[发明专利]高导热陶瓷铝基覆铜板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝基覆铜板的制备方法，尤其涉及陶瓷铝基覆铜板的制备方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，新型电力电子器件的封装方向采用模块化，而其中导热的陶瓷覆铜板是关键材料。而陶瓷（AlN或Al₂O₃）覆铜板的生产常采用直接覆铜法DBC工艺，该工艺是利用铜和氧化亚铜在1064℃-1083℃之间产生Cu-Cu₂O共晶液相作为铜板和陶瓷板之间的粘结剂将二者覆接在一起。覆接后的陶瓷覆铜板的剥离强度达60N/cm以上，并具有良好的导热性、耐冷热冲击性、较高的使用温度等优点，适用于各种功率模块中的芯片衬底。

陶瓷覆铜板的生产主要有原材料清洗、铜片预氧化、叠加烧结等工序，其生产过程复杂且工艺复杂，对设备要求过高，目前的陶瓷覆铜板面积受到设备制约，大多只能生产180*180mm以下板材。并且陶瓷基板由于脆性大，在后续PCB加工中比较困难。

铝基覆铜板是继陶瓷基板延伸的一款导热产品，他排除了陶瓷基板工艺复杂不容易控制、脆性大不易加工和面积的制约，但是铝基板的结构是由铝板和铜箔之间靠一层薄薄的绝缘层来粘结，要想提高铝基板的导热性能，只有将绝缘层做的越薄越好，而绝缘层的厚薄同时决定了铝基覆铜板绝缘耐压效果。绝缘层做薄了，耐压性能就会降低，通常铝基覆铜板耐压为2KV/mm。

中国发明专利申请号CN201210238309.5公开了一种陶瓷铝基覆铜板的制备方法，该方法包括以下步骤：在铝板表面进行陶瓷化处理；在陶瓷铝板陶瓷面形成表面处理层；将经过表面处理的陶瓷铝板的陶瓷面涂覆高导热粘结层；将涂覆高导热层的陶瓷铝板与铜箔叠加，形成叠合体；将叠合体在真空热压机中进行热压，再进行冷压，制得陶瓷铝基覆铜板。本发明通过在陶瓷铝板上涂覆高导热粘结层，再复合铜箔，铜箔和陶瓷层具有优良的导热效果，粘结层和陶瓷层具有优良的绝缘效果，耐压能力也得到提升，普通铝基板的耐压为2KV/mm，而本发明提供方法制备的铝基陶瓷覆铜板耐压能达到10-40KV/mm。该方法虽然提升了导热效果和耐压能力，但却是以增加陶瓷铝基覆铜板的厚度、提高生产成本为前提的，具体应用起来仍具有一定局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的铝基陶瓷覆铜板的制备方法会增加厚度。提高生产成本，为此提供一种高导热陶瓷铝基覆铜板的制备方法。

本发明的技术方案是：高导热陶瓷铝基覆铜板的制备方法，它包括以下步骤：（1）、铝板预处理：在铝板上均匀涂覆一层厚度为2-4mm的复合涂料并在220-240℃下烘干，所述复合涂料包括按重量份计：10-20份中性硅酮胶、4-6份蓖麻油聚氧乙烯醚和4-8份石油磺酸钠；（2）、铝板陶瓷化处理：用喷枪将陶瓷瓷釉均匀的喷涂在铝板上，再以350-370℃加固20-30 min，形成陶瓷化铝板，所述陶瓷瓷釉包括按重量份计：2-4份氧化铝、28-33份二氧化硅、7-10份二氧化钛、6-8份氧化硼和3-5份微晶纤维素，所述瓷釉喷涂厚度为2-8μm；（3）、涂覆粘结层：在陶瓷化后的铝板表面涂覆粘结层，所述粘结层包括按重量份计10-20份聚氨基甲酸酯、10-20份粒径为10-20nm的氧化锆和6-10份粒径为15-30nm的氧化钙；（4）、叠合热压：将涂覆粘结层的陶瓷铝板与铜箔叠加，形成叠合体将叠合体在真空热压机中进行热压，再进行冷压既得成品，所述真空热压机热压温度控制在100-120℃，热压时间控制在10-15min。

本发明的有益效果是先对铝板进行预处理，再对铝板进行陶瓷化处理，颠覆了传统制备工艺，采取的复合涂料具有优异的导热性能和绝缘性能，降低绝缘层的厚度，降低生产成本，提高经济效益。

具体实施方式