陶瓷金屬化的方法、機(jī)理及影響因素的研究進(jìn)展

王 玲，康文濤，高朋召，康丁華，張桓桓

陶瓷金屬化的方法、機(jī)理及影響因素的研究進(jìn)展

王 玲1，康文濤2，高朋召1，康丁華2，張桓桓2

(1. 湖南大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410082；2. 婁底市安地亞斯電子陶瓷有限公司，湖南 婁底 417000)

主要介紹了陶瓷金屬化的工藝流程，綜述了近十年來陶瓷金屬化的主要方法及相關(guān)機(jī)理研究，總結(jié)了金屬化配方、燒結(jié)溫度、顯微結(jié)構(gòu)等因素對(duì)陶瓷金屬化效果的影響，并列舉了陶瓷金屬化效果的評(píng)價(jià)方法，最后對(duì)陶瓷金屬化工藝的下一步的研究工作進(jìn)行了展望。

陶瓷金屬化；機(jī)理；影響因素；效果評(píng)價(jià)

0 引言

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電子器件和電子裝置中元器件的復(fù)雜性和密集型日益提高，開發(fā)性能優(yōu)異、可滿足各種要求的元器件電子封裝材料已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急[1,2]。陶瓷-金屬封接工藝研究最早在1935年始于德國，國內(nèi)對(duì)陶瓷-金屬封接工藝的研究始于1958，1975年初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，目前該工藝廣泛應(yīng)用于真空電子技術(shù)、微電子封裝技術(shù)、能源化工和航空航天等諸多領(lǐng)域[3]。

陶瓷-金屬封接工藝屬于一個(gè)多學(xué)科交叉技術(shù)，是一種實(shí)用性、工藝性很強(qiáng)的技術(shù)，該技術(shù)要求陶瓷-金屬封接組件必須具有高的結(jié)合強(qiáng)度、好的氣密性以及優(yōu)良的熱循環(huán)性能等[4]。金屬材料具有優(yōu)良的延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，而陶瓷材料耐高溫、高強(qiáng)度、高硬度、耐磨損、耐腐蝕、電絕緣強(qiáng)度高，將陶瓷材料與金屬材料結(jié)合起來，在性能上可以形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而延伸、拓展各自的研究領(lǐng)域[5]。由于陶瓷與金屬材料熱膨脹系數(shù)的差異，兩者無法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的直接連接，故而首先需要在陶瓷上燒結(jié)或沉積一層金屬薄膜，這一過程就稱為金屬化，金屬化的好壞直接影響到最終封接的氣密性和強(qiáng)度等，是陶瓷-金屬封接工藝中最重要的一環(huán)[6]。

陶瓷金屬化中常用的陶瓷基片主要為SiC、BeO、AlN、Al2O3等陶瓷，其中SiC陶瓷具有較高的熱導(dǎo)率，但其較高的介電常數(shù)和較低的絕緣電壓限制其在高頻領(lǐng)域的應(yīng)用；BeO陶瓷具有異常高的導(dǎo)熱性能及低溫?zé)釋?dǎo)率，但近年來出現(xiàn)了有關(guān)Be中毒的報(bào)道；AlN陶瓷具有優(yōu)異的電性能和熱性能，被認(rèn)為是最具有發(fā)展前途的高熱導(dǎo)陶瓷基片，且其介電常數(shù)較低、機(jī)械強(qiáng)度高，在嚴(yán)酷的條件下仍能照常工作，但AlN陶瓷需在惰性氣氛下燒結(jié)，能源消耗大，成本較高[7]；Al2O3陶瓷是目前應(yīng)用最為成熟的基片材料，其機(jī)械強(qiáng)度高、硬度大、耐磨損、電絕緣強(qiáng)度高、耐熱沖擊大、化學(xué)穩(wěn)定性好且原料來源豐富、制造工藝簡單、價(jià)格低廉，所以Al2O3陶瓷已成為陶瓷金屬化應(yīng)用最廣泛的陶瓷之一[8]。

多年來，陶瓷金屬化一直是一個(gè)熱門的課題，國內(nèi)外學(xué)者都對(duì)其展開了深入的研究，在金屬化的機(jī)理方面還尚存有爭(zhēng)議，且金屬化的性能方面如陶瓷金屬化成品的抗彎、抗拉強(qiáng)度、氣密性等仍有待提高。本研究內(nèi)容主要從工程化的角度去闡述陶瓷金屬化工藝、機(jī)理、影響因素等方面對(duì)陶瓷金屬化成品的影響。

