热处理对氮化铝化学镀铜组织性能的影响

• 作者: 林颖菲 王海艳 郑开宏 郑志斌 郝洋洋 陈恒 高唯
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: AlN 化学镀铜 热处理 结合强度 导热性能
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术
• 页码范围: 288-294
• 页数: 7页
• 分类号: V261.93+1
• 字数: 3260字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.02.036

摘要

目的 优化化学镀铜氮化铝(AlN)基板的综合性能,掌握热处理对其镀层致密度、界面结合强度和热导率的作用机理,并对划痕膜层失效行为进行分析.方法 采用化学镀铜法实现AlN陶瓷基板表面金属化,对其进行200～500℃热处理.利用X射线衍射仪、扫描电镜、激光导热仪,对Cu-AlN基板的物相结构、显微形貌、热学性能进行分析.采用划痕法对镀层结合力进行评价,并通过划痕形貌对膜层失效行为进行分析.结果 未热处理的Cu-AlN基板表面存在鼓泡现象,结合强度为24.7 N,热导率为156.8 W/(m·K).热处理消除了Cu-AlN基板的鼓泡现象,300℃热处理的Cu-AlN基板综合性能优异,表面Cu颗粒分布均匀,结构较为致密,结合强度为32.6 N,热导率达163.8 W/(m·K);当500℃热处理时,Cu-AlN基板表面存在氧化现象,形成CuO,结合强度急剧降低为18.5 N,热导率为161.2 W/(m·K).Cu-AlN基板的基膜失效方式为点剥离,随着载荷的增加,点剥离增多,膜层开裂,AlN逐渐裸露,Cu膜层磨损形貌宏观上表现为由塑性变形引起的犁沟磨损,芯部发生拉伸变形,边界呈现卷曲变形.结论 对Cu-AlN进行合理热处理,可改善镀层表面组织与致密度,提高结合强度和导热性能.