氧化鋁陶瓷金屬化工藝
來(lái)源:宜興泰格精密陶瓷作者:tigar-ceramics 發(fā)布時(shí)間:2021-05-07 10:30:10 點(diǎn)擊:
如今電子技術(shù)的不斷發(fā)展，提升了人們的生活質(zhì)量水平，同時(shí)也促進(jìn)了電子制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。制造業(yè)自然也就帶動(dòng)了新材料領(lǐng)域的突飛猛進(jìn)。精密陶瓷就是其中之一，在特種精密陶瓷里面，應(yīng)用范圍很廣的就是氧化鋁陶瓷。
氧化鋁陶瓷分為高純型與普通型兩種
高純型氧化鋁陶瓷是指Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其燒結(jié)溫度高達(dá)1650—1990℃，透射波長(zhǎng)為1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代鉑坩堝；利用其透光性及可耐堿金屬腐蝕性用作鈉燈管；在電子工業(yè)中可用作集成電路基板與高頻絕緣材料。
普通型氧化鋁陶瓷系按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種，有時(shí)Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧化鋁陶瓷系列。其中99氧化鋁瓷材料用于制作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨材料，如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等；95氧化鋁瓷主要用作耐腐蝕、耐磨部件；85瓷中由于常摻入部分滑石，提高了電性能與機(jī)械強(qiáng)度，可與鉬、鈮、鉭等金屬封接，有的用作電真空裝置器件。
氧化鋁陶瓷因?yàn)橛袃?yōu)秀的電氣性能，在電子電氣方面的應(yīng)用是較多的，而作為電子電器基板材料的話，必須要涉及到的就是表面的金屬化處理，因?yàn)樘沾墒墙^緣材料，所以只有表面金屬化才能過(guò)電導(dǎo)通。泰格精密陶瓷加 工給大家講的就是氧化鋁表面陶瓷金屬化工藝。
陶瓷金屬化是在陶瓷表面牢固地粘附一層金屬薄膜，使之實(shí)現(xiàn)陶瓷和金屬間的焊接，更先進(jìn)的應(yīng)用，是在陶瓷表面形成電路，不僅可以焊接，而且能夠作為導(dǎo)線傳輸電流。目前傳統(tǒng)的金屬化方法有厚膜法、DBC法、DPC法、LTCC、HTCC以及斯利通的LAM。以下逐個(gè)說(shuō)明此幾個(gè)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)：
1.厚膜法
通過(guò)絲網(wǎng)印刷的方式，在陶瓷基上印刷各種電路、電阻及電容，不可否認(rèn)，此工藝應(yīng)用非常廣泛，可以承載較大的電流，陶瓷大多數(shù)的應(yīng)用都是通過(guò)厚膜法實(shí)現(xiàn)，但它真的可以包治百病嗎？大家都知道，絲網(wǎng)印刷的精度很不盡人意，銀漿與陶瓷的結(jié)合并不能達(dá)到令人滿意的程度，同時(shí)銀漿是需在一定溫度下燒結(jié)才能固化的，這幾個(gè)缺點(diǎn)，相信有很多行業(yè)內(nèi)的人士也曾經(jīng)被深深困擾。而且厚膜法的線路較粗，這對(duì)于電子產(chǎn)品的小型化而言是個(gè)不小的阻礙，于是，大家不得不想出其他的辦法。
2.DBC法
此工藝經(jīng)常在大功率模塊上應(yīng)用，銅層較厚，可負(fù)載較大電流，導(dǎo)熱性能好，強(qiáng)度高，絕緣性強(qiáng)，熱膨脹系數(shù)與Si等半導(dǎo)體材料相匹配。然而，陶瓷基板與金屬材料的反應(yīng)能力低，潤(rùn)濕性差，實(shí)施金屬化頗為困難，不易解決Al2O3與銅板間微氣孔產(chǎn)生的問(wèn)題，加之較高的燒結(jié)溫度，成本很高，只能應(yīng)用于有特殊需求的領(lǐng)域。
3.DPC法
在LED領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，技術(shù)主要掌握在臺(tái)灣廠商手中，同欣電子年出貨量占了一大半以上，另外還有璦司柏，此工藝最大的優(yōu)點(diǎn)就是線路精密度高，表面平滑，比較適合覆晶/共晶封裝，國(guó)際LED大廠Cree、歐司朗等都在使用同欣的基板。其成本要低于DBC法，國(guó)內(nèi)目前斯利通的DPC技術(shù)已經(jīng)正式量產(chǎn)。
4.LTCC
LTCC由于采用厚膜印刷技術(shù)完成線路制作，線路表面較為粗糙，對(duì)位不精準(zhǔn)。而且，多層陶瓷疊壓燒結(jié)工藝還有收縮比例的問(wèn)題，這使得其工藝解析度受到限制，LTCC陶瓷基板的推廣應(yīng)用受到極大挑戰(zhàn)。
5.HTCC
此工藝由于很高的燒結(jié)溫度，使用者已經(jīng)極少，基本被LTCC代替。
綜上所述，目前的幾種傳統(tǒng)工藝，都有這樣或那樣的缺點(diǎn)：成本高、精度不夠、工藝穩(wěn)定性不夠、附著強(qiáng)度差、線路表面不夠平滑、無(wú)法滿足電子產(chǎn)品小型化需求等等?？梢韵胂?，如果有設(shè)計(jì)者需要設(shè)計(jì)一款符合以上條件的產(chǎn)品，那該怎么辦？難道明知有工藝缺陷也還要是使用此工藝嗎？不是的，還有一種新的陶瓷上布線工藝：LAM。此工藝是新開(kāi)發(fā)的陶瓷金屬化技術(shù)，又叫：激光活化金屬化技術(shù)，是一種陶瓷立體成型件表面金屬化工藝。此工藝成本低于DPC工藝，線路密度跟DPC工藝一樣，表面非常平滑，適合覆晶/共晶工藝，附著強(qiáng)度高，制程短且穩(wěn)定，并且可在任何復(fù)雜形狀的產(chǎn)品上進(jìn)行布線，而不僅僅只限于平面。
