覆铜陶瓷基板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种覆铜陶瓷基板及其制备方法，包括以下步骤：将高性能陶瓷基板的两面经丝网印刷涂覆活性金属浆料，烘干；将印好浆料的高性能陶瓷基板两面覆上无氧铜片，放入真空钎焊炉处理，结束后冷却至室温，得到覆铜陶瓷基板

【技术实现步骤摘要】
覆铜陶瓷基板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷基板
，具体涉及一种覆铜陶瓷基板及其制备方法
。

技术介绍

[0002]覆铜陶瓷基板是一种将无氧铜箔烧结在陶瓷基板表面制备得到的电子基材
。
覆铜陶瓷基板不仅具有无氧铜优异的导电性和焊接性，而且耐热
、
强度好，电绝缘性好，广泛用于电气设备
、
电子产品，作为散热衬底
、
功率模块封装
、
连接芯片的基材
。
中国专利
CN101445386A
公开了一种陶瓷覆铜基板的制备方法，包括以下步骤：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，还包括在氧化气氛下将氮化铝陶瓷进行加热后，在氮化铝陶瓷的结合界面和
/
或铜箔的结合界面上涂覆氧化亚铜；该专利技术通过引入氧化亚铜，从而在氮化铝陶瓷的结合界面和铜箔的结合界面上形成反应物，从而增强了两个界面之间的结合强度，简化了工艺步骤，但是陶瓷基板的导热性和强度还需要改进
。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种覆铜陶瓷基板及其制备方法
。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]覆铜陶瓷基板的制备方法，由以下步骤组成：
[0006]将高性能陶瓷基板的两面经丝网印刷涂覆活性金属浆料，涂覆厚度为
15
‑
25
μ
m
，
75
‑
85℃
烘干；将印好浆料的高性能陶瓷基板两面覆上无氧铜片，放入真空钎焊炉在
800
‑
900℃
保温
20
‑
30min
，冷却至
600
‑
700℃
保温
40
‑
60min
，结束后冷却至室温，得到覆铜陶瓷基板
。
[0007]高性能陶瓷基板厚度为
0.3
‑
0.6mm
；无氧铜片的厚度为
0.4
‑
0.8mm
，无氧铜片中铜含量为
99.95
％以上
。
[0008]其中无氧铜片用
10
‑
20wt
％稀硫酸清洗5‑
10min
，去除表面氧化膜，然后用丙酮清洗
10
‑
15min
，
60
‑
70℃
热风吹干备用
。
[0009]所述活性金属浆料的制备方法为：
[0010]将3‑6重量份碳化硅粉
、10
‑
20
重量份钛粉
、25
‑
35
重量份银粉加入球磨机中球磨5‑
7h
，球磨转速为
150
‑
250rpm
，研磨介质为球径6‑
10mm
的氮化硅球，球料比为7：
(3
‑
5)
，得到混合料；将4‑7重量份上述混合料与
0.5
‑1重量份改性聚酰亚胺加入到
25
‑
35
重量份
N
‑
甲基吡咯烷酮混合均匀，得到所述活性金属浆料
。
[0011]所述改性聚酰亚胺的制备方法为：
[0012]将3‑6重量份
3,4,9,10
‑
苝四羧酸二酐
、17
‑
24
重量份
3,3',4,4'
‑
二苯基砜四羧酸二酸酐
、15
‑
25
重量份环己烷与
80
‑
120
重量份环己酮混合，在
60
‑
65℃、80
‑
150rpm
下搅拌
0.5
‑
1h
，然后加入重量份
25
‑
35
重量份双氰胺
、4
‑7重量份对苯二胺和2‑5重量份氨丙基双封
端聚二甲基硅氧烷，在
140
‑
150℃
下反应2‑
3h
，得到中间产物Ⅰ；取
70
‑
90
重量份中间产物Ⅰ与1‑2重量份3‑
氨丙基三
(
甲氧基乙氧基乙氧基
)
硅烷混合，在
25
‑
30℃、80
‑
150rpm
下搅拌3‑
6h
，减压蒸馏回收溶剂，得到改性聚酰亚胺
。
[0013]本专利技术的覆铜陶瓷基板在制备过程中采用改性聚酰亚胺作为活性金属浆料的组分之一，有效提高了高性能陶瓷基板与无氧铜片层之间的结合强度
。
原因可能是改性聚酰亚胺更利于在凝胶反应时形成交联结构并改善改性聚酰亚胺与其他组分的相容性，使活性金属浆料的润湿性更好，形成的胶粘层耐热性优异
