[发明专利]一种氮化铝陶瓷覆铜基板的制备方法

说明书

本发明涉及一种氮化铝陶瓷覆铜基板的制备方法，包括以下步骤：（1）将氮化铝基板浸入除油溶液中，用超声清洗工艺清洗；（2）去掉氮化铝基板表面氧化层；（3）将氮化铝置于真空加热炉内进行热处理；（4）采用能量束辐射到陶瓷基板与铜箔结合面上，形成活性结合面；（5）将形成活性结合面的陶瓷基板置于一真空腔室内；（6）将N₂通过该腔室内，启动溅镀镍靶材，形成离子束溅击，形成镀镍陶瓷基板；（7）将镀镍陶瓷基板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合，然后置于真空扩焊炉中进行扩焊焊接。本发明解决现有铜箔与氮化铝陶瓷基板结合力不足，通过减少两者之间的空隙率，提高两者的结合力，增强氮化铝陶瓷覆铜基板的强度。

技术领域

本发明涉及陶瓷基板金属化技术领域，尤其涉及一种氮化铝陶瓷覆铜基板的制备方法。

背景技术

陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力，集成电路领域广泛使用的一种基板。

目前，陶瓷基覆铜板的制造方法主要有两种：（1）直接键合铜技术（DBC）；（2）直接镀铜技术（DPC)。

DBC是将Al₂O₃或AlN陶瓷基板的单面或双面覆上Cu板后，经由高温1065-1085℃的环境加热，使Cu板表面因高温氧化、扩焊与Al₂O₃基板产生Cu-Cu₂O共晶相，使铜板与陶瓷基板黏合，形成陶瓷基覆铜板。DBC对工艺温度的控制要求十分严苛，必须于温度极度稳定的1065-1085℃温度范围下，才能使铜层表面熔解为共晶相，实现与陶瓷基板的紧密结合，其制造成本高且不易解决Al₂O₃与Cu板间存在的微气孔或孔洞等问题，影响产品的强度，进而使得产品的性能受到极大影响，同时，反应温度较高，致使设备和工艺条件较难控制，从而使得制得的产品的性能受到影响。

比如中国专利申请200710195406.X（申请号：2007年11月27日）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将氮化铝陶瓷进行加热，之后在惰性气体气氛下将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，其中，该方法还包括在氧化气氛下将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覆氧化亚铜。该方法加热温度为1150-1300℃，加热温度较大，不易控制，且过高的加热温度会造成Al₂O₃与Cu板间产生的微气孔或孔洞，同时，该方法通过涂覆的方式，会造成Cu₂O颗粒在铜箔表面分布不够均匀，排列也不够致密，造成敷接的分散性和重复性差；其次，涂覆厚度很难控制，涂覆的Cu2O 层过厚或过薄，都会降低敷接强度；另外，涂覆的Cu₂O会造成环境的污染。

而DPC是一种把真空镀膜与电镀技术结合在一起的覆铜板制造技术，其原理是先利用真空镀膜技术在Al₂O₃或AlN陶瓷基板上沉积一层铜膜，再用电镀技术进行铜膜的增厚。DPC的工艺温度一般低于400℃，避免了高温对于材料所造成的破坏或尺寸变异的现象。DPC陶瓷基覆铜板具有高散热、高可靠度、高精准度及制造成本低等优点。DPC陶瓷基覆铜板的金属线路解析度上限约在10-50um之间（以深宽比1:1为标准），甚至可以更细，且表面平整度高，因此非常适合于要求高线路精准度与高平整度的覆晶/共晶工艺使用。但是使用电镀技术一方面会造成环境的污染，另一方面通过电镀镀上的铜膜与陶瓷基板的结合力不是很强，且电镀过程中会产生微气孔或孔洞。

基于此，有必要提供一种氮化铝陶瓷覆铜基板的制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容