TWI729703B - 覆銅陶瓷的製造方法及其複合板 - Google Patents
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Abstract
本發明有關一種雙面覆銅陶瓷基板之製造方法，包括：a.銅箔單面熱氧化步驟，將銅箔平貼於製程載板送入可控制含氧量的氧化熱處理爐中，氧化熱處理前半段在含氧量0ppm的高溫環境中，致使銅箔因軟化而貼緊製程載板，氧化熱處理後半段在含氧量200ppm至500ppm的高溫環境中，讓銅箔的頂面因裸露在高溫含氧的環境而形成均勻氧化銅薄層，銅箔的底面則因貼緊製程載板而不會接觸到氧氣，使得銅箔底面在高溫環境中也不會熱氧化；以及b.陶瓷覆銅步驟，使用兩片步驟a所製備之銅箔，而將兩片銅箔之氧化銅薄層平貼於一陶瓷板之兩表面，並於1063℃至1083℃的溫度下進行接合熱處理，而將兩片銅箔結合於陶瓷板之兩表面。藉此，具有陶瓷板可雙面同時覆銅而予以複合之功效。
Description
本發明有關一種覆銅陶瓷的製造方法及其複合板，尤指一種利用控制含氧量致使銅箔僅單一表面具有氧化銅薄層，再將僅單一表面具有氧化銅薄層之銅箔複合於陶瓷板之設計者。
按，使用直接銅接合技術(Direct Bonded Copper，簡稱DBC)所製造的覆銅陶瓷基板，是將一塊已有一層薄氧化銅的銅箔與陶瓷板密貼，並於1063℃至1083℃的溫度下進行接合熱處理，而將銅箔結合於陶瓷板表面。
再按，習知使銅箔表面形成氧化銅薄層的氧化熱處理過程，除非經過繁雜的製程，否則並不容易僅使銅箔的單一表面氧化，使得一般氧化熱處理後的銅箔雙面都會形成氧化銅薄層；然而，由於進行接合熱處理時，用於承載銅箔與陶瓷板的燒結載台亦為陶瓷材質，當陶瓷板雙面都要結合銅箔時，為避免氧化熱處理後的銅箔與燒結載台接合，則必須採用單面銅箔的DBC燒結，但由於銅箔與陶瓷板熱膨脹率的差異，完成單面銅箔DBC燒結後的半成品會形成嚴重翹曲狀況，因此第二面銅箔的DBC燒結，需要使用特殊治具才能進行。
本發明之主要目的，欲解決僅使銅箔單一表面氧化的先前技術製程繁雜之問題，而具有僅使銅箔單一表面氧化的製程簡單之功效。
本發明之另一目的，則具有陶瓷板可雙面同時覆銅而予以複合之功效。
本發明之又一目的，乃具有不需使用特殊治具即可進行製造雙面覆銅陶瓷基板之功效。
為達上述功效，本發明單面熱氧化銅箔之方法，是將銅箔平貼於製程載板送入可控制含氧量的氧化熱處理爐中，氧化熱處理前半段在含氧量0ppm的高溫環境中，致使銅箔因軟化而貼緊製程載板，氧化熱處理後半段在含氧量200ppm至500ppm的高溫環境中，讓銅箔的頂面因裸露在高溫含氧的環境而形成均勻氧化銅薄層，銅箔的底面則因貼緊製程載板而不會接觸到氧氣，使得銅箔底面在高溫環境中也不會熱氧化。
本發明雙面覆銅陶瓷基板之製造方法，包括：a.銅箔單面熱氧化步驟，將銅箔平貼於製程載板送入可控制含氧量的氧化熱處理爐中，氧化熱處理前半段在含氧量0ppm的高溫環境中，致使銅箔因軟化而貼緊製程載板，氧化熱處理後半段在含氧量200ppm至500ppm的高溫環境中，讓銅箔的頂面因裸露在高溫含氧的環境而形成均勻氧化銅薄層，銅箔的底面則因貼緊製程載板而不會接觸到氧氣，使得銅箔底面在高溫環境中也不會熱氧化；以及b.陶瓷覆銅步驟，使用兩片步驟a所製備之銅箔，而將兩片銅箔之氧化銅薄層平貼於一陶瓷板之
兩表面，並於1063℃至1083℃的溫度下進行接合熱處理，而將兩片銅箔結合於陶瓷板之兩表面。
此外，製程載板材質選用氧化活性大於等於銅的材質，其中，製程載板材質為鐵；再者，氧化熱處理前半段進行5~30分鐘，而使溫度由室溫逐漸增溫至600~900℃，並在600~900℃恆溫維持2~15分鐘；氧化熱處理後半段進行5~30分鐘，而先在600~900℃恆溫維持2~15分鐘，再使溫度由600~900℃逐漸降溫至室溫。
