Варисторите, термисторите и керамичните кондензатори се използват широко в домакински уреди, потребителска електроника, силово оборудване, превозни средства с нова енергия, комуникационно оборудване и промишлени системи за управление, където те изпълняват предимно функции като защита на вериги, измерване на температура, съхранение на енергия и филтриране.
Функционалните свойства на електронната керамика се определят главно от състава на материалите, системите за легиране и процесите на синтероване. Керамиката от цинков оксид (ZnO) проявява варисторни характеристики и следователно се използва в производството на варистори, където отклонява импулсния ток при възникване на преходно пренапрежение. Някои оксидни керамики и материали на базата на бариев титанат могат да се използват за производство на термистори, докато диелектричните керамики като бариев титанат и калциев титанат се използват широко в керамичните кондензатори.
Въпреки че тези материали придобиват съответните си варисторни, термисторни или диелектрични свойства след формоване и синтероване, те остават функционални керамични тела и все още не могат да бъдат директно интегрирани в електрически вериги. За да се превърнат в електронни компоненти, които могат да бъдат монтирани върху печатни платки, е необходимо сребърните електроди да бъдат оформени върху горната и долната им повърхност. Следователно, формирането на сребърните електроди е критичен процес при производството на електронни керамични компоненти.
1. Защо електронната керамика изисква покритие със сребърни електроди?
Сребърното покритие на електродите за електронна керамика включва формиране на проводими електроди върху горната и долната повърхност на керамичния субстрат, осигурявайки стабилен метален интерфейс за прилагане на напрежение, проводимост на ток и закрепване на изводите. След формирането на електродите, керамичните тела обикновено се подлагат на свързване на изводите, капсулиране и електрически тестове, преди да бъдат сглобени в готови варистори, термистори или керамични кондензатори.
Електронните керамични електроди обикновено използват многослойна метализационна структура. Ti или NiCr могат да се използват като адхезионен слой за подобряване на междуфазовата връзка между покритието и керамичния субстрат, докато Cu или Ag могат да се отложат като горен проводим слой, за да отговорят на изискванията за електрическа проводимост и спояемост.
В повечето приложения само горната и долната повърхности на електронната керамика са метализирани, докато страничните повърхности трябва да останат електрически изолирани. Неравномерната дебелина на филма, отворите или локализираните пропуски в покритието могат да доведат до нестабилно контактно съпротивление, лоша спояемост и отклонения в електрическите характеристики. Покритието върху страничните повърхности може също така да доведе до електрически мост между горния и долния електрод, докато недостатъчната адхезионна сила може да доведе до разслояване на филма. Следователно, покритието на сребърните електроди за електронна керамика трябва да постигне баланс между равномерност на дебелината на филма, плътност на филма, адхезионна сила и прецизен контрол на зоната на отлагане.
2. Предизвикателства, свързани с разходите за материали и процеси при конвенционалната метализация със сребро
Някои електронни керамични продукти използват ситопечат със сребърна паста, последван от изпичане, или мокро химическо посребряване, за да се образуват сребърни електроди. Типичната дебелина на сребърния слой е приблизително 20 μm, въпреки че действителната дебелина се определя от специфичните изисквания на продукта и процеса. Ситопечатът и изпичането със сребърна паста обикновено включват почистване на повърхността, ситопечат, изравняване и сушене, изпичане и проверка. Мокрото химическо посребряване обикновено включва предварителна обработка, сенсибилизация и активиране, химическо посребряване, изплакване, сушене и проверка.
От 2026 г. насам цените на среброто се повишиха значително и останаха на високи нива, което допълнително увеличи влиянието на разходите за сребърен материал върху производството на електронни керамични електроди. Сравнително дебелите сребърни слоеве, получени чрез конвенционално печатане и изпичане със сребърна паста или чрез мокро посребряване, могат да доведат до значителна консумация на сребро. При производство с големи обеми това директно увеличава цената на материала на компонент.
Освен това, етапите на сушене и високотемпературно изпичане, необходими за печат със сребърна паста, както и етапите на предварителна обработка, сенсибилизация и активиране, изплакване и сушене, включени в мокрото посребряване, допълнително увеличават консумацията на енергия, времето за изпълнение на производството и разходите за контрол на процеса.
