Points clés de l’industrie de base de la céramique métallisée

Les céramiques métallisées sont des matériaux composites qui associent le métal et la céramique grâce à un procédé spécifique. Ils combinent la dureté élevée, la résistance aux températures élevées et à la corrosion de la céramique avec la conductivité électrique et l'usinabilité des métaux. Leur technologie de base réside dans la réalisation d’une liaison fiable entre la céramique sur le métal et le métal grâce à une modification de la surface. Ils sont largement utilisés dans des domaines tels que l’emballage électronique, l’énergie et l’aérospatiale. Ce qui suit est une analyse complète des principes techniques, des scénarios d’application, de l’état de l’industrie et des tendances de développement :

La préparation des céramiques de métallisation nécessite de résoudre des problèmes tels que la différence de coefficients de dilatation thermique entre la céramique et le métal, ainsi que la force de liaison interfaciale insuffisante. Les processus courants comprennent :

1. Cuisson-Co-à haute température (HTCC/LTCC) :Le corps vert en céramique métallisée d'alumine et le conducteur métallique sont simultanément frittés à haute température pour former une structure intégrée. Cela convient aux substrats de circuits à haute fréquence-.

2. Cuivre à liaison directe (DBC) :Cette méthode lie directement la feuille de cuivre au substrat des composants en céramique métallisés par fusion à haute -température. Cette méthode offre une conductivité thermique élevée (atteignant plus de 200 W/m·K) et est principalement utilisée dans l'emballage des dispositifs électriques.

3. Brasage actif des métaux (AMB) :Utilisant des métaux d'apport de brasage contenant des éléments actifs tels que le titane pour former une liaison métallurgique sur la surface de métallisation en céramique, atteignant une force de liaison de la couche métallique supérieure à 15 N/mm², ce procédé est courant pour les substrats en nitrure de silicium.

4. Pulvérisation-Composite de galvanoplastie (SBC) :Une couche de germe est formée par pulvérisation sous vide, suivie d'une couche métallique épaissie par galvanoplastie, permettant d'obtenir une métallisation « zéro -pores ». La force de liaison dépasse 30 N/mm² et est compatible avec une variété de matériaux céramiques d'alumine métallisés.

Les avantages en termes de performances de l'alumine métallisée leur ont valu une position de premier plan dans la fabrication haut de gamme :

Conductivité thermique élevée :Les substrats en nitrure d'aluminium offrent une conductivité thermique de 180 à 270 W/m·K, nettement supérieure aux substrats en alumine traditionnels (20 à 30 W/m·K). Ils sont largement utilisés dans les dispositifs RF des stations de base 5G et les modules IGBT des véhicules à énergie nouvelle.
Isolation élevée :Avec une résistance d'isolation supérieure à 10¹²Ω à des tensions élevées supérieures à 1 000 V, ils conviennent aux équipements de transmission de puissance haute -et aux systèmes de contrôle avionique. Résistance aux environnements extrêmes : résiste aux cycles de température de -196 degrés à 200 degrés, maintenant des performances stables dans les composants à haute température des moteurs d'avion et des équipements d'exploration de l'espace lointain.

Scénarios d'application typiques :
1. Emballage de semi-conducteur : sert de support de puce et de dissipateur thermique, prenant en charge l'intégration haute-densité de puces de processus avancées.
2. Nouvelle énergie : les substrats en nitrure de silicium pour les modules IGBT sont des composants essentiels des contrôleurs de moteur de véhicules à énergie nouvelle, ayant un impact direct sur l'efficacité énergétique des véhicules.
3. Aérospatiale : les revêtements des chambres de combustion des moteurs-fusées et les modules d'alimentation des satellites utilisent des composants en céramique d'alumine pour résister aux températures et aux vibrations extrêmes.
4. Automatisation industrielle : les capteurs à haute-température et les composants d'instruments de précision dépendent de leur stabilité.

En tant que matériau clé pour-la fabrication haut de gamme,céramique métalliséeLes percées technologiques et les mises à niveau industrielles revêtent une grande importance pour le développement indépendant et contrôlé des industries stratégiques émergentes de la Chine. Avec l'avancement de la production nationale et l'expansion continue des scénarios d'application, ce secteur devrait passer de « suivre » à « suivre » et même « diriger » au cours de la prochaine décennie.