本發(fā)明涉及半導(dǎo)體基板制備工藝，具體是一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法。

背景技術(shù)：

1、氮化鋁瓷片覆銅陶瓷載板技術(shù)(aln-dbc)是一種在氮化鋁陶瓷表面直接焊敷銅箔的技術(shù)。該技術(shù)制作的基板既具有氮化鋁陶瓷的高導(dǎo)熱特性，又具有銅箔的高導(dǎo)電特性，適用于大功率電力電子模塊。其制作工藝流程如下：1.將aln基片進(jìn)行清洗和表面處理；2.將銅箔進(jìn)行清洗和預(yù)處理；3.將處理后的銅箔置于aln基片上，放入高溫擴(kuò)散爐中；4.燒焊：在氮?dú)夥諊?，加熱?065-1070℃，使銅箔直接焊敷在aln基板上；5.后處理：將焊接后的基板進(jìn)行后處理，如檢驗(yàn)、清洗等。

2、dbc用氮化鋁瓷片的表面處理技術(shù)主要包括高溫氧化、界面偶聯(lián)劑處理等。其中，高溫氧化是在空氣氣氛中，將氮化鋁陶瓷基板加熱至高溫，使其表面形成一層結(jié)構(gòu)均勻且附著牢固的氧化鋁層。這種方法雖然簡單，但能耗高、周期長?，F(xiàn)在亟需一種操作簡單，能耗低，周期短的氮化鋁的表面處理工藝。

3、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，包括以下步驟：將氮化鋁瓷片進(jìn)行超聲水洗，超聲水洗結(jié)束后進(jìn)行活化處理，再將活化處理后的氮化鋁瓷片進(jìn)行烘干，烘干后將氮化鋁瓷片流轉(zhuǎn)至馬弗爐中進(jìn)行氧化，氧化結(jié)束后再次進(jìn)行超聲水洗，得到成品。

4、較為優(yōu)化地，超聲水洗工藝參數(shù)：超聲波功率為600-1200w，頻率為30-50hz。

5、較為優(yōu)化地，活化處理工藝為首先放置氮化鋁瓷片，再將銅粉敷粉至氮化鋁瓷片表面，再經(jīng)加熱、干燥，結(jié)束活化處理工藝。

6、較為優(yōu)化地，敷粉工段采用濕法敷粉，敷粉的物料顆粒度為20-40μm。

7、較為優(yōu)化地，敷粉采用銅粉，銅粉各組分用量為：以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，cu的含量為99.9wt％，o的含量為0.04wt％，h2o的含量小于0.03wt％，酸不溶物的含量小于0.04wt％，余量為fe；在濕法敷粉的過程中還需要使用輔助膠，輔助膠由8％氧化鋁、0.5％氰基丙烯酸酯粘合劑和91.5％水組成。

8、較為優(yōu)化地，敷粉參數(shù)：帶速為4.5-6.6hz，烘干溫度為110-125℃，進(jìn)料壓力為0.2-0.3mpa，噴嘴壓力為0.2-0.3mpa，單次敷粉量為0.4-0.7g/mm2，敷粉1-3次。

9、較為優(yōu)化地，加熱工段采用三段式電加熱，第一組溫度范圍為150-200℃，第二組和第三組溫度范圍為200-250℃。

10、較為優(yōu)化地，干燥工段采用三段式分段干燥，三組獨(dú)立的加熱溫區(qū)，均可獨(dú)立控制，且設(shè)置有冷風(fēng)冷卻裝置，并設(shè)有排風(fēng)管道和排風(fēng)口。

11、較為優(yōu)化地，烘干工藝參數(shù)：氮化鋁瓷片間的間距為1.5-4.0cm，烘干段溫度為90-110℃，烘干時間為200-300s。

12、較為優(yōu)化地，氧化工藝參數(shù)：設(shè)置氮化鋁瓷片間的間距1.0-2.0cm；氧化過程包括升溫段、保溫段、降溫段；升溫段為兩段升溫，第一段從25-30℃到1000℃，升溫斜率為3-10℃/min，第二段是從1000℃升溫到1000-1200℃，升溫斜率9-15℃/min；保溫段的保溫時間100min-180min；降溫段也分為兩段，第一段為自然降溫階段，終點(diǎn)溫度300℃，第二段繼續(xù)降溫至25-30℃。

