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由于陶瓷和金属材料表面结构的差异，焊接/钎焊通常无法润湿陶瓷表面或与之形成牢固的结合。因此，陶瓷与金属的连接是一种特殊的过程，被称为金属化。
陶瓷金属化是指在陶瓷材料表面牢固附着一薄层金属膜，以实现陶瓷与金属之间的结合过程。有各种陶瓷金属化方法，常见的包括钼锰（Mo-Mn）法、直接镀铜（DPC）、直接覆铜法（DBC）、活性金属钎焊（AMB）法等。
哪些陶瓷可以使用金属化技术？
目前，常用于金属化的四种常见陶瓷基板是BeO、Al2O3、AlN和Si3N4。但不同陶瓷具有不同特性，因此其金属化方法也各不相同。
1. BeO
金属化BeO陶瓷最常见的方法是Mo-Mn法。这涉及在陶瓷表面涂布纯金属粉末（Mo、Mn）和金属氧化物的类似膏状混合物，然后在炉中进行高温加热，形成金属层。
2. Al2O3
陶瓷 Al2O3陶瓷的主要金属化方法是DBC和DPC。该方法涉及在Al2O3陶瓷表面放置经处理的铜箔，引入具有一定氧含量的惰性气体，然后加热。在加热过程中，铜表面发生氧化，当温度达到共晶液相区域时，形成共晶液相，润湿Al2O3陶瓷和铜，实现紧密结合。在化学上，DBC使用的粘附比DPC更强，因为它的铜层较厚。
3. AlN
AlN陶瓷的常见方法包括DBC和活性金属钎焊（AMB）。DBC类似于用于Al2O3陶瓷的方法，但需要对AlN陶瓷进行预氧化处理，因为AlN是一种非氧化陶瓷。AMB涉及使用活性金属钎焊材料，通常是Ag-Cu-Ti合金，连接AlN陶瓷和铜箔。
4. Si3N4
陶瓷 Si3N4陶瓷不能直接使用直接铜镀法金属化，因为它们不像AlN陶瓷那样在表面生成氧化层。Si3N4陶瓷通常使用AMB方法连接到金属，其中Si3N4与活性金属（Ti、Cr、V）之间的化学反应在界面形成连续的氮化物层。
金属化温度是多少？
在金属化过程中，需要严格控制烧结温度。通常可以分为四个范围：
a. 超高温（1600°C以上）：
此温度范围保留用于需要极高耐热性的特定应用。
b.高温（1450°C到1600°C）：
高温对于确保玻璃相有效扩散和迁移至关重要，实现强大的结合。但是不是温度越高越好，过高的温度可能导致金属化强度降低。
c.中温（1300°C到1450°C）：
选择这个范围是为了平衡有效金属化的需求和保持材料性质的需要。
d.低温（1300°C以下）：
当主要关注避免材料热应力时使用较低温度。
适当的高烧结温度是必要的，否则玻璃相将无法扩散和迁移。但如果温度过高，金属化强度将较差。因此，选择适当的温度对确保金属化的有效性至关重要。
原文始发于微信公众号（宇斯特电子）：陶瓷金属化技术是什么？
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