Варистори, термістори та керамічні конденсатори широко використовуються в побутовій техніці, споживчій електроніці, енергетичному обладнанні, транспортних засобах на нових джерелах енергії, комунікаційному обладнанні та промислових системах керування, де вони в основному виконують такі функції, як захист ланцюгів, вимірювання температури, накопичення енергії та фільтрація.
Функціональні властивості електронної кераміки головним чином визначаються складом матеріалу, системами легування та процесами спікання. Кераміка на основі оксиду цинку (ZnO) проявляє варисторні характеристики і тому використовується у виробництві варисторів, де вона відводить імпульсний струм при виникненні перехідної перенапруги. Деякі матеріали на основі оксидної кераміки та титанату барію можна використовувати для виготовлення термісторів, тоді як діелектрична кераміка, така як титанат барію та титанат кальцію, широко використовується в керамічних конденсаторах.
Хоча ці матеріали набувають відповідних варисторних, терморезисторних або діелектричних властивостей після формування та спікання, вони залишаються функціональними керамічними тілами і поки що не можуть бути безпосередньо інтегровані в електричні схеми. Щоб стати електронними компонентами, які можна монтувати на друкованих платах, на їх верхній та нижній поверхнях необхідно сформувати срібні електроди. Тому формування срібних електродів є критичним процесом у виробництві електронних керамічних компонентів.
1. Чому електронна кераміка потребує покриття срібними електродами?
Покриття срібними електродами для електронної кераміки передбачає формування провідних електродів на верхній та нижній поверхнях керамічної підкладки, що забезпечує стабільний металевий інтерфейс для прикладання напруги, провідності струму та приєднання виводів. Після формування електродів керамічні тіла зазвичай проходять з'єднання виводів, герметизацію та електричні випробування, перш ніж їх збирати в готові варистори, термістори або керамічні конденсатори.
Електронні керамічні електроди зазвичай мають багатошарову металізовану структуру. Ti або NiCr можуть бути використані як адгезійний шар для посилення міжфазного зв'язку між покриттям та керамічною підкладкою, тоді як Cu або Ag можуть бути нанесені як верхній провідний шар для задоволення вимог до електропровідності та паяльності.
У більшості випадків металізовані лише верхня та нижня поверхні електронної кераміки, тоді як бічні поверхні повинні залишатися електрично ізольованими. Неоднорідна товщина плівки, отвори або локалізовані пропуски покриття можуть призвести до нестабільного контактного опору, поганої паяльності та відхилень електричних характеристик. Покриття на бічних поверхнях також може електрично з'єднувати верхній та нижній електроди, тоді як недостатня міцність адгезії може призвести до розшарування плівки. Тому срібне покриття електродів для електронної кераміки повинно досягати балансу між однорідністю товщини плівки, щільністю плівки, міцністю адгезії та точним контролем площі осадження.
2. Проблеми витрат на матеріали та процес традиційної металізації срібла
У деяких електронних керамічних виробах для формування срібних електродів використовується шовкотрафаретний друк срібною пастою з подальшим випалюванням або мокре хімічне сріблення. Типова товщина шару срібла становить приблизно 20 мкм, хоча фактична товщина визначається конкретними вимогами до продукту та процесу. Шовкотрафаретний друк срібною пастою та випалювання зазвичай включають очищення поверхні, шовкотрафаретний друк, вирівнювання та сушіння, випалювання та перевірку. Мокре хімічне сріблення зазвичай включає попередню обробку, сенсибілізацію та активацію, хімічне сріблення, промивання, сушіння та перевірку.
З 2026 року ціни на срібло значно зросли та залишаються на підвищеному рівні, що ще більше посилює вплив вартості срібного матеріалу на виробництво керамічних електродів для електронних систем. Відносно товсті шари срібла, що утворюються в результаті традиційного друку та випалювання срібної пасти або мокрого сріблення, можуть призвести до значного споживання срібла. У великосерійному виробництві це безпосередньо збільшує вартість матеріалу на один компонент.
Крім того, етапи сушіння та високотемпературного випалу, необхідні для друку срібною пастою, а також етапи попередньої обробки, сенсибілізації та активації, промивання та сушіння, що використовуються для мокрого сріблення, ще більше збільшують споживання енергії, час виконання виробництва та витрати на управління процесом.
