一种覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法与流程

本发明涉及陶瓷基板金属化
技术领域：
，尤其涉及一种覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法。
背景技术：
：随着新一代信息技术的发展，伴随着是集成化程度的提高和体积的减少，使得单位散热面积上的功耗增加，因而散热成为模块制造中的一个关键问题，而覆铜氮化铝陶瓷基板除了具有铜箔的高导电特性外，还具有氮化铝陶瓷的高导热特性，可满足上述散热要求。具体，覆铜氮化铝陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氮化铝陶瓷基片表面上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像pcb板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力，是集成电路领域广泛使用的一种基板。目前，陶瓷基覆铜板的制造方法主要有两种：（1）直接键合铜技术（dbc）；（2）直接镀铜技术（dpc)。dbc是将al2o3或aln陶瓷基板的单面或双面覆上cu板后，经由高温1065-1085℃的环境加热，使cu板表面因高温氧化、扩焊与al2o3基板产生cu-cu2o共晶相，使铜板与陶瓷基板黏合，形成陶瓷基覆铜板。dbc对工艺温度的控制要求十分严苛，必须于温度极度稳定的1065-1085℃温度范围下，才能使铜层表面熔解为共晶相，实现与陶瓷基板的紧密结合，其制造成本高且不易解决al2o3与cu板间存在的微气孔或孔洞等问题，影响产品的强度，进而使得产品的性能受到极大影响，同时，反应温度较高，致使设备和工艺条件较难控制，从而使得制得的产品的性能受到影响。比如中国专利申请200710195406.x（申请号：2007年11月27日）公开了一种陶瓷覆铜基板的制造方法，该方法包括在氧化气氛下将氮化铝陶瓷进行加热，之后在惰性气体气氛下将氮化铝陶瓷结合界面与铜箔的结合界面结合并进行共晶钎焊，其中，该方法还包括在氧化气氛下将氮化铝陶瓷进行加热后，在氮化铝陶瓷的结合界面和/或铜箔的结合界面上涂覆氧化亚铜。该方法加热温度为1150-1300℃，加热温度较大，不易控制，且过高的加热温度会造成al2o3与cu板间产生的微气孔或孔洞，同时，该方法通过涂覆的方式，会造成cu2o颗粒在铜箔表面分布不够均匀，排列也不够致密，造成敷接的分散性和重复性差；其次，涂覆厚度很难控制，涂覆的cu2o层过厚或过薄，都会降低敷接强度；另外，涂覆的cu2o会造成环境的污染。而dpc是一种把真空镀膜与电镀技术结合在一起的覆铜板制造技术，其原理是先利用真空镀膜技术在al2o3或aln陶瓷基板上沉积一层铜膜，再用电镀技术进行铜膜的增厚。dpc的工艺温度一般低于400℃，避免了高温对于材料所造成的破坏或尺寸变异的现象。dpc陶瓷基覆铜板具有高散热、高可靠度、高精准度及制造成本低等优点。dpc陶瓷基覆铜板的金属线路解析度上限约在10-50um之间（以深宽比1:1为标准），甚至可以更细，且表面平整度高，因此非常适合于要求高线路精准度与高平整度的覆晶/共晶工艺使用。但是使用电镀技术一方面会造成环境的污染，另一方面通过电镀镀上的铜膜与陶瓷基板的结合力不是很强，且电镀过程中会产生微气孔或孔洞。基于此，有必要提供一种覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法，以解决现有技术中存在的问题。技术实现要素：本发明的目的是提供一种覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法，以解决现有铜箔与氮化铝陶瓷基板结合力不足、孔洞率高、剥离强度低等问题，通过减少两者之间的孔洞率，提高两者的结合力，增强覆铜氮化铝陶瓷基板的强度。