Was ist keramische Metallisierung?

Insbesondere mit dem Aufkommen des 5G-Zeitalters nimmt die Leistungsfähigkeit von Halbleiterchips stetig zu und der Trend zu Leichtbau und hoher Integration wird immer deutlicher. Auch die Bedeutung des Themas Wärmeableitung hat an Bedeutung gewonnen, was zweifellos strengere Anforderungen an die Verpackung von Wärmeableitungsmaterialien mit sich bringt. Unter ihnen erregt die Wärmeableitungsleistung von Keramikgehäusekomponenten besondere Aufmerksamkeit. Wie man beim Chip-Wärmemanagement gute Arbeit leistet, wird ein Problem sein, mit dem sich die Branche noch lange auseinandersetzen muss.

In der Verpackungsstruktur leistungselektronischer Komponenten dient das Verpackungssubstrat als wichtige Verbindung zwischen Ober- und Unterteil und sorgt für die Aufrechterhaltung der Leitfähigkeit der internen und externen Schaltkreise. Es hat Funktionen wie Wärmeableitung und mechanische Unterstützung. Die Leistung von Relais-Aluminiumoxid-Keramikkomponenten wirkt sich direkt auf die Gesamtleistung des Verpackungssubstrats aus und hat von den Herstellern zunehmend Aufmerksamkeit erhalten.

Keramik scheint als typisches anorganisches nicht{0}}metallisches Material in einer völlig entgegengesetzten Position zu Metallen zu sein. Die jeweiligen Vorteile beider sind jedoch so deutlich, dass man darüber nachdachte, Keramik und Metalle zu kombinieren, um ihre individuellen Stärken zur Geltung zu bringen und so die Leistung des Keramikgehäuses auf 95 % Aluminiumoxidbasis zu optimieren. So wurde diese Technologie geboren. Im Laufe der Jahre war es immer ein beliebtes Thema und Wissenschaftler im In- und Ausland haben eingehend-zu diesem Thema geforscht.

Die Vorteile von Keramikmaterialien sind die Hauptgründe, warum sie zur Herstellung metallisierter Aluminiumoxidkeramik für elektrische Komponenten verwendet werden können: Geringer Signalverlust - Die Dielektrizitätskonstante von Keramikmaterialien selbst führt zu einem geringeren Signalverlust. Hohe Wärmeleitfähigkeit - Die Wärme auf dem Chip wird direkt auf die Keramikplatte geleitet, ohne dass eine Isolierschicht erforderlich ist, was eine bessere Wärmeableitung ermöglicht. Kompatiblerer Wärmeausdehnungskoeffizient - Die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Keramik und Chips liegen nahe beieinander und verhindern so erhebliche Verformungen und Probleme wie Drahtablösungen und innere Spannungen bei drastischen Temperaturänderungen. Hohe Haftfestigkeit - Die Metallschicht keramischer Leiterplatten hat eine hohe Haftfestigkeit mit dem Keramiksubstrat und erreicht maximal 45 MPa (höher als die Festigkeit der 1 mm dicken Keramikplatte selbst). Hohe Betriebstemperatur - Keramik hält großen Temperaturschwankungen stand und kann sogar bei Temperaturen von 500-600 Grad Celsius normal funktionieren. Hohe elektrische Isolierung – Keramikmaterialien selbst sind Isoliermaterialien, die sehr hohen Durchschlagspannungen standhalten können.

Wenn Keramik in Schaltkreisen verwendet wird, muss sie zunächst metallisiert werden. Dies ist auch ein wichtiger Schritt bei der Herstellung metallisierter Keramik-Isolierrohre zur Metallisierung von Keramikteilen. Dabei wird ein dünner Metallfilm auf die Oberfläche der Keramik aufgetragen, der fest mit der Keramik verbunden ist und nicht leicht schmilzt. Dieser Film macht die Keramik leitfähig. Anschließend wird es durch Schweißtechniken mit Metallleitungen oder anderen leitenden Metallschichten zu einer einzigen Einheit verbunden.

Man kann sagen, dass sich die Qualität dieses Prozesses direkt auf den endgültigen Verpackungseffekt auswirkt und dadurch die Qualität und Lebensdauer metallisierter Keramik für elektrische Komponenten bestimmt.

Zu den gängigen Herstellungsmethoden gehören hauptsächlich die Mo-Mn-Methode, die aktivierte Mo-Mn-Methode, die Aktivmetalllötmethode, die Direktverkupferungsmethode (DBC) und die Magnetron-Sputtermethode. Diese Methoden bieten technische Unterstützung für die Massenproduktion hochfester metallisierter Keramikkomponenten.

