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氧化鋁陶瓷材料，鑒于其在高頻應(yīng)用場(chǎng)景下展現(xiàn)出的出色電氣特性——低介電損耗、高體積電阻率、出色的機(jī)械強(qiáng)度、微小的熱膨脹系數(shù)以及經(jīng)濟(jì)高效的制造成本，已成為電氣組件中不可或缺的絕緣介質(zhì)。然而，氧化鋁陶瓷與金屬的直接焊接面臨諸多技術(shù)障礙，因此，需在其表層構(gòu)建一層金屬薄膜，即實(shí)施金屬化處理。當(dāng)前主流技術(shù)是通過(guò)在陶瓷表面燒結(jié)金屬薄膜以實(shí)現(xiàn)金屬化，這一方法廣泛應(yīng)用于實(shí)踐中。

在陶瓷金屬化技術(shù)領(lǐng)域，鉬錳法長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位。但隨著技術(shù)迭代，技術(shù)人員已開(kāi)始探索采用成本更低的金屬鎢進(jìn)行陶瓷金屬化。從成本效益、電氣性能及機(jī)械強(qiáng)度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)評(píng)估，鎢金屬化工藝不僅與鉬錳法相媲美，在某些特定陶瓷基片金屬化應(yīng)用中，其表現(xiàn)甚至超越傳統(tǒng)工藝。

鎢金屬化工藝的核心環(huán)節(jié)在于鎢漿料的制備。這一過(guò)程與太陽(yáng)能銀漿的生產(chǎn)有相似之處，其中，鎢漿的細(xì)度控制對(duì)最終燒結(jié)效果具有直接影響。若細(xì)度不達(dá)標(biāo)，將嚴(yán)重?fù)p害燒結(jié)后陶瓷基片的成品率，導(dǎo)致元器件密封性、燒結(jié)層粘附力及電路電氣性能等一系列質(zhì)量問(wèn)題無(wú)法得到保障。

一般來(lái)說(shuō)，用于陶瓷金屬化的鎢漿粘度較高，基本上都在80000Cps以上；而要求的細(xì)度則在4um-5um。由于普通三輥機(jī)能夠最終達(dá)成的分散研磨細(xì)度都在10um以上，所以需要采用高精度的三輥機(jī)來(lái)進(jìn)行分散研磨。以下例應(yīng)用案例來(lái)說(shuō)，我們就采用了TRILOS公司的TR80A型三輥研磨機(jī)對(duì)粘度為85000Cps進(jìn)行分散處理。

首先在間隙模式下進(jìn)行預(yù)混合作業(yè)，初始細(xì)度約為12um。設(shè)備前后間隙分別如下：

在間隙模式下連續(xù)進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的預(yù)混合后，漿料流動(dòng)性會(huì)有所改善。因此可以確定漿料已經(jīng)通過(guò)間隙間的剪切力被充分混合了。此時(shí)漿料的細(xì)度如下圖所示，大于8um，可見(jiàn)在預(yù)混合的過(guò)程中，已經(jīng)出現(xiàn)部分分散效果。但要達(dá)成最終細(xì)度，還需要采用TR80A的壓力模式來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步研磨。

所謂壓力模式，即輥筒與輥筒之間只輸出固定的壓力值，而間隙是不斷通過(guò)PID處理器控制變化以保持恒定壓力的輸出。該操作對(duì)于物料中含有不易產(chǎn)生變形的顆粒，粒型無(wú)特殊要求的分散研磨效果比較突出。而鎢漿就符合上述要求，故采用壓力模式進(jìn)行加工。具體的三輥機(jī)參數(shù)設(shè)置如下所示：

而采用壓力模式對(duì)物料進(jìn)行處理，僅僅需要一次循環(huán)后即可得到最終細(xì)度在5um以下的鎢漿。且由于輥筒材質(zhì)選用的為氧化鋯輥筒，所以物料損失很小；輥筒表面也比較容易清潔。沒(méi)有出現(xiàn)顆粒嵌入輥筒或輥筒劃痕的情況。

總體觀察該案例后，可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論。首先，對(duì)于粘度比較高的鎢漿來(lái)說(shuō)，想要通過(guò)其他的分散研磨手段來(lái)降低細(xì)度較有效且性價(jià)比較高的方法為三輥研磨機(jī)。其次，輥筒材質(zhì)的選擇上，由于主要降低細(xì)度的過(guò)程為壓力模式。故采用氧化鋯或碳化硅一類表面粗糙度較低的輥筒較合適。否則極易造成清潔不佳產(chǎn)生的殘留物料串混。最后必須采用間隙模式加壓力模式的雙模式操作才能夠在同一部設(shè)備上完成由預(yù)混合到高精度分散研磨的整個(gè)過(guò)程。