一种陶瓷覆铜板的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷覆铜板的制备方法，包括以下步骤：陶瓷基板的焊接面进行表面金属化，在陶瓷基板的焊接面和/或铜板的焊接面镀软钎焊焊接金属层，在软钎焊焊接金属层的外表面镀第一贵金属保护层；陶瓷基板的焊接面或铜板的焊接面如不镀软钎焊焊接金属层，则镀第二贵金属保护层；将陶瓷基板和铜板叠层放置，加压热熔，在高于软钎焊焊接金属熔点的温度下将铜板与陶瓷基板键合。本发明专利技术的陶瓷覆铜板的制备方法耗能较低、产品不易变形、焊接层无气孔，焊接质量好。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷覆铜板的制备方法[
]本专利技术涉及陶瓷覆铜板，尤其涉及一种陶瓷覆铜板的制备方法。[
技术介绍
]厚铜陶瓷线路板(陶瓷PCB板)其优异的导热、热膨胀及密封性能使其在功率器件及涉及大功率的电子产品有广泛应用。传统的厚铜陶瓷线路板是用DBC陶瓷覆铜板直接刻蚀而成，由于DBC陶瓷覆铜板的生产工艺较为复杂，其产品常常有一定比例的气泡在铜箔与陶瓷的结合面间，导致加工产品的质量有风险，陶瓷(A1N或A1R3)覆铜板的生产常采用直接覆铜法DBC工艺，该工艺利用铜和氧化亚铜在1064℃-1083℃之间产生Cu-Cu20共晶液相作为铜板和陶瓷板之间的粘结剂将二者覆接在一起。目前陶瓷覆铜板普遍采用真空无压钎焊的方法来制备，但是，真空无压钎焊制备的陶瓷覆铜板焊接空洞率较高，拉拔力偏低，且需要更多的焊料。且在800-950℃下保温10-60min进行钎焊。钎焊的焊料在后期的生产过程中去除很困难，难于生产。上述方法均需要在较高的温度下进行，由于焊接温度与室温的差距很大，焊接材料之间的热膨胀系数差异导致的应力难以克服，留下很多品质隐患。申请号为CN201711318747.1的专利技术公开了一种氮化铝陶瓷覆铜板的制备方法，属于覆铜基板制造
该专利技术在陶瓷基板的上下两个表面分别进行双层预金属化和钎焊，解决了现有的陶瓷覆铜板焊接强度低，界面应力大，使用可靠性低的问题。具体步骤为：(1)将氮化铝陶瓷进行清洗，然后采用真空磁控溅射或离子镀的方法对陶瓷表面进行离子轰击；(2)依次在陶瓷上下表面真空磁控溅射或离子镀沉积Ti、Zr、Hf或Cr金属层，Cu金属层；(3)在沉积了金属层的陶瓷基板两侧涂覆金属焊膏，装卡后在真空钎焊炉中进行高温焊接。该专利技术可以实现氮化铝陶瓷基板厚铜连接，提高了氮化铝陶瓷厚铜金属化的效果，与直接钎焊相比界面应力较低。该专利技术铜板与陶瓷基板键合需要800-900℃的高温，焊接过程耗能高、高温处理过的陶瓷覆铜板应力大，易变形；焊膏中的有机成分易在焊层中残留气孔，影响陶瓷覆铜板的焊接质量。[
技术实现思路
]本专利技术要解决的技术问题是提供一种耗能较低、产品不易变形、质量好的陶瓷覆铜板的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，一种陶瓷覆铜板的制备方法，包括以下步骤：101)陶瓷基板的焊接面进行表面金属化，在陶瓷基板的焊接面和/或铜板的焊接面镀软钎焊焊接金属层，在软钎焊焊接金属层的外表面镀第一贵金属保护层；陶瓷基板的焊接面或铜板的焊接面如不镀软钎焊焊接金属层，则镀第二贵金属保护层；102)将陶瓷基板和铜板叠层放置，加压热熔，在高于软钎焊焊接金属熔点的温度下将铜板与陶瓷基板键合。以上所述的陶瓷覆铜板的制备方法，在步骤101陶瓷基板的焊接面和/或铜板的焊接面镀软钎焊焊接金属层之前，先镀贵金属层。以上所述的陶瓷覆铜板的制备方法，在步骤101之前，陶瓷基板的焊接面通过磁控溅射或离子镀进行表面金属化。以上所述的陶瓷覆铜板的制备方法，软钎焊焊接金属层的材料为锡，软钎焊焊接金属层的厚度为0.1μm-10μm，加压热熔的温度为230-300℃；所述第一贵金属保护层和第二贵金属保护层的材料为金或银，第一贵金属保护层和第二贵金属保护层的厚度为0.001μm-3μm。以上所述的陶瓷覆铜板的制备方法，所述贵金属层的材料为金或银，贵金属层的厚度为0.001μm-3μm。以上所述的陶瓷覆铜板的制备方法，所述的铜板在步骤101之前进行过线路制备。以上所述的陶瓷覆铜板的制备方法，磁控溅射或离子镀进行表面金属化先沉积钛层，然后沉积铜层。