陶瓷基板,是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)陶瓷基片表面( 單面或雙面)上的特殊工藝板。金屬化陶瓷基板是陶瓷基板的一種,很多人對其不甚了解。今天,就讓小編通過解答5個(gè)問題,為你掀起金屬化陶瓷基板的神秘面紗。
一、什么是陶瓷基板金屬化?
陶瓷基板金屬化是指在陶瓷表面牢固地粘附一層金屬薄膜,使之實(shí)現(xiàn)陶瓷和金屬間的焊接。
二、陶瓷表面金屬化技術(shù)方法都有哪些?
1、薄膜法:采用真空蒸鍍、離子鍍、濺射鍍膜等將膜材料和AlN陶瓷表面結(jié)合在一起;金屬膜層與陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)應(yīng)盡量一致。
優(yōu)點(diǎn):金屬層均勻,結(jié)合強(qiáng)度高。
缺點(diǎn):設(shè)備投資大,制作困難,難以形成工業(yè)化規(guī)模。
2、厚膜法: 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。
優(yōu)點(diǎn):工藝簡單,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):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、直接敷銅法:在制備AlN-DBC 基板之前,對AlN陶瓷表面進(jìn)行熱處理,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AlN和Cu結(jié)合在一起。
優(yōu)點(diǎn):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):AlN陶瓷進(jìn)行表面熱處理形成的氧化物層會(huì)降低AlN 基板的熱導(dǎo)率。
4、化學(xué)鍍法: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。
優(yōu)點(diǎn):設(shè)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(diǎn):AlN陶瓷表面與金屬層結(jié)合強(qiáng)度不高。
5、激光覆銅法:是新型陶瓷金屬化方法,采用高能激光,對陶瓷以及金屬表面進(jìn)行分解,然后以離子態(tài)使其結(jié)合,穩(wěn)定性極高,并且大大提高了生產(chǎn)效率,對整個(gè)陶瓷行業(yè)而言,具有里程碑式的意義。
三、如何進(jìn)行高溫共燒陶瓷金屬化?
首先,將陶瓷粉與有機(jī)粘接劑混合形成漿料,再利用刮刀把漿料加工成片狀,經(jīng)干燥后形成陶瓷生坯;
然后,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在生坯上加工導(dǎo)通孔并填充金屬粉末,利用絲網(wǎng)印刷在生坯表面涂布形成線路圖形;
最后,將各層生坯層疊后進(jìn)行壓合,在共燒爐內(nèi)完成燒結(jié)并成型。
四、高溫共燒陶瓷金屬化有哪些優(yōu)點(diǎn)?
高溫共燒陶瓷金屬化在增加組裝密度、縮短互連長度、減少信號延遲、減小體積、提高可靠性等方面具有顯著的優(yōu)勢,特別適用于高頻通訊用組件。
五、陶瓷金屬化的工藝流程是什么?
陶瓷金屬化流程:陶瓷檢驗(yàn)—陶瓷清洗—鎳銅錳漿料制備——絲網(wǎng)印刷——金屬化燒結(jié)——表面處理燒結(jié)鎳——表面處理電鍍鎳——產(chǎn)品抽驗(yàn),焊接度測試,氣密性測試——包裝入庫。
以上是關(guān)于陶瓷基板金屬化五個(gè)問題的解答,相信你對陶瓷基板金屬化已經(jīng)有了更加深入的了解了吧!