Precizna metalizirana keramika: osnovni material za povezave in ležaje v visoko-proizvodnji​

Precizna metalizirana keramika je vrhunski-kompozitni material, ki združuje izolacijske lastnosti keramike s prevodnimi/povezovalnimi funkcijami kovin. S posebnimi postopki metalizacije se na površini ali znotraj keramične podlage oblikuje visoko{2}}natančna kovinska plast (kot so volfram, molibden, baker, srebro itd.). Njegove glavne prednosti so v kombinaciji visoke temperaturne odpornosti keramike (do 1600 stopinj), odpornosti proti koroziji, visoke izolacije in nizkega koeficienta toplotnega raztezanja z odlično električno prevodnostjo, toplotno prevodnostjo in mehansko povezljivostjo kovin. To rešuje industrijske težave zaradi tradicionalne keramike, ki jo je "težko povezati" in kovin, ki so "nagnjene k obrabi", zaradi česar je natančna obdelava keramičnih delov iz aluminijevega oksida nepogrešljiva osrednja komponenta v vesoljstvu, elektronski energiji, novi energiji, vrhunski-opremi in drugih področjih.​
V primerjavi z navadno metalizirano keramiko se "natančnost" odraža v treh glavnih dimenzijah: toleranca debeline kovinske plasti manjša od ali enaka ±0,01 mm, natančnost kovinskega vezja, ki dosega mikronsko raven, in trdnost spoja s keramično-kovino, večja ali enaka 200MPa, kar lahko izpolnjuje stroge zahteve visoko-opreme glede zanesljivosti in integracije.​

Postopek metalizacije je tehnično jedro metalizirane keramike iz aluminijevega oksida. Izbrati ga je treba glede na keramične materiale (aluminijev oksid, cirkonijev oksid, aluminijev nitrid itd.) in scenarije uporabe. Glavni procesi vključujejo:​
Aktivno spajkanje kovin (AMB): visoka trdnost lepljenja in toplotna prevodnost
Z dodajanjem aktivnih kovin, kot sta titan in cirkonij, se pri visokih temperaturah doseže kemična vez med kovino in keramiko. Keramika iz metaliziranega aluminijevega oksida za električne komponente ima visoko trdnost lepljenja in dobro toplotno prevodnost, primerna za visoko{1}}zmogljive IGBT module in nove elektronske krmilne sisteme za energetska vozila.​
Debel{0}}metalizacija: prilagodljiv postopek in zmerni stroški​
Metalizirane keramične izolacijske cevi Metalizating Ceramic Part kovinska pasta (srebro-paladij, zlata pasta itd.) je natisnjena na keramično površino in sintrana pri visoki temperaturi, da nastane kovinska plast. S prilagodljivim procesom in zmernimi stroški je primeren za senzorje in komponente elektronske embalaže.​
Tanko{0}}metalizacija: visoka natančnost vezja in ravna površina​
Tehnologije fizičnega naparjevanja, kot sta razprševanje in izparevanje, se uporabljajo za pripravo kovinskih filmov v nano-merilu. Metalizirana keramika za električne komponente ima visoko natančnost vezja (širina črte je manjša ali enaka 50 μm) in dobro površinsko ravnost, ki se uporablja v mikroelektronskih napravah in optičnih komunikacijskih modulih.​
Direktno vezan baker (DBC): enotna bakrena plast in odlično odvajanje toplote
Bakrena folija je neposredno povezana s keramično podlago pod visoko temperaturo in pritiskom. Metalizirano keramično ohišje za močnostne polprevodnike ima enakomerno debelino bakrene plasti in odlično učinkovitost odvajanja toplote, ki se pogosto uporablja v substratih za odvajanje toplote močnostnih elektronskih naprav.​

