CN113278910A - 覆铜陶瓷的制造方法及其复合板 - Google Patents

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Abstract

本发明有关一种覆铜陶瓷的制造方法及其复合板，包括：a.铜箔单面热氧化步骤，将铜箔平贴于制程载板送入可控制含氧量的氧化热处理炉中，氧化热处理前半段在含氧量0ppm的高温环境中，致使铜箔因软化而贴紧制程载板，氧化热处理后半段在含氧量200ppm至500ppm的高温环境中，让铜箔的顶面因裸露在高温含氧的环境而形成均匀氧化铜薄层，铜箔的底面则因贴紧制程载板而不会接触到氧气，使得铜箔底面在高温环境中也不会热氧化；b.陶瓷覆铜步骤，使用两片步骤a所制备的铜箔，而将两片铜箔的氧化铜薄层平贴于一陶瓷板的两表面，并于1063℃至1083℃的温度下进行接合热处理，而将两片铜箔结合于陶瓷板的两表面。如此，具有陶瓷板可双面同时覆铜而予以复合。

Description

覆铜陶瓷的制造方法及其复合板
技术领域
本发明涉及一种覆铜陶瓷的制造方法及其复合板，尤指一种利用控制含氧量致使铜箔仅单一表面具有氧化铜薄层，再将仅单一表面具有氧化铜薄层的铜箔复合于陶瓷板的设计者。
背景技术
使用直接铜接合技术(Direct Bonded Copper，简称DBC)所制造的覆铜陶瓷基板，是将一块已有一层薄氧化铜的铜箔与陶瓷板密贴，并于1063℃至1083℃的温度下进行接合热处理，而将铜箔结合于陶瓷板表面。
再按，现有使铜箔表面形成氧化铜薄层的氧化热处理过程，除非经过繁杂的制程，否则并不容易仅使铜箔的单一表面氧化，使得一般氧化热处理后的铜箔双面都会形成氧化铜薄层；然而，由于进行接合热处理时，用于承载铜箔与陶瓷板的烧结载台也为陶瓷材质，当陶瓷板双面都要结合铜箔时，为避免氧化热处理后的铜箔与烧结载台接合，则必须采用单面铜箔的DBC烧结，但由于铜箔与陶瓷板热膨胀率的差异，完成单面铜箔DBC烧结后的半成品会形成严重翘曲状况，因此第二面铜箔的DBC烧结，需要使用特殊治具才能进行。
发明内容
本发明的主要目的，欲解决仅使铜箔单一表面氧化的背景技术制程繁杂的问题，而具有仅使铜箔单一表面氧化的制程简单的功效。
本发明的另一目的，则具有陶瓷板可双面同时覆铜而予以复合的功效。
本发明的又一目的，乃具有不需使用特殊治具即可进行制造双面覆铜陶瓷基板的功效。
为达上述功效，本发明提供：
一种单面热氧化铜箔的方法，其特征在于：将铜箔平贴于制程载板送入可控制含氧量的氧化热处理炉中，氧化热处理前半段在含氧量0ppm的高温环境中，致使铜箔因软化而贴紧制程载板，氧化热处理后半段在含氧量200ppm至500ppm的高温环境中，让铜箔的顶面因裸露在高温含氧的环境而形成均匀氧化铜薄层，铜箔的底面则因贴紧制程载板而不会接触到氧气，使得铜箔底面在高温环境中也不会热氧化。
所述的单面热氧化铜箔的方法，其中，制程载板材质选用氧化活性大于或等于铜的材质。
所述的单面热氧化铜箔的方法，其中，制程载板材质为铝或铁。
所述的单面热氧化铜箔的方法，其中，氧化热处理前半段进行5～30分钟，而使温度由室温逐渐增温至600～900℃，并在600～900℃恒温维持2～15分钟；氧化热处理后半段进行5～30分钟，而先在600～900℃恒温维持2～15分钟，再使温度由600～900℃逐渐降温至室温。
一种双面覆铜陶瓷基板的制造方法，其特征在于，包括：
