【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关一种活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，特别是一种降低活性金属钎焊制程的焊接后空洞率的制备方法。
技术介绍
1、活性金属钎焊(硬钎焊)铜工艺(active metal brazing,amb)是利用焊料中含有的少量活性元素与陶瓷反应生成能被液态焊料润湿的反应层，从而实现陶瓷与金属接合的一种方法。
2、通常，先将陶瓷表面印刷活性金属焊料而后再与无氧铜装夹后，再在真空焊焊炉中高温焊接，覆接完毕基板采用类似于pcb板的湿法刻蚀工艺在表面制作电路，最后表面镀覆制备出性能可靠的产品。
3、而amb基板是靠陶瓷与活性金属焊膏在高温下进行化学反应来实现结合，因此，其结合强度更高，可靠性更好。但是由于该方法成本较高、合适的焊料较少、焊料对于焊接的可靠性影响较大，目前，只有日本几家公司掌握了高可靠活性金属焊接技术。
4、而目前陶瓷介面的空洞率是基板品质的重要因素之一，因此陶瓷介面空洞的控制至关重要，若是具有良好的介面空洞率，将能够保证基板在高温、大电流下的服役可靠性。
5、以ag-cu-ti活性焊料为例说明，空洞形成的原因如下：
6、1.原料表面品质：焊接前陶瓷、无氧铜及焊片表面的划痕、凹坑、氧化、有机污染等问题都会对焊料的润湿铺展造成负面影响，为钎焊介面带来了潜在的空洞风险，针对这一部分，以si3n4陶瓷材料的表面缺陷来讲，一般有以下几种表面污染与缺陷，颗粒污染(particle contamination)、表面粗糙度(surface roughness)、表面裂纹(su
7、2.活性元素失活：ag-cu-ti的活性元素(ti)，对氧十分敏感，因此高温钎焊过程中，往往要求真空度优于10-3pa，若真空度无法满足焊接要求导致ti氧化失活，焊料无法润湿si3n4陶瓷表面造成大面积虚焊、漏焊的现象。
8、3.钎焊工艺参数：ag-cu-ti活性钎料往往在800℃以上才能润湿si3n4表面，若钎焊温度过低或保温时间过短，将会使得ti与陶瓷表面的反应不够充分，导致钎料无法完全润湿陶瓷表面。
9、4.焊膏印刷品质：大面积焊膏印刷过程中，较易出现焊膏漏印、印刷不均匀的问题，焊料熔化后一旦没有铺展覆盖这些漏印区域，就会直接导致空洞的形成。
10、5.焊膏放气：钎焊过程中，焊膏中挥发出的气体会被助焊剂包裹形成气泡，此外助焊剂中的有机酸和金属氧化物反应也会产生气泡，随着反应的进行气泡逐渐变大，排出的气泡会在焊膏表面留下密密麻麻的气孔，而未排出的气泡同样会随着焊料熔化凝固的过程滞留在钎焊介面处，进而形成空洞，并导致基板铜膜接合介面在长期运作中产生断裂的风险。
11、而一般降低空洞率的方式，是通过amb工艺制备氮化硅覆铜基板的过程中，对陶瓷和铜片进行除油和除氧化处理、提供较高的真空钎焊环境，这是目前公知的降低介面空洞率的方法，但其功效仍是非常有限，急需有效的改善方法。
12、因此，本案先透过ald将一表面优化层(氮化硅、氧化铝或氮化铝)形成于该陶瓷基板的上表面及下表面上，用以覆盖表面缺陷，对陶瓷基板的上下表面进行平整处理，以减少空洞发生的机率。另外再使用ald将第一焊料层(钛或是氮化钛)形成于表面优化层上，并将第三焊料层(银)形成于铜板表面上，如此当将该陶瓷基板与两个铜板上下相迭再进行高温热压钎焊所形成的活性金属焊接陶瓷基板，其空洞发生机率将能够明显降低，因此本专利技术应为一最佳解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其能克服现有技术的缺陷，优良率更高，提高结合强度，减少空洞发生的机率。
2、为实现上述目的，本专利技术公开了一种活性金属焊接陶瓷基板之的制备方法，其特征在于方法为：
3、于一陶瓷基板之的上表面及下表面上，进行原子层沉积处理，将一表面优化层形成于该陶瓷基板之的上表面及下表面上，其中该表面优化层之的成份系为氮化硅、氧化铝或氮化铝；
4、于该表面优化层上，进行原子层沉积处理，将一第一焊料层形成于该表面优化层上，其中该第一焊料层之的成份系为钛；
5、于朝向该陶瓷基板之的上表面及下表面之的两个铜板表面上，将一第三焊料层形成于该铜板表面上，其中该第三焊料层之的成份系至少包含为铜及银；
6、将该陶瓷基板与两个铜板上下相迭形成一层状结构，再将该层状结构进行高温热压钎焊，以形成一活性金属焊接陶瓷基板。
7、其中，该表面优化层用以覆盖该陶瓷基板之的上表面及下表面上的表面缺陷。
8、其中，该陶瓷基板之的上表面及下表面，能够先进行原子层蚀刻处理，再进行原子层沉积处理形成该表面优化层，其中该原子层蚀刻处理用以移除该陶瓷基板之的上表面及下表面上的表面缺陷。
