Í nútíma rafeindaiðnaði, sérstaklega í há-afl, há-tíðni og há-hitanotkun, hafa keramik hringrásarplötur orðið ómissandi kjarnaefni vegna framúrskarandi hitaleiðni, einangrunar og efnafræðilegs stöðugleika. Allt frá geimferðum til lækningatækja, frá LED lýsingu til nýrra orkutækja, á bak við frábæra frammistöðu þeirra liggur nákvæmt og strangt framleiðsluferli. Þessi grein mun kerfisbundið greina ferð keramik hringrásarplötur frá "dufti" til "fullunnin vöru."
Skref 1: Undirbúningur undirlags – „móta“ keramikduft
Ferlið hefst með undirbúningi keramik undirlagsins. Algengt notuð keramikefni eru súrál, álnítríð og berylliumoxíð. Í fyrsta lagi er há- ofurfínu keramikdufti blandað saman við lífræn bindiefni, mýkiefni o.s.frv., til að mynda einsleita slurry. Síðan er það mótað með einni af eftirfarandi þremur almennum tækni:
Cast Casting: Þetta er algengasta tæknin. Grindunni er dreift í nákvæmlega þykka, einsleita filmu á hreyfanlegt undirlag með því að nota rakablað og síðan þurrkað til að mynda grænt keramikband. Þessi aðferð er hentug til að framleiða stórt-svæði, þunnt undirlag.
Þurrpressun: Keramikduft er fyllt í mót og pressað í form undir miklum þrýstingi. Þessi aðferð er mjög skilvirk og hentug til að framleiða undirlag með reglulegum lögun og stórum þykktum.
Ísótrópísk pressun: Ísótrópísk háþrýstingur er beitt á duft sem er hjúpað í sveigjanlegt mót, sem leiðir til græns líkama með meiri þéttleika, einsleitari uppbyggingu og yfirburða frammistöðu.
Græni líkaminn sem myndast er kallaður "grænt keramik". Á þessu stigi er styrkur þess tiltölulega lítill, sem gerir það auðvelt að véla, bora göt eða skera.
Skref tvö: Í gegnum-málmvinnslu á holum-Búa til þrívíddar „brú“
Til að ná raftengingum á milli mismunandi laga þarf að bora í gegnum-göt í græna keramikplötuna og síðan málma og fylla. Þetta skref er mikilvægt:
Boranir: Með því að nota vélrænar nákvæmnisboranir eða leysir myndast örsmá gegnum-göt í græna keramikplötunni. Laserborun býður upp á meiri nákvæmni og hentar sérstaklega vel fyrir há-þéttleika samtengingarborða.
Formeðferð og fylling á holuveggjum: Eftir að hafa hreinsað og virkjað holuveggina er leiðandi deig (venjulega wolfram eða mólýbden-manganmauk) fyllt í götin með skjáprentun eða lofttæmifyllingartækni til að mynda leiðandi rásir.
Skref 3: Hringrásarprentun – Teikning rafrænu „æðanna“
Hringrásarmynstrið er myndað með þykkri-filmuprentunartækni. Fínn skjár eða gríma er búin til úr hönnuðu hringrásarmynstri og málmpasta (eins og gull, silfur, palladíum eða silfur) er prentað á yfirborð græna keramikplötunnar. Deigið festist við undirlagið í gegnum mynstrið á skjánum og útlistar brautir leiðaranna nákvæmlega. Fyrir enn fínni hringrásir er hægt að nota þunnt-filmuferli (eins og sputtering eða rafhúðun).
Skref 4: Lagskipting og sam-kveikja – sublimation með há-hitasamruna
Fyrir fjöllaga keramik hringrásarplötur þurfa prentuðu hringrásarlögin af grænum keramikplötum að vera nákvæmlega samræmd og staflað, síðan lagskipt undir háum hita og þrýstingi til að tengja þau þétt saman í eina einingu.
Í kjölfarið hefst mikilvægasta skrefið í öllu ferlinu – sam-kveikja. Lagskiptu græna bolurinn er settur í há-hitunarofn og hertur undir vandlega stýrðu hitastigi (venjulega yfir 1500 gráður) og verndandi andrúmslofti (eins og vetni eða köfnunarefni). Tvær meginbreytingar eiga sér stað á þessu ferli:
Fjarlæging lífrænna efna og brennsla: Lífræn efni eins og bindiefni innan græna líkamans eru alveg niðurbrotin og rokgjörn.
Keramikþétting og málmsintun: Keramikagnir sameinast við háan hita, skreppa saman og mynda þétt, hart undirlag; samtímis herða agnir í málmgrindinni saman og tengjast keramikfylkiinu og mynda há-leiðandi rafrásir.
Árangur sam-brennsluferlisins ákvarðar beinlínis vélrænan styrk, hitaleiðni og rafeiginleika lokaafurðarinnar.
Skref 5: Eftir-vinnsla og yfirborðsmeðferð – frágangur og „vernd“
Hertu undirlagið krefst samt röð eftir-vinnsluþrepa:
Formskurður: Með því að nota leysisskurð eða teningavél er stórum hertu borðum skipt í einstakar hringrásareiningar.
Yfirborðsmeðferð: Til að bæta lóðahæfni og oxunarþol er yfirborðsmeðferð beitt á óvarinn málmrásir, svo sem raflausan nikkel/gullhúðun, rafhúðun nikkel/gullhúðun eða OSP (Optical Sterilization Preservative) meðferð.
Skoðun og prófun: Að lokum tryggir röð strangra gæðaeftirlitsferla, þar á meðal sjálfvirka sjónræna skoðun, röntgenskoðun og rafmagnsprófun, að hver keramik hringrás uppfylli hönnunarforskriftir og áreiðanleikakröfur.
Niðurstaða
Framleiðsla á keramik hringrásum er háþróuð list sem samþættir efnisfræði, nákvæmni vélfræði og varmaverkfræði. Allt frá míkron-dufti til hringrásarborðsins sem hefur öfluga eiginleika, hvert skref ferlisins krefst nákvæmrar athygli að smáatriðum. Það er þetta flókna og þroskaða ferli sem veitir keramik hringrásarborðum óvenjulega gæði stöðugrar notkunar í erfiðu umhverfi, sem styður hljóðlega hraðri þróun nútímatækni.