Cerámica metalizada de precisión: el material central para conexiones y rodamientos en la fabricación de -alta gama

La cerámica metalizada de precisión es un material compuesto-de alta gama que integra las propiedades aislantes de la cerámica con las funciones conductoras/conectivas de los metales. Mediante procesos de metalización especiales, se forma una capa de metal de alta-precisión (como tungsteno, molibdeno, cobre, plata, etc.) en la superficie o dentro del sustrato cerámico. Sus principales ventajas radican en combinar la resistencia a altas temperaturas de la cerámica (hasta 1600 grados), la resistencia a la corrosión, el alto aislamiento y el bajo coeficiente de expansión térmica con la excelente conductividad eléctrica, conductividad térmica y conectividad mecánica de los metales. Esto resuelve los problemas de la industria de que las cerámicas tradicionales son "difíciles de conectar" y los metales son "propensos a desgastarse", lo que hace que el mecanizado de precisión de piezas de cerámica de alúmina sea un componente central indispensable en la industria aeroespacial, la energía electrónica, las nuevas energías, los equipos de alta-gama y otros campos.
En comparación con la cerámica metalizada ordinaria, la "precisión" se refleja en tres dimensiones principales: tolerancia del espesor de la capa metálica inferior o igual a ±0,01 mm, precisión del circuito metálico que alcanza el nivel de micras y resistencia de la unión del metal cerámico-mayor o igual a 200 MPa, que puede cumplir con los estrictos requisitos de los equipos-de alta gama en cuanto a confiabilidad e integración.

El proceso de metalización es el núcleo técnico de la cerámica metalizada con alúmina. Debe seleccionarse según los materiales cerámicos (alúmina, circonio, nitruro de aluminio, etc.) y los escenarios de aplicación. Los procesos principales incluyen:​
Soldadura metálica activa (AMB): alta resistencia de unión y conductividad térmica
Al añadir metales activos como el titanio y el circonio, se consigue un enlace químico entre el metal y la cerámica a altas temperaturas. La cerámica de alúmina metalizada para componentes eléctricos presenta una alta resistencia de unión y una buena conductividad térmica, adecuada para módulos IGBT de alta-potencia y sistemas de control electrónico de vehículos de nueva energía.
Metalización de película-gruesa: proceso flexible y coste moderado​
Tubos aislantes de cerámica metalizada La pasta metálica de la pieza de cerámica metalizada (paladio de plata-, pasta de oro, etc.) se imprime en la superficie cerámica y se sinteriza a alta temperatura para formar una capa de metal. Con un proceso flexible y un costo moderado, es adecuado para sensores y componentes de embalaje electrónico.
Metalización-de película delgada: alta precisión de circuito y superficie plana
Para preparar películas metálicas a escala nano- se utilizan tecnologías físicas de deposición de vapor, como la pulverización catódica y la evaporación. La cerámica metalizada para componentes eléctricos tiene una alta precisión de circuito (ancho de línea menor o igual a 50 μm) y buena planitud de superficie, utilizada en dispositivos microelectrónicos y módulos de comunicación óptica.
Cobre adherido directamente (DBC): capa de cobre uniforme y excelente disipación de calor
La lámina de cobre se une directamente al sustrato cerámico a alta temperatura y presión. La carcasa de cerámica metalizada para semiconductores de potencia tiene un espesor de capa de cobre uniforme y una excelente eficiencia de disipación de calor, ampliamente utilizada en sustratos de disipación de calor de dispositivos electrónicos de potencia.

El diseño estructural de los componentes cerámicos metalizados de alta-resistencia debe equilibrar el rendimiento y los requisitos de instalación. Los tipos estructurales comunes incluyen:
Estructura metalizada de un solo-lado/doble-lado: escenarios conductores y conectivos simples
Adecuado para escenarios de conducción y conexión simples, como soportes de aislamiento y bloques de terminales. La ilustración del mecanizado de precisión de piezas cerámicas de alúmina puede mostrar la estructura en capas del "sustrato cerámico + capa metálica".
Estructura metalizada multi-capa: integración de circuitos complejos
A través de la combinación de cerámica metalizada de alúmina de circuitos metálicos multi-capas y sustratos cerámicos, se logra una integración de circuitos complejos, como sustratos de cableado multi-capas, adaptándose a envases electrónicos de alta-densidad.
Estructura metalizada de forma-especial: personalizada para espacios de instalación especiales​
Diseñado para espacios de instalación especiales, como cerámicas metalizadas curvas y escalonadas, Cerámicas de Alúmina Metalizada para Componentes Eléctricos utilizadas en componentes personalizados de equipos aeroespaciales. La ilustración puede presentar el enlace de procesamiento con forma especial-en el proceso de producción.

Con su combinación de rendimiento única, los tubos aislantes de cerámica metalizada que metalizan la pieza de cerámica se han integrado profundamente en múltiples campos de fabricación de alto nivel-:
Campo de energía electrónico: solución de problemas de aislamiento y disipación de calor
Como sustratos de embalaje y componentes de disipación de calor para dispositivos de potencia como IGBT y MOSFET, la cerámica metalizada para componentes eléctricos resuelve los problemas de disipación de calor y aislamiento de equipos de alta-potencia.
Nuevo campo energético: resistir ambientes extremos
Utilizadas en placas bipolares de pilas de combustible de hidrógeno y módulos de potencia de pilas de carga, las carcasas de cerámica metalizada para semiconductores de potencia pueden soportar temperaturas altas y bajas y entornos corrosivos.
Campo aeroespacial: operación estable en condiciones extremas
Adaptables a equipos de comunicación satelital y sensores de motores, los componentes cerámicos metalizados de alta-resistencia funcionan de manera estable en temperaturas extremas (-60 grados ~1200 grados) y ambientes de vacío.
Campo de equipos médicos: biocompatibilidad y transmisión de señales de alta-precisión
Como material central de las sondas ultrasónicas médicas y los componentes de los endoscopios, el mecanizado de precisión de piezas cerámicas de alúmina tiene funciones de transmisión de señales de alta-precisión y biocompatibilidad.
Campo de la optoelectrónica: conversión de señal eficiente
Utilizada en empaques de diodos láser y conectores de fibra óptica, la cerámica metalizada de alúmina realiza una conversión eficiente entre señales ópticas y eléctricas.

Con el desarrollo de la fabricación de -alta gama hacia la miniaturización, alta potencia y larga vida útil, las tendencias técnicas de la cerámica de alúmina metalizada para componentes eléctricos se han vuelto cada vez más claras: en primer lugar, una mayor integración, integrando la metalización multi-capa con la tecnología de embalaje 3D para lograr una "integración multifuncional-"; en segundo lugar, un mejor rendimiento, desarrollando nuevos sustratos cerámicos y sistemas de metalización con alta resistencia a la temperatura y alta conductividad térmica para cumplir con los altos-requisitos de energía de 5G, nuevas energías y otros campos; En tercer lugar, la fabricación ecológica, optimizando los procesos de sinterización para reducir el consumo de energía y las emisiones contaminantes. En el futuro,Cerámica metalizada de precisiónse convertirá en la "fuerza principal" de los materiales principales para -equipos de alta gama, promoviendo la mejora de la fabricación a una mayor calidad.