本发明是通过以下技术方案实现的：一种覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法，包括以下步骤：（1）点蚀溶液的配制：点蚀溶液由硫酸钠、硫酸、缓释剂和添加剂混合而成，其中缓释剂由乙二醇、甘油的任一种或二者混合，添加剂为草酸、edta的任一种或二者混合，将选取的试剂按比例溶于去离子水中，并在50℃条件下搅拌，搅拌速度为500-600rpm，搅拌40-60min后过滤制得点蚀溶液；（2）除垢处理：将氮化铝陶瓷基板浸入除油溶液中，用超声清洗工艺清洗，去除氮化铝陶瓷基板表面的污垢，在硫酸钠作用下，并用去离子水冲净其表面；（3）脱脂处理：将氮化铝陶瓷基板浸入到脱脂溶液中，用超声清洗工序清洗，脱脂5-10min后取出，用去离子水冲洗4-6次；（4）氮化铝陶瓷基板表面点蚀处理：将氮化铝陶瓷基板浸入于点蚀溶液中，并辅以超声工艺，在硫酸钠作用下，在氮化铝陶瓷基板表面形成凹点，取出用去离子水冲净，冷风吹干；（5）活化处理：将氮化铝陶瓷基板表面涂上活化剂，所述活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾混合而成，并将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉内进行活化处理；（6）热处理：再将点蚀后的氮化铝陶瓷基板置于真空加热炉内，先将温度升至180-220℃后保温2-3h，然后升至250-300℃后保温1.5-2h；（7）镀镍：将热处理后的氮化铝陶瓷基板置于一真空腔室内，并将n2通过该腔室内，启动溅镀镍靶材，形成离子束溅击，溅击出的镍原子挥发形成等离子体状态而被吸附沉积于陶瓷基板的活性结合面上，形成镀镍氮化铝陶瓷基板；（8）真空扩焊：将镀镍氮化铝陶瓷基板板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合，然后置于真空扩焊炉中，关闭真空室，打开抽真空系统，开启加热系统，将真空扩焊炉温度升温至650-750℃，在保温开始前，对贴合后的材料施加4-6mpa的压力，然后在温度为650-750℃下及压力为4-6mpa的条件下，保温25-35min，保温后卸载压力，随炉温冷却至室温，干燥，得到覆铜氮化铝陶瓷基板。优选的，所述步骤（1）中，每1l点蚀溶液中包含硫酸钠150-200g、硫酸30-50ml、缓释剂20-30g、添加剂5-10g，其余为水。优选的，所述步骤（2）中的除油溶液为酸性除醋液，溶度为120-160g/l，超声功率为130-160w，超声处理时间为25-35min。优选的，所述步骤（3）中，每1l脱脂剂包含酸性脱脂剂80-120ml、硫酸150-250ml，其余为水。优选的，所述步骤（3）中的超声波频率为50-70khz，处理时间为30-50min。优选的，所述步骤（5）中的活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾按质量比5:3:2:1混合而成。优选的，所述步骤（5）活化处理的具体步骤为：（1）预活化：将将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉中，在高纯n2气氛中，以10℃/min的升温速率升温至150℃，保温温1.5h，得到预活化氮化铝陶瓷基板；（2）中低温活化：将步骤（1）的预活化氮化铝陶瓷基板继续升温，以15℃/min升温至250℃，保温1.0h，得到中低温活化氮化铝陶瓷基板；（3）高温活化：将步骤（2）氮化铝陶瓷基板继续升温，以20℃/min升温至380℃，保温温0.5h，即得表面活化的氮化铝陶瓷基板。优选的，所述步骤（7）中的能量束为采用气体离子源对陶瓷基板表面进行活性处理，且离子束辐射的离子束能量10-2-10-4ev。优选的，所述步骤（7）中启动溅镀镍靶材时，需将陶瓷基板负偏压在-380～-450volt，并控制靶材的电流密度在0.3-0.5w/cm2，进行离子冲击并植入靶材的时间5-7min。优选的，所述步骤（7）中的真空度不低于4.0×10-3pa。