复合式基板的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种复合式基板的制造方法。尤指铜箔与陶瓷基板以共晶反应键合的复合式基板的制造方法，是先将铜箔的表面进行清洗，去除表面油污或污垢；再以pH小于3的药水对铜箔表面进行处理，让铜箔表面受药水蚀刻粗糙化以及于铜箔表面形成有碎石状微观结构的有机金属复合物的氧化铜膜层；续将铜箔的氧化铜膜层与陶瓷基板表面贴合，并将铜箔加热至共晶温度，使铜箔与其表面的氧化铜膜层产生共晶反应，进而键合铜箔与陶瓷基板。

【技术实现步骤摘要】
复合式基板的制造方法
本专利技术涉及一种复合式基板的制造方法，尤指铜箔与陶瓷基板以共晶反应键合的复合式基板的制造方法。
技术介绍
铜箔与陶瓷形成复合式基板的方式为直接铜接合技术(简称DCB，DirectCopperBonding或简称DBC，DirectBondingCopper)，早期为使用干式制程，系将铜箔至于真空炉中，使铜箔在氧元素气氛下表面生成氧化铜，接着将含有氧化铜层的铜箔贴合于具氧化物表层的陶瓷基板表面，在温度下于真空炉中共晶烧结，铜箔将直接键合于陶瓷基板表面，此种作法铜箔两面都会形成氧化铜，不利铜箔单面与陶瓷基板共晶键合。再者，亦有相关业者利用碱性药水让铜箔表面长出由氧化铜与氧化亚铜所组成的黑色绒毛所构成，让铜箔能单面形成氧化铜层，但此种作法有下列缺失：1、由于氧化铜膜层是直接由铜箔表面长成，因此铜箔表面的粗糙度不足，必须在进行氧化铜膜层制作前，需先将铜箔表面粗糙化，增加共晶反应时的结合力，导致制程复杂。2、氧化铜膜层的黑色绒毛长成的速度慢，容易断裂脱落，除了制成时间增长外，共晶反应时的结合力也会大幅下降，且铜箔置于空气中，氧化铜膜层会持续增生，导致其厚度不易控制。3、碱性药水使用后所产生的废水，较不符合环保，且废水的处理成本较高。4、氧化铜膜层内会形成许多细小的空隙，在共晶烧结时会因共晶液相的流动能力较差，使空隙中的气体无法排出，造成复合式基板制成后，铜箔与陶瓷的间夹杂许多气隙，除了会使热传导能力下降外，也会使结合强度降低。因此，要如何解决上述现有技术存在的问题与缺失，即为相关业者所亟欲研发的课题所在。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，利用pH小于3的药水对铜箔表面进行处理，让铜箔表面粗糙化以及生成碎石状微观结构的机金属复合物的氧化铜膜层，提高铜箔与陶瓷基板的结合力，且氧化铜膜层厚度容易控制，并可降低成本增加生产速度。本专利技术的次要目的在于，利用铜箔表面所设置的遮蔽区，让形成于铜箔表面的氧化铜膜层内形成有逃气空间，以使铜箔单面与陶瓷基板共晶键合时，增加共晶液相的流动能力，降低复合式基板制成时，铜箔与陶瓷之间所夹杂的气隙数量，大幅提升复合式基板的热传导能力以及结合强度。为达上述目的，本专利技术的复合式基板的制造方法于实施时，使先将铜箔的表面进行清洗，去除表面油污或污垢；再以pH小于3的药水对铜箔表面进行处理，让铜箔表面受药水蚀刻粗糙化以及于铜箔表面形成有碎石状微观结构的有机金属复合物的氧化铜膜层；续将铜箔的氧化铜膜层与陶瓷基板表面贴合，并将铜箔加热至共晶温度，使铜箔与其表面的氧化铜膜层产生共晶反应，进而键合铜箔与陶瓷基板。前述的复合式基板的制造方法，其中该药水至少包含有含量介于2％～20％重量比的过氧化氢、2％～20％重量比的硫酸以及0.5％～5％重量比的含氮杂环化合物的促进剂，促进剂是用以增强氧化铜膜层结合力。前述的复合式基板制造方法，其中该促进剂含有烷基、苯基、氨基或羟基。前述的复合式基板的制造方法，其中该陶瓷基板为氮化铝陶瓷基板、氧化铝陶瓷基板或氮化硅陶瓷基板。前述的复合式基板的制造方法，其中该铜箔的表面进行清洗完毕后，系先于铜箔表面设置有遮蔽区，再以PH小于3的药水对铜箔表面进行处理，以使氧化铜膜层不会形成于遮蔽区，使氧化铜膜层内形成有逃气空间。前述的复合式基板的制造方法，其中该铜箔表面的遮蔽区为复数设置。