陶瓷覆铜板的铜板制备方法技术

本发明专利技术申请提供的陶瓷覆铜板的铜板制备方法，包括下列步骤：将铜板原料进行微合金熔炼并铸造成铜铸锭；将所述铜铸锭进行热轧后铣面，再进行粗轧和退火后精轧，得到精轧铜板；对所述精轧铜板进行退火，并进行多道次的轧制和循环退火，经后处理得到铜板。本发明专利技术提供的陶瓷覆铜板的铜板制备方法，首先通过选定铜板的微量元素，以抑制高温晶粒长大，通过多道次轧制技术和低温循环退火工艺配合，降低晶体的界面能，减少再结晶新晶粒互相吞并长大的驱动力，从而避免制得的铜板在陶瓷覆铜板制造工艺中发生晶粒异常长大，确保陶瓷覆铜板的激光雕刻性能。刻性能。刻性能。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷覆铜板的铜板制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体原材料制备
，特别是涉及一种陶瓷覆铜板的铜板制备方法。

技术介绍

[0002]随着功率半导体的快速发展，第三代半导体碳化硅芯片具有禁带宽度带、热导率高等特点，作为陶瓷基板芯片载体被应用于承载芯片并在终端客户应用中连接到水冷系统，以达到芯片所需的高散热、可靠性和绝缘性能。目前，基于陶瓷铜基板的新型功率半导体模块已在意法半导体、英飞凌、安森美等各大半导体公司投入量产，业界也对陶瓷铜基板的需求和质量要求越来越高。
[0003]DBC(Direct Bonding Copper，直接覆铜)技术是将铜在高温下通过热熔结合的方法直接与陶瓷表面结合，相较于传统的覆膜方法可以减少焊层，降低热阻，载流量大，并可以实现新的封装和组装方法，使产品高度集成，体积缩小，已经广泛用于智能电源模块和电动汽车电源模块的封装。
[0004]然而，正因为需要在高温下实现铜板与陶瓷板的结合，国内陶瓷覆铜板制造工艺主要在1050℃左右，已经接近铜的熔点，铜板中大角度晶界迁移的驱动力随温度提高而显著增强，高温下晶界迁移的驱动力甚至可能超过再结晶形核的驱动力，此时在界面能的驱动下，少数晶粒可能通过二次再结晶机制异常长大，导致粗大且不均匀的晶粒组织形成，这也就使得陶瓷覆铜板上的铜板激光反射率高，无法进行激光雕刻，就很难满足业界对陶瓷基板的质量要求。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种陶瓷覆铜板的铜板制备方法。
[0006]本专利技术申请提供的陶瓷覆铜板的铜板制备方法，包括下列步骤：
[0007]将铜板原料进行微合金熔炼并铸造成铜铸锭；
[0008]将所述铜铸锭进行热轧后铣面，再进行粗轧和退火后精轧，得到精轧铜板；
[0009]对所述精轧铜板进行退火，并进行多道次的轧制和循环退火，经后处理得到铜板。
[0010]在其中一个实施例中，所述铜板原料包括铜钙合金、铜镁合金和铜钼合金；以质量含量计，所述微合金熔炼的熔体中钙60
‑
80ppm、镁50
‑
60ppm和钼20
‑
30ppm。
[0011]在其中一个实施例中，所述铜铸锭为长方体形铸锭，所述铜铸锭的厚度为200～240mm。
[0012]在其中一个实施例中，所述将所述铜铸锭进行热轧后铣面，再进行粗轧和退火后精轧的步骤，包括：
[0013]将所述铜铸锭热轧至厚度为15～16mm，铣削热轧后的铜板表面并粗轧至厚度为1.2mm；
[0014]将粗轧后的铜板进行退火，精轧至厚度为0.8mm。
[0015]在其中一个实施例中，所述进行多道次的轧制和退火的步骤包括：
[0016]将所述精轧后的铜板进行循环退火，经两次轧制至0.65mm并循环退火；
[0017]再经两次轧制至厚度0.48mm并循环退火，再经两次轧制至0.3mm。
[0018]在其中一个实施例中，所述进行多道次的轧制和循环退火的步骤中，循环退火的保温温度为300℃，循环退火工艺为光亮退火。
[0019]在其中一个实施例中，所述经后处理得到铜板的步骤，包括：
[0020]对最后一次循环退火后的铜板进行清洗和拉弯矫直，剪切后得铜板成品。
[0021]本专利技术的实施例中提供的技术方案带来如下有益技术效果：
[0022]本专利技术提供的陶瓷覆铜板的铜板制备方法，首先通过选定铜板的微量元素，以抑制高温晶粒长大，通过多道次轧制技术和低温循环退火工艺配合，降低晶体的界面能，减少再结晶新晶粒互相吞并长大的驱动力，从而避免制得的铜板在陶瓷覆铜板制造工艺中发生晶粒异常长大，确保陶瓷覆铜板的激光雕刻性能。