1 陶瓷金屬化工藝

陶瓷-金屬封接工藝中最重要的一步就是金屬化，它的好壞影響最終的封接效果。金屬化的工藝流程詳細(xì)步驟包括：

第一步：基體預(yù)處理。采用金剛石研磨膏將無壓燒結(jié)的95wt.%氧化鋁陶瓷拋至光學(xué)平滑，保證表面粗糙度≤1.6 μm，將基材放入丙酮、酒精中，超聲波常溫清洗20 min；

第二步：金屬化漿料配制。按照金屬化配方稱量原料，球磨一定時(shí)間后制成一定粘度的金屬化漿料；

第三步：涂料、烘干。利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在陶瓷基體上涂上漿料，漿料厚度要適宜，太薄焊料易流入金屬化層，太厚不利于組分遷移，然后將上漿后的基體在烘箱中干燥；

第四步：熱處理。將烘干后的基體放入還原性氣氛中燒結(jié)形成金屬化層[9,10]。

陶瓷金屬化結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示[11]。

圖1 陶瓷金屬化結(jié)構(gòu)示意圖

2 陶瓷金屬化機(jī)理

陶瓷金屬化的機(jī)理較為復(fù)雜，涉及到幾種化學(xué)和物理反應(yīng)、物質(zhì)的塑性流動(dòng)、顆粒重排等。金屬化層中的氧化物、非金屬氧化物等各種物質(zhì)在不同燒結(jié)階段中發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)擴(kuò)散遷移。隨溫度的升高，各物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)形成中間化合物，達(dá)到共同的熔點(diǎn)時(shí)形成液相，液態(tài)的玻璃相有一定的粘性，同時(shí)產(chǎn)生塑性流動(dòng)，之后顆粒在毛細(xì)管的作用下發(fā)生重排，在表面能的驅(qū)動(dòng)下原子或分子發(fā)生擴(kuò)散遷移，晶粒長大，氣孔逐漸縮小并且消失，達(dá)到金屬化層的致密化[12,13]。

實(shí)驗(yàn)表明，金屬化過程中玻璃相在基體陶瓷與金屬化層之間的擴(kuò)散遷移是普遍存在的，玻璃相與陶瓷基體的結(jié)合可以是物理反應(yīng)，也可以是化學(xué)反應(yīng)(即通過化學(xué)反應(yīng)生成中間相)[14]。

Twentyman[15]對(duì)于Mo-Mn法金屬化過程中的機(jī)理提出了一個(gè)雙毛細(xì)管模型，即金屬化層中玻璃相的毛細(xì)引力大于陶瓷體中的玻璃相毛細(xì)引力時(shí)，玻璃相從陶瓷體中向金屬化層中遷移，若小于則玻璃相從金屬化層中向陶瓷體中遷移。

金屬化層中玻璃相毛細(xì)引力Mo可表示為式(1)：

式中，代表玻璃表面張力，θ為玻璃相與Mo的浸潤角，Al2O3為玻璃相與Al2O3的浸潤角，和為金屬化層和陶瓷體中毛細(xì)管模型半徑。

基于這個(gè)模型，高隴橋教授[3]認(rèn)為，玻璃相遷移過程中，不僅應(yīng)考慮玻璃相表面張力所引起的驅(qū)動(dòng)力，而且還應(yīng)考慮粘度所引起的阻力，通常的金屬化溫度下，玻璃相的粘度較高，當(dāng)玻璃相的粘度≥ 105Pa·s時(shí)，即使毛細(xì)引力很大，玻璃相也是無法遷移的，因此，在對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析中粘度必須加以考慮。在此基礎(chǔ)上對(duì) Twentyman的雙毛細(xì)管模型進(jìn)行了修正和完善。

