وریستورها، ترمیستورها و خازن‌های سرامیکی به طور گسترده در لوازم خانگی، لوازم الکترونیکی مصرفی، تجهیزات برق، وسایل نقلیه با انرژی جدید، تجهیزات ارتباطی و سیستم‌های کنترل صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، جایی که آنها در درجه اول عملکردهایی مانند حفاظت مدار، سنجش دما، ذخیره انرژی و فیلتر کردن را انجام می‌دهند.
خواص عملکردی سرامیک‌های الکترونیکی عمدتاً توسط فرمولاسیون مواد، سیستم‌های دوپینگ و فرآیندهای پخت آنها تعیین می‌شود. سرامیک‌های اکسید روی (ZnO) ویژگی‌های واریستوری را از خود نشان می‌دهند و بنابراین در ساخت واریستورها مورد استفاده قرار می‌گیرند، جایی که هنگام وقوع اضافه ولتاژ گذرا، جریان ضربه‌ای را منحرف می‌کنند. برخی از سرامیک‌های اکسیدی و مواد مبتنی بر تیتانات باریم را می‌توان برای ساخت ترمیستورها استفاده کرد، در حالی که سرامیک‌های دی‌الکتریک مانند تیتانات باریم و تیتانات کلسیم به طور گسترده در خازن‌های سرامیکی استفاده می‌شوند.
اگرچه این مواد پس از تشکیل و پخت، خواص واریستور، ترمیستور یا دی‌الکتریک مربوطه خود را به دست می‌آورند، اما همچنان بدنه‌های سرامیکی کاربردی باقی می‌مانند و هنوز نمی‌توانند مستقیماً در مدارهای الکتریکی ادغام شوند. برای تبدیل شدن به قطعات الکترونیکی که می‌توانند روی بردهای مدار چاپی نصب شوند، باید الکترودهای نقره روی سطوح بالایی و پایینی آنها تشکیل شوند. بنابراین، تشکیل الکترود نقره یک فرآیند حیاتی در ساخت قطعات سرامیکی الکترونیکی است.
۱. چرا سرامیک‌های الکترونیکی به پوشش الکترود نقره نیاز دارند؟
پوشش الکترود نقره برای سرامیک‌های الکترونیکی شامل تشکیل الکترودهای رسانا روی سطوح بالایی و پایینی زیرلایه سرامیکی است که یک رابط فلزی پایدار برای اعمال ولتاژ، هدایت جریان و اتصال سرب فراهم می‌کند. پس از تشکیل الکترود، بدنه‌های سرامیکی معمولاً قبل از مونتاژ شدن در واریستورها، ترمیستورها یا خازن‌های سرامیکی نهایی، تحت پیوند سربی، کپسوله‌سازی و آزمایش الکتریکی قرار می‌گیرند.
الکترودهای سرامیکی الکترونیکی معمولاً از ساختار فلزی چندلایه استفاده می‌کنند. Ti یا NiCr می‌توانند به عنوان لایه چسبندگی برای افزایش پیوند سطحی بین پوشش و زیرلایه سرامیکی استفاده شوند، در حالی که Cu یا Ag می‌توانند به عنوان لایه رسانای بالایی رسوب داده شوند تا الزامات رسانایی الکتریکی و لحیم‌پذیری را برآورده کنند.
در بیشتر کاربردها، فقط سطوح بالایی و پایینی سرامیک الکترونیکی متالیزه می‌شوند، در حالی که سطوح جانبی باید از نظر الکتریکی عایق باقی بمانند. ضخامت غیر یکنواخت لایه نازک، سوراخ‌های ریز یا نقص‌های موضعی پوشش ممکن است منجر به مقاومت تماسی ناپایدار، لحیم‌پذیری ضعیف و انحرافات عملکرد الکتریکی شود. پوشش روی سطوح جانبی همچنین ممکن است از نظر الکتریکی بین الکترودهای بالایی و پایینی پل ایجاد کند، در حالی که قدرت چسبندگی ناکافی ممکن است منجر به لایه لایه شدن لایه نازک شود. بنابراین، پوشش الکترود نقره برای سرامیک‌های الکترونیکی باید تعادلی بین یکنواختی ضخامت لایه نازک، چگالی لایه نازک، قدرت چسبندگی و کنترل دقیق ناحیه رسوب‌گذاری ایجاد کند.
