氮化铝基板与Cu和Al的结合及其表面改性效果

氮化铝基板与Cu和Al的结合及其表面改性效果

一、氮化铝基板与 Cu和Al的接合及其表面改质效果(论文文献综述)

郑天鹏[1](2021)在《纳秒激光处理的ZrO2陶瓷润湿性及钎焊特性研究》文中研究说明ZrO2陶瓷因为其低热膨胀系数、耐高温、耐磨性好、化学性质稳定、高电阻率、高折射率等优点,常被用作耐高温材料、绝缘材料、陶瓷遮光剂,因此广泛应用于汽车、核能、航空、航天、医疗等领域。虽然陶瓷具有各种优异性能,但陶瓷自身脆性高、韧性差,导致陶瓷材料很难一体成型,制约了陶瓷材料的应用。因此,研究陶瓷自身和金属/陶瓷的可靠连接具有较大的实践意义和学术价值。金属/陶瓷存在较大的物理和化学性质差异,导致金属难以在陶瓷表面润湿,因而本课题对ZrO2陶瓷采用纳秒激光进行表面处理,意图改善金属在陶瓷表面的润湿性,随后研究Sn-Ti/ZrO2陶瓷体系的润湿性,最后,使用Sn-Ti连接ZrO2陶瓷,分析其界面组织和力学性能。对纳秒激光表面处理后ZrO2陶瓷表面进行了观察,ZrO2陶瓷表面形成了有规律的网格沟槽,沟槽深度和高度在几十个μm的数量级。ZrO2陶瓷表面表面粗糙度与激光加工参数有关,改变激光扫描速度和激光功率得到了不同沟槽尺寸和粗糙度的ZrO2陶瓷。ZrO2陶瓷表面润湿性的改变,是激光加工后ZrO2陶瓷表面形貌和表面化学共同作用的结果,SEM、XRD和XPS共同表征了ZrO2陶瓷表面化学的变化。探究了Sn-xTi(x=1、3、5)合金在ZrO2陶瓷(未处理、纳秒激光处理1小时后、纳秒激光处理7天后)表面的润湿性,活性元素Ti的加入显着促进了Sn-xTi在ZrO2表面的润湿。使用Sn-xTi(x=1、3、5)钎料连接ZrO2陶瓷(未处理、纳秒激光处理1小时后、纳秒激光处理7天后),研究其接头界面特性,测试力学性能,分析断裂特性。ZrO2/ZrO2钎焊接头剪切强度随着活性元素Ti含量的上升而上升。纳秒激光处理显着提升了接头强度,最大强度可达39.15MPa。可以看到,钎料嵌入纳秒激光加工形成的沟槽内,一部分断裂发生在钎料上,一部分断裂发生在钎焊界面上,沟槽上的钎料被剥离,这也在一定程度上阻碍了断裂。

聂源[2](2020)在《氮化铝基薄膜电路基板制作及性能研究》文中指出新一代的氮化铝(AlN)陶瓷基板,导热系数高达230W(m.k),介电损耗0.0002,相对介电常数8.7,电阻率>1014Ω.m,热膨胀率4.0-6.0,3点抗弯强度450MPa,成本为氧化铝(Al2O3)陶瓷的1/4,为氧化铍(Be O)陶瓷的1/5,性能参数已可完美替代Al2O3陶瓷基板和Be O陶瓷基板,可同时满足高频通讯和大功率器件散热要求。因此,AlN基板表面金属化电路制作成为混合集成电路(HIC)设计应用的重要研究内容。微带电路由微带线和电子元件组成,而主要的电路基板为Al2O3陶瓷和Be O陶瓷。由于Be O陶瓷加工时的毒性,对人体和环境的严重危害,Al2O3陶瓷由于其导热系数不高29 W(m.k),不能运用到大功率散热器件上。本次课题以AlN陶瓷基板为底材,通过薄膜电路技术制备后其表面的导带并集成薄膜电阻、电感等无源器件并加工制作金属化接地孔,有效的解决了微波电路小型化、集成化的问题,产品可靠性更佳,制造成本更低,未来在市场应用更广。1.简要介绍AlN陶瓷基板特性、应用现状及国内外研究动态,介绍本次课题自身主要研究工作,以及产品主要技术指标。2.完成AlN陶瓷基板的电路设计与工艺路线实现。设计出3种AlN基板电路:S波段电桥电路、功率电阻电路和金属化孔电路,完成后分别测试其电性能参数指标,验证是否达到设计要求;通过对AlN基板电路制作金属化方法研究,最终确定薄膜工艺路线,通过磁控溅射法进行AlN基表面金属层种植。3.对AlN基板电路制作关键工艺进行研究,研究了打孔夹具、占空比、扫描速度对激光加工质量的影响;不同清洗条件及清洗方案对表面清洗质量的影响;不同溅射工艺条件及参数对着膜质量的影响;钛钨(Ti W)抗刻蚀层对湿法蚀刻线路质量的影响以及弹性模量对划片质量的研究,完成了AlN基板电路金属化制作,并制作出了成品。4.完成AlN基3种电路基板的各项参数测试,电性能指标满足设计及使用要求。

