用于填充陶瓷衬底的通孔的方法以及由此形成的陶瓷衬底通孔填充物技术

本发明专利技术涉及一种用于填充陶瓷衬底中的通孔的方法以及一种使用该方法填充的用于陶瓷衬底中的通孔的填充物。在陶瓷基底材料中形成通孔，并且在该通孔中形成导体、在真空状态中熔化并且冷却该导体，使得该陶瓷衬底中的通孔被该导体简单填充而且没有任何空隙。因而，简化了该陶瓷衬底的制造方法，降低了制造成本，改进了该陶瓷衬底的工作可靠性，并且当该陶瓷衬底用在高功率半导体模块中时保证了稳定的工作可靠性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于填充陶瓷衬底的通孔的方法以及由此形成的陶瓷衬底通孔填充物
本专利技术总体上涉及一种用于填充陶瓷衬底中的通孔的方法以及一种使用该方法填充的用于陶瓷衬底中的通孔的填充物，并且更特别地涉及一种用于填充陶瓷衬底中的通孔而且没有任何空隙的方法以及一种使用该方法填充的用于陶瓷衬底中的通孔的填充物。
技术介绍
通常，作为陶瓷基底材料的例子，经常使用其中将金属箔如铜箔整体附接到陶瓷基底材料上的陶瓷DBC(直接结合的铜)衬底或者其中在陶瓷基底材料上形成铜镀层的陶瓷DPC。该陶瓷DBC衬底或该陶瓷DBC衬底在半导体功率模块中使用，具有比其中将铅布置在常规散热材料上的情况更高的散热特性，并且不需要散热板的粘附状态的检验过程。因而，该衬底具有以下优点：提供具有改进的可靠性、生产率、和一致性的半导体功率模块。随着电动车辆数量增加，陶瓷DBC衬底或陶瓷DBC衬底的使用范围逐渐拓宽到汽车功率半导体模块。该陶瓷DBC衬底或该陶瓷DBC衬底是通过使用烧制过程在高温下进行陶瓷基底材料与铜箔的界面结合来制造的。在包括该陶瓷DBC衬底或该陶瓷DBC衬底的陶瓷衬底中，主要通过激光加工形成用于电连接在陶瓷基底材料的两个表面上形成的电路图案的通孔，并且然后使用镀覆或导电糊剂在其中形成导体。然而，使用激光加工的陶瓷衬底中的通孔的直径从该陶瓷基底材料的一个表面到另一个表面逐渐减小。因而，当使用镀覆或导电糊剂在其中形成导体时，存在该导体不完全填充该通孔并且在其中形成大量空隙的问题。在用于半导体功率模块的陶瓷衬底的情况下，随着所使用的功率强度增加必须保证稳定的工作可靠性。在通孔中形成空隙的情况下，当所使用的功率强度是预定值或更高时，存在难以保证工作可靠性的问题。此外，在陶瓷衬底的情况下，在通孔中形成导体的过程期间，可能在该导体中形成大的空腔。在这种情况下，存在该陶瓷衬底的工作可靠性大大降低的问题。公开文本技术问题本专利技术谨记上述问题，并且本专利技术的目的是提供一种用于通过在真空中将陶瓷衬底中的通孔中的导体熔化来填充该通孔的方法以及一种使用该方法填充的用于陶瓷衬底中的通孔的填充物。技术解决方案根据本专利技术的实施方案的用于填充陶瓷衬底的通孔的方法包括在陶瓷基底材料中形成通孔的通孔形成步骤、在该通孔中形成导体的导体形成步骤、以及在真空状态下熔化该导体并且使该导体冷却的真空熔化步骤。该通孔形成步骤可以包括使用激光加工形成贯穿该陶瓷基底材料的两个表面的通孔。该通孔的直径可以从一个表面到另一个表面逐渐减小。该导体形成步骤可以包括使用物理沉积方法在该通孔的内周表面上形成第一沉积导电层的第一沉积过程、使用该物理沉积方法在该通孔的第一沉积导电层上形成第二沉积导电层的第二沉积过程、以及使用镀覆在该通孔中形成镀覆体的镀覆过程，并且该真空熔化步骤可以包括在真空中熔化该镀覆体。该物理沉积方法可以是选自以下各项中的一种：真空沉积、热沉积(蒸镀)、电子束沉积、激光沉积、溅射、和电弧离子镀。该导体形成步骤可以包括形成用于在该陶瓷基底材料的两个表面上一起形成电路图案的电极层。该第一沉积过程可以包括通过在陶瓷基底材料的表面上沉积第一沉积电极层来形成该第一沉积电极层，同时形成第一沉积导电层，该第二沉积过程可以包括通过在该第一沉积电极层上沉积第二沉积电极层来形成该第二沉积电极层，同时形成第二沉积导电层，并且该镀覆过程可以包括通过镀覆在该第二沉积电极层上形成镀覆电极层，同时形成导体，以便形成用于在该陶瓷基底材料的两个表面上一起形成电路图案的电极层。根据本专利技术的实施方案的用于填充陶瓷衬底中的通孔的方法可以进一步包括：在真空熔化步骤之后，抛光这些电极层从而进行平坦化。根据本专利技术的实施方案的用于陶瓷衬底中的通孔的填充物包括导体，该导体填充陶瓷基底材料的通孔并且具有熔化结构，该熔化结构在金属熔化后固化。可以形成该导体以便完全填充该通孔，并且该导体可以包括在该通孔的内周表面上通过沉积形成的第一沉积导电层、在该第一沉积导电层上通过沉积形成的第二沉积导电层、以及在该通孔中形成的镀覆体，并且该镀覆体可以在与该第二沉积导电层接触时填充该通孔，并且可以具有熔化结构，该熔化结构在金属熔化后固化。根据本专利技术的实施方案的用于该陶瓷衬底的通孔的填充物可以进一步包括所形成的电极层，以便在该陶瓷基底材料的两个表面上形成电路图案。