判定玻璃相的遷移方向的依據(jù)是：當(dāng)滿足式(3)時(shí)，玻璃相從陶瓷體向金屬化層中遷移；

當(dāng)滿足式(4)時(shí)，玻璃相則從金屬化層向陶瓷體中遷移。

式中，T和T分別為Mn玻璃相和Ca玻璃相的表面張力，而K和K分別為Mn玻璃和Ca玻璃的黏度因子。

3 陶瓷金屬化的方法

陶瓷金屬化常用的制備方法主要有Mo-Mn法、活化Mo-Mn法[16]、活性金屬釬焊法[17]、直接覆銅法(DBC)[18]、磁控濺射法[19]。

3.1 Mo-Mn法

Mo-Mn法是以難熔金屬粉Mo為主，再加入少量低熔點(diǎn)Mn的金屬化配方，加入粘結(jié)劑涂覆到Al2O3陶瓷表面，然后燒結(jié)形成金屬化層。Ghosh S等[20]人采用高純度的Mo、Mn粉末以80 : 20的金屬化配方，在Al2O3基體上形成的金屬化層與基材具有良好的粘合性。Al2O3基體、界面層和金屬涂層的納米硬度值分別為14 ± 1.5 GPa，5.5 ± 1.5 GPa和1.5 ± 1.1 GPa。納米硬度分布的變化表明形成了連續(xù)的梯度界面，這有助于提高陶瓷-金屬的粘附性并提高抗熱震性，從而使接頭可在更高的溫度下運(yùn)行。傳統(tǒng)Mo-Mn法的缺點(diǎn)在于燒結(jié)溫度高，能源消耗大，且配方中無活化劑的參與導(dǎo)致封接強(qiáng)度低[3]。

3.2 活化Mo-Mn法

活化Mo-Mn法是在傳統(tǒng)Mo-Mn法基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，改進(jìn)的方向主要有：添加活化劑和用鉬、錳的氧化物或鹽類代替金屬粉。這兩類改進(jìn)方法都是為了降低金屬化溫度。

研究表明，活化Mo-Mn法的機(jī)理是在金屬化條件下，Mo顆粒燒結(jié)成海綿狀骨架結(jié)構(gòu)，金屬化配方中的金屬M(fèi)n被氧化成MnO，然后與配方中添加物(Al2O3、SiO2、CaO等)相互擴(kuò)散及作用，生成熔點(diǎn)和粘度都比較低的熔體，這種熔體對(duì)Mo有良好的潤濕性，并能與95wt.% Al2O3陶瓷中的少量玻璃相發(fā)生互熔作用，與陶瓷中玻璃相及Al2O3發(fā)生作用，使陶瓷中玻璃相熔點(diǎn)、粘度下降，促進(jìn)其向金屬化層的孔隙遷移，增強(qiáng)了陶瓷與金屬化層的結(jié)合[21]。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高溫Mo-Mn法金屬化過程中，玻璃相在陶瓷體與金屬化層之間的擴(kuò)散遷移是普遍存在的，對(duì)于活化Mo-Mn法的玻璃遷移機(jī)制[3]，Kuo等[22]人采用改進(jìn)的Mo-Mn工藝以及通過在316SS和Al2O3之間的壓縮Ni網(wǎng)交錯(cuò)進(jìn)行活性釬焊，獲得了致密且無裂縫的接頭，且在任一界面都沒有觀察到連續(xù)的脆性金屬化合物。劉桂武[23]采用活化鉬-錳路線，使用72Ag28Cu釬焊制備了高純Al2O3陶瓷/不銹鋼接頭，在最優(yōu)工藝條件下，接頭最大剪切強(qiáng)度達(dá)115 MPa，平均強(qiáng)度高于97 MPa?；罨疢o-Mn法的缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜、成本高，但其結(jié)合牢固，能極大改善潤濕性，所以仍是陶瓷-金屬封接工藝中發(fā)明最早、最成熟、應(yīng)用范圍最廣的工藝。

