陶瓷金屬化：電子（zǐ）封裝領域的新寵兒

來源：暫無 瀏（liú）覽（lǎn）量：載入中...發布時間：2024.09.06

隨著5G通信技術的迅猛發展和電子（zǐ）技術的不斷（duàn）進步，電子封裝材料（liào）在功率型電子元器件（jiàn）中的應用日益重要。陶瓷材料，以其高導熱（rè）性、低（dī）介電損耗、絕緣性（xìng）、耐熱性、強度以及（jí）與（yǔ）芯片匹配的（de）熱膨脹係數等優（yōu）異性能，逐漸成為電子封裝領域的新寵兒。其中（zhōng），陶（táo）瓷金屬（shǔ）化技術更是推動了陶瓷（cí）材料在（zài）電子封裝中的（de）廣泛（fàn）應用。

陶瓷（cí）金屬化的重要性
在功率型電子元（yuán）器件中，散熱問題是製約其發展的主要瓶頸之一。隨著功率密度的不（bú）斷提高，對封裝基板（bǎn）的散熱性能提出了更高要求。陶（táo）瓷基板因其（qí）導熱性和熱（rè）穩定性，成為替代傳統金屬基板和（hé）塑料基板的理想選擇。然而，陶瓷材料（liào）的導電性差，難以實現電（diàn）氣連接，因此，陶瓷（cí）表（biǎo）麵（miàn）金屬化成（chéng）為解（jiě）決這一問題的關鍵。

陶瓷金屬化不僅提升了陶（táo）瓷基板的導電性，還增強了（le）其與金（jīn）屬材料的結合力，從而（ér）保證了封裝件的電（diàn）氣連接可靠性、熱穩定性和機械強（qiáng）度。這（zhè）對於提高電子設備的整體性能和（hé）可靠性至關重要。

陶瓷金（jīn）屬（shǔ）化的主（zhǔ）要方法
1. 厚膜金屬化法
厚（hòu）膜金（jīn）屬化法采用絲網（wǎng）印刷技術，將導（dǎo）電漿料直接塗布在陶瓷（cí）基體上，然後經高（gāo）溫（wēn）燒結使金屬層牢固附著（zhe）於陶瓷基體上。這種方法工藝簡單、成本較低，適用於對圖形精度要（yào）求不高的LED封裝等領域。然而，其（qí）金屬層厚（hòu）度和線（xiàn）寬線距的精度控製相對（duì）較差，限製（zhì）了在高精度電子器件中的應用（yòng）。

2. 薄膜金屬化法
薄膜金（jīn）屬化法主要采用物理氣相沉積（PVD）技術，在真空條件下將金屬原子或（huò）離子沉積在（zài）陶瓷基板表麵，形成均勻的金屬（shǔ）薄膜。這種方法形成的金屬層與陶瓷基板結合力強，且金屬層厚度均勻，適用於需要高精度圖形（xíng）製備的場合。然而，薄膜金屬化法生產效（xiào）率較低，成本較（jiào）高。

3. 直接敷銅法（DBC）
DBC是（shì）一種在陶瓷表麵（主要是Al₂O₃和AlN）鍵合銅箔的金屬（shǔ）化方法。通過高溫燒結，使（shǐ）銅箔與陶瓷基（jī）板發生化學反應，形成牢固的結合。DBC技術（shù）具有導熱性（xìng）好、附著強度高、機械性能優良等優點（diǎn），廣泛應（yīng）用於高功率半導體（tǐ）IGBT、激光器、LED器件等產品的封裝中。然而，DBC工藝對設備和工藝控製要求較高，且銅箔厚度較（jiào）大，限製了其在精細（xì）線路製作中的應用。

4. 化學鍍（dù）金屬化法
化學鍍（dù）金屬（shǔ）化法利用還原劑將（jiāng）溶液中的金屬離子還原（yuán）在陶（táo）瓷基板表麵，形成金屬鍍層。這種方法設備簡單、成（chéng）本低廉，易於實（shí）現（xiàn）大規模生產。然而，化學鍍金屬化法的結（jié）合強度相對較低，限製了其在高溫和高應力環境中的應用。

5. 新型HE-ION高（gāo）能離子沉積工藝
戴爾蒙德科技研發的新型HE-ION高能離子沉積工藝，具備金屬層結合力、耐高溫焊接和表麵光潔度高等優點。該技術通過高能離子沉積的（de）方式，在陶瓷基板表麵形（xíng）成均勻的金屬層（céng），有效解決了傳統金屬化方法中存在的結合強度低、高溫易失效等（děng）問題。該技術可廣泛應用於氮化鋁、氧化鋁等傳統熱沉材料以及碳（tàn）化矽、金剛石等（děng）高熱導（dǎo）率材料的金屬化。

陶瓷金屬化的（de）應用前景
隨著5G通信、新能源汽車、高功率（lǜ）半導體等領域的（de）快速發展，對（duì）高性能（néng）電子封裝材料的需求日益（yì）增加。陶瓷基板以其優異的綜合（hé）性能，成為這些領域的重要（yào）選擇（zé）。而陶瓷金屬化（huà）技術，則進（jìn）一步提升了陶瓷基板在電子封裝中的應（yīng）用價值。

在功率（lǜ）半導體IGBT領域，陶瓷覆銅板（bǎn）因其高導（dǎo）熱性和（hé）高可靠性，成為電動汽車用高可靠功率模板的理想選擇。在LED封（fēng）裝領域，陶瓷基板以（yǐ）其小尺寸大功率的優勢，廣泛應用於高亮度LED和紫外LED的（de）封裝中。此外，陶瓷封裝還（hái）廣泛應用（yòng）於射頻/微波器件、醫療電子、航空（kōng）航天等領域。

結論
陶瓷金屬（shǔ）化技術作為電子（zǐ）封裝（zhuāng）領域的一項重要創（chuàng）新（xīn），不僅解決了陶瓷材料（liào）導電性差的問題，還顯著提升了封（fēng）裝件的電氣連接可靠性、熱（rè）穩定性和機械強度。隨著技術（shù）的不斷進步和（hé）應用領域的不斷拓展（zhǎn），陶瓷金屬化將（jiāng）在電子（zǐ）封裝領（lǐng）域（yù）發（fā）揮更加重要（yào）的作用，推動電子產（chǎn）業的持續發展。

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