۲. چالش‌های هزینه مواد و فرآیند در متالیزاسیون نقره مرسوم
برخی از محصولات سرامیکی الکترونیکی از چاپ روی صفحه خمیر نقره و به دنبال آن پخت یا آبکاری نقره شیمیایی مرطوب برای تشکیل الکترودهای نقره استفاده می‌کنند. ضخامت معمول لایه نقره تقریباً 20 میکرومتر است، اگرچه ضخامت واقعی توسط الزامات خاص محصول و فرآیند تعیین می‌شود. چاپ روی صفحه خمیر نقره و پخت عموماً شامل تمیز کردن سطح، چاپ روی صفحه، تراز کردن و خشک کردن، پخت و بازرسی است. آبکاری نقره شیمیایی مرطوب معمولاً شامل پیش تصفیه، حساس سازی و فعال سازی، آبکاری نقره شیمیایی، شستشو، خشک کردن و بازرسی است.
از سال ۲۰۲۶، قیمت نقره به طور قابل توجهی افزایش یافته و در سطوح بالایی باقی مانده است، که این امر تأثیر هزینه‌های مواد نقره‌ای را بر تولید الکترود سرامیکی الکترونیکی بیشتر می‌کند. لایه‌های نقره نسبتاً ضخیم تولید شده توسط چاپ و پخت خمیر نقره معمولی یا فرآیندهای آبکاری نقره مرطوب می‌تواند منجر به مصرف قابل توجه نقره شود. در تولید با حجم بالا، این امر مستقیماً هزینه مواد به ازای هر جزء را افزایش می‌دهد.
علاوه بر این، مراحل خشک کردن و پخت در دمای بالا که برای چاپ خمیر نقره مورد نیاز است، و همچنین مراحل پیش تصفیه، حساس سازی و فعال سازی، شستشو و خشک کردن که در آبکاری نقره مرطوب وجود دارد، مصرف انرژی، زمان تولید و هزینه‌های کنترل فرآیند را بیشتر افزایش می‌دهد.
۳. کندوپاش مگنترون در خلاء برای ایجاد تعادل بین عملکرد لایه نازک و کنترل هزینه
کندوپاش مگنترون خلاء یک فرآیند PVD است که در آن ذرات پرانرژی یک هدف فلزی را تحت خلاء بمباران می‌کنند و باعث می‌شوند اتم‌های هدف کندوپاش شده و روی سطح سرامیک رسوب کنند تا یک فیلم فلزی یکنواخت و متراکم تشکیل شود.
طبق الزامات خاص محصول، الکترود می‌تواند یک ساختار چندلایه متشکل از یک لایه چسبندگی Ti یا NiCr همراه با یک لایه رسانای Cu یا Ag را اتخاذ کند، با ضخامت کل فیلم که تقریباً 6-7 میکرومتر کنترل می‌شود. در مقایسه با ضخامت لایه نقره معمولی تقریباً 20 میکرومتر، این رویکرد می‌تواند ضخامت غیرضروری نقره و مصرف فلزات گرانبها را کاهش دهد و در نتیجه هزینه‌های مواد را در تولید با حجم بالا کاهش دهد.
فرآیند پوشش‌دهی در خلاء را می‌توان به تمیزکاری و بارگذاری، رسوب‌گذاری در خلاء و بازرسی تقسیم کرد و مراحل فرآیند مانند فرسودگی چسب، پخت در دمای بالا و عملیات شیمیایی مرطوب چندگانه را کاهش داد. این فرآیند در ترکیب با کنترل دقیق ضخامت لایه نازک و وسایل پوشش‌دهی اختصاصی، می‌تواند ثبات لایه‌های رسوب‌شده روی سطوح بالایی و پایینی را بهبود بخشد و در عین حال سطوح جانبی را از نظر الکتریکی عایق نگه دارد.
