[发明专利]一种氧化铝陶瓷的表面金属化方法

说明书

本发明涉及陶瓷技术领域，具体为一种氧化铝陶瓷的表面金属化方法，将金属粉体、助剂、有机载体混合，制成金属化浆料，采用丝网将金属化浆料印刷至氧化铝陶瓷基体上，经50‑60℃干燥1‑1.5h后，再叠加一件氧化铝陶瓷基体，形成“三明治”结构，进行压制后，在氢气和氮气的气氛下升温排胶、烧结即可，对金属化层与氧化铝陶瓷的抗拉强度进行了测试，金属化层抗拉强度达到120MPa以上。

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，具体为一种氧化铝陶瓷的表面金属化方法。

背景技术

随着电子技术的不断进步散热问题已经逐渐成为限制功率型电子产品朝着大功率与轻型化方向发展的瓶颈。热量在功率型电子元器件内部的不断积累将使得芯片结温逐步升高并产生热应力引发寿命降低及色温变化等一系列可靠性问题，在功率型电子元器件的封装应用中散热基板不仅承担着电气连接和机械支撑等功能更是热量传输的重要通道。对功率型电子器件而言其封装基板应具有较高的导热性、绝缘性与耐热性，以及较高的强度和与芯片相匹配的热膨胀系数。

氧化铝陶瓷基板作为新兴的散热材料其综合性能是普通金属基板所无法比拟的，氧化铝陶瓷基板在制作成型之后，需对其表面实施金属化，以实现基板的电气连接性能，表面金属化对氧化铝陶瓷基板的制作而言是至关重要的一环，但是，由于金属在高温下对氧化铝陶瓷表面的润湿性能较差，导致金属与陶瓷之间的结合性能下降，影响了其性能。

发明内容

发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种氧化铝陶瓷的表面金属化方法。

所采用的技术方案如下：

一种氧化铝陶瓷的表面金属化方法，包括以下步骤：

S1：将硝酸铝、硝酸铬、硝酸钴溶于水，搅拌均匀中得到溶液，依次将聚乙二醇、尿素加入，搅拌至全部溶解后，将反应液转移至水热反应釜中，密封升温至120-140℃反应24-48h，反应结束后冷却至室温，依次用水、乙醇洗涤，真空干燥得到前躯体，将前驱体置于马弗炉中，升温至1250-1300℃煅烧3-5h，自然冷却后得到陶瓷粉体；

S2：将月桂酰胺、硬脂酸酰胺加入乙醇中，再将陶瓷粉体加入混合搅拌1-5h后滤出，80-125℃下干燥8-15h，得到改性陶瓷粉体，将其与质量浓度为5-8％的聚乙烯醇溶液混合并注入模具中，在40-50MPa下压制成型得到坯体，将坯体先升温至380-450℃保温1-2h再升温至1400-1450℃保温1-2h，得到氧化铝陶瓷基体；

S3：将金属粉体、助剂、有机载体混合，制成金属化浆料，采用丝网将金属化浆料印刷至氧化铝陶瓷基体上，经50-60℃干燥1-1.5h后，再叠加一件氧化铝陶瓷基体，形成“三明治”结构，进行压制后，在氢气和氮气的气氛下升温排胶、烧结即可。

进一步地，所述硝酸铝、硝酸铬、硝酸钴的质量比为1：0.1-0.5：0.05-0.1。

进一步地，所述金属粉体为镍粉和钴粉。

进一步地，所述镍粉和钴粉的质量比为1：0.05-0.1。

进一步地，所述助剂为碳酸钠、氧化铝、碳酸钡、氧化硼、碳酸钾和硅酸锌。

进一步地，所述有机载体包括有机膨润土、聚乙烯醇、三油酸甘油酯、乙醇。

进一步地，所述金属粉体、助剂、有机载体的质量比为6-7：0.5-1：4-6。

进一步地，压制温度为80-100℃，压制压力为1-2MPa。

进一步地，排胶温度为400-550℃，排胶时间为1-2h。

进一步地，烧结温度为1100-1200℃，烧结时间为1-2h。

本发明的有益效果：