[發(fā)明專利]一種高導(dǎo)熱氧化鋁陶瓷覆銅板的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710900324.4
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107640961B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖翔鵬;許海;陳金水;王俊峰;盧嬌;張建波
• 申請（專利權(quán)）人: 江西理工大學(xué)
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/626;C04B41/88
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 楊先凱

本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)熱氧化鋁陶瓷覆銅板的制備方法，先對廢銅鋁合金熔液進(jìn)行水霧制粉，然后在粉末中加入雙氧水溶液，然后進(jìn)行離心脫水干燥后靜電分離獲得銅粉和氫氧化鋁粉，然后將氫氧化鋁粉進(jìn)行干燥、焙燒后在熱等靜壓中燒結(jié)，制得氧化鋁陶瓷預(yù)制板，然后將銅粉噴涂在氧化鋁陶瓷預(yù)制板上，然后燒結(jié)，制得氧化鋁陶瓷覆銅板。本發(fā)明可以將廢銅鋁復(fù)合接觸線中的銅、鋁金屬完全分離，達(dá)到節(jié)能回收的目的；使用雙氧水作為氧化劑來制備氫氧化鋁，保證了鋁顆粒更為均勻的反應(yīng)，提高了生產(chǎn)效率，降低了對設(shè)備的要求；銅粉均勻噴涂在氧化鋁陶瓷預(yù)制板上，減少了銅與陶瓷預(yù)制板之間的空洞缺陷，提高了氧化鋁陶瓷覆銅板的導(dǎo)熱性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及覆銅板技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高導(dǎo)熱氧化鋁陶瓷覆銅板的制備方法。

背景技術(shù)

DBC(Direct Bonded Copper)陶瓷覆銅板是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁(Al₂O₃)陶瓷基片表面(單面或雙面)上的特殊工藝方法的制成品。陶瓷覆銅板是一種采用氧化鋁板作為絕緣基片，兩側(cè)通過高溫共晶鍵合0.3mm無氧紫銅箔的復(fù)合材料。所制成的超薄復(fù)合基板既具有優(yōu)良電絕緣性能，又有高導(dǎo)熱特性，還具有優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強度，并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形，同時具有很大的載流能力。因此，DBC陶瓷覆銅板已成為大功率電力電子電路結(jié)構(gòu)技術(shù)和互連技術(shù)的基礎(chǔ)材料。DBC陶瓷覆銅板是電力電子模塊、半導(dǎo)體致冷器、大功率LED散熱基板、太陽能電池組件、汽車電子、航天航空及軍用電子組件的基礎(chǔ)材料。

隨著IGBT和功率MOSFET高頻開關(guān)器件的急劇發(fā)展和使用，裝置的頻率由工頻(50Hz)提高到高頻(20kHz以上)，由于裝置的體積和重量與供電頻率的平方根成反比地減少，因而使高頻裝置的體積縮小到工頻裝置的25％左右，并可節(jié)電40％，大量節(jié)省材料(銅、矽鋼片)近70％，所以大力發(fā)展作為IGBT模塊封裝關(guān)鍵材料的高頻場控IGBT器件用陶瓷覆銅板，對實現(xiàn)國家的節(jié)能、節(jié)電、節(jié)材，提高勞動生產(chǎn)率的方針、政策具有重要現(xiàn)實意義。

目前國外生產(chǎn)的DBC陶瓷覆銅板中的Al₂O₃陶瓷厚度為0.25mm、0.38mm及0.63mm。現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢是陶瓷覆銅板集成引出端技術(shù)，即對銅箔作處理，在所有工藝制作過程中，其鍵合溫度始終使銅箔處于固體狀態(tài)，因此銅箔的尺寸可以大于陶瓷片，而大于覆蓋陶瓷面的銅箔可用作集成引出端，而這些引出端可從陶瓷片周邊無銅區(qū)懸空引出。采用這種集成引出端的優(yōu)點是：無焊接失效，免除焊引出端工序，使銅基板有更多的可用空間，降低電阻抗和提高溫度循環(huán)可靠性。

但上述制備工藝中，由于銅箔與陶瓷預(yù)制片的接觸面存在縫隙，導(dǎo)致在銅箔和預(yù)制陶瓷片間存在著空洞，而空洞的存在會影響IGBT電路板中的導(dǎo)熱效率，進(jìn)而影響IGBT電路板的質(zhì)量。

因此，如何制備少空洞甚至無空洞、高導(dǎo)熱的陶瓷覆銅板是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高導(dǎo)熱氧化鋁陶瓷覆銅板的制備方法，該制備方法能夠制備少空洞甚至無空洞、高導(dǎo)熱的陶瓷覆銅板。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種高導(dǎo)熱氧化鋁陶瓷覆銅板的制備方法，包括以下步驟：

1)廢銅鋁合金的預(yù)處理：將廢銅鋁合金依次進(jìn)行破碎、篩選、清洗、干燥；

2)水霧制粉處理：將步驟1)中干燥后得到的產(chǎn)物在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，然后將熔液進(jìn)行水霧制粉處理，得到粉末；

3)雙氧水氧化處理：向步驟2)中得到的粉末中加入雙氧水溶液，得到混合漿料；

4)離心脫水處理：將步驟3)中得到的混合漿料進(jìn)行離心脫水干燥，得到銅粉與氫氧化鋁粉的混合粉料；