CN112425271A - 金属基底基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金属基底基板(2)，通过依次层叠金属基板(10)、绝缘层(20)及电路层(40)而成，其中，所述绝缘层(20)包含树脂，所述电路层(40)的膜厚在10μm以上且1000μm以下的范围内，并且单位以μm表示的平均晶体粒径和单位以质量％表示的纯度满足下述式(1)，平均晶体粒径/(100‑纯度)＞5(1)。

Description

金属基底基板
技术领域
本发明涉及一种金属基底基板。
本申请基于2018年7月18日在日本申请的专利申请2018-134789号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
作为用于安装半导体元件等电子组件的基板之一，已知有金属基底基板。金属基底基板是通过依次层叠金属基板、绝缘层及电路层而成的层叠体。电子组件通过焊料安装于电路层上。在设为这种结构的金属基底基板中，在电子组件中产生的热经由绝缘层传递到金属基板，并从金属基板散热到外部。
金属基底基板的绝缘层通常由包含绝缘性优异的树脂和导热率优异的陶瓷粒子(导热性填料)的绝缘性树脂组合物形成。作为绝缘层用树脂，使用聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂或硅酮树脂。例如，在专利文献1中公开了一种覆金属层叠体，该覆金属层叠体使用在40～80体积％的范围内含有导热性填料的聚酰亚胺树脂层作为绝缘层。并且，在专利文献2中公开了一种电路基板，该电路基板中形成绝缘层的树脂是由聚二甲基硅氧烷骨架构成的硅酮树脂，绝缘层中的无机填充材料为45～60体积％，无机填充材料的25质量％以上为结晶性二氧化硅。
专利文献1：日本专利第5665449号公报(B)
专利文献2：日本特开2017-152610号公报(A)
然而，如专利文献1中所记载的覆金属层叠体通常热膨胀率大，通常由陶瓷构成的电子组件的热膨胀率低。若覆金属层叠体和电子组件的热膨胀率的差异变大，则通过电子组件的开/关或基于外部环境的冷热循环而施加到将电子组件和金属基底基板进行接合的焊料的应力变大，存在容易产生焊料裂纹的问题。
另一方面，与聚酰亚胺树脂或聚酰胺酰亚胺树脂相比，专利文献2中所记载的硅酮树脂的弹性低。然而，由于在金属基底基板的绝缘层中包含导热性填料，因此与硅酮树脂单体相比，绝缘层的弹性降低。因此，仅通过将硅酮树脂用作绝缘层用树脂，难以充分地减小通过冷热循环施加到将电子组件和金属基底基板进行接合的焊料的应力。
发明内容
本发明是鉴于前述情况而完成的，其目的在于提供一种金属基底电路基板，该金属基底基板在通过焊料安装了电子组件的状态下，即使施加冷热循环也不易引起焊料裂纹的产生。
为了解决上述课题，本发明的金属基底基板通过依次层叠金属基板、绝缘层及电路层而成，所述金属基底基板的特征在于，所述绝缘层包含树脂，所述电路层的膜厚在10μm以上且1000μm以下的范围内，并且单位以μm表示的平均晶体粒径和单位以质量％表示的纯度满足下述式(1)，
平均晶体粒径/(100-纯度)＞5(1)。
根据本发明的金属基底基板，由于电路层的膜厚在10μm以上且1000μm以下的范围内，平均晶体粒径和纯度满足上述式(1)，因此电路层容易变形。因此，在被施加冷热循环的情况下，通过电路层变形而能够缓解施加到焊料的应力，因此能够抑制焊料裂纹的产生。
在此，在本发明的金属基底基板中，所述电路层的所述平均晶体粒径和所述纯度优选满足下述式(2)，
平均晶体粒径/(100-纯度)＞20(2)。
在该情况下，电路层满足上述式(2)，并且更容易变形，因此能够更可靠地缓解施加到焊料的应力。
并且，在本发明的金属基底基板中，所述电路层的所述平均晶体粒径优选为0.3μm以上。
