中国粉体网讯  氧化铝（Al₂O₃）陶瓷具有高硬度、高机械强度、超耐磨性、耐高温、电阻率大、电绝缘性能好等优异性能，能满足真空、高温等特殊环境下的半导体制造复杂性能要求，在半导体制造生产线上有着不可替代的重要作用，其应用几乎覆盖所有半导体制造设备，是半导体生产设备的关键部件。但氧化铝陶瓷同时也存在着塑性较低、韧性差、耐冲击性差，对于尺寸较大、形状复杂的陶瓷零件，难以加工成型的问题，所以研究陶瓷间的互连技术用以制备复杂的陶瓷结构是很有必要的。

于是，“陶瓷连接”这一关键技术逐渐成为现代制造业中重要的加工手段。应用陶瓷连接的技术可以将小尺寸、结构简单的陶瓷构件组装成为大尺寸、结构复杂的陶瓷构件，以满足现代工程需要的结构部件。

目前陶瓷连接方法主要包含固相扩散连接、瞬时液态连接和活性钎焊技术等，其中钎焊是利用母材熔点低的金属材料作为钎料来实现材料连接的方法，钎焊时是有钎料熔化而母材保持固态，操作工艺相对简单、连接强度高、接头尺寸和形状适应性广，成为结构陶瓷连接的首选技术。

钎焊根据焊接材料的性质可分为玻璃钎焊法和金属钎焊法两类。常见的金属焊料与陶瓷材料之间较差的润湿性限制了陶瓷材料的焊接技术的发展，而“玻璃钎焊”因为焊料形成的玻璃焊缝与氧化铝陶瓷的化学相容性好、热膨胀系数相近，且连接工艺简单、环境污染小，受到了业界的广泛关注。同时，玻璃焊料具有优异的光学透明度、与陶瓷材料之间具有良好的化学相容性且其热膨胀系数（CTE）可调，是连接透明陶瓷的理想材料。

在诸多焊料体系中，Bi₂O₃-B₂O₃体系的玻璃可以实现对氧化铝陶瓷的牢固连接，但由于其焊接温度较低，接头使用温度偏低；CaO-Al₂O₃-SiO₂体系玻璃与氧化铝陶瓷之间具有良好的化学相容性，很适合用于连接氧化铝陶瓷；ZnO-B₂O₃-SiO₂体系玻璃焊料中的ZnO在焊接过程中可以与氧化铝母材发生反界面反应，生成ZnAlO₄等与氧化铝母材热膨胀系数相匹配的产物，减小母材与焊缝间热膨胀系数的差异，进而提高接头强度；B₂O₃-SiO₂体系玻璃焊料在连接氧化铝陶瓷母材的过程中可以原位生成晶须以加固界面结合进而获得高强度的接头。

在氧化铝陶瓷连接方面，玻璃焊料能够实现小尺寸陶瓷构件的可靠连接，形成大尺寸、结构复杂的陶瓷构件，满足不同领域的应用需求。通过选择合适的玻璃焊料种类和优化焊接工艺参数，可以获得高性能的陶瓷接头。

玻璃焊料在高强度氧化铝陶瓷制备领域具有重要的应用价值。对此，中国粉体网将于2025年5月13日在江苏昆山举办“第四届半导体行业用陶瓷材料技术大会”，届时，来自长春工业大学的朱巍巍教授将带来题为《玻璃焊料在陶瓷焊接及陶瓷制备领域的应用》的报告，报告将为大家讲述玻璃焊料在氧化铝陶瓷大面积焊接、陶瓷制备、陶瓷裂纹修补等领域的应用。

报告老师简介

朱巍巍，1987年2月出生，博士，教授，博士研究生导师，吉林省高层次人才，长春工业大学优秀青年学者，材料科学与工程学院副院长。主要研究方向为先进陶瓷材料连接。作为负责人承担国家自然科学基金、吉林省科技发展计划重点研发项目、吉林省教育厅科学研究项目等各类科研项目7项，以第一作者或第一通讯作者在硅酸盐领域权威期刊发表SCI论文30余篇，授权国家发明专利9项。获吉林省科技进步一等奖1项，吉林省高校优秀科研成果1项。

来源：

石宇皓等：陶瓷连接技术及其应用

唐木：基于高温应用的氧化物焊料连接氧化铝陶瓷的方法及机理研究

（中国粉体网编辑整理/空青）

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