3.3 活性金屬釬焊法

活性金屬釬焊法也是一種應(yīng)用較廣泛的陶瓷-金屬封接工藝，它比Mo-Mn法的發(fā)展晚10年，特點(diǎn)是工序少，陶瓷-金屬的封接只需要一次升溫過程就能完成。釬焊合金含有活性元素，如Ti、Zr、Hf和Ta，添加的活性元素與Al2O3反應(yīng)，在界面處形成具有金屬特性的反應(yīng)層，這種方法可以很容易地適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，與鉬-錳工藝相比，這種方法相對(duì)簡單經(jīng)濟(jì)[24]。Wang Y等[25]人使用Ag-Cu-TiH2-B復(fù)合填充物活化Al2O3陶瓷表面的金屬化，然后和5A05合金進(jìn)行后續(xù)熔化釬焊，當(dāng)活性金屬化Al2O3陶瓷和5A05鋁合金在530 ℃下擴(kuò)散釬焊20 min，活化金屬化溫度為880℃/10 min時(shí)，最大剪切強(qiáng)度為70 MPa。Niu G B[26]團(tuán)隊(duì)采用Ag-Cu-Ti釬料通過活性釬焊將Al2O3陶瓷與TiAl合金接合，研究了釬焊溫度、保溫時(shí)間和Ti含量對(duì)TiAl /Al2O3界面微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響，認(rèn)為Ag-Cu共晶體與2wt.% TiH2在880 ℃釬焊 10 min的接頭的最大剪切強(qiáng)度為102 MPa?；钚越饘兮F焊法缺點(diǎn)在于活性釬料單一，導(dǎo)致其應(yīng)用受到一定限制，且不適于連續(xù)生產(chǎn)，僅適合大件、單件生產(chǎn)或小批量生產(chǎn)[27]。

3.4 直接覆銅法(DBC)

直接覆銅法(DBC)是指通過高溫熔煉和擴(kuò)散過程，純金屬Cu被緊密且牢固地貼在Al2O3或AlN基體上的一種方法[28]。

該技術(shù)最早由Burgess和Sun[29,30]介紹，主要用于Al2O3陶瓷的表面金屬化，即通過Cu箔與Al2O3陶瓷表面的Al發(fā)生鍵合來實(shí)現(xiàn)金屬化。He H等[31]人通過焙燒過程來控制Cu和Al2O3的鍵合，如反應(yīng)(5)：

Cu2O + Al2O3= 2 CuAlO2(5)

檢測(cè)出DBC基材表現(xiàn)出良好的抗熱震性能，其缺點(diǎn)就在于氧含量難以控制。Hromadka K等[32]人對(duì)直接覆銅法進(jìn)行優(yōu)化和改善，所開發(fā)的技術(shù)可用于生產(chǎn)最大厚度為0.7 mm左右的銅層的陶瓷基板，這是其他方法難以實(shí)現(xiàn)的。這些基板提供出色的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，這對(duì)于功率LED元件(如功率LED二極管)的有效冷卻是必不可少的，這些基材還具備良好的機(jī)械性能和耐熱性。

3.5 磁控濺射法

磁控濺射法是物理氣相沉積的一種，是通過磁控技術(shù)在襯底上沉積多層膜，具有優(yōu)于其他沉積技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，如更好的附著力，更少的污染以及改善沉積樣品的結(jié)晶度，獲得高質(zhì)量的薄膜[33]。Ju D L等[34]人通過對(duì)Al2O3表面進(jìn)行多種預(yù)處理，如：有機(jī)溶劑清洗、酸洗、熱處理、等離子清洗，然后將Cu薄膜直接濺射到Al2O3基體上，可以實(shí)現(xiàn)34 MPa的粘合強(qiáng)度。Xin C等[35]人采用磁控濺射方法在95wt.% Al2O3沉積Ti/Mo雙層薄膜，在燒結(jié)溫度為1200 ℃時(shí)，在Ti/Al2O3界面上形成了大量直徑小于150 nm和具有金屬性質(zhì)的球形TiO納米顆粒，TiO顆?？梢杂行У爻洚?dāng)“橋”，將Ti膜牢固地結(jié)合到Al2O3基材上，Ti膜與Al2O3陶瓷之間形成較強(qiáng)的粘附性。Mo可作為Al2O3陶瓷表面Ti涂層的潛在保護(hù)劑，以防止其在金屬化期間氧化；同時(shí)，它還可以作為Ti的一種潛在的隔離劑，以抑制在釬焊過程中Mo的另一側(cè)填充合金中Ti和金屬元素之間發(fā)生反應(yīng)。此法所得金屬化層很薄，能保證零件尺寸的精度，但它不宜對(duì)不耐高溫的陶瓷實(shí)行金屬化(如壓電陶瓷以及單晶)[3]。

4 陶瓷金屬化性能的影響因素

4.1 金屬化配方

高隴橋教授提出金屬化配方設(shè)計(jì)原則需考慮的“三要素”和“三特性”的概念，指出了活化劑玻璃相膨脹系數(shù)對(duì)陶瓷-金屬封接強(qiáng)度的重要性[36]。

