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金瑞欣陶瓷基板表面金属化方法

陶瓷基板表面金属化

                                                     金瑞欣陶瓷基板表面金属化方法

       陶瓷基板作为电子系统封装重要散热材料,又被用于航空、航天及其它智能功率系统,是高集成半导体和电子器件封装理想材料,主要是基于陶瓷基板具备优异的热传导性、高温绝缘性、较低的介电常数,被业界认为是上好的散热陶瓷基片。陶瓷基板多采用氧化铝陶瓷和氮化铝陶瓷、氮化硅陶瓷主流陶瓷基片作为材料,通过表面金属化可以实现更好的电气性能,金瑞欣陶瓷基板加工多年,那么陶瓷基板表面金属化都有那些具体的方法呢?

      金瑞欣陶瓷基板表面金属化技术

金瑞欣陶瓷基板金属化技术,目前薄膜金属化法、厚膜金属化法、直接覆铜金属化法和化学镀膜法,薄膜工艺镀膜层最薄0.15mm,厚膜法金属结合力15n/mm,金属附着力和结合力好。

1,陶瓷基板薄膜金属化法

      薄膜法是采用真空蒸镀、离子镀、溅射镀膜等真空镀膜法将膜材料和AlN陶瓷表面结合在一起。在AlN陶瓷表面金属化过程中,金属膜层与陶瓷基板的热膨胀系数应尽量一致,以提高金属膜层的附着力。AlN陶瓷薄膜金属化主要是依靠固态置换反应使金属层和陶瓷基片连接在一起,对于Ti、Zr等活性金属,其反应吉布斯自由能为负值,反应容易实现。目前,研究最多的是Ti浆料系统,Ti层一般为几十纳米,对于多层薄膜,则在Ti层上沉积Ag、Pt、Ni、Cu等金属后进行热处理。

薄膜金属化法优点是:金属层均匀,结合强度高。缺点是:设备投资大,制作困难,难以形成工业化规模。

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2,厚膜金属化法

      厚膜金属化技术一般采用含玻璃料的糊剂或印色,在陶瓷基板上通过丝网印刷形成封接用金属层、导体(电路布线)及电阻等,经烧结形成钎焊金属层、电路及引线接点等。AlN陶瓷厚膜金属化技术过程中,导体浆料起着至关重要的作用,厚膜浆料一般由粒度为 1-5μm 的金属粉末组成。目前,研究者采用Cu-Ag合金掺杂Ti作为金属化系统,以磷酸二丁酯(DBP)作有机载体,用丝网印刷工艺对AlN 陶瓷表面进行金属化处理。

厚膜金属化法优点是:工艺简单,适于自动化和多品种小批量生产,且导电性能好。缺点是:结合强度尚不够高,特别是高温结合强度低,且受温度影响大。

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3,直接覆铜金属化法

     直接敷铜法是在陶瓷基片上,通过Cu-O共晶液相与Al2O3发生化学键合反应而实现的。在制备氮化铝陶瓷DBC 基板之前,必须对陶瓷表面进行热处理,以使其表面形成 Al2O3薄层,然后将铜箔贴于基板上,在1065℃左右形成Cu-O系共晶溶液,与Al2O3薄层发生键合反应,从而使氮化铝陶瓷基片和Cu结合在一起。直接敷铜法工艺过程中,要严格控制铜箔和陶瓷基片预氧化的温度、气氛和时间,以使铜氧化生成 Cu2O,在界区与Al2O3反应,提高氮化铝陶瓷基板和 Cu 的结合强度。

直接敷铜法优点是:结合温度低(1065~1075℃ ),导热性好,附着强度高,机械性能优良,便于刻蚀,绝缘性及热循环能力高,有着广阔的应用前景。缺点是:陶瓷进行表面热处理形成的氧化物层会降低氮化铝基板的热导率。

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4,化学镀膜金属化法

     化学镀膜金属化法是指在没有外电流通过,利用还原剂将溶液中的金属离子还原在呈催化活性的物体表面,使之形成金属镀层。化学镀法金属化机理主要是机械联锁结合,结合强度很大程度上依赖于基体表面的粗糙度,在一定范围内,基体表面的粗糙度越大,结合强度越高。在AlN陶瓷表面化学镀Ni-P合金,先将AlN基片用超声波清洗,去除表面杂质,置于NaOH溶液中腐蚀,再置于含镍盐的镀液中进行化学镀。

化学镀优点是:设备简单,成本低廉,无需二次高温处理,易于大规模生产。缺点是:AlN陶瓷表面与金属层结合强度不高。

  采用金属化技术主要是根据客户的加工要求制作的,只有能满足客户的品质要求,按照客户要求定制生产所需要的陶瓷基板,按时交货,做的品质零缺陷,服务及时,就是值得信赖的陶瓷电路基板生产供应商。


陶瓷pcb电路板|深圳市金瑞欣特种电路技术有限公司

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通过公司研发团队的不懈努力,现已成功研发微小孔板、高精密板、难度板、微型化板、围坝板等,具备DPC、DBC、HTCC、LTCC等多种陶瓷生产技术,以便为更多需求的客户服务,开拓列广泛的市场。

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