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高精密厚膜丝网印刷技术在功能陶瓷表面金属化的应用

来源：发布时间：2024-03-22 17:29:25

随着科技的飞速进步，现代工业对陶瓷材料的性能、质量要求越来越高，促使陶瓷发展成为了具有有特殊功能的新型材料。目前，功能陶瓷种类繁多，用途广泛，为了充分发挥其优势，往往需要与塑韧性优良的金属材料结合，使二者优势互补，共同展现出最佳性能。

功能陶瓷表面金属化是一种将金属层沉积或涂覆在陶瓷表面的过程，以改善陶瓷的导电性、导热性或其他特性。这个过程可以通过多种方法实现，如化学镀金属化、直接覆铜金属化、厚膜金属化、薄膜金属化等。

其中厚膜金属化是通过高精密厚膜丝网印刷机将金属浆料印刷在功能陶瓷表面，然后经高温烧结后形成金属化陶瓷基板的技术，印刷步骤一般包括：根据产品图形制作网版、准备适用浆料、丝网印刷、干燥与高温烧结。印刷浆料主要是用金属导电浆料，如金浆、银浆、铜浆、钼锰浆等电子浆料。

目前，厚膜金属化由于具有技术成熟、涂层膜厚均匀、成本较低、能快速实现自动化等优势，被广泛用于功能陶瓷材料金属层、导体（电路布线）及电阻层等印刷。接下来，我们将深入了解厚膜金属化的应用领域。

功能陶瓷金属化应用

电力电子领域

（陶瓷真空开关图源网络）

电力电子技术是一门研究和应用电子器件和电子系统来处理和控制电能的领域。陶瓷真空开关作为这一领域的核心部件，利用管内真空的优异绝缘性，能在中高压电路切断电源后迅速熄弧并抑制电流，从而安全地开断电路和调控电网，避免事故和意外的发生。

新能源汽车领域

近年来，随着新能源汽车产业的迅猛崛起，陶瓷材料在该领域的作用变得愈发突出。其中，陶瓷继电器和陶瓷密封环等陶瓷组件在新能源汽车中扮演着关键角色。陶瓷继电器更是仅次于电子传感器在汽车产品上应用最多的汽车电子元器件之一，广泛用于控制汽车启动、空调、灯光、油泵、通讯、电动门窗、安全气囊以及汽车电子仪表和故障诊断等系统。它们的丝网印刷工艺流程基本一致，都是在需要焊接的区域印刷金属层，印刷的浆料通常是钼锰浆料。

IGBT领域

绝缘栅双极晶体管（IGBT）是在金属氧化物场效应晶体管（MOSFET）和双极晶体管的基础上发展起来的一种新型复合功率器件。由于陶瓷基板散热、载流能力突出，被广泛用于IGBT中。当前较普遍的陶瓷散热基板有HTCC、LTCC、DBC、DPC、AMB 等。其中LTCC、HTCC、AMB通常都是采用厚膜丝网印刷技术进行金属化。LTCC、HTCC陶瓷基板通常是印刷金浆、银浆，AMB陶瓷覆铜板通常是印刷AMB活性钎焊浆料。

微波射频与微波通讯

在射频/微波领域，陶瓷介质滤波器是移动通信中射频器件的重要组成部分，负责对发送和接收的信号进行滤波，即可以选择性地传递或阻挡特定频率范围内信号，从而保证发送和接收信号的准确度。其生产工艺流程复杂，主要包括粉体制造，压制成型、烧结，研磨、金属化、组装和调试等，其中金属化工艺占整个工序的35%，是陶瓷介质滤波器生产中的关键环节。

随着科技的进步，功能陶瓷与金属的结合将在更多领域展现出巨大的潜力。厚膜金属化印刷技术作为连接功能陶瓷与金属的关键桥梁，将继续在电力电子、新能源汽车、IGBT以及微波射频等领域发挥重要作用。未来，我们期待厚膜丝网印刷企业加大创新研发力度，为功能陶瓷金属化带来更高精度、更系统的丝网印刷解决方案，为现代工业更多的可能性。

文章素材源自“建宇网印”公众号

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