本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：1、本发明解决现有铜箔与氮化铝陶瓷基板结合力不足，通过减少两者之间的空隙率，提高两者的结合力，增强覆铜氮化铝陶瓷基板的强度；2、本发明在对陶瓷基板进行活化处理前，先对陶瓷基板进行除污垢、脱脂及点蚀处理，从而提高陶瓷基板与铜箔结合面的活性，进而提高与铜箔的结合力，具体为：通过除污垢，可消除陶瓷基板表面灰尘对陶瓷与铜箔结合力的影响；而脱脂处理则使得陶瓷基板的表面变得光滑，变得均匀一致，再提高与铜箔结合力的同时，又可降低陶瓷基板与铜箔之间气隙率，从而提高覆铜氮化铝陶瓷基板的强度；而进行的点蚀处理可在氮化铝陶瓷基板表面形成凹点，从而增大铜箔与陶瓷基板接触面积，提高陶瓷基板与铜箔的结合力，同时凹点设置可使进入到凹点里的铜箔形成类似于“固定柱”，进而提高其剥离强度；3、本发明通过在陶瓷基板表面涂覆活化剂，并在活化炉中进行而真空加热炉内进行预活化、中低温活化及高温活化，进行有梯度的活化处理，使得活化剂中的硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾能够充分浸入到陶瓷基板表面，并在陶瓷基板表面形成高浸润、高活性的活性膜层，该膜层具有较好的亲和力和粘结力，可提高本发明覆铜氮化铝陶瓷基板的剥离强度，以及达到降低空洞率的目的；4、本发明的热处理，并分两段进行，一方面提高陶瓷基板的活性，利于后续活性结合面的形成，另一方面，通过分段热处理，可消除陶瓷基板内部的应力，减少了由于陶瓷基板应力变化造成的覆铜氮化铝陶瓷基板强度下降问题；5、本发明通过在活性结合面沉积镍元素，可进一步提高陶瓷基板与铜箔的结合力，具体为：通过将镍原子变成等离子体状态而均匀吸附沉积于陶瓷基板的活性结合面上，从而提高镍元素与陶瓷基板结合面具有的结合力，同时，镍元素与铜箔具有较好的亲和力，两者之间可形成cu-ni接枝体，从而提高陶瓷基板与铜箔的结合力；6、本发明通过采用真空扩焊焊接，可以消除焊接过程中相变的产生，从而消除覆铜氮化铝陶瓷基板内壁的应力，并降低了陶瓷覆铜基板的孔隙率，提高了陶瓷覆铜基板的强度；7、本发明制造方法重复性好、成本较低，散热性能较好，本发明满足特殊产品要求的大电流通过，产品在集成电路等封装领域具有广阔的应用前景。附图说明图1为本发明覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法的流程图。具体实施方式下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。实施例1本实施例的覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法，包括以下步骤：（1）点蚀溶液的配制：点蚀溶液由硫酸钠、硫酸、缓释剂和添加剂混合而成，其中缓释剂由乙二醇、甘油的任一种或二者混合，添加剂为草酸、edta的任一种或二者混合，将选取的试剂按比例溶于去离子水中，并在50℃条件下搅拌，搅拌速度为500rpm，搅拌40min后过滤制得点蚀溶液；（2）除垢处理：将氮化铝陶瓷基板浸入除油溶液中，用超声清洗工艺清洗，去除氮化铝陶瓷基板表面的污垢，在硫酸钠作用下，并用去离子水冲净其表面；（3）脱脂处理：将氮化铝陶瓷基板浸入到脱脂溶液中，用超声清洗工序清洗，脱脂5min后取出，用去离子水冲洗4-6次；（4）氮化铝陶瓷基板表面点蚀处理：将氮化铝陶瓷基板浸入于点蚀溶液中，并辅以超声工艺，在硫酸钠作用下，在氮化铝陶瓷基板表面形成凹点，取出用去离子水冲净，冷风吹干；（5）活化处理：将氮化铝陶瓷基板表面涂上活化剂，所述活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾混合而成，并将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉内进行活化处理；（6）热处理：再将点蚀后的氮化铝陶瓷基板置于真空加热炉内，先将温度升至180℃后保温2h，然后升至250℃后保温1.5h；（7）镀镍：将热处理后的氮化铝陶瓷基板置于一真空腔室内，并将n2通过该腔室内，启动溅镀镍靶材，形成离子束溅击，溅击出的镍原子挥发形成等离子体状态而被吸附沉积于陶瓷基板的活性结合面上，形成镀镍氮化铝陶瓷基板；（8）真空扩焊：将镀镍氮化铝陶瓷基板板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合，然后置于真空扩焊炉中，关闭真空室，打开抽真空系统，开启加热系统，将真空扩焊炉温度升温至650℃，在保温开始前，对贴合后的材料施加4mpa的压力，然后在温度为650℃下及压力为4mpa的条件下，保温25min，保温后卸载压力，随炉温冷却至室温，干燥，得到覆铜氮化铝陶瓷基板。