Fl-industrija tal-elettronika moderna, speċjalment f'applikazzjonijiet ta'-qawwa għolja,-frekwenza għolja, u-temperatura għolja, il-bordijiet taċ-ċirkwiti taċ-ċeramika saru materjal tal-qalba indispensabbli minħabba l-konduttività termali eċċellenti, l-insulazzjoni u l-istabbiltà kimika tagħhom. Minn tagħmir aerospazjali għal tagħmir mediku, minn dawl LED għal vetturi tal-enerġija ġodda, wara l-prestazzjoni superjuri tagħhom hemm proċess ta 'manifattura preċiż u rigoruż. Dan l-artikolu se janalizza sistematikament il-vjaġġ tal-bords taċ-ċirkwiti taċ-ċeramika minn "trab" għal "prodott lest."
Pass 1: Preparazzjoni tas-sottostrat - Trab taċ-ċeramika "Formular".
Il-proċess jibda bil-preparazzjoni tas-sottostrat taċ-ċeramika. Materjali taċ-ċeramika użati komunement jinkludu alumina, nitrur tal-aluminju u ossidu tal-berillju. L-ewwel, trab taċ-ċeramika ultrafin ta 'purità għolja- jitħallat ma' binders organiċi, plastiċizzanti, eċċ., biex jiffurmaw demel likwidu uniformi. Imbagħad, hija ffurmata billi tuża waħda mit-tliet teknoloġiji mainstream li ġejjin:
Casting Casting: Din hija t-teknika l-aktar użata komunement. Id-demel likwidu jinfirex f'film preċiżament oħxon u uniformi fuq sottostrat li jiċċaqlaq bl-użu ta 'xafra tat-tabib, u mbagħad imnixxef biex jifforma tejp taċ-ċeramika aħdar. Dan il-metodu huwa adattat għall-manifattura ta' substrati rqaq ta' żona kbira-.
Ippressar niexef: Trab taċ-ċeramika jimtela f'moffa u ppressat f'forma taħt pressjoni għolja. Dan il-metodu huwa effiċjenti ħafna u adattat għall-manifattura ta 'sottostrati b'forom regolari u ħxuna kbira.
Ippressar iżostatiku: Pressjoni għolja isotropika hija applikata għal trab inkapsulat f'moffa flessibbli, li jirriżulta f'korp aħdar b'densità ogħla, struttura aktar uniformi, u prestazzjoni superjuri.
Il-korp aħdar iffurmat jissejjaħ "ċeramika ħadra." F'dan l-istadju, is-saħħa tagħha hija relattivament baxxa, li tagħmilha faċli għall-magni, it-tħaffir tat-toqob jew il-qtugħ.
It-Tieni Pass: Permezz ta'-metallizzazzjoni tat-toqob-Bini ta' "pont" ta' interkonnessjoni 3D
Biex jinkisbu konnessjonijiet elettriċi bejn saffi differenti, toqob permezz-jeħtieġ li jiġu mtaqqba fil-folja taċ-ċeramika ħadra u mbagħad metallizzati u mimlija. Dan il-pass huwa kruċjali:
Tħaffir: Bl-użu ta' trapani mekkaniċi ta' preċiżjoni jew lejżers, jiġu ffurmati toqob -ċkejkna fil-folja taċ-ċeramika ħadra. It-tħaffir bil-lejżer joffri preċiżjoni ogħla u huwa partikolarment adattat għal bordijiet ta' interkonnessjoni ta'-densità għolja.
Pretrattament u mili tal-ħajt tat-toqob: Wara t-tindif u l-attivazzjoni tal-ħitan tat-toqba, pejst konduttiv (ġeneralment tungstenu jew molibdenu-pejst tal-manganiż) jimtela fit-toqob bl-użu ta 'screen printing jew teknoloġija ta' mili bil-vakwu biex jiffurmaw kanali konduttivi.
Pass 3: Stampar taċ-ċirkwit - Tpinġija tal-"Vaskulari" Elettroniċi
Il-mudell taċ-ċirkwit huwa ffurmat bl-użu ta' teknoloġija tal-istampar tal-film oħxon-. Skrin jew maskra multa hija maħluqa mill-mudell taċ-ċirkwit iddisinjat, u pejst tal-metall (bħal deheb, fidda, palladju, jew fidda) huwa stampat fuq il-wiċċ tal-folja taċ-ċeramika ħadra. Il-pejst teħel mas-sottostrat permezz tal-mudell fuq l-iskrin, u tiddeskrivi b'mod preċiż il-mogħdijiet tal-kondutturi. Għal ċirkwiti saħansitra aktar irqiq, jistgħu jintużaw proċessi ta' film irqiq-(bħal sputtering jew electroplating).