[0023]本申请附加的方面和优点将在后续部分中给出，并将从后续的描述中详细得到理解，或通过对本专利技术的具体实施了解到。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一实施例中陶瓷覆铜板的铜板制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0025]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的可能的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文已经通过附图描述的实施例。通过参考附图描述的实施例是示例性的，用于使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面，而不能解释为对本专利技术的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本专利技术的特征是非必要技术的，则可能将这些技术细节予以省略。
[0026]相关领域的技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0027]本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
[0028]下面以具体地实施例对本专利技术的技术方案以及该技术方案如何解决上述的技术问题进行详细说明。
[0029]本专利技术申请提供的陶瓷覆铜板的铜板制备方法，如图1所示，包括下列步骤：
[0030]S100：将铜板原料进行微合金熔炼并铸造成铜铸锭。该部分是铜板制备的准备工作，熔炼金属材料并将其制备成标准的铜铸锭，以进行后续的轧制工作。
[0031]S200：将铜铸锭进行热轧后铣面，再进行粗轧和退火后精轧，得到精轧铜板。本步骤是铜板制备的中间步骤，需要将铜铸锭初步轧制成板材形式。
[0032]S300：对精轧铜板进行退火，并进行多道次的轧制和循环退火，经后处理得到铜板。本步骤是整个铜板制备方法的关键步骤，经过多道次的轧制和循环退火降低晶体的界面能，减少再结晶新晶粒互相吞并长大的驱动力，从而避免制得的铜板在陶瓷覆铜板制造工艺中发生晶粒异常长大。
[0033]本专利技术提供的陶瓷覆铜板的铜板制备方法，首先通过选定铜板的微量元素，以抑制高温晶粒长大，通过多道次轧制技术和低温循环退火工艺配合，降低晶体的界面能，减少再结晶新晶粒互相吞并长大的驱动力，从而避免制得的铜板在陶瓷覆铜板制造工艺中发生晶粒异常长大，确保陶瓷覆铜板的激光雕刻性能。
[0034]可选的，在本申请的一个实施例中，铜板原料包括铜钙合金、铜镁合金和铜钼合金；以质量含量计，微合金熔炼的熔体中钙60
‑
80ppm、镁50
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60ppm和钼20
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30ppm。即每吨铜熔液中含60～80克本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷覆铜板的铜板制备方法，其特征在于，包括下列步骤：将铜板原料进行微合金熔炼并铸造成铜铸锭；将所述铜铸锭进行热轧后铣面，再进行粗轧和退火后精轧，得到精轧铜板；对所述精轧铜板进行退火，并进行多道次的轧制和循环退火，经后处理得到铜板。2.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜板的铜板制备方法，其特征在于，所述铜板原料包括铜钙合金、铜镁合金和铜钼合金；以质量含量计，所述微合金熔炼的熔体中钙60
‑
80ppm、镁50
‑
60ppm和钼20
‑
30ppm。3.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜板的铜板制备方法，其特征在于，所述铜铸锭为长方体形铸锭，所述铜铸锭的厚度为200～240mm。4.根据权利要求3所述的陶瓷覆铜板的铜板制备方法，其特征在于，所述将所述铜铸锭进行热轧后...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟琦杰，赵健，臧经梅，王玉明，曾丽卿，潘菲，
申请(专利权)人：中铜华中铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：