CN114318102A - 高功率igbt模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其包括通过放电等离子烧结法制备AlSiC原材料坯锭，并将坯锭加工成AlSiC基体材料；对AlSiC基体材料进行表面处理，去除AlSiC基体材料表面的杂质；对AlSiC基体材料的表面磁控溅射法或者化学镀法增设基底层，形成第一片材；在第一片材表面电镀增厚层，形成第二片材；将第二片材分切成设定尺寸的多个半成品垫片，并对半成品垫片进行清洗和还原，去除半成品垫片表面的氧化层，得到成品垫片。成品垫片具备热导率高、热膨胀系数低、密度低且阻值低的特性，能够满足设备小型化及超薄化的设计要求；制备工艺已成熟稳定，加工方法简单，可以用于规模化生产，有利于生产效率的提高。
Description
技术领域
本发明涉及热管理材料技术领域，尤其涉及一种高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法。
背景技术
随着全球信息技术产业的迅猛发展，带动着电子封装技术朝着轻量化、多功能、高可靠和低成本等方向发展。IGBT模块集成度的进一步提高，使得集成电路总功率密度大幅度增长，发热量也急剧上升，芯片使用寿命大幅下降。因此，有效解决高功率IGBT模块的散热问题已成为当前电子封装行业急需解决的关键技术。
电子封装可以起到对电子器件的支撑、保护、散热的作用，能够提供器件和外界的电和机械上的联系。这就要求电子封装材料具备以下特性：热导率高、热膨胀系数小、强度高、轻量化等。传统的电子封装材料主要包括塑料基封装材料、陶瓷基封装材料和金属基封装材料，单一的材料已经不能满足封装所需的综合性能需求，但是复合型封装材料经过合适的工艺可以获得优于传统电子封装材料所不能具备的优点。因此，应用于该领域的复合型封装材料便应运而生。
金属材料具有优异的导热性能，向金属基体材料中添加低膨胀系数的增强相材料，优势互补，可以得到既满足导热性能要求又满足热膨胀系数匹配性要求的复合材料。其中，以铝碳化硅复合材料为代表的金属基复合材料已经成为当下电子封装行业的热门研究对象。铝基碳化硅陶瓷颗粒增强复合材料，简写SiCp/Al、SiC/Al、AlSiC，采用Al合金作基体，按设计要求，以一定形式、比例和分布状态，用SiC颗粒作增强体，构成有明显界面的多组相复合材料，兼具单一金属不具备的综合优越性能。其中，SiC体积分数尤为重要，实际应用时，要求其CTE（热膨胀系数）尽可能与芯片匹配，为此SiC体积百分数vol通常为50%-75%。
高体积分数比AlSiC复合材料具有优异的综合性能：较高的导热系数、可调的热膨胀系数、较高的强度和硬度、较低的密度。但是也有制约其发展的劣势，例如高昂的成本、加工难度、电镀效果不佳，这就限制了该材料的广泛应用。因此，现在急需开发一种工艺成熟的AlSiC垫片制备方法，改善其加工工艺和焊接性能，降低生产成本。
发明内容
（一）要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其解决了高功率IGBT模块在封装过程中对芯片导热、导电和起支撑作用的双面散热垫片生产成本高、加工难度和表面处理效果不佳的技术问题。
（二）技术方案
为了达到上述目的，本发明的一种高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法包括：
步骤S1、通过放电等离子烧结法制备AlSiC原材料坯锭，并将所述AlSiC原材料坯锭加工成AlSiC基体材料；
步骤S2、对所述AlSiC基体材料进行表面处理，去除所述AlSiC基体材料表面的杂质；
步骤S3、对经过表面处理后的AlSiC基体材料的表面沉积一层基底层，形成第一片材；
步骤S4、在所述第一片材表面电镀一层用于焊接和导电的增厚层，形成第二片材；
步骤S5、将所述第二片材分切成设定尺寸的多个半成品垫片，并对所述半成品垫片进行清洗和还原，去除所述半成品垫片表面的氧化层，得到成品垫片。
可选地，所述步骤S1中，将碳化硅粉和铝粉混合后通过放电等离子烧结方法制备得到所述AlSiC原材料坯锭，所述AlSiC原材料坯锭中SiC的体积百分数为55%~68%；
