覆鋁陶瓷基板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明覆鋁陶瓷基板的制備方法，包括如下步驟：第一步，對瓷片基材進行清洗；第二步，對鋁片表面進行打磨，再對鋁片進行清洗；第三步，對陶瓷基材表面進行雙面覆過渡金屬，形成基板；第四步，將經(jīng)過清洗的鋁片放置于過渡金屬表面，并將基板放入熱壓模具內(nèi)進行熱壓。本發(fā)明覆鋁陶瓷基板的制備方法首先在陶瓷表面形成一層金屬過渡層，通過Al-金屬共晶液相，可解決鋁與陶瓷界面潤濕性不佳的問題。
【專利說明】覆鋁陶瓷基板的制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于半導體制造領域，特別是一種覆鋁陶瓷基板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直接覆銅陶瓷基板(08(:基板)由于其優(yōu)良的電絕緣性能、高導熱性而廣泛應用于半導體制冷器、功率半導體模塊、固體繼電器及大功率[￡0等產(chǎn)品。然而，在受到熱循環(huán)作用時，銅與陶瓷之間存在較大的內(nèi)應力，容易在界面處產(chǎn)生裂紋導致08(:基板整體失效。相比于08(:基板，直接覆鋁陶瓷基板(08八基板)不僅具有優(yōu)異的抗熱震疲勞性能，而且具有結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕(與同結(jié)構(gòu)的08(:基板相比減輕44%)及良好的鋁線鍵合能力等優(yōu)點，非常適合用于汽車電子、航空航天等領域。
[0003]金屬鋁具有比銅更低的屈服強度，其塑性形變速率更平緩，在受到熱循環(huán)作用時，可有效降低鋁與陶瓷之間的內(nèi)應力。因此，直接覆鋁陶瓷基板(08八基板)具有比08(:基板更為優(yōu)異的抗熱震疲勞性能。對于08八基板而言，金屬鋁在空氣中極易氧化，在表面生成一層致密的氧化膜，大大降低了鋁液與陶瓷的潤濕性，并且氧化鋁膜的存在嚴重影響到陶瓷基板的覆鋁過程及敷接強度。因此，改善鋁與陶瓷的潤濕性是制備直接覆鋁陶瓷基板的必要條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種解決鋁與陶瓷界面潤濕性不佳問題的覆鋁陶瓷基板的制備方法。
`[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明覆鋁陶瓷基板的制備方法，包括如下步驟:
[0006]第一步，對瓷片基材進行清洗；
[0007]第二步，對鋁片表面進行打磨，再對鋁片進行清洗；
[0008]第三步，對陶瓷基材表面進行雙面覆過渡金屬，形成基板；
[0009]第四步，將經(jīng)過清洗的鋁片放置于過渡金屬表面，并將基板放入熱壓模具內(nèi)進行熱壓。
[0010]用金相砂紙對鋁片表面進行打磨。
[0011]熱壓過程中單位面積施加的壓力為100^?2~20000^^2。
[0012]熱壓過程中溫度加熱至3801~6601，燒結(jié)時間為10分鐘~30分鐘。
[0013]所述陶瓷基板的材質(zhì)為八1203或或31八或3102或或剛或860。
[0014]所述過渡金屬的材質(zhì)為?；颍?或或211或啦或86或八11或仏中的一種或幾種組成的合金。
[0015]所述熱壓模具的材質(zhì)為八1203或或31八或3102或310或剛或860中的一種或幾種。
[0016]本發(fā)明覆鋁陶瓷基板的制備方法首先在陶瓷表面形成一層金屬過渡層，通過八1-金屬共晶液相，可解決鋁與陶瓷界面潤濕性不佳的問題。【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明覆鋁陶瓷基板的制備方法基板熱壓燒結(jié)實施例一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明覆鋁陶瓷基板的制備方法基板熱壓燒結(jié)實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]本發(fā)明覆鋁陶瓷基板的制備方法附圖中附圖標記說明:
[0020]1-基板2-鋁片3-熱壓模具