在该情况下，由于电路层的平均晶体粒径较大且为0.3μm以上，因此构成电路层的金属晶粒彼此容易滑移。由此，电路层更容易变形，因此能够更可靠地缓解施加到焊料的应力。
并且，在本发明的金属基底基板中，所述电路层的所述纯度优选为99.99质量％以上。
在该情况下，由于电路层的纯度为99.99质量％以上，杂质的含量较少，因此金属晶粒彼此容易滑移。由此，电路层更容易变形，因此能够更可靠地缓解施加到焊料的应力。
并且，在本发明的金属基底基板中，所述电路层优选由铝构成。
在该情况下，通过热处理而容易增大铝的平均晶体粒径，因此能够通过热处理比较容易提高由电路层抑制焊料裂纹产生的效果。
根据本发明，可以提供一种金属基底基板，该金属基底基板在通过焊料安装了电子组件的状态下，即使施加冷热循环也不易引起焊料裂纹的产生。
附图说明
图1是使用了本发明的一实施方式所涉及的金属基底基板的模块的概略剖视图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式的金属基底基板进行说明。
图1是使用了本发明的一实施方式所涉及的金属基底基板的模块的概略剖视图。
在图1中，模块1包括金属基底基板2、安装于金属基底基板2上的电子组件3。金属基底基板2为通过依次层叠金属基板10、绝缘层20、密合层30及电路层40而成的层叠体。电路层40形成为电路图案形状。在形成为该电路图案形状的电路层40上，通过焊料4接合有电子组件3。
金属基板10是成为金属基底基板2的基底的部件。作为金属基板10，能够使用铜板、铝板及它们的层叠板。
绝缘层20是用于使金属基板10和电路层40绝缘的层。绝缘层20由包含绝缘性树脂21和陶瓷粒子22(导热性填料)的绝缘性树脂组合物形成。通过由包含绝缘性高的绝缘性树脂21和导热率高的陶瓷粒子22的绝缘性树脂组合物来形成绝缘层20，在维持绝缘性的同时，能够进一步减小从电路层40到金属基板10为止的金属基底基板2整体的热阻。
绝缘性树脂21优选为聚酰亚胺树脂或聚酰胺酰亚胺树脂，或者是它们的混合物。聚酰亚胺树脂及聚酰胺酰亚胺树脂具有酰亚胺键，因此具有优异的耐热性和力学性能。
作为陶瓷粒子22的例子，能够举出二氧化硅(silica)粒子、氧化铝(alumina)粒子、氮化硼(BN)粒子、氧化钛粒子、掺杂氧化铝的二氧化硅粒子、氧化铝水合物粒子及氮化铝粒子等。陶瓷粒子22可以单独使用一种，也可以组合两种以上而使用。在这些陶瓷粒子中，从导热性高的观点考虑，优选氧化铝粒子。陶瓷粒子22的形态并不受特别的限制，但是优选为微细陶瓷粒子的凝聚粒子或单晶陶瓷粒子。
微细陶瓷粒子的凝聚粒子可以是一次粒子较弱地连结的附聚体(agglomerate)，也可以是一次粒子较强地连结的聚合体。并且，也可以形成凝聚粒子彼此进一步聚集的粒子聚集体。由于陶瓷粒子22的一次粒子形成凝聚粒子并分散于绝缘层20中，因此通过陶瓷粒子22之间的彼此接触而形成网络，在陶瓷粒子22的一次粒子之间容易进行热传导，提高绝缘层20的导热率。
作为微细陶瓷粒子的凝聚粒子的市售品，能够使用AE50、AE130、AE200、AE300、AE380、AE90E(均为NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造)、T400(Wacker公司制造)、SFP-20M(Denka Company Limited制造)等二氧化硅粒子、Alu65(NIPPON AEROSILCO.,LTD.制造)、AA-04(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)等氧化铝粒子、AP-170S(Maruka公司制造)等氮化硼粒子、AEROXIDE(R)TiO2 P90(NIPPON AEROSILCO.,LTD.制造)等氧化钛粒子、MOX170(NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造)等掺杂氧化铝的二氧化硅粒子、Sasol公司制造的氧化铝水合物粒子等。
