[发明专利]一种陶瓷覆铝板的制备方法以及由该方法得到的陶瓷覆铝板

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷金属化领域，更具体地说，涉及一种陶瓷覆铝板及其制备方法。

背景技术

随着微电子技术的迅速发展，电子器件趋于大功率、高密度、多功能化，电子线路的集成程度越来越高，电路工作时不可避免地产生大量热量。为了防止电子元件因热量聚集而损害，具有与半导体Si相匹配的热膨胀系数、高热稳定性、化学稳定性和低介电常数的陶瓷材料已成为目前业界应用最广泛的电子基板材料。金属陶瓷复合材料综合了陶瓷的绝缘、高导热，耐磨，耐腐蚀，耐高温的特性，和金属的导电，高导热特性。

目前应用较为成熟的是陶瓷覆铜技术，该方法是在Cu-O共晶点很小的温度范围内将表面预氧化的铜板与陶瓷基板直接焊接在一起。如公开号CN101445386A的专利公开了一种陶瓷覆铜基板的制备方法，该方法包括在氧化气氛下降氮化铝陶瓷进行加热，之后在惰性气体气氛下降氮化铝陶瓷结合界面与铜箔的结合界面结合并进行共晶钎焊，其特征在于，该方法还包括在氧化气氛下降氮化铝陶瓷进行加热后，在氮化铝陶瓷的结合界面和/或铜箔的结合界面上涂敷氧化亚铜。该方法只能焊接0.3-0.6mm的铜板，无法对更厚或者更薄的铜板或其他金属板进行焊接，DBC基板的耐冷热冲击、冷热循环性能差，限制了其运用。

公开号为CN102040393A的中国专利公开了一种连接陶瓷和铝或铝合金的方法，包括如下步骤：1）使陶瓷的连接面上形成铝合金1液膜，得到连接面覆有所述铝合金1液膜的陶瓷；2）在所述连接面覆有所述铝合金1液膜的陶瓷的铝合金1液膜上放置纯铝或铝合金2钎焊在一起；所述钎焊的温度高于所述铝合金1的熔化温度且低于所述纯铝的熔点，或所述钎焊的温度高于所述铝合金1的熔化温度且低于所述铝合金2的熔化温度。但是该方法需要采用特殊的专用设备，且步骤1中工艺温度要求远高于铝的熔点，工艺控制非常复杂，铝合金1液膜不仅需要二次加工，且其内部不致密，影响基板的散热，导电性能。

发明内容

本发明为解决现有的陶瓷覆铝板的剥离强度低的技术问题，提供一种剥离强度高的陶瓷覆铝板的制备方法及该陶瓷覆铝板。

本发明提供了一种陶瓷覆铝板的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、轧制预处理：将金属铝板A和金属铝板B使用轧制的方法进行复合预处理得到金属复合铝板C；

S2、钎焊连接：将金属复合铝板C的金属铝板A的一面朝向陶瓷板，叠置于陶瓷板上，将两者一起放入真空钎焊炉中进行钎焊即得到陶瓷覆铝板；

其中，所述金属铝板A的熔点低于金属铝板B的熔点至少50℃。

本发明的方法将金属铝板B（铝基板）和金属铝板A（俗称焊料）轧制成整体板材，引入金属铝板的轧制预处理以后，焊料和铝基板的总表面积比未轧制时降低了50%，清洗完之后表面形成氧化层的面积和概率大幅度降低。由于铝基板和焊料已轧制成整体，在钎焊时，由传统的三层叠放，变成两层叠放，使焊接更有保障。因此制备的陶瓷覆铝板界面连续性好，剥离强度高，可达180N/cm以上。    

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种陶瓷覆铝板的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、轧制预处理：将金属铝板A和金属铝板B使用轧制的方法进行复合预处理得到金属复合铝板C；

S2、钎焊连接：将金属复合铝板C的金属铝板A的一面朝向陶瓷板，叠置于陶瓷板上，将两者一起放入真空钎焊炉中进行钎焊即得到陶瓷覆铝板；

其中，所述金属铝板A的熔点低于金属铝板B的熔点至少50℃。

根据本发明所提供的陶瓷覆铝板的制备方法，优选地，所述陶瓷板的厚度为0.3-1.5mm。

根据本发明所提供的陶瓷覆铝板的制备方法，为了保证陶瓷覆铝板的良好性能，优选地，所述金属复合铝板C的厚度为陶瓷板厚度的30-90%。由于陶瓷和金属铝的膨胀系数并不匹配，铝层太厚则会使产品中积聚较大的应力，大大增加失效风险（一般是在进行冷热冲击时陶瓷断裂，或者发生连接分离失效）。

根据本发明所提供的陶瓷覆铝板的制备方法，优选地，所述金属铝板A的厚度为金属复合铝板C的厚度的5-20%。这是因为在真空高温连接过程中A层处于熔融状态，A层太薄则难以产生牢固连接；A层太厚，会使B层太薄，整体铝层会产生变形； 且A层有可能完全扩散到B层，导致B也熔融或者膨胀。