Strukturna zasnova visoko{0}}trdnih metaliziranih keramičnih komponent mora uravnotežiti zmogljivost in zahteve glede namestitve. Pogosti strukturni tipi vključujejo:​
Enojna-stranska/dvostranska-stranska metalizirana struktura: preprosti prevodni in povezovalni scenariji​
Primerno za preproste prevodne in povezovalne scenarije, kot so izolacijski nosilci in priključni bloki. Ilustracija natančne strojne obdelave keramičnih delov iz aluminijevega oksida lahko prikaže večplastno strukturo "keramične podlage + kovinske plasti".​
Več-plastna metalizirana struktura: integracija kompleksnega vezja​
S kombinacijo več-plastnih kovinskih vezij in keramičnih substratov iz aluminijevega oksida metalizirane keramike je dosežena kompleksna integracija vezij, kot so več-slojni substrati za ožičenje, ki se prilagajajo elektronskim embalažam z visoko-gostoto.​
Posebna-oblikovana metalizirana struktura: prilagojena za posebne prostore za namestitev​
Zasnovan za posebne prostore za namestitev, kot je ukrivljena in stopničasta metalizirana keramika, metalizirana aluminijeva keramika za električne komponente, ki se uporablja v prilagojenih komponentah letalske in vesoljske opreme. Ilustracija lahko predstavlja posebno{1}}oblikovano obdelovalno povezavo v proizvodnem procesu.​

Metalizirane keramične izolacijske cevi Metalizirani keramični del je bil s svojo edinstveno kombinacijo zmogljivosti globoko integriran v več -razrednih proizvodnih področij:​
Elektronsko močnostno polje: Reševanje težav z odvajanjem toplote in izolacijo
Metalizirana keramika za električne komponente kot embalažni substrati in komponente za odvajanje toplote za napajalne naprave, kot sta IGBT in MOSFET, rešuje težave z odvajanjem toplote in izolacijo visoko{0}}močne opreme.​
Novo energijsko polje: vzdržljivost v ekstremnih okoljih
Metalizirano keramično ohišje za močnostne polprevodnike, ki se uporablja v bipolarnih ploščah vodikovih gorivnih celic in močnostnih modulih polnilnih pilotov, lahko prenese visoke in nizke temperature ter korozivna okolja.​
Aerospace Field: stabilno delovanje v ekstremnih pogojih
Prilagodljive na satelitsko komunikacijsko opremo in senzorje motorja visoko-trdne metalizirane keramične komponente delujejo stabilno pri ekstremnih temperaturah (-60 stopinj ~1200 stopinj) in vakuumskih okoljih.​
Področje medicinske opreme: biokompatibilnost in visoko{0}}natančen prenos signala​
Kot jedro medicinskih ultrazvočnih sond in komponent endoskopa ima precizna strojna obdelava keramičnih delov iz aluminijevega oksida biokompatibilnost in visoko{0}}natančen prenos signala.​
Področje optoelektronike: Učinkovita pretvorba signala
Metalizirana keramika iz aluminijevega oksida, ki se uporablja v embalaži laserskih diod in konektorjih za optična vlakna, omogoča učinkovito pretvorbo med optičnimi in električnimi signali.​

Z razvojem vrhunske -proizvodnje v smeri miniaturizacije, visoke moči in dolge življenjske dobe so tehnični trendi metalizirane aluminijeve keramike za električne komponente postali vse bolj jasni: prvič, višja integracija, integracija več-slojne metalizacije s 3D-tehnologijo pakiranja za doseganje "več-funkcionalne integracije"; drugič, boljša zmogljivost, razvoj novih keramičnih podlag in sistemov za metalizacijo z visoko temperaturno odpornostjo in visoko toplotno prevodnostjo za izpolnjevanje visokih-potreb po energiji 5G, nove energije in drugih področij; tretjič, zelena proizvodnja, optimizacija postopkov sintranja za zmanjšanje porabe energije in emisij onesnaževal. V prihodnosti,Precizna metalizirana keramikabo postal "glavna sila" osnovnih materialov za vrhunsko-opremo, ki bo spodbujal nadgradnjo proizvodnje na višjo kakovost.​