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了解表面陶瓷金属化和金属钎焊的技术及特点

 时间:2022-03-29     浏览:1312     分享

随着微电子领域技术的飞速发展,电子器件中元器件的复杂性和密度不断增加。因此,对电路基板的散热和绝缘的要求越来越高,特别是对大电流或高电压供电的功率集成电路元件。

 

此外,随着5G时代的到来,对设备的小型化提出了新的要求,尤其是毫米波天线和滤波器。与传统树脂基印刷电路板相比,表面金属化氧化铝陶瓷具有良好的导热性,高电阻,更好的机械强度,在大功率电器中的热应力和应变较小。同时,可以通过调整陶瓷粉的比例来改变介电常数。因此,它们广泛用于电子和射频电路行业,例如大功率LED、集成电路和滤波器等。

 

陶瓷金属化基板其主要广泛用于电子封装应用,比如高密度DC/DC转换器、功率放大器、RF电路和大电流开关。这些陶瓷金属化基材利用了某些金属的导电性以及陶瓷的良好导热性、机械强度性能和低导电性。用在铜金属化的氮化铝特别适合高级应用,因为它具有相对较高的抗氧化性以及铜的优异导电性和氮化铝的高导热性。

 

迄今为止,陶瓷金属化基板的最新技术包括在陶瓷基板上丝网印刷通常是贵金属油墨,或者沉积非常薄的真空沉积金属化层以形成导电电路图案。这两种技术都是昂贵的。然而,一个非常大的市场已经发展起来,需要更便宜的方法和更有效的电路。

 

陶瓷上的薄膜电路通常由通过真空沉积技术之一沉积在陶瓷基板上的金属薄膜组成。在这些技术中,通常具有约0.02微米厚度的铬或钼膜充当铜或金层的粘合剂。光刻用于通过蚀刻掉多余的薄金属膜来产生高分辨率图案。这种导电图案可以被电镀至典型地7微米厚。然而,由于成本高,薄膜电路仅限于特殊应用,例如高频和军事应用,其中高图案分辨率至关重要。

 

另一种生产印刷电路的方法称为厚膜法。厚膜印刷电路包括导体图案,该导体图案有诸如银或金的金属以及烧制在陶瓷基板上的玻璃粉和/或金属氧化物颗粒组成。通常,薄膜的厚度约为 15 微米。厚膜电路已被广泛使用,并且通过丝网印刷电路图案来生产,该电路图案具有在有机载体中含有导电金属粉末和玻璃粉和/或金属氧化物颗粒的浆料。打印后,陶瓷部件在熔炉中烧制以烧掉载体,烧结导电金属颗粒并熔化玻璃。这些导体通过玻璃牢固地结合到陶瓷上,因此可以通过焊接、引线结合等将部件附接到导体上。

 

使用厚膜印刷电路的一个缺点是导体的导电率只有纯金属的 30% 60%。厚膜技术的另一个缺点是它不能应用于氮化铝基板,因为玻璃对氮化铝的附着力接近于零。通常,需要纯金属和氮化铝可获得更高的电导率和热导率,以便为更高密度的电路或更大的功率承载和散热能力提供必要的导电路径。

 

一、陶瓷基板表面金属化技术

陶瓷基板的表面金属化是指在高温下将铜箔直接粘合在氧化铝或氮化铝陶瓷基板(单面或双面)表面的一种特殊工艺板。制成的超薄复合基板具有优良的电绝缘性能、高导热性、优良的可焊性和高附着强度,可以像pcb板一样蚀刻成各种图案,并具有大的载流能力。

 

陶瓷金属化服务和产品,广泛应用于航空、医疗、能源、化工等行业。通过多种陶瓷表面金属化工艺,我们可以对平面、圆柱形和复杂的陶瓷体进行金属化。除了传统的先进陶瓷表面金属化服务外,我们还提供符合国际标准的镀金、镀镍、镀银和镀铜服务。

 

二、陶瓷钎焊和密封组件技术

陶瓷钎焊技术特点采用了合金材料或线膨胀系数与陶瓷相近的无氧铜,通过钎焊实现陶瓷与金属的密封。实现陶瓷件与金属结构件的气密连接。这种陶瓷-金属密封结构具有密封强度高、气密性好、可靠性高等特点。

 

陶瓷钎焊和密封主要应用于电力电子真空开关管、各种速调管、行波管、微波管、微波夜视仪等相关真空绝缘行业。一般使用温度不超过700℃。