陶瓷金屬化,即在陶瓷表面牢固粘附一層金屬薄膜,實現(xiàn)陶瓷與金屬焊接的技術(shù)。在現(xiàn)代科技發(fā)展中,其重要性日益凸顯。隨著 5G 時代來臨,半導體芯片功率增加,對封裝散熱材料要求更嚴苛。陶瓷金屬化產(chǎn)品所用陶瓷材料多為 96 白色或 93 黑色氧化鋁陶瓷,通過流延成型。制備方法多樣,Mo - Mn 法以難熔金屬粉 Mo 為主,加少量低熔點 Mn,燒結(jié)形成金屬化層,但存在燒結(jié)溫度高、能源消耗大、封接強度低的問題?;罨?Mo - Mn 法是對其改進,添加活化劑或用鉬、錳的氧化物等代替金屬粉,降低金屬化溫度,雖工藝復雜、成本高,但結(jié)合牢固,應用較廣?;钚越饘兮F焊法工序少,一次升溫就能完成陶瓷 - 金屬封接,釬焊合金含活性元素,可與 Al2O3 反應形成金屬特性反應層,不過活性釬料單一,應用受限。陶瓷金屬化在新能源領(lǐng)域推動陶瓷基板與金屬電極的高效連接,提升器件熱管理能力。安徽陶瓷金屬化表面處理

真空陶瓷金屬化是一項融合材料科學、物理化學等多學科知識的精密工藝。其在于在高真空環(huán)境下,利用特殊的鍍膜技術(shù),將金屬原子沉積到陶瓷表面,實現(xiàn)陶瓷與金屬的緊密結(jié)合。首先,陶瓷基片需經(jīng)過嚴格的清洗與預處理,去除表面雜質(zhì)、油污,確保微觀層面的潔凈,這如同為后續(xù)金屬化過程鋪設(shè)平整的 “地基”。接著,采用蒸發(fā)鍍膜、濺射鍍膜或化學氣相沉積等方法引入金屬源。以蒸發(fā)鍍膜為例,將金屬材料置于高溫蒸發(fā)源中,在真空負壓促使下,金屬原子逸出并直線飛向低溫的陶瓷表面,逐層堆積形成金屬薄膜。整個過程需要準確控制真空度、溫度、沉積速率等參數(shù),稍有偏差就可能導致金屬膜層附著力不足、厚度不均等問題,影響產(chǎn)品性能。梅州真空陶瓷金屬化價格陶瓷金屬化,在陶瓷封裝領(lǐng)域,保障氣密性與穩(wěn)定性。

陶瓷金屬化在工業(yè)領(lǐng)域的應用實例:電子工業(yè)陶瓷基片:在集成電路中,陶瓷基片常被金屬化后用作電子電路的載體。如96白色氧化鋁陶瓷、氮化鋁陶瓷等制成的基片,經(jīng)金屬化處理后,可在其表面形成導電線路,實現(xiàn)電子元件的電氣連接,具有良好的絕緣性能和散熱性能,能提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。陶瓷封裝:用于對一些高可靠性的電子器件進行封裝,如半導體芯片。金屬化的陶瓷外殼可以提供良好的氣密性、電絕緣性和機械保護,同時通過金屬化層實現(xiàn)芯片與外部電路的電氣連接,確保器件在惡劣環(huán)境下的正常工作。
航空航天:用于發(fā)動機部件、熱防護系統(tǒng)以及天線罩等關(guān)鍵組件,其優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕性能,確保了極端環(huán)境下設(shè)備的穩(wěn)定運行。電子通訊:在集成電路中,陶瓷金屬化基片能夠有效提高電路集成化程度,實現(xiàn)電子設(shè)備小型化。在手機射頻前端模塊,多層陶瓷與金屬化層交替堆疊,構(gòu)建超小型、高性能濾波器、耦合器等元件。金屬化實現(xiàn)層間電氣連接與信號屏蔽,使各功能單元緊密集成,縮小整體體積。醫(yī)療器械:可用于制造一些精密的電子醫(yī)療器械部件,既利用了陶瓷的生物相容性和化學穩(wěn)定性,又借助金屬化后的導電性能滿足設(shè)備的電氣功能需求。還可以提升植入物的生物相容性和耐腐蝕性,通過賦予其抗鈞性能,降低了感然風險。環(huán)保與能源:用于制備高效催化劑、電解槽電極等,促進了清潔能源的生產(chǎn)與利用。在能源領(lǐng)域,部分儲能設(shè)備的電極材料可采用陶瓷金屬化材料,陶瓷的耐高溫、耐腐蝕性能有助于提高電極的穩(wěn)定性和使用壽命,金屬化帶來的導電性則保障了電荷的順利傳輸。此外,同遠表面處理的陶瓷金屬化在機械制造領(lǐng)域也有應用,如金屬陶瓷刀具、軸承等5。在汽車行業(yè)的一些陶瓷部件中可能也會用到該技術(shù)來提升部件性能5。陶瓷金屬化需確保金屬層與陶瓷結(jié)合牢固,耐受高低溫與振動。

