Formning av keramiska kretskortssubstrat: De mest använda metoderna

I det här blogginlägget kommer vi att titta på de vanligaste metoderna som används för att forma substrat för keramiska kretskort.

Formning av keramiska kretskortssubstrat är en viktig process vid tillverkning av elektronisk utrustning. Keramiska substrat har utmärkt termisk stabilitet, hög mekanisk hållfasthet och låg termisk expansion, vilket gör dem idealiska för applikationer som kraftelektronik, LED-teknik och fordonselektronik.

1. Gjutning:

Gjutning är en av de mest använda metoderna för att forma keramiska kretskortssubstrat. Det innebär att man använder en hydraulisk press för att komprimera keramiskt pulver till en förutbestämd form. Pulvret blandas först med bindemedel och andra tillsatser för att förbättra dess flyt och plasticitet. Blandningen hälls sedan i formhåligheten och tryck appliceras för att kompaktera pulvret. Den resulterande presskroppen sintras sedan vid höga temperaturer för att avlägsna bindemedlet och smälta samman de keramiska partiklarna för att bilda ett fast substrat.

2. Casting:

Tejpgjutning är en annan populär metod för formning av keramiska kretskortssubstrat, speciellt för tunna och flexibla substrat. I denna metod sprids en slurry av keramiskt pulver och lösningsmedel på en plan yta, såsom en plastfilm. En schaber eller rulle används sedan för att kontrollera slammets tjocklek. Lösningsmedlet avdunstar och lämnar en tunn grön tejp som sedan kan skäras till önskad form. Den gröna tejpen sintras sedan för att avlägsna eventuellt kvarvarande lösningsmedel och bindemedel, vilket resulterar i ett tätt keramiskt substrat.

3. Formsprutning:

Formsprutning används vanligtvis för att gjuta plastdelar, men den kan också användas för keramiska kretskortssubstrat. Metoden går ut på att injicera keramiskt pulver blandat med ett bindemedel i formhålan under högt tryck. Formen upphettas sedan för att avlägsna bindemedlet, och den resulterande gröna kroppen sintras för att erhålla det slutliga keramiska substratet. Formsprutning erbjuder fördelarna med snabb produktionshastighet, komplexa detaljgeometrier och utmärkt dimensionell noggrannhet.

4. Extrudering:

Extrudering används huvudsakligen för att bilda keramiska kretskortssubstrat med komplexa tvärsnittsformer, såsom rör eller cylindrar. Processen innebär att man tvingar en mjukgjord keramisk slurry genom en form med önskad form. Pastan skärs sedan i önskade längder och torkas för att avlägsna eventuell kvarvarande fukt eller lösningsmedel. De torkade gröna delarna bränns sedan för att erhålla det slutliga keramiska substratet. Extrudering möjliggör kontinuerlig produktion av substrat med konsekventa dimensioner.

5. 3D-utskrift:

Med tillkomsten av additiv tillverkningsteknik blir 3D-utskrift en gångbar metod för att forma keramiska kretskortssubstrat. I keramisk 3D-utskrift blandas keramiskt pulver med ett bindemedel för att bilda en utskrivbar pasta. Uppslamningen avsätts sedan lager för lager, enligt en datorgenererad design. Efter utskrift sintras de gröna delarna för att avlägsna bindemedlet och smälta samman de keramiska partiklarna till ett fast substrat. 3D-utskrift erbjuder stor designflexibilitet och kan producera komplexa och skräddarsydda substrat.

Kort sagt

Gjutningen av keramiska kretskortssubstrat kan slutföras med olika metoder såsom gjutning, tejpgjutning, formsprutning, extrudering och 3D-utskrift. Varje metod har sina fördelar och valet baseras på faktorer som önskad form, genomströmning, komplexitet och kostnad. Valet av formningsmetod bestämmer i slutändan kvaliteten och prestandan hos det keramiska substratet, vilket gör det till ett kritiskt steg i tillverkningsprocessen för elektroniska enheter.