CN102470639A - 金属层压构件和制造所述金属层压构件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金属层压构件(100)和一种制造所述金属层压构件(100)的方法。所述金属层压构件(100)包含第一金属层(1)、第二金属层(2)和第三金属层(3)，其中所述第一金属层(1)设置在所述第二金属层(2)的一个表面上，所述第三金属层(3)设置在所述第二金属层(2)的另一个表面上，所述第一金属层(1)包含钨和钼中的至少一种，所述第二金属层(2)包含铜，所述第三金属层(3)包含钨和钼中的至少一种。

Description

金属层压构件和制造所述金属层压构件的方法
技术领域
本发明涉及金属层压构件和制造所述金属层压构件的方法。
背景技术
发光二极管(LED)器件和类似的半导体器件通常设置有用于外部辐射在驱动半导体元件时产生的热的辐射衬底(散热器)。
例如，专利文献1(日本特开平6-268115号公报)公开了，制备通过压延以具有200mm直径和0.465mm厚度而形成的Cu板以及具有与所述Cu板相同的直径和0.090mm厚度的Mo板，且依次布置Cu板、随后Mo板且随后另一个Cu板并对其进行热压以提供1.02mm厚的Cu/Mo/Cu覆层材料，然后将其用作半导体器件的辐射衬底(例如，参见专利文献1，段落[0034]-[0049])。
此外，专利文献1还描述了也可以使用其中将Mo替换为W的类似方法来获得显著可靠的覆层材料(参见专利文献1，段落[0033])。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本特开平6-268115号公报
发明内容
技术问题
然而，专利文献1的辐射衬底显著厚至1.02mm且其不能满足薄辐射衬底的需要。
此外，Mo板和W板在它们能被压延到的最小厚度方面受到限制，因此也难以降低辐射衬底的总厚度。
此外，每当制造覆层材料时将Cu板和Mo板装载到热压装置中，对所述板进行热压，然后将所述覆层材料取出不能有效地制造辐射衬底。
考虑到上述情况，本发明设计了厚度可以减小且可以有效制造的金属层压构件及其制造方法。
问题的解决方案
本发明为一种层压构件，其包含第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层布置在所述第二金属层的一个表面上，所述第三金属层布置在所述第二金属层的另一个表面上，所述第一金属层包含钨和钼中的至少一种，所述第二金属层包含铜，所述第三金属层包含钨和钼中的至少一种。
在本文中，在本发明的金属层压构件中，优选地，所述第一金属层通过镀敷形成在所述第二金属层的所述一个表面上，且所述第三金属层通过镀敷形成在所述第二金属层的所述另一个表面上。
此外，在本发明的金属层压构件中，优选地，所述第一金属层和所述第三金属层的厚度和对所述第一金属层、所述第二金属层和所述第三金属层的厚度和的比率不小于0.2且不大于0.8。
此外，本发明的金属层压构件还包含：第四金属层，其布置在与所述第一金属层的设置有所述第二金属层的一侧相反的所述第一金属层的另一侧上；和第五金属层，其布置在与所述第三金属层的设置有所述第二金属层的一侧相反的所述第三金属层的另一侧上，其中所述第四金属层和所述第五金属层包含铜。
此外，在本发明的金属层压构件中，优选地，所述第一金属层和所述第三金属层的厚度和对所述第一金属层、所述第二金属层、所述第三金属层、所述第四金属层和所述第五金属层的厚度和的比率不小于0.2且不大于0.8。
此外，本发明的金属层压构件包含在所述第一金属层与所述第四金属层之间的位置和所述第三金属层与所述第五金属层之间的位置中的至少一个位置处的含钴层。
此外，在本发明的金属层压构件中，优选地，所述含钴层的厚度不小于0.05μm且不大于3μm。
此外，本发明的金属层压构件的总厚度优选不小于20μm且不大于400μm。
此外，本发明的金属层压构件优选用于散热器。
此外，本发明为制造如上所述的金属层压构件的方法，其包括：通过镀敷将所述第一金属层布置在所述第二金属层的一个表面上的步骤；和通过镀敷将所述第三金属层布置在所述第二金属层的另一个表面上的步骤。
在本文中，在制造金属层压构件的本发明方法中，优选地，所述镀敷为熔融盐浴镀敷。
