电真空器件用陶瓷金属化和釉化工艺的改进

陶瓷基板dbc工艺陶瓷基板DBC工艺陶瓷基板DBC工艺是一种常用于电力电子器件中的封装技术。

DBC （Direct Bonded Copper）指的是将铜箔直接键合在陶瓷基板上，形成一个紧密结合的复合材料。

该工艺具有很高的导热性能和电绝缘性能，被广泛应用于功率模块、IGBT模块等电力电子器件中。

DBC工艺的核心是将铜箔与陶瓷基板进行键合。

这一步骤是通过在陶瓷基板上涂覆一层金属粘合剂，然后将铜箔放置在粘合剂上，经过高温高压处理，使得铜箔与陶瓷基板紧密结合。

这样的键合方式能够确保电力器件在高电压和高温环境下的可靠性和稳定性。

DBC工艺还包括了陶瓷基板的加工和表面处理。

陶瓷基板通常采用氧化铝陶瓷（Al2O3）或氮化铝陶瓷（AlN），具有良好的绝缘性能和导热性能。

在加工过程中，需要通过磨削、冲孔、抛光等工艺，将陶瓷基板加工成所需的形状和尺寸。

同时，还需要对基板进行表面处理，以提高与铜箔的键合效果。

DBC工艺还涉及到导线的制作和封装的完成。

导线是将电子器件的芯片与外部电路连接的关键部件，通常使用铜箔或银浆进行制作。

在DBC工艺中，导线的制作是通过在铜箔上附加一层导线粘合剂，然后通过高温烧结或电镀等工艺，将导线固定在铜箔上。

最后，将芯片和其他器件组装在陶瓷基板上，并进行封装，以保护芯片和电路。

陶瓷基板DBC工艺具有很多优点。

首先，它具有优异的导热性能，能够有效地将电子器件产生的热量传导出去，提高器件的工作效率和可靠性。

其次，DBC工艺还具有良好的电绝缘性能，能够有效地防止电子器件之间的漏电和短路现象。

此外，DBC工艺还可以实现器件的高密度集成和小型化，提高器件的功率密度和性能。

陶瓷基板DBC工艺是一种重要的电力电子器件封装技术。

它通过将铜箔直接键合在陶瓷基板上，形成一个紧密结合的复合材料，提供了良好的导热性能和电绝缘性能。

该工艺具有很多优点，被广泛应用于功率模块、IGBT模块等电力电子器件中。

未来，随着电力电子技术的不断发展，陶瓷基板DBC工艺将会得到更广泛的应用和推广。

放电等离⼦烧结氧化锆陶瓷的⼯艺优化和性能氧化锆陶瓷因其出⾊的耐磨性、耐腐蚀性和抗断裂性、⾼断裂韧性和⽣物活性等优异性，在许多⼯业应⽤中越来越受欢迎。

最近，⼀种制造氧化锆陶瓷的新型烧结⽅法，称为放电等离⼦烧结（DPS），由于其与传统烧结⽅法相⽐的先进特性⽽备受关注。

DPS的改进特征可以归因于微观结构和晶粒尺⼨的变化以及激光诱导光学处理的改进。

在放电等离⼦烧结过程中，氧化锆粉末被装⼊部分充满液体的腔室，并暴露在放电中。

放电和液体介质的结合产⽣了⼀种新的烧结⽓氛，从⽽使材料的密度化并改善了组件的表⾯质量。

过去⼗年来，DPS进⾏了⼴泛的研究，重点是设计过程参数，如烧结温度、烧结时间、电场和⽓体压⼒，以优化性能。

放电等离⼦烧结的过程参数可⽤于控制和优化烧结材料的性能。

据报道，各种⼯艺参数会影响烧结材料的物理和化学性能，包括烧结温度、⽓体压⼒、电场和烧结时间。

烧结温度是⼀个重要参数，因为它直接影响材料的烧结反应和晶粒⽣⻓。

烧结温度对氧化锆陶瓷晶粒⽣⻓的影响得到了⼴泛研究，众所周知，烧结温度与晶粒尺⼨成反⽐。

较⾼的烧结温度通常会导致更细粒度，反之亦然。

电场强度和⽓体压⼒在等离⼦烧结过程中也起着重要作⽤。

增加电场强度将增加颗粒携带的电荷量，这反过来⼜会增加烧结过程中产⽣的热量并加速晶粒⽣⻓。

同样，⽓体压⼒对烧结反应和最终材料的微观结构也有深远的影响。

增加⽓体压⼒会导致材料的快速加热，从⽽加速烧结反应。

该⼯艺还⽤于控制烧结材料的晶粒尺⼨和尺⼨分布。

烧结时间是放电等离⼦烧结过程中的另⼀个重要参数。

随着烧结时间的增加，烧结过程中产⽣的热量增加，这反过来⼜会影响材料的最终微观结构。

增加烧结时间往往会带来更细的晶粒尺⼨和更好的物理性能。

