电镀与精饰第45卷第3期(总第360期)2023年3月115陶瓷金属化表层电镀工艺研究随着电子科技的发展,电子元器件更加复杂和密集,为满足各种电子元器件的封装问题,亟需寻找性能优良的封装材料。陶瓷以其良好的导热性、强度及绝缘性能,成为电子元器件的理想封装材料。为保障电子产品内外电路的顺畅连接,通常采用陶瓷金属化技术,实现陶瓷与金属的完整焊接。当前,陶瓷金属化广泛应用于电子领域、陶瓷工艺品领域、航天航空领域等,是实用性和工艺性兼备的技术。本文通过对陶瓷金属化表层电镀工艺的综述,介绍了其技术原理及应用情况,旨在为后续研究提供理论参考。1、陶瓷金属化陶瓷金属化是将两种不同性质的材料进行组合,且要满足组件具备较高的结合强度、良好的气密性及优良的热循环能力。陶瓷材质具备高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、绝缘性能好等特点,金属材质则具备导热性能好、导电能力强、延展性能佳等特点,将两种材料结合在一起,不仅在性能上实现了优势互补,还拓宽了各自的应用范围。但由于陶瓷与金属两种材料的热膨胀系数有差异,无法做到直接相连,通常需要在陶瓷表面镀上一层金属薄膜,即借助陶瓷金属化以实现两者的紧密结合。常用的陶瓷基片包括碳化硅(SiC)、氧化铍(BeO)、氮化铝(AIN)、氧化铝(Al2O3),不同材质的陶瓷的物理性质有所差异。由表1可知,碳化硅要具备较高的电阻率,必须加入氧化铍或氧化硼,因而限制了其应用范围。氧化铍虽具有高导电性和导热率,但因具有致癌风险而应用较少。氮化铝的各项物理性能优异,被认为是最有前途的陶瓷基片,但因其成本较高,只在对散热要求较为严格的条件下使用。氧化铝在机械强度、导电和导热性能、绝缘性能等方面均优良,且原料来源广泛、价格低廉,是陶瓷基片的最佳选择。表1常见陶瓷的物理性质材料介电常数/(Fm-1)电阻率/(Ω·cm)热膨胀系数/(10-6℃)导热率/(W(m·K)-1)密度/(gcm-3)弯曲强度/MPaSiC7.0>10142.8~4.670~2703.0~3.2450BeO6.5~8.9>10156.3~9.0260~3002.95170~240AlN8.5~10>10142.7~4.6100~2603.2280~320Al2O38.5~10>10146.5~7.222~443.75~4.0300~3851.1陶瓷金属化表层电镀工艺流程陶瓷金属化以陶瓷为基底,在其表面涂覆特定金属或金属氧化物,并在特定条件下固化,使陶瓷表面附着一层金属薄膜,实现陶瓷制品与金属零件的焊接。在此过程中,首先要对陶瓷基底进行预处理,采用稀硫酸、丙酮、乙醇、去离子水等对陶瓷表面进行清洗,保证表面的相对光滑和...