[發明專利]一種AlN陶瓷與Cu的新型連接方法

在審

• 申請號: 201911104090.8
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110950675A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 傅仁利;黃義煉;吳彬勇;呂金玲;何欽江
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C04B37/02
• 分類號: C04B37/02
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 胡文強

1.一種AlN陶瓷與Cu的新型連接方法，其特征在于，在AlN陶瓷表面絲網印刷一層CuO漿料，燒結成膜制得CuO層，在還原性氣氛長時間保溫，CuO還原為Cu制得種子層，利用Ag作中間層，將帶有種子層的AlN與Cu在真空爐中焊接。

2.根據權利要求1所述的一種AlN陶瓷與Cu的新型連接方法，其特征在于，所述CuO漿料由質量占比86％的CuO及質量占比14％的有機載體組成。

3.根據權利要求1所述的一種AlN陶瓷與Cu的新型連接方法，其特征在于，所述CuO為納米級CuO粉，CuO粉形貌為近球形。

4.根據權利要求1所述的一種AlN陶瓷與Cu的新型連接方法，其特征在于，所述有機載體為松油醇-乙基纖維素體系的有機混合物，其組成成分包括溶劑、增稠劑、觸變劑和表面活性劑，所述溶劑為松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯，所述增稠劑為乙基纖維素，所述觸變劑為蓖麻油，所述表面活性劑為聚乙二醇、三乙醇胺中的一種。

5.根據權利要求1所述的一種AlN陶瓷與Cu的新型連接方法，其特征在于，所述有機載體為松油醇-乙基纖維素體系的有機混合物包括如下重量份的組分：松油醇62份，鄰苯二甲酸二丁酯5份，二乙二醇丁醚醋酸酯22份，蓖麻油4份，三乙醇胺2份，乙基纖維素5份。

6.根據權利要求1所述的一種AlN陶瓷與Cu的新型連接方法，其特征在于，所述還原性氣氛為體積占比20％的H₂和80％的N₂的混合氣體。

7.根據權利要求1所述的一種AlN陶瓷與Cu的新型連接方法，其特征在于，所述中間層為純度為99.99％，厚度為20μm的片狀Ag。

8.根據權利要求1所述的一種AlN陶瓷與Cu的新型連接方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1)制備有機載體

將乙基纖維素加入到松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯和鄰苯二甲酸二丁酯的混合溶劑中，加熱到90℃水浴攪拌，待其全部溶解后加入蓖麻油和三乙醇胺，繼續加熱攪拌1～2h，制得均勻的有機載體；

2)制備CuO漿料

首先用燒杯稱取質量占比86％的CuO粉末和質量占比為14％的有機載體放入恒溫磁力攪拌水浴鍋中，在30℃環境下，恒溫攪拌2h，使得CuO粉末充分分散到有機載體中；

3)絲網印刷CuO漿料

將絲網清洗干凈后，調節網板距離印刷臺的高度，打開機械泵，以45°角移動刮板，將CuO漿料印刷在AlN陶瓷板上，先放置在空氣中流平10min，后放入60℃烘干箱中，烘干30min；

4)燒結CuO層

將刷上CuO漿料的AlN陶瓷板放入馬弗爐中，以10℃/min的升溫速率加熱到500℃，保溫30min，排出有機載體，后以10℃/min的升溫速率加熱到1075℃，保溫30min，使CuO漿料與AlN陶瓷板充分反應生成CuAlO化合物復合基板；

5)還原CuO層制得種子層

將燒結完成的CuAlO化合物復合基板放入箱式氣氛爐中，在400℃保溫2h后爐冷，將CuAlO化合物復合基板上的CuO層全部還原成Cu，制得所需種子層；

6)將帶有種子層的AlN與Cu互連

在種子層上疊加單層Ag片和Cu板，放入真空管式爐中，抽真空至3*10^-3pa，加熱到810～850℃保溫10～30min，后爐冷，AlN與Cu的連接強度最高可達44Mpa。