这些电极层可以包括在该陶瓷基底材料的两个表面上沉积的第一沉积电极层、在该陶瓷基底材料的两个表面上的第一沉积电极层上沉积的第二沉积电极层、以及在这些第二沉积电极层上镀覆的镀覆电极层。该通孔的直径可以从一个表面到另一个表面逐渐减小。有利效果在本专利技术中，因为导体在真空中在通孔中熔化从而简单地填充陶瓷衬底中的通孔而且没有任何空隙，所以简化了该陶瓷衬底的制造方法并且降低了制造成本。在本专利技术中，陶瓷衬底中的通孔被导体完全填充而且没有任何空隙，从而改进了该陶瓷衬底的工作可靠性并且当该陶瓷衬底用在高功率半导体模块中时保证了稳定的工作可靠性。附图说明图1是示出了根据本专利技术的用于填充陶瓷衬底中的通孔的方法的实施方案的过程视图；图2是示出了根据本专利技术的用于填充陶瓷衬底中的通孔的方法的实施方案的示意图；并且图3是示出了根据本专利技术的用于陶瓷衬底中的通孔的填充物的实施方案的横截面视图。具体实施方式将参考附图对本专利技术进行详细说明。将省略可能使本专利技术的主旨模糊不清的对已知功能和构造的重复描述和详细描述。提供本专利技术的实施方案，以便向本领域技术人员更全面地描述本专利技术。因而，附图等中的要素的形状和尺寸可能为了清楚而被夸大。图1是示出了根据本专利技术的用于填充陶瓷衬底中的通孔的方法的实施方案的过程视图；并且图2是示出了根据本专利技术的用于填充陶瓷衬底中的通孔的方法的实施方案的示意图。参照图1和图2，根据本专利技术的实施方案的用于填充陶瓷衬底中的通孔的方法包括在步骤S100中在陶瓷基底材料10中形成通孔11的通孔形成步骤、在步骤S200中在该通孔11中形成导体20的导体形成步骤、以及在步骤S300中在真空状态下熔化导体20并且使导体20冷却的真空熔化步骤。该通孔形成步骤包括例如在步骤S100中使用激光加工形成贯穿该陶瓷基底材料10的两个表面的通孔11。在步骤S100中，该通孔形成步骤可以使用钻孔加工代替激光加工来进行。在步骤S100中的通孔形成步骤中，使用选自钻孔加工和激光加工中的一种方法在陶瓷基底材料10的必要部分(即，根据预定的电路设计的位置)中形成通孔。形成通孔11以便电连接在陶瓷基底材料10的两个表面上形成的电路图案。在步骤S100中的通孔形成步骤中，当例如使用激光形成通孔11时，该通孔的直径从一个表面到另一个表面逐渐减小。该导体形成步骤包括在通孔11中形成导体20，以便电连接在步骤S200中在陶瓷基底材料10的两个表面上形成的电路图案。在步骤S200中的导体形成步骤中，例如通过镀覆在通孔11中形成导体20。在步骤S200中的导体形成步骤中，作为另一个例子，通孔11用包括导电粉末和粘合剂的导电糊剂填充从而形成导体20。在步骤S200中的导体形成步骤可以包括在步骤S210中使用物理沉积方法在通孔11的内周表面上形成第一沉积导电层21的第一沉积过程、在步骤S220中使用该物理沉积方法在通孔11中的第一沉积导电层21上形成第二沉积导电层22的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于填充陶瓷衬底中的通孔的方法，该方法包括：在陶瓷基底材料中形成通孔的通孔形成步骤；在该通孔中形成导体的导体形成步骤；以及在真空状态下熔化该导体并且使该导体冷却的真空熔化步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.08 KR 10-2016-00275391.一种用于填充陶瓷衬底中的通孔的方法，该方法包括：在陶瓷基底材料中形成通孔的通孔形成步骤；在该通孔中形成导体的导体形成步骤；以及在真空状态下熔化该导体并且使该导体冷却的真空熔化步骤。2.权利要求1的方法，其中，该通孔形成步骤包括使用激光加工形成贯穿该陶瓷基底材料的两个表面的通孔。3.权利要求1的方法，其中，该通孔的直径从一个表面到另一个表面逐渐减小。4.权利要求1的方法，其中，该导体形成步骤包括：使用物理沉积方法在该通孔的内周表面上形成第一沉积导电层的第一沉积过程；使用该物理沉积方法在该通孔中的第一沉积导电层上形成第二沉积导电层的第二沉积过程；以及使用镀覆在该通孔中形成镀覆体的镀覆过程，并且该真空熔化步骤包括在真空中熔化该镀覆体。5.权利要求4的方法，其中，该物理沉积方法是选自以下各项中的一种：真空沉积、热沉积(蒸镀)、电子束沉积、激光沉积、溅射、和电弧离子镀。6.权利要求4的方法，其中，该第一沉积过程包括通过在陶瓷基底材料的表面上沉积第一沉积电极层来形成该第一沉积电极层，同时形成第一沉积导电层，该第二沉积过程包括通过在该第一沉积电极层上沉积第二沉积电极层来形成该第二沉积电极层，同时形成第二沉积导电层，并且该镀覆过程包括通过镀覆在该...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹敬焕，朴益圣，赵显村，
申请(专利权)人：阿莫善斯有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR