激光辅助制备陶瓷与金属复合基板方法及复合基板

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种激光辅助制备陶瓷与金属复合基板方法及复合基板。

背景技术

随着新能源汽车、轨道交通、航天航空等领域的快速发展，对于功率模块的热管理提出了更高的要求。缘栅双极晶体管(I GBT)模块作为电子电力系统中关键的电能变换和控制核心组件之一，其可靠性成为了电子电力系统稳定运行的关键问题之一。然而，I GBT模块的持续小型化和功率等级的快速提高使其具有显著的高热流密度，如果不能及时将累积的热量排出，造成芯片升温过高，将引起I GBT模块的退化失效，对模块的可靠性造成严重威胁。

陶瓷散热基板作为I GBT模块中的关键组部件，起到机械支撑，散热及绝缘的的作用。为了满足如今功率模块的散热及可靠性需求，目前常用的陶瓷散热基板材料主要为氮化铝和氧化铝陶瓷，将其与铜或铝连接，能够制备出满足大功率模块散热需求的散热基板。然而由于陶瓷与金属的物性差异对其连接带来了困难，目前主要通过活性钎焊的方式实现陶瓷与金属的连接，然而采用钎料提高了生产成本，同时在连接过程中钎料与母材之间不可避免的会发生冶金反应，产生金属间化合物，造成基板焊后残余应力高及界面热阻。因此，需要开发一种简单高效的方法来解决上述问题。

发明内容

为此，本发明提供一种激光辅助制备陶瓷与金属复合基板方法及复合基板，通过激光直接照射陶瓷表面对其进行表面改性金属化预处理，通过改变陶瓷表面微观结构、成分和应力分布状态等特性，实现了陶瓷与金属的直接结合，并且获得的陶瓷金属复合基板具有高强度、抗冲击能力强、承载电流能力强、导热性好及可靠性高的优点。

本发明提出了一种激光辅助制备陶瓷与金属复合基板方法，包括：将陶瓷和金属进行预处理，其中所述陶瓷的材质为氮化硅、氮化铝或氧化铝，所述金属的材质为铝或铜；将预处理后的所述陶瓷放置在激光加工平台上，在真空或惰性气体的保护状态下对所述陶瓷表面进行激光照射，以实现所述陶瓷表面的改性；将改性后的所述陶瓷和预处理后的所述金属层叠设置得到连接结构，并将所述连接结构放置于真空扩散连接装置内，其中所述陶瓷位于所述金属的上方，对所述连接结构进行加热加压，以实现所述陶瓷和所述金属的直接扩散连接。

上述的方法，首先对陶瓷和金属进行预处理，然后在真空或惰性气体保护状态下对陶瓷表面进行激光照射金属化处理，以实现陶瓷表面的改性，随后将陶瓷与金属按次序装配并置于真空扩散连接装置中加压加热，以实现陶瓷和金属的直接扩散连接。本申请通过激光照射陶瓷表面后，氮化硅、氮化铝或氧化铝材质的陶瓷表面层发生热分解形成硅或铝层，其表面实现金属化，连接过程中，改性的陶瓷能与金属铜、铝发生共晶反应，或与金属铝发生固相扩散反应，使得连接温度显著降低，降低了连接成本。

目前，氮化铝和氧化铝陶瓷与铜的连接普遍采用银铜钛钎料，而银铜钛的熔化温度高达780℃，焊接的温度在800-900℃，而本发明基于激光表面辐照金属化改性活化陶瓷表面，使陶瓷与铜能够基于铜铝共晶反应实现连接，而铜铝共晶反应温度为548℃，所需焊接温度560-640℃，相比于使用银铜钛钎料连接的方法显著降低连接所需温度。而众所周知，异种材料连接的残余应力源自于材料间的热膨胀失配，连接时温度越高，则冷却后的残余应力越大，因此本发明显著降低了连接温度，能大幅度降低连接温度。对于氮化铝和氧化铝陶瓷与铝的连接，主要通过在陶瓷表面形成金属过渡层，然后通过金属与铝的反应形成液相实现连接，界面必然存在由于液相反应而产生的的不利脆性相，本发明基于激光表面直接金属化改性活化氮化铝和氧化铝陶瓷表面，使陶瓷与铝能够通过固相扩散连接，连接温度在400-660℃之间，连接温度范围广，同时能够有效避免脆性界面相的生成；此外，相比于金属过渡层法，本发明无需使用金属过渡层，能够减少材料成本。

对于氮化硅陶瓷和铜的连接，目前也是通过使用银铜钛钎料钎焊实现二者的连接，需要消耗钎料，成本昂贵。本发明通过对氮化硅陶瓷进行激光表面直接金属化处理，能够有效改变氮化硅陶瓷表面惰性，通过硅铜共晶反应进而实现氮化硅陶瓷和铜的直接连接，无需使用钎料，有效降低材料成本；同样，对于氮化硅陶瓷和铝的连接，通过本发明激光直接金属化的方法，通过硅铝共晶反应，能够实现氮化硅陶瓷和铝的直接连接，也无需使用钎料，有效降低材料成本。

在一些实施例中，所述将陶瓷进行预处理的方法包括：

将所述陶瓷进行清洗，以去除所述陶瓷的待连接面的油污和杂质；

采用不同的砂盘对所述陶瓷的待连接面进行逐级打磨并抛光。

在一些实施例中，所述将金属进行预处理的方法包括：对金属材料进行机械加工，以得到待连接的金属试样；将所述金属试样进行清洗，以去除所述金属试样的待连接面的油污和杂质；采用不同的砂盘对所述金属试样的待连接面进行逐级打磨并抛光。

在一些实施例中，所述实现所述陶瓷表面的改性之后，所述方法还包括：将改性的陶瓷表面浸没于有机溶剂中，防止陶瓷表面氧化，其中所述有机溶剂包括丙酮、酒精、液态石蜡。

在一些实施例中，所述激光的波长为1000nm-1100nm，所述激光的光斑直径为15μm-60μm，所述激光的脉宽为200ns-300ns，所述激光的脉冲频率为50KHz-200KHz，所述激光的功率为30-80W，所述激光的扫描速度为50mm/min-1000mm/min，所述激光的扫描间距为15-60μm。

在一些实施例中，所述惰性气体为氦气、氩气中的至少一种气体。

在一些实施例中，所述真空扩散连接装置内的真空度为1.5×10

在一些实施例中，施加于所述连接结构的压力为2MPa-15MPa。

在一些实施例中，所述对所述连接结构进行加热的方法具体包括：在真空或保护气氛围环境中，通过热辐射的方式对所述连接结构进行加热，使所述连接结构升温至500℃并保温10min，然后继续升温至560℃-1000℃并保温30min-120min，最后再以5℃/min-10℃/min的冷却速率降温至300℃后冷却。

本发明提出了一种复合基板，采用上述的方法制备。

本发明的复合基板采用上述的方法制备，所述复合基板具有高强度、抗冲击能力强、承载电流能力强、导热性好及可靠性高的优点。

说明书附图

图1为本发明一实施例提出的复合基板的示意图。

图2是本发明一实施例提出的一种激光辅助制备陶瓷与金属复合基板的方法流程图。

图3为图2中的将陶瓷进行预处理的方法流程图。

图4为图2中的将金属进行预处理的方法流程图。

图5为本申请一实施例的陶瓷表面经激光表面改性后的扫描电子显微镜图。

图6为本申请一实施例的陶瓷与金属的连接界面的扫描电子显微镜图。

主要元件符号说明

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参见图1，本发明还提出了一种复合基板100，复合基板100包括陶瓷10和设置于陶瓷10的金属20。陶瓷10和金属20均为层状结构且层叠设置。该复合基板100的连接强度较高，能够适用于成为辐射屏蔽金属20材料。

请参见图2，本发明提出了一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括：

S10，将陶瓷10和金属20进行预处理，其中陶瓷10的材质为氮化硅、氮化铝或氧化铝，金属20的材质为铝或铜；

请参见图3，在一些实施例中，该将陶瓷10进行预处理的方法包括：

S11，将陶瓷10进行清洗，以去除陶瓷10的待连接面的油污和杂质；

S12，采用不同的砂盘对陶瓷10的待连接面进行逐级打磨并抛光。

请参见图4，在一些实施例中，该将金属20进行预处理的方法包括：

S13，对金属20材料进行机械加工，以得到待连接的金属20试样；

S14，将金属20试样进行清洗，以去除金属20试样的待连接面的油污和杂质；

S15，采用不同的砂盘对金属20试样的待连接面进行逐级打磨并抛光。

S20，将预处理后的陶瓷10放置在激光200加工平台上，在真空或惰性气体的保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，以实现陶瓷10表面的改性；

其中，陶瓷10表面改性后，陶瓷10表面为图5中的示意结构。

在一些实施例中，激光200的波长为1000nm-1100nm，激光200的光斑直径为15μm-60μm，激光200的脉宽为200ns-300ns，激光200的脉冲频率为50KHz-200KHz，激光200的功率为30-80W，激光200的扫描速度为50mm/min-1000mm/min，激光200的扫描间距为15-60μm。

在一些实施例中，激光200的扫描轨迹400为往返式。

在一些实施例中，惰性气体为氦气、氩气中的至少一种气体。

在一些实施例中，实现陶瓷10表面的改性之后，方法还包括：

将改性的陶瓷10表面浸没于有机溶剂中，防止陶瓷10表面氧化，其中有机溶剂包括丙酮、酒精、液态石蜡。

S30，将改性后的陶瓷10和预处理后的金属20层叠设置得到连接结构，并将连接结构放置于真空扩散连接装置300内，其中陶瓷10位于金属20的上方，对连接结构进行加热加压，以实现陶瓷10和金属20的直接扩散连接。

其中，陶瓷10和金属20连接后，陶瓷10和金属20的连接处为图6中的示意结构。

在一些实施例中，真空扩散连接装置300内的真空度为1.5×10

在一些实施例中，施加于垂直连接结构的压力为2MPa-15MPa。

在一些实施例中，对连接结构进行加热的方法具体包括：

在真空或保护气氛围环境中，通过电流加热连接结构周围的加热带，然后加热带通过热辐射的方式对连接结构进行加热，使连接结构升温至500℃并保温10min，然后继续升温至560℃-1000℃并保温30min-120min，最后再以5℃/min-10℃/min的冷却速率降温至300℃后冷却。

上述的方法，首先对陶瓷10和金属20进行预处理，然后在真空或惰性气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射金属20化处理，以实现陶瓷10表面的改性，随后将陶瓷10与金属20按次序装配并置于真空扩散连接装置300中加压加热，以实现陶瓷10和金属20的直接扩散连接。本申请通过激光200照射陶瓷10表面后，氮化硅、氮化铝或氧化铝材质的陶瓷10表面层发生热分解形成硅或铝层，其表面实现金属20化，连接过程中，改性的陶瓷10能与金属20铜、铝发生共晶反应，或与金属20铝发生固相扩散反应，使得连接温度显著降低，降低了连接成本。

目前，氮化铝和氧化铝陶瓷10与铜的连接普遍采用银铜钛钎料，而银铜钛的熔化温度高达780℃，焊接的温度在800-900℃，而本发明基于激光200表面辐照金属20化改性活化陶瓷10表面，使陶瓷10与铜能够基于铜铝共晶反应实现连接，而铜铝共晶反应温度为548℃，所需焊接温度560-640℃，相比于使用银铜钛钎料连接的方法显著降低连接所需温度。而众所周知，异种材料连接的残余应力源自于材料间的热膨胀失配，连接时温度越高，则冷却后的残余应力越大，因此本发明显著降低了连接温度，能大幅度降低连接温度。对于氮化铝和氧化铝陶瓷10与铝的连接，主要通过在陶瓷10表面形成金属20过渡层，然后通过金属20与铝的反应形成液相实现连接，界面必然存在由于液相反应而产生的的不利脆性相，本发明基于激光200表面直接金属20化改性活化氮化铝和氧化铝陶瓷10表面，使陶瓷10与铝能够通过固相扩散连接，连接温度在400-660℃之间，连接温度范围广，同时能够有效避免脆性界面相的生成；此外，相比于金属20过渡层法，本发明无需使用金属20过渡层，能够减少材料成本。

对于氮化硅陶瓷10和铜的连接，目前也是通过使用银铜钛钎料钎焊实现二者的连接，需要消耗钎料，成本昂贵。本发明通过对氮化硅陶瓷10进行激光200表面直接金属20化处理，能够有效改变氮化硅陶瓷10表面惰性，通过硅铜共晶反应进而实现氮化硅陶瓷10和铜的直接连接，无需使用钎料，有效降低材料成本；同样，对于氮化硅陶瓷10和铝的连接，通过本发明激光200直接金属20化的方法，通过硅铝共晶反应，能够实现氮化硅陶瓷10和铝的直接连接，也无需使用钎料，有效降低材料成本。

