Изготовление пластин из высокочистой оксида алюминия для аэрокосмической промышленности и их сырья
Керамика из высокочистого оксида алюминияВ настоящее время пластины широко используются в качестве подложечных материалов благодаря таким преимуществам, как отработанная технология производства и обработки, низкая стоимость, хорошая стойкость к тепловым ударам, отличная электроизоляция и хорошая адгезия к металлу. Они также широко применяются в электронных компонентах полезной нагрузки космических аппаратов, включая бортовые каналы передачи микроволновых сигналов, держатели активных компонентов и каналы отвода тепла от микросхем питания. Поскольку эти материалы являются основными узлами космического аппарата, их эксплуатационные характеристики напрямую влияют на надежность космического аппарата на орбите. Поэтому свойства пластин из высокочистой алюмооксидной керамики имеют решающее значение для эксплуатации космических аппаратов.
Однако в процессе изготовления пластин из высокочистой оксида алюминия часто возникают следующие проблемы:
❶Высокая чистотаалюмооксидная керамикаПластины, которые изготавливаются из порошка оксида алюминия высокой чистоты с помощью множества сложных процессов, включая литье ленты, сушку и резку, многослойное ламинирование, изостатическое прессование и спекание, будут иметь повышенные диэлектрические потери, если чистота их материала низкая, что в конечном итоге приведет к снижению производительности схемы.
❷Если материал имеет низкую механическую прочность, это может вызвать такие проблемы, как трещины и отслоение материала корпуса тонкопленочных печатных плат в процессе сборки и тестирования.
❸Дефекты поверхности керамических пластин могут привести к проблемам с качеством, таким как ухудшение локальной адгезии слоёв плёнки, изготавливаемой на них, и заусенцы на краях проводников. Эти проблемы влияют на качество сигналов на плате и могут даже привести к попаданию посторонних частиц в изделие.
Ключевые моменты при изготовлении пластин из высокочистой оксида алюминия
①Оптимизация системы растворителей для литьевого шликера
Различные системы растворителей по-разному адаптируются к окружающей среде и могут влиять на содержание твердого вещества в приготовленной суспензии, состояние поверхности пленки, полученной методом литья под давлением, и на пленкообразующий эффект. При условии, что диспергатор, связующее и пластификатор являются фиксированными, существуют значительные различия в состоянии формования пленки при литье под давлением в различных системах растворителей.
②Контроль толщины литой пленки
Толщина однослойной литой плёнки влияет на допуск по толщине готовой подложки. Толщина литой плёнки в основном зависит от состояния шликера и высоты ракеля. По мере увеличения содержания твёрдой фазы в литой шликере средняя плотность спечённой подложки постепенно увеличивается, а скорость усадки по ширине и толщине имеет тенденцию к стабилизации. Исходя из этого правила, тонкая регулировка содержания твёрдой фазы и температуры спекания позволяет точно контролировать конечные размеры спечённой подложки.
③Контроль внешнего вида и плоскостности подложки
Хороший внешний вид и плоскостность являются основой инженерного применения пластин из высокочистой алюмооксидной керамики. На внешний вид и плоскостность подложки влияет множество факторов, среди которых ключевыми являются ламинирование, дебондинг и спекание.
Керамические пластины из оксида алюминия
●Контроль процесса укладки литой пленки.
Чтобы избежать дефектов поверхности и проблем с плоскостностью пленок, полученных литьем под давлением, во время процессов ламинирования и теплого изостатического прессования (НЗП) путем многочисленных экспериментальных сравнений были определены следующие подходы:
Используйте ламинирование широкой пленочной полосы, и после изостатического прессования обрежьте среднюю часть, чтобы избежать дефектов и неровностей по краям пленочных полос, отлитых с ленты; используйте закаленные стеклянные пластины в качестве носителей для ламинирования, положите зеленые пленочные пленки, отлитые с ленты, плашмя на закаленные стеклянные пластины и во время ламинирования следите за тем, чтобы верхняя и нижняя поверхности каждой пленочной полосы, снятой с несущей ленты, сохраняли одинаковую ориентацию. Такие меры, как использование носителей из закаленного стекла, значительно уменьшают микродефекты на поверхности пленки и эффективно улучшают качество внешнего вида и плоскостность.
●Контроль процесса расслоения сырья.
Функция дебондинга заключается в удалении органических веществ из сырца. Для эффективного использования пространства печи и решения проблем, связанных с короблением и растрескиванием сырья в процессе дебондинга, для поврежденной подложки в печи применяется метод штабелирования дебондинга. Многочисленные эксперименты показали, что режим ламинирования без покрытия позволяет достичь оптимального баланса эффективности и предотвратить коробление и растрескивание. Благодаря применению метода дебондинга «ламинирование + дебондинг без покрытия» количество слоев в процессе дебондинга было дополнительно оптимизировано, и максимальное количество слоев составило 5.
●Управление процессом спекания.
Спекание — важнейший процесс изготовления пластин из алюмооксидной керамики. Высокая температура спекания приводит к карбонизации примесей. Чтобы избежать загрязнения подложки, важно правильно подобрать накладки и подкладки. После испытаний было установлено, что накладка изготовлена из пористой высокочистой алюмооксидной керамики, а подкладка — из плотной высокочистой алюмооксидной керамики. Перед использованием обе пластины требуют ультразвуковой очистки.