تطور تكنولوجيا السيراميك المعدني الدقيق: من التلبيد التقليدي إلى الابتكار المتقدم في عملية الرش

في مجالات إلكترونيات الطاقة، وأجهزة التفريغ، وتغليف أشباه الموصلات، ومعدات الطاقة الجديدة، تعد تقنية الربط السيراميكي-إلى-المعادن مكونًا أساسيًا لتحقيق التغليف المحكم الموثوق به للغاية والإدارة الحرارية الفعالة. نظرًا لأن السيراميك نفسه غير قابل للحام، فيجب تشكيل طبقة معدنية قوية وموصلة وقابلة للنحاس على سطحه من خلال معدنة السيراميك. مع تطور الأجهزة نحو كثافة طاقة أعلى، وتردد أعلى، وحجم أصغر، يتم وضع متطلبات أعلى على قوة الترابط بين السطوح، والثبات الحراري، والتجانس المجهري للسيراميك المعدني، مما يدفع التطور المستمر لعمليات المعدنة من التلبيد التقليدي بدرجة حرارة عالية- إلى درجة حرارة منخفضة-، وصديقة للبيئة، وترسيب بخار فيزيائي عالي الدقة-.

في الوقت الحالي، تتضمن طرق تعدين السيراميك المستخدمة على نطاق واسع في الصناعة الطلاء بدون كهرباء، والطلاء الكهربائي، وطلاء الفضة/النيكل، وتلبد Mo-Mn، وتقنية الطلاء الفراغي، ولكل منها مزاياه وعيوبه:

لا يتطلب الطلاء غير الكهربائي-P أي مصدر طاقة خارجي ويمكن أن يشكل طبقة موحدة على الأسطح الهندسية المعقدة. ومع ذلك، فإن طبقة الفيلم والركيزة الخزفية يتم امتصاصهما فعليًا بشكل أساسي، مما يؤدي إلى ضعف الالتصاق (عادةً<3 MPa). Furthermore, the plating solution is expensive, and the treatment of phosphorus-containing wastewater is difficult, making it difficult to meet high reliability requirements.

على الرغم من أن الطلاء الكهربائي بالنيكل يمكن أن يحقق طبقات طلاء منخفضة الضغط، إلا أنه حساس للغاية لنظافة عملية المعالجة المسبقة، مما يؤدي بسهولة إلى حدوث عيوب مثل التقرح والتنقير. علاوة على ذلك، نظرًا لتأثير توزيع المجال الكهربائي، غالبًا ما تظهر الثقوب العميقة أو مناطق الأخدود في مكونات السيراميك المصنوعة من الألومنيوم المعدني الدقيق طلاءًا غير متساوٍ، مما يؤدي إلى ضعف أداء الطلاء الموحد.

إن طريقة Ag(Ni)، التي تتضمن طلاء الملاط متبوعًا بتخفيض درجة الحرارة العالية-لتكوين طبقة معدنية، هي طريقة بسيطة وتوفر موصلية جيدة. ومع ذلك، فإن طبقة Ag عرضة للهجرة الأيونية تحت درجات الحرارة العالية والرطوبة العالية والمجالات الكهربائية التي تعمل بالتيار المستمر، مما يؤدي إلى فشل العزل. على الرغم من أن طبقة Ni تتميز بقدرة حركة منخفضة، إلا أن الفيلم يكون رقيقًا بشكل عام ومتقطع ويفتقر إلى المقاومة الكافية للتآكل.

The Mo-Mn sintering method, the most mature process, oxidizes Mn in an H₂-H₂O atmosphere and reacts it with the Al₂O₃ glass phase to form a manganese aluminum spinel transition layer, achieving high-strength bonding (>20 ميجا باسكال). ومع ذلك، فهو يتطلب -تلبدًا بدرجة حرارة عالية تصل إلى 1300-1500 درجة، مما يؤدي إلى استهلاك عالي للطاقة. علاوة على ذلك، فإن الجزيئات الخشنة لمسحوق Mo-Mn تؤدي إلى طبقة خشنة وغير متساوية، مما يجعلها غير مناسبة للمعالجة العالية الدقة- لأجزاء السيراميك المصنوعة من الألومنيوم.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد حول مبادئ تصميم الفيلم، أو أوضاع الفشل النموذجية، أو نوافذ معلمات عملية الرشالسيراميك المعدني للمكونات الكهربائيةيرجى الاتصال بنا. سنزودك بالمعلومات الفنية المهنية ونصائح الدعم الهندسي.