郎小月[3](2018)在《大功率LED散热用氮化铝陶瓷基板金属的制备与性能研究》文中研究说明为了得到高热导、高结合强度的大功率LED散热基板,利用沉降法在氮化铝陶瓷基板表面快速覆钨,并在室温下通过激光扫描实现钨在氮化铝陶瓷基板表面金属化。探究了激光扫描次数、扫描速度、金属钨粉添加量及粒度对金属化后基板性能的影响。利用扫描电子显微镜、能谱分析及X射线衍射仪对金属化基板表面及界面的微观结构、成分及物相进行观察和分析,利用力学试验机测试氮化铝与金属钨的结合强度,并测试得到金属化后基板的热导率。对激光与物质的相互作用机理进行了研究。研究结果显示,添加质量为1g、粒度为3-5 μm的金属钨粉,激光加热过程选择扫描1次,扫描速度为50 mm/s时,在氮化铝表面形成致密的金属钨层,且金属化后的金属钨在氮化铝陶瓷表面粒度分布均匀;激光束是将部分能量传递给金属钨和陶瓷基板,氮化铝陶瓷基板与金属钨层是通过一层熔融后形成的凝固态物质紧密连接的,二者之间的传质方式是通过扩散、溅射以及发生化学反应实现的,这些反应有利于金属与陶瓷的结合;经测试金属钨与氮化铝陶瓷基板的剪切强度最大能达到62.5 MPa,而金属与陶瓷金属化后整体的热导率为114.37 W/(m·K),实现了陶瓷与金属的连接且为大功率电子器件散热提供了广阔的应用前景。

蒋盼[4](2015)在《氮化铝陶瓷直接覆铜基板的制备及性能研究》文中研究说明氮化铝陶瓷直接覆铜基板具有优良的导电和导热性能,在大功率、高密度封装领域具有广泛的应用前景。本文对直接覆铜法制备AlN陶瓷覆铜基板的工艺条件进行了探索,采用分别在无氧铜片和AlN基片上进行预氧化的方法,从而形成相应的Cu2O和Al2O3氧化层,然后通过化学反应形成封接良好的界面,制备出AlN陶瓷直接敷铜基板。铜片高温预氧化实验表明在9001050℃之间,当氧气体积分数为2%10%时,铜片表面可生成纯的Cu2O层。Cu2O层厚度随温度和氧含量的增加而逐渐增加,达到一定厚度后产生剥落。氧化层厚度随氧化时间呈抛物线变化规律,当氧化温度和氧气体积分数分别为1000℃和4%时,氧化层厚度随时间变化符合抛物线规律x2=194t-955。铜片氧化层表面形貌取决于氧化速率,低氧化速率下可形成平整致密的Cu2O层,高的氧化速率下形成Cu2O纳米球形颗粒,均匀氧化亚铜纳米球形颗粒可以在氧化温度为1000℃,氧含量为4%,氧化时间为10min的条件下制备。AlN基片预氧化实验表明,在1200℃下,氧化层厚度增长缓慢,氧化层表面平整且致密;在1250℃下的氧化层表面有孔洞出现,并且随着氧化时间从30min延长到120min,氧化层上的孔洞数量也相应减少;在1300℃下,由于氧化速率过快,氧化层表面有裂纹产生。对覆接工艺的探索表明合适的覆接温度和时间分别为1080℃和25min。通过对基板截面和断面的分析可知,基板最脆弱的部分是AlN陶瓷基片与其表面氧化层结合的地方,此断面的主要物相是Al2O3和AlN。AlN陶瓷直接覆铜基板的结合强度随着铜片氧化层厚度的增加而降低,表明预氧化层厚度是影响覆铜基板结合强度的关键因素。

齐维靖[5](2012)在《大功率LED氮化铝陶瓷散热基板的制备》文中认为本文采用真空蒸发镀膜技术和直流磁控溅射技术制备了不同金属(Ti、Al、 Ti/Al)过渡层A1N陶瓷覆Cu散热基板,实现了氮化铝(A1N)陶瓷基板的金属化,制得了可用于LED封装的高散热A1N基板。利用扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对所制基板表面及断面的微观结构和成分进行观察和分析,用X射线衍射仪(XRD)对所制基板的物相结构进行分析,用四探针测试基板表面的电阻率,通过正向电压法测试和分析了基板的热学性能。研究结果表明:1)过渡金属层的存在促进了金属Cu在A1N表面的浸润,并增加了所制基板表面金属层的致密度。基板表面的致密度随着金属过渡层的增加而增大。具有相同金属过渡层数的基板表面致密度与过渡层金属的原子半径成反比。2)不同金属过渡层与A1N在界面处键合的性质不同。Ti与A1N发生的是化学键合,在界面处的反应产物是TiN和Al3Ti, Al、Cu与A1N发生的是物理键合。3)Cu/Al/AlN基板的电阻率在所制的基板中最低(ρCu/Al/AlN≈1.7×10-7Ω·m),并且热导性也优于其它几种基板。综合所制基板的各性能指标,Cu/Al/AlN基板在四种基板中最优。本文还利用湿法腐蚀制备了满足二次离子质谱(SIMS)测试条件的LED试样。由于单个LED尺寸较小,表面覆盖有多层不同性质的材料,不能直接用于SIMS测试。通过一系列尝试,我们获得了此类样品合适的制备条件,能够满足SIMS测试的特殊要求。

