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。     

LTCC互连基板金属化孔工艺研究

LTCC基板互连金属化孔工艺技术是低温共烧陶瓷工艺过程中的关键技术,它直接影响陶瓷基板的成品率和可靠性。文章从影响互连金属化孔的因素出发,介绍了金属化通孔填充工艺及控制技术、金属化通孔材料热应力的影响、金属化通孔材料收缩率的控制等三方面技术,并给出了如下的解决方案。采用合适的通孔填充工艺技术和工艺参数;合理设计控制通孔浆料的收缩率和热膨胀系数,使通孔填充浆料与生瓷带的收缩尽量一致,以便降低材料的热应力;金属化通孔烧结收缩率的控制可以通过导体层的厚度、烧结曲线与基板烧结收缩率的关系、叠片热压的温度和压力等方面来实现。     

LTCC基板通孔金属化研究

低温共烧多层陶瓷（ＬＴＣＣ）基板是微电子先进产品ＭＣＭ的重要组成部分。这种基板的通孔金属化是制作成功基板的关键。本文重点分析了形成稳定金属化通孔导体的固有应力和热应力产生的原因,以及如何采取对策来解决。     

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。     

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.     

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。     

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.     

95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层烧结机理研究

通过对95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层烧结前后显微结构的分析,对不同Mo含量金属化配方的块状烧结体及高纯高致密Al2O3陶瓷表面金属化层显微结构的研究,探讨了95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层的烧结过程,揭示了Mo骨架结构中Mo颗粒间气孔形成的机理.     

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。     

微波辅助Al2O3陶瓷表面铜金属化研究

选取95Al2O3陶瓷体作为金属化基体,采用Cu粉在微波作用下进行金属化实验,研究了微波功率、处理时间、保护措施和金属化配方对微波金属化质量的影响。对金属化成分和表面结构进行了分析。结果表明,在氧化气氛中,微波3kW／10min处理,炭粉埋烧保护和金属化配方添加5％SiC和5％（质量比）C粉的条件下,在95Al2O3陶瓷表面可获得较好的Cu金属化效果。     

湿氢对陶瓷金属化质量的影响

通过BTU金属化炉湿氢作用的研究,找到了95%Al2O3陶瓷金属化过程中釉层发黑的原因,提出了相应的解决方法。并分析了湿氢流量对金属化质量的影响,提出了提高金属化强度的工艺方案。     

氧化铝陶瓷的钨金属化研究

阐述了在真空炉中高温烧结W涂层的基本实验方法和工艺,采用的金相照片,扫描电镜和能谱分析等方法对镀层进行了微观的成分分析.结果显示金属化温度影响W粉的烧结,配方中的氧化钇在连接W和陶瓷基体中起到关键作用.     

Highly Conductive Porous Graphene/Ceramic Composites for Heat Transfer and Thermal Energy Storage

A novel architecture of 3D graphene growth on porous Al₂O₃ ceramics is proposed for thermal management using ambient pressure chemical vapor deposition. The formation mechanism of graphene is attributed to the carbothermic reduction occurring at the Al₂O₃ surface to initialize the nucleation and growth of graphene. The graphene films are coated on insulating anodic aluminum oxide (AAO) templates and porous Al₂O₃ ceramic substrates. The graphene coated AAO possesses one‐dimensional isolated graphene tubes, which can act as the media for directional thermal transport. The graphene/Al₂O₃ composite (G‐Al₂O₃) contains an interconnected macroporous graphene framework with an extremely low sheet electrical resistance down to 0.11 Ω sq^?1 and thermal conductivity with 8.28 W m^?1 K^?1. The G‐Al₂O₃ provides enormous conductive pathways for electronic and heat transfer, suitable for application as heat sinks. Such a porous composite is also attractive as a highly thermally conductive reservoir to hold phase change materials (stearic acid) for thermal energy storage. This work displays the great potential of CVD direct growth of graphene on dielectric porous substrates for thermal conduction and electronic applications.     

纳米YAG/Al2O3复相陶瓷材料性能与微观结构研究

采用高分子网络凝胶法直接制备YAG纳米粉体，XRD结果表明，所得粉体具纯的YAG相，平均粒径在30nm。通过热压烧结得到了致密YAG／Al2O3烧结体。所得的致密体材料为晶内型和晶间型混合分布。其抗弯强度达498．56MPa，比单相Al2O3陶瓷有大幅度提高。