发明效果
本发明因此可以提供厚度可以减小且可以有效制造的金属层压构件及其制造方法。
附图说明
图1为本发明的金属层压构件的实例的示意性横截面图。
图2示意性地显示了用于说明制造本发明的金属层压构件的方法的实例的构造。
图3示意性地显示了用于说明制造本发明的金属层压构件的方法的实例的构造。
图4为LED器件的实例的示意性横截面图，所述LED器件为使用本发明的金属层压构件的半导体器件的实例。
图5为本发明的金属层压构件的另一实例的示意性横截面图。
图6示意性地显示了用于说明制造本发明的金属层压构件的方法的实例的构造。
图7示意性地显示了用于说明制造本发明的金属层压构件的方法的实例的构造。
图8为本发明的金属层压构件的又一实例的示意性横截面图。
图9示意性地显示了在实施例1-4中使用的装置的构造。
具体实施方式
在下文中，将在实施方案中描述本发明。在附图中，对相同或相当的部件进行相同的指示。
<金属层压构件>
图1为本发明的金属层压构件的实例的示意性横截面图。在本文中，金属层压构件100由如下构件构成，所述构件由层堆叠形成，所述层为第一金属层1、布置在所述第一金属层1上的第二金属层2和布置在所述第二金属层2上的第三金属层3。即，金属层压构件100具有布置在第二金属层2的一个表面上的第一金属层1和布置在第二金属层2的另一个表面上的第三金属层3。
第一金属层1为由包含钨和钼中的至少一种的金属形成的金属层，且特别地，考虑到减小金属层压构件100的厚度以有效地制造其，优选的是，第一金属层1为通过镀敷而形成的钨或钼层。
此外，第二金属层2为由包含铜的金属形成的金属层，且特别地，考虑到减小金属层压构件100的厚度以有效地制造其，优选的是，第二金属层2为例如铜箔或类似的薄铜板。
此外，第三金属层3为由包含钨和钼中的至少一种的金属形成的金属层，且特别地，考虑到减小由金属层堆叠形成的构件100的厚度以有效地制造其，优选的是，第三金属层3为通过镀敷而形成的钨或钼层。
此外，金属层压构件100的总厚度h优选不小于20μm且不大于400μm。当金属层压构件100的厚度h不小于20μm且不大于400μm时，如下倾向增大：其可以具有减小的厚度且由此可有效地制造其。
此外，当金属层压构件100包含具有厚度h1的第一金属层1、具有厚度h2的第二金属层2和具有厚度h3的第三金属层3时，则(h1+h3)相对于(h1+h2+h3)的比率(即，(h1+h3)/(h1+h2+h3))优选为不小于0.2且不大于0.8的比率。对于不小于0.2且不大于0.8的比率，金属层压构件100既不提供过大的线性膨胀，也不提供过小的热导率，从而当将金属层压构件100连接至例如作为散热器的半导体器件的半导体衬底时，金属层压构件100和半导体衬底没有显著不同地热膨胀，且存在金属层压构件100可以充分显示其辐射热的功能的倾向。
此外，为了使金属层压构件100的翘曲最小化，优选的是，如从其厚度方向的中心(在该实例中，在金属层压构件100的总厚度h的1/2处的部分)所看到的，金属层压构件100具有相对于厚度方向的中心对称的上部和下部。应注意，在本发明中，对称不仅指在厚度方向的中心垂直向上朝其上端看到的金属层压构件100与在厚度方向的中心垂直向下朝其下端看到的金属层压构件100的材料完全相同且厚度完全相等的概念；而且指前者具有材料和厚度与后者相当的层的概念。
<制造金属层压构件的方法>
在下文中将描述制造图1中所示的金属层压构件100的方法的一个实例。然而，应当指出，制造金属层压构件的本发明方法不限于此。
首先，如在图2的示意性构造中所示，将包含钨和钼中的至少一种的熔融盐浴8容纳在容器7中。熔融盐浴8可以是能够发生电解而沉积钨和钼中的至少一种的任何熔融盐浴。应注意，熔融盐浴8优选具有后述构造。
随后，例如，将铜箔的第二金属层2和对电极6浸渍在容纳在容器7中的熔融盐浴8中。在本文中，对电极6可以为导电的任何电极，且其可以为例如由金属形成的电极。
随后，在铜箔的第二金属层2充当负极且对电极6充当正极的情况下，在铜箔的第二金属层2与对电极6之间施加电压以使熔融盐浴8电解而通过熔融盐浴镀敷在熔融盐浴8中在铜箔的第二金属层2的相反表面上沉积钨和/或钼，从而提供第一金属层1和第三金属层3。