其中，铝粉为6061合金铝、2024合金铝或纯铝，碳化硅粉纯度不低于99.5%，所述放电等离子烧结方法的烧结温度为580~650℃，压力为40~70MPa。
可选地，所述步骤S3包括：对经过表面处理后的AlSiC基体材料的表面依次物理气相沉积一层钛层和铜层作为所述基底层，钛层的厚度为0.3~1μm，铜层的厚度为3~20μm；或者，对经过表面处理后的AlSiC基体材料的表面沉积一层镍层作为基底层，镍层厚度为5~20μm。
可选地，所述步骤S4中，所述增厚层为铜、金、银中的任一种，所述增厚层的厚度为8~40μm。
可选地，所述步骤S5中，所述清洗所用溶剂为10~30wt%的磷酸，所述磷酸的温度为20~30℃，清洗时间20~80秒。
可选地，所述还原方法为：将所述半成品垫片在250℃以上的混合气体中烘烤1~3小时；所述混合气体为氢气与氩气混合物或者氢气与氮气的混合物，所述混合气体中氢气的体积分数小于20%；氢气、氩气以及氮气的纯度分别在4N及以上，所述混合气体的流量为0.5~2.5L/min。
可选地，所述步骤S2包括：
步骤S21、对所述AlSiC基体材料依次进行第一次清洗和第一次烘烤；
步骤S22、对经过第一次烘烤后的AlSiC基体材料依次进行喷砂处理和第二次清洗；
步骤S23、对经过第二次清洗后的AlSiC基体材料进行第三次清洗；
步骤S24、对经过第三次清洗后的AlSiC基体材料进行第二次烘烤。
可选地，第一次清洗为纯水清洗，所述第一次烘烤和所述第二次烘烤包括：将所述AlSiC基体材料在250℃以上的真空或惰性气体气氛下烘烤1~3小时。
可选地，所述步骤S22中，所述喷砂处理选用的砂种为60~100目的石榴石砂或者100~400目的玻璃砂，喷砂压力为0.1~0.6MPa，喷枪与AlSiC基体材料的表面的距离为15-35cm，出砂初速度的方向与AlSiC基体材料的表面的夹角为40°~130°。
可选地，所述步骤S23中，所述第二次清洗的温度为20~30℃，所述第二次清洗包括碱洗和酸洗；其中，所述碱洗采用40~60%w/w的NaOH碱蚀20~80秒，所述酸洗采用25~40% w/w的H2SO4酸蚀20~80秒。
（三）有益效果
本制备方法制得的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片具备热导率高、热膨胀系数低、密度低且阻值低等特性，能够满足高功率IGBT模块的封装要求；制备工艺已成熟稳定，加工方法简单，可以用于规模化生产，有利于提高生产效率；溅射或沉积一层基底层，基底层作为种子层有效地提高增厚层与AlSiC基体材料的结合力，从而有效地提高了增厚层的致密性及均匀性，显著改善了现有封装垫片的焊接润湿性差和剪切强度低的问题。
附图说明
图1为本发明的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法的流程图；
图2为本发明的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法的生产流程示意图；
图3为本发明的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法的实施例1的成品垫片的截面图；
图4为本发明的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法的实施例2的成品垫片的截面图；
图5为本发明的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法的AlSiC基体材料的结构示意图；
图6为本发明的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法的成品垫片的结构示意图；
图7为本发明的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法的高温考核测试的示意图；
