[发明专利]一种高导热氧化铝陶瓷覆铜板的制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热氧化铝陶瓷覆铜板的制备方法，先对废铜铝合金熔液进行水雾制粉，然后在粉末中加入双氧水溶液，然后进行离心脱水干燥后静电分离获得铜粉和氢氧化铝粉，然后将氢氧化铝粉进行干燥、焙烧后在热等静压中烧结，制得氧化铝陶瓷预制板，然后将铜粉喷涂在氧化铝陶瓷预制板上，然后烧结，制得氧化铝陶瓷覆铜板。本发明可以将废铜铝复合接触线中的铜、铝金属完全分离，达到节能回收的目的；使用双氧水作为氧化剂来制备氢氧化铝，保证了铝颗粒更为均匀的反应，提高了生产效率，降低了对设备的要求；铜粉均匀喷涂在氧化铝陶瓷预制板上，减少了铜与陶瓷预制板之间的空洞缺陷，提高了氧化铝陶瓷覆铜板的导热性能。

技术领域

本发明涉及覆铜板技术领域，尤其是涉及一种高导热氧化铝陶瓷覆铜板的制备方法。

背景技术

DBC(Direct Bonded Copper)陶瓷覆铜板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(Al₂O₃)陶瓷基片表面(单面或双面)上的特殊工艺方法的制成品。陶瓷覆铜板是一种采用氧化铝板作为绝缘基片，两侧通过高温共晶键合0.3mm无氧紫铜箔的复合材料。所制成的超薄复合基板既具有优良电绝缘性能，又有高导热特性，还具有优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，同时具有很大的载流能力。因此，DBC陶瓷覆铜板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。DBC陶瓷覆铜板是电力电子模块、半导体致冷器、大功率LED散热基板、太阳能电池组件、汽车电子、航天航空及军用电子组件的基础材料。

随着IGBT和功率MOSFET高频开关器件的急剧发展和使用，装置的频率由工频(50Hz)提高到高频(20kHz以上)，由于装置的体积和重量与供电频率的平方根成反比地减少，因而使高频装置的体积缩小到工频装置的25％左右，并可节电40％，大量节省材料(铜、矽钢片)近70％，所以大力发展作为IGBT模块封装关键材料的高频场控IGBT器件用陶瓷覆铜板，对实现国家的节能、节电、节材，提高劳动生产率的方针、政策具有重要现实意义。

目前国外生产的DBC陶瓷覆铜板中的Al₂O₃陶瓷厚度为0.25mm、0.38mm及0.63mm。现有产品的技术发展趋势是陶瓷覆铜板集成引出端技术，即对铜箔作处理，在所有工艺制作过程中，其键合温度始终使铜箔处于固体状态，因此铜箔的尺寸可以大于陶瓷片，而大于覆盖陶瓷面的铜箔可用作集成引出端，而这些引出端可从陶瓷片周边无铜区悬空引出。采用这种集成引出端的优点是：无焊接失效，免除焊引出端工序，使铜基板有更多的可用空间，降低电阻抗和提高温度循环可靠性。

但上述制备工艺中，由于铜箔与陶瓷预制片的接触面存在缝隙，导致在铜箔和预制陶瓷片间存在着空洞，而空洞的存在会影响IGBT电路板中的导热效率，进而影响IGBT电路板的质量。

因此，如何制备少空洞甚至无空洞、高导热的陶瓷覆铜板是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高导热氧化铝陶瓷覆铜板的制备方法，该制备方法能够制备少空洞甚至无空洞、高导热的陶瓷覆铜板。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高导热氧化铝陶瓷覆铜板的制备方法，包括以下步骤：

1)废铜铝合金的预处理：将废铜铝合金依次进行破碎、筛选、清洗、干燥；

2)水雾制粉处理：将步骤1)中干燥后得到的产物在真空感应炉中进行熔炼，然后将熔液进行水雾制粉处理，得到粉末；

3)双氧水氧化处理：向步骤2)中得到的粉末中加入双氧水溶液，得到混合浆料；

4)离心脱水处理：将步骤3)中得到的混合浆料进行离心脱水干燥，得到铜粉与氢氧化铝粉的混合粉料；