王波[6](2011)在《陶瓷和铝的热浸镀—钎焊工艺研究》文中进行了进一步梳理陶瓷具有高温强度好、耐腐蚀、耐磨损、绝缘性能好等优异性能。铝具有良好的塑性、密度小、导电性好、比强度高等优点。陶瓷与铝的连接有望在汽车工业、电子封装领域、轻型陶瓷复合装甲等领域得到广泛的应用。但铝极易氧化,表面致密的氧化膜阻碍陶瓷与铝的连接。本文尝试用热浸镀铝工艺在陶瓷表面形成一层铝合金薄膜,再以该合金膜作为钎焊料,将陶瓷与铝钎焊连接。热浸镀实验分别采用了不同配比的铝硅、铝铜合金。陶瓷分别采用氧化铝陶瓷和氮化铝陶瓷。为了改善氮化铝陶瓷和铝的连接,本文还尝试了对部分氮化铝陶瓷进行了表面磁控溅射Ti、Fe处理。研究发现:采用氮气气氛中的热浸镀方法可以显着改善铝与氧化铝陶瓷及氮化铝陶瓷的润湿性。同时适当控制温度和气氛,可以在氧化铝陶瓷及氮化铝陶瓷表面形成一层厚为数微米连接紧密的铝硅合金膜。利用该合金膜,采用普通氮气钎焊方法可以将氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷与铝连接在一起。连接界面紧密,撕裂强度大于15N/mm。氧化铝陶瓷的最佳钎焊温度在625℃~655℃之间,氮化铝的最佳钎焊温度介于650℃~655℃。陶瓷与铝热浸镀-钎焊原理类似与过渡液相焊:在钎焊过程中,热浸镀层熔化生成液相,液相中的硅沿晶界向铝板中高速扩散,液相中硅含量的降低使熔点升高,最终液相完全消失,钎焊终止,实现陶瓷与铝的连接。提高热浸镀层中的硅含量可以降低钎焊温度,减少边缘未连接面积,但对陶瓷和铝的连接界面强度无直接影响。钎焊过程中加快升温速率可以抑制铝硅合金热浸镀层中硅的流失,降低钎焊开始温度,拓宽钎焊工艺区间。氮化铝表面磁控溅射Fe不利于氮化铝陶瓷与铝的热浸镀-钎焊连接。氮化铝表面磁控溅射Ti有利于降低氮化铝陶瓷热浸镀温度,但对氮化铝陶瓷与铝的钎焊没有明显影响。

李莎[7](2011)在《陶瓷热浸镀铝工艺研究》文中研究说明铝极易氧化,在其工艺上重要的1000℃范围内,铝表面总是存在氧化膜,阻碍陶瓷和铝的润湿,因此陶瓷与铝的连接非常困难。本文探讨了一种新的陶瓷热浸镀铝方法,系统研究了炉内保护气体氮气流量(氧含量)、温度、陶瓷板在铝液中的保温时间以及合金元素等因素对陶瓷热浸镀铝工艺的影响,探讨了陶瓷热浸镀铝机理。研究结果表明采用改进热浸镀铝方法,适当控制热浸镀温度、氮气流量(氧含量)和保温时间,可以在陶瓷板和单晶表面形成一层均匀的、厚度为5~10μm,与陶瓷板连接紧密的铝或铝硅合金膜。研究结果表明在氮气气氛中热浸镀可以防止与陶瓷接触的铝液表面形成新的氧化膜,因而铝液能够与陶瓷或者扩散到界面上的氧发生反应,在界面处形成与铝和陶瓷晶粒均存在共格关系的中间相。该中间相的形成显然能够降低陶瓷-铝界面能,增加铝膜和陶瓷的粘结力。而且,铝膜的自由表面轻微氧化,可以降低铝膜的表面能。研究结果还表明氮气流量对热浸镀铝有显着影响。氮气流量较低时,界面处的铝液表面生成新的氧化膜,阻碍铝和陶瓷的直接接触及连接,阻碍热浸镀铝。反之,氮气流量过高时,铝液自由表面的表面张力比较高,陶瓷表面粘附的铝液会发生团聚脱落,也不利于热浸镀铝。适当控制氮气流量,可以使与陶瓷接触的铝液表面不被氧化;而且,可以使铝膜的自由表面适当地氧化(化学吸附氧),从而起到降低表面张力、防止铝膜团聚滑落的作用,对热浸镀铝至关重要。提高温度有利于铝液与陶瓷基板发生反应,增加铝膜和陶瓷的粘结力;然而,高温不利于氧原子在铝膜自由表面上的吸附。因此提高温度的同时需要适当调低氮气流量,防止铝膜团聚滑落。增加陶瓷板在铝液中的保温时间,有利于陶瓷和铝发生反应,有利于中间相在界面处形成,有利于热浸镀铝。

俞晓东[8](2011)在《大功率LED灯用敷铜陶瓷基板的制备及性能研究》文中研究表明本文采用厚膜印刷工艺,以含铜氧化物粉体为功能相,通过添加有机载体、无玻璃型粘结相,制备了适合氧化铝陶瓷基板丝网印刷的电子浆料体系。随后通过烧结、还原和电镀工艺制备出可用于大功率LED封装的敷铜陶瓷基板。采用XRD对敷铜基板试样物相结构进行分析,利用扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜对制备试样的表面及界面微观结构进行观察,测试和分析了基板的电学、力学和热学性能,利用ANSYS软件对敷铜陶瓷基板进行导热模拟和预测。将敷铜陶瓷基板用于大功率LED封装结构中,对封装LED结构的结温及光衰等问题进行了初步研究和评价。研究结果表明:1)所研制的铜系电子浆料具有很好的稳定性及优良的流变性能,丝网印刷图形精度高;2)烧结过程中,界面处会产生新相CuAlO2,其是提高敷铜陶瓷基板敷接强度的主要原因;3)在600°C,N2/H2气氛条件下还原铜层具有较低的表面电阻率,并为后续致密化电镀工艺提供导电铜层;4)通过电镀工艺可以制备敷接强度为10.28kg/mm2,铜层厚度为60μm,热导率为9.38W/m·K的敷铜陶瓷基板;5)理论预测与实验结果对比,减小界面层厚度是提高基板导热性能的主要途径,当界面层厚度为3μm时,所得基板敷接强度为5kg/mm2,热导率为28 W/m·K。采用敷铜陶瓷基板封装的大功率LED,在20W功率条件下引脚端温度仅为29.4°C,最大光衰程度为2.9%,有效地提高了大功率LED的可靠性及寿命。

卢会湘,胡进,王子良[9](2010)在《直接敷铜陶瓷基板技术的研究进展》文中进行了进一步梳理功率模块以及集成电力电子模块(integrated power electronics module,IPEM)的发展带动直接敷铜(direct bonded copper,DBC)基板技术的迅猛发展。详细介绍了DBC基板技术的技术原理与技术路线,通过机理的分析,指出重点,然后分别讲述了Al2O3-DBC和AlN-DBC基板制备的关键技术、解决方向以及一些最新的研究进展和研究方向,结合实例说明了DBC技术的应用前景,并指出了今后的发展方向。

