CN114747301A

CN114747301A - 电路基板以及电路基板的制造方法

Info

Publication number: CN114747301A
Application number: CN202080078909.2A
Authority: CN
Inventors: 加藤知树
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2040-10-06
Also published as: JP7243856B2; US20220272837A1; JPWO2021095401A1; WO2021095401A1; DE112020004962T5

Abstract

本发明提供一种电路基板以及电路基板的制造方法。电路基板(1)的特征在于，是在包含低温烧结陶瓷材料的绝缘层(20)设置布线而成的电路基板，在上述布线中，包含有在俯视时面积为0.0025mm²以上的导热孔(30)，上述导热孔(30)层叠多层端面为锥形形状的锥形导体(31)而成，上述锥形导体(31)的各自的端面(31a、31b)与上述绝缘层(30)相接触。

Description

电路基板以及电路基板的制造方法

技术领域

本发明涉及电路基板以及电路基板的制造方法。

背景技术

作为安装发光元件、半导体元件等发热元件的电路基板，已知有使用低温烧结陶瓷材料作为绝缘材料的电路基板。

在专利文献1中，公开了在由在1050℃以下烧制而成的低温烧制陶瓷构成的绝缘基体，贯通绝缘基体设置具有比绝缘基体高的热传导率的贯通金属体而成的发光元件用布线基板。

在专利文献1中，通过在陶瓷生片的规定位置形成通孔的工序、在形成有通孔的陶瓷生片层叠金属片的工序、以及从金属片侧按压陶瓷生片中的通孔形成部分，而将金属片的一部分埋入通孔内，并将陶瓷生片和金属片一体化。

而且，通过同时烧制陶瓷生片和金属片，在绝缘基体内形成贯通金属体。

专利文献1:日本特开2006－41230号公报

在专利文献1中，通过同时烧制陶瓷生片和金属片将绝缘基体和贯通金属体接合。但是，由于绝缘基体与贯通金属体的接合面积较小，所以存在接合强度较弱的问题。

若绝缘基体与贯通金属体的接合强度较弱，则存在因由安装于贯通金属体的发热元件的发热等引起的热应力而产生绝缘基体与贯通金属体的剥离的可能性。

另外，也迫切期望进一步提高贯通金属体的散热性。

发明内容

本发明鉴于上述问题点，目的在于提供一种电路基板，该电路基板中导体与绝缘层的接合强度较高，其中，上述导体适于从发热元件产生的热量的散热(以下，在本说明书中称为导热孔)。

本发明的电路基板的特征在于是在包含低温烧结陶瓷材料的绝缘层设置布线而成的电路基板，在上述布线中，包含有在俯视时面积为0.0025mm²以上的导热孔，上述导热孔层叠多层端面为锥形形状的锥形导体而成，上述锥形导体的各自的端面与上述绝缘层相接触。

另外，本发明的电路基板的制造方法的特征在于，具有：在包含低温烧结陶瓷材料的陶瓷生片，形成上表面直径与底面直径不同且上表面直径的面积为0.0025mm²以上的通孔的工序；向上述通孔填充包含金属的导体浆料形成导通导体的工序；层叠多片形成有上述导通导体的陶瓷生片，以使得上述导通导体的位置重叠，来制作层叠体的工序；以及烧制上述层叠体的工序。

根据本发明，能够提供针对导热孔的绝缘层的接合强度较高的电路基板。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的电路基板的结构的一部分的例子的剖视图。

图2是区分表示图1所示的导热孔的锥形导体的各层的图。

图3是示意性地表示锥形导体的端面的放大图。

图4是表示本发明的电路基板所具备的导热孔以及与导热孔相接触的绝缘层的一部分的一个例子的剖面照片。

图5是示意性地表示设置与导热孔的下表面相接触的高热传导陶瓷基板，并在导热孔的上表面安装有发热元件的电路基板的一个例子的剖视图。

图6是示意性地表示层叠体的一个例子的剖视图。

图7是表示实施例1以及比较例1中的接合强度的图表。

具体实施方式

以下，对本发明的一个实施方式的电路基板以及电路基板的制造方法进行说明。

然而，本发明并不限定于以下的结构，能够在不变更本发明的主旨的范围内适当地变更并应用。此外，将2个以上以下记载的本发明的一个实施方式的电路基板以及电路基板的制造方法的各自的优选的结构组合而成的结构也是本发明。

