Varistori, termistori un keramikas kondensatori tiek plaši izmantoti sadzīves tehnikā, plaša patēriņa elektronikā, enerģijas iekārtās, jaunās enerģijas transportlīdzekļos, sakaru iekārtās un rūpnieciskās vadības sistēmās, kur tie galvenokārt veic tādas funkcijas kā ķēdes aizsardzība, temperatūras noteikšana, enerģijas uzkrāšana un filtrēšana.
Elektroniskās keramikas funkcionālās īpašības galvenokārt nosaka to materiālu formulas, leģēšanas sistēmas un sintēzes procesi. Cinka oksīda (ZnO) keramikai piemīt varistoru īpašības, tāpēc to izmanto varistoru ražošanā, kur tie novirza pārsprieguma strāvu, kad rodas īslaicīgs pārspriegums. Termistoru ražošanā var izmantot noteiktu oksīda keramiku un bārija titanāta bāzes materiālus, savukārt dielektriskā keramika, piemēram, bārija titanāts un kalcija titanāts, tiek plaši izmantota keramikas kondensatoros.
Lai gan šie materiāli pēc formēšanas un saķepināšanas iegūst atbilstošās varistora, termistora vai dielektriskās īpašības, tie joprojām ir funkcionāli keramikas ķermeņi un tos vēl nevar tieši integrēt elektriskajās ķēdēs. Lai tie kļūtu par elektroniskām sastāvdaļām, kuras var uzstādīt uz iespiedshēmas plates, to augšējā un apakšējā virsmā ir jāizveido sudraba elektrodi. Tāpēc sudraba elektrodu formēšana ir kritisks process elektronisko keramikas komponentu ražošanā.
1. Kāpēc elektroniskajai keramikai ir nepieciešams sudraba elektroda pārklājums?
Elektroniskās keramikas sudraba elektrodu pārklājums ietver vadošu elektrodu veidošanu uz keramikas substrāta augšējās un apakšējās virsmas, nodrošinot stabilu metāla saskarni sprieguma pielikšanai, strāvas vadīšanai un svina piestiprināšanai. Pēc elektrodu veidošanas keramikas korpusi parasti tiek pakļauti svina savienošanai, iekapsulēšanai un elektriskajai pārbaudei, pirms tie tiek salikti gatavos varistoros, termistoros vai keramikas kondensatoros.
Elektroniskie keramikas elektrodi parasti izmanto daudzslāņu metalizācijas struktūru. Ti vai NiCr var izmantot kā adhēzijas slāni, lai uzlabotu starpfāžu saiti starp pārklājumu un keramikas substrātu, savukārt Cu vai Ag var nogulsnēties kā virsējais vadošais slānis, lai izpildītu elektrovadītspējas un lodējamības prasības.
Vairumā pielietojumu elektroniskās keramikas metāla pārklājums ir tikai augšējā un apakšējā virsma, savukārt sānu virsmām jāpaliek elektriski izolētām. Nevienmērīgs plēves biezums, caurumiņi vai lokalizēti pārklājuma izlaidumi var izraisīt nestabilu kontakta pretestību, sliktu lodējamību un elektriskās veiktspējas novirzes. Pārklājums uz sānu virsmām var arī elektriski savienot augšējos un apakšējos elektrodus, savukārt nepietiekama adhēzijas stiprība var izraisīt plēves delamināciju. Tāpēc elektroniskās keramikas sudraba elektroda pārklājumam ir jāpanāk līdzsvars starp plēves biezuma vienmērīgumu, plēves blīvumu, adhēzijas stiprību un precīzu nogulsnēšanas laukuma kontroli.
2. Materiālu un procesa izmaksu izaicinājumi, kas saistīti ar tradicionālo sudraba metalizāciju
Dažos elektroniskos keramikas izstrādājumos sudraba elektrodu veidošanai tiek izmantota sudraba pastas sietspiede, kam seko apdedzināšana vai ķīmiskā apsudrabošana mitrā veidā. Tipisks sudraba slāņa biezums ir aptuveni 20 μm, lai gan faktisko biezumu nosaka konkrētā produkta un procesa prasības. Sudraba pastas sietspiede un apdedzināšana parasti ietver virsmas tīrīšanu, sietspiedi, izlīdzināšanu un žāvēšanu, apdedzināšanu un pārbaudi. Ķīmiskā apsudrabošana mitrā veidā parasti ietver pirmapstrādi, sensibilizāciju un aktivizēšanu, ķīmisko apsudrabināšanu, skalošanu, žāvēšanu un pārbaudi.
Kopš 2026. gada sudraba cenas ir ievērojami pieaugušas un saglabājušās augstā līmenī, vēl vairāk palielinot sudraba materiālu izmaksu ietekmi uz elektronisko keramikas elektrodu ražošanu. Relatīvi biezie sudraba slāņi, kas iegūti, izmantojot parasto sudraba pastas drukas un apdedzināšanas vai mitrās apsudrabošanas procesus, var izraisīt ievērojamu sudraba patēriņu. Lielapjoma ražošanā tas tieši palielina materiālu izmaksas uz vienu komponentu.
Turklāt žāvēšanas un augstas temperatūras apdedzināšanas posmi, kas nepieciešami sudraba pastas drukāšanai, kā arī pirmapstrādes, sensibilizācijas un aktivācijas, skalošanas un žāvēšanas posmi, kas saistīti ar mitro sudrabošanu, vēl vairāk palielina enerģijas patēriņu, ražošanas laiku un procesa kontroles izmaksas.
3. Vakuuma magnetrona izsmidzināšana plēves veiktspējas un izmaksu kontroles līdzsvarošanai
Vakuuma magnetrona izsmidzināšana ir PVD process, kurā augstas enerģijas daļiņas vakuumā bombardē metāla mērķi, izraisot mērķa atomu izsmidzināšanu un nogulsnēšanos uz keramikas virsmas, veidojot vienmērīgu un blīvu metāla plēvi.
Atbilstoši konkrētajām produkta prasībām elektrods var būt veidots no daudzslāņu struktūras, kas sastāv no Ti vai NiCr adhēzijas slāņa, kas apvienots ar Cu vai Ag vadošo slāni, un kopējais plēves biezums ir aptuveni 6–7 μm. Salīdzinot ar parasto sudraba slāņa biezumu aptuveni 20 μm, šī pieeja var samazināt nevajadzīgo sudraba biezumu un dārgmetālu patēriņu, tādējādi samazinot materiālu izmaksas lielapjoma ražošanā.
Vakuuma pārklāšanas procesu var vienkāršot tīrīšanā un iekraušanā, vakuuma uzklāšanā un pārbaudē, samazinot tādus procesa posmus kā saistvielas izdegšana, augstas temperatūras apdedzināšana un vairākas mitrās ķīmiskās apstrādes. Apvienojumā ar precīzu plēves biezuma kontroli un īpašiem maskēšanas stiprinājumiem šis process var uzlabot uzklāto plēvju konsistenci uz augšējās un apakšējās virsmas, vienlaikus saglabājot sānu virsmas elektriski izolētas.
4. Zhenhua Vacuum sudraba metalizācijas risinājums elektroniskajai keramikai
Zhenhua Vacuum elektroniskās keramikas sudraba metalizācijas ražošanas līniju var konfigurēt ar Ti, NiCr, Cu, Ag un citiem pārklājuma materiāliem atbilstoši klienta procesa prasībām. Vienā vakuuma ciklā uz keramikas komponentu augšējās un apakšējās virsmas var uzklāt vairākus metāla slāņus, nodrošinot augstas caurlaidības vakuuma pārklāšanas risinājumu varistoru, termistoru, keramikas kondensatoru un citu elektronisko keramikas komponentu elektrodu metalizācijai.
Aprīkojuma priekšrocības
1. Uzlabota procesu tehnoloģija
Sistēma elektronisko keramikas elektrodu metalizācijai izmanto vakuuma magnetrona izsmidzināšanas tehnoloģiju. Saistītās tehnoloģijas ir aizsargātas ar patentētiem izgudrojumu patentiem, kas nodrošina precīzu elektrodu nogulsnēšanos un uzlabotu partiju konsekvenci.
2. Veiktspējas un izmaksu priekšrocības
Pateicoties daudzslāņu plēves arhitektūrai un precīzai plēves biezuma kontrolei, process var izpildīt adhēzijas stiprības, elektrovadītspējas un lodējamības prasības, vienlaikus samazinot sudraba patēriņu un vienkāršojot ražošanas posmus, tādējādi samazinot ražošanas izmaksas liela apjoma ražošanā.
3. Plaša inženiertehniskā pieredze
Ar vairāk nekā 30 gadu pieredzi vakuuma pārklājumu nozarē, Zhenhua Vacuum ir izveidojis profesionālas procesu laboratorijas un inženieru komandas, kas spēj sniegt tehnisko atbalstu visā procesā, sākot no procesa izstrādes un paraugu validācijas līdz pilotražošanai un masveida ražošanai.
4. Pielāgoti risinājumi un konfidencialitāte
Iekārtu un procesu risinājumus var pielāgot atbilstoši klienta produkta specifikācijām, ražošanas jaudai un daudzslāņu pārklājuma prasībām. Zhenhua Vacuum arī stingri aizsargā klientu intelektuālo īpašumu un tehnisko dokumentāciju.
Pieteikumi
Iekārta var uzklāt Ti, NiCr, Cu, Ag un citas metāla plēves, padarot to piemērotu elektronisko keramikas komponentu, piemēram, varistoru, termistoru un keramikas kondensatoru, elektrodu metalizēšanai. Tehnoloģiju var paplašināt arī uz lietojumiem, tostarp keramikas substrātiem un keramikas LED korpusiem.
5. Secinājums
Ņemot vērā pastāvīgi augstās sudraba cenas un arvien stingrākās prasības attiecībā uz elektronisko komponentu ražošanas konsekvenci un uzticamību, vakuuma magnetrona izsmidzināšana nodrošina efektīvu elektroniskās keramikas metalizācijas risinājumu. Pateicoties tā priekšrocībām samazinātā plēves biezumā, vienmērīgā nogulsnēšanās procesā un precīzā biezuma kontrolē, šis process piedāvā praktisku pieeju pārklājuma veiktspējas, ražošanas efektivitātes un materiālu izmaksu līdzsvarošanai.
Uzņēmums “Zhenhua Vacuum” turpinās optimizēt iekārtas, pārklāšanas procesus un automatizācijas sistēmas atbilstoši elektroniskās keramikas sudraba metalizācijas prasībām, sniedzot klientiem tehnisko atbalstu visā ražošanas ciklā, sākot no pētniecības un attīstības validācijas un pilotražošanas līdz liela mēroga ražošanai.
— Šo rakstu publicēja vakuuma pārklāšanas iekārtu ražotājs Zhenhua vakuums
Publicēšanas laiks: 2026. gada 14. augusts