Wanneer keramiek metalen ontmoet: een materiële revolutie die duizenden jaren beslaat

Het verschil in thermische uitzettingscoëfficiënten tussen keramiek en metalen kan wel 3-5 keer zo groot zijn. De thermische uitzettingscoëfficiënt van aluminiumoxide-keramiek is bijvoorbeeld 8×10⁻⁶/graad, terwijl die van roestvrij staal 17×10⁻⁶/graad is. Als deze twee materialen rechtstreeks aan elkaar worden gelast, zullen fatale spanningsscheuren ontstaan. De keramische metallisatietechnologie maakt echter gebruik van de kernstrategie van "tussenlaagbuffering", zoals het "planten" van een laag metaalbos op het oppervlak van het keramiek, wat een betrouwbare structurele basis biedt voor hoogwaardige keramische pakketcomponenten. Hierdoor blijven niet alleen de uitstekende eigenschappen van het keramiek zelf volledig behouden, maar krijgt het ook het vermogen om zich met metalen te verbinden. Als we bijvoorbeeld actief metaalsolderen (AMB) nemen, kan het titaniumelement dat tijdens het proces wordt toegevoegd, bij een temperatuur van 600 graden met het keramiek reageren om een ​​TiO₂-overgangslaag te vormen, waardoor de hechtsterkte tussen het keramiek en het metaal wordt vergroot tot meer dan 65 N/cm².

Tijdens het proces van de gemetalliseerde keramiektechnologie die van het laboratorium naar industriële toepassing ging, stuitte deze op veel praktische problemen. Een toonaangevende IGBT-fabrikant ondervond bijvoorbeeld een probleem waarbij de porositeit van de koperlaag van het DBC-substraat de norm overschreed, wat resulteerde in een burst-snelheid van 17% voor de voedingsmodule tijdens de cyclische tests van -40 graden tot 150 graden. Dit probleem legde direct de fatale tekortkomingen van het traditionele proces bloot. Het traditionele molybdeen-mangaan-sinterproces moet worden uitgevoerd in een waterstofovenomgeving, wat de totale kosten met 40% verhoogt. Bovendien heeft de directe verkoperingmethode het probleem van onvoldoende circuitprecisie, waardoor het moeilijk wordt om de lijnbreedte binnen 100 μm te regelen. Beide processen hebben hun eigen nadelen, die aanzienlijke obstakels zijn geworden voor de implementatie van de technologie.

Metallisatie op nanometer-niveau: "Dimensionale reductie"
Metallisatie op nanometer-niveau is een belangrijke ontwikkelingstrend geworden in de keramische metallisatietechnologie. De zilverinkjettechnologie op nanoschaal, ontwikkeld door het MIT-team, kan een fijne verwerking bereiken met een lijnbreedte van 5 μm op zirkonia-keramiek, waardoor de grootte van MEMS-sensoren met 70% wordt verminderd en een grote doorbraak wordt bereikt in productminiaturisatie. Op het gebied van kostenbeheersing hebben relevante binnenlandse laboratoria ook belangrijke vooruitgang geboekt, waarbij coatingkosten per vierkante meter van minder dan 300 yuan zijn bereikt, en de gerelateerde technologie staat op het punt de fase van massaproductie in te gaan, waarmee de basis wordt gelegd voor de industriële toepassing van metallisatie op nanometerniveau.

AI-gedreven revolutie in procesoptimalisatie
De combinatie van kunstmatige intelligentietechnologie en het Ceramic to Metal-proces heeft geleid tot een revolutie in procesoptimalisatie. Relevante bedrijven kunnen via machine learning-technologie nauwkeurig de spanningsverdeling van koperlagen op DBC-substraten voorspellen, waardoor de cyclus van vallen en opstaan ​​aanzienlijk wordt verkort van twee maanden naar drie dagen, waardoor de efficiëntie van procesonderzoek en -ontwikkeling aanzienlijk wordt verbeterd. Sommige bedrijven hebben ook digitale tweelingsystemen geïntroduceerd om het hele proces van AMB-lassen te simuleren en te optimaliseren, waardoor het defectpercentage bij AMB-lassen wordt teruggebracht van 5% naar 0,8%, waardoor de productopbrengst aanzienlijk wordt verbeterd. De toepassing van AI-technologie is de belangrijkste drijvende kracht geworden voor het upgraden van deze processen.

Groene productie: "Race over leven en dood"
Groene productie is de onvermijdelijke richting geworden voor de ontwikkeling van metallisatie-keramische technologie. De afvalwaterzuiveringskosten van traditionele galvaniseerprocessen vertegenwoordigen 22% van de totale kosten. De druk van milieubescherming en kosten gaan samen, en de vacuümverdampingstechnologie heeft dit probleem effectief opgelost, waardoor de afvalwaterlozing met 87% is verminderd en zowel milieuvriendelijkheid als economische voordelen heeft opgeleverd. Op beleidsniveau heeft de EU ook relevante regelgeving geïntroduceerd, waarin duidelijk wordt bepaald dat vanaf 2027 milieuvriendelijke metallisatieprocessen verplicht zullen zijn, wat betekent dat groene productie niet alleen een keuze is voor technologische modernisering, maar ook een onvermijdelijke vereiste in lijn met de beleidsoriëntatie van de industrie. Relevante ondernemingen versnellen het onderzoek en de implementatie van milieuvriendelijke procesontwikkeling.

Metalized Ceramic is nooit louter de simpele combinatie van keramiek en metalen; het is eerder een "extreme sport" op het gebied van materiaalkunde, met extreem hoge normen voor technische precisie en procesvereisten. Wanneer ingenieurs de grensvlakreacties op nanoschaal observeren met behulp van een elektronenmicroscoop, zien ze niet alleen de atomaire rangschikking in de microscopische wereld, maar ook de onbeperkte mogelijkheden van deze technologie in de commerciële wereld. Op dit hoogwaardige-productiegebied zijn de echte winnaars altijd die 'cross-disciplinaire alchemisten' die niet alleen de eigenschappen van de materialen zelf diepgaand begrijpen, doorbraken kunnen bereiken in kerntechnologieën, maar ook bekend zijn met de commerciële code en de industrialisatie-implementatie van de technologie kunnen voltooien. Alleen door vast te houden aan het lange-termijndenken van technologische overtuigingen kan men een stevige voet aan de grond krijgen in de ontwikkeling van de industrie.

Vertrouwend op een volwassen processysteem en strikte kwaliteitscontrolenormen, is deKeramisch pakketonderdeeldie we hebben gelanceerd, kan zich perfect aanpassen aan scenario's zoals zeer-precieze verpakking, hoge- isolatie tegen hoge- temperaturen en hoge-betrouwbare verbindingen. Het pakt effectief pijnpunten in de industrie aan, zoals spanningsscheuren op de kruising van keramiek en metalen, onvoldoende precisie en hoge milieukosten. Het combineert stabiele prestaties met grootschalige productiemogelijkheden-en biedt betrouwbare oplossingen voor verpakkingscomponenten voor hoogwaardige-elektronica, nieuwe energie en precisiedetectievelden.

Klanten uit alle lagen van de bevolking zijn welkom om te informeren en te onderhandelen. Pas indien nodig de Relay Alumina Ceramic Component aan en plaats bestellingen. Laten we samenwerken om nieuwe waarde te creëren in de hoogwaardige productie.