本发明的电路基板是在包含低温烧结陶瓷材料的绝缘层设置布线而成。在布线中，设置有在俯视时面积为0.0025mm²以上的导热孔。

在图1中，示意性地示出在电路基板1中，在绝缘层20设置有作为布线的一部分的导热孔30的部分。

绝缘层是包含低温烧结陶瓷材料的层。

所谓的低温烧结陶瓷材料，是指陶瓷材料中可以在1000℃以下的烧制温度下烧结，且可以与被优选用作成为布线的金属材料的银、铜同时烧制的材料。

作为低温烧结陶瓷材料，优选包含SiO₂－CaO－Al₂O₃－B₂O₃系玻璃陶瓷或者SiO₂－MgO－Al₂O₃－B₂O₃系玻璃陶瓷。

在电路基板，设置有布线。布线优选由以银或者铜为主要成分的电传导度较高的金属构成。

另外，也优选是与后述的导热孔相同的材质。

在本说明书中，对于布线中导热孔以外的布线省略其详细的说明。

导热孔是在俯视时面积为0.0025mm²以上的布线。导热孔由于其面积较大，所以被用作散热用的布线。

例如，能够将发热元件安装于导热孔的上表面，用于通过导热孔从导热孔的下表面散热。

此外，导热孔的设置目的与为了进行电路基板的厚度方向上的电连接而设置的叠层孔设置目的不同。

导热孔的俯视的面积为0.0025mm²以上，优选为0.015mm²以上，更优选为0.25mm²以上。

另外，导热孔的俯视面积优选为100mm²以下。

导热孔的俯视形状并未特别限定，可举出圆形、多边形(正方形、长方形等)。

从将导热孔的俯视面积设为上述范围的观点考虑，在导热孔的俯视形状为圆形的情况下，优选其直径为0.06mm以上。

另外，在导热孔的俯视形状为正方形的情况下，优选其1边为0.05mm以上。

导热孔通过层叠多层其端面为锥形形状的锥形导体而成。

图1所示的导热孔30是层叠4层锥形导体而成的结构。

由于在实际的导热孔中将多层锥形导体一体化，所以在图1中未示出锥形导体的各层的边界。

另外，由于与多层锥形导体对应的绝缘层也一体化，所以在图1中也未示出绝缘层的各层的边界。

图2是区分表示图1所示的导热孔的锥形导体的各层的图。

在图2中，用虚线示出构成导热孔30的锥形导体31、32、33、34的边界。

锥形导体31、32、33、34在其右侧分别具有锥形形状的端面31a、32a、33a、34a，在其左侧也分别具有锥形形状的端面31b、32b、33b、34b。

在图2所示的剖视图中，虽然看起来在锥形导体的左右具有锥形形状的端面，但锥形导体的端面遍及其整个周围为锥形形状。

而且，锥形导体31、32、33、34的端面31a、32a、33a、34a分别与绝缘层21、22、23、24相接触。

本说明书中的“锥形形状”是指锥形导体的剖视图中的端面的方向相对于厚度方向不平行，锥形导体的上表面突出或下表面突出的形状。在图2中示出锥形导体的上表面突出的锥形形状，但也可以是下表面突出的锥形形状。

另外，作为构成导热孔的多个锥形导体，也可以其上表面突出的锥形导体和其下表面突出的锥形导体混合存在。

另外，构成锥形形状的端面并不限定于在其剖视图为直线，构成锥形形状的端面也可以是曲线。

在本发明的电路基板中，导热孔是层叠多层端面为锥形形状的锥形导体而成的形状，锥形导体中的每个导体的端面与绝缘层相接触。若为这样的方式，则锥形导体的端面与绝缘层的结合中的接合面积增大，产生锚定效果，导热孔与绝缘层稳固地接合。

若像这样导热孔与绝缘层稳固地接合，则可防止因由发热元件的发热引起的热应力而导热孔与绝缘层剥离。

此外，也可以在锥形导体的端面与绝缘层的接合面的一部分存在空隙(void)。

锥形导体的剖面中的锥形长度优选为20μm以上。

图3是示意性地表示锥形导体的端面的放大图。

在图3中，用双箭头L示出锥形长度。锥形长度被规定为锥形导体的突出的面(在图3中为上表面)的前端与未突出的面(在图3中为下表面)的前端之差。

此外，在图3中一并示出构成锥形导体的金属材料扩散到绝缘层内的部分亦即扩散部分25。对于扩散部分，在后面详细说明。

锥形导体优选包含以银或铜为主要成分的电传导度较高的金属。

银或铜能够与低温烧结陶瓷材料同时烧制。

另外，锥形导体优选包含金属和构成绝缘层的低温烧结陶瓷材料。通过在金属中混合低温烧结陶瓷材料，与导热孔的周围的绝缘层的热膨胀系数差减小，导热孔与绝缘层的接合强度提高。

