一种功率模块用陶瓷基板覆铜的低温连接方法技术

本发明专利技术公开了一种功率模块用陶瓷基板覆铜的低温连接方法，包括如下步骤：第一步，对陶瓷基片和无氧铜进行表面处理，然后用丙酮清洗；第二步，将Ag粉、Cu粉、Sn粉、Ti粉或Ag粉、Cu粉、In粉、Ti粉混合形成金属粉末，向所述金属粉末中加入有机黏结剂放入球磨罐中进行机械球磨制得活性钎料膏；第三步，按照无氧铜/活性钎料/陶瓷基板的顺序自上而下装配试样，在真空钎焊炉中实现连接。本发明专利技术采用向活性钎料中添加低熔点元素的方式，降低了陶瓷基板与无氧铜的连接温度，减小了基板中的残余应力，提高了使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子封装领域，具体涉及一种功率模块用陶瓷基板覆铜的低温连接方法。
技术介绍
在电子封装领域，一般采用直接覆铜技术(DBC)将陶瓷基板与无氧铜连接。DBC技术是将铜箔片置于Al2O3陶瓷基片上，在含氧的气氛中加热到1065~1085ºC，使铜箔片直接覆接在Al2O3陶瓷基片上。其原理是，结合Cu-O二元相图可知，在一定的氧含量条件下，当加热到1063ºC时，Cu和O形成共晶液相CuO，该共晶液相与Al2O3陶瓷接触并发生反应CuO+Al2O3=CuAl2O3，对陶瓷基板形成良好润湿，并实现连接。而对于新型AlN陶瓷基板，一般首先对AlN表面进行氧化处理，使其表面得到一层Al2O3膜，然后采用DBC技术实现其与铜的覆接。DBC技术，对陶瓷基板和铜的表面平整度要求较高，并且其工艺窗口较窄，最终导致成品率较低。针对以上不足之处，专利CN104409425A中采用活性钎料AgCuTi或AgCuZr实现了陶瓷基板与铜的覆接，采用活性钎焊的方式实现陶瓷基板与铜的覆接可以降低对试样的表面平整度要求，但所采用的高温钎料常常会导致陶瓷基板中存在较大残余应力导致其发生断裂，影响使用寿命。专本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率模块用陶瓷基板覆铜的低温连接方法，其特征在于，包括如下步骤：1）对陶瓷基板和无氧铜进行表面处理，然后用丙酮清洗；2）将Ag粉、Cu粉、Sn粉、Ti粉或Ag粉、Cu粉、In粉、Ti粉混合形成金属粉末，向所述金属粉末中加入有机黏结剂放入球磨罐中进行机械球磨制得活性钎料膏；3）按照无氧铜/活性钎料膏/陶瓷基板的顺序自上而下装配试样，在真空钎焊炉中实现连接。

【技术特征摘要】
1.一种功率模块用陶瓷基板覆铜的低温连接方法，其特征在于，包括如下步骤：1）对陶瓷基板和无氧铜进行表面处理，然后用丙酮清洗；2）将Ag粉、Cu粉、Sn粉、Ti粉或Ag粉、Cu粉、In粉、Ti粉混合形成金属粉末，向所述金属粉末中加入有机黏结剂放入球磨罐中进行机械球磨制得活性钎料膏；3）按照无氧铜/活性钎料膏/陶瓷基板的顺序自上而下装配试样，在真空钎焊炉中实现连接。2.根据权利要求1所述的一种功率模块用陶瓷基板覆铜的低温连接方法，其特征在于，步骤2）所述的金属粉末中Ag的质量分数为5%~30%，Cu的质量分数为10%~40%，Sn的质量分数为50%~80%，Ti的质量分数为3%~8%，或Ag的质量分数为5%~30%，Cu的质量分数为10%~40%，In的质量分数为50%~80%，Ti的质量分数为3%~8%，制备活性钎料时有机黏结剂与金属粉末的质量比为1:6~1:4，机械球磨时间为4~8小时。3.根据权利要求1或2所述的一种功率模块用陶瓷基板覆铜的低温连接方法，其特征在于，步骤1）中，依次用1000#和1500#金刚石砂盘对陶瓷表面进行打磨，依次用800#、1000#...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓国，付伟，赵一璇，李佳迅，周志强，刘多，曹健，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东;37