[發明專利]一種氮化鋁陶瓷覆銅基板及其制備方法

有效

• 申請號: 201811119989.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN110937913B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 宋山青;徐強;吳波
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C04B37/02
• 分類號: C04B37/02
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 鄭永勝;耿超

本公開涉及一種氮化鋁陶瓷覆銅基板及其制備方法，該氮化鋁陶瓷覆銅基板包括氮化鋁陶瓷基板和覆接于所述氮化鋁陶瓷基板至少一個表面上的銅箔，所述氮化鋁陶瓷基板和所述銅箔之間形成有界面結合層；所述界面結合層中含有CuAlO₂，所述界面結合層中還含有選自Al₂Zr₃O₉、Al₂Si₃O₉、AlCrO₃、Cu₂ZrO₃、Cu₂SiO₃和CuCrO₂中的一種或多種。本公開的氮化鋁陶瓷覆銅基板減少了陶瓷基板與銅箔間的氣體和鼓泡，陶瓷基板和銅箔之間的結合強度進一步得到顯著提升。

技術領域

本公開涉及氮化鋁陶瓷金屬化技術領域，具體地，涉及一種氮化鋁陶瓷覆銅基板及其制備方法。

背景技術

氮化鋁陶瓷覆銅板是通過DBC技術(直接覆銅)實現壓延銅片與氮化鋁陶瓷基片的直接覆接，由于氮化鋁基片與銅氧共晶不潤濕，因此需要對氮化鋁陶瓷基片做表面改性處理來改善其與銅氧共晶的潤濕性，實現氮化鋁陶瓷基片的直接覆銅。現有技術方案一般主要采用對氮化鋁陶瓷基片做氧化處理，在表面形成一層氧化鋁薄層，利用銅氧共晶液相潤濕表層氧化鋁并與之反應結合來實現氮化鋁陶瓷基片的直接覆銅。現有技術方案的氮化鋁陶瓷覆銅基板存在陶瓷層和銅層結合不致密，界面處存在小氣泡使銅面容易產生鼓包，結合強度比較低等缺點。具體地，氮化鋁陶瓷基片氧化形成的表面氧化鋁薄膜不致密，而DBC(直接覆銅)工藝過程中所使用的銅箔是經過表面氧化處理的，表面有一層氧化亞銅薄膜，在覆銅工藝過程中接觸層銅和氧化亞銅會形成液相，從疏松的氧化膜滲透與氮化鋁接觸，反應并釋放出氮氣，氣體無法排出，往往在陶瓷層和銅層之間產生小氣泡和鼓包現象，進而導致銅層和陶瓷層接觸面積變小，從而降低了銅層和陶瓷層的結合強度。現有技術中也有在覆接銅箔之前在陶瓷表面磁控濺射金屬鍍層，以提高覆銅后陶瓷和銅箔的結合強度，但是現有的氮化鋁陶瓷覆銅基板中陶瓷和銅箔之間的結合強度仍然較低，無法很好地滿足實際應用，如何進一步提高氮化鋁陶瓷覆銅基板中陶瓷和銅箔之間的結合強度是目前亟待解決的技術問題。

發明內容

本公開的目的是提供一種氮化鋁陶瓷覆銅基板及其制備方法，通過本公開的方法制備的氮化鋁陶瓷覆銅基板中銅和陶瓷基板間的結合強度進一步得到顯著提升。

第一方面，本公開提供一種氮化鋁陶瓷覆銅基板，該氮化鋁陶瓷覆銅基板包括氮化鋁陶瓷基板和覆接于所述氮化鋁陶瓷基板至少一個表面上的銅箔，所述氮化鋁陶瓷基板和所述銅箔之間形成有界面結合層；所述界面結合層中含有CuAlO₂，所述界面結合層中還含有選自Al₂Zr₃O₉、Al₂Si₃O₉、AlCrO₃、Cu₂ZrO₃、Cu₂SiO₃和CuCrO₂中的一種或多種。

可選的，所述界面結合層還含有選自ZrO₂、SiO₂和Cr₂O₃中的一種或多種。

可選的，所述銅箔和所述氮化鋁陶瓷基板間的平均剝離強度為6.6-10N/mm。

可選的，所述氮化鋁陶瓷覆銅基板的空洞面積占覆接面積的4％-8％；其中，所述空洞面積為界面結合層與銅箔之間所形成空洞的面積，所述覆接面積為氮化鋁陶瓷基板與銅箔之間覆接的面積。

可選的，所述界面結合層的厚度為2-6μm。

可選的，所述銅箔的非覆接面形成有銅晶粒層，所述銅晶粒層中晶粒的粒徑為50-250μm。