[发明专利]一种AlN陶瓷与Cu的新型连接方法

权利要求书

1.一种AlN陶瓷与Cu的新型连接方法，其特征在于，在AlN陶瓷表面丝网印刷一层CuO浆料，烧结成膜制得CuO层，在还原性气氛长时间保温，CuO还原为Cu制得种子层，利用Ag作中间层，将带有种子层的AlN与Cu在真空炉中焊接。

2.根据权利要求1所述的一种AlN陶瓷与Cu的新型连接方法，其特征在于，所述CuO浆料由质量占比86％的CuO及质量占比14％的有机载体组成。

3.根据权利要求1所述的一种AlN陶瓷与Cu的新型连接方法，其特征在于，所述CuO为纳米级CuO粉，CuO粉形貌为近球形。

4.根据权利要求1所述的一种AlN陶瓷与Cu的新型连接方法，其特征在于，所述有机载体为松油醇-乙基纤维素体系的有机混合物，其组成成分包括溶剂、增稠剂、触变剂和表面活性剂，所述溶剂为松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯，所述增稠剂为乙基纤维素，所述触变剂为蓖麻油，所述表面活性剂为聚乙二醇、三乙醇胺中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种AlN陶瓷与Cu的新型连接方法，其特征在于，所述有机载体为松油醇-乙基纤维素体系的有机混合物包括如下重量份的组分：松油醇62份，邻苯二甲酸二丁酯5份，二乙二醇丁醚醋酸酯22份，蓖麻油4份，三乙醇胺2份，乙基纤维素5份。

6.根据权利要求1所述的一种AlN陶瓷与Cu的新型连接方法，其特征在于，所述还原性气氛为体积占比20％的H₂和80％的N₂的混合气体。

7.根据权利要求1所述的一种AlN陶瓷与Cu的新型连接方法，其特征在于，所述中间层为纯度为99.99％，厚度为20μm的片状Ag。

8.根据权利要求1所述的一种AlN陶瓷与Cu的新型连接方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)制备有机载体

将乙基纤维素加入到松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯和邻苯二甲酸二丁酯的混合溶剂中，加热到90℃水浴搅拌，待其全部溶解后加入蓖麻油和三乙醇胺，继续加热搅拌1～2h，制得均匀的有机载体；

2)制备CuO浆料

首先用烧杯称取质量占比86％的CuO粉末和质量占比为14％的有机载体放入恒温磁力搅拌水浴锅中，在30℃环境下，恒温搅拌2h，使得CuO粉末充分分散到有机载体中；

3)丝网印刷CuO浆料

将丝网清洗干净后，调节网板距离印刷台的高度，打开机械泵，以45°角移动刮板，将CuO浆料印刷在AlN陶瓷板上，先放置在空气中流平10min，后放入60℃烘干箱中，烘干30min；

4)烧结CuO层

将刷上CuO浆料的AlN陶瓷板放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率加热到500℃，保温30min，排出有机载体，后以10℃/min的升温速率加热到1075℃，保温30min，使CuO浆料与AlN陶瓷板充分反应生成CuAlO化合物复合基板；

5)还原CuO层制得种子层

将烧结完成的CuAlO化合物复合基板放入箱式气氛炉中，在400℃保温2h后炉冷，将CuAlO化合物复合基板上的CuO层全部还原成Cu，制得所需种子层；

6)将带有种子层的AlN与Cu互连

在种子层上叠加单层Ag片和Cu板，放入真空管式炉中，抽真空至3*10^-3pa，加热到810～850℃保温10～30min，后炉冷，AlN与Cu的连接强度最高可达44Mpa。