含有硅的陶瓷基板，该基板表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度为２．７Ａｔｏｍ％以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本申请要求2007年11月6日申请的日本特愿2007-288287号、2008年3月19日 申请的日本特愿2008-072509号、2008年10月21日申请的日本特愿2008-271036号、和 2008年10月21日申请的日本特愿2008-271037号的优先权，在此援引其内容。
技术介绍
例如，安装了半导体晶片等电子部件的电源模块具有电源模块用基板，该电源模 块用基板一般具有包含A1N (氮化铝)或A1203 (氧化铝)、Si3N4(氮化硅)、SiC (碳化硅)等 的陶瓷基板、在上述陶瓷基板的上面配置的金属部件的电路层、和在上述陶瓷基板的下面 配置的金属部件的金属层。在电源模块用基板的电路层上设置作为发热体的半导体晶片， 在金属层的下面设置冷却用的降温装置(参考下述专利文献1)。在上述电源模块中，半导体晶片所产生的热通过金属层向降温装置中的冷却水释 放。通过在上述电源模块中采用具有比A1N高的弯曲强度等的、机械特性优异的Si3N4 作为陶瓷基板，可以实现陶瓷基板的薄质化。专利文献1 日本特开2002-9212号公报
技术实现思路
当在包含Si3N4的陶瓷基板上接合包含A1 (铝)的金属部件时，有在陶瓷基板与金 属部件之间产生接合不良的情况。例如，在陶瓷基板的表面，存在烧结陶瓷基板时产生的Si02 (二氧化硅)或硅的复 合氧化物，由这些二氧化硅或硅的复合氧化物产生SiO (—氧化硅)气体。该SiO气体有可 能阻碍陶瓷基板与金属部件的接合，从而不能充分确保两者间的接合面积。如果产生这样 的接合不良，则在热循环时(周期性地反复加热时)，金属部件容易从陶瓷基板剥离。本专利技术是鉴于上述课题而作出的专利技术，其目的在于提供可在含有硅的陶瓷基板与 金属部件之间得到充分的接合强度，由此可提高热循环时的接合可靠性的陶瓷基板、陶瓷 基板的制造方法和电源模块用基板的制造方法。本专利技术的陶瓷基板是含有硅的陶瓷基板，该基板表面的二氧化硅和硅的复合氧化 物的浓度为2. 7Atom%以下。 上述浓度可以使用电子探针显微分析仪进行测定。本专利技术的陶瓷基板可以通过沿形成于含有硅的陶瓷母材表面的划线将上述陶瓷 母材分割来形成。根据本专利技术，陶瓷基板表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度为2. 7Atom%以 下，可以抑制来自二氧化硅和硅的复合氧化物的气体的产生，因此可以在陶瓷基板与金属部件之间得到充分的接合强度，由此能够提高热循环时的接合可靠性。在含有硅的陶瓷基板的表面，形成二氧化硅、硅的复合氧化物。当在陶瓷基板的表 面接合金属部件时，由该二氧化硅、硅的复合氧化物产生SiO气体，阻碍陶瓷基板与金属部 件的接合，不能充分地确保两者的接触面积，从而发生接合不良。因此，通过使陶瓷基板表 面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度为2. 7Atom%以下，可以抑制接合时SiO气体的产 生。由此，可以将金属部件以足够的强度接合在陶瓷基板上。其结果是可以防止金属部件 从陶瓷基板剥离。本专利技术的陶瓷基板的制造方法具有通过对含有硅的陶瓷母材的表面照射能量光， 而在上述陶瓷母材的表面形成划线的工序、和对形成了上述划线的上述陶瓷母材实施表面 处理的工序。形成了上述划线的上述陶瓷母材的表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度 为2. 7Atom%以下。另外，本专利技术的电源模块用基板的制造方法具有下述工序通过对含有硅的陶瓷 母材的表面照射能量光而形成划线的工序、对形成了上述划线的上述陶瓷母材实施表面处 理的工序、沿上述划线将上述陶瓷母材分割而形成陶瓷基板的工序、将金属部件接合于上 述陶瓷基板的工序。形成了上述划线的上述陶瓷母材的表面的二氧化硅和硅的复合氧化物 的浓度为2. 7Atom%以下。在本专利技术的陶瓷基板的制造方法、和本专利技术的电源模块用基板的制造方法中，上 述浓度可以使用电子探针显微分析仪进行测定。根据本专利技术，由于通过表面处理除去在形成划线时附着于陶瓷基板表面的二氧化 硅或硅的复合氧化物，因此在陶瓷基板与金属部件之间可以得到充分的接合强度。当通过照射能量光形成划线时，由二氧化硅或硅的复合氧化物形成的烟尘从陶瓷 母材飞散并附着于陶瓷母材的表面。因此，通过在划线形成后实施表面处理，可以从陶瓷母 材的表面除去烟尘。由此，当在陶瓷基板上接合金属部件时，可以抑制来自二氧化硅和硅的 复合氧化物的气体的产生，能够将金属部件以充分的强度接合在陶瓷基板上。其结果是可 以防止金属部件从陶瓷基板剥离。本专利技术的陶瓷基板的制造方法具有通过对含有硅的陶瓷母材的表面照射YAG激 光的二次谐波以上的能量光，而在上述陶瓷母材的表面形成上述划线的工序。形成了上述 划线的上述陶瓷母材的表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度为2. 7Atom%以下。另外，本专利技术的电源模块用基板的制造方法具有下述工序通过对含有硅的陶瓷 母材的表面照射YAG激光的二次谐波以上的能量光而在上述陶瓷母材的表面形成上述划 线的工序、沿上述划线分割上述陶瓷母材而形成陶瓷基板的工序、和将金属部件接合于上 述陶瓷基板的工序。