[发明专利]氮化硅质基板、及使用其的电路基板以及电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及成为放热构件、电路构件的支承基板的氮化硅质基板。另外，涉及分别介由焊料而在由上述氮化硅质基板构成的支承基板的两侧的主面分别接合有以铜或铝为主成分的电路构件及放热构件的电路基板、以及在上述电路基板的电路构件上搭载有电子零件的电子装置。

背景技术

近年来，作为半导体装置的构成零件，使用的是在电路基板的电路构件上搭载有绝缘栅·双极·晶体管(IGBT)元件、智能·功率·模块(IPM)元件、金属氧化膜型场效应晶体管(MOSFET)元件、发光二极管(LED)元件、旁路二极管(FWD)元件、电力·晶体管(GTR)元件、珀耳贴元件等半导体元件，升华型热印刷头元件，热喷墨印刷头元件等各种电子零件的电子装置。

而且，作为设置搭载有电子零件的电路构件而制成的电路基板，是分别介由焊料在由绝缘性陶瓷构成的支承基板的两侧的主面接合有由热传导率高的金属构成的电路构件及放热构件而得的电路基板，作为由陶瓷构成的支承基板，热传导性和机械特性优异的氮化硅质基板受到关注。

作为这样的氮化硅质基板，例如在专利文献1中提出了具有如下所述的表面性状的电路搭载用氮化硅基板，所述表面性状为在实质上由氮化硅粒子和晶界相构成的氮化硅烧结体基板中，将该烧结体基板表面的氮化硅粒子与晶界相的总面积率设为100％时，上述氮化硅粒子的面积率为70～100％，露出于表面的氮化硅粒子的最大高度的山顶部与氮化硅粒子或晶界相的最低高度的谷底部的高低差(L)为1.5～15μm，中心线平均粗糙度(Ra)为0.2～5μm。

而且，作为对这样的氮化硅基板的表面性状进行调整的方法，记载了通过喷砂、喷丸(shot blast)、喷粒(grid blast)或水力清砂等机械加工而机械性地除去晶界相的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第3539634号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，专利文献1所提出的电路搭载用氮化硅基板为了调整表面性状而需要通过喷砂、喷丸、喷粒或水力清砂等机械加工来机械性地除去晶界相，因此存在于氮化硅基板的表面的氮化硅粒子容易发生脱粒，另外，在通过上述的机械加工机械性地除去晶界相而得的氮化硅基板的表面，焊料难以进入到除去晶界相而形成的空隙中，因此，专利文献1所提出的电路搭载用氮化硅基板并不是目前所需要的、充分具有与能够抑制因半导体元件等电子零件的工作相伴的重复的冷热循环引起的金属电路板的剥离的高可靠性相应的接合强度的电路搭载用氮化硅基板。

本发明是为了解决上述课题而研究出的发明，提供能够使分别将电路构件、放热构件等由金属形成的构件进行接合时的接合强度变高的氮化硅质基板、以及能够通过使用上述氮化硅质基板来提高可靠性的电路基板和电子装置。

解决课题的手段

本发明的氮化硅质基板的特征在于，在由氮化硅质烧结体形成的基板的主面一体化有含硅的多个粒状体，从所述粒状体的局部延伸出多个以氮化硅为主成分的针状结晶或柱状结晶。

另外，本发明的电路基板的特征在于，分别介由焊料，在由权利要求1～10中任一项所述的氮化硅质基板构成的支承基板的一个主面接合有由金属形成的电路构件，在所述支承基板的另一个主面接合有由金属形成的放热构件。

另外，本发明的电子装置的特征在于，在上述构成的电路基板的所述电路构件上搭载有电子零件。

发明效果

根据本发明的氮化硅质基板，在由氮化硅质烧结体形成的基板的主面一体化有含硅的多个粒状体，从该粒状体的局部延伸出多个以氮化硅为主成分的针状结晶或柱状结晶，由此，将焊料涂布在基板的主面，在已涂布的焊料上配置作为由金属形成的构件的电路构件、放热构件，然后在经加热而使氮化硅质基板与由金属形成的构件进行接合时，在氮化硅质基板与焊料之间通过针状结晶或柱状结晶而得到高的固定效果，因此，能够将氮化硅质基板与由金属形成的构件牢固地接合。

另外，根据本发明的电路基板，分别介由焊料，在由本发明的氮化硅质基板构成的支承基板的一个主面接合有由金属形成的电路构件，在另一个主面接合有由金属形成的放热构件，由此，因为使用了可得到高的固定效果的、由本发明的氮化硅质基板构成的支承基板，所以能够提高支承基板与焊料的密合性，能够使支承基板与电路构件及支承基板与放热构件牢固地接合。