a.铜箔单面热氧化步骤，将铜箔平贴于制程载板送入可控制含氧量的氧化热处理炉中，氧化热处理前半段在含氧量0ppm的高温环境中，致使铜箔因软化而贴紧制程载板，氧化热处理后半段在含氧量200ppm至500ppm的高温环境中，让铜箔的顶面因裸露在高温含氧的环境而形成均匀氧化铜薄层，铜箔的底面则因贴紧制程载板而不会接触到氧气，使得铜箔底面在高温环境中也不会热氧化；以及
b.陶瓷覆铜步骤，使用两片步骤a所制备的铜箔，而将两片铜箔的氧化铜薄层平贴于一陶瓷板的两表面，并于1063℃至1083℃的温度下进行接合热处理，而将两片铜箔结合于陶瓷板的两表面。
所述双面覆铜陶瓷基板的制造方法，其中，制程载板材质选用氧化活性大于或等于铜的材质。
所述双面覆铜陶瓷基板的制造方法，其中，制程载板材质为铝或铁。
所述双面覆铜陶瓷基板的制造方法，其中，氧化热处理前半段进行5～30分钟，而使温度由室温逐渐增温至600～900℃，并在600～900℃恒温维持2～15分钟；氧化热处理后半段进行5～30分钟，而先在600～900℃恒温维持2～15分钟，再使温度由600～900℃逐渐降温至室温。
一种双面覆铜陶瓷基板，其特征在于，使用前述方法予以制造，包括：
两片铜箔，先在含氧量0ppm的高温环境中，致使铜箔底面因软化而贴紧于制程载板，再于含氧量200ppm至500ppm的高温环境中，让铜箔仅有顶面因裸露在高温含氧的环境而形成均匀氧化铜薄层；以及
一片陶瓷板，将两片铜箔的氧化铜薄层平贴于两表面，并于1063℃至1083℃的温度下进行接合热处理，使得两片铜箔结合于陶瓷板的两表面。
如此，利用控制含氧量的简单方法，先让铜箔先在高温无氧的环境中，因软化而贴紧于制程载板，再使铜箔在高温含氧的环境中，而仅将其顶面形成均匀氧化铜薄层，制造出仅单一表面具有氧化铜薄层的铜箔。
附图说明
图1是本发明单面热氧化铜箔的方法的加热曲线图。
图2是本发明单面热氧化的铜箔的结构示意图。
图3是本发明双面覆铜陶瓷基板的结构示意图。
附图标记说明：10铜箔；11氧化铜薄层；20制程载板；30陶瓷板。
具体实施方式
首先，请参阅图1所示，本发明将铜箔单面热氧化的方法，是将铜箔平贴于铝材质或铁材质的制程载板，送入可控制含氧量的氧化热处理炉中进行氧化热处理，氧化热处理前半段在含氧量0ppm的高温环境中进行5～30分钟，让温度由室温逐渐增温至600～900℃，并在600～900℃恒温维持2～15分钟，致使铜箔因软化而贴紧制程载板；氧化热处理后半段在含氧量200ppm至500ppm的高温环境中进行5～30分钟，而先在600～900℃恒温维持2～15分钟，再使温度由600～900℃逐渐降温至室温，让铜箔的顶面因裸露在高温含氧的环境而形成均匀氧化铜薄层，铜箔的底面则因贴紧制程载板而不会接触到氧气，使得铜箔底面在高温环境中也不会热氧化。
接着，请参阅图2所示，使用上述方法让铜箔10先在含氧量0ppm的高温环境中，致使铜箔10底面因软化而贴紧于制程载板20，再于含氧量200ppm至500ppm的高温环境中，让铜箔顶面因裸露在高温含氧的环境而形成均匀氧化铜薄层11，以制造出仅单一表面具有氧化铜薄层11的铜箔10。
再者，请参阅图3所示，使用两片上述单一表面具有氧化铜薄层11的铜箔10，而将两片铜箔10的氧化铜薄层11平贴于一陶瓷板30的两表面，并于1063℃至1083℃的温度下进行接合热处理，而将两片铜箔10结合于陶瓷板30的两表面，以制造出覆铜陶瓷基板。
