Alumínium-oxiddal fémezett kerámia szubsztrátumok gyártása: a folyamatoptimalizálástól a teljesítmény áttörésekig

A teljesítményelektronika, az 5G kommunikáció és az új energetikai járművek gyors fejlődésének hátterében az elektronikai eszközök folyamatosan fejlődnek a magasabb frekvenciák, nagyobb teljesítménysűrűség és nagyobb megbízhatóság irányába. Maghordozó anyagként az aljzatnak nemcsak kiváló elektromos szigetelési tulajdonságokra van szüksége, hanem figyelembe kell vennie a hőkezelési képességeket és a mechanikai stabilitást is. Ebben az összefüggésben az Alumina Metallized Ceramics fokozatosan fontos technológiai úttá vált a csúcskategóriás-csomagolási területen, és a kerámia és fémek hatékony kombinációja révén a teljesítmény és a szerkezet szinergikus optimalizálását éri el.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Maguk az alumínium-oxid kerámiák nagy dielektromos szilárdsággal és jó hővezető képességgel rendelkeznek, de a közvetlen kötés közöttük és a fémanyagok között olyan problémákat vet fel, mint a felületek rossz nedvesíthetősége és a nem megfelelő hőtágulási együtthatók. Ezért az alumínium-oxid kerámiák fémezése kulcsfontosságú lépéssé vált a megbízható elektromos összekapcsolás elérésében. Stabil fém átmeneti réteg felépítésével a szerkezet általános csatlakozási szilárdsága és vezetőképessége hatékonyan javítható.

 

A folyamat szempontjából a jelenlegi általános módszer a szalagöntésre és a magas-hőmérsékletű együttégetési{1}}technikákra összpontosít. A porrendszer és a fémezési zagy precíz szabályozásával nagy sűrűségű és nagy kötési szilárdságú kompozit szerkezetek érhetők el. Ebben a folyamatban a fémezett kerámiák elektromos alkatrészekhez teljesítménymutatói általában az alacsony dielektromos veszteséget, a nagy szigetelési ellenállást és a kiváló határfelületi kötési szilárdságot tartalmazzák. Ezek a paraméterek közvetlenül meghatározzák a végső eszköz megbízhatóságát és élettartamát.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ami a nyersanyagrendszert illeti, a nagy-tisztaságú timföldpor (általában legfeljebb 96%) szinterezési segédanyagokkal kombinálva jelentősen javíthatja a tömörítési folyamatot és csökkentheti a szinterezési hibákat. Ezzel egyidejűleg a fémezett iszap kiválasztását az alkalmazási forgatókönyv szerint optimalizálni kell. Például az ezüst rendszerek alkalmasak nagy-frekvenciás jelátvitelre, míg a réz rendszerek alkalmasabbak a nagy-teljesítmény-vezetőképességű forgatókönyvekre. Az anyagrendszerek e differenciált kialakítása kulcsfontosságú tényező az alumínium-oxid fémezett kerámiák elektronikus alkalmazásokhoz való teljesítményrétegezésében.

 

Az öntvényöntés, mint mag-előkészítési lépés, a zagy diszperziójának egyenletességétől és a vastagságszabályozás pontosságától függ. A kötőanyag-arány, az oldószerrendszer és a golyós marási paraméterek optimalizálásával alacsony felületi érdességű, egyenletes vastagságú zöld kerámia szalagszerkezet érhető el. Ez a fajta szerkezet a későbbi többrétegű halmozási folyamatok alapját adja, és fontos előfeltétele a precíziós fémezett kerámiák megvalósításának.

 

A fémezési minta építési folyamatában továbbra is a szitanyomás a fő megoldás. A nagy-pontosságú képernyők és a stabil nyomtatási paraméterek mikron-szintű vonalfelbontást tesznek lehetővé. Ezt követően a többrétegű laminálási és melegsajtolási eljárások sűrű kompozit előforma szerkezetet alkotnak. Ez a folyamat rendkívül magas követelményeket támaszt az igazítási pontossággal és a rétegek közötti ragasztással szemben, ami közvetlenül befolyásolja az alumínium-oxid fémezett kerámiák ragasztási megbízhatóságát.

