氧化铝陶瓷及金属化技术
氧化铝陶瓷及其金属化技术
相对难于金属化，与金属 结合好，瓷体密度、强度 高，气密性非常好，性能 集中
强度
备注
国内封40外接0M实平P均用a强,化但度和较高配分，散方大采于用的封40氧接0M平化P均铝a强,陶且度较配高均方，匀体大系于有两封30种接0:M平1.P均美a强,、但度苏拉中力，集大中于
配方我体国系放电；管2.通德用日配配方方体体系我；国3真.韩空国管、配磁方控体管系通
MoMn层结构 晶粒范围0.5-10um,平 晶粒范围0.5-5um,平 晶粒范围0.3-3um,平均
均晶粒3-5um,玻璃相、 均晶粒2-3um,玻璃相、 粒1-1.5um,玻璃相、气
气孔率占25%左右； 气孔率占20%左右
率占25%左右;MoMn层
MoMn层厚度20-
MoMn层厚度15-
厚度15-20um；完整、
精度要求较高，密 度要求较高的产品； 对产品精度、密度
度较好的中小型产 对于异形产品成型 等性能要求不高的
品
后还要进行坯体加 中小型产品。
工。
产品质量、 尺寸精度高、一致 密度高，产品质量 尺寸精度差、较分
性能
性好、良率高。产 决定于后加工水平 散、密度低，有微
成型分干品各压密方、度面高性等、能静强较压度佳、等热压铸三种成型方法，气对孔比。见合下格表率较低
与陶瓷结合好，断裂面 与陶瓷结合好，结合层致
为陶瓷金属层，气密性 密，断裂面为金属层，气
好、. 拉力较集中
密性非常好，性能集中
附件3：金属粉SEM分析
金属粉 纯度
SEM照片
Mo粉
99.5%, 晶 粒 大 小 3-10um ， 片 状为主
Mn粉
99.5%, 晶 粒 大 小1-2um，球形 为主。
等静压成型氧化铝陶瓷高温金属化技术研究
图3 钼粉的原始形貌（SEM） 表1 Al 2O 3晶粒同钼粉颗粒匹配对金属化陶瓷的抗拉强度的影响
D Al O :D mo
2 3
6:1
7:18:1Fra bibliotek9:110:1 11:1 12:1
抗拉强度MPa 184.62 216.37 249.48 230.78 226.53 190.52 170.31 从以上结果可知，随着Al 2O 3晶粒与钼粉粒径比的 逐步增大，陶瓷金属化层的抗拉强度也逐步提高； D Al O :D mo ＝8:1时抗拉强度值最高，但随着粒径比的继
(a)
图2金属化层厚度与陶瓷晶粒尺寸对比（SEM）
26
2009.05
细；陶瓷中Al 2O 3颗粒粗，则要求金属化层中的钼粉也 要粗些。图2为金属化层厚度与瓷件中Al 2O 3的晶粒度对 比，图3为钼粉的原始颗粒形貌。表1为Al 2O 3晶粒与钼 粉的粒径比对陶瓷金属化层抗拉强度的影响。
善，更接近钼与瓷的膨胀系数，从而降低界面应力， 改 善 产 品 性 能 。 从MnO-SiO 2- Al 2O 3和SiO 2- Al 2O 3相 图可知，二元相图中产生低共熔体的温度比三元相图 的要高。所以确定配方中添加复合活性剂，由多种碱 性氧化物和熔点低的物质按一定比例加工而成，有利 于降低金属化烧结温度，促进金属化层与陶瓷体能生 成一定的过渡层，使金属化层与陶瓷结合良好，提高 金属化陶瓷的性能。 图4为没有活性剂的金属化配方，其金属化层与陶 瓷体的界面清晰，互相反应渗透几乎没有，结合性也 不良，封接性能不好。 图5为添加单一活性剂的金属化配方，金属化层与
氧化铝陶瓷表面金属化工艺
氧化铝陶瓷表面金属化工艺
氧化铝陶瓷表面金属化是一种将金属材料镀覆在氧化铝陶瓷表
面的工艺。
该工艺通常应用于氧化铝陶瓷制品的表面处理，以提高其耐磨性、耐腐蚀性、导电性等性能。
金属化工艺可以选择多种金属材料，如铬、铜、银、金等，选择不同的金属材料可以改变氧化铝陶瓷的表面性质。
金属化工艺通常包括表面清洁、表面预处理、金属沉积和后处理等步骤。
表面清洁是准备金属化处理的重要步骤，可以使用溶液清洗、喷洒冲洗等方法。
表面预处理主要是为了提高金属沉积的附着力，通常采用化学处理或机械处理。
金属沉积可以采用电镀、化学镀、物理气相沉积等方法。
后处理通常包括清洗、干燥、烘烤等步骤，以确保金属化氧化铝陶瓷表面的质量和耐久性。
