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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷材料,具体而言,涉及一种高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着电子技术的发展,芯片集成度不断提高,电路布线宽度细密化,单位面积上功率耗散越来越大,造成发热量也在不断增加,若热量不能及时消散,易引发器件失效。
2、为防止电子元件因热量聚集而损害,具有高热稳定性、化学稳定性等的陶瓷材料作为电子基板材料而广泛应用。其中,al2o3陶瓷基板是目前应用最为广泛的陶瓷基板,但al2o3陶瓷导热性较差,导热系数仅约为25w/(m·k)。而直接覆铜(direct bond copper,dbc)陶瓷基板由于具有良好的导热性能和导电性能成为重要的电子封装材料。dbc工艺的原理为是利用铜的含氧共晶液直接将铜敷接在陶瓷上,铜与陶瓷基板之间发生化学反应生成cualo2或cual2o4相,但这些生成相的形成会引起较大的残余应力,导致dbc衬板界面出现裂纹。直接覆铝(dba)工艺是从dbc工艺发展起来的金属直接覆接陶瓷基板的新工艺,铝相较于铜具有更好的塑性与可加工性,并且dba基板相较于dbc基板具有更高的耐冷热冲击性与可靠性。
3、但是,直接覆铝氮化铝陶瓷基板工艺存在以下问题:低温时,铝在氮化铝陶瓷表面润湿性较差,无法形成有效键合,而当温度高于950℃时,铝在氮化铝陶瓷表面润湿性增强,润湿角小于90°,但此时温度远高于铝的熔点,铝箔覆接在氮化铝陶瓷表面成型较为困难。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的问题是如何实现氮化铝与铝箔的有
2、为解决上述问题,本专利技术提供一种高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,包括:
3、分别对氮化铝陶瓷和铝合金进行表面处理,得到第一氮化铝陶瓷和第一铝合金;
4、将所述第一氮化铝陶瓷、所述第一铝合金和铝箔依次层叠放置,得到层叠体,将所述层叠体置于真空环境中加热,同时对所述层叠体施加0.3-1mpa的压力,加热速度为5-10℃/min,加热至580℃-620℃并保温30-35min,冷却后得到高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板。
5、可选地,对所述氮化铝陶瓷进行表面处理包括:分别采用200目、400目、800目、1200目、2000目、3000目的砂纸对氮化铝陶瓷片进行打磨,然后抛光清洗,得到所述第一氮化铝陶瓷。
6、可选地,对所述铝合金进行表面处理包括:对所述铝合金进行表面打磨并抛光,然后进行表面碱洗和表面酸洗。
7、可选地,使用氢氧化钠溶液对所述铝合金进行表面碱洗。
8、可选地,使用硝酸溶液对所述铝合金进行表面酸洗。
9、可选地,对所述铝合金进行表面处理还包括,将表面酸洗后的铝合金置于丙酮中。
10、可选地,所述铝合金为4004铝合金。
11、可选地,在扩散炉中对所述层叠体进行加热,所述扩散炉中的真空度为1×10-4pa。
12、本专利技术还提供一种高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板,采用如上所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法得到。
13、本专利技术还提供一种高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的应用,包括如上所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板在电子封装领域的应用。
14、本专利技术在氮化铝陶瓷与铝之间加入铝合金中间层,在压力为0.1-0.3mpa,焊接温度为580℃-620℃,保温时间30min的工艺参数下,实现了氮化铝陶瓷与铝的高性能键合,所获得的陶瓷基板可靠性高,经测试,陶瓷基板强度在60mpa以上。并且,本专利技术的焊接温度较低,在580℃至620℃的低温范围下实现了氮化铝与铝箔的有效键合,且精度较高,符合绿色节能的生产原则。此外,本专利技术直接将表面处理后的氮化铝陶瓷、铝合金和铝箔三层叠放好后进行热压即可,不需要对氮化铝陶瓷表面进行改性,工艺简单、成本可控,能够实现大规模批量生产。
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1.一种高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,对所述氮化铝陶瓷进行表面处理包括:分别采用200目、400目、800目、1200目、2000目、3000目的砂纸对氮化铝陶瓷片进行打磨,然后抛光清洗,得到所述第一氮化铝陶瓷。
3.根据权利要求1所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,对所述铝合金进行表面处理包括:对所述铝合金进行表面打磨并抛光,然后进行表面碱洗和表面酸洗。
4.根据权利要求3所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,使用氢氧化钠溶液对所述铝合金进行表面碱洗。
5.根据权利要求3所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,使用硝酸溶液对所述铝合金进行表面酸洗。
6.根据权利要求3所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,对所述铝合金进行表面处理还包括,将表面酸洗后的铝合金置于丙酮中。
7.根据权利要求1所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆
8.根据权利要求1所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,在扩散炉中对所述层叠体进行加热,所述扩散炉中的真空度为1×10-4Pa。
9.一种高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板,其特征在于,采用如权利要求1-8任一项所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法得到。
10.一种高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的应用,其特征在于,包括如权利要求9所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板在电子封装领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,对所述氮化铝陶瓷进行表面处理包括:分别采用200目、400目、800目、1200目、2000目、3000目的砂纸对氮化铝陶瓷片进行打磨,然后抛光清洗,得到所述第一氮化铝陶瓷。
3.根据权利要求1所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,对所述铝合金进行表面处理包括:对所述铝合金进行表面打磨并抛光,然后进行表面碱洗和表面酸洗。
4.根据权利要求3所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,使用氢氧化钠溶液对所述铝合金进行表面碱洗。
5.根据权利要求3所述的高可靠性氮化铝陶瓷覆铝陶瓷基板的制备方法,其特征在于,使用硝酸溶液对...
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