一种高导热覆铜陶瓷基板制作方法与流程

1.本发明涉及一种陶瓷基板制作方法，具体涉及一种高导热覆铜陶瓷基板制作方法。


背景技术：

2.现有的高导热覆铜陶瓷基板的制作方法，一般采用先在陶瓷板上镀一层金属膜（以铜为例）接着，进行激光刻画得到需要表面。目前的这种高导热覆铜陶瓷基板的制作方法主要存在以下不足，一、铜与非金属（陶瓷板）之间的连接不牢靠，承受拉力或剪切力性能较差；二，表面镀膜工艺现在多为电镀，存在环保问题；三，陶瓷表面电镀后还需激光刻画，成本高。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了提供一种不仅制作工艺简单，能够降低制作成本，而且高导热覆铜陶瓷基板结构连接牢靠，不存在电镀的环保问题的高导热覆铜陶瓷基板制作方法。
4.本发明的技术方案是：一种高导热覆铜陶瓷基板制作方法，依次包括以下步骤：第一，基板铜片冲压成型，制得高导热覆铜陶瓷基板所需的基板铜片；基板焊片冲压成型，制得高导热覆铜陶瓷基板所需的基板焊片；第二，将基板铜片、基板焊片定位到基板焊装工装上，基板焊装工装包括底板、上压板、设置在底板上表面的陶瓷板限位槽及若干设置在陶瓷板限位槽的底面上的铜片限位槽，任意相邻的两个铜片限位槽之间的陶瓷板限位槽的底面上均设有阻焊剂预装槽，且任意相邻的两个铜片限位槽之间通过阻焊剂预装槽隔开；所述基板铜片定位在对应的铜片限位槽内，基板焊片放置在对应的基板铜片的上表面上；第三，在阻焊剂预装槽处涂布阻焊剂，已通过阻焊剂将任意相邻分布的基板焊片隔开；第四，将陶瓷板放置到陶瓷板限位槽内，陶瓷板表面支撑于基板焊片上；第五，通过上压板压紧限位在陶瓷板限位槽内的陶瓷板；第六，将基板焊装工装放入真空钎焊炉中进行焊接。
5.本方案的高导热覆铜陶瓷基板制作方法采用冲压成型设备制得高导热覆铜陶瓷基板所需的基板铜片以及基板焊片，通过基板焊装工装定位基板铜片、基板焊片与陶瓷板，通过阻焊剂将任意相邻分布的基板焊片隔开；然后，通过基板焊片将基板铜片直接焊接到陶瓷板上形成高导热覆铜陶瓷基板，其不仅制作工艺简单，能够降低制作成本，而且高导热覆铜陶瓷基板结构连接牢靠，不存在电镀的环保问题。
6.作为优选，基板焊装工装还包括浮动压紧装置与阻焊剂挤压装置，阻焊剂预装槽设置在陶瓷板限位槽的底面上，任意相邻的两个铜片限位槽之间均设有阻焊剂预装槽，且任意相邻的两个铜片限位槽之间通过阻焊剂预装槽隔开；
浮动压紧装置包括压缩弹簧、设置在底板下表面上的容纳槽、若干设置在底板上表面并与容纳槽相连通的竖向导向孔、一一对应的滑动设置在竖向导向孔内的竖向导杆、设置在竖向导杆上的中限位块与上限位块、位于上压板上方的支撑平板、设置在支撑平板中部的锁紧螺栓及位于容纳槽内的浮动顶板，所述竖向导杆的下端与浮动顶板相连接，所述中限位块位于底板的上方，且中限位块在压缩弹簧的作用下抵在底板的上表面上，所述支撑平板上设有与竖向导杆一一对应的条形插口，竖向导杆插设在对应的条形插口内，且支撑平板位于上限位块的下方；所述阻焊剂挤压装置包括设置在阻焊剂预装槽的内的浮动挤压板、设置在阻焊剂预装槽底面上并与容纳槽相连通的竖向顶杆过孔及滑动设置在竖向顶杆过孔内的顶杆，所述顶杆位于浮动顶板的上方，当中限位块抵在底板的上表面上，且浮动挤压板在自重作用下支撑于阻焊剂预装槽的底面上时，顶杆的下端伸入到容纳槽内，且顶杆的下端与浮动顶板之间具有间隙。
7.所述第五步中，通过上压板压紧限位在陶瓷板限位槽内的陶瓷板的具体操作步骤包括：（1）将上压板放置在陶瓷板的上表面上；（2）将支撑平板放置在上压板上，并平移支撑平板使竖向导杆插入在对应的条形插口内，且支撑平板位于上限位块的下方；（3）拧紧锁紧螺栓，直至浮动顶板抵在容纳槽的内顶面上，这个过程中，锁紧螺栓的下端先抵在上压板上，并将支撑平板顶起使支撑平板抵在上限位块上；接着，锁紧螺栓克服压缩弹簧的作用力，通过支撑平板、上限位块带动竖向导杆和浮动顶板上移，从而压紧陶瓷板、基板焊片与基板铜片，以消除基板焊片与基板铜片之间以及基板焊片与陶瓷板之间的间隙；再接着，浮动顶板抵在顶杆的下端，带动顶杆和浮动挤压板一同上移，已通过浮动挤压板将阻焊剂预装槽内的阻焊剂压出，并填充满陶瓷板与阻焊剂预装槽之间的空隙，以实现通过阻焊剂将任意相邻分布的基板焊片隔开。
8.由于阻焊剂填装在阻焊剂预装槽处，在陶瓷板放置到陶瓷板限位槽内，陶瓷板表面支撑于基板焊片上后，阻焊剂可能无法完全阻隔相邻分布的两个基板焊片；更重要的是，在陶瓷板完全压紧基板焊片与基板铜片之前，由于基板焊片与基板铜片之间以及基板焊片与陶瓷板之间可能存在间隙，一些阻焊剂在陶瓷板的挤压作用下，被挤压入基板焊片与基板铜片之间和/或基板焊片与陶瓷板之间，而导致基板焊片与基板铜片之间和/或基板焊片与陶瓷板的焊接不良，影响铜片在陶瓷板上的焊接质量。为了解决以上问题本方案设计了浮动压紧装置与阻焊剂挤压装置，具体的，由于当中限位块抵在底板的上表面上，且浮动挤压板在自重作用下支撑于阻焊剂预装槽的底面上时，顶杆的下端与浮动顶板之间具有间隙；如此，在拧紧锁紧螺栓，直至浮动顶板抵在容纳槽的内顶面上，这个过程中，锁紧螺栓将先克服压缩弹簧的作用力，通过支撑平板、上限位块带动竖向导杆和浮动顶板上移，从而压紧陶瓷板、基板焊片与基板铜片，以消除基板焊片与基板铜片之间以及基板焊片与陶瓷板之间的间隙；然后，浮动顶板才会抵在顶杆的下端，带动顶杆和浮动挤压板一同上移，已通过浮动挤压板将阻焊剂预装槽内的阻焊剂压出，并填充满陶瓷板与阻
焊剂预装槽之间的空隙，以实现通过阻焊剂将任意相邻分布的基板焊片隔开；以有效解决陶瓷板表面支撑于基板焊片上后，阻焊剂可能无法完全阻隔相邻分布的两个基板焊片，而导致焊接过程中出现流态的基板焊片连接相邻的两个铜片，致使相邻的两个铜片之间短接的问题；更重要的是，在浮动挤压板将阻焊剂预装槽内的阻焊剂挤出之前，上压板已经压紧在基板焊片与基板铜片上，消除了基板焊片与基板铜片之间以及基板焊片与陶瓷板之间可能存在间隙，由阻焊剂预装槽内挤出的阻焊剂不会被挤压入基板焊片与基板铜片之间和/或基板焊片与陶瓷板之间内，因而可以有效解决一些阻焊剂在陶瓷板的挤压作用下，被挤压入基板焊片与基板铜片之间和/或基板焊片与陶瓷板之间，而导致基板焊片与基板铜片之间和/或基板焊片与陶瓷板的焊接不良，影响铜片在陶瓷板上的焊接质量的问题。
9.作为优选，竖向导向孔为内径上小下大的一阶台阶孔，所述压缩弹簧一一对应的套设在竖向导杆上，压缩弹簧的下端抵在浮动顶板上，压缩弹簧的上端抵在一阶台阶孔的台阶面上。如此，在浮动顶板上移过程中，压缩弹簧能给容纳在竖向导向孔内，以使浮动顶板能给抵在容纳槽的内顶面上。
10.作为优选，基板铜片与铜片限位槽一一对应，所述基板铜片与基板焊片一一对应。
11.作为优选，基板焊片为银铜焊片。基板焊片具有能够直接在金属表面和非金属材料之间形成牢靠的特点，因而可以将铜片牢靠的焊接在陶瓷板上，保证高导热覆铜陶瓷基板结构连接牢靠。
12.作为优选，底板为石墨底板。
13.作为优选，真空钎焊炉内设有支撑架，所述基板焊装工装放置在支撑上。
14.作为优选，支撑架上设有若干层自下而上依次分布的支架层，每层支架层能够放置一个或多个基板焊装工装，所述基板焊装工装放置在支撑层上。
15.作为优选，陶瓷板的导热系数大于170w/m
·
k。
16.本发明的有益效果是：不仅制作工艺简单，能够降低制作成本，而且高导热覆铜陶瓷基板结构连接牢靠，不存在电镀的环保问题。
附图说明
17.图1是本发明的一种高导热覆铜陶瓷基板的铜片、基板焊片与陶瓷板在焊装前的一种爆炸图。
18.图2是本发明的基板焊装工装的一种结构示意图。
19.图3是图2中a处的一种局部放大图。
20.图4是图2的俯视图。
21.图中：基板铜片1a；基板焊片2a；陶瓷板3a；底板1，陶瓷板限位槽1.1，铜片限位槽1.2；阻焊剂预装槽2；上压板3；浮动压紧装置4，容纳槽4.0，压缩弹簧4.1，竖向导杆4.2，浮动顶板4.3，支撑平板
4.4，锁紧螺栓4.5，竖向导向孔4.6，中限位块4.7，上限位块4.8，条形插口4.9，安装凸块4.10；阻焊剂挤压装置5，浮动挤压板5.1，顶杆5.2。
具体实施方式
22.为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本发明方案的限制。
24.参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.具体实施例一：如图1 、图2、图3所示，一种高导热覆铜陶瓷基板制作方法，依次包括以下步骤：第一，基板铜片冲压成型，制得高导热覆铜陶瓷基板所需的基板铜片1a；基板焊片冲压成型，制得高导热覆铜陶瓷基板所需的基板焊片2a。
28.第二，将基板铜片、基板焊片定位到基板焊装工装上，具体的，基板焊装工装包括底板1、上压板3、设置在底板上表面的陶瓷板限位槽1.1及若干设置在陶瓷板限位槽的底面上的铜片限位槽1.2。任意相邻的两个铜片限位槽之间的陶瓷板限位槽的底面上均设有阻焊剂预装槽2，且任意相邻的两个铜片限位槽之间通过阻焊剂预装槽隔开。本实施例中，基板铜片为多片，基板铜片与铜片限位槽一一对应，基板铜片与基板焊片一一对应。基板铜片定位在对应的铜片限位槽内，基板焊片放置在对应的基板铜片的上表面上。本实施例中，铜片限位槽的槽深小于基板铜片与基板焊片的厚度之和。
29.第三，在阻焊剂预装槽处涂布阻焊剂，已通过阻焊剂将任意相邻分布的基板焊片
隔开。
30.第四，将陶瓷板3a放置到陶瓷板限位槽内，陶瓷板表面支撑于基板焊片上。陶瓷板限位槽的槽深小于陶瓷板的厚度。
31.第五，通过上压板压紧限位在陶瓷板限位槽内的陶瓷板。
32.第六，将基板焊装工装放入真空钎焊炉中进行焊接。
33.本实施例的高导热覆铜陶瓷基板制作方法采用冲压成型设备制得高导热覆铜陶瓷基板所需的基板铜片以及基板焊片，通过基板焊装工装定位基板铜片、基板焊片与陶瓷板，通过阻焊剂将任意相邻分布的基板焊片隔开；然后，通过基板焊片将基板铜片直接焊接到陶瓷板上形成高导热覆铜陶瓷基板，其不仅制作工艺简单，能够降低制作成本，而且高导热覆铜陶瓷基板结构连接牢靠，不存在电镀的环保问题。
34.具体的，基板焊片为银铜焊片。基板焊片具有能够直接在金属表面和非金属材料之间形成牢靠的特点，因而可以将铜片牢靠的焊接在陶瓷板上，保证高导热覆铜陶瓷基板结构连接牢靠。
35.底板为石墨底板。当然，底板还可以是金属底板，例如钢板、铁板等。上压板为石墨板，当然，上压板还可以是金属底板，例如钢板、铁板等。陶瓷板的导热系数大于170w/m
·
k。
36.真空钎焊炉内设有支撑架，基板焊装工装放置在支撑上。具体的，支撑架上设有若干层自下而上依次分布的支架层，每层支架层能够放置一个或多个基板焊装工装，所述基板焊装工装放置在支撑层上。
37.进一步的，如图2、图3、图4所示，基板焊装工装还包括浮动压紧装置4与阻焊剂挤压装置5。浮动压紧装置4包括压缩弹簧4.1、设置在底板下表面上的容纳槽4.0、若干设置在底板上表面并与容纳槽相连通的竖向导向孔4.6、一一对应的滑动设置在竖向导向孔内的竖向导杆4.2、设置在竖向导杆上的中限位块4.7与上限位块4.8、位于上压板上方的支撑平板4.4、设置在支撑平板中部的锁紧螺栓4.5及位于容纳槽内的浮动顶板4.3。本实施例中，底板呈方形，竖向导向孔为四个，且四个竖向导向孔分布在底板的四角处。竖向导杆的下端与浮动顶板相连接。中限位块位于底板的上方，且中限位块在压缩弹簧的作用下抵在底板的上表面上。本实施例中，中限位块位于竖向导杆的中部，上限位块位于竖向导杆的上端。支撑平板上设有与竖向导杆一一对应的条形插口4.9。竖向导杆插设在对应的条形插口内，且支撑平板位于上限位块的下方。
38.阻焊剂挤压装置5包括设置在阻焊剂预装槽的内的浮动挤压板5.1、设置在阻焊剂预装槽底面上并与容纳槽相连通的竖向顶杆过孔及滑动设置在竖向顶杆过孔内的顶杆5.2。顶杆位于浮动顶板的上方。本实施例中，阻焊剂挤压装置与阻焊剂预装槽一一对应。
39.当中限位块抵在底板的上表面上，且浮动挤压板在自重作用下支撑于阻焊剂预装槽的底面上时，顶杆的下端伸入到容纳槽内，且顶杆的下端与浮动顶板之间具有间隙。
40.高导热覆铜陶瓷基板制作方法的第五步中，通过上压板压紧限位在陶瓷板限位槽内的陶瓷板的具体操作步骤包括：（1）将上压板放置在陶瓷板的上表面上；（2）将支撑平板放置在上压板上，并平移支撑平板使竖向导杆插入在对应的条形插口内，且支撑平板位于上限位块的下方；（3）拧紧锁紧螺栓，直至浮动顶板抵在容纳槽的内顶面上，这个过程中，锁紧螺栓
的下端先抵在上压板上，并将支撑平板顶起使支撑平板抵在上限位块上；接着，锁紧螺栓克服压缩弹簧的作用力，通过支撑平板、上限位块带动竖向导杆和浮动顶板上移，从而压紧陶瓷板、基板焊片与基板铜片，以消除基板焊片与基板铜片之间以及基板焊片与陶瓷板之间的间隙；再接着，浮动顶板抵在顶杆的下端，带动顶杆和浮动挤压板一同上移，已通过浮动挤压板将阻焊剂预装槽内的阻焊剂压出，并填充满陶瓷板与阻焊剂预装槽之间的空隙，以实现通过阻焊剂将任意相邻分布的基板焊片隔开。
