本发明专利技术公开了一种氮化硅基复合材料，包括氮化硅基陶瓷介质板和铜箔，所述铜箔位于氮化硅基陶瓷介质板外表面上，本发明专利技术通过Si3N4陶瓷片的表面预处理技术实现Si3N4陶瓷介质板与铜箔界面特性的优化，获得具有优良力/热/电综合性能的Si3N4陶瓷DBC基板，其兼具有高强度与高热导率的特性，具有良好的介电性能，能够有效减少信号传输的功率损耗，线性膨胀系数与硅接近，作为电子封装材料能够有效保证封装的可靠性等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种复合材料，具体为一种氮化硅基复合材料，属于电子新材料产业领域。
技术介绍
自上世纪50年代末第一块集成电路诞生以来，在信息科技革命的推动下，半导体工业与微电子技术迅猛发展，微加工特征线宽越来越细，集成电路的集成度随之不断提高。电路集成度的增高所带来的直接问题就是发热量的大幅增高，单位面积硅器件上的热流密度甚至可以达到飞行器进入大气时的热流密度水平，但与后者相比，高集成芯片与环境的温差要小得多，所以散热更加困难。而且当下电路的集成度还在不断提高，目前硅器件的集成度已超过109元器件/芯片，其热流密度已超过核爆炸气浪。另一方面，以高电压和大电流为特征的现代电力电子技术也在飞速发展，该技术的主要应用于一般工业的交流变频调速、风能与太阳能风力发电电力并网、电力存储中的交流-直流变换等。这些过程的电压可达10kV，电流能达到几百安。由大功率会产生巨大的热量如果不能迅速排出，会使元器件的温度不断提高，而导致其工作性能大幅降低乃至失效。因此，目前迫切需要解决大功率和高集成度电路的散热问题。基板和封装材料作为各种大规模集成电路的载体，与集成电路芯片直接接触，芯片产生的热量须由封装基板材料向外传递。为了解决散热问题，其一可以通过提高基板或封装材料的热导率来促进其内部热传输，其二是减小基板厚度来降低整体热阻，但是厚度的减小会导致基板机械性能的下降，须采用高强度的介质材料。因此，研发高热导率/高强度一体化的新型基板材料是当下集成电路产业发展的关键技术之一。国内在封装基板材料的研发及产业化方面远远落后于欧美等发达国家，目前国内市场上商品化的封装基板材料在使用过程中均存在不同的技术缺陷或瓶颈。常用的电子器件基板材料包含陶瓷、树脂及陶瓷基和树脂基复合材料，其中陶瓷材料具有高化学稳定性、高耐腐蚀性、高体电阻率、低热膨胀系数以及良好的力学性能而被广泛使用，陶瓷基板已经成为各类集成电路和多芯片电子组件的支柱。目前工业上常用的陶瓷基板材料包括：Al2O3、BeO、SiC和AlN，各类陶瓷基板材料中，氧化铝陶瓷因具有机械强度高、体电阻率高、介电损耗小、无毒且价格低廉，在基板材料中占据统治地位，然而低热导率（20 W/m·K）使其无法应用于高频大功率产热高的集成电路当中。与之相比，AlN陶瓷具有高热导率（可达160 W/m·K）、低介电常数、与芯片相匹配的热膨胀系数、高体电阻率且安全无毒，成为目前应用最为广泛的高热导率陶瓷封装材料。但其抗热震性能较差，难以胜任诸如电动汽车等较为苛刻的使用环境下；同时，其化学稳定性较低，在潮湿环境下易发生AlN的潮解而导致失效。为解决上述问题，现在提出一种氮化硅基复合材料。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种氮化硅基复合材料为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种氮化硅基复合材料，包括氮化硅基陶瓷介质板和铜箔，所述铜箔位于氮化硅基陶瓷介质板外表面上。进一步的，所述氮化硅基陶瓷介质板采用流延成型技术，结合优化的气压烧结致密化工艺得到。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过Si3N4陶瓷片的表面预处理技术实现Si3N4陶瓷介质板与铜箔界面特性的优化，获得具有优良力/热/电综合性能的Si3N4陶瓷DBC基板，其兼具有高强度与高热导率的特性，抗弯强度高于800MPa，热导率大于100 W/m·K；具有良好的介电性能，介电常数小于7，有利于提高信号的传输速度与效率，介电损耗小于1×10-3，能够有效减少信号传输的功率损耗； 其线性膨胀系数与硅接近，作为电子封装材料能够有效保证封装的可靠性；有良好的耐高温性能，能承受高达1200oC以上的高温，且结构与性能不产生严重劣化。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术一种氮化硅基复合材料结构示意图；图中：1、氮化硅基陶瓷介质板；2、铜箔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的设计方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示，一种氮化硅基复合材料，包括氮化硅基陶瓷介质板1和铜箔2，所述铜箔2位于氮化硅基陶瓷介质板1外表面上。所述氮化硅基陶瓷介质板1采用流延成型技术，结合优化的气压烧结致密化工艺得到，实现高性能氮化硅基陶瓷介质基板的近净成型与制备，有效地提高了生产效率和降低了生产成本。通过流延成型技术，实现薄壁、大尺寸高强度/高热导氮化硅基复合材料介质板的成型与制备，解决大尺寸氮化硅基复合材料介质板的近净成型问题。需要说明的是，本专利技术一种氮化硅基复合材料，Si3N4是一种强共价键的非氧化合物陶瓷，具有优异的化学稳定性。因此，Cu与Si3N4在高温含O2气氛的键合过程中所产生的Cu-Cu2O共晶液相对Si3N4陶瓷的浸润性较差，难以形成性能优良且键合强度高的Si3N4 DBC基板，通过Si3N4陶瓷片的表面预处理技术实现氮化硅基陶瓷介质板1与铜箔2界面特性的优化，获得具有优良力/热/电综合性能的Si3N4陶瓷DBC基板。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氮化硅基复合材料，包括氮化硅基陶瓷介质板（1）和铜箔（2），其特征在于：所述铜箔（2）位于氮化硅基陶瓷介质板（1）外表面上。
【技术特征摘要】
1.一种氮化硅基复合材料，包括氮化硅基陶瓷介质板（1）和铜箔（2），其特征在于：所述铜箔（2）位于氮化硅基陶瓷介质板（1）外表面上。2...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶枫，蒋仁会，
申请(专利权)人：扬州市飞鹰电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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