薄的焊接層來(lái)固定。由此使得元器件與金屬化層的接觸面最大化。已經(jīng)證明，經(jīng)過(guò)平整的較薄的金屬化層與未經(jīng)平整的較厚的金屬化層相比具有更好的散熱。在平整時(shí)絕對(duì)可以去除ΙΟΟμπι至150μπι，而不會(huì)使得散熱變差。
[0025]具有高功率區(qū)域和低功率區(qū)域的金屬化陶瓷襯底也稱作多層襯底。當(dāng)然同樣可以對(duì)這種多層襯底的底面進(jìn)行結(jié)構(gòu)化地金屬化，以便通過(guò)焊接或者粘貼將襯底以底面連接到散熱器上。
[0026]示例：
[0027]首先使用玻璃成分為6%的銅基漿料，在激光處理過(guò)的厚度為O. 63mm的AlN陶瓷襯底上作為金屬化層印刷高度為50 μ m的整個(gè)電氣布局，該電氣布局由高功率區(qū)域和低功率區(qū)域組成。通過(guò)激光處理陶瓷襯底保證以后能夠沿著激光劃刻的預(yù)定斷裂部位通過(guò)折斷而分開。然后使用不含玻璃成分的銅增厚漿料，通過(guò)另外的也多次的絲網(wǎng)印刷或者模版印刷僅僅使得以后在其上焊接功率器件的高功率區(qū)域或者其金屬化層達(dá)到350 μ m金屬化層厚度。然后在910°C在N2中將金屬化器件煅燒8分鐘。
[0028]在本示例中，然后僅僅給經(jīng)過(guò)金屬化和煅燒的陶瓷襯底的高功率區(qū)域進(jìn)行310 μ m高的金屬化。低功率區(qū)域的金屬化層為40 μ m高。然后通過(guò)研磨過(guò)程機(jī)械地平整高功率區(qū)域或者其銅，以便在高功率區(qū)域中產(chǎn)生精確的水平面。在平整之后，銅在高功率區(qū)域中于是具有200 μ m的總厚度。
[0029]粘附性高于60N/qmm。在銅的總厚度為200 μm的情況下，高功率區(qū)域的邊側(cè)陡度為 120 μπ?ο
[0030]通過(guò)使用不同厚度的模版或印刷絲網(wǎng)調(diào)整印刷過(guò)程，可以有目的地增大高功率區(qū)域的層厚，或者如果僅需要較小的載流能力，則可以通過(guò)減少印刷過(guò)程或模版高度來(lái)實(shí)現(xiàn)介于其間的層厚。
[0031]【附圖說(shuō)明】/
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖I示出具有所施加的金屬化層的氮化鋁或氧化鋁陶瓷襯底4中的局部，所述金屬化層包括高功率區(qū)域I和低功率區(qū)域2。所示出的金屬化層在高功率區(qū)域I中的陶瓷襯底上多次以相同方式被施加，并且可以沿著預(yù)定斷裂部位3通過(guò)折斷被分開。
[0033]高功率區(qū)域I和低功率區(qū)域2并排位于陶瓷襯底上。高功率區(qū)域I指的是根據(jù)其使用具有高載流能力和高散熱的區(qū)域。元器件、如例如LED或者控制晶體管被固定到高功率區(qū)域I上，所述元器件在運(yùn)行中變得很熱和/或具有高的開關(guān)功率。必須傳導(dǎo)或者排出這些元器件的高的電功率和放出的熱量。
[0034]低功率區(qū)域2表示可以具有少的放熱的金屬化層或印制導(dǎo)線。這例如是電路的真正印制導(dǎo)線，通常稱作邏輯電路。
[0035]本發(fā)明的一個(gè)主要特征是通過(guò)研磨過(guò)程平整高功率區(qū)域1，以便產(chǎn)生具有小的Rz(優(yōu)選地5μπι左右）的沒(méi)有波紋的精確的水平面。唯有如此，才通過(guò)薄的焊接層（優(yōu)選地10 μ m左右）充分排出功率器件的熱量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用銅在由AlN或Al2O3構(gòu)成的陶瓷襯底(4)上制造多層金屬化層的方法，其中在同一個(gè)陶瓷襯底(4)上實(shí)現(xiàn)具有擁有較大載流能力的金屬化層的高功率區(qū)域(I)和具有擁有較小載流能力的金屬化層的低功率區(qū)域(2)，其特征在于應(yīng)按照順序執(zhí)行的以下方法步驟: e)使用含玻璃的銅基漿料以絲網(wǎng)印刷或者移印方式為高功率區(qū)域(I)和低功率區(qū)域(2)印上厚度為20至50μ m的共同的基底金屬化層， f)通過(guò)絲網(wǎng)印刷或者模版印刷通過(guò)多次或反復(fù)地將不含玻璃成分的銅增厚漿料印到基底金屬化層上，使得高功率區(qū)域(I)中的基底金屬化層增厚，直至300至500 μπι的銅總厚度， g)在850至950°C在氮?dú)庵泄餐褵哂懈吖β蕝^(qū)域(I)和低功率區(qū)域(2)的金屬化陶瓷襯底⑷， h)以機(jī)械方式平整高功率區(qū)域(I)，以實(shí)現(xiàn)具有粗糙度Rz<5 μπι的平坦表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在平整之后以無(wú)電流方式給高功率區(qū)域(I)和/或低功率區(qū)域⑵配備如N1、NiP+Pd+Au、Ag或者Ni+Au的金屬化層。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在印刷之前或者之后通過(guò)激光劃片(3)處理陶瓷襯底(4)，以備之后將陶瓷襯底(4)分離成各個(gè)部分襯底。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在平整時(shí)去除100至150 μ m05.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，含玻璃的銅基漿料的玻璃成分在4%和8%之間，優(yōu)選為6%。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征中在于，高功率區(qū)域(I)的金屬化層在平整之后具有180至220 μπι的厚度。7.利用根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述方法制造的由AlN或Al203構(gòu)成的陶瓷襯底(4)，具有由銅構(gòu)成的多層金屬化層，所述多層金屬化層具有擁有較大載流能力的金屬化層的高功率區(qū)域(I)以及擁有較小載流能力的金屬化層的低功率區(qū)域(2)，其特征在于，高功率區(qū)域(I)中的金屬化層厚度為180至220 μ m，并且低功率區(qū)域(2)中的金屬化層厚度為20至50 μ m，并且金屬化層的粘附性高于60N/qmm。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陶瓷襯底，其特征在于，在銅的總厚度為200μ m的情況下，高功率區(qū)域⑴的金屬化層的邊側(cè)陡度為120 μπι。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用銅在由AlN或Al2O3構(gòu)成的陶瓷襯底(4)上制造多層金屬化層的方法，其中在同一個(gè)陶瓷襯底(4)上實(shí)現(xiàn)具有擁有較大載流能力的金屬化層的高功率區(qū)域(1)和具有擁有較小載流能力的金屬化層的低功率區(qū)域(2)。按照本發(fā)明，建議在高功率區(qū)域中多次印刷金屬化層。
【IPC分類】H01L21/48, H01L23/498
【公開號(hào)】CN105074913
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480007836
【發(fā)明人】S·阿德勒, R·迪爾施, A·蒂姆
【申請(qǐng)人】陶瓷技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2014年2月5日
【公告號(hào)】DE102014202007A1, EP2954554A1, US20150366075, WO2014122137A1