图8为本发明的方法所制得的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的百格测试的示意图；
图9为本发明的方法所制得的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的空洞率测试结果的示意图；
图10为本发明的方法所制得的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的湿润性测试的示意图；
图11为本发明的方法所制得的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的剪切断裂面示意图。
【附图标记说明】
1：AlSiC基体材料；2：钛层；3：铜层；4：增厚层；5：镍层；6：成品垫片。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。虽然附图中显示了本发明的实施例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1和图2所示，本实施例的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法包括以下步骤：
第一步：通过放电等离子烧结法制备SiC的体积百分数为55%~68%的AlSiC原材料坯锭；
第二步：将AlSiC原材料坯锭进行机加工，切割成设定尺寸且表面平整的片材，得到AlSiC基体材料1，参见图5；
第三步：用纯水对AlSiC基体材料1进行第一次清洗后再对AlSiC基体材料1进行第一次烘烤，第一次烘烤为250℃以上的真空或惰性气体气氛下烘烤1~3小时，再用纯水进行清洗，去除AlSiC基体材料1表面及机加工过程中产生的杂质和油污，有效地提高了AlSiC基体材料1表面的清洁度；
第四步：用石榴砂对第一次烘烤后的AlSiC基体材料1的表面进行喷砂处理，再用纯水进行第二次清洗；其中，砂种为60~100目的石榴石砂或者100~400目的玻璃砂，喷砂压力为0.1~0.6MPa，喷枪与AlSiC基体材料的表面的距离为15-35cm，出砂初速度的方向与AlSiC基体材料的表面的夹角为40°~130°，达到表面清洗的作用，并增加AlSiC基体材料1表面的粗糙度，提高AlSiC基体材料1表面的附着力；
第五步：对喷砂处理后的AlSiC基体材料1进行第三次清洗，第三次清洗为碱洗和酸洗，去除AlSiC基体材料1表面的油污，碱洗和酸洗的温度均为20~30℃；其中，碱洗采用40~60%w/w的NaOH碱蚀20~80秒，酸洗采用25~40% w/w的H2SO4酸蚀20~80秒；
第六步：对第三次清洗后的AlSiC基体材料1进行第二次烘烤，第二次烘烤为250℃以上的真空或惰性气体气氛下烘烤1~3小时，进一步去除残留在AlSiC基体材料1的孔隙和内部的杂质及油污；
第七步：对经过第二次烘烤后的AlSiC基体材料的表面依次物理气相沉积一层钛层和铜层作为基底层，得到第一片材，钛层的厚度为0.3~1μm，铜层的厚度为3~20μm；或者，对经过第二次烘烤后的AlSiC基体材料的表面沉积一层镍层5作为基底层，得到第一片材，镍层5厚度为5~20μm；基底层作为种子层可以有效的提高增厚层与AlSiC基体材料1的结合力；
第八步：在第一片材的基底层上电镀一层增厚层4，得到第二片材；增厚层4可以是铜、金、银中的任一种，厚度为8~40μm；电镀的电流密度在1~3ASD，温度为40~60℃，酸碱度8.5~9.1，电镀的电镀液为浓度在60g/l~80g/l的焦磷酸铜或者浓度在250g/l~290g/l的焦磷酸钾；
第九步：将第二片材裂片为所需尺寸规格的半成品垫片，可以根据用户的自定义尺寸进行切割；
第十步：对半成品垫片进行清洗和还原，去除半成品垫片表面的氧化层，得到成品垫片6，成品垫片6的结构如图3和图6所示；
清洗所用溶剂为10~30wt%的磷酸，磷酸的温度为20~30℃，清洗时间20~80秒；
还原方法为：将半成品垫片在250℃以上的混合气体中保温1~3小时，其中，混合气体为氢气与氩气混合物或者氢气与氮气的混合物，混合气体中氢气的体积分数小于20%，氢气、氩气以及氮气的纯度分别在4N及以上，混合气体的流量为0.5~2.5L/min。
