了解氮化铝陶瓷基板的金属化是否通过化学镀铜方式
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发布时间：2024-04-22 18:49
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时间：2024-05-03 23:30
氮化铝陶瓷基板的金属化技术：化学镀铜的卓越选择
在电子行业中，氮化铝陶瓷基板因其卓越的特性如高导热性、机械强度、电性能和相近的热膨胀系数，备受瞩目。作为高压、大功率器件的理想基板材料，金属化处理对其性能至关重要。其中，化学镀铜技术因其在氮化铝基板上的应用而备受关注。
研究者们对未抛光和机械抛光的氮化铝陶瓷基板进行了化学镀铜的实验，使用4%的NaOH水溶液作为蚀刻剂，形成机械联锁位点。对未抛光的基板，平均粗糙度0.2微米的样品，其附着力从1.3kg/mm提升至表面粗糙度0.82微米的2.3kg/mm。这种机械联锁机制在未抛光的氮化铝基板上尤为显著，铜的粘合强度相对于抛光基板增长到了超过7.6kg/mm，显示出化学镀铜在氮化铝金属化过程中的巨大潜力。然而，对于抛光基板表面粘合强度增加的原因，仍需要进一步探索。
表面金属化是陶瓷基板应用的关键，如多层薄膜金属化，如Tipd-Au，以及难以熔化的厚膜材料如Mo-Mn或W。尽管化学镀铜在陶瓷表面附着力方面面临挑战，但其成本效益和高产性使其成为氮化铝金属化的理想选择。铜凭借其优良的导电性、抗焊料浸出性以及经济性，成为电子行业的首选导体材料。
化学镀铜对氮化铝陶瓷的金属化尤其引人注目，尽管在陶瓷表面的化学蚀刻过程相较于塑料更为复杂。然而，这种方法提供了足够的附着力，尤其是在难以蚀刻的陶瓷表面。化学方法的优势在于其生产力和经济效益，随着技术的改进，化学镀铜在氮化铝基板上的应用前景更为广阔。
如图1所示，蚀刻时间对氮化铝表面粗糙度有显著影响。4% NaOH溶液中，80分钟的蚀刻使平均粗糙度从0.2微米升至0.8微米。蚀刻时间不同，基板表面形貌随之变化，如图2所示。化学镀铜附着力受两种机制影响，主要为机械联锁，因为低温下化学键合较弱。表面粗糙度与附着力高度相关，粗糙表面提供了更多的机械锁合点，从而提升附着力。
图3和4揭示了化学镀铜附着力与蚀刻时间和表面粗糙度的关系，表明抛光后的氮化铝基板在化学镀铜后展现出极高的粘附强度，超过7.6kg/mm，这使得无电沉积铜成为氮化铝陶瓷基板金属化的理想方案。然而，抛光过程对AI2O3氧化层的影响以及其对后续电镀的影响仍有待深入研究。
总的来说，氮化铝陶瓷基板通过化学镀铜实现了高效、稳定的金属化，尤其是在抛光处理后的基板上，其粘合强度和性能提升明显，为电子器件的广泛应用奠定了坚实的基础。随着技术的不断优化，这种化学镀铜方法有望进一步提升氮化铝陶瓷基板在电子行业中的地位。
