專利名稱：陶瓷覆銅基板及其制造方法
技術領域：
本發明屬于半導體制造領域，涉及半導體制冷器、發電模塊、功率半導體，特別是大電流元件的應用，特別是一種陶瓷覆銅基板及其制造方法。
背景技術：
在陶瓷直接覆銅(DBC)產品中，因為受到兩種材料的不同的熱膨脹系數的制約，銅片的厚度是不能超過陶瓷厚度(針對雙面覆銅產品)。隨著科技發展，功率產品對電流要求越來越大，但是受到熱膨脹系數以及陶瓷的韌度的制約，當燒結銅片厚度超過陶瓷厚度時陶瓷片就會產生裂紋，絕緣性能，機械強度等下降甚至產品失去功能。傳統制作方法已經不能生產厚度比例Cu: ceramtec≥I: I的


發明內容
本發明的目的在于提供一種適應大電流密度的要求的陶瓷覆銅基板及其制造方法。本發明陶瓷覆銅基板，包括:陶瓷基板；第一銅片，所述第一銅片設置在所述陶瓷基板的一側；第二銅片，所述第二銅片設置在所述陶瓷基板的另一側；第三銅片，所述第三銅片設置在所述陶瓷基板的一側，所述第三銅片與所述第二銅片同側，所述第三銅片設置在所述第二銅片的外側；第四銅片，所述第四銅片設置在所述陶瓷基板的一側，所述第四銅片與所述第一銅片同側，所述第四銅片設置在所述第一銅片的外側。所述第一銅片、所述第二銅片、所述第三銅片及所述第四銅片的表面包裹氧化亞銅。所述第一銅片、所述第二銅片、所述第三銅片及所述第四銅片的厚度為0.3_。所述陶瓷基板的厚度為0.38mm。陶瓷覆銅基板制造方法，包括如下步驟:第一步，用清洗液對陶瓷基板及銅片進行清洗；第二步，對銅片進行氧化；第三步，將第一銅片、第二銅片、第三銅片及第四銅片依次燒結到陶瓷基板上。所述清洗液為酸堿溶液或去離子水。所述第一銅片及所述第二銅片采用加熱氧化法，氧化溫度為500°C 1000°C，氧化時間為15min 30min，氧化氣氛為氮氣保護下的氧化氣氛，其中氧含量為50ppm 300ppm。所述第三銅片及所述第四銅片采用加熱氧化法,氧化溫度為500°C 1000°C,氧化時間為5min 30min,氧化氣氛為氮氣保護下的氧化氣氛,其中氧含量為50ppm 300ppm。所述第一銅片的燒結溫度為1065°C 1080°C,燒結時間為15min 35min,氣氛為氮氣保護的氧化氣氛，其中氧含量為5ppm 50ppm。所述第二銅片的燒結溫度為1065°C 1075°C,燒結時間為15min 35min,氣氛為氮氣保護的氧化氣氛,其中氧含量為5ppm 50ppm。所述第三銅片及所述第四銅片的燒結溫度為1065°C 1080°C,燒結時間為15min 35min,氣氛為氮氣保護的氧化氣氛,其中氧含量為5ppm lOppm。本發明陶瓷覆銅基板及其制造方法滿足特殊產品要求的大電流通過，厚銅DBC可以滿足大電流通過，適合一些特殊產品要求的電流。


圖1為本發明陶瓷覆銅基板結構示意圖；圖2為本發明陶瓷覆銅基板制造方法步驟框圖；本發明陶瓷覆銅基板及其制造方法附圖中附圖標記說明:1-陶瓷基板2-第一銅片3-第二銅片4_第二銅片5_第四銅片
具體實施例方式下面結合附圖對本發明陶瓷覆銅基板及其制造方法作進一步詳細說明。如圖1所示，本發明陶瓷覆銅基板，包括:陶瓷基板I ;第一銅片2，第一銅片2設置在陶瓷基板I的一側；第二銅片3，第二銅片3設置在陶瓷基板I的另一側；第三銅片4，第三銅片4設置在陶瓷基板I的一側，第三銅片4與第二銅片3同側，第三銅片4設置在第二銅片3的外側；第四銅片5，第四銅片5設置在陶瓷基板I的一側，第四銅片5與第一銅片2同側，第四銅片5設置在第一銅片2的外側。第一銅片2、第二銅片3、第三銅片4及第四銅片5的表面包裹氧化亞銅。第一銅片2、第二銅片3、第三銅片4及第四銅片5的厚度為0.3mm。陶瓷基板I的厚度為0.38mm。如圖2所示，陶瓷覆銅基板制造方法，包括如下步驟:第一步，用酸堿溶液、去離子水對銅片及陶瓷基板I進行清洗，去除表面的雜質。第二步,用加熱氧化對銅片進行加熱處理。氧化溫度設定為500°C 1000°C,第一銅片2及第二銅片3的氧化時間15min 30min,第三銅片4及第四銅片5的氧化時間5min 30min,氧化氣氛為氮氣保護下的氧化氣氛,氧含量為50ppm 300ppm。第三步，將第一銅片2燒結到陶瓷基板I上，溫度設定為1065°C 1080°C，燒結時間為15min 35min,氣氛為氮氣保護的氧化氣氛,氧含量為5ppm 50ppm。將第二銅片3燒結到陶瓷基板I的另外一個側面上，溫度設定為1065°C 1075°C,燒結時間為15min 35min,氣氛為氮氣保護的氧化氣氛,氧含量為5ppm 50ppm。