ПОДЛОЖКА ИЗ АЛЮМОНИТРИДНОЙ КЕРАМИКИ

Подложка из алюмонитридной керамики.
Полезная модель относится к области электронной техники и может быть использована для изготовления электронных приборов большой мощности.
В настоящее время в электронной технике все большее применение находит высокотеплопроводная алюмонитридная (AlN) керамика. При этом особенное внимание уделяется решению вопросов, связанных с ее металлизацией.
Известна подложка из AlN керамики (1), в которой между слоем металлизации из меди и поверхностью керамики размещен адгезионный слой эвтектики оксид алюминия-медь. Однако такая подложка не допускают высокотемпературную пайку в среде водорода при сборке приборов из-за восстановления адгезионного эвтектического слоя.
Известна подложка из AlN керамики (2), электропроводные элементы на которой выполнены в виде слоев из порошкообразных смесей тугоплавких металлов вольфрама, и/или молибдена, и/или никеля с керамической добавкой того же состава, что и керамика. Существенным недостатком такой подложки является необходимость использования для ее изготовления уникальных высокотемпературных печей для термообработки в защитной газовой атмосфере азота в смеси с водородом или без него при высокой температуре в диапазоне 1700…1900°С. Подложка после спекания может иметь коробление, но, поскольку она уже металлизирована, устранить коробление, например шлифовкой, нельзя.
Наиболее близким техническим решением является подложка из AlN керамики с металлизацией на основе тугоплавких металлов, например, молибдена, на которой между металлизацией и поверхностью керамики расположен адгезионный слой оксида алюминия, который образован при предварительной термообработке ALN керамики на воздухе. (3).
Однако минимальные размеры металлизированных либо изолирующих элементов топологического рисунка на такой подложке не могут иметь размеры менее 0,4 мм из-за повышенного растекания пасты в процессе металлизации по плотному оксидному слою на поверхности керамики, в то время как в приборах СВЧ электроники требуются элементы топологического рисунка размерами 0,2 мм и менее.
Техническим результатом заявляемого технического решения является подложка из алюмонитридной керамики с повышенной разрешающей способностью топологического рисунка металлизации.
3
Указанный технический результат достигается тем, что на подложке из AlN керамики с металлизацией на основе тугоплавких металлов, например, молибдена, на которой между металлизацией и поверхностью керамики расположен адгезионный слой, состоящий из гидрооксида алюминия Al(ОН) толщиной 1…2 мкм.
3
Повышенная разрешающая способность топологического рисунка металлизации обеспечивается тем, что на поверхности алюмонитридной керамики под слоем металлизации размещен слой гидрооксида алюминия Al(ОН), имеющий пониженную плотность по сравнению со слоем оксида алюминия, в результате чего растекание пасты при нанесении методом сеткографии снижается.
3
3
3
При толщине адгезионного слоя менее 1 мкм на поверхности керамики слой Al(ОН) не является сплошным, что приводит к отсутствию адгезии металлизации на участках, где нет Al(ОН) и к повышенному растеканию пасты на этих участках. Слой Al(ОН) толщиной более 2 мкм становится рыхлым и имеет пониженную прочность, что приводит к снижению адгезии металлизации к керамике.
Сущность заявленного технического решения поясняется рис. 1, где:
1 - металлизация на основе тугоплавких металлов;
3
2 - слой гидрооксида алюминия Al(ОН);
3 - подложка из алюмонитридной керамики.
Ширина электроизолирующих участков между линиями металлизации 0,2
Пример.
3
На двенадцати подложках размером 48×60 мм из алюмонитридной керамики были сформированы адгезионные слои гидрооксида алюминия Al(OH) различной толщины. На подложках были сформированы методом сеткографии топологические рисунки металлизации на основе молибдена, с шириной электроизолирующих участков 0,2 мм.
На полученных образцах были замерены величины прочности сцепления F металлизации с керамикой и электрического сопротивления R между изолированными друг от друга элементами металлизации зазорами шириной 0,2 мм. На подложках №№1-4 соответствующих заявленному техническому решению получены достаточно высокие значения прочности сцепления металлизации с керамикой и электрического сопротивления. На подложках №№5-12 не соответствующих заявленному техническому решению, получены недостаточно высокие значения прочности сцепления металлизации с
керамикой и электрического сопротивления, либо прочности сцепления металлизации с керамикой. Результаты измерений приведены в таблице.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Патент США №5165983, кл. Н05В 3/10, 24.11.1992.
2. Патент РФ №2154361, кл. Н05В 3/10, Н01С 17/00, 10.08.2000.
3. Патент РФ №2528815, кл. С04В 41/88, 19.02.2013