Principe général
On métallise les céramiques techniques pour deux raisons :
- la céramique est un isolant électrique et on souhaite y apporter des pistes conductrices ou des zones de report de composants, isolées électriquement entre elles ;
- pour procéder ensuite à une liaison céramique-métal hermétique car entre la céramique et le métal, la soudure est quasiment impossible sans apport d’une interface métallique.
Description détaillée
Deux types de métallisation pour effectuer une liaison céramique-métal sont principalement utilisés :
- la métallisation réfractaire haute température type MoMn & WMn. L’encre est déposée de différentes manières : au pinceau, par sérigraphie manuelle ou automatique. Ce type de métallisation est ensuite frittée sous atmosphère contrôlée ;
- La métallisation biocompatible active à base de Ti déposée soit au pinceau, soit par pulvérisation PVD.
Des protections de surface peuvent être déposées par procédés électrolytiques, chimiques, PVD ou CVD : nickel (Ni) avec diffusion (cyclage thermique sous atmosphère contrôlée), Cuivre (Cu), Or (Au), Argent (Ag), TiN,TiO², …
Les dépôts sous-vide du type PVD permettent aussi d’obtenir des couches conductrices d’or (Au), de cuivre (Cu) ou d’argent (Ag) de quelques microns d’épais pour la réalisation de circuits de microélectronique obtenus par photolithographie ou ablation laser 3D.
Matériaux concernés
Seule l’alumine est apte à être métallisée à haute température avec des encres MoMn ou WMN. Par contre, les couches minces PVD peuvent être déposées sur quasiment toutes les céramiques techniques, mais ce sont principalement l’alumine, la zircone, le nitrure d’aluminium, le saphir et le rubis qui sont concernés.
Avantages et inconvénients de ce procédé
Création d’un conducteur ou plage de report sur une zone délimitée
Permet le brasage céramique-métal hermétique, très résistant, biocompatible
Opération supplémentaire au coût significatif
La composition de l’encre de métallisation réfractaire doit être adaptée à chaque type d’alumine