將第三銅片4燒結到陶瓷基板I上，設置在第二銅片3的外側，溫度設定為1065 °C 1080°C，燒結時間為15min 35min，氣氛為氮氣保護的氧化氣氛，氧含量為5ppm IOppm0將第四銅片5燒結到陶瓷基板I上，設置在第一銅片2的外側，溫度設定為1065 °C 1080°C，燒結時間為15min 35min，氣氛為氮氣保護的氧化氣氛，氧含量為5ppm IOppm0本發明陶瓷覆銅基板及其制造方法滿足特殊產品要求的大電流通過，厚銅DBC可以滿足大電流通過，適合一些特殊產品要求的電流。以上已對本發明創造的較佳實施例進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明創造精神的前提下還可作出種種的等同的 變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。
權利要求
1.陶瓷覆銅基板，其特征在于，包括: 陶瓷基板； 第一銅片，所述第一銅片設置在所述陶瓷基板的一側； 第二銅片，所述第二銅片設置在所述陶瓷基板的另一側； 第三銅片，所述第三銅片設置在所述陶瓷基板的一側，所述第三銅片與所述第二銅片同側，所述第三銅片設置在所述第二銅片的外側； 第四銅片，所述第四銅片設置在所述陶瓷基板的一側，所述第四銅片與所述第一銅片同側，所述第四銅片設置在所述第一銅片的外側。
2.根據權利要求1所述的陶瓷覆銅基板，其特征在于，所述第一銅片、所述第二銅片、所述第三銅片及所述第四銅片的表面包裹氧化亞銅。
3.根據權利要求1或2所述的陶瓷覆銅基板，其特征在于，所述第一銅片、所述第二銅片、所述第三銅片及所述第四銅片的厚度為0.3_。
4.根據權利要求1所述的陶瓷覆銅基板，其特征在于，所述陶瓷基板的厚度為0.38mm。
5.陶瓷覆銅基板制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步，用清洗液對陶瓷基板及銅片進行清洗； 第二步,對銅片進行氧化； 第三步，將第一銅片、第二銅片、第三銅片及第四銅片依次燒結到陶瓷基板上。
6.根據權利要求5所述的陶瓷覆銅基板制造方法，其特征在于，所述清洗液為酸堿溶液或去離子水。
7.根據權利要求5所述的陶瓷覆銅基板制造方法，其特征在于，所述第一銅片及所述第二銅片采用加熱氧化法，氧化溫度為500°C 1000°C,氧化時間為15min 30min,氧化氣氛為氮氣保護下的氧化氣氛，其中氧含量為50ppm 300ppm。
8.根據權利要求5所述的陶瓷覆銅基板制造方法，其特征在于，所述第三銅片及所述第四銅片采用加熱氧化法，氧化溫度為500°C 1000°C,氧化時間為5min 30min,氧化氣氛為氮氣保護下的氧化氣氛，其中氧含量為50ppm 300ppm。
9.根據權利要求5所述的陶瓷覆銅基板制造方法，其特征在于，所述第一銅片的燒結溫度為1065°C 1080°C,燒結時間為15min 35min,氣氛為氮氣保護的氧化氣氛,其中氧含量為5ppm 50ppm。
10.根據權利要求5所述的陶瓷覆銅基板制造方法，其特征在于，所述第二銅片的燒結溫度為1065°C 1075°C，燒結時間為15min 35min，氣氛為氮氣保護的氧化氣氛，其中氧含量為5ppm 50ppm。
11.根據權利要求5所述的陶瓷覆銅基板制造方法，其特征在于，所述第三銅片及所述第四銅片的燒結溫度為1065°C 1080°C,燒結時間為15min 35min,氣氛為氮氣保護的氧化氣氛，其中氧含量為5ppm lOppm。
全文摘要
本發明陶瓷覆銅基板，包括陶瓷基板；第一銅片，第一銅片設置在陶瓷基板的一側；第二銅片，第二銅片設置在陶瓷基板的另一側；第三銅片，第三銅片設置在陶瓷基板的一側，第三銅片與第二銅片同側，第三銅片設置在第二銅片的外側；第四銅片，第四銅片設置在陶瓷基板的一側，第四銅片與第一銅片同側，第四銅片設置在第一銅片的外側。第一銅片、第二銅片、第三銅片及第四銅片的表面包裹氧化亞銅。第一銅片、第二銅片、第三銅片及第四銅片的厚度為0.3mm。陶瓷基板的厚度為0.38mm。本發明滿足特殊產品要求的大電流通過，厚銅DBC可以滿足大電流通過，適合一些特殊產品要求的電流。
文檔編號H01L23/15GK103117256SQ201110365058
公開日2013年5月22日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者張繼東, 賀賢漢 申請人:上海申和熱磁電子有限公司