مع زيادة القوة لرقائق أشباه الموصلات ، أصبح اتجاه تطوير الوزن الخفيف والتكامل العالي أكثر وضوحًا ، وأصبحت أهمية تبديد الحرارة حالة مهمة ، مما يضع بلا شك متطلبات أكثر صرامة لمواد تبديد الحرارة. كمواد جديدة لتبديد الحرارة مع الموصلية الحرارية العالية ، فإن السيراميك له توصيل حراري عالي ، عزل ، مقاومة للحرارة ، القوة الميكانيكية ومعامل التمدد الحراري الذي يتوافق مع الشريحة ، وله مزايا بارزة في مجال التغليف الإلكترونية عالية الطاقة وتبديد الحرارة. يعد المعادن السطحية السيراميك رابطًا مهمًا للتطبيق العملي لركائز السيراميك في مجال التغليف الإلكتروني للطاقة ، وستؤثر جودة طبقة المعادن بشكل مباشر على موثوقية وخدمة المكونات الإلكترونية للطاقة.

1 الوضع الحالي

1.1 آلية المعادن

تختلف البنية المجهرية داخل السيراميك تمامًا عن تلك الموجودة في المعدن ، ومن الصعب على الاثنين أن يتفاعلوا ، مما يجعل من الصعب على المعدن تشكيل ترطيب فعال على سطح السيراميك ؛ في الوقت نفسه ، ليس من السهل الانتشار المعدن بفعالية على سطح السيراميك ، ويصعب على الاثنين محل محلول صلب ؛ يختلف معامل التمدد الحراري والموصلية الحرارية للمادتين عن معامل السيراميك ، مما يؤدي إلى إجهاد متبقي كبير على سطح المفصل للمادة أثناء عملية المعادن. لذلك ، عندما يكون سطح السيراميك معدني ، أصبحت طبقة الانتقال في الواجهة بين الاثنين محورًا لمختلف الشركات المصنعة.

حاليا ، الطرق الرئيسية:

أ. يحتوي العنصر النشط على آلية ترابط قوية مع ذرات الطبقات الخزفية والموصلة ، على التوالي.

ب. عدة أنواع من الوظائف الشاغرة في طبقة الانتقال وآلية التفاعل للإلكترونات.

ج. آلية الترحيل للمرحلة الزجاجية تحت القوة الشعرية ، وخاصة طريقة MO/MN

د. آلية حل الذرة المعدنية ، العملية المجسدة حاليًا ، مغلفة بطبقة فضية على سطح السيراميك AL2O3 عن طريق طباعة الشاشة.

1.2 الهيكل التنظيمي

يركز البحث الحالي بشكل أساسي على استخدام طرق المعادن المختلفة لدراسة العلاقة بين البنية المجهرية لطبقة الانتقال والخصائص الفيزيائية لطبقة المعادن تحت معلمات العملية المحددة. من خلال البحث ، وجد أن طبقة الانتقال تتكون عادةً من طبقة تفاعل ، وميسوفاس ، والبنية الانصهار والمركبات بين الممتلكات ، وما إلى ذلك. ثابت كهربائي ، موثوقية ، إلخ)

1.3 الخصائص الفيزيائية

الخصائص الفيزيائية الموثوقة هي شرط أساسي للسيراميك المعدني لتكون موصلة حرارياً في المكونات الإلكترونية للطاقة. في الوقت الحاضر ، يتضمن البحث عن الخصائص الفيزيائية لطبقات المعادن الجوانب التالية بشكل أساسي:

1) قوة الشد (قوة الترابط أو قوة الالتصاق من الأجزاء المعدنية والأجزاء الخزفية ؛

2) الاستقرار الحراري ، ومقاومة العزل الكهربائي والأسطح بعد المعادن

3) الخواص الكهربائية للأجهزة الإلكترونية (معامل غير خطير ، جهد فردي ، تيار التسرب) والخصائص الميكانيكية ، إلخ.

