本發(fā)明屬于基板覆銅，涉及一種覆銅陶瓷基板的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，大功率led的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，同時(shí)隨著led功率的增大，其散熱問(wèn)題也變得越發(fā)突出。通常情況下，隨著led芯片內(nèi)部的溫度(結(jié)溫)的升高，led器件的光效和使用壽命均會(huì)下降，而當(dāng)結(jié)溫超過(guò)125℃時(shí)，led甚至?xí)霈F(xiàn)失效。

2、由于技術(shù)條件的限制，現(xiàn)階段led的發(fā)光轉(zhuǎn)換效率僅為20％-30％左右，余下的能量大部分都轉(zhuǎn)換為熱能而被耗散掉。對(duì)大功率led來(lái)說(shuō)，這些熱量如果聚集在芯片內(nèi)部而不及時(shí)導(dǎo)出，則會(huì)使led發(fā)光效率降低，更嚴(yán)重的還會(huì)影響led的壽命，因此，提供一種低熱阻、高導(dǎo)熱、高可靠性的散熱基板是解決目前l(fā)ed封裝系統(tǒng)中的關(guān)鍵。

3、直接鍍銅技術(shù)(dpc)是目前大功率led散熱基板的主流技術(shù)。其工藝方法是預(yù)先在陶瓷基板表面濺射種子層，然后通過(guò)曝光、顯影、蝕刻工藝實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路圖案，最后再通過(guò)電鍍或化學(xué)鍍方式增加銅層厚度完成最終dpc基板制備。然而，dpc工藝是利用金屬銅層、種子層與陶瓷層之間的機(jī)械咬合實(shí)現(xiàn)相互結(jié)合，屬于物理結(jié)合，存在結(jié)合強(qiáng)度低的問(wèn)題；另外，金屬層與陶瓷層在冷熱循環(huán)時(shí)易產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致金屬與陶瓷間出現(xiàn)剝離失效的問(wèn)題。

4、綜上所述，提供一種高可靠性及高結(jié)合強(qiáng)度的覆銅陶瓷基板的制備方法，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種覆銅陶瓷基板的制備方法，所述制備方法提高了銅層與陶瓷基板的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)有效減緩金屬薄銅層與陶瓷基板間在冷熱循環(huán)時(shí)的應(yīng)力集中，提高覆銅陶瓷基板可靠性。

2、為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種覆銅陶瓷基板的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

4、(1)在陶瓷基板的兩側(cè)表面涂布金屬改性層，而后進(jìn)行燒結(jié)處理；

5、所述燒結(jié)處理的溫度為800-900℃，例如可以是810℃、820℃、830℃、840℃、850℃、860℃、870℃、880℃或890℃等，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用；

6、(2)在步驟(1)燒結(jié)處理后的金屬改性層的表面鍍銅層，而后進(jìn)行釬焊處理，制得所述覆銅陶瓷基板。

7、本發(fā)明提供覆銅陶瓷基板的制備方法，通過(guò)在陶瓷基板的兩側(cè)表面涂布金屬改性層，而后進(jìn)行燒結(jié)處理，最后通過(guò)釬焊處理接合銅層，使得銅層與陶瓷基板的結(jié)合更容易實(shí)現(xiàn)，提高了銅層與陶瓷基板的結(jié)合強(qiáng)度；同時(shí)通過(guò)設(shè)置金屬改性層，有效減緩金屬薄銅層與陶瓷基板間在冷熱循環(huán)時(shí)的應(yīng)力集中，提高覆銅陶瓷基板可靠性。

8、值得說(shuō)明的是，通過(guò)控制涂布金屬改性層后燒結(jié)溫度范圍，不僅有助于形成有效的活性金屬改性層，還有助于增加金屬改性層與陶瓷基板的結(jié)合強(qiáng)度。

9、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述陶瓷基板的材質(zhì)包括氧化鋁、氮化鋁或氮化硅中的任意一種。

10、優(yōu)選地，步驟(1)所述陶瓷基板的厚度為0.25-1mm，例如可以是0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm等，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

11、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述涂布的方式包括絲網(wǎng)印刷、噴涂或滾涂中的任意一種或至少兩種的組合。

12、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述金屬改性層的厚度為5-15μm，例如可以是6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm或14μm等，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

