The invention relates to the technical field of ceramic substrate metallization, in particular to a ceramic copper clad substrate and its manufacturing method, which comprises the following steps: (1) cleaning of ceramic substrate; (2) activation of ceramic substrate; (3) vacuum sputtering of ceramic substrate: placing activated ceramic substrate and target material in a vacuum chamber, and passing inert gas into the chamber, starting target material and sputtering target material. (4) Diffusion welding: the coated ceramic substrate is bonded to the cleaned copper foil in a relative form, and then placed in a vacuum diffusion furnace to exert pressure on the bonded material. The invention can reduce the porosity of the ceramic copper clad substrate, and there is no phase transformation process and no internal stress during the preparation process, thus effectively improving the strength of the ceramic clad substrate.
【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷覆铜基板及其制造方法
本专利技术涉及陶瓷基板金属化
,尤其涉及一种陶瓷覆铜基板及其制造方法。
技术介绍
陶瓷覆铜基板是使用DBC(DirectBondCopper)技术将铜箔直接烧结在陶瓷表面而制成的一种电子基础材料。由于陶瓷覆铜基板既具有陶瓷的高导热系数、高耐热、高电绝缘性、高机械强度、与硅芯片相近的热膨胀系数以及低介质损耗等特点,又具有无氧铜的高导电性和优异焊接性能,是当今电力电子领域功率模块封装、连接芯片与散热衬底的关键材料,广泛应用于各类电气设备及电子产品。目前,陶瓷基覆铜板的制造方法主要有两种:(1)直接键合铜技术(DBC)、(2)直接镀铜技术(DPC)。DBC是将Al2O3或AlN陶瓷基板的单面或双面覆上Cu板后,经由高温1065-1085℃的环境加热,使Cu板表面因高温氧化、扩散与Al2O3基板产生Cu-Cu2O共晶相,使铜板与陶瓷基板黏合,形成陶瓷基覆铜板。DBC对工艺温度的控制要求十分严苛,必须于温度极度稳定的1065-1085℃温度范围下,才能使铜层表面熔解为共晶相,实现与陶瓷基板的紧密结合,其制造成本高且不易解决Al2O3与Cu板间存在的微气孔或孔洞等问题,影响产品的强度,进而使得产品的性能受到极大影响,同时,反应温度较高,致使设备和工艺条件较难控制,从而使得制得的产品的性能受到影响。比如中国专利申请200710195406.X(申请号:2007年11月27日)公开了一种陶瓷覆铜基板的制备方法,该方法包括在氧化气氛下将氮化铝陶瓷进行加热,之后在惰性气体气氛下将氮化铝陶瓷结合界面与铜箔的结合界面结合并进行共晶钎焊,其中,该 ...
【技术保护点】
1.一种陶瓷覆铜基板的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)陶瓷基板清洗:对陶瓷基板先用乙醇进行超声除油,然后使用去离子水进行清洗,最后使用压缩空气吹干;(2)陶瓷基板活化:采用离子束辐射到陶瓷基板表面的选定区域,在选定区域形成真空溅镀活性中心;(3)陶瓷基板真空溅镀:将经过活化处理的陶瓷基板及靶材置于真空腔体内,并将惰性气体通入该腔体中,在4.5×10‑6Torr高真空环境与气体流速10cm3/min的惰性气体作用下,启动靶材,形成离子束溅击,溅击出的靶材原子挥发形成等离子体状态而被吸附沉积于陶瓷基板的选定区域上,形成镀膜陶瓷基板;(4)扩散焊接:将镀膜陶瓷基板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合,然后置于真空扩散炉中,关闭真空室,打开抽真空系统,当真空度不低于4.0×10‑3Pa,开启加热系统,将真空扩散炉温度升温至500‑600℃,在保温开始前,对贴合后的材料施加3‑10MPa的压力,然后在温度为500‑600℃下及压力为3‑10MPa的条件下,保温20‑40min,保温后卸载压力,关闭加热系统,随炉温冷却至室温,得到陶瓷覆铜基板。
【技术特征摘要】
1.一种陶瓷覆铜基板的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)陶瓷基板清洗:对陶瓷基板先用乙醇进行超声除油,然后使用去离子水进行清洗,最后使用压缩空气吹干;(2)陶瓷基板活化:采用离子束辐射到陶瓷基板表面的选定区域,在选定区域形成真空溅镀活性中心;(3)陶瓷基板真空溅镀:将经过活化处理的陶瓷基板及靶材置于真空腔体内,并将惰性气体通入该腔体中,在4.5×10-6Torr高真空环境与气体流速10cm3/min的惰性气体作用下,启动靶材,形成离子束溅击,溅击出的靶材原子挥发形成等离子体状态而被吸附沉积于陶瓷基板的选定区域上,形成镀膜陶瓷基板;(4)扩散焊接:将镀膜陶瓷基板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合,然后置于真空扩散炉中,关闭真空室,打开抽真空系统,当真空度不低于4.0×10-3Pa,开启加热系统,将真空扩散炉温度升温至500-600℃,在保温开始前,对贴合后的材料施加3-10MPa的压力,然后在温度为500-600℃下及压力为3-10MPa的条件下,保温20-40min,保温后卸载压力,关闭加热系统,随炉温冷却至室温,得到陶瓷覆铜基板。2.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜基板的制造方法,其特征在于,所述陶瓷基板的主要成分为具有高导热系...
【专利技术属性】
技术研发人员:涂佳富,
申请(专利权)人:深圳嘉龙微电子有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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