[发明专利]一种陶瓷覆铝基板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷金属化领域，更具体地说，涉及一种陶瓷覆铝基板及其制备方法。 

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。 

本领域的技术人员知道，陶瓷材料需要应用于电路，必须首先对其金属化，即在陶瓷表面敷接一层与陶瓷粘结牢固而又不易被熔化的金属，使其导电，随后进行蚀刻等制成图形电路等。目前应用较为成熟的是陶瓷覆铜技术，本领域的技术人员成功研制出Al₂O₃和AlN 陶瓷覆铜基板，Al₂O₃和AlN 陶瓷覆铜基板具有热导率高、介电常数小、并且制作工艺简单，无有害物质排放等优点，近年来得到了迅速的发展，但是，Al₂O₃和AlN 陶瓷覆铜基板的耐冷热冲击性能较差的缺点严重制约了其应用。 

陶瓷覆铝技术凭借更优的冷热循环冲击性能及可焊性能现已成为本领域的研究热点。现有的陶瓷覆铝技术是直接利用铝液对陶瓷基板的物理润湿，即将铝箔熔融后形成铝液浇注在陶瓷基板上，冷却后与陶瓷基板形成良好的覆接，但是这种方法对于铝液浇上陶瓷基板的工艺控制，模具的设计和制造，以及设备等的要求较高，并且由于浇注铝液在陶瓷基板后形成的铝层可能出现形状不规则、厚度不均匀的问题，脱模后需要二次加工，耗费成本。 

发明内容

本发明旨在解决现有的陶瓷覆铝基板的制备方法对工艺控制、设备要求较高，并且脱模后需要二次加工，耗费成本的技术问题。 

本发明提供了一种陶瓷覆铝基板的制备方法，包括下述步骤： 

镀铝膜：采用物理气相沉积的方法在陶瓷基片的至少一表面上镀设一层铝膜；

敷接铝箔：在铝膜上依次层叠放置铝基钎料片以及铝箔，烧结后得到陶瓷覆铝基板。

在本发明的陶瓷覆铝基板的制备方法，所述陶瓷基片的厚度为0.1-1mm；所述铝膜的厚度为1-3μm；所述铝基钎料片的厚度为0.06-0.2mm；所述铝箔的厚度为0.1-0.5mm。 

在本发明的陶瓷覆铝基板的制备方法，所述铝基钎料片为Al-Si钎料片，其中，Al的含量为80-95wt%，Si的含量为5-20wt%。 

在本发明的陶瓷覆铝基板的制备方法，所述物理气相沉积的方法为真空磁控溅射或真空蒸镀的方法。 

在本发明的陶瓷覆铝基板的制备方法，所述物理气相沉积的方法为真空磁控溅射的方法，所述真空磁控溅的靶材为铝靶材，溅射时间为1-30min，电压为370-500V，电流为12-17A。 

在本发明的陶瓷覆铝基板的制备方法，所述烧结在真空条件下进行，烧结温度为610-630℃，保温时间为10-30min。 

在本发明的陶瓷覆铝基板的制备方法，在烧结时，于铝箔上施加0.625-1.0N/cm²的压力。 

在本发明的陶瓷覆铝基板的制备方法，所述制备方法在镀铝膜步骤之前还包括前处理步骤，所述前处理包括对陶瓷基片进行清洗，然后进行中粗化或喷砂处理。 

在本发明的陶瓷覆铝基板的制备方法，所述清洗包括对陶瓷基板进行除油、水洗、酸洗后烘干；所述中粗化为将陶瓷基板在NaOH溶液中处理10-20min。 

本发明还提供了一种陶瓷覆铝基板，包括：陶瓷基片、设于陶瓷基片的至少一表面上的铝箔，其中，所述陶瓷基片与铝箔之间依次形成有铝膜层以及铝基钎料层。 

本发明通过在陶瓷基片上镀设铝膜，然后在铝膜上依次层叠放置铝基钎料片、铝箔，烧结后得到陶瓷覆铝基板，所述陶瓷覆铝基板的铝箔与陶瓷基片的结合力很好，剥离强度达到160N/cm以上，并且其对工艺控制、设备的要求不严格，无需复杂的模具设计和制造，也无需二次加工，节约成本。 

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。 

本发明还提供了一种陶瓷覆铝基板的制备方法，包括以下步骤： 

步骤1、前处理：对陶瓷基片进行前处理。