[發明專利]金屬化陶瓷板體的制法

有效

• 申請號: 201110305687.6
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102956507A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 魏石龍;蕭勝利;何鍵宏
• 申請（專利權）人: 光頡科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;尚群

技術領域

本發明涉及一種金屬化陶瓷板體的制法，特別是一種用以減低陶瓷板體內應力的金屬化陶瓷板體的制法。

背景技術

隨著電子產業的蓬勃發展，電子產品已充斥在我們周遭，而幾乎成為了社會大眾的必需品，其中，電子產品通常包括有例如陶瓷覆銅板的金屬化陶瓷板體，該陶瓷覆銅板一般是利用直接銅接合(direct?bonded?copper，簡稱DBC)技術在高溫下將陶瓷層與例如銅層的金屬層燒結接合，燒結后，該陶瓷層與銅層之間的結合力強且可靠度高；但是，在該陶瓷層與銅層之間存在一種名為貝殼狀破裂(conchoidal?fracture)的破裂模式，其為一種不規則且非沿著晶格面的破裂模式，起因于冷熱沖擊時的熱脹冷縮不匹配所產生的內應力，使得該銅層下方的陶瓷層破裂，而非在該陶瓷層與銅層之間的接口處產生破裂。

文獻中曾提到，若在銅層邊緣處減少質量，則可以減少這種破裂模式的發生，例如第7619302B2號美國專利，其公開可于該銅層設計凹陷(dimple)，且該凹陷最好在底部為弧形(round)，深度并抵達陶瓷層，又該凹陷在溫度循環期間可于銅層與陶瓷層之間提供鍵結的應力釋放功能，所以能減少前述的破裂模式，進而提升使用壽命。

又如第6670216B2號美國專利，其公開一種陶瓷覆鋁板的鋁層邊緣的漸薄結構、刻痕、孔洞或溝槽，以減少鋁層邊緣的質量，進而減少接口處的內應力，預防鋁層下方的陶瓷層破裂，以提高產品的可靠度及壽命。

上述現有于金屬層表面形成凹陷的方法通常是使用濕式蝕刻以在金屬層邊緣形成連續排列的孔洞，以減少金屬層邊緣的質量。

請參閱圖1A至圖1C，其為現有的陶瓷覆銅板的制法的剖視圖，其中，圖1C’與圖1C”為圖1C的俯視圖的不同實施例。

如圖1A所示，提供一由陶瓷板體10與銅層11堆棧而成的陶瓷覆銅板1，并于該銅層11上形成阻層12，該阻層12于四周邊緣環繞有多個外露該銅層11的圓形阻層開孔120。

如圖1B所示，濕式蝕刻未被該阻層12所覆蓋的銅層11，而形成多個銅層開孔110。

如圖1C所示，移除該阻層12。

然而，由于濕式蝕刻屬于等向性蝕刻，所以蝕刻藥液會在該阻層開孔中等向性地蝕刻該銅層，并在經過適當時間后，最后會裸露出該陶瓷板體，該銅層開孔并形成常見的碗狀結構；然而這種蝕刻后所得到的銅層開孔的孔徑、側壁輪廓及蝕刻深度并不容易控制，最終蝕刻形成的結構往往與原本預計的圖案不盡相同，造成應力減少的情況不如預期，例如，如果蝕刻時間不足，該銅層開孔孔徑太小且深度不夠，因此該銅層邊緣的質量并未顯著地減少，而無法有效釋放應力，如圖1C’所示；又舉例來說，若蝕刻時間太久，則會形成過蝕現象，使該銅層邊緣產生郵票邊緣般的結構，如圖1C”所示，此時實際上僅形成新的銅層邊緣，而未減少銅層邊緣質量，故不具備釋放陶瓷板體與銅層接口的內應力的功能。

因此，如何提出一種金屬化陶瓷板體的制法，以避免現有于金屬層中濕式蝕刻形成刻痕、孔洞或溝槽時不易控制蝕刻時間，導致無法確實減少金屬層邊緣質量以有效釋放金屬化陶瓷板體的內應力等問題，實已成為目前亟欲解決的課題。

發明內容

鑒于上述現有技術的金屬化陶瓷板體的制法具有無法有效釋放內應力等缺失，本發明所要解決的技術問題是提供一種金屬化陶瓷板體的制法，能有效減低金屬層與陶瓷板體接口處的內應力，并進一步提升最終產品的成品率與可靠度。

為了實現上述目的，本發明提供了一種金屬化陶瓷板體的制法，包括：于陶瓷板體上形成金屬層；于該金屬層上形成阻層，該阻層具有外露該金屬層的第一圖案化阻層開口與第二圖案化阻層開口，該第一圖案化阻層開口的寬度大于該金屬層的厚度，該第二圖案化阻層開口的寬度小于該金屬層的厚度；進行濕式蝕刻，以于該第一圖案化阻層開口中形成外露該陶瓷板體的圖案化金屬層開口，并于該第二圖案化阻層開口中形成圖案化金屬層凹部；以及移除該阻層。

于前述的金屬化陶瓷板體的制法中，該金屬層的材質可為銅或鋁，且該(第一)圖案化阻層開口可為井字形，以使該金屬層于進行濕式蝕刻后，成為矩陣排列的多個金屬塊。

依上所述的制法中，該圖案化金屬層凹部可位于各該金屬塊邊緣，該圖案化金屬層凹部可位于各該金屬塊邊緣且呈環形，且該圖案化金屬層凹部可圍繞成矩形環。

于本發明的金屬化陶瓷板體的制法中，還可包括移除該圖案化金屬層開口或圖案化金屬層凹部的頂部周緣的金屬層，且移除該圖案化金屬層開口或圖案化金屬層凹部的頂部周緣的金屬層的方式可為刷磨、帶柄砂輪研磨、噴砂或放電加工。