Alumiiniumoksiidi keraamika metallimistehnoloogia juhib uuendusi uute energiaallikate ja kõrgepinge{0}}elektriseadmete valdkonnas.

Uute energiasõidukite, energiasalvestussüsteemide, raudteetransiidi ja tööstusautomaatikaseadmete kiire arenguga kasvab nõudlus kõrge{0}}usaldusväärsete isolatsioonimaterjalide järele jätkuvalt. Täiustatud keraamiliste materjalide peamise esindajana on alumiiniumoksiidi keraamika oma suurepäraste isolatsiooniomaduste, kõrge -temperatuurikindluse ja mehaanilise tugevusega muutunud elektroonika- ja elektritööstuses asendamatuks põhimaterjaliks. Viimastel aastatel on alumiiniumoksiidi keraamika metallistamist ümbritsevad tehnoloogilised uuendused pidevalt edasi arenenud, tuues uusi arendusvõimalusi kõrgepingereleede, HVDC kontaktorite ja toitepooljuhtpakendite valdkondadesse.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Alumiiniumoksiidi keraamika võib selle sisalduse järgi jagada kahte põhikategooriasse: kõrge{0}}puhtusastmega ja tavaline. Kõrge -puhtusastmega alumiiniumoksiidi keraamika alumiiniumoksiidi sisaldus ületab tavaliselt 99%, millel on suurepärased elektriisolatsiooniomadused ja kõrge -temperatuurikindlus ning seda kasutatakse laialdaselt kõrgekvaliteedilistes-elektroonikaseadmetes, pooljuhtpakendites ja uutes energiasüsteemides. Tavalist alumiiniumoksiidi keraamikat kasutatakse selle hea üldise jõudluse tõttu laialdaselt kulumiskindlates osades, elektriisolatsioonis, konstruktsioonikomponentides ja tööstusseadmetes.

 

Kaasaegsetes elektroonikaseadmetes on keraamika ise isoleermaterjalid; seetõttu nõuab nende rakendamine vooluringisüsteemides sageli pinna metalliseerimist. Moodustades keraamilisele pinnale stabiilse ja tugeva metallikihi, on võimalik saavutada selliseid funktsioone nagu juhtivus, keevitamine ja signaali edastamine. Seda tüüpi alumiiniumoksiidiga metallkeraamika elektroonikaseadmete jaoks on muutunud uute energiasõidukite, kõrge-elektriseadmete ja tööstuslike juhtimissüsteemide oluliseks komponendiks.

 

Keraamilise metalliseerimise tehnoloogia areng on läbinud mitu etappi. Praegu hõlmavad tööstuses levinud protsessid peamiselt paksu-kile, vase otsese sidumise (DBC) protsesse, otsese vase katmise (DPC) protsesse, madalal -temperatuuril kaas-põletatud keraamika (LTCC) protsesse ja kõrgel -temperatuuril kaas{5}}põletatud keraamika (HTCC) protsesse. Erinevatel protsessidel on oma omadused kulude, juhtivuse, töötlemise täpsuse ja töökindluse osas.

 

Paks{0}}kileprotsessidel on eelised, nagu arenenud tehnoloogia ja sobivus suure voolutugevusega-rakenduste jaoks, ning seetõttu on neid juba pikka aega kasutatud elektroonikalülituste ja toitemoodulite valmistamisel. Kuid vooluringi täpsuse, suure pinnakareduse ja teatud nakkuvuse piirangute tõttu on nende kasutamine suure-tihedusega elektroonikatoodetes mõnevõrra piiratud.

 

Vasekihi ja keraamilise substraadi vahelise otsese sidumise saavutamise teel võivad DBC-protsessid saavutada suurepärase soojusjuhtivuse ja voolu{0}}kandevõime ning seetõttu kasutatakse neid laialdaselt suure võimsusega-moodulite valdkonnas. Eriti elektriliste pooljuhtide metalliseeritud keraamiliste korpuste tootmisprotsessis võib DBC-tehnoloogia tõhusalt parandada seadmete soojuse hajumise efektiivsust ja tööstabiilsust. Keerulise tootmisprotsessi ja kõrgete tootmiskulude tõttu on selle rakendus aga suhteliselt kontsentreeritud kõrgekvaliteedilisele-turule.

