[发明专利]一种氮化硅陶瓷覆铜基板及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于：所述氮化硅陶瓷覆铜基板包括氮化硅陶瓷基板和陶瓷覆铜基板两侧表面的铜层，其中所述氮化硅陶瓷基板和所述铜层之间设置有活性金属焊料层，所述活性金属焊料层包括活性金属焊料A层与活性金属焊料B层，其中，所述活性金属焊料A层与氮化硅陶瓷基板接触；所述活性金属焊料B层与铜层接触；

按重量份数计，所述活性金属焊料A层含有75-90份软质组分和10-25份硬质组分，其中软质组分为Ti、Ag、Cu、Sn、Ni和Al中的一种或多种，硬质组分为陶瓷颗粒、碳纤维、碳化钨颗粒中的一种或多种；

所述活性金属焊料B层，其组分为Ti、Ag、Cu、Sn、Ni和Al中的一种或多种；

其中，氮化硅陶瓷覆铜基板的制备方法，包括以下步骤：

S1. 制备活性金属焊料A与活性金属焊料B；

S2. 飞秒激光处理氮化硅陶瓷基板表面，在其表面制备三角形凹槽（1）；

S3. 将活性金属焊料A涂覆在氮化硅陶瓷基板表面，利用频率为30-45KHz的超声波处理2-5min，将其置于60-90℃烘箱内，烘干20-30min，干燥后继续在其表面涂覆活性金属焊料B，将其置于60-90℃烘箱内，烘干20-30min；

S4. 将涂覆好焊料的氮化硅陶瓷基板两面贴合铜片后，在氮气氛围下，移入夹具内，对夹板施加震动频率范围为20-30KHz的超声波，进行烧结，烧结时，以30℃/min的速率升温至200-250℃，保温20-30min，保温结束后，以10℃/min的速率升温至800-950℃，保温30-90min，之后以10℃/min的速率降温至300℃后，充入氮气冷却。

2.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于：所述氮化硅陶瓷基板厚度为0.3-0.8mm，所述铜层厚度为0.2-0.4mm。

3.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于：所述活性金属焊料层厚度为10-25μm；所述硬质材料粒径为0.5-1μm，所述软质材料颗粒粒径为1-3μm。

4.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于：步骤S1中，所述活性金属焊料A与活性金属焊料B，其制备包括如下步骤：

S11. 分别将软质材料与硬质材料加入球磨机内，进行研磨，将研磨至所需尺径的硬质材料与软质材料取出备用；

S12. 取相应重量份数的软质材料和硬质材料加入混料机内，混合搅拌20-30min；

S13. 混合完成后，向其内部加入丙酮，制得活性金属焊料A；

S14. 取相应重量份数的软质材料加入混料机内，混合搅拌20min；

S15.混合完成后，向其内部加入丙酮，制得活性金属焊料B。

5.根据权利要求1所述的一种氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于：步骤S2中，所述飞秒激光处理速度为200-1000μm/s，重复频率为1KHz，单脉冲能量200-300μJ，所述三角形凹槽（1）尺径宽度为3-5μm，深度为3-10μm，三角形凹槽（1）间隔为三角形凹槽（1）宽度的3-10倍。

6.根据权利要求4所述的一种氮化硅陶瓷覆铜基板，其特征在于：所述球磨机，工作时球磨罐内抽真空至2-5Pa，球磨机转速为100-250rpm，球料比为10:1。