陈道瑞[10](2010)在《AlN陶瓷表面单层Cu基金属化薄膜研究》文中研究说明AlN陶瓷具有高的热导率、热膨胀系数与硅等半导体材料相匹配、优异的电学性能及机械性能、无毒等优点,是一种理想的电子封装材料,在电子封装领域有广泛的应用,但其作为封装材料使用时必须对表面进行金属化处理。常规的薄膜金属化常采用多层膜技术,会增加膜层间的界面热阻。本文采用离子束辅助磁控溅射方法在AlN表面制备了单层金属化薄膜,研究了制备工艺和薄膜成分对薄膜粘结强度、残余应力、电阻率的影响规律,并利用有限元方法对薄膜热应力分布进行了模拟。采用磁控溅射法在AlN衬底上沉积了单层Cu薄膜,双靶磁控溅射工艺制备的薄膜均匀性较好,单靶磁控溅射工艺制备薄膜的沉积速率较大。沉积温度较高时,薄膜容易形成晶态结构,结合强度较高。薄膜应力为张应力,且随沉积温度的升高先增大后减小,在200℃左右出现极大值,采用中能离子束辅助轰击方法形成过渡界面可以减小薄膜应力。采用离子束辅助沉积和电子束蒸发沉积的方法在AlN衬底上沉积了Ni-Cu薄膜,Ni-Cu形成了固溶体。离子束溅射制备的Ni-Cu薄膜质量较好,且沉积温度越高,薄膜质量越好。随着Ni含量的增加,薄膜表面形貌变化很大,晶粒尺寸增大,结构由致密变疏松,更有明显的缺陷形成。薄膜应力为张应力,且沉积温度越高,薄膜应力越小。电阻率随着Ni含量的增加先上升后下降,在Ni含量为60at%左右,电阻率达到最大值。利用有限元方法对AlN表面金属化薄膜的热应力分布进行了模拟。Cu薄膜和Ni-Cu薄膜的热应力都表现为张应力,最大薄膜热应力主要集中在薄膜的中间部分,在基体的中间部分,应力达到最小值。沉积温度越高,薄膜热应力越大;随着薄膜厚度的增加,薄膜的最大热应力呈现减小趋势,而最小热应力呈现增大的趋势;封装材料用于器件中的工作温度越高,薄膜热应力越小。

二、氮化铝基板与 Cu和Al的接合及其表面改质效果(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、氮化铝基板与 Cu和Al的接合及其表面改质效果(论文提纲范文)

(1)纳秒激光处理的ZrO2陶瓷润湿性及钎焊特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究目的及意义
    1.2 纳秒激光对材料表面的影响
        1.2.1 激光加工对材料表面特性的影响
        1.2.2 激光加工后材料表面的湿性
    1.3 润湿理论研究现状
        1.3.1 常温润湿
        1.3.2 金属/陶瓷体系的润湿
    1.4 陶瓷连接特性的研究
    1.5 主要研究内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备及过程
        2.2.1 试验设备
        2.2.2 试验过程
    2.3 试验结果分析及性能测试
        2.3.1 润湿性测量
        2.3.2 微观组织分析
        2.3.3 接头力学性能测试
第3章 纳秒激光处理对ZrO_2陶瓷表面特性的影响
    3.1 引言
    3.2 纳秒激光处理对ZrO_2陶瓷表面形貌的影响
    3.3 纳秒激光处理对ZrO_2陶瓷表面润湿性的影响
        3.3.1 纳秒激光处理后ZrO_2陶瓷表面的不同润湿时效变化
        3.3.2 纳秒激光处理后ZrO_2陶瓷表面不同润湿状态
    3.4 纳秒激光处理对ZrO_2陶瓷表面化学特性的影响
    3.5 本章小结
第4章 纳秒激光处理对Sn-Ti/ZrO_2陶瓷体系润湿性的影响
    4.1 引言
    4.2 Sn-Ti/ZrO_2陶瓷体系的润湿行为
    4.3 Sn-Ti/ZrO_2陶瓷体系的界面组织
    4.4 本章小结
第5章 纳秒激光处理对ZrO_2陶瓷钎焊接头的影响
    5.1 引言
    5.2 ZrO_2陶瓷/Sn-Ti/ZrO_2陶瓷钎焊接头界面组织
    5.3 ZrO_2陶瓷/Sn-Ti/ZrO_2陶瓷接头力学性能
        5.3.1 力学性能
        5.3.2 断裂特性
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢

(2)氮化铝基薄膜电路基板制作及性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 氮化铝陶瓷基板简介
        1.1.1 氮化铝基板特性
        1.1.2 氮化铝基板的应用现状
        1.1.3 本课题的研究价值与意义
        1.1.4 氮化铝基板电路制作的研究动态
    1.2 本课题的主要工作及产品技术指标
        1.2.1 本课题的主要工作
        1.2.2 产品主要技术指标
    1.3 本章小结
第二章 ALN基板电路设计与工艺设计
    2.1 AlN基板电路设计
        2.1.1 S波段电桥电路设计方案
        2.1.2 功率电阻设计方案
        2.1.3 金属化孔基板设计方案
    2.2 AlN基板电路制作工艺设计
        2.2.1 材料选型
        2.2.2 氮化铝陶瓷基板表面金属化方法研究
        2.2.3 薄膜金属化制作方法研究
    2.3 本章小结
第三章 ALN基板电路制作关键工艺研究
    3.1 AlN基板激光加工的研究
        3.1.1 激光加工的原理
        3.1.2 打孔夹具方案设计
        3.1.3 占空比对加工质量的影响
        3.1.4 扫描速度对加工质量的影响
    3.2 AlN基板清洗工艺的研究
        3.2.1 清洗工艺实验材料及检测仪器
        3.2.2 高温处理对AlN基板表面元素成分的影响
        3.2.3 不同清洗工艺的对比试验及检测
    3.3 AlN基板溅射工艺的研究
        3.3.1 AlN基板金属化膜系的选择
        3.3.2 不同工艺条件对TaN薄膜的影响
        3.3.3 不同工艺条件对TiW-Au膜层附着力的影响
    3.4 TiW抗蚀刻层湿法工艺的研究
        3.4.1 实验方案
        3.4.2 实验内容
        3.4.3 结果分析
    3.5 AlN基板划片工艺研究
        3.5.1 划片过程分析
        3.5.2 划片实验方案
        3.5.3 划片实验结果及讨论
    3.6 本章小结
第四章 ALN基板电路性能测试与研究
    4.1 AlN基板电路工艺技术指标测试
        4.1.1 AlN基板电路检验
        4.1.2 AlN基板附着力检验
        4.1.3 AlN基板线宽精度测试
        4.1.4 AlN基板金属化孔测试
        4.1.5 AlN基板电阻精度测试
    4.2 AlN基板电路设计性能指标测试
        4.2.1 AlN基板电桥电路性能测试
        4.2.2 AlN基板功率电阻性能测试
    4.3 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献

(3)大功率LED散热用氮化铝陶瓷基板金属的制备与性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 几种不同的陶瓷基板材料
        1.2.1 Al_2O_3陶瓷基板
        1.2.2 SiC陶瓷基板
        1.2.3 BeO陶瓷基板
        1.2.4 Si_3N_4陶瓷基板
        1.2.5 AlN陶瓷
    1.3 AlN陶瓷特性
        1.3.1 AlN晶体结构
        1.3.2 氮化铝的导热机理
    1.4 AlN陶瓷金属化
        1.4.1 AlN陶瓷的金属化方法
        1.4.1.1 机械连接法
        1.4.1.2 厚膜法(烧结金属法)
        1.4.1.3 薄膜法(真空蒸镀法)
        1.4.1.4 活性金属钎焊法
        1.4.1.5 化学镀铜金属化
        1.4.1.6 直接覆铜法(DBC)
    1.5 激光扫描AlN陶瓷金属化
        1.5.1 激光特性
        1.5.2 材料对激光的反射和吸收
        1.5.3 材料与激光的相互作用
        1.5.4 激光加热法AlN陶瓷表面金属化
    1.6 金属与陶瓷连接的理论要求
        1.6.1 物理相容性
        1.6.2 化学相容性
        1.6.2.1 热力学条件
        1.6.2.2 动力学条件
        1.6.3 金属与陶瓷界面结合方式
    1.7 研究意义及内容
第2章 制备方法与测试
    2.1 实验原料及设备
    2.2 实验过程
        2.2.1 金属化实验步骤
        2.2.2 实验流程图
    2.3 实验研究内容
    2.4 性能表征
第3章 表面研究结果与分析
    3.1 AlN陶瓷表面金属化表面形貌
    3.2 陶瓷表面处理对组织影响
    3.3 激光扫描次数不同对表面形貌影响
    3.4 扫描速度不同对表面形貌影响
    3.5 添加金属钨克数不同对表面形貌影响
    3.6 添加金属钨粒度不同对表面组织影响
    3.7 本章小结
第4章 界面研究结果及其它性能分析
    4.1 AlN陶瓷金属化界面形貌
        4.1.1 界面点扫描
        4.1.2 界面线扫描
        4.1.3 界面面扫描
        4.1.4 扫描次数对界面形貌影响
    4.2 物相分析
        4.2.1 激光扫描次数对纯氮化铝陶瓷基板物相影响
        4.2.2 激光扫描次数对金属化后基板物相影响
        4.2.3 氮化铝基板金属化后表面处理物相分析
    4.3 AlN陶瓷表面金属化热导率及剪切强度
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
作者简介

(4)氮化铝陶瓷直接覆铜基板的制备及性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电子封装陶瓷基板材料概述
        1.2.1 电子封装基板材料的发展及性能要求
        1.2.2 常用封装陶瓷基板性能比较
        1.2.3 氮化铝陶瓷基板概况
    1.3 陶瓷表面金属化方法
        1.3.1 薄膜法
        1.3.2 厚膜法
        1.3.3 化学镀法
        1.3.4 直接覆铜法
    1.4 氮化铝陶瓷直接覆铜法概述
        1.4.1 氮化铝直接覆铜(AlN-DBC)技术的发展
        1.4.2 氮化铝直接覆铜(AlN-DBC)技术的关键工艺
        1.4.3 氮化铝直接覆铜工艺参数对结合强度的影响
        1.4.4 氮化铝直接覆铜基板的特性与发展趋势
    1.5 研究背景及主要内容
第2章 实验方法
    2.1 实验设计
    2.2 实验原料与设备
        2.2.1 主要实验原料
        2.2.2 主要实验设备
    2.3 实验过程
        2.3.1 无氧铜片高温预氧化工艺
        2.3.2 氮化铝陶瓷基片预氧化工艺
        2.3.3 金属/陶瓷的覆接工艺
    2.4 实验表征方法
        2.4.1 X射线衍射仪
        2.4.2 金相显微镜
        2.4.3 环境扫描电子显微镜及X射线能量色散谱仪
    2.5 氮化铝陶瓷直接覆铜基板的性能测试
        2.5.1 基板结合强度测试方法
        2.5.2 基板抗热震性的测试方法
第3章 无氧铜片高温预氧化研究
    3.1 引言
    3.2 预氧化工艺条件的选择
    3.3 铜片预氧化产物
    3.4 预氧化工艺对氧化层厚度的影响
        3.4.1 预氧化温度对氧化层厚度的影响
        3.4.2 氧含量对氧化层厚度的影响
        3.4.3 预氧化时间对氧化层厚度的影响
    3.5 预氧化层微观结构调控
        3.5.1 预氧化温度对预氧化层微观结构的影响
        3.5.2 氧含量对预氧化层微观结构的影响
    3.6 小结
第4章 AlN陶瓷基片预氧化研究
    4.1 引言
    4.2 AlN基片预氧化产物分析
    4.3 氧化温度对AlN陶瓷基片预氧化层表面形貌的影响
        4.3.1 AlN陶瓷基片表面形貌
        4.3.2 氧化温度和时间对AlN陶瓷基片预氧化层表面形貌的影响
    4.4 氧化层厚度随氧化工艺的变化
    4.5 小结
第5章 覆铜工艺及基板性能研究
    5.1 引言
    5.2 覆接工艺条件的确定
        5.2.1 覆接温度
        5.2.2 覆接时间
    5.3 基板截面与断面的表征
    5.4 铜片预氧化工艺对结合强度的影响
        5.4.1 预氧化温度对结合强度的影响
        5.4.2 氧含量对结合强度的影响
        5.4.3 预氧化时间对结合强度的影响
    5.5 基板抗热震性能的测试
    5.6 小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

