Fabricação de substratos cerâmicos metalizados com alumina: da otimização do processo aos avanços no desempenho

Num contexto de rápido desenvolvimento da eletrónica de potência, das comunicações 5G e dos novos veículos energéticos, os dispositivos eletrónicos estão continuamente a evoluir no sentido de frequências mais elevadas, densidades de potência mais elevadas e maior fiabilidade. Como material de suporte do núcleo, o substrato não só precisa de excelentes propriedades de isolamento elétrico, mas também deve considerar as capacidades de gerenciamento térmico e a estabilidade mecânica. Nesse contexto, a Cerâmica Metalizada de Alumina tornou-se gradativamente um importante caminho tecnológico no campo de embalagens-de alta qualidade, alcançando otimização sinérgica de desempenho e estrutura por meio da combinação eficaz de cerâmicas e metais.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

As próprias cerâmicas de alumina possuem alta resistência dielétrica e boa condutividade térmica, mas a ligação direta entre elas e materiais metálicos apresenta problemas como baixa molhabilidade interfacial e coeficientes de expansão térmica incompatíveis. Portanto, a metalização da cerâmica de alumina tornou-se um passo fundamental para alcançar uma interconexão elétrica confiável. Ao construir uma camada de transição metálica estável, a resistência geral da conexão e a condutividade da estrutura podem ser efetivamente melhoradas.

 

Do ponto de vista do processo, o método convencional atual se concentra em técnicas de fundição de fita e co{1}}alta temperatura. Através do controle preciso do sistema de pó e da pasta de metalização, são alcançadas estruturas compostas com alta densidade e alta resistência de ligação. Neste processo, os indicadores de desempenho da Cerâmica Metalizada para Componentes Elétricos normalmente incluem baixa perda dielétrica, alta resistência de isolamento e excelente resistência de ligação interfacial. Esses parâmetros determinam diretamente a confiabilidade e a vida útil do dispositivo final.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Em relação ao sistema de matéria-prima, o pó de alumina de alta-pureza (normalmente maior ou igual a 96%) combinado com auxiliares de sinterização pode melhorar significativamente o processo de densificação e reduzir defeitos de sinterização. Simultaneamente, a seleção da pasta metalizada precisa ser otimizada de acordo com o cenário de aplicação. Por exemplo, os sistemas de prata são adequados para transmissão de sinais de alta-frequência, enquanto os sistemas de cobre são mais adequados para cenários de alta-condutividade de energia. Este design diferenciado de sistemas de materiais é um fator chave para alcançar a estratificação de desempenho em Cerâmicas Metalizadas de Alumina para Aplicações Eletrônicas.

 

A fundição fundida, como etapa de preparação do núcleo, depende da uniformidade da dispersão da lama e da precisão do controle de espessura. Ao otimizar a proporção de ligante, o sistema de solventes e os parâmetros de moagem de bolas, pode-se obter uma estrutura de fita cerâmica verde com baixa rugosidade superficial e espessura uniforme. Este tipo de estrutura fornece a base para processos subsequentes de empilhamento multicamadas e também é um pré-requisito importante para obter Cerâmicas Metalizadas de Precisão.

 

No processo de construção do padrão de metalização, a serigrafia continua sendo a solução principal. Telas de alta-precisão e parâmetros de impressão estáveis ​​permitem resolução de linha em-mícron. Posteriormente, os processos de laminação multicamadas e prensagem a quente formam uma estrutura densa de pré-forma composta. Este processo impõe exigências extremamente altas à precisão do alinhamento e à colagem entre camadas, impactando diretamente a confiabilidade da cerâmica metalizada de alumina para colagem.

 

O estágio de-co{1}}queima em alta temperatura é um ponto de controle crítico em todo o processo de fabricação. Ao definir adequadamente a curva de desligação e a temperatura de sinterização, problemas como bolhas, delaminação e tensão residual interna podem ser efetivamente evitados. Especialmente em sistemas de cobre, a sinterização deve ser concluída em atmosfera redutora para evitar a oxidação do metal, garantindo assim a integridade estrutural e a estabilidade da condutividade dos componentes cerâmicos metalizados de alta-resistência.

 

O pós--processamento é igualmente importante. A retificação de precisão e o processamento a laser permitem um controle de forma de alta{2}}precisão. Simultaneamente, o revestimento de níquel{4}}ouro melhora ainda mais a soldabilidade e a resistência à corrosão, tornando o produto adequado para ambientes industriais mais severos. Esse tipo de processo é amplamente utilizado em aplicações-de embalagens de ponta, como caixas de cerâmica metalizada para semicondutores de potência. Na produção real, a adesão interfacial insuficiente, o empenamento do substrato e os defeitos de bolha são os principais desafios técnicos. Esses problemas podem ser significativamente melhorados aumentando a pureza da matéria-prima, otimizando a correspondência de tamanho de partícula e introduzindo tecnologias de desligação segmentada e controle de campo de temperatura. Além disso, a tecnologia avançada de revestimento em pó também ajuda a melhorar a eficiência da reação interfacial, otimizando assim a estabilidade geral da metalização da alumina.

 

Do ponto de vista da industrialização, essa tecnologia tem um valor de aplicação significativo em novos veículos de energia, módulos de energia e equipamentos de comunicação de alta{0}}frequência. Por exemplo, em sistemas de acionamento elétrico de alta-tensão, os substratos cerâmicos precisam suportar choques de alta tensão e alta temperatura, enquanto no campo de radiofrequência, requisitos mais elevados são impostos à perda dielétrica e à integridade do sinal. Portanto, a Cerâmica Metalizada para Elétrica está gradualmente substituindo os materiais de substrato tradicionais e se tornando uma das principais tecnologias de suporte.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

No futuro, os substratos cerâmicos metalizados com alumina evoluirão para ultra-finura, integração multi-camadas e integração multifuncional-.

 

Simultaneamente, a introdução de pastas metálicas em nanoescala, simulação de processos digitais e sistemas ecológicos-à base de água promoverão ainda mais melhorias na precisão e na sustentabilidade da fabricação. Essas tendências de desenvolvimento continuarão a aprofundar a aplicação de tubos isolantes de cerâmica metalizada e peças de cerâmica metalizada em eletrônicos-de alta tecnologia.

 

Além disso, a pulverização ultrassônica está gradualmente se tornando um importante processo auxiliar em tecnologias avançadas de embalagem. Comparado ao revestimento rotativo e ao revestimento por imersão tradicionais, ele pode obter uma deposição de filme fino mais uniforme e alta cobertura de estruturas de superfície complexas, tornando-o particularmente adequado para revestir dispositivos de microestrutura. A introdução desta tecnologia proporciona maior flexibilidade de processo e garantia de precisão para a usinagem de precisão de peças cerâmicas de alumina.
 

 

 

Na área de embalagens eletrônicas de precisão e conexões elétricas, nos concentramos na pesquisa, desenvolvimento e fabricação de estruturas de compósitos metálicos e cerâmicos de alto-desempenho, otimizando continuamentemetalização de aluminaprocessos e capacidades de usinagem de precisão.

 

Em torno dos requisitos de alta confiabilidade e alta consistência, formamos um sistema de produtos que abrange diversas formas estruturais e cenários de aplicação, fornecendo soluções de materiais estáveis ​​para dispositivos de energia, equipamentos de comunicação e novos sistemas de energia. Ao melhorar continuamente os recursos de controle de processos e os níveis de correspondência de materiais, temos o compromisso de fornecer aos clientes componentes cerâmicos metalizados de alta-qualidade mais competitivos.