实施例1：
本实施例的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法包括以下步骤：
第一步：在590℃、45MPa下通过放电等离子烧结法制备SiC体积百分数为58%的AlSiC原材料坯锭，所用主材分别为6061合金铝粉和纯度大于等于99.8%球形碳化硅粉；
第二步：将AlSiC原材料坯锭进行机加工，切割成设定尺寸且表面平整的片材，得到AlSiC基体材料1，AlSiC基体材料1优选为100mm*100mm*4mm的片材；
第三步：用纯水对AlSiC基体材料1进行第一次清洗后再对AlSiC基体材料1进行第一次烘烤，第一次烘烤为300℃的真空环境或惰性气体气氛中烘烤1小时，再用纯水进行清洗，去除AlSiC基体材料1表面及机加工过程中产生的杂质和油污；
第四步：选用60目的石榴砂对第一次烘烤后的AlSiC基体材料1的表面进行喷砂处理，再用纯水进行第二次清洗；其中，喷砂压力为0.5MPa，喷枪与AlSiC基体材料1的表面的距离为20cm，出砂初速度的方向与AlSiC基体材料的表面的夹角为90°，达到表面清洗的作用，并增加AlSiC基体材料1表面的粗糙度，提高AlSiC基体材料1表面的附着力；
第五步：对AlSiC基体材料1进行第三次清洗，第三次清洗为碱洗和酸洗，去除AlSiC基体材料1表面的油污，其中，碱洗和酸洗的温度均为25℃，碱洗采用的弱腐蚀剂为40%w/w的NaOH，碱蚀时间30秒，酸洗采用的酸蚀剂为25% w/w的H2SO4，酸蚀时间30秒；
第六步：对第三次清洗后的AlSiC基体材料1进行第二次烘烤，第二次烘烤为AlSiC基体材料1在300℃的真空环境中烘烤1小时，进一步去除残留在AlSiC基体材料1的孔隙和内部的杂质及油污，第二次烘烤后的AlSiC基体材料1如图5所示；
第七步：对第二次烘烤后的AlSiC基体材料1的表面磁控溅射一层厚度为0.4μm的钛层2，再在钛层表面磁控溅射一层厚度为6μm的铜层3，得到第一片材；钛层和铜层为基底层，基底层作为种子层可以有效的提高增厚层与AlSiC基体材料1的结合力；
第八步：在第一片材的基底层上电镀一层增厚层4，得到第二片材；增厚层4为厚度为25μm的导电铜层，导电铜层具有良好的润湿性、可焊接性以及导电性；电镀的电流密度在2ASD，温度为50℃，酸碱度8.8，电镀液为浓度在70g/l的焦磷酸铜；
第九步：将第二片材裂片为3.5*4.5*2mm的半成品垫片，也可以根据用户的自定义尺寸进行切割；
第十步：对半成品垫片进行清洗和还原，去除半成品垫片表面的氧化层，得到成品垫片6，成品垫片6的结构如图3和图6所示；清洗所用溶剂为15wt%的磷酸，使用温度25℃，清洗时间40秒；
还原方法为：将半成品垫片在300℃的混合气体中保温1.5小时，其中，混合气体为氢气与氩气混合物，混合气体中氢气的体积分数为8%，氢气与氩气的纯度分别在4N及以上，混合气体的流量为1.5L/min。
实施例2：
基于实施例1的方案得到第一片材后，在第一片材的基底层上电镀一层增厚层4，得到第二片材；增厚层4为厚度为25μm的导电铜层，导电铜层具有良好的润湿性、可焊接性以及导电性；电镀的电流密度在2ASD，温度为50℃，酸碱度8.8，电镀液为浓度在270g/l的焦磷酸钾。后续步骤与实施例1相同。
实施例3：
基于实施例1的方案得到半成品垫片后，对半成品垫片进行清洗和还原，去除半成品垫片表面的氧化层，得到成品垫片6，成品垫片6的结构如图3和图6所示；清洗所用溶剂为15wt%的磷酸，使用温度25℃，清洗时间40秒；
还原方法为：将半成品垫片在300℃的混合气体中保温1.5小时，其中，混合气体为氢气与氮气的混合物，混合气体中氢气的体积分数为8%，氢气、和氮气的纯度分别在4N及以上，混合气体的流量为1.5L/min。
对实施例1-3制备的成品垫片6进行高温考核、百格以及空洞率测试，高温考核、百格、空洞率测试照片分别如图7、图8和图9所示。
实施例4：
本实施例的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法包括以下步骤：
