【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于對陶瓷基板表面進行金屬化加工的方法，尤其是一種利用特殊制具(例如層板)搭配特殊溫控使陶瓷基板與金屬接合的方法。
技術介紹
1、在電子、航空航天、汽車、化學工業等領域中，表面金屬化的陶瓷材料具有多種用途和應用，例如可以作為電子元件或其他復合材料，從而在保有陶瓷的優良特性的情況下使元件或材料額外獲得金屬的優異性能，例如導電、導熱、散熱、耐蝕及耐磨性能。
2、常見的用于陶瓷基板金屬化的方式為：在陶瓷基板形成有絕緣層的一面接合由純鋁板、鋁合金板、純銅板、銅合金板中的任一種形成的電路層，在絕緣層的另一面接合由純鋁或鋁合金的金屬板形成的金屬層。
3、在上述結構中，由于陶瓷與各種金屬(尤其是鋁和銅)的熱膨脹系數不同，在各種材料各自具有不同的熱脹冷縮速率及程度的情況下，可能導致陶瓷基板破裂或各層彼此剝離的問題。因此，現有技術中，為了解決這些問題，通常會在陶瓷基板的兩面同時覆銅或同時覆鋁。
4、然而，對于高功率元件而言，此結構存在的缺點為：若兩面同時覆鋁，則陶瓷基板的導電性不佳，雖具有抗高電壓的能力但不抗高電流，進而導致陶瓷基板破裂或分層剝離；另一方面，若兩面同時覆銅，則成本較高且重量較重。
5、此外，用于使金屬層與陶瓷材料接合的現有技術包括固相擴散方法、高溫高壓爐制程、及感應加熱方法。
6、對于固相擴散(又稱擴散接合，diffusion?bonding)方法而言，主要是在真空環境下，利用高溫高壓使兩金屬材料的接觸面產生塑性變形，并使其間的距離達到原子間距，以使原子
7、目前已知的固相擴散方法在用于陶瓷基板金屬化時，因為必須在真空環境下(真空度為10-7至10-5bar)才能對金屬材料進行加壓(機械壓力為102至103kg/cm2)，需要超高的機械壓力以及昂貴的設備，因此存在高成本的問題。此外，在擴散接合過程中，金屬的軟化速度較慢，需要較長的時間來形成均勻的金屬化層，因此存在效率不佳的缺點，不適合量產。對于高溫高壓爐(hp)制程而言，由于需要使整個爐內腔體升溫，因此升溫效率較差，金屬軟化速度慢，且較為耗能，況且，為了承受超高機械壓力的設計，將使爐內空間受限，不易于量產。
8、對于感應加熱方法而言，由于是通過電磁感應直接加熱焊料(金屬)或使用硬焊(例如硬焊覆銅)進行接合，會引起劇烈的熱漲冷縮，從而導致陶瓷基板破裂。況且，感應加熱僅適用于導電性較好的金屬材料，對于導電性較差或不良的材料無法達成所需的接合效果。
9、綜上所述，需要一種對陶瓷基板表面進行金屬化加工的改進方法，其中，利用特殊接合方式的復合結構能夠解決陶瓷基板金屬化時產生破裂的問題或復合結構在作為電子元件使用時因熱漲冷縮產生分層剝離的問題。
技術實現思路
1、鑒于現有技術遭遇的問題，本專利技術旨在提供一種用于對陶瓷基板表面進行金屬化加工的方法，其中，利用特殊制具(例如層板)搭配特殊溫控使陶瓷基板與金屬接合，從而能夠解決金屬化的陶瓷基板破裂或分層剝離的問題。
2、根據本專利技術的一實施例的一種用于對陶瓷基板表面進行金屬化加工的方法，包括以下步驟：
3、步驟a)將第一金屬層置于陶瓷基板的下表面；
4、步驟b)將該第一金屬層不與該陶瓷基板接觸的另一表面與第一制具接觸；
5、步驟c)可選地通過該第一制具將該第一金屬層朝向該陶瓷基板加壓；以及
6、步驟d)加熱該第一制具，將熱傳導至該第一金屬層，以使該陶瓷基板的該下表面金屬化。
7、在本專利技術的一實施例中，該陶瓷基板的材料包含氧化鋁、氮化鋁、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、氮化硼、氧化鈹、及氧化鋯增韌氧化鋁(zta)中的一種或多種。
8、在本專利技術的一實施例中，該第一金屬層的材料包含銀、銅、鈦、鎳、鋁、錫、鋅、鎢、鈮及釩中的一種或多種。
9、在本專利技術的一實施例中，該第一制具由高電阻的導體制成，其熔點大于2000℃，且于加工過程中不與該第一金屬層產生固溶、擴散、及共晶反應，并且，該第一金屬層的熔點低于該第一制具的熔點溫度的80％。
10、在本專利技術的一實施例中，該導體包含鉬、鉬合金、鎢、鎢合金、鉭、鉭合金、石墨、硅、及碳化硅中的一種或多種。
11、在本專利技術的一實施例中，加熱該第一制具的方式包含電熱加熱、紅外線石英管加熱、高周波感應加熱、紅外線真空加熱、電弧加熱、及磁控電子束加熱。
12、在本專利技術的一實施例中，本專利技術的方法可以進一步包括以下步驟：
13、步驟e)將第二金屬層置于該陶瓷基板的上表面；
14、步驟f)將該第二金屬層不與該陶瓷基板接觸的另一表面與第二制具接觸；
15、步驟g)可選地通過該第二制具將該第二金屬層朝向該陶瓷基板加壓；以及
