金瑞欣陶瓷基板表面金屬化方法

       陶瓷基板作為電子系統(tǒng)封裝重要散熱材料，又被用于航空、航天及其它智能功率系統(tǒng)，是高集成半導(dǎo)體和電子器件封裝理想材料，主要是基于陶瓷基板具備優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性、高溫絕緣性、較低的介電常數(shù)，被業(yè)界認(rèn)為是上好的散熱陶瓷基片。陶瓷基板多采用氧化鋁陶瓷和氮化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷主流陶瓷基片作為材料，通過表面金屬化可以實(shí)現(xiàn)更好的電氣性能，金瑞欣陶瓷基板加工多年，那么陶瓷基板表面金屬化都有那些具體的方法呢?

      金瑞欣陶瓷基板表面金屬化技術(shù)

金瑞欣陶瓷基板金屬化技術(shù)，目前薄膜金屬化法、厚膜金屬化法、直接覆銅金屬化法和化學(xué)鍍膜法，薄膜工藝鍍膜層最薄0.15mm，厚膜法金屬結(jié)合力15n/mm,金屬附著力和結(jié)合力好。

1，陶瓷基板薄膜金屬化法

      薄膜法是采用真空蒸鍍、離子鍍、濺射鍍膜等真空鍍膜法將膜材料和AlN陶瓷表面結(jié)合在一起。在AlN陶瓷表面金屬化過程中，金屬膜層與陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)應(yīng)盡量一致，以提高金屬膜層的附著力。AlN陶瓷薄膜金屬化主要是依靠固態(tài)置換反應(yīng)使金屬層和陶瓷基片連接在一起，對(duì)于Ti、Zr等活性金屬，其反應(yīng)吉布斯自由能為負(fù)值，反應(yīng)容易實(shí)現(xiàn)。目前，研究最多的是Ti漿料系統(tǒng)，Ti層一般為幾十納米，對(duì)于多層薄膜，則在Ti層上沉積Ag、Pt、Ni、Cu等金屬后進(jìn)行熱處理。

薄膜金屬化法優(yōu)點(diǎn)是：金屬層均勻，結(jié)合強(qiáng)度高。缺點(diǎn)是：設(shè)備投資大，制作困難，難以形成工業(yè)化規(guī)模。

2，厚膜金屬化法

      厚膜金屬化技術(shù)一般采用含玻璃料的糊劑或印色，在陶瓷基板上通過絲網(wǎng)印刷形成封接用金屬層、導(dǎo)體(電路布線)及電阻等，經(jīng)燒結(jié)形成釬焊金屬層、電路及引線接點(diǎn)等。AlN陶瓷厚膜金屬化技術(shù)過程中，導(dǎo)體漿料起著至關(guān)重要的作用，厚膜漿料一般由粒度為 1-5μm 的金屬粉末組成。目前，研究者采用Cu-Ag合金摻雜Ti作為金屬化系統(tǒng)，以磷酸二丁酯（DBP）作有機(jī)載體，用絲網(wǎng)印刷工藝對(duì)AlN 陶瓷表面進(jìn)行金屬化處理。

厚膜金屬化法優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單，適于自動(dòng)化和多品種小批量生產(chǎn)，且導(dǎo)電性能好。缺點(diǎn)是：結(jié)合強(qiáng)度尚不夠高，特別是高溫結(jié)合強(qiáng)度低，且受溫度影響大。

3，直接覆銅金屬化法

     直接敷銅法是在陶瓷基片上，通過Cu-O共晶液相與Al2O3發(fā)生化學(xué)鍵合反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的。在制備氮化鋁陶瓷DBC 基板之前，必須對(duì)陶瓷表面進(jìn)行熱處理，以使其表面形成 Al2O3薄層，然后將銅箔貼于基板上，在1065℃左右形成Cu-O系共晶溶液，與Al2O3薄層發(fā)生鍵合反應(yīng)，從而使氮化鋁陶瓷基片和Cu結(jié)合在一起。直接敷銅法工藝過程中，要嚴(yán)格控制銅箔和陶瓷基片預(yù)氧化的溫度、氣氛和時(shí)間，以使銅氧化生成 Cu2O，在界區(qū)與Al2O3反應(yīng)，提高氮化鋁陶瓷基板和 Cu 的結(jié)合強(qiáng)度。

直接敷銅法優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)合溫度低（1065～1075℃ ），導(dǎo)熱性好，附著強(qiáng)度高，機(jī)械性能優(yōu)良，便于刻蝕，絕緣性及熱循環(huán)能力高，有著廣闊的應(yīng)用前景。缺點(diǎn)是：陶瓷進(jìn)行表面熱處理形成的氧化物層會(huì)降低氮化鋁基板的熱導(dǎo)率。

4，化學(xué)鍍膜金屬化法

     化學(xué)鍍膜金屬化法是指在沒有外電流通過，利用還原劑將溶液中的金屬離子還原在呈催化活性的物體表面，使之形成金屬鍍層。化學(xué)鍍法金屬化機(jī)理主要是機(jī)械聯(lián)鎖結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度很大程度上依賴于基體表面的粗糙度，在一定范圍內(nèi)，基體表面的粗糙度越大，結(jié)合強(qiáng)度越高。在AlN陶瓷表面化學(xué)鍍Ni-P合金，先將AlN基片用超聲波清洗，去除表面雜質(zhì)，置于NaOH溶液中腐蝕，再置于含鎳鹽的鍍液中進(jìn)行化學(xué)鍍。

化學(xué)鍍優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉，無(wú)需二次高溫處理，易于大規(guī)模生產(chǎn)。缺點(diǎn)是：AlN陶瓷表面與金屬層結(jié)合強(qiáng)度不高。

　　采用金屬化技術(shù)主要是根據(jù)客戶的加工要求制作的，只有能滿足客戶的品質(zhì)要求，按照客戶要求定制生產(chǎn)所需要的陶瓷基板，按時(shí)交貨，做的品質(zhì)零缺陷，服務(wù)及時(shí)，就是值得信賴的陶瓷電路基板生產(chǎn)供應(yīng)商。更多陶瓷基板金屬化的相關(guān)問題可以咨詢金瑞欣特種電路。