氧化铝陶瓷表面金属化工艺的应用非常广泛，如汽车、航空航天、电子、医疗等领域。
在汽车领域，金属化氧化铝陶瓷表面可以提高汽车发动机部件的耐磨性和耐腐蚀性。
在航空航天领域，金属化氧化铝陶瓷表面可以提高飞机零部件的耐高温性能。
在电子领域，金属化氧化铝陶瓷表面可以提高电子元器件的导电性能。
在医疗领域，金属化氧化铝陶瓷表面可以提高医疗器械的耐腐蚀性和生物相容性。
总之，氧化铝陶瓷表面金属化工艺是一种重要的表面处理技术，具有广泛的应用前景。
- 1 -。
陶瓷与金属的连接技术
陶瓷与金属的连接技术1. 引言陶瓷和金属是两种不同性质的材料，它们在物理、化学和力学特性上存在明显差异。
由于这种差异，将陶瓷与金属进行有效连接是一个具有挑战性的任务。
然而，随着科技的发展和工程需求的增加，陶瓷与金属之间的连接技术变得越来越重要。
本文将介绍几种常见的陶瓷与金属连接技术，并对其优缺点进行探讨。
2. 黏结剂连接黏结剂连接是一种常见且简单的方法，用于将陶瓷与金属材料连接在一起。
该方法通过使用黏合剂或粘合剂来实现连接。
黏结剂可以是有机或无机材料，如环氧树脂、聚酰亚胺等。
2.1 优点•黏结剂连接方法简单易行。
•可以实现大面积接触。
•黏结剂具有一定的柔韧性，可以缓解因材料差异而引起的应力集中问题。
2.2 缺点•黏结剂连接的强度受到黏结剂本身性能的限制。
•黏结剂可能会受到温度、湿度等环境因素的影响而失效。
•黏结剂连接需要进行精确的表面处理和涂覆工作，增加了制造成本和复杂度。
3. 焊接连接焊接是一种常用的金属连接技术，它也可以用于将陶瓷与金属材料连接在一起。
在焊接过程中，通过加热和冷却来实现材料之间的结合。
3.1 激光焊接激光焊接是一种高能量密度焊接方法，适用于陶瓷与金属之间的连接。
激光束可以在非常短的时间内加热材料，从而实现快速焊接。
3.1.1 优点•激光焊接可以实现高强度连接。
•焊接区域小，对周围区域影响小。
•可以实现高精度、无损伤的焊接。
3.1.2 缺点•激光设备昂贵且操作复杂。
•对材料表面质量要求较高。
•需要进行精确的焊接参数控制。
3.2 电子束焊接电子束焊接是一种利用高速电子束加热材料并实现连接的方法。
它可以在真空或低压环境下进行，适用于陶瓷与金属之间的连接。
3.2.1 优点•电子束焊接可以实现高强度连接。
•焊接区域小，对周围区域影响小。
•可以实现高精度、无损伤的焊接。
3.2.2 缺点•电子束设备昂贵且操作复杂。
•对材料表面质量要求较高。
•需要进行精确的焊接参数控制。
4. 氧化铝陶瓷与金属连接技术氧化铝陶瓷是一种常见的工程陶瓷材料，具有优异的耐磨、耐腐蚀和绝缘性能。
陶瓷金属化
1 陶瓷金属化
.
2 陶瓷金属化原理
陶瓷金属化
编辑
目录
陶瓷金属化产品的陶瓷材料为分为 96 白色氧化铝陶瓷和 93 黑色氧化铝陶瓷，成型方法为流延成型。类型主要 是金属化陶瓷基片，也可成为金属化陶瓷基板。金属化方法有厚膜法和共烧法。产品尺寸精密，翘曲小；金属和陶 瓷接合力强；金属和陶瓷接合处密实，散热性更好。可用于 LED 散热基板，陶瓷封装，电子电路基板等。
陶瓷金属化
编辑
陶瓷金属化是在陶瓷表面牢固地粘附一层金属薄膜，使之实现陶瓷和金属间的焊接，现有钼锰法、镀金法、镀 铜法、镀锡法、镀镍法、LAP 法（激光后金属镀）等多种陶瓷金属化工艺。 中文名
陶瓷金属化
含义
陶瓷表面牢固地粘附一层金属薄膜
方法
钼锰法、镀金法、镀铜法、镀锡法
陶瓷材料
96 白色氧化铝陶瓷等
.
. .
碳酸银或氧化银还原阶段（410~600℃）
. .
助溶剂转变为胶体阶段（520~600℃）
. .
金属银与制品表面牢固结合阶段（600℃以上）
.
陶瓷金属化步骤
1、煮洗
2、金属化涂敷
3、一次金属化（高温氢气气氛中烧结）
4、镀镍
5、焊接
6、检漏 7、检验
陶瓷的金属化与封接是在瓷件的工作部位的表面上，涂覆一层具有高导电率、结合牢固的金属薄膜作为电极。 用这种方法将陶瓷和金属焊接在一起时，其主要流程如下：
陶瓷表面做金属化烧渗→沉积金属薄膜→加热焊料使陶瓷与金属焊封
目前，国内外以采用银电极最为普遍。整个覆银过程主要包括以下几个阶段：
.