其中，所述步骤（1）中，每1l点蚀溶液中包含硫酸钠150g、硫酸30ml、缓释剂20g、添加剂5g，其余为水。其中，所述步骤（2）中的除油溶液为酸性除醋液，溶度为120g/l，超声功率为130w，超声处理时间为25min。其中，所述步骤（3）中，每1l脱脂剂包含酸性脱脂剂80ml、硫酸150ml，其余为水。其中，所述步骤（3）中的超声波频率为50khz，处理时间为30min。其中，所述步骤（5）中的活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾按质量比5:3:2:1混合而成。其中，所述步骤（5）活化处理的具体步骤为：（1）预活化：将将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉中，在高纯n2气氛中，以10℃/min的升温速率升温至150℃，保温温1.5h，得到预活化氮化铝陶瓷基板；（2）中低温活化：将步骤（1）的预活化氮化铝陶瓷基板继续升温，以15℃/min升温至250℃，保温1.0h，得到中低温活化氮化铝陶瓷基板；（3）高温活化：将步骤（2）氮化铝陶瓷基板继续升温，以20℃/min升温至380℃，保温温0.5h，即得表面活化的氮化铝陶瓷基板。其中，所述步骤（7）中的能量束为采用气体离子源对陶瓷基板表面进行活性处理，且离子束辐射的离子束能量10-2ev。其中，所述步骤（7）中启动溅镀镍靶材时，需将陶瓷基板负偏压在-380volt，并控制靶材的电流密度在0.3w/cm2，进行离子冲击并植入靶材的时间5min。其中，所述步骤（7）中的真空度不低于4.0×10-3pa。实施例2本实施例的覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法，包括以下步骤：（1）点蚀溶液的配制：点蚀溶液由硫酸钠、硫酸、缓释剂和添加剂混合而成，其中缓释剂由乙二醇、甘油的任一种或二者混合，添加剂为草酸、edta的任一种或二者混合，将选取的试剂按比例溶于去离子水中，并在50℃条件下搅拌，搅拌速度为600rpm，搅拌60min后过滤制得点蚀溶液；（2）除垢处理：将氮化铝陶瓷基板浸入除油溶液中，用超声清洗工艺清洗，去除氮化铝陶瓷基板表面的污垢，在硫酸钠作用下，并用去离子水冲净其表面；（3）脱脂处理：将氮化铝陶瓷基板浸入到脱脂溶液中，用超声清洗工序清洗，脱脂10min后取出，用去离子水冲洗4-6次；（4）氮化铝陶瓷基板表面点蚀处理：将氮化铝陶瓷基板浸入于点蚀溶液中，并辅以超声工艺，在硫酸钠作用下，在氮化铝陶瓷基板表面形成凹点，取出用去离子水冲净，冷风吹干；（5）活化处理：将氮化铝陶瓷基板表面涂上活化剂，所述活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾混合而成，并将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉内进行活化处理；（6）热处理：再将点蚀后的氮化铝陶瓷基板置于真空加热炉内，先将温度升至220℃后保温3h，然后升至300℃后保温2h；（7）镀镍：将热处理后的氮化铝陶瓷基板置于一真空腔室内，并将n2通过该腔室内，启动溅镀镍靶材，形成离子束溅击，溅击出的镍原子挥发形成等离子体状态而被吸附沉积于陶瓷基板的活性结合面上，形成镀镍氮化铝陶瓷基板；（8）真空扩焊：将镀镍氮化铝陶瓷基板板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合，然后置于真空扩焊炉中，关闭真空室，打开抽真空系统，开启加热系统，将真空扩焊炉温度升温至750℃，在保温开始前，对贴合后的材料施加6mpa的压力，然后在温度为750℃下及压力为6mpa的条件下，保温35min，保温后卸载压力，随炉温冷却至室温，干燥，得到覆铜氮化铝陶瓷基板。