Trong nền sản xuất tiên tiến, gốm sứ với khả năng cách nhiệt vượt trội, tính dẫn nhiệt cao, khả năng chịu nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn đã trở thành vật liệu chủ chốt không thể thiếu trong các ngành công nghiệp{0} cao cấp như điện tử, hàng không vũ trụ và y tế. Tuy nhiên, tính chất không dẫn điện-vốn có của gốm sứ đã hạn chế ứng dụng trực tiếp của chúng trong các kết nối mạch, bao bì và cấu trúc liên kết. Để giải quyết vấn đề này, công nghệ linh kiện gốm kim loại đã ra đời, đóng vai trò là cầu nối giữa thế giới gốm và kim loại, đồng thời đạt được sự kết hợp hoàn hảo giữa những ưu điểm của cả hai vật liệu.
Gốm kim loại hóa đề cập đến sự hình thành một màng hoặc lớp phủ kim loại dày đặc, đồng nhất và liên kết chắc chắn trên bề mặt của chất nền gốm thông qua các phương pháp vật lý hoặc hóa học, mang lại cho nó khả năng dẫn điện, khả năng hàn và khả năng kết nối với các thành phần kim loại. Công nghệ này không chỉ giữ lại các đặc tính tuyệt vời của chất nền gốm mà còn mang lại cho nó chức năng dẫn điện và kết nối của kim loại, đồng thời được sử dụng rộng rãi trong các mô-đun nguồn, bao bì bán dẫn, thiết bị chân không, cảm biến và các linh kiện điện tử có độ tin cậy cao.
Việc thực hiện kim loại hóa gốm phụ thuộc vào sự liên kết hiệu quả giữa bề mặt kim loại và gốm. Các nguyên tắc cốt lõi của nó có thể được phân loại thành hai loại: phương pháp phản ứng hóa học và lắng đọng hơi vật lý (PVD).
Các phương pháp phản ứng hóa học chủ yếu tạo ra lớp kim loại hóa trên bề mặt gốm thông qua-các phản ứng thiêu kết ở nhiệt độ cao hoặc phản ứng khử hóa học. Một ví dụ điển hình là phương pháp Mo-Mn và các quy trình cải tiến của nó. Phương pháp này trộn bột hoặc oxit kim loại molypden (Mo) và mangan (Mn) để tạo thành hỗn hợp sệt, sau đó được -in lên bề mặt gốm và nung ở nhiệt độ 1400 độ –1600 độ trong môi trường khử (chẳng hạn như hydro). Trong quá trình này, Mn hoạt động như một chất kích hoạt, thúc đẩy quá trình làm ướt và khuếch tán ở bề mặt tiếp xúc gốm-với-kim loại, tạo thành một liên kết hóa học bền chặt. Ngoài ra, hàn kim loại hoạt động (AMB) cũng thuộc loại này. Nó sử dụng chất hàn có chứa các nguyên tố hoạt động như Ti và Zr, phản ứng với bề mặt gốm trong quá trình gia nhiệt để tạo ra lớp chuyển tiếp có đặc tính kim loại, đạt được kết nối trực tiếp giữa gốm và kim loại.
Lắng đọng hơi vật lý (PVD) là phương pháp sử dụng phún xạ magnetron hoặc bay hơi chân không trong môi trường chân không để làm bay hơi và lắng đọng các nguyên tử kim loại lên bề mặt gốm, tạo thành các màng kim loại có kích thước từ nano{0}} đến micron-. Phương pháp này bao gồm nhiệt độ xử lý thấp (thường dưới 300 độ ), tạo ra các màng-có độ tinh khiết cao và đồng nhất, khiến phương pháp này phù hợp với các thiết bị vi điện tử tích hợp cao, có độ chính xác- cao. Các kim loại lắng đọng phổ biến bao gồm titan (Ti), crom (Cr), niken (Ni) và đồng (Cu), với Ti và Cr đóng vai trò là lớp chuyển tiếp để tăng cường đáng kể độ bám dính của gốm kim loại.
Quy trình xử lý gốm kim loại rất phức tạp và chính xác, thường bao gồm các bước chính sau:
tiền xử lý nền: Đầu tiên, chất nền gốm trải qua quá trình làm sạch chính xác bằng kỹ thuật làm sạch siêu âm hoặc siêu âm để loại bỏ dầu bề mặt, chất hỗ trợ thiêu kết và các chất gây ô nhiễm dạng hạt, đảm bảo độ sạch của bề mặt. Sau đó, các phương pháp xử lý kích hoạt bề mặt, chẳng hạn như khắc plasma hoặc xử lý hóa học, được thực hiện để cải thiện độ nhám và hoạt động của bề mặt, cung cấp cấu trúc "neo" cho độ bám dính của lớp kim loại.
Chuẩn bị lớp kim loại hóa: Phương pháp kim loại hóa phù hợp được lựa chọn dựa trên yêu cầu ứng dụng. Đối với quy trình tạo màng-dày, miếng dán kim loại được phủ lên bề mặt gốm bằng cách sử dụng phương pháp in lụa; đối với quy trình tạo màng mỏng-, lớp mầm được lắng đọng bằng công nghệ PVD. Giai đoạn này yêu cầu kiểm soát chặt chẽ độ dày lớp phủ, độ đồng đều và tỷ lệ thành phần để đảm bảo sự ổn định của các quy trình Bộ phận luyện kim gốm tiên tiến chính xác cao Alumina có độ tinh khiết cao tiếp theo.