陶瓷金屬化工藝實現(xiàn)了陶瓷與金屬的有效結(jié)合,其流程由多個有序步驟組成。首先對陶瓷進行預處理,用打磨設(shè)備將陶瓷表面打磨平整,去除表面的瑕疵,再通過超聲波清洗,用酒精、**等溶劑清洗,徹底耕除表面雜質(zhì)。接著進行金屬化漿料的調(diào)配,按照特定配方,將金屬粉末(如銀粉、銅粉)、玻璃料、添加劑等混合,利用球磨機充分研磨,制成具有良好流動性和穩(wěn)定性的漿料。然后運用絲網(wǎng)印刷或滴涂等方法,將金屬化漿料精確地涂覆在陶瓷表面,嚴格控制漿料的厚度和均勻性,一般涂層厚度在 15 - 30μm 。涂覆完成后,將陶瓷置于烘箱中進行干燥,在 100℃ - 180℃的溫度下,使?jié){料中的溶劑揮發(fā),漿料初步固化在陶瓷表面。干燥后的陶瓷進入高溫燒結(jié)階段,放入高溫氫氣爐內(nèi),升溫至 1350℃ - 1550℃ 。在高溫和氫氣的作用下,金屬與陶瓷發(fā)生反應,形成牢固的金屬化層。為提升金屬化層的性能,通常會進行鍍覆處理,如鍍鎳、鍍鉻等,通過電鍍工藝在金屬化層表面鍍上一層其他金屬。統(tǒng)統(tǒng)對金屬化后的陶瓷進行周到檢測,通過顯微鏡觀察金屬化層的微觀結(jié)構(gòu),用萬能材料試驗機測試結(jié)合強度等,確保產(chǎn)品質(zhì)量符合要求 。陶瓷金屬化,可讓陶瓷擁有金屬光澤,拓展其外觀應用范圍。深圳真空陶瓷金屬化廠家
陶瓷金屬化需嚴格前處理(如粗化、清洗),確保金屬層與陶瓷表面的附著力和可靠性。安徽陶瓷金屬化表面處理
陶瓷金屬化是實現(xiàn)陶瓷與金屬良好連接的重要工藝,有著嚴格的流程規(guī)范。首先對陶瓷基體進行處理,使用金剛石砂輪等工具對陶瓷表面進行打磨,使其平整光滑,然后在超聲波作用下,用酒精、炳酮等有機溶劑清洗,去除表面雜質(zhì)與油污。接著是金屬化漿料的準備,以鉬錳法為例,將鉬粉、錳粉、玻璃料等按特定比例混合,加入有機載體,通過球磨機長時間研磨,制成均勻細膩、流動性良好的漿料。之后采用絲網(wǎng)印刷或流延法,將金屬化漿料精確轉(zhuǎn)移到陶瓷表面,確保涂層厚度一致且無氣泡、偵孔等缺陷,涂層厚度一般控制在 15 - 25μm 。涂覆后的陶瓷需進行烘干,在 80℃ - 150℃的烘箱中,去除漿料中的水分和有機溶劑,使?jié){料初步固化。烘干后進入高溫燒結(jié)階段,把陶瓷放入高溫氫氣爐內(nèi),升溫至 1400℃ - 1600℃ 。在此高溫下,漿料中的玻璃料軟化,促進金屬原子向陶瓷內(nèi)部擴散,形成牢固的金屬化層。為提高金屬化層的可焊性與耐腐蝕性,通常會進行鍍鎳處理,利用電鍍原理,在金屬化層表面均勻鍍上一層鎳。對金屬化后的陶瓷進行周到檢測,通過金相分析觀察金屬化層與陶瓷的結(jié)合情況,用拉力試驗機測試結(jié)合強度等,確保產(chǎn)品質(zhì)量達標 。安徽陶瓷金屬化表面處理