13、本發(fā)明的有益效果：

14、本發(fā)明通過對氮化鋁瓷片依次進(jìn)行超聲水洗、活化處理、烘干處理、氧化處理、超聲水洗，制備得到經(jīng)氧化后的氮化鋁瓷片。該處理方法操作簡單，能耗低，周期短，在半導(dǎo)體基板制備工藝技術(shù)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

15、本發(fā)明的優(yōu)勢在于：1.本發(fā)明設(shè)置的超聲清洗工藝在保證瓷片足夠潔凈的前提下，防止了瓷片的水解，避免瓷片在超聲下導(dǎo)致的破損和表面氧化層的脫落；

16、2.本發(fā)明采用特殊的敷粉工藝對瓷片表面進(jìn)行再加工，引入更多的cu元素，增強(qiáng)瓷片表面活性，在后續(xù)瓷片氧化過程中，可引入更多的氧元素，更利于燒結(jié)時共晶溶液的生成，極大的提高了界面的浸潤性；

17、3.通過設(shè)置不同的溫區(qū)來確保瓷片高溫下不會因?yàn)闇囟炔町悓?dǎo)致瓷片裂紋、破損的發(fā)生，合適的升溫速率也有助于在氮化鋁表面生成均勻致密的氧化鋁層，且該氧化鋁層跟氧化鋁陶瓷的成分和微觀結(jié)構(gòu)基本相同。此外，通過設(shè)置適宜的間距可以確保瓷片的每一個位置都得到充分的氧化，不會因?yàn)榭臻g問題導(dǎo)致氧化不均的現(xiàn)象。

技術(shù)特征：

1.一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，其特征在于：包括以下步驟：將氮化鋁瓷片進(jìn)行超聲水洗，超聲水洗結(jié)束后進(jìn)行活化處理，再將活化處理后的氮化鋁瓷片進(jìn)行烘干，烘干后將氮化鋁瓷片流轉(zhuǎn)至馬弗爐中進(jìn)行氧化，氧化結(jié)束后再次進(jìn)行超聲水洗，得到成品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，其特征在于：超聲水洗工藝參數(shù)：超聲波功率為600-1200w，頻率為30-50hz。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，其特征在于：活化處理工藝為首先放置氮化鋁瓷片，再將銅粉敷粉至氮化鋁瓷片表面，再經(jīng)加熱、干燥，結(jié)束活化處理工藝。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，其特征在于：敷粉工段采用濕法敷粉，敷粉的物料顆粒度為20-40μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，其特征在于：敷粉采用銅粉，銅粉各組分用量為：以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，cu的含量為99.9wt％，o的含量為0.04wt％，h2o的含量小于0.03wt％，酸不溶物的含量小于0.04wt％，余量為fe；在濕法敷粉的過程中還需要使用輔助膠，輔助膠由8％氧化鋁、0.5％氰基丙烯酸酯粘合劑和91.5％水組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，其特征在于：敷粉參數(shù)：帶速為4.5-6.6hz，烘干溫度為110-125℃，銅粉進(jìn)料壓力為0.2-0.3mpa，噴嘴壓力為0.2-0.3mpa，單次敷粉量為0.4-0.7g/mm2，敷粉1-3次。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，其特征在于：加熱工段采用三段式電加熱，第一組溫度范圍為150-200℃，第二組和第三組溫度范圍為200-250℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，其特征在于：烘干工藝參數(shù)：氮化鋁瓷片間的間距為1.5-4.0cm，烘干段溫度為90-110℃，烘干時間為200-300s。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種dcb氮化鋁瓷片氧化方法，其特征在于：氧化工藝參數(shù)：設(shè)置氮化鋁瓷片間的間距為1.0-2.0cm；氧化過程包括升溫段、保溫段、降溫段；升溫段為兩段升溫，第一段從25-30℃到1000℃，升溫斜率為3-10℃/min，第二段是從1000℃升溫到1000-1200℃，升溫斜率9-15℃/min；保溫段的保溫時間100min-180min；降溫段也分為兩段，第一段為自然降溫階段，終點(diǎn)溫度300℃，第二段繼續(xù)降溫至25-30℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體基板制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種DCB氮化鋁瓷片氧化方法。本發(fā)明通過對氮化鋁瓷片依次進(jìn)行超聲水洗、活化處理、烘干處理、氧化處理、超聲水洗，制備得到經(jīng)氧化后的氮化鋁瓷片。該處理方法操作簡單，能耗低，周期短，在半導(dǎo)體基板制備工藝技術(shù)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：李炎,蔡俊,曹海洋,王子成,孫甜,張進(jìn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇富樂華半導(dǎo)體科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2