Mūsdienu elektronikas nozarē, jo īpaši lielas{0}}jaudas, augstas-frekvences un augstas{2} temperatūras lietojumos, keramiskās shēmas plates ir kļuvušas par neaizstājamu pamatmateriālu to izcilās siltumvadītspējas, izolācijas un ķīmiskās stabilitātes dēļ. No kosmosa līdz medicīnas iekārtām, no LED apgaismojuma līdz jauniem enerģijas transportlīdzekļiem, aiz to izcilā veiktspēja slēpjas precīzs un stingrs ražošanas process. Šajā rakstā tiks sistemātiski analizēts keramisko shēmu plates ceļš no "pulvera" līdz "gatavam produktam".
1. solis: Pamatnes sagatavošana – keramikas pulvera veidošana
Process sākas ar keramikas pamatnes sagatavošanu. Parasti izmantotie keramikas materiāli ir alumīnija oksīds, alumīnija nitrīds un berilija oksīds. Pirmkārt, augstas -tīrības pakāpes īpaši smalks keramikas pulveris tiek sajaukts ar organiskām saistvielām, plastifikatoriem utt., lai izveidotu viendabīgu putru. Pēc tam tas tiek veidots, izmantojot vienu no trim galvenajām tehnoloģijām:
Liešana: šī ir visbiežāk izmantotā tehnika. Suspensiju izklāj precīzi biezā, viendabīgā plēvē uz kustīgas substrāta, izmantojot ārstniecības asmeni, un pēc tam žāvē, veidojot zaļu keramikas lenti. Šī metode ir piemērota lielu-platību, plānu substrātu ražošanai.
Sausā presēšana: Keramikas pulveri iepilda veidnē un zem augsta spiediena presē formā. Šī metode ir ļoti efektīva un piemērota regulāru formu un lielu biezumu pamatņu ražošanai.
Izostatiskā presēšana: Izotropisks augsts spiediens tiek piemērots pulverim, kas iekapsulēts elastīgā veidnē, kā rezultātā tiek iegūts zaļš korpuss ar lielāku blīvumu, vienmērīgāku struktūru un izcilu veiktspēju.
Izveidoto zaļo ķermeni sauc par "zaļo keramiku". Šajā posmā tā izturība ir salīdzinoši zema, tāpēc to ir viegli apstrādāt, urbt vai griezt.
Otrais solis: izmantojot-caurumu metalizāciju-3D starpsavienojuma "tilta" izveidošana
Lai izveidotu elektriskus savienojumus starp dažādiem slāņiem, zaļajā keramikas loksnē ir jāizurbj{0}}caurumi, pēc tam jāmetalizē un jāaizpilda. Šis solis ir ļoti svarīgs:
Urbšana: izmantojot precīzus mehāniskos urbjus vai lāzerus, zaļajā keramikas loksnē tiek izveidoti sīki caurumi{0}}. Lāzera urbšana nodrošina augstāku precizitāti un ir īpaši piemērota augsta-blīvuma starpsavienojumu plāksnēm.
Caurumu sienu pirmapstrāde un aizpildīšana: pēc caurumu sienu tīrīšanas un aktivizēšanas caurumos tiek iepildīta vadoša pasta (parasti volframa vai molibdēna -mangāna pasta), izmantojot sietspiedes vai vakuuma pildīšanas tehnoloģiju, lai izveidotu vadošus kanālus.
3. darbība: shēmas drukāšana — elektronisko "asinsvadu" zīmēšana
Ķēdes raksts tiek veidots, izmantojot biezu{0}}plēves drukas tehnoloģiju. No izstrādātā shēmas raksta tiek izveidots smalks ekrāns vai maska, un uz zaļās keramikas loksnes virsmas tiek uzdrukāta metāla pasta (piemēram, zelts, sudrabs, pallādijs vai sudrabs). Pasta pielīp pie pamatnes caur zīmējumu uz ekrāna, precīzi iezīmējot vadītāju ceļus. Vēl smalkākām shēmām var izmantot plānas -plēves procesus (piemēram, izsmidzināšanu vai galvanizāciju).
4. darbība: laminēšana un kop{1}}apdedzināšana — sublimācija, izmantojot augstas-temperatūras saplūšanu
Daudzslāņu keramikas shēmas plates zaļo keramikas lokšņu iespiedshēmu slāņi ir precīzi jāsaskaņo un jāsakrauj, pēc tam laminēti augstā temperatūrā un spiedienā, lai tās cieši savienotu vienā vienībā.
Pēc tam sākas visa procesa vissvarīgākais posms — līdz{0}}apdedzināšana. Laminēto zaļo korpusu ievieto augstas -temperatūras saķepināšanas krāsnī un saķepina rūpīgi kontrolētā temperatūras profilā (parasti virs 1500 grādiem) un aizsargājošā atmosfērā (piemēram, ūdeņradis vai slāpeklis). Šī procesa laikā notiek divas galvenās izmaiņas:
Organisko vielu atdalīšana un sadedzināšana: organiskās vielas, piemēram, saistvielas zaļajā ķermenī, pilnībā sadalās un iztvaiko.
Keramikas blīvēšana un metāla saķepināšana: Keramikas daļiņas saplūst augstā temperatūrā, saraujas un veido blīvu, cietu substrātu; vienlaikus daļiņas metāla suspensijā saķepina kopā un cieši saistās ar keramikas matricu, veidojot augstas -stiprības vadošu shēmu.
Kopsadedzināšanas procesa panākumi tieši nosaka galaprodukta mehānisko izturību, siltumvadītspēju un elektriskās īpašības.
5. darbība: pēc-apstrāde un virsmas apstrāde — apdare un "aizsardzība"
Saķepinātajam substrātam joprojām ir jāveic virkne pēcapstrādes{0}}darbības:
Formas griešana: izmantojot lāzergriešanu vai griešanas mašīnu, lielas saķepinātās plates tiek sadalītas atsevišķās shēmas plates vienībās.
Virsmas apstrāde: lai uzlabotu lodējamību un izturību pret oksidēšanu, atklātām metāla ķēdēm tiek veikta virsmas apstrāde, piemēram, bezelektroniskā niķeļa/apzeltīšana, galvaniskā niķeļa/zeltīšana vai OSP (optiskās sterilizācijas konservants).
Pārbaude un testēšana. Visbeidzot, virkne stingru kvalitātes kontroles procedūru, tostarp automatizēta optiskā pārbaude, rentgena pārbaude un elektriskās veiktspējas pārbaude, nodrošina, ka katra keramikas shēmas plate atbilst konstrukcijas specifikācijām un uzticamības prasībām.
Secinājums
Keramikas shēmu plates ražošana ir sarežģīta māksla, kas apvieno materiālu zinātni, precīzo mehāniku un siltumtehniku. No mikronu-līmeņa pulvera līdz shēmas platei, kas nodrošina jaudīgas funkcijas, katrs procesa posms prasa rūpīgu uzmanību detaļām. Šis sarežģītais un nobriedušais process nodrošina keramisko shēmu plates ar izcilu kvalitāti stabilai darbībai ekstremālos apstākļos, klusi atbalstot moderno tehnoloģiju straujo attīstību.