Варисторы, терморезисторы и керамические конденсаторы широко используются в бытовой технике, потребительской электронике, энергетическом оборудовании, электромобилях, средствах связи и системах промышленного управления, где они в основном выполняют такие функции, как защита цепей, измерение температуры, накопление энергии и фильтрация.
Функциональные свойства электронной керамики в основном определяются составом материала, системами легирования и процессами спекания. Керамика на основе оксида цинка (ZnO) обладает варисторными характеристиками и поэтому используется в производстве варисторов, где она отводит импульсный ток при возникновении переходного перенапряжения. Некоторые оксидные керамические материалы и материалы на основе титаната бария могут использоваться для производства терморезисторов, в то время как диэлектрическая керамика, такая как титанат бария и титанат кальция, широко используется в керамических конденсаторах.
Хотя эти материалы приобретают соответствующие варисторные, терморезисторные или диэлектрические свойства после формования и спекания, они остаются функциональными керамическими элементами и пока не могут быть напрямую интегрированы в электрические цепи. Для того чтобы стать электронными компонентами, которые можно устанавливать на печатные платы, необходимо сформировать серебряные электроды на их верхней и нижней поверхностях. Поэтому формирование серебряных электродов является критически важным процессом в производстве электронных керамических компонентов.
1. Почему электронная керамика требует нанесения серебряного электродного покрытия?
Нанесение серебряного электродного покрытия на электронную керамику включает в себя формирование проводящих электродов на верхней и нижней поверхностях керамической подложки, обеспечивая стабильный металлический интерфейс для подачи напряжения, проведения тока и крепления выводов. После формирования электродов керамические заготовки обычно подвергаются склеиванию выводов, герметизации и электрическому тестированию, прежде чем их можно будет собрать в готовые варисторы, терморезисторы или керамические конденсаторы.
Электронные керамические электроды обычно имеют многослойную металлизированную структуру. В качестве адгезионного слоя для улучшения межфазного сцепления между покрытием и керамической подложкой могут использоваться Ti или NiCr, а в качестве верхнего проводящего слоя для обеспечения электропроводности и паяемости могут быть нанесены Cu или Ag.
В большинстве случаев металлизируются только верхняя и нижняя поверхности электронной керамики, в то время как боковые поверхности должны оставаться электрически изолированными. Неравномерная толщина пленки, микропоры или локальные пропуски покрытия могут привести к нестабильному контактному сопротивлению, плохой паяемости и отклонениям в электрических характеристиках. Покрытие на боковых поверхностях также может электрически соединять верхний и нижний электроды, а недостаточная прочность сцепления может привести к отслоению пленки. Поэтому при нанесении серебряного покрытия на электронные керамики необходимо обеспечить баланс между равномерностью толщины пленки, плотностью пленки, прочностью сцепления и точным контролем области осаждения.
2. Проблемы, связанные с материальными и технологическими затратами при традиционной металлизации серебром.
В некоторых электронных керамических изделиях для формирования серебряных электродов используется трафаретная печать серебряной пастой с последующим обжигом или жидкостное химическое серебрение. Типичная толщина серебряного слоя составляет приблизительно 20 мкм, хотя фактическая толщина определяется конкретным изделием и требованиями процесса. Трафаретная печать серебряной пастой и обжиг обычно включают очистку поверхности, трафаретную печать, выравнивание и сушку, обжиг и контроль качества. Жидкостное химическое серебрение обычно включает предварительную обработку, сенсибилизацию и активацию, химическое серебрение, промывку, сушку и контроль качества.
С 2026 года цены на серебро значительно выросли и остаются на высоком уровне, что еще больше усиливает влияние стоимости серебра на производство электронных керамических электродов. Относительно толстые слои серебра, получаемые традиционными методами печати и обжига серебряной пасты или методом мокрого серебрения, могут приводить к значительному потреблению серебра. При крупномасштабном производстве это напрямую увеличивает стоимость материала на один компонент.
Кроме того, этапы сушки и высокотемпературного обжига, необходимые для печати серебряной пастой, а также этапы предварительной обработки, сенсибилизации и активации, промывки и сушки, связанные с нанесением влажного серебряного покрытия, еще больше увеличивают энергопотребление, время выполнения заказа и затраты на управление технологическим процессом.
3. Вакуумное магнетронное распыление для балансировки характеристик пленки и контроля затрат.
Вакуумное магнетронное распыление — это процесс осаждения из газовой фазы (PVD), при котором высокоэнергетические частицы бомбардируют металлическую мишень в вакууме, вызывая распыление атомов мишени и их осаждение на керамическую поверхность с образованием однородной и плотной металлической пленки.
В зависимости от конкретных требований к изделию, электрод может иметь многослойную структуру, состоящую из адгезионного слоя Ti или NiCr в сочетании с проводящим слоем Cu или Ag, при этом общая толщина пленки контролируется на уровне приблизительно 6–7 мкм. По сравнению с обычной толщиной серебряного слоя около 20 мкм, такой подход позволяет уменьшить ненужную толщину серебряного слоя и расход драгоценных металлов, тем самым снижая материальные затраты при крупномасштабном производстве.
Процесс вакуумного нанесения покрытия можно оптимизировать, включив в него очистку и загрузку, вакуумное осаждение и контроль качества, сократив такие этапы, как выжигание связующего вещества, высокотемпературный обжиг и многократную обработку влажными химическими веществами. В сочетании с точным контролем толщины пленки и специальными маскирующими приспособлениями этот процесс позволяет улучшить однородность осажденных пленок на верхней и нижней поверхностях, сохраняя при этом электрическую изоляцию боковых поверхностей.
4. Решение для металлизации электронной керамики серебром от компании Zhenhua Vacuum.
Производственная линия по металлизации электронной керамики серебром от компании Zhenhua Vacuum может быть сконфигурирована с использованием покрытий из Ti, NiCr, Cu, Ag и других материалов в соответствии с технологическими требованиями заказчика. Многослойное нанесение металлических покрытий на верхнюю и нижнюю поверхности керамических компонентов возможно в течение одного вакуумного цикла, обеспечивая высокопроизводительное вакуумное нанесение покрытий для металлизации электродов варисторов, терморезисторов, керамических конденсаторов и других электронных керамических компонентов.
Преимущества оборудования
1. Передовые технологические процессы
В системе используется технология вакуумного магнетронного распыления для металлизации электронных керамических электродов. Соответствующие технологии защищены патентами на изобретения, что обеспечивает точное осаждение электродов и улучшенную стабильность от партии к партии.
2. Преимущества в производительности и стоимости
Благодаря многослойной пленочной архитектуре и точному контролю толщины пленки, этот процесс позволяет удовлетворить требованиям к прочности сцепления, электропроводности и паяемости, одновременно снижая расход серебра и упрощая этапы производства, что, в свою очередь, снижает производственные затраты при крупномасштабном производстве.
3. Обширный инженерный опыт
Обладая более чем 30-летним опытом работы в отрасли вакуумного напыления, компания Zhenhua Vacuum создала профессиональные технологические лаборатории и инженерные группы, способные оказывать техническую поддержку на протяжении всего процесса, от разработки технологии и проверки образцов до опытно-промышленного и серийного производства.
4. Индивидуальные решения и конфиденциальность
Оборудование и технологические решения могут быть адаптированы под требования заказчика к техническим характеристикам продукции, производственным мощностям и многослойным покрытиям. Компания Zhenhua Vacuum также обеспечивает строгую защиту интеллектуальной собственности и технической документации заказчика.
Приложения
Данное оборудование позволяет наносить пленки из Ti, NiCr, Cu, Ag и других металлов, что делает его пригодным для металлизации электродов электронных керамических компонентов, таких как варисторы, терморезисторы и керамические конденсаторы. Технология также может быть расширена для применения в керамических подложках и керамических корпусах светодиодов.
5. Заключение
На фоне постоянно высоких цен на серебро и все более строгих требований к стабильности и надежности в производстве электронных компонентов вакуумное магнетронное распыление представляет собой эффективное решение для металлизации электронной керамики. Благодаря своим преимуществам в уменьшении толщины пленки, равномерном осаждении и точном контроле толщины, этот процесс предлагает практичный подход к балансу между качеством покрытия, эффективностью производства и стоимостью материалов.
Компания Zhenhua Vacuum продолжит оптимизировать оборудование, процессы нанесения покрытий и системы автоматизации в соответствии с требованиями к металлизации электронных керамических изделий серебром, предоставляя клиентам техническую поддержку на протяжении всего производственного цикла, от проверки исследовательских разработок и опытно-конструкторского производства до крупномасштабного производства.
Эта статья была опубликована производитель оборудования для вакуумного напыления Вакуум Чжэньхуа
Дата публикации: 14 августа 2026 г.