单晶陶瓷粒子优选为具有α氧化铝(αAl2O3)晶体结构的α氧化铝单晶粒子。作为α氧化铝单晶粒子的市售品，例如能够使用由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.出售的高纯度氧化铝(AA)系列的AA-03、AA-04、AA-05、AA-07、AA-1.5等。
绝缘层20的陶瓷粒子22的含量优选在5体积％以上且60体积％以下的范围内。若陶瓷粒子22的含量过少，则有可能不会充分提高绝缘层20的导热性。另一方面，若陶瓷粒子22的含量过多，则绝缘性树脂21的含量相对减少，从而有可能无法稳定地维持绝缘层20的形状。并且，陶瓷粒子22容易形成过大的凝聚粒子，绝缘层20的密合层30侧的表面粗糙度Ra有可能变大。为了可靠地提高绝缘层20的导热性，陶瓷粒子22的含量优选为10体积％以上。并且，为了可靠地提高绝缘层20的形状的稳定性并降低表面粗糙度Ra，陶瓷粒子22的含量尤其优选为50体积％以下。
绝缘层20的膜厚并不受特别的限制，但是优选在1μm以上且200μm以下的范围内，尤其优选在3μm以上且100μm以下的范围内。
密合层30是用于提高绝缘层20与电路层40之间的密合性的层。关于密合层30，优选杨氏模量低，并且绝缘层20与电路层40之间的密合性高。密合层30在25℃的杨氏模量优选为5GPa以下，尤其优选在0.01GPa以上且3GPa以下的范围内。
密合层30优选由树脂构成。作为树脂，能够使用硅酮树脂、环氧树脂、聚酰胺酰亚胺树脂及聚酰亚胺树脂。硅酮树脂包括已导入各种有机基团的改性硅酮树脂。作为改性硅酮树脂的例子，能够举出聚酰亚胺改性硅酮树脂、聚酯改性硅酮树脂、氨基甲酸酯改性硅酮树脂、丙烯酸改性硅酮树脂、烯烃改性硅酮树脂、醚改性硅酮树脂、醇改性硅酮树脂、氟改性硅酮树脂、氨基改性硅酮树脂、巯基改性硅酮树脂及羧基改性硅酮树脂。作为环氧树脂的例子，能够举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、脂肪族型环氧树脂及缩水甘油胺型环氧树脂等。这些树脂可以单独使用一种，也可以组合两种以上而使用。
在密合层30中也可以分散有导热性填料以提高导热性。作为导热性填料，能够使用陶瓷粒子。作为陶瓷粒子的例子，可以举出二氧化硅(silica)粒子、氧化铝(alumina)粒子、氮化硼粒子、氧化钛粒子、掺杂氧化铝的二氧化硅粒子、氧化铝水合物粒子、氮化铝粒子等。密合层30中的导热性填料的含量优选在5体积％以上且60体积％以下的范围内，尤其优选在10体积％以上且50体积％以下的范围内。
密合层30的膜厚并不受特别的限制，但是优选在0.1μm以上且20μm以下的范围内，尤其优选在0.5μm以上且5μm以下的范围内。
电路层40的单位以μm表示的平均晶体粒径和单位以质量％表示的纯度满足下述式(1)。
平均晶体粒径/(100-纯度)＞5(1)
平均晶体粒径和纯度优选满足下述式(2)，尤其优选满足下述式(3)。
平均晶体粒径/(100-纯度)＞20(2)
平均晶体粒径/(100-纯度)＞200(3)
构成电路层40的金属由于随着平均晶体粒径变大而抑制变位滑移的晶界减少，因此金属晶粒彼此趋于容易滑移。因此，电路层40随着平均晶体粒径变大而容易变形。为了使电路层40更可靠地容易变形，电路层40的平均晶体粒径优选为0.3μm以上，更优选为1.0μm以上，尤其优选在20μm以上且1000μm以下的范围内。若晶体粒径为0.3μm以下，则容易导致加工固化，并且在焊料中容易产生裂纹。若晶体粒径超过1000μm，则难以制作这种试样，并且也不易处理。另外，电路层40的平均晶体粒径是根据EBSD法(电子束背散射衍射分析法)测定的值。
