[发明专利]一种氮化铝陶瓷覆铜基板及其制备方法

说明书

本公开涉及一种氮化铝陶瓷覆铜基板及其制备方法，该氮化铝陶瓷覆铜基板包括氮化铝陶瓷基板和覆接于所述氮化铝陶瓷基板至少一个表面上的铜箔，所述氮化铝陶瓷基板和所述铜箔之间形成有界面结合层；所述界面结合层中含有CuAlO₂，所述界面结合层中还含有选自Al₂Zr₃O₉、Al₂Si₃O₉、AlCrO₃、Cu₂ZrO₃、Cu₂SiO₃和CuCrO₂中的一种或多种。本公开的氮化铝陶瓷覆铜基板减少了陶瓷基板与铜箔间的气体和鼓泡，陶瓷基板和铜箔之间的结合强度进一步得到显著提升。

技术领域

本公开涉及氮化铝陶瓷金属化技术领域，具体地，涉及一种氮化铝陶瓷覆铜基板及其制备方法。

背景技术

氮化铝陶瓷覆铜板是通过DBC技术(直接覆铜)实现压延铜片与氮化铝陶瓷基片的直接覆接，由于氮化铝基片与铜氧共晶不润湿，因此需要对氮化铝陶瓷基片做表面改性处理来改善其与铜氧共晶的润湿性，实现氮化铝陶瓷基片的直接覆铜。现有技术方案一般主要采用对氮化铝陶瓷基片做氧化处理，在表面形成一层氧化铝薄层，利用铜氧共晶液相润湿表层氧化铝并与之反应结合来实现氮化铝陶瓷基片的直接覆铜。现有技术方案的氮化铝陶瓷覆铜基板存在陶瓷层和铜层结合不致密，界面处存在小气泡使铜面容易产生鼓包，结合强度比较低等缺点。具体地，氮化铝陶瓷基片氧化形成的表面氧化铝薄膜不致密，而DBC(直接覆铜)工艺过程中所使用的铜箔是经过表面氧化处理的，表面有一层氧化亚铜薄膜，在覆铜工艺过程中接触层铜和氧化亚铜会形成液相，从疏松的氧化膜渗透与氮化铝接触，反应并释放出氮气，气体无法排出，往往在陶瓷层和铜层之间产生小气泡和鼓包现象，进而导致铜层和陶瓷层接触面积变小，从而降低了铜层和陶瓷层的结合强度。现有技术中也有在覆接铜箔之前在陶瓷表面磁控溅射金属镀层，以提高覆铜后陶瓷和铜箔的结合强度，但是现有的氮化铝陶瓷覆铜基板中陶瓷和铜箔之间的结合强度仍然较低，无法很好地满足实际应用，如何进一步提高氮化铝陶瓷覆铜基板中陶瓷和铜箔之间的结合强度是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本公开的目的是提供一种氮化铝陶瓷覆铜基板及其制备方法，通过本公开的方法制备的氮化铝陶瓷覆铜基板中铜和陶瓷基板间的结合强度进一步得到显著提升。

第一方面，本公开提供一种氮化铝陶瓷覆铜基板，该氮化铝陶瓷覆铜基板包括氮化铝陶瓷基板和覆接于所述氮化铝陶瓷基板至少一个表面上的铜箔，所述氮化铝陶瓷基板和所述铜箔之间形成有界面结合层；所述界面结合层中含有CuAlO₂，所述界面结合层中还含有选自Al₂Zr₃O₉、Al₂Si₃O₉、AlCrO₃、Cu₂ZrO₃、Cu₂SiO₃和CuCrO₂中的一种或多种。

可选的，所述界面结合层还含有选自ZrO₂、SiO₂和Cr₂O₃中的一种或多种。

可选的，所述铜箔和所述氮化铝陶瓷基板间的平均剥离强度为6.6-10N/mm。

可选的，所述氮化铝陶瓷覆铜基板的空洞面积占覆接面积的4％-8％；其中，所述空洞面积为界面结合层与铜箔之间所形成空洞的面积，所述覆接面积为氮化铝陶瓷基板与铜箔之间覆接的面积。

可选的，所述界面结合层的厚度为2-6μm。

可选的，所述铜箔的非覆接面形成有铜晶粒层，所述铜晶粒层中晶粒的粒径为50-250μm。