一种高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片及其制备方法技术

本申请公开了一种高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片，由陶瓷基片

【技术实现步骤摘要】
一种高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片及其制备方法


[0001]本申请涉及一种高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片及其制备方法，属于陶瓷金属复合材料制备

。

技术介绍

[0002]随着陶瓷覆铜片技术和市场的发展，现在国内生产陶瓷覆铜片生产企业越来越多，也有越来越多的行业开始使用这种类型的陶瓷覆铜片
。
但是传统的
DBC
陶瓷覆铜片产线生产都是先进行铜片单面的预氧化处理，然后再进行铜片氧化面再和氮化铝，氧化铝和
ZTA(
氧化锆增韧氧化铝
)
基片进行烧结结合成覆铜片
。
这种传统工艺制作的
DBC
陶瓷覆铜片产线对前段的铜片预氧化处理要求非常高，很多企业在实际生成过程中容易出现由于前段预氧化生成的氧化亚铜层厚度和致密性不均一等原因，导致后续在高温陶瓷覆铜烧结过程中产生各种缺陷，例如覆铜片翘曲，气孔率偏高等等，最终使得产线的成品合格品偏低，而且使得部分批次的覆铜片产品整体质量不佳
。
[0003]中国专利
CN108147832A
‑
一种覆铜陶瓷及其制备方法中公开了采用玻璃粉
(
硅氧化物和硅酸盐
)、
氧化亚铜
、
铜粉
、
氧化锆和二氧化锰组成的改性颗粒，减少了气泡
、
鼓包，增加了氮化铝陶瓷与铜层之间的结合强度
。
但其方案实际实验中结合强度较低，产品合格率有待提升，另一方面耐冷热冲击性能已无法满足现有技术发展的需求
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请提出了一种高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片及其制备方法，在传统的
DBC
陶瓷覆铜片技术上对其前段工序进行了优化，通过优化氧化亚铜复合浆料的组成和配比，最终生产的陶瓷覆铜片气孔率低好，合格率高，耐冷热冲击能力强，能够满足车载陶瓷覆铜片的高使用要求
。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片，由陶瓷基片
、
氧化亚铜复合浆料和无氧铜片制备而成；所述氧化亚铜复合浆料印刷在所述陶瓷基片的两面，所述无氧铜片贴合在所述陶瓷基片上压合烧结而成
。
[0006]可选地，所述氧化亚铜复合浆料由氧化亚铜颗粒
、
复配玻璃粉和有机溶剂混合而成
。
[0007]可选地，按照重量份数计，氧化亚铜复合浆料包括
70
‑
90
份氧化亚铜颗粒
、0.3
‑
10
份复配玻璃粉和
10
‑
15
份有机溶剂
。
[0008]可选地，所述氧化亚铜颗粒由三种不同粒径的第一颗粒
、
第二颗粒和第三颗粒组成，重量比依次为
(5
‑
7)
：
(2
‑
4)
：
(0.5
‑
1.5)
；
[0009]所述第一颗粒的粒径为5‑7μ
m
，第二颗粒的粒径为2‑4μ
m
，第三颗粒的粒径为
0.8
‑
1.5
μ
m。
[0010]优选地，第一颗粒
、
第二颗粒和第三颗粒重量比依次为5：2：
1。
[0011]可选地，所述复配玻璃粉中至少包括含碲元素的氧化物，所述复配玻璃粉的粒径
为2‑
10
μ
m。
优选地，复配玻璃粉的粒径我3μ
m。
[0012]可选地，所述复配玻璃粉包括氧化铋
、
二氧化碲和二氧化硅，重量比为
(1
‑
3)
：
(4
‑
6)
：
(2
‑
4)。
[0013]优选地，复配玻璃粉包括氧化铋
、
二氧化碲和二氧化硅，重量比为2：5：
2。
[0014]可选地，所述有机溶剂为松油醇
、
松节油
、
二乙二醇乙醚
、
二乙二醇
、
醇酯十二
、
二乙二醇乙醚醋酸酯和二乙二醇丁醚醋酸酯中的一种
。
[0015]可选地，所述氧化亚铜复合浆料印刷的厚度为
10
‑
40
μ
m。
[0016]优选地，所述氧化亚铜复合浆料印刷的厚度为
20
μ
m。
