Fabricació de substrats ceràmics metal·litzats amb alúmina: des de l'optimització del procés fins als avenços del rendiment

En el context del ràpid desenvolupament de l'electrònica de potència, les comunicacions 5G i els vehicles d'energia nova, els dispositius electrònics evolucionen contínuament cap a freqüències més altes, densitats de potència més altes i més fiabilitat. Com a material portador bàsic, el substrat no només necessita excel·lents propietats d'aïllament elèctric, sinó que també ha de tenir en compte les capacitats de gestió tèrmica i l'estabilitat mecànica. En aquest context, la ceràmica metal·litzada d'alúmina s'ha convertit gradualment en un camí tecnològic important en el camp de l'envasament-de gamma alta, aconseguint una optimització sinèrgica del rendiment i l'estructura mitjançant la combinació efectiva de ceràmica i metalls.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les ceràmiques d'alúmina posseeixen una alta rigidesa dielèctrica i una bona conductivitat tèrmica, però la unió directa entre elles i els materials metàl·lics presenta problemes com ara una mala humectabilitat interfacial i coeficients d'expansió tèrmica no coincidents. Per tant, la metal·lització de la ceràmica d'alúmina s'ha convertit en un pas clau per aconseguir una interconnexió elèctrica fiable. Mitjançant la construcció d'una capa de transició metàl·lica estable, es pot millorar eficaçment la resistència general de la connexió i la conductivitat de l'estructura.

 

Des d'una perspectiva de procés, el mètode convencional actual se centra en les tècniques de colada de cinta i de co{0}co{1}alta temperatura. Mitjançant un control precís del sistema de pols i del purí de metal·lització, s'aconsegueixen estructures compostes amb alta densitat i gran força d'unió. En aquest procés, els indicadors de rendiment de la ceràmica metal·litzada per a components elèctrics solen incloure baixa pèrdua dielèctrica, alta resistència a l'aïllament i una excel·lent força d'unió interfacial. Aquests paràmetres determinen directament la fiabilitat i la vida útil del dispositiu final.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pel que fa al sistema de matèries primeres, la pols d'alúmina d'alta -puresa (normalment superior o igual al 96%) combinada amb ajudes de sinterització pot millorar significativament el procés de densificació i reduir els defectes de sinterització. Simultàniament, la selecció de purins metal·litzats s'ha d'optimitzar segons l'escenari d'aplicació. Per exemple, els sistemes de plata són adequats per a la transmissió de senyals d'alta-freqüència, mentre que els sistemes de coure són més adequats per a escenaris de conductivitat d'alta-potència. Aquest disseny diferenciat de sistemes de materials és un factor clau per aconseguir l'estratificació del rendiment en ceràmica metal·litzada d'alúmina per a aplicacions electròniques.

 

La fosa de fosa, com a pas de preparació del nucli, depèn de la uniformitat de la dispersió dels purins i la precisió del control del gruix. Optimitzant la relació d'aglutinant, el sistema de dissolvents i els paràmetres de fresat de boles, es pot obtenir una estructura de cinta ceràmica verda amb baixa rugositat superficial i gruix uniforme. Aquest tipus d'estructura proporciona la base per als posteriors processos d'apilament multicapa i també és un requisit previ important per aconseguir la ceràmica metal·litzada de precisió.

 

En el procés de construcció de patrons de metal·lització, la serigrafia segueix sent la solució principal. Les pantalles d'alta-precisió i els paràmetres d'impressió estables permeten una resolució de línia de nivell-micra. Posteriorment, els processos de laminació multicapa i premsat en calent formen una densa estructura de preforma composta. Aquest procés exigeix ​​extremadament la precisió de l'alineació i la unió entre capes, afectant directament la fiabilitat de la ceràmica metal·litzada d'alúmina per a l'enllaç.