。
[0014]所述高性能陶瓷基板的制备方法，由以下步骤组成：
[0015](1)
在氮气环境下，称取
80
‑
120
重量份氮化硅粉
、3
‑8重量份烧结助剂
、1
‑5重量份活性炭
、20
‑
30
重量份交联剂和
200
‑
350
重量份无水乙醇混合均匀得到混合物；将上述混合物加入到球磨机中球磨3‑
5h
，其中球磨转速为
300
‑
500rpm
，研磨介质为球径6‑
10mm
的氮化硅球，球料比为
(3
‑
7)
：
(1
‑
3)
，喷雾造粒，过
800
‑
120
目筛网，得到混合粉体；
[0016](2)
将上述混合粉体置于压力为
20
‑
40MPa
的液压机中干压成型，得到厚度为2‑
5mm
的生坯；将生坯放入真空烧结炉中，以3‑
6℃/min
升温至
600
‑
700℃
，保温4‑
8h
；再转移到气压烧结炉中，当烧结炉内压力为
0.005
‑
0.05Pa
开始加热，以6‑
12℃/min
升温至
1000
‑
1300℃
，通入氮气至炉内压力为1‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
覆铜陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将高性能陶瓷基板的两面经丝网印刷涂覆活性金属浆料，烘干；将印好浆料的高性能陶瓷基板两面覆上无氧铜片，放入真空钎焊炉在
800
‑
900℃
保温
20
‑
30min
，冷却至
600
‑
700℃
保温
40
‑
60min
，结束后冷却至室温，得到覆铜陶瓷基板
。2.
如权利要求1所述的覆铜陶瓷基板的制备方法，其特征在于，所述活性金属浆料的制备方法为：将3‑6重量份碳化硅粉
、10
‑
20
重量份钛粉
、25
‑
35
重量份银粉加入球磨机中球磨5‑
7h
，得到混合料；将4‑7重量份上述混合料与
0.5
‑1重量份改性聚酰亚胺加入到
25
‑
35
重量份
N
‑
甲基吡咯烷酮混合均匀，得到所述活性金属浆料
。3.
如权利要求2所述的覆铜陶瓷基板的制备方法，其特征在于，所述改性聚酰亚胺的制备方法为：将3‑6重量份
3,4,9,10
‑
苝四羧酸二酐
、17
‑
24
重量份
3,3',4,4'
‑
二苯基砜四羧酸二酸酐
、15
‑
25
重量份环己烷与
80
‑
120
重量份环己酮混合，在
60
‑
65℃
下搅拌
0.5
‑
1h
，然后加入重量份
25
‑
35
重量份双氰胺
、4
‑7重量份对苯二胺和2‑5重量份氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷，在
140
‑
150℃
下反应2‑
3h
，得到中间产物Ⅰ；取
70
‑
90
重量份中间产物Ⅰ与1‑2重量份3‑
氨丙基三
(
甲氧基乙氧基乙氧基
)
硅烷混合，在
25
‑
30℃
下搅拌3‑
6h
，减压蒸馏回收溶剂，得到改性聚酰亚胺
。4.
如权利要求1所述的覆铜陶瓷基板的制备方法，其特征在于，所述高性能陶瓷基板的制备方法，由以下步骤组成：
(1)
在氮气环境下，称取
80
‑
120
重量份预处理氮化硅粉
、3
‑8重量份烧结助剂
、1
‑5重量份活性炭
、20
‑
30
重量份晶相交联剂和
200
‑
350
重量份无水乙醇混合均匀得到混合物；将上述混合物加入到球磨机中球磨3‑
5h
，喷雾造粒，过筛，得到混合粉体；
(2)
将上述混合粉体置于压力为
20
‑
40MPa
的液压机中干压成型，得到生坯；将生坯放入真空烧结炉中，升温至
600
‑
700℃
，保温4‑
8h
；再转移到气压烧结炉中，升温至
1000
‑
1300℃
，通入氮气至炉内压力为1‑
3MPa
；再升温至
1750
‑
2000℃
烧结
12
‑
24h
，降温至
1000
‑
1400℃
，最后随炉冷却至室温，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴波，杨拥军，许智良，廖丹，金海焱，聂勇，游鑫宇，马榤辉，张叶华，
申请(专利权)人：吉安电科集成电路与通讯传输实验室科技有限公司，
类型：发明
国别省市：