在陶瓷基板燒結(jié)成型后，表面金屬化是賦予其電氣連接功能的核心環(huán)節(jié)。該工藝通過在陶瓷表面構(gòu)建導(dǎo)電圖形，實(shí)現(xiàn)芯片與外部電路的互聯(lián)。其中，金屬層與陶瓷基體的結(jié)合力至關(guān)重要，它直接決定了最終封裝件的性能與長(zhǎng)期可靠性。而結(jié)合力的強(qiáng)弱，在很大程度上取決于金屬在高溫下對(duì)陶瓷表面的潤(rùn)濕能力。

目前，業(yè)界主流的陶瓷表面金屬化技術(shù)主要包括共燒法（HTCC/LTCC）、厚膜法（TFC）、直接敷銅法（DBC）、直接敷鋁法（DBA）、薄膜法（DPC）以及活性金屬釬焊法（AMB）等。這些技術(shù)路徑各異，特點(diǎn)分明，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的苛刻需求，下面由深圳金瑞欣小編來為大家講解一下這幾種技術(shù)：

1. 薄膜法（DPC）：精度至上的技術(shù)

DPC工藝首先通過物理氣相沉積（如濺射、蒸鍍）在陶瓷表面形成一層微米級(jí)的金屬種子層，隨后借助光刻與刻蝕技術(shù)精準(zhǔn)塑造電路圖形。

技術(shù)核心： 該工藝的關(guān)鍵在于解決銅層與陶瓷之間因熱膨脹系數(shù)不匹配而導(dǎo)致的界面剝離風(fēng)險(xiǎn)。金屬薄膜與陶瓷（如氮化鋁）的結(jié)合力是可靠性的生命線，主要源于擴(kuò)散附著和化學(xué)鍵合。因此，常選用鈦、鉻等活性金屬作為過渡層以增強(qiáng)附著力，而導(dǎo)電層則優(yōu)選銅、金等低電阻率、高穩(wěn)定性的材料。

優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)： DPC最大的優(yōu)勢(shì)在于其低溫工藝（通常低于300℃），避免了高溫對(duì)材料的損傷，并降低了能耗。同時(shí)，它憑借光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了極高的圖形精度（線寬可達(dá)20-30μm）和卓越的平整度，非常適于高頻、光電等對(duì)線路要求苛刻的器件封裝。其通孔填銅能力還支持三維集成。然而，DPC也存在電鍍銅層較薄、載流能力有限，以及結(jié)合強(qiáng)度相對(duì)較低、環(huán)保處理成本較高等不足。

2. 厚膜法（TFC）：經(jīng)久耐用的經(jīng)典方案

TFC技術(shù)采用絲網(wǎng)印刷將特制的導(dǎo)電漿料涂覆于陶瓷基體，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)形成牢固的金屬化層。

技術(shù)核心： 導(dǎo)電漿料是厚膜技術(shù)的靈魂，由功能金屬（金、銀、鈀、銅等）、起粘結(jié)作用的玻璃或氧化物，以及有機(jī)載體三部分組成。粘結(jié)相是確保金屬層與陶瓷緊密結(jié)合的關(guān)鍵。

優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)： TFC技術(shù)成熟，工藝流程簡(jiǎn)單，成本效益顯著。其金屬層厚度通常在10-20μm。但缺點(diǎn)是圖形精度有限（最小線寬約0.1mm），且表面平整度與附著力易受漿料質(zhì)量和印刷工藝影響，限制了其在高端精細(xì)器件中的應(yīng)用。

3. 共燒法（HTCC/LTCC）：實(shí)現(xiàn)三維集成的內(nèi)功

共燒法將陶瓷生坯與金屬電路層層疊壓后一次性燒結(jié)成型，可在基板內(nèi)部集成無源元件，實(shí)現(xiàn)高密度三維互聯(lián)。

技術(shù)核心： HTCC與LTCC工藝流程相似，但材料體系截然不同。HTCC采用氧化鋁等陶瓷，燒結(jié)溫度高達(dá)1600℃以上，必須使用鎢、鉬等高熔點(diǎn)但導(dǎo)電性較差的金屬。LTCC則在陶瓷中摻入玻璃相，將燒結(jié)溫度降至800-950℃，從而能使用導(dǎo)電性優(yōu)異的金、銀作為導(dǎo)體。

優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)： 共燒基板在提高組裝密度、縮短互聯(lián)、減小體積方面優(yōu)勢(shì)巨大，是高頻模塊的理想載體。然而，其缺點(diǎn)在于絲網(wǎng)印刷導(dǎo)致的圖形精度限制，以及層壓對(duì)位和燒結(jié)收縮率控制帶來的尺寸公差問題。

4. 直接敷銅/鋁法（DBC/DBA）與活性金屬釬焊（AMB）：功率封裝的基石

這類技術(shù)通過在陶瓷表面直接鍵合厚膜銅或鋁層，為大功率器件提供強(qiáng)大的電流承載和散熱通道。

DBC：利用高溫下銅-氧共晶液相對(duì)氧化鋁陶瓷的潤(rùn)濕反應(yīng)實(shí)現(xiàn)鍵合。對(duì)于氮化鋁陶瓷，則需通過預(yù)氧化生成氧化鋁過渡層。其核心工藝參數(shù)是氧化溫度與時(shí)間。

AMB：作為DBC的升級(jí)技術(shù)，AMB使用含鈦、鋯等活性元素的釬料，在真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)銅箔與陶瓷的焊接。活性元素能顯著改善焊料對(duì)陶瓷的潤(rùn)濕性，從而獲得遠(yuǎn)超DBC的結(jié)合強(qiáng)度和抗熱沖擊性能。

DBA：原理類似，利用液態(tài)鋁在無氧條件下對(duì)陶瓷的潤(rùn)濕進(jìn)行鍵合。DBA基板質(zhì)量更輕，熱應(yīng)力更小，與鋁線鍵合兼容性極佳。

優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)： DBC/AMB/DBA基板具有優(yōu)異的熱導(dǎo)率和絕緣性，銅/鋁層厚（通常>100μm），載流能力強(qiáng)大，是IGBT、激光器等功率器件的首選。其中，AMB可靠性最高，但成本也最為昂貴。它們的共同短板是圖形精度有限，難以制作精細(xì)線路。

總結(jié)

選擇合適的陶瓷金屬化技術(shù)，是一場(chǎng)性能、精度、成本與可靠性的綜合權(quán)衡。DPC以其高精度領(lǐng)跑精細(xì)封裝；TFC以成本優(yōu)勢(shì)堅(jiān)守傳統(tǒng)市場(chǎng)；LTCC/HTCC以內(nèi)埋元件的三維結(jié)構(gòu)服務(wù)于高頻集成模塊；而DBC、AMB和DBA則構(gòu)成了功率電子封裝的堅(jiān)強(qiáng)支柱，其中AMB正以其超群的可靠性，日益成為新能源汽車等極端應(yīng)用場(chǎng)景下的新貴，金瑞欣擁有十年pcb行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，四年多陶瓷電路板制作經(jīng)驗(yàn)。為企業(yè)提供高精密單、雙面陶瓷電路板，多層陶瓷電路板定制生產(chǎn)，若您有相關(guān)需求，歡迎與我們聯(lián)系，我們將竭誠(chéng)為您服務(wù)。