3. Вакуумно магнетронно разпрашване за балансиране на производителността на филма и контрола на разходите
Вакуумното магнетронно разпрашване е PVD процес, при който високоенергийни частици бомбардират метална мишена под вакуум, което води до разпрашаване на атомите на мишената и отлагането им върху керамичната повърхност, за да образуват равномерен и плътен метален филм.
В зависимост от специфичните изисквания на продукта, електродът може да приеме многослойна структура, състояща се от адхезионен слой Ti или NiCr, комбиниран с проводим слой Cu или Ag, с обща дебелина на филма, контролирана на приблизително 6–7 μm. В сравнение с конвенционалната дебелина на сребърния слой от приблизително 20 μm, този подход може да намали ненужната дебелина на среброто и разхода на благородни метали, като по този начин намали разходите за материали при производство с големи обеми.
Процесът на вакуумно покритие може да бъде рационализиран до почистване и зареждане, вакуумно отлагане и инспекция, намалявайки етапите на процеса като изгаряне на свързващото вещество, високотемпературно изпичане и многократни мокри химични обработки. В комбинация с прецизен контрол на дебелината на филма и специални маскиращи приспособления, процесът може да подобри консистенцията на отложените филми върху горната и долната повърхност, като същевременно запазва страничните повърхности електрически изолирани.
4. Решение за сребърна метализация на Zhenhua Vacuum за електронна керамика
Производствената линия за метализация на електронни керамични сребърни покрития на Zhenhua Vacuum може да бъде конфигурирана с Ti, NiCr, Cu, Ag и други покривни материали според изискванията на клиента. В рамките на един и същ вакуумен цикъл могат да се нанесат множество метални слоеве върху горната и долната повърхност на керамичните компоненти, осигурявайки високопроизводително вакуумно решение за метализация на електроди на варистори, термистори, керамични кондензатори и други керамични електронни компоненти.
Предимства на оборудването
1. Усъвършенствана технология на процесите
Системата използва технология за вакуумно магнетронно разпрашване за метализация на електронни керамични електроди. Свързаните технологии са защитени от собствени патенти за изобретения, което позволява прецизно отлагане на електроди и подобрена консистентност от партида на партида.
2. Предимства по отношение на производителността и разходите
Чрез многослойна архитектура на филма и прецизен контрол на дебелината на филма, процесът може да отговори на изискванията за адхезионна якост, електрическа проводимост и спояемост, като същевременно намалява консумацията на сребро и опростява производствените стъпки, като по този начин намалява производствените разходи при производство с големи обеми.
3. Обширен инженерен опит
С повече от 30 години опит в индустрията за вакуумно покритие, Zhenhua Vacuum е създала професионални технологични лаборатории и инженерни екипи, способни да предоставят техническа поддръжка през целия процес, от разработване на процеси и валидиране на проби до пилотно производство и масово производство.
4. Персонализирани решения и поверителност
Оборудването и технологичните решения могат да бъдат персонализирани според спецификациите на продукта на клиента, производствения капацитет и изискванията за многослойно покритие. Zhenhua Vacuum също така поддържа строга защита на интелектуалната собственост и техническата документация на клиентите.
Приложения
Оборудването може да отлага Ti, NiCr, Cu, Ag и други метални филми, което го прави подходящо за метализация на електроди на електронни керамични компоненти като варистори, термистори и керамични кондензатори. Технологията може да се разшири и до приложения, включващи керамични подложки и керамични LED корпуси.
5. Заключение
На фона на постоянно високите цени на среброто и все по-строгите изисквания за постоянство и надеждност в производството на електронни компоненти, вакуумното магнетронно разпрашване осигурява ефективно решение за метализация на електронна керамика. Със своите предимства като намалена дебелина на филма, равномерно отлагане и прецизен контрол на дебелината, процесът предлага практичен подход за балансиране на производителността на покритието, производствената ефективност и цената на материалите.
Zhenhua Vacuum ще продължи да оптимизира оборудването, процесите на нанасяне на покрития и системите за автоматизация спрямо изискванията за електронна керамична сребърна метализация, предоставяйки на клиентите техническа поддръжка през целия производствен цикъл, от валидиране на научноизследователска и развойна дейност и пилотно производство до мащабно производство.
-Тази статия е публикувана от производител на оборудване за вакуумно покритие Женхуа Вакуум
Време на публикуване: 14 август 2026 г.