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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷表面金属化,涉及一种dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片及其制备方法和应用。
技术介绍
1、dbc陶瓷覆铜板是一种将铜片与al2o3或aln等陶瓷基板在1065~1085℃的高温下直接焊接键合而成的一种复合基板。它既具有陶瓷的高导热、高电绝缘、高机械强度、低膨胀等特性,又兼具无氧铜的高导电性和优异焊接性能。
2、被广泛使用的直接覆铜陶瓷基板是通过共晶键合法制备而成,铜和陶瓷之间没有粘结材料,在高温服役过程中,往往会因为铜和陶瓷之间的热膨胀系数差异较大而产生较大的热应力,从而导致铜层从陶瓷表面剥离,因此其对焊接使用的无氧铜片具有特殊要求:纯度达到4n(99.99%),氧含量<5ppm,维氏硬度(100-120hv),导电率≥100%iacs,尤其是对高温焊接后的晶粒有特殊要求,焊接后晶粒需<150μm。
3、cn116042983a公开了一种陶瓷覆铜板的铜板制备方法,其所述方法首先将铜板原料进行微合金熔炼并铸造成铜铸锭,然后进行热轧后铣面,再进行粗轧和退火后精轧得到精轧铜板,对精轧铜板进行退火,并进行多道次的轧制和循环退火,最后得到铜板。其需要对铜板原料进行微合金化,钙60-80ppm、镁50-60ppm、钼20-30ppm,总杂质含量超过100ppm,纯度无法满足4n要求,因此该方法不适用于dbc陶瓷覆铜板的铜片加工。
4、cn106216423a公开了一种陶瓷覆铜基板用高导电无氧铜带的生产工艺,其所述方法包括高纯铜熔铸、上引连铸铜杆、连续挤压、冷轧、退火、冷轧、矫直、清洗钝化、分切等
5、上述方案制得铜片不能满足dbc陶瓷覆铜板生产所需,因此,开发一种满足dbc陶瓷覆铜板生产需求的无氧铜片是十分必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片及其制备方法和应用,本专利技术所述方法制得dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片1065-1085℃的dbc焊接过程后晶粒长大不明显,平均晶粒在90μm左右,满足dbc陶瓷覆铜板的生产需求。
2、为达到此专利技术目的,本专利技术采用以下技术方案:
3、第一方面,本专利技术提供了一种dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
4、(1)对铜锭进行热轧处理,得到坯料;
5、(2)将所述坯料冷轧后进行光亮退火处理,经精轧处理后得到所述dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片;
6、其中,步骤(2)所述将所述坯料冷轧后进行光亮退火处理的次数≥3次。
7、本专利技术所述无氧铜片是对制得材料的形状限定,只要是片状即可,还可以是铜板或者铜箔等片状材料。
8、本专利技术在dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片的制备过程中,在热轧后进行至少三次冷轧+光亮退火工艺,控制铜片高温焊接晶粒稳定性,制得的铜片在1065-1085℃的dbc焊接过程后晶粒长大不明显,平均晶粒在90μm左右,满足dbc陶瓷覆铜板的生产需求。
9、优选地,步骤(1)所述铜锭的氧含量<5ppm。
10、优选地,步骤(1)所述铜锭的纯度≥4n。
11、优选地,步骤(1)所述铜锭的厚度为80~120mm,例如:80mm、90mm、100mm、110mm或120mm等,不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、优选地,步骤(1)所述热轧处理前进行预热处理。
13、优选地,所述预热处理的温度为500~800℃,例如:500℃、550℃、600℃、700℃或800℃等,不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
14、优选地,步骤(1)所述坯料的厚度为11~16mm,例如:11mm、12mm、14mm、15mm或16mm等,不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15、优选地,步骤(2)所述冷轧前进行铣面处理。
16、优选地,步骤(2)所述冷轧的单次厚度变化率≤30%。
17、优选地,步骤(2)所述冷轧的总厚度变化率为30~50%,例如:30%、35%、40%、45%或50%等,不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
18、本专利技术所述厚度变化率即冷轧过后材料减少的厚度与冷轧前厚度的比值,冷轧前材料的厚度为a,冷轧后材料的厚度为b,则厚度变化率为1-b/a,以三次冷轧为例,第一次冷轧的厚度变化率为x,第二次冷轧的厚度变化率为y,第三次冷轧的厚度变化率为z,三次冷轧的总厚度变化率为m,m=1-(1-x)×(1-y)×(1-z)。
19、优选地,步骤(2)所述光亮退火处理的温度为260~600℃,例如:260℃、300℃、400℃、500℃或600℃等,不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20、优选地,所述光亮退火处理的单次时间为1~5h,例如:1h、2h、3h、4h或5h等,不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
21、第二方面,本专利技术提供了一种dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片,所述dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片通过如第一方面所述制备方法制得。
22、优选地,所述dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片的厚度为0.1~0.6mm,例如:0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.5mm或0.6mm等,不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23、优选地,所述dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片的硬度为100~120hv,例如:100hv、105hv、110hv、115hv或120hv等,不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
24、优选地,所述dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片的导电率≥100%iacs。
25、第三方面,本专利技术提供了一种dbc陶瓷覆铜板,所述dbc陶瓷覆铜板包括如第二方面所述的dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片。
26、相对于现有技术,本专利技术具有以下有益效果:
27、(1)本专利技术所述方法制得dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片1065-1085℃的dbc焊接过程后晶粒长大不明显,平均晶粒在90μm左右,满足dbc陶瓷覆铜板的生产需求。
28、(2)本专利技术所述dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片的维氏硬度控制在108hv以内,导电率可达101%iacs,焊接后晶粒尺寸控制在91μm以内,焊接合格率可达100%。
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1.一种DBC陶瓷覆铜板用无氧铜片的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述铜锭的氧含量<5ppm;
3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述热轧处理前进行预热处理;
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述坯料的厚度为11~16mm。
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述冷轧前进行铣面处理。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述冷轧的单次厚度变化率≤30%;
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述光亮退火处理的温度为260~600℃;
8.一种DBC陶瓷覆铜板用无氧铜片,其特征在于,所述DBC陶瓷覆铜板用无氧铜片通过如权利要求1-7任一项所述制备方法制得。
9.如权利要求8所述的DBC陶瓷覆铜板用无氧铜片,其特征在于,所述DBC陶瓷覆铜板用无氧铜片的厚度为0.1~0.6
10.一种DBC陶瓷覆铜板,其特征在于,所述DBC陶瓷覆铜板包括如权利要求8或9所述的DBC陶瓷覆铜板用无氧铜片。
...【技术特征摘要】
1.一种dbc陶瓷覆铜板用无氧铜片的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述铜锭的氧含量<5ppm;
3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述热轧处理前进行预热处理;
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述坯料的厚度为11~16mm。
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述冷轧前进行铣面处理。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:姚力军,陆彤,周友平,陈勇军,
申请(专利权)人:宁波江丰电子材料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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