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)異的熱傳導性、高溫絕緣性、較低的介電常數(shù)，被業(yè)界認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

金瑞欣陶瓷基板金屬化技術，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鍍膜法，薄膜工藝鍍膜層最薄0.15mm，厚膜法金屬結合力15n/mm,金屬附著力和結合力好。

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)置換反應使金屬層和陶瓷基片連接在一起，對于Ti、Zr等活性金屬，其反應吉布斯自由能為負值，反應容易實現(xiàn)。目前，研究最多的是Ti漿料系統(tǒng)，Ti層一般為幾十納米，對于多層薄膜，則在Ti層上沉積Ag、Pt、Ni、Cu等金屬后進行熱處理。

薄膜金屬化法優(yōu)點是：金屬層均勻，結合強度高。缺點是：設備投資大，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、導體(電路布線)及電阻等，經(jīng)燒結形成釬焊金屬層、電路及引線接點等。AlN陶瓷厚膜金屬化技術過程中，導體漿料起著至關重要的作用，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）作有機載體，用絲網(wǎng)印刷工藝對AlN 陶瓷表面進行金屬化處理。

厚膜金屬化法優(yōu)點是：工藝簡單，適于自動化和多品種小批量生產(chǎn)，且導電性能好。缺點是：結合強度尚不夠高，特別是高溫結合強度低，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)生化學鍵合反應而實現(xiàn)的。在制備氮化鋁陶瓷DBC 基板之前，必須對陶瓷表面進行熱處理，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，從而使氮化鋁陶瓷基片和Cu結合在一起。直接敷銅法工藝過程中，要嚴格控制銅箔和陶瓷基片預氧化的溫度、氣氛和時間，以使銅氧化生成 Cu2O，在界區(qū)與Al2O3反應，提高氮化鋁陶瓷基板和 Cu 的結合強度。

直接敷銅法優(yōu)點是：結合溫度低（1065～1075℃ ），導熱性好，附著強度高，機械性能優(yōu)良，便于刻蝕，絕緣性及熱循環(huán)能力高，有著廣闊的應用前景。缺點是：陶瓷進行表面熱處理形成的氧化物層會降低氮化鋁基板的熱導率。

4，化學鍍膜金屬化法

     化學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。化學鍍法金屬化機理主要是機械聯(lián)鎖結合，結合強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，結合強度越高。在AlN陶瓷表面化學鍍Ni-P合金，先將AlN基片用超聲波清洗，去除表面雜質，置于NaOH溶液中腐蝕，再置于含鎳鹽的鍍液中進行化學鍍。

化學鍍優(yōu)點是：設備簡單，成本低廉，無需二次高溫處理，易于大規(guī)模生產(chǎn)。缺點是：AlN陶瓷表面與金屬層結合強度不高。

　　采用金屬化技術主要是根據(jù)客戶的加工要求制作的，只有能滿足客戶的品質要求，按照客戶要求定制生產(chǎn)所需要的陶瓷基板，按時交貨，做的品質零缺陷，服務及時，就是值得信賴的陶瓷電路基板生產(chǎn)供應商。更多陶瓷基板金屬化的相關問題可以咨詢金瑞欣特種電路。