并且，由于构成电路层40的金属的纯度高，并且随着杂质减少而缺陷减少，因此金属晶粒彼此趋于容易滑移。因此，电路层40随着纯度提高而容易变形。为了使电路层40更可靠地容易变形，电路层40的纯度优选为99质量％以上，更优选为99.99质量％以上，尤其优选为99.999质量％以上。另外，电路层40的纯度是通过差分法而测定的值。差分法是测定试样中的杂质元素的含有率并将从100质量％减去杂质元素的含有率得到的值作为试样纯度的方法。在本实施方式中，杂质元素的含有率通过ICP-MS法而测定，测定对象的杂质元素设为在试样中包含0.01质量ppm以上的元素。
作为电路层40的材料，能够使用铝、铜、银、金、锡、铁、镍、铬、钼、钨、钯、钛、锌及这些金属的合金。在这些金属中，优选铝及铜，尤其优选铝。电路层40的膜厚在10μm以上且1000μm以下的范围内，优选在20μm以上且100μm以下的范围内。若电路层40的膜厚过薄，则有可能热阻变大。另一方面，若电路层40的膜厚过厚，则有可能难以通过蚀刻而形成电路图案。并且，若电路层40的膜厚过厚，则根据构成模块1的各材料的热膨胀系数，施加到电路层40的热应力增大，在冷热循环中，绝缘层20与电路层40有可能容易剥离。
作为安装于电路层40的电子组件3的例子，并不受特别的限制，可以举出半导体元件、电阻、电容器、石英振荡器等。作为半导体元件的例子，可以举出MOSFET(Metal-oxide-semiconductor field effect transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)、LSI(LargeScaleIntegration：大规模集成电路)、LED(发光二极管)、LED芯片或LED-CSP(LED-ChipSize Package：LED芯片级封装)。
接着，对本实施方式的金属基底基板2的制造方法进行说明。
本实施方式的金属基底基板2例如能够通过如下方法来制造：在金属基板10上依次层叠绝缘层20和密合层30，接着将电路层40贴附于密合层30上。
作为在金属基板10上形成由包含绝缘性树脂21和陶瓷粒子22的组合物构成的绝缘层20的方法，能够使用涂布法或电沉积法。
涂布法为如下方法：将包含绝缘性树脂21、陶瓷粒子22及溶剂的绝缘层形成用涂布液涂布于金属基板10的表面而形成涂布层，接着加热涂布层并使其干燥而在金属基板10上形成绝缘层20。作为将绝缘层形成用涂布液涂布于金属基板10的表面的方法，能够使用旋涂法、棒涂法、刮刀涂布法、辊涂法、刮板涂布法、模涂法、凹版涂布法、浸涂法等。
电沉积法为如下方法：在分散有具有电荷的绝缘性树脂粒子和陶瓷粒子的电沉积液中浸渍金属基板10和电极，在金属基板10与电极之间施加直流电压，由此使绝缘性树脂粒子和陶瓷粒子电沉积于金属基板10的表面而形成电沉积层，接着，加热电沉积层并使其干燥，从而在金属基板10上形成绝缘层20。关于电沉积液，例如可以通过在包含陶瓷粒子的绝缘性树脂溶液中添加绝缘性树脂的不良溶剂以使绝缘性树脂析出而制备。作为绝缘性树脂的不良溶剂，例如能够使用水。
作为在绝缘层20上形成密合层30的方法，能够使用涂布法。密合层30能够通过如下方法而形成：即，该方法将包含密合层形成用树脂、溶剂及根据需要添加的导热性填料的密合层形成用涂布液涂布于绝缘层20的表面而形成涂布层，接着加热涂布层并使其干燥。作为将密合层形成用涂布液涂布于绝缘层20的表面的方法，能够使用旋涂法、棒涂法、刮刀涂布法、辊涂法、刮板涂布法、模涂法、凹版涂布法、浸涂法等。
