metalizuotų keraminių komponentų substratas: techniniai principai, proceso keliai ir panaudojimo analizė

Metalizuoti keraminiai pagrindai, kaip pagrindinė šiuolaikinės elektroninės pakuotės medžiaga, užtikrina organinį abiejų medžiagų savybių derinį, tvirtai surišdami metalinę plėvelę prie keramikos paviršiaus. Jo struktūroje sujungiamos keramikos aukštos izoliacijos ir atsparumo aukštai temperatūrai savybės su puikiu metalų elektriniu ir šiluminiu laidumu, todėl jis yra pagrindinis nešiklis tokioms reikmėms kaip didelės-galios elektroniniai prietaisai, pažangūs optoelektroniniai įrenginiai ir didelio{2}}patikimumo automobilių elektronika. Toliau bus sistemingai nagrinėjami metalizuoti keraminiai pagrindai iš įvairių matmenų, pvz., techniniai principai, pagrindiniai procesai, eksploatacinės charakteristikos ir pramoninis pritaikymas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Metalizuoto keraminio pagrindo esmė – pasiekti didelio{0}}stiprumo ir patikimų dviejų nevienalyčių medžiagų – keramikos ir metalo – jungčių. Pagrindinis jo principas nėra paprastas fizinis tvirtinimas, bet priklauso nuo cheminio ryšio ir reakcijos difuzijos sąsajoje. Kadangi keramika turi mažą paviršiaus energiją ir yra chemiškai inertiška, ją sunku sudrėkinti ir susieti su įprastais metalais. Todėl svarbiausia šiame procese pasiekti metalurginį ryšį įvedant aktyvius elementus (pvz., titaną, cirkonį) arba sukuriant eutektinę skystąją fazę (pvz., vario -deguonies eutektiką), sukeldama cheminę reakciją sąsajoje ir sukuriant pereinamąjį sluoksnį.

Įprastas metalizuoto keramikos pagrindas yra daugiasluoksnės struktūros: keraminis pagrindas suteikia mechaninę atramą ir izoliaciją, metalizuotas pereinamasis sluoksnis viduryje realizuoja surišimą, o storas metalo sluoksnis (dažniausiai vario) ant paviršiaus atlieka elektros laidumo, šilumos laidumo ir suvirinimo nešiklio funkcijas. Ši keramikos-į-metalo kompozicija iš esmės išsprendžia šiluminio įtempimo problemą, kurią sukelia heterogeninių medžiagų šiluminio plėtimosi koeficiento (CTE) neatitikimas, taip žymiai pagerindamas ilgalaikį -įrenginio patikimumą esant temperatūros ciklams.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Metalizavimo procesas yra raktas į pagrindo našumą ir kainą. Šiuo metu pagrindinės technologijos apima tiesioginį vario dengimą, plonasluoksnę technologiją ir aktyvųjį metalinį litavimą.

Tiesioginio vario dengimo (DBC) procesas. Šis procesas vykdomas aukštoje temperatūroje (apie 1065 laipsnių) ir tiksliai kontroliuojamoje žemo deguonies dalinio slėgio atmosferoje, todėl vario folijos ir keramikos (pvz., aliuminio oksido arba aliuminio nitrido) paviršiuje įvyksta eutektinė reakcija. Jo esmė yra Cu/O eutektinės skystosios fazės sluoksnio susidarymas, kuris gali sudrėkinti keramiką ir su ja reaguoti, sudarydamas stabilų junginio pereinamąjį sluoksnį (pvz., CuAlO₂). DBC proceso pranašumas yra tas, kad vario sluoksnis yra storas (iki 300 μm ar daugiau) ir turi stiprias srovės-nešimo ir šilumos{6}}išsklaidymo galimybes. Tai labai tinka didelės-galios scenarijams, pvz., IGBT moduliams elektrinėms transporto priemonėms.