通过在烧结前将添加剂引⼊粉末中，可以进⼀步优化烧结组件的性能。

添加剂在控制烧结材料的微观结构和性能⽅⾯发挥着重要作⽤，如晶粒尺⼨、孔隙度、耐磨性和耐腐蚀性。

例如，据报道，添加稀⼟氧化物可以提⾼氧化锆陶瓷的烧结率和⾕物⽣⻓。

VACUUMELECTRONICS真空电子技术

•电子陶瓷和封接工艺专辑•真空电子功率器件用A1N陶瓷输出窗高陇桥！，何衡平2(!北京真空电子技术研究所，北京100015%.国家电子陶瓷产品质量监督检验中心，湖南娄底417000)

Aluminum Nitride Ceramics Output Windows for Vacuum Electronics Power Devices

GAO Long-qiao1 , HE Heng-ping2(! Beijing Vacuum Electronics Research Institute , Beijing 100015 , China %2. Nation Electronic Ceramic ProducSs Quality Supervision and Inspection Center , Loudi 417000, China)

Abstract ： Ceramics have special position and function in output windows for vacuum electronics power de­vices. Aluminum nitride ceramics have high thermal conductivity, low dielectric loss and tron emission. We make a point that aluminum nitride ceramics are ideal outpuKeywords: Aluminum nitride ceramics, Secondary electron emission, Dielectric loss

摘要：本文叙述了陶瓷在功率电子器件输出窗组件中具有特殊地位和作用。当今，氮化铝陶瓷具有高热导率，低的介质 损耗和非常低的次级电子发射系数，是一种理想的输出窗片材料。关键词：氮化铝陶瓷％欠级电子发射;介质损耗中图分类号：TM28 文献标识码：A 文章编号！002 — 8935(2017)05 —0055 —04

氧化铝陶瓷表面金属化工艺
氧化铝陶瓷表面金属化是一种将金属材料镀覆在氧化铝陶瓷表
面的工艺。

该工艺通常应用于氧化铝陶瓷制品的表面处理，以提高其耐磨性、耐腐蚀性、导电性等性能。

金属化工艺可以选择多种金属材料，如铬、铜、银、金等，选择不同的金属材料可以改变氧化铝陶瓷的表面性质。

金属化工艺通常包括表面清洁、表面预处理、金属沉积和后处理等步骤。

表面清洁是准备金属化处理的重要步骤，可以使用溶液清洗、喷洒冲洗等方法。

表面预处理主要是为了提高金属沉积的附着力，通常采用化学处理或机械处理。

金属沉积可以采用电镀、化学镀、物理气相沉积等方法。

后处理通常包括清洗、干燥、烘烤等步骤，以确保金属化氧化铝陶瓷表面的质量和耐久性。

氧化铝陶瓷表面金属化工艺的应用非常广泛，如汽车、航空航天、电子、医疗等领域。

在汽车领域，金属化氧化铝陶瓷表面可以提高汽车发动机部件的耐磨性和耐腐蚀性。

在航空航天领域，金属化氧化铝陶瓷表面可以提高飞机零部件的耐高温性能。

在电子领域，金属化氧化铝陶瓷表面可以提高电子元器件的导电性能。

在医疗领域，金属化氧化铝陶瓷表面可以提高医疗器械的耐腐蚀性和生物相容性。

总之，氧化铝陶瓷表面金属化工艺是一种重要的表面处理技术，具有广泛的应用前景。

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陶瓷的封接技术及研究进展摘要：介绍了陶瓷与金属连接的主要类型和种类* 对各种连接方法的机理、特点和影响因素进行了重点介绍。

