[發(fā)明專利]陶瓷覆銅基板及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110365058.2
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN103117256A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張繼東;賀賢漢
• 申請（專利權(quán)）人: 上海申和熱磁電子有限公司
• 主分類號: H01L23/15
• 分類號: H01L23/15;H01L21/48;C04B37/02
• 代理公司: 上海東方易知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 31121
• 代理人: 沈原

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及半導(dǎo)體制冷器、發(fā)電模塊、功率半導(dǎo)體，特別是大電流元件的應(yīng)用，特別是一種陶瓷覆銅基板及其制造方法。

背景技術(shù)

在陶瓷直接覆銅(DBC)產(chǎn)品中，因?yàn)槭艿絻煞N材料的不同的熱膨脹系數(shù)的制約，銅片的厚度是不能超過陶瓷厚度(針對雙面覆銅產(chǎn)品)。

隨著科技發(fā)展，功率產(chǎn)品對電流要求越來越大，但是受到熱膨脹系數(shù)以及陶瓷的韌度的制約，當(dāng)燒結(jié)銅片厚度超過陶瓷厚度時(shí)陶瓷片就會產(chǎn)生裂紋，絕緣性能，機(jī)械強(qiáng)度等下降甚至產(chǎn)品失去功能。傳統(tǒng)制作方法已經(jīng)不能生產(chǎn)厚度比例Cu∶ceramtec≥1∶1的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種適應(yīng)大電流密度的要求的陶瓷覆銅基板及其制造方法。

本發(fā)明陶瓷覆銅基板，包括：陶瓷基板；第一銅片，所述第一銅片設(shè)置在所述陶瓷基板的一側(cè)；第二銅片，所述第二銅片設(shè)置在所述陶瓷基板的另一側(cè)；第三銅片，所述第三銅片設(shè)置在所述陶瓷基板的一側(cè)，所述第三銅片與所述第二銅片同側(cè)，所述第三銅片設(shè)置在所述第二銅片的外側(cè)；第四銅片，所述第四銅片設(shè)置在所述陶瓷基板的一側(cè)，所述第四銅片與所述第一銅片同側(cè)，所述第四銅片設(shè)置在所述第一銅片的外側(cè)。

所述第一銅片、所述第二銅片、所述第三銅片及所述第四銅片的表面包裹氧化亞銅。所述第一銅片、所述第二銅片、所述第三銅片及所述第四銅片的厚度為0.3mm。所述陶瓷基板的厚度為0.38mm。

陶瓷覆銅基板制造方法，包括如下步驟：

第一步，用清洗液對陶瓷基板及銅片進(jìn)行清洗；

第二步，對銅片進(jìn)行氧化；

第三步，將第一銅片、第二銅片、第三銅片及第四銅片依次燒結(jié)到陶瓷基板上。

所述清洗液為酸堿溶液或去離子水。

所述第一銅片及所述第二銅片采用加熱氧化法，氧化溫度為500℃～1000℃，氧化時(shí)間為15min～30min，氧化氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)下的氧化氣氛，其中氧含量為50ppm～300ppm。所述第三銅片及所述第四銅片采用加熱氧化法，氧化溫度為500℃～1000℃，氧化時(shí)間為5min～30min，氧化氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)下的氧化氣氛，其中氧含量為50ppm～300ppm。

所述第一銅片的燒結(jié)溫度為1065℃～1080℃，燒結(jié)時(shí)間為15min～35min，氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)的氧化氣氛，其中氧含量為5ppm～50ppm。所述第二銅片的燒結(jié)溫度為1065℃～1075℃，燒結(jié)時(shí)間為15min～35min，氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)的氧化氣氛，其中氧含量為5ppm～50ppm。所述第三銅片及所述第四銅片的燒結(jié)溫度為1065℃～1080℃，燒結(jié)時(shí)間為15min～35min，氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)的氧化氣氛，其中氧含量為5ppm～10ppm。

本發(fā)明陶瓷覆銅基板及其制造方法滿足特殊產(chǎn)品要求的大電流通過，厚銅DBC可以滿足大電流通過，適合一些特殊產(chǎn)品要求的電流。

附圖說明

圖1為本發(fā)明陶瓷覆銅基板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明陶瓷覆銅基板制造方法步驟框圖；

本發(fā)明陶瓷覆銅基板及其制造方法附圖中附圖標(biāo)記說明：

1-陶瓷基板?2-第一銅片3-第二銅片

4-第三銅片?5-第四銅片

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明陶瓷覆銅基板及其制造方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明陶瓷覆銅基板，包括：陶瓷基板1；第一銅片2，第一銅片2設(shè)置在陶瓷基板1的一側(cè)；第二銅片3，第二銅片3設(shè)置在陶瓷基板1的另一側(cè)；第三銅片4，第三銅片4設(shè)置在陶瓷基板1的一側(cè)，第三銅片4與第二銅片3同側(cè)，第三銅片4設(shè)置在第二銅片3的外側(cè)；第四銅片5，第四銅片5設(shè)置在陶瓷基板1的一側(cè)，第四銅片5與第一銅片2同側(cè)，第四銅片5設(shè)置在第一銅片2的外側(cè)。

第一銅片2、第二銅片3、第三銅片4及第四銅片5的表面包裹氧化亞銅。第一銅片2、第二銅片3、第三銅片4及第四銅片5的厚度為0.3mm。陶瓷基板1的厚度為0.38mm。

如圖2所示，陶瓷覆銅基板制造方法，包括如下步驟：

第一步，用酸堿溶液、去離子水對銅片及陶瓷基板1進(jìn)行清洗，去除表面的雜質(zhì)。

第二步，用加熱氧化對銅片進(jìn)行加熱處理。氧化溫度設(shè)定為500℃～1000℃，第一銅片2及第二銅片3的氧化時(shí)間15min～30min，第三銅片4及第四銅片5的氧化時(shí)間5min～30min，氧化氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)下的氧化氣氛，氧含量為50ppm～300ppm。