(5)大功率LED氮化铝陶瓷散热基板的制备(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 综述
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 LED封装结构的发展
        1.2.2 LED散热基板材料
    1.3 AlN陶瓷基板及其金属化方法
        1.3.1 AlN陶瓷基板的物理性质
        1.3.2 AlN基板金属化方法
    1.4 本论文的研究内容及行文安排
第2章 大功率LED氮化铝陶瓷散热基板的制备及性能
    2.1 真空蒸镀和磁控溅射技术原理
        2.1.1 真空蒸镀
        2.1.2 磁控溅射
    2.2 大功率LED氮化铝陶瓷散热基板的制备
        2.2.1 实验原料及设备
        2.2.2 氮化铝陶瓷散热基板的制备过程
    2.3 氮化铝陶瓷散热基板表面及断面的微观形貌
        2.3.1 氮化铝陶瓷散热基板表面形貌及成分分析
        2.3.2 氮化铝陶瓷散热基板断面形貌及成分分析
    2.4 氮化铝陶瓷散热基板的物相分析
    2.5 氮化铝陶瓷散热基板表面电阻率测试
    2.6 本章小结
第3章 大功率LED在不同金属过渡层AlN散热基板上的结温特性
    3.1 引言
    3.2 几种常见LED结温测量方法
        3.2.1 红外热成像法
        3.2.2 正向电压法
        3.2.3 脉冲电流法
        3.2.4 蓝白比法
        3.2.5 管脚温度法
        3.2.6 光谱法
    3.3 实验内容
        3.3.1 结温测试的样品制备
        3.3.2 结温测试过程
    3.4 结果与讨论
    3.5 结论
第4章 湿法腐蚀制备二次离子质谱(SIMS)测试试样
    4.1 引言
    4.2 SIMS的工作原理
    4.3 SIMS测试试样的要求
    4.4 湿法腐蚀制备SIMS测试试样
        4.4.1 大功率Si基蓝光LED芯片的SIMS测试试样制备
        4.4.2 大功率蓝光LED芯片的SIMS测试试样制备
    4.5 结论
第5章 总结
致谢
参考文献

