金瑞欣陶瓷基板表面金屬化方法

       陶瓷基板作為電子系統封裝重要散熱材料，又被用于航空、航天及其它智能功率系統，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異的熱傳導性、高溫絕緣性、較低的介電常數，被業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。目前，研究最多的是Ti漿料系統，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，難以形成工業化規模。

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印刷形成封接用金屬層、導體(電路布線)及電阻等，經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，以磷酸二丁酯（DBP）作有機載體，用絲網印刷工藝對AlN 陶瓷表面進行金屬化處理。

厚膜金屬化法優點是：工藝簡單，適于自動化和多品種小批量生產，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發生化學鍵合反應而實現的。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。

直接敷銅法優點是：結合溫度低（1065～1075℃ ），導熱性好，附著強度高，機械性能優良，便于刻蝕，絕緣性及熱循環能力高，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?；瘜W鍍法金屬化機理主要是機械聯鎖結合，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，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。

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

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