本专利技术的陶瓷覆铜板的制备方法耗能较低、产品不易变形、焊接层气孔少，焊接质量好。[具体实施方式]本专利技术实施例陶瓷覆铜板的制备方法，包括以下步骤：101)陶瓷基板的焊接面进行表面金属化：陶瓷基板的焊接面通过磁控溅射或离子镀进行表面金属化先沉积钛层，然后沉积铜层，得到陶瓷金属基板。102)在陶瓷基板的焊接面和/或铜箔的焊接面镀软钎焊焊接金属层，在软钎焊焊接金属层的外表面镀贵金属保护层。如果陶瓷基板的焊接面或铜箔的焊接面如不镀软钎焊焊接金属层，则只镀一层贵金属保护层。103)将陶瓷基板和铜箔叠层放置，加压热熔，在高于软钎焊焊接金属熔点的温度下将铜箔与陶瓷基板键合。在步骤2陶瓷基板的焊接面和/或铜箔的焊接面镀软钎焊焊接金属层之前，可以先镀一层贵金属层。软钎焊焊接金属层的材料优选为金属锡，软钎焊焊接金属层的厚度为0.1μm-10μm，加压热熔的温度为230-300℃。贵金属保护层和贵金属层的材料为金或银，贵金属保护层和贵金属层的厚度为0.001μm-3μm。例如：在步骤1完成后，步骤2可以采用以下方式：陶瓷金属基板镀Ag，铜箔镀Sn和Ag；或陶瓷金属基板镀Ag，铜箔镀Ag、Sn和Ag；或陶瓷金属基板镀Sn和Ag，铜箔镀Sn和Ag；或陶瓷金属基板镀Sn和Ag，铜箔镀Ag、Sn和Ag；或陶瓷金属基板镀Sn和Ag，铜箔镀Ag。在步骤3中，将需要键合的材料叠层放置，加压热熔，在高于软钎焊焊料熔点的温度将铜与陶瓷金属片键合，实现较低温度的键合工艺，工艺过程耗能低。由于在键合区形成新的合金层，新合金层的成分中银的含量会大幅度提高，二次回流焊时键合区合金层的熔点可以大大的提高。另外由于软钎焊焊接金属镀层没有锡膏及阻焊剂，可以有更少的气孔和更好的防氧化性能。在步骤1之前，铜箔还可以实现先蚀刻再键合，其优点是蚀刻过程可以双面进行，效率高，精度更好。本专利技术实施例陶瓷覆铜板的制备方法不用使用焊膏，焊接层非常薄，在焊接温度区域易于形成新的扩散合金层，二次回流温度比一次回流大幅度提高，并且软钎焊焊接金属层焊接温度低，陶瓷覆铜板成品的应力和变形较小；由于工艺过程不存在焊膏中及阻焊剂的有机物，焊接层很少有气孔出现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷覆铜板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n101)陶瓷基板的焊接面进行表面金属化，在陶瓷基板的焊接面和/或铜板的焊接面镀软钎焊焊接金属层，在软钎焊焊接金属层的外表面镀第一贵金属保护层；陶瓷基板的焊接面或铜板的焊接面如不镀软钎焊焊接金属层，则镀第二贵金属保护层；/n102)将陶瓷基板和铜板叠层放置，加压热熔，在高于软钎焊焊接金属熔点的温度下将铜板与陶瓷基板键合。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷覆铜板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
101)陶瓷基板的焊接面进行表面金属化，在陶瓷基板的焊接面和/或铜板的焊接面镀软钎焊焊接金属层，在软钎焊焊接金属层的外表面镀第一贵金属保护层；陶瓷基板的焊接面或铜板的焊接面如不镀软钎焊焊接金属层，则镀第二贵金属保护层；
102)将陶瓷基板和铜板叠层放置，加压热熔，在高于软钎焊焊接金属熔点的温度下将铜板与陶瓷基板键合。


2.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜板的制备方法，其特征在于，在步骤101陶瓷基板的焊接面和/或铜板的焊接面镀软钎焊焊接金属层之前，先镀贵金属层。


3.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜板的制备方法，其特征在于，在步骤101之前，陶瓷基板的焊接面通过磁控溅射或离子镀进行表面金属化。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雨桐，沈洁，聂柱根，何忠亮，
申请(专利权)人：深圳市环基实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44