“三要素”即在金屬化的配方中加入MnO、Al2O3和SiO2三種活化劑，其中 MnO 主要用于降低玻璃相的粘度，Al2O3可提高金屬化的強(qiáng)度，SiO2能改善浸濕；“三特性”即活化劑玻璃相的膨脹系數(shù)、熔度和對(duì)Mo浸潤特性。將納米粉體引入陶瓷金屬化層制備過程，有利于金屬化層密度的提高、封接強(qiáng)度的增大和金屬化溫度的降低。

王立君等[37]采用71wt.% Mo粉、9wt.% Mn粉、11wt.% Al2O3粉、7wt.% SiO2粉以及2wt.% CaO粉金屬化配方所制的金屬化層致密，封接強(qiáng)度達(dá)到300 MPa以上。荀燕紅等[38]將Mn粉、Mo粉、TiO2、SiO2、Al2O3等氧化物與松油醇、乙基纖維素配成金屬化膏劑，制備出的陶瓷封接件焊接強(qiáng)度可達(dá)150 MPa以上。

4.2 金屬化溫度及保溫時(shí)間

影響陶瓷金屬化的另一個(gè)關(guān)鍵因素是金屬化燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間。金屬化溫度可分為以下四種工藝：溫度超過1600 ℃以上的為特高溫，1450~1600 ℃的為高溫，1300~1450 ℃的屬于中溫，低于1300 ℃的則為低溫。適當(dāng)?shù)臒Y(jié)溫度是必須的，溫度過低會(huì)造成玻璃相沒有產(chǎn)生擴(kuò)散遷移，過高則金屬化強(qiáng)度比較差，金屬化層很容易從陶瓷上脫落造成封接的失效[39]。

Ghosh等[40,41]人通過Mo-Mn法制備了金屬化Al2O3陶瓷，研究了在潮濕的氫氣和氮?dú)庵袦囟葘?duì)金屬化層的粘附性和硬度的影響，劃痕測(cè)試結(jié)果表明，金屬化溫度從1250 ℃到1400 ℃，金屬涂層的附著力增強(qiáng)隨著金屬化溫度的增加，Al2O3陶瓷上的金屬化層的粘附性增強(qiáng)，納米壓痕時(shí)的最大壓痕深度為5500 nm。Liu G W等[42]人的研究表明，1200 ℃升高到1500 ℃時(shí)，可獲得完全燒結(jié)的金屬化層，但隨著金屬化溫度過高，保溫時(shí)間過長，會(huì)出現(xiàn)金屬化層的過度燒結(jié)，導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度降低。

4.3 金屬化層顯微結(jié)構(gòu)

金屬化工藝決定金屬化層的顯微結(jié)構(gòu)，顯微結(jié)構(gòu)又直接影響焊接體的最終性能。想要獲得良好的焊接性能，首先金屬化層應(yīng)為高結(jié)合強(qiáng)度的致密薄膜。若金屬化層的顯微結(jié)構(gòu)中各區(qū)域?qū)哟畏置?，且任一界面處都沒有觀察到連續(xù)的脆性金屬化合物，就會(huì)減少脆性和裂紋擴(kuò)展的幾率，界面緊密裂紋少，有利于減少焊料滲透，則說明該金屬化層致密性好，結(jié)合強(qiáng)度相對(duì)較高[43]。

4.4 其他因素

粉料粒度與合理級(jí)配的影響：金屬化粉料的粒度與涂層質(zhì)量和燒結(jié)效果有密切關(guān)系。粉末過細(xì)，表面能大，易形成團(tuán)聚，這會(huì)影響涂層的平整性；粉末過粗，表面能降低，導(dǎo)致燒結(jié)溫度提高，影響燒結(jié)質(zhì)量。另外，若各種粉料粒度分布相對(duì)集中，金屬化過程中粉料間會(huì)存在“拱橋效應(yīng)”導(dǎo)致金屬化層孔隙增多，對(duì)真空滅弧室的氣密性造成不利的影響[44]。

涂覆方式的影響：金屬化膏劑各組分的均勻分布性和涂覆性能的良好與否直接影響到金屬化層的質(zhì)量。涂覆可用手工筆涂、機(jī)械涂、噴槍噴涂和絲網(wǎng)印刷等方式，對(duì)于數(shù)量少而尺寸不一致的產(chǎn)品宜用筆涂，對(duì)同一產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)，則宜用絲網(wǎng)印刷。絲網(wǎng)印刷使得厚度控制精確，也比較均勻。涂膏厚度通常厚度在50~80 μm[3]。