 

L'etapa de co-co-alta temperatura és un punt de control crític en tot el procés de fabricació. Si estableixen correctament la corba de desligament i la temperatura de sinterització, es poden evitar de manera efectiva problemes com ara bombolles, delaminació i tensió residual interna. Especialment en sistemes de coure, la sinterització s'ha de completar en una atmosfera reductora per evitar l'oxidació del metall, garantint així la integritat estructural i l'estabilitat de la conductivitat dels components ceràmics metal·litzats d'alta -resistencia.

 

El-postprocessament és igual d'important. El rectificat de precisió i el processament làser permeten un control de forma d'alta-precisió. Simultàniament, el xapat de níquel-or millora encara més la soldabilitat i la resistència a la corrosió, fent que el producte sigui adequat per a entorns industrials més durs. Aquest tipus de procés s'utilitza àmpliament en aplicacions d'embalatge-de gamma alta, com ara carcassa de ceràmica metal·litzada per a semiconductors de potència. En la producció real, l'adhesió interfacial insuficient, la deformació del substrat i els defectes de la bombolla són els principals reptes tècnics. Aquests problemes es poden millorar significativament augmentant la puresa de les matèries primeres, optimitzant la concordança de la mida de les partícules i introduint tecnologies de control de camp de temperatura i desenllaç segmentat. A més, la tecnologia avançada de recobriment en pols també ajuda a millorar l'eficiència de la reacció interfacial, optimitzant així l'estabilitat general de la metal·lització de l'alúmina.

 

Des del punt de vista de la industrialització, aquesta tecnologia té un valor d'aplicació important en vehicles d'energia nova, mòduls de potència i equips de comunicacions d'alta{0}}freqüència. Per exemple, en els sistemes d'accionament elèctric d'alta tensió-, els substrats ceràmics han de suportar tant cops d'alta tensió com d'alta temperatura, mentre que en el camp de la radiofreqüència, s'imposen requisits més alts sobre la pèrdua dielèctrica i la integritat del senyal. Per tant, Metallized Ceramics for Electrical està substituint gradualment els materials de substrat tradicionals i es converteix en una de les tecnologies de suport clau.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En el futur, els substrats ceràmics metal·litzats amb alúmina es desenvoluparan cap a una integració ultra{-primesa, multi-capes i una integració multi-funcional.

 

Simultàniament, la introducció de pastes metàl·liques a nanoescala, la simulació de processos digitals i els sistemes ecològics basats en aigua-favorirà encara més millores en la precisió i la sostenibilitat de la fabricació. Aquestes tendències de desenvolupament continuaran aprofundint en l'aplicació de tubs aïllants de ceràmica metalitzada i peces de ceràmica metal·litzada en electrònica-de gamma alta.

 

A més, la polvorització per ultrasons s'està convertint gradualment en un procés auxiliar important en les tecnologies d'envasament avançades. En comparació amb el recobriment giratori i el recobriment per immersió tradicionals, pot aconseguir una deposició de pel·lícula fina més uniforme i una gran cobertura d'estructures superficials complexes, cosa que el fa especialment adequat per a dispositius de microestructura de recobriment. La introducció d'aquesta tecnologia proporciona una major flexibilitat del procés i garantia de precisió per al mecanitzat de precisió de peces ceràmiques d'alúmina.
 

 

 

En el camp de l'embalatge electrònic de precisió i les connexions elèctriques, ens centrem en la investigació, el desenvolupament i la fabricació d'estructures ceràmiques i compostes metàl·liques d'alt rendiment-, optimitzant contínuamentmetal·lització d'alúminaprocessos i capacitats de mecanitzat de precisió.

 

Al voltant dels requisits d'alta fiabilitat i alta consistència, hem format un sistema de productes que cobreix diverses formes estructurals i escenaris d'aplicació, proporcionant solucions de materials estables per a dispositius d'alimentació, equips de comunicació i nous sistemes d'energia. En millorar contínuament les capacitats de control de processos i els nivells de concordança de materials, ens comprometem a oferir als clients components de ceràmica metal·litzats de gamma alta-més competitius.