[发明专利]一种覆铜陶瓷及其制备方法

说明书

为克服现有氮化铝陶瓷覆铜技术中存在陶瓷层和铜层结合不致密，界面处存在小气泡，容易鼓包，结合强度比较低的问题，本发明提供了一种覆铜陶瓷及其制备方法覆铜陶瓷制备方法，包括以下操作步骤：在氮化铝陶瓷表面形成氧化铝膜；在所述氧化铝膜表面形成改性层；其中，所述改性层中包括改性颗粒，所述改性颗粒包括玻璃粉；在所述改性层表面形成铜层，通过热处理使铜层、改性层与氮化铝陶瓷结合一体。本发明还提供了由上述方法制备得到的覆铜陶瓷。本发明在氮化铝陶瓷表面形成一层含有玻璃粉的表面改性层，使其在DBC工艺过程中抑制小气泡及鼓包等现象产生，增加铜层和氮化铝陶瓷之间的界面结合力。

技术领域

本发明属于陶瓷覆铜技术领域，尤其是一种覆铜陶瓷及其制备方法。

背景技术

氮化铝陶瓷是一种共价键很强的非氧化合物，AL-N之间又有共价键极强的方向性，是一种化学稳定性很好的陶瓷，在氮化铝陶瓷的表面覆铜以形成的氮化铝陶瓷覆铜板是大功率电子器件高集成模块制作中的基础关键材料。

现有的氮化铝陶瓷覆铜板是利用DBC技术(直接覆铜技术)实现压延铜片与氮化铝陶瓷基片的直接覆接，由于氮化铝基片与铜氧共晶不润湿，因此需要对氮化铝陶瓷基片做表面改性处理来改善其与铜氧共晶的润湿性，实现氮化铝陶瓷基片的直接覆铜。现有技术主要采用对氮化铝陶瓷基片做氧化处理，在表面形成一层氧化铝薄膜，利用氧化铝与铜氧共晶的润湿性来实现氮化铝陶瓷基片的直接覆铜。

现有技术制作的氮化铝陶瓷覆铜板存在陶瓷层和铜层结合不致密，界面处存在小气泡，容易鼓包，结合强度比较低等缺点。

以上缺点主要是由于：氮化铝陶瓷基片氧化形成的表面氧化铝薄膜不致密，而DBC(直接覆铜)工艺过程中所使用的铜箔是经过表面氧化处理的，表面有一层氧化亚铜薄膜，在覆铜工艺过程中接触层铜和氧化亚铜会形成液相，从疏松的氧化膜渗透与氮化铝接触，反应并释放出氮气，气体无法排出，在陶瓷层和铜层之间产生小气泡和鼓包现象，进一步导致铜层和陶瓷层接触面积变小，从而降低了铜层和陶瓷层的结合强度。

发明内容

针对现有氮化铝陶瓷覆铜技术中存在陶瓷层和铜层结合不致密，界面处存在小气泡，容易鼓包，结合强度比较低的问题，本发明提供一种覆铜陶瓷及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种覆铜陶瓷，包括有氮化铝陶瓷、改性层和铜层；

所述氮化铝陶瓷的表面形成有氧化铝膜；

所述改性层中包括改性颗粒，所述改性颗粒包括玻璃粉，所述改性层位于所述氧化铝膜和铜层之间；

所述改性层部分渗入所述氧化铝膜内形成莫来石相。

进一步的，所述氮化铝陶瓷为片状材料，厚度为0.3～2mm。

进一步的，所述玻璃粉包括硅氧化物和硅酸盐中的一种或多种。

进一步的，所述改性颗粒还包括氧化铝，所述玻璃粉与氧化铝的重量组分比为：30～70：1～60。

进一步的，所述改性颗粒还包括氧化亚铜和铜粉，所述玻璃粉、氧化亚铜和铜粉的重量组分比为：30～70：1～30：1～30。

进一步的，所述改性颗粒还包括氧化锆和二氧化锰，所述玻璃粉、氧化锆和二氧化锰的重量组分比为：30～70：1～20：1～20。

进一步的，所述铜层的厚度为0.1mm～1mm。

进一步的，所述铜层与所述改性层接触的一面上形成有氧化亚铜膜，所述改性层部分渗入所述氧化亚铜膜中。

上述覆铜陶瓷的制备方法，包括以下操作步骤：

在氮化铝陶瓷表面形成氧化铝膜；