 

Plonos plėvelės ir galvanizavimo (DPC) procesas. Šis procesas pirmiausia suformuoja nanoskalės metalinį sėklų sluoksnį (pvz., Ti / Cu) ant keramikos naudojant fizinio garų nusodinimo (PVD) technologiją, pvz., magnetroninį purškimą, o tada sutirština vario sluoksnį naudojant raštuotą galvanizavimą. Išskirtiniai DPC proceso pranašumai yra didelis modelio tikslumas (linijos plotis / tarpas iki 20 μm) ir žemos-temperatūros procesas, leidžiantis išvengti medžiagų sukeltos šiluminės įtampos žalos dėl aukštos temperatūros. Jis ypač tinka precizinio metalizuoto aliuminio oksido keramikos komponentų gamybai ir yra plačiai naudojamas radijo dažnių įrenginiuose ir optinio ryšio moduliuose, kuriems reikalingas didelis laidų tankis.

 

Aktyvaus metalo litavimo (AMB) procesas. AMB procese naudojamas lydmetalis, kurio sudėtyje yra aktyvių elementų, tokių kaip titanas ir cirkonis, kuris kaitinamas vakuuminėje krosnyje iki aukštesnės nei lydmetalio lydymosi temperatūros. Aktyvieji elementai chemiškai reaguoja su keraminiu paviršiumi, sudarydami ploną sluoksnį, kurį sudrėkina lydmetalis, ir taip pasiekiamas didelio stiprumo ryšys tarp keramikos ir metalo (dažniausiai storo vario). AMB procesas pasižymi itin dideliu sukibimo stiprumu ir yra ypač tinkamas aukšto grynumo aliuminio oksido tiksliųjų pažangių keraminių metalizavimo dalių gamybai, taip pat srityse, kurioms taikomi itin griežti patikimumo reikalavimai, pavyzdžiui, pagrindinės pavaros keitikliai naujoms energijos transporto priemonėms.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Puikios šilumos valdymo galimybės: Keraminiai pagrindai, ypač aliuminio nitridas (AlN), turi puikų šilumos laidumą (iki 180 W/m·K) ir gali efektyviai išsklaidyti lusto generuojamą šilumą. Jo šiluminio plėtimosi koeficientas atitinka puslaidininkinių lustų (pvz., Si, SiC) koeficientą, žymiai sumažindamas šiluminio ciklo įtempį ir prailgindamas litavimo jungties tarnavimo laiką.

Puikios elektrinės ir mechaninės savybės: pati keramika pasižymi dideliu dielektriniu stiprumu ir mažais dielektriniais nuostoliais, o metalizavimo keramikos suformuotas vario sluoksnis ant paviršiaus užtikrina mažo{0}}varžos laidumo kelią. Šis derinys užtikrina stabilų įrenginio veikimą esant aukštam dažniui ir aukštai įtampai. Tuo pačiu metu metalizuotas keramikos pagrindas turi didelį mechaninį stiprumą, matmenų stabilumą, atsparumą korozijai ir gali prisitaikyti prie atšiaurios aplinkos.

Dizaino ir gamybos lankstumas: Įvairūs metalizuotos keramikos procesai suteikia įvairių projektavimo galimybių. Inžinieriai gali pasirinkti optimalų aliuminio oksido metalizuotos keramikos sprendimą, atsižvelgdami į konkrečius elektros, šiluminius, mechaninius ir sąnaudų reikalavimus, pradedant nuo didelės srovės-laidumo DBC, baigiant didelio-tikslumo DPC laidais ir baigiant itin -dideliu AMB patikimumu. Tai sudaro pagrindą precizinės metalizuotos keramikos projektavimui ir individualiai gamybai.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mes sutelkiame dėmesį į aukštos{0}kokybės teikimąmetalizuoti keraminiai komponentai, tikslaus apdirbimo paslaugas ir esame įsipareigoję savo klientams sukurti didelio našumo{0}}metalizuotą aliuminio oksido keramiką, skirtą elektriniams komponentams. Nesvarbu, ar tai būtų standartinis substrato pritaikymas, ar sudėtingas preciziškas metalizuotos keramikos apdirbimas, galime pasiūlyti profesionalius sprendimus nuo dizaino iki gatavų gaminių, kad padėtume jūsų gaminiams pasiekti perversmų didelio-tikslumo srityse.