[发明专利]一种集成电路陶瓷电路板表面铜-石墨烯复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种集成电路陶瓷电路板表面铜-石墨烯复合涂层，其特征在于，所述复合涂层采用梯度层结构，从里到外，由过渡金属M扩散层、过渡金属结合层、过渡金属M/Cu交替多层过渡层、中频磁控Cu支撑层以及铜-石墨烯功能层构成，涂层制备结束后进行真空热处理，最终获得集成电路陶瓷电路板表面铜-石墨烯复合涂层；复合涂层的厚度为53.106-5031.305微米；

所述的过渡金属M扩散层，扩散层深度1-5纳米；所述过渡金属结合层厚度为5-300纳米，晶粒尺度为3-20纳米；所述过渡金属M/Cu交替多层过渡层的调制周期为10-100纳米，其中单层过渡金属M层厚度为5-50纳米，单层Cu厚度为5-50纳米，过渡金属M/Cu交替多层过渡层厚度为100-1000纳米；所述中频磁控Cu支撑层，其厚度范围为3-30微米，晶粒尺度为5-25纳米；所述铜-石墨烯功能层，其厚度范围为50-5000微米，晶粒尺度为5-10微米，石墨烯含量为<5at.%；所述真空热处理，真空度范围为1x10^-2Pa~1x10^-3Pa，退火温度为500-800℃；所述过渡金属M为Ti、Cr和Zr中的一种。

2.一种权利要求1所述的集成电路陶瓷电路板表面铜-石墨烯复合涂层的制备方法，其特征在于，由下述步骤依次形成：

（1）在陶瓷电路板表面形成过渡金属M扩散层

真空环境中，首先利用弧光离子源清洗陶瓷电路板表面，随后利用高脉冲电弧离子镀技术对陶瓷电路板进行离子轰击，轰击偏压500-1000V，利用等离子的高温形成过渡金属M扩散层，扩散层深度1-5纳米；所述过渡金属M为Ti、Cr和Zr中的一种；

（2）形成过渡金属结合层

在过渡金属M扩散层的基础上，降低涂层偏压制备过渡金属结合层，沉积偏压50-200V；结合层厚度为5-300纳米，晶粒尺度为3-20纳米；

（3）形成过渡金属M/Cu交替多层过渡层

当结合层制备结束后，开启中频磁控铜靶，制备过渡金属M/Cu交替多层过渡层，过渡金属M/Cu交替多层过渡层的调制周期为10-100纳米，其中单层过渡金属M层厚度为5-50纳米，单层Cu厚度为5-50纳米；过渡金属M/Cu交替多层过渡层提高过渡金属M层和Cu层的结合力，过渡层厚度为100-1000纳米；

（4）形成中频磁控Cu支撑层

过渡金属M/Cu交替多层过渡层制备结束后，关闭电弧靶，制备中频磁控Cu支撑层，当支撑层制备结束后，利用冷喷技术在支撑层上制备铜-石墨烯功能层，其厚度范围为50-5000微米，晶粒尺度为5-10微米，石墨烯含量为<5at.%；

（5）对涂层进行热处理，消除缺陷，提高导电性能和降低应力

当铜-石墨烯功能层制备结束后，在真空中对涂层进行热处理，真空度范围为1x10^-2Pa~1x10^-3Pa，退火温度为500-800℃。