13、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述金屬改性層中包括以下元素：ag、cu和活性金屬元素。

14、本發(fā)明中，所述金屬改性層中各元素的質(zhì)量總和不為100％，金屬改性層中的原料還包括有機(jī)載體(有機(jī)溶劑)，有機(jī)載體與金屬改性層中各元素的質(zhì)量總和為100％。通過(guò)添加有機(jī)載體，便于溶解焊料中的各種固體成分，還可以提高焊料的潤(rùn)濕性和涂覆性能。

15、優(yōu)選地，步驟(1)所述金屬改性層中ag元素的質(zhì)量百分含量為40wt％-90wt％，例如可以是45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％或85wt％等，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

16、優(yōu)選地，步驟(1)所述金屬改性層中cu元素的質(zhì)量百分含量為10wt％-50wt％，例如可以是15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％或48wt％等，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

17、優(yōu)選地，步驟(1)所述金屬改性層中含有ag和cu的質(zhì)量百分含量總和≥82wt％，例如可以是85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％、92wt％或95wt％等，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

18、優(yōu)選地，所述活性金屬元素包括ti、zr、hf、cr、v、si或al中的任意一種或至少兩種的組合，其中，所述組合典型但非限制性的有：ti和zr的組合，hf和cr的組合，ti和cr的組合或ti和al的組合等。

19、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述燒結(jié)處理在真空或惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。

20、本發(fā)明中，所述惰性氣體包括氮?dú)夂?或氬氣。

21、優(yōu)選地，步驟(1)所述燒結(jié)處理的時(shí)間為10-60min，例如可以是15min、20min、30min、35min、40min、45min、50min或55min等，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

22、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述鍍銅層的方式包括電鍍或絲網(wǎng)印刷。

23、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述銅層的厚度為5-75μm，例如可以是10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、50μm、60μm或70μm等，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

24、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述釬焊處理在真空或惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。

25、優(yōu)選地，步驟(2)所述釬焊處理的溫度為800-1000℃，例如可以是820℃、840℃、850℃、860℃、880℃、900℃、920℃、940℃、950℃、960℃或980℃等，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

26、優(yōu)選地，步驟(2)所述釬焊處理的時(shí)間10-60min，例如可以是15min、20min、30min、35min、40min、45min、50min或55min等，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

27、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述制備方法包括以下步驟：

28、(1)在厚度為0.25-1mm的陶瓷基板的兩側(cè)表面涂布厚度為5-15μm的金屬改性層，而后在真空或惰性氣體保護(hù)、溫度為800-900℃下進(jìn)行燒結(jié)處理10-60min；

29、所述金屬改性層中包括以下元素：ag、cu和活性金屬元素；所述活性金屬元素包括ti、zr、hf、cr、v、si或al中的任意一種或至少兩種的組合；

30、所述金屬改性層中含有ag的質(zhì)量百分含量為40wt％-90wt％；所述金屬改性層中含有cu的質(zhì)量百分含量為10wt％-50wt％；所述金屬改性層中含有ag和cu的質(zhì)量總和≥82wt％；

31、(2)在步驟(1)燒結(jié)處理后的金屬改性層的表面鍍厚度為5-75μm的銅層，而后在真空或惰性氣體保護(hù)、溫度為800-1000℃下進(jìn)行釬焊處理10-60min，制得所述覆銅陶瓷基板。

32、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

33、(1)本發(fā)明提供的覆銅陶瓷基板的制備方法，通過(guò)在陶瓷基板的兩側(cè)表面涂布金屬改性層，而后進(jìn)行燒結(jié)處理，最后通過(guò)釬焊處理接合銅層，結(jié)合控制上述工藝中的成分含量、溫度等相關(guān)參數(shù)范圍，使得銅層與陶瓷基板的結(jié)合更容易實(shí)現(xiàn)，提高了銅層與陶瓷基板的結(jié)合強(qiáng)度；同時(shí)有效減緩金屬薄銅層與陶瓷基板間在冷熱循環(huán)時(shí)的應(yīng)力集中，提高覆銅陶瓷基板可靠性；

34、(2)本發(fā)明提供的覆銅陶瓷基板的制備方法的工藝操作簡(jiǎn)便，無(wú)需復(fù)雜工藝條件，制備成本較低，適用性廣。