附图说明图1为本专利技术第一实施例的流程图；图2为本专利技术第一实施例的流程示意图；图3为本专利技术第二实施例铜箔表面设置遮蔽区的示意图；图4为本专利技术第二实施例铜箔表面形成氧化铜膜层的示意图；图5为本专利技术第二实施例铜箔表面形成氧化铜膜层的剖面图；图6为本专利技术第二实施例铜箔表面形成氧化铜膜层的局部剖面图；图7为本专利技术第二实施例铜箔与陶瓷基板共晶键合的示意图。符号说明：10、复合式基板1、铜箔2、陶瓷基板3、氧化铜膜层4、遮蔽区5、逃气空间具体实施方式请参阅图1与图2所示，由图中可清楚看出，本专利技术第一实施例的复合式基板10制造方法于实施时，是依照下列步骤进行：(A)准备铜箔1与陶瓷基板2，陶瓷基板1可为氮化铝陶瓷基板、氧化铝陶瓷基板或氮化硅陶瓷基板。(B)将铜箔1进行清洗，以去除铜箔1表面的脏污或污垢。(C)以pH小于3的药水对铜箔表面进行处理，该药水包含有含量介于2％～20％重量比的过氧化氢、2％～20％重量比的硫酸以及0.5％～5％重量比的含氮杂环化合物的促进剂，促进剂含有烷基、苯基、氨基或羟基；而药水与铜箔1表面会同时产生两个反应，分别为蚀刻反应以及膜成型反应，蚀刻反应会于铜箔1表面产生蚀刻(etching)，使铜箔1表面粗糙化，膜成型反应会于铜箔1表面形成有碎石状微观结构且结构紧密的有机金属复合物的氧化铜膜层3，藉由铜箔1表面粗糙化，让氧化铜膜层3与铜箔1表面产生良好的结合力，且藉由促进剂的作用，增强氧化铜膜层3结合力。(D)将铜箔1的氧化铜膜层3与陶瓷基板2表面贴合，并将铜箔1加热至共晶温度，使铜箔1与其表面的氧化铜膜3层产生共晶反应，进而键合铜箔1与陶瓷基板2制成复合式基板10。请参阅图3至图7所示，本专利技术的第二实施例与前述的第一实施例的差异在于，该铜箔1表面进行清洗完毕后，是先于铜箔1表面设置出复数个遮蔽区4，再以pH小于3的药水对铜箔1表面进行处理，于药水处理完毕后去除铜箔1表面的遮蔽区4，以使氧化铜膜层3于铜箔1未受遮蔽区4遮蔽的表面形成氧化铜膜层3，而让氧化铜膜层3内形成有逃气空间5，藉此，当将铜箔1的氧化铜膜层3与陶瓷基板2表面贴合，并将铜箔1加热至共晶温度时，增加氧化铜膜层3共晶液相的流动能力，降低气隙的产生，让复合式基板10于制程时，降低复合式基板制成时，铜箔1与陶瓷基板2之间所夹杂的气隙数量，大幅提升复合式基板的热传导能力以及结合强度。再者，在本实施例中遮蔽区4的设置为多数个圆形设置，但不因此局限本专利技术，遮蔽区4的设置可依据氧化铜膜层3厚度、铜箔面积…等因素，调整遮蔽区4的形状与数量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合式基板的制造方法，其特征在于，包含有下列步骤：/n将铜箔的表面进行清洗，去除表面油污或污垢；/n以pH小于3的药水对铜箔表面进行处理，让铜箔表面受药水蚀刻粗糙化以及于铜箔表面形成有碎石状微观结构的有机金属复合物的氧化铜膜层；/n将铜箔的氧化铜膜层与陶瓷基板表面贴合，并将铜箔加热至共晶温度，使铜箔与其表面的氧化铜膜层产生共晶反应，进而键合铜箔与陶瓷基板。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合式基板的制造方法，其特征在于，包含有下列步骤：
将铜箔的表面进行清洗，去除表面油污或污垢；
以pH小于3的药水对铜箔表面进行处理，让铜箔表面受药水蚀刻粗糙化以及于铜箔表面形成有碎石状微观结构的有机金属复合物的氧化铜膜层；
将铜箔的氧化铜膜层与陶瓷基板表面贴合，并将铜箔加热至共晶温度，使铜箔与其表面的氧化铜膜层产生共晶反应，进而键合铜箔与陶瓷基板。


2.如权利要求1所述的复合式基板的制造方法，其特征在于，该药水至少包含有含量介于2％～20％重量比的过氧化氢、2％～20％重量比的硫酸以及0.5％～5％重量比的含氮杂环化合物的促进剂，促进剂是用以增强氧化铜膜层...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾继立，李茂昌，萧明阳，叶自立，
申请(专利权)人：佳总兴业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71