从提高导热孔与绝缘层的接合强度的观点考虑，优选低温烧结陶瓷材料占据锥形导体的重量比例为10％以上。

另外，从提高锥形导体的热传导性的观点考虑，低温烧结陶瓷材料占据锥形导体的重量比例最好不要过多，因此优选低温烧结陶瓷材料占据锥形导体的重量比例为50％以下。

导热孔的厚度优选为50μm以上，更优选为100μm以上。另外，导热孔的厚度优选为5000μm以下。

若加厚导热孔的厚度，则导热孔的电阻变小，所以能够在导热孔中流动大电流，所以是优选的。

对于构成导热孔的锥形导体的层叠数并未特别限定，但优选层叠数为4层以上，更优选为16层以上。另外，优选层叠数为40层以下。

另外，锥形导体的一层的厚度优选为25μm以上，且优选为150μm以下。

另外，由于导热孔的俯视时的面积较大，所以导热孔的俯视面积相对于导热孔的厚度的比率增大。即，优选用导热孔的(俯视面积的当量圆直径/厚度)表示的纵横比为1以上。另外，优选上述纵横比为25以下。

优选在与构成导热孔的锥形导体的各自的端面相接触的绝缘层存在扩散部分，该扩散部分是构成锥形导体的金属材料扩散到绝缘层内而成的。

在图3中在绝缘层21、22内示意性示出扩散部分25。

扩散部分的存在能够通过进行利用EDX的元素分析，在绝缘层内检测构成锥形导体的金属材料(例如银、铜等)来确认。

若在绝缘层内存在扩散部分，则提高导热孔与绝缘层的接合强度。另外，由于导热孔与绝缘层的界面附近的热膨胀系数之差变缓，所以针对由热膨胀系数差引起的热应力的强度提高，防止高温环境下(例如保持80℃/30分)的接合部分的劣化。

通过同时烧制成为导热孔的导体浆料和成为绝缘层的包含低温烧结陶瓷材料的陶瓷生片，能够使金属材料扩散到绝缘层内形成扩散部分。换言之，存在扩散部分成为推测在电路基板的制造过程进行了导体浆料和陶瓷生片的同时烧制的证据。

此外，图4所示的照片是在后述的实施例1中获得的电路基板的剖面照片。

在图4中，示出导热孔30和绝缘层20。另外，作为锥形导体用参照附图标记代表地示出锥形导体31，作为锥形导体的端面用参照附图标记代表地示出锥形导体的端面31a。

另外，扩散部分25是在照片中位于与导热孔30邻接的绝缘层20内的色调稍微变化而黑色增加的部分，用参照附图标记25代表地示出其位置的一部分。

此外，用双箭头L示出锥形长度。

如图4所示，导热孔是层叠多层端面为锥形形状的锥形导体而成的，若锥形导体中的每个导体的端面与绝缘层相接触，则在锥形导体的端面与绝缘层的结合时产生锚定效果，导热孔与绝缘层稳固地接合。

另外，若在绝缘层内存在扩散部分，则提高导热孔与绝缘层的接合强度。

在图5中，示出与电路基板1的导热孔30的下表面相接触的高热传导陶瓷基板40、以及经由焊料60安装于导热孔30的上表面的发热元件50。

也可以在本发明的电路基板设置有与导热孔的下表面相接触的高热传导陶瓷基板。通过设置与导热孔的下表面相接触的高热传导陶瓷基板，能够将来自导热孔的热量直接传递至高热传导陶瓷基板。