然后，将作为设置有第一金属层1和第三金属层3的第二金属层2的铜箔从熔融盐浴8中取出，且使用离子交换水等洗掉在第一金属层1和第三金属层3上的熔融盐浴8。随后，例如，使用预定的酸进行清洁以除去在第一金属层1和第三金属层3中的每一个的表面上形成的氧化膜。由此可以制造图1中所示的金属层压构件100。
此外，也可以例如如下制造图1中所示的金属层压构件100：
首先，如在图3的示意性构造中所示，通过容纳在容器7中的熔融盐浴8将作为第二金属层2的铜箔桥接在第一辊31a与第二辊31b之间。
随后，将作为第二金属层2的铜箔从第一辊31a中放出，且连续浸渍到容器7中的熔融盐浴8中，同时使熔融盐浴8电解以通过熔融盐浴镀敷而在铜箔的相反表面上沉积钨和/或钼，从而形成金属层压构件100。
然后，通过第二辊31b将通过在铜箔的相反表面上沉积钨和/或钼而形成的金属层压构件100卷起并由此回收。
如上所述，使钨和/或钼连续沉积在第二金属层2的表面上以连续形成金属层压构件100使得可以更加有效地制造金属层压构件100。
<半导体器件>
图4为LED器件的实例的示意性横截面图，所述LED器件为使用本发明的金属层压构件的半导体器件的实例。在本文中，图4中所示的LED器件包含图1中所示的金属层压构件100和设置在所述金属层压构件100上的LED构件10，且通过接合层21将所述金属层压构件100和所述LED构件10接合在一起。
在本文中，LED构件10包含半导体衬底14、布置在所述半导体衬底14上的n型半导体层13、布置在所述n型半导体层13上的有源层12、布置在所述有源层12上的p型半导体层11、布置在所述p型半导体层11上的半透明电极17、布置在所述半透明电极17上的p电极15和布置在所述n型半导体层13上的n电极16。
应注意，LED构件10可以为如下任何构件：其包含p型半导体层11、n型半导体层13和有源层12，其中所述有源层12设置在所述p型半导体层11与所述n型半导体层13之间；且其使得可向其中注入电流以引起有源层12发光；并且其可以为例如通常已知的LED构件。
特别地，LED构件10优选具有各自用III族元素(选自Al、In和Ga的至少一种元素)和V族元素(氮)的化合物或III-V族氮化物半导体形成的p型半导体层11、有源层12和n型半导体层13。这使得有源层12可发射蓝光。
使得有源层12可发射蓝光的LED构件10的一个实例可以为例如如下LED构件，其具有分别以GaN或蓝宝石衬底、p型GaN层、未掺杂的InGaN层和n型GaN层实施的图4中所示的半导体衬底14、p型半导体层11、有源层12和n型半导体层13。
此外，本发明的金属层压构件不限于LED器件，也可以适用于除了LED器件以外的半导体器件如半导体激光器件或场效应晶体管。在本文中，用于除了使得有源层12可发射蓝光的LED构件10之外的半导体器件的半导体衬底14可以为例如硅衬底、碳化硅衬底、砷化镓衬底等。
不用说p型半导体层11为具有掺杂有p型杂质的p型导电类型的半导体层且n型半导体层13为具有掺杂有n型杂质的n型导电类型的半导体层。此外，有源层12可以为如下半导体层，其可以具有p型导电类型和n型导电类型之一且可以未掺杂p型杂质和n型杂质的任一种。
此外，在以下位置中的至少一个位置处可以包含另一个层：在半导体衬底14与n型半导体层13之间；在n型半导体层13与有源层12之间；在有源层12与p型半导体层11之间；在p型半导体层11与半透明电极17之间；在半透明电极17与p电极15之间；和在n型半导体层13与n电极16之间。
此外，可以以例如由热导率高于低共熔焊料的导电物质形成的层来实施接合层21。特别地，接合层21优选用具有低电阻和高热导率且较不易氧化的金属形成，且其中更优选为含有选自金、银、铜和镍的至少一种的层。
由此构造的LED器件具有作为负极的n电极16和作为正极的p电极15，且在其间施加电压以使电流从p电极15通过LED构件10到达n电极16。LED构件10由此使得在p型半导体层11与n型半导体层13之间的有源层12可以产生光。
应注意，图4中所示构造的LED器件可以例如如下制造：
首先，将半导体衬底14放置在例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)装置中，此后，如例如在图4示意性横截面图中所示，例如通过MOCVD等在半导体衬底14的表面上依次外延生长n型半导体层13、随后有源层12且随后p型半导体层11。
