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陶瓷金屬化（Metallized Ceramic）是指在陶瓷基板表面形成導電金屬層，使其具備導電、焊接與封裝能力的關鍵技術。由於陶瓷材料本身具有高絕緣性與耐高溫特性，因此無法直接進行電性連接。透過金屬化製程，可將陶瓷應用於高端電子與半導體領域。

 

陶瓷材料優點：高絕緣性、高耐熱性、高機械強度及散熱佳等特性。

但其限制：無法直接導電、無法焊接，因此需透過金屬化製程，使陶瓷可應用於：功率模組（IGBT / SiC）、半導體設備、真空插頭、LED散熱基板、航空航太氣密封裝元件等。

 

1. 氧化鋁（Al₂O₃）：成本低、應用廣泛適用一般電子及車用電子產品。

2. 氮化鋁（AlN）：高導熱（170–200 W/mK）適合高功率應用。

3. 氮化矽（Si₃N₄）：高強度與耐衝擊，軍工航太及車用電子首選材料。

4. 碳化矽（SiC）：高耐溫與高導熱，具微導特性，新一代功率元件應用及第三代半導體應用。

 

1. 厚膜製程（Thick Film）：透過網版印刷金屬漿料並高溫燒結形成導電層。

優點：成本低適合大量生產

缺點：精度較低。

 

2. 薄膜製程（Thin Film）又稱DPC（Direct Plated Copper）：利用濺鍍、電鍍與微影技術形成高精度電路。

優點：適用高精度高解晰度及高頻應用、LED、5G及光通訊應用。

缺點：成本較高。

 

3. DBC（Direct Bonded Copper）：將銅箔直接與陶瓷結合，形成高導熱基板。

特點：高電流承載能力及功率模組IGBT標準製程。

 

4. AMB（Active Metal Brazing）：利用活性金屬進行高強度接合。

特點：高可靠度與適用車用與航太領域。

 

 

 半導體產業：晶圓設備陶瓷零件、真空腔體元件

 車用電子：IGBT模組、電動車控制系統。

 光電產業：LED散熱基板、光通訊元件。

 航太工業：高可靠及氣密封裝元件。

 

影響陶瓷金屬化品質的關鍵包括：金屬附著力、熱膨脹係數匹配（CTE）、表面粗糙度控制、金屬層厚度均勻性、氣密性（Hermetic sealing）。

 

高功率應用 → DBC / AMB

高精度電路 → DPC / 薄膜

成本導向產品 → 厚膜

 

陶瓷金屬化製程是連接陶瓷材料與電子系統的核心技術，廣泛應用於半導體、車用電子與高功率模組領域。

隨著電動車與高頻通訊及光通訊AI等產業發展，對高導熱、高可靠陶瓷基板的需求將持續成長。

 

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