本发明技术方案不局限于以下所举例的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

实施例1

本发明实施例1提出了一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括如下步骤：

步骤一，将陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氮化铝，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铜，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为200KHz，激光200功率为56W，激光200扫描速度为250mm/min，激光200扫描间距为30μm，以实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却1min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加10MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

其中，现有的氮化铝陶瓷10与金属20铜复合基板100的制备一般采用AgCuTi钎料进行钎焊连接，钎料成本昂贵，一般AgCuTi焊膏一公斤价格为8000元左右，而采用本方法则无需使用钎料，成本大大降低；此外，使用AgCuTi钎料钎焊，焊接温度范围在800-900℃，焊接温度高，焊后残余应力大，而本方法焊接温度仅需560-640℃，焊接温度大幅度降低，焊后残余应力较小。

实施例2

本实施例的一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括以下步骤：

步骤一，将陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氮化铝，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铜，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为200KHz，激光200功率为70W，激光200扫描速度为250mm/min，激光200扫描间距为30μm，以实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却3min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20材料的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加10MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

实施例3

本实施例的一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括以下步骤：

步骤一，将氮化铝陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氮化铝，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铜，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为200KHz，激光200功率为42W，激光200扫描速度为250mm/min，激光200扫描间距为15μm，以实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却3min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20材料的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加15MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

实施例4：

本实施例的一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括以下步骤：

步骤一，将陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氮化铝，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铝，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为200KHz，激光200功率为70W，激光200扫描速度为200mm/min，激光200扫描间距为15μm，以实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却3min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20材料的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加10MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

实施例5：

本实施例的一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括以下步骤：

步骤一，将陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氮化铝，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铝，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为200KHz，激光200功率为56W，激光200扫描速度为250mm/min，激光200扫描间距为30μm，以实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却3min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20材料的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加10MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

实施例6：

本实施例的一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括以下步骤：

步骤一，将陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氧化铝，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铝，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为100KHz，激光200功率为70W，激光200扫描速度为500mm/min，激光200扫描间距为30μm，即实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却3min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20材料的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加5MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

实施例7：

本实施例的一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括以下步骤：

步骤一，将陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氧化铝，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铝，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为150KHz，激光200功率为70W，激光200扫描速度为500mm/min，激光200扫描间距为30μm，以实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却3min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20材料的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加8MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

实施例8：

本实施例的一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括以下步骤：

步骤一，将陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氧化铝，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铜，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为150KHz，激光200功率为70W，激光200扫描速度为500mm/min，激光200扫描间距为30μm，以实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却3min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20材料的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加15MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

实施例9：

本实施例的一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括以下步骤：

步骤一，将陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氧化铝，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铜，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为150KHz，激光200功率为56W，激光200扫描速度为300mm/min，激光200扫描间距为30μm，以实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却3min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20材料的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加15MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

实施例10：

本实施例的一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括以下步骤：

步骤一，将陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氮化硅，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铜，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为150KHz，激光200功率为56W，激光200扫描速度为300mm/min，激光200扫描间距为30μm，以实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却3min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20材料的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加5MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

实施例11：

本实施例的一种激光200辅助制备陶瓷10与金属20复合基板100的方法，包括以下步骤：

步骤一，将陶瓷10放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，去除表面油污和杂质，其中陶瓷10的材质为氮化硅，然后分别采用600#、1200#、2000#的砂盘对陶瓷10表面逐级打磨并抛光；将金属20材料进行机械加工，得到待连接的金属20试样，其中金属20材料的材质为铝，再将金属20试样放入丙酮溶液中超声清洗10min-20min，然后将金属20试样的待连接面分别采用400#、800#、1200#、2000#的砂纸逐级打磨并抛光；

步骤二，将步骤一中得到的陶瓷10放置激光200加工平台上，在氩气气体保护状态下对陶瓷10表面进行激光200照射，其中激光200波长为1064nm，光斑直径为30μm，激光200脉宽为240ns，脉冲频率为150KHz，激光200功率为56W，激光200扫描速度为300mm/min，激光200扫描间距为30μm，以实现陶瓷10表面的改性；待陶瓷10冷却3min，将陶瓷10浸没于液态石蜡中，进行防氧化处理；

步骤三，将步骤二中得到的激光200改性的陶瓷10与步骤一中得到的金属20按照陶瓷10-金属20材料的次序装配并置于真空扩散连接装置300中，对陶瓷10和金属20的连接结构施加10MPa的轴向压力，待真空扩散连接装置300内的真空度达到1.5×10

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。

最后应说明的是，以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。