1.4 التكنولوجيا والطريقة الجديدة

مع زيادة التطبيق للركيزة الخزفية ، تم تطوير تقنية المعادن بشكل أكبر ، وظهرت طرق جديدة مختلفة كما تتطلب الأوقات ، مثل طلاء الألمنيوم الساخن ، الطلاء بالكهرباء ، طلاء الاهتزاز وما إلى ذلك. في السنوات الأخيرة ، في ضوء عيوب درجة حرارة التشغيل المرتفعة ، والعملية المعقدة ، والدورة الطويلة ، والتكلفة العالية ، والتلوث البيئي الكبير في عمليات المعادن التقليدية ، ظهرت بعض المفاهيم الجديدة لطرق المعادن الخضراء ، مثل استخدام بنادق الرش لإبعاد المعادن الجسيمات وجعل المعدن تصطدم الجزيئات مع سطح السيراميك بسرعة عالية ، وبالتالي نقل الطاقة الحركية إلى

توفر حرارة التكوين الطاقة اللازمة لمجموعة من المعادن والسيراميك ، وأخيراً تدرك المعادن على سطح السيراميك ، أو باستخدام معدات تصحيح اللقطة المدعومة بالموجات فوق الصوتية ، يتم استخلاص طبقة من مسحوق Cu-Ni-W مسبقًا على سطح AL2O3 ، ثم يتم إجراء تسديدة. أخيرًا ، تتشكل طبقة معدنية مركبة CU-NI-W مع قوة ترابط جيدة على سطح السيراميك وما إلى ذلك.

2 اتجاه التنمية

أدى التطبيق على نطاق واسع للمكونات الإلكترونية للطاقة إلى ظهور السيراميك كعملية جيدة للمعادن للمواد. مع التطور السريع للتكنولوجيا الإلكترونية ، قام الباحثون أيضًا بتعمق أبحاثهم حول المعادن السطحية للسيراميك. كما ذكر أعلاه ، يركز البحث الحالي حول المعادن السيرامية بشكل أساسي على الخصائص الفيزيائية والبنية المجهرية وآلية المعادن والتكنولوجيا الجديدة والتطبيق.

في الوقت الحاضر ، هناك طريقتان رئيسيتان لتحقيق العلاقة بين السيراميك والمعادن. تتمثل إحدى الطرق في توصيل الاثنين في الحالة الصلبة ، مثل ترسب النحاس المباشر ، وترسب الألمنيوم المباشر ، وطريقة الفيلم السميك وما إلى ذلك. ومع ذلك ، اتضح أنه لا توجد العديد من المعادن التي يمكن دمجها مباشرة مع خزف معين ، وغالبًا ما يكون من الضروري إدخال عناصر أخرى في الواجهة بين الاثنين أو لتحقيق الترابط في ظل ظروف قاسية للغاية. هناك طريقة أخرى تتمثل في تشكيل فيلم معدني أولاً على سطح السيراميك كطبقة انتقالية لتغيير مورفولوجيا السطح والبنية المجهرية للسيراميك للتحضير للمعادن النهائية لسطح السيراميك ، مثل ترسب البخار المادي ، وانتظار ترسخ البخار الكيميائي. يتمثل جوهر الطريقة أعلاه في إدراك مزيج من السيراميك والمعادن عن طريق وضع معلمات العملية والتحكم في مختلف الظروف التجريبية لزيادة قابلية تبلل المعدن إلى سطح السيراميك. على الرغم من أن هاتين الطريقتين تفي بالتطبيق العملي للمكونات الإلكترونية للطاقة إلى حد كبير ، إلا أنهما يعانيان من أوجه القصور التي لا يمكن تجاهلها. غالبًا ما يكون لعملية المعادن التقليدية متطلبات عالية على درجة حرارة التشغيل ، وتكون العملية معقدة ، وأحيانًا حتى تحت حماية الفراغ أو الغاز الخامل.

لا يمكن إكمالها إلا في ظل الحماية ، مما يجعل عملية المعادن أكثر استهلاكًا للوقت وزيادة التكلفة بشكل كبير. وفي عملية الإنتاج الفعلية ، سيتم إنتاج كمية كبيرة من المواد الضارة ، والتي لا تؤدي إلى حماية البيئة. بالإضافة إلى ذلك ، ستشكل هاتان الطريقتان أيضًا إجهادًا كبيرًا على سطح الترابط للمعدن والسيراميك ، والذي من السهل التسبب في تكسير الواجهة ، وحتى تشكل الكوارث الصغيرة على سطح السيراميك. لذلك ، فإن استكشاف وابتكار التقنيات الجديدة وأساليب المعادن السيراميك سيكون اتجاهًا بحثيًا مهمًا آخر للمعادن السيراميك.