黏合剂挥发分解阶段（90~325℃）
陶瓷在金属化与封接之前，应按照一定的要求将一勺接好的瓷片进行相关处理，以达到周边无毛刺、无凸起， 瓷片光滑、洁净的要求。在金属化与封接之后，要求瓷片沿厚度的周边无银层点。
氧化铝陶瓷金属化
氧化铝陶瓷金属化
氧化铝陶瓷金属化是一种将金属材料与氧化铝陶瓷结合的技术，通常用于提高氧化铝陶瓷的导电、导热、耐磨等性能。
氧化铝陶瓷金属化的方法有很多种，其中比较常见的是采用真空镀膜、热喷涂、化学镀等技术。
这些方法的基本原理都是在氧化铝陶瓷表面形成一层金属薄膜，从而提高其导电、导热等性能。
真空镀膜是将金属蒸发成蒸汽，然后在氧化铝陶瓷表面沉积形成金属薄膜的方法。
这种方法可以形成均匀、致密的金属薄膜，但需要高真空环境和复杂的设备。
热喷涂是将金属粉末加热到熔融状态，然后通过高速气流将其喷涂在氧化铝陶瓷表面形成金属薄膜的方法。
这种方法可以形成较厚的金属薄膜，但金属粉末的粒度和分布会影响金属薄膜的质量。
化学镀是将金属离子通过化学反应在氧化铝陶瓷表面还原成金属的方法。
这种方法可以形成均匀、致密的金属薄膜，但需要控制好反应条件和镀液的组成。
氧化铝陶瓷金属化可以提高氧化铝陶瓷的性能，使其在电子、航空航天、化工等领域得到广泛应用。
氧化铝陶瓷金属化工艺的改进
Ｔｈ ｃ ｎ ｌ ｇ ｍ ｐ ｏ ｅ ｅ ｔｏ ｈｅ Ａｌ ｍ ｉ ｒ ｍ ｉ ｓＭ ｅａ ｌｚ ｔｏ ｅ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｉ ｒ ｖ ｍ ｎ ｆｔ ｕ ｎａ Ｃｅ ａ ｃ ｔ ｌｉａ ｉ ｎ
维普资讯
・
电 子 陶 瓷 、 瓷 属 封 接 与 真 空 开 关 管 用 管 壳 的 技 术 进 步 专 辑 － 陶 金
氧 化 铝 陶瓷 金 属 化 工 艺 的 改 进
刘 征 黄 亦 工 ， ，陈新辉 蔡 安 富 王洪 军 黄 浩 ， ， ，
争能 力 ， 因此不 断 提高 金属 化工 艺 水平 ， 证产 品 质 保
量 的稳 定 性 、 一致 性 十分 必要 ， 这对 制造 高Fra bibliotek可靠 的 真
空 电子器 件是 至关 重 要 的 。
性 能采 用 中１ ～３ 耐 磨 玛 瑙球 ， 、 、 球 以 ０ ５ｍｍ 大 中 小 ５ ３ ２的 比例 混合 ， 球 比 １ （ ． ～２ ５ 。 ：： 料 ：１ ５ ． ） （） ３ 选用 适 宜 的分 散 剂 。粉 体 在 粉 碎 过 程 中 由 于表面 能 的增 大 易产 生 团 聚体 从 而影 响 显微 结 构 ，
这些不 仅 导致成 品率 低 下 ， 而且 影 响产 品 的市 场 竞
粒 尺寸 和形 状 ， 采取 了 以下 措施 ： （） １ 采用 高 效 粉 碎 设 备 。 根 据不 同 物 料 选定 最 佳 的装 载量 和研 磨 时间 。
（） ２ 调整 料 球 比及 磨 球 尺 寸 。根 据 不 同 物 料 的
多层氧化铝陶瓷金属化工艺技术的研究的开题报告
多层氧化铝陶瓷金属化工艺技术的研究的开题报告题目：多层氧化铝陶瓷金属化工艺技术的研究一、研究背景随着工业化的不断发展，对材料的要求也越来越高。
其中，陶瓷金属化技术是一项非常重要的技术。
它可以使陶瓷材料具有金属的导电性、导热性和机械性能，从而扩大了陶瓷材料的应用范围和市场。
在陶瓷材料的金属化技术中，多层氧化铝陶瓷金属化技术具有重要的地位。
二、研究目的本论文的主要目的是研究多层氧化铝陶瓷金属化工艺技术。
通过分析多层氧化铝陶瓷金属化技术的原理和特点，探究其在实际应用中的优缺点，并对其进行有效实现的工艺技术进行研究，为多层氧化铝陶瓷金属化技术的发展提供参考和指导。
三、研究内容1.多层氧化铝陶瓷金属化技术的基本原理和特点的分析；2.多层氧化铝陶瓷金属化技术在实际应用中的优缺点的评估；3.多层氧化铝陶瓷金属化技术的工艺技术研究，包括金属化剂的选择、金属化工艺参数的控制等；4.多层氧化铝陶瓷金属化技术的应用实例。
四、研究方法本论文采用文献资料法和实验研究法相结合的方法进行研究。
在理论研究方面，通过查阅相关文献资料，深入分析多层氧化铝陶瓷金属化技术的原理和特点。
在实验研究方面，通过设计实验进行多层氧化铝陶瓷的金属化工艺技术实现和应用实例的研究。
五、预期结果本论文预期将通过对多层氧化铝陶瓷金属化技术的研究，深入探究其在实际应用中的优缺点，为其在工业应用中的发展提供理论支持和技术指导。
同时，预计能够对多层氧化铝陶瓷的金属化工艺技术进行研究，提出一套可行的多层氧化铝陶瓷金属化工艺技术，为多层氧化铝陶瓷材料的金属化应用提供理论和实践支持。
氧化铝陶瓷及其金属化技术
Mn粉
99.5%, 晶 粒 大 小1-2um，球形 为主。
a
7
粉料+烧结助剂→研磨→造粒→干压→烧结→端面研磨 或热压铸工艺生产
→清洗→白瓷检验→印刷MoMn浆料→干燥→保护气氛 烧结→活化→镀Ni→成品检验→包装
备注：
1.粉料应选用低钠0.05%以下，原晶2-3um，转化率大 于96%的氧化铝粉。Mo粉粒度应选用2-3um较均匀 球形粉（国内Mo粉达不到此要求）。
不均匀