(6)陶瓷和铝的热浸镀—钎焊工艺研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 陶瓷与铝连接研究现状
        1.2.1 氧化铝陶瓷与铝连接现状
        1.2.2 氮化铝陶瓷与铝连接现状
    1.3 陶瓷与铝的连接机理
        1.3.1 氧化铝陶瓷与铝的连接界面
        1.3.2 氮化铝陶瓷与铝的连接界面
    1.4 铝的钎焊研究
        1.4.1 铝钎焊原理
        1.4.2 润湿性对钎焊的影响
    1.5 铝与陶瓷的润湿性
        1.5.1 润湿
        1.5.2 铝与氧化铝陶瓷的润湿性
        1.5.3 铝与氮化铝陶瓷的润湿性
    1.6 课题的选择与研究内容
第2章 氧化铝陶瓷与铝的热浸镀-钎焊工艺
    2.1 引言
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 热浸镀实验
        2.2.3 钎焊实验
        2.2.4 分析方法
    2.3 铝硅合金实验结果
        2.3.1 热浸镀实验结果
        2.3.3 钎焊实验结果
    2.4 铝铜合金实验结果
        2.4.1 热浸镀实验结果
        2.4.2 钎焊实验结果
    2.5 讨论
        2.5.1 铝与氧化铝陶瓷的润湿性
        2.5.2 升温速率对钎焊的影响
        2.5.3 硅在钎焊中的作用
        2.5.4 热浸镀铝硅合金氧化铝陶瓷和铝板的钎焊过程
    2.6 本章小结
第3章 氮化铝陶瓷与铝的热浸镀-钎焊工艺
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 磁控溅射实验
        3.2.3 热浸镀实验
        3.2.4 钎焊实验
        3.2.5 分析方法
    3.3 实验结果
        3.3.1 氮化铝陶瓷与铝连接
        3.3.2 磁控溅射 Fe 的氮化铝陶瓷与铝的热浸镀-钎焊
        3.3.3 磁控溅射 Ti 的氮化铝陶瓷与铝的热浸镀-钎焊
    3.4 氮化铝热浸镀实验常见问题
        3.4.1 氮化铝陶瓷基板的清洗
        3.4.2 碳对氮化铝热浸镀实验的影响
    3.5 讨论
        3.5.1 铝与氮化铝陶瓷的润湿性
        3.5.2 铝硅合金热浸镀层中的硅的扩散
        3.5.3 钛在热浸镀及钎焊实验中的作用
        3.5.4 氮化铝陶瓷与氧化铝陶瓷的热浸镀-钎焊对比
    3.6 本章小结
第4章 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(7)陶瓷热浸镀铝工艺研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 陶瓷表面金属化方法
        1.2.1 Mo-Mn 法
        1.2.2 化学镀法
        1.2.3 熔盐析出法
        1.2.4 低压等离子喷涂法
        1.2.5 真空蒸发镀膜法
        1.2.6 真空溅射镀膜法
    1.3 铝与陶瓷润湿性影响因素
        1.3.1 实验温度的影响
        1.3.2 实验气氛的影响
        1.3.3 保温时间的影响
        1.3.4 合金元素的影响
        1.3.5 表面结构的影响
        1.3.6 铝-陶瓷的界面形貌
        1.3.7 铝-陶瓷的润湿性与连接的关系
    1.4 陶瓷表面铝金属化的研究现状
    1.5 课题的选择与研究内容
第2章 氧化铝陶瓷热浸镀铝实验结果
    2.1 引言
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验材料准备
        2.2.2 热浸镀铝实验过程及工艺参数
        2.2.3 Al_2O_3陶瓷表面铝膜覆盖率统计方法
        2.2.4 Al_2O_3陶瓷表面铝膜附着力测试方法
        2.2.5 Al_2O_3陶瓷金属化样品显微分析方法
    2.3 实验结果
        2.3.1 Al_2O_3陶瓷表面铝膜覆盖率
        2.3.2 Al_2O_3陶瓷表面铝膜附着力
        2.3.3 Al_2O_3陶瓷金属化样品宏观形貌
        2.3.4 Al_2O_3陶瓷金属化样品 SEM 分析
        2.3.5 Al_2O_3陶瓷金属化样品 AFM 分析
    2.4 本章小结
第3章 氮化铝陶瓷热浸镀铝实验结果
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 实验材料准备
        3.2.2 热浸镀铝实验过程及工艺参数
        3.2.3 AlN 陶瓷表面铝膜覆盖率统计方法
        3.2.4 AlN 陶瓷表面铝膜附着力测试方法
        3.2.5 AlN 陶瓷热浸镀样品显微分析方法
    3.3 实验结果
        3.3.1 AlN 陶瓷表面铝膜覆盖率
        3.3.2 AlN 陶瓷热浸镀样品铝膜附着力测试
        3.3.3 AlN 陶瓷热浸镀样品宏观形貌
        3.3.4 AlN 陶瓷热浸镀样品 SEM 分析
        3.3.5 AlN 陶瓷及热浸镀样品表面 AFM 分析
    3.4 本章小结
第4章 实验结果讨论
    4.1 热浸镀铝膜稳定的机理
    4.2 陶瓷和铝的界面反应及界面能
    4.3 热浸镀铝工艺影响因素
        4.3.1 氮气流量对热浸镀铝的影响
        4.3.2 热浸镀温度对热浸镀铝的影响
        4.3.3 保温时间对热浸镀铝的影响
        4.3.4 合金中硅含量对热浸镀的影响
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(8)大功率LED灯用敷铜陶瓷基板的制备及性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
        1.1.1 引言
        1.1.2 LED 发光机理及散热问题
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 LED 散热封装结构
        1.2.2 散热基板
        1.2.3 氧化铝陶瓷基板金属化方法
    1.3 本课题的提出和研究内容
        1.3.1 本文研究的目的
        1.3.2 本文研究内容
第二章 铜系电子浆料的制备技术及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 性能测试和设备
        2.2.3 电子浆料的制备工艺
    2.3 溶剂挥发性对电子浆料稳定性的影响
    2.4 铜系电子浆料的流变特性
        2.4.1 溶剂对浆料流变性的影响
        2.4.2 触变剂对浆料流变性的影响
    2.5 烧结界面敷接机理
        2.5.1 烧结样品界面物相分析
        2.5.2 烧结样品界面微观形貌
    2.6 本章小结
第三章 大功率LED 敷铜陶瓷基板的制备
    3.1 硫酸盐电镀铜技术原理
    3.2 大功率LED 敷铜陶瓷基板的制备
        3.2.1 实验原料及设备
        3.2.2 敷铜陶瓷基板的制备工艺
        3.2.3 正交试验设计
    3.3 敷铜陶瓷基板微观形貌观察
    3.4 敷铜陶瓷基板结合强度测试
        3.4.1 结合强度的测试原理及测试装置
        3.4.2 结合强度测试步骤
    3.5 敷铜陶瓷基板导热性能测试
        3.5.1 热导率的测试原理与测试装置
        3.5.2 热导率测试步骤
    3.6 敷铜陶瓷基板表面电阻率测试
        3.6.1 表面电阻率的测试原理
        3.6.2 表面电阻率测试步骤
第四章 大功率LED 敷铜陶瓷基板的性能研究
    4.1 敷铜陶瓷基板的微观形貌
        4.1.1 烧结气氛对图形精度的影响
        4.1.2 还原过程及铜离子沉积机理
    4.2 敷铜陶瓷基板的电学性能
    4.3 敷铜陶瓷基板的力学性能
        4.3.1 烧结温度对敷接强度的影响
        4.3.2 还原时间对敷接强度的影响
        4.3.3 电镀工艺对敷接强度的影响
    4.4 敷铜陶瓷基板的热学性能
        4.4.1 热传导理论
        4.4.2 测试结果与分析
    4.5 本章小结
第五章 大功率LED 敷铜陶瓷基板的导热模拟
    5.1 LED 封装热阻模型
    5.2 敷铜陶瓷基板界面层热导率估算
    5.3 构建敷铜陶瓷基板结构模型
    5.4 敷铜陶瓷基板导热性能模拟
        5.4.1 铜层厚度对基板导热性能模拟的影响
        5.4.2 界面层厚度对基板导热性能模拟的影响
    5.5 本章小结
第六章 敷铜陶瓷基板在大功率LED 系统上的应用
    6.1 大功率LED 系统的结温
    6.2 大功率LED 阵列组件封装及测试
        6.2.1 大功率LED 封装工艺
        6.2.2 测试过程
    6.3 大功率LED 多芯片系统的热学性能
        6.3.1 敷铜陶瓷基板与铝基板的散热性能比较
        6.3.2 铜层厚度对LED 结温的影响
    6.4 大功率LED 的光衰机理及失效分析
    6.5 本章小结
第七章 全文结论和课题展望
    7.1 全文结论
    7.2 课题展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(10)AlN陶瓷表面单层Cu基金属化薄膜研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 电子封装用陶瓷基板材料的发展概况
        1.1.1 电子封装技术的发展对基板材料的要求
        1.1.2 陶瓷基板材料比较
        1.1.3 AlN陶瓷基板的基本特性及研究进展
        1.1.4 AlN陶瓷基板应用现状及面临的主要问题
    1.2 AlN陶瓷表面金属化国内外研究现状
        1.2.1 陶瓷表面金属化基本要求
        1.2.2 AlN陶瓷表面金属化方法
        1.2.3 AlN陶瓷表面金属化需解决的关键问题
    1.3 AlN陶瓷表面薄膜金属化技术
        1.3.1 AlN陶瓷表面薄膜金属化方法
        1.3.2 AlN陶瓷表面金属化薄膜体系
        1.3.3 AlN陶瓷表面薄膜金属化发展
    1.4 Cu和Ni-Cu合金特性及其薄膜制备
        1.4.1 金属化单层薄膜材料的选择
        1.4.2 Cu和Ni-Cu合金
        1.4.3 Cu薄膜
        1.4.4 Ni-Cu薄膜
    1.5 薄膜的应力
        1.5.1 薄膜应力的成因及测量方法
        1.5.2 薄膜应力研究现状
    1.6 本课题研究背景和意义
第2章 实验方法
    2.1 实验装置
    2.2 样品制备
        2.2.1 预处理过程
        2.2.2 金属化薄膜制备方法及工艺条件
    2.3 金属化薄膜组织结构表征
        2.3.1 X射线衍射分析
        2.3.2 扫描电子显微镜分析
        2.3.3 光学显微镜观察
        2.3.4 台阶仪
    2.4 薄膜的性能测试
        2.4.1 薄膜应力测试方法
        2.4.2 薄膜电阻率测试方法
        2.4.3 薄膜粘结强度测试方法
第3章 AlN陶瓷表面金属化Cu薄膜研究
    3.1 前言
    3.2 Cu薄膜制备工艺研究
        3.2.1 沉积工艺对膜厚及膜厚均匀性的影响
        3.2.2 工艺对生长速率的影响
        3.2.3 沉积工艺对组织结构的影响
    3.3 Cu薄膜应力研究
        3.3.1 沉积温度对薄膜应力影响
        3.3.2 过渡层对Cu薄膜应力影响
    3.4 Cu薄膜粘结性能分析
    3.5 Cu薄膜电性能分析
    3.6 小结
第4章 AlN陶瓷表面金属化Ni-Cu薄膜研究
    4.1 前言
    4.2 Ni-Cu薄膜成分控制
    4.3 Ni-Cu薄膜结构分析
    4.4 Ni-Cu薄膜表面形貌观察
        4.4.1 沉积工艺对薄膜表面形貌的影响
        4.4.2 合金成分对薄膜表面形貌的影响
        4.4.3 沉积温度对薄膜表面形貌的影响
    4.5 Ni-Cu薄膜应力分析
    4.6 Ni-Cu薄膜电性能分析
    4.7 小结
第5章 AlN陶瓷表面单层金属化薄膜热应力与变形有限元模拟分析
    5.1 引言
    5.2 模型建立
    5.3 沉积温度的影响
    5.4 薄膜厚度的影响
    5.5 工作温度的影响
    5.6 小结
结论
参考文献
附录A 攻读硕士期间所发表的学术论文目录
致谢

