一种双层铜片氧化治具及氧化方法技术

本发明专利技术提供一种双层铜片氧化治具，包括上矩形框架和下矩形框架，上矩形框架和下矩形框架通过两个侧板连接，两个侧板相对设置，两个侧板上均开设有若干通气孔；一种根据所述氧化治具氧化铜片的氧化方法：将两个待氧化铜片分别放置在双层铜片氧化治具的上矩形框架和下矩形框架上，通过传送带进入氧化炉中，双层铜片氧化治具的底部和顶部同时通入氧气，达到上下两层铜片同时氧化效果；设计退火温区及通气设置，平衡上下氛围，达到两层氧化均匀的效果；为改善现有陶瓷覆铜技术中存在陶瓷层和铜层结合不致密、结合强度较低、易鼓包的情况，本发明专利技术在氧化后的铜片表面上涂覆一层改性浆料作为改性层。为改性层。为改性层。

【技术实现步骤摘要】
一种双层铜片氧化治具及氧化方法


[0001]本专利技术涉及覆铜陶瓷基板制备
，具体是一种双层铜片氧化治具及氧化方法。

技术介绍

[0002]覆铜陶瓷基板是利用DCB技术将铜片烧结在陶瓷表面而制成的一种电子基础材料；DBC工艺过程中利用了氧化亚铜共晶液，因此烧结前必须对铜片表面进行氧化处理，使铜片表面形成一层均匀致密的氧化层；目前常用的铜片氧化方式存在的问题：
[0003]铜片烧结面要求具有均匀的氧化层，需要在一定温度下通入定量的氧气，但氧气过多的从会影响铜片非烧结面边缘处表面状态，会引起疙瘩、皱皮等缺陷,影响产品外观品质及后工序；通过降低氧气通入量,可以改善铜片非烧结面表面状态,但由于氧气减少，铜片烧结面的氧化层不均匀且厚度变簿，会增加烧结气泡；
[0004]目前铜片的氧化大多采用底部氧化或者顶部氧化的单次单面的方式，只能氧化一面，在设备产能受限的情况下不能满足增产的需求，影响效率。
[0005]DBC工艺过程中接触层铜和氧化亚铜会形成液相，而陶瓷基片氧化形成的表面不致密的氧化铝薄膜，液相从疏松的氧化膜渗透与氮化铝接触，反应并产生氮气，无法排出气体，在陶瓷层和铜片之间会产生小气泡和鼓包，降低铜片和陶瓷层的结合强度。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种双层铜片氧化治具及氧化方法，以解决现有技术中的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种双层铜片氧化治具，包括上矩形框架和下矩形框架，所述上矩形框架和下矩形框架通过两个侧板连接，两个所述侧板相对设置，两个所述侧板上均开设有若干通气孔。
[0009]一种双层铜片氧化方法，包括如下步骤：将两个待氧化铜片分别放置在双层铜片氧化治具的上矩形框架和下矩形框架上，通过传送带进入氧化炉中，所述双层铜片氧化治具的底部和顶部同时通入氧气、氮气，对双层铜片氧化治具上的上下两层待氧化铜片5同时氧化，得到双层氧化后铜片。
[0010]进一步的，双层铜片氧化治具经由传送带依次通过氧化炉的进口、升温区、冷却区、出口，所述升温区包括十一个温区，各区温度设置如下：一区540
‑
560℃、二区690
‑
710℃、三区790
‑
810℃、四区790
‑
810℃、五区740
‑
760℃、六区695
‑
715℃、七区666
‑
686℃、八区645
‑
665℃、九区600
‑
620℃、十区560
‑
580℃、后区519
‑
539℃。
[0011]氧化炉底部和顶部的进气口处均分别设置有独立的氧气进气管、氮气进气管，所述氧化炉底部和顶部的排气口均设有空气排气管，所述空气的排气流量为4
‑
6L/min；
[0012]升温区中一区、二区、三区通入氧气，所述氧气的流量设定如下：其中一区、二区氧气流量均为3
‑
7mL/min，三区氧气流量为100
‑
120mL/min；
[0013]氧化过程中持续通入氮气，氮气的流量设定如下：其中进口处氮气流量为55
‑
65L/min，升温区中一区、二区、三区、四区、五区、六区、七区、八区、九区、十区顶部氮气流量为30
‑
50L/min，升温区中一区、二区、三区、四区、五区、六区、七区、八区、九区、十区底部氮气流量为20
‑
40L/min，后区氮气流量为80
‑
120L/min，冷却区氮气流量为55
‑
65L/min，出口处氮气流量为50
‑
60L/min；
[0014]氧气、氮气的通入量及空气的排放量通过压力计进行监测，所述氧气的压强为0.28
‑
0.32Mpa，所述氮气的压强为0.23
‑
0.27Mpa，所述空气的压强为0.28
‑
0.32Mpa；
[0015]双层铜片氧化治具的输送速度为165
‑
175mm/min。
[0016]进一步的，对氧化后铜片表面进行改性处理，在氧化后铜片表面涂覆改性浆料形成改性层。
[0017]进一步的，改性层的制备包括如下步骤：
