氮化鋁陶瓷金屬化是半導體電子材料中最理想的散熱和封裝材料，由于具有高熱傳導率、高絕緣電阻系數、優(yōu)良的機械強度及抗熱震性等特性，也是成為重要的精密陶瓷材料之一。高性能氮化鋁陶瓷基板對大規(guī)模集成電路、半導體模塊電路及大功率器件的理想散熱和封裝材料。

對于氮化鋁陶瓷金屬化技術進行了信息分析和研究，而國內外企業(yè)正在廣泛開展氮化鋁陶瓷金屬化薄膜和厚膜技術的開發(fā)工作。如今已使用氮化鋁陶瓷金屬化開發(fā)用于電子技術的各類電子產品領域上。

在現代技術開發(fā)高度可靠、快速、高功率器件方面的一個重要問題是散熱，因為熱量會降低可靠性并縮短電子器件的使用壽命。而導熱材料可以幫助解決這個問題，可能的導熱材料有氧化鈹、碳化硅、氮化鋁、氮化硼。然而，氧化鈹有毒，碳化硅是介電性能差的半導體，氮化硼需要復雜的工藝方法來制造物品。只有氮化鋁才是最佳的一組性能，并且無毒，也可以通過簡單有效的方法用它制造物品。

目前，主要氮化鋁陶瓷金屬化有厚膜金屬化、薄膜金屬化、化學鍍金屬化、激光金屬化。

一、氮化鋁陶瓷金屬化性能：

氮化鋁陶瓷金屬化具有以下諸多優(yōu)點，也是理想的電子封裝材料，可作為基板制成印刷電路板應用于高頻電路中。另外，氮化鋁陶瓷金屬化具有優(yōu)越的傳熱性能，適用于大功率電路。

1、高的熱傳導率；

2、熱膨脹系數可與半導體硅片相匹配；

3、具有高的絕緣電阻和介電強度；

4、具有低的介電常數和介質損耗；

5、機械性能高，機械加工性能好；

6、具有非常低的二次電子發(fā)射系數；

7、無毒；

但是，氮化鋁陶瓷基板在高頻大功率場合的應用通常會遇到與金屬或陶瓷進行連接的問題，由于氮化鋁屬于共價鍵較強的化合物，一般的釬料不能潤濕陶瓷表面。因此，通常需將氮化鋁表面改性，使其具有金屬性質即金屬化，然后在采用常規(guī)的釬焊工藝實現氮化鋁與金屬化的連接。

二、厚膜陶瓷金屬化：

厚膜金屬化是在陶瓷基板上通過絲網印刷形成封裝用金屬層、導體及電阻等，通過燒結形成成釬焊金屬層、電路及引線接點等。厚膜陶瓷金屬化的步驟一般包括：圖案設計、原圖、漿料的制備、絲網印刷、干燥與燒結。厚膜工藝的優(yōu)點是導電性能好，工藝簡單，適用于自動化和多品種小批量生產，但結合強度不高，且受到溫度影響大，高溫時結合強度很低。

三、薄膜陶瓷金屬化：

薄膜金屬化采用濺射鍍膜等真空鍍膜工藝使膜材料和基板結合在一起，通常在多層結構基板中，陶瓷基板內部金屬和表層金屬不盡相同，陶瓷基板相接觸的薄膜金屬應該具有反應性好與基板結合力強的特性，表面金屬層多選擇電導率高、不易氧化的金屬。由于是氣相沉積，原則上任何金屬都可以成膜，任何陶瓷基板都可以金屬化，而且沉積的金屬層均勻，結合強度高。但薄膜陶瓷金屬化需要后續(xù)圖形化工藝實現金屬引線的圖形制備，成本較高。

四、化學鍍陶瓷金屬化：

化學鍍金屬化是在沒有外電流通過的情況下，利用還原劑溶液中的金屬離子還原在呈催化活性的物體表面，在物體表面形成金屬鍍層。化學鍍陶瓷金屬化的結合強度很大程度上依賴于基體表面的粗糙度，在一定范圍內，陶瓷基板表面的粗糙度越大，結合強度越高；另一方面，化學鍍陶瓷金屬化的附著性不佳，且金屬圖形的制備仍需圖形化工藝實現。

五、激光陶瓷金屬化：

    激光金屬化利用激光的熱效應使氮化鋁表面發(fā)生熱分解，直接生成金屬導電層。激光照射到氮化鋁陶瓷基板表面后，陶瓷表面吸收激光的能量，表面溫度上升。當氮化鋁表面溫度達到熱分解溫度時，氮化鋁陶瓷金屬化表面就會發(fā)生熱分解，析出金屬鋁。具有成本低、效率高、設備維護簡單等優(yōu)點，在生產實踐中得到了廣泛的應用。