陶瓷-金属层接合体的制造方法、陶瓷电路基板的制造方法及接合金属板的陶瓷母材板技术

一种金属层接合陶瓷母材板的制造方法，沿着用于将陶瓷母材板分割成多个陶瓷基板的预定分割线，在所述陶瓷母材板的表面及背面分别形成至少一条划线，并在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面，接合覆盖所述预定分割线的至少一部分的金属板，沿着所述预定分割线对所述金属板进行蚀刻而形成多个金属层，制造通过在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面分别接合多个所述金属层而成的金属层接合陶瓷母材板。

Manufacturing method of ceramic metal layer connector, manufacturing method of ceramic circuit base plate and ceramic base metal plate for joining metal plate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷-金属层接合体的制造方法、陶瓷电路基板的制造方法及接合金属板的陶瓷母材板
本专利技术涉及一种制造在陶瓷母材板的两面分别接合多个金属层而成的陶瓷-金属层接合体的方法、分割该陶瓷-金属层接合体而制造陶瓷电路基板的方法、及在陶瓷母材板的两面分别接合金属板而成的接合金属板的陶瓷母材板。本申请主张基于2017年6月27日在日本申请的专利申请2017-124986号的优先权，并将该内容援用于此。
技术介绍
近年来，提出作为热电元件及LED元件的配线基板，使用将在陶瓷板的两面接合金属层的接合体进行单片化而得的陶瓷电路基板。在该接合体中，陶瓷板与金属层的接合是使用钎料来进行。例如，作为使用钎料来接合陶瓷板与构成金属层的金属板的技术，在专利文献1中公开了功率模块用基板的制造方法。在专利文献1所述的功率模块用基板的制造方法中，对具有能够形成多个功率模块用基板的较大面积的陶瓷母材板的表面(一侧面)照射激光，预先设置将陶瓷母材板区划成各功率模块用基板的大小的划线(分割槽)，并在该陶瓷母材板的两面，使用Al-Si类的钎料来接合由铝或铝合金构成的金属板之后，以去除划线上的金属部分的方式进行蚀刻，之后，沿着该划线分割陶瓷母材板而进行单片化，从而制造各个功率模块用基板。专利文献1：日本特开2015-185606号公报在专利文献1所述的功率模块用基板的制造方法中，若在陶瓷母材板的两面通过钎料层叠金属板，以碳板夹持该层叠体并在加压状态下进行加热，则熔融的钎料会在陶瓷母材板与金属板之间扩展，钎料中的Si原子会扩散至金属板内，由此接合陶瓷母材板与金属板。此时，在陶瓷母材板的表面(形成有划线的面)中，熔融的钎料沿着划线流出至层叠体的外侧，焊瘤形成于各划线的末端。另一方面，即使在陶瓷母材板的背面(未形成有划线的面)中，熔融的钎料流出，也不会像形成有划线的表面那样大量流出，并且，焊瘤形成于层叠体的侧面的任意位置。当为专利文献1的功率模块用基板的情况时，因为金属板(金属层)比较厚，有无划线所导致的钎料的流出差异成为障碍的情况较少，但是，当金属板(金属层)较薄时，发生以下问题。相较于未形成有划线的背面侧，在形成有划线的表面侧中，熔融的钎料大多沿着划线流出至层叠体外。因此相较于向表面侧的金属板内扩散的钎料中的Si原子，向背面侧的金属板内扩散的钎料中的Si原子更多，从而Si原子的含量不同。尤其，各个陶瓷电路基板的面积越小，则由于形成于陶瓷母材板的划线的条数较多，因此陶瓷母材板的表面侧的金属板的Si浓度与背面侧的金属板的Si浓度的差异越大。并且，制造出如下的功率模块用基板，其在陶瓷母材板与金属板的接合之后进行的蚀刻的蚀刻速度在表面侧与背面侧不同，表面侧的金属层的面积与背面侧的金属层的面积不同。此时，背面侧的金属板因为Si浓度高而熔点低，因此比表面侧的金属板更容易熔融。因此，产生如下的问题：通过接合时的加热，在背面侧的金属板的表面产生液相，其成为焊斑，当该焊斑明显时碳板附着于背面侧的金属板。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于减少接合于陶瓷母材板的两面的各金属板的Si浓度之差，使各金属板的蚀刻速度大致相同，抑制形成于各金属板的表面上的焊斑的发生。本专利技术是一种陶瓷-金属层接合体的制造方法，具有：划线形成工序，沿着用于将陶瓷母材板分割成多个陶瓷基板的预定分割线，在所述陶瓷母材板的表面及背面分别形成至少一条划线；接合工序，在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面，分别通过Al-Si类钎料来层叠覆盖所述预定分割线的至少一部分且厚度尺寸为0.4mm以下的由铝或铝合金构成的金属板，并且一边向层叠方向施加荷载一边进行加热，在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面分别接合所述金属板；及蚀刻工序，沿着所述预定分割线对所述金属板进行蚀刻而形成多个金属层，由此制造通过在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面分别接合多个所述金属层而成的陶瓷-金属层接合体。如以往当仅在陶瓷母材板的一侧面形成划线时，相较于向与形成有划线的表面接合的金属板内扩散的钎料中的Si原子，向与未形成有划线的背面接合的金属板内扩散的钎料中的Si原子更多。因此，背面侧的金属板的熔点降低，有可能发生焊斑。相对于此，在本专利技术中，通过在陶瓷母材板的表面及背面分别形成划线，在将金属板接合于陶瓷母材板的两面时，熔融的钎料的剩余量在任一面中都会沿着划线被排出至层叠体的外侧。