一种金属陶瓷载板的制作方法

本发明涉及半导体，尤其涉及一种金属陶瓷载板。

背景技术：

1、近年来，功率半导体的需求不断扩大，对电路产生的热量进行散热的器件与材料的开发成为核心要点。随着电子器件的进步，高效率执行功率变化与控制的功率器件的应用领域不断扩大。陶瓷材料具有高绝缘性、高热传导特性，能够对器件产生的热量进行快速的传达和扩散，因此陶瓷材料被广泛应用于输送机器用器件的载板材料、高集成电路用载板材料、激光振荡器等的散热部件(heat sink)、半导体制造装置的反应容器部件及精密机械部件等。但是目前金属陶瓷载板的熔融温度高达900℃至1100℃，若降低熔融温度，会导致金属陶瓷载板的钎合力下降。因此如何在不牺牲钎合力的前提下，降低金属陶瓷载板的熔融温度是业界急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种金属陶瓷载板，用以解决现有技术中的金属陶瓷载板存在的熔融温度的降低会带来钎合力也降低的缺陷。

2、本发明提供一种金属陶瓷载板，包括陶瓷基板及贴合组件；所述贴合组件是通过溅射的方式将贴合材料溅射于所述陶瓷基板上形成的层状结构；

3、所述贴合材料包括活性金属和填充金属；所述活性金属包括钛、铬、镍、镍铬合金或铌中的至少一种；所述填充金属包括银、铜、铝或锌中的至少两种。

4、根据本发明提供的金属陶瓷载板，所述贴合组件包括：

5、第一贴合层，所述第一贴合层通过溅射的方式形成于所述陶瓷基板；所述第一贴合层中的组分至少包括所述活性金属；

6、第二贴合层，所述第二贴合层通过溅射的方式形成于所述第一贴合层远离所述陶瓷基板的一侧面；所述第二贴合层中的组分至少包括所述填充金属。

7、根据本发明提供的金属陶瓷载板，还包括：

8、第三贴合层，所述第三贴合层通过溅射的方式形成于所述第二贴合层远离所述第一贴合层的一侧面；所述第三贴合层中的组分至少包括所述填充金属，所述第三贴合层中的组分与所述第二贴合层中的组分不同。

9、根据本发明提供的金属陶瓷载板，所述第一贴合层中的组分还包括填充金属，且所述填充金属包括金属银；所述第一贴合层中所述活性金属包括金属钛；

10、所述第二贴合层中的组分还包括活性金属，且所述活性金属包括金属钛；所述第二贴合层中的所述填充金属包括金属铜；

11、所述第三贴合层的层数至少为两层，所述第三贴合层中的所述填充金属包括金属银及金属铜。

12、根据本发明提供的金属陶瓷载板，所述第三贴合层中的所述填充金属还包括金属铝。

13、根据本发明提供的金属陶瓷载板，所述贴合组件由至少一个重复单元构成，每一个所述重复单元均为多层结构，所述重复单元包括所述第一贴合层、所述第二贴合层和所述第三贴合层。

14、根据本发明提供的金属陶瓷载板，所述第一贴合层中的所述活性金属为金属钛，所述第二贴合层中的所述填充金属为金属银，所述第三贴合层中的所述填充金属为金属铜。

15、根据本发明提供的金属陶瓷载板，所述第一贴合层中的所述活性金属包括金属钛；所述第二贴合层中的所述填充金属包括金属铜和金属银。

16、根据本发明提供的金属陶瓷载板，沿着远离所述陶瓷基板的方向，所述活性金属的质量百分比减少。

17、根据本发明提供的金属陶瓷载板，所述贴合材料中的所述活性金属的质量百分比为1％～10％，所述填充金属的质量百分比为不小于90％。

18、本发明提供一种金属陶瓷载板，在对贴合组件进行熔融时，活性金属受高温影响可以与陶瓷基板进行化学反应，同时活性金属不会与填充金属在高温下反应生成能够阻断熔融的化合物，因此可以提高与陶瓷基板的钎合力，同时不会阻断熔融而使贴合组件的熔点提高。因为贴合材料还包括填充金属，且填充金属包括银、铜、铝或锌中的至少两种，能够进一步的降低贴合组件的熔点，使贴合组件的熔点降低至650℃～800℃；而且填充金属还使贴合组件的热传导性能优异，钎合后在常温下钎合力优秀，更容易控制应力，降低应力残留。

19、进一步的，通过溅射的方式将贴合材料溅射于陶瓷基板上而形成贴合组件，使贴合组件的厚度为2μm～10μm，显然通过溅射的方式形成的贴合组件可以降低贴合材料的用量，同时减少出现空鼓的概率，提高钎合力，使贴合组件的熔融温度进一步的降低。有效的解决了现有技术中的金属陶瓷载板存在的熔融温度的降低会带来钎合力也降低的缺陷。

技术特征：

1.一种金属陶瓷载板，其特征在于，包括陶瓷基板(100)及贴合组件(200)；所述贴合组件(200)是通过溅射的方式将贴合材料溅射于所述陶瓷基板(100)上形成的层状结构；

2.根据权利要求1所述的金属陶瓷载板，其特征在于，所述贴合组件(200)包括：

3.根据权利要求2所述的金属陶瓷载板，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的金属陶瓷载板，其特征在于，所述第一贴合层(210)中的组分还包括填充金属，且所述填充金属包括金属银；所述第一贴合层(210)中所述活性金属包括金属钛；

5.根据权利要求4所述的金属陶瓷载板，其特征在于，所述第三贴合层(230)中的所述填充金属还包括金属铝。

6.根据权利要求3所述的金属陶瓷载板，其特征在于，所述贴合组件(200)由至少一个重复单元构成，每一个所述重复单元均为多层结构，所述重复单元包括所述第一贴合层(210)、所述第二贴合层(220)和所述第三贴合层(230)。

7.根据权利要求6所述的金属陶瓷载板，其特征在于，所述第一贴合层(210)中的所述活性金属为金属钛，所述第二贴合层(220)中的所述填充金属为金属银，所述第三贴合层(230)中的所述填充金属为金属铜。

8.根据权利要求2所述的金属陶瓷载板，其特征在于，所述第一贴合层(210)中的所述活性金属包括金属钛；所述第二贴合层(220)中的所述填充金属包括金属铜和金属银。

9.根据权利要求1所述的金属陶瓷载板，其特征在于，沿着远离所述陶瓷基板(100)的方向，所述活性金属的质量百分比减少。

10.根据权利要求1至9任一项所述的金属陶瓷载板，其特征在于，所述贴合材料中的所述活性金属的质量百分比为1％～10％，所述填充金属的质量百分比为不小于90％。

技术总结
本发明涉及半导体技术领域，公开了一种金属陶瓷载板。该金属陶瓷载板包括陶瓷基板及贴合组件；贴合组件是通过溅射的方式将贴合材料溅射于陶瓷基板上形成的层状结构；贴合材料包括活性金属和填充金属；活性金属包括钛、铬、镍、镍铬合金或铌中的至少一种；填充金属包括银、铜、铝或锌中的至少两种。本发明的金属陶瓷载板的熔融温度为650℃～800℃；且钎合后在常温下钎合力优秀，更容易控制应力，降低应力残留，有效的解决了现有技术中的金属陶瓷载板存在的熔融温度的降低会带来钎合力也降低的缺陷。

技术研发人员：杜君
受保护的技术使用者：北京奕斯伟科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/29