DPC (Digital Curve Polymer) tehnoloogia seevastu tasakaalustab suure vooluringi täpsuse ja hea pinnatasasuse, rahuldades miniatuursete elektroonikaseadmete arendusvajadusi. Uute energiasõidukite ja intelligentsete jõuelektroonikaseadmete kiire arenguga kasvab turunõudlus ülitäpse{1}}metalliseeritud keraamika järele, mis viib sellega seotud tootmistehnoloogiate pidevale ajakohastamisele.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mitmekihiliste keraamiliste konstruktsioonide valmistamisel kasutatakse peamiselt LTCC (Madal-Temperature Ceramic Coating) ja HTCC (High-Temperature Ceramic Coating) tehnoloogiaid. Kuigi nad suudavad saavutada keeruka vooluahela integreerimise, seisavad nad siiski silmitsi teatud väljakutsetega mõõtmete juhtimise, protsessi stabiilsuse ja tootmiskulude osas. Seetõttu otsib tööstus suure jõudlusega-elektriisolatsiooni konstruktsioonikomponentide valdkonnas pidevalt keerukamaid lahendusi.

 

Viimastel aastatel on lasertöötluse, täppiskatmise ja 3D-vormimistehnoloogiate arenedes hakanud alumiiniumoksiidi keraamika metallistamise protsessid arenema suurema täpsuse, suurema nakketugevuse ja keerukamate struktuuride suunas. Eriti uute energiasõidukite kõrgepingesüsteemides esitavad põhikomponendid, nagu EV-relee alumiiniumoksiidist keraamiline korpus, kõrgepinge alalisvoolu keraamiline kontaktor ja HVDC-kontaktori kõrge puhtusastmega keraamiline kest relee jaoks, kõrgemaid nõudmisi keraamilise metallistamise kvaliteedile.

 

Kõrgepinge{0}}alalisvoolureleed ja kontaktorid peavad sadade või isegi tuhandete voltide pingega keskkondades pikema aja jooksul stabiilselt töötama. Seetõttu ei pea keraamiline korpus olema mitte ainult suurepäraste isolatsiooniomadustega, vaid tagama ka usaldusväärse metalli{2}}--ühenduse. Sel eesmärgil võtab tööstus laialdaselt kasutusele alumiiniumoksiidi metallkeraamika liimimiseks, et tagada stabiilne side metallklemmide ja keraamilise struktuuri vahel, parandades seeläbi toote üldist töökindlust.

 

Uute energiasõidukite sektoris on EV alumiiniumoksiidi keraamiline korpus ja alumiiniumoksiidi relee keraamiline ümbris elektriautodele muutunud kõrgepingereleede{0}}olulisteks komponentideks. Need tooted taluvad tõhusalt kaartekke, kõrget{2}}temperatuuri keskkondi ja pikaajalist-mehhaanilist pinget, tagades akuhaldussüsteemide, laadimissüsteemide ja ajami juhtimissüsteemide ohutuse.

 

Samal ajal areneb intelligentse tootmise edenedes alumiiniumoksiidi keraamiliste osade täppistöötlustehnoloogia, mis võimaldab keraamilistel konstruktsioonikomponentidel saavutada keerukamaid geomeetriaid ja rangemaid mõõtmete tolerantse. See annab rohkem võimalusi tipptasemel releede, kontaktorite ja toiteelektroonika moodulite{1}}uuenduseks.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Praegu kasutatakse alumiiniumoksiidi keraamika metalliseerimise tehnoloogiat laialdaselt elektriseadmete metallkeraamika, jõupooljuhtmoodulite, kõrge-pingereleede, energiasalvestussüsteemide ja tööstusautomaatika juhtimisseadmete puhul. Nende hulgas on sellised tooted nagu kõrgel temperatuuril metalliseeritud keraamilised releekorpused ja metalliseeritud keraamilised isoleertorud, mis metalliseerivad keraamilisi osi, järk-järgult muutumas suure töökindlusega elektrisüsteemide olulisteks komponentideks.

 

Tulevikus, koos uue energiatööstuse, kõrge{0}}alalisvoolu ülekande- ja jaotussüsteemide ning nutika võrgu ehitamisega, suureneb turunõudlusMetalliseeritud alumiiniumoksiidi keraamika elektrikomponentideleeeldatavasti suureneb. Suurem täpsus, suurem usaldusväärsus ja keerukamad keraamika metallimistehnoloogiad muutuvad oluliseks tehnoloogiliseks suunaks, mis viib elektroonika- ja elektritööstuse ajakohastamisele, pakkudes tugevat tuge järgmise põlvkonna suure jõudlusega{1}}jõuelektroonikaseadmetele.