其中，所述步骤（1）中，每1l点蚀溶液中包含硫酸钠200g、硫酸50ml、缓释剂30g、添加剂10g，其余为水。其中，所述步骤（2）中的除油溶液为酸性除醋液，溶度为160g/l，超声功率为160w，超声处理时间为35min。其中，所述步骤（3）中，每1l脱脂剂包含酸性脱脂剂120ml、硫酸250ml，其余为水。其中，所述步骤（3）中的超声波频率为70khz，处理时间为50min。其中，所述步骤（5）中的活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾按质量比5:3:2:1混合而成。其中，所述步骤（5）活化处理的具体步骤为：（1）预活化：将将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉中，在高纯n2气氛中，以10℃/min的升温速率升温至150℃，保温温1.5h，得到预活化氮化铝陶瓷基板；（2）中低温活化：将步骤（1）的预活化氮化铝陶瓷基板继续升温，以15℃/min升温至250℃，保温1.0h，得到中低温活化氮化铝陶瓷基板；（3）高温活化：将步骤（2）氮化铝陶瓷基板继续升温，以20℃/min升温至380℃，保温温0.5h，即得表面活化的氮化铝陶瓷基板。其中，所述步骤（7）中的能量束为采用气体离子源对陶瓷基板表面进行活性处理，且离子束辐射的离子束能量10-4ev。其中，所述步骤（7）中启动溅镀镍靶材时，需将陶瓷基板负偏压在-450volt，并控制靶材的电流密度在0.5w/cm2，进行离子冲击并植入靶材的时间7min。其中，所述步骤（7）中的真空度不低于4.0×10-3pa。实施例3本实施例的覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法，包括以下步骤：（1）点蚀溶液的配制：点蚀溶液由硫酸钠、硫酸、缓释剂和添加剂混合而成，其中缓释剂由乙二醇、甘油的任一种或二者混合，添加剂为草酸、edta的任一种或二者混合，将选取的试剂按比例溶于去离子水中，并在50℃条件下搅拌，搅拌速度为550rpm，搅拌50min后过滤制得点蚀溶液；（2）除垢处理：将氮化铝陶瓷基板浸入除油溶液中，用超声清洗工艺清洗，去除氮化铝陶瓷基板表面的污垢，在硫酸钠作用下，并用去离子水冲净其表面；（3）脱脂处理：将氮化铝陶瓷基板浸入到脱脂溶液中，用超声清洗工序清洗，脱脂7.5min后取出，用去离子水冲洗4-6次；（4）氮化铝陶瓷基板表面点蚀处理：将氮化铝陶瓷基板浸入于点蚀溶液中，并辅以超声工艺，在硫酸钠作用下，在氮化铝陶瓷基板表面形成凹点，取出用去离子水冲净，冷风吹干；（5）活化处理：将氮化铝陶瓷基板表面涂上活化剂，所述活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾混合而成，并将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉内进行活化处理；（6）热处理：再将点蚀后的氮化铝陶瓷基板置于真空加热炉内，先将温度升至200℃后保温2.5h，然后升至280℃后保温1.8h；（7）镀镍：将热处理后的氮化铝陶瓷基板置于一真空腔室内，并将n2通过该腔室内，启动溅镀镍靶材，形成离子束溅击，溅击出的镍原子挥发形成等离子体状态而被吸附沉积于陶瓷基板的活性结合面上，形成镀镍氮化铝陶瓷基板；（8）真空扩焊：将镀镍氮化铝陶瓷基板板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合，然后置于真空扩焊炉中，关闭真空室，打开抽真空系统，开启加热系统，将真空扩焊炉温度升温至700℃，在保温开始前，对贴合后的材料施加5mpa的压力，然后在温度为700℃下及压力为5mpa的条件下，保温30min，保温后卸载压力，随炉温冷却至室温，干燥，得到覆铜氮化铝陶瓷基板。其中，所述步骤（1）中，每1l点蚀溶液中包含硫酸钠180g、硫酸40ml、缓释剂25g、添加剂7.5g，其余为水。其中，所述步骤（2）中的除油溶液为酸性除醋液，溶度为140g/l，超声功率为145w，超声处理时间为30min。