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氧化铝陶瓷基板如何优于金属化工艺

 时间:2022-07-11     浏览:1196     分享

新一代工业零件是氧化铝陶瓷基板,它将取代传统的金属零件,是因为陶瓷具有良好的性能和高可用性,也可以进一步提高机器的性能。

 

高纯氧化铝陶瓷基板制成熔融夹层玻璃代替铂夹锅,也可用作高压钠灯管,其透光率高,耐碱土金属腐蚀;99氧化铝陶瓷原料是制作高温钳锅、耐火炉体和陶瓷液压密封、进水阀、陶瓷轴承等独特金属复合材料的关键;95氧化铝陶瓷主要用作耐腐蚀耐磨零件;85瓷中常混入一些滑石粉以提高电性能和机械强度,可用钼、铌、钽等金属密封,有的用作电真空器件。

 

氧化铝生产加工,常温和高温绝缘性能好,高温冲击韧性损伤小,耐腐蚀等有机化学腐蚀能力强。并且尺寸耐磨耐腐蚀,广泛用于湿式球磨机内衬、纺织陶瓷、氩弧焊机喷嘴、无线电及电子元件等。

 

氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷都是比较受欢迎的产品之一,氧化铝陶瓷基板是以氧化铝(Al2O3)为主体的结构陶瓷,用于厚膜集成电路芯片。氧化铝陶瓷具有良好的导电性、冲击韧性和耐热性。氧化锆陶瓷含有杂质时呈乳白色、黄色或灰色,一般含有HfO2,不易分离,常压下纯ZrO2有三种晶态。

 

氧化铝陶瓷基板在当前社会发展中的应用已经超出了人们的想象。不仅考虑了人们通常的应用,还可以考虑各种独特的规定。

 

一、氧化铝陶瓷基板金属化工艺

由于其良好的电气性能,氧化铝陶瓷在电气和电子应用中应用最为广泛。作为电子电器的基板材料,表面金属化是必须要参与的。因为陶瓷是绝缘材料,所以只有表面是金属化的,要导电,本文要给大家讲的是氧化铝陶瓷基板的表面金属化工艺。

 

陶瓷金属化是在陶瓷表面牢固地附着一层金属膜,实现陶瓷与金属的焊接。更高级的应用是在陶瓷表面形成的电路,不仅可以焊接还可以作为导线传输电流。目前,传统的金属化方法有厚膜法、DBC、DPCLTCCHTCC

 

二、氧化铝陶瓷板分为高纯型和普通型两种。

高纯氧化铝陶瓷基板是指Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于烧结温度高达1650~1990℃,透射波长为16μm,一般用熔融玻璃代替铂坩埚;可用作钠灯管,耐光、耐碱金属腐蚀;在电子工业中可用作集成电路基板和高频绝缘材料。

 

普通氧化铝陶瓷基板Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种。有时Al2O3含量为80%75%的也归为普通氧化铝陶瓷系列。其中,99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管和特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件等。和水阀盘;95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀耐磨零件;85瓷由于常混入一些滑石粉,提高电性能和机械强度,可与钼、铌、钽等金属密封,有的用作电真空器件。

二、下面一一说明这些工艺的优缺点:


1、厚膜法

通过丝网印刷,将各种电路、电阻、电容印刷在陶瓷基板上。不可否认,这种工艺应用广泛,可以承载更大的电流。大部分陶瓷应用都是通过厚膜法实现的,但它真的能包治百病吗?大家都知道丝网印刷的精度是很差的,银浆与陶瓷的结合并不令人满意。同时,银浆需要在一定温度下烧结才能固化。相信有几个缺点,不少业内人士也深受困扰,而且厚膜法的电路较厚是电子产品小型化的一大障碍。因此,每个人都必须想其他方法。

2、DBC

这个过程通常应用于大功率模块,铜层较厚,可承载较大电流、导热性好、强度高、绝缘性强。热膨胀系数与Si等半导体材料相匹配。然而,陶瓷基板与金属材料的反应性低,润湿性差。难以实现金属化,Al2O3与铜板之间的微孔问题不易解决。此外,较高的烧结温度和较高的成本只能应用于有特殊需要的领域。

3、DPC

广泛应用于LED领域,种工艺的最大优点是电路精度高、表面光滑。比较适用于倒装芯片/共晶封装。LED制造商上都在使用同芯的基板,成本低于DBC方式,DPC技术已正式量产。

4、LTCC

由于LTCC(低温共烧陶瓷)采用厚膜印刷技术完成电路制作,电路表面粗糙,对位不准确。而且,多层陶瓷叠层烧结工艺存在收缩率问题,限制了其工艺分辨率,对LTCC陶瓷基板的推广和应用提出了很大挑战。