Immexxi mix-xejra ta '"erba' modernizzazzjonijiet ġodda", id-densità funzjonali tas-sistemi elettroniċi f'vetturi tal-enerġija ġodda qed tiżdied b'mod kostanti, li twassal għal żieda korrispondenti fil-konsum tal-enerġija taċ-ċipep tas-semikondutturi. Il-piż ħafif u l-integrazzjoni għolja qed isiru t-temi ewlenin tal-iżvilupp industrijali, filwaqt li d-dissipazzjoni tas-sħana gradwalment qed issir waħda mill-konġestjonijiet ewlenin li jaffettwaw l-istabbiltà u l-ħajja tal-apparat elettroniku.
F'dan l-isfond, materjali taċ-ċeramika, bil-konduttività termali għolja tagħhom, insulazzjoni, u affidabilità għolja, qed jiġu gradwalment fuq quddiem u jintegraw profondament mat-teknoloġija tal-metallizzazzjoni taċ-ċeramika, isiru materjal bażiku importanti fis-soluzzjonijiet ta 'ġestjoni termali għal vetturi tal-enerġija ġodda.
Materjali taċ-ċeramika: It-Trasportatur tal-Qoba għad-Dissipazzjoni tas-Sħana fl-Electronics tal-Enerġija
Iċ-ċeramika saret materjal ta 'ppakkjar importanti għal apparati ta' enerġija minħabba l-kombinazzjoni tagħhom ta 'konduttività termali għolja, telf dielettriku baxx, insulazzjoni tajba, reżistenza għolja tas-sħana, u koeffiċjent ta' espansjoni termali li jaqbel mill-qrib maċ-ċippa. Dawn il-proprjetajiet jagħmlu ċ-ċeramika metallizzata, l-alumina metallizzata, u ċ-ċeramika tal-alumina metallizzata materjali strutturali importanti għal apparati elettroniċi ta'-qawwa għolja attwali.
Fost dawn, komponenti taċ-ċeramika tal-alumina bħal AlN u Al₂O₃, minħabba l-proprjetajiet fiżiċi stabbli tagħhom, jintużaw ħafna f'moduli tal-enerġija, ippakkjar LED, relays, u moduli tal-enerġija ta 'vetturi tal-enerġija ġodda. Bit-titjib kontinwu tal-prestazzjoni tal-interface bejn is-saffi taċ-ċeramika u tal-metall, ir-rata ta 'penetrazzjoni taċ-ċeramika metalizzata fid-dissipazzjoni tas-sħana tal-vetturi elettriċi tkompli tiżdied.
It-teknoloġija tal-metallizzazzjoni tmexxi skoperti fl-applikazzjonijiet taċ-ċeramika
Filwaqt li ċ-ċeramika għandha insulazzjoni eċċellenti u proprjetajiet termali, mhumiex konduttivi. Biex tinkiseb il-funzjonalità taċ-ċirkwit, il-metallizzazzjoni taċ-ċeramika hija meħtieġa. Is-saff tal-metallizzazzjoni għandu mhux biss ikollu konduttività tajba iżda wkoll ikun magħqud sew maċ-ċeramika, jiflaħ kundizzjonijiet kumplessi bħaċ-ċikli tat-temperatura, stress mekkaniku, u ġarr ta 'ċarġ -fit-tul.
Ir-raġuni fundamentali għaliex iċ-ċeramika u l-metalli huma diffiċli biex jgħaqqdu direttament hija d-differenza sinifikanti fil-proprjetajiet kimiċi tagħhom, il-koeffiċjenti ta 'espansjoni termali, u t-tixrib. Għalhekk, il-proċess ta 'konverżjoni taċ-ċeramika-għal-metall tipikament jeħtieġ il-kostruzzjoni ta' struttura ta 'interface stabbli permezz ta' reazzjonijiet metallurġiċi, modulazzjoni ta 'interface, jew metallizzazzjoni ta' films irqaq.
Bħalissa, il-metallizzazzjoni taċ-ċeramika taqa' prinċipalment f'żewġ kategoriji ewlenin:
1. Teknoloġiji tal-metallizzazzjoni tal-irbit tal--stat solidu
Dawn jinkludu t-twaħħil dirett tar-ram (DBC), it-twaħħil dirett tal-aluminju, u metodi ta'-film ħoxnin. Dawn il-metodi jippruvaw jiksbu rbit dirett ta' stat solidu-bejn iċ-ċeramika u l-metalli, iżda t-tipi ta' metalli li jistgħu jirreaġixxu direttament maċ-ċeramika huma limitati, u tipikament jeħtieġu kundizzjonijiet ħorox bħal temperatura għolja u vakwu. Fil-produzzjoni attwali, materjali ta 'kondizzjonament ta' interface addizzjonali ħafna drabi huma meħtieġa biex tinkiseb twaħħil stabbli.
