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 ZHAI Tianlei;LIN Guoan;YAO Bo;DING Maomao;XIE Jianjun;SHIying;LI Deshan;WU Zhihao

作者机构：上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海申和热磁电子有限公司TE事业部上海200444 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2017年第45卷第7期

页      面：1037-1042页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：上海市科委能力建设专项基金(14520500300) 

主　　题：氮化铝陶瓷 直接敷铜 结合性能 剥离强度 显微结构 

摘      要：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Ti_2N与Ti_9Al_(23),又能与Cu形成Cu_4Ti_3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Al_2O_3层,Al_2O_3与Cu–O通过共晶液相反应形成CuAlO_2,达到牢固结合,但由于Al_2O_3与AlN的热膨胀系数不匹配,Al_2O_3与AlN的结合力低于Al_2O_3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。