其中，所述步骤（3）中，每1l脱脂剂包含酸性脱脂剂80-120ml、硫酸200ml，其余为水。其中，所述步骤（3）中的超声波频率为60khz，处理时间为40min。其中，所述步骤（5）中的活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾按质量比5:3:2:1混合而成。其中，所述步骤（5）活化处理的具体步骤为：（1）预活化：将将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉中，在高纯n2气氛中，以10℃/min的升温速率升温至150℃，保温温1.5h，得到预活化氮化铝陶瓷基板；（2）中低温活化：将步骤（1）的预活化氮化铝陶瓷基板继续升温，以15℃/min升温至250℃，保温1.0h，得到中低温活化氮化铝陶瓷基板；（3）高温活化：将步骤（2）氮化铝陶瓷基板继续升温，以20℃/min升温至380℃，保温温0.5h，即得表面活化的氮化铝陶瓷基板。其中，所述步骤（7）中的能量束为采用气体离子源对陶瓷基板表面进行活性处理，且离子束辐射的离子束能量10-3ev。其中，所述步骤（7）中启动溅镀镍靶材时，需将陶瓷基板负偏压在-415volt，并控制靶材的电流密度在0.34w/cm2，进行离子冲击并植入靶材的时间6min。其中，所述步骤（7）中的真空度不低于4.0×10-3pa。实施例4本实施例的覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法，包括以下步骤：（1）点蚀溶液的配制：点蚀溶液由硫酸钠、硫酸、缓释剂和添加剂混合而成，其中缓释剂由乙二醇、甘油的任一种或二者混合，添加剂为草酸、edta的任一种或二者混合，将选取的试剂按比例溶于去离子水中，并在50℃条件下搅拌，搅拌速度为530rpm，搅拌45min后过滤制得点蚀溶液；（2）除垢处理：将氮化铝陶瓷基板浸入除油溶液中，用超声清洗工艺清洗，去除氮化铝陶瓷基板表面的污垢，在硫酸钠作用下，并用去离子水冲净其表面；（3）脱脂处理：将氮化铝陶瓷基板浸入到脱脂溶液中，用超声清洗工序清洗，脱脂6min后取出，用去离子水冲洗4-6次；（4）氮化铝陶瓷基板表面点蚀处理：将氮化铝陶瓷基板浸入于点蚀溶液中，并辅以超声工艺，在硫酸钠作用下，在氮化铝陶瓷基板表面形成凹点，取出用去离子水冲净，冷风吹干；（5）活化处理：将氮化铝陶瓷基板表面涂上活化剂，所述活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾混合而成，并将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉内进行活化处理；（6）热处理：再将点蚀后的氮化铝陶瓷基板置于真空加热炉内，先将温度升至190℃后保温2.2h，然后升至250-300℃后保温1.6h；（7）镀镍：将热处理后的氮化铝陶瓷基板置于一真空腔室内，并将n2通过该腔室内，启动溅镀镍靶材，形成离子束溅击，溅击出的镍原子挥发形成等离子体状态而被吸附沉积于陶瓷基板的活性结合面上，形成镀镍氮化铝陶瓷基板；（8）真空扩焊：将镀镍氮化铝陶瓷基板板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合，然后置于真空扩焊炉中，关闭真空室，打开抽真空系统，开启加热系统，将真空扩焊炉温度升温至680℃，在保温开始前，对贴合后的材料施加4.5mpa的压力，然后在温度为680℃下及压力为4.5pa的条件下，保温25-35min，保温后卸载压力，随炉温冷却至室温，干燥，得到覆铜氮化铝陶瓷基板。其中，所述步骤（1）中，每1l点蚀溶液中包含硫酸钠160g、硫酸35ml、缓释剂23g、添加剂6g，其余为水。其中，所述步骤（2）中的除油溶液为酸性除醋液，溶度为130g/l，超声功率为135w，超声处理时间为28min。其中，所述步骤（3）中，每1l脱脂剂包含酸性脱脂剂90ml、硫酸180ml，其余为水。其中，所述步骤（3）中的超声波频率为55khz，处理时间为35min。其中，所述步骤（5）中的活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾按质量比5:3:2:1混合而成。