高热传导陶瓷基板优选是烧结完毕的陶瓷基板，优选其材质是氮化硅、或氮化铝、或氧化铝、或碳化硅等。

作为安装于导热孔的上表面的发热元件，优选是从由功率元件、控制元件、无源部件以及发光元件构成的组选择的至少一种元件。

上述功率元件优选是由宽带隙半导体构成的元件。另外，上述宽带隙半导体优选是碳化硅或氮化镓。

上述发光元件优选是从由LED元件、有机EL元件、LIDAR元件、RADAR元件以及毫米波元件构成的组选择的至少一种元件。

通过在本发明的电路基板的导热孔的上表面安装发热元件，能够将本发明的电路基板作为发热元件安装基板来使用。

接着，对制造本发明的电路基板的方法的一个例子进行说明。

本发明的电路基板能够通过电路基板的制造方法来制造，上述电路基板的制造方法的特征在于，具有：在包含低温烧结陶瓷材料的陶瓷生片，形成上表面直径与底面直径不同且上表面直径的面积为0.0025mm²以上的通孔的工序；向上述通孔填充包含金属的导体浆料形成导通导体的工序；层叠多片形成有上述导通导体的陶瓷生片，以使得上述导通导体的位置重叠，来制作层叠体的工序；以及烧制上述层叠体的工序。

首先，准备包含低温烧结陶瓷材料的陶瓷生片。

作为陶瓷生片的无机固体成分，能够使用上述的低温烧结陶瓷材料的粉末。另外，也可以使用混合有氧化铝粉末的混合粉末。

作为陶瓷生片的例子，可举出向上述粉末中添加树脂、分散剂、增塑剂以及溶剂，通过刮刀法将混合而成的浆料片化成规定的厚度。

在陶瓷生片，形成上表面直径与底面直径不同且上表面直径的面积为0.0025mm²以上的通孔。

通孔的形成能够通过使用上表面直径与底面直径不同且上表面直径的面积为0.0025mm²以上的形状的冲头的冲孔来进行。

另外，能够通过上表面直径的面积为0.0025mm²以上，上表面直径与底面直径不同的激光穿孔机来进行。

接着，向通孔填充包含金属的导体浆料来形成导通导体。

作为导体浆料，优选使用包含银或铜的浆料。

另外，优选导体浆料包含金属和陶瓷生片所包含的上述低温烧结陶瓷材料，且低温烧结陶瓷材料相对于金属和低温烧结陶瓷材料的合计重量的重量比例为50％以下。

并且，优选低温烧结陶瓷材料相对于金属和低温烧结陶瓷材料的合计重量的重量比例为10％以上。

导体浆料也可以包含树脂成分、溶剂、分散剂等。

接着，层叠多片形成有导通导体的陶瓷生片，以使得导通导体的位置重叠，来制作层叠体。

图6是示意性地表示层叠体的一个例子的剖视图。

图6所示的层叠体101层叠分别形成有导通导体134、133、132、131的陶瓷生片124、123、122、121而成。

导通导体134、133、132、131的位置重叠。

在图6中，图示出导通导体的位置在上下完全一致，但导通导体的位置只要重叠为能够电连接，导通导体的位置也可以在上下偏离。

接着，烧制层叠体。

层叠体的烧制优选在适合低温烧结陶瓷材料的烧结的温度下进行，例如优选将烧制温度设为1000℃以下。另外，更优选将烧制温度设为850℃以上且990℃以下。

烧制时间(烧制温度下的保持时间)优选为10分钟以上且30分钟以下。

此外，也可以进行对层叠体加压并烧制的加压烧制。

烧制时的气氛优选为大气气氛。

通过烧制，陶瓷生片所包含的低温烧结陶瓷材料烧结而成为绝缘层，层叠的导通导体一体化而成为导热孔。

通过烧制如图6所示的层叠体101，得到图1所示的结构的电路基板1。

另外，也优选在层叠体的上下设置约束层后进行烧制。

约束层是通过刮刀法将向在烧制工序中未烧结的材料亦即陶瓷粉末添加以及混合了树脂、分散剂、增塑剂以及溶剂的浆料片化而成的结构。作为用于约束层的陶瓷粉末，优选为氧化铝粉末。另外，作为片化的厚度，例如优选为0.2mm。

通过设置约束层，能够控制烧制工序中的陶瓷生片的收缩量，并能够提高绝缘层的尺寸精度。

在层叠体的烧制时，同时烧制低温烧结陶瓷材料和导通导体。通过该同时烧制，依次形成绝缘层和导热孔。

若这样，能够得到绝缘层与导热孔稳固地接合的结构，而绝缘层与导热孔的接合不使用粘合剂。

另外，通过进行同时烧制，能够使金属材料扩散到绝缘层内形成扩散部分。通过形成扩散部分，导热孔与绝缘层的界面附近的热膨胀系数之差变缓，所以提高针对由热膨胀系数差引起的热应力的强度，防止高温环境下(例如保持80℃/30分)的接合部分的劣化。