41.由于阻焊剂填装在阻焊剂预装槽处，在陶瓷板放置到陶瓷板限位槽内，陶瓷板表面支撑于基板焊片上后，阻焊剂可能无法完全阻隔相邻分布的两个基板焊片；更重要的是，在陶瓷板完全压紧基板焊片与基板铜片之前，由于基板焊片与基板铜片之间以及基板焊片与陶瓷板之间可能存在间隙，一些阻焊剂在陶瓷板的挤压作用下，被挤压入基板焊片与基板铜片之间和/或基板焊片与陶瓷板之间，而导致基板焊片与基板铜片之间和/或基板焊片与陶瓷板的焊接不良，影响铜片在陶瓷板上的焊接质量。为了解决以上问题本方案设计了浮动压紧装置与阻焊剂挤压装置，具体的，由于当中限位块抵在底板的上表面上，且浮动挤压板在自重作用下支撑于阻焊剂预装槽的底面上时，顶杆的下端与浮动顶板之间具有间隙；如此，在拧紧锁紧螺栓，直至浮动顶板抵在容纳槽的内顶面上，这个过程中，锁紧螺栓将先克服压缩弹簧的作用力，通过支撑平板、上限位块带动竖向导杆和浮动顶板上移，从而压紧陶瓷板、基板焊片与基板铜片，以消除基板焊片与基板铜片之间以及基板焊片与陶瓷板之间的间隙；然后，浮动顶板才会抵在顶杆的下端，带动顶杆和浮动挤压板一同上移，已通过浮动挤压板将阻焊剂预装槽内的阻焊剂压出，并填充满陶瓷板与阻焊剂预装槽之间的空隙，以实现通过阻焊剂将任意相邻分布的基板焊片隔开；以有效解决陶瓷板表面支撑于基板焊片上后，阻焊剂可能无法完全阻隔相邻分布的两个基板焊片，而导致焊接过程中出现流态的基板焊片连接相邻的两个基板铜片，致使相邻的两个基板铜片之间短接的问题；更重要的是，在浮动挤压板将阻焊剂预装槽内的阻焊剂挤出之前，上压板已经压紧在基板焊片与基板铜片上，消除了基板焊片与基板铜片之间以及基板焊片与陶瓷板之间可能存在间隙，由阻焊剂预装槽内挤出的阻焊剂不会被挤压入基板焊片与基板铜片之间和/或基板焊片与陶瓷板之间内，因而可以有效解决一些阻焊剂在陶瓷板的挤压作用下，被挤压入基板焊片与基板铜片之间和/或基板焊片与陶瓷板之间，而导致基板焊片与基板铜片之间和/或基板焊片与陶瓷板的焊接不良，影响铜片在陶瓷板上的焊接质量的问题。
42.进一步的，当浮动挤压板支撑于阻焊剂预装槽的底面上时，浮动挤压板的上表面与阻焊剂预装槽的槽口之间的间距大于等于顶杆的下端与容纳槽的内顶面之间的间距。如此，可以避免浮动顶板带动顶杆和浮动挤压板一同上移的过程中，浮动挤压板与陶瓷板发生接触的问题。
43.如图3所示，竖向导向孔4.6为内径上小下大的一阶台阶孔，压缩弹簧4.1一一对应的套设在竖向导杆上，压缩弹簧的下端抵在浮动顶板上，压缩弹簧的上端抵在一阶台阶孔的台阶面上。如此，在浮动顶板上移过程中，压缩弹簧能给容纳在竖向导向孔内，以使浮动顶板能给抵在容纳槽的内顶面上。
44.如图4所示，支撑平板4.4的边缘设有与条形插口一一对应的安装凸块4.10，条形
插口4.9设置在大于的安装凸块上，且各条形插口槽同一侧开口。如此，便于支撑平板的安装与拆卸。
45.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。