2. Saffi ta' transizzjoni tal-metallizzazzjoni tal-film irqiq-
Permezz ta 'sputtering, evaporazzjoni, u kisi elettroless, films irqaq metallizzati huma ffurmati fuq il-wiċċ taċ-ċeramika biex itejbu t-tixrib u l-istruttura ta' l-interface, it-tħejjija għad-depożizzjoni sussegwenti ta 'saff tal-metall u l-iwweldjar. Dan it-tip ta 'metodu huwa użat ħafna f'komponenti taċ-ċeramika metallizzati, ċeramika tal-alumina metallizzata, u ippakkjar taċ-ċeramika, u huwa partikolarment adattat għal moduli elettroniċi ta' affidabilità u preċiżjoni għolja-.
Analiżi ta 'Teknoloġiji Tipiċi ta' Metallizzazzjoni taċ-ċeramika
1. Metallizzazzjoni tal--film oħxon (TPC)
It-teknoloġija ta'-film oħxon tuża screen printing ta' pejst konduttiv u sinterizzazzjoni ta'-temperatura għolja biex tifforma film. Il-proċess huwa sempliċi u applikabbli għal varjetà ta 'materjali taċ-ċeramika metallizzati. Madankollu, il-mogħdija tal-wajer hija limitata mill-preċiżjoni tal-xibka tal-wajer, li tagħmilha adattata għal apparati ta 'daqs kbir-b'rekwiżiti ta' enerġija medja, iżda inqas adattabbli għal ippakkjar taċ-ċeramika ta '-preċiżjoni għolja jew makkinar taċ-ċeramika tal-alumina fina.
2. Metallizzazzjoni tal-Film Irqiq (TFC)
Bl-użu ta 'tekniki ta' depożizzjoni tal-fwar bħal sputtering bil-vakwu u evaporazzjoni, film tal-metall ta '-densità għolja huwa ffurmat fuq il-wiċċ taċ-ċeramika. Hija tiftaħar adeżjoni qawwija, kopertura tajba, u jista 'jintuża biex jiddepożita films ta' diversi materjali tal-metall. Il-metallizzazzjoni tal-film irqiq hija partikolarment adattata għal ċirkwiti integrati ta '-densità għolja, strutturi ta' ċomb ta 'preċiżjoni, u ċeramika metallizzata ta'-affidabbiltà għolja, iżda l-ispiża tagħha hija għolja, li teħtieġ proċessi fini sussegwenti bħal fotolitografija u inċiżjoni.
3. Laminazzjoni diretta tar-ram (DBC)
DBC jinvolvi fojl tar-ram li jirreaġixxi maċ-ċeramika f'temperaturi għoljin biex jifforma rabta qawwija, u joħloq saff tal-metall b'konduttività termali għolja u adeżjoni qawwija. Il-vantaġġi tiegħu jinkludu konduttività termali tajba, insulazzjoni qawwija u proprjetajiet mekkaniċi superjuri, li jagħmluha użata ħafna f'moduli ta 'enerġija u sistemi ta' sewqan ta 'vetturi elettriċi. Madankollu, il-fojl tar-ram relattivament ħoxna jillimita l-preċiżjoni tal-inċiżjoni kimika sussegwenti, u tirrestrinġi l-fabbrikazzjoni ta 'ċirkwiti ultra-fini.
4. Brazing tal-metall attiv (AMB)
AMB jikseb rabta ta'-qawwa għolja bejn is-saff tal-metall u ċ-ċeramika billi jirreaġixxi istann li jkun fih elementi attivi maċ-ċeramika biex jifforma interface li jista' jixxarrab. Din it-teknoloġija tittratta b'mod effettiv l-istress ta' temperatura-għoli u hija waħda mill-metodi ta' metallizzazzjoni mainstream għal moduli ta' qawwa ta' nofs -sa-high-, partikolarment adattati għal ċeramika ta' konduttività termali għolja bħal strutturi AlN metallizzati.
5. Ko-isparar (HTCC/LTCC)
HTCC u LTCC jiffurmaw struttura integrata billi ko-isparaw saffi multipli taċ-ċeramika b'wajers interni, li jagħmluhom teknoloġiji importanti għall-ippakkjar taċ-ċeramika b'ħafna-saffi. L-applikazzjonijiet HTCC huma mnaqqsa minħabba t-temperatura għolja tiegħu, filwaqt li l-LTCC huwa użat ħafna f'-frekwenza għolja, -veloċità għolja ta 'komunikazzjoni u moduli elettroniċi tal-karozzi minħabba t-telf dielettriku baxx tiegħu u l-kapaċità li jikseb wajers b'ħafna -saffi.