关键词：陶瓷金属连接焊接1引言陶瓷与金属的封接，也称焊接（包括陶瓷与陶瓷的焊接），在现代工业技术中的应用有着十分重要的意义。

近年来，随着陶瓷材料的大规模研究开发，陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属的连接技术也越来越引起人们的关注（1-2）。

实现陶瓷与金属的有效连接可以进一步扩大陶瓷的应用范围，诸如电视显像管金属引线的封接，电子元件的封装，飞行器及导弹关键部位的连接等都属于陶瓷—金属封接的范围。

2 陶瓷与金属连接的主要类型陶瓷封装的方法很多，按待焊接材料A和B.是否相同，可以分为同种材料的焊接和异种材料的焊接。

但是还可以根据A、B.间结合材料的有无和种类进行分类。

几种典型的陶瓷封接类型如表所示。

3 陶瓷封接方法3.1 粘合剂粘结粘接具有固化速度快、使用温度范围宽、抗老化性能好等特点，被用于飞机应急修理、导弹辅助件连接、修复涡轮、修复压气机转子方面。

现在胶接技术在国内外都得到了广泛的应用。

一般来讲，陶瓷与金属采用胶接连接，界面作用力为物理力、化学键。

化学粘接较其它工艺得到的界面强度低，据文献+#, 报道：采用有机胶的接头强度小于150MPa，采用无机胶的接头强度小于10MPa，且允许使用的温度有一定的限制（一般低于200度）；但粘接技术用在修复上，周期短、工艺简单、修复效率高、成型性能好，因而在动力工程和航空工业中静载荷和超低静载荷中得到了广泛的应用。

3.2 激光焊接将能量密度甚高的激光用于陶瓷的封接，称为激光焊接。

陶瓷用激光焊接装置主要由二氧化碳激光器、反射镜和聚光镜以及预热炉几部分构成。

二氧化碳激光器发出的激光束经反射镜和聚光镜聚焦于试样表面。

预热炉用于预热试样以避免激光照射的局部骤热而产生裂纹。

预热温度和焊接速度对焊接质量影响较大。

陶瓷制品的激光焊接，首先应考虑如何避免由加热、冷却速度和温度梯度所引起的热裂纹。

陶瓷钎焊陶瓷与金属的连接是20世纪30年代发展起来的技术,最早用于制造真空电子器件,后来逐步扩展应用到半导体、集成电路、电光源、高能物理、宇航、化工、冶金、仪器与机械制造等工业领域。

陶瓷与金属的连接方法比较多,如钎焊、扩散焊、熔焊及氧化物玻璃焊料连接法等,其中钎焊法是获得高强度陶瓷/金属接头的主要方法之一。

钎焊法又分为金属化工艺法和活性钎料法。

我国于50年代末才开始研究陶瓷—金属连接技术,60年代中便掌握了金属化工艺法(活化Mo-Mn法)和活性钎焊法,推动了陶瓷/金属钎焊用材料及其钎焊工艺的发展。

常用的金属和陶瓷钎焊方法常用的钎焊方法有陶瓷表面金属化法和活性金属法金属和陶瓷钎焊工艺陶瓷与被连接金属的热膨胀系数相差悬殊，导致钎焊后使接头内产生较高的残余应力, 而且局部地方还存在应力集中现象,极易造成陶瓷开裂。

