Kernpunten van de kernindustrie van gemetalliseerde keramiek

Gemetalliseerde keramiek zijn composietmaterialen die metaal en keramiek combineren via een specifiek proces. Ze combineren de hoge hardheid, hoge- temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid van keramiek met de elektrische geleidbaarheid en bewerkbaarheid van metalen. Hun kerntechnologie ligt in het bereiken van een betrouwbare hechting tussen keramiek op metaal en metaal door middel van oppervlaktemodificatie. Ze worden veel gebruikt op gebieden zoals elektronische verpakkingen, energie en ruimtevaart. Het volgende is een uitgebreide analyse van de technische principes, toepassingsscenario's, de status van de sector en ontwikkelingstrends:

Bij de bereiding van metallisatiekeramiek moeten problemen worden aangepakt zoals het verschil in thermische uitzettingscoëfficiënten tussen keramiek en metaal, evenals onvoldoende grensvlakhechtsterkte. Reguliere processen omvatten:

1. Hoge-co-vuren (HTCC/LTCC):Het groene lichaam en de metalen geleider van Alumina Metallized Ceramics worden gelijktijdig bij hoge temperaturen gesinterd om een ​​geïntegreerde structuur te vormen. Dit is geschikt voor hoogfrequente circuitsubstraten.

2. Direct gebonden koper (DBC):Deze methode verbindt koperfolie rechtstreeks met het substraat van de gemetalliseerde keramische componenten door middel van smelten bij hoge- temperaturen. Deze methode biedt een hoge thermische geleidbaarheid (tot meer dan 200 W/m·K) en wordt voornamelijk gebruikt in de verpakking van elektrische apparaten.

3. Actief metaalsolderen (AMB):Door gebruik te maken van soldeervulmetalen die actieve elementen zoals titanium bevatten om een ​​metallurgische binding op het keramische metallisatieoppervlak te vormen, waarbij een bindingssterkte van de metaallaag van meer dan 15 N/mm² wordt bereikt, is dit proces de mainstream voor siliciumnitridesubstraten.

4. Sputteren-Galvaniserend composiet (SBC):Er wordt een zaadlaag gevormd door middel van vacuümsputteren, gevolgd door een verdikte metaallaag door galvaniseren, waardoor metallisatie met "nul- poriën" wordt bereikt. De hechtsterkte bedraagt ​​meer dan 30 N/mm² en is compatibel met een verscheidenheid aan gemetalliseerde aluminiumoxide-keramische materialen.

De prestatievoordelen van gemetalliseerd aluminiumoxide hebben hen een prominente positie opgeleverd in de hoogwaardige-productie:

Hoge thermische geleidbaarheid:Aluminiumnitridesubstraten bieden een thermische geleidbaarheid van 180-270 W/m·K, aanzienlijk beter dan traditionele aluminiumoxidesubstraten (20-30 W/m·K). Ze worden veel gebruikt in RF-apparaten van 5G-basisstations en IGBT-modules voor nieuwe energievoertuigen.
Hoge isolatie:Met een isolatieweerstand van meer dan 10¹²Ω bij hoge spanningen van meer dan 1000 V zijn ze geschikt voor hoog-stroomtransmissieapparatuur en elektronische regelsystemen. Weerstand tegen extreme omgevingen: Bestand tegen temperatuurcycli van -196 graden tot 200 graden, waardoor stabiele prestaties worden gehandhaafd in onderdelen van vliegtuigmotoren en apparatuur voor diepe ruimteverkenning bij hoge temperaturen.

Typische toepassingsscenario's:
1. Halfgeleiderverpakking: fungeert als chipdrager en koellichaam en ondersteunt de integratie met hoge- dichtheid van geavanceerde proceschips.
2. Nieuwe energie: Siliciumnitridesubstraten voor IGBT-modules zijn kerncomponenten van motorcontrollers voor nieuwe energievoertuigen, die een directe invloed hebben op de energie-efficiëntie van voertuigen.
3. Lucht- en ruimtevaart: De voeringen van de verbrandingskamers van raketmotoren en satellietstroommodules maken gebruik van keramische componenten van aluminiumoxide om extreme temperaturen en trillingen te weerstaan.
4. Industriële automatisering: Hoge- temperatuursensoren en componenten van precisie-instrumenten zijn afhankelijk van hun stabiliteit.

Als belangrijk materiaal voor hoogwaardige-productie,gemetalliseerde keramiek'Technische doorbraken en industriële upgrades zijn van groot belang voor de onafhankelijke en gecontroleerde ontwikkeling van China's strategische opkomende industrieën. Met de vooruitgang van de binnenlandse productie en de voortdurende uitbreiding van toepassingsscenario's wordt verwacht dat deze sector in het komende decennium een ​​sprong zal maken van 'volgen' naar 'naastlopen' en zelfs 'leiden'.