陶瓷金屬化作為實現(xiàn)陶瓷與金屬連接的關(guān)鍵技術(shù),有著豐富的工藝方法。Mo-Mn法以難熔金屬粉Mo為主,添加少量低熔點Mn,涂覆在陶瓷表面后燒結(jié)形成金屬化層。不過,其燒結(jié)溫度高、能耗大,且無活化劑時封接強度低。活化Mo-Mn法在此基礎(chǔ)上改進,通過添加活化劑或用鉬、錳的氧化物等代替金屬粉,降低金屬化溫度,但工藝復(fù)雜、成本較高?;钚越饘兮F焊法也是常用工藝,工序少,陶瓷與金屬封接一次升溫即可完成。釬焊合金含Ti、Zr等活性元素,能與陶瓷反應(yīng)形成金屬特性反應(yīng)層,適合大規(guī)模生產(chǎn),不過活性釬料單一限制了其應(yīng)用,且不太適合連續(xù)生產(chǎn)。直接敷銅法(DBC)在陶瓷(如Al2O3和AlN)表面鍵合銅箔,通過引入氧元素,在特定溫度下形成共晶液相實現(xiàn)鍵合。磁控濺射法作為物***相沉積的一種,能在襯底沉積多層膜,金屬化層薄,可保證零件尺寸精度,支持高密度組裝。每種工藝都在不斷優(yōu)化,以滿足不同場景對陶瓷金屬化的需求。陶瓷金屬化使陶瓷兼具耐高溫、絕緣性與金屬的導(dǎo)電導(dǎo)熱性,滿足 5G、新能源等領(lǐng)域需求。浙江氧化鋯陶瓷金屬化
陶瓷金屬化在電子領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在集成電路中,隨著電子設(shè)備不斷向小型化、高集成度發(fā)展,對電路基片提出了更高要求。陶瓷金屬化基片能夠有效提高電路集成化程度,實現(xiàn)電子設(shè)備小型化。在電子封裝過程里,基板需承擔(dān)機械支撐保護與電互連(絕緣)任務(wù)。陶瓷材料具有低通訊損耗的特性,其本身的介電常數(shù)使信號損耗更??;同時具備高熱導(dǎo)率,芯片產(chǎn)生的熱量可直接傳導(dǎo)到陶瓷片上,無需額外絕緣層,散熱效果更佳。并且,陶瓷與芯片的熱膨脹系數(shù)接近,能避免在溫差劇變時因變形過大導(dǎo)致線路脫焊、產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力等問題。通過金屬化工藝,在陶瓷表面牢固地附著一層金屬薄膜,不僅賦予陶瓷導(dǎo)電性能,滿足電子信號傳輸需求,還增強了其與金屬引線或其他金屬導(dǎo)電層連接的可靠性,對電子設(shè)備的性能和穩(wěn)定性起著決定性作用 ?;葜蒎冩囂沾山饘倩瘍r格陶瓷金屬化流程含表面預(yù)處理、金屬漿料涂覆、高溫?zé)Y(jié)等步驟。
陶瓷金屬化,旨在陶瓷表面牢固粘附一層金屬薄膜,實現(xiàn)陶瓷與金屬的焊接。其工藝流程較為復(fù)雜,包含多個關(guān)鍵步驟。首先是煮洗環(huán)節(jié),將陶瓷放入特定溶液中煮洗,去除表面雜質(zhì)、油污等,確保陶瓷表面潔凈,為后續(xù)工序奠定基礎(chǔ)。接著進行金屬化涂敷,根據(jù)不同工藝,選取合適的金屬漿料,通過絲網(wǎng)印刷、噴涂等方式均勻涂覆在陶瓷表面。這些漿料中通常含有金屬粉末、助熔劑等成分。隨后開展一次金屬化,把涂敷后的陶瓷置于高溫氫氣氣氛中燒結(jié)。高溫下,金屬漿料與陶瓷表面發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),形成牢固結(jié)合的金屬化層,一般燒結(jié)溫度在 1300℃ - 1600℃。完成一次金屬化后,為增強金屬化層的耐腐蝕性與可焊性,需進行鍍鎳處理,通過電鍍等方式在金屬化層表面鍍上一層鎳。之后進行焊接,根據(jù)實際應(yīng)用,選擇合適的焊料與焊接工藝,將金屬部件與陶瓷金屬化部位焊接在一起。焊接完成后,要進行檢漏操作,檢測焊接部位是否存在泄漏,確保產(chǎn)品質(zhì)量。其次對產(chǎn)品進行全方面檢驗,包括外觀、尺寸、結(jié)合強度等多方面,合格產(chǎn)品即可投入使用。