۴. راهکار فلزکاری نقره شرکت Zhenhua Vacuum برای سرامیک‌های الکترونیکی
خط تولید متالیزاسیون نقره سرامیکی الکترونیکی Zhenhua Vacuum را می‌توان با Ti، NiCr، Cu، Ag و سایر مواد پوششی مطابق با نیازهای فرآیند مشتری پیکربندی کرد. لایه‌های فلزی چندگانه را می‌توان در همان چرخه خلاء روی سطوح بالایی و پایینی قطعات سرامیکی رسوب داد و یک راه‌حل پوشش خلاء با توان عملیاتی بالا برای متالیزاسیون الکترود واریستورها، ترمیستورها، خازن‌های سرامیکی و سایر قطعات سرامیکی الکترونیکی فراهم کرد.
مزایای تجهیزات
۱. فناوری پیشرفته فرآیند
این سیستم از فناوری پاشش مگنترون در خلاء برای متالیزاسیون الکترود سرامیکی الکترونیکی استفاده می‌کند. فناوری‌های مرتبط با این فناوری توسط پتنت‌های اختراع اختصاصی محافظت می‌شوند که امکان رسوب دقیق الکترود و بهبود سازگاری دسته به دسته را فراهم می‌کند.
۲. مزایای عملکرد و هزینه
از طریق معماری فیلم چندلایه و کنترل دقیق ضخامت فیلم، این فرآیند می‌تواند الزامات مربوط به استحکام چسبندگی، رسانایی الکتریکی و قابلیت لحیم‌کاری را برآورده کند، در عین حال مصرف نقره را کاهش داده و مراحل تولید را ساده‌تر کند و در نتیجه هزینه‌های تولید را در تولید با حجم بالا کاهش دهد.
۳. تجربه مهندسی گسترده
با بیش از 30 سال تجربه در صنعت پوشش‌دهی در خلاء، شرکت Zhenhua Vacuum آزمایشگاه‌های فرآیند حرفه‌ای و تیم‌های مهندسی را تأسیس کرده است که قادر به ارائه پشتیبانی فنی در کل فرآیند، از توسعه فرآیند و اعتبارسنجی نمونه گرفته تا تولید آزمایشی و تولید انبوه، می‌باشند.
۴. راهکارهای سفارشی و محرمانگی
تجهیزات و راهکارهای فرآیندی را می‌توان با توجه به مشخصات محصول، ظرفیت تولید و الزامات پوشش چندلایه مشتری سفارشی‌سازی کرد. Zhenhua Vacuum همچنین از مالکیت معنوی و اسناد فنی مشتری به شدت محافظت می‌کند.
کاربردها
این تجهیزات می‌توانند لایه‌های فلزی Ti، NiCr، Cu، Ag و سایر مواد را رسوب دهند و آن را برای فلزکاری الکترودی قطعات سرامیکی الکترونیکی مانند واریستورها، ترمیستورها و خازن‌های سرامیکی مناسب سازند. این فناوری همچنین می‌تواند به کاربردهایی از جمله زیرلایه‌های سرامیکی و بسته‌های LED سرامیکی گسترش یابد.
۵. نتیجه‌گیری
در مقابل قیمت‌های بالای نقره و الزامات سختگیرانه‌تر برای ثبات و قابلیت اطمینان در تولید قطعات الکترونیکی، کندوپاش مگنترون خلاء یک راه‌حل مؤثر برای فلزکاری سرامیک‌های الکترونیکی ارائه می‌دهد. این فرآیند با مزایای خود در کاهش ضخامت لایه، رسوب یکنواخت و کنترل دقیق ضخامت، یک رویکرد عملی برای ایجاد تعادل بین عملکرد پوشش، راندمان تولید و هزینه مواد ارائه می‌دهد.
شرکت Zhenhua Vacuum به بهینه‌سازی تجهیزات، فرآیندهای پوشش‌دهی و سیستم‌های اتوماسیون پیرامون الزامات متالیزاسیون نقره سرامیکی الکترونیکی ادامه خواهد داد و در کل چرخه تولید، از اعتبارسنجی تحقیق و توسعه و تولید آزمایشی گرفته تا تولید در مقیاس بزرگ، پشتیبانی فنی را در اختیار مشتریان قرار خواهد داد.
-این مقاله توسط ... منتشر شده است تولیدکننده تجهیزات پوشش‌دهی در خلاء خلاء ژنهوا
زمان ارسال: ۱۴ آگوست ۲۰۲۶