3. Вакуумне магнетронне розпилення для балансування продуктивності плівки та контролю витрат
Вакуумне магнетронне розпилення – це процес PVD, в якому високоенергетичні частинки бомбардують металеву мішень у вакуумі, що призводить до розпилення атомів мішені та їх осадження на керамічній поверхні з утворенням однорідної та щільної металевої плівки.
Відповідно до конкретних вимог до продукту, електрод може мати багатошарову структуру, що складається з адгезійного шару Ti або NiCr у поєднанні з провідним шаром Cu або Ag, із загальною товщиною плівки, що контролюється приблизно на рівні 6–7 мкм. Порівняно зі звичайною товщиною шару срібла приблизно 20 мкм, цей підхід може зменшити непотрібну товщину срібла та витрату дорогоцінних металів, тим самим знижуючи витрати матеріалів у великосерійному виробництві.
Процес вакуумного покриття можна спростити, включивши до нього очищення та завантаження, вакуумне осадження та перевірку, що скоротить кількість етапів процесу, таких як вигоряння сполучного матеріалу, високотемпературний випал та багаторазова обробка вологим хімічним способом. У поєднанні з точним контролем товщини плівки та спеціальними маскувальними пристроями, цей процес може покращити консистенцію нанесених плівок на верхній та нижній поверхнях, зберігаючи при цьому електрично ізольовані бічні поверхні.
4. Рішення для металізації срібла від Zhenhua Vacuum для електронної кераміки
Виробнича лінія для металізації електронних керамічних срібних компонентів компанії Zhenhua Vacuum може бути налаштована з використанням Ti, NiCr, Cu, Ag та інших покривних матеріалів відповідно до вимог технологічного процесу замовника. Кілька металевих шарів можуть бути нанесені на верхню та нижню поверхні керамічних компонентів протягом одного вакуумного циклу, забезпечуючи високопродуктивне вакуумне покриття для металізації електродів варисторів, термісторів, керамічних конденсаторів та інших електронних керамічних компонентів.
Переваги обладнання
1. Передова технологія обробки
Система використовує технологію вакуумного магнетронного напилення для металізації електронних керамічних електродів. Відповідні технології захищені власними патентами на винаходи, що забезпечує точне напилення електродів та покращену стабільність між партіями.
2. Переваги в продуктивності та вартості
Завдяки багатошаровій архітектурі плівки та точному контролю товщини плівки, процес може задовольнити вимоги до адгезійної міцності, електропровідності та паяності, одночасно зменшуючи споживання срібла та спрощуючи етапи виробництва, тим самим знижуючи виробничі витрати у великосерійному виробництві.
3. Великий інженерний досвід
Маючи понад 30 років досвіду в галузі вакуумного покриття, компанія Zhenhua Vacuum створила професійні технологічні лабораторії та інженерні команди, здатні надавати технічну підтримку протягом усього процесу, від розробки процесу та валідації зразків до пілотного та масового виробництва.
4. Індивідуальні рішення та конфіденційність
Обладнання та технологічні рішення можуть бути налаштовані відповідно до специфікацій продукту замовника, виробничих потужностей та вимог до багатошарового покриття. Zhenhua Vacuum також суворо захищає інтелектуальну власність та технічну документацію замовника.
Застосування
Обладнання може наносити плівки Ti, NiCr, Cu, Ag та інші металеві матеріали, що робить його придатним для металізації електродів електронних керамічних компонентів, таких як варистори, термістори та керамічні конденсатори. Технологію також можна поширити на такі застосування, як керамічні підкладки та керамічні корпуси світлодіодів.
5. Висновок
На тлі постійно високих цін на срібло та дедалі суворіших вимог до стабільності та надійності у виробництві електронних компонентів, вакуумне магнетронне напилення забезпечує ефективне рішення для металізації електронної кераміки. Завдяки своїм перевагам у зменшенні товщини плівки, рівномірному осадженні та точному контролі товщини, цей процес пропонує практичний підхід до балансування продуктивності покриття, ефективності виробництва та вартості матеріалів.
Компанія Zhenhua Vacuum продовжуватиме оптимізувати обладнання, процеси нанесення покриттів та системи автоматизації відповідно до вимог електронної керамічної металізації срібла, надаючи клієнтам технічну підтримку протягом усього виробничого циклу, від валідації досліджень і розробок та пілотного виробництва до великомасштабного виробництва.
-Цю статтю опублікував виробник обладнання для вакуумного покриття Вакуум Чженьхуа
Час публікації: 14 серпня 2026 р.