 

A magas{0}}hőmérsékletű együttégetés A leválasztási görbe és a szinterezési hőmérséklet megfelelő beállításával hatékonyan elkerülhetők az olyan problémák, mint a buborékok, a rétegvesztés és a belső maradékfeszültség. Különösen a rézrendszereknél a szinterezést redukáló atmoszférában kell elvégezni a fémoxidáció megelőzése érdekében, ezáltal biztosítva a nagy szilárdságú fémezett kerámia alkatrészek szerkezeti integritását és vezetőképességi stabilitását.

 

Ugyanilyen fontos az utó{0}}feldolgozás. A precíziós köszörülés és a lézeres feldolgozás nagy pontosságú-formaszabályozást tesz lehetővé. Ezzel egyidejűleg a nikkel-aranyozás tovább javítja a forraszthatóságot és a korrózióállóságot, így a termék alkalmassá teszi a keményebb ipari környezetekhez is. Ezt a fajta eljárást széles körben alkalmazzák a csúcskategóriás-csomagolási alkalmazásokban, mint például a fémezett kerámia házak teljesítmény-félvezetők számára. A tényleges gyártás során az elégtelen felületi tapadás, az aljzat vetemedése és a buborékhibák jelentik a fő technikai kihívásokat. Ezek a problémák jelentősen javíthatók a nyersanyagtisztaság növelésével, a szemcseméret-illesztés optimalizálásával, valamint a szegmentált lekötési és hőmérsékletmező-szabályozási technológiák bevezetésével. Ezenkívül a fejlett porbevonat-technológia hozzájárul a határfelületi reakciók hatékonyságának javításához, ezáltal optimalizálva az alumínium-oxid fémezés általános stabilitását.

 

Az iparosítás szempontjából ennek a technológiának jelentős alkalmazási értéke van új energetikai járművekben, teljesítménymodulokban és nagy{0}}frekvenciás kommunikációs berendezésekben. Például a nagy-feszültségű elektromos hajtásrendszerekben a kerámia hordozóknak mind a nagyfeszültségű, mind a magas hőmérsékletű ütéseknek ellenállniuk kell, míg a rádiófrekvenciás mezőben magasabb követelményeket támasztanak a dielektromos veszteséggel és a jel integritásával szemben. Ezért a Metallized Ceramics for Electrical fokozatosan felváltja a hagyományos hordozóanyagokat, és az egyik kulcsfontosságú támogató technológiává válik.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A jövőben az alumínium-oxiddal bevont kerámia hordozók az ultra-vékonyság, a többrétegű-integráció és a több-funkciós integráció felé fognak fejlődni.

 

Ezzel egyidejűleg a nanoméretű fémpaszták, a digitális folyamatszimuláció és a környezetbarát víz{0}alapú rendszerek bevezetése tovább fogja javítani a gyártási precizitást és a fenntarthatóságot. Ezek a fejlesztési trendek továbbra is elmélyítik a fémezett kerámia szigetelőcsövek és fémes kerámia alkatrészek alkalmazását a csúcskategóriás elektronikában.

 

Ezenkívül az ultrahangos permetezés fokozatosan a fejlett csomagolási technológiák fontos segédfolyamatává válik. A hagyományos centrifugálással és dip bevonattal összehasonlítva egyenletesebb vékonyréteg-lerakódást és összetett felületi struktúrák magas lefedettségét képes elérni, így különösen alkalmas mikroszerkezeti eszközök bevonására. Ennek a technológiának a bevezetése nagyobb folyamatrugalmasságot és pontosságot biztosít az alumínium-oxid kerámia alkatrészek precíziós megmunkálásához.
 

 

 

A precíziós elektronikai csomagolás és elektromos csatlakozások területén a nagy teljesítményű kerámia és fém kompozit szerkezetek kutatására, fejlesztésére és gyártására összpontosítunk, folyamatosan optimalizálvaalumínium-oxid fémezésfolyamatok és precíziós megmunkálási képességek.

 

A nagy megbízhatóság és a nagy konzisztencia követelményei mentén olyan termékrendszert alakítottunk ki, amely különböző szerkezeti formákat és alkalmazási forgatókönyveket lefed, stabil anyagmegoldásokat biztosítva erősáramú eszközökhöz, kommunikációs berendezésekhez és új energiarendszerekhez. A folyamatirányítási képességek és az anyagillesztési szintek folyamatos fejlesztésével elkötelezettek vagyunk amellett, hogy ügyfeleink számára versenyképesebb, csúcskategóriás fémezett kerámia alkatrészeket kínáljunk.