【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及覆铜陶瓷基板加工，具体为一种优化dcb岛间绝缘性的铜片快速氧化方法。
技术介绍
1、dcb工艺，全称为direct copper bonding(直接铜键合)工艺，是一种将铜箔直接键合到陶瓷基片表面的特殊工艺方法。通过这种工艺制造的陶瓷基覆铜基板(ceramicsubstrate with copper cladding)具有高导热性、高电气性能和高可靠性，因此在电子封装和散热器制造等领域具有广泛的应用。
2、dcb工艺的基本原理就是敷接过程前或过程中在铜与陶瓷(氧化铝)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，共晶液体对于金属铜箔和al2o3陶瓷基板都能很好地润湿，冷却到室温固化后就能在二者之间形成牢固的结合。现通用的铜片预处理方多为在高温隧道炉内通氧气，其工艺条件较为苛刻，生产效率低；且该氧化方法会形成较厚的氧化层，导致烧结后产生的界面相多为cualo2；而cualo2具有六方晶体结构，是一种透明的p型半导体，带隙范围为2.7至3.5ev，电阻率低(1.4–74kω-cm)，故其会导致dcb产品图形的岛间绝缘性大幅减低。
3、所以，综上，为解决上述问题，本专利技术提供了一种优化dcb岛间绝缘性的铜片快速氧化方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种优化dcb岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、
4、步骤一：铜片预处理：对铜片依次进行酸洗、碱洗除油、预浸、粗化、退膜的工艺过程，得到铜片a；
5、步骤二：铜片氧化：将铜片a在空气中进行氧化，得到铜片b；
6、步骤三：铜片烧结：将铜片b高温烧结，得到成品。
7、较为优化地：所述酸洗的具体参数为：温度25-40℃，持续时间30-45s，酸洗液为6-12wt％的硫酸，酸洗能够去除铜片表面的氧化物。
8、较为优化地：所述碱洗除油的具体参数为：温度40-50℃，持续时间30-45s，碱洗液为8-12wt％的氢氧化钠溶液，碱洗除油能够去除铜片表面指纹、油脂等。
9、较为优化地：所述预浸的具体参数为：温度25-30℃，持续时间15-30s，预浸液是浓度为4±1vol％的苯并三唑水溶液，使铜面形成稀薄的氧化层并使苯并三唑(bta)均匀吸附在晶格上，以便进入粗化槽后能迅速并均匀的反应。
10、较为优化地：所述粗化的具体参数为：温度35-45℃，持续时间40-60s，粗化药水的成分包括以下组分：20±2vol％苯并三唑、3±1vol％硫酸、2±1vol％双氧水，其余为纯水，氧化剂(双氧水)将铜氧化成cu2o，然后苯并三唑(bta)与cu2o形成一层具有保护作用的有机金属膜，将铜与药液隔离开，阻止了铜的进一步反应，有机金属膜在药液中不断溶解(硫酸+双氧水共同对铜形成微蚀)，金属膜较薄处溶解完后，下层的铜会继续受微蚀液咬蚀，同时也在不断生成有机金属膜，咬蚀面会越来越小，最终形成蜂窝状结构，提高了铜面的粗糙度，增大后续氧化时的表面积。
11、较为优化地：所述退膜的具体参数为：温度40-55℃，持续时间75-90s，退膜液为2-7wt％的氢氧化钠溶液。
12、较为优化地：所述氧化的具体参数为：峰值温度在280-350℃，升温时间在30-60min，保温时间在5-15min，虽然铜片的两侧均被氧化，但由于氧化的时间较短，氧化层较薄，非烧结侧的氧化层可在后续的湿制程中去除。并且较薄的氧化层，在后续铜片和瓷片烧结过程中，能够使界面产物同时析出cualo2、cual2o4；使dcb产品图形的铜岛间具备足够的绝缘性，避免了在岛间施加高电压时产生过大的漏电流。
13、较为优化地：所述高温烧结的具体参数为：温度1065-1083℃，氧气100±10ppm。
14、较为优化地：dcb烧结时界面上存在一层非晶态cu-al-o的玻璃相，退火时才结晶为界面产物cualo2和cual2o4相。析出相的成分及相的纯度，与cu：al：o的比例及温度的变化速度相关，即al相对过量cu缺少、降温相对较快时更容易析出cual2o4相。而cual2o4相是一种巧克力棕色尖晶石化合物，具有立方晶体结构，光学带隙为4ev；一方面，当析出的相中cual2o4含量增加时会增加带隙能量，即岛间的电阻率会增强，另一方面，析出的相中cualo2及cual2o4交错存在会使cualo2的导电只能局限于较小的范围，不至于彻底导通使绝缘失效。
15、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
16、1.通过在空气氛围下使用高温烘箱对铜片进行快速氧化，提高了铜片预氧化的效率；
17、2.通过对铜片清洗段的整合，增加对铜片表面的粗化处理，使其表面获得较大的粗糙度，增加了其反应面积及浸润性，避免了空气氧化导致的氧化不足问题；
18、3.通过这种快速氧化的方式，使烧结时的界面产物混有绝缘成分，使其电阻率增加，绝缘性增强，避免了在岛间施加高电压时产生过大的漏电流。
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1.一种优化DCB岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种优化DCB岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：所述酸洗的具体参数为：温度25-40℃，持续时间30-45s，酸洗液为6-12wt％的硫酸。
3.根据权利要求1所述的一种优化DCB岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：所述碱洗除油的具体参数为：温度40-50℃，持续时间30-45s，碱洗液为8-12wt％的氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的一种优化DCB岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：所述预浸的具体参数为：温度25-30℃，持续时间15-30s，预浸液是浓度为4±1vol％的苯并三唑水溶液。
5.根据权利要求1所述的一种优化DCB岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：所述粗化的具体参数为：温度35-45℃，持续时间40-60s，粗化药水的成分包括以下组分：20±2vol％苯并三唑、3±1vol％硫酸、2±1vol％双氧水，其余为纯水。
6.根据权利要求1所述的一种优化DCB岛间绝缘性的铜片快
7.根据权利要求1所述的一种优化DCB岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：所述氧化的具体参数为：峰值温度在280-350℃，升温时间在30-60min，保温时间在5-15min。
8.根据权利要求1所述的一种优化DCB岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：所述高温烧结的具体参数为：温度1065-1083℃，氧气100±10ppm。
...【技术特征摘要】
1.一种优化dcb岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种优化dcb岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：所述酸洗的具体参数为：温度25-40℃，持续时间30-45s，酸洗液为6-12wt％的硫酸。
3.根据权利要求1所述的一种优化dcb岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：所述碱洗除油的具体参数为：温度40-50℃，持续时间30-45s，碱洗液为8-12wt％的氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的一种优化dcb岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，其特征在于：所述预浸的具体参数为：温度25-30℃，持续时间15-30s，预浸液是浓度为4±1vol％的苯并三唑水溶液。
5.根据权利要求1所述的一种优化dcb岛间绝缘性的铜片快速氧化方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙甜，孙斌，陆玉龙，曹海洋，李炎，
申请(专利权)人：江苏富乐华半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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