因此，相较于仅在一侧面形成划线的情况，在陶瓷母材板的两面中，从钎料扩散的各金属板中的Si原子的含量之差(Si浓度之差)变小，因此能够以大致相同的蚀刻速度对各金属板进行蚀刻，能够形成大致相同大小的金属层。并且，通过将划线形成在陶瓷母材板的两面，熔融的钎料的剩余量在层叠体的两面中顺利地排出至外侧，因此能够防止因熔点的降低而金属板中产生液相，能够抑制各金属板的表面上发生焊斑。在本专利技术的陶瓷-金属层接合体的制造方法中，可以在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面分别形成多条所述划线。通过在陶瓷母材板的两面上形成多个划线，在接合工序中熔融的钎料在表面及背面的任一面中都容易分散排出至层叠体的外侧，能够使各金属板内的Si浓度在面方向均匀化。通过在面方向使Si浓度均匀化，在表面侧与背面侧中扩散于金属板内的钎料中的Si原子的含量(Si浓度)之差变得更小，因此能够以相同蚀刻速度对两面的各金属板进行蚀刻，能够形成大致相同大小的金属层。而且，熔融的钎料通过多个划线分散并排出，因此能够抑制焊瘤变大。在本专利技术的陶瓷-金属层接合体的制造方法中，优选在所述划线形成工序中，形成于所述陶瓷母材板的所述表面的所述划线的条数与形成于所述陶瓷母材板的所述背面的所述划线的条数相同。通过在陶瓷母材板的两面形成相同条数的划线，在接合工序中沿着各划线被排出至层叠体的外侧的钎料的量在表面与背面中几乎相同。由此，向接合于表面侧与背面侧的各金属板内扩散的Si原子的含量即Si浓度相同，对各金属板进行蚀刻的蚀刻速度相等，能够形成相同大小的金属层。在本专利技术的陶瓷-金属层接合体的制造方法中，形成于所述陶瓷母材板的所述表面的所述划线的位置与形成于所述陶瓷母材板的所述背面的所述划线的位置在所述陶瓷母材板的面方向上可以相同。通过将划线形成在陶瓷母材板的两面的相同位置，能够沿着划线容易分割(单片化)陶瓷母材板，能够有效率地制造多个陶瓷电路基板。在本专利技术的陶瓷-金属层接合体的制造方法中，形成于所述陶瓷母材板的所述表面的所述划线的位置与形成于所述陶瓷母材板的所述背面的所述划线的位置在所述陶瓷母材板的面方向上也可以不同。根据这种结构，相较于在陶瓷母材板的两面的相同位置形成划线，能够减少所形成的划线的条数，因此能够减少划线形成工序所花费的工夫及时间。本专利技术的陶瓷电路基板的制造方法中，在所述制造方法中的所述蚀刻工序之后，还具有将所述陶瓷母材板沿着所述划线进行分割而单片化成多个所述陶瓷基板的分割工序，由此制造在所述陶瓷基板的表面及背面分别接合所述金属层而成的多个陶瓷电路基板。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷-金属层接合体的制造方法，具有：/n划线形成工序，沿着用于将陶瓷母材板分割成多个陶瓷基板的预定分割线，在所述陶瓷母材板的表面及背面分别形成至少一条划线；/n接合工序，在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面，分别通过Al-Si类钎料来层叠覆盖所述预定分割线的至少一部分且厚度尺寸为0.4mm以下的由铝或铝合金构成的金属板，并且一边向层叠方向施加荷载一边进行加热，在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面分别接合所述金属板；及/n蚀刻工序，沿着所述预定分割线对所述金属板进行蚀刻而形成多个金属层，/n由此制造通过在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面分别接合多个所述金属层而成的陶瓷-金属层接合体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170627 JP 2017-1249861.一种陶瓷-金属层接合体的制造方法，具有：
划线形成工序，沿着用于将陶瓷母材板分割成多个陶瓷基板的预定分割线，在所述陶瓷母材板的表面及背面分别形成至少一条划线；
接合工序，在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面，分别通过Al-Si类钎料来层叠覆盖所述预定分割线的至少一部分且厚度尺寸为0.4mm以下的由铝或铝合金构成的金属板，并且一边向层叠方向施加荷载一边进行加热，在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面分别接合所述金属板；及
蚀刻工序，沿着所述预定分割线对所述金属板进行蚀刻而形成多个金属层，
由此制造通过在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面分别接合多个所述金属层而成的陶瓷-金属层接合体。


2.根据权利要求1所述的陶瓷-金属接合体的制造方法，其特征在于，
在所述划线形成工序中，在所述陶瓷母材板的所述表面及所述背面分别形成多条所述划线。


3.根据权利要求1或2所述的陶瓷-金属层接合体的制造方法，其特征在于，
在所述划线形成工序中，形成于所述陶瓷母材板的所述表面的所述划线的条数与形成于所述陶瓷母材板的所述背面的所述划线的条数相同。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的陶瓷-金属层接合体的制造方法，其特征在于，
在所述划线形成工序中，形成于所述陶瓷母材板的所述表面的所述划线的位置与形成于所述陶瓷母材板的所述背面的所述划线的位置在所述陶瓷母材板的面方向上相同。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的陶瓷-金属层接合体的制造方法，其特征在于，
在所述划线形成工序中，形成于所述陶瓷母材板的所述表...

【专利技术属性】
技术研发人员：新井皓也，驹崎雅人，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP