[發(fā)明專利]用于制備金屬化的由鋁組成的基材的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380023448.9
• 申請(qǐng)日: 2013-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN104271300B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·C·伯恩斯;W·圖斯勒;B·海格勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: AB微電子有限公司
• 主分類號(hào): B23K1/00
• 分類號(hào): B23K1/00;B23K1/20;C23C18/08;C23C18/12;H01L21/48;H05K3/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 柳冀

本申請(qǐng)涉及用于制造金屬化基材(1)的方法，其中所述基材(1)至少部分地，優(yōu)選全部由鋁和/或鋁合金組成，其中，在基材(1)的表面(2)上至少局部地施加導(dǎo)電糊劑(3)，在第一燃燒階段(B1)中，使所述導(dǎo)電糊劑(3)經(jīng)受基本上連續(xù)上升的燃燒溫度，其中使燃燒溫度升高至低于約660℃的可預(yù)設(shè)的最高燃燒溫度，在第二燃燒階段中，使導(dǎo)電糊劑(3)基本上在可預(yù)設(shè)的最高燃燒溫度經(jīng)受可預(yù)設(shè)的時(shí)間，在冷卻階段(A)中，將所述導(dǎo)電糊劑冷卻，和在后處理階段中，將導(dǎo)電糊劑(3)的表面(4)以機(jī)械方式后處理，優(yōu)選刷光。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于制備金屬化的基材的方法，其中所述基材至少部分地，優(yōu)選全部由鋁和/或鋁合金組成。

背景技術(shù)

鋁原料尤其在工業(yè)電子學(xué)的領(lǐng)域具有越來越重要的意義。由于其相對(duì)小的重量和低的成本，鋁經(jīng)常被用作電子元件，如工業(yè)電子學(xué)模塊(例如LED、IGBT或MOSFET)的冷卻體，或還直接被用作載流導(dǎo)體，尤其被用作匯流條或母線。對(duì)于這樣的應(yīng)用目的，鋁不僅具有非常高的熱導(dǎo)率(約為235W/(m*K))，而且具有非常高的電導(dǎo)率(約為37*10⁶A/(V*m))。鋁的化學(xué)性質(zhì)在于非常快速地在空氣中形成薄氧化層，所述氧化層通過與空氣中的氧氣接觸而在鋁本體的表面上連續(xù)的氧化過程而形成。該氧化層雖然一方面提供腐蝕防護(hù)，但另一方面也使鋁與其它材料通過釬焊、熱壓焊接或其它已知的接合技術(shù)的結(jié)合變得困難。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提出一種用于制備金屬化的基材的改進(jìn)方法，所述基材主要由鋁和/或鋁合金組成。尤其應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是，使得基材表面可焊接，以便可以制成與所述基材的電接觸。

根據(jù)本發(fā)明，該目的通過權(quán)利要求1的特征得以解決。本發(fā)明的有利的實(shí)施方案在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行說明。

因此根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)為，在基材的表面上至少局部地施加導(dǎo)電糊劑，在第一燃燒階段中，使所述導(dǎo)電糊劑經(jīng)受基本上連續(xù)上升的燃燒溫度，其中使燃燒溫度升高至低于約660℃的可預(yù)設(shè)的最高燃燒溫度，在第二燃燒階段中，使導(dǎo)電糊劑基本上在可預(yù)設(shè)的最高燃燒溫度經(jīng)受可預(yù)設(shè)的時(shí)間，在冷卻階段中，將所述導(dǎo)電糊劑冷卻，和在后處理階段中，將導(dǎo)電糊劑的表面以機(jī)械方式后處理，優(yōu)選刷光。

通過所述的方法步驟可以將基材的，尤其是鋁基材的表面可靠地金屬化。通過所述的方法在其上施加導(dǎo)電糊劑并按照所述方法步驟燒結(jié)而成的區(qū)域作為該基材的導(dǎo)電接觸點(diǎn)，而非所述區(qū)域中占主導(dǎo)地位的經(jīng)氧化的基材表面。至少局部通過施加和燒結(jié)導(dǎo)電糊劑而獲得的該能導(dǎo)電的層可以隨后例如用于釬焊電子元件或還用于釬焊冷卻體，其中所述冷卻體本身再次可以由鋁組成。

在此，所述基材可以至少有部分地，優(yōu)選全部由具有盡可能高的鋁份額的鋁原料組成。優(yōu)選使用具有根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 573的等級(jí)EN AW-1050A或EN AW-1060A的鋁原料，所述鋁原料含有至少99.5重量％至99.6重量％的鋁。也可使用鋁合金，例如包含錳或鎂的鋁合金，如EN AW-3003(AlMn1Cu)、EN AW-3103(AlMn1)、EN AW-5005(AlMg1)或EN AW-5754(AlMg3)，盡管與前述基本上純的鋁原料相比，所述合金具有略低的熔化溫度以及略低的熱導(dǎo)率。

通過所提出的方法可能的是，選擇性地將基于鋁的基材的表面的單獨(dú)區(qū)域金屬化，其中，呈燒結(jié)的導(dǎo)電糊劑形式的金屬化區(qū)域直接牢固地與基材結(jié)合，并由此能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電糊劑到基材的高電導(dǎo)率及高熱導(dǎo)率，反之亦然。此外，金屬化區(qū)域?yàn)榭赦F焊的區(qū)域，通過該區(qū)域可以將基材以已知的方式和手段與其它部件連接。因此，可以例如使用傳統(tǒng)焊劑，如共晶的Sn-Pb-焊料、Sn-Ag-Cu-焊料或Sn-Au-焊料將電子元件焊接在金屬化區(qū)域上。