[0018](1)异丙醇、二乙烯三胺、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯、去离子水超声搅拌，混合均匀，在190
‑
230℃水热反应18
‑
32h，水洗后干燥处理，然后升温至400
‑
450℃保持1.8
‑
2.2h，冷却后制得花状纳米二氧化钛；
[0019]所述异丙醇、二乙烯三胺、二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯的体积比为(1250
‑
2500):(2
‑
8):300；
[0020](2)玻璃粉、氧化石墨烯、乙烯基三乙氧基硅烷混合搅拌，超声分散于去离子水中，在50
‑
80℃下搅拌1
‑
2h，得到混合液；
[0021]玻璃粉、氧化石墨烯的重量比为1:(0.01
‑
0.05)；
[0022](3)花状纳米二氧化钛、硝酸银加入混合溶液中，超声处理，然后在80
‑
100℃下搅拌1
‑
3h，然后加入乙基纤维素、松油醇、邻苯二甲酸二丁酯、聚丙烯酸，超声搅拌，得到改性浆料；
[0023]花状纳米二氧化钛、硝酸银的质量比为50:1，所述乙基纤维素、松油醇、邻苯二甲酸二丁酯、聚丙烯酸的重量比为2:(30
‑
50):(2
‑
5):0.3；
[0024](4)将改性浆料涂覆到氧化后的铜片表面，形成改性层。
[0025]为改善现有陶瓷覆铜技术中存在陶瓷层和铜层结合不致密、结合强度较低、易鼓包的情况，本专利技术在氧化后的铜片表面上涂覆一层改性浆料作为改性层；
[0026]选用玻璃粉、氧化石墨烯制备氧化石墨烯包覆玻璃粉，改变玻璃粉的分子量及表面性质，使玻璃粉在改性浆料中分散均匀；制备高空位活性的花状纳米二氧化钛，利用表面空位活性还原硝酸银，得到负载纳米银的花状纳米二氧化钛，氧化石墨烯、纳米银、花状纳米二氧化钛会形成三元异质结，在改变界面作用起协同作用；
[0027]在高温烧结过程中，氧化石墨烯、纳米银在界面可形成良好的欧姆接触，会起到协同作用，且氧化石墨烯、纳米银、花状纳米二氧化钛的存在利于浸润在界面，减少烧结过程中产生界面孔洞，玻璃粉在热处理过程中会形成液相，会与陶瓷基片表面的疏松氧化铝形成润湿，氧化石墨烯、纳米银、花状纳米二氧化钛可渗透入疏松氧化铝的孔隙中，提高表面氧化层致密性，抑制氧化亚铜共晶液渗入生成氮气，降低小气泡、鼓包的产生；氧化石墨烯、纳米银、花状纳米二氧化钛三者在提高铜片与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层铜片氧化治具，其特征在于：包括上矩形框架(1)和下矩形框架(2)，所述上矩形框架(1)和下矩形框架(2)通过两个侧板(3)连接，两个所述侧板(3)相对设置，两个所述侧板(3)上均开设有若干通气孔(4)。2.一种采用权利要求1公开的氧化治具氧化铜片的氧化方法，其特征在于：所述氧化方法包括如下步骤：将两个待氧化铜片(5)分别放置在双层铜片氧化治具的上矩形框架(1)和下矩形框架(2)上，通过传送带进入氧化炉中，所述双层铜片氧化治具的底部和顶部同时通入氧气、氮气，对双层铜片氧化治具上的上下两层待氧化铜片(5)同时氧化，得到双层氧化后铜片。3.根据权利要求2所述的氧化方法，其特征在于：所述双层铜片氧化治具经由传送带依次通过氧化炉的进口、升温区、冷却区、出口，所述升温区包括十一个温区，各区温度设置如下：一区540
‑
560℃、二区690
‑
710℃、三区790
‑
810℃、四区790
‑
810℃、五区740
‑
760℃、六区695
‑
715℃、七区666
‑
686℃、八区645
‑
665℃、九区600
‑
620℃、十区560
‑
580℃、后区519
‑
539℃。4.根据权利要求2所述的氧化方法，其特征在于：所述升温区中一区、二区、三区通入氧气，所述氧气的流量设定如下：其中一区、二区氧气流量均为3
‑
7mL/min，三区氧气流量为100
‑
120mL/min；氧化过程中持续通入氮气，其中进口处氮气流量为55
‑
65L/min，所述升温区中一区、二区、三区、四区、五区、六区、七区、八区、九区、十区顶部氮气流量为30
‑
50L/min，所述升温区中一区、二区、三区、四区、五区、六区、七区、八区、九区、十区底部氮气流量为20
‑
40L/min，后区氮气流量为80
‑
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炎，贺贤汉，马敬伟，蔡俊，董明锋，
申请(专利权)人：江苏富乐德半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：