基板及产品的制作方法

1.本发明涉及一种具有金属层的基板及产品。


背景技术：

2.以往，具有陶瓷基板和通过粘接剂设置在陶瓷基板上的由铜箔等构成的金属层的层叠板已被普遍认知。例如，在日本特开2017-035805号中，提供了一种在氮化硅基板的至少一个表面侧层叠由铜或铜合金构成的导体层而成的金属陶瓷接合基板。在该金属陶瓷接合基板中，接合层介于氮化硅基板与导体层之间，并在接合层的介入下，氮化硅基板与导体层接合。
3.然而，在陶瓷基板与金属层之间设置粘接剂等粘接层的情况下，通过陶瓷基板来实现的热传导性会大幅受损。另外，由于陶瓷基板与金属层之间的线膨胀差较大，也有可能发生破裂。
4.本发明提供一种能够实现高导热性且能够降低产生裂纹风险的基板等。


技术实现要素：

5.本发明的一个实施方式涉及的基板，其特征在在于，包括：
6.复合基板，其具有树脂部以及设置在所述树脂部内的多个陶瓷部；以及
7.金属层，设置在所述复合基板的一侧或两侧，
8.其中，所述金属层的另一侧的面或一侧的面可以与所述陶瓷部接触。
9.发明效果
10.根据本发明，能够提供一种实现高热传导性，并且能够降低产生裂纹的可能性的基板等。
附图说明
11.图1是本发明的实施方式的基板的侧向剖视图。
12.图2是本发明的实施方式的复合基板的平面图。
13.图3是本发明的另一实施方式的复合基板的俯视图。
14.图4是本发明的另一实施方式的复合基板的平面图。
15.图5是本发明的一个实施方式的变型例的基板的侧向剖视图。
16.图6是具有粘接层和散热部的基板的侧剖面图。
17.图7是具有本发明的实施方式中的散热部的基板的侧向剖视图。
18.图8是本发明的实施方式的树脂部中包括填料的形态的侧面剖视图。
19.图9是本发明的实施方式中设置有紧固件的情况的侧向截面图。
20.图10是本发明的实施方式中陶瓷部未从树脂部露出到背面的形态的侧方剖视图。
21.图11是在本发明的一个实施方式中，在复合基板的一个表面和另一个表面上设置金属层的状态的侧剖视图。
22.图12是根据图11中显示有粘接层的另一形态的剖面图。
23.图13是本发明的实施方式中的陶瓷部设置在金属层的两侧的状态的侧向剖视图。
24.图14是本发明的实施方式中，在复合基板的背面设置有冷却体的状态的侧剖视图。
25.图15是本发明的实施方式中在金属层的两个侧面设置有陶瓷部和树脂部的状态的侧方剖视图。
具体实施方式
26.本实施方式的基板1为层叠板，由多个层层叠而成。如图1所示，本实施方式的基板1可以包括：复合基板10，其具有树脂部30和分散设置在树脂部30内的多个陶瓷部20；以及金属层50，其设置在复合基板10的一侧的面(表面)上。金属层50可以设置在金属层50的另一侧(背面)，或者如图11所示，复合基板10可以设置在金属层50的一侧的表面以及另一侧的表面上。
27.在图1中，上方侧是一侧，下方侧是另一侧。图1的上下方向为第一方向，左右方向为第二方向，纸面的表里方向为第三方向。在本实施方式中，将包含第二方向及第三方向面称为面内。
28.金属层50的另一侧的面(背面)可以与陶瓷部20的一侧的面接触，也可以在金属层50的另一侧的面与陶瓷部20的一侧的面之间不设置粘接层等。在这种情况下，通常具有粘接功能的树脂部30与金属层50的另一侧的面粘接，由此，陶瓷部20被固定设置在金属层50上。但是，不限于这样的方式，如图6所示，也可以在金属层50的另一侧的面与陶瓷部20的一侧的面之间设置低热传导率(例如1w/mk以上)的粘接层40。此外，如图12所示，也可以在金属层50的一侧的面以及另一侧的面上设置低热传导率(例如1w/mk以上)的粘接层40，并隔着粘接层40设置复合基板10。树脂部30也可以使用绝缘性的树脂。可以在金属层50的一个侧面或两个侧面上设置陶瓷部20或金属层50，例如可以在金属层50的一个侧面或两个侧面上设置陶瓷部20(参照图13)，也可以在金属层50的一个侧面或两个侧面上设置树脂部30。本实施方式的“接触”当然也可以包括通过镀敷形成的形态。此外，复合基板10可以设置在金属层50的一个侧面或两个侧面上，在金属层50的两个侧面设置复合基板10的情况下，金属层50可以部分或全部埋设在复合基板10内(参照图15)。
29.如图6及图7所示，也可以在复合基板10的另一侧的面(背面)设置由铜等构成的散热板等散热部60。另外，也可以在基板1的另一侧的面(背面)设置散热器等冷却体65(参照图14)。
30.金属层50例如可以由铜构成，也可以由铜箔或铜板构成。金属层50可在后续工序中形成电路，或者可在设置已经在其上形成电路的金属层50中形成电路层。