第一步：在630℃、60MPa下通过放电等离子烧结法制备SiC体积百分数为63%的AlSiC原材料坯锭，所用主材分别为纯铝粉和纯度大于等于99.8%球形碳化硅粉；
第二步：将AlSiC原材料坯锭进行机加工，切割成设定尺寸且表面平整的片材，得到AlSiC基体材料1，AlSiC基体材料1优选为100mm*100mm*6mm的片材；
第三步：用纯水对AlSiC基体材料1进行第一次清洗后再在280℃的真空环境或惰性气体气氛中烘烤1小时，再用纯水进行清洗，去除AlSiC基体材料1表面及机加工过程中产生的杂质和油污；
第四步：选用300目的玻璃砂对第一次烘烤后的AlSiC基体材料1的表面进行喷砂处理，再用纯水进行第二次清洗；其中，喷砂压力为0.3MPa，喷枪与AlSiC基体材料1的表面的距离为20cm，喷枪与铝碳化硅复合材料表面的夹角为90°，达到表面清洗的作用，并增加AlSiC基体材料1表面的粗糙度，提高AlSiC基体材料1表面的附着力；
第五步：对AlSiC基体材料1进行第三次清洗，第三次清洗为碱洗和酸洗，去除AlSiC基体材料1表面的油污，其中，碱洗和酸洗的温度均为25℃；碱洗采用的弱腐蚀剂为55%w/w的NaOH，碱蚀时间60秒，酸洗采用的酸蚀剂为40% w/w的H2SO4，酸蚀时间40秒；
第六步：对第三次清洗后的AlSiC基体材料1进行第二次烘烤，第二次烘烤为AlSiC基体材料1在280℃的真空环境中烘烤1.5小时，进一步去除残留在AlSiC基体材料1的孔隙和内部的杂质及油污；
第七步：表面洁净的AlSiC基体材料1进行化学镀镍增设基底层，基底层为厚度为10μm；其中，镀液一般以硫酸镍、乙酸镍等为主盐，次亚磷酸盐、硼氢化钠、硼烷、肼等作为还原剂，再添加各种助剂。在90℃的酸性溶液或接近常温的中性溶液、碱性溶液中进行作业。以使用还原剂的不同分为化学镀镍-磷、化学镀镍-硼两大类，本发明选用化学镀镍，镀层在均匀性、耐蚀性、硬度、可焊性、磁性、装饰性上都显示出优越性。
第八步：在第一片材的基底层上电镀一层增厚层4，得到第二片材；增厚层4为厚度为15μm的导电铜层，导电铜层具有良好的润湿性、可焊接性以及导电性；电镀的电流密度在2ASD，温度为50℃，酸碱度8.8，电镀液为浓度在70g/l的焦磷酸铜；
第九步：将第二片材裂片为10*10*4mm的半成品垫片，也可以根据用户的自定义尺寸进行切割；
第十步：对半成品垫片进行清洗和还原，去除半成品垫片表面的氧化层，得到成品垫片6。成品垫片6的结构如图4和图6所示；清洗所用溶剂为20wt%的磷酸，使用温度25℃，清洗时间30秒；
还原方法为：将半成品垫片在280℃的混合气体中保温2小时，其中，混合气体为氢气与氩气混合物，混合气体中氢气的体积分数为12%，氢气和氩气的纯度均在4N及以上，混合气体的流量为1.5L/min。
对实施例4制备的成品垫片6的润湿性和剪切强度进行测试，润湿性和剪切强度的测试照片分别如图10和图11所示。
对实施例1-4中制备的成品垫片6进行热导率、热膨胀系数和机械性能测试，结果如表1所示。从表1中可知，实施例1-4中制备的AlSiC原材料坯锭具有高热导率、低膨胀系数、良好的抗弯强度。这使本发明的成品垫片6在电子封装领域，尤其是应用环境较为苛刻的航天和光电器件等领域成为了理想的封装材料。
表1
对实施例1-4中制备的成品垫片6的性能测试对比数据如表2，制备得到的成品垫片6的性能/功能测试结果均符合或优于常规电子封装材料的性能参数，能够满足电子封装行业设备小型化及超薄化的设计要求，可以应用于大规模生产。
表2
从表1和表2的测试结果来看，实施例2和实施例3对测试结果没有影响，也即不会改变产品的性能，属于平行替代。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
步骤S1、通过放电等离子烧结法制备AlSiC原材料坯锭，并将所述AlSiC原材料坯锭加工成AlSiC基体材料；
步骤S2、对所述AlSiC基体材料进行表面处理，去除所述AlSiC基体材料表面的杂质；
步骤S3、对经过表面处理后的AlSiC基体材料的表面沉积一层基底层，形成第一片材；
