中國(guó)粉體網(wǎng)訊 近年來(lái),，隨著大規(guī)模集成電路及電子設(shè)備向高速化、多功能,、小型化,、低功耗方向發(fā)展，相關(guān)應(yīng)用對(duì)高性能,、高密度電路的需求日益增加。其中,，芯片制造業(yè)對(duì)芯片的封裝測(cè)試也提出了要求,，需要尋找更優(yōu)異的材料用于封裝制備。
氮化鋁性能
氮化鋁（AlN）陶瓷具有以下諸多優(yōu)點(diǎn),，是理想的電子封裝材料,，可作為基板制成印制電路（PCB）板應(yīng)用于高頻電路中。另外,，AlN陶瓷具有優(yōu)越的傳熱性能,，適用于大功率電路。
（1）高的熱導(dǎo)率,；
（2）熱膨脹系數(shù)可與半導(dǎo)體硅片相匹配,；
（3）具有高的絕緣電阻和介電強(qiáng)度；
（4）具有低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗,；
（5）機(jī)械性能高,，機(jī)械加工性能好；
（6）具有非常低的二次電子發(fā)射系數(shù),；
（7）無(wú)毒,。
但是，AlN陶瓷在高頻大功率場(chǎng)合的應(yīng)用通常會(huì)遇到與金屬或陶瓷進(jìn)行連接的問(wèn)題,，由于AlN屬于共價(jià)鍵較強(qiáng)的化合物,，一般的釬料不能潤(rùn)濕陶瓷表面。因此，通常需將AlN表面改性,，使其具有金屬性質(zhì)（即金屬化）,，然后再采用常規(guī)的釬焊工藝實(shí)現(xiàn)AlN與金屬的連接。
AlN陶瓷金屬化的方法主要有：薄膜金屬化（如Ti/Pd/Au）,、厚膜金屬化（低溫金屬化,、高溫金屬化）、化學(xué)鍍金屬化（如Ni）,、直接覆銅法（DBC）及激光金屬化,。
薄膜金屬化
薄膜金屬化法采用濺射鍍膜等真空鍍膜法使膜材料和基板結(jié)合在一起，通常在多層結(jié)構(gòu)基板中,，基板內(nèi)部金屬和表層金屬不盡相同,，陶瓷基板相接觸的薄膜金屬應(yīng)該具有反應(yīng)性好、與基板結(jié)合力強(qiáng)的特性,，表面金屬層多選擇電導(dǎo)率高,、不易氧化的金屬。由于是氣相沉積,，原則上任何金屬都可以成膜,，任何基板都可以金屬化，而且沉積的金屬層均勻,，結(jié)合強(qiáng)度高,。但薄膜金屬化需要后續(xù)圖形化工藝實(shí)現(xiàn)金屬引線的圖形制備，成本較高,。
厚膜金屬化法
厚膜金屬化法是在陶瓷基板上通過(guò)絲網(wǎng)印刷形成封接用金屬層,、導(dǎo)體（電路布線）及電阻等，通過(guò)燒結(jié)形成釬焊金屬層,、電路及引線接點(diǎn)等,。厚膜金屬化的步驟一般包括：圖案設(shè)計(jì)，原圖,、漿料的制備,，絲網(wǎng)印刷，干燥與燒結(jié),。厚膜法的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電性能好,，工藝簡(jiǎn)單，適用于自動(dòng)化和多品種小批量生產(chǎn),，但結(jié)合強(qiáng)度不高,，且受溫度影響大，高溫時(shí)結(jié)合強(qiáng)度很低,。
化學(xué)鍍金屬化法
化學(xué)鍍金屬化法是在沒(méi)有外電流通過(guò)的情況下,，利用還原劑將溶液中的金屬離子還原在呈催化活性的物體表面上,，在物體表面形成金屬鍍層�,；瘜W(xué)鍍法金屬化的結(jié)合強(qiáng)度很大程度上依賴于基體表面的粗糙度,，在一定范圍內(nèi)，基體表面的粗糙度越大,，結(jié)合強(qiáng)度越高,；另一方面，化學(xué)鍍金屬化法的附著性不佳,，且金屬圖形的制備仍需圖形化工藝實(shí)現(xiàn),。
直接覆銅法
直接覆銅法利用高溫熔融擴(kuò)散工藝將陶瓷基板與高純無(wú)氧銅覆接到一起，所形成的金屬層具有導(dǎo)熱性好,、附著強(qiáng)度高,、機(jī)械性能優(yōu)良、便于刻蝕,、絕緣性及熱循環(huán)能力高的優(yōu)點(diǎn),，但是后續(xù)也需要圖形化工藝，同時(shí)對(duì)AlN進(jìn)行表面熱處理時(shí)形成的氧化物層會(huì)降低AlN基板的熱導(dǎo)率,。
激光金屬化法
激光金屬化法利用激光的熱效應(yīng)使AlN表面發(fā)生熱分解,，直接生成金屬導(dǎo)電層。激光照射到AlN陶瓷表面后,，陶瓷表面吸收激光的能量,，表面溫度上升。當(dāng)AlN表面溫度達(dá)到熱分解溫度時(shí),，AlN表面就會(huì)發(fā)生熱分解，析出金屬鋁,。具有成本低,、效率高、設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),，在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用,。
但是，激光金屬化也同樣面臨著許多問(wèn)題,，如：金屬化層表面生成團(tuán)聚物并呈多孔性,，金屬化層的附著性差和金屬厚度不均等。
參考來(lái)源：
[1]黃平獎(jiǎng).AlN陶瓷激光金屬化的研究進(jìn)展
[2]高隴橋等.氮化鋁陶瓷金屬化技術(shù)的探討
[3]秦典成.陶瓷基板表面金屬化研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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