氮化鋁陶瓷金屬化的5種辦法

　　氮化鋁陶瓷在高頻大功率場合的應用通常會遇到與金屬或陶瓷進行連接的問題，由于氮化鋁屬于共價鍵較強的化合物，一般釬料無法潤濕陶瓷表面。因此，通常需要將氮化鋁表面改性，使其金屬化，再采用常規的釬焊工藝實現氮化鋁與金屬的連接。

　　氮化鋁陶瓷金屬化的方法主要有：直接覆銅法、薄膜金屬化、厚膜金屬化、激光金屬化及化學鍍金屬化。

　　直接覆銅法

　　直接覆銅法是利用高溫熔融擴散工藝將陶瓷基板與高純無氧銅覆接到一起的方法，其形成的金屬層導熱性好、附著強度高、機械性能優良、絕緣性及熱循環能力高，且便于刻蝕。但后續需加以圖形化工藝，而對氮化鋁進行表面熱處理時形成的氧化物層也會降低氮化鋁基板的熱導率。

　　薄膜金屬化法

　　薄膜金屬化法是采用真空鍍膜的方法使膜材料和基板結合在一起。在多層結構基板中，基板內部的金屬和表層金屬不同，陶瓷基板接觸的薄膜金屬應具有反應性好、結合力強等特性，表面金屬層則多選擇電導率高、不易氧化的金屬。氣相沉積法在原則上任何金屬都可以成膜，任何基板都可以金屬化，且沉積的金屬層均勻，結合強度高。但薄膜金屬化需要圖形化工藝實現金屬引線的圖形制備，成本較高。

　　厚膜金屬化法

　　厚膜金屬化法是在陶瓷基板上采用絲網印刷的方法形成封接用的金屬層、導體及電阻，再通過燒結形成釬焊金屬層、電路及引線接點等。厚膜金屬化的步驟一般包括圖案設計、原圖、漿料的制備、絲網印刷、干燥與燒結。厚膜法制備的金屬層導電性能好，工藝簡單，適用于自動化和多品種小批量生產，但結合強度不高，易受溫度影響，高溫時結合強度很低。

　　激光金屬化法

　　激光金屬化法是利用激光的熱效應使氮化鋁表面發生熱分解，直接生成金屬導電層的方法。激光照射到氮化鋁陶瓷表面后，陶瓷表面吸收激光能量使溫度上升，當氮化鋁表面的溫度達到熱分解溫度時，氮化鋁表面就會發生熱分解，析出金屬鋁。該方法成本低、效率高、設備維護簡單，因此在生產實踐中得到了廣泛應用。

　　化學鍍金屬化法

　　化學鍍金屬化法是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上，從而在物體表面形成金屬鍍層。化學鍍法金屬化的結合強度很大程度上依賴于基體表面的粗糙程度，在一定的范圍內，基體表面的粗糙度越大，結合強度越高。但化學鍍金屬化法的附著性不佳，金屬圖形的制備仍需借助圖形化工藝實現。

　　氮化鋁陶瓷的傳熱性能十分優越，適用于大功率電路，其熱膨脹系數可與半導體硅片相匹配。因其具有高絕緣電阻和介電強度、低介電常數和介質損耗，再加上機械性能高、機械加工性能好，二次電子發射系數非常低，氮化鋁陶瓷已成為理想的電子封裝材料，常作為基板制成印制電路板應用于高頻電路中。

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