形、圆形、矩形或五边及以上多边形，所述菲林遮光部分宽度为背面半蚀刻槽宽度，依据该宽度对斑点区域面积大小进行调整，
斑点区域形状为圆孔形，孔径大小为40-200μm，孔间距为40-200μm，当菲林遮光部分宽度为0.4mm-1mm时，对应孔径大小为40-100μm；当菲林遮光部分宽度为1mm-5mm时，对应斑点孔径大小为100um-200μm；
S4)金属层及焊料层蚀刻。
2.根据权利要求1所述的双面覆接金属的陶瓷基板，其特征在于：
其中，陶瓷片厚度为0.1mm-1.0mm，正面金属层与背面金属层的厚度均为0.4mm-1.0mm。
3.根据权利要求1所述的双面覆接金属的陶瓷基板，其特征在于：
其中，所述正面金属层以及背面金属层为铜层或者铝层，敷接于陶瓷片上的方法为直接键合、活性钎焊或直接电镀。
4.根据权利要求1所述的双面覆接金属的陶瓷基板，其特征在于：
其中，步骤S2)中，所述硫酸溶液为含2％-4％硫酸以及40-80g/L硫酸钠的水溶液；
步骤S4)中，金属层蚀刻采用铜蚀刻液，金属层蚀刻时间为10min-60min，温度为20-40℃；若陶瓷片敷接金属层采用活性钎焊，则需要进行焊料蚀刻，焊料蚀刻液为NaOH碱性蚀刻液，焊料层蚀刻时间为30min-120min，温度为25℃-50℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017627A (ja) * 2001-06-28 2003-01-17 Toshiba Corp セラミックス回路基板およびそれを用いた半導体モジュール

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH046179A (ja) * 1990-04-24 1992-01-10 Nippon Carbide Ind Co Inc セラミックス基板と銅板との接合体
JPH09260546A (ja) * 1996-03-27 1997-10-03 Toshiba Corp セラミックス回路基板とそれを用いた半導体装置
JP2002299495A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Fuji Electric Co Ltd 半導体回路基板
JP2005084170A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Dainippon Printing Co Ltd 位相シフトマスクの設計方法／製造方法／設計装置
CN105036783B (zh) * 2015-07-09 2018-07-17 清华大学 一种陶瓷与金属或陶瓷与陶瓷的钎焊方法
KR101692838B1 (ko) * 2016-06-08 2017-01-17 박정식 에칭 가공에 의한 차량용 스피커 그릴 제조방법
CN109970462A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 惠州比亚迪电子有限公司 一种覆铜陶瓷板及其制备方法
CN109143774A (zh) * 2018-07-18 2019-01-04 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 掩膜板及金属线的制作方法
CN112714553A (zh) * 2020-12-29 2021-04-27 惠州市麒麟达电子科技有限公司 一种改善湿膜黑油板显影过度的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017627A (ja) * 2001-06-28 2003-01-17 Toshiba Corp セラミックス回路基板およびそれを用いた半導体モジュール

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