氮化硅AMB陶瓷基板的制备流程

        氮化硅陶瓷基板能量损耗、更容易小型化、更耐高温高压的优势在新能源汽车方面备受欢迎，能起到提速、增加续航里程、汽车轻量化的目的；同时氮化硅AMB陶瓷基板还是SiC器件封装基板的首选，传统的DBC陶瓷基板已经难以满足高温、大功率、高散热、高可靠性的封装要求，DBC基板和氮化硅器件，在高温过程中容易产生热应力，导致铜层剥离，采用氮化硅AMB陶瓷基板能够小避免。本文要阐述的是氮化硅AMB陶瓷基板的特点以及制备流程。

       一，氮化硅AMB陶瓷基板的特点

Si3N4-AMB覆铜基板则是利用活性金属元素（Ti、Zr、Ta、Nb、V、Hf等）可以润湿陶瓷表面的特性，将铜层通过活性金属钎料钎焊在Si3N4陶瓷板上。通过活性金属钎焊（AMB）工艺形成的铜/陶瓷界面粘结强度更高，且Si3N4陶瓷相比Al2O3和AlN同时兼顾了优异的机械性能和良好的导热性，因此Si3N4-AMB覆铜基板在高温下的服役可靠性更强，是SiC器件封装基板的首选。

二，氮化硅AMB基板的制备工艺流程

AMB工艺根据钎焊料不同，目前主要分为放置银铜钛焊片和印刷银铜钛焊膏两种。

以后者为例，工艺流程如下图所示。首先将Ag、Cu、Ti元素直接以粉末形式混合制成浆料，采用丝网印刷技术将Ag-Cu-Ti焊料印刷在氮化硅陶瓷基板上，再利用热压技术将铜箔层压在焊料上，最后通过烧结、光刻、腐蚀及镀Ni工艺制备出符合要求的氮化硅AMB覆铜板。

氮化硅AMB覆铜板制备工艺流程图

三，AMB工艺也有其局限性

在AMB工艺中，利用Ti等过渡金属与Ag、Cu等元素形成合金焊料，具有很强的化学活性，能够与氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等发生反应，促使熔融焊料润湿陶瓷表面，完成氮化硅与无氧铜的连接。活性元素Ti与氮化硅陶瓷反应的主要产物是TiN和TiAl3。

但这两种方法都存在一定局限。首先，焊片工艺所用的银铜钛焊片在制备过程中容易出现活性元素Ti的氧化、偏析问题，导致成材率极低，焊接接头性能较差。对于焊膏工艺，在高真空中加热时有大量有机物挥发，导致钎焊界面不致密，出现较多空洞，使得基板在服役过程中易出现高压击穿、诱发裂纹的问题。此外，释放的有机挥发物会污染真空腔体和泵组管道，影响分子泵的使用寿命。

此外，AMB工艺还还存在一些短板，其技术实现难度要比DBC、DPC两种工艺大很多，对技术要求高，且在良率、材料等方面还有待进一步完善，这使得该技术目前的实现成本还比较高。更多氮化硅AMB基板相关问题可以咨询金瑞欣特种电路。

                                                                                                                                              内容来源：优合化工科技