四、氮化铝基板与 Cu和Al的接合及其表面改质效果(论文参考文献)

  • [1]纳秒激光处理的ZrO2陶瓷润湿性及钎焊特性研究[D]. 郑天鹏. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [2]氮化铝基薄膜电路基板制作及性能研究[D]. 聂源. 电子科技大学, 2020(03)
  • [3]大功率LED散热用氮化铝陶瓷基板金属的制备与性能研究[D]. 郎小月. 东北大学, 2018(02)
  • [4]氮化铝陶瓷直接覆铜基板的制备及性能研究[D]. 蒋盼. 湖南大学, 2015(01)
  • [5]大功率LED氮化铝陶瓷散热基板的制备[D]. 齐维靖. 南昌大学, 2012(01)
  • [6]陶瓷和铝的热浸镀—钎焊工艺研究[D]. 王波. 清华大学, 2011(06)
  • [7]陶瓷热浸镀铝工艺研究[D]. 李莎. 清华大学, 2011(04)
  • [8]大功率LED灯用敷铜陶瓷基板的制备及性能研究[D]. 俞晓东. 南京航空航天大学, 2011(12)
  • [9]直接敷铜陶瓷基板技术的研究进展[A]. 卢会湘,胡进,王子良. 2010’全国半导体器件技术研讨会论文集, 2010
  • [10]AlN陶瓷表面单层Cu基金属化薄膜研究[D]. 陈道瑞. 湖南大学, 2010(08)

标签:;  ;  ;  

氮化铝基板与Cu和Al的结合及其表面改性效果
下载Doc文档

猜你喜欢