陶瓷覆銅基板，冷卻至室溫。
[0038]獲得結(jié)合優(yōu)良、抗彎強度高、熱導率優(yōu)良的Si3N4陶瓷覆銅基板。
[0039] 實施例2
[0040] 第一步：用酸堿溶液、去離子水，通過超聲清洗、噴淋、預脫水等工藝對銅片、Si3N4 陶瓷基板進行清洗去除材料表面的雜質(zhì)。
[0041 ] 第二步：將TiH2粉體(68wt % )、聚乙烯醇（2wt % )、水（30wt % )混合均勻，并在Si3N4 陶瓷基板的上下兩個表面各涂覆厚ΙΟμπι的TiH2層，置于烘干箱內(nèi)300°C烘干2h。
[0042] 第三步:在氬氣保護氣氛下對涂覆有TiH2層的Si3N4陶瓷基板進行熱處理，設定溫 度800°C，時間lh，使涂覆的TiH 2分解，形成厚度為6μπι的Ti金屬層。
[0043] 第四步:將經(jīng)過清洗的銅片放置于覆有Ti金屬層的陶瓷基板表面，并將其放入熱 壓模具內(nèi)，在真空環(huán)境下，真空度2.5Xl(T 4Pa，施加壓力4.5MPa，從室溫升溫至1000°C，發(fā)生 Ti與Cu的擴散，形成TiCu過渡層；當溫度達到900 °C時，保溫lh，以促進Ti向氮化硅擴散，使 Ti與Si3N4反應形成TiN過渡層。
[0044] 第五步:取出經(jīng)熱壓處理的Si3N4陶瓷覆銅基板，冷卻至室溫。
[0045] 獲得結(jié)合優(yōu)良、抗彎強度高、熱導率優(yōu)良的Si3N4陶瓷覆銅基板。
[0046] 實施例3
[0047] 第一步：用酸堿溶液、去離子水，通過超聲清洗、噴淋、預脫水等工藝對銅片、Si3N4 陶瓷基板進行清洗去除材料表面的雜質(zhì)。
[0048] 第二步：將TiH2粉體(66wt % )、聚乙烯醇（4wt % )、水（30wt % )混合均勻，并在Si3N4 陶瓷基板的上下兩個表面各涂覆厚15μπι的TiH2層，置于烘干箱內(nèi)300°C烘干2h。
[0049] 第三步:在氬氣保護氣氛下對涂覆有TiH2層的Si3N4陶瓷基板進行熱處理，設定溫 度900°C，時間lh，使涂覆的TiH 2分解，形成厚度為9μπι的Ti金屬層。
[0050] 第四步:將經(jīng)過清洗的銅片放置于覆有Ti金屬層的陶瓷基板表面，并將其放入熱 壓模具內(nèi)，在真空環(huán)境下，真空度3Xl(T4Pa，施加壓力5MPa，從室溫升溫至1000°C，發(fā)生Ti與 Cu的擴散，形成TiCu過渡層；當溫度達到1050°C時，保溫lh，以促進Ti向氮化硅擴散，使Ti與 Si3N4反應形成TiN過渡層。
[0051 ] 第五步:取出經(jīng)熱壓處理的Si3N4陶瓷覆銅基板，冷卻至室溫。
[0052]獲得結(jié)合優(yōu)良、抗彎強度高、熱導率優(yōu)良的Si3N4陶瓷覆銅基板。
[0053] 以下針對現(xiàn)有的陶瓷覆銅基板與實施例1-3制備的Si3N4陶瓷覆銅基板作對比，選 擇目前市場上較為主流的Al 2〇3覆銅陶瓷基板(廠商:上海申和熱磁電子有限公司）作為對比 例。
[0054] 對上述基板進行抗彎強度、剝離強度、導熱率（IS0 22007-2(2008)塑膠-熱導率與 熱擴散率的測定)性能測試，結(jié)果如表1所示。
[0055] 抗彎強度測試條件:環(huán)境溫度10~35°C，相對濕度< 80%，支點間距30mm，加載速 率0.5mm/min;
[0056] 剝離強度測試條件：90度剝離，環(huán)境溫度10~35°C，相對濕度<80%，速度設定 50mm/min，試樣寬度 5mm〇
[0057] 表 1
[0058]
[0059]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
【主權(quán)項】