其中，所述步骤（5）活化处理的具体步骤为：（1）预活化：将将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉中，在高纯n2气氛中，以10℃/min的升温速率升温至150℃，保温温1.5h，得到预活化氮化铝陶瓷基板；（2）中低温活化：将步骤（1）的预活化氮化铝陶瓷基板继续升温，以15℃/min升温至250℃，保温1.0h，得到中低温活化氮化铝陶瓷基板；（3）高温活化：将步骤（2）氮化铝陶瓷基板继续升温，以20℃/min升温至380℃，保温温0.5h，即得表面活化的氮化铝陶瓷基板。其中，所述步骤（7）中的能量束为采用气体离子源对陶瓷基板表面进行活性处理，且离子束辐射的离子束能量10-2ev。其中，所述步骤（7）中启动溅镀镍靶材时，需将陶瓷基板负偏压在-400volt，并控制靶材的电流密度在0.3w/cm2，进行离子冲击并植入靶材的时间5。5min。其中，所述步骤（7）中的真空度不低于4.0×10-3pa。实施例5本实施例的覆铜氮化铝陶瓷基板的制造方法，包括以下步骤：（1）点蚀溶液的配制：点蚀溶液由硫酸钠、硫酸、缓释剂和添加剂混合而成，其中缓释剂由乙二醇、甘油的任一种或二者混合，添加剂为草酸、edta的任一种或二者混合，将选取的试剂按比例溶于去离子水中，并在50℃条件下搅拌，搅拌速度为580rpm，搅拌55min后过滤制得点蚀溶液；（2）除垢处理：将氮化铝陶瓷基板浸入除油溶液中，用超声清洗工艺清洗，去除氮化铝陶瓷基板表面的污垢，在硫酸钠作用下，并用去离子水冲净其表面；（3）脱脂处理：将氮化铝陶瓷基板浸入到脱脂溶液中，用超声清洗工序清洗，脱脂9min后取出，用去离子水冲洗4-6次；（4）氮化铝陶瓷基板表面点蚀处理：将氮化铝陶瓷基板浸入于点蚀溶液中，并辅以超声工艺，在硫酸钠作用下，在氮化铝陶瓷基板表面形成凹点，取出用去离子水冲净，冷风吹干；（5）活化处理：将氮化铝陶瓷基板表面涂上活化剂，所述活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾混合而成，并将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉内进行活化处理；（6）热处理：再将点蚀后的氮化铝陶瓷基板置于真空加热炉内，先将温度升至210℃后保温2.8h，然后升至290℃后保温1.9h；（7）镀镍：将热处理后的氮化铝陶瓷基板置于一真空腔室内，并将n2通过该腔室内，启动溅镀镍靶材，形成离子束溅击，溅击出的镍原子挥发形成等离子体状态而被吸附沉积于陶瓷基板的活性结合面上，形成镀镍氮化铝陶瓷基板；（8）真空扩焊：将镀镍氮化铝陶瓷基板板与清洗后的铜箔待焊接部位以相对形式贴合，然后置于真空扩焊炉中，关闭真空室，打开抽真空系统，开启加热系统，将真空扩焊炉温度升温至720℃，在保温开始前，对贴合后的材料施加5.5mpa的压力，然后在温度为720℃下及压力为5.5mpa的条件下，保温32min，保温后卸载压力，随炉温冷却至室温，干燥，得到覆铜氮化铝陶瓷基板。其中，所述步骤（1）中，每1l点蚀溶液中包含硫酸钠190g、硫酸45ml、缓释剂28g、添加剂9g，其余为水。其中，所述步骤（2）中的除油溶液为酸性除醋液，溶度为150g/l，超声功率为150w，超声处理时间为32min。其中，所述步骤（3）中，每1l脱脂剂包含酸性脱脂剂110ml、硫酸220ml，其余为水。其中，所述步骤（3）中的超声波频率为65khz，处理时间为45min。其中，所述步骤（5）中的活化剂由硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾按质量比5:3:2:1混合而成。其中，所述步骤（5）活化处理的具体步骤为：（1）预活化：将将涂有活化剂的氮化铝陶瓷基板置于活化炉中，在高纯n2气氛中，以10℃/min的升温速率升温至150℃，保温温1.5h，得到预活化氮化铝陶瓷基板；（2）中低温活化：将步骤（1）的预活化氮化铝陶瓷基板继续升温，以15℃/min升温至250℃，保温1.0h，得到中低温活化氮化铝陶瓷基板；（3）高温活化：将步骤（2）氮化铝陶瓷基板继续升温，以20℃/min升温至380℃，保温温0.5h，即得表面活化的氮化铝陶瓷基板。