为降低残余应力, 必须采用一些特殊的钎焊工艺路线。

①合理选择连接匹配材料；②利用金属件的弹性变形减小应力;③避免应力集中；④尽量选用屈服点低, 塑性好的钎料；⑤合理控制钎焊温度和时间；⑥采用中间弹性过渡层。

其中, 采用中间弹性过渡层的方法是研究和应用最多的方法之一, 采用中间弹性过渡层对降低残余应力的作用较大。

该方法采用陶瓷/ 钎料/ 中间过渡层/ 钎料/ 金属的装配形式进行钎焊, E 和σs 减小, 接头强度越高, 这说明较“软”的中间层能够有效地释放应力, 改善接头强度。

中间过渡层的热膨胀系数与Si3N4 接近固然有好处, 但如E 和σs 很高(如Mo 和W) , 不能缓和应力, 也就不能起到好的作用。

因此, 可以认为E 和σs 是选择中间过渡层的主要着眼点。

中间过渡层的选择应尽量满足下列条件: ①选择 E 和σs 较小的材料; ②中间过渡层与被连接材料的热膨胀系数差别要小; ③充分考虑接头的工作条件。

采用弹性过渡层的陶瓷连接方法的缺点是接头强度不高, 原因是有效钎接面积小。

但这种低应力或无应力接头具有良好的使用性能, 其优点是在热载荷下产生较低的热应力, 接头耐热疲劳, 抗热冲击性能好。

压电陶瓷极化工艺压电陶瓷是一种具有正、逆压电效应的功能材料，因其独特的性能在各个领域得到了广泛的应用。

压电陶瓷的性能与其内部结构、制备工艺密切相关，其中极化工艺是影响压电性能的关键环节。

本文将探讨压电陶瓷的极化工艺及其对性能的影响。

一、压电陶瓷的极化工艺1.传统极化工艺传统极化工艺主要包括以下几个步骤：（1）预处理：将原料粉末进行混合、成型，制成素坯。

（2）烧结：将素坯进行高温烧结，形成具有一定微观结构的压电陶瓷体。

（3）极化：在烧结后的陶瓷体上施加外加电压，使其产生电极化。

（4）老化：卸除电压，使陶瓷体在一定时间内保持极化状态，以提高压电性能。

2.改进极化工艺为了提高压电陶瓷的性能，研究人员对传统极化工艺进行了改进，主要包括：（1）低温烧结：降低烧结温度，以减少晶格畸变和缺陷，提高压电性能。

（2）快速烧结：缩短烧结时间，降低烧结温度，以减少晶界和微观缺陷。

（3）高压极化：采用高压电源进行极化，提高极化效率，降低矫顽场。

（4）多次极化：对陶瓷体进行多次极化，以提高极化程度，增强压电性能。

二、极化工艺对压电陶瓷性能的影响1.极化程度的影响极化程度是衡量压电陶瓷性能的重要指标。

一般来说，极化程度越高，压电陶瓷的性能越好。

通过优化极化工艺，可以提高极化程度，从而增强压电性能。

2.矫顽场的影响矫顽场是影响压电陶瓷极化效果的关键因素。

降低矫顽场有利于提高压电陶瓷的极化效果和性能。

通过改进极化工艺，可以降低矫顽场，使铁电畴更容易翻转。

3.温度稳定性的影响压电陶瓷的温度稳定性对其在高温环境下的应用具有重要意义。

优化极化工艺可以提高压电陶瓷的温度稳定性，扩大其应用范围。

4.微观结构的影响压电陶瓷的微观结构对其性能具有重要影响。

通过优化极化工艺，可以改善微观结构，减少晶格畸变和缺陷，从而提高压电性能。

总之，压电陶瓷的极化工艺对其性能具有显著影响。

通过不断优化极化工艺，可以提高压电陶瓷的极化程度、降低矫顽场、提高温度稳定性，进而提升其在各个领域的应用价值。

