陶瓷覆铜板及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种陶瓷覆铜板的制备方法，包括以下步骤：提供铜箔和陶瓷基板，其中，所述铜箔已图形化。将所述铜箔作为阴极置于电镀液中进行电化学沉积，使所述铜箔的表面沉积氧化亚铜层，其中，所述电镀液为离子液体，离子液体中含有作为电解质的铜离子。将沉积了氧化亚铜层的铜箔置于所述陶瓷基板的预设位置上共同烧结。仅在所述铜箔的一侧表面沉积氧化亚铜层，所述铜箔沉积有所述氧化亚铜层的一侧作为所述铜箔与所述陶瓷基板的结合面。还提供一种由上述制备方法制备的陶瓷覆铜板。本发明专利技术提供的陶瓷覆铜板的制备方法制备的陶瓷覆铜板的金属线路精度高、铜层与陶瓷基板结合牢固、铜层平整、不起泡。不起泡。不起泡。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷覆铜板及其制备方法


[0001]本专利技术属于陶瓷金属化电路基板
，特别是涉及一种陶瓷覆铜板及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，作为电子材料而被广泛使用的陶瓷金属化基板的制造方法包括镀膜法和直接焊铜法。现有用于电力机车、风电、高压送电、电动汽车等的动力转换用陶瓷基覆铜板大都采用DPC或DBC工艺进行生产。
[0003]DBC也就是直接敷铜技术，利用铜的含氧共晶液直接将铜敷接在陶瓷上，其基本原理就是敷接过程前或过程中在铜与陶瓷之间引入适量的氧元素，在一定的温度范围内，铜与氧形成Cu
‑
O共晶液。DBC技术利用该共晶液一方面与陶瓷基板发生化学反应生成CuAlO2或CuAl2O4相，另一方面浸润铜箔实现陶瓷基板与铜板的结合。
[0004]DPC也称为直接镀铜基板，其制备工艺一般是先将陶瓷基板做前处理清洁，利用薄膜专业制造技术，以真空镀膜的方式于陶瓷基板上溅镀结合铜金属复合层，再以黄光微影之光阻被复曝光、显影、蚀刻、去膜工艺完成线路制作，最后再以电镀或化学镀沉积的方式增加线路的厚度，待光阻移除后即完成金属化线路的制作。
[0005]目前DPC工艺存在的主要问题是铜层厚度较薄，且耐电压与载流量达不到要求，以及铜层附着力欠佳。而DBC工艺虽然能保证铜层与陶瓷基板具有较高的结合力，但无法保证后续蚀刻时形成精度较高的金属线路。现有技术中的DBC工艺的预氧化均匀性差、预氧化层纯度差，导致覆铜板上的铜片的图形精度差，批次稳定性差，铜片图形精度与覆铜板的结合强度两方面无法兼顾。<br/>
技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，并提供一种陶瓷覆铜板及其制备方法，以解决现有技术中的金属线路精度不高、铜层与陶瓷基板结合不牢、铜层不平整等技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种陶瓷覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
[0009]提供铜箔和陶瓷基板，其中，所述铜箔已图形化；
[0010]将所述铜箔作为阴极置于电镀液中进行电化学沉积，使所述铜箔的表面沉积氧化亚铜层，其中，所述电镀液为离子液体，离子液体中含有作为电解质的铜离子；
[0011]将沉积了氧化亚铜层的铜箔置于所述陶瓷基板的预设位置上共同烧结。
[0012]对上述技术方案的进一步改进是：
[0013]所述电镀液包括氯化1
‑
甲基
‑3‑
乙基咪唑、氯化铝、以及含有铜离子的电解质，其中所述含有铜离子的电解质为氯化铜或醋酸铜中的一种；所述氯化1
‑
甲基
‑3‑
乙基咪唑和氯化铝的质量比为1
‑
2：1；所述含有铜离子的电解质的浓度范围为0.1
‑
0.3mol/L；所述电镀
液的制备方法如下：
[0014]按各组分的配比要求分别称量氯化1
‑
甲基
‑3‑
乙基咪唑、氯化铝、以及氯化铜或醋酸铜；在所述氯化1
‑
甲基
‑3‑
乙基咪唑溶剂中，依次加入所述氯化铝、氯化铜或醋酸铜，形成所述电镀液。
[0015]所述沉积的温度范围为30℃
‑
80℃，沉积的电压范围为1V
‑
1.5V，沉积的时间为0.5h
‑
4h。
[0016]使所述铜箔的表面沉积氧化亚铜层具体为仅在所述铜箔的一侧表面沉积氧化亚铜层，所述铜箔沉积有所述氧化亚铜层的一侧作为所述铜箔与所述陶瓷基板的结合面。
[0017]所述氧化亚铜层的沉积厚度为1
‑
50μm。
[0018]所述烧结的温度范围为1065℃
‑
1083℃。
[0019]所述铜箔的厚度为0.1
‑
1mm，所述铜箔图形化的方法包括CNC加工、机械冲压、以及蚀刻中的一种或几种。
