AlN/Cu复合导热基板的界面结合特性及显微结构

作者：翟甜蕾; 林国安; 姚波; 丁毛毛; 谢建军; 施鹰; 李德善; 吴志豪

来源：硅酸盐学报, 2017, 45(07): 1037-1042.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.07.22

• 氮化铝陶瓷
• 直接敷铜
• 结合性能
• 剥离强度
• 显微结构

对热压法与直接敷铜(direct bonded copper,DBC)法制备的2种不同界面状态的AlN/Cu基板进行了物相、形貌和成分及结合力(剥离强度)测试。结果表明:热压法所得复合基板在AlN陶瓷表面有一层约2μm厚的Ti中间层,Ti不仅能与AlN反应生成Ti2N与Ti9Al23,又能与Cu形成Cu4Ti3合金,且Ti与AlN的结合力低于Ti与Cu的结合力;DBC法在AlN陶瓷表面氧化形成一层约2μm厚的Al2O3层,Al2O3与Cu–O通过共晶液相反应形成CuAlO2,达到牢固结合,但由于Al2O3与AlN的热膨胀系数不匹配,Al2O3与AlN的结合力低于Al2O3与Cu的结合力;采用DBC法制备的AlN/Cu基板剥离强度(7.94 N/mm)较热压法(2.03 N/mm)高,约是热压法的4倍,且在使用过程中不易失效,适合于苛刻使用条件下的长期应用。

• 单位
  上海大学; 上海申和热磁电子有限公司