在陶瓷—金属封接中陶瓷表面预金属化这项技术首次亮相,这是一种能够使得陶瓷与金属实现优异连接的技术。这项技术的首次亮相是为了解决电子管中零部件的连接的难题,如今在很多高科技领域(电光源、激光、半导体和宇航等)中都有很广阔的应用。陶瓷—金属封接是一项涉及物理、化学、材料学、真空技术、表面科学等方面知识的综合性技术。这项技术应用范围越来越广泛,但是其工艺难度很大,因此成为全球研究的热点课题。从广义角度看,这项技术最早被发现于十五世纪的中国泰蓝的制作中,西方首次应用这项技术要追溯到十八到十九世纪。然而,直到二十世纪三十年代这项技术才逐渐走向成熟。总的来说,近代电力和电子技术的需求和发展是陶瓷一金属的封接技术的主要发展动力。到五十年代初,活性钎焊技术发展变得很快。之后,陶瓷材料的需求量变大,发展更加迅猛,一些全新的连接工艺不断出现[23][24]。我国开始投入到陶瓷与金属封接的研究起源于五十年代,当时电子工业的发展对这项技术提出了一定的要求,我国当时使用的是玻璃、Ag-Ti-Cu钎料等。国外研究了三十年得出的两种方法(金属粉末法和活性金属)我国在六十年代就已经掌握。六十年代后,我国开始了自己设计。在不丢下传统技术研究的同时,新工艺、新材料的发展也在同步进行,同时封装结构和应力也得到了相应的研究,结果显著,对世界上封装技术提发展做出了卓越的贡献[25]。79806
值得一提的是典型烧结金属粉末法和活性金属法仍然是当今陶瓷—金属封装技术的主要方法,但是在多层陶瓷制作工艺中大多采用高温烧结金属化工艺。表1-1中列举了陶瓷表面预金属化主要事件。论文网
表1-1陶瓷表面预金属化主要事件
年代 国家 主要研究者 内容
1935 德国 用Mo、W、Re等难熔金属粉添加少
H。Vatfer量氧化物,对滑石陶瓷实现金属化用Mo-Fe对ZrO2的滑石陶瓷实现金
1936 德国 H。Palfrich 属化,研制成功了金属-陶瓷结构的
灯塔管用Mo(80%)-Mn(20%)对氧化铝和
1950 美国 H。J。Nolte 橄榄石实现了金属化,该法可用于电子管工业中
用MoO3实现了对陶瓷的金属化,金
1954 美国 A。G。Pincus
属化后不必再进行电镀处理
1957 前苏联 发表了碳化物金属法,配方为
TiC-WC-Fe,适合于镁橄榄石
1960美国 S。SCole 用Mo-MnO对氧化钵实现了金属化
美国 用Mo-Ti法对氧化铝进行金属化,并
S。SCole提出玻璃相扩散的粘结机理
1969 美国 S。SCole
提出生瓷板高温烧结金属化工艺使陶瓷烧成与金属化在同一工序中完成,这对集成电路板有很大的意义