6. Kimika Kimika Metallizzazzjoni
Il-kisi kimiku jiddepożita saff tal-metall permezz ta 'proċess ta' tnaqqis kimiku mingħajr kurrent applikat, li jagħmilha effettiva għal strutturi ta 'magni taċ-ċeramika ta' aluminju metallizzat b'forma{{0}kumplessa u irregolari. Is-saħħa tat-twaħħil tagħha tiddependi fuq il-ħruxija tal-wiċċ, li tagħmilha adattata għal metallizzazzjoni lokalizzata jew rekwiżiti ta 'ppakkjar ta'-densità għolja.
7. Metallizzazzjoni bil-lejżer
It-tisħin bil-lejżer jikkawża dekompożizzjoni termali tal-wiċċ AlN, li jifforma direttament saff tal-metall konduttiv. Dan il-metodu huwa kkaratterizzat mill-proċess sempliċi tiegħu, bi prezz baxx u effiċjenza għolja, li jagħmilha adattata għall-produzzjoni ta 'metallizzazzjoni rapida ta' xi apparati tal-enerġija.
Applikazzjoni tat-Teknoloġija tal-Metalizzazzjoni taċ-Ċeramika f'Vetturi ta' Enerġija Ġodda
1. Relays DC ta '-Vultaġġ Għoli
Ir-relays tal-vakwu li jużaw ċeramika metallizzata jiksbu ark-swiċċjar ħieles taħt vultaġġ għoli permezz ta 'struttura ta' insulazzjoni taċ-ċeramika, li jtejjeb b'mod sinifikanti l-affidabbiltà u s-sigurtà. Huma għandhom rwol kruċjali fil-prevenzjoni ta 'runaway termali ikkawżat minn arki elettriċi. L-istruttura tad-djar taċ-ċeramika hija insostitwibbli biex iżżomm l-insulazzjoni, tikkontrolla l-arki elettriċi, u tiflaħ xokkijiet elettriċi.
2. Moduli tal-Enerġija IGBT u SiC MOSFET
Sostrati miksijin tar-ram taċ-ċeramika-(DBC/AMB) huma kkunsidrati bħala materjal ewlieni għall-inverters prinċipali tas-sewqan ta 'vetturi tal-enerġija ġodda minħabba l-insulazzjoni għolja tagħhom, dissipazzjoni għolja tas-sħana, proprjetajiet mekkaniċi qawwija, u tqabbil eċċellenti ta' espansjoni termali. AMB, b'mod partikolari, jeċċella fis-saħħa tat-twaħħil u l-affidabbiltà tas-saff tal-metall u l-interface taċ-ċeramika, u sar l-approċċ mainstream għal ħafna moduli tal-qawwa ta '-prestazzjoni għolja.
3. Ippakkjar LED u Dawl tal-Karozzi
Ħafna mill-enerġija fiċ-ċipep LED hija kkonvertita fis-sħana, li tagħmel sottostrat taċ-ċeramika ta 'konduttività termali għolja, bħal AlN, materjali ta' dissipazzjoni tas-sħana ideali għal LEDs ta '-luminożità għolja u ultravjola. Biż-żieda kontinwa fil-qawwa tas-sistemi tad-dawl tal-karozzi, iċ-ċeramika metallizzata qed tippenetra malajr moduli LED ta '-qawwa għolja.
Sfidi Ġejjieni: Il-Metalizzazzjoni taċ-ċeramika ta 'Konduttività Termali Għolja Għadha triq twila
Għalkemm hemm diversi metodi ta' metallizzazzjoni, għad hemm differenzi bejn proċessi differenti f'termini ta' spiża, saħħa tat-twaħħil, stabbiltà tal-produzzjoni, u kapaċitajiet ta' manifattura-skala kbira. Kif tibni saff tal-metall b'saħħtu u iebsa fuq ċeramika ta 'konduttività termali għolja u tiżgura affidabilità fit-tul-tul waqt ċikliżmu ta' temperatura għolja u baxxa hija direzzjoni ewlenija għal riċerka fil-futur-fond fit-teknoloġija tal-metallizzazzjoni taċ-ċeramika.
Densità għolja ta' enerġija, pjattaformi tal-kompjuters tas-sewqan awtonomu, u titjib kontinwu għal sistemi ta' sewqan elettriku kollha se jsuquċeramika metallizzata, ċeramika tal-alumina metallizzata, ippakkjar taċ-ċeramika, u makkinar taċ-ċeramika tal-alumina ta 'preċiżjoni f'firxa usa' ta 'applikazzjonijiet.
ikkuntattjana
