陶瓷金屬化是陶瓷很重要的一個工藝技術,陶瓷基板的金屬封接技術是多科學交叉形成和發(fā)展起來的,是材料的應用和延伸,是一門工藝性和實用性都很強的基材技術。今天小編主要分享的就是“陶瓷基板金屬化配方的設計原則”
陶瓷基板金屬化設計原則離不開封裝原理。目前國內外廣泛采用的活化Mo-Mn法的主要機理是活化劑玻璃相遷移。由于20世紀80年代XPS,AES的發(fā)展和廣泛應用,人們率先采用上述現(xiàn)代化表面分析技術對金屬化層Mo的表面化學態(tài)進行了分析、測定,發(fā)現(xiàn)其表面不說單純的金屬Mo,而是在金屬化過程中生成約200nm厚的氧化膜。這層氧化膜對封接組件的氣密性和強度至關重要,因而Mo的表面氧化這一化學態(tài)的存在,也就成為活化Mo-Mn法機理的重要組成部分。
陶瓷基板金屬化配方的組成部分提出了“三要素”的概念,即通常金屬化配方中一般應存在SiO2,三氧化二鋁和MnO.因為Mo表面氧化態(tài)的存在,對于解釋和研究封接甚為重要。列如,這能比較完善地解釋通常Mo-Mn法中引入SiO2的重要性和物化意義?,F(xiàn)已證明:SiO2的存在使玻璃相與Mo顆粒浸潤性得到改善,從金屬化層中斷裂的概率減小,封接強度相應提高。因而目前選用濕氫氣氛是可取的,這不僅是Mn變成MnO的需要,而且也是MoO2的氧化膜存在的需求。特別是SiO2單鍵強度帶點444KJ/mol,是玻璃形成體,也是活化劑的基體和骨架,與MoO2化學性質相似,有利于浸潤,其重要性可見一斑。
陶瓷基板金屬化在引入MnO進入金屬化配方中,其明顯作用有3種:1,作為密著劑,可以與一些金屬產生化學反應,從而使封接強度提升;2,降低玻璃高溫黏度,使金屬化溫度降低;3,降低玻璃的表面張力和增加玻璃熔體對金屬表面的浸潤能力。
總之,所涉及的封接機理內容包括物質結構,化學熱力學、化學動力學,這正是物理化學的主要內容,故可以認為活化Mo-Mn法封接機理為物理化學反應機理。從此機理出發(fā)可以確定通常配方的3個主要組分是三氧化二鋁,SiO2和MnO。其中三氧化二鋁的作用主要是提高封接強度,而SiO2和MnO則主要是用來改善浸潤和降低黏度。
綜上所述,陶瓷基板金屬化從配方成分設計方面,應考慮“三要素”的概念,二性能方面,應考慮活化劑玻璃相的膨脹系數、溶度、浸潤特性,更多陶瓷金屬化的問題可以咨詢金瑞欣特種電路。金瑞欣特種電路是專業(yè)的電路板打樣和中小批量生產廠家,主營陶瓷基板、高頻板、和多層電路板。