较均匀
匀
性能
与陶瓷表面匹配性好， 断裂面为陶瓷层；气密 性差、拉力分散。
与陶瓷结合好，断裂面 与陶瓷结合好，结合层致
为陶瓷金属层，气密性 密，断裂面为金属层，气
好、a 拉力较集中
密性非常好，性能集6中
附件3：金属粉SEM分析
金属粉 纯度
SEM照片
Mo粉
99.5%, 晶 粒 大 小 3-10um ， 片 状为主
度较好的中小型产 对于异形产品成型 等性能要求不高的
品
后还要进行坯体加 中小型产品。
工。
尺寸精度高、一致 性好、良率高。产 品密度高、强度等 各方面性能较佳
密度高，产品质量 决定于后加工水平
尺寸精度差、较分 散、密度低，有微 气孔。合格率较低
成本
压机模具投资大， 设备投资大，效率
但效率高，可一次 低，不适合规模化
压力式造粒料特点：颗粒粗100-300um（50-150目）；颗粒苹果 形，分布范围较宽；流动性差70-75S，适合于压制大型产品。
离心式造粒料特点：颗粒细80-180um（80-200目）；颗粒球形， 分布范围窄；流动性好60-65S，适合于压制小型产品。
均混：为确保压制密度及收缩的一致性，造粒料需要分级和均 混，均混过程中加入一定量的脱膜剂，防止粘膜。
透明氧化铝陶瓷金属化与封接实验研究
研 究 与 设 计
・
透 明 氧 化 铝 陶 瓷 金 属 化 与 封 接 实 验 研 究
赵世 柯 ， 肖东梅 ， 吕京 京
（ 国 科 学 院 电子 学 研 究 所 中 空 间行 波 管 研 究 发 展 中 心 ， 京 北 １０９） ０ １０
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｆ Ｔｒ ｎｓ ｒ ｎｔＡｌ ｍ ｉ ｅ ａ ｌｚ ｔｏ ｎｄ ｐ ｒ ｍ ｎｔｏ ａ ｐａ ｅ ｕ ｎａ Ｍ ｔ ｌｉ ａ ｉ ｎ ａ Ｃｅ ａ ｉ — ｅ ａ ｅ ｌｎ ｒ ｍ ｃ Ｍ ｔ ｌＳ ａ ｉ ｇ
化铝 陶瓷 的 纯 度 和 致 密 度 远 远 高 于普 通 的 ９ 氧 ５ 化 铝 陶瓷 ， 本 不 含 玻 璃 相 ， 们 的金 属 化 机 理 不 基 它
同 ，５ 氧化铝 陶瓷 成 熟 的 金 属 化 工 艺 未 必适 用 于 ９ 透 明氧 化铝 陶瓷 。 因此 ， 针对 透 明 氧化 铝 陶瓷 的金 属 化需 要 开展 相应 的工 艺 实验 。
透 明氧 化 铝 是 一 种 纯 度 （ ９ ． ） ＞ ９ ５ 和致 密 度
空气 密 、 热 冲击 特性 进 行 了考核 。 抗
（ ９ ． ） ＞ ９ ５ 都很 高 的多 晶氧 化 铝 陶瓷 材 料 口 ， 最 ］其
大特 点是 对 可见 光 和 红 外 光 具 有 良好 的 透过 性 ， 最
１ 实 验 过 程
１ １ 实 验 所 用 材 料 ．
早 由美 国通 用 电气 公 司 研 究 成 功 ， 用 于 高 压 钠 灯 并
的灯 管 ］ 。高 的纯度 和高 的致 密 度 赋 予 了透 明氧
化铝 陶瓷一 系列 优 异 的性 能 ， ： 的介 电损 耗 （ 如 低 ＜
２ ４ １ ） 高 的 热 导 率 、 机 械 强 度 （ 达 ３ ０ ．× ０ 、 高 可 ５
钼锰法金属化 氧化铝
钼锰法金属化氧化铝
"钼锰法金属化氧化铝" 是一种在氧化铝表面进行金属化的方法，其中涉及使用钼锰作为金属化层。
这种技术在某些应用中是有用的，例如在陶瓷材料上实现金属化，以便能够使用它们进行电路印刷或焊接等。
具体来说，该方法涉及以下几个步骤：
1. 准备基材：选择要金属化的氧化铝基材，并进行预处理，例如清洗和干燥。
2. 涂覆溶液：将钼锰溶液涂覆在氧化铝基材的表面上。
这可以通过浸渍、喷涂或涂布等方法实现。
3. 热处理：将涂覆了钼锰溶液的基材加热，使金属化层与氧化铝基材结合。
这个过程通常需要在高温下进行，以促进金属与基材之间的化学反应和物理吸附。
4. 后处理：对完成金属化的基材进行必要的处理，例如清洗、干燥和进一步的处理。
需要注意的是，该方法的可行性、效果和实施细节可能受到多种因素的影响，包括基材的表面特性、溶液的组成和浓度、热处理的温度和时间等。
因此，在实际应用中，可能需要针对特定的应用和要求进行实验和优化。
氧化铝陶瓷与金属的自蔓延焊接
氧化铝陶瓷与金属的自蔓延焊接近年来，随着先进制造技术的发展，氧化铝陶瓷与金属的焊接技术备受关注。
自蔓延焊接作为一种新型的焊接方法，具有高效、低成本、环保等优点，得到了广泛的研究和应用。
本文将从氧化铝陶瓷与金属的特性、自蔓延焊接原理、影响因素和应用前景等方面进行探讨。
一、氧化铝陶瓷与金属的特性氧化铝陶瓷具有高硬度、抗腐蚀、耐磨损等优良性能，广泛应用于航空航天、电子通讯、医疗器械等领域。
而金属材料具有导电、导热、可塑性好等特点，是工程制造中不可或缺的材料。
由于两者性质的差异，传统的焊接方法往往难以实现氧化铝陶瓷与金属的牢固连接，这就需要一种新的焊接技术来解决这一难题。
二、自蔓延焊接原理自蔓延焊接是一种燃烧合成技术，利用金属化合物在高温下与基体金属发生化学反应，形成金属间化合物，从而实现焊接的过程。
