谈谈氧化铝陶瓷金属化工艺

    现代电子技术的不断进步，提升了人们的生活质量水平，同时也促进了电子制造业的蓬勃发展。制造业自然也就带动了新材料领域的突飞猛进。特种陶瓷就是其一，在特种陶瓷里面，应用范围最广的就是氧化铝陶瓷。

    氧化铝陶瓷分为高纯型与普通型两种。

    高纯型氧化铝陶瓷是指Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚;利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管;在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。

    普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3含量在80%或75%者也划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、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等;95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件;85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。

    因为良好的电气性能，氧化铝陶瓷在电子电气方面的应用是最多的，而作为电子电器基板材料的话，必须要涉及到的就是表面的金属化处理，因为陶瓷是绝缘材料，所以只有表面金属化才能过电导通。小编今天要给大家讲的就是氧化铝陶瓷表面金属化工艺。

    陶瓷金属化，是在陶瓷表面牢固地粘附一层金属薄膜，使之实现陶瓷和金属间的焊接，更先进的应用，是在陶瓷表面形成电路，不仅可以焊接，而且能够作为导线传输电流。目前传统的金属化方法有厚膜法、DBC法、DPC法、LTCC、HTCC以及斯利通的LAM。以下逐个说明此几个工艺的优缺点：

    DPC法：

    在LED领域应用比较广泛，技术主要掌握在台湾厂商手中，同欣电子年出货量占了一大半以上，另外还有瑷司柏，此工艺最大的优点就是线路精密度高，表面平滑，比较适合覆晶/共晶封装，国际LED大厂Cree、欧司朗等都在使用同欣的基板。其成本要低于DBC法，国内目前斯利通的DPC技术已经正式量产。

    HTCC：

    此工艺由于很高的烧结温度，使用者已经极少，基本被LTCC代替。

    LTCC：

    LTCC由于采用厚膜印刷技术完成线路制作，线路表面较为粗糙，对位不精准。而且，多层陶瓷叠压烧结工艺还有收缩比例的问题，这使得其工艺解析度受到限制，LTCC陶瓷基板的推广应用受到极大挑战。

    厚膜法：

    通过丝网印刷的方式，在陶瓷基上印刷各种电路、电阻及电容，不可否认，此工艺应用非常广泛，可以承载较大的电流，陶瓷大多数的应用都是通过厚膜法实现，但它真的可以包治百病吗?大家都知道，丝网印刷的精度很不尽人意，银浆与陶瓷的结合并不能达到令人满意的程度，同时银浆是需在一定温度下烧结才能固化的，这几个缺点，相信有很多行业内的人士也曾经被深深困扰。而且厚膜法的线路较粗，这对于电子产品的小型化而言是个不小的阻碍，于是，大家不得不想出其他的办法。

    DBC法：

    此工艺经常在大功率模块上应用，铜层较厚，可负载较大电流，导热性能好，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能力低，润湿性差，实施金属化颇为困难，不易解决Al2O3与铜板间微气孔产生的问题，加之较高的烧结温度，成本很高，只能应用于有特殊需求的领域。

    综上所述，目前的几种传统工艺，都有这样或那样的缺点：成本高、精度不够、工艺稳定性不够、附着强度差、线路表面不够平滑、无法满足电子产品小型化需求等等。可以想象，如果有设计者需要设计一款符合以上条件的产品，那该怎么办?难道明知有工艺缺陷也还要是使用此工艺吗?NO，还有一种新的陶瓷上布线工艺：LAM。此工艺是斯利通最新开发的陶瓷金属化技术，官方中文名称叫做：激光活化金属化技术，是一种陶瓷立体成型件表面金属化工艺。此工艺成本低于DPC工艺，线路密度跟DPC工艺一样，表面非常平滑，适合覆晶/共晶工艺，附着强度高，制程短且稳定，并且可在任何复杂形状的产品上进行布线，而不仅仅只限于平面。