陶瓷金屬化技術起源于20世紀初期的德國，1935年德國西門子公司Vatter第一次采用陶瓷金屬化技術并將產品成功實際應用到真空電子器件中，1956年Mo-Mn法誕生，此法廣泛適用于電子工業(yè)中的氧化鋁陶瓷與金屬連接。對于今天，大功率器件逐漸發(fā)展，陶瓷基板又因其優(yōu)良的性能成為當今電子器件基板及封裝材料的主流，因此，實現陶瓷與金屬之間的可靠連接是推進陶瓷材料應用的關鍵。

目前常用陶瓷基板制作工藝有：(1)直接覆銅法、(2)活性金屬釬焊法、(3)直接電鍍法。

(1) 直接覆銅法

利用高溫熔融擴散工藝將陶瓷基板與高純無氧銅覆接到一起，制成的基板叫DBC。常用的陶瓷材料有：氧化鋁、氮化鋁。所形成的金屬層導熱性好、機械性能優(yōu)良、絕緣性及熱循環(huán)能力高、附著強度高、便于刻蝕，大電流載流能力。

(2) 活性金屬釬焊法

通過在釬焊合金中加入活性元素如：Ti、Sc、Zr、Cr等，在熱和壓力的作用下將金屬與陶瓷連接起來。其中活性元素的作用是使陶瓷與金屬形成反應產物，并提高潤濕性、粘合性和附著性。制成的基板叫AMB板，常用的陶瓷材料有：氮化鋁、氮化硅。

(3) 直接電鍍法

通過在制備好通孔的陶瓷基片上，（利用激光對DPC基板切孔與通孔填銅后，可實現陶瓷基板上下表面的互聯，從而滿足電子器件的三維封裝要求。孔徑一般為60μm~120μm）利用磁控濺射技術在其表面沉積金屬層（一般為10μm~100μm），并通過研磨降低線路層表面粗糙度，制成的基板叫DPC，常用的陶瓷材料有氧化鋁、氮化鋁。該方法制備的陶瓷基板具有更好的平整度盒更強的結合力。

以上三種方法制備的陶瓷基板已在電力電子技術、工業(yè)、白色家電、新能源汽車等領域有所應用，也是目前常用的陶瓷基板類型。

其他陶瓷金屬化方法有：(1)機械連接法、(2)厚膜法、(3)激光活化金屬法；(4)化學鍍銅金屬化；(6)薄膜法。

(1)機械連接法是采取合理的結構設計，將AlN基板與金屬連接在一起，主要有熱套連接和螺栓連接兩種。熱套連接是利用金屬與陶瓷兩種材料的熱膨脹系數存在較大差異和物質的熱脹冷縮來實現連接的。機械連接法工藝簡單，可行性好，但它常常會產生應力集中，不適用于高溫環(huán)境。

(2)厚膜法是讓金屬粉末在高溫還原性氣氛中，在陶瓷表面上燒結成金屬膜。主要有Mo-Mn金屬化法和貴金屬(Ag、Au、Pd、Pt)厚膜金屬化法。涂敷金屬可以用絲網印刷的方法，根據金屬漿料粘度和絲網網孔尺寸不同，制備的金屬線路層厚度一般為10μm-20μm該方法工藝簡單，適于自動化和多品種小批量生產，且導電性能好，但結合強度不夠高，特別是高溫結合強度低，且受溫度形象大。

(3)激光活化金屬法是一種比較新穎的方法，首先利用沉降法在氮化鋁陶瓷基板表面快速覆金屬，并在室溫下通過激光掃描實現金屬在氮化鋁陶瓷基板表面金屬化。形成致密的金屬層，且金屬層在氮化鋁陶瓷表面粒度分布均勻。激光束是將部分能量傳遞給所鍍金屬和陶瓷基板，氮化鋁陶瓷基板與金屬層是通過一層熔融后形成的凝固態(tài)物質緊密連接的，二者之間的傳質方式是通過擴散、濺射以及發(fā)生化學反應實現的，這些反應有利于金屬與陶瓷的結合。東北大學的郎小月[7]用該方法制備出了金屬鎢層氮化鋁陶瓷基板，其中金屬鎢與氮化鋁陶瓷基板的剪切強度最大能達到62.5MPa，金屬與陶瓷金屬化后整體的導熱率為114.37W/(m·K)，為大功率電子器件散熱提供了廣闊的應用前景。

(4)化學鍍銅金屬化是采用化學鍍液在表面形成金屬層的方法，該方法無需經高溫處理，成本低，適應于大規(guī)模生產。然而，結合強度不高，陶瓷本身對金屬的化學還原沒有催化活性，如不作預處理則不可能在陶瓷表面實現化學鍍，因此，需在化學鍍前進行敏化和活化處理。張咪等人[9]采用化學鍍的方法在陶瓷表面制備了結合力良好，鍍層均勻，連續(xù)致密的Cu金屬層。

(5)薄膜法通常有真空蒸鍍法、熔鹽電解法、等離子濺射等，這類工藝主要是使金屬以氣態(tài)形式沉積到陶瓷表面上而形成牢固的金屬化膜。其特點是形成的金屬膜較薄(<1μm)而無過渡層，且氣態(tài)沉積無需高溫，該方法可以鍍任何金屬在陶瓷基板上成膜，從而實現金屬化，薄膜金屬化法產生的金屬層均勻，與基板結合強度高，但設備投資大，難以形成工業(yè)化規(guī)模。用此方法制備時，金屬膜層要盡量與陶瓷基板的熱膨脹系數一致，以減小薄膜應力、提高金屬膜層的附著力。

將金屬汽化，再冷凝在基材上。工藝過程全部在抽成一定真空的密閉容器中進行。其中，要求被蒸鍍的基板材料表面必須非常平整潔凈，使附著面積與附著力達到一定的要求，以保證所鍍金屬制品的表面質量。

一種通過加載電壓直接將金屬從其氧化物中還原實現金屬冶煉的方法。熔鹽電解的冶金機制一般認為有兩種觀點，一種觀點認為陰極氧化物直接被還原，氧離子化后通過熔鹽擴散到陽極放電;另一種觀點是氧化物與熔鹽在界面發(fā)生鈣熱還原反應。無論哪種機制，形成共識的是熔鹽電解最初發(fā)生在氧化物表面，脫氧層逐漸向固體內部生長增厚。

等離子體是指存在的時間和空間均超過某一臨界值的電離氣體，這種電離的氣體是由電子、離子、分子或自由基等粒子組成的集合體。濺射鍍膜是利用氣體放電產生的荷能離子在電場作用下高速轟擊陰極靶材，使靶材中的原子或分子逸出而沉積到基片或襯底的表面，形成所需要的薄膜。與傳統(tǒng)的真空蒸鍍法相比，濺射鍍膜具有很多優(yōu)點，如膜層和基體的附著力強，可以方便地制取高熔點物質的薄膜，在很大的面積上可以制取均勻的膜層，容易控制薄膜的成份，可以制取各種不同成份和配比的合金膜。

進行金屬化處理雖然較為復雜，但是其可解決活性釬焊中存在的許多問題，如無法大面積進行焊接處理和釬料無法很好進行鋪展等。此外，金屬化層也可以保證陶瓷在高溫釬焊中不會發(fā)生分解從而產生空洞，所以間接釬焊法目前在市場上仍有很好的應用。陶瓷金屬化件可以應用于多種領域，如電力電子領域、微波射頻與微波通訊、新能源汽車鄰域、IGBT領域、LED封裝領域等。