在自蔓延焊接过程中，金属化合物的传播速度快，能够在短时间内覆盖整个焊接界面，形成均匀、致密的连接。
这种焊接方法不需要外加压力和保护气氛，使得焊接过程更加简单和节能。
三、自蔓延焊接影响因素1. 温度：焊接温度是自蔓延焊接的重要参数，过高或过低的温度都会影响焊接质量，需要在一定的温度范围内进行控制。
2. 压力：焊接压力能够促进金属化合物在焊接界面上的扩散和扩展，对焊接质量有着重要的影响。
3. 化合物选择：合适的金属化合物能够提高焊接界面的反应活性和扩散速度，从而影响焊接质量。
四、自蔓延焊接在氧化铝陶瓷与金属的应用前景自蔓延焊接技术已经在航空航天、电子通讯、医疗器械等领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域，氧化铝陶瓷与金属的连接是关键的技术难题，自蔓延焊接技术的出现填补了这一空白，为航空航天器件的制造提供了新的可能性。
在电子通讯领域，自蔓延焊接技术能够实现高频导电器件和射频微波器件的可靠连接，提高了器件的性能和稳定性。
在医疗器械领域，自蔓延焊接技术能够实现生物陶瓷与金属的高强度连接，为医疗器械的制造提供了更多的选择。
一种氧化铝陶瓷金属化的方法[发明专利]
![一种氧化铝陶瓷金属化的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/35d0aafca0c7aa00b52acfc789eb172ded6399b2.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810396727.4(22)申请日 2018.04.20(71)申请人 湖南省美程陶瓷科技有限公司地址 417600 湖南省娄底市新化县经济开发区向红工业园(72)发明人 方豪杰 贺亦文 (51)Int.Cl.C04B 41/90(2006.01)(54)发明名称一种氧化铝陶瓷金属化的方法(57)摘要本发明公开了一种氧化铝陶瓷金属化的方法，包括：配制膏用添加剂；配制金属化膏剂；配制辅助膏剂；一次印刷；预烧；二次印刷和烧结等步骤，由于采用自主研发的SA辅助剂，改善了浆料的黏度，提高了金属浆料的流动性、均匀性，确保了金属粉体均匀平整地涂覆在陶瓷表面，并和陶瓷基体很好相容，并且在一次印刷后调整金属化膏剂的配方进行二次印刷，二次印刷在一次印刷的基础上，辅助膏剂中的Mn反应生成的玻璃相往一次金属化层中迁移，填充一次金属化留下的气孔，缺陷处等。
与现有的金属化方法相比，采用本发明的金属化方法可使氧化铝陶瓷的封接强度提高50～60Mpa，同时能很好的满足陶瓷金属封接气密性的要求。
权利要求书1页 说明书4页CN 108440023 A 2018.08.24C N 108440023A1.一种氧化铝陶瓷金属化的方法，其特征是，包括以下步骤：A、配制膏用添加剂：(1)将55～60wt％的丁基卡必醇，17～20wt％的柠檬酸三丁酯，10～12wt％的异丁醇，5～10wt％的蓖麻油和1～6wt％的醋酸甲酯混合均匀后在48～50℃球磨20～24小时，配制成SA辅助剂；(2)将松油醇和SA辅助剂按重量比(71～78)∶(22～29)混合均匀，于100～110℃预热1～1.5小时，配制成松油醇混合溶剂；(3)将乙基纤维素于100～110℃预热1～1.5小时；(4)将松油醇混合溶剂与乙基纤维素按重量比(96～98)∶(2～4)在100～110℃环境下搅拌，混合均匀，过500目筛后密封待用；B、配制金属化膏剂：(1)将61～75wt％的Mo，9～15wt％的Mn，1～10wt％的Al 2O 3，7～13wt％的SiO 2，0.5～1.5wt％的CaO，0.4～1.3wt％的TiO 2烘干、球磨混合均匀后过360目筛；(2)将其与步骤A制备的膏用添加剂按重量比100∶28混合，超声分散1～2小时，期间不断搅拌，存放20～24小时后再超声分散30～40分钟；C、配制辅助膏剂：(1)将85～95wt％的Mo，2～14wt％的Mn和1～3wt％的Al 2O 3烘干、球磨混合均匀后过360目筛；(2)将其与步骤A制备的膏用添加剂按重量比72∶28混合，超声分散1～2小时，期间不断搅拌，存放20～24小时后再超声分散30～40分钟；D、一次印刷：将金属化膏剂印刷在氧化铝陶瓷上，膏剂涂层厚度为35～50μm，再烘干；E、预烧：升温至1450℃，保温0.5～1小时，升温速度为10℃/分钟，随炉冷却至50～60℃；F、二次印刷：将辅助膏剂印刷在经预烧的氧化铝陶瓷上，再烘干，经二次印刷后，膏剂涂层总厚度为50～65μm；G、烧结：升温速度均为10℃/分钟，在1000℃，保温0.5～1小时，在1400℃保温0.5～1小时，在1530℃保温0.5～1小时，在1550℃保温0.8～1.2小时；冷却炉管温度为50℃；气氛设定为：液氨分解出气口压力0.1～0.3MPa，流量3.5～5m 3/小时，其中湿氢占比88～92％，湿氢露点35～40℃。
钨金属化氧化铝陶瓷基片脱脂工艺