1. 一種Si3N4陶瓷覆銅基板，包括:Si3N4陶瓷基板、TiN過渡層、Ti金屬層、TiCu過渡層和 銅層，所述Si 3N4陶瓷基板的上表面和下表面均覆有TiN過渡層，所述TiN過渡層的表面設有 Ti金屬層，所述Ti金屬層的表面設有TiCu過渡層，以及所述TiCu過渡層的表面設有銅層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Si3N4陶瓷覆銅基板，其特征在于:所述Si3N 4陶瓷覆銅基板 是先在Si3N4陶瓷基板的上表面和下表面均涂覆TiH2層進行熱處理;然后在TiH 2層的表面放 置銅片，經(jīng)熱壓處理后形成所述Si3N4陶瓷覆銅基板。3. -種Si3N4陶瓷覆銅基板的制備方法，包括： 第一步，對Si3N4陶瓷基板及銅片進行清洗； 第二步，將TiH2粉與粘結(jié)劑的水溶液混合均勻得混合漿料，在Si3N4陶瓷基板的上表面 和下表面均涂覆TiH2層，于烘干箱內(nèi)100~300°C烘干1~2h; 第三步，將涂覆有TiH2層的Si3N4陶瓷基板在保護氣氛下進行熱處理，溫度500~900°C， 時間0.5~lh，使Si3N4陶瓷基板的表面形成Ti金屬層； 第四步，將清洗過的銅片置于步驟三所得的Si3N4陶瓷基板表面，于熱壓模具內(nèi)進行熱 壓處理，真空度1\10-4~10\10-4?&，壓力0.5~301〇^，溫度800~1080°(：，保溫111 ; 第五步，取出經(jīng)熱壓處理的Si3N4陶瓷覆銅基板，冷卻至室溫，即得。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Si3N4陶瓷覆銅基板的制備方法，其特征在于:步驟二中所 述的混合漿料中，TiH 2粉、粘結(jié)劑、水所占比重分別為65~69.9wt%、0.1~5wt%、30wt%。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Si3N4陶瓷覆銅基板的制備方法，其特征在于:步驟二中所 述的TiH 2層的厚度為0.1~20μπι。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Si3N4陶瓷覆銅基板的制備方法，其特征在于:步驟三中所 述的保護氣氛為惰性氣體保護氣氛。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Si3N4陶瓷覆銅基板的制備方法，其特征在于:步驟三中所 述的Ti金屬層的厚度為0.5~ΙΟμπι。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Si3N4陶瓷覆銅基板的制備方法，其特征在于:步驟三中所 述的溫度為600~800 °C。9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Si3N4陶瓷覆銅基板的制備方法，其特征在于:步驟四中所 述的溫度為l〇〇〇°C。10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種Si3N4陶瓷覆銅基板的制備方法，其特征在于:步驟四中 所述的壓力為4~5MPa。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Si3N4陶瓷覆銅基板及其制備方法。該Si3N4陶瓷覆銅基板包括：Si3N4陶瓷基板、TiN過渡層、Ti金屬層、TiCu過渡層和銅層。其制備包括：1)對Si3N4陶瓷基板及銅片進行清洗；2)將TiH2粉與粘結(jié)劑的水溶液混合均勻得混合漿料，在Si3N4陶瓷基板的上表面和下表面均涂覆TiH2層，烘干；3)將涂覆有TiH2層的Si3N4陶瓷基板在保護氣氛下進行熱處理；4)將清洗過的銅片置于Si3N4陶瓷基板表面，于熱壓模具內(nèi)進行熱壓處理；5)取出經(jīng)熱壓處理的Si3N4陶瓷覆銅基板，冷卻至室溫，即得。本發(fā)明通過在氮化硅陶瓷表面形成一層Ti中間層，并通過熱壓方式獲得TiN與TiCu過渡層，以確保氮化硅與銅的結(jié)合。
【IPC分類】C04B37/02
【公開號】CN105622126
【申請?zhí)枴緾N201510993245
【發(fā)明人】李德善, 賀賢漢, 瞿甜蕾, 周軼靚, 施鷹
【申請人】上海申和熱磁電子有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月25日