接合基板以及接合基板的制造方法与流程

本发明涉及接合基板以及接合基板的制造方法。

背景技术：

1、氮化硅陶瓷具有高导热性以及高绝缘性。因此，铜板经由接合层与氮化硅陶瓷基板接合的接合基板适合用作安装功率半导体元件的绝缘散热基板。

2、接合基板的绝缘破坏存在两种模式。第一模式是通过对接合基板施加超过构成氮化硅陶瓷基板的粒子的内部或者该粒子彼此的晶界的绝缘耐压的电场，从而以电场集中的铜板的端部为起点而发生绝缘破坏的模式。第二模式是由于以氮化硅陶瓷基板的空隙等缺陷为起点的局部放电而形成裂纹，形成的裂纹进展，由此以该缺陷为起点而发生绝缘破坏的模式。

3、上述的第一模式的绝缘破坏能够通过在将接合基板作为产品出货之前进行接合基板的耐电压试验而容易地发现。因此，能够容易地避免将有可能发生上述的第一模式的绝缘破坏的接合基板出货的情况。

4、氮化硅陶瓷基板的缺陷能够分类为在基板的内部孤立的缺陷和在基板的表面露出的缺陷。

5、在基板的内部孤立的缺陷是由于在制造氮化硅陶瓷基板的过程中，异物混入到原料浆料中、因原料浆料中的原料粉末的分散不足而在原料浆料中残留粗大凝聚粒等原因而形成的。

6、在基板的表面露出的缺陷是由于在制造氮化硅陶瓷基板的过程中所制作的中间品的表面附着异物、在中间品的烧结处理期间助剂从该中间品的表面挥发等原因而形成的。

7、这些缺陷中的在基板的内部孤立的缺陷能够通过在进行成型之前对原料浆料进行过滤等而容易地减少。因此，能够容易地避免将有可能发生第二模式的绝缘破坏中的、起因于以在氮化硅陶瓷基板的内部孤立的缺陷为起点的局部放电的绝缘破坏的接合基板作为产品出货的情况。

8、但是，即使以出货前的接合基板为对象进行耐电压试验，也不容易发现以在氮化硅陶瓷基板的表面露出的缺陷为起点的局部放电。也可考虑以出货前的接合基板为对象而进行局部放电试验，但测量因局部放电而流动的pa级的微小电流并不容易，即使在假设具有在原理上能够进行这样的测量的设备的情况下，为了进行这样的测量，也必须进行噪声对策，为此也有时需要导入昂贵的设备。因此，对出货前的接合基板全部进行局部放电试验并不现实。

9、此外，通过进行未接合铜板的氮化硅陶瓷基板的图像检查来发现在氮化硅陶瓷基板的表面露出的缺陷也不容易。其原因在于，由于这样的缺陷仅具有直径50μm、深度20μm左右的大小，因此为了发现，需要导入昂贵的设备，使用这样的设备对要出货的接合基板中使用的氮化硅陶瓷基板全部进行图像检查并不现实。

10、原本因上述那样的原因而产生的在氮化硅陶瓷基板的表面露出的缺陷就无法容易地减少。

11、根据以上的理由，无法容易地避免将有可能发生第二模式的绝缘破坏中的、起因于以在氮化硅陶瓷基板的表面露出的缺陷为起点的局部放电的绝缘破坏的接合基板出货的情况。

12、在专利文献1所记载的技术中，在氮化硅基板表面及背面印刷钎料图案，将氮化硅基板表面及背面与铜板接合(段落0029)。在专利文献1所记载的技术中，通过在表面尽量不导入缺陷的方法来控制陶瓷基板的表面形态，由此得到局部放电特性比较理想的陶瓷基板(段落0038)。

13、在先技术文献

14、专利文献

15、专利文献1：日本特开2010-76948号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、如上所述，在现有的接合基板的情况下，尽管存在因在氮化硅陶瓷基板的表面露出的缺陷为起点的局部放电而发生绝缘破坏的可能性，但仍然无法容易地避免作为产品出货的情况。该问题在将氮化硅陶瓷基板置换为其他陶瓷基板的情况下也会产生。

3、本发明鉴于该问题而做出。本发明所要解决的课题在于，提供一种抑制了因以在陶瓷基板的表面露出的缺陷为起点的局部放电而发生绝缘破坏的接合基板。

4、用于解决课题的手段

5、本发明的第一方式涉及接合基板。

6、接合基板具备陶瓷基板、铜板以及接合层。

7、陶瓷基板具有主面，该主面具有最大高度rz为10μm以下的平坦区域。陶瓷基板具有粒子缺损孔，该粒子缺损孔露出于主面，对主面的一部分赋予比平坦区域的平坦性低的平坦性，并且深度为10μm以上且60μm以下。

8、铜板具备配置于平坦区域上的第一部分、和填埋粒子缺损孔的第二部分。

9、接合层具备覆盖平坦区域的第三部分、和填埋粒子缺损孔的第四部分。接合层将铜板与主面接合。铜板的第二部分以及接合层的第四部分填埋粒子缺损孔的体积的80％以上。

10、本发明的第二方式涉及接合基板的制造方法。

11、接合基板的制造方法具备：准备陶瓷基板的工序；形成钎料层的工序；在钎料层上配置铜板而得到具备陶瓷基板、钎料层以及铜板的中间品的工序；以及对中间品进行热压的工序。

12、陶瓷基板具有主面，该主面具有最大高度rz为10μm以下的平坦区域。陶瓷基板具有粒子缺损孔，该粒子缺损孔露出于主面，对主面的一部分赋予比平坦区域的平坦性低的平坦性，并且深度为10μm以上且60μm以下。

13、在对中间品进行热压的工序中，使铜板的一部分侵入粒子缺损孔。由此，铜板变形为具备配置于平坦区域上的第一部分、和填埋粒子缺损孔的第二部分。此外，使钎料层的一部分侵入粒子缺损孔。由此，钎料层变化为接合层，该接合层具备覆盖平坦区域的第三部分和填埋粒子缺损孔的第四部分，并将铜板与主面接合。在该工序中，粒子缺损孔的体积的80％以上被铜板的第二部分以及接合层的第四部分填埋。

14、发明效果

15、根据本发明，得到露出于陶瓷基板的主面的深度为10μm以上且60μm以下的粒子缺损孔的体积的80％以上被铜板的一部分以及接合层的一部分填埋的接合基板。在该接合基板中，能抑制以该粒子缺损孔为起点的局部放电发生的情况。由此，能够提供一种接合基板，其抑制了由于以在陶瓷基板的表面露出的缺陷为起点的局部放电而发生绝缘破坏的情况。

16、本发明的目的、特征、方面以及优点通过以下的详细说明和附图而变得更加清楚。

技术特征：

1.一种接合基板的制造方法，其特征在于，具备：

2.根据权利要求1所述的接合基板的制造方法，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的接合基板的制造方法，其特征在于，

技术总结
接合基板具备陶瓷基板、铜板以及接合层。陶瓷基板具备具有最大高度Rz为10μm以下的平坦区域的主面。陶瓷基板具有粒子缺损孔，该粒子缺损孔露出于主面，对主面的一部分赋予比平坦区域的平坦性低的平坦性，并且深度为10μm以上且60μm以下。铜板具备配置于平坦区域上的第一部分和填埋粒子缺损孔的第二部分。接合层具备覆盖平坦区域的第三部分和填埋粒子缺损孔的第四部分，第二部分以及第四部分填埋粒子缺损孔的体积的80％以上。接合层将铜板与主面接合。

技术研发人员：海老个濑隆
受保护的技术使用者：日本碍子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25