substrat komponen seramik logam: prinsip teknikal, laluan proses dan analisis aplikasi

Sebagai bahan utama dalam pembungkusan elektronik moden, substrat seramik berlogam mencapai gabungan organik sifat kedua-dua bahan dengan mengikat filem logam dengan kukuh pada permukaan seramik. Strukturnya menggabungkan sifat penebat tinggi dan rintangan suhu tinggi bagi seramik dengan kekonduksian elektrik dan haba logam yang sangat baik, menjadikannya pembawa teras untuk aplikasi seperti-peranti elektronik berkuasa tinggi, peranti optoelektronik termaju dan-elektronik automotif kebolehpercayaan tinggi. Yang berikut akan menghuraikan secara sistematik substrat seramik berlogam daripada pelbagai dimensi seperti prinsip teknikal, proses arus perdana, ciri prestasi dan aplikasi industri.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Teras substrat seramik berlogam adalah untuk mencapai-kekuatan tinggi dan sambungan yang boleh dipercayai antara dua bahan heterogen, seramik dan logam. Prinsip asasnya bukanlah lampiran fizikal yang mudah, tetapi bergantung pada ikatan kimia dan resapan tindak balas pada antara muka. Oleh kerana seramik mempunyai tenaga permukaan yang rendah dan lengai secara kimia, ia sukar dibasahi dan diikat dengan logam biasa. Oleh itu, kunci kepada proses ini adalah untuk mencapai ikatan metalurgi dengan memperkenalkan unsur aktif (seperti titanium, zirkonium) atau mencipta fasa cecair eutektik (seperti kuprum-eutektik oksigen), menyebabkan tindak balas kimia pada antara muka menghasilkan lapisan peralihan.

Substrat Seramik Metallized tipikal mempunyai struktur sandwic: substrat seramik menyediakan sokongan mekanikal dan penebat, lapisan peralihan logam di tengah merealisasikan ikatan, dan lapisan logam tebal (biasanya tembaga) pada permukaan menganggap fungsi kekonduksian elektrik, kekonduksian haba dan pembawa kimpalan. Reka bentuk komposit seramik-ke-logam ini secara asasnya menyelesaikan masalah tegasan haba yang disebabkan oleh ketidakpadanan dalam pekali pengembangan terma (CTE) antara bahan heterogen, dengan itu meningkatkan kebolehpercayaan jangka panjang-peranti di bawah kitaran suhu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Proses metalisasi adalah kunci untuk menentukan prestasi dan kos substrat. Pada masa ini, laluan teknologi arus perdana termasuk salutan kuprum langsung, teknologi filem nipis dan pematerian logam aktif.

Proses salutan kuprum langsung (DBC). Proses ini dijalankan pada suhu tinggi (kira-kira 1065 darjah ) dan dalam suasana tekanan separa oksigen rendah yang dikawal dengan tepat, menyebabkan tindak balas eutektik berlaku pada permukaan kerajang kuprum dan seramik (seperti aluminium oksida atau aluminium nitrida). Terasnya ialah pembentukan lapisan fasa cecair eutektik Cu/O, yang boleh membasahi seramik dan bertindak balas dengannya untuk membentuk lapisan peralihan kompaun yang stabil (seperti CuAlO₂). Kelebihan proses DBC ialah lapisan kuprum tebal (sehingga 300 μm atau lebih) dan mempunyai keupayaan-bawaan dan haba-arus yang kuat. Ia sangat sesuai untuk senario kuasa tinggi-seperti modul IGBT untuk kenderaan elektrik.

 

Proses filem nipis dan penyaduran elektrik (DPC). Proses ini mula-mula membentuk lapisan biji logam berskala nano (seperti Ti/Cu) pada seramik melalui teknologi pemendapan wap fizikal (PVD) seperti magnetron sputtering, dan kemudian menebal lapisan kuprum melalui penyaduran elektro bercorak. Kelebihan luar biasa proses DPC ialah ketepatan coraknya yang tinggi (lebar garisan/jarak sehingga 20 μm) dan proses suhu-rendahnya, yang mengelakkan kerosakan tekanan haba pada bahan yang disebabkan oleh suhu tinggi. Ia amat sesuai untuk pembuatan Komponen Seramik Alumina Berlogam Ketepatan dan digunakan secara meluas dalam peranti frekuensi radio dan modul komunikasi optik yang memerlukan ketumpatan pendawaian yang tinggi.

 

Proses pematerian logam aktif (AMB). Proses AMB menggunakan pateri yang mengandungi unsur aktif seperti titanium dan zirkonium, yang dipanaskan dalam relau vakum hingga melebihi takat lebur pateri. Unsur aktif bertindak balas secara kimia dengan permukaan seramik untuk membentuk lapisan nipis yang boleh dibasahi oleh pateri, dengan itu mencapai sambungan-kekuatan tinggi antara seramik dan logam (biasanya kuprum tebal). Proses AMB mempunyai kekuatan ikatan yang sangat tinggi dan amat sesuai untuk pengeluaran Bahagian Penggertakan Seramik Termaju Ketulenan Alumina Precision Tinggi, serta kawasan yang mempunyai keperluan kebolehpercayaan yang sangat ketat, seperti penyongsang pemacu utama untuk kenderaan tenaga baharu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Keupayaan pengurusan haba yang sangat baik: Substrat seramik, terutamanya aluminium nitrida (AlN), mempunyai kekonduksian terma yang sangat baik (sehingga 180 W/m·K) dan boleh menghilangkan haba yang dihasilkan oleh cip dengan cekap. Pekali pengembangan habanya sepadan dengan cip semikonduktor (seperti Si, SiC), dengan ketara mengurangkan tegasan kitaran haba dan memanjangkan hayat sambungan pateri.

Sifat elektrik dan mekanikal yang sangat baik: Seramik itu sendiri mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi dan kehilangan dielektrik yang rendah, dan lapisan kuprum yang dibentuk oleh Seramik Metallization pada permukaan menyediakan laluan konduktif rintangan-rendah. Gabungan ini memastikan peranti beroperasi secara stabil di bawah frekuensi tinggi dan voltan tinggi. Pada masa yang sama, substrat Seramik Metallized mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi, kestabilan dimensi, rintangan kakisan, dan boleh menyesuaikan diri dengan persekitaran yang keras.

Fleksibiliti reka bentuk dan pembuatan: Proses Seramik Metallized yang berbeza menyediakan pelbagai pilihan reka bentuk. Daripada kapasiti bawaan-arus tinggi DBC, kepada pendawaian-kepersisan tinggi DPC, kepada kebolehpercayaan ultra-tinggi AMB, jurutera boleh memilih penyelesaian Alumina Metallized Ceramics yang optimum berdasarkan keperluan elektrik, haba, mekanikal dan kos tertentu. Ini meletakkan asas untuk reka bentuk dan pengeluaran tersuai bagi Precision Metallized Ceramics.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kami menumpukan pada menyediakan-kualiti tinggikomponen seramik berlogam, perkhidmatan pemesinan ketepatan dan komited untuk mencipta-Seramik Alumina Berlogam berprestasi tinggi untuk Komponen Elektrik untuk pelanggan kami. Sama ada penyesuaian substrat standard atau pemprosesan seramik logam ketepatan kompleks, kami boleh menyediakan penyelesaian profesional daripada reka bentuk kepada produk siap untuk membantu produk anda mencapai kejayaan dalam-bidang ketepatan tinggi.