9、其中，该表面优化层之的厚度为1nm～1μm。
10、其中，该第一焊料层上更能够形成有一第二焊料层，该第二焊料层成份为氮化钛。
11、其中，该第二焊料层之的厚度为0.1～100nm。
12、其中，该第一焊料层之的厚度为0.1～100nm。
13、其中，该第三焊料层之的厚度为0.1μm～100μm。
14、其中，该第三焊料层之的成份系更包含有钛。
15、其中，该高温热压钎焊之的温度为750～950℃。
16、通过上述内容，本专利技术能实现如下技术效果：
17、1.透过原子层蚀刻处理对陶瓷基板之的上下表面进行表面处理，能更好的去除表面微缺陷，如此将能够减少空洞发生的机率，并提高制备活性金属焊接陶瓷基板之的良率。
18、2.透过原子层沉积处理将表面优化层(氮化硅、氧化铝或氮化铝)形成于陶瓷基板之的上下表面上，从而更好的处理表面(覆盖表面缺陷)，同时也能够减少空洞发生的机率，并提高制备活性金属焊接陶瓷基板之的良率。
19、3.透过原子层蚀刻处理与原子层沉积处理能够有效改善第一焊料层(钛)在陶瓷基板湿润wetting能力增强铜和基板之的间的结合强度，有效提高产品优良率。
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1.一种活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于方法为：
2.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该表面优化层用以覆盖该陶瓷基板的上表面及下表面上的表面缺陷。
3.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该陶瓷基板的上表面及下表面，能够先进行原子层蚀刻处理，再进行原子层沉积处理形成该表面优化层，其中该原子层蚀刻处理用以移除该陶瓷基板的上表面及下表面上的表面缺陷。
4.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该表面优化层的厚度为1nm～1μm。
5.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该第一焊料层上更能够形成有一第二焊料层，该第二焊料层成份为氮化钛。
6.如权利要求5所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该第二焊料层的厚度为0.1～100nm。
7.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该第一焊料层的厚度为0.1～100nm。
8.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基
9.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该第三焊料层的成份更包含有钛。
10.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该高温热压钎焊的温度为750～950℃。
...【技术特征摘要】
1.一种活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于方法为：
2.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该表面优化层用以覆盖该陶瓷基板的上表面及下表面上的表面缺陷。
3.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该陶瓷基板的上表面及下表面，能够先进行原子层蚀刻处理，再进行原子层沉积处理形成该表面优化层，其中该原子层蚀刻处理用以移除该陶瓷基板的上表面及下表面上的表面缺陷。
4.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该表面优化层的厚度为1nm～1μm。
5.如权利要求1所述的活性金属焊接陶瓷基板的制备方法，其特征在于，该第一焊料层上...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎少伦，
申请(专利权)人：碁晔科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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