Nøglepunkter i metalliseret keramisk kerneindustri

Metalliseret keramik er kompositmaterialer, der kombinerer metal og keramik gennem en bestemt proces. De kombinerer keramiks høje hårdhed, høje-temperaturbestandighed og korrosionsbestandighed med metallers elektriske ledningsevne og bearbejdelighed. Deres kerneteknologi ligger i at opnå pålidelig binding mellem keramik til metal og metal gennem overflademodifikation. De er meget udbredt inden for områder som elektronisk emballage, energi og rumfart. Det følgende er en omfattende analyse af de tekniske principper, anvendelsesscenarier, branchestatus og udviklingstendenser:

Forberedelse af metalliseringskeramik kræver, at man tager fat på problemer såsom forskellen i termiske udvidelseskoefficienter mellem keramik og metal, samt utilstrækkelig grænsefladebindingsstyrke. Mainstream processer omfatter:

1. Høj-Temperature Co-Færing (HTCC/LTCC):Alumina Metallized Ceramics grønne krop og metalleder sintres samtidig ved høje temperaturer for at danne en integreret struktur. Dette er velegnet til høj-kredsløbssubstrater.

2. Direkte bundet kobber (DBC):Denne metode binder kobberfolie direkte til det metalliserede keramiske komponentsubstrat gennem høj-temperatursmeltning. Denne metode giver høj termisk ledningsevne (når over 200 W/m·K) og bruges primært til emballering af strømforsyninger.

3. Aktiv metallodning (AMB):Ved at anvende slaglodning af fyldmetaller indeholdende aktive elementer såsom titanium til at danne en metallurgisk binding på den keramiske metalliseringsoverflade, der opnår en metallags bindingsstyrke på over 15 N/mm², er denne proces hovedstrømmen for siliciumnitridsubstrater.

4. Sputtering-Electroplating Composite (SBC):Et frølag dannes ved vakuumsputtering, efterfulgt af et fortykket metallag gennem galvanisering, hvilket opnår "nul-pore"-metallisering. Vedhæftningsstyrken overstiger 30 N/mm² og er kompatibel med en række metalliserede aluminiumoxidkeramiske materialer.

Ydeevnefordelene ved metalliseret aluminiumoxid har givet dem en fremtrædende position inden for high-fremstilling:

Høj termisk ledningsevne:Aluminiumnitridsubstrater tilbyder en termisk ledningsevne på 180-270 W/m·K, betydeligt bedre end traditionelle aluminiumoxidsubstrater (20-30 W/m·K). De er meget udbredt i 5G-basestation RF-enheder og nye energikøretøjs IGBT-moduler.
Høj isolering:Med en isolationsmodstand på over 10¹²Ω ved høje spændinger på over 1000V er de velegnede til højspændingstransmissionsudstyr og flyelektronikkontrolsystemer. Ekstrem miljøresistens: Modstår temperaturcyklusser fra -196 grader til 200 grader, og opretholder stabil ydeevne i højtemperaturkomponenter i flymotorer og udstyr til udforskning af dybt rum.

Typiske anvendelsesscenarier:
1. Halvlederemballage: Fungerer som chipbærer og køleplade, der understøtter integration med høj-densitet af avancerede proceschips.
2. Ny energi: Siliciumnitridsubstrater til IGBT-moduler er kernekomponenter i motorstyreenheder til nye energikøretøjer, som direkte påvirker køretøjets energieffektivitet.
3. Rumfart: Raketmotorforbrændingskammerforinger og satellitkraftmoduler bruger keramiske komponenter af aluminiumoxid til at modstå ekstreme temperaturer og vibrationer.
4. Industriel automatisering: Høj-temperatursensorer og præcisionsinstrumentkomponenter er afhængige af deres stabilitet.

Som et nøglemateriale til avanceret-produktion,metalliseret keramik' teknologiske gennembrud og industrielle opgraderinger er af stor betydning for den uafhængige og kontrollerede udvikling af Kinas strategiske nye industrier. Med fremskridt i den indenlandske produktion og den kontinuerlige udvidelse af anvendelsesscenarier forventes denne sektor at opnå et spring fra at "følge" til at "løbe ved siden af" og endda "førende" inden for det næste årti.