[發明專利]金屬陶瓷襯底和用于制造金屬陶瓷襯底的方法

在審

• 申請號: 201980015255.6
• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN111801791A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 安德烈亞斯·邁爾;斯特凡·布里廷
• 申請（專利權）人: 羅杰斯德國有限公司
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373;H01L21/00;H01L25/00;C04B37/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;張春水

一種金屬陶瓷襯底(1)，所述金屬陶瓷襯底包括：?具有陶瓷的絕緣層(11)，所述絕緣層具有第一厚度(D1)；和?連結在絕緣層(11)上的金屬化層(12)，所述金屬化層具有第二厚度(D2)，其中第二厚度(D2)大于250μm并且第一厚度(D1)小于300μm，其中第一厚度(D1)和第二厚度(D2)的尺寸確定為，使得??金屬化層(12)的熱膨脹系數和金屬陶瓷襯底(1)的熱膨脹系數之間的差值與??金屬陶瓷襯底(1)的熱膨脹系數的比值具有小于0.25，優選小于0.2并且，并且特別優選小于0.15或甚至小于0.1的值。

技術領域

本發明涉及一種用于電氣的、尤其電子的器件的金屬陶瓷襯底和一種用于制造金屬陶瓷襯底的方法。

背景技術

金屬陶瓷襯底例如作為電路板或印刷電路板從現有技術中是長久已知的。典型地，在金屬陶瓷襯底的器件側上設置有用于電氣器件的連接面和印制導線，其中電氣器件和印制導線可連接在一起形成電回路。金屬陶瓷襯底的主要組成部分是絕緣層和連結于絕緣層的金屬化層，所述絕緣層由陶瓷制成。由于其相對高的絕緣強度，由陶瓷制成的絕緣層證實為是特別有利的。通過金屬化層的結構化于是可以實現用于電氣器件的印制導線和/或連接面。

從WO 2017 056 666 A1中已知一種具有雙側的金屬化層的Si₃N₄絕緣層，其中Si₃N₄絕緣層的尺寸確定為比0.26mm更薄并且金屬化層的尺寸確定為比0.6mm更厚。

原則上，除了低的熱阻以外也期望高的耐溫度變化性，這有利于相應的金屬陶瓷襯底的耐久性。

發明內容

以此背景為出發點，本發明的目的是，提供一種金屬陶瓷襯底，所述金屬陶瓷襯底具有低的熱阻和相對高的耐溫度變化性。

所述目的通過根據權利要求1的金屬陶瓷襯底和根據權利要求8的方法實現。本發明的其他優點和特征在從屬權利要求以及說明書和附圖中得到。

根據本發明，提出一種金屬陶瓷襯底，其包括：

-具有陶瓷的絕緣層，所述絕緣層具有第一厚度；和

-連結在絕緣層上的金屬化層，所述金屬化層具有第二厚度，

其中第二厚度大于200μm并且第一厚度小于300μm，其中第一厚度和第二厚度的尺寸確定為，使得

·金屬化層的熱膨脹系數和金屬陶瓷襯底的熱膨脹系數之間的差值與

·金屬陶瓷襯底的熱膨脹系數的比值具有小于0.25，優選小于0.2并且特別優選小于0.15，或甚至小于0.1的值。

相對于現有技術，借助于根據本發明的設計方案或第一厚度和第二厚度的尺寸確定有利地可行的是，實現改善的耐溫度變化性，尤其也針對如下金屬陶瓷襯底，所述金屬陶瓷襯底的熱阻由于相對薄的絕緣層降低，即所述絕緣層具有小于250μm，優選小于200μm并且特別優選小于150μm的第一厚度。根據本發明在此為了確定第一厚度和/或第二厚度的尺寸使用金屬陶瓷襯底的熱膨脹系數(即考慮所有層，尤其絕緣層和金屬化層的總熱膨脹系數)和金屬化層的熱膨脹系數。在此令人驚訝地證實，只要根據權利要求確定第二厚度或第一厚度的尺寸，雖然絕緣層的第一厚度相對小，但是能改善耐溫度變化性。尤其已證實，在溫度變化下金屬陶瓷襯底的失效越小，金屬化層的熱膨脹系數和金屬陶瓷襯底的熱膨脹系數之間的差就越小。

除了相對薄的絕緣層的降低的熱阻以外的另一優點是，隨著層厚度減小，組織缺陷的數量和大小也降低。相應地，具有陶瓷的絕緣層的故障的概率也降低。第一厚度和第二厚度在此沿著垂直于主延伸平面伸展的方向測量，其中主延伸平面平行于絕緣層伸展。金屬化層在此經由連結面直接連結于絕緣層。