metalizēto keramikas komponentu substrāts: tehniskie principi, procesa ceļi un pielietojuma analīze

Kā galvenais materiāls mūsdienu elektroniskajā iepakojumā, metalizētie keramikas substrāti nodrošina abu materiālu īpašību organisku kombināciju, stingri savienojot metāla plēvi ar keramikas virsmu. Tā struktūra apvieno keramikas augstās izolācijas un augstas temperatūras pretestības īpašības ar izcilo metālu elektrisko un siltumvadītspēju, padarot to par galveno nesēju tādiem lietojumiem kā lieljaudas elektroniskās ierīces, uzlabotas optoelektroniskās ierīces un augstas -uzticamības automobiļu elektronika. Tālāk tiks sistemātiski aprakstīti metalizēti keramikas substrāti no dažādām dimensijām, piemēram, tehniskie principi, galvenie procesi, veiktspējas raksturlielumi un nozares pielietojumi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Metalizēto keramikas substrātu pamatā ir panākt augstu{0}}izturību un uzticamus savienojumus starp diviem neviendabīgiem materiāliem, keramiku un metālu. Tās pamatprincips nav vienkārša fiziska piestiprināšana, bet gan balstās uz ķīmisko saiti un reakcijas difūziju saskarnē. Tā kā keramikai ir zema virsmas enerģija un tā ir ķīmiski inerta, to ir grūti samitrināt un savienot ar parastajiem metāliem. Tāpēc procesa galvenais uzdevums ir panākt metalurģisko saiti, ieviešot aktīvos elementus (piemēram, titānu, cirkoniju) vai izveidojot eitektisko šķidro fāzi (piemēram, vara -skābekļa eutektiku), izraisot saskarnē ķīmisku reakciju, veidojot pārejas slāni.

Tipiskam metalizētās keramikas substrātam ir sendviča struktūra: keramikas pamatne nodrošina mehānisku atbalstu un izolāciju, metalizētais pārejas slānis vidū realizē saiti, bet biezais metāla slānis (parasti vara) uz virsmas uzņemas elektrovadītspējas, siltumvadītspējas un metināšanas nesēja funkcijas. Šis keramikas{1}}uz-metāla kompozītmateriāla dizains būtiski atrisina termiskā stresa problēmu, ko izraisa termiskās izplešanās koeficienta (CTE) neatbilstība starp neviendabīgiem materiāliem, tādējādi ievērojami uzlabojot ierīces ilgtermiņa uzticamību temperatūras ciklos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Metalizācijas process ir pamats pamatnes veiktspējas un izmaksu noteikšanai. Pašlaik galvenie tehnoloģiju ceļi ietver tiešo vara pārklājumu, plānās kārtiņas tehnoloģiju un aktīvo metāla lodēšanu.

Tiešā vara pārklājuma (DBC) process. Šis process tiek veikts augstā temperatūrā (apmēram 1065 grādi) un precīzi kontrolētā zemā skābekļa daļējā spiediena atmosfērā, izraisot eitektisku reakciju uz vara folijas un keramikas (piemēram, alumīnija oksīda vai alumīnija nitrīda) virsmas. Tās kodols ir Cu/O eitektiskās šķidrās fāzes slāņa veidošanās, kas var samitrināt keramiku un reaģēt ar to, veidojot stabilu savienojuma pārejas slāni (piemēram, CuAlO₂). DBC procesa priekšrocība ir tāda, ka vara slānis ir biezs (līdz 300 μm vai vairāk) un tam ir spēcīgas strāvas-pārvades un siltuma{6}}izkliedes spējas. Tas ir ļoti piemērots lieljaudas-scenārijiem, piemēram, IGBT moduļiem elektriskajiem transportlīdzekļiem.

