一种DBC基板两面铜箔同时烧结时用的垫板及其制备方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，具体是dbc基板两面铜箔同时烧结时用的垫板及其制备方法。

背景技术：

为了提高双面覆铜陶瓷基板(dbc)烧结生产效率，dbc生产厂商都在开发两面铜箔同时烧结的工艺技术。两面铜箔同时烧结时需要用到专用烧结垫板，烧结时将第一片铜片先放在烧结垫板上，陶瓷板放在第一片铜片上面，再将第二片铜片放在陶瓷板上进行烧结。

目前制作烧结垫板的材料一般都选用铬镍铁合金(inconel)、镍镉合金等耐高温金属材料、sic陶瓷或者氧化铝陶瓷板上涂mgo粉末等材料。但用这些材料制成的烧结垫板在生产中存在一些问题：

1.耐高温金属材料容易与铜粘合在一起或在铜片表面留下接触痕迹，造成产品不良增加。

2.直接用sic陶瓷作为垫板时，则在与铜片接触后铜片表面容易出现烧结熔化现象,从而影响产品外观质量。

3.在氧化铝陶瓷垫板表面涂含有mgo粉的溶液，尽管mgo粉可起到与铜隔离作用且不会与铜粘合在一起，但与氧化铝板结合不牢，容易脱落。而脱落的粉末会污染烧结炉膛，影响产品烧结良率。同时由于mgo粉溶液是人工涂的，生产效率低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种dbc基板两面铜箔同时烧结时用的垫板，以解决以上至少一个技术问题。

本发明还提供一种dbc基板两面铜箔同时烧结时用的垫板的制备方法，以解决以上至少一个技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种dbc基板两面铜箔同时烧结时用的垫板，其特征在于，包括从上至下依次设置的mgo烧结层、氧化铝溶射层以及sic陶瓷板；

所述mgo烧结层的厚度为1～10μm；

所述氧化铝溶射层的厚度为15～25μm；

所述sic陶瓷板的厚度为1mm～5mm。

进一步优选的，一种dbc基板两面铜箔同时烧结时用的垫板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤一，sic陶瓷板表面预处理，粗糙度ra为0.1～0.5μm；

步骤二，sic陶瓷板上熔射氧化铝粉，形成氧化铝溶射层；

步骤三，mgo溶液喷在氧化铝粉熔射层上，高温烧结，形成mgo烧结层。

进一步优选的，sic陶瓷板的长度为195mm～210mm，宽度为140mm～150mm。

进一步优选的，步骤一，sic陶瓷板精磨处理。

进一步优选的，步骤二，熔射温度为580℃～620℃。熔射时喷枪移动速度为3m/min～5m/min。

进一步优选的，步骤三中，mgo溶液是mgo粉以及酒精混合而成，所述mgo溶液浓度50％～70％。

进一步优选的，步骤三中，烧结温度为1050℃～1150℃；烧结时间为3小时；mgo层厚度为1～10μm。

进一步优选的，所述mgo烧结层的厚度为1～10μm；

所述氧化铝溶射层的厚度为15～25μm；

所述sic陶瓷板的厚度为1mm～5mm。

有益效果：本专利采用sic陶瓷板作为烧结垫板的基体材料，氧化铝溶射层以及mgo烧结层，可确保垫板不与铜片粘合在一起或在铜片表面留下接触痕迹、或使铜片熔化，同时mgo烧结层不易脱落而污染烧结炉膛，提高了产品的良率和生产效率。

mgo烧结层可起到覆铜陶瓷基板的铜片与sic陶瓷板的隔离作用，用mgo粉直接熔射在sic表面，虽结合力高，粉末不易脱落，但熔射工艺复杂，设备昂贵，生产成本高。而将mgo粉直接烧结在sic陶瓷板，粉末容易脱落会污染烧结炉膛。氧化铝粉熔射工艺简单、成本低，且与sic陶瓷板和mgo层结合力高，现把氧化铝粉熔射层作为sic陶瓷板和mgo层的过渡层为先将氧化铝粉熔射在sic表面，再将mgo粉烧结在氧化铝粉熔射层上，这样就解决了mgo粉熔射成本高，与sic陶瓷板烧结后粉末容易脱落的问题。