随后，通过例如光蚀刻将n型半导体层13、有源层12和p型半导体层11部分除去，且随后例如使用剥离以在p型半导体层11上形成半透明电极17和p电极15且在n型半导体层13上形成n电极16。
在形成p电极15和n电极16之后，通过接合层21将金属层压构件100接合到半导体衬底14的背面。
随后，例如在设置接合层21之后使用圆形旋转刀片等来切割半导体衬底14以将中间产物分成具有图4中所示的示意性横截面图的独立LED器件。由此，可以获得如图4中所示构造的LED器件。
此外，本发明使得可以将厚度显著小于常规金属层压构件的金属层压构件100用作半导体器件的散热器。这使得金属层压构件100可以关于其材料以降低的成本制造，也可以有助于切割金属层压构件100以将其分成器件且由此实现了更好的加工性。此外，厚度减小的金属层压构件100使得半导体器件本身的厚度可以减小。
<其它实施方案>
图5为本发明的金属层压构件的另一个实例的示意性横截面图。在本文中，金属层压构件200的特征在于，其包含设置第四金属层4和第五金属层5，所述第四金属层4设置在与第一金属层1的设置有第二金属层2的一侧相反的所述第一金属层的另一侧上，所述第五金属层设置在与第三金属层3的设置有所述第二金属层2的一侧相反的所述第三金属层3的另一侧上。
在本文中，可以各自以由例如包含铜的金属形成的金属层来实施所述第四金属层4和所述第五金属层5。
在本文中，金属层压构件200的总厚度h还优选不小于20μm且不大于400μm。厚度h不小于20μm且不大于400μm的金属层压构件200具有如下增大的倾向，其可以具有减小的厚度且由此可以有效地制造。
此外，当金属层压构件200包含具有厚度h1的第一金属层1、具有厚度h2的第二金属层2、具有厚度h3的第三金属层3、具有厚度h4的第四金属层4和具有厚度h5的第五金属层5时，则(h1+h3)相对于(h1+h2+h3+h4+h5)的比率(即，(h1+h3)/(h1+h2+h3+h4+h5))优选为不小于0.2且不大于0.8的比率。对于不小于0.2且不大于0.8的比率，金属层压构件200既不提供过大的线性膨胀，也不提供过小的热导率，因此当将金属层压构件200连接至例如作为散热器的半导体器件的半导体衬底时，金属层压构件200和所述半导体衬底没有显著不同地热膨胀，且存在金属层压构件200可以充分显示其辐射热的功能的倾向。
此外，为了使金属层压构件200的翘曲最小化，优选的是，如从其厚度方向的中心(在该实例中，在金属层压构件200的总厚度h的1/2处的部分)所看到的，金属层压构件200具有相对于厚度方向的中心对称的上部和下部。
图5中所示的金属层压构件200可以例如如下制造：
首先，通过图2中所示的上述方法，通过熔融盐浴镀敷将在熔融盐浴8中的钨和/或钼沉积在诸如铜箔的第二金属层2的相反表面上以提供第一金属层1和第三金属层3。
随后，将设置有第一金属层1和第三金属层3的第二金属层2从熔融盐浴8中取出，且使用离子交换水等洗掉在第一金属层1和第三金属层3上的熔融盐浴8。随后，例如，使用预定的酸进行清洁以除去在第一金属层1和第三金属层3中的每一个的表面上形成的氧化膜。
随后，如在图6的示意性构造中所示，将具有第一金属层1和第三金属层3的第二金属层2以及对电极6浸渍到容纳在容器7中的镀敷溶液9中。
镀敷溶液9可以为含有构造第四金属层4和第五金属层5的金属原子的任何镀敷溶液且可以发生电解而沉积构造第四金属层4和第五金属层5的金属，且例如，当第四金属层4和第五金属层5由铜形成时，镀敷溶液9可以例如为商购可获得的硫酸铜镀敷溶液。
随后，在第二金属层2充当负极且对电极6充当正极的情况下，在第二金属层2与对电极6之间施加电压以使镀敷溶液9电解。因此，将镀敷溶液9中的铜沉积在第一金属层1的表面和第三金属层3的表面上以提供第四金属层4和第五金属层5，从而制造金属层压构件200。
随后，将具有第四金属层4和第五金属层5的金属层压构件200从镀敷溶液9中取出，且使用离子交换水等洗掉在第四金属层4和第五金属层5上的镀敷溶液9。随后，例如，使用预定的酸进行清洁以除去在第四金属层4和第五金属层5中的每一个的表面上形成的氧化膜。由此可以制造图5中所示的金属层压构件200。