Tạo hình và làm dày: Dựa trên lớp mầm, các mẫu mạch được xác định bằng kỹ thuật quang khắc, che phủ hoặc khắc laser. Sau đó, các kim loại dẫn điện như đồng được làm dày bằng quy trình mạ điện để tạo thành các đường dẫn đáp ứng yêu cầu mang dòng điện. Công nghệ DPC (Mạ đồng trực tiếp) là một ví dụ điển hình, cho phép nối dây có độ chính xác cao- với độ rộng đường truyền từ 20–30 μm.
Xử lý nhiệt và thiêu kết: Gốm kim loại trải qua quá trình thiêu kết hoặc ủ ở nhiệt độ-cao để thúc đẩy quá trình cô đặc hạt kim loại và tăng cường độ bền liên kết của Gốm kim loại Alumina. Một số sản phẩm có-độ tin cậy cao yêu cầu thiêu kết thứ cấp trong môi trường hydro khô để cải thiện hơn nữa độ ổn định của bề mặt.
-xử lý và kiểm tra hậu kỳ: Sau khi Đồ gốm kim loại hóa chính xác được kim loại hóa, chúng cần được làm sạch bằng ba mức nước tinh khiết, sấy khô trong chân không và được kiểm tra độ bền liên kết, kiểm tra độ dẫn điện và kiểm tra chu trình nhiệt để đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng các yêu cầu về độ kín khí, khả năng chống ăn mòn và độ tin cậy lâu dài.
Với sự phát triển nhanh chóng của truyền thông 5G, phương tiện sử dụng năng lượng mới, lưới điện thông minh và-thiết bị y tế cao cấp, nhu cầu về vật liệu đóng gói điện tử có-công suất cao, tích hợp cao và có độ tin cậy cao đang tăng lên hàng ngày. Công nghệ liên kết gốm kim loại Alumina, với khả năng quản lý nhiệt, cách điện và độ ổn định cấu trúc tuyệt vời, đã trở thành công nghệ hỗ trợ chính cho các thành phần cốt lõi như mô-đun nguồn, chất nền IGBT, bộ ngắt mạch chân không, ống tia X- và máy dò CT.
Cho dù đó là vỏ gốm kim loại cho thiết bị điện tử công suất hay quá trình kim loại hóa-có độ chính xác cao của gốm alumina cho cảm biến, công nghệ này liên tục thúc đẩy sự tích hợp sâu sắc giữa khoa học vật liệu và quy trình sản xuất. Trong tương lai, với độ chính xác của quy trình được cải thiện và sự phát triển của hệ thống vật liệu mới, quá trình kim loại hóa gốm sẽ đóng một vai trò không thể thay thế trong những môi trường khắc nghiệt hơn và các kịch bản hiệu suất-cao hơn.
Câu hỏi thường gặp
Q:Độ bám dính của lớp kim loại hóa cho Gốm sứ kim loại oxit nhôm được đánh giá như thế nào?
A: Nó chủ yếu được định lượng thông qua các thử nghiệm độ bền cắt và lực kéo; các ứng dụng có độ tin cậy cao-thường yêu cầu cường độ cắt Lớn hơn hoặc bằng 20 MPa. Ngoài ra, khả năng chống mỏi nhiệt được xác minh thông qua thử nghiệm chu trình nhiệt (ví dụ: 500 chu kỳ từ -55 độ đến +150 độ ).
Q:Có thể hàn gốm công nghiệp kim loại hóa Mo-Mn Alumina sau khi kim loại hóa không?
A:Đúng. Lớp kim loại hóa (chẳng hạn như Mo-Mn+Ni hoặc lớp mạ Ni/Au trực tiếp) mang lại khả năng hàn tốt, cho phép hàn vào dây dẫn hoặc vỏ bằng chất hàn thiếc-chì hoặc chất hàn không chứa chì-. Nên kiểm soát nhiệt độ hàn trong khoảng từ 280 độ đến 300 độ không quá 5 giây để tránh giảm độ bám dính.
Q:Làm thế nào để đảm bảo tính nhất quán của lô cho Gạch Alumina tùy chỉnh?
A: Các điểm kiểm soát chính bao gồm kiểm tra hàng loạt chất nền gốm, xác minh độ nhớt của bột nhão kim loại hóa, hiệu chuẩn định kỳ các thông số nhiệt độ lò thiêu kết và kiểm tra điện 100% của thành phẩm. Báo cáo kiểm tra toàn diện và hồ sơ truy xuất nguồn gốc được cung cấp cho mỗi lô.
liên hệ với chúng tôi
Nếu bạn có nhu cầu kỹ thuật về độ-độ chính xác cao, độ tin cậy-caoGốm kim loại cho điệnhoặc quan tâm đến việc phát triển tùy chỉnh, vui lòng liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn các giải pháp vật liệu chuyên nghiệp và hỗ trợ kỹ thuật.
