銅氮化鋁復(fù)合材料的制備與性能分析-開(kāi)題報(bào)告(編輯修改稿)
2025-02-17 17:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Cu箔敷合實(shí)現(xiàn)A1N與Cu箔的敷合[9]。因氧化鋁膜與氮化鋁陶瓷熱膨脹系數(shù)不匹配。當(dāng)其降到室溫時(shí)可能使A12O3與A1N的結(jié)合處產(chǎn)生應(yīng)力而失效致使結(jié)合強(qiáng)度變差。那么要實(shí)現(xiàn)A1N與銅箔的有效結(jié)合，必須在保證致密氧化膜的前提下，盡可能減小膜的厚度以降低A12O3與A1N的內(nèi)應(yīng)力。李鵬等人[10]采用復(fù)合電沉積的方法，制備CuAlN復(fù)合鍍層。根據(jù)正交試驗(yàn)方法以及單因素分析法研究了不同的因素、水平對(duì)復(fù)合鍍層沉積工藝以及性能的影響，著重探討了不同粒徑氮化鋁對(duì)復(fù)合鍍層性能的影響。結(jié)果顯示：氮化鋁的添加量和陰極電流密度是影響鍍層性能的最主要因素，隨著氮化鋁添加量的逐漸增加，復(fù)合鍍層耐磨性能和硬度越來(lái)越高，當(dāng)升高至15g/l時(shí)，復(fù)合鍍層的綜合性能達(dá)到最好，當(dāng)?shù)X添加量超過(guò)15g/l時(shí)，鍍層的整體性能明顯下降。當(dāng)陰極電流密度為4A/dm2時(shí)，復(fù)合鍍層的耐腐蝕性和耐磨性最為優(yōu)良，之后隨著陰極電流密度的增加，鍍層的綜合性能下降。 國(guó)外銅氮化鋁復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀陶瓷覆銅基板是功率模塊封裝技術(shù)中關(guān)鍵材料，其性能決定著模塊的散熱效率和可靠性[1112]。氮化鋁陶瓷直接覆銅(DBC)基板是將銅箔在高溫下直接鍵合到氮化鋁陶瓷表面而制成的一種復(fù)合陶瓷基板[13]。它具有高導(dǎo)熱性、高電絕緣性、大電流容量、高機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異的軟釬焊特性、高的附著強(qiáng)度以及與硅半導(dǎo)體芯片相匹配的溫度特性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于橋式整流器、閘流晶體管、可控硅整流器、開(kāi)關(guān)電源模塊(SMPS)、固態(tài)繼電器(SSR)、高頻電源用器件、絕緣柵雙極晶體管模(IGBT)等電力電子功率模塊[1416]。近年來(lái)，高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷覆銅基板已經(jīng)得到了較快的發(fā)展。日本東芝、DENKA、京瓷等公司均已研制出氮化鋁覆銅基板，并用于IGBT模塊封裝中。美國(guó)IXYS公司，德國(guó)的Curamik電子公司均自行研制出了各種規(guī)格的氮化鋁DBC基板[17]，用于大功率的電力電子器件中并已形成工業(yè)化生產(chǎn)。而且Curamik電子公司研究不同銅箔厚度的DBC基板的柔韌度。井且采用敷銅技術(shù)的冉瓷基板的柔韌度可以得到改善。生產(chǎn)的氮化鋁DBC基板產(chǎn)品熱導(dǎo)率高、剝離強(qiáng)度高、絕緣耐壓性能好，同時(shí)具有良好的焊接和鍵合性能。這類(lèi)材料在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)發(fā)研究異?；?
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