此外，图5中所示的金属层压构件200也可以例如如下制造：
首先，如在图7示意性构造中所示，通过分别容纳在容器7中的熔融盐浴8和镀敷溶液9将作为第二金属层2的铜箔桥接在第一辊31a与第二辊31b之间。
随后，将所述铜箔从第一辊31a中放出，且连续浸渍到容器7中的熔融盐浴8中，同时使熔融盐浴8电解以通过熔融盐浴镀敷而在铜箔的相反表面上沉积钨和/或钼，从而分别在铜箔的相反表面上形成第一金属层1和第三金属层3。
随后，将具有第一金属层1和第三金属层3的铜箔连续浸渍在容纳在容器7中的镀敷溶液9中，同时使镀敷溶液9电解。这使铜沉积在第一金属层1的表面和第三金属层3的表面上以用第四金属层4和第五金属层5分别对第一金属层1的表面和第三金属层3的表面进行电镀，从而提供金属层压构件200。
随后，通过第二辊31b将金属层压构件200卷起并由此回收。
此外，尽管在以上描述中，使用镀敷溶液9提供了第四金属层4和第五金属层5，但不用说，可以以任何其它方法来提供第四金属层4和第五金属层5。
例如，也可以通过常规已知的气相方法如溅射形成第四金属层4和第五金属层5来形成金属层压构件200。
此外，可以通过如上所述的电解镀敷溶液和气相方法如溅射的组合来形成第四金属层4和第五金属层5。
此外，所述金属层压构件不限于上述三层或五层的结构，且可以为以上述顺序包含第一金属层1、第二金属层2和第三金属层3的任何结构。
此外，如例如在图8的示意性横截面图中所示，金属层压构件200可以在与第四金属层4的设置有第一金属层1的表面相反的第四金属层4的另一表面上具有例如由镍形成的金属层41。
此外，金属层压构件200可以具有在第一金属层1与第四金属层4之间和/或在第三金属层3与第五金属层5之间的含钴层。
包含上述含钴层的金属层压构件200可以例如如下制造：
首先，将分别形成在第二金属层2的相反表面上的第一金属层1和第三金属层3浸渍在碱性溶液中以使第一金属层1的表面和第三金属层3的表面脱脂。
随后，将第一金属层1和第三金属层3作为正极浸渍在碱性水溶液中，且在该条件下，进行电解以除去在第一金属层1的表面和第三金属层3的表面上的氧化膜。
随后，在除去氧化膜之后，将第一金属层1和第三金属层3作为负极浸渍在例如硫酸钴水溶液的镀钴溶液中，且在该条件下，进行电解以将钴沉积在第一金属层1的表面和第三金属层3的表面上以提供含钴层。
随后，将所述钴层作为负极浸渍在硫酸铜镀敷溶液中，且在该条件下，进行电解以将铜沉积在钴层的表面上以提供由铜形成的第四金属层4和第五金属层5。
由此，金属层压构件200可以具有在第一金属层1与第四金属层4之间和在第三金属层3与第五金属层5之间的含钴层。
<熔融盐浴的优选构造>
本发明可以使用诸如通过使以例如67∶26∶7的摩尔比提供的氟化钾(KF)、氧化硼(B2O3)和氧化钨(WO3)的混合物熔融而制备的熔融盐浴8。
此外，如果第一金属层1和第三金属层3由钼形成，则可以例如通过在约850℃下使以例如81∶9∶10的摩尔比提供的KF、K2MoO4和B2O3的混合物熔融来制备熔融盐浴8。
此外，如果第一金属层1和第三金属层3分别由钨和钼形成，则可以例如通过在约850℃下使以例如80∶4∶5∶10的摩尔比提供的KF、WO3、K2MoO4和B2O3的混合物熔融来制备熔融盐浴8。
实施例
<实施例1的散热器的制造>
将319g KF粉末和133g WO3粉末密封在耐压容器中，且此后将所述耐压容器保持在500℃下，且将所述耐压容器内部抽真空两天以上以使KF粉末和WO3粉末干燥。
此外，将148g B2O3粉末密封在另一耐压容器中，此后将所述耐压容器保持在380℃下且内部抽真空两天以上以使B2O3粉末干燥。
随后，使用在图9中的示意性构造中所示的装置来由干燥的KF粉末、B2O3粉末和WO3粉末制备熔融盐浴。
更具体地，将干燥的KF粉末、B2O3粉末和WO3粉末引入到由SiC形成的坩埚111中且在500℃下干燥两天以上，且将具有引入到其中的所述粉末的坩埚111密封在石英制耐真空容器110中。
随后，耐真空容器110具有用由SUS316L形成的盖子118盖住的上部开口，且在该条件下，将坩埚111保持在500℃下且将耐真空容器110内部抽真空1天以上。