钨金属化氧化铝陶瓷基片脱脂工艺摘要：基于对氧化铝陶瓷及其金属化基片成型工艺的分析，进一步对氧化铝陶瓷基片脱脂工艺进行探讨，并通过实验分析湿氢气气氛对脱脂的影响，对于今后钨金属化氧化铝陶瓷基片脱脂工艺的选择具有一定的指导意义。
关键词：钨金属化，氧化铝，陶瓷基片，脱脂在对氧化铝进行金属化以及对陶瓷基片进行制备之时，由于需要将一定量的有机成分与粘结相添加其中，导致在对材料进行高温烧结以前，应做好对胚体的脱脂处理。
而为了达到对有机成分反应速度太快、胚体内部会有碳残留其中以及金属化层和陶瓷基片之间连接强度太小等问题的有效规避，脱脂必须将重要作用发挥出来，以高温共烧之前关键的步骤而存在，能够将气孔、开裂以及变形等缺陷的发生率控制于尽可能低的水平。
1氧化铝陶瓷及其金属化基片的成型工艺相较于由传统树脂材料制备而成的印刷线路板来说，陶瓷基板有优异的耐热性、气密性及可靠性表现，且热膨胀系数比较低，热导率高，有比较稳定的性能。
也正是基于这些优势的支持，陶瓷在国内外的应用都非常多，目前在半导体集成电路、大规模集成电路封装材料和混合集成电路基板材料中均有广泛的应用。
陶瓷基片涉及到的种类非常多，对氧化铝、氮化铝以及氧化铍陶瓷等均有涉及，基板不同，它们的优缺点亦存在差异，表1所示为几种常用厚膜基板材料的性能比较。
表1 几种常用的厚膜基板材料性能比较根据表1可以知道，氮化铝基板有比较低的介电损耗与热膨胀系数，且热导系数比较高，不过，其存在生产工艺复杂度及成本高的不足；氧化铍基板的介电常数与介电损耗水平都比较低，且导热系数比较高，不过其不足也比较明显，即加工温度高，对于能量的消耗比较大，不仅具有毒性，还会造成对环境的污染。
因此综合各方面因素及性能要求，氧化铝陶瓷在高频条件下有良好的电气性能表现出来，且其介质损耗与热膨胀系数都不大，强度高，在制造成本及来源上亦具有优势，因而成为厚膜电路中应用范围最广的一类基板材料，目前，也已经发展为电子真空器件中一类主要的绝缘材料。
氧化铝陶瓷微波金属化设计及机理研究
人们逐渐认识到制约电子设备进一步小型化、高速化和智能化发展的不再是芯片
本身，而是日益起举足轻重作用的部件和系统组装方式，先进的微米、亚微米级
的芯片与毫米、亚奄米级的封装组装技术存在着巨ｘ的不平衡，严重地影响了芯
片性能的发挥和系统集成度的进一步提高，电子封装慢慢争得自立课题的地位，
后来是与Ｉ。ｓＩ技术平起平坐，近年来大有后来者居上之势…。
ｍｅｔａｌｌｉｚ“ｏｎ ｅ旋ｃｔ．ｎｌｅ ＳｉＣ ｃａｎ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇｂｅｔ、Ｖｅｅｎ ｍｅｔａｌ
ｆｉｌｍ ａｎｄｔｈｅｂａＳｉｃ．
Ｉｎ ｔｈｅ Ｍｏ－Ｍｎ ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ、Ｖｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ６０嘶％
曼—莎声鬣—■戳 导体芯片技术先后经历了分立器件、集成电路、大规模集成电路、超大规模集成
电路四个发展阶段“…，
图１．】引发电子革命的晶体管
Ｆ１９ Ｉ一】Ｔｈｅ‘啪ｓｔｏｒａｒｏ峙ｍｇｍｅｆｅＶｏｌｕｔＩｏ“
ｏｆｍＩ—ｅｌｅｃ口ｏｎＩｃｓ
图１．２第一块ｌｃ电路
Ｆｍｌ．２ Ｔ１ｌｅ ６ｒｎ】Ｃ ｃ１Ｋｕ】ｔ
Ｃ ｐｏｗｄｅｒ ｃａｎ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｗｅｔｔａｂｉｌｉ吼Ｔｈｅ ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｎ Ｍｏ—Ｍｎ ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｌａｓｓｙ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｍｏｌｔｅｎ ｍｅｔａｌ．
ＫＥＹ ＷｏＲＤＳ：ｍｉｃｒｏｗａＶｅ，ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ，Ａ１２０３，ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ
１ｎ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｇｒａｐｈｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｒｂｉｄｅ （ＳｉＣ）ｍａｔｃｈｅｓ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａＪ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｅｔａｌ ｐｏｗｄｅｒ（Ｃｕ ｐｏｗｄｅｒ）．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｓｅ，ｄｉ丘．ｅｒｅｎｔ ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｓ ｈａＶｅ ｂｅｅｎ ｄｅｓｉｇｎｅｄ． Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅ ｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｌ ０ｗｔ％Ｃ ａｃｈｉｅＶｅｄ ｔｈｅ ｂｅＳｔ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