关于电路层40，能够通过将电路层40重合于密合层30上，接着在对电路层40加压的同时进行加热而使之贴合。加热优选在非氧化性气氛中(例如氮气氛中、真空中)进行，以免电路层40氧化。
电路层40在贴合于密合层30之前，优选调整为平均晶体粒径和纯度满足上述式(1)。电路层40的平均晶体粒径例如能够通过热处理而调整。对于铝来说，通过热处理而容易增大平均晶体粒径，并且容易变形。热处理优选在200℃以上且500℃以下的温度进行。热处理时间根据加热温度而不同，通常在5分钟以上且500分钟以下的范围内。
根据设为如上所述结构的本实施方式的金属基底基板2，由于电路层40的膜厚在10μm以上且1000μm以下的范围内，平均晶体粒径和纯度满足上述式(1)，因此电路层40容易变形。因此，在被施加冷热循环的情况下，通过电路层40变形而能够缓解施加到焊料的应力，因此能够抑制焊料裂纹的产生。
并且，在本实施方式的金属基底基板2中，在平均晶体粒径和纯度满足上述式(2)，尤其优选满足上述式(3)的情况下，电路层更容易变形，因此能够更可靠地缓解施加到焊料的应力。
并且，在本实施方式的金属基底基板2中，在电路层40的平均晶体粒径为0.3μm以上的情况下，构成电路层40的金属晶粒彼此容易滑移。由此，电路层40更可靠地容易变形，因此能够更可靠地缓解施加到焊料的应力。
并且，在本实施方式的金属基底基板2中，在电路层的纯度为99.99质量％以上的情况下，纯度变高且杂质的含量变少，因此金属晶粒彼此容易滑移。由此，电路层40更可靠地容易变形，因此能够更可靠地缓解施加到焊料的应力。
并且，在本实施方式的金属基底基板2中，在电路层40由铝构成的情况下，能够通过热处理比较容易提高由电路层40抑制焊料裂纹产生的效果。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于此，在不脱离本发明的技术思想的范围内能够适当地变更。
例如，在本实施方式中，对在绝缘层20和电路层40之间设置密合层30的结构进行了说明，但是并不限定于此。在绝缘层20能够独自充分地确保与电路层40的密合性的情况下，也可以不设置密合层30。并且，绝缘层20和密合层30的顺序也可以颠倒。在该情况下，制作将电路层40、绝缘层20及密合层30依次层叠而成的层叠体，并使该层叠体的密合层30和金属基板10通过热压接而压接，由此能够制造金属基底基板。
实施例
以下，通过实施例对本发明的作用效果进行说明。
[本发明例1]
在容量为300mL的可分离式烧瓶中加入4，4’-二氨基二苯醚及NMP(N-甲基-2-吡咯烷)。以所得到的聚酰胺酸的浓度成为40质量％的方式调整NMP量。在常温进行搅拌，以使4，4’-二氨基二苯醚完全溶解之后，以内部温度不超过30℃的方式一点一点地添加规定量的四羧酸二酐。然后，在氮气氛下继续搅拌16小时，制备出聚酰胺酸(聚酰亚胺前体)溶液。
作为陶瓷粒子(导热性填料)，准备了氧化铝粒子(平均粒径：0.5μm)。将所准备的1.0g的氧化铝粒子和10g的NMP进行混合，并进行30分钟的超声波处理，从而制备出氧化铝粒子分散液。
将如上所述制备的聚酰胺酸溶液和氧化铝粒子分散液以使通过加热而生成的固体物质(绝缘层)中的氧化铝粒子的含量成为30体积％的方式进行混合，接着，用NMP将混合物中的聚酰胺酸的浓度稀释为5质量％。接着，通过使用SUGINO MACHINELIMITED制造的Star Burst对所得到的混合物重复进行10次压力为50MPa的高压喷射处理而进行分散处理，制备出氧化铝粒子分散聚酰胺酸溶液(绝缘层形成用涂布液)。
通过棒涂法将绝缘层形成用涂布液以通过加热而生成的绝缘层的膜厚成为10μm的方式涂布于厚度为0.3mm且30mm×20mm的铜基板的表面，从而形成绝缘层形成用涂布层。接着，将形成有绝缘层形成用涂布层的铜基板配置于热板上，从室温以3℃/分钟升温至60℃，在60℃加热100分钟，再以1℃/分钟升温至120℃，在120℃加热100分钟，从而使绝缘层形成用涂布层干燥。然后，将铜基板在250℃加热1分钟，并在400℃加热1分钟，从而制作出带绝缘层的铜基板。
