一种氮化硅陶瓷覆铜基板及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种氮化硅陶瓷覆铜基板及其制备方法，所述氮化硅陶瓷覆铜基板，包括：氮化硅陶瓷基板，氮化硅陶瓷基板上依次层叠设置有Zr基梯度过渡层和铜层；所述Zr基梯度过渡层为Zr‑N层或Zr‑Ru层；Zr‑N层中Zr的含量自氮化硅陶瓷基板一侧至铜层一侧逐渐增加或者N的含量自氮化硅陶瓷基板一侧至铜层一侧逐渐增加；Zr‑Ru层中Ru的含量自氮化硅陶瓷基板一侧至铜层一侧逐渐增加。所述氮化硅陶瓷覆铜基板的制备方法对设备和工艺控制要求低，成本低，且可以利用具有结构梯度的纳米级梯度过渡层提高铜层与氮化硅陶瓷基板的结合力和耐热冲击性能，提高氮化硅陶瓷基板的综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于先进电子封装技术和功能薄膜制备，具体涉及一种氮化硅陶瓷覆铜基板及其制备方法。

技术介绍

1、陶瓷基板属于功率器件模块的核心部分，一方面起到关键的机械支撑作用，另一方面作为重要的散热材料。高导热陶瓷基板（如氮化硅和氮化铝）因具有优异的综合性能，已成为igbt模块等大功率器件领域最具应用潜力的封装基板材料。表面金属化是陶瓷基板实现芯片与电子元件互联的重要环节之一，要求金属导电层电阻小，同时与陶瓷基板具有较强的附着力，且经金属化后仍需具备高热导率。但是，由于陶瓷材料作为强共价键型化合物，其电子配位十分稳定，不易与其他材料反应，并且与常见金属之间的润湿困难，而陶瓷基板表面金属化后的性能与功率器件在工作时的稳定性关系密切，故制约了陶瓷基板广泛应用，因此，如何实现高可靠性陶瓷基板表面金属化意义重大。

2、目前，常用的金属化方法主要是直接覆铜法（dbc）和活性金属钎焊法（amb）。直接覆铜法的制备温度高，导致金属与陶瓷界面应力大，制备过程中对设备和工艺控制要求高，增加了生产成本。活性金属钎焊法成本较高，合适的活性焊料较少，且焊料成分与工艺对焊接本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于，包括：氮化硅陶瓷基板，氮化硅陶瓷基板上依次层叠设置有Zr基梯度过渡层和铜层；所述Zr基梯度过渡层为Zr-N层或Zr-Ru层；Zr-N层中Zr的含量自氮化硅陶瓷基板一侧至铜层一侧逐渐增加或者N的含量自氮化硅陶瓷基板一侧至铜层一侧逐渐增加；Zr-Ru层中Ru的含量自氮化硅陶瓷基板一侧至铜层一侧逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于，所述Zr基梯度过渡层的厚度为100~800 nm。

3.根据权利要求2所述的氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于，所述Zr基梯度过渡层的厚度为100~300 nm。

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【技术特征摘要】

1.一种氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于，包括：氮化硅陶瓷基板，氮化硅陶瓷基板上依次层叠设置有zr基梯度过渡层和铜层；所述zr基梯度过渡层为zr-n层或zr-ru层；zr-n层中zr的含量自氮化硅陶瓷基板一侧至铜层一侧逐渐增加或者n的含量自氮化硅陶瓷基板一侧至铜层一侧逐渐增加；zr-ru层中ru的含量自氮化硅陶瓷基板一侧至铜层一侧逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于，所述zr基梯度过渡层的厚度为100~800 nm。

3.根据权利要求2所述的氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于，所述zr基梯度过渡层的厚度为100~300 nm。

4.根据权利要求1所述的氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于，所述铜层的厚度为0.5~2μm。

5.权利要求1~4任一项所述的氮化硅陶瓷覆铜基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的氮化硅陶瓷覆铜基板的制备方法，其特征在于，s1中，清洗处理具体为：将氮化硅陶瓷基板依次用丙酮和无水乙醇超声清洗。

7.根据权利要求5所述的氮化硅陶瓷覆铜基板的制备方法，其特征在于，s2具体包括：以zr靶为靶材，在通入ar气和n2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟瑜，胡昕熠，张秀萍，贾聪颖，杨潘，王梓殴，刘明霞，
申请(专利权)人：西安文理学院，
类型：发明
国别省市：