[發明專利]電路板及其制作方法和高輸出模塊

無效

• 申請號: 02141292.8
• 申請日: 2002-07-05
• 公開（公告）號: CN1396654A
• 公開（公告）日: 2003-02-12
• 發明（設計）人: 田遠伸好;中西秀典
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01L23/15
• 分類號: H01L23/15;H01L23/48;H01L21/08;H05K1/00;H05K3/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波,侯宇

技術領域

本發明涉及利用陶瓷的半導體電路板，并涉及制作這種電路板的方法，以及涉及到高輸出模塊。

背景技術

半導體元件包括：LD(激光二極管或半導體激光器)，APD(雪崩光電二極管)，和其他這樣的光半導體元件；HEMT(高電遷移率晶體管)，HBT(異質雙極晶體管)，和其他使用GaAs，InP，Si/SiGe的半導體元件，或者能夠高速工作的類似元件；IGBT(絕緣柵雙極晶體管)和其他這樣的變換器/整流器硅器件；BiTe和其他這樣的熱電半導體元件。為了更高的集成和速度，用于這些元件范圍的電路板需要低電阻，良好的熱輻射，很好匹配的熱膨脹，和非常精細的布線圖。

通過參考圖4A-4E描述一種常規電路板。如圖4A-4E所示，目前為止該方法一直如下所述。把金屬掩模或者光掩模2應用到陶瓷基底1上(圖4A)，用蒸鍍或濺射形成第三金屬層3，并且把金屬掩模或者光掩模2去除(圖4B)，之后形成抗蝕劑層4(圖4C)，然后用蒸鍍或濺射形成第一金屬層5(圖4D)，去除抗蝕劑層得到最終產品(圖4E)。

陶瓷基底1用AlN或氧化鋁制成。這已經被公開，比如在日本專利2-271585中。第三金屬層用作抗蝕劑層，一般用TaN、NiCr或者鎢制作。第一金屬層用作導線或者電感，并且具有多層結構包括Ti/Mo/Au、Ti/Pt/Au、Cr/Mo/Au或者Ti/V/Au。該層使用鈦或者鉻與陶瓷基底接觸的原因是為了提高對于基底的粘接強度。因為鉑、鉬或者釩有高的熔點，把它插入中間就是為了防止頂層與在同基底接觸部分的金屬比如鈦或者鉻形成合金。金用作頂層，選擇它是為了順利進行引線接合或者芯片焊接。在最終產品中材料組合的例子如圖4F所示。

對于用于功率半導體的基底，把銅或者金用蒸鍍、鍍覆或熔融應用到陶瓷基底的全部上表面，之后用蝕刻形成布線圖。

為了生產高輸出模塊，把半導體元件用芯片焊接方法安裝在這些電路板上。

對于目前的高輸出模塊，除了使模塊更小來減少最終器件的尺寸，也需要使布線圖更精細、尺寸減小，使其能夠處理更高的頻率。為了降低高頻性能的損失和降低功耗，也有必要最小化引線金屬部分的電阻，為此有必要采用厚膜技術來提高布線圖的厚度。

這兩個要求用常規電路板不能同時滿足。這是因為用常規實際使用的精細布線方法，在依靠金屬掩模或者光掩模用蒸鍍方法形成了厚膜抗蝕劑層的基底上面，不能形成精細的布線圖，并且為了獲得厚膜，蒸鍍必須連續進行很長時間，因此實際應用是困難的。此外，當布線圖通過蝕刻形成時，因為出現側面腐蝕，難于進行比引線厚度小的圖形的精細處理，并且蝕刻去除尤其困難。因此，不能實現小型化的高性能、高輸出模塊。

發明概述

本發明的一個目的是提供具有厚膜精細布線圖的電路板，并實現小型化高性能高輸出模塊。

本發明包括如下組成(1)到(9)。

(1)一種電路板，包括第一金屬層，其在陶瓷基底上形成圖形，和第二金屬層，其至少0.5μm厚并在第一金屬層上形成圖形，其中第一金屬層通過蝕刻寬度減小。

(2)按照(1)的電路板，具有第三金屬層，并與第一金屬層在同一平面上形成圖形。

(3)按照(1)或者(2)的電路板，其中第二金屬層的最外層是金。

(4)按照(2)的電路板，其中第三金屬層是含有鉻或者NiCr的合金。

(5)按照(1)到(4)中任一項的電路板，其中陶瓷基底包含至少一種選自AlN和Si₃N₄重量含量至少90％的陶瓷。

(6)按照(1)到(4)中任一項的電路板，其中陶瓷基底為金剛石或者cBN。

(7)一種制作電路板的方法包括：

在陶瓷基底上蒸鍍或者濺射第一金屬層；

形成厚度至少為0.5μm的抗蝕劑圖形；

用抗蝕劑層作為掩模在第一金屬層上鍍覆形成第二金屬層；

去除抗蝕劑層，然后蝕刻第一金屬層，用第二金屬層作為掩模，借此第一金屬層通過蝕刻寬度減小。

(8)一種制作電路板的方法包括：

在陶瓷基底上形成第三金屬層圖形，然后蒸鍍或者濺射第一金屬層；

形成厚度至少為0.5μm的抗蝕劑圖形；

用抗蝕劑層作為掩模在第一金屬層上鍍覆形成第二金屬層；

去除抗蝕劑層，然后蝕刻第一金屬層，用第二金屬層作為掩模，借此第一金屬層通過蝕刻寬度減小。