[0020]所述烧结时的氛围为氮气或氩气氛围。
[0021]所述烧结的设备为隧道炉，由所述隧道炉的入口到所述隧道炉的出口依次设有多个温区，每个温区的长度为250
‑
350mm，隧道炉台车的行进速度为80
‑
120mm/min，进炉温度不高于850℃，出炉温度不高于500℃。
[0022]本专利技术还提供一种陶瓷覆铜板，所述陶瓷覆铜板由上述的制备方法制备而成。
[0023]根据本专利技术的技术方案可知，本专利技术的陶瓷覆铜板的制备方法，首先，其铜箔在与陶瓷基板结合之前已经图形化，在制备陶瓷覆铜板前能够确保其金属线路的图形具有较高的精度。再在铜箔表面进行电化学沉积，使铜箔的表面沉积一层氧化亚铜，再将沉积后的铜箔与陶瓷基板共同进行烧结。其采用电化学沉积的方式生成氧化亚铜层，能够保证氧化亚铜层的厚度均匀，偏差小，纯度高，避免了陶瓷覆铜板在烧结过程中的鼓泡等现象的发生，保证了结合强度，防止了铜箔的变形，从而保证了金属线路的图形精度，提高了陶瓷覆铜板的电流效率。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例的陶瓷覆铜板的制备方法的流程示意图。
[0025]图2为本专利技术实施例2的空洞率检测图。
[0026]图3为本专利技术实施例3的空洞率检测图。
[0027]图4为本专利技术对比例的空洞率检测图。
具体实施方式
[0028]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较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0029]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0030]如图1所示，本专利技术的陶瓷覆铜板的制备方法包括以下步骤：
[0031]S1、提供铜箔和陶瓷基板：所述铜箔的厚度为0.1
‑
1mm，所述铜箔通过CNC加工、机械冲压、以及蚀刻中的一种或几种形成预设的较高精度的线路图形，使所述铜箔图形化。
[0032]所述陶瓷基板包括氧化铝或氮化铝制成的陶瓷基板。
[0033]S2、制备电镀液：按配比要求分别称量氯化1
‑
甲基
‑3‑
乙基咪唑、氯化铝、以及氯化铜或醋酸铜；
[0034]首先将作为溶剂的氯化1
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甲基
‑3‑
乙基咪唑置于容器中，所述容器可以是烧杯等；再将称量好的无水氯化铝倒入所述容器中，紧接着在所述容器中加入称量好的氯化铜或醋酸铜，搅拌、溶解后形成所述电镀液。
[0035]所述电镀液包括氯化1
‑
甲基
‑3‑
乙基咪唑、氯化铝、以及含有铜离子的电解质，其中所述含有铜离子的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷覆铜板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：提供铜箔和陶瓷基板，其中，所述铜箔已图形化；将所述铜箔作为阴极置于电镀液中进行电化学沉积，使所述铜箔的表面沉积氧化亚铜层，其中，所述电镀液为离子液体，离子液体中含有作为电解质的铜离子；将沉积了氧化亚铜层的铜箔置于所述陶瓷基板的预设位置上共同烧结。2.根据权利要求1所述的陶瓷覆铜板的制备方法，其特征在于：所述电镀液包括氯化1
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甲基
‑3‑
乙基咪唑、氯化铝、以及含有铜离子的电解质，其中所述含有铜离子的电解质为氯化铜或醋酸铜中的一种；所述氯化1
‑
甲基
‑3‑
乙基咪唑和氯化铝的质量比为1
‑
2：1；所述含有铜离子的电解质的浓度范围为0.1
‑
0.3mol/L；所述电镀液的制备方法如下：按各组分的配比要求分别称量氯化1
‑
甲基
‑3‑
乙基咪唑、氯化铝、以及氯化铜或醋酸铜；在所述氯化1
‑
甲基
‑3‑
乙基咪唑溶剂中，依次加入所述氯化铝、氯化铜或醋酸铜，形成所述电镀液。3.根据权利要求2所述的陶瓷覆铜板的制备方法，其特征在于：所述沉积的温度范围为30℃
‑
80℃，沉积的电压范围为1V
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【专利技术属性】
技术研发人员：李程峰，余明先，向明，戴高环，刘建国，
申请(专利权)人：东莞市陶陶新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：