陶瓷基板表面鍍膜技術都有哪些

 陶瓷基板導熱性好、絕緣性高、較低的介電常數(shù)和良好的高頻性能，被廣泛應用到半導體器件、集成電路、通訊、醫(yī)療電子等產(chǎn)品領域。氧化鋁陶瓷基片或者氮化鋁陶瓷基片經(jīng)過金屬化后具備更好的電氣性能。以下總結陶瓷基板表面鍍膜技術方法。

一，直接敷銅法

直接敷銅法是在AlN基片上，通過Cu-O共晶液相與Al2O3發(fā)生化學鍵合反應而實現(xiàn)的。在制備AlN-DBC 基板之前，必須對AlN陶瓷表面進行熱處理，以使其表面形成 Al2O3薄層，然后將銅箔貼于基板上，在1065℃左右形成Cu-O系共晶溶液，與Al2O3薄層發(fā)生鍵合反應，從而使AlN和Cu結合在一起。直接敷銅法工藝過程中，要嚴格控制銅箔和AlN陶瓷基片預氧化的溫度、氣氛和時間，以使銅氧化生成 Cu2O，在界區(qū)與Al2O3反應，提高 AlN 和 Cu 的結合強度。

直接敷銅法優(yōu)點是：結合溫度低(1065~1075℃ )，導熱性好，附著強度高，機械性能優(yōu)良，便于刻蝕，絕緣性及熱循環(huán)能力高，有著廣闊的應用前景。缺點是：AlN陶瓷進行表面熱處理形成的氧化物層會降低AlN 基板的熱導率。

二，薄膜法

薄膜法是采用真空蒸鍍、離子鍍、濺射鍍膜等真空鍍膜法將膜材料和AlN陶瓷表面結合在一起。在AlN陶瓷表面金屬化過程中，金屬膜層與陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)應盡量一致，以提高金屬膜層的附著力。AlN陶瓷薄膜金屬化主要是依靠固態(tài)置換反應使金屬層和陶瓷基片連接在一起，對于Ti、Zr等活性金屬，其反應吉布斯自由能為負值，反應容易實現(xiàn)。目前，研究最多的是Ti漿料系統(tǒng)，Ti層一般為幾十納米，對于多層薄膜，則在Ti層上沉積Ag、Pt、Ni、Cu等金屬后進行熱處理。

薄膜法優(yōu)點是：金屬層均勻，結合強度高。缺點是：設備投資大，制作困難，難以形成工業(yè)化規(guī)模。

三、化學鍍法

化學鍍法是指在沒有外電流通過，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，使之形成金屬鍍層。化學鍍法金屬化機理主要是機械聯(lián)鎖結合，結合強度很大程度上依賴于基體表面的粗糙度，在一定范圍內，基體表面的粗糙度越大，結合強度越高。在AlN陶瓷表面化學鍍Ni-P合金，先將AlN基片用超聲波清洗，去除表面雜質，置于NaOH溶液中腐蝕，再置于含鎳鹽的鍍液中進行化學鍍。

化學鍍優(yōu)點是：設備簡單，成本低廉，無需二次高溫處理，易于大規(guī)模生產(chǎn)。缺點是：AlN陶瓷表面與金屬層結合強度不高。

四，厚膜法

厚膜金屬化技術一般采用含玻璃料的糊劑或印色，在陶瓷基板上通過絲網(wǎng)印刷形成封接用金屬層、導體(電路布線)及電阻等，經(jīng)燒結形成釬焊金屬層、電路及引線接點等。AlN陶瓷厚膜金屬化技術過程中，導體漿料起著至關重要的作用，厚膜漿料一般由粒度為 1-5m 的金屬粉末組成。目前，研究者采用Cu-Ag合金摻雜Ti作為金屬化系統(tǒng)，以磷酸二丁酯(DBP)作有機載體，用絲網(wǎng)印刷工藝對AlN 陶瓷表面進行金屬化處理。

五、激光覆銅法

激光覆銅法是聯(lián)合國家光電實驗室研發(fā)的新型陶瓷金屬化方法，采用高能激光，對陶瓷以及金屬表面進行分解，然后以離子態(tài)使其結合，結合強度可以達到前所未有的45Mpa，穩(wěn)定性極高，并且大大提高了生產(chǎn)效率，對整個陶瓷行業(yè)而言，具有里程碑式的意義。更多陶瓷基板鍍膜相關咨詢金瑞欣特種電路。