陶瓷金屬化技術(shù)是什么？

宇斯特電子

由于陶瓷和金屬材料表面結(jié)構(gòu)的差異，焊接/釬焊通常無法潤濕陶瓷表面或與之形成牢固的結(jié)合。因此，陶瓷與金屬的連接是一種特殊的過程，被稱為金屬化。

哪些陶瓷可以使用金屬化技術(shù)？

目前，常用于金屬化的四種常見陶瓷基板是BeO、Al2O3、AlN和Si3N4。但不同陶瓷具有不同特性，因此其金屬化方法也各不相同。

1.?BeO

金屬化BeO陶瓷最常見的方法是Mo-Mn法。這涉及在陶瓷表面涂布純金屬粉末（Mo、Mn）和金屬氧化物的類似膏狀混合物，然后在爐中進行高溫加熱，形成金屬層。

2.?Al2O3

陶瓷 Al2O3陶瓷的主要金屬化方法是DBC和DPC。該方法涉及在Al2O3陶瓷表面放置經(jīng)處理的銅箔，引入具有一定氧含量的惰性氣體，然后加熱。在加熱過程中，銅表面發(fā)生氧化，當溫度達到共晶液相區(qū)域時，形成共晶液相，潤濕Al2O3陶瓷和銅，實現(xiàn)緊密結(jié)合。在化學(xué)上，DBC使用的粘附比DPC更強，因為它的銅層較厚。

3.?AlN

AlN陶瓷的常見方法包括DBC和活性金屬釬焊（AMB）。DBC類似于用于Al2O3陶瓷的方法，但需要對AlN陶瓷進行預(yù)氧化處理，因為AlN是一種非氧化陶瓷。AMB涉及使用活性金屬釬焊材料，通常是Ag-Cu-Ti合金，連接AlN陶瓷和銅箔。

4.?Si3N4

陶瓷 Si3N4陶瓷不能直接使用直接銅鍍法金屬化，因為它們不像AlN陶瓷那樣在表面生成氧化層。Si3N4陶瓷通常使用AMB方法連接到金屬，其中Si3N4與活性金屬（Ti、Cr、V）之間的化學(xué)反應(yīng)在界面形成連續(xù)的氮化物層。

金屬化溫度是多少？

在金屬化過程中，需要嚴格控制燒結(jié)溫度。通常可以分為四個范圍：

a. 超高溫（1600°C以上）：

此溫度范圍保留用于需要極高耐熱性的特定應(yīng)用。

?b.高溫（1450°C到1600°C）：

高溫對于確保玻璃相有效擴散和遷移至關(guān)重要，實現(xiàn)強大的結(jié)合。但是不是溫度越高越好，過高的溫度可能導(dǎo)致金屬化強度降低。

c.中溫（1300°C到1450°C）：

選擇這個范圍是為了平衡有效金屬化的需求和保持材料性質(zhì)的需要。

?d.低溫（1300°C以下）：

當主要關(guān)注避免材料熱應(yīng)力時使用較低溫度。

適當?shù)母邿Y(jié)溫度是必要的，否則玻璃相將無法擴散和遷移。但如果溫度過高，金屬化強度將較差。因此，選擇適當?shù)臏囟葘Υ_保金屬化的有效性至關(guān)重要。