Pass 4: Laminazzjoni u Ko-isparar – Sublimazzjoni permezz ta' Fużjoni ta'-Temperatura Għolja
Għal bordijiet taċ-ċirkwiti taċ-ċeramika b'ħafna saffi, is-saffi taċ-ċirkwit stampat tal-folji taċ-ċeramika ħodor jeħtieġ li jiġu allinjati u mqiegħda b'mod preċiż, imbagħad laminati taħt temperatura għolja u pressjoni biex jgħaqqduhom sewwa f'unità waħda.
Sussegwentement, jibda l-aktar pass kruċjali fil-proċess kollu – ko-sparar. Il-korp aħdar laminat jitqiegħed f'forn tas-sinterizzazzjoni b'temperatura għolja u sinterizzat taħt profil ta 'temperatura kkontrollat bir-reqqa (tipikament 'il fuq minn 1500 grad) u atmosfera protettiva (bħal idroġenu jew nitroġenu). Matul dan il-proċess iseħħu żewġ bidliet ewlenin:
Tneħħija u kombustjoni tal-materja organika: Materjal organiku bħal binders fi ħdan il-korp aħdar huwa kompletament dekompost u volatilizzat.
Densifikazzjoni taċ-ċeramika u sinterizzazzjoni tal-metall: Partiċelli taċ-ċeramika jingħaqdu f'temperaturi għoljin, jiċkienu, u jiffurmaw sottostrat dens u iebes; simultanjament, partiċelli fid-demel likwidu tal-metall sinterizzat flimkien u jingħaqdu b'mod sod mal-matriċi taċ-ċeramika, li jiffurmaw ċirkwiti konduttivi ta '{0}}qawwa għolja.
Is-suċċess tal-proċess tal-ko-sparar jiddetermina direttament is-saħħa mekkanika, il-konduttività termali, u l-proprjetajiet elettriċi tal-prodott finali.
Pass 5: Post-ipproċessar u Trattament tal-wiċċ – Irfinar u "Protezzjoni"
Is-sottostrat sinterizzat għadu jeħtieġ serje ta' passi ta' wara-ipproċessar:
Qtugħ tal-forma: Bl-użu ta 'qtugħ bil-lejżer jew magna tat-tqattigħ, bordijiet sinterizzati kbar huma maqsuma f'unitajiet ta' bords ta 'ċirkwiti individwali.
Trattament tal-wiċċ: Biex tittejjeb is-saldabbiltà u r-reżistenza għall-ossidazzjoni, trattamenti tal-wiċċ huma applikati għal ċirkwiti tal-metall esposti, bħal nikil electroless / kisi tad-deheb, nikil electroplating / kisi tad-deheb, jew trattament OSP (Preservattiv ta 'Sterilizzazzjoni Ottika).
Spezzjoni u Ittestjar: Fl-aħħarnett, serje ta 'proċeduri rigorużi ta' kontroll tal-kwalità, inkluż spezzjoni ottika awtomatizzata, spezzjoni tar-raġġi X-, u ttestjar tal-prestazzjoni elettrika, jiżguraw li kull bord taċ-ċirkwit taċ-ċeramika jissodisfa speċifikazzjonijiet tad-disinn u rekwiżiti ta 'affidabbiltà.
Konklużjoni
Il-manifattura ta 'bords taċ-ċirkwiti taċ-ċeramika hija arti sofistikata li tintegra x-xjenza tal-materjali, il-mekkanika ta' preċiżjoni u l-inġinerija termali. Minn trab tal-livell tal-mikron-sal-bord taċ-ċirkwit li jġorr funzjonijiet qawwija, kull pass tal-proċess jeħtieġ attenzjoni metikoluża għad-dettall. Huwa dan il-proċess kumpless u matur li jagħti lill-bordijiet taċ-ċirkwiti taċ-ċeramika bil-kwalità eċċezzjonali ta 'tħaddim stabbli f'ambjenti estremi, li jappoġġaw skiet l-iżvilupp mgħaġġel tat-teknoloġija moderna.