以质量比为1:6的比例混合聚酰胺酰亚胺(弹性模量：2GPa)和NMP，并使聚酰胺酰亚胺溶解而制备出聚酰胺酰亚胺溶液(密合层形成用涂布液)。
在上述带绝缘层的铜基板的绝缘层上，通过旋涂法以通过加热而生成的密合层的膜厚成为1μm的方式涂布密合层形成用涂布液，从而形成密合层形成用涂布层。接着，加热形成有密合层形成用涂布层的带绝缘层的铜基板并使密合层形成用涂布层干燥，从而在绝缘层上形成密合层，得到铜基板、绝缘层及密合层依次层叠而成的层叠体。
准备了铝箔(膜厚：40μm、尺寸：30mm×20mm)。该铝箔的纯度为99.999431质量％，平均晶体粒径为0.2μm，平均晶体粒径/(100-纯度)为351。另外，铝箔的纯度及平均晶体粒径通过下述方法而测定。
(纯度的测定方法)
用酸来溶解铝箔，通过ICP-MS法测定所得到的铝溶液中的杂质元素含量。由所得到的杂质元素含量求出铝箔中的杂质元素的总含有率，将从100质量％减去杂质元素的总含有率得到的值作为铝箔的纯度。杂质元素为Na、Mg、Si、P、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Ba、Hf、W、Pt、Au、Pb、Bi。
(平均晶体粒径的测定方法)
使用EBSD测定装置(FEI公司制造的Quanta FEG 450、EDAX/TSL公司制造的OIMData Collection)和分析软件(EDAX/TSL公司制造的OIM Data Analysis ver.5.3)，在电子束的加速电压：15kV、测定步距：0.5μm、测定范围：84μm×56μm、分析范围：84μm×56μmm的条件下，通过EBSD法而测定。
使准备好的铝箔的一个表面在表面处理液(MEC Co.,Ltd.制造，Amalfa A-10201M)中浸渍2分钟。接着，将从表面处理液中取出的铝箔进行水洗，并在浓度5质量％的硫酸水溶液中浸渍20秒钟进行中和之后，再次水洗并干燥，从而得到表面处理过的铝箔。将表面处理过的铝箔以实施了表面处理的表面与密合层接触的方式重合于上述层叠体中的密合层上，接着，使用碳夹具施加5MPa的压力的同时，在真空中以215℃的温度加热20分钟，从而使密合层和铝箔贴合。如此制作出铜基板、绝缘层、密合层及由铝箔构成的电路层依次层叠而成的金属基底基板。
[本发明例2～23、比较例1～3]
作为铝箔，使用膜厚、纯度、平均晶体粒径和平均晶体粒径/(100-纯度)为下述表1所示的值的铝箔，除此以外，以与本发明例1相同的方式制作出金属基底基板。另外，在本发明例2～5、7～23及比较例3中，将铝箔在300℃的温度经下述表1所示的热处理时间进行热处理，由此调整平均晶体粒径和平均晶体粒径/(100-纯度)。
[评价]
在金属基底基板的电路层上涂布Sn-Ag-Cu焊料(Senju Metal Industry Co.,Ltd.制造：M705)而形成厚度为100μm且2.5mm×2.5mm的焊料层，在该焊料层上搭载2.5mm×2.5mm正方形的Si芯片，从而制作出试验体。对所制作的试验体施加了1次循环为-40℃×30分钟～150℃×30分钟的3000次冷热循环。对施加冷热循环后的试验体填充树脂，并通过抛光而露出剖面。观察试验体的焊料层的剖面，并测定出在焊料层中生成的裂纹的长度(μm)。将其结果示于下述表1中。
[表1]
Figure BDA0002896151810000101