实施例

以下，示出更具体地公开了本发明的电路基板以及电路基板的制造方法的实施例。此外，本发明并不是仅限定于这些实施例。

(实施例1)

作为起始原料，准备氧化铝粉末，并且作为玻璃粉末，准备含有59重量％的SiO₂、10重量％的B₂O₃、25重量％的CaO、6重量％的Al₂O₃的组成的硼硅酸盐玻璃粉末。

该玻璃粉末是低温烧结陶瓷材料。

而且，通过将上述的氧化铝粉末和玻璃粉末按40:60的重量比混合，并向该混合粉末分别适量添加并混合粘合剂、分散剂、增塑剂以及有机溶剂等，来制作陶瓷浆料。

接下来，通过向氧化铝粉末分别适量添加并混合粘合剂、分散剂、增塑剂以及有机溶剂等来制作约束层浆料。

将陶瓷浆料以及约束层浆料脱泡后，通过刮刀法，分别制作厚度100μm的陶瓷生片以及约束层片。

接下来，在厚度100μm的陶瓷生片上，使用冲孔，形成0.05mm见方的通孔，以使得上表面直径与底面直径不同。

向所形成的通孔填充包含银的导体浆料，形成导通导体。

包含银的导体浆料包含有作为陶瓷生片所包含的低温烧结陶瓷材料的玻璃粉末。导体浆料中的低温烧结陶瓷材料相当于金属和低温烧结陶瓷材料的合计重量的重量比例为10％。

接着，按照以下的步骤进行各片材的层叠来制作层叠体。

首先，在最表层层叠1片约束层片，接着，层叠15片形成有导通导体的陶瓷生片，并且，在最里层层叠1片约束层片。在层叠陶瓷生片时，导通导体的位置重叠。

接下来，在厚度方向上压制通过上述的层叠方法获得的层叠体。

接下来，在900℃下对上述压制后的层叠体进行烧制，而得到电路基板。

同时烧制低温烧结陶瓷材料和导通导体，而一次形成绝缘层和导热孔。

关于在烧制后形成的每一层绝缘层的厚度，当在陶瓷生片的状态下厚度为100μm的情况下，在绝缘层的状态下厚度为50μm。

接下来，通过在利用超声波清洗机临时清洗后，进行利用湿喷砂机的喷砂处理，来去除配置于层叠体的上下的约束层。

(比较例1)

与实施例1同样地制作陶瓷生片以及约束层片。

接下来，在厚度100μm的陶瓷生片上，使用冲孔，形成上表面直径与底面直径相同的0.05mm见方的通孔。

不向通孔内填充导体浆料，在最表层层叠1片约束层片，接着，层叠15片形成有通孔的陶瓷生片，并且，在最里层层叠1片约束层片。在层叠陶瓷生片时，通孔的位置重叠。

接下来，在厚度方向上压制通过上述的层叠方法得到的层叠体。

接下来，与实施例1同样地、在900℃下烧制上述压制后的层叠体。接着，通过在利用超声波清洗机临时清洗后，进行利用湿喷砂机的喷砂处理，来去除配置于层叠体的上下的约束层。

接下来，将银制的金属板插入至存在于烧制后的层叠体的通孔，并利用粘合剂接合金属板和绝缘层。通过上述步骤得到电路基板。

[接合强度的评价]

在实施例1的电路基板的导热孔的上表面、比较例1的电路基板的金属板的上表面分别进行镀镍/镀金处理。接着，在镀镍/镀金处理面上焊接导线。

接着，利用拉伸强度测定器夹持该导线的一端，一边测定载荷一边拉起导线，并测定从电路基板拔出导热孔或者金属板的时刻的载荷。

将该载荷除以通孔的面积(0.05mm见方)所得的值作为接合强度。

在室温(24℃)下和高温处理后(在恒温槽中保持80℃/30分后)分别进行接合强度的评价试验，并将结果示于图7。

图7是表示实施例1以及比较例1中的接合强度的图表。

如图7所示，在实施例1的电路基板中室温下的接合强度较高，另外，即使在高温处理后，接合强度的降低幅度也变小。

[剖面观察]