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明覆鋁陶瓷基板的制備方法作進一步詳細說明。
[0022]實施例一，如圖1所示，覆鋁陶瓷基板的制備方法，用酸堿溶液、去離子水，通過超聲清洗、噴淋、預脫水等工藝對過渡金屬銅片，八1203瓷片基材進行清洗去除材料表面的雜質(zhì)。
[0023]用金相砂紙對鋁片表面進行打磨，去除表面氧化層，其次通過超聲清洗、噴淋、預脫水等工藝對鋁片進行清洗去除表面雜質(zhì)。
[0024]按照08(:工藝在八1203瓷片基材表面進行雙面覆銅處理，形成基板1。溫度設定為10651~10801，燒結(jié)時間為20分鐘~35分鐘，氣氛為氮氣保護氣氛，氧含量為5卯0~40 卯 1110
[0025]將經(jīng)過清洗的鋁片2放置于銅片表面，并將基板1放入熱壓模具3內(nèi)，單位面積施加的壓力為100^/1112~20000^/1112，在隊保護氣氛下，加熱至5501~6601，熱壓燒結(jié)10分鐘~30分鐘，并隨爐冷卻。`
[0026]實施例二，如圖2所示，覆鋁陶瓷基板的制備方法，用酸堿溶液、去離子水，通過超聲清洗、噴淋、預脫水等工藝對過渡金屬鋅片，八1203瓷片基材進行清洗去除材料表面的雜質(zhì)。
[0027]用金相砂紙對鋁片表面進行打磨，去除表面氧化層，其次通過超聲清洗、噴淋、預脫水等工藝對鋁片進行清洗去除表面雜質(zhì)。
[0028]按照化學鍍鋅法工藝在八1203瓷片基材表面進行雙面覆鋅處理，形成基板1。
[0029]將經(jīng)過清洗的鋁片2放置于鋅片表面，并將基板1放入熱壓模具3內(nèi)，單位面積施加的壓力為100^/1112~20000^/1112，在真空的環(huán)境下，加熱至3801~6601，熱壓燒結(jié)10分鐘~30分鐘，并隨爐冷卻。
[0030]本發(fā)明覆鋁陶瓷基板的制備方法首先在陶瓷表面形成一層金屬過渡層，通過八1-金屬共晶液相，可解決鋁與陶瓷界面潤濕性不佳的問題。
[0031]以上已對本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.覆鋁陶瓷基板的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步，對瓷片基材進行清洗； 第二步，對鋁片表面進行打磨，再對鋁片進行清洗； 第三步，對陶瓷基材表面進行雙面覆過渡金屬，形成基板； 第四步，將經(jīng)過清洗的鋁片放置于過渡金屬表面，并將基板放入熱壓模具內(nèi)進行熱壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆鋁陶瓷基板的制備方法，其特征在于，用金相砂紙對鋁片表面進行打磨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆鋁陶瓷基板的制備方法，其特征在于，熱壓過程中單位面積施加的壓力為100^/1112~20000^/1112。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆鋁陶瓷基板的制備方法，其特征在于，熱壓過程中溫度加熱至3801~6601，燒結(jié)時間為10分鐘~30分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆鋁陶瓷基板的制備方法，其特征在于，所述陶瓷基板的材質(zhì)為八1203或細或813^4或3102或810或剛或860。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆鋁陶瓷基板的制備方法，其特征在于，所述過渡金屬的材質(zhì)為。或？6或或211或啦或86或八11或匕中的一種或幾種組成的合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆鋁陶瓷基板的制備方法，其特征在于，所述熱壓模具的材質(zhì)為八1203或細或813^4或3102或810或剛或860中的一種或幾種。
【文檔編號】C04B37/02GK103833404SQ201410001957
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】俞曉東, 賀賢漢 申請人:上海申和熱磁電子有限公司