[发明专利]一种低电阻泡沫金属的制备方法

说明书

一种微电子用泡沫金属的制备方法，以聚氨酯泡沫为骨架，在聚氨酯泡沫上采用磁控溅射工艺制备Ni‑Al‑Ni三层结构复合膜，其中，聚氨酯泡沫骨架上Ni‑Al‑Ni三层结构复合膜的厚度为20~30μm。本发明采用磁控溅射方式制备高纯度的金属膜，即Ni‑Al‑Ni三层结构复合膜，包括膜层、骨架与气孔三部分，提高了泡沫金属的柔韧性。

技术领域

本发明涉及泡沫金属技术领域，具体涉及一种低电阻泡沫金属的制备方法。

背景技术

泡沫金属是一种含有大量气孔的金属，孔隙度可以达到90%以上，具有一定的刚度与强度，密度小，导热、散热性好，吸收电磁波、可焊接性强等优点；广泛应用于航空、环保、电子领域，可以用做催化支架、过滤器件、电极、导电膜等。

泡沫金属的制备工艺主要为粉末冶金法和电镀法，粉末冶金法是采用添加发泡剂方式制备而成，电镀法是化学沉积方式制备泡沫金属。对于电子器件行业，一般采用电镀法，在泡沫骨架上沉积薄膜。但采用电镀法，骨架材料表面的金属材料附着力差，金属材料容易脱落，对微电子器件造成二次污染，影响了其他器件达到使用性能。

发明内容

本发明为了克服现有电镀法制备的泡沫Al附着力、焊接性差的问题，提供一种低电阻泡沫金属的制备方法。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：一种低电阻泡沫金属的制备方法，以聚氨酯泡沫为骨架，在聚氨酯泡沫上采用磁控溅射工艺制备Ni-Al-Ni三层结构复合膜，其中，聚氨酯泡沫骨架上Ni-Al-Ni复合膜的厚度为20~30μm。

本发明的制备方法包括以下步骤：

步骤一、取聚氨酯泡沫进行预处理：清洗，并在KOH溶液中浸泡10~20min，然后采用去离子水清洗后，置于酒精中超声波清洗3~5min；

步骤二、在磁控溅射镀膜机上安装两块Al靶材，一块Ni靶材；

步骤三、以步骤一的聚氨酯泡沫为基片，在聚氨酯泡沫上镀打底Ni膜层；之后在打底Ni膜层上镀Al膜层，并在Al膜层上镀外Ni膜层。

其中，步骤三中，打底Ni膜层和外Ni膜层的厚度均为50~100nm。

其中，步骤三中，采用磁控溅射镀膜机镀Ni的参数为：功率为200~300W，气压为0.5~1Pa，偏压为50~200W。

其中，步骤三采用双靶磁控溅射共沉积法镀Al膜层，功率为300~500W，气压为0.5~1Pa，偏压为50~200W，时间为6h；设定自动工艺，功率每隔1h，直流电源有30~50W的上下移动。

本发明中，双靶磁控溅射共沉积法的真空度保持在4.0×10^-5 Pa以下。

如果使Al膜层直接与聚氨酯材料接触，接触层容易生成Al₃O₂，使得膜层较脆，容易折断。而本发明采用Ni层对Al层进行了保护，增强了泡沫材料的柔韧性。

有益效果：本发明采用磁控溅射方式制备高纯度的金属膜，即Ni-Al-Ni三层结构复合膜，包括膜层、骨架与气孔三部分，提高了泡沫金属的柔韧性。聚氨酯骨架上Ni-Al-Ni三层结构复合膜层厚度达到20~30μm，使得泡沫焊接性强，导电性强。

本发明通过改变气压与功率数值，使得膜层的压应力与张应力相互抵消，减小了膜层表面的应力，增强了膜层的粘附性。

本发明采用聚氨酯骨架，柔性强，密度小，价格低廉，在一定程度上，满足了微电子行业泡沫铝材料的需求。

本发明采用了一种磁控溅射法制备泡沫金属的方法，焊接线强，导电、导热性能好，替代了电镀法制备的泡沫金属，具有一定的应用价值。

附图说明