1. Mo-Mn-Methode:Die Mo-Mn-Methode basiert auf einer Metallisierungsformel, die hauptsächlich aus hochschmelzendem Mo-Metallpulver und einer kleinen Menge Mn mit niedrigem -Schmelzpunkt- besteht. Ein Bindemittel wird hinzugefügt und auf die Oberfläche der Al₂O₃-Keramik aufgetragen und dann gesintert, um eine metallisierte Schicht zu bilden. Dies ist eine der am häufigsten verwendeten Methoden zur Vorbereitung von Keramikgehäusekomponenten im Frühstadium. Der Nachteil der herkömmlichen Mo-Mn-Methode liegt in der hohen Sintertemperatur, dem hohen Energieverbrauch und dem Fehlen eines Aktivators in der Formel, was zu einer geringen Siegelfestigkeit führt.

2. Aktivierte Mo-Mn-Methode:Die aktivierte Mo-Mn-Methode ist eine Verbesserung, die auf der traditionellen Mo-Mn-Methode basiert. Die Hauptrichtungen der Verbesserung sind: Zugabe von Aktivatoren und Ersatz des Metallpulvers durch Oxide oder Salze von Molybdän und Mangan. Diese beiden Arten von Verbesserungsmethoden zielen darauf ab, die Metallisierungstemperatur zu senken und dadurch die Produktionseffizienz metallisierter Keramikkomponenten zu steigern. Der Nachteil der aktivierten Mo-Mn-Methode ist der komplexe Prozess und die hohen Kosten. Da es jedoch eine starke Bindungswirkung hat und die Benetzbarkeit erheblich verbessern kann, ist es nach wie vor das am frühesten erfundene und am weitesten verbreitete Verfahren in der Keramik-{7}}Metall-Verbindungstechnologie.

3. Aktive Metalllötmethode:Das aktive Metalllötverfahren ist ein weiteres weit verbreitetes Keramik-{0}}Metallversiegelungsverfahren. Sie wurde 10 Jahre später als die Mo-Mn-Methode entwickelt. Sein Merkmal ist, dass es weniger Prozesse hat. Die Versiegelung von Keramik und Metall kann in einem einzigen Erhitzungsprozess erfolgen, was den Produktionsprozess von Relais-Aluminiumoxid-Keramikkomponenten vereinfacht. Die Hartlotlegierung enthält aktive Elemente wie Ti, Zr, Hf und Ta. Die hinzugefügten aktiven Elemente reagieren mit Al₂O₃ und bilden an der Grenzfläche eine Reaktionsschicht mit Metalleigenschaften. Dieses Verfahren lässt sich leicht an die Produktion im großen Maßstab anpassen und ist im Vergleich zum Mo-Mn-Verfahren relativ einfach und wirtschaftlich.

Der Nachteil des Aktivmetalllötverfahrens besteht darin, dass das Aktivlotmaterial auf eine einzige Sorte beschränkt ist, was seine Anwendung in gewissem Maße einschränkt. Darüber hinaus eignet es sich nicht für die kontinuierliche Produktion und ist nur für die Großserienfertigung von Einzelstücken oder Kleinserien von metallisierter Aluminiumoxidkeramik für elektrische Komponenten geeignet.

Als neuartiges Material verfügt es über viele einzigartige Vorteile. In naher Zukunft werden metallisierte Keramikmaterialien sicherlich hell erstrahlen und der Entwicklung metallisierter Keramik-Isolierrohre und metallisierter Keramikteile neue Dynamik verleihen.

Als neuartiges Material verfügt es über viele einzigartige Vorteile. In naher Zukunft werden metallisierte Keramikmaterialien sicherlich hell erstrahlen. UnserKeramische Verpackungskomponentewurde präzise auf der Grundlage einer ausgereiften Kerntechnologie entwickelt und zeichnet sich durch hohe Wärmeleitfähigkeit, geringen Kommunikationsverlust und hohe Bindungskraft usw. aus. Es eignet sich für mehrere Szenarien wie 5G-Chip-Packaging und Leistungselektronikkomponenten und kann die Anforderungen des Chip-Wärmemanagements und der hochintegrierten Verpackung präzise erfüllen. Es verfügt über eine stabile Leistung und ist mit der industriellen Großproduktion kompatibel.

Unsere metallisierten Keramiken für elektrische Komponenten zeichnen sich durch zuverlässige Qualität und vollständige Spezifikationen aus. Wir können einen Anpassungsplan entsprechend Ihren spezifischen Bedürfnissen anpassen. Wir laden alle Kunden herzlich ein, sich jederzeit nach Produktdetails zu erkundigen, eine Zusammenarbeit auszuhandeln und Bestellungen aufzugeben. Wir bieten Ihnen qualitativ hochwertige-Produkte und professionellen Service-Support.