形成了上述划线的上述陶瓷母材表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的 浓度为2. 7Atom%以下。在本专利技术的陶瓷基板的制造方法、和本专利技术的电源模块用基板的制造方法中，上 述浓度可以使用电子探针显微分析仪进行测定。根据本专利技术，通过对陶瓷母材的表面照射YAG激光的二次谐波以上的能量光，可 以在陶瓷母材的表面形成划线。当使用YAG激光的二次谐波以上的能量光时，可以抑制热 的影响，因此能够防止划线形成时的烟尘的发生。因而，即使省略或简化表面处理工序，也 可以保证陶瓷母材表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度在2. 7Atom%以下。由此，当在陶瓷基板上接合金属部件时，可以抑制由二氧化硅和硅的复合氧化物产生气体，能够将金 属部件以充分的强度接合在陶瓷基板上。其结果是可以防止金属部件从陶瓷基板剥离。在本专利技术的电源模块用基板的制造方法中，上述金属部件可以是铝。进而，上述金 属部件可以钎焊在上述陶瓷基板上。根据本专利技术，当在陶瓷基板上接合金属部件时，可以抑制SiO气体和氧化铝的形 成。由此，能够将金属部件以充分的强度接合在陶瓷基板上。当在陶瓷基板上接合金属部件时，如果在陶瓷基板的表面存在二氧化硅或硅的复 合氧化物，则产生SiO气体，同时在金属部件的与陶瓷基板的界面及其附近形成作为铝的 氧化物的氧化铝。因此，通过利用表面处理除去在陶瓷基板表面形成的二氧化硅或硅的复 合氧化物，在金属部件的接合时可以抑制一氧化硅气体的产生。本专利技术的陶瓷基板的制造方法具有将含有硅的陶瓷母材进行烧结的工序和对上 述陶瓷母材实施表面处理的工序。实施了上述表面处理的上述陶瓷母材表面的二氧化硅和 硅的复合氧化物的浓度为2. 7Atom%以下。另外，本专利技术的电源模块用基板的制造方法具有将含有硅的陶瓷母材进行烧结的 工序、对上述陶瓷母材实施表面处理的工序、和将金属部件接合于由实施了上述表面处理 的上述陶瓷母材制成的陶瓷基板的工序。实施了上述表面处理的上述陶瓷母材表面的二氧 化硅和硅的复合氧化物的浓度为2. 7Atom%以下。在本专利技术的陶瓷基板的制造方法、和本专利技术的电源模块用基板的制造方法中，上 述浓度可以使用电子探针显微分析仪进行测定。根据本专利技术，在将含有Si的陶瓷母材本文档来自技高网...
【技术保护点】
陶瓷基板，其是含有硅的陶瓷基板，该基板表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度为２．７Ａｔｏｍ％以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-11-6 2007-288287;JP 2008-3-19 2008-072509;陶瓷基板，其是含有硅的陶瓷基板，该基板表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度为2.7Atom％以下。2.根据权利要求1所述的陶瓷基板，其中，上述浓度使用电子探针显微分析仪测定。3.根据权利要求1所述的陶瓷基板，其通过沿形成于含有硅的陶瓷母材表面的划线将 上述陶瓷母材分割来形成。4.陶瓷基板的制造方法，其具有下述工序通过对含有硅的陶瓷母材的表面照射能量光，而在上述陶瓷母材的表面形成划线的工 序、和对形成了上述划线的上述陶瓷母材实施表面处理的工序，形成了上述划线的上述陶瓷母材表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度为 2. 7Atom% 以下。5.根据权利要求4所述的陶瓷基板的制造方法，其中，上述浓度使用电子探针显微分 析仪进行测定。6.陶瓷基板的制造方法，其具有通过对含有硅的陶瓷母材的表面照射YAG激光的二次 谐波以上的能量光，而在上述陶瓷母材的表面形成上述划线的工序，形成了上述划线的上述陶瓷母材表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度为 2. 7Atom% 以下。7.根据权利要求6所述的陶瓷基板的制造方法，其中，上述浓度使用电子探针显微分 析仪进行测定。8.电源模块用基板的制造方法，其具有下述工序通过对含有硅的陶瓷母材的表面照射能量光而形成划线的工序、对形成了上述划线的上述陶瓷母材实施表面处理的工序、通过沿上述划线将上述陶瓷母材分割而形成陶瓷基板的工序、和将金属部件接合于上述陶瓷基板的工序，形成了上述划线的上述陶瓷母材表面的二氧化硅和硅的复合氧化物的浓度为 2. 7Atom% 以下。9.根据权利要求8所述的电源模块用基板的制造方法，其中，上述浓度使用电子探针 显微分析仪进行测定。10.根据权利要求8所述的电源模块用基板的制造方法，其中，上述金属部件为铝。11.根据权利要求8所述的电源模块用基板的制造方法，其中，上述金属部件钎焊在上 述陶瓷基板上。12.电源模块用基板的制造方法，其具有下述工序通过对含有硅的陶瓷母材的表面照射YAG激光的二次谐波以上的能量光，而在上述陶 瓷母材的表面形成上述划线的工序、通过沿上述划线分割上述陶瓷母材而形成陶瓷...
【专利技术属性】
技术研发人员：殿村宏史，北原丈嗣，石塚博弥，黑光祥郎，长友义幸，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。