[0017]根据本申请的又一个方面，还公开了一种上述的高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片的制备方法，包括以下步骤：
[0018](1)
使用溶剂清洗陶瓷基片和覆铜片，将氧化亚铜复合浆料印刷在陶瓷基片的一个面上，烘干后印刷另外一面再烘干；
[0019](2)
将覆铜片贴合在印刷有氧化亚铜复合浆料的陶瓷基片的两个面上，使用夹具固定，放入氮气连续链式烧结炉中烧结，最后随炉自然冷却即得所述高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片
。
[0020]可选地，步骤
(1)
中的溶剂为乙醇或丙酮；步骤
(2)
中的烧结温度为
1070
‑
1085℃。
[0021]优选地，步骤
(2)
中的烧结温度为
1078℃。
[0022]本申请能产生的有益效果包括但不限于：
[0023]1.
本申请所提供的高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片，通过采用氧化亚铜颗粒
、
复配玻璃粉和有机溶剂组成复合浆料，在高温烧结过程中，复配玻璃粉可以在氧化亚铜颗粒和陶瓷基片之间形成稳定的界面，有助于陶瓷覆铜片在冷热变化中保持结构稳定，减少了因热膨胀不匹配引起的应力，从而降低了裂纹和缺陷的风险，同时其在高温烧结过程中可以融化和流动，填充氧化亚铜颗粒之间的微孔隙，使得陶瓷覆铜片中间层更加均匀
。
[0024]2.
本申请所提供的高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片，通过采用三种不同粒径氧化亚铜颗粒以及限定比例，不同粒径的氧化亚铜颗粒填充了基片和铜片不同尺寸的微小孔隙，多粒径分布使得覆铜片内部更加致密，减少了孔隙和缺陷的形成，提高了覆铜片的结合强度，使得整个烧结过程更加均匀
。
[0025]不同粒径的颗粒在烧结过程中形成的致密层具有不同的微观结构，较大颗粒的致密区域可以起到增强覆铜片的结合强度的作用，而较小颗粒的区域可以提供更好的热膨胀匹配性，有助于降低热膨胀不匹配引起的应力，有利于减少烧结过程中的应力集中和翘曲缺陷
。
[0026]3.
本申请所提供的高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片，通过限定采用含碲元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片，其特征在于，由陶瓷基片
、
氧化亚铜复合浆料和无氧铜片制备而成；所述氧化亚铜复合浆料印刷在所述陶瓷基片的两面，所述无氧铜片贴合在所述陶瓷基片上压合烧结而成
。2.
根据权利要求1所述的高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片，其特征在于，所述氧化亚铜复合浆料由氧化亚铜颗粒
、
复配玻璃粉和有机溶剂混合而成
。3.
根据权利要求2所述的高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片，其特征在于，按照重量份数计，氧化亚铜复合浆料包括
70
‑
90
份氧化亚铜颗粒
、0.3
‑
10
份复配玻璃粉和
10
‑
15
份有机溶剂
。4.
根据权利要求2所述的高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片，其特征在于，所述氧化亚铜颗粒由三种不同粒径的第一颗粒
、
第二颗粒和第三颗粒组成，重量比依次为
(5
‑
7)
：
(2
‑
4)
：
(0.5
‑
1.5)
；所述第一颗粒的粒径为5‑7μ
m
，第二颗粒的粒径为2‑4μ
m
，第三颗粒的粒径为
0.8
‑
1.5
μ
m。5.
根据权利要求3所述的高合格率耐冷热冲击的陶瓷覆铜片，其特征在于，所述复配玻璃粉中至少包括含碲元素的氧化物，所述复配玻璃粉的粒径为2‑
10
μ

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宵，屈蓉，陈光云，王伟强，刘建卫，陈家佑，李纪蓁，
申请(专利权)人：潍柴火炬科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：