基于如是的技术，本发明先让铜箔10先在高温无氧的环境中，因软化而贴紧于制程载板20，再使铜箔10在高温含氧的环境中，仅将其顶面形成均匀氧化铜薄层11，利用控制含氧量的简单方法，即可制造出仅单一表面具有氧化铜薄层11的铜箔10，具有仅使铜箔的单一表面氧化的制程简单的功效；然而，单一表面氧化的铜箔10用于制造双面覆铜陶瓷基板时，具有陶瓷板可双面同时覆铜进行制造的功效，或是不需使用特殊治具即可进行制造的功效。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单面热氧化铜箔的方法，其特征在于：将铜箔平贴于制程载板送入可控制含氧量的氧化热处理炉中，氧化热处理前半段在含氧量0ppm的高温环境中，致使铜箔因软化而贴紧制程载板，氧化热处理后半段在含氧量200ppm至500ppm的高温环境中，让铜箔的顶面因裸露在高温含氧的环境而形成均匀氧化铜薄层，铜箔的底面则因贴紧制程载板而不会接触到氧气，使得铜箔底面在高温环境中也不会热氧化。
2.根据权利要求1所述的单面热氧化铜箔的方法，其特征在于，制程载板材质选用氧化活性大于或等于铜的材质。
3.根据权利要求2所述的单面热氧化铜箔的方法，其特征在于，制程载板材质为铝或铁。
4.根据权利要求1、2或3所述的单面热氧化铜箔的方法，其特征在于，氧化热处理前半段进行5～30分钟，而使温度由室温逐渐增温至600～900℃，并在600～900℃恒温维持2～15分钟；氧化热处理后半段进行5～30分钟，而先在600～900℃恒温维持2～15分钟，再使温度由600～900℃逐渐降温至室温。
5.一种双面覆铜陶瓷基板的制造方法，其特征在于，包括：
a.铜箔单面热氧化步骤，将铜箔平贴于制程载板送入可控制含氧量的氧化热处理炉中，氧化热处理前半段在含氧量0ppm的高温环境中，致使铜箔因软化而贴紧制程载板，氧化热处理后半段在含氧量200ppm至500ppm的高温环境中，让铜箔的顶面因裸露在高温含氧的环境而形成均匀氧化铜薄层，铜箔的底面则因贴紧制程载板而不会接触到氧气，使得铜箔底面在高温环境中也不会热氧化；以及
b.陶瓷覆铜步骤，使用两片步骤a所制备的铜箔，而将两片铜箔的氧化铜薄层平贴于一陶瓷板的两表面，并于1063℃至1083℃的温度下进行接合热处理，而将两片铜箔结合于陶瓷板的两表面。
6.根据权利要求5所述双面覆铜陶瓷基板的制造方法，其特征在于，制程载板材质选用氧化活性大于或等于铜的材质。
7.根据权利要求6所述双面覆铜陶瓷基板的制造方法，其特征在于，制程载板材质为铝或铁。
8.根据权利要求5、6或7所述双面覆铜陶瓷基板的制造方法，其特征在于，氧化热处理前半段进行5～30分钟，而使温度由室温逐渐增温至600～900℃，并在600～900℃恒温维持2～15分钟；氧化热处理后半段进行5～30分钟，而先在600～900℃恒温维持2～15分钟，再使温度由600～900℃逐渐降温至室温。
9.一种双面覆铜陶瓷基板，其特征在于，使用如权利要求5至8中任一项所述方法予以制造，包括：
两片铜箔，先在含氧量0ppm的高温环境中，致使铜箔底面因软化而贴紧于制程载板，再于含氧量200ppm至500ppm的高温环境中，让铜箔仅有顶面因裸露在高温含氧的环境而形成均匀氧化铜薄层；以及
一片陶瓷板，将两片铜箔的氧化铜薄层平贴于两表面，并于1063℃至1083℃的温度下进行接合热处理，使得两片铜箔结合于陶瓷板的两表面。
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