31.在使用金属层50与陶瓷部20接触的形态的情况下，从载置在金属层50上的电子部件等传递来的热量从金属层50高效地传递到陶瓷部20，因此热传导性不会受损。
32.如图1所示，陶瓷部20可以在另一侧的面(背面)从树脂部30露出。在这种情况下，从金属层50传递至陶瓷部20的热从另一侧的面放出，因此能够实现高散热效果。另外，如图10所示，陶瓷部20也可以不在另一侧的面(背面)从树脂部30露出。
33.如图5所示，陶瓷部20也可以在另一处连接，并在面内扩展。在该情况下，能够在面
内较宽地设置陶瓷部20，从而能够实现更高的散热效果。
34.如图2和图3所示，陶瓷部20也可以在树脂部30内在面内方向上设置为岛状。在这种情况下，能够在整个面内方向上通过树脂部30进行热膨胀。一般来说，由铜等构成金属层50与树脂部30之间的线膨胀系数为相近的值，因此能够防止像以往那样由于线膨胀系数的不同而发生破裂。
35.陶瓷部20也可以是多棱柱形状或圆柱形状。该情况下，在面内方向观察时，陶瓷部20呈多边形或圆形状(参照图2和图3)。在本实施方式的多边形中，如角部被倒圆那样，也包括实质的多边形(参照图2)。
36.作为在陶瓷部20使用的陶瓷，例如也可以使用氧化铝、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化铍等。这些陶瓷可以是单体，也可以使用两种以上的组合。另外，复合基板10中热传导率的大致值(推测值)可以通过陶瓷部20的热传导率
×
陶瓷部20的横截面(面内方向)中的面积/总面积+树脂部30
×
树脂部30的横截面(面内方向)中的面积/总面积来计算。例如，在使用氧化铝作为陶瓷部20的情况下，热传导率为10～30w/m左右，在使用氮化铝作为陶瓷部20的情况下，热传导率为80～150w/m左右。
37.树脂部30可以是热塑性树脂，也可以是热固性树脂。作为树脂材料例如也可以使用环氧树脂，也可以不限于此，作为树脂材料，可以采用不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并恶嗪树脂、三嗪树脂、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃类树脂、脂肪族聚酰胺系树脂、半芳香族聚酰胺系树脂、芳香族聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯乙烯系树脂等。
38.如图8所示，也可以设置由树脂部30密封的填料35。该填料35可以由粒子形状构成，也可以是纤维形状。作为填料35可以使用导电性填料，也可以使用金属材料或碳材料。作为金属材料，例如可以使用金属粒子、金属纤维、有机金属粒子、有机金属络合物粒子、金属纳米粒子、金属纳米纤维、有机金属纳米粒子等。作为碳材料，例如可以使用石墨粒子、碳粒子、碳磨碎纤维、炭黑、碳纳米管、气相沉积法碳纤维(vgcf)等。
39.图4是包含第二方向及第三方向的俯视图，在俯视图中，陶瓷部20也可以配置成条纹状。在图4中，陶瓷部20为板形状，也可以通过树脂部30将由板形状构成的陶瓷部20彼此粘接起来。这种情况下，由板形状构成的陶瓷部20位于树脂部30之间。复合基板10可以层叠多个，形成多层板。在这种情况下，复合基板10和金属层50的组合可以在厚度方向上层叠多个，形成多层板。
40.如图9所示，还可以设置用于紧固树脂部30和金属层50的诸如螺钉的紧固部90。树脂部30与金属层50之间彼此可以通过紧固部90紧固，或者多个树脂部30中的一部分和金属层50可以通过紧固部90紧固。通过使用这样的方式，能够更可靠地固定树脂部30和金属层50。
41.另外，也可以在金属箔和陶瓷或树脂或者两者之间设置热传导率高的粘接剂。另外，也可以在非电解镀槽中，在由树脂和陶瓷构成的复合基板10上直接或隔着粘接层载置由金属箔等构成的金属层。或者第一层可以是由非电解镀、第二层是电解镀金属箔等构成的金属层，第一、第二层也可以上下颠倒。
42.也可以在上述实施方式的基板1上设置半导体元件、电容器、电阻等电子部件。该电子部件用密封部封入，安装在ic封装体或电子设备等电子装置(包括封装体)来提供。这
种电子装置也可以集成到汽车、飞机、船舶、直升机、电脑、家电等所有安装装置中。另外，也可以提供使用本实施方式这样的基板1的绝缘印刷基板、住宅等。本实施方式的产品可以包括电子元器件、器件、电气产品、通信设备、车等所有物。
43.上述各实施方式的记载、变形例及附图的公开只不过是用于说明权利要求书中记载的发明的一个例子，并不是通过上述实施方式的记载或附图的公开限定权利要求书中记载的发明。
44.【符号说明】
45.1基板
46.10复合基板
47.20陶瓷部
48.30树脂部
49.50金属层
50.90紧固部。

