氮化鋁陶瓷金屬化的5種辦法

　　氮化鋁陶瓷在高頻大功率場(chǎng)合的應(yīng)用通常會(huì)遇到與金屬或陶瓷進(jìn)行連接的問(wèn)題，由于氮化鋁屬于共價(jià)鍵較強(qiáng)的化合物，一般釬料無(wú)法潤(rùn)濕陶瓷表面。因此，通常需要將氮化鋁表面改性，使其金屬化，再采用常規(guī)的釬焊工藝實(shí)現(xiàn)氮化鋁與金屬的連接。

　　氮化鋁陶瓷金屬化的方法主要有：直接覆銅法、薄膜金屬化、厚膜金屬化、激光金屬化及化學(xué)鍍金屬化。

　　直接覆銅法

　　直接覆銅法是利用高溫熔融擴(kuò)散工藝將陶瓷基板與高純無(wú)氧銅覆接到一起的方法，其形成的金屬層導(dǎo)熱性好、附著強(qiáng)度高、機(jī)械性能優(yōu)良、絕緣性及熱循環(huán)能力高，且便于刻蝕。但后續(xù)需加以圖形化工藝，而對(duì)氮化鋁進(jìn)行表面熱處理時(shí)形成的氧化物層也會(huì)降低氮化鋁基板的熱導(dǎo)率。

　　薄膜金屬化法

　　薄膜金屬化法是采用真空鍍膜的方法使膜材料和基板結(jié)合在一起。在多層結(jié)構(gòu)基板中，基板內(nèi)部的金屬和表層金屬不同，陶瓷基板接觸的薄膜金屬應(yīng)具有反應(yīng)性好、結(jié)合力強(qiáng)等特性，表面金屬層則多選擇電導(dǎo)率高、不易氧化的金屬。氣相沉積法在原則上任何金屬都可以成膜，任何基板都可以金屬化，且沉積的金屬層均勻，結(jié)合強(qiáng)度高。但薄膜金屬化需要圖形化工藝實(shí)現(xiàn)金屬引線的圖形制備，成本較高。

　　厚膜金屬化法

　　厚膜金屬化法是在陶瓷基板上采用絲網(wǎng)印刷的方法形成封接用的金屬層、導(dǎo)體及電阻，再通過(guò)燒結(jié)形成釬焊金屬層、電路及引線接點(diǎn)等。厚膜金屬化的步驟一般包括圖案設(shè)計(jì)、原圖、漿料的制備、絲網(wǎng)印刷、干燥與燒結(jié)。厚膜法制備的金屬層導(dǎo)電性能好，工藝簡(jiǎn)單，適用于自動(dòng)化和多品種小批量生產(chǎn)，但結(jié)合強(qiáng)度不高，易受溫度影響，高溫時(shí)結(jié)合強(qiáng)度很低。

　　激光金屬化法

　　激光金屬化法是利用激光的熱效應(yīng)使氮化鋁表面發(fā)生熱分解，直接生成金屬導(dǎo)電層的方法。激光照射到氮化鋁陶瓷表面后，陶瓷表面吸收激光能量使溫度上升，當(dāng)?shù)X表面的溫度達(dá)到熱分解溫度時(shí)，氮化鋁表面就會(huì)發(fā)生熱分解，析出金屬鋁。該方法成本低、效率高、設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，因此在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。

　　化學(xué)鍍金屬化法

　　化學(xué)鍍金屬化法是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上，從而在物體表面形成金屬鍍層?；瘜W(xué)鍍法金屬化的結(jié)合強(qiáng)度很大程度上依賴于基體表面的粗糙程度，在一定的范圍內(nèi)，基體表面的粗糙度越大，結(jié)合強(qiáng)度越高。但化學(xué)鍍金屬化法的附著性不佳，金屬圖形的制備仍需借助圖形化工藝實(shí)現(xiàn)。

　　氮化鋁陶瓷的傳熱性能十分優(yōu)越，適用于大功率電路，其熱膨脹系數(shù)可與半導(dǎo)體硅片相匹配。因其具有高絕緣電阻和介電強(qiáng)度、低介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，再加上機(jī)械性能高、機(jī)械加工性能好，二次電子發(fā)射系數(shù)非常低，氮化鋁陶瓷已成為理想的電子封裝材料，常作為基板制成印制電路板應(yīng)用于高頻電路中。

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