涂層厚度的影響：不同金屬化配方和制備方法，金屬化層厚度都是不一樣的。高隴橋教授[45]通過對(duì)Mo-Mn法所得高強(qiáng)度封接件的分析表明，金屬層厚度與Mo顆粒直徑比以10:1為宜。戴精武等[46]人發(fā)現(xiàn)100% Mo配方的最佳涂層厚度為30~50 μm，而Mo:Mn:瓷粉=7:1:2配方的最佳涂層為60~120 μm，比前者厚得多，這是因?yàn)楹笳吆休^多的非金屬氧化物在金屬化過程中，這些非金屬氧化物都會(huì)變成玻璃相。Wang Y等人通過活性金屬釬焊方法獲得200~300 μm的金屬化層[25]。

5 金屬化效果的評(píng)價(jià)方法

常見陶瓷金屬化效果的評(píng)價(jià)方法主要有：通過X射線衍射進(jìn)行物相分析確定金屬層界面產(chǎn) 物[47]；用掃描電鏡觀察金屬化氧化鋁陶瓷試樣的表面形貌和金屬化層橫截面顯微結(jié)構(gòu)，觀察界面是否有滲透[48]；采用EDX能譜分析來確定選擇區(qū)域的元素組成，還可以推測(cè)界面反應(yīng)過程[49]。利用電子萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試金屬化陶瓷件的封接強(qiáng)度，在抗拉件的兩側(cè)施加不斷增加的拉力，記錄拉力的變化過程，直到抗拉件被拉斷，通過抗拉件的位置來判斷封接強(qiáng)度[50]。釬焊后的陶瓷-金屬封接件可以采用氦質(zhì)譜檢測(cè)儀檢漏[51]。

6 展望

陶瓷-金屬封接的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，從大功率微波管、大電流電力電子器件和高壓開關(guān)管等高真空器件，到新型、高效發(fā)電系統(tǒng)固體氧化物燃料電池，以及環(huán)保、汽車領(lǐng)域不可或缺的傳感器等電子器件，都是以高性能、高可靠的陶瓷-金屬封接技術(shù)為基礎(chǔ)。但目前各種陶瓷金屬化方法各有優(yōu)點(diǎn)和局限性，有的工藝復(fù)雜、成本高，有的較難達(dá)到氣密性要求，有的性能較差[52]。進(jìn)一步的工作應(yīng)集中在以下幾個(gè)方面：

(1) 闡明陶瓷金屬化過程中玻璃相的遷移機(jī)制及潤濕機(jī)理；

(2) 探索低能耗、低成本的金屬化配方和制備工藝，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)；

(3) 陶瓷的組成和表面特性對(duì)金屬化效果的影響。如可在陶瓷中加入易于與金屬化層中的活化劑發(fā)生反應(yīng)的添加劑，有助于陶瓷與金屬化層的緊密結(jié)合；或優(yōu)化氧化鋁基體表面的粗糙度，促進(jìn)較多區(qū)域發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

對(duì)陶瓷金屬化機(jī)理的探究和制備方法的改進(jìn)，是改善陶瓷-金屬封接工藝的前提，也是這一領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)[53]。

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Research Progress of Methods, Mechanisms and Influencing Factors of Ceramic Metallization

WANG Ling1, KANG Wentao2, GAO Pengzhao1, KANG Dinghua2, ZHANG Huanhuan2

(1. College of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082, Hunan, China;2. Loudi City Andeans Electronic Ceramics Co. Ltd., Loudi 417000, Hunan,China)

The technological process of ceramic metallization is introduced firstly, and main methods and relative mechanisms of ceramic metallization in recent ten years are reviewed. Also, the influence of metal powder compositions, sintering temperature and microstructure on the results of ceramics metallization are summarized. The evaluation method of ceramic metallization effect is also listed. Finally, the future research work of ceramic metallization technology is prospected.

ceramic metallization; mechanism; influence factors; effect evaluation

date: 2018?12?18.

date:2019?04?23.

TQ174.75

A

1000-2278(2019)04-0411-07

10.13957/j.cnki.tcxb.2019.04.001

2018?12?18。

2019?04?23。

高朋召(1976-)，男，博士，副教授。

Correspondent author: GAO Pengzhao(1976-), male, Ph.D., Associate professor.E-mail:gaopengzhao7602@hnu.edu.cn