在現(xiàn)代電子產(chǎn)品的內(nèi)部,隱藏著許多關(guān)鍵的小部件。它們可能小如一粒米,卻決定著整個設(shè)備的性能與壽命。這些部件,很多都構(gòu)建在一種特殊的材料上——陶瓷基板。而為了讓它們能穩(wěn)定工作,一項關(guān)鍵的工藝被廣泛應(yīng)用,那就是陶瓷基板鍍金。
一、為什么是陶瓷基板?
要理解鍍金的重要性,首先要明白陶瓷基板的價值。
與我們常見的塑料或環(huán)氧樹脂電路板不同,陶瓷基板是由氧化鋁、氮化鋁等精細(xì)陶瓷制成的。它有幾個突出的優(yōu)點:

* 絕緣性好: 陶瓷是優(yōu)秀的絕緣體,能有效防止電路短路。
* 導(dǎo)熱性強: 它能快速將芯片等工作時產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去,防止設(shè)備因過熱而損壞。
* 穩(wěn)定性高: 熱脹冷縮的變化小,能在高溫、高濕等惡劣環(huán)境下保持形狀和性能的穩(wěn)定。
* 強度高: 比普通電路板更堅固耐用。
因此,陶瓷基板常被用于高功率LED燈、汽車電子、航空航天設(shè)備、5G通信基站等要求苛刻的領(lǐng)域。
二、為什么要在陶瓷上鍍金?
陶瓷本身不導(dǎo)電,需要在其表面制作出金屬電路才能使用。鍍金,就是這最后也是最關(guān)鍵的一步。主要原因有三:
1. 優(yōu)異的導(dǎo)電性: 黃金是電的良導(dǎo)體。在電路觸點或焊盤上鍍一層薄薄的黃金,可以確保電流信號傳輸更順暢、損耗更小。
2. 卓越的穩(wěn)定性: 黃金的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,幾乎不會與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),也就是說它永不生銹。這保證了電路連接點長期保持光亮如新,接觸可靠。相比之下,如果使用便宜的銅,表面很快就會氧化生出一層綠色的銅銹,導(dǎo)致導(dǎo)電性能下降。
3. 良好的可焊性: 在鍍金的表面進(jìn)行焊接(例如焊接芯片),焊點會更牢固、更光滑,焊接過程也更順利,大大提高了電子元件的組裝質(zhì)量和可靠性。
簡單說,給陶瓷基板鍍金,不是為了好看,而是為了給精密的電子電路提供一個穩(wěn)定、可靠、長壽的“工作平臺”。
三、鍍金的工藝流程:一步都不能錯
在光滑且不導(dǎo)電的陶瓷上鍍上牢固的金屬層,是一個技術(shù)活。它主要包含以下幾個關(guān)鍵步驟:
1. 表面清潔: 這是所有工作的基礎(chǔ)。陶瓷基板必須經(jīng)過嚴(yán)格的清洗,去除所有油污、灰塵和雜質(zhì),得到一個絕對干凈的表面。
2. 制作電路圖形: 通過類似印刷的技術(shù),在陶瓷基板上用特殊的漿料“畫”出設(shè)計好的電路圖案。這層漿料通常含有鉬、錳等金屬。
3. 高溫?zé)Y(jié): 將印好圖案的基板送入高溫爐中燒結(jié)。在高達(dá)上千度的溫度下,漿料中的金屬顆粒會與陶瓷表面牢固地結(jié)合在一起,形成一層致密的金屬薄膜。這是實現(xiàn)陶瓷與金屬結(jié)合的核心環(huán)節(jié)。
4. 電鍍鎳層: 在燒結(jié)好的金屬電路上,先電鍍一層鎳。鎳層的作用像一個“中間人”,既能與底層的金屬層緊密結(jié)合,又能為后續(xù)的黃金層提供理想的附著基礎(chǔ)。
5. 電鍍黃金: 最后,將基板浸入含有金離子的電鍍液中,通上電流。溶液中的金離子就會被吸引到基板表面,還原成金原子,形成一層均勻、致密、光亮的鍍金層。技術(shù)人員需要精確控制電流、溫度和時間,來保證鍍層的厚度和純度。
四、質(zhì)量是生命線
由于陶瓷基板鍍金產(chǎn)品多用于高可靠性領(lǐng)域,質(zhì)量檢查極為嚴(yán)格。每一批產(chǎn)品都要檢測鍍層厚度、測試結(jié)合力是否牢固、檢查表面有無劃痕或污點。只有完美無瑕的產(chǎn)品,才能被用于制造那些精密的電子設(shè)備。
總而言之,陶瓷基板鍍金是一項融合了材料科學(xué)、化學(xué)和電子學(xué)的精密技術(shù)。它看似只是表面的一層薄金,卻是高端電子產(chǎn)品穩(wěn)定運行的無聲守護(hù)者。通過這套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に?,堅硬的陶瓷基板被賦予了卓越的導(dǎo)電性和永恒的穩(wěn)定性,默默支撐著我們的現(xiàn)代科技生活。
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