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链带式气氛烧结炉中,Cu与O在适宜的温度及适宜的氧含量条件下发生如下化学反应:Cu+O2→Cu2O,其实这就已经完成了Cu的预氧化,但其实这个过程中合适的氧含量及适宜的温度是很重要的,针对这一点,设备配备的是两个高精度的氮氧质量流量计,这两个质量流量计分别接在混配箱的两个接口上(混配箱:预氧化时的氮氧混配装置),同时,进入到炉膛内各温区的气体合成一路与混配箱的另一个接口相连。
氮氧经过混配,进入到炉膛内各个节点,高精度的质量流量计保证了炉膛内氧含量的可调节性。Cu与O2反应在条件适宜时,形成Cu于Cu2O的共晶相,这就为DBC的高温烧结奠定了基础。
炉膛里面实际温度与表现温度相差10℃左右,炉膛真实的温度在高温平台为1079~1081℃,需12.5min左右,在这样的工艺曲线条件下,基片附着良好,测试条测试的附着力也在要求范围内(铜片与Al2O3基板的附着力大于60N/cm,拉力速度为50mm/min)。
铜片与Al2O3基板单面附着后,表面会有一个弯曲的弧度,这是由于Cu与Al2O3的膨胀系数不同造成的。当进行第二面附着时,就会消除由于膨胀系数不同而造成的弯曲,整个表面会很平整。铜片与陶瓷基板之间无任何气泡。
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