随后，通过气体入口117将高纯度氩气引入到耐真空容器110中且将坩埚111保持在850℃下以使上述粉末熔融，从而制备熔融盐浴前体112。
随后，通过经盖子118提供的开口插入包含钨板113(表面：20cm2)作为正极的棒电极和包含镍板114(表面：20cm2)作为负极的棒电极，且将钨板113和镍板114浸渍在坩埚111中的熔融盐浴前体112中。
在本文中，所述棒电极具有用引线115连接至其的钨板113和镍板114，且以钨线实施在耐真空容器110内部的引线115且以铜线实施在耐真空容器110外部的引线115。此外，引线115具有用由氧化铝形成的覆盖材料116覆盖的至少一部分。
此外，当插入棒电极时，通过气体入口117将高纯度氩气引入到耐真空容器110中以防止大气进入到耐真空容器110中。
此外，如在图9中所示，钨板113和镍板114具有浸渍在熔融盐浴前体112中的其各自整个表面区域，以便防止当将钨板113和镍板114氧化时，将杂质引入到熔融盐浴前体112中。
随后，使熔融盐浴前体112电解以将杂质沉积在镍板114上，由此从熔融盐浴前体112中除去杂质以制备熔融盐浴。
随后，将其上沉积了杂质的镍板114替换为40μm厚的铜箔，此后在钨板113与铜箔之间通过具有3A/dm2电流密度的电流并持续17分钟以进行熔融盐浴的恒流电解，由此将钨沉积在铜箔的相反表面上以形成5μm厚的钨层。随后，将具有所述钨层的铜箔从图9中所示的装置中取出且利用离子交换水对钨层的表面进行清洁以除去钨层上的熔融盐浴，此后将其用酸清洁以除去钨层的表面上的氧化膜，从而制造实施例1的散热器。
在水平方向上测量实施例1的散热器的线性膨胀系数(ppm/℃)。将结果示于表1中。应注意，利用热机械分析仪(TMA)对于从室温到150℃的温度范围测量线性膨胀系数(ppm/℃)，且将获得的值取平均。
<实施例2的散热器的制造>
以与实施例1类似的方式制造实施例2的散热器，不同之处在于，在20μm厚的铜箔与图9中所示的装置的钨板113之间通过具有3A/dm2电流密度的电流并持续136分钟以进行熔融盐浴的恒流电解，从而将钨沉积在铜箔的相反表面上以形成40μm厚的钨层。
和实施例1的散热器一样，也在水平方向上测量实施例2的散热器的线性膨胀系数(ppm/℃)。将结果示于表1中。
<实施例3的散热器的制造>
以与实施例1类似的方式制造实施例3的散热器，不同之处在于，使用10μm厚的铜箔。和实施例1的散热器一样，也在水平方向上测量实施例3的散热器的线性膨胀系数(ppm/℃)。将结果示于表1中。
<<实施例4的散热器的制造>
首先，除了在100μm厚的铜箔与图9中所示的装置的钨板113之间通过具有3A/dm2电流密度的电流并持续340分钟以进行熔融盐浴的恒流电解之外，使用与实施例1中类似的方式来将钨沉积在铜箔的相反表面上以形成100μm厚的钨层。
随后，将具有钨层的铜箔从图9中所示的装置中取出且利用离子交换水对钨层的表面进行清洁以除去钨层上的熔融盐浴，此后将其用酸清洁以除去钨层表面上的氧化膜。
在除去氧化膜之后，在50℃下将钨层的表面在碱性脱脂液体(由奥野制药工业株式会社(Okuno Chemical Industries Co.，Ltd.)制造的AceClean A-220)中浸渍20分钟并由此对其进行清洁。
随后，将经清洁的钨层作为正极浸渍在碱性水溶液中且进行电解(碱性正极电解)以从钨层的表面除去氧化膜。
随后，将经历了碱性正极电解的单一钴板和铜箔分别作为正极和负极彼此相对地浸渍在硫酸钴水溶液的镀钴溶液中。在本文中，镀钴溶液为每升镀钴溶液具有溶解于水中的200g硫酸钴和100g硫酸的硫酸钴水溶液。
将所述镀钴溶液保持在80℃下，且在该条件下，在正极与负极之间通过具有15A/dm2电流密度的电流并持续3分钟。
在这种条件下，使镀钴溶液电解以将钴沉积在铜箔或负极的钨层的各表面上，从而在铜箔的相反表面上的钨层的各表面上形成0.5μm厚的钴层。
随后，将具有钴层的铜箔从镀钴溶液中取出，且使用离子交换水来洗掉钨层上的镀钴溶液，此后，将中间产物用酸清洁以除去在钨层表面上形成的氧化膜。
随后，将以单片含磷铜形式的对电极和具有钴层的铜箔彼此相对地浸渍在Pyrex
Figure BDA0000127393750000171
