氮化硅AMB陶瓷基板的制備流程

        氮化硅陶瓷基板能量損耗、更容易小型化、更耐高溫高壓的優(yōu)勢在新能源汽車方面?zhèn)涫軞g迎，能起到提速、增加續(xù)航里程、汽車輕量化的目的；同時(shí)氮化硅AMB陶瓷基板還是SiC器件封裝基板的首選，傳統(tǒng)的DBC陶瓷基板已經(jīng)難以滿足高溫、大功率、高散熱、高可靠性的封裝要求，DBC基板和氮化硅器件，在高溫過程中容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致銅層剝離，采用氮化硅AMB陶瓷基板能夠小避免。本文要闡述的是氮化硅AMB陶瓷基板的特點(diǎn)以及制備流程。

       一，氮化硅AMB陶瓷基板的特點(diǎn)

Si3N4-AMB覆銅基板則是利用活性金屬元素（Ti、Zr、Ta、Nb、V、Hf等）可以潤濕陶瓷表面的特性，將銅層通過活性金屬釬料釬焊在Si3N4陶瓷板上。通過活性金屬釬焊（AMB）工藝形成的銅/陶瓷界面粘結(jié)強(qiáng)度更高，且Si3N4陶瓷相比Al2O3和AlN同時(shí)兼顧了優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的導(dǎo)熱性，因此Si3N4-AMB覆銅基板在高溫下的服役可靠性更強(qiáng)，是SiC器件封裝基板的首選。

二，氮化硅AMB基板的制備工藝流程

AMB工藝根據(jù)釬焊料不同，目前主要分為放置銀銅鈦焊片和印刷銀銅鈦焊膏兩種。

以后者為例，工藝流程如下圖所示。首先將Ag、Cu、Ti元素直接以粉末形式混合制成漿料，采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將Ag-Cu-Ti焊料印刷在氮化硅陶瓷基板上，再利用熱壓技術(shù)將銅箔層壓在焊料上，最后通過燒結(jié)、光刻、腐蝕及鍍Ni工藝制備出符合要求的氮化硅AMB覆銅板。

氮化硅AMB覆銅板制備工藝流程圖

三，AMB工藝也有其局限性

在AMB工藝中，利用Ti等過渡金屬與Ag、Cu等元素形成合金焊料，具有很強(qiáng)的化學(xué)活性，能夠與氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等發(fā)生反應(yīng)，促使熔融焊料潤濕陶瓷表面，完成氮化硅與無氧銅的連接?；钚栽豑i與氮化硅陶瓷反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiN和TiAl3。

但這兩種方法都存在一定局限。首先，焊片工藝所用的銀銅鈦焊片在制備過程中容易出現(xiàn)活性元素Ti的氧化、偏析問題，導(dǎo)致成材率極低，焊接接頭性能較差。對(duì)于焊膏工藝，在高真空中加熱時(shí)有大量有機(jī)物揮發(fā)，導(dǎo)致釬焊界面不致密，出現(xiàn)較多空洞，使得基板在服役過程中易出現(xiàn)高壓擊穿、誘發(fā)裂紋的問題。此外，釋放的有機(jī)揮發(fā)物會(huì)污染真空腔體和泵組管道，影響分子泵的使用壽命。

此外，AMB工藝還還存在一些短板，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度要比DBC、DPC兩種工藝大很多，對(duì)技術(shù)要求高，且在良率、材料等方面還有待進(jìn)一步完善，這使得該技術(shù)目前的實(shí)現(xiàn)成本還比較高。更多氮化硅AMB基板相關(guān)問題可以咨詢金瑞欣特種電路。

                                                                                                                                              內(nèi)容來源：優(yōu)合化工科技