總所周知，氮化鋁陶瓷基板在沒(méi)有做加工之前是光板，呈灰白色，金華化后的氮化鋁陶瓷基板具備更好的導(dǎo)熱性能、電器性能。今天小編就來(lái)分享一下氮化鋁陶瓷基板金屬化的意義和方法。

氮化鋁陶瓷基板金屬化的意義：

氮化鋁陶瓷具有優(yōu)異的電學(xué)和熱學(xué)性能，被認(rèn)為是最有前途的高導(dǎo)熱陶瓷基底材料。為了密封封裝結(jié)構(gòu)、安裝元件以及連接輸入和輸出端子，氮化鋁陶瓷基板的表面和內(nèi)部均需要金屬化。

氮化鋁陶瓷基板金屬化工藝的方法

陶瓷表面金屬化的可靠性和性能對(duì)陶瓷基板的應(yīng)用有重要影響。牢固的粘合強(qiáng)度和優(yōu)異的氣密性是最基本的要求。考慮到基板的散熱，在金屬和陶瓷之間的界面處也需要更高的熱導(dǎo)率。氮化鋁陶瓷表面的金屬化方法有：薄膜法、厚膜法、高熔點(diǎn)金屬化法、化學(xué)鍍法、直接覆銅法(DBC法)等。

氮化鋁陶瓷基板金屬化-薄膜法

薄膜法是通過(guò)離子鍍、真空蒸發(fā)、濺射鍍膜等方法在氮化鋁陶瓷基片上制備金屬薄膜。理論上，可以通過(guò)氣相沉積技術(shù)在任何襯底材料上鍍覆任何金屬膜，但是為了獲得具有更好結(jié)合強(qiáng)度的襯底/金屬膜系統(tǒng)，通常要求兩者的熱膨脹系數(shù)盡可能匹配。通常，在多層結(jié)構(gòu)襯底中，襯底內(nèi)部的金屬不同于表面上的金屬。與陶瓷基底接觸的薄膜金屬應(yīng)具有良好的反應(yīng)性和與基底的強(qiáng)結(jié)合力的特性。表面的金屬大多是高導(dǎo)電性的金屬，不易氧化。

薄膜金屬化層均均勻，金屬化層質(zhì)量高，結(jié)合強(qiáng)度高，但設(shè)備投資大，難以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

氮化鋁陶瓷基板金屬化-厚膜法

厚膜金屬化法是通過(guò)絲網(wǎng)印刷等技術(shù)在氮化鋁陶瓷基片上按照預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案在陶瓷表面涂覆一層厚膜漿料，然后燒結(jié)得到釬焊金屬層、電路、引線等?？梢詽M足不同的需求。厚膜膏通常包括永久粘合劑、有機(jī)載體和金屬粉末，并且通過(guò)球磨和混合形成。粘合劑通常是玻璃料、金屬氧化物或兩者的混合物。它的功能是連接陶瓷和金屬，并確定厚膜漿料對(duì)基體陶瓷的附著力。這是生產(chǎn)厚膜漿料的關(guān)鍵。有機(jī)載體的作用主要是分散功能相和粘結(jié)相，同時(shí)保持厚膜漿料的一定粘度，為后續(xù)絲網(wǎng)印刷做準(zhǔn)備，在燒結(jié)過(guò)程中逐漸揮發(fā)。金屬粉末是厚膜漿料的核心物質(zhì)。熱處理后，在陶瓷表面形成金屬層，從而實(shí)現(xiàn)陶瓷的表面金屬化。

由于氮化鋁的高活性，已經(jīng)比較成熟的陶瓷厚膜金屬化用漿料不能應(yīng)用，否則會(huì)產(chǎn)生氣泡缺陷。厚膜法工藝簡(jiǎn)單，便于小批量生產(chǎn)，導(dǎo)電性好，但結(jié)合強(qiáng)度不夠高，受溫度影響很大。

氮化鋁陶瓷高熔點(diǎn)金屬化法

高熔點(diǎn)金屬法，也稱為鉬-錳法，使用難熔金屬粉末鉬作為主要成分，在金屬化配方中加入少量低熔點(diǎn)錳，加入粘合劑涂覆陶瓷表面，然后燒結(jié)形成金屬化層。該方法主要應(yīng)用于氧化鋁的金屬化。如果在氮化鋁表面上使用該方法，需要在氮化鋁陶瓷表面上預(yù)氧化一層Al2O3以促進(jìn)與金屬粉末的反應(yīng)。

