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      企業信息

      景德鎮創佳航空特種陶瓷有限公司
      公司認證:
      • 公司地址:中國 江西 景德鎮  景光電子有限公司(原七四0廠內)
      • 企業類型:私營有限責任公司
      • 主營:上釉、金屬化陶瓷零件,同時承接各種功能陶瓷零件

      聯系方式

      • 聯系人: 張國華
      • 手機:13979850510
      • 電話:0798-2665881
      • 郵箱:jdzcjhk@163.com
      • 地址: 中國 江西 景德鎮  景光電子有限公司(原七四0廠內)
      • 郵編:333000

      詳情

      陶瓷與金屬化的“邂逅”

      創建時間:2022-03-24 17:03 瀏覽次數:398

      陶瓷,通常被稱為無機非金屬材料,可以看出人們直接將陶瓷定位在金屬的反面,畢竟它們的性能差異很大。但是它們各自的優勢太突出了,所以在很多情況下,需要將陶瓷和金屬結合起來才能顯示出各自的優勢,從而誕生了一項非常重要的技術——陶瓷金屬化技術。多年來,陶瓷金屬化一直是一個熱門話題,國內外學者對此進行了深入的研究。

      特別是隨著5G時代的到來,半導體芯片的功率越來越大,輕量化、高集成度的發展趨勢越來越明顯,散熱的重要性也越來越突出,這無疑對封裝散熱材料提出了更嚴格的要求。在電力電子元件的封裝結構中,封裝基板作為承上啟下、保持內外電路導通的關鍵環節,具有散熱和機械支撐的功能。陶瓷作為一種新型的電子散熱封裝材料,具有與芯片匹配的高導熱、絕緣、耐熱、強度和熱膨脹系數,是電力電子元器件的理想封裝材料。

       

      陶瓷在電路中使用時,必須先金屬化,即在陶瓷表面涂上一層與陶瓷結合牢固、不易熔化的金屬薄膜,使其導電,然后通過焊接技術與金屬引線或其他金屬導電層連接成一體。

      金屬化是陶瓷-金屬封接工藝中的一步,影響最終的封接效果。

       

      一:陶瓷與金屬焊接的難點

      1、陶瓷的線膨脹系數較小,而金屬的線膨脹系數相對較大,導致接頭開裂。一般要處理好金屬夾層的熱應力。

      2、陶瓷導熱系數低,抗熱震性弱。焊接時,盡量減小焊接位置及其周圍的溫度梯度,控制焊后冷卻速度。

      3、大多數陶瓷的導電性很差,甚至沒有導電性,因此很難使用電焊。因為陶瓷材料具有穩定的電子配位,不可能將金屬和陶瓷連接起來。需要陶瓷金屬化或活性焊料釬焊。

      4、由于陶瓷材料多為共價晶體,不易變形,經常發生脆性斷裂。目前,中間層多用于降低焊接溫度,焊接采用間接擴散法。

      5、陶瓷-金屬焊接的結構設計不同于普通焊接,通常分為平密封結構、套筒密封結構、針密封結構和相對密封結構,其中套筒密封結構這些接頭結構制造要求高。

       

      二:陶瓷金屬化處理

      陶瓷金屬化的機理是復雜的,涉及到幾種化學和物理反應、物質的塑性流動、粒子重排等。金屬化層中的氧化物、非金屬氧化物等各種物質在不同的燒結階段經歷不同的化學反應和擴散遷移。隨著溫度的升高,所有物質反應生成中間化合物,達到共同熔點時,形成液相。液態玻璃具有一定的粘度,同時產生塑性流動。之后粒子在毛細作用下重新排列,原子或分子在表面能的驅動下擴散遷移。晶粒長大,孔隙逐漸縮小消失,從而實現金屬化層的致密化。

       

      三:陶瓷金屬化工藝

      陶瓷金屬化的工藝流程包括:

      第一步:基體預處理。采用金剛石研磨膏將無壓燒結的陶瓷拋至光學平滑,保證表面粗糙度≤1.6µm,將基材放入酒精中,超聲波常溫清洗20min。

      第二步:金屬化漿料配制。按照金屬化配方稱量原料,球磨一定時間后制成一定粘度的金屬化漿料。

      第三步:涂料、烘干。利用絲網印刷技術在陶瓷基體上涂上漿料,漿料厚度要適宜,太薄焊料易流入金屬化層,太厚不利于組分遷移,然后將上漿后的基體在烘箱中干燥。

      第四步:熱處理。將烘干后的基體放入還原性氣氛中燒結形成金屬化層。

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