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窒化アルミニウムセラミックスは、その優れた熱伝導性により、優れた放熱基板材料として電子パッケージングの分野で大きな注目を集めています。しかし、この材料の本来の欠点は非導電性であり、高出力電子デバイスの放熱基板への直接的な応用を直接制限しています。そのため、窒化アルミニウムセラミック基板の表面メタライゼーション によって導電性を与えることは、その幅広い応用を促進するための重要な技術の 1 つとなっています。

メタライゼーションプロセスの核心は、金属が高温でセラミック表面を効果的に濡らし、強固な金属-セラミック界面を形成することです。この結合力の強さは、パッケージ構造の安定性と信頼性に直接関係しており、メタライゼーションの成功を評価する重要な指標です。この観点から、窒化アルミニウムセラミックのメタライゼーション技術は、窒化アルミニウムセラミックの強力な共有結合特性によって引き起こされる濡れ性の課題を克服する必要があるだけでなく、金属層とセラミックマトリックスの間に強力で均一な結合が形成されるようにする必要もあります。

現在、窒化アルミニウムセラミックメタライゼーションの技術的方向性は、主に以下の点に焦点を当てています。

（窒化アルミニウムセラミック基板を金属化する他の 3 つの方法については、以前の記事「窒化 アルミニウム基板の金属化技術の課題」で確認できます。 ）

薄膜法（TFC）

薄膜法とは、スパッタリングプロセスによってAlN 基板の表面に金属層を直接堆積し 、その後、蒸着、リソグラフィー、エッチングなどの手段によって金属層パターンを回路に作製する技術を指します。 薄膜とは、実際のフィルムの厚さを指すだけでなく、基板上にフィルムを製造する方法も指します。 厚膜技術は加算技術であり、薄膜技術は減算技術です。 フォトリソグラフィーとエッチングプロセスを使用して薄膜技術を作成すると、グラフィックフィーチャサイズが小さくなり、線が鮮明になり、高密度および高周波環境に適していますが、セラミック基板の表面に直接金属化された金属層の密着性が高くなく、窒化アルミニウム基板と金属の熱膨張係数が一致しないため、作業中に大きな熱応力を受けます。 金属化層の密着性を高め、セラミックと金属間の熱応力を低減するために、セラミック基板では 一般に多層金属構造が採用されています。

直接銅めっき（DPC）

直接銅めっき法は、半導体技術を使用してセラミック基板上に銅シード層をスパッタリングし、露光、現像、膜除去などのフォトリソグラフィープロセスを経てラインパターンを実現し、最後に電気めっきまたは無電解めっきによって銅層が一定の厚さに達するようにします。シード層は物理蒸着法（マグネトロンスパッタリング、真空蒸発など）によって注入され、セラミック表面に金属層を堆積します。

物理蒸着法は低温プロセス（300℃以下）であり、高温による材料や配線構造への悪影響を完全に回避し、製造プロセスのコストも削減しますが、電気めっき堆積銅層の厚さは制限され、電気めっき廃液汚染は大きくなります。

上記は、窒化アルミニウムセラミック基板の金属化によく使用されるいくつかの方法であり、それぞれの長所と短所は上の表に示されています。上記の方法に加えて、溶融溶接、固相拡散、自己伝播高温合成などの方法も、窒化アルミニウムセラミック基板の金属化に使用できます。