陶瓷覆铜板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了制备陶瓷覆铜板的方法和通过该方法制备得到的陶瓷覆铜板。该制备陶瓷覆铜板的方法包括：对铜箔进行氧化处理，以便在所述铜箔的至少部分表面形成第一氧化层；对所述第一氧化层进行还原处理，得到第二氧化层；将所述铜箔的所述第二氧化层与陶瓷板贴合，得到叠加体；对所述叠加体进行烧结处理，得到所述陶瓷覆铜板。该方法通过将铜箔表面氧化层中的至少部分氧化铜还原为氧化亚铜，可以有效降低氧化层中的氧含量，从而显著减少铜箔与陶瓷板覆接面的烧结空洞，并改善铜箔表面烧熔的问题，获得界面贴合紧密的陶瓷覆铜板产品。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷覆铜板及其制备方法
本专利技术涉及材料
，具体的，涉及陶瓷覆铜板及其制备方法。
技术介绍
DBC陶瓷覆铜板作为电子产品封装部件具有耐压高、载流能力强、散热性能好的优势，该产品所使用的陶瓷板可以承受几千伏的电压，并且能够实现不同厚度的铜(＞0.1mm)与陶瓷板的覆接，其载流导电能力优良，散热性能出众，可以满足汽车电源芯片工作电压高、电流大、发热功率大的封装要求。DBC技术的主要步骤包含：先通过一定氧化方法使铜箔表面氧化，形成铜氧化层，再将铜氧化层面与陶瓷板贴合，通过热处理烧结，使铜箔覆接在陶瓷板上。DBC制程中铜箔的氧化方式及氧化均匀性对烧结工艺和覆接后铜的表面状态会有直接的影响。目前行业内铜箔氧化普遍采用的是高温热氧化，高温热氧化是将铜箔放置于高温含氧气氛中，铜箔表面与氧发生反应生成氧化层，该氧化层的主要成分是氧化亚铜，热氧化的缺点是：(1)由于铜箔经历了一次热处理，这个过程中晶粒会长大，力学性能下降，铜箔容易变形，烧结时与陶瓷的覆接面容易形成气泡；(2)高温热氧化均匀性不容易控制，烧结后铜箔与陶瓷的剥离强度变化较大。为了克服热氧化技术的一些缺陷，行业内出现了一种新的化学氧化技术，化学氧化是把铜箔放入化学溶液中使铜箔与其中的某些化学物质发生反应生成氧化层，该氧化层的主要成分是氧化铜，这种方法氧化的铜箔力学性能得到保持，氧化均匀性比高温热氧化好，但其不足是：(1)铜箔氧化程度比高温热氧化重，在铜箔与陶瓷烧结覆接过程中界面处容易形成微观上的卷气，形成一些肉眼上难以看见的烧结空洞，对覆接界面的稳定性及可靠性有不良影响；(2)化学氧化主要是铜箔双面都进行氧化，烧结后铜箔非覆接面表面容易出现烧熔，影响铜面状态，对后段产品制程也要求更高。因而，现有的陶瓷覆铜板及其制备方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种制备高品质陶瓷覆铜板的方法。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种制备陶瓷覆铜板的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：对铜箔进行氧化处理，以便在所述铜箔的至少部分表面形成第一氧化层；对所述第一氧化层进行还原处理，得到第二氧化层；将所述铜箔的所述第二氧化层与陶瓷板贴合，得到叠加体；对所述叠加体进行烧结处理，得到所述陶瓷覆铜板。该方法通过对铜箔表面的第一氧化层进行还原处理，可以将第一氧化层中至少部分氧化铜还原为氧化亚铜，得到相对于第一氧化层氧化铜含量降低而氧化亚铜含量增加的第二氧化层。进而在后续的烧结处理中，第二氧化层中析出的氧不会富集。由此，通过该方法制备陶瓷覆铜板，可以有效减少铜箔与陶瓷板覆接面烧结空洞的形成，并且有效缓解铜箔表面的烧熔问题，获得高品质的陶瓷覆铜板产品。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种陶瓷覆铜板。根据本专利技术的实施例，该陶瓷覆铜板是通过前面所述的制备陶瓷覆铜板的方法制备得到的。由此，该陶瓷覆铜板中铜箔与陶瓷板覆接面的烧结空洞相对于传统陶瓷覆铜板明显减少，铜箔与陶瓷板界面贴合紧密，且铜箔表面烧熔问题得到明显改善。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的制备陶瓷覆铜板的方法流程示意图；图2是根据本专利技术再一个实施例的制备陶瓷覆铜板的方法流程示意图；图3是根据本专利技术再一个实施例的制备陶瓷覆铜板的方法流程示意图；图4是根据本专利技术再一个实施例的制备陶瓷覆铜板的方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种制备陶瓷覆铜板的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：对铜箔进行氧化处理，以便在所述铜箔的至少部分表面形成第一氧化层；对所述第一氧化层进行还原处理，得到第二氧化层；将所述铜箔的所述第二氧化层与陶瓷板贴合，得到叠加体；对所述叠加体进行烧结处理，得到所述陶瓷覆铜板。