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了解更多关于陶瓷金属化当陶瓷与金属完美结合时

陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性等优异性能,但导电性和焊接性较差,限制了其应用。 而金属化是在陶瓷表面涂覆金属的过程,可以提高陶瓷的导电性和可焊性,从而扩大其应用范围。 金属化后的陶瓷具有与芯片相匹配的高导热性、绝缘性、耐热性、强度和热膨胀系数,逐渐发展成为新一代集成电路以及电力电子模块的理想封装基板。

金属化陶瓷元件

 

常见的可金属化陶瓷基板材料包括Al2O3、SiC、AlN和Si3N4。

 

1、厚膜金属化

厚膜金属化是通过丝网印刷的方法将金属浆料涂覆在陶瓷表面,然后经过高温干燥和热处理形成金属化陶瓷基板的技术。 该技术的优点是工艺简单、成本低廉,而缺点是导电线的电气性能较差,只能用于功率和尺寸要求较低的电子器件。

 

2、直接敷铜

直接敷铜(Direct Bonded Copper,DBC)是将铜箔(厚度大于0.1mm)直接粘合到Al2O3陶瓷基板表面,在N2保护下,温度范围为1065℃-1083℃。 熔融状态的纯铜不需要润湿Al2O3,它需要在反应过程中引入氧元素,高温下生成的Cu-Cu2O共晶液对Al2O3具有良好的润湿性,通过生成CuAlO2作为过渡层 ,可以直接在Al2O3陶瓷基板上铺铜箔。

 

3、薄膜金属化

薄膜金属化是在高真空条件下进行的,用物理方法将固体材料表面电离为离子,然后用低压气体在陶瓷基片表面沉积所需薄膜的过程,即物理气相沉积技术(PVD) ),主要包括磁控溅射镀膜,在陶瓷表面沉积一薄层Cu层作为种子层,以便后续的电镀工艺进行。 然后进行电镀以增厚(保护)种子铜。 然后通过镀膜、曝光、显影等工艺完成图形的转移,然后电镀使Cu层生长到所需的厚度,最后通过镀膜、蚀刻工艺完成导电线路的制作。

 

这种采用薄膜工艺的陶瓷基板近年来在功率LED封装中表现出了巨大的竞争力。

 

综上所述,陶瓷金属化可以保证陶瓷材料具有金属的导电性和导热性,从而扩大其应用范围,包括电子、汽车传感器、光学器件、医疗器械、航空航天等。

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