烧杯中的硫酸铜镀敷溶液(由上村工业株式会社(C.Uyemura & CO.，LTD.)制造的Levco EX)中。
将所述硫酸铜镀敷溶液保持在30℃下，且在该条件下，在正极或对电极与负极或具有钴层的铜箔之间通过电流并持续1470分钟，使得每1cm2的电极表面通过20mA(毫安)的电流(电流密度：20mA/cm2)。
在这种条件下，使硫酸铜镀敷溶液电解以将铜沉积在铜箔或负极的相反表面上的钴层的各表面上而形成49μm厚的铜层。
在对铜箔设置铜层之后，利用离子交换水对铜层表面进行清洁以除去铜层上的硫酸铜镀敷溶液，此后将中间产物用酸清洁以除去铜层表面上的氧化膜，从而制造实施例4的散热器。
和实施例1的散热器一样，也在水平方向上测量实施例4的散热器的线性膨胀系数(ppm/℃)。将结果示于表1中。
表1
Figure BDA0000127393750000181
确认了，实施例1-4各自提供了如下散热器，其可以以小至100μm以下的总厚度制造且也可以使用镀敷溶液通过电镀而有效地制造。
此外，如在表1中所示，实施例1-4各自提供散热器，使得钨层总厚度对铜层总厚度(包括铜箔厚度)和钨层总厚度之和的比率不小于0.2且不大于0.8，且确认了，它们是既不提供过大线性膨胀也不提供过小热导率的优异散热器。
<实施例5的散热器的制造>
首先，以67∶26∶7的摩尔比将氟化钾(KF)粉末、氧化硼(B2O3)粉末和氧化钨(WO3)粉末混合在一起以制备其混合物，然后将所述混合物引入到由SiC形成的坩埚(由阿斯旺株式会社(AS ONE Corporation)制造)中。
在本文中，在Ar(氩)气氛的手套箱中分别对氟化钾(KF)粉末、氧化硼(B2O3)粉末和氧化钨(WO3)粉末进行称重并将其引入到由SiC形成且设置在同一手套箱中的坩埚中。
随后，在850℃下利用加热套对其中具有混合物的由SiC形成的坩埚进行加热以使所述混合物熔融，从而制备熔融盐浴。
随后，在手套箱中，将充当对电极(正极)的钨板与40μm厚铜箔(负极)一起彼此相对地浸渍在熔融盐浴中。
在本文中，正极和负极各自具有焊接至其的镍线以使得电流可以从镍线供应至正极和负极之间。
随后，将熔融盐浴保持在850℃下，且在该条件下，在正极和负极摇摆的同时，在正极与负极之间通电流150分钟，使得每1cm2的正极表面通过30mA(毫安)的电流(电流密度：30mA/cm2)。
在这种条件下，使熔融盐浴电解以将钨沉积在负极或铜箔的表面上，从而形成由钨沉积物形成且具有30μm厚度的钨层。
随后，在手套箱外，将具有钨层的铜箔从熔融盐浴中取出并利用离子交换水对钨层表面进行清洁以除去钨层上的熔融盐浴，此后将其用酸清洁以除去钨层表面上的氧化膜。由此制造实施例5的散热器。
确认了，实施例5提供了如下散热器，其可以以小至100μm的总厚度制造且也可以通过熔融盐浴镀敷而有效地制造。
此外，实施例5提供了散热器，使得钨层总厚度对铜层总厚度(包括铜箔厚度)和钨层总厚度之和的比率为0.6，该比率落在不小于0.2且不大于0.8的范围内，且确认了其是既不提供过大线性膨胀也不提供过小热导率的优异散热器。
<实施例1-5的LED器件的制造>
随后制造了各自具有蓝宝石衬底的5个晶片，所述蓝宝石衬底具有其上形成了LED构件的一个表面。
在本文中，所述五个晶片如下制造：首先，制备具有直径为100mm且厚度为100μm的圆形表面的蓝宝石衬底，通过MOCVD在其表面上外延生长n型GaN层、随后未掺杂的InGaN有源层且随后p型GaN层。
随后，将所述n型GaN层、所述未掺杂的InGaN有源层和所述p型GaN层部分光蚀刻掉以露出所述n型GaN层的表面的一部分。
随后，进行剥离以提供n型GaN层上的n电极、p型GaN层上的半透明电极和半透明电极上的p电极，从而制造上述晶片。
在与具有LED构件的表面相反的表面或者背面上用低共熔焊料将如上制造的实施例1-5的散热器分别接合至晶片，且使用圆形旋转刀片将晶片分成具有10mm×10mm方形表面的大小的LED器件，从而获得实施例1-5的LED器件。
<实施例1-5的LED器件的评价>
如上所述制造比较例的LED器件，不同之处在于，将铜板和钨板压焊且由此接合在一起以形成总厚度为1mm的铜(20μm)/钨(60μm)/铜(20μm)的金属层压构件而充当散热器，且使用上述低共熔焊料将该散热器与LED构件接合在一起以提供LED器件。
