Коли кераміка зустрічається з металами: революція матеріалів, що охоплює тисячі років

Різниця в коефіцієнтах теплового розширення між керамікою та металом може досягати 3-5 разів. Наприклад, коефіцієнт теплового розширення глиноземної кераміки становить 8×10⁻⁶/градус, а нержавіючої сталі – 17×10⁻⁶/градус. Якщо ці два матеріали безпосередньо зварити разом, це спричинить фатальні тріщини під напругою. Однак технологія металізації кераміки використовує основну стратегію «буферизації проміжного шару», наприклад «посадку» шару металевого лісу на поверхню кераміки, що забезпечує надійну структурну основу для високоефективного компонента керамічної упаковки. Це не тільки повністю зберігає відмінні властивості самої кераміки, але і наділяє її здатністю з'єднуватися з металами. Взявши, наприклад, активну пайку металу (AMB), титановий елемент, доданий у процесі, може реагувати з керамікою при 600 градусах, утворюючи перехідний шар TiO₂, збільшуючи міцність зв’язку між керамікою та металом до понад 65 Н/см².

У процесі переходу технології металізованої кераміки від лабораторії до промислового застосування вона зіткнулася з багатьма практичними проблемами. Наприклад, провідний виробник IGBT зіткнувся з проблемою, коли пористість мідного шару підкладки DBC перевищувала стандарт, що призвело до частоти вибухів 17% для модуля живлення під час -циклічного випробування від 40 градусів до 150 градусів. Ця проблема прямо викрила фатальні недоліки традиційного процесу. Традиційний молібденово-марганцевий процес спікання потрібно проводити у водневій печі, що збільшує загальну вартість на 40%. Крім того, метод прямого міднення має проблему недостатньої точності схеми, що ускладнює контроль ширини лінії в межах 100 мкм. Обидва процеси мають свої недоліки, які стали суттєвими перешкодами для впровадження технології.

Металізація на-нанометрового рівня: «Зменшення розмірів»
Металізація нанометрового-рівня стала важливою тенденцією розвитку технології керамічної металізації. Нанорозмірна технологія струменевого друку зі сріблом, розроблена командою Массачусетського технологічного інституту, може досягти тонкої обробки з шириною лінії 5 мкм на цирконієвій кераміці, зменшивши розмір датчиків MEMS на 70% і досягнувши значного прориву в мініатюризації продукту. Що стосується контролю за витратами, відповідні вітчизняні лабораторії також досягли значного прогресу, досягнувши вартості покриття за квадратний метр менше 300 юанів, а відповідна технологія ось-ось увійде в стадію масового виробництва, заклавши основу для промислового застосування нанометрового-рівня металізації.

Революція в оптимізації процесів-на основі ШІ
Поєднання технології штучного інтелекту та процесу перетворення кераміки в метал спричинило революцію в оптимізації процесів. Відповідні підприємства за допомогою технології машинного навчання можуть точно передбачити розподіл напруги мідних шарів на підкладках DBC, значно скорочуючи цикл проб-і-помилок з 2 місяців до 3 днів, значно підвищуючи ефективність досліджень і розробок процесу. Деякі підприємства також запровадили цифрові подвійні системи для імітації та оптимізації всього процесу зварювання AMB, зменшивши рівень браку при зварюванні AMB з 5% до 0,8%, значно підвищивши вихід продукту. Застосування технології ШІ стало основною рушійною силою для модернізації цих процесів.

Зелене виробництво: «Гонка життя і смерті»
Зелене виробництво стало неминучим напрямком розвитку технології металізації кераміки. Вартість очищення стічних вод традиційних процесів гальванічного покриття становить 22% від загальної вартості. Тиск захисту навколишнього середовища та витрати є одночасними, і технологія вакуумного випаровування ефективно вирішила цю проблему, зменшивши скидання стічних вод на 87% і отримавши як екологічну чистоту, так і економічну вигоду. На політичному рівні ЄС також запровадив відповідні правила, які чітко передбачають, що з 2027 року екологічно чисті процеси металізації будуть обов’язковими, що означає, що екологічне виробництво є не лише вибором для технологічної модернізації, але й неминучою вимогою відповідно до орієнтації галузевої політики. Відповідні підприємства прискорюють дослідження та впровадження екологічно чистих технологічних розробок.

Металізована кераміка ніколи не є простою комбінацією кераміки та металу; скоріше, це «екстремальний вид спорту» в галузі матеріалознавства з надзвичайно високими стандартами технічної точності та вимог до процесу. Коли інженери спостерігають за реакціями інтерфейсу на нанорозмірі за допомогою електронного мікроскопа, вони бачать не лише розташування атомів у мікроскопічному світі, але й необмежені можливості цієї технології в комерційному світі. У цій високо-галузі виробництва справжніми переможцями завжди є ті «-міждисциплінарні алхіміки», які не лише глибоко розуміють властивості самих матеріалів, можуть досягти прориву в основних технологіях, але також знайомі з комерційним кодом і можуть завершити індустріалізацію технології. Лише дотримуючись довго-термінізму технологічної віри, можна міцно закріпитися в розвитку галузі.

Спираючись на зрілу систему процесу та суворі стандарти контролю якості,Керамічний компонент упаковкиякі ми запустили, можуть ідеально адаптуватися до таких сценаріїв, як високо-точне пакування, висока-температурна ізоляція та високо-надійні з’єднання. Він ефективно справляється з проблемними точками промисловості, такими як розтріскування під напругою на стику кераміки та металу, недостатня точність і високі екологічні витрати. Він поєднує стабільну продуктивність із-великомасштабними виробничими можливостями, забезпечуючи надійні пакувальні компоненти для високоякісної-електроніки, нової енергії та точних датчиків.

Клієнти з усіх верств суспільства можуть запитувати та вести переговори. За потреби налаштуйте та розмістіть замовлення на керамічний компонент Relay Alumina. Давайте працювати разом, щоб створити нову цінність-у високоякісному виробництві.