以上是我个人的认识和看法。错 误之处请各位领导、同行指正！ 谢谢大家！
快乐工作，快乐生活！ 感谢您的聆听！ ！
欢迎批评指导！！
2019 ppt资料 19
不同材质粉体的介电常数、抗折强度、致 密性、绝缘强度等性能对比 见京瓷氧化铝材料特性表（可在网上下载）。 一般93-95%氧化铝瓷特性差异性不大，比 × 重3.6-3.7g/cm3，膨胀系数6.9-7.1×10-6， 介电常,8.9-9.0、抗折强度大于250MPa、 绝缘强度16×106V/m。但与各生产厂的配 方和工艺有很大关系。
产品质量、 性能
成本
设备投资大，效率 低，不适合规模化 生产 适合于生产真空开 关管
备注
工艺说明3：排蜡及白瓷烧结
排蜡：对于热压铸成型坯体由于加入了12-15%左右的有机物必须在烧结 前进行预处理，否则烧结产品会出现气泡、开裂和变形。对于干压和等 静压坯体由于加入2%左右的有机物，因此，不需要单独排胶处理只要在 白瓷烧结炉前段增设一排胶区或升温时在200-600度延长2-3小时即可。 烧结：氧化铝陶瓷烧结，由于烧结温度高1600度以上，中性或氧化气氛 烧结，因此一般采用电推板窑和气烧梭式窑以及气烧隧道窑。由于梭式 窑截面较大，且为间歇式窑炉，烧结温差比较大。对于生产规模较大的 厂家建议使用电推板窑，以确保产品的一致性。 金属化陶瓷烧结比实际烧结温度高出30-50度，使刚玉晶粒长大至1020um，学术上叫“过烧”，再经表面处理均匀粗化后以与金属颗粒相匹配。 所以，陶瓷烧结后的断面检查是非常必要的。 为确保烧结产品不开裂、不起泡，应在200-600度区间设置排胶区（电炉 要装置循环热风）。
交流与讨论2
如何控制陶瓷成品的绝缘强度；针孔、裂纹、金 属化质量？ 1.提高陶瓷的绝缘强度的方法：选用低钠0.05%以下、 低铁0.03%以下、转化率大于96%的氧化铝粉；配 方体系采用四元系，引入氧化钡；降低玻璃相和气 相含量；提高瓷体密度。 2.减少针孔、裂纹的措施：采用干压或等静压成型， 设置排胶区。成型时，粉料含水率不能过低等。 3.提高金属化质量：采用丝网印刷，确保金属浆料 层完整、连续、厚度均匀。烧结时要防止氧化。电 镀时要采用小电流和小镍球，以提高镀层密度。
工艺说明4：研磨与清洗
研磨的目的主要是使瓷体端面变得平整， 便于后道印刷，另外，使其表面均匀粗化 使其更好地与金属相结合。 研磨要采用两级研磨，先采用400目的金 刚砂粗磨，再用1200目的细金刚砂细磨。 不可以用200目以下的粗砂，防止损坏瓷 体表面（产生微裂纹或凹坑）。 清洗时加入少量草酸以清除污渍和少量玻 璃相。
与陶瓷表面匹配性好， 断裂面为陶瓷层；气密 性差、拉力分散。 我国通用浆料配方 与陶瓷结合好，断裂面 为陶瓷金属层，气密性 好、拉力较集中 我国正在改进的浆料配
2-3um，完整、连续、均 匀
与陶瓷结合好，结合层致 密，断裂面为金属层，气 密性非常好，性能集中
备注
附件3：金属粉SEM分析
金ห้องสมุดไป่ตู้粉
Mo粉
工艺说明5：陶瓷金属化
1.涂浆：涂浆的方法分手工涂浆和丝网印刷两种，一般采用丝网 印刷为主（可以控制厚度及其均匀性）。 2.陶瓷金属化厚度及其均匀性对封接强度和气密性有显著影响， 一般金属化厚度要在16-20um，且完整、连续、均匀。太薄会 导致金属层不完整、不连续；太厚会由于膨胀系数差异导致金 属层剥落。 3.金属化烧结要控制温度在1450度左右，气氛一般采用20%左右 的H2气为佳，且尽量使用连续式炉且进出口采用气氛转换保 护装置，防止产品出口氧化和气氛不稳定。 4.镀Ni(陶瓷二次金属化)：分化学镀和电镀，建议采用电镀镍质量 比较稳定，一致性较好。电镀前，要用浓度为50%的盐酸浸泡 产品一定时间除去金属化层表面氧化物，电镀时，调节镀液温 度PH值、电流密度，采用低电流和小镍球电镀，这样镀层密 度高且连续。
纯度
99.5%, 晶 粒 大 小 3-10um ， 片 状为主
SEM照片
Mn粉
99.5%, 晶 粒 大 小 1-2um ， 球 形 为主。
粉料+烧结助剂→研磨→造粒→干压→烧结→端面研 磨 或热压铸工艺生产 →清洗→白瓷检验→印刷MoMn浆料→干燥→保护气氛 烧结→活化→镀Ni→成品检验→包装 备注： 1.粉料应选用低钠0.05%以下，原晶2-3um，转化率大 于96%的氧化铝粉。Mo粉粒度应选用2-3um较均匀 球形粉（国内Mo粉达不到此要求）。 2.关键工序详细工艺说明如下。
交流与讨论3
