氧化铝陶瓷金属化技术的研究进展

综述了Al2O3陶瓷金属化技术的国内外研究现状与进展,简要介绍了目前主要应用的几种金属化方法,并着重分析了真空溅射镀膜金属化技术中薄膜材料、膜层厚度以及工艺参数对金属化质量的影响。     

氧化铝陶瓷的低温钼金属化研究

采用BaO-Al2O3-SiO2（BAS）微晶玻璃的母体玻璃作为烧结助剂,在氧化铝陶瓷表面低温烧结Mo金属化层。研究了金属化烧结温度及BAS含量对样品抗拉强度的影响,讨论了金属化机理。结果表明：以BAS微晶玻璃的母体玻璃作为烧结助剂,可在1500~1550℃烧成Mo金属化层,金属化层致密,连接样品的抗拉强度大于260 MPa。     

氧化铝陶瓷的Mo-Mn-Ti-Si-Al系统膏剂金属化工艺研究

用Mo-Mn-Ti-Si-Al系统膏剂金属化两种氧化铝陶瓷材料。封接强度实验结果表明,Mo-Mn-Ti-Si-Al系统膏剂不适宜高纯Al2O3陶瓷的金属化封接,而比较适宜95%Al2O3陶瓷的金属化封接。用该膏剂金属化95%Al2O3陶瓷,其焊接强度最高值可达150MPa以上。通过显微结构分析发现,高纯Al2O3陶瓷的金属化机理与95%Al2O3陶瓷金属化的机理不同,前者中玻璃相仅仅通过高温熔解-沉析与表面的Al2O3晶粒反应,后者金属化层内玻璃相与陶瓷内玻璃相相互迁移渗透。     

高纯氧化铝陶瓷表面形貌对Mo-Mn法金属化封接强度的影响

本文通过不同烧结温度制备出两种显微结构的高纯Al2O3陶瓷,采用四种不同的加工方式,制备出不同表面状态的高纯Al2O3陶瓷样品.利用轮廓仪测量样品表面粗糙度,并利用扫描电镜对其表面显微形貌进行分析.然后,将各种不同表面形貌的高纯Al2O3陶瓷进行高温Mo-Mn法金属化,并用Ag焊料进行封接.最后,测试出不同表面形貌的高纯Al2O3陶瓷金属化封接强度,进而研究高纯氧化铝陶瓷表面形貌对其Mo-Mn金属化封接强度的影响.结果发现,表面未加工高纯Al2O3陶瓷金属化封接强度高、一致性最好.     

Mo-Mn金属化层对氧化铝陶瓷抗折强度的影响

本文通过比较95％ Al2O3瓷和高纯Al2O3瓷Mo-Mn金属化前后的抗折强度,发现金属化层有助于提高瓷本身的抗折强度.约25 μm厚的金属化层使95％ Al2O3瓷的抗折强度提高20％左右,使高纯Al2O3瓷抗折强度的提高则高达70％.实验通过扫描电镜及光学显微镜观察分析,认为金属化层提高瓷件抗折强度的主要原因是金属化层通过塑性变形吸收了来自裂纹扩展的大量能量.     

陶瓷基上化学镀铜

为提高化学镀铜液的稳定性在化学镀铜液中加入亚铁氰化钾和a,a'－联吡啶作为添加剂。研究了温度与陶瓷基体上化学镀铜沉积速度的关系,计算出铜沉积的活化能,当镀液中含有亚铁氰化钾或a,a'－联吡啶时,铜沉积活化能提高,铜沉积速度降低,镀铜层外观及镀液稳定性均得到改善。此外,镀液中同时含有亚铁氰化钾和a,a'-联吡定时,镀液、镀层性能得到进一步提高。     

高纯、细晶Al2O3陶瓷的Mo-Mn金属化机理研究

通过对高纯、细晶Al2O3陶瓷金属化层、金属化层被酸腐蚀后的陶瓷表面显微结构及金属化层中元素在金属化层与陶瓷中的分布情况分析,探讨了高纯、细晶Al2O3陶瓷的Mo-Mn金属化机理。研究发现高纯、细晶Al2O3陶瓷的金属化机理与95%Al2O3陶瓷存在很大不同,高纯、细晶Al2O3陶瓷金属化时,Al2O3相通过溶解-沉淀传质过程,细小颗粒和固体颗粒表面凸起部分溶解,并在金属化层中的较大Al2O3颗粒表面析出。在Al2O3颗粒生长和形状改变的同时,金属化层形成致密结构,完成了烧结,实现了金属化层与高纯、细晶Al2O3陶瓷的紧密结合。     

陶瓷电路基板的新型金属化技术

研制成功一种新型的陶瓷电路基板的金属化技术，它兼容了薄膜和厚膜技术的优点，采用ＳＥＭ研究了陶瓷基体的浸蚀特性。测量了金属化导体的附着强度、可焊性、薄层电阻、导热能力及微波损耗，并进行了温循和老化等可靠性试验。测试及应用结果表明，采用该技术可在氧化铝瓷基板上制作附着牢固的铜金属化电路图形，其机、电、热性能优良，可靠性好，为微波和混合集成电路衬底金属化技术开辟了新的工艺途径。     

高纯细晶A12O3陶瓷金属化工艺研究

本文主要从金属化配方、涂膏方法、金属化层的厚度、金属化温度和镍层的厚度等工艺角度对高纯、细晶Al2O3陶瓷的封接性能进行研究和分析。其结果显示,采用高Mo含量的金属化膏剂、丝网印刷的涂膏方法、金属化层的厚度约为20pm、在1450℃下烧结,镍层的厚度5μm左右时,其平均抗拉强度可达143MPa,超出行业标准50％以上,其显微结构更加连贯、均匀、致密。     