将实施例1-5的LED器件的发射特性与比较例的LED器件的发射特性进行比较，发现前者与后者等价。
然而，实施例1-5的LED器件各自具有厚度为100μm以下的散热器，而比较例的LED器件具有厚度为1mm的散热器，且当将前者与后者进行比较时，前者可以具有对于其材料以较小成本形成的散热器，此外，有助于利用圆形旋转切割机切割晶片且由此使得加工性更好。
应理解，本文公开的实施方案和实施例在任何方面都是说明性和非限制性的。本发明的范围由权利要求书的项限定而不是以上说明书限定，且旨在包含在与权利要求书的项等价的范围和含义内的任何修改。
工业实用性
本发明的金属层压构件和制造金属层压构件的本发明方法例如可适用于半导体器件的散热器。
附图标记说明
1：第一金属层；2：第二金属层；3：第三金属层；4：第四金属层；5：第五金属层；6：对电极；7：容器；8：熔融盐；9：电镀溶液；10：LED构件；11：p型半导体层；12：有源层；13：n型半导体层；14：半导体衬底；15：p电极；16：n电极；17：半透明电极；31a：第一辊；31b：第二辊；41：接合层；100、200：金属层压构件；110：耐真空容器；111：坩埚；112：熔融盐浴前体；113：钨板；114：镍板；115：引线；116：覆盖材料；117：气体入口；118：盖子。

Claims (11)

1.一种金属层压构件(100、200)，其包含第一金属层(1)、第二金属层(2)和第三金属层(3)，
所述第一金属层(1)布置在所述第二金属层(2)的一个表面上，
所述第三金属层(3)布置在所述第二金属层(2)的另一个表面上，
所述第一金属层(1)包含钨和钼中的至少一种，
所述第二金属层(2)包含铜，
所述第三金属层(3)包含钨和钼中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的金属层压构件(100、200)，其中：
所述第一金属层(1)通过镀敷形成在所述第二金属层(2)的所述一个表面上；且
所述第三金属层(3)通过镀敷形成在所述第二金属层(2)的所述另一个表面上。
3.根据权利要求1所述的金属层压构件(100、200)，其中所述第一金属层(1)和所述第三金属层(3)的厚度和对所述第一金属层(1)、所述第二金属层(2)和所述第三金属层(3)的厚度和的比率不小于0.2且不大于0.8。
4.根据权利要求1所述的金属层压构件(100、200)，其还包含：
第四金属层(4)，其布置在与所述第一金属层(1)的设置有所述第二金属层(2)的一侧相反的所述第一金属层(1)的另一侧上；和
第五金属层(5)，其布置在与所述第三金属层(3)的设置有所述第二金属层(2)的一侧相反的所述第三金属层(3)的另一侧上，
其中所述第四金属层(4)和所述第五金属层(5)包含铜。
5.根据权利要求4所述的金属层压构件(100、200)，其中所述第一金属层(1)和所述第三金属层(3)的厚度和对所述第一金属层(1)、所述第二金属层(2)、所述第三金属层(3)、所述第四金属层(4)和所述第五金属层(5)的厚度和的比率不小于0.2且不大于0.8。
6.根据权利要求4所述的金属层压构件(100、200)，其包含在所述第一金属层(1)与所述第四金属层(4)之间的位置和所述第三金属层(3)与所述第五金属层(5)之间的位置中的至少一个位置处的含钴层。
7.根据权利要求6所述的金属层压构件(100、200)，其中所述含钴层的厚度不小于0.05μm且不大于3μm。
8.根据权利要求1所述的金属层压构件(100、200)，其总厚度不小于20μm且不大于400μm。
9.根据权利要求1所述的金属层压构件(100、200)，其用于散热器。
10.一种制造权利要求1的金属层压构件(100、200)的方法，其包括：
通过镀敷将所述第一金属层(1)布置在所述第二金属层(2)的一个表面上的步骤；和
通过镀敷将所述第三金属层(3)布置在所述第二金属层(2)的另一个表面上的步骤。
11.根据权利要求10所述的制造金属层压构件(100、200)的方法，其中所述镀敷为熔融盐浴镀敷。
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