氮化鋁陶瓷是一種關(guān)鍵的熱管理材料，因其優(yōu)異的熱導(dǎo)性和絕緣性，被廣泛用作大功率電子器件的散熱基板。然而，氮化鋁陶瓷本身不具備導(dǎo)電性能，必須通過表面金屬化處理，才能實(shí)現(xiàn)電路連接與散熱功能的結(jié)合。金屬化層的結(jié)合強(qiáng)度直接影響封裝器件的可靠性和壽命，而結(jié)合力的核心在于金屬在高溫下對陶瓷表面的潤濕性,下面由深圳金瑞欣小編為大家講解一下：

由于氮化鋁以強(qiáng)共價鍵結(jié)合，而金屬通常呈現(xiàn)金屬鍵特性，兩者在高溫下的潤濕性較差，實(shí)現(xiàn)高結(jié)合力的金屬化面臨較大挑戰(zhàn)。目前，針對氮化鋁陶瓷基板的金屬化，已發(fā)展出多種工藝路線，主要包括以下幾種：

一、機(jī)械連接與粘接法

該類方法通過機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如熱套或螺栓壓接）或有機(jī)粘接劑實(shí)現(xiàn)金屬與陶瓷的連接。其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、實(shí)施便捷，但連接部位存在明顯應(yīng)力，耐高溫和高負(fù)荷能力較差，應(yīng)用場景較為有限。

二、厚膜法（TPC）

厚膜工藝采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將含金屬粉末、玻璃粘接劑和有機(jī)載體的導(dǎo)電漿料涂覆于陶瓷表面，經(jīng)干燥和燒結(jié)形成金屬層。常用金屬包括銀、銅等低電阻材料，成本較低，適合規(guī)模化生產(chǎn)。缺點(diǎn)是圖形精度有限，附著力較弱，難以滿足高精度線路的要求。

三、活性金屬釬焊法（AMB）

該方法通過在釬料中添加Ti、Zr、V等活性元素，使其在高溫下與氮化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成以金屬鍵為主的過渡層，從而實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。AMB工藝需在真空或惰性氣氛中進(jìn)行，可適應(yīng)高溫環(huán)境，但成本較高，工藝復(fù)雜，常用于高可靠性領(lǐng)域。

四、共燒法（HTCC/LTCC）

共燒法是在氮化鋁生瓷片上印刷難熔金屬（如鎢、鉬）漿料，共同進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)實(shí)現(xiàn)一體化集成。可分為高溫（HTCC）和低溫（LTCC）兩種類型，其中HTCC更適合大功率應(yīng)用。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多層布線和氣密封裝，但金屬電阻率較高，介電性能較差。

五、薄膜法（TFC）

采用氣相沉積、光刻與刻蝕等半導(dǎo)體工藝在基板表面制備精密金屬線路。薄膜法圖形精度高，適用于高頻高密度封裝，但金屬層附著力有限，常采用多層金屬結(jié)構(gòu)以緩解熱失配問題。

六、直接覆銅法（DBC）

DBC技術(shù)通過引入氧元素并在高溫下形成Cu-O共晶液相，實(shí)現(xiàn)銅層與陶瓷基板的結(jié)合。針對氮化鋁潤濕性差的問題，通常需對陶瓷進(jìn)行預(yù)氧化處理，生成氧化鋁過渡層，以提高結(jié)合可靠性。該工藝銅層較厚，載流能力強(qiáng)，但熱應(yīng)力較大。

七、直接鍍銅法（DPC）

結(jié)合物理氣相沉積與電鍍工藝，先在陶瓷表面濺射種子層，再經(jīng)圖形化與增厚處理形成電路。DPC屬于低溫工藝，避免了高溫?zé)釕?yīng)力，線路精度較高，但鍍層厚度有限，且電鍍液污染較大。

除上述主流方法外，還有諸如固相擴(kuò)散、自蔓延高溫合成等技術(shù)也可用于氮化鋁金屬化。不同的金屬化工藝各有優(yōu)劣，應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場景在性能、成本和工藝復(fù)雜度之間作出權(quán)衡，想要更多了解陶瓷線路板的相關(guān)問題可以咨詢深圳市金瑞欣特種電路技術(shù)有限公司，金瑞欣有著多年陶瓷線路板制作經(jīng)驗(yàn)，成熟DPC和DBC工藝，先進(jìn)設(shè)備、專業(yè)團(tuán)隊(duì)、快速交期，品質(zhì)可靠，值得信賴。