附图说明

图1为本发明一种dbc基板两面铜箔同时烧结时用的垫板的一种示意图。

1为sic陶瓷板，2为氧化铝溶射层，3为mgo烧结层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1，一种dbc基板两面铜箔同时烧结时用的垫板，包括从上至下依次设置的mgo烧结层3、氧化铝溶射层2以及sic陶瓷板1；mgo烧结层3的厚度为1～10μm；氧化铝溶射层2的厚度为15～25μm；sic陶瓷板1的厚度为1mm～5mm。

一种dbc基板两面铜箔同时烧结时用的垫板的制备方法，包括如下步骤，

步骤一，sic陶瓷板1精磨处理，粗糙度ra为0.1～0.5μm；sic陶瓷板的长度为195mm～210mm，宽度为140mm～150mm。sic陶瓷板的厚度为1mm～5mm。

步骤二，sic陶瓷板1上熔射氧化铝粉，形成氧化铝溶射层2；熔射温度为580℃～620℃。氧化铝溶射层的厚度为15～25μm。熔射时喷枪移动速度为3m/min～5m/min。

溶射工艺参数：电流500-600a，电压55v-65v，主气流量35-50l/min，次气流量4-10l/min，送粉量20-60g/min，溶射距离100-150mm；主气为氩气，次气为氢气，主气与次气混合作为溶射气体。

步骤三，配制mgo溶液，mgo溶液是mgo粉以及酒精混合而成，mgo溶液浓度50％～70％；

mgo溶液喷在氧化铝粉熔射层上，高温烧结，形成mgo烧结层3；

烧结温度为1050℃～1150℃；烧结时间为3小时；mgo烧结层厚度为1～10μm。

具体实施例1为

一种dbc基板两面铜箔同时烧结时用的垫板的制备方法，包括如下步骤，

步骤一，sic陶瓷板精磨处理，粗糙度ra为0.1～0.5μm；sic陶瓷板的长度为195mm～210mm，宽度为140mm～150mm。sic陶瓷板的厚度为2mm～3mm。

步骤二，sic陶瓷板上熔射氧化铝粉，形成氧化铝溶射层；熔射温度为580℃～620℃。氧化铝溶射层的厚度为18μm～20μm。熔射时喷枪移动速度为3m/min～5m/min。

步骤三，配制mgo溶液，mgo溶液是mgo粉以及酒精混合而成，mgo溶液浓度55％～60％，mgo溶液喷在氧化铝粉熔射层上，高温烧结，形成mgo烧结层；

烧结温度为1050℃～1150℃；烧结时间为3小时；mgo烧结层厚度为3μm～5μm。

有益效果：本专利采用sic陶瓷板作为烧结垫板的基体材料，氧化铝溶射层以及mgo烧结层，可确保垫板不与铜片粘合在一起或在铜片表面留下接触痕迹、或使铜片熔化，同时mgo烧结层不易脱落而污染烧结炉膛，提高了产品良率5％以上并同时提高生产效率。

mgo烧结层可起到覆铜陶瓷基板的铜片与sic陶瓷板的隔离作用，用mgo粉直接熔射在sic表面，虽结合力高，粉末不易脱落，但熔射工艺复杂，设备昂贵，生产成本高。而将mgo粉直接烧结在sic陶瓷板，粉末容易脱落会污染烧结炉膛。氧化铝粉熔射工艺简单、成本低，且与sic陶瓷板和mgo层结合力高，现把氧化铝粉熔射层作为sic陶瓷板和mgo层的过渡层为先将氧化铝粉熔射在sic表面，再将mgo粉烧结在氧化铝粉熔射层上，这样就解决了mgo粉熔射成本高，与sic陶瓷板烧结后粉末容易脱落的问题。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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