一种适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及陶瓷器件的领域，尤其涉及一种适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，适用于陶瓷表面敷铜产品。
【背景技术】
[0002]现有的陶瓷敷铜方法有两种:
一种是厚膜铜浆的方法。该方法是在纯铜粉中通过添加玻璃粉和有机溶剂等制备成浆料，再通过丝网印刷的方法涂覆在陶瓷表面，然后再在氮气保护气氛下，经800-900°C烧结而成。但是这种方法烧结成的敷铜层与陶瓷的结合强度低，焊接后容易导致铜层或陶瓷脱落。
[0003]另外一种敷铜的方法是采用陶瓷和铜片共烧，即DBC工艺。该方法是将无氧铜片压在陶瓷表面，然后在含有微量氧气的氮气气氛保护下，经1080°C左右烧结结合。烧好的陶瓷敷铜片再通过化学或激光刻蚀的方法制成电路板。
[0004]DBC工艺的烧结原理是无氧铜先在含有微量氧气的氮气气氛下在表面氧化生成薄薄的氧化亚铜，然后氧化亚铜在1080°C左右的烧结温度下与氧化铝发生化学反应生产铜铝尖晶石类矿物，从而将铜片与陶瓷烧结结合起来。该工艺的缺陷是，氮气气氛中的氧含量很难控制，氧含量过多铜层表面会氧化，过少结合强度差；炉膛内含氧的氮气气氛很难控制，最好氧含量高的氮气在烧结炉前端，烧结炉后端是纯氮气氛。所以设备的高要求、高成本限制了该工艺的应用推广。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题是提供一种适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，将现有技术中的两种敷铜工艺进行了综合，开发了一种类似厚膜工艺的低成本的陶瓷敷铜方法，通过厚膜印刷的方式在陶瓷件表面印刷好所需的线路图，再通过空气烧结和氢气还原得到铜层，得到的铜层和DBC工艺制的铜层性能类似，结合强度要高于传统的铜厚膜方法，而又避免了 DBC工艺对设备的高要求和对敷铜板的二次化学或激光刻蚀。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供了一种适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，包括以下具体步骤:
a、制备膏剂，将亚微米级的氧化亚铜粉、少量氧化铝粉、少量氧化硅粉和有机溶剂混合制备成氧化亚铜膏剂；
b、丝网印刷，通过丝网印刷的方式，按所需的线路图样式将氧化亚铜膏剂印制在陶瓷件表面；
c、烧结，再将印刷好的陶瓷件放置在空气炉中，经1100°C烧结，此时，氧化亚铜膏剂中的氧化亚铜、氧化铝粉、氧化硅粉与陶瓷中的氧化铝通过物理化学的方式进行结合；
d、二次烧结，将烧结好的陶瓷件放置在氢气气氛保护炉内，经500-700°C烧结，氧化亚铜膏剂还原得到金属铜层。
[0007]在本发明一个较佳实施例中，所述的氧化亚铜粉的百分比含量为95%，氧化铝粉和氧化娃粉的百分比含量为5%。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，所述的有机溶剂是由乙基纤维素和松油醇按照1:(15-20)的比例溶解成的溶剂。
[0009]本发明的有益效果是:本发明的适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，将现有技术中的两种敷铜工艺进行了综合，开发了一种类似厚膜工艺的低成本的陶瓷敷铜方法，通过厚膜印刷的方式在陶瓷件表面印刷好所需的线路图，再通过空气烧结和氢气还原得到铜层，得到的铜层和DBC工艺制的铜层性能类似，结合强度要高于传统的铜厚膜方法，而又避免了 DBC工艺对设备的高要求和对敷铜板的二次化学或激光刻蚀。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
图1是本发明适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺的一较佳实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0011]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0012]如图1所示，本发明实施例包括:
一种适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，包括以下具体步骤:
a、制备膏剂，将亚微米级的氧化亚铜粉、少量氧化铝粉、少量氧化硅粉和有机溶剂混合制备成氧化亚铜膏剂；
b、丝网印刷，通过丝网印刷的方式，按所需的线路图样式将氧化亚铜膏剂印制在陶瓷件表面；
c、烧结，再将印刷好的陶瓷件放置在空气炉中，经1100°C烧结，此时，氧化亚铜膏剂中的氧化亚铜、氧化铝粉、氧化硅粉与陶瓷中的氧化铝通过物理化学的方式进行结合；
d、二次烧结，将烧结好的陶瓷件放置在氢气气氛保护炉内，经500-700°C烧结，氧化亚铜膏剂还原得到金属铜层。
[0013]上述中，所述的氧化亚铜粉的百分比含量为95%，氧化铝粉和氧化硅粉的百分比含量为5%。所述的有机溶剂是由乙基纤维素和松油醇按照1:(15-20)的比例溶解成的溶剂。
[0014]本发明采用亚微米级氧化亚铜粉和少量氧化铝粉、氧化硅粉制备成膏剂，通过丝网印刷的方式涂覆在陶瓷件表面，然后，将陶瓷件放置在1100°c左右的空气炉中烧结，烧结好的陶瓷件再放置在纯氢气气氛保护，500-700°C炉中进行还原得到所需要的敷金属铜层。
[0015]综上所述，本发明的适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，将现有技术中的两种敷铜工艺进行了综合，开发了一种类似厚膜工艺的低成本的陶瓷敷铜方法，通过厚膜印刷的方式在陶瓷件表面印刷好所需的线路图，再通过空气烧结和氢气还原得到铜层，得到的铜层和DBC工艺制的铜层性能类似，结合强度要高于传统的铜厚膜方法，而又避免了 DBC工艺对设备的高要求和对敷铜板的二次化学或激光刻蚀。
[0016]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，其特征在于，包括以下具体步骤: a、制备膏剂，将亚微米级的氧化亚铜粉、少量氧化铝粉、少量氧化硅粉和有机溶剂混合制备成氧化亚铜膏剂； b、丝网印刷，通过丝网印刷的方式，按所需的线路图样式将氧化亚铜膏剂印制在陶瓷件表面； c、烧结，再将印刷好的陶瓷件放置在空气炉中，经1100°C烧结，此时，氧化亚铜膏剂中的氧化亚铜、氧化铝粉、氧化硅粉与陶瓷中的氧化铝通过物理化学的方式进行结合； d、二次烧结，将烧结好的陶瓷件放置在氢气气氛保护炉内，经500-700°C烧结，氧化亚铜膏剂还原得到金属铜层。2.根据权利要求1所述的适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，所述的氧化亚铜粉的百分比含量为95%，氧化铝粉和氧化硅粉的百分比含量为5%。3.根据权利要求1所述的适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，其特征在于，所述的有机溶剂是由乙基纤维素和松油醇按照1:(15-20)的比例溶解成的溶剂。
【专利摘要】本发明公开了一种适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，包括以下具体步骤：制备膏剂、丝网印刷、烧结、二次烧结。通过上述方式，本发明提供的适合于氧化铝陶瓷表面敷铜金属化的制备工艺，将现有技术中的两种敷铜工艺进行了综合，开发了一种类似厚膜工艺的低成本的陶瓷敷铜方法，通过厚膜印刷的方式在陶瓷件表面印刷好所需的线路图，再通过空气烧结和氢气还原得到铜层，得到的铜层和DBC工艺制的铜层性能类似，结合强度要高于传统的铜厚膜方法，而又避免了DBC工艺对设备的高要求和对敷铜板的二次化学或激光刻蚀。
【IPC分类】C04B41/88, C04B41/51
【公开号】CN105367128
【申请号】CN201510838929
【发明人】高永泉, 翟文斌
【申请人】常熟市银洋陶瓷器件有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月27日