本發明之雙面覆銅陶瓷基板，使用上述方法予以製造，包括：兩片銅箔，先在含氧量0ppm的高溫環境中，致使銅箔底面因軟化而貼緊於製程載板，再於含氧量200ppm至500ppm的高溫環境中，讓銅箔僅有頂面因裸露在高溫含氧的環境而形成均勻氧化銅薄層；以及一片陶瓷板，將兩片銅箔之氧化銅薄層平貼於兩表面，並於1063℃至1083℃的溫度下進行接合熱處理，使得兩片銅箔結合於陶瓷板之兩表面。
藉此，利用控制含氧量的簡單方法，先讓銅箔先在高溫無氧的環境中，因軟化而貼緊於製程載板，再使銅箔在高溫含氧的環境中，而僅將其頂面形成均勻氧化銅薄層，製造出僅單一表面具有氧化銅薄層之銅箔。
10:銅箔
11:氧化銅薄層
20:製程載板
30:陶瓷板
〔圖1〕係本發明單面熱氧化銅箔之方法的加熱曲線圖。
〔圖2〕係本發明單面熱氧化之銅箔的結構示意圖。
〔圖3〕係本發明雙面覆銅陶瓷基板的結構示意圖。
首先，請參閱〔圖1〕所示，本發明將銅箔單面熱氧化之方法，是將銅箔平貼於鐵材質的製程載板，送入可控制含氧量的氧化熱處理爐中進行氧化熱處理，氧化熱處理前半段在含氧量0ppm的高溫環境中進行5~30分鐘，讓溫度由室溫逐漸增溫至600~900℃，並在600~900℃恆溫維持2~15分鐘，致使銅箔因軟化而貼緊製程載板；氧化熱處理後半段在含氧量200ppm至500ppm的高溫環境中進行5~30分鐘，而先在600~900℃恆溫維持2~15分鐘，再使溫度由600~900℃逐漸降溫至室溫，讓銅箔的頂面因裸露在高溫含氧的環境而形成均勻氧化銅薄層，銅箔的底面則因貼緊製程載板而不會接觸到氧氣，使得銅箔底面在高溫環境中也不會熱氧化。
接著，請參閱〔圖2〕所示，使用上述方法讓銅箔10先在含氧量0ppm的高溫環境中，致使銅箔10底面因軟化而貼緊於製程載板20，再於含氧量200ppm至500ppm的高溫環境中，讓銅箔頂面因裸露在高溫含氧的環境而形成均勻氧化銅薄層11，藉以製造出僅單一表面具有氧化銅薄層11之銅箔10。
再者，請參閱〔圖3〕所示，使用兩片上述單一表面具有氧化銅薄層11之銅箔10，而將兩片銅箔10之氧化銅薄層11平貼於一陶瓷板30之兩表面，並於1063℃至1083℃的溫度下進行接合熱處理，而將兩片銅箔10結合於陶瓷板30之兩表面，藉以製造出覆銅陶瓷基板。
基於如是之技術，本發明先讓銅箔10先在高溫無氧的環境中，因軟化而貼緊於製程載板20，再使銅箔10在高溫含氧的環境中，僅將其頂面形成均勻氧化銅薄層11，利用控制含氧量的簡單方法，即可製造出僅單一表面具有氧化銅薄層11之銅箔10，具有僅使銅箔的單一表面氧化的製程簡單之功效；然而，單一表面氧化的銅箔10用於製造雙面覆銅陶瓷基板時，具有陶瓷板可雙面同時覆銅進行製造之功效，或是不需使用特殊治具即可進行製造之功效。
綜上所述，本發明所揭示之技術手段，確具「新穎性」、「進步性」及「可供產業利用」等發明專利要件，祈請 鈞局惠賜專利，以勵發明，無任德感。
惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本發明之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。
Claims (7)
- 一種單面熱氧化銅箔之方法，將銅箔平貼於製程載板送入可控制含氧量的氧化熱處理爐中，氧化熱處理前半段在含氧量0ppm的高溫環境中進行5~30分鐘，而使溫度由室溫逐漸增溫至600~900℃，並在600~900℃恆溫維持2~15分鐘，致使銅箔因軟化而貼緊製程載板，氧化熱處理後半段在含氧量200ppm至500ppm的高溫環境中進行5~30分鐘，而先在600~900℃恆溫維持2~15分鐘，再使溫度由600~900℃逐漸降溫至室溫，讓銅箔的頂面因裸露在高溫含氧的環境而形成均勻氧化銅薄層，銅箔的底面則因貼緊製程載板而不會接觸到氧氣，使得銅箔底面在高溫環境中也不會熱氧化。
- 如申請專利範圍第1項所述之銅箔單面熱氧化方法，其中，製程載板材質選用氧化活性大於等於銅的材質。
- 如申請專利範圍第2項所述之銅箔單面熱氧化方法，其中，製程載板材質為鐵。