陶瓷上镀耐高温耐高真空的厚镍层工艺朱东;储荣邦【摘要】在陶瓷上要镀出耐高温、耐高真空的厚镍层,首先要对非导体的陶瓷进行金属化预涂层处理;接着,选用无脆性的镀镍工艺;在施镀过程中,还要注意各种细节和操作规范;最后,还要进行严格的镀层后处理.这样得到的耐高温耐高真空的厚镍层,才能达到合格要求的电子器件.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2014(036)002【总页数】2页(P23-24)【关键词】陶瓷;耐高温;耐真空;厚镍层;电子器件【作者】朱东;储荣邦【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TQ153.12引言陶瓷上镀厚镍层主要用于金属零件焊接，由于与金属零件焊接的温度高(1000℃左右)，要求镀层有良好的结合力和一定厚度(10～40μm)，焊接后的微波管在高真空的条件下，绝对不允许漏气，要求镀层具有良好的致密性。

总之，镀层要能承受高温、高真空的考验。

1 陶瓷金属化预涂层所谓陶瓷镀镍，不是在陶瓷上直接镀镍，而是在陶瓷的金属化涂层上镀一层金属镍。

因此，有必要把金属化预涂层扼要介绍一下。

陶瓷(95%氧化铝)首先经过去油去脏等一系列的清洗处理后涂复一层金属化膏剂涂层。

该涂层要求平整无缺，δ控制在(80±10)μm，再在氢气炉中对膏剂进行烧结，俗称陶瓷金属化。

烧结θ为(1500±10)℃保持45min，即获得跟陶瓷结合很牢的金属化预涂层。

在这涂层上就可以进行镀镍。

1.1 金属膏剂的主要成分金属膏剂的主要成分有钼粉、一氧化锰和三氧化二稆等混合物。

其间的配比略有变动。

1)第一次金属膏剂。

作为陶瓷的第一次金属膏剂，三氧化二铝成分高些;其目的使金属膏剂涂复在陶瓷上再经氢气炉中烧结后，陶瓷与第一次涂复层之间结合力得到保障。

2)第二次金属膏剂。

作为涂复的第二次金属膏剂，一氧化锰和钼粉含量要高一些;当第二次金属膏剂涂复在第一次金属膏剂上后，仍要在氢气炉中烧结。

3)面层金属膏剂。

作为涂复的最后面层金属膏剂，一氧化锰和钼粉含量最高;该涂复经氢气炉烧结后，就达到金属化预涂层的功能，它为后续顺利镀镍打下了良好的基础。

陶瓷薄膜金属化是一种将金属层沉积在陶瓷表面的技术，可以赋予陶瓷材料金属的导电性和导热性，从而扩展其应用领域。

以下是一些陶瓷薄膜金属化的常见用途：
1. 电子器件：陶瓷薄膜金属化可以用于制造电子器件中的电极、导线和连接器等部件。

金属化后的陶瓷材料具有良好的导电性能，可以用于制造电容器、电阻器、电感器等元件。

2. 传感器：金属化的陶瓷材料可以用于制造各种传感器，如压力传感器、温度传感器、气体传感器等。

金属化层可以提供稳定的电信号输出，使传感器具有更高的灵敏度和可靠性。

3. 光学器件：陶瓷薄膜金属化可以用于制造光学器件中的反射镜、透镜和光纤连接器等部件。

金属化层可以提高陶瓷材料的反射率和透过率，使光学器件具有更好的光学性能。

4. 医疗器械：金属化的陶瓷材料可以用于制造医疗器械中的电极、传感器和植入物等部件。

金属化层可以提供良好的生物相容性和导电性能，使医疗器械具有更好的性能和可靠性。

5. 航空航天：金属化的陶瓷材料可以用于制造航空航天领域的高温结构件和热障涂层等。

金属化层可以提高陶瓷材料的
耐高温性能和机械强度，使其适用于极端环境下的应用。

总之，陶瓷薄膜金属化技术可以为陶瓷材料赋予金属的导电性和导热性，从而扩展其应用领域，包括电子器件、传感器、光学器件、医疗器械和航空航天等领域。