 

Plānās plēves un galvanizācijas (DPC) process. Šis process vispirms veido nanomēroga metāla sēklu slāni (piemēram, Ti / Cu) uz keramikas, izmantojot fizikālās tvaiku pārklāšanas (PVD) tehnoloģiju, piemēram, magnetronu izsmidzināšanu, un pēc tam sabiezina vara slāni, izmantojot rakstainu galvanizāciju. DPC procesa izcilās priekšrocības ir tā augstā raksta precizitāte (līnijas platums/atstarpe līdz 20 μm) un zemās -temperatūras process, kas ļauj izvairīties no augstas temperatūras izraisītiem materiāliem termiskā stresa bojājumiem. Tas ir īpaši piemērots precīzi metalizētu alumīnija oksīda keramikas komponentu ražošanai un tiek plaši izmantots radiofrekvenču ierīcēs un optisko sakaru moduļos, kam nepieciešams augsts vadu blīvums.

 

Aktīvās metāla lodēšanas (AMB) process. AMB procesā izmanto lodmetālu, kas satur aktīvos elementus, piemēram, titānu un cirkoniju, kas tiek uzkarsēts vakuuma krāsnī virs lodēšanas kušanas temperatūras. Aktīvie elementi ķīmiski reaģē ar keramikas virsmu, veidojot plānu kārtu, ko var samitrināt ar lodmetālu, tādējādi panākot augstas -izturības savienojumu starp keramiku un metālu (parasti biezu varu). AMB procesam ir ārkārtīgi augsta līmēšanas stiprība, un tas ir īpaši piemērots augstas tīrības pakāpes alumīnija oksīda precīzas un uzlabotas keramikas metalizācijas detaļu ražošanai, kā arī jomās ar īpaši stingrām uzticamības prasībām, piemēram, galveno piedziņas invertori jauniem transportlīdzekļiem.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lieliskas siltuma pārvaldības iespējas: Keramikas substrātiem, īpaši alumīnija nitrīdam (AlN), ir lieliska siltumvadītspēja (līdz 180 W/m·K) un tie var efektīvi izkliedēt mikroshēmas radīto siltumu. Tā termiskās izplešanās koeficients atbilst pusvadītāju mikroshēmām (piemēram, Si, SiC), ievērojami samazinot termiskā cikla spriegumu un pagarinot lodēšanas savienojumu kalpošanas laiku.

Lieliskas elektriskās un mehāniskās īpašības: pašai keramikai ir augsta dielektriskā izturība un zemi dielektriskie zudumi, un vara slānis, ko veido metalizācijas keramika uz virsmas, nodrošina zemas{0}}pretestības vadītspēju. Šī kombinācija nodrošina ierīces stabilu darbību augstā frekvencē un augsta sprieguma apstākļos. Tajā pašā laikā metalizētās keramikas substrātam ir augsta mehāniskā izturība, izmēru stabilitāte, izturība pret koroziju un tā var pielāgoties skarbai videi.

Dizaina un ražošanas elastība: dažādi metalizētās keramikas procesi nodrošina dažādas dizaina iespējas. No DBC lielās strāvas-nespējas, augstas-precīzas DPC elektroinstalācijas un AMB īpaši -augstas uzticamības, inženieri var izvēlēties optimālu alumīnija oksīda metalizētās keramikas risinājumu, pamatojoties uz īpašām elektriskām, termiskām, mehāniskām un izmaksu prasībām. Tas ir pamats precīzās metalizētās keramikas dizainam un pielāgotai ražošanai.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mēs koncentrējamies uz augstas{0}}kvalitātes nodrošināšanumetalizētas keramikas sastāvdaļas, precīzās apstrādes pakalpojumus un esam apņēmušies saviem klientiem radīt augstas veiktspējas{0}}metalizēto alumīnija oksīda keramiku elektriskajām sastāvdaļām. Neatkarīgi no tā, vai tā ir standarta substrāta pielāgošana vai sarežģīta precīzijas metalizētas keramikas apstrāde, mēs varam nodrošināt profesionālus risinājumus no dizaina līdz gataviem izstrādājumiem, lai palīdzētu jūsu produktiem sasniegt sasniegumus augstas-precizitātes jomās.