高熔點(diǎn)金屬化法制備的金屬涂層與陶瓷基體結(jié)合力強(qiáng)，但所得金屬膜表面難以直接焊接，導(dǎo)電性不理想，能耗大。

直接覆銅法

直接覆銅法是在AlN陶瓷表面鍵合銅箔的一種金屬化方法，它是隨著板上芯片封裝技術(shù)的興起而發(fā)展出來(lái)的一種新型工藝。其基本原理是在Cu與陶瓷之間引進(jìn)氧元素，然后在1065~1083℃時(shí)形成Cu/O共晶液相，進(jìn)而與陶瓷基體及銅箔發(fā)生反應(yīng)生成Cu(AlO2)2，并在中間相的作用下實(shí)現(xiàn)銅箔與基體的鍵合。因 AlN屬于非氧化物陶瓷，其表面敷銅的關(guān)鍵在于在其表面形成一層Al2O3過(guò)渡層，并在過(guò)渡層的作用下實(shí)現(xiàn)銅箔與基體陶瓷的有效鍵合。

直接覆銅法導(dǎo)熱性好，附著強(qiáng)度高，機(jī)械性能好，易于大規(guī)模生產(chǎn)，但氧化工藝條件不易控制。

氮化鋁陶瓷基板金屬化-化學(xué)鍍法

化學(xué)鍍法是用還原劑將溶液中的金屬離子還原到催化活性物體表面形成金屬鍍層?；瘜W(xué)鍍基底表面的粗糙度對(duì)鍍層的結(jié)合強(qiáng)度有很大影響，在一定范圍內(nèi)，結(jié)合強(qiáng)度隨著基底表面粗糙度的增加而增加。因此，化學(xué)鍍的關(guān)鍵是對(duì)氮化鋁陶瓷表面進(jìn)行粗糙化處理。

化學(xué)鍍成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)，但其結(jié)合強(qiáng)度低，特別是在高溫環(huán)境下，因此只適用于那些不要求高結(jié)合強(qiáng)度的行業(yè)。

氮化鋁陶瓷基板金屬化-高熔點(diǎn)金屬化法

高熔點(diǎn)金屬法，也稱為鉬-錳法，使用難熔金屬粉末鉬作為主要成分，在金屬化配方中加入少量低熔點(diǎn)錳，加入粘合劑涂覆陶瓷表面，然后燒結(jié)形成金屬化層。該方法主要應(yīng)用于氧化鋁的金屬化。如果在氮化鋁表面上使用該方法，需要在氮化鋁陶瓷表面上預(yù)氧化一層Al2O3以促進(jìn)與金屬粉末的反應(yīng)。

      高熔點(diǎn)金屬化法制備的金屬涂層與陶瓷基體結(jié)合力強(qiáng)，但所得金屬膜表面難以直接焊接，導(dǎo)電性不理想，能耗大。

氮化鋁陶瓷基板金屬化-直接覆銅法

直接覆銅法是在AlN陶瓷表面鍵合銅箔的一種金屬化方法，它是隨著板上芯片封裝技術(shù)的興起而發(fā)展出來(lái)的一種新型工藝。其基本原理是在Cu與陶瓷之間引進(jìn)氧元素，然后在1065~1083℃時(shí)形成Cu/O共晶液相，進(jìn)而與陶瓷基體及銅箔發(fā)生反應(yīng)生成Cu(AlO2)2，并在中間相的作用下實(shí)現(xiàn)銅箔與基體的鍵合。因 AlN屬于非氧化物陶瓷，   其表面敷銅的關(guān)鍵在于在其表面形成一層Al2O3過(guò)渡層，并在過(guò)渡層的作用下實(shí)現(xiàn)銅箔與基體陶瓷的有效鍵合。

直接覆銅法導(dǎo)熱性好，附著強(qiáng)度高，機(jī)械性能好，易于大規(guī)模生產(chǎn)，但氧化工藝條件不易控制。
      化學(xué)鍍法

化學(xué)鍍法是用還原劑將溶液中的金屬離子還原到催化活性物體表面形成金屬鍍層?；瘜W(xué)鍍基底表面的粗糙度對(duì)鍍層的結(jié)合強(qiáng)度有很大影響，在一定范圍內(nèi)，結(jié)合強(qiáng)度隨著基底表面粗糙度的增加而增加。因此，化學(xué)鍍的關(guān)鍵是對(duì)氮化鋁陶瓷表面進(jìn)行粗糙化處理。

化學(xué)鍍成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)，但其結(jié)合強(qiáng)度低，特別是在高溫環(huán)境下，因此只適用于那些不要求高結(jié)合強(qiáng)度的行業(yè)。

綜上可見(jiàn)，無(wú)論是氮化鋁陶瓷基板金屬化采用薄膜法、厚膜法、高熔點(diǎn)金屬化法、化學(xué)鍍法、直接覆銅法(DBC法)的任何一種方法，都是居于專業(yè)加工定制客戶需求的產(chǎn)品。金瑞欣陶瓷基板金屬化加工制作多年，有著較為豐富的經(jīng)驗(yàn)。