拍摄表示在实施例1中获得的电路基板的导热孔以及与导热孔相接触的绝缘层的一部分的一个例子的剖面照片。该照片是图4所示的剖面照片。

如在图4的说明中示出的那样，观察到在绝缘层内产生了扩散部分。

(实施例2)

与实施例1同样地制作陶瓷生片以及约束层片。

接下来，在厚度100μm的陶瓷生片上，使用冲孔，形成4mm见方的通孔，以使得上表面直径与底面直径不同。

向所形成的通孔填充包含铜的导体浆料，形成导通导体。

在包含铜的导体浆料中，包含有作为陶瓷生片所包含的低温烧结陶瓷材料的玻璃粉末。导体浆料中的低温烧结陶瓷材料相对于金属和低温烧结陶瓷材料的合计重量的重量比例为10％。

除了将形成导通导体的陶瓷生片的片数变更为20片以外，与实施例1同样地进行层叠体的制作和烧制，并去除约束层片而得到电路基板。

(比较例2)

与实施例1同样地制作陶瓷生片以及约束层片。

接下来，在厚度100μm的陶瓷生片的4mm见方内，以通孔间间距0.2mm开孔8个上表面直径与底面直径相同的0.15mmφ的通孔。

向所形成的通孔填充与在实施例2中使用的导体浆料相同的导体浆料来形成导通导体。

在陶瓷生片中的1片陶瓷生片中通过印刷形成4mm见方的导通焊盘。

进一步，使用19片形成有导通导体的陶瓷生片制作层叠体，以使得形成有导通焊盘的陶瓷生片成为最上层。

此外，在层叠体的上下配置有约束层片。

其他与实施例1同样地进行层叠体的制作和烧制，并去除约束层片，得到电路基板。

(比较例3)

与实施例1同样地制作陶瓷生片以及约束层片。

层叠20片陶瓷生片，并且，在层叠体的上下配置约束层片并进行层叠体的制作和烧制。

在去除约束层片后，对绝缘层使用激光加工机制作上表面直径与底面直径相同的4mm见方的通孔。

接下来，将俯视时4.02mm见方的铜制的金属板压入通孔。通过上述步骤得到电路基板。

(比较例4)

在比较例3中，到制作通孔的工序为止相同。

代替向通孔压入铜制的金属板的工序，向通孔插入俯视时3.9mm见方的铜制的金属板，并通过粘合剂与绝缘层粘合。通过上述步骤得到电路基板。

[散热性的评价]

在实施例2的电路基板的导热孔的上表面、比较例2的电路基板的导通焊盘的上表面、比较例3以及比较例4的铜制的金属板的上表面分别进行镀镍/镀金处理。

接着，在镀镍/镀金处理面焊接安装发热元件。

对发热元件(功率元件)施加功率1W，并利用热成像相机测定10分钟后的电路基板的表面温度以及发热元件的表面温度。

能够将电路基板的最高温度抑制在120℃以下，将发热元件的最高温度抑制在150℃以下为合格。

将各实施例以及比较例的结果汇总示于表1。

[表1]

根据该结果可知，在实施例2的电路基板中电路基板表面的最高温度较低，发热元件的最高温度也降低，成为具备散热性优异的导热孔的电路基板。

(实施例3)

与实施例1同样地制作陶瓷生片以及约束层片。

接下来，在厚度100μm的陶瓷生片上，使用冲孔，形成2mm见方的通孔，以使得上表面直径与底面直径不同。

准备多种作为导体浆料所包含的金属使用银，并使低温烧结陶瓷材料相对于银和低温烧结陶瓷材料的合计重量的重量比例变化了的导体浆料。

低温烧结陶瓷材料的重量比例为0重量％、10重量％、30重量％、50重量％。

而且，向先形成的通孔填充包含银的导体浆料来形成导通导体。

除了将形成有导通导体的陶瓷生片的片数变更为20片以外，与实施例1同样地进行层叠体的制作和烧制，并去除约束层片得到电路基板。

作为构成相同的层叠体的20片陶瓷生片，使用利用相同的导体浆料并形成有导通导体的陶瓷生片。

(比较例5)