铝基板表面氧化铝层分子自组装活化法镀铜

采用分子自组装活化法在铝基板表面氧化铝上实施化学镀铜,镀层有很好的剥离强度,通过SEM、EDS和离子色谱对其进行了表征。研究了硅烷化时间与基体表面硅烷修饰量的关系,浸钯时间对基体表面钯含量的影响,硅烷化时间对镀层剥离强度的影响。通过正交试验得到最佳工艺条件:硅烷化处理用3-氨基丙基三乙氧基硅烷,质量分数为0.4%,硅烷化时间12h、温度50℃、浸钯溶液活化时间30min、30℃;得到的镀铜层剥离强度为1.00。     

化学镀厚铜故障的处理

化学镀厚铜不需要电镀设备和昂贵的阳极材料,沉铜后经防氧化处理即可进入图形转移工序,然后直接进行图形电镀,缩短了生产流程,有着非常广泛的应用。但由于化学镀厚铜沉积时间长,镀层较厚,在生产中如果参数控制不到住,容易出现镀层起皮和结合力差等问题。文中对某厂在化学镀厚铜过程中出现的一次孔口起皮故障进行了原因分析和跟踪,提出了预防出现类似问题的方法。     

高稳定性化学镀铜液的参数优化

采用单因素实验法,以镀液稳定性、镀速及镀层光亮度为指标,优化了化学镀铜液参数以提高镀液稳定性,并研究了添加剂对镀液电化学极化性能的影响。试验结果表明:随着Cu SO4·5H2O和HCHO浓度的增加,镀液稳定性有所下降;适量的络合剂和稳定剂的加入能有效提高镀液稳定性。采用优化后的镀液施镀30 min,镀速为4.93μm/h;施镀后的镀液在80℃水浴中的稳定时间大于2 h;所得铜层为具有金属光泽的淡粉红色,铜颗粒排列紧密;镀铜层电阻率低至3.67×10–8Ω·m,铜层与基体之间的附着强度提高至10 N/mm2。     

PCB高稳定性中速化学镀铜工艺研究

主要研究微量添加剂对化学镀铜镀液沉积速率及镀液稳定性的影响,通过试验筛选合适的微量添加剂,在不改变化学镀铜镀液主反应物质含量的情况下实现镀速提高和镀液稳定性增加。开发出的高稳定性中速化学镀铜工艺,其性能满足PCB工业化生产。     

超细铜粉的化学镀锡及其抗氧化性能研究

以水合肼还原法制备出平均粒径约1μm的超细铜粉,并对其进行化学镀锡。研究了镀锡层对复合粉末微观形貌及抗氧化性能的影响。结果表明:镀覆质量分数50%的锡后,复合粉末平均粒径有所减小,但在空气中的氧化起始温度从120℃提高到220℃,与镀银层相比,镀锡层在较低温度区间对铜粉抗氧化具有优势。     

以酒石酸钠钾为络合剂的常温化学镀铜液研制

常温化学镀铜溶液具有反应温度低、甲醛自我分解少、维护费用低等优点。为了寻找合适添加剂并确定各组份最佳含量,获得一种反应活性好,维护简单的沉铜液,文中通过设计七因素三水平正交实验的方法,综合研究了沉铜液中各组份对沉积速率、溶液稳定性、镀层外观的影响,确定了一种以酒石酸钠钾为络合剂,甲醛为还原剂,稳定性较好、沉积速率较高、镀层外观较好的常温化学镀铜配方。     

化学镀镍对铌镁酸铅多层瓷介电容器的影响

研究了化学镀镍对铌镁酸铅多层瓷介电容器的影响及其机理。结果表明，化学镀镍以后许多样品因其绝缘电阻严重下降、介电损耗大幅度增加而失效。通过对比实验发现，这些样品的失效不是由于镀液的渗透引起的，而是与化学镀镍过程中的化学反应有关。提出了化学镀镍过程中产生的氢原子还原铌镁酸铅陶瓷的观点。经过一定温度的氧化热处理，失效样品的性能可以得到恢复。     

化学镀工艺在微电子材料中的研究和应用

简要综述了化学镀工艺在微电子材料中的应用,讨论了影响化学镀镍、铜、锡、钴和贵金属等的主要因素,阐述了化学镀微电子材料的特性、存在问题及研究动态。     

化学镀层的扫描开尔文力显微术(SKFM)研究

首次在化学镀样品上成功地实现了扫描开尔文力显微镜的测量，得到了化学镀层表面形貌以及与微观组分分布相关的表面电势差信息。该分析方法没有复杂的样品制备过程，不会破坏样品的原始状态，对于宏观上具有确定组分的微观相分离样品，可以由表面电势差得到不同相的微区分布。比其它的常规分析手段有更高的空间分辨率，能获得更多的材料微区结构、组分与性能间关系的信息。     

次亚磷酸钠作还原剂化学镀铜工艺研究

近年来,化学镀铜技术在PCB行业、机械工业、航空航天等各行业有着越来越广泛的应用,有关化学镀铜的机理研究和工艺路线改进等课题已成为当今材料表面处理研究领域的热点之一。然而,以甲醛为还原剂的传统化学镀铜工艺受绿色制造的要求,其使用将受到限制,开发非甲醛体系化学镀具有巨大市场潜力。本文采用RF-4环氧树脂为基材,研究了以次亚磷酸钠为还原剂的化学镀铜工艺的改进,并且讨论了添加剂的加入对镀铜层形貌和性能的影响。