如何调整MoMn层热膨胀系数,使其匹配陶瓷和电极，并 能起到较好的中间层过渡效果改善GDT的耐热冲击性能。 1.MoMn浆料配方中加入15-25%左右的瓷料，以减少 MoMn层的膨胀系数。 2.白瓷烧结要让刚玉晶粒长大至10-15um，试验表明：一 般陶瓷晶粒是金属晶粒的5-8倍容易形成致密的过渡层。 3.钼粉的选择和加工很关键。目前国内还没有细而又均匀 的球形Mo粉，所以要形成细晶结构（提高强度和密度，必 须购买日本或者德国Mo粉）。 4.热压铸陶瓷虽然能与金属相形成“扎钉”效应，但由于 密度差、气孔率高，所以耐热性能差，且强度分散，因此 选用干压或等静压工艺成型的产品一致性较好。
美国、苏联 日本、德国 韩国 93-95%Al2O3 镁铝硅三元系
陶瓷 晶相
93-95%Al2O3 钙铝硅三元系
92-96%Al2O3 钙镁铝硅四元系
晶粒范围2.5-45um, 晶粒范围5-25um,平 平均晶粒15um,气孔 均晶粒 12um,气孔率 率高 低
与Mo\Mn金属浆料匹 适合于金属化，与金属 配性好，与金属结合好，结合好，瓷体密度、强 但瓷体密度、强度低， 度高，气密性好、但对 气密性差、性能分散 MoMn浆要求较高
题目：氧化铝陶瓷及其金属化技术 （MoMn法）
主讲人：谢文华 日期：2016年5月
01
氧化铝陶瓷配方组成、结构与性能
主
讲
02
金属化浆料配方组成、结构与性能
内
容
03
金属化陶瓷-放电管的生产工艺
04
产品的性能与质量检测方法
05
对金属化陶瓷产品质量的评价
一、氧化铝陶瓷组成、结构及性能
国内外实用化和配方采用的氧化铝陶配方体系有两种:1.美、 苏配方体系；2.德日配方体系；3.韩国配方体系
封接平均强度高，大于 封接平均强度高，大于 400MPa,但较分散 400MPa,且较均匀 我国放电管通用配方体 我国真空管、磁控管通 系 用配方体系
晶粒范围3-15um,平均 晶粒8um,气孔率低
相对难于金属化，与金属 结合好，瓷体密度、强度 高，气密性非常好，性能 集中
封接平均强度中，大于 300MPa,但拉力集中
工艺说明2：成型
成型分干压、等静压、热压铸三种成型方法，对比见下表
干压成型 等静压成型 热压铸成型 适应形状相对复杂， 对产品精度、密度 等性能要求不高的 中小型产品。 尺寸精度差、较分 散、密度低，有微 气孔。合格率较低 设备、模具投资少， 但效率低，需要两 次烧结 传统放电管生产工 艺 其他
92-95% 3.60-3.65
4
5
6
封接强度
7
气密性
可焊性
封接后是否漏气
检查金属化烧结时是否 氧化
ASTM规范
用镀好镍的样品12只埋入 250度的锡槽中3秒,检查 金属化面是否均匀涂上锡 糕 ASTM规范 ASTM规范 均匀挂锡
8
9
绝缘强度 体积电阻率
9.85KV/mm 0.002
10
第二部分：交流与讨论
性能
强度 备注
附件1：(放电管)95%陶瓷金属化结合层剖面图
二、金属化浆料配方组成、结构与性能
金属化浆料均为MoMn AlSi体系，但为了与陶瓷相匹配，其组成与
金属粉体选择与陶瓷组成、结构相一致。
美国、苏联 金属化组成 MoMn层结构 MoMn AlSi体系 Mo占50-65% 晶粒范围0.5-10um,平均 晶粒3-5um,玻璃相、气 孔率占25%左右； MoMn层厚度20-45um; 完整、连续、不均匀 日本、德国 MoMn AlSi体系 Mo占70-80% 韩国 MoMn AlSi体系 Mo占60-70%
对比项目 适应性
适应形状相对简单，适应尺寸较大、密 精度要求较高，密 度要求较高的产品； 度较好的中小型产 对于异形产品成型 品 后还要进行坯体加 工。 尺寸精度高、一致 性好、良率高。产 品密度高、强度等 各方面性能较佳 压机模具投资大， 但效率高，可一次 性烧结 适合于生产放电管 密度高，产品质量 决定于后加工水平
四、产品的质量与性能指标检测方法
检测项目 尺寸 外观 检测内容 高度，内、外径，圆度 端面平整及金属化层均 匀性、变形、缺损、气 孔、斑点等 检测方法 千分尺 10倍放大镜 检测标准
序号
1
2
3
Al2O3含量 密度 剖片检查 陶瓷晶粒、金属Mo晶粒、将陶瓷管壳剖开并进行研 金属陶瓷接合面致密性、 磨，用SEM或800倍光学 金属层厚度、Ni层厚度 显微镜观察 拉力 ASTM规范
工艺说明1：粉料及造粒
制浆：将氧化铝粉料和烧结助剂加成型添加剂进行研磨混合调 节有一定流动性液体 造粒：分压力式（高压喷嘴雾化）和离心式（高速旋转盘雾化） 压力式造粒料特点：颗粒粗100-300um（60-150目）；颗粒苹果 形，分布范围宽；流动性差70S，适合于压制大型产品。 压力式造粒料特点：颗粒粗100-300um（50-150目）；颗粒苹果 形，分布范围较宽；流动性差70-75S，适合于压制大型产品。 离心式造粒料特点：颗粒细80-180um（80-200目）；颗粒球形， 分布范围窄；流动性好60-65S，适合于压制小型产品。 均混：为确保压制密度及收缩的一致性，造粒料需要分级和均 混，均混过程中加入一定量的脱膜剂，防止粘膜。 註：生产放电管应采用离心式造粒粉料，粒子小而均匀，流动性 好，避免压制壁薄产品时缩腰。