[發(fā)明專利]一種氮化鋁陶瓷覆銅基板的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811451315.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109608221A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何飛
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥市閔葵電力工程有限公司
• 主分類號: C04B37/02
• 分類號: C04B37/02;C04B41/88
• 代理公司: 合肥道正企智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34130
• 代理人: 武金花

本發(fā)明涉及一種氮化鋁陶瓷覆銅基板的制備方法，包括以下步驟：（1）將氮化鋁基板浸入除油溶液中，用超聲清洗工藝清洗；（2）去掉氮化鋁基板表面氧化層；（3）將氮化鋁置于真空加熱爐內(nèi)進(jìn)行熱處理；（4）采用能量束輻射到陶瓷基板與銅箔結(jié)合面上，形成活性結(jié)合面；（5）將形成活性結(jié)合面的陶瓷基板置于一真空腔室內(nèi)；（6）將N₂通過該腔室內(nèi)，啟動濺鍍鎳靶材，形成離子束濺擊，形成鍍鎳陶瓷基板；（7）將鍍鎳陶瓷基板與清洗后的銅箔待焊接部位以相對形式貼合，然后置于真空擴(kuò)焊爐中進(jìn)行擴(kuò)焊焊接。本發(fā)明解決現(xiàn)有銅箔與氮化鋁陶瓷基板結(jié)合力不足，通過減少兩者之間的空隙率，提高兩者的結(jié)合力，增強(qiáng)氮化鋁陶瓷覆銅基板的強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷基板金屬化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氮化鋁陶瓷覆銅基板的制備方法。

背景技術(shù)

陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁或氮化鋁陶瓷基片表面上的特殊工藝板。所制成的超薄復(fù)合基板具有優(yōu)良電絕緣性能，高導(dǎo)熱特性，優(yōu)異的軟釬焊性和高的附著強(qiáng)度，并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形，具有很大的載流能力，集成電路領(lǐng)域廣泛使用的一種基板。

目前，陶瓷基覆銅板的制造方法主要有兩種：（1）直接鍵合銅技術(shù)（DBC）；（2）直接鍍銅技術(shù)（DPC)。

DBC是將Al₂O₃或AlN陶瓷基板的單面或雙面覆上Cu板后，經(jīng)由高溫1065-1085℃的環(huán)境加熱，使Cu板表面因高溫氧化、擴(kuò)焊與Al₂O₃基板產(chǎn)生Cu-Cu₂O共晶相，使銅板與陶瓷基板黏合，形成陶瓷基覆銅板。DBC對工藝溫度的控制要求十分嚴(yán)苛，必須于溫度極度穩(wěn)定的1065-1085℃溫度范圍下，才能使銅層表面熔解為共晶相，實現(xiàn)與陶瓷基板的緊密結(jié)合，其制造成本高且不易解決Al₂O₃與Cu板間存在的微氣孔或孔洞等問題，影響產(chǎn)品的強(qiáng)度，進(jìn)而使得產(chǎn)品的性能受到極大影響，同時，反應(yīng)溫度較高，致使設(shè)備和工藝條件較難控制，從而使得制得的產(chǎn)品的性能受到影響。

比如中國專利申請200710195406.X（申請?zhí)枺?007年11月27日）公開了一種陶瓷覆銅基板的制備方法，該方法包括在氧化氣氛下將氮化鋁陶瓷進(jìn)行加熱，之后在惰性氣體氣氛下將氮化鋁陶瓷結(jié)合界面與銅箔的結(jié)合界面結(jié)合并進(jìn)行共晶釬焊，其中，該方法還包括在氧化氣氛下將氮化鋁陶瓷進(jìn)行加熱后，在氮化鋁陶瓷的結(jié)合界面和/或銅箔的結(jié)合界面上涂覆氧化亞銅。該方法加熱溫度為1150-1300℃，加熱溫度較大，不易控制，且過高的加熱溫度會造成Al₂O₃與Cu板間產(chǎn)生的微氣孔或孔洞，同時，該方法通過涂覆的方式，會造成Cu₂O顆粒在銅箔表面分布不夠均勻，排列也不夠致密，造成敷接的分散性和重復(fù)性差；其次，涂覆厚度很難控制，涂覆的Cu2O 層過厚或過薄，都會降低敷接強(qiáng)度；另外，涂覆的Cu₂O會造成環(huán)境的污染。

而DPC是一種把真空鍍膜與電鍍技術(shù)結(jié)合在一起的覆銅板制造技術(shù)，其原理是先利用真空鍍膜技術(shù)在Al₂O₃或AlN陶瓷基板上沉積一層銅膜，再用電鍍技術(shù)進(jìn)行銅膜的增厚。DPC的工藝溫度一般低于400℃，避免了高溫對于材料所造成的破壞或尺寸變異的現(xiàn)象。DPC陶瓷基覆銅板具有高散熱、高可靠度、高精準(zhǔn)度及制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。DPC陶瓷基覆銅板的金屬線路解析度上限約在10-50um之間（以深寬比1:1為標(biāo)準(zhǔn)），甚至可以更細(xì)，且表面平整度高，因此非常適合于要求高線路精準(zhǔn)度與高平整度的覆晶/共晶工藝使用。但是使用電鍍技術(shù)一方面會造成環(huán)境的污染，另一方面通過電鍍鍍上的銅膜與陶瓷基板的結(jié)合力不是很強(qiáng)，且電鍍過程中會產(chǎn)生微氣孔或孔洞。

基于此，有必要提供一種氮化鋁陶瓷覆銅基板的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容