- 一種雙面覆銅陶瓷基板之製造方法，包括：a.銅箔單面熱氧化步驟，將銅箔平貼於製程載板送入可控制含氧量的氧化熱處理爐中，氧化熱處理前半段在含氧量0ppm的高溫環境中進行5~30分鐘，而使溫度由室溫逐漸增溫至600~900℃，並在600~900℃恆溫維持2~15分鐘，致使銅箔因軟化而貼緊製程載板，氧化熱處理後半段在含氧量200ppm至500ppm的高溫環境中進行5~30分鐘，而先在600~900℃恆溫維持2~15分鐘，再使溫度由600~900℃逐漸降溫至室溫，讓銅箔的頂面因裸露在高溫含氧的環境而形成均勻氧化銅薄層， 銅箔的底面則因貼緊製程載板而不會接觸到氧氣，使得銅箔底面在高溫環境中也不會熱氧化；以及b.陶瓷覆銅步驟，使用兩片步驟a所製備之銅箔，而將兩片銅箔之氧化銅薄層平貼於一陶瓷板之兩表面，並於1063℃至1083℃的溫度下進行接合熱處理，而將兩片銅箔結合於陶瓷板之兩表面。
- 如申請專利範圍第5項所述雙面覆銅陶瓷基板之製造方法，其中，製程載板材質選用氧化活性大於等於銅的材質。
- 如申請專利範圍第6項所述雙面覆銅陶瓷基板之製造方法，其中，製程載板材質為鐵。
- 一種雙面覆銅陶瓷基板，使用申請專利範圍第5至8項任一項所述方法予以製造，包括：兩片銅箔，先在含氧量0ppm的高溫環境中，致使銅箔底面因軟化而貼緊於製程載板，再於含氧量200ppm至500ppm的高溫環境中，讓銅箔僅有頂面因裸露在高溫含氧的環境而形成均勻氧化銅薄層；以及一片陶瓷板，將兩片銅箔之氧化銅薄層平貼於兩表面，並於1063℃至1083℃的溫度下進行接合熱處理，使得兩片銅箔結合於陶瓷板之兩表面。
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| TW109105027A TWI729703B (zh) | 2020-02-17 | 2020-02-17 | 覆銅陶瓷的製造方法及其複合板 |
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Publications (2)
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| TWI729703B true TWI729703B (zh) | 2021-06-01 |
| TW202132240A TW202132240A (zh) | 2021-09-01 |
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| TW (1) | TWI729703B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1653016A (zh) * | 2002-05-15 | 2005-08-10 | 于尔根·舒尔策-哈德 | 用于制造铜陶瓷复合基片的方法 |
| CN102452843A (zh) * | 2010-10-30 | 2012-05-16 | 比亚迪股份有限公司 | 一种氧化铝陶瓷覆铜板及其制备方法 |
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- 2020-02-17 TW TW109105027A patent/TWI729703B/zh active
Patent Citations (2)
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| CN102452843A (zh) * | 2010-10-30 | 2012-05-16 | 比亚迪股份有限公司 | 一种氧化铝陶瓷覆铜板及其制备方法 |
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| TW202132240A (zh) | 2021-09-01 |
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