覆铜陶瓷基板的制造方法与流程

本发明涉及陶瓷基板金属化技术领域，尤其是涉及一种覆铜陶瓷基板的制造方法。

背景技术：

直接铜接合技术，简称dbc（directbondingcopper），其为在一低于金属铜的熔点（约1083℃）并高于铜和氧化铜的共晶温度（约1063℃）的温度范围内进行热处理，使外部结构与铜产生共晶结合而固定连接的技术手段。覆铜陶瓷基板是利用直接铜接合技术的典型产物，其主要用于高功率、高散热要求的产品封装领域。

图1为现有技术中覆铜陶瓷基板的典型加工流程图，图2为与图1对应的覆铜陶瓷基板的结构示意图。请同时参照图1和图2，现有技术中覆铜陶瓷基板的方法包括步骤：a、将陶瓷基板20和铜片贴合；b、将贴合的陶瓷基板20和铜片烧结；c、将铜片层蚀刻形成铜电路10；d、在铜片层表面形成保护层。其中，步骤c中，蚀刻形成电路的步骤又包括贴膜、曝光、显影、蚀刻、去膜等步骤。由于蚀刻工艺流程复杂，需要较多的物料及设备投入造成现有技术中覆铜陶瓷基板的制造工艺存在以下缺陷：1、工艺复杂，需要的材料和设备种类多，经济性不佳；2、大量的铜材溶解到蚀刻药水中，不便回收利用，同时造成废水处理困难，增加了环境压力；3、蚀刻形成的电路线路的侧壁如附图2所示，铜电路10的侧壁直立性不佳，降低了线路的隔离性能。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种覆铜陶瓷基板的制造方法，旨在简化覆铜陶瓷基板的加工流程，方便废料回收，减少环境污染，并提高覆铜陶瓷基板中线路的隔离性能。

本发明的技术方案如下：

一种覆铜陶瓷基板的制造方法，包括：

s1、将铜片冲压形成预定形状的铜线路板；

s2、将所述铜线路板与陶瓷基板贴合；

s3、通过直接铜接合将铜线路板与陶瓷基板烧结。

作为优选，所述s2中向所述陶瓷基板的一面贴合铜线路板，通过s3烧结后形成单面板，或者

所述s2中向所述陶瓷基板的两面各贴合铜线路板，通过s3烧结后形成双面板。

作为优选，还可以包括

s4、在通过s3烧结后的铜线路板表层形成表面镀膜。

本发明公开的覆铜陶瓷基板的制造方法简化了加工流程，取消了现有加工工艺中的贴膜、曝光、显影、蚀刻、去膜等步骤，减少了所需材料和设备的种类，提高了经济性；同时用冲压形成铜线路板取代蚀刻工艺，便于铜材回收利用，减轻了废水处理压力，环境友好；此外，冲压形成的铜线路板线路直立性佳，具有良好的隔离性能。

附图说明

图1为现有技术中覆铜陶瓷基板的加工工艺流程图；

图2为与图1对应的覆铜陶瓷基板的结构示意图；

图3为本发明的覆铜陶瓷基板的制造方法在较佳实施例中的工艺流程图；

图4为与图3对应的覆铜陶瓷基板的结构示意图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

参阅图3所示，本发明公开的覆铜陶瓷基板的制造方法包括：

s1、将铜片冲压形成预定形状的铜线路板1；

s2、将所述铜线路板1与陶瓷基板2贴合；

s3、通过直接铜接合（directbondingcopper，dbc）将铜线路板1与陶瓷基板2烧结。冲压形成的铜线路板1，其侧壁整齐、垂直于陶瓷2基板，具有良好的隔离性能，且工艺简单，成本低廉。在具体实施中，所述铜线路板1与所述陶瓷基板2可通过加热氧化法烧结，其中氧化温度为950℃～1100℃，氧化时间为20min～35min，加热氧化过程中，氧化气氛可优选为惰性气体保护下的弱氧气氛，惰性气体可以为n2、ar或he中的一种，其中氧含量可以设置为60ppm～280ppm。加热氧化中，铜线路板1与所述陶瓷基板2结合的位置产生cu-cu2o共晶液相，陶瓷基板2与铜产生共晶结合而固定，即利用铜和氧化亚铜产生cu-cu2o共晶液相作为铜线路板1和陶瓷基板2之间的粘结剂将二者覆接在一起。

通过本发明公开的上述制造方法获得的覆铜陶瓷基板的剥离强度达60n/cm以上，并具有良好的导热性、耐冷热冲击性、较高的使用温度等优点，适用于各种功率模块中的芯片衬底。由于无需使用粘接剂粘接铜线路板1与陶瓷基板2，可以明显减小中间过渡层的厚度，使得金属化层到陶瓷基板2的热阻减小，提高了散热性能，适用于高功率、高散热要求的产品封装领域。

在具体实施中，s2中可向所述陶瓷基板2的一面贴合铜线路板1，通过s3烧结后形成单面板，或者，也可以在s2中可向所述陶瓷基板2的两面各贴合铜线路板1，通过s3烧结后形成双面板（请参照图4），可根据使用需求具体设定。

在具体实施中还可以包括：

s4、在通过s3烧结后的铜线路板表层形成表面镀膜，例如，利用蒸镀在铜线路板表面制备zn/cr/sn层，或利用磁控溅射在铜线路板表面制备fe/ti/al层。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种覆铜陶瓷基板的制造方法，包括步骤：将铜片冲压形成预定形状的铜线路板；将所述铜线路板与陶瓷基板贴合；通过直接铜接合将铜线路板与陶瓷基板烧结。本发明公开的覆铜陶瓷基板的制造方法简化了加工流程，取消了现有加工工艺中的贴膜、曝光、显影、蚀刻、去膜等步骤，减少了所需材料和设备的种类，提高了经济性；同时用冲压形成铜线路板取代蚀刻工艺，便于铜材回收利用，减轻了废水处理压力，环境友好；此外，冲压形成的铜线路板线路直立性佳，具有良好的隔离性能。

技术研发人员：任飞
受保护的技术使用者：讯芯电子科技（中山）有限公司
技术研发日：2016.04.13
技术公布日：2017.10.24