专利技术人在对陶瓷覆铜板的研究中发现，通过化学氧化方法处理得到的铜箔氧化程度比高温热氧化重，将其用于制备陶瓷覆铜板时，在铜箔与陶瓷烧结覆接过程中界面处容易形成微观上的卷气，形成一些肉眼上难以看见的烧结空洞，对覆接界面的稳定性及可靠性有不良影响；且化学氧化方法对铜箔双面都进行氧化，烧结后铜箔非覆接面表面容易出现烧熔，影响铜面状态，对后段产品制程也要求更高。进而专利技术人通过深入研究发现，造成以上问题的原因可能在于，氧化处理获得的铜箔表面氧化层主要成分是氧化铜，在后续烧结处理中，氧化铜会分解出氧气，随着氧化层中氧气析出量的增大，氧气发生富集，从而在铜箔与陶瓷板之间形成卷气、进而形成烧结空洞。另一方面，氧化层中氧化铜含量高，则氧含量高，使得氧化层的熔点降低。鉴于此，本专利技术提供的制备陶瓷覆铜板的方法通过将铜箔表面氧化层中的至少部分氧化铜还原为氧化亚铜，可以有效降低氧化层中的氧含量，从而显著减少铜箔与陶瓷板覆接面的烧结空洞，并改善铜箔表面烧熔的问题，获得界面贴合紧密的陶瓷覆铜板产品。下面进一步对根据本专利技术实施例的制备陶瓷覆铜板的方法进行描述。参考图1，该方法包括：S100：氧化处理该步骤中，对铜箔进行氧化处理，以便在铜箔的至少部分表面形成第一氧化层。根据本专利技术的实施例，上述氧化处理包括：将铜箔浸入氧化溶液中，并进行第一热处理。该氧化处理方法也称为湿法氧化。由此，可以在铜箔的两面形成以氧化铜为主要成分的第一氧化层。根据本专利技术的实施例，上述氧化溶液包括氧化性组分，所述氧化性组分包括选自过硫酸钾、亚氯酸钠(次氯酸钠)和氢氧化钠中的至少之一。在上述氧化性组分的作用下，铜箔表面可形成以氧化铜为主要成分的第一氧化层。具体的，氧化性溶液可通过将氧化性组分与水混合配制得到，优选为去离子水。根据本专利技术的实施例，在氧化溶液中，氧化性组分的浓度可以为5-100g/L，例如5g/L，10g/L、20g/L、50g/L、80g/L或100g/L等。氧化性组分的浓度在上述范围，可以进一步提高铜箔表面第一氧化层的形成效率，并避免因氧化性组分浓度过高而造成过度氧化。根据本专利技术的实施例，上述第一热处理的温度可以为30-60℃，例如30℃、40℃、50℃或60℃等。通过在上述温度范围内进行第一热处理，可以进一步提高铜箔表面第一氧化层的形成效率，并避免因处理温度过高而造成过度氧化。根据本专利技术的实施例，上述氧化处理进行的时间可以为15s-20min，例如15s、30s、1min、5min、15min或20min等。氧化处理时间控制在上述范围，可以进一步提高铜箔表面第一氧化层的形成效率，并避免因处理时间过长而造成过度氧化。另外，专利技术人发现，通过将铜箔进行热处理(例如加热至约280℃)也可以在铜箔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备陶瓷覆铜板的方法，其特征在于，包括：/n对铜箔进行氧化处理，以便在所述铜箔的至少部分表面形成第一氧化层；/n对所述第一氧化层进行还原处理，得到第二氧化层；/n将所述铜箔的所述第二氧化层与陶瓷板贴合，得到叠加体；/n对所述叠加体进行烧结处理，得到所述陶瓷覆铜板。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备陶瓷覆铜板的方法，其特征在于，包括：
对铜箔进行氧化处理，以便在所述铜箔的至少部分表面形成第一氧化层；
对所述第一氧化层进行还原处理，得到第二氧化层；
将所述铜箔的所述第二氧化层与陶瓷板贴合，得到叠加体；
对所述叠加体进行烧结处理，得到所述陶瓷覆铜板。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化处理包括：将所述铜箔浸入氧化溶液中，并进行第一热处理。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化溶液包括氧化性组分，所述氧化性组分包括选自过硫酸钾、亚氯酸钠和氢氧化钠中的至少之一；
任选地，所述氧化溶液中，所述氧化性组分的浓度为5-100g/L；
任选地，所述第一热处理的温度为30-60℃；
任选地，所述氧化处理进行的时间为15s-20min。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原处理包括：将所述第一氧化层浸入电解质溶液中，对所述第一氧化层进行电化学还原处理。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电解质溶液所采用的电解质包括选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、碳酸钠和碳酸氢钠中的至少之一，所述电解质溶液中电解质的浓度为0.5-2mol/L；
任选地，所述电化学还原处理中所采用的电流密度为0.01-0.2ASD；
任选地，所述电化学还原处理在25-50℃下进行10s-10min完成。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宏业，熊贻婧，连俊兰，罗杰斯，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44