步骤S4、在所述第一片材表面电镀一层用于焊接和导电的增厚层，形成第二片材；
步骤S5、将所述第二片材分切成设定尺寸的多个半成品垫片，并对所述半成品垫片进行清洗和还原，去除所述半成品垫片表面的氧化层，得到成品垫片。
2.如权利要求1所述的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其特征在于：
所述步骤S1中，将碳化硅粉和铝粉混合后通过放电等离子烧结方法制备得到所述AlSiC原材料坯锭，所述AlSiC原材料坯锭中SiC的体积百分数为55%~68%；
其中，铝粉为6061合金铝、2024合金铝或纯铝，碳化硅粉纯度不低于99.5%，所述放电等离子烧结方法的烧结温度为580~650℃，压力为40~70MPa。
3.如权利要求1所述的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其特征在于：
所述步骤S3包括：对经过表面处理后的AlSiC基体材料的表面依次物理气相沉积一层钛层和铜层作为所述基底层，钛层的厚度为0.3~1μm，铜层的厚度为3~20μm；或者，对经过表面处理后的AlSiC基体材料的表面沉积一层镍层作为基底层，镍层厚度为5~20μm。
4.如权利要求1所述的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其特征在于：
所述步骤S4中，所述增厚层为铜、金、银中的任一种，所述增厚层的厚度为8~40μm。
5.如权利要求1所述的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其特征在于：
所述步骤S5中，所述清洗所用溶剂为10~30wt%的磷酸，所述磷酸的温度为20~30℃，清洗时间20~80秒。
6.如权利要求1所述的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其特征在于：
所述还原方法为：将所述半成品垫片在250℃以上的混合气体中烘烤1~3小时；所述混合气体为氢气与氩气混合物或者氢气与氮气的混合物，所述混合气体中氢气的体积分数小于20%；氢气、氩气以及氮气的纯度分别在4N及以上，所述混合气体的流量为0.5~2.5L/min。
7.如权利要求1-6任意一项所述的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其特征在于：
所述步骤S2包括：
步骤S21、对所述AlSiC基体材料依次进行第一次清洗和第一次烘烤；
步骤S22、对经过第一次烘烤后的AlSiC基体材料依次进行喷砂处理和第二次清洗；
步骤S23、对经过第二次清洗后的AlSiC基体材料进行第三次清洗；
步骤S24、对经过第三次清洗后的AlSiC基体材料进行第二次烘烤。
8.如权利要求7所述的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其特征在于：
第一次清洗为纯水清洗，所述第一次烘烤和所述第二次烘烤包括：将所述AlSiC基体材料在250℃以上的真空或惰性气体气氛下烘烤1~3小时。
9.如权利要求7所述的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其特征在于：
所述步骤S22中，所述喷砂处理选用的砂种为60~100目的石榴石砂或者100~400目的玻璃砂，喷砂压力为0.1~0.6MPa，喷枪与AlSiC基体材料的表面的距离为15-35cm，出砂初速度的方向与AlSiC基体材料的表面的夹角为40°~130°。
10.如权利要求7所述的高功率IGBT模块封装用高性能双面散热垫片的制备方法，其特征在于：
所述步骤S23中，所述第二次清洗的温度为20~30℃，所述第二次清洗包括碱洗和酸洗；其中，所述碱洗采用40~60%w/w的NaOH碱蚀20~80秒，所述酸洗采用25~40% w/w的H2SO4酸蚀20~80秒。
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