其中，所述步骤（7）中的能量束为采用气体离子源对陶瓷基板表面进行活性处理，且离子束辐射的离子束能量10-2-10-4ev。其中，所述步骤（7）中启动溅镀镍靶材时，需将陶瓷基板负偏压在-430volt，并控制靶材的电流密度在0.5w/cm2，进行离子冲击并植入靶材的时间6.5min。其中，所述步骤（7）中的真空度不低于4.0×10-3pa。对比例1除将本发明的步骤（3）省去外，其他同实施例1一致。对比例2除将本发明的步骤（6）省去外，其他同实施例1一致。对比例3除将本发明的步骤（1）、（4）省去外，其他同实施例1一致。对比例4除将本发明的步骤（5）省去外，其他同实施例1一致。试验例将实施例1-5及对比例1-4制得的覆铜氮化铝陶瓷基板进行结合强度、剥离强度、界面层气孔、热循环测试，具体的测试方法如下：结合强度：分别在实施例1-5及对比例1-4得到的覆铜氮化铝陶瓷基板上焊接可伐合金柱，然后在拉力试验机（上海申联试验机厂，lds-50）上垂直拉伸，拉伸变形速度为1mm/min，计算拉伸断裂时最大拉力与受力面积的比值，即得到结合强度值。剥离强度：使用剥离强度测试机（东莞市长安亚星精密仪器有限公司生产的yx-bl-01a型剥离强度测试仪）进行测试，对氮化铝覆铜基板中的铜箔进行90°（垂直）方向撕下，测试其剥离强度。热循环次数测试：使用冷热循环试验机(庆声科技股份有限公司生产的kskb-415tbs型冷热循环试验机)进行测试。将样品放入热冲击试验机中，以-50℃保温30min、150℃保温30min为一个循环进行测试，记录氮化铝覆铜基板出现弯曲、列横、铜膜脱落翘曲现象时的循环次数。观察界面层气孔：将实施例1-5及对比例1-4得到的覆铜氮化铝陶瓷基板上铜箔从陶瓷基板上剥离，在1000倍的金像显微镜下观察，观察陶瓷覆铜基板的剥离界面上的气孔数量。按照上述性能测试要求，将实施例1-5与对比例1-4制备的覆铜氮化铝陶瓷基板的性能参数列于表1中。表1测试项目结合强度（mpa）剥离强度（n/mm）界面层气孔热循环次数实施例167.619.8极少218实施例268.220.4极少228实施例369.320.9极少235实施例468.519.9极少222实施例568.820.2极少230对比例164.819.2多204对比例262.318.7多193对比例358.716.1多178对比例455.815.4多170由表1的测试结果可以看出，本发明的覆铜氮化铝陶瓷基板的结合强度、剥离强度、界面层气孔及热循环性能都得到了显著的提高，并且由对比例1-4可知：（1）由对比例1可知，通过脱脂处理则使得氮化铝陶瓷基板的表面变得光滑，变得均匀一致，再提高与铜箔结合力的同时，又可降低陶瓷基板与铜箔之间气隙率，从而提高覆铜氮化铝陶瓷基板的强度；（2）由对比例2可知，通过将陶瓷基板放入真空加热炉内进行的热处理，并分两段进行，一方面提高陶瓷基板的活性，利于后续活性结合面的形成，另一方面，通过分段热处理，可消除陶瓷基板内部的应力，减少了由于陶瓷基板应力变化造成的覆铜氮化铝陶瓷基板强度下降问题；（3）由对比例3可知，通过点蚀处理可在氮化铝陶瓷基板表面形成凹点，从而增大铜箔与陶瓷基板接触面积，提高陶瓷基板与铜箔的结合力，同时凹点设置可使进入到凹点里的铜箔形成类似于“固定柱”，进而提高其剥离强度；（4）由对比例3可知，本发明通过在陶瓷基板表面涂覆活化剂，并在活化炉中进行而真空加热炉内进行预活化、中低温活化及高温活化，进行有梯度的活化处理，使得活化剂中的硫酸铜、过硫酸钠、硼酸和柠檬酸钾能够充分浸入到陶瓷基板表面，并在陶瓷基板表面形成高浸润、高活性的活性膜层，该膜层具有较好的亲和力和粘结力，可提高本发明覆铜氮化铝陶瓷基板的剥离强度，以及达到降低空洞率的目的。综上可知，本发明解决现有铜箔与氮化铝陶瓷基板结合力不足、孔洞率高、剥离强度低等问题，通过减少两者之间的孔洞率，提高两者的结合力，增强覆铜氮化铝陶瓷基板的强度。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12