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AlN陶瓷具有高的热导率、热膨胀系数与硅等半导体材料相匹配、优异的电学性能及机械性能、无毒等优点,是一种理想的电子封装材料,在电子封装领域有广泛的应用,但其作为封装材料使用时必须对表面进行金属化处理。常规的薄膜金属化常采用多层膜技术,会增加膜层间的界面热阻。本文采用离子束辅助磁控溅射方法在AlN表面制备了单层金属化薄膜,研究了制备工艺和薄膜成分对薄膜粘结强度、残余应力、电阻率的影响规律,并利用有限元方法对薄膜热应力分布进行了模拟。采用磁控溅射法在AlN衬底上沉积了单层Cu薄膜,双靶磁控溅射工艺制备的薄膜均匀性较好,单靶磁控溅射工艺制备薄膜的沉积速率较大。沉积温度较高时,薄膜容易形成晶态结构,结合强度较高。薄膜应力为张应力,且随沉积温度的升高先增大后减小,在200℃左右出现极大值,采用中能离子束辅助轰击方法形成过渡界面可以减小薄膜应力。采用离子束辅助沉积和电子束蒸发沉积的方法在AlN衬底上沉积了Ni-Cu薄膜,Ni-Cu形成了固溶体。离子束溅射制备的Ni-Cu薄膜质量较好,且沉积温度越高,薄膜质量越好。随着Ni含量的增加,薄膜表面形貌变化很大,晶粒尺寸增大,结构由致密变疏松,更有明显的缺陷形成。薄膜应力为张应力,且沉积温度越高,薄膜应力越小。电阻率随着Ni含量的增加先上升后下降,在Ni含量为60at%左右,电阻率达到最大值。利用有限元方法对AlN表面金属化薄膜的热应力分布进行了模拟。Cu薄膜和Ni-Cu薄膜的热应力都表现为张应力,最大薄膜热应力主要集中在薄膜的中间部分,在基体的中间部分,应力达到最小值。沉积温度越高,薄膜热应力越大；随着薄膜厚度的增加,薄膜的最大热应力呈现减小趋势,而最小热应力呈现增大的趋势；封装材料用于器件中的工作温度越高,薄膜热应力越小。