《探秘陶瓷金屬化的魅力》:當(dāng)陶瓷邂逅金屬,陶瓷金屬化技術(shù)誕生。這一技術(shù)對于功率型電子元器件封裝意義重大,封裝基板需集散熱、支撐、電連接等功能于一身,陶瓷金屬化恰好能滿足。例如,其高電絕緣性讓陶瓷在電路中安全隔離;高運行溫度特性,使產(chǎn)品能在高溫環(huán)境穩(wěn)定工作。直接敷銅法(DBC)作為金屬化方法之一,在陶瓷表面鍵合銅箔,通過特定溫度下的共晶反應(yīng)實現(xiàn)連接,但也面臨制作成本高、抗熱沖擊性能受限等挑戰(zhàn) 。
《陶瓷金屬化的多面性》:陶瓷金屬化作為材料領(lǐng)域的重要技術(shù),應(yīng)用前景廣闊。從步驟來看,煮洗、金屬化涂敷、燒結(jié)、鍍鎳等環(huán)節(jié)緊密相連,**終制成金屬化陶瓷基片等產(chǎn)品。在 LED 散熱基板應(yīng)用中,陶瓷金屬化產(chǎn)品憑借尺寸精密、散熱好等特點,有效解決 LED 散熱難題?;钚越饘兮F焊法是常用制備手段,工序少,一次升溫就能完成陶瓷 - 金屬封接,不過活性釬料單一,限制了其大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用 。 陶瓷金屬化常用鉬錳法、蒸鍍法,適配氧化鋁、氮化鋁等陶瓷材料。
陶瓷金屬化技術(shù)作為材料科學(xué)領(lǐng)域的一項重要創(chuàng)新,通過巧妙地將陶瓷與金屬的優(yōu)勢相結(jié)合,為眾多行業(yè)的發(fā)展提供了強有力的支持。從電力電子到微波通訊,從新能源汽車到 LED 封裝等領(lǐng)域,陶瓷金屬化材料都展現(xiàn)出了***的性能和廣闊的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷進步,對陶瓷金屬化技術(shù)的研究也在持續(xù)深入,未來有望開發(fā)出更多高效、低成本的金屬化工藝,進一步拓展陶瓷金屬化材料的應(yīng)用范圍,推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,為人類社會的科技進步和生活改善做出更大的貢獻。陶瓷金屬化是在陶瓷表面附上金屬薄膜,讓陶瓷得以與金屬焊接,像 LED 散熱基板就常運用此技術(shù)。珠海氧化鋁陶瓷金屬化處理工藝
陶瓷金屬化的化學(xué)鍍法需表面活化處理,通過化學(xué)反應(yīng)沉積鎳、銅等金屬層增強附著力。浙江氧化鋯陶瓷金屬化
陶瓷金屬化工藝實現(xiàn)了陶瓷與金屬的有效結(jié)合,其流程由多個有序步驟組成。首先對陶瓷進行預(yù)處理,用打磨設(shè)備將陶瓷表面打磨平整,去除表面的瑕疵,再通過超聲波清洗,用酒精、**等溶劑清洗,徹底耕除表面雜質(zhì)。接著進行金屬化漿料的調(diào)配,按照特定配方,將金屬粉末(如銀粉、銅粉)、玻璃料、添加劑等混合,利用球磨機充分研磨,制成具有良好流動性和穩(wěn)定性的漿料。然后運用絲網(wǎng)印刷或滴涂等方法,將金屬化漿料精確地涂覆在陶瓷表面,嚴格控制漿料的厚度和均勻性,一般涂層厚度在 15 - 30μm 。涂覆完成后,將陶瓷置于烘箱中進行干燥,在 100℃ - 180℃的溫度下,使?jié){料中的溶劑揮發(fā),漿料初步固化在陶瓷表面。干燥后的陶瓷進入高溫?zé)Y(jié)階段,放入高溫氫氣爐內(nèi),升溫至 1350℃ - 1550℃ 。在高溫和氫氣的作用下,金屬與陶瓷發(fā)生反應(yīng),形成牢固的金屬化層。為提升金屬化層的性能,通常會進行鍍覆處理,如鍍鎳、鍍鉻等,通過電鍍工藝在金屬化層表面鍍上一層其他金屬。統(tǒng)統(tǒng)對金屬化后的陶瓷進行周到檢測,通過顯微鏡觀察金屬化層的微觀結(jié)構(gòu),用萬能材料試驗機測試結(jié)合強度等,確保產(chǎn)品質(zhì)量符合要求 。浙江氧化鋯陶瓷金屬化