一种陶瓷覆铜基板及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109251054A(43)申请公布日2019.01.22(21)申请号201811155233.3(22)申请日2018.09.30(71)申请人深圳嘉龙微电子有限公司地址518100广东省深圳市龙岗区龙岗大道8288号大运软件小镇第12栋5楼503室(72)发明人涂佳富(51)Int.Cl.C04B37/02(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称一种陶瓷覆铜基板及其制造方法(57)摘要本发明涉及陶瓷基板金属化技术领域，具体为一种陶瓷覆铜基板及其制造方法，包括以下步骤：(1)陶瓷基板清洗；(2)陶瓷基板活化；(3)陶瓷基板真空溅镀：将经过活化处理的陶瓷基板及靶材置于真空腔体内，并将惰性气体通入该腔体中，启动靶材，溅击出的靶材原子挥发形成等离子体状态而被吸附沉积于陶瓷基板的选定区域上；(4)扩散焊接：将镀膜陶瓷基板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合，然后置于真空扩散炉中，对贴合后的材料施加压力。本发明可降低陶瓷覆铜基板的孔隙率，且制备过程中没有发生相变过程，没有内部应力产生，可以有效提高陶瓷覆膜基板的强度。CN109251054ACN109251054A权利要求书1/1页1.一种陶瓷覆铜基板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)陶瓷基板清洗：对陶瓷基板先用乙醇进行超声除油，然后使用去离子水进行清洗，最后使用压缩空气吹干；(2)陶瓷基板活化：采用离子束辐射到陶瓷基板表面的选定区域，在选定区域形成真空溅镀活性中心；(3)陶瓷基板真空溅镀：将经过活化处理的陶瓷基板及靶材置于真空腔体内，并将惰性气体通入该腔体中，在4.5×10-6Torr高真空环境与气体流速10cm3/min的惰性气体作用下，启动靶材，形成离子束溅击，溅击出的靶材原子挥发形成等离子体状态而被吸附沉积于陶瓷基板的选定区域上，形成镀膜陶瓷基板；(4)扩散焊接：将镀膜陶瓷基板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合，然后置于真空扩散炉中，关闭真空室，打开抽真空系统，当真空度不低于4.0×10-3Pa，开启加热系统，将真空扩散炉温度升温至500-600℃，在保温开始前，对贴合后的材料施加3-10MPa的压力，然后在温度为500-600℃下及压力为3-10MPa的条件下，保温20-40min，保温后卸载压力，关闭加热系统，随炉温冷却至室温，得到陶瓷覆铜基板。2.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜基板的制造方法，其特征在于，所述陶瓷基板的主要成分为具有高导热系数的氧化铝和氮化铝。3.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜基板的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中的超声除油条件为：超声功率为200-300W，超声处理时间为20-40min。4.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜基板的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中的离子束为采用气体离子源对陶瓷基板表面进行活性处理，气体为Ar、N2、惰性气体或它们的混合气，且离子束辐射的离子束能量10-1-10-4eV。5.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜基板的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中的惰性气体为零族元素气体和氮气中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜基板的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中的靶材选自钛钯、钨钯、镍钯及铜钯中的一种。7.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜基板的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中启动靶材时，需将陶瓷基板负偏压在-350～-550Volt，并控制靶材的电流密度在0.2-0.7W/cm2，进行离子冲击并植入靶材的时间4-8min。8.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜基板的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中的加热，先按5-10℃/min的升温速率升温至300-400℃，然后再以2-8℃/min的升温速率升至500-600℃。2CN109251054A说明书1/8页一种陶瓷覆铜基板及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及陶瓷基板金属化技术领域，尤其涉及一种陶瓷覆铜基板及其制造方法。背景技术[0002]陶瓷覆铜基板是使用DBC(DirectBondCopper)技术将铜箔直接烧结在陶瓷表面而制成的一种电子基础材料。由于陶瓷覆铜基板既具有陶瓷的高导热系数、高耐热、高电绝缘性、高机械强度、与硅芯片相近的热膨胀系数以及低介质损耗等特点，又具有无氧铜的高导电性和优异焊接性能，是当今电力电子领域功率模块封装、连接芯片与散热衬底的关键材料，广泛应用于各类电气设备及电子产品。[0003]目前，陶瓷基覆铜板的制造方法主要有两种：(1)直接键合铜技术(DBC)、(2)直接镀铜技术(DPC)。[0004]DBC是将Al2O3或AlN陶瓷基板的单面或双面覆上Cu板后，经由高温1065-1085℃的环境加热，使Cu板表面因高温氧化