[發明專利]復合式基板的制造方法

有效

• 申請號: 201910906376.1
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN112624786B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 曾繼立;李茂昌;蕭明陽;葉自立
• 申請（專利權）人: 佳總興業股份有限公司
• 主分類號: C04B37/02
• 分類號: C04B37/02
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 馬鑫

本發明公開了一種復合式基板的制造方法。尤指銅箔與陶瓷基板以共晶反應鍵合的復合式基板的制造方法，是先將銅箔的表面進行清洗，去除表面油污或污垢；再以pH小于3的藥水對銅箔表面進行處理，讓銅箔表面受藥水蝕刻粗糙化以及于銅箔表面形成有碎石狀微觀結構的有機金屬復合物的氧化銅膜層；續將銅箔的氧化銅膜層與陶瓷基板表面貼合，并將銅箔加熱至共晶溫度，使銅箔與其表面的氧化銅膜層產生共晶反應，進而鍵合銅箔與陶瓷基板。

技術領域

本發明涉及一種復合式基板的制造方法，尤指銅箔與陶瓷基板以共晶反應鍵合的復合式基板的制造方法。

背景技術

銅箔與陶瓷形成復合式基板的方式為直接銅接合技術(簡稱DCB，Direct CopperBonding或簡稱DBC，Direct Bonding Copper)，早期為使用干式制程，系將銅箔至于真空爐中，使銅箔在氧元素氣氛下表面生成氧化銅，接著將含有氧化銅層的銅箔貼合于具氧化物表層的陶瓷基板表面，在溫度下于真空爐中共晶燒結，銅箔將直接鍵合于陶瓷基板表面，此種作法銅箔兩面都會形成氧化銅，不利銅箔單面與陶瓷基板共晶鍵合。再者，亦有相關業者利用堿性藥水讓銅箔表面長出由氧化銅與氧化亞銅所組成的黑色絨毛所構成，讓銅箔能單面形成氧化銅層，但此種作法有下列缺失：

1、由于氧化銅膜層是直接由銅箔表面長成，因此銅箔表面的粗糙度不足，必須在進行氧化銅膜層制作前，需先將銅箔表面粗糙化，增加共晶反應時的結合力，導致制程復雜。

2、氧化銅膜層的黑色絨毛長成的速度慢，容易斷裂脫落，除了制成時間增長外，共晶反應時的結合力也會大幅下降，且銅箔置于空氣中，氧化銅膜層會持續增生，導致其厚度不易控制。

3、堿性藥水使用后所產生的廢水，較不符合環保，且廢水的處理成本較高。

4、氧化銅膜層內會形成許多細小的空隙，在共晶燒結時會因共晶液相的流動能力較差，使空隙中的氣體無法排出，造成復合式基板制成后，銅箔與陶瓷的間夾雜許多氣隙，除了會使熱傳導能力下降外，也會使結合強度降低。

因此，要如何解決上述現有技術存在的問題與缺失，即為相關業者所亟欲研發的課題所在。

發明內容

本發明的主要目的在于，利用pH小于3的藥水對銅箔表面進行處理，讓銅箔表面粗糙化以及生成碎石狀微觀結構的機金屬復合物的氧化銅膜層，提高銅箔與陶瓷基板的結合力，且氧化銅膜層厚度容易控制，并可降低成本增加生產速度。

本發明的次要目的在于，利用銅箔表面所設置的遮蔽區，讓形成于銅箔表面的氧化銅膜層內形成有逃氣空間，以使銅箔單面與陶瓷基板共晶鍵合時，增加共晶液相的流動能力，降低復合式基板制成時，銅箔與陶瓷之間所夾雜的氣隙數量，大幅提升復合式基板的熱傳導能力以及結合強度。

為達上述目的，本發明的復合式基板的制造方法于實施時，使先將銅箔的表面進行清洗，去除表面油污或污垢；再以pH小于3的藥水對銅箔表面進行處理，讓銅箔表面受藥水蝕刻粗糙化以及于銅箔表面形成有碎石狀微觀結構的有機金屬復合物的氧化銅膜層；續將銅箔的氧化銅膜層與陶瓷基板表面貼合，并將銅箔加熱至共晶溫度，使銅箔與其表面的氧化銅膜層產生共晶反應，進而鍵合銅箔與陶瓷基板。

前述的復合式基板的制造方法，其中該藥水至少包含有含量介于2％～20％重量比的過氧化氫、2％～20％重量比的硫酸以及0.5％～5％重量比的含氮雜環化合物的促進劑，促進劑是用以增強氧化銅膜層結合力。

前述的復合式基板制造方法，其中該促進劑含有烷基、苯基、氨基或羥基。

前述的復合式基板的制造方法，其中該陶瓷基板為氮化鋁陶瓷基板、氧化鋁陶瓷基板或氮化硅陶瓷基板。

前述的復合式基板的制造方法，其中該銅箔的表面進行清洗完畢后，系先于銅箔表面設置有遮蔽區，再以PH小于3的藥水對銅箔表面進行處理，以使氧化銅膜層不會形成于遮蔽區，使氧化銅膜層內形成有逃氣空間。