氮化鋁陶瓷直接覆銅基板的制備及性能研究.pdf

1、氮化鋁陶瓷直接覆銅基板具有優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，在大功率、高密度封裝領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文對(duì)直接覆銅法制備AlN陶瓷覆銅基板的工藝條件進(jìn)行了探索，采用分別在無氧銅片和AlN基片上進(jìn)行預(yù)氧化的方法，從而形成相應(yīng)的Cu2O和Al2O3氧化層，然后通過化學(xué)反應(yīng)形成封接良好的界面，制備出AlN陶瓷直接敷銅基板。
　　銅片高溫預(yù)氧化實(shí)驗(yàn)表明在900~1050℃之間，當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)為2％~10%時(shí)，銅片表面可生成純的Cu2O層。Cu2O

2、層厚度隨溫度和氧含量的增加而逐漸增加，達(dá)到一定厚度后產(chǎn)生剝落。氧化層厚度隨氧化時(shí)間呈拋物線變化規(guī)律，當(dāng)氧化溫度和氧氣體積分?jǐn)?shù)分別為1000℃和4%時(shí)，氧化層厚度隨時(shí)間變化符合拋物線規(guī)律?2=194t-955。銅片氧化層表面形貌取決于氧化速率，低氧化速率下可形成平整致密的Cu2O層，高的氧化速率下形成Cu2O納米球形顆粒，均勻氧化亞銅納米球形顆?？梢栽谘趸瘻囟葹?000℃，氧含量為4%，氧化時(shí)間為10min的條件下制備。
　　AlN

3、基片預(yù)氧化實(shí)驗(yàn)表明，在1200℃下，氧化層厚度增長(zhǎng)緩慢，氧化層表面平整且致密；在1250℃下的氧化層表面有孔洞出現(xiàn)，并且隨著氧化時(shí)間從30min延長(zhǎng)到120min，氧化層上的孔洞數(shù)量也相應(yīng)減少；在1300℃下，由于氧化速率過快，氧化層表面有裂紋產(chǎn)生。
　　對(duì)覆接工藝的探索表明合適的覆接溫度和時(shí)間分別為1080℃和25min。通過對(duì)基板截面和斷面的分析可知，基板最脆弱的部分是AlN陶瓷基片與其表面氧化層結(jié)合的地方，此斷面的主要物相是