技术特征：
1.一种基板，其特征在于，包括：复合基板，具有树脂部以及设置在所述树脂部内的多个陶瓷部；以及金属层，设置在所述复合基板的一侧，其中，所述金属层的另一侧的面与所述陶瓷部接触。2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于：其中，所述陶瓷部在另一侧的面上从所述树脂部露出。3.根据权利要求2所述的基板，其特征在于：其中，所述陶瓷部在另一侧相连。4.根据权利要求1至3中任一项所述的基板，其特征在于：其中，所述陶瓷部在所述树脂部内在面内方向上设置为岛状。5.根据权利要求1至4中任一项所述的基板，其特征在于：其中，所述陶瓷部为多棱柱形状或圆柱形状。6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板，其特征在于：设置有用于紧固所述树脂部与所述金属层的紧固部。7.根据权利要求1至6中任一项所述的基板，其特征在于：其中，在所述金属层的侧方设置有树脂部或陶瓷部。8.一种基板，其特征在于，包括：复合基板，具有树脂部以及设置在所述树脂部内的多个陶瓷部；金属层，设置在所述复合基板的一侧；以及粘接层，设置在所述金属层与所述复合基板之间。9.一种产品，其特征在于，包括：权利要求1至8中任一项所述的基板。

技术总结
本发明的基板1，包括：复合基板10，其具有树脂部30以及设置在所述树脂部30内的多个陶瓷部20；以及金属层50，其设置在所述复合基板10的一侧。所述金属层50另一侧的面与所述陶瓷部20接触。部20接触。部20接触。


技术研发人员：佐佐木贝慈
受保护的技术使用者：佐佐木贝慈
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2023/10/5