与不满足上述式(1)的比较例1～2的金属基底基板相比，在电路层(铝箔)的平均晶体粒径和纯度满足上述式(1)的本发明例1～23的金属基底基板中，施加冷热循环后的焊料层的裂纹长度缩短。可以认为，这是因为在本发明例1～23的金属基底基板中，由于在施加冷热循环时电路层变形，因此施加到焊料层的应力得到缓解。尤其，在电路层的平均晶体粒径和纯度满足上述式(2)、平均晶体粒径为0.3μm以上、纯度为99.99质量％以上的本发明例2～5、7～12、21～23的金属基底基板中，施加冷热循环后的焊料层的裂纹长度显著缩短且为0.2μm以下。并且，关于电路层(铝箔)的膜厚超过本发明的范围的比较例3的金属基底基板，在冷热循环中绝缘层与电路层剥离。
[本发明例24～26、比较例4]
除了使用膜厚、纯度、平均晶体粒径和平均晶体粒径/(100-纯度)为下述表2所示的值的铜箔来代替铝箔以外，以与本发明例1相同的方式制作金属基底基板，并测定出施加冷热循环后的焊料层的裂纹长度。铜箔的平均晶体粒径和平均晶体粒径/(100-纯度)通过在300℃的温度经下述表2所示的热处理时间进行热处理而调整。另外，关于铜箔的纯度，除了将杂质元素设为Na、Mg、Si、Al、P、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ga、Ge、Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Ba、Hf、W、Pt、Au、Pb、Bi以外，以与铝箔的纯度相同的方式进行了测定。关于铜箔的平均晶体粒径，以与铝箔的平均晶体粒径相同的方式进行了测定。
[表2]
Figure BDA0002896151810000111
关于在电路层中使用铜箔的情况，也同样与不满足所述式(1)的比较例4的金属基底基板相比，在电路层的平均晶体粒径和纯度满足所述式(1)的本发明例24～26的金属基底基板中，施加冷热循环后的焊料层的裂纹长度缩短。尤其，在电路层的平均晶体粒径和纯度满足上述式(2)、平均晶体粒径为0.3μm以上、纯度为99.99质量％以上的本发明例25～26的金属基底基板中，施加冷热循环后的焊料层的裂纹长度显著缩短且为0.2μm以下。
从以上结果确认到，根据本发明例，可以提供一种金属基底基板，该金属基底基板在通过焊料安装了电子组件的状态下，即使施加冷热循环也不易引起焊料裂纹的产生。
产业上的可利用性
能够提供一种金属基底电路基板，该金属基底基板在通过焊料安装了电子组件的状态下，即使施加冷热循环也不易引起焊料裂纹的产生。
符号说明
1 模块
2 金属基底基板
3 电子组件
4 焊料
10 金属基板
20 绝缘层
21 绝缘性树脂
22 陶瓷粒子
30 密合层
40 电路层

Claims (5)

1.一种金属基底基板，通过依次层叠金属基板、绝缘层及电路层而成，所述金属基底基板的特征在于，
所述绝缘层包含树脂，
所述电路层的膜厚在10μm以上且1000μm以下的范围内，并且所述电路层的单位以μm表示的平均晶体粒径和单位以质量％表示的纯度满足下述式(1)，
平均晶体粒径/(100-纯度)＞5(1)。
2.根据权利要求1所述的金属基底基板，其特征在于，
所述电路层的所述平均晶体粒径和所述纯度满足下述式(2)，
平均晶体粒径/(100-纯度)＞20(2)。
3.根据权利要求1或2所述的金属基底基板，其特征在于，
所述电路层的所述平均晶体粒径为0.3μm以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的金属基底基板，其特征在于，
所述电路层的所述纯度为99.99质量％以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的金属基底基板，其特征在于，
所述电路层由铝构成。
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