与实施例1同样地制作陶瓷生片以及约束层片。

接下来，在厚度100μm的陶瓷生片上，使用冲孔，形成上表面直径与底面直径相同的2mm见方的通孔。

准备多种使低温烧结陶瓷材料相对于银和低温烧结陶瓷材料的合计重量的重量比例变化的、俯视为2.02mm见方、厚度为50μm的导体片。

而且，向先形成的通孔压入导体片来形成导通导体。

作为构成相同的层叠体的20片陶瓷生片，使用利用相同的导体片并形成有导通导体的陶瓷生片。

[接合强度的评价]

在实施例3的各电路基板的导热孔的上表面、比较例5的各电路基板的导体片的上表面分别进行镀镍/镀金处理。接着，在镀镍/镀金处理面焊接导线。

接着，利用拉伸强度测定器夹持该导线的一端，一边测定载荷一边拉起导线，测定从电路基板拔出导热孔或者导体片的时刻的载荷。

将该载荷除以通孔的面积(2mm见方)所得的值作为接合强度。

作为循环试验前的初始评价和循环试验(－40℃～125℃、1000次循环)后的评价分别进行接合强度的评价试验，并将结果汇总示于表2。

[表2]

根据该结果可知，在实施例3的电路基板中初始接合强度较高，另外，在循环试验后也将接合强度保持较高。

另外，与低温烧结陶瓷材料的重量比例为0％时相比，包含低温烧结陶瓷材料时的接合强度较高。这证实了通过锥形导体包含构成绝缘层的低温烧结陶瓷材料，导热孔的周围的绝缘层与锥形导体的热膨胀系数差减小，导热孔与绝缘层的接合强度提高。此外，也可知为了提高导热孔与绝缘层的接合强度，更优选低温烧结陶瓷材料的重量比例为10％以上。

附图标记说明

1…电路基板；20、21、22、23、24…绝缘层；25…扩散部分；30…导热孔；31、32、33、34…锥形导体；31a、32a、33a、34a、31b、32b、33b、34b…锥形导体的端面；40…高热传导陶瓷基板；50…发热元件；60…焊料；101…层叠体；121、122、123、124…陶瓷生片；131、132、133、134…导通导体。

Claims

1.一种电路基板，其特征在于，是在包含低温烧结陶瓷材料的绝缘层设置布线而成的电路基板，

在上述布线中，包含有在俯视时面积为0.0025mm²以上的导热孔，

上述导热孔通过层叠多层端面为锥形形状的锥形导体而成，

上述锥形导体的各自的端面与上述绝缘层相接触。

2.根据权利要求1所述的电路基板，其中，

上述锥形导体的剖面中的锥形长度为20μm以上。

3.根据权利要求1或2所述的电路基板，其中，

上述锥形导体包含金属和构成上述绝缘层的上述低温烧结陶瓷材料，上述低温烧结陶瓷材料占据上述锥形导体的重量比例为50％以下。

4.根据权利要求3所述的电路基板，其中，

上述低温烧结陶瓷材料占据上述锥形导体的重量比例为10％以上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电路基板，其中，

在与上述锥形导体的各自的端面相接触的上述绝缘层存在扩散部分，该扩散部分是构成上述锥形导体的金属材料扩散到上述绝缘层内而成的。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电路基板，其中，

上述导热孔的厚度为50μm以上。

7.一种电路基板的制造方法，其特征在于，具有：

在包含低温烧结陶瓷材料的陶瓷生片，形成上表面直径与底面直径不同且上表面直径的面积为0.0025mm²以上的通孔的工序；

向上述通孔填充包含金属的导体浆料来形成导通导体的工序；

通过层叠多片形成有上述导通导体的陶瓷生片，以使得上述导通导体的位置重叠，来制作层叠体的工序；以及

烧制上述层叠体的工序。

8.根据权利要求7所述的电路基板的制造方法，其中，

烧制温度为1000℃以下。

9.根据权利要求7或8所述的电路基板的制造方法，其中，

上述导体浆料包含金属和陶瓷生片所包含的上述低温烧结陶瓷材料，上述低温烧结陶瓷材料相对于上述金属和上述低温烧结陶瓷材料的合计重量的重量比例为50％以下。

10.根据权利要求9所述的电路基板的制造方法，其中，

上述低温烧结陶瓷材料相对于上述金属和上述低温烧结陶瓷材料的合计重量的重量比例为10％以上。

11.根据权利要求7～10中任一项所述的电路基板的制造方法，其中，

上述通孔的形成通过利用上表面直径与底面直径不同的冲头的冲孔来进行、或者利用上表面直径与底面直径不同的激光穿孔机来进行。