16、步驟h)加熱該第二制具，將熱傳導至該第二金屬層，以使該陶瓷基板的該上表面金屬化，
17、其中，該上表面與該下表面位于該陶瓷基板的相對側。
18、在本專利技術的一實施例中，該第一金屬層的材料與該第二金屬層的材料為種類相異的金屬或合金。
19、根據本專利技術的另一實施例的用于對陶瓷基板表面進行金屬加工的方法，進一步包括以下步驟：
20、步驟a1)以彼此平行地間隔開的方式布置多個陶瓷基板；
21、步驟b1)在該多個陶瓷基板中的每一個的下表面設置第一金屬層；
22、步驟b2)在該多個陶瓷基板中的每一個的上表面設置第二金屬層；
23、步驟c1)使該些第一金屬層中最下方的第一金屬層不與對應的陶瓷基板接觸的另一表面與第一制具接觸；
24、步驟c2)使該些第二金屬層中最上方的第二金屬層不與對應的陶瓷基板接觸的另一表面與第二制具接觸；
25、步驟d1)可選地通過該第一制具和該第二制具將該些陶瓷基板、該些第一金屬層和該些第二金屬層向中心加壓；以及
26、步驟f1)加熱該第一制具和該第二制具，將熱傳導至該些第一金屬層和該些第二金屬層，使該些陶瓷基板中的每一個的該上表面和該下表面金屬化。
27、在本專利技術的一實施例中，在該步驟b2)和該步驟c1)之間、該步驟c1)和該步驟c2)之間、或該步驟c2)和該步驟d1)之間可以進一步包括以下步驟：
28、步驟c3)在相鄰的陶瓷基板之間面向彼此的第一金屬層與第二金屬層之間對應地布置多個中間制具。
29、綜上所述，通過本專利技術的金屬化加工方法能夠避免陶瓷在加工期間產生破裂的問題并有利于量產，同時可以防止金屬化的陶瓷基板在作為電子元件使用時因熱漲冷縮產生分層的問題。進一步地，通過本專利技術的金屬化加工方法制備而成的復合結構中，在陶瓷基板的兩面覆有異種金屬，因此可同時具有優異的導電及散熱特性。
30、本專利技術的效果不限于上述效果，所屬
中技術人員能從權利要求范圍的描述中清楚地理解未提及的其他效果。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于對陶瓷基板表面進行金屬化加工的方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述陶瓷基板的材料包含氧化鋁、氮化鋁、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、氮化硼、氧化鈹、及氧化鋯增韌氧化鋁中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一金屬層的材料包含銀、銅、鈦、鎳、鋁、錫、鋅、鎢、鈮及釩中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述導體包含鉬、鉬合金、鎢、鎢合金、鉭、鉭合金、石墨、硅、及碳化硅中的一種或多種。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，加熱所述第一制具的方式包含電熱加熱、紅外線石英管加熱、高周波感應加熱、紅外線真空加熱、電弧加熱、及磁控電子束加熱。
7.根據權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟：
8.一種用于對陶瓷基板表面進行金屬化加工的方法，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的方法，其中，在所述步驟b2)和所述步驟c1)之間、所述步驟c1)和所述步驟c2)之間、或所述步驟c2)和所
...【技術特征摘要】
1.一種用于對陶瓷基板表面進行金屬化加工的方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述陶瓷基板的材料包含氧化鋁、氮化鋁、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、氮化硼、氧化鈹、及氧化鋯增韌氧化鋁中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一金屬層的材料包含銀、銅、鈦、鎳、鋁、錫、鋅、鎢、鈮及釩中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述導體包含鉬、鉬合金、鎢、鎢合金、